CN106701139B - 医疗废弃物无害化处理及资源化利用的专用设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种医疗废弃物无害化处理及资源化利用的专用设备，包括进料器、碎料器、带微波灭菌器和脱气室的气加热式螺杆送料器、中和器、喷雾干燥器、带加热炉的裂解釜、排渣器、催化塔、分馏塔、冷凝塔、吸气机、压缩机、燃烧器、循环水冷却塔、PLC控制机构以及用于承托前述各部件的集成式机架。本发明结构设计合理，自动化程度高，经由本发明的设备和方法，能够对医疗废弃物中的病毒、病菌能彻底杀灭，并能对医疗废弃物中的有用物质作最终资源化利用，获得有利用价值的柴油、汽油和炭黑，将医疗废弃物变废为宝，另外，本发明的设备考虑了热量综合利用，能量利用率高，处理医疗废弃物能耗低，除了水蒸气和CO2排放外，无其它排放物，环保性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种医疗废弃物处理的专用设备及其处理方法，尤其是涉及一种在处理医疗废弃物过程中对环境没有污染、对医疗废弃物中的病毒、病菌能彻底杀灭，并能对医疗废弃物中的有用物质作最终资源化利用的医疗废弃物无害化处理及资源化利用专用设备及方法。
背景技术
目前，公知的一种医疗废弃物处理技术对医疗废弃物中的病毒、病菌进行了杀灭处理，但其对灭菌后的残余物进行最终处理方法为焚烧和填埋，环保性能不够理想，且不能对其中的可回收物作最终资源化利用。
发明内容
本发明的目的之一在于解决现有技术的不足，提供一种在处理医疗废弃物过程中对环境没有污染，对医疗废弃物中的病毒、病菌能彻底杀灭，并能对医疗废弃物中的有用物质作最终资源化利用的医疗废弃物无害化处理及资源化利用的专用设备。
本发明的目的之二在于提供一种疗废弃物无害化处理及资源化利用的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
医疗废弃物无害化处理及资源化利用的专用设备，所述专用设备包括进料器、碎料器、带微波灭菌器和脱气室的气加热式螺杆送料器、中和器、喷雾干燥器、带加热炉的裂解釜、排渣器、催化塔、分馏塔、冷凝塔、吸气机、压缩机、燃烧器、循环水冷却塔、PLC控制机构以及用于承托前述各部件的集成式机架；
所述进料器、碎料器与带微波灭菌器和脱气室的气加热式螺杆送料器的进料端成上、中、下衔接并连接成一个半封闭系统；带微波灭菌器和脱气室的气加热式螺杆送料器与裂解釜、排渣器轴向连接，并与前述半封闭系统组合成一个全封闭系统，所述催化塔、分馏塔、冷凝塔顺序安装在裂解釜上部；
所述喷雾干燥器安装在带微波灭菌器和脱气室的气加热式螺杆送料器上部， 所述中和器、吸气机、压缩机、燃烧器分别安装在集成式机架下框中，中和器与脱气室连通，以吸收中和脱气室脱出的氯化氢气体；
所述中和器、排渣器、分馏塔和冷凝塔的冷却水进出口和循环水冷却塔用管道连通；
所述PLC控制机构分别与进料器、碎料器、微波灭菌器和气加热式螺杆送料器的驱动电机、中和器、喷雾干燥器、裂解釜、排渣器、催化塔、分馏塔、吸气机、压缩机、燃烧器和循环水冷却塔相联接，通过PLC控制机构实现进料、碎料、送料、灭菌、脱气、中和、干燥、加热、裂解、排渣、催化、分馏、冷凝过程中各工艺参数的自动检测和控制。
优选的，所述进料器采用加盖密封和微负压操作，以避免废弃物中的气体外泄，碎料器将进料器中的物料抓取并将其撕裂成碎块挤进气加热式螺杆送料器进料端。
优选的，所述微波灭菌器在将从气加热式螺杆送料器进料端被螺杆送过来的物料中所携带的细菌、病毒作彻底杀灭的同时，将物料温度加热到脱氯所需的工艺温度，再由气加热式螺杆送料器螺杆将物料送入脱气室脱除氯化氢气体，并将氯化氢气体引入中和器生成氯化钠溶液。
优选的，所述喷雾干燥器的加热机构利用加热气加热式螺杆送料器后的尾气提供干热气流，将从中和器送来的氯化钠溶液干燥成粉状以便于收集和利用，并由尾气将烘干时产生的水蒸气带入排气管。
