[发明专利]一种高性能废弃物水煤浆的制备和处理方法及系统

权利要求书

1.一种高性能废弃物水煤浆的制备和处理方法，其特征是，使用的处理系统包括依次连接的预处理单元、预制浆单元、水煤浆合成单元及气化处理单元；所述预处理单元包括相互独立运行的原料煤预处理单元（1）以及废弃物预处理单元；所述预制浆单元包括第一储水罐（6）、第一添加剂储罐（12）、第一磨机（7）以及预制浆罐（8），所述第一磨机的进料口分别与废弃物预处理单元以及第一储水罐和第一添加剂储罐连接，第一磨机的出料口与预制浆罐连接；所述水煤浆合成单元包括第二储水罐（13）、第二添加剂储罐（14）、第二磨机（9）和水煤浆罐（10），所述第二磨机的进料口分别与原料煤预处理单元及预制浆罐连接，第二磨机的出料口与水煤浆罐连接；所述气化处理单元包括与水煤浆罐连接的气化炉；

处理方法包括如下步骤：

（1）废弃物在预处理单元中进行预处理后进入预制浆单元，与部分水和添加剂混合后进行一次研磨和搅拌，得到预制浆，一次研磨时间10~20min，一次搅拌时间5~20min；废弃物包括固态的干化含油污泥、半固态的药渣以及液态的金属加工废乳化液；

在废弃物预处理单元中向金属加工废乳化液中加入与金属加工废乳化液的质量比为2~8:20~40的表面改性活性炭粉末，表面改性活性炭粉末的制备方法为：

A）将活性炭加入质量浓度为20~50%的硝酸溶液中，活性炭与硝酸的质量体积比为1g:（20~50mL），80~90℃下反应2~4h，将产物过滤、洗涤后得到活化后的活性炭；

B）将活化后的活性炭加入甲苯中，搅拌状态下加热至90~110℃，再加入γ-氯丙基三甲氧基硅烷，活性炭、甲苯和γ-氯丙基三甲氧基硅烷的添加比例为1g:（20~30mL）:（1~3g），保温反应8~10h，将产物过滤、洗涤后得到硅烷改性活性炭；

C）将硅烷改性活性炭加入无水乙醇中，再加入三乙烯四胺，硅烷改性活性炭、无水乙醇和三乙烯四胺的添加比例为1g:（20~30mL）:（3~5mL），氮气保护下60~70℃搅拌反应10~15h，将产物过滤、洗涤后得到胺基改性活性炭；

D）将胺基改性活性炭加入乙醇和水的体积比为（3~5）：1的混合溶剂中，再加入氯乙酸和碳酸氢钠，胺基改性活性炭、混合溶剂、氯乙酸和碳酸氢钠的添加比例为，1g:（30~50mL）:（1~2g）：（1~1.5g），55~65℃下搅拌反应8~10h，将产物过滤、洗涤、干燥、研磨、过400~600目筛后得到所述表面改性活性炭粉末；

（2）预制浆进入水煤浆合成单元，与经预处理单元预处理后的原料煤粉以及剩余的水和添加剂混合后进行二次研磨和搅拌，得到高性能水煤浆，二次研磨时间20~30min，二次搅拌时间5~20min；得到的高性能水煤浆中以重量份计，包括55~65份原料煤粉，30~40份水，10~15份干化含油污泥，3~5份药渣、20~40份金属加工废乳化液及0.3~0.5份添加剂；所述添加剂的制备方法为：将烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸及2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠依次加入去离子水中，搅拌30~40min得到混合液；升温至75~85℃，搅拌状态下向混合液中滴加过硫酸铵溶液后搅拌保温反应3~4h；再加入4-乙烯基吡啶并二次滴加过硫酸铵溶液，继续搅拌反应1~2h；降温至50℃以下，用氢氧化钠溶液调节pH至6~7，得到所述添加剂；其中烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-乙烯基吡啶的摩尔比为1：（1.5~2）：（0.4~0.6）：（0.1~0.3）；所述烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠的总质量占混合液质量的35~45%；第一次滴加的过硫酸铵溶液中过硫酸铵的质量为混合液质量的8~10%，二次滴加的过硫酸铵溶液与第一次滴加的过硫酸铵溶液的质量比为1：（2~4）；

（3）将高性能水煤浆送入气化处理单元中的气化炉内燃烧。

2.根据权利要求1所述的一种高性能废弃物水煤浆的制备和处理方法，其特征是，所述废弃物预处理单元包括相互独立运行的固态废弃物预处理单元（2）、半固态废弃物破碎预处理单元（3）、半固态废弃物熔融预处理单元（4）以及液态废弃物预处理单元，所述固态废弃物预处理单元、半固态废弃物破碎预处理单元、半固态废弃物熔融预处理单元以及液态废弃物预处理单元分别与第一磨机的进料口连接。