[发明专利]污泥燃料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及废弃物的处理和资源化利用工艺，特别涉及一种污泥燃料及其制造方法。

背景技术

造纸工业是国民经济中一个重要的组成部份，同时也是一个污染严重的行业。2011年我国造纸工业年产硬化污泥量就超过2000万吨。造纸污泥主要有两种：生物污泥和白泥。生物污泥是在造纸废水处理过程中产生的沉淀物质，主要是细小纤维和无机矿物类物质。白泥来源于碱回收车间白泥回收工段，是苛化反应的产物，主要成分是碳酸钙、苛化过程中加入的过量石灰、残余氢氧化钠、尘埃杂质等，其碱性较强，pH值一般在12～13。由于造纸污泥排放量大，含水率高(>70％)，呈淤泥状，且白泥呈强碱性，因此未经处理的造纸污泥会对环境造成严重影响。

市政污泥也是一种产量巨大的污染物，它是水处理过程中所产生的固态、半固态废物，主要包括污水处理厂污泥、城市排水管道污泥、自来水厂污泥。目前全国每年干污泥产生量高达800万吨，并以每年l5％的速度增长占我国总固体废物的3.2％。市政污泥中有机物含量高，极易腐败并产生恶臭，尤其是初沉淀池的污泥，含有大量病菌、寄生虫卵及病毒，易造成传染病的传播，由于我国污水处理厂的建设往往只注意污水处理达到排放标准，而未对污泥进行处理和处置，这势必造成二次污染，污水处理厂建得越多，污泥导致的二次污染风险也越大。

树皮含有大量纤维素、木质素等，质地坚硬，是造纸企业在纸浆生产过程产生的大量废弃物。由于不能用于造纸，因此长期被弃置于料场，不仅占用的大量场地，而且造成了环境污染。特别是国内造纸企业普遍存在此类问题。

现有技术提供了将污泥（包括造纸污泥）用于制造燃料或肥料的报道，例如将煤、污泥、沸石用于制造燃料块，一些现有技术中还会添加生石灰，此类技术中，煤的用量一般超过一半，成本较高。另外，现有技术也未能提供真正有效的树皮利用途径。文献“林业剩余物制造颗粒成型燃料技术研究”中记载以木屑、树皮等林业剩余物为原料制作燃料，需要辅以高压、加热等手段，同时控制原料含水率，否则会导致燃料表面严重热分解, 出现裂缝, 强度降低等各种缺陷，甚至于不成型，该工艺的工艺要求苛刻，技术难度较高。

由于造纸污泥和树皮的成分复杂，物理形态差异大，就目前的技术现状而言，二者的利用难度较大。

提供一种造纸污泥与树皮综合利用的新途径，是实现造纸污泥、市政污泥和树皮的无害化处理和资源化利用过程中，亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的之一在于针对上述不足，提供一种污泥燃料，以市政污泥（和/或造纸污泥）及树皮等作为原料，具有热值高，燃点低，燃烧充分、硫含量低、成本低、燃烧过程固硫等特点，能够作为燃煤替代物用于燃煤锅炉且热利用率高、SO₂排放量低，更重要的是降低造纸污泥、市政污泥、树皮等废弃物给环境保护带来的压力，同时创造了经济效益。

本发明所述的污泥燃料，其原料按重量份包括：20-40份污泥、2-5份固硫剂、22-38份树皮、33-35份助燃剂和0-5份的助剂；所述污泥为市政污泥和/或造纸污泥；所述树皮的粒度不大于0.5mm，原料中其余固体物料的粒度不大于1mm。

本发明所述的市政污泥均是指市政污水处理过程中产生的固态、半固态废弃物。

相比于现有技术的污泥燃料而言，本发明提供的污泥燃料具有热值高，燃点低，燃烧充分、硫含量低、成本低、燃烧过程固硫等特点，能够作为燃煤替代物用于燃煤锅炉且热利用率高、SO₂排放量低，降低造纸污泥、市政污泥、树皮等废弃物给环境保护带来的压力，同时创造了经济效益。

众所周知树皮由于质地坚硬、密度小且内部结构较为蓬松，可利用的空间极小，一般都是长期弃置于废料场。从燃料原料角度考虑，原料中添加树皮会导致燃料块成型及强度差，但树皮本身却又具有燃点低及燃尽性能好的优点，现有技术一直未能提供解决这种矛盾的技术手段。

而本发明技术方案之所以能够将树皮用于制作燃料块并且克服因树皮特性导致燃料块成型效果及强度不佳的缺陷，是由于本发明研究发现，通过控制树皮粒度能够消除树皮因为结构蓬松、密度小导致燃料成型时和形成产品的最终强度差的问题，同时将树皮燃点低，燃尽性能好的特点充分发挥出来。当树皮破碎粒度小于0.5mm时，将适量的树皮与适量的污泥等物料混合，能够制得强度（包括成型强度及干燥后的强度）较好的燃料块，且燃料块的燃点及燃尽性能也能够保持较好水平。本发明中树皮的添加量是较为合适的，添加过多则产品强度降低，如果添加过少，则会造成树皮热值的浪费。