优选的，所述气加热式螺杆送料器的出料端由燃烧器加热裂解釜后的尾气加热，将从脱气室过来的物料继续升温到临近裂解所需的工艺温度后将其送入裂解釜进行裂解，裂解釜采用常压操作，物料裂解产生的裂解气进入催化塔，裂解产生的残留物炭黑由排渣器排出。
优选的，裂解气在催化塔内催化剂的作用下转化为低分子油气进入分馏塔，馏出柴油组份，其余油气进入冷凝塔分出汽油组分，不凝气部分则由管道导入压缩机压缩后存入储气罐。
优选的，所述PLC控制机构包括PLC控制器、压力传感器、温度传感器、流量传感器、监视器和执行器，PLC控制机构将传感器采集到的各种数据在监视器上实时显示出来并进行记录，同时将这些数据与PLC控制器设定的数据进行比对后，对执行器发出指令，自动校正执行偏差量，使专用设备保持正常运转，当专用设备出现故障时，PLC控制机构将报警并自行启动安全装置或自动停机。
优选的，所述PLC控制机构还设有无线网络远程监控机构。
基于所述的专用设备的医疗废弃物无害化处理及资源化利用的方法，所述医疗废弃物无害化处理及资源化利用的方法如下：
（1）经分类回收后的可再生利用的医疗废弃物进入进料器料斗后，将料斗盖密闭，碎料器将医疗废弃物在微负压状态下撕碎，避免医疗废弃物中的气、液外溢；
（2）撕碎后的医疗废弃物在气加热式螺杆送料器推送下往后移动，移动过程中由微波灭菌器杀灭其中的病毒和细菌并将其加热到脱氯所需的工艺温度，进入脱气室后医疗废弃物中的氯化氢气体和水汽在脱气室中脱除并送入中和器中，将其中和生成氯化钠溶液；
（3）脱除气体的医疗废弃物进一步往后推送并同时逐步加热至临近裂解的工艺温度后推送至裂解釜中进行裂解，裂解釜采用常压操作，医疗废弃物裂解产生的裂解气进入催化塔，裂解产生的残留物炭黑由排渣器排出；
（4）裂解气在催化塔内催化剂的作用下转化为低分子油气进入分馏塔，馏出柴油组份，其余油气进入冷凝塔分出汽油组分，不凝气部分则由管道导入压缩机压缩后存入储气罐。
优选的，步骤（1）中医疗废弃物进入送料器料斗后 ，喷入医疗废弃物质量2.0-3.5%的灭菌剂，用于负压撕碎过程中同步化学消毒杀菌，所述灭菌剂由下列重量份的原料加工而成：蜂胶粉10-20份，乳化剂1-2份，体积分数75-85%乙醇溶剂80-100份，pH调节剂适量，灭菌剂的pH值为6-6.8，将配方量的蜂胶粉和乳化剂加入乙醇溶剂中，于25-35℃充分搅拌0.5-1h乳化形成稳定的混合物体系，调完pH值后滤去杂质获得灭菌剂，所述pH值调节剂为柠檬酸或醋酸或有机碱。
蜂胶是蜜蜂从树芽或树皮中采集的粘性分泌物，研究发现蜂胶有复杂的化学组成，其中包括三十多种芳香脂、三十多种类黄酮化合物、十余种芳香酸等，蜂胶被誉为“天然的小药库”，是珍贵的天然广谱抗生物质，对多种细菌、真菌、病菌等有显著的抑制和灭杀作用，步骤（1）中添加适量的含蜂胶粉的灭菌剂（蜂胶适当提纯后获得粉末），利用其天然广谱抗菌杀菌性能，实现撕碎同步灭菌，减轻后续第二步微波灭菌器物理灭菌的压力，化学灭菌和物理灭菌二者有机结合，互相协同，实现高效灭菌。
本发明的有益效果是：本发明结构设计合理，自动化程度高，经由本发明的设备和方法，能够对医疗废弃物中的病毒、病菌能彻底杀灭，并能对医疗废弃物中的有用物质作最终资源化利用，获得有利用价值的柴油、汽油和炭黑，将医疗废弃物变废为宝，另外，本发明的设备考虑了热量综合利用，能量利用率高，处理医疗废弃物能耗低，除了水蒸气和二氧化碳 排放外，无其它排放物，环保性好。
附图说明
图1是本发明的专用设备的结构示意图；
图2是图1的左视图。
图3是本发明的利用方法的流程框图。
图中：1-集成式机架，2-电器控制箱，3-气加热式螺杆送料器，4-进料器，5-开盖机，6-碎料器，7-微波灭菌器，8-脱气室，9-喷雾干燥器，10-催化塔,11-安全阀，12-分馏塔，13-冷凝塔，14-裂解釜，15-排渣器，16-密封盖，17-监视器，18-碎料器电机，19-送料器电机，20-加热炉，21-燃烧器，22-收集罐，23-吸气机，24-冷却水泵，25-中间罐，26-真空泵，27-压缩机，28-中和器,29-高压泵，30-储气罐。
