[发明专利]一种利用市政污泥去除焦油的方法

说明书

本发明公开了一种利用市政污泥去除焦油的方法，利用市政污泥热解碳作为催化剂载体，污泥热解碳结合金属活性物质制备形成新型复合催化剂，催化剂应用于可燃固体废弃物热解过程中焦油的去除，焦油的去除率可以达到64％；本发明的原料市政污泥来源广泛，价格低廉，且充分利用了市政污泥热解碳作为载体的优良特性，即为市政污泥提供了一种资源化的利用方法，又发明了一种新的去除焦油的材料。

技术领域：

本发明涉及固体废弃物处理技术领域，具体涉及一种利用市政污泥去除焦油的方法。

背景技术：

市政污泥既是一种固体废弃物，又可以作为资源进行利用，然而土地填埋、露天堆放和外运的污泥绝大部分属于随意处置，真正实现安全处置的比例不超过20％。在自然资源逐渐匮乏的时代背景下，进一步实现市政污泥的资源化、能源化、高值化利用是对市政污泥处理处置事业新的要求。其中，热转化是市政污泥有效的利用方式，热转化可以将污泥转化为多孔的固体碳，固体碳在作为催化剂、吸附剂及土壤缓释肥等方面具有广泛的应用前景。

热转化过程会产生焦油，它是一种具有高粘度和毒性的高芳香度碳氢化合物复杂混合物，其存在易引起管路堵塞及腐蚀，排放到环境中会造成人体危害，焦油的去除是热转化研究中的关键问题。

发明内容：

本发明的目的是提供一种利用市政污泥去除焦油的方法，利用市政污泥热解碳作为去除焦油的催化剂载体，污泥热解碳结合金属活性物质制备形成新型复合催化剂，应用于热解过程中焦油的去除。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种利用市政污泥去除焦油的方法，该方法包括以下步骤：

(1)市政污泥进行压滤脱水处理使含水率低于85％然后烘干处理，烘干后的污泥在惰性气氛下600-900℃热解1～3h得到污泥热解炭；

(2)将步骤(1)得到的污泥热解碳通过湿式浸渍方法负载金属活性物质，所述金属选自Fe、Ni、Cu中任一种，负载后的固体混合物进行惰性气体下600-900℃二次煅烧1～3h，得到以污泥碳基为载体的去除焦油复合催化剂，所述的金属活性物质的负载量为3-20％；

(3)将步骤(2)得到的复合催化剂添加于固体废弃物的热解过程中，达到去除焦油的效果。

市政污泥经过热解得到的污泥热解碳的主要成分为C和耐高温的氧化物SiO₂、Al₂O₃等，C和SiO₂结构为其作为催化剂载体提供了极有利条件；制备形成的复合催化剂中含有FeC和FeSiO₃结构，FeC和FeSiO₃结构的存在既保证了催化剂的催化活性，同时也增强了催化剂的稳定性。同时金属活性物质的加入增强了其去除焦油的能力。

优选地，步骤(1)中所述的惰性气体包括但不限于氮气、氩气、氦气等。

优选地，步骤(2)具体步骤为：取NiCl₂·6H₂O或FeCl₃·6H₂O或CuCl₂·2H₂O溶于水中得到溶液，称取步骤(1)得到的的污泥热解碳溶于溶液中并进行搅拌，搅拌后的混合溶液进行烘干处理得到固体混合物，然后对固体混合物进行惰性气体下600-900℃二次煅烧1～3h得到复合催化剂；其中金属Fe或Ni或Cu与污泥热解碳的质量比为0.03:1～0.2:1。

优选地，步骤(3)所述的热解过程的原料是可燃固体废弃物，包括但不限于生活垃圾、农林废弃物、市政污泥、塑料、木材、工业固体废弃物等；热解中添加的催化剂与固体废弃物的质量比为0.1:1～1:1。

本发明的有益效果如下：