CN107520235A - 一种医疗废弃物的无碳排放处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种医疗废弃物的无碳排放处理方法，采用电磁波照射医疗废弃物，在吸波材料催化剂的作用下，使医疗垃圾中有机大分子的碳碳键发生共振断键，形成有机小分子产物从反应炉中逸出，经过冷凝回收液体产物燃料油，不可冷凝气体经压缩得到液化气和不可压缩可燃气。残留的裂解固体从反应炉底部排出；整个工艺过程采用清洁能源电磁波，无任何排放，气、固、液全回收，有机物转化率100%。
Description
技术领域
本发明涉及医疗废弃物处理技术领域，具体的说是一种医疗废弃物的无碳排放处理方法。
背景技术
医疗垃圾是具有直接或间接污染性、毒性及其他危害性的废物，被列入《国家危险废物名录》。目前国际上应用较多的医疗废弃物的处理方法主要是高温焚烧处理方法。这种技术的优点是适用范围广，处理后的废物难以辨认，清毒杀菌彻底，减容减量效果显著，技术比较成熟等优点。但是，医疗废弃物的主要成份是碳氢有机化合物，高温焚烧法的结果是排放大量的CO2，尤其是不可避免的产生“世纪之毒”二噁英。随着当前国际社会对环境保护要求严格，和温室气体CO2浓度的急剧增长带来的隐患，以及普通民众对建造焚烧炉的反感，使得高温焚烧炉建设的压力越来越大，扩展和扩大规模极为困难，再加上高温焚烧法的成本高，空气污染严重，易产生二噁英、多环芳香族化合物、多氯联苯等剧毒物以及氯化氢和二氧化硫等有害气体，尤其是医疗垃圾维持燃烧，需要添加辅助燃料以提供加热垃圾达到燃烧温度所需要的热量和发生燃烧所必须的活化能，等等原因，更加使这一技术推广受到限制。医疗废弃物的另一种常用的处理方法是高压蒸汽灭菌法，这种技术的优点是投资小，操作费用低，清毒效果好，残留物危险性低。但是缺点是体积和外观基本没有改变，且易产生臭气。不能处理甲醛、苯酚及汞等物质，对病理性垃圾及药物和化学垃圾处理效率不高。还有一种医疗废弃物的处理方法是热裂解，利用医疗垃圾中的有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下对其进行加热蒸馏，使有机物产生热裂解，经冷凝后形成各种气体、液体和固体，从中提取燃料油、油脂和燃料气。医疗废弃物的热解技术，是将裂解的气体产物和固体产物作为热解供热热源的燃料，与高温焚烧法相比，所需空气系数小，产生烟气量大大减少，其运行成本也大大降低，还能得到部分可销售的油品，总体费用比高温焚烧法低。同时，产生二噁英的量也大为减少。然而，由于热解所需要的温度很高，热解产物气体、固体被全部用于燃烧供热，热裂解医疗废弃物仅仅能得到不到一半的液体产物，燃烧所排放的CO2量自然很大，不符合当今国际上碳减排的要求。其他的如微波处理技术、化学处理技术、电弧炉处理技术和等离子处理技术等，目前还处于研究阶段，实现工业化大规模处理还需要一段漫长的道路。
发明内容
针对上述现有的热裂解医疗废弃物仅仅能得到不到一半的液体产物，燃烧所排放的CO2量大，不符合当今国际上碳减排的要求等问题，本发明提供一种医疗废弃物的无碳排放处理方法。包括以下步骤：
步骤一：将经过粉碎，外形最大尺寸不超过5cm的医疗废弃物放入反应炉中，与催化剂充分混合，备用；
步骤二：用频率在1000Hz～20000Hz范围内的电磁波，照射步骤一所得的医疗废弃物，使医疗废弃物中的有机大分子发生化学键C-C键断裂，生成有机小分子；
步骤三：分解出的有机小分子产物从反应炉中逸出，经多级冷凝、压缩，可分别得到重质油组分碳链大于C18、柴油组分C10～C18、汽油组分C6～C10、轻质油组分C4～C6、液化气C2～C4及可燃气CH4、H2和CO；
步骤四：有机大分子分解的固体产物为固体碳，从反应炉的底部排出。
所述的医疗废弃物为感染性废物、病理性废物、损伤性废物、药物性废物或化学性废物，但不包括液态或气态医疗废弃物血清、血液、福尔马林液和过氧乙酸消毒液。
所述反应炉采用内外双波源发射，内外波源功率比为0.5～0.7。
所述反应炉中的波辐射时间为10～40min，反应炉内的压力在500Pa～10000Pa，反应炉内的温度为180℃～380℃。
所述有机大分子分解后的固体产物，其热值大于5500Kcal/kg,其比表面积大于100m2/g。
