CN114623453A - 一种外热式医疗垃圾热解处理设备及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种外热式医疗垃圾热解处理设备及其处理方法，通过热解室、外燃室、增压风机、燃烧器、热交换器、急冷塔、布袋除尘器、脱酸塔等设备对医疗垃圾进行热解处理；热解室内热解产生的脏燃气从顶部排出送入外燃室进行燃烧，燃烧产生的高温烟气为热解室间壁加热，外燃室顶部排出的烟气经过热交换器换热，然后依次通过急冷塔、布袋除尘器、脱酸塔，经过引风机从烟囱达标排放；热解产生的半焦产物，通过热解室底部叶轮排渣装置排入下方水池；外燃室外墙内埋有竖排蛇形水管，通过吸收外墙的热量来加热水管。
Description
技术领域
本发明属于垃圾处理技术领域，具体来说涉及一种外热式医疗垃圾热解处理设备及其处理方法。
背景技术
2020年疫情期间，感染性医疗废物管理和处理的固体废物量激增，大量医疗垃圾亟需处理。医疗废弃物是一种危害性极大的特殊废弃物，其中含有大量的细菌和病毒等有害致病菌，其所含的病菌是普通生活废弃物的几十倍甚至上千倍；不仅易滋生苍蝇、蚊虫，引发疾病传播，同时因其腐败过程中释放大量的有害物质及恶臭气体，而传染性极强。如果处理不当，会成为潜在的污染源，直接威胁人体健康，同样其也是医院交叉感染的主要因素，对社会和环境会造成严重危害。现急需提出有效的处理方法来解决这一问题。
目前流行的垃圾处理方法主要有非焚烧处理技术和焚烧处理技术。非焚烧处理技术主要包括蒸汽灭菌、化学消毒和微波消毒，这些都不能有效地降低垃圾的体积和重量，处理后的残渣仍需填埋或焚烧，且非焚烧处理技术仅适用于感染性和部分病理性医疗废物的处理，不适用于医药废物和化学废物；焚烧处理技术主要包括回转窑焚烧和热解气化。焚烧处理技术是一种简单、安全、有效、应用广泛的医疗垃圾处理技术。截至2018年底，我国已颁发医疗废物分类处置经营许可证383个，其中焚烧设施128个。这些焚烧设施处理了59万吨医疗垃圾，约占总处理量的55％。焚烧作为一种高温(800℃以上)热处理技术，不仅能在短时间内高效杀菌，而且能使垃圾体积减少约85～90％。对于回转窑焚烧的情况来说，回转窑和二次燃烧室需通过轻柴油助燃运行，且废物不需要分类和预处理，具有适用范围广，处理彻底的优点，但焚烧产生大量含有二恶英的烟气，会对环境造成二次污染，至今仍是一个亟待解决的难题；热解气化处理医疗垃圾种类的适应性相对较好，在处理性能指标方面也具有一定优势，并且可回收能量，运行成本低于回转窑焚烧，排烟量低，热利用率高等优点，并且热解过程是在无氧的条件下进行，可有效抑制二恶英的生成。
专利CN 105385465 A公开了一种垃圾热解装置与方法，反应器内通入空气进行热解，热解产生的燃气在二燃室内燃烧并进行余热回收利用，其热量并没有直接用于热解，而且热解过程通入空气，使得燃气热值偏低且不易控制。本发明提出了一种外热式医疗垃圾热解处理设备及其处理方法，通过脏燃气在外燃室内燃烧放热来间壁加热热解室的方法对垃圾进行热解处理，同时对外燃室外墙内埋有的竖排蛇形水管进行加热，使能源利用更加充分。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种外热式医疗垃圾热解处理设备及其处理方法，本设备整体结构紧凑，运行安全可靠。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明公开了一种外热式医疗垃圾热解处理设备及其处理方法，其特征在于，包括进料斗、液压活塞、热解室、增压风机、外燃室、热交换器、急冷塔、布袋除尘器、脱酸塔、引风机、烟囱、水池、燃烧器、叶轮排渣装置、水管、电控箱及连接管道。
