一种医疗废物热解焚烧处理系统及处理方法与流程

1.本发明涉及垃圾处理技术领域，尤其涉及一种医疗废物热解焚烧处理系统及处理方法。


背景技术：

2.在新型冠状病毒疫情造成重大的突发公共卫生事件的紧急时期，国家为此动用了大量医疗资源，也同时产生了巨量的医疗废物，对于这些医疗废弃物的无害化处理必须即时进行，如处理不当会造成更大的灾害。
3.目前，医疗废物的处理方法主要包括卫生填埋法、高温焚烧法、压力蒸汽灭菌法、化学消毒法、电磁波灭菌法、热解法、等离子体法等。
4.由于医疗废物主要由有机碳氢化合物组成，含有较多的可燃成分，具有很高的热值，采用焚烧处理方式具有完全的可行性。焚烧处理是一个深度氧化的化学过程，在高温火焰的作用下，焚烧设备内的医疗废物经过烘干、引燃、焚烧三个阶段将其转化成残渣和气体，医疗废物中的传染源和有害物质在焚烧过程中可以被有效破坏。焚烧技术适用于各种传染性医疗废物，焚烧时要求焚烧炉内有较高而稳定的炉温，良好的氧气混合工况，足够的气体停留时问等条件，同时需要对最终排放的烟气和残渣进行无害化处置。
5.但是，传统的医疗废物高温焚烧通过独立的焚烧炉进行处理，其自动化程度不高，不能连续处理，无害化处理不充分，且对处理过程中产生的热量没有很好回收利用，从而造成极大浪费。


技术实现要素：

6.为了解决现有技术不足，本发明公开了一种医疗废物热解焚烧处理系统，包括依次设置的进料装置、至少一热解气化炉装置、二次燃烧室装置、热回收利用装置、急冷中和塔、喷射反应器、布袋除尘装置、喷淋吸收塔、烟囱及主控中心；
7.所述进料装置包括升降轨道、减速电机、料斗及密封罩，所述升降轨道设置于密封罩内，所述减速电机通过钢丝绳连接料斗，并驱动该料斗沿所述升降轨道上下移动；
8.所述热解气化炉装置包括气化炉筒体、吸气罩、吸气管、第一燃烧器及一次鼓风机，所述气化炉筒体为立式圆柱筒体，其顶部设有进料口，侧部设有出料口，底部设有供风口，所述进料口用于接收所述进料装置输送的医疗废物料，所述供风口连接一次鼓风机，所述吸气罩底部与气化炉筒体上端连接，吸气罩顶部与吸气管相连接，所述第一燃烧器设于气化炉筒体上；
9.所述二次燃烧室装置连接热解气化炉装置的出料口，包括燃烧室、第二燃烧器及二次鼓风机，所述燃烧室一侧设有第二燃烧器，所述燃烧室底部连接二次鼓风机，燃烧室顶部设有应急排放烟囱；
10.所述热回收利用装置包括热交换锅炉，所述热交换锅炉上部设有进气口，下部设有出气口，所述进气口连接所述二次燃烧室装置，所述出气口连接所述急冷中和塔；
11.所述急冷中和塔包括中和塔体、碱液供给装置及环流喷嘴，所述中和塔体为筒体结构，其内壁为耐酸、耐碱耐火材料，所述筒体结构顶部设有环流喷嘴，所述环流喷嘴通过压缩空气机提供的压缩空气将所述碱液供给装置输送的碱液向中和塔体内喷洒；
12.所述喷射反应器包括喷射嘴装置、石灰给料装置及活性炭给料装置，所述喷射嘴装置与石灰给料装置及活性炭给料装置均相连接；
13.所述布袋除尘装置包括布袋除尘器，所述布袋除尘器具有输入口和输出口，所述输入口连接喷射反应器，所述输出口连接喷淋吸收塔，所述输入口和输出口之间设有旁路烟管，所述布袋除尘器内设有用于清洗滤袋的脉冲清洗器，所述布袋除尘器还设有加热器，所述加热器具有温控器；
14.所述喷淋吸收塔包括至少一个吸收塔体，所述吸收塔体下端通过引风机连接所述布袋除尘器的输出口，所述吸收塔体内设有花洒，所述花洒通过喷淋泵将碱液循环池中的中和碱液向所述吸收塔体内喷出；
15.所述烟囱连接吸收塔体输出端用于将尾气向外排出；
