CN107152683A - 医疗废物微波等离子体控氧催化裂解装置 - Google Patents

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Abstract

医疗废物微波等离子体控氧催化裂解装置将低成本的热解气化技术和先进的微波等离子体技术耦合协同，先将具有热值的医疗废物用控氧热解工艺气化，再用微波等离子体技术将可燃气体催化裂解燃烧，使设备投资成倍下降，使能源消耗大大降低，使最新技术实施成为可能。利用微波等离子体+蓄热催化裂解再处理切实解决了医疗废物处置中污染控制问题。实现环境可持续性，使处置过程始终处于安全、可控、合规、合法的环境之中。不断的技术创新和技术优化组合可实现医疗废物处置完全的内循环、零污染及无害化、减量化和资源化。

Description

医疗废物微波等离子体控氧催化裂解装置
技术领域
本发明涉及医疗废物微波等离子体控氧催化裂解装置，属于高温催化裂解的环境保护技术领域。可应用于医疗废物、危险废物、工业废物、生活垃圾处理。
背景技术
医疗废物高温热解处理是环保部推荐的主流技术，我们在2002年6月6日申请了发明专利：一种热解气化湍流喷射燃烧装置，专利号ZL02115337X。该发明专利热解反应和独特的湍流喷射燃烧、高温蓄热燃烧，可以确保高温状况下可燃性气体及吸附在烟尘上的有毒有害物质燃烧分解。
经过多年的实践和探索，我们发现湍流喷射燃烧装置虽然减排效果显著，但还有燃烧效果不稳定，无催化功能焦油、积碳偏多、烟道管易结垢堵塞等不足。
发明内容
随着社会发展，焚烧类废物处置的排放标准要求越来越高。随着技术进步，各种新技术、新器件不断涌现。本发明医疗废物微波等离子体控氧催化裂解装置就是在原来的一种热解气化湍流喷射燃烧装置基础上，采用新的微波等离子体器件，根据中国国情，将低成本的热解气化技术和先进的微波等离子体技术耦合协同，先将具有热值的医疗废物用控氧热解工艺气化，再用微波等离子体技术将可燃气体催化裂解燃烧，使设备投资成倍下降，使能源消耗大大降低，使最新技术实施成为可能。利用微波等离子体+蓄热催化裂解再处理切实解决了医疗废物处置中污染控制问题。不断的技术创新和技术优化组合可实现医疗废物处置完全的内循环、零污染及无害化、减量化和资源化。
医疗废物微波等离子体控氧催化裂解装置就是先将废物用控氧热解工艺气化，将微波能耦合给气体而形成的等离子体，使谐振腔电离而产生辉光放电，在极短时间内达到高温使医疗废物热解产生的可燃气体被催化裂解燃烧。医疗废物微波等离子体催化裂解是通过高能量等离子体对医疗废物等污染物热解后的气体直接击穿和直接轰击，使分子链断裂，使大分子污染物转变为简单小分子安全物质，使有毒有害物质转变成无毒无害的物质。二恶英类物质含有氯，是亲电子基团，更容易被电子轰击。该技术具有减容率高、适用范围广、处置效率高、有害物质产生少等特点。
微波等离子体谐振腔反应釜放电产生的电子能量高，密度大，是常用等离子技术体的1500倍。微波等离子体技术反应快，物体和气体通过速度在3-15米/秒，即可达到很好的处理效果。微波等离子体电极与医疗废物和废气不直接接触，根本上解决了微波等离子体设备腐蚀问题。具有处理效果好、运行费用低、无二次污染。
本发明热解气体化和微波等离子体二项技术耦合后，技术先进、结构合理、功能独特，处理成本可控，解决了现在医疗废物处理技术的难题和困局，解决了医疗废物低能耗处理技术，解决了医疗废物处理尾气中重金属和二恶英的零排放等二次污染问题，医疗废物处理低成本控制，医疗废物处理后的资源化利用等有关技术问题。经过灭菌、回收和循环使用的医疗废物，集中处置模式的蓄热催化热解再处理，减少了医疗废物的最终处理量，降低处理难度和运行成本，符合现代垃圾管理策略，即通过垃圾最少化和回收利用，实现医疗废物的资源化。
医疗废物微波等离子体控氧催化裂解系统有别于其他氧化和裂解技术的关键点是通过在热环境下微波等离子体的催化裂解作用，将多个有机小分子组合成需要的分子链，将多个大分子链断开成多个需要的小分子链，其原含有的化学鍵能都被重新分布到各种小分子中。可以实现这些小分子按其物化形态性质被分离后就得到了人们所称的“油、气、炭”类物质。实现环境可持续性。使处置过程始终处于安全、可控、合规、合法的环境之中。
医疗废物微波等离子体消毒灭菌装置其微波等离子体的特征在于：所述微波等离子电源，脉冲上升时间＜30uS、脉宽＜3uS、电源功率：6000-20000VA、脉冲高压：15000-30000V、脉冲频率：2.45GHz。
医疗废物微波等离子体控氧催化裂解装置中温度传感器同变频风机构成智能闭环系统，在保持温度450-650℃内自动调节热解釜的空气量。
医疗废物微波等离子体控氧催化裂解装置热管换热器，具有油气冷凝功能，在换热的同时将油气分离。
附图说明
图1为本发明医疗废物微波等离子体控氧催化裂解装置结构示意图。
图2为本发明医疗废物微波等离子体控氧催化裂解装置流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明。
医疗废物经自动上料系统进入热解反应釜，根据热解温度自动调节变频风机控制热解釜风量进入，利用医疗废物自身热值使医疗废物产生热化学反应热解为可燃气体，可燃气体在负压状态被引入微波等离子体反应釜（微波等离子体谐振腔），被催化裂解后的可燃气体进入蓄热催化燃烧，高温烟气经换热器后高温热空气通过控氧布风系统进入热解反应釜，加速釜内医疗废物热解，热解后的灰渣由旋转排渣系统自动排出。
医疗废物微波等离子体控氧催化裂解装置，该装置参照图1中10为控氧催化热解釜的旋转出渣和布风系统，从18热管换热器取得热空气经10进入反应釜内供氧；图1中11为热解釜，12为自动螺旋进料系统，医疗废物从密封的进料系统连续进料；13为旋风除尘装置；14为柱状圆形容器的微波等离子体催化裂解反应釜，（微波等离子体谐振腔）医疗废物被控氧热解的气体进入微波等离子体谐振腔催化裂解；15为热管换热器，16为不可凝气体出口； 17为冷空气入口，18为热空气出口，烟气冷凝的燃料油供预热燃烧器使用。
参照图2医疗废物经自动上料系统10进入控氧热解反应釜，图1中21根据热解温度自动调节变频风机控制控氧热解釜热风温度，热解釜11利用医疗废物自身热值使医疗废物产生热化学反应热解为可燃气体，可燃气体在负压状态被引入微波等离子体反应釜12（微波等离子体谐振腔），被催化裂解后的可燃气体进入蓄热催化燃烧13，高温烟气经热管换热器21后高温热空气通过布风系统进入热解反应釜热力循环系统，加速热解反应釜内医疗废物热解；氢氧气催化稳燃系统32助燃将不可凝气体在13蓄热催化燃烧后送人21、22进入热循环系统；热解后的灰渣由旋转排渣系统30自动排出，尾气经除尘系统20排放。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (5)

