[发明专利]生活污水处理厂污泥制低热值无烟煤及其生产工艺和催化剂

说明书

技术领域

    本发明涉及生活污泥处理领域，具体涉及生活污水处理厂污泥制低热值无烟煤及其生产工艺和用于生产的专用催化剂（申请单位编制为：L683K专用催化剂）。

背景技术

长期以来，发展中国家甚至发达国家，生活污水处理厂产生的污泥，大部分得不到合理处置和利用，多采用填埋、倾倒或干化焚烧方式，污泥的填埋和随意倾倒，占据了大量宝贵的土地资源形成了巨大的二次污染；干化焚烧处理产生的二噁英排放严重超标，很多地方的土地、沟渠、河流、海洋受到不同程度的有机污染、重金属污染、细菌病毒污染、地下水污染、大气污染等。也有科研人员将污泥制成肥料的研究，试图解决污泥污染问题，但实践考证得知，污泥制成的肥料中含有的多种重金属、细菌、病毒、有机物CODcr又被植物吸收转移，最终迁移进入人们的体内，长期食用侵害人类的身体健康。因此，到目前为此，人们还没有找到最为适当的处理方式，政府和地方对于治理污泥污染，投入了大把大把的钱，世界每年因污泥造成的二次污染损失，不可估量。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种生活污水处理厂污泥制低热值无烟煤及其生产工艺，无烟煤生产过程排放废水CODcr≤20mg/l到50mg/l，达到《城镇生活污水处理厂污染物排放标准》， 制得的低热值无烟煤可直接作为热能源燃料，发热量可以控制在800kj/kg到3500kj/kg之间，燃烧排放不产生超标的二噁英，不产生臭气，重金属可利用布袋除尘器过滤回收利用，无病毒细菌二次污染，节能减排，生产成本低廉，解决世界性生活污水处理厂的污泥处理难题，变废为宝。

本发明通过以下技术方案实现：

生活污水处理厂污泥制低热值无烟煤生产工艺，包括以下步骤：

（1）按以下重量百分比的组分配制混合成催化剂：0.6%～5%二氧化钛、0.2%～5%氧化锌、0.1%～5%天青石粉、0.7%～5%莫来石粉、0.3%～3%蛇纹石粉、0.15%～3%蒙脱石粉、1.2%～3%花岗岩粉、0.9%～3%膨润土粉、0.08%～1%金红石粉、0.95%～8%汽油与丁烷1：1混合物、3%～8%大理石粉、0.03%～1%冰晶石粉、2%～5%滑石粉、0.001%～1%煤矸石粉、5.2%～7%碳酸盐钠、1.6%～5%高岭土粉、0.4%～5%海泡石粉、3%～5%铁矿石粉、3.9%～5%石英粉、2.2%～5%硅藻土粉、0.8%～3%铝矾土粉、2%～3%凹凸棒土粉、0.37%～3%磷矿粉、0.15%～0.5%石墨粉、0.88%～1%混合稀土废渣、0.039%～1%含聚硅酸锂盐、0.5%～1%钾盐，0.83%～1%菱苦土氯化物、0.001%～0.05%C60巴基球、1%～5%粘土粉；

（2）向L683K专用催化剂中加入硝酸溶液，在80～120℃下进行反应，控制PH=1～2；反应完成后再加入磷酸溶液，在100～120℃下进行反应，控制PH=1～2；反应完成后再加入硫酸溶液，在120～150℃下进行反应，控制PH=1～2，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； 

（3）将重量份比为100：0.05～40的污水处理厂湿污泥与步骤（2）处理后的L683K专用催化剂混合均匀，所述污水处理厂湿污泥的含水率为50%～85%；

（4）将步骤（3）的混合物置于反应釜中，控制混合物从0C°或从高于0℃的混合物温度以每200～240小时上升1C°的速度缓慢上升至320℃，在180℃以下，通入氮气从0.1MP以每20～24小时上升0.1MP的速度升压至10MP，保压至反应釜内温度达到240℃，通入50～60%：30～50%的氧气和氮气混合气在60～78小时内增压至15MP，再通入70～90%：10～30%的氢气和氮气混合气在15～20小时内增压至20MP，保压升温至320℃；继续保压升温以每50～100小时上升1C°的速度缓慢上升至580C°，保温停留10～20小时；然后自然降温至400C-420°时，再通入氮气升压至150-160MP，保持恒压10-60小时，自然降至室温，反应完成制得低热值燃料无烟煤。

本发明进一步改进方案是，所述步骤（2）中向研磨好的催化剂中加入聚丙烯酰胺，调节催化剂分子量为5-8万g/mol。

本发明更进一步改进方案是，所述步骤（4）中的反应釜为电控、导热油控制的双控制夹套反应釜，320℃以下用导热油控制升温，320℃至580℃采用电控升温。

本发明更进一步改进方案是，所述步骤（4）中通入的氮气、氧气、氢气的纯度为90～98%。