16.所述主控中心与所述进料装置、至少一热解气化炉装置、二次燃烧室装置、热回收利用装置、急冷中和塔、喷射反应器、布袋除尘装置、喷淋吸收塔电性连接，包括控制单元、及连接控制单元的监控单元及报警单元。
17.进一步地，所述热解气化炉装置还包括设置于气化炉筒体上的水循环冷却单元，所述水循环冷却单元用于气化炉筒体温度冷却。
18.进一步地，所述二次燃烧室装置还包括设于所述燃烧室底部的防爆器，所述防爆器用于该燃烧室内压力超过预设值时开启并释放压力。
19.进一步地，所述应急排放烟囱底部设有连接所述主控中心的自动控制阀，所述自动控制阀用于在断电时自动打开阀门使所述燃烧室与应急排放烟囱连通。
20.进一步地，所述燃烧室排烟口设有热电偶，所述热电偶连接温控器，所述温控器连接第二燃烧器用于控制燃烧室内燃烧温度。
21.进一步地，所述医疗废物热解焚烧处理系统还包括分别连接所述第一燃烧器和第二燃烧器的供油装置，所述供油装置包括储油罐及连接储油罐的油泵，所述储油罐内设有过滤器。
22.本发明公开了一种医疗废物热解焚烧处理方法，包括如下步骤：
23.s1.上料：将医疗废物放入料斗中，沿升降轨道向上移动倒入热解气化炉装置的气化炉筒体的进料口，医疗废物向上移动及倒料均在密封罩内进行；
24.s2.热解气化：通过燃烧器对气化炉筒体的医疗废物进行燃烧助燃，当医疗废物保持自燃发时燃烧器停止工作，医疗废物在气化炉筒体温度为100～500℃下分解气化为可燃性气体从出料口排出，产生的残灰从下端排出；
25.s3.二次高温燃烧：将可燃性气体通入燃烧室且通过喷燃炉助燃及补风送氧进行燃烧，使可燃性气体在燃烧室内涡流燃烧后产生高温烟气，且燃烧室内温度大于1100℃，可燃性气体在燃烧室内滞留时间大于2秒；
26.s4.急冷中和：将高温烟气通入急冷中和塔，并通过喷淋方式将常温下配好的碱液与高温烟气进行中和化学反应输出温度为190～220℃的尾气；
27.s5.脱酸：将尾气通入干式反应装置中与石灰粉和活性炭充分接触反应，从而去除
酸性气体，其基本反应式如下：
28.so3 ca(oh)2＝caso4 h2o
29.so2 ca(oh)2＝caso3 h2o
30.2hcl ca(oh)2＝cacl2 2h2o
31.2hf ca(oh)2＝caf2 2h2o；
32.s6.除尘：经脱酸后的尾气再进入布袋除尘器去除尘，然后经引风机、烟囱排入大气。
33.进一步地，所述步骤s3和步骤s4之间包括步骤：
34.s34.热能回收利用：通过热交换器将高温可燃性气体与水进行热交换，一方面使高温可燃气体降温到500℃，另一方面升温的热水供热利用。
35.进一步地，还包括步骤：
36.s7：湿式的脱酸：将经过除尘后的尾气通入至少一个喷淋吸收塔喷淋碱液脱酸，尾气中的有害成分则被吸附在碱液(naoh)表面，同naoh产生中和反应生成固态的盐类，其基本反应式如下：
37.2so2 o2 4naoh—
→
2na2so4 2h2o
38.hcl naoh—
→
nacl h2o。
39.进一步地，还包括步骤：
40.s8：尾气检测：在尾气排入大气前对排出尾气进行检测，检测参数包括温度、湿度、流量、粉尘颗粒、co2、co、hcl、so2及no2等参数检测。
41.实施本发明提出的一种医疗废物热解焚烧处理系统及方法，具有以下有益的技术效果：
42.本发明技术方案能够实现自动化控制，连续稳定运行，热能回收利用率高，无有害气体和物质排放，节能降耗，安全可靠，经济效益良好。
附图说明