1.医疗废物微波等离子体控氧催化裂解装置将低成本的热解气化技术和先进的微波等离子体技术耦合协同，先将具有热值的医疗废物用控氧热解工艺气化，再用微波等离子体技术将可燃气体催化裂解燃烧，其权利要求如下。
2.根据权利要求1所述的医疗废物微波等离子体控氧催化裂解装置用柱状圆形容器作为微波等离子体反应釜（微波等离子体谐振腔）；该反应釜与微波等离子体波导管、微波等离子体发生器、控氧热解反应釜和热管换热器相连接，医疗废物被控氧热解为可燃气体进入微波等离子体谐振腔催化裂解燃烧。
3.根据权利要求2所述的医疗废物微波等离子体消毒灭菌装置其微波等离子体的特征在于：所述微波等离子电源，脉冲上升时间＜30uS、脉宽＜3uS、电源功率：6000-20000VA、脉冲高压：15000-30000V、脉冲频率：2.45GHz。
4.根据权利要求1所述的医疗废物微波等离子体控氧催化裂解装置中温度传感器同变频风机构成智能闭环系统，在保持温度450-650℃内自动调节热解釜的空气量。
5.根据权利要求1所述，医疗废物微波等离子体控氧催化裂解装置的热管换热器，具有油气冷凝功能，在换热的同时将油气分离。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112797412A (zh) * 2021-01-15 2021-05-14 清华大学 医疗废弃物处理方法

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