具体实施方式
下面通过具体实施例，结合附图，对本发明的方法方案作进一步的具体说明。
实施例1：
如图1和图2所示，本发明的医疗废弃物无害化处理及资源化利用的专用设备，所述专用设备包括进料器4、碎料器6、带微波灭菌器7和脱气室8的气加热式螺杆送料器3、中和器28、喷雾干燥器9、带加热炉20的裂解釜14、排渣器15、催化塔10、分馏塔12、冷凝塔13、吸气机23、压缩机27、燃烧器21、循环水冷却塔、PLC控制机构以及用于承托前述各部件的集成式机架1，碎料器6由碎料器电器18驱动，气加热式螺杆送料器3由送料器电机19驱动；
所述进料器4、碎料器6与气加热式螺杆送料器3的进料端成上、中、下衔接并连接成一个半封闭系统；气加热式螺杆送料器3与裂解釜14、排渣器15轴向连接，并与前述半封闭系统组合成一个全封闭系统，所述催化塔10、分馏塔12、冷凝塔13顺序安装在裂解釜14上部；
所述喷雾干燥器9安装在带微波灭菌器7和脱气室8的气加热式螺杆送料器3上部，所述中和器28、吸气机23、压缩机27、燃烧器21分别安装在集成式机架1下框中，中和器28与脱气室8连通，以吸收中和脱气室8脱出的氯化氢气体；
所述中和器28、排渣器15、分馏塔12、冷凝塔13的冷却水进出口和循环水冷却塔用管道和冷却水泵24连通形成可循环的回路；
所述PLC控制机构分别与进料器4、碎料器6、微波灭菌器7和气加热式螺杆送料器3、中和器28、喷雾干燥器9、裂解釜14、排渣器15、催化塔10、分馏塔12、吸气机23、压缩机27、燃烧器21和循环水冷却塔相联接，通过PLC控制机构实现进料、碎料、送料、灭菌、脱气、中和、干燥、加热、裂解、排渣、催化、分馏、冷凝过程中各工艺参数的自动检测和控制。
具体到本实施例，所述进料器4采用加盖密封和微负压操作，以避免废弃物中的气体外泄，具体体现在结构上，进料器4的料斗上设有密封盖16和开盖机5，通过开盖机5自动控制密封盖16的开启与关闭，碎料器6在碎料器电机18的驱动下将进料器4中的物料抓取并将其撕裂成碎块挤进气加热式螺杆送料器3进料端。
本实施例的方案中，所述微波灭菌器7在将从气加热式螺杆送料器3的进料端被螺杆送过来的物料中所携带的细菌、病毒作彻底杀灭的同时，将物料温度加热到脱氯所需的工艺温度，再由气加热式螺杆送料器3螺杆将物料送入脱气室8脱除氯化氢气体，并将氯化氢气体引入中和器28生成氯化钠溶液，所述喷雾干燥器9的加热机构利用加热气加热式螺杆送料器3后的尾气提供干热气流，将通过高压泵29从中和器28送来的氯化钠溶液干燥成粉状以便于收集和利用，并由尾气将烘干时产生的水蒸气带入排气管。
本实施例的方案中，所述气加热式螺杆送料器3的出料端由燃烧器21加热裂解釜14后的尾气加热，将从脱气室8过来的物料继续升温到临近裂解所需的工艺温度后将其送入裂解釜14进行裂解，裂解釜14采用常压操作，物料裂解产生的裂解气进入催化塔10，催化塔10设有安全阀11，用于提供催化裂解反应的安全性，裂解产生的残留物炭黑由排渣器15排出。
本实施例的方案中，裂解气在催化塔10内催化剂的作用下转化为低分子油气进入中间罐25，由真空泵26将低分子油气抽送入分馏塔12，馏出柴油组份，其余油气进入冷凝塔13分出汽油组分，不凝气部分则由管道导入压缩机27压缩后存入储气罐30。
本实施例中所述PLC控制机构包括PLC控制器、压力传感器、温度传感器、流量传感器、监视器17和执行器，PLC控制机构将传感器采集到的各种数据在监视器17上实时显示出来并进行记录，同时将这些数据与PLC控制器设定的数据进行比对后，对执行器发出指令，自动校正执行偏差量，使专用设备保持正常运转，当专用设备出现故障时，PLC控制机构将报警并自行启动安全装置或自动停机。
