污水处理厂污泥制低热值无烟煤合成

摘要

污水处理厂污泥制低热值无烟煤合成，是将污泥制低热值无烟煤专用催化剂N737S按重量比100∶0.5‑40，添加到污水处理厂产生的湿有机污泥中进行混合后，投加到反应釜中，控制从0‑580度3‑8小时左右，添加氧气、氮气或混合气，压力0.1到≤160MP，通过有机化、无机化反应，将污泥里面的可溶性、挥发性有机C化合物，转化成可燃性的固定C化合物，湿泥平均治理成本在30‑80元/t，产品发热量可控制在800‑4500千焦，利用现有的火电厂循环流化床锅炉配煤焚烧发电，尾气经过处理，没有二次污染物超标排放，污泥治理制低热值无烟煤，解决了世界性的污泥污染治理难题，推动了世界文明史进步。

主权项

污水处理厂污泥制低热值无烟煤合成，其特征在于先制造污泥制低热值无烟煤催化剂，包括以下步骤：(1)按以下重量百分比的组份配制混合成污泥制低热值无烟煤催化剂：1.2％～1.5％的10‑30目的钼铁矿石、0.9％～3％的膨润土粉、0.36％～0.8％的20目‑30目磁铁矿石、0.35％～0.5％的1∶1的50％‑98％工业硫酸锶与碳酸锶混合物、0.7％～5％的10‑20目莫来石、0.37％～3％的30％‑98％碳酸镁粉、0.35％～3％的蒙脱石、1.2％～3％的花岗石、0.8％～1％的20‑30目蛇纹石、0.95％～4％的95#汽油与丁烷1∶1混合物、1％～3％的30‑60目大理石、0.38％～0.6％二氧化硅石粉、1％～3％的80目滑石粉、0.39％～1％的30‑60目煤矸石粉、5.2％～7％的1∶1的80％‑98％工业碳酸钠：碳酸氢钠混合物、1.6％～5％高岭土粉、0.4％～5％海泡石粉、3％～5％硫铁矿石粉、0.36％～0.5％的30目‑60目钛铁矿石、1.2％～1.5％硅藻土粉、0.8％～3％铝矾土粉、1％～2％凹凸棒土粉、0.7％～3％磷矿石粉、0.35％～0.39％石墨粉、0.88％～1％的重金属铅、铬、锰、砷、镍、铜总含量≤100ppm的混合稀土废渣、0.39％～0.5％的10％‑30％硅酸钾、0.5％～1％的30％碳酸钾、0.83％～1％的30％‑98％MCl₂、0.01％～0.5％C₆₀巴基球、以上重量配合比例不足的部分用1∶1∶1∶1∶1∶1∶1混匀干燥的黏土+黑土+沙土+红土+白泥+草炭灰渣粉+炉渣粉的一种或几种混合后，按任意比例均匀补充混合；先将所有矿石和粗细粉料混合研磨成250目‑800目细粉，最后按配方比例添加0.95％～4％的1∶1的95#汽油与丁烷混合物搅拌均匀，得到污水处理厂污泥制低热值无烟煤合成的催化剂，申请单位编制为N737S；(2)向N737S专用催化剂中加入10％‑89％的硝酸溶液，在80～120℃常压下进行反应，控制pH＝1～2，反应产生的气体用石墨夹套降膜吸收循环利用；反应完成后再加入0.1％～0.9％的30％‑58％磷酸铁锂溶液搅拌，在100‑120℃下进行反应1‑2h，调节控制pH＝3‑4；反应完成后再滴加98％的硫酸溶液，在120～150℃下进行反应1‑2h，调节控制pH＝5～6；调节反应完成后用氢氧化钠粉末中和至pH＝5.5‑14，然后冷却至室温，将其研磨成80～120目粉末，向研磨好的催化剂中加入聚丙烯酰胺混合均匀，调节催化剂分子量为3‑6万g/mol；(3)将污泥与催化剂的重量份比为100∶0.05～40的城市生活污水处理厂污泥或有机物含量高的各种工业有机污泥及石化污泥，要求原料污泥中总重金属Pb、Ni、Cd、Cr、Cu、As、Mn、Hg每一种含量都在≤10000ppm，与步骤“(2)”处理后的专用催化剂N737S混合均匀，所述污水处理厂湿污泥原料的含水率控制在50％～85％；(4)在利用污泥制低热值无烟煤焚烧发电供热供电或太阳能聚焦蒸汽发电供热供电下，将步骤“(3)”的混合物置于反应釜中，用蒸汽或导热油加热，控制混合物从0℃或从高于0℃的混合物温度，以每1～2小时上升100℃的速度缓慢上升至320℃，在180℃以下，通入氮气从0.1MP以0.1～0.8小时上升0.1MP的速度上升至10MP保压，当反应釜内温度达到240℃，通入50％～60％∶30％～50％的氧气和氮气混合气在1～3小时内增压至15MP，减压放空，再通入70～90％∶10～30％的氢气和氮气混合气在1～2小时内增压至20MP保压升温至320℃；改用电加热，继续保压升温以每1～2小时上升100℃的速度缓慢上升至420℃‑580℃保温停留1～2小时；然后自然降温至390～400℃时减压放空，再通入氮气升压至150～160MP，保持恒压0.5～2小时，自然降至室温减压放空，反应完成制得低热值燃料无烟煤，产品燃烧值在800kj/kg‑3500kj/kg，反应过程中产生的水蒸气经过气体对流水冷却吸收塔夹套石墨降膜吸收冷凝器冷却，通入夹套搪瓷反应釜中降温，以10‑30转/min的转速搅拌下，滴加1％到98％的工业硫酸、硝酸溶液、磷酸、醋酸、柠檬酸、氢硫酸、乳酸、盐酸、高氯酸中的一种或几种混合酸，搅拌反应0.3h‑2h后，使得冷却水的pH值在1到6之间，停止搅拌反应，放置1‑2小时，按水重量的1％到3％，投加石灰粉末或NaOH粉末调节，搅拌使得冷却水的pH＝6‑7，再以每分钟10到20转的速度搅拌下，投加按水的重量的0.15％‑0.3％无水偏硅酸钠粉末，中和反应至混合物的pH值在8到9时停止搅拌，放置沉淀1‑24小时，冷凝水导入人工生物膜吸收水池，在0℃到45℃，经过人工生物膜吸附降解，当检测出水CODcr≤30mg/l、NH₃‑N≤6mg/l、TP≤0.51mg/l、TN≤20mg/l、重金属铅、镉、汞、砷、铬、镍、铜、锰各个含量都要≤0.001mg/l时，出水中投加二氧化氯20ppm‑50ppm或投加10ppm‑60ppm的O₃，常温氧化反应3h到8h后，达标排放到江河湖泊海洋或城市生活污水处理厂处理，连续回收人工生物膜产生的污泥，添加到污水处理厂污泥中混合均匀，制低热值无烟煤。