CN106955575A - 一种基于熔融盐的医疗废弃物焚烧、热解尾气净化系统及方法 - Google Patents

一种基于熔融盐的医疗废弃物焚烧、热解尾气净化系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于熔融盐的医疗废弃物焚烧、热解尾气净化系统，其包括通过管路顺次连接的烟气急冷塔、布袋除尘器、第一除水器、熔融盐反应器、喷淋塔、第二除水器和引风机。烟气急冷塔与布袋除尘器之间的管路上设有用以添加活性炭的螺旋进料器。本发明能够提高医疗废弃物焚烧、热解尾气的净化效果，简化净化过程。当医疗废弃物中含氯废弃物（含氯塑料、橡胶等）和含氮废弃物（病变器官、含氮药品等）含量较高时，本发明的净化效果更为明显，不但能较为彻底的脱除尾气中高浓度的含氯、含氮污染物，减少环境污染，还能实现二者的同步脱除，简化了尾气净化工艺。

Description

一种基于熔融盐的医疗废弃物焚烧、热解尾气净化系统及 方法
技术领域
本发明属于焚烧、热解尾气净化技术领域，具体涉及一种基于熔融盐的医疗废弃物焚烧、热解尾气的净化系统及方法。
背景技术
医疗废弃物是指医疗卫生机构在医疗预防、保健以及其他相关活动中产生的具有直接或间接感染性、毒性以及其他危害性的废物。由于其危害性较大，国际规定必须进行无害化处理。其中，现有使用最广泛的技术为焚烧、热解处理，但是医疗废弃物中含有大量的含氯有机物（PVC塑料、橡胶、皮革等）以及含氮有机物（人体或动物残肢，含氮废弃药品等）致使其产出的尾气中含有较高浓度的含氯污染物（HCl）和含氮污染物（HCN、NOx），因此必须对尾气进行无害化处理。
目前，脱除HCl、HCN常用的方法为半干法，而脱除NOx则多使用选择性催化还原法（SCR法），一般需要分两步才能净化产气污染物，过程工艺较为复杂。此外，半干法在酸性污染物浓度较高时，处理效果一般，而医疗废弃物焚烧、热解产气中酸性污染物浓度极高，致使半干法对其尾气酸性气体脱除效果一般。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种基于熔融盐的医疗废弃物焚烧、热解尾气的净化系统及方法，其可以同步脱除含氯、含氮污染物，并且脱除效率更高。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于熔融盐的医疗废弃物焚烧、热解尾气净化系统，其包括通过管路顺次连接的烟气急冷塔、布袋除尘器、第一除水器、熔融盐反应器、喷淋塔、第二除水器和引风机。
进一步优选的，在烟气急冷塔与布袋除尘器之间的管路上设有用以添加活性炭的螺旋进料器。
具体的，所述熔融盐反应器的数量为两个，两个熔融盐反应器并联连接，一用一备。两者仅连通一个，待一个反应器内熔融盐达到饱和时，切换至另一个反应器，同时将达到饱和的熔融盐排出，排空后的反应器内再加入熔融盐并加热至熔融备用。
具体的，上述净化系统还包括第一旁路管和第二旁路管；所述第一旁路管的两端与布袋除尘器并联连接（可根据两端的压差来控制安全阀开闭），所述第二旁路管的一端与熔融盐反应器和喷淋塔之间的管路连接，另一端与第二除水器和引风机之间的管路连接（可根据两端的压差来控制安全阀开闭）。
利用上述系统进行医疗废弃物焚烧、热解尾气净化的方法，具体为：向熔融盐反应器中加入熔融盐并加热至熔融状态，将医疗废弃物焚烧、热解尾气引入烟气急冷塔并被冷却至200℃以下，冷却后的尾气经布袋除尘器除去大粒径颗粒物、第一除水器除去水分后，进入熔融盐反应器中发生反应脱除污染物，脱除污染物后的尾气顺次经喷淋塔和第二除水器后排出。
熔融盐是指高温下熔融态的碱金属碱类、盐类的混合物，本发明中所采用的熔融盐成分是由钾、钠、锂的碱类化合物与其盐类化合物组成的混合物。所述熔融盐具体可以为NaOH+Na2CO3、KOH+K2CO3、NaOH+K2CO3、KOH+Na2CO3或LiOH+Li2CO3，其中，钾、钠、锂的碱类化合物在熔融盐中的重量百分含量不低于40%。
本发明中的熔融盐对医疗废弃物焚烧、热解尾气中高浓度的含氯、含氮污染物均能彻底的脱除，在熔融盐反应器中发生的主要化学反应如下所示：
注：1）式中M代表K、Na、Li碱金属元素；2）反应式（3）仅为碱类化合物在高温熔融态下进行（溶剂态的碱类化合物与NOx不发生此反应）。
和现有技术相比，本发明的优势在于：本发明能够提高医疗废弃物焚烧、热解尾气的净化效果，简化净化过程。当医疗废弃物中含氯废弃物（含氯塑料、橡胶等）和含氮废弃物（病变器官、含氮药品等）含量较高时，本发明的净化效果更为明显，不但能较为彻底的脱除尾气中高浓度的含氯、含氮污染物，减少环境污染，还能实现二者的同步脱除，简化了尾气净化工艺。
附图说明
图1为本发明所述基于熔融盐的医疗废弃物焚烧、热解尾气净化系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步地详细介绍，但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1