43.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
44.图1为本发明的实施例一种医疗废物热解焚烧处理系统结构示意图。
具体实施方式
45.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
46.请参阅图1，本发明的实施例，一种医疗废物热解焚烧处理系统，包括依次设置的进料装置1、第一热解气化炉装置2a、第二热解气化炉装置2b、二次燃烧室装置3、热回收利用装置4、急冷中和塔5、喷射反应器6、布袋除尘装置7、喷淋吸收塔8、烟囱9及主控中心。
47.所述进料装置1包括升降轨道11、减速电机12、料斗13及密封罩14，所述升降轨道11设置于密封罩14内，所述减速电机12通过钢丝绳15连接料斗13，并驱动该料斗13沿所述升降轨道11上下移动。
48.第一热解气化炉装置2a包括气化炉筒体21、吸气罩22、吸气管23、第一燃烧器24及一次鼓风机25，所述气化炉筒体21为立式圆柱筒体，其顶部设有进料口211，侧部设有出料口212，底部设有供风口213，所述进料口211用于接收所述进料装置1输送的医疗废物料，所述供风口213连接一次鼓风机25，所述吸气罩22底部与气化炉筒体21上端连接，吸气罩22顶部与吸气管23相连接，所述第一燃烧器24设于气化炉筒体上。
49.第二热解气化炉装置2b与第一热解气化炉装置2a并列设置，可者同时使用，也可开启其中之一，从而便于轮换检修。
50.所述二次燃烧室装置3连接第一热解气化炉装置2a和第二热解气化炉装置2b的出料口，其中，第一热解气化炉装置2a包括燃烧室31、第二燃烧器32及二次鼓风机33，所述燃烧室31一侧设有第二燃烧器32，所述燃烧室31底部连接二次鼓风机33，燃烧室31顶部设有应急排放烟囱34。
51.所述热回收利用装置4包括热交换锅炉41，所述热交换锅炉41上部设有进气口411，下部设有出气口412，所述进气口411连接所述二次燃烧室装置3，所述出气口412连接所述急冷中和塔5。
52.所述急冷中和塔5包括中和塔体51、碱液供给装置及环流喷嘴52，所述中和塔体51为筒体结构，其内壁为耐酸、耐碱耐火材料，所述筒体结构顶部设有环流喷嘴52，所述环流喷嘴52通过压缩空气机53提供的压缩空气将所述碱液供给装置输送的碱液向中和塔体51内喷洒。
53.所述喷射反应器6包括喷射嘴装置61、石灰给料装置62及活性炭给料装置63，所述喷射嘴装置61与石灰给料装置62及活性炭给料装置63均相连接。
54.所述布袋除尘装置7包括布袋除尘器71，所述布袋除尘器71具有输入口711和输出口712，所述输入口711连接喷射反应器6，所述输出口712连接喷淋吸收塔8，所述输入口711和输出口712之间设有旁路烟管72，所述布袋除尘器71内设有用于清洗滤袋的脉冲清洗器73，脉冲清洗器73采用压缩空气，从滤袋背面吹出，使烟尘脱落，可有效地防止二恶英的产生，同时延长滤布的使用寿命，所述布袋除尘器71还设有加热器74，所述加热器74具有温控器。
55.所述喷淋吸收塔8包括至少一个吸收塔体81，所述吸收塔体81下端通过引风机82连接所述布袋除尘器71的输出口712，所述吸收塔体81内设有花洒83，所述花洒83通过喷淋泵84将碱液循环池85中的中和碱液向所述吸收塔体81内喷出，用碱液喷淋来吸收酸性气体及有害物质。
56.所述烟囱9连接吸收塔体81输出端用于将尾气向外排出。
