煤化工污泥热水解改性及其掺混制浆研究

李振兴; 闫建党; 孙雨安; 于文浩; 王鹏斐; 王静

doi:10.13205/j.hjgc.202511019

煤化工污泥热水解改性及其掺混制浆研究

doi: 10.13205/j.hjgc.202511019

1. 郑州轻大产业技术研究院有限公司, 郑州 450001;
2. 陕西神渭煤炭管道运输有限责任公司, 陕西渭南 714000;
3. 郑州轻工业大学材料与化学工程学院, 郑州 450001

基金项目:

国家重点研发计划资助项目“煤化工固废源头减量及清洁高质利用新技术研究”（2019YFC1905102）

详细信息

作者简介:
李振兴（1983—），男，工程师，主要研究方向为分析测试技术开发及应用。zzulilzx@126.com

通讯作者:
孙雨安（1964—），男，教授，主要研究方向为分析测试技术开发及应用。sya371@163.com

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出版历程
- 收稿日期: 2024-12-18
- 录用日期: 2025-02-10
- 修回日期: 2025-01-25
- 网络出版日期: 2026-01-09

Thermal hydrolysis modification of coal chemical sludge and its blending for slurry preparation

1. Zhengzhou Light Industry Technology Research Institute Co., Ltd., Zhengzhou 450001, China;
2. Shanxi Shenwei Coal Pipeline Transportation Co., Ltd., Weinan 714000, China;
3. College of Materials and Chemical Engineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450001, China

摘要

摘要: 聚焦煤制烯烃污泥，通过利用热水解技术实现其结构解聚及束缚水的定向转换，探索煤化工污泥掺混制浆最佳工艺条件。通过对比污泥改性前后污泥黏度、弛豫时间、毛细吸水时间等关键参数变化，确定最优改性条件；此外，结合化学耗氧量与污泥掺混制浆浓度的动态变化，对污泥的改性效果进行了全面而客观的评价。结果表明：当改性温度180 ℃，热水解240 min时，污泥黏度由919 mPa·s降低至57 mPa·s，毛细吸水时间由>5000 s锐减至108 s，污泥流态和脱水性能均显著提升；污泥改性后ρ（COD）由1460 mg/L上升至18203 mg/L，增幅达12.5倍；利用改性污泥与煤进行掺混制浆，当污泥添加量为10%时，所得浆料最大成浆浓度为63.8%，满足水煤浆行业GB/T 31426—2015《气化水煤浆》中不低于63%的制浆标准；利用即热式反应釜对改性时间校正，确认工业示范最优改性时间为60 min。该研究为煤化工污泥无害化、资源化及合理化处置提供了新思路，并为构建煤化工典型难处理固废近零排放的“无废型”绿色新工艺提供技术参考。
- 煤化工污泥 /
- 热水解 /
- 弛豫时间 /
- 水煤浆 /
- 资源化
Abstract: The research focused on coal to olefin sludge， and explored the optimal process condition for coal chemical sludge blending and pulping by utilizing thermal hydrolysis technology，to achieve structural depolymerization and directional conversion of bound water. By comparing the changes in key parameters such as sludge viscosity， relaxation time， and capillary water absorption time before and after sludge modification， the optimal modification conditions were determined. In addition， a comprehensive and objective evaluation of the modification effect of sludge was conducted by combining the dynamic changes in chemical oxygen consumption and sludge mixing concentration. The results showed that when the modification temperature was 180 ℃ and the hydrolysis time was 240 minutes， the viscosity of the sludge decreased from 919 mPa · s to 57 mPa · s， and the capillary water absorption time decreased sharply from over 5000 s to 108 s. The flow state and dewatering performance of the sludge were significantly improved； after sludge modification， the chemical oxygen consumption increased from 1460 mg/L to 18203 mg/L， with an increase of 12.5 times； by blending modified sludge with coal for pulping， when the sludge addition was 10%， the maximum slurry concentration obtained was 63.8%， meeting the requirement of industry standard of no less than 63% for coal water slurry pulping； and the modification time was calibrated using a hot reaction kettle， confirming that the optimal modification time for industrial demonstration was 60 minutes. The research provides new ideas for the harmless， resourceful， and rational disposal of coal chemical sludge， and lays a foundation for constructing a "waste-free" green new process with nearly zero emission of typical difficult-to-treat solid waste in the coal chemical industry.
- coal chemical sludge /
- thermal hydrolysis /
- relaxation time /
- coal water slurry /
- resource utilization

HTML全文

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