在上述方案的基础上，所述PLC控制机构还设有无线网络远程监控机构。用于通过无线网络远程监控专用设备的运行。本发明的设备具体安装过程中，还配置一个电器控制箱2及触摸式控制屏，用于本发明的电路布置及控制。
本发明结构设计合理，自动化程度高，经由本发明的设备和方法，能够对医疗废弃物中的病毒、病菌能彻底杀灭，并能对医疗废弃物中的有用物质作最终资源化利用，获得有利用价值的柴油、汽油和炭黑，将医疗废弃物变废为宝，另外，本发明的设备考虑了热量综合利用，能量利用率高，处理医疗废弃物能耗低，除了水蒸气和二氧化碳 排放外，无其它排放物，环保性好。
实施例2：
如图3所示，基于所述的专用设备的医疗废弃物无害化处理及资源化利用的方法，所述医疗废弃物无害化处理及资源化利用的方法如下：医疗废弃物进入进料器4料斗后，将料斗盖密闭，碎料器6将医疗废弃物在微负压状态下撕碎，避免医疗废弃物中的气、液外溢，撕碎后的医疗废弃物进入送料器并在气加热式螺杆送料器3推送下往后移动，移动过程中由微波灭菌器7杀灭其中的病毒和细菌并将其加热到脱氯所需的工艺温度，进入脱气室8后医疗废弃物中的氯化氢气体和水汽在脱气室8中脱除并送入中和器28中，将其中和生成氯化钠溶液，脱除气体的医疗废弃物进一步往后推送并同时逐步加热至临近裂解的工艺温度后推送至裂解釜14中进行裂解，裂解釜14采用常压操作，医疗废弃物裂解产生的裂解气进入催化塔10，裂解产生的残留物炭黑由排渣器15排出，裂解气在催化塔10内催化剂的作用下转化为低分子油气进入分馏塔12，馏出柴油组份，其余油气进入冷凝塔13分出汽油组分，不凝气部分则由管道导入压缩机27压缩后存入储气罐30。
具体到本实施例，步骤（1）中医疗废弃物进入送料器料斗后 ，喷入医疗废弃物质量2.0-3.5%的灭菌剂，用于负压撕碎过程中同步化学消毒杀菌，所述灭菌剂由下列重量份的原料加工而成：蜂胶粉10-20份，乳化剂1-2份，体积分数75-85%乙醇溶剂80-100份，pH调节剂适量，灭菌剂的pH值为6-6.8，将配方量的蜂胶粉和乳化剂加入乙醇溶剂中，于25-35℃充分搅拌0.5-1h乳化形成稳定的混合物体系，调完pH值后滤去杂质获得灭菌剂，所述pH值调节剂为柠檬酸或醋酸或有机碱。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的方法方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (10)
1.医疗废弃物无害化处理及资源化利用的专用设备，其特征在于：所述专用设备包括进料器、碎料器、带微波灭菌器和脱气室的气加热式螺杆送料器、中和器、喷雾干燥器、带加热炉的裂解釜、排渣器、催化塔、分馏塔、冷凝塔、吸气机、压缩机、燃烧器、循环水冷却塔、PLC控制机构以及用于承托前述各部件的集成式机架；
所述进料器、碎料器与带微波灭菌器和脱气室的气加热式螺杆送料器的进料端成上、中、下衔接并连接成一个半封闭系统；带微波灭菌器和脱气室的气加热式螺杆送料器与裂解釜、排渣器轴向连接，并与前述半封闭系统组合成一个全封闭系统，所述催化塔、分馏塔、冷凝塔顺序安装在裂解釜上部；
所述喷雾干燥器安装在带微波灭菌器和脱气室的气加热式螺杆送料器上部，所述中和器、吸气机、压缩机、燃烧器分别安装在集成式机架下框中，中和器与脱气室连通，以吸收中和脱气室脱出的氯化氢气体；
所述中和器、排渣器、分馏塔和冷凝塔的冷却水进出口和循环水冷却塔用管道连通；
所述PLC控制机构分别与进料器、碎料器、带微波灭菌器和脱气室的气加热式螺杆送料器的驱动电机、中和器、喷雾干燥器、裂解釜、排渣器、催化塔、分馏塔、吸气机、压缩机、燃烧器和循环水冷却塔相联接，通过PLC控制机构实现进料、碎料、送料、灭菌、脱气、中和、干燥、加热、裂解、排渣、催化、分馏、冷凝过程中各工艺参数的自动检测和控制。
2.根据权利要求1所述的医疗废弃物无害化处理及资源化利用的专用设备，其特征在于：所述进料器采用加盖密封和微负压操作，以避免废弃物中的气体外泄，碎料器将进料器中的物料抓取并将其撕裂成碎块挤进气加热式螺杆送料器进料端。
3.根据权利要求1所述的医疗废弃物无害化处理及资源化利用的专用设备，其特征在于：所述微波灭菌器在将从气加热式螺杆送料器进料端被螺杆送过来的物料中所携带的细菌、病毒作彻底杀灭的同时，将物料温度加热到脱氯所需的工艺温度，再由气加热式螺杆送料器螺杆将物料送入脱气室脱除氯化氢气体，并将氯化氢气体引入中和器生成氯化钠溶液。
4.根据权利要求1所述的医疗废弃物无害化处理及资源化利用的专用设备，其特征在于：所述喷雾干燥器的加热机构利用加热气加热式螺杆送料器后的尾气提供干热气流，将从中和器送来的氯化钠溶液干燥成粉状以便于收集和利用，并由尾气将烘干时产生的水蒸气带入排气管。
5.根据权利要求1所述的医疗废弃物无害化处理及资源化利用的专用设备，其特征在于：所述气加热式螺杆送料器的出料端由燃烧器加热裂解釜后的尾气加热，将从脱气室过来的物料继续升温到临近裂解所需的工艺温度后将其送入裂解釜进行裂解，裂解釜采用常压操作，物料裂解产生的裂解气进入催化塔，裂解产生的残留物炭黑由排渣器排出。
6.根据权利要求1所述的医疗废弃物无害化处理及资源化利用的专用设备，其特征在于：裂解气在催化塔内催化剂的作用下转化为低分子油气进入分馏塔，馏出柴油组份，其余油气进入冷凝塔分出汽油组分，不凝气部分则由管道导入压缩机压缩后存入储气罐。
7.根据权利要求1所述的医疗废弃物无害化处理及资源化利用的专用设备，其特征在于：所述PLC控制机构包括PLC控制器、压力传感器、温度传感器、流量传感器、监视器和执行器，PLC控制机构将传感器采集到的各种数据在监视器上实时显示出来并进行记录，同时将这些数据与PLC控制器设定的数据进行比对后，对执行器发出指令，自动校正执行偏差量，使专用设备保持正常运转，当专用设备出现故障时，PLC控制机构将报警并自行启动安全装置或自动停机。
8.根据权利要求7所述的医疗废弃物无害化处理及资源化利用的专用设备，其特征在于：所述PLC控制机构还设有无线网络远程监控机构。
9.基于权利要求1-8任意一项所述的专用设备的医疗废弃物无害化处理及资源化利用的方法，其特征在于：所述医疗废弃物无害化处理及资源化利用的方法如下：
（1）经分类回收后的可再生利用的医疗废弃物进入进料器料斗后，将料斗盖密闭，碎料器将医疗废弃物在微负压状态下撕碎，避免医疗废弃物中的气、液外溢；
（2）撕碎后的医疗废弃物在气加热式螺杆送料器推送下往后移动，移动过程中由微波灭菌器杀灭其中的病毒和细菌并将其加热到脱氯所需的工艺温度，进入脱气室后医疗废弃物中的氯化氢气体和水汽在脱气室中脱除并送入中和器中，将其中和生成氯化钠溶液；
（3）脱除气体的医疗废弃物进一步往后推送并同时逐步加热至临近裂解的工艺温度后推送至裂解釜中进行裂解，裂解釜采用常压操作，医疗废弃物裂解产生的裂解气进入催化塔，裂解产生的残留物炭黑由排渣器排出；
（4）裂解气在催化塔内催化剂的作用下转化为低分子油气进入分馏塔，馏出柴油组份，其余油气进入冷凝塔分出汽油组分，不凝气部分则由管道导入压缩机压缩后存入储气罐。
10.权利要求9所述的专用设备的医疗废弃物无害化处理及资源化利用的方法，其特征在于，步骤（1）中医疗废弃物进入送料器料斗后，喷入医疗废弃物质量2.0-3.5%的灭菌剂，用于负压撕碎过程中同步化学消毒杀菌，所述灭菌剂由下列重量份的原料加工而成：蜂胶粉10-20份，乳化剂1-2份，体积分数75-85%乙醇溶剂80-100份，pH调节剂适量，灭菌剂的pH值为6-6.8，将配方量的蜂胶粉和乳化剂加入乙醇溶剂中，于25-35℃充分搅拌0.5-1h乳化形成稳定的混合物体系，调完pH值后滤去杂质获得灭菌剂，所述pH值调节剂为柠檬酸或醋酸或有机碱。
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