57.所述主控中心与所述进料装置1、第一热解气化炉装置2a、第二热解气化炉装置2b、二次燃烧室装置3、热回收利用装置4、急冷中和塔5、喷射反应器6、布袋除尘装置7、喷淋吸收塔8电性连接，包括控制单元、及连接控制单元的监控单元及报警单元。
58.根据一个具体实施例，该第一热解气化炉装置2a还包括设置于气化炉筒体21上的水循环冷却单元26，所述水循环冷却单元26用于气化炉筒体温度冷却。
59.根据一个具体实施例，该二次燃烧室装置3还包括设于所述燃烧室31底部的防爆器，所述防爆器用于该燃烧室内压力超过预设值时开启并释放压力。
60.根据一个具体实施例，该应急排放烟囱34底部设有连接所述主控中心的自动控制阀，所述自动控制阀用于在断电时自动打开阀门使所述燃烧室31与应急排放烟囱34连通。
61.根据一个具体实施例，该燃烧室31排烟口设有热电偶，所述热电偶连接温控器，温控器连接第二燃烧器用于控制燃烧室内燃烧温度。
62.根据一个具体实施例，该医疗废物热解焚烧处理系统还包括分别连接所述第一燃烧器和第二燃烧器的供油装置10，所述供油装置10包括储油罐101及连接储油罐101的油泵102，所述储油罐101内设有过滤器。
63.本发明的实施例，一种医疗废物热解焚烧处理方法，包括步骤：
64.s1.上料：将医疗废物放入料斗中，沿升降轨道向上移动倒入热解气化炉装置的气化炉筒体的进料口，医疗废物向上移动及倒料均在密封罩内进行；
65.s2.热解气化：通过燃烧器对气化炉筒体的医疗废物进行燃烧助燃，当医疗废物保持自燃发时燃烧器停止工作，医疗废物在气化炉筒体温度为100～500℃下分解气化为可燃性气体从出料口排出，产生的残灰从下端排出；
66.s3.二次高温燃烧：将可燃性气体通入燃烧室且通过喷燃炉助燃及补风送氧进行燃烧，使可燃性气体在燃烧室内涡流燃烧后产生高温烟气，且燃烧室内温度大于1100℃，可燃性气体在燃烧室内滞留时间大于2秒；
67.s34.热能回收利用：通过热交换器将高温可燃性气体与水进行热交换，一方面使高温可燃气体降温到500℃，另一方面升温的热水供热利用；
68.s4.急冷中和：将高温烟气通入急冷中和塔，并通过喷淋方式将常温下配好的碱液与高温烟气进行中和化学反应输出温度为190～220℃的尾气；
69.s5.脱酸：将尾气通入干式反应装置中与石灰粉和活性炭充分接触反应，从而去除酸性气体，其基本反应式如下：
70.so3 ca(oh)2＝caso4 h2o
71.so2 ca(oh)2＝caso3 h2o
72.2hcl ca(oh)2＝cacl2 2h2o
73.2hf ca(oh)2＝caf2 2h2o；
74.s6.除尘：经脱酸后的尾气再进入布袋除尘器去除尘，然后经引风机、烟囱排入大气；
75.s7：湿式的脱酸：将经过除尘后的尾气通入至少一个喷淋吸收塔喷淋碱液脱酸，尾气中的有害成分则被吸附在碱液(naoh)表面，同naoh产生中和反应生成固态的盐类，其基本反应式如下：
76.2so2 o2 4naoh—
→
2na2so4 2h2o
77.hcl naoh—
→
nacl h2o；
78.s8：尾气检测：在尾气排入大气前对排出尾气进行检测，检测参数包括温度、湿度、流量、粉尘颗粒、co2、co、hcl、so2及no2等参数检测。
79.实施本发明提出的一种医疗废物热解焚烧处理系统及处理方法，具有以下有益的技术效果：
80.本发明技术方案能够实现自动化控制，连续稳定运行，热能回收利用率高，无有害气体和物质排放，节能降耗，安全可靠，经济效益良好。
81.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。