所述催化剂为磁性催化剂，且在1000Hz～20000Hz频率范围内有最大吸收。
本发明的有益效果：
本发明提供的医疗废弃物的无碳排放处理方法，采用电磁波照射医疗废弃物，在吸波材料催化剂的作用下，使医疗垃圾中有机大分子的碳碳键发生共振断键，形成有机小分子产物从反应炉中逸出，经过冷凝回收液体产物燃料油，不可冷凝气体经压缩得到液化气和不可压缩可燃气。残留的裂解固体从反应炉底部排出；整个工艺过程采用清洁能源电磁波，无任何排放，气、固、液全回收，有机物转化率100%；本发明得到的固体产物，由于结构中C-C化学键的断裂，使得固体产物具有较大的孔隙率和比表面积，无需处理就可以用于工业污水的吸附剂。因为反应炉内温度在180℃～385℃，可以有效起到杀菌消毒的作用，残留固体可以直接使用，而对环境无害。另外，医疗废弃物反应后的固体产物经热值仪分析，其具有5500千卡/kg的热值，完全可以代替低标号的煤使用，提供热能。
附图说明
图1 本发明实施例1液体产物液质分析谱图；
图2 本发明实施例2液体产物液质分析谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的阐述。
实施例1
医疗废弃物来源于郑州市医疗垃圾处理公司，随即选取，称取169.5g（#1），与5.5g催化剂在500mL石英圆底烧瓶充分混合均匀，放入到反应炉中反应。反应时间15分钟。裂解气体经水冷却收集液体产物，不可冷凝气体用气体流量计标定重量，反应炉中固体的重量用电子天平称重。反应后得到108.5g液体，14.5g固体和46.5g气体。液体产物用液质联用仪分析产物组成，分析数据见附图1及表1。#1的固体产物热值为5536Kcal/kg。
表1 #1液体产物的组成分析表
实施例2
医疗废弃物来源于青岛市医疗垃圾焚烧厂，随机选取，称取71.5g（#2），与2.8g催化剂在500mL石英圆底烧瓶充分混合均匀，放入到实验反应炉中反应。反应时间10分钟。裂解气体经水冷却收集液体产物，不可冷凝气体用气体流量计标定重量，反应炉中固体的重量用电子天平称重。反应后得到45.0g液体，5.0g固体和21.5g气体。液体产物用液质联用仪分析产物组成，分析数据见附图2及表2, #2的固体热值为5610Kcal/kg。
表2 #2液体产物的组成分析表
Claims (7)
1.一种医疗废弃物的无碳排放处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将经过粉碎，外形最大尺寸不超过5cm的医疗废弃物放入反应炉中，催化剂与反应炉结为一体形成固定床；
步骤二：用频率在1000Hz～20000Hz范围内的电磁波，照射步骤一所得的医疗废弃物，使医疗废弃物中的有机大分子发生化学键C-C键断裂，生成有机小分子；
步骤三：分解出的有机小分子产物从反应炉中逸出，经多级冷凝、压缩，可得到四种油品、天然气和液化气；
步骤四：有机大分子分解的固体产物为固体碳，从反应炉的底部排出。
2.如权利要求1所述的医疗废弃物的无碳排放处理方法，其特征在于：所述的医疗废弃物为感染性废物、病理性废物、损伤性废物、药物性废物或化学性废物，但不包括液态或气态医疗废弃物血清、血液、福尔马林液和过氧乙酸消毒液。
3.如权利要求1所述的医疗废弃物的无碳排放处理方法，其特征在于：所述反应炉采用内外双波源发射，内外波源功率比为0.5～0.7。
4.如权利要求1所述的医疗废弃物的无碳排放处理方法，其特征在于：所述反应炉中的波辐射时间为10～40min，反应炉内的压力在500Pa～10000Pa，反应炉内的温度为180℃～380℃。
5.如权利要求1所述的医疗废弃物的无碳排放处理方法，其特征在于：所述有机大分子分解后的固体产物，其热值大于5500Kcal/kg,其比表面积大于100m2/g。
6.如权利要求1所述的医疗废弃物的无碳排放处理方法，其特征在于：所述催化剂为磁性材料，且在1000Hz～20000Hz频率范围内有最大吸收。
7.如权利要求6所述的医疗废弃物的无碳排放处理方法，其特征在于：所述磁性催化剂为铁磁性材料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20171229 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |