CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS
2010 年第 29 卷增刊
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428·
化
工 进 展
利用煤泥和制浆造纸黑液废水制备经济环保型水煤浆
何 秀 院
(太原理工大学化学化工学院,山西
太原 030024)
洁净煤技术包括煤的气化、液化,本课题涉
及煤的浆化,就是利用煤泥和麦草化学制浆造纸
黑液废水制备全新的经济环保型水煤浆,以及这
种水煤浆的制备方法。也属于一种煤的完全、高
效、清洁生产的洁净煤转化新技术。
1 背景技术
(
1)煤的洗选过程中,会排出的大量煤泥。
据不完全统计,全国目前洗煤厂副产的煤泥近
1.3
亿吨。由于灰分高、品位低、粒度小、黏度大、水
分高,商品价值低,而且在堆积状态下不稳定,遇
水易流失、风干即飞扬,污染环境;同时由于煤泥
难以处理利用,使选煤厂的煤泥堆放场地不足,常
常影响选煤厂的正常生产。
(
2)我国造纸行业采用的麦草化学制浆造纸
会排出大量的黑液废水,严重污染生态环境,黑液
废水中含有大量的木质素、腐植酸和有机质等资源,
但大部分得不到合理的利用。据近年统计资料,全
国每年制浆造纸消耗麦草资源
8000 万吨左右,副产
的木质素、腐植酸、有机质等资源近
5000 万吨;制
浆造纸每年产生的黑液废水
31.8 亿吨。已经引起人
们的广泛关注。所以如何根据制浆造纸产生的黑液
废水以及其中所含物质的特性、研究和推广制浆造
纸黑液废水资源化合理利用技术,也是急待解决的
难题。
(
3)我国目前大部分工业企业(如电力、钢
铁、有色、化工、建材、窑炉烧结等)和机关单位
及民用锅炉的燃料,都使用原煤、石油和净水,而
造成能耗高、能源和水资源浪费,排出的废渣(炉
渣)
、废水、废气多,为此国家近年来特别强调节能
减排、节约资源、保护环境、建设生态、科学发展、
社会经济环境协调发展和可持续发展,并于日前颁
布了《节能法》。
水煤浆是一种新型洁净燃料,普通水煤浆用原
煤、专用助剂和新鲜水制成。
2 研究开发方案
本项目是针对工业生产实践中锅炉燃烧原煤
能耗高、废渣废气多和制浆造纸黑液废水污染环境
且浪费资源(指黑液中所含的大量木质素、腐植酸、
有机质等资源)的问题,提出来的科技攻关项目。
本项目于
2007 年 5 月以来,先后和山西鸿昌农工贸
科技有限公司、国家水煤浆工程技术研究中心的专
家一起研讨论证并经过科技查新后,认为属于重大
节能减排创新工程技术,尤其在我省能源重化工基
地研发,具有一定的示范带动意义,决定立项启动
进行研究开发。技术研发单位有太原理工大学煤化
工研究所、国家水煤浆工程技术研究中心。
其技术特点是:根据煤泥和制浆造纸黑液废水
的性质,利用山西当地丰富的洗煤下脚料——煤泥
代替原煤作基料、制浆造纸黑液中的木质素和腐殖
酸代替专用助剂作分散活性剂、造纸中段废水代替
新鲜水作稀释剂,将其按一定的配比制备成一种新
型煤泥基流体燃料——经济环保型水煤浆,同时将
燃烧原煤的锅炉改造为燃烧水煤浆。它可以代替原
煤和普通水煤浆,在不同种类的炉窑里燃烧,降低
锅炉运行燃料成本、节约能源,达到消除炉渣、减
少废气排放,提高燃烧效率的效果;通过本创新工
程技术的开发实施,可将以上三种废料资源化利用,
实现变废为宝、化害为利、清洁生产、循环经济,
节约资源、节约能源(初步测算比燃烧原煤节约能
耗费用
50%左右),消除炉渣、消除黑液、减少废
水和废气的排放。使经济效益、环境效益、社会效
益协同发展、科学发展,可持续发展。其适用范围
为制浆造纸企业、洗煤选煤企业、以及所有使用煤
炭和石油燃烧作为热能动力的单位和企业。
本项目已获山西省科技厅立项批准,立项单位是
太原理工大学,承试单位是山西鸿昌农工贸科技有限
公司制浆造纸化工厂;其节能减排技术改造专项也已
通过山西省经委报到国家工信部,有待审批;去年也
已申报国家发明专利,公开后已进入实质审查阶段。