CN113339806A - 一种医废等离子体熔融辅助热解处置方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种医废等离子体熔融辅助热解处置方法，医废源物料通过密封消杀前系统高温蒸汽对病原体灭毒消杀后，进入热解气化系统，有机成分在热能作用下气化裂解，剩余残渣再进入等离子熔融系统经过更高温度烧煅，形成的玻璃体废渣激冷后排放；气化裂解的热解气通过热解气管道导进入收集及利用系统，经过冷凝处理，热解气中的烃、烯、醇等有机碳链成分冷凝液沉降落入收集及利用系统油组分收集装置；未凝结的不凝烷烃类气体组分组分再次通过不凝气管道分别与蒸汽发生系统和热解气化系统连接，作为热能燃料利用；不凝可燃气燃烧废气通过尾气净化排放系统净化降解后排入大气。本发明为医疗废弃物找出一种高效低耗处理方法，市场应用前景良好。

Description

一种医废等离子体熔融辅助热解处置方法
技术领域
本发明涉及医疗废物处理领域，具体为一种等离子辅助热解处置方法。
背景技术
医疗废物是在为人或动物提供诊断、治疗和免疫等医疗服务、医疗研究、生物实验和生物制品生产过程中产生的废物，其固体废物具有危害性或产生多种健康风险，并具有传染性或潜在传染性。医疗废物成分复杂，包括感染性、病理性、损伤性和药物性以及化学性废物等，涉及塑料、玻璃、金属和人体组织等不同材质。
2019年12月开始，新冠疫情的全面爆发，迅速传播至全国30多个省市，在控制疫情的发展，阻断疫病的传播的诊疗、救治过程中，临床一线使用了大量的一次性医疗器械及防护用品，这些医院临床感的废物的产生含有高传染风险病毒，如果处理不当，甚至在转运、处置的过程中，会通过空气和接触传播疾病，危害人体健康。
目前，传统医疗废弃物的处理方法有焚烧、高温灭菌、化学处理、微波辐射、等离子体、电弧炉等方法，但都存在处置突发公共疫情应对短板。开发新型的医疗危废处置技术辅以切实有效的措施，消纳处置疫情区域及相关医疗部门的医疗危废垃圾，将提高危险疫情来临时，二次感染传染病整体水平，从而可持续保持有效防控质量，提高医护人员及广大人民群众生命安全基础，有较好应用前景。
发明内容
为解决传统医废处理存在的短板问题，开发应用性价比普适效果，实现商业运营推广更新换代。
本发明一种医废等离子体熔融辅助热解处置方法，采用如下技术方案：
一种医废等离子体熔融辅助热解处置方法包括了密封消杀前处理系统、热解气化系统、等离子熔融系统、收集及利用系统和尾气净化排放系统组成，医废源物料通过密封消杀前系统高温蒸汽对病原体灭毒消杀后，进入热解气化系统，有机成分在热能作用下气化裂解，剩余残渣再进入等离子熔融系统经过更高温度烧煅，形成的玻璃体废渣激冷后排放；气化裂解的热解气通过热解气管道导进入收集及利用系统，经过冷凝处理，热解气中的烃、烯、醇等有机碳链成分冷凝液沉降落入收集及利用系统油组分收集装置；未凝结的不凝烷烃类气体组分(不凝可燃气)组分再次通过不凝气管道分别与蒸汽发生系统和热解气化系统连接，作为热能燃料利用；不凝可燃气燃烧废气通过尾气净化排放系统净化降解后排入大气。
所述密封消杀前系统包含提料设施、密封高温熏蒸料仓和密封给料机构，密封高温熏蒸料仓与密封给料机构为连体衔接设置，密封高温熏蒸料仓设置有密封仓盖和蒸汽管道，内部设置有破碎机构；密封给料机构的后端保持大于1/2长度的料封；
所述密封消杀前系统的密封高温熏蒸料仓与密封给料机构的密封衔接需承受4kPa-64kPa压力，形成密闭承压内腔；随着蒸汽后，内部压力逐步提高达到120℃-130℃，熏蒸0.5-1小时暂存；
进一步阐述，热解气化系统前端与密封消杀前系统的密封给料机构密封衔接，设置有动态密封一，后端与等离子熔融系统密封衔接，设置有动态密封二，保持隔绝热解环境；
所述等离子熔融系统设置有热解气导出管道和不凝气回流利用管道，在熔渣排放口设置直接伸入到激冷水池的水平面中，形成水封密闭；
所述收集及利用系统包括了冷凝净化装置、油组分收集装置和蒸汽发生系统，通过管道相互连接；