如图1中所示，一种基于熔融盐的医疗废弃物焚烧、热解尾气净化系统，其包括通过管路顺次连接的烟气急冷塔1、布袋除尘器3、第一除水器5、熔融盐反应器、喷淋塔11、第二除水器12和罗茨引风机13。在烟气急冷塔1与布袋除尘器3之间的管路上设有用以添加活性炭的螺旋进料器2。
所述熔融盐反应器的数量为两个，分别是第一熔融盐反应器7和第二熔融盐反应器9，两个熔融盐反应器并联连接，一用一备。第一熔融盐反应器7和第二熔融盐反应器9所在的管路上分别设有第一阀门6和第二阀门8，用以控制气路通断。上述净化系统还包括第一旁路管4和第二旁路管10；所述第一旁路管4的两端与布袋除尘器3并联连接（可根据两端的压差来控制安全阀开闭），所述第二旁路管10的一端与熔融盐反应器和喷淋塔11之间的管路连接，另一端与第二除水器12和罗茨引风机13之间的管路连接（可根据两端的压差来控制安全阀开闭）。喷淋塔内安装有喷淋管，用来吸收气体内携带的碱颗粒。
利用上述系统进行医疗废弃物焚烧、热解尾气净化的方法，其向熔融盐反应器中加入熔融盐（NaOH+Na2CO3，NaOH在熔融盐中的含量为60wt%）并加热至熔融状态，将医疗废弃物焚烧、热解尾气引入烟气急冷塔并被冷却至200℃以下，冷却后的尾气经布袋除尘器除去大粒径颗粒物、第一除水器除去水分后，进入熔融盐反应器中发生反应脱除污染物，脱除污染物后的尾气顺次经喷淋塔和第二除水器后排出。具体过程如下：尾气从医疗废弃物焚烧炉、热解炉排出，其温度约为300~600℃。为了减少二噁英的产生，尾气首先进入烟气急冷塔1，迅速冷却至200℃以下，所用冷却水为工业用水。降温后的尾气与来自螺旋进料器2的活性炭混合，其中粒径较小的颗粒物吸附于活性炭中，在进入布袋除尘器3后，尾气中的大粒径颗粒物和活性炭均被脱除。经过第一除水器5除水后，尾气进入第一熔融盐反应器7，尾气中的含氯、含氮污染物与熔融盐发生反应生成氯盐、硝酸盐等，与此同时若尾气中含有CO，则CO与熔融盐反应生成H2，这样就在脱除污染物的同时，使尾气有了一定的利用价值。当第一熔融盐反应器7达到饱和时，切换气路使用备用的第二熔融盐反应器9（第一熔融盐反应器7中的饱和熔融盐清空，加入新的盐类、碱类作为熔融盐并加热至熔融备用）。从熔融盐反应器输出的气体进入喷淋塔11，使用工业水喷淋除去气体中携带的盐类、碱类颗粒，再通入第二除水器12除水后排出。
实验效果验证：使用卓越QSXL-1230型气氛保护箱式马弗炉，升温至800℃，将一定量粉碎后的医疗废弃物放入炉中，通入空气使其持续燃烧，将燃烧后的气体直接通入本系统的烟气急冷塔1，于本系统的始端、末端持续监测净化后气体中的HCl、NOx、HCN浓度。结果显示：未净化前气体中HCl浓度最高可达约6100ppm，NOx最高约为2450ppm，HCN最高约为950ppm，而净化后气体中HCl、NOx、HCN均未被检测出（检测底限为0.1ppm）。该结果表明本发明系统对于医疗废弃物燃烧尾气中的高浓度HCl、NOx、HCN有显著的脱除效果。
综上可知：本发明系统能够有效提高医疗废弃物焚烧、热解尾气的净化效率，简化净化流程工艺：在尾气含氯、含氮污染浓度较高时，优势更为明显，只需及时更换和添加熔融盐就可以满足更高浓度的污染物脱除，无上限值。本发明系统还将尾气的脱氯、脱硝集成在同一步骤完成，工艺流程更简单。此外，熔融盐反应饱和后可使用苛化法（造纸行业已广泛使用的碱类回收再生工艺）再生，将其中的碳酸盐类重新再生成碱类，使熔融盐可以循环使用。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于熔融盐的医疗废弃物焚烧、热解尾气净化系统，其特征在于，包括通过管路顺次连接的烟气急冷塔、布袋除尘器、第一除水器、熔融盐反应器、喷淋塔、第二除水器和引风机。
2.如权利要求1所述基于熔融盐的医疗废弃物焚烧、热解尾气净化系统，其特征在于，烟气急冷塔与布袋除尘器之间的管路上设有用以添加活性炭的螺旋进料器。
3.如权利要求1所述基于熔融盐的医疗废弃物焚烧、热解尾气净化系统，其特征在于，所述熔融盐反应器的数量为两个，两个熔融盐反应器并联连接，一用一备。
4.如权利要求2所述基于熔融盐的医疗废弃物焚烧、热解尾气净化系统，其特征在于，还包括第一旁路管和第二旁路管；所述第一旁路管的两端与布袋除尘器并联连接，所述第二旁路管的一端与熔融盐反应器和喷淋塔之间的管路连接，另一端与第二除水器和引风机之间的管路连接。
5.利用权利要求1至4任一所述系统进行医疗废弃物焚烧、热解尾气净化的方法，其特征在于，向熔融盐反应器中加入熔融盐并加热至熔融状态，将医疗废弃物焚烧、热解尾气引入烟气急冷塔并被冷却至200℃以下，冷却后的尾气经布袋除尘器除去大粒径颗粒物、第一除水器除去水分后，进入熔融盐反应器中发生反应脱除污染物，脱除污染物后的尾气顺次经喷淋塔和第二除水器后排出。
6.如权利要求5所述进行医疗废弃物焚烧、热解尾气净化的方法，其特征在于，所述熔融盐为NaOH+Na2CO3、KOH+K2CO3、NaOH+K2CO3、KOH+Na2CO3 、LiOH+Li2CO3或以上五类的任意混合。
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