用DSD酸氧化废水制备水煤浆技术

第26卷第2期辽宁工程技术大学学报2007年4月Vol 26 No. 2Journal of Liaoning Technical UniversitApr.2007文章编号:1008-0562(20002031203用DSD酸氧化废水制备水煤浆技术孙春宝,周北海,段旭琴(北京科技大学环境工程系,北京100083)摘要:针对常规处理技术难以治理的DSD酸氧化废水,系统介绍了用DSD酸氧化废水制备水煤浆的处理技术。研究表明,用DSD酸氧化废水可直接制备水煤浆,水煤浆的最佳配制浓度为64.5%,相应的水煤浆粘度为932mPas:用浓缩后废水配制水煤浆,得出的水煤浆最高配制质量分数可达646%~715%,相应水煤浆的粘度为823~898mPas:各种条件制备出的水煤浆性能均稳定,完全能满足水煤浆喷吹燃烧的需求。用DSD酸氧化废水制备水煤浆技术可从根本上解决DSD酸生产过程产生的废水污染关鍵词:DSD酸;DSD酸氧化废水;水煤浆;水煤浆添加剂中图分类号:TQ534;X703文献标识码:AWater coal slurry made of DSD acid oxidation wastewaterSUN Chun-bao, ZHOU Bei-hai, DUAN Xu-gin(Department of Environmental Engineering, University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083, China)Abstract: In view of the difficulty in dealing with DSD acid oxidation wastewater by the traditional methods, thetechnology of water coal slurry made of DSD acid oxidation wastewater is studied. It is pointed out that thehighest density of water coal slurry made of raw DSD acid oxidation wastewater could be up to 64.5% and itsviscosity was about 932 mPa. s, the highest density of water coal slurry made of concentrated DSD acid oxidationwastewater could be up to 64.6%-71.5%, and its viscosity was about 823-898mPa-s The properties of watercoal slurry made under different conditions were suitable to be jetted and burnt perfectly. The wastewaterpollution from DSD acid making process could be solved by making water coal slurry with DSD acid oxidationwastewater completelKey words: DSD acid: DSD acid oxidation wastewater; water coal slurry: water coal slurry additive0引言34由于DSD酸氧化废水中所含的污染组份恰好DSD酸(4,4一二氨基二苯乙烯—2,2′具备水煤浆添加剂的基本分子结构特征和要求,因二磺酸)是一种重要的化工染料中间体,在氧化缩合此利用浓缩废水来制备水煤浆,通过水煤浆的燃烧阶段会产生大量的氧化废水。目前,国内外对于将其中的有害物质分解成无毒的产物,可望从根本DSD酸氧化废水的处理尚无较好的方法。由于废水上解决DSD酸氧化废水的污染56。中所含的有机物具有高水溶性,传统的絮凝方法处理效果很差;同时高含盐量又使得该废水的可生化1实验材料、实验设备与方法性很差;络合萃取和树脂吸附法作为DSD酸氧化废水的预处理方法,高浓脱附液的处理和利用仍然1.1试验用煤不过关;基于多效蒸发的废水浓缩技术,由于蒸浓根据宁夏华灵化工有限责任公司现有锅炉用液的热值很低(≌200kJkg),限制了该技术的工业煤的来源,试验用煤选用灵州集团公司生产的不粘应用12结烟煤,其特性分析如表1、粒度特性如图1。水煤浆是由60%~70%不同粒度分布的煤、表1实验用煤特性分析29%~39%的水和约1%的添加剂制成的混合物,它Tab. 1 characteristics of coal可以像油一样实现管道输送和高效燃烧,被称为液粒度灰捍发硫发热量灰熔融哈氏可水态煤炭产品。水煤浆的燃烧效率可高达98%以上,/mm磨性系分中国煤化工smc数HC%SO2、NO2的排放量及烟尘体积分数均能达到环保-50CNMHGI4O 5要求,可广泛应用于工业锅炉、工业窑炉、电站锅2006-01-21北京市教育委员会共建项目建设计划资助项目(XK100080432)孙春宝(1963),男,河北武人博土主要从事物加科浓有机废水治E-mail:suncor@cesustb.edu.cn。本文编校:赵娜第2期孙春宝,等:用DSD酸氧化废水制备水煤浆技术13产率渭化一粘度■累积产率新沂一粘度淮矿一粘度沂一浓度淮矿一浓度105+74-149+105-177+149+177添加剂用量绳%粒度/um图2直接用DSD酸氧化废水制浆添加剂用量图1试验用煤的粒度分布对水煤浆粘度、质量分数的影响Fig. I the size distribution of coalFig 2 effects of additive usage on viscosity and concentration of1.2试验药剂coal water slurry with raw dsd acid waste water不江本求!化”;②江苏新沂经纬化工有限公司生产的水煤浆爸添加剂,简称“新沂”;③淮南矿业集团合成材料一浓度有限责任公司生产的水煤浆添加剂,简称“淮矿”。长1.3试验设备、仪器添加剂用量图3DSD酸氧化废水浓缩2倍时添加剂用量采用实验室型 SZEGO磨制备煤粉;测定水煤对水煤浆粘度、质量分数的影响浆流变特性采用NsX-11型旋转式粘度计;采用Fig 3 effects of additive usage on viscosity andwRT一2P型热重分析仪,对废水水煤浆、普通水ncentration of coal water slurry with DSD acid wastewaterconcentrated 2 times煤浆以及制浆原煤进行TG热重分析并给出微分热重曲线DTG渭化一粘新沂一粘2试验结果与分析淮矿一粘渭化一浓2.1DsD酸氧化废水水质分析8666一新沂一浓一淮矿一氵DSD酸氧化废水水质分析如表2。添加剂用量%表2DSD酸氧化废水水质分析图4DSD酸氧化废水浓缩4倍时添加剂用量Tab2 water quality analysis of DSD acid oxidized waste对水煤浆粘度、质量分数的影响CoD色度(So4++Cr)p(cr4)Fig 4 effects of additive usage on viscosity andi/(gr)concentration of coal water slurry with DSD acid wastewater深棕色concentrated 4 times注:1)废水中总盐(包括硫酸钠和氯化钠)质量分数:2)废水中氯化钠质量分数2.2DsD酸氧化废水水煤浆的制备渭化一粘新沂一粘(1)DSD酸氧化废水直接制浆试验淮矿一粘用DSD酸氧化废水直接配制水煤浆,不同的一渭化一浓沂-浓水煤浆添加剂种类和用量对水煤浆质量分数及粘8一淮矿一浓度影响结果如图2(2)浓缩DSD酸氧化废水制浆试验添加剂用量/图5DSD酸氧化废水浓缩8倍时添加剂对水煤浆粘度、将DSD酸氧化废水浓缩2、4、8倍制备高浓废水水煤浆,得出的不同水煤浆添加剂用量对配制中国煤化工 n viscosity and浓度及粘度的影响结果如图3、图4、图5CNMHGwith DSD aciducnuatcu 8 times314辽宁工程技术大学学报第26卷可以看出,各种浓缩DSD酸氧化废水都能制备出满足喷吹要求的水煤浆,其中,用陕西渭化添加剂制备的水煤浆浓度较高可达646%,而粘度仅为869mPas2.3水煤浆稳定性的测试表3是不同条件下制备的水煤浆静态放置20d后进行的稳定性分析。由此看出,各种条件下用高浓有机废水制备的水煤浆的稳定性都很好,且浓缩3006009001200倍数越高,水煤浆的稳定性越好。(a)废水水煤浆TG-DG曲线衰3DSD酸氧化废水水煤浆的稳定性分析Tab3 stability analysis of coal water slurry made with DSDacid waste water水煤浆种类表层析软沉硬沉流动稳定性005废水直接制浆少许少许无较好二4.15浓缩2倍制浆少许无无较好浓缩4倍制浆少许无无好24048028235浓缩8倍制浆少许无无(b)普通水煤浆TG-DTG曲线3水煤浆燃烧特性分析采用WRT-2P型微量热天平,对废水水煤浆、005普通水煤浆以及制浆原煤在设定的升温制度下,高灵敏度地进行热重分析,给出TG曲线及微分热重0.15曲线DTG。升温速率为,25~1000℃范围内升温速度80℃/min,1000~1100℃范围内升温速度122516032048064080096011℃min1。试验结果如图6(c)原煤的rG一DTG曲线从图6中的3种燃料的TG—DTG曲线可看出废水水煤浆在450℃附近就达到了DT的最大值,图6废水水煤浆、普通水煤浆、原煤的TG-DTG曲线Fig 6 TG-DTG curves of wastewater coal slurry,废水水煤浆的着火点明显低于煤粉的着火点,这主common water coal slurry and raw coal要是由于废水中含有的有机物在挥发份析出初期时燃烧,提高了水煤浆着火热值,使着火点提前。(3)各种条件下制备的水煤浆的稳定性都很好,均能满足水煤浆喷吹燃烧要求。结论4)DSD酸氧化废水中的污染物质提高了煤(1)针对地质年代较短、所含内水较高、不粒表面的亲水性,具备水煤浆添加剂的作用,能降宜成浆的灵武煤,用筛选出的“陕西渭化”水煤浆添低水煤浆的制备成本加剂,对各种质量分数的DSD酸氧化废水都可制参考文献:备出符合喷吹燃烧要求的水煤浆[柴丽敏张风宝张国亮DSD酸氧化废水处理技术研究进展化学(2)不同质量分数DSD酸氧化废水对应的水工业与工程2005,22(2):140145煤浆最佳配制质量分数不同。用DSD酸氧化废水(2祁梦兰DSD酸生产废水治理技术的研究河北科技大学学直接制备水煤浆,得出的水煤浆最佳配制质量分数报200223(4):4551[3]任兰柱崔风禄赵金元等精细水煤浆制备及其流变性研究门辽宁为64.5%,相应水煤浆的粘度为932mPas;用不同工程技术大学学报20025(S1293294质量分数浓缩液配制水煤浆,得出的水煤浆最高配张荣曾水煤浆制浆技术M北京科学出版社.196制质量分数可达理论质量分数646%~715%,相应张老伟张禁等造纸黑液制备水煤浆添加剂的研究门淮南工水煤浆的粘度为823~898mPas中国煤化工3CNMHG化工,2002118(4):35