进一步阐述，蒸汽发生系统设置有蒸汽管道、不凝气燃烧器和燃烧尾气管道；蒸汽管道与密封消杀前处理系统连接，完成蒸汽输送；不凝气燃烧器与收集及利用系统连接，为蒸汽发生系统提供热能；燃烧尾气管道与尾气净化排放系统连接，实现尾气达标排放。
本发明的技术效果如下：
本发明医废源物料前处理系统破碎和高温蒸汽暂存杀菌灭毒，然后在热解气化系统中热裂解，有机成分裂解气化成热解气，经过收集及利用系统冷凝回收热解油，不凝结气体通过管道导入热解系统和蒸汽锅炉焚烧产生热能，供工艺系统热能利用，热解尾渣落入等离子熔融系统进一步在的高温下，熔融成玻璃体固体熔渣排出。整个工艺流程处理效果彻底，在工艺处理过程体积减量率可以达到95％，重量减量率可达到70％，有回收产品(热解油)，经济性良好，有很好的运营性价比。
本发明技术方法兼顾了医废高感染危险特性的防控措施，为医疗废弃物安全、高效、生态环保处理找出一种高效低耗处理方法，市场应用前景良好。
附图说明
图1本发明工艺流程示意图
图2物料流转密闭结构示意图
图3蒸汽发生器结构示意图
图中：1密封高温熏蒸料仓、2密封给料机构、3料封、4密封仓盖、5破碎机构、6动态密封1、7蒸汽管道、8动态密封2、9热解气管道、10激冷水池、11不凝气回流利用管道、12不凝气管道、13燃烧尾气管道。
具体实施方式
结合附图对本发明实施例中的技术实施过程进行清楚、完整地描述；所描述的实施案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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他类似实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明技术为一种医废等离子体熔融辅助热解处置方法，该技术实现包含了密封消杀前处理系统、热解气化系统、等离子熔融系统、收集及利用系统和尾气净化排放系统。医废源物料通过密封消杀前系统高温蒸汽对病原体灭毒消杀后，进入热解气化系统，有机成分在热能作用下气化裂解，剩余残渣再进入等离子熔融系统经过更高温度烧煅，形成的玻璃体废渣激冷后排放；气化裂解的热解气通过热解气管道9导进入收集及利用系统，经过冷凝处理，热解气中的烃、烯、醇等有机碳链成分冷凝液沉降落入收集及利用系统油组分收集装置；未凝结的不凝烷烃类气体组分(不凝可燃气)组分再次通过不凝气管道10分别与蒸汽发生系统和热解气化系统连接，作为热能燃料利用；不凝可燃气燃烧废气通过尾气净化排放系统净化降解后排入大气。
本发明固废热解与等离子体熔融协同处理装置使用过程：
将医废源物料通过提料设施，提升到密封高温熏蒸料仓1位置，打开常闭的密封仓盖4，投入医废源物料，然后关闭；
开启设置在密封高温熏蒸料仓1内部的破碎机构5，将医废源物料密封破碎成5cm2小块，实现密闭破碎过程，避免破碎过程的环境污染；
在密封高温熏蒸料仓1中经过破碎的医废源物料通过蒸汽管道7通入高温蒸汽熏蒸，完成医废消毒灭菌处理过程；
密封消杀前系统的密封衔接是密封高温熏蒸料仓1的上口设置有密封仓盖4，与密封给料机构2为一体结构，密封给料机构2的后端保持大于1/2长度的料封3，形成形成了密闭承压内腔，需承受4kPa-64kPa压力，在蒸汽通入后，内部压力逐步提高，蒸汽温度也随之提高到120℃-130℃；
经过高温蒸汽熏蒸0.5-1小时消毒灭菌的物料，通过密封给料机构2推入热解气化系统，在密闭环境下加热至400℃-500℃，医废源物料中的有机成分热裂解气化；
热解气化系统前端与密封给料机构3通过动态密封6实现密封衔接，后端与等离子熔融系统通过动态密封8实现密封衔接；
物料在热解气化系统裂解气化后的热解尾渣，从热解气化系统尾端进入等离子熔融系统，通过等离子体火焰咀1300℃-2000℃高温离子火焰烧煅，将热解尾渣熔融成玻璃熔渣，从熔渣排放口排入激冷水池10冷却排放；
等离子熔融系统设置有热解气导出管道9和不凝气回流利用管道11，在熔渣排放口设置直接伸入到激冷水池10的水平面中，形成水封密闭等离子熔融腔；
热解气化系统产生的气化热解气通过等离子熔融系统设置的热解气导出管道9与收集及利用系统的冷凝净化装置连接，烃、烯、醇等有机碳链成分冷凝液在冷凝系统作用下凝结，落入油组分收集装置，实现热解产品回收；
热解气经过收集及利用系统的冷凝净化装置未凝结的烷烃类气体组分(不凝可燃气)，分别通过不凝气回流利用管道11和不凝气管道12导入热解气化系统和蒸汽发生系统的不凝气燃烧器，作为热能燃料焚烧，为系统提供热能燃烧能源；
不凝气燃烧后的尾气，通过燃烧尾气管道13与尾气净化排放系统连接，实现尾气达标排放。
蒸汽发生系统设置有蒸汽管道7、不凝气燃烧器和燃烧尾气管道13；蒸汽管道7与密封消杀前处理系统连接，完成蒸汽输送；不凝气燃烧器与收集及利用系统通过不凝气管道12连接；燃烧尾气管道13与尾气净化排放系统连接。

Claims (9)

1.一种医废等离子体熔融辅助热解处置方法，其特征在于，按以下步骤进行：
1)首先将进场医废源物料通过密封消杀前系统的提料设施提升到密封高温熏蒸料仓(1)，在密封环境下实现破碎和120℃-130℃的高温蒸汽下熏蒸0.5-1小时消毒灭菌处理；
2)经过消杀灭菌处理的物料通过密封给料机构(2)推入热解气化系统，在密封条件下加热到400℃-500℃，医废物料中的有机成分裂解气化，形成热解气；
3)从热解系统出来的热解尾渣进入等离子熔融系统，再次通过等离子体火炬1300℃-2000℃的高温烧煅，将热解尾渣熔融成玻璃体状残渣，经过激冷水池冷却后排放；
4)热解气化系统裂解产生的热解气通过热解气管道(9)导入收集利用系统的冷凝净化装置，烃、烯、醇等有机碳链成分冷凝液在冷凝系统作用下凝结，落入油组分收集装置；未凝结的不凝烷烃类气体组分不凝可燃气，再次通过管道导入蒸汽发生系统和热解气化系统进行燃烧，燃烧温度分别为150℃～200℃和500℃～600℃，为蒸汽发生系统和热解气化系统提供热能能源；
5)蒸汽发生系统产生的高温蒸汽，通过管道连接导入密封消杀前系统的密封高温熏蒸料仓，为密封消杀前系统提供灭杀高温蒸汽；
6)不凝可燃气在蒸汽发生系统燃烧后的尾气通过尾气净化排放系统吸收降解后，排放到大气中。
2.根据权利要求1所述的一种医废等离子体熔融辅助热解处置方法，其特征在于，所述密封消杀前系统包含提料设施、破碎机构、密封高温熏蒸料仓(1)、密封给料机构(2)。
3.根据权利要求1所述的一种医废等离子体熔融辅助热解处置方法，其特征在于，破碎机构和密封高温熏蒸料仓为一体化设计，以密封高温熏蒸料仓为承载外壳在其内部安装挤压、破碎滚轮形成破碎机构，使得破碎、消杀可以同步进行。
4.根据权利要求1所述的一种医废等离子体熔融辅助热解处置方法，其特征在于，密封消杀前处理系统的破碎机构设置在密封高温熏蒸料仓内部，有蒸汽管道与密封高温熏蒸料仓腔体相连，密封高温熏蒸料仓设置有常闭的密封仓盖，投料时开启。
5.根据权利要求1所述的一种医废等离子体熔融辅助热解处置方法，其特征在于，密封消杀前系统的密封高温熏蒸料仓与密封给料机构衔接为能够承受4kPa-64kPa密闭状态的密封设置，密封给料机构、热解气化系统和离子熔融系统衔接为动态密封设置，实现物料从进料到热解尾渣熔融成玻璃体状残渣排放实现与环境大气隔绝运转。
6.根据权利要求1所述的一种医废等离子体熔融辅助热解处置方法，其特征在于，热解气化系统前后端分别与密封消杀前系统的密封给料机构(2)和等离子熔融系统衔接，衔接方式为动态密封，以便医疗废弃物进入和热解气排出，并在热解过程中保持绝氧环境。
7.根据权利要求1所述的一种医废等离子体熔融辅助热解处置方法，其特征在于，热解气化系统外部包裹有热源层，依靠电热和回流的不凝可燃气的燃烧为绝氧热解供热。
8.根据权利要求1所述的一种医废等离子体熔融辅助热解处置方法，其特征在于，冷凝净化装置包含多级冷凝器、气体超滤膜装置、干燥设施，按照“干燥-超滤-干燥-冷凝”的顺序依次密封连接。
9.根据权利要求1所述的一种医废等离子体熔融辅助热解处置方法，其特征在于，冷凝器中以高比热容液态介质作为换热介质，使得热解气依次通过冷凝器得到充分冷凝，不凝气充分剥离。
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