1.本实用新型涉及废弃物处理技术领域，尤其是涉及一种利用釜底残渣及废乳化液制备高性能水煤浆的系统。


背景技术：

2.根据新版《国家危险废物名录》，釜底残渣属于hw06废有机溶剂与含有机溶剂废物类；（含）有机溶剂类废物由于大多具有害性、易燃性、腐蚀性、易挥发性或反应性等特性，对环境和人体健康具有极大的危害性。目前，我国针对废有机溶剂处置方式主要包括焚烧处理和安全填埋等，很难实现釜底残渣的无害化处理。
3.随着工业发展，我国一直面临着水资源短缺和水污染的双重压力，其中乳化液废水由于其来源分布广泛，堪居各类工业废水之首。废乳化液的来源主要是钢铁冷轧行业、汽车工业、机械加工行业、石油化工、印染、食品加工等行业。废乳化液除具有一般含油废水的危害外，由于表面活性剂的作用，机械油高度分散在水中，更易被动植物、水生生物等吸收，不仅危害各种生物，更能通过生物富集作用和食物链进入人体，危害人体健康。目前，国内使用的废乳化液处理方法主要有沉降法、气浮法和超滤法。现有的废乳化液处理方法和装置仅着重于废乳化液中油和水的分离，而对出水的氮含量、溶解性有机物的控制并不重视，随着我国对污染物排放标准的提高，相应废乳化液的处理工艺和污染物控制已经达不到要求。
4.将废弃物与煤混合制备成水煤浆后用水煤浆气化炉进行协同处置，可以实现废弃物的资源化利用和无害化处理，是一种环保、节能、变废为宝的全新废弃物处置方式，目前得到了广泛的关注。例如，在中国专利文献上公开的“一种气化煤掺混石化废弃物的水煤浆及其制浆工艺”，其公告号cn106433822b，制备方法包括以下步骤：(1)煤粉的级配：煤经过干燥、破碎、研磨和筛分，获得不同粒径分布的煤粉；(2)水煤浆制备：将煤、石化废弃物、添加剂和水加入磨煤系统中，混合磨制成水煤浆。
5.如果能将釜底残渣和废乳化液制成水煤浆，则可以实现废弃物处置彻底清洁化和资源利用最大化。然而直接利用釜底残渣制备水煤浆时成浆性能差，制成的水煤浆固含量低；而由于废乳化液中存在金属粉末及金属离子，用废乳化液制备的水煤浆分散性和稳定性差且后续的气化性能不佳，影响废弃物处理效率。因此目前还没有可以利用釜底残渣或废乳化液制备高性能水煤浆的有效方法和装置。


技术实现要素：

6.本实用新型是为了克服现有技术中直接利用釜底残渣制备水煤浆时成浆性能差，制成的水煤浆固含量低；而由于废乳化液中存在金属粉末及金属离子，用废乳化液制备的水煤浆分散性和稳定性差且后续的气化性能不佳，影响废弃物处理效率的问题，提供一种利用釜底残渣及废乳化液制备高性能水煤浆的系统，通过釜底残渣和废乳化液的配伍和协同作用，提高水煤浆的成浆性能及分散性、稳定性，并通过废乳化液预处理单元，去除废乳
化液中的金属粉末及金属离子，提高了水煤浆的气化性能。
7.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.一种利用釜底残渣及废乳化液制备高性能水煤浆的系统，包括预处理单元及水煤浆合成单元；所述预处理单元包括相互独立运行的原料煤预处理单元、釜底残渣预处理单元及废乳化液预处理单元，所述原料煤预处理单元包括依次连接的煤仓、破碎装置和筛分装置；所述釜底残渣预处理单元包括依次连接的釜底残渣储罐、烘干装置、破碎装置和筛分装置；所述废乳化液预处理单元包括依次连接的废乳化液储罐、过滤装置、超滤装置及活性炭吸附装置；所述水煤浆合成单元包括磨机和水煤浆罐，所述磨机的进料口分别与原料煤预处理单元及釜底残渣预处理单元中的筛分装置以及废乳化液预处理单元中的活性炭吸附装置连接，所述磨机的出料口与水煤浆罐连接。
9.本实用新型通过预处理单元对原料煤、釜底残渣及废乳化液进行预处理后，在水煤浆合成单元内将原料煤、釜底残渣及废乳化液混合研磨、搅拌制成水煤浆。由于废乳化液中含有大量可作为表面活性剂使用的有机组分，将废乳化液与釜底残渣和煤粉混合后，可以通过废乳化液中的表面活性物质对釜底残渣及煤粉表面进行改性，大大提高水煤浆的成浆性能以及制得的水煤浆的分散性和稳定性。同时，使用废乳化液制备水煤浆减少了水煤浆制备过程中清洁水的消耗，实现了废物的资源化利用。
10.为了提高制得的水煤浆的后续气化性能，本实用新型在合成水煤浆前先通过废乳化液预处理单元对废乳化液进行预处理，先通过过滤和超滤装置去除废乳化液中的不溶性杂质及金属粉末，提高水煤浆的成浆性能及后续气化性能；然后再通过活性炭吸附装置对过滤后的废乳化液进行吸附，以达到脱臭、去除挥发性有机物及金属离子等污染物质的效果。通过过滤、超滤及活性炭吸附装置的联合处理，可以有效降低废乳化液中金属粉末及金属离子的含量，提高水煤浆的分散稳定性，并大大提高后续气化处理时的燃烧效率。
11.因此，通过本实用新型中的系统，可以将釜底残渣、废乳化液和煤粉进行配伍，利用废弃物间的相互作用有效提高水煤浆的成浆性能；并通过预处理单元有效去除废乳化液中的金属粉末及游离态金属离子，提高水煤浆的分散稳定性及气化性能，制得固含量高、分散性和稳定性好、燃烧效率高的高性能水煤浆。
12.作为优选，所述水煤浆合成单元中还包括分别与磨机的进料口连接的储水罐和添加剂储罐。在水煤浆合成单元中设置添加剂储罐和储水罐，可以根据废弃物的配伍情况，向磨机中添加一定量的添加剂和水，有利于研磨效果，提高制得的水煤浆的分散性和稳定性，有利于水煤浆的运输、保存和后续气化处理。
13.作为优选，所述磨机为球磨机或棒磨机。
14.作为优选，所述水煤浆罐包括罐体以及设置在罐体内的搅拌装置，所述罐体顶部设有浆料入口，罐体底部设有浆料出口，所述搅拌装置包括一端与设置在罐体顶部的驱动装置连接、另一端伸入罐体内底部的搅拌轴，以及设置在搅拌轴位于罐体内一端的搅拌桨，所述搅拌桨包括第一搅拌桨和位于第一搅拌浆与罐体底部之间的第二搅拌桨，所述第二搅拌桨底部设有与罐体底部接触的毛刷。
15.现有技术中的搅拌装置中搅拌桨一般与罐体底部有一定的距离，保证搅拌桨可以有效旋转，防止搅拌桨与罐体之间的碰撞和摩擦对搅拌装置和罐体造成损坏。但由于本实用新型在预处理单元中会将原料煤及釜底残渣粉碎成粉末状，而粉末状的原料进入预制浆
罐或水煤浆罐后容易沉淀在罐体底部，采用普通的搅拌桨，罐体底部的粉末不易被搅拌桨带动旋转，使得罐体底部的粉末无法与液体废弃物混合均匀，影响制得的水煤浆性能。
16.因此本实用新型在搅拌轴上设置两个搅拌桨，上方的第一搅拌桨用于对罐体内的物料进行搅拌，使物料混合均匀形成高性能水煤浆；下方的第二搅拌桨可以通过底部的毛刷对罐体底部进行清理，使原本易沉积在罐体底部造成结块的粉末状物料可以有效与位于第一搅拌桨转动空间内的其余物料充分混合，有效提高了物料的混合效果，从而提高了制得的水煤浆的性能。并且，软质的毛刷与罐体底部的作用力不会导致罐体和搅拌装置损坏，提高了装置的使用寿命。
17.作为优选，所述罐体底部对应毛刷处设有顶部呈锯齿状的毛刷清理片。使用毛刷对罐体底部的粉末状物料进行清理时，颗粒较小的粉末状物料很容易附着在毛刷内并结块，造成毛刷污染，影响制得的水煤浆性能。因此本实用新型在罐体底部设置毛刷清理片，通过毛刷清理片顶部的锯齿对转动的毛刷进行分散和梳理，使毛刷上附着的粉末状物料可以有效脱落，避免了毛刷污染，提高了混料的均匀性。
18.作为优选，所述第二搅拌桨包括套设在搅拌轴端部的固定盘、设置在固定盘下表面的若干刮板、以及沿刮板长度方向均匀设置在刮板底部的毛刷。在固定盘下表面设置强度较高的刮板，并在刮板底部设置强度较低的毛刷，使第二搅拌桨分为不同硬度的两部分，通过软硬不同的两部分互相协同配合作用，使较软的物料与较硬的物料均能够较好地混合在一起，提高了水煤浆组分的混合效果。
19.作为优选，所述刮板包括顶部与固定盘连接的连接部以及设置在连接部底部的搅拌部，所述连接部和搅拌部之间呈135~150
°
夹角。将刮板设置成具有一定角度的两个部分，在第二搅拌桨转动过程中，倾斜的搅拌部可以更好的将罐体底部的物料扬起至第一搅拌桨的旋转区域，从而提高混合效率。
20.作为优选，所述第一搅拌桨为u型搅拌桨。
21.因此，本实用新型具有如下有益效果：
22.（1）将釜底残渣、废乳化液和煤粉进行配伍，利用废弃物间的相互作用有效提高水煤浆的成浆性能；
23.（2）通过废乳化液预处理单元有效去除废乳化液中的金属粉末及游离态金属离子，提高了水煤浆的分散稳定性及气化性能，制得固含量高、分散性和稳定性好、燃烧效率高的高性能水煤浆；
24.（3）在水煤浆罐的搅拌轴上设置两个搅拌桨，下方的第二搅拌桨可以通过底部的毛刷对罐体底部进行清理，使原本易沉积在罐体底部造成结块的粉末状物料可以有效与位于第一搅拌桨转动空间内的其余物料充分混合，有效提高了物料的混合效果；
25.（4）在罐体底部设置毛刷清理片，通过毛刷清理片顶部的锯齿对转动的毛刷进行分散和梳理，使毛刷上附着的粉末状物料可以有效脱落，避免了毛刷污染，提高了混料的均匀性。
附图说明
26.图1是本实用新型的系统的连接结构示意图。
27.图2是本实用新型中的水煤浆罐的结构示意图。
28.图3是水煤浆罐中第二搅拌桨的结构示意图。
29.图中：1煤仓、 2破碎装置、 3筛分装置、 4釜底残渣储罐、 5烘干装置、 6废乳化液储罐、 7过滤装置、 8超滤装置、 9活性炭吸附装置、 10磨机、 11水煤浆罐、 1101罐体、 1102浆料入口、 1103浆料出口、 12储水罐、 13添加剂储罐、 14驱动装置、 15搅拌轴、 16第一搅拌桨、 17第二搅拌桨、 171固定盘、 172刮板、 1721连接部、 1722搅拌部、 18毛刷、 19毛刷清理片。
具体实施方式
30.下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。
31.本实用新型中使用的各装置均可从市场购得，或者为本领域常用装置。
32.实施例：
33.如图1所示，一种利用釜底残渣及废乳化液制备高性能水煤浆的系统，包括预处理单元及水煤浆合成单元。
34.预处理单元包括相互独立运行的原料煤预处理单元、釜底残渣预处理单元及废乳化液预处理单元。原料煤预处理单元包括依次连接的煤仓1、破碎装置2和筛分装置3；釜底残渣预处理单元包括依次连接的釜底残渣储罐4、烘干装置5、破碎装置和筛分装置；废乳化液预处理单元包括依次连接的废乳化液储罐6、过滤装置7、超滤装置8及活性炭吸附装置9；水煤浆合成单元包括储水罐12、添加剂储罐磨机13、磨机10和水煤浆罐11，磨机采用棒磨机，棒磨机的进料口分别与原料煤预处理单元及釜底残渣预处理单元中的筛分装置、废乳化液预处理单元中的活性炭吸附装置、储水罐及添加剂储罐连接，磨机的出料口与水煤浆罐连接。
35.其中，如图2所示，水煤浆罐包括罐体1101以及设置在罐体内的搅拌装置。罐体顶部设有浆料入口1102，罐体底部设有浆料出口1103，浆料入口与磨机的出料口连接。搅拌装置包括一端与设置在罐体顶部的驱动装置14连接、另一端伸入罐体内底部的搅拌轴15，以及设置在搅拌轴位于罐体内一端的搅拌桨。驱动装置包括驱动电机和减速机，搅拌桨包括第一搅拌桨16和位于第一搅拌浆与罐体底部之间的第二搅拌桨17，第一搅拌桨为u型搅拌桨。
36.如图3所示，第二搅拌桨包括套设在搅拌轴端部的固定盘171、设置在固定盘下表面并且沿固定盘周向均匀分布的三个刮板172、以及沿刮板长度方向均匀设置在刮板底部的毛刷18，毛刷与罐体底部接触。刮板包括顶部与固定盘连接的连接部1721以及设置在连接部底部的搅拌部1722，连接部和搅拌部之间呈135
°
夹角。罐体底部对应毛刷处设有顶部呈锯齿状的毛刷清理片19。
37.本实用新型中的系统运行时，原料煤经破碎和筛分装置后得到所需粒径的煤粉；釜底残渣依次经过烘干、破碎和筛分装置后得到釜底残渣粉末；废乳化液依次经过滤、超滤和活性炭吸附装置后得到去除了不溶性残渣、金属粉末及游离态金属离子的废乳化液；然后使预处理后的煤粉、釜底残渣粉末及废乳化液进入水煤浆合成单元，并根据需要加入适量水和添加剂，先在球磨机中混合磨料，再进入水煤浆罐中搅拌混合均匀，通过釜底残渣、废乳化液及煤粉的配伍作用，制得固含量高、分散性和稳定性好、燃烧效率高的高性能水煤浆。
38.同时，本实用新型在水煤浆罐的搅拌轴上设置两个搅拌桨，下方的第二搅拌桨在转动过程中可以通过底部的毛刷对罐体底部进行清理，使原本易沉积在罐体底部造成结块的粉末状物料可以有效与位于第一搅拌桨转动空间内的其余物料充分混合，有效提高了物料的混合效果；并在罐体底部设置毛刷清理片，通过毛刷清理片顶部的锯齿对转动的毛刷进行分散和梳理，使毛刷上附着的粉末状物料可以有效脱落，避免了毛刷污染，提高了混料的均匀性，进一步提高了制得的水煤浆的性能。