热解炉本体采用立式结构，包括热解室、外燃室、进料系统、排渣系统，所述热解炉本体由内至外依次为热解室、外燃室、外墙和不锈钢外壳。
所述热解室内部呈倒圆锥台型，侧部连接进料系统，顶部连接脏燃气出口管道，底部设有排渣系统，下方设有水池。
所述进料系统包括进料斗和液压活塞。
所述排渣系统设有叶轮排渣装置。
所述外燃室顶部连接烟气出口管道，出口管道连接热交换器进气口，热交换器出气口连接急冷塔下部进气口，急冷塔上部出气口连接布袋除尘器下部进气口，布袋除尘器上部出气口连接脱酸塔下部进气口，脱酸塔上部出气口通过引风机与烟囱连接。
所述外燃室底部设有3-6个燃烧器。
所述外墙内埋有竖排蛇形水管。
所述一种外热式医疗垃圾热解处理设备及其处理方法的运行方法如下：
进料系统采用活塞式装料，将医疗垃圾送入进料斗，通过电控箱对液压活塞的控制，使垃圾被往复运动的液压活塞推入热解室，首先经过热解室进行热解，热解后产生的两种产物为半焦及脏燃气；排渣系统采用叶轮排渣式出料，热解后的半焦经过叶轮排渣装置被连续排入下方水池，单独收集；脏燃气与预热空气进入外燃室内的燃烧器混合燃烧，燃烧产生的高温烟气对热解室进行间壁加热，为垃圾热解提供所需热能；从外燃室顶部排出的烟气经过热交换器与冷空气进行换热后，经过急冷塔冷却，越过了二恶英的二次合成温度区间，然后经过布袋除尘器实现颗粒物收集，再经过脱酸塔，去除烟气中氯化物、硫化物等酸性物质，最后经过引风机从烟囱排出，实现最终的烟气达标排放。
本发明的优点和有益效果为：
1、热解室侧部进料系统中存留的部分垃圾与下方水池实现热解室的密封，保证热解室的绝氧；
2、热解室内无氧气、无燃烧，使垃圾在高温密闭的空间内热解，二恶英的生成得到了有效的抑制，整个热解过程实现连续生产，垃圾热解产生高热值的脏燃气和高含炭量的半焦；
3、外燃室不需要辅助燃料如天然气和柴油加热，利用垃圾热解产生的脏燃气和预热空气一起混合燃烧，产生的高温烟气采用间接加热方式给热解室提供热量，实现能源的高效利用；
4、热解室采用倒圆锥台型，能提高垃圾分离效果，使垃圾分布更加均匀；
5、底部排渣系统采用叶轮排渣装置，来实现垃圾热解产生的半焦废物的连续排出；
6、外燃室排出的高温烟气对助燃空气进行预热，同时外燃室外墙内埋有竖排蛇形水管，通过高温炉壁加热水管中的水，使能源得到进一步的高效利用。
附图说明
图1为发明的主视图；
图2为外燃室上部俯视图；
图3为外燃室外墙内埋水管布置图；
图4为热解炉仰视图。
其中：
1、进料斗，2、液压活塞，3、热解室，4、增压风机，5、外燃室，6、热交换器，7、急冷塔，8、布袋除尘器，9、脱酸塔，10、引风机，11、烟囱，12、水池，13、燃烧器，14、叶轮排渣装置，15、水管，16、电控箱。
具体实施方式
为了使本技术领域人员更好的理解本发明方案，下面结合具体实施例说明本发明的技术方案。
实施例1
一种外热式医疗垃圾热解处理设备，热解炉的热解室连通进料系统，热解室内壁采用耐火材料浇铸，顶部设有脏燃气出口，脏燃气出口通过管道经增压风机与外燃室连通，外燃室顶部连通烟气处理系统，外燃室内壁采用耐火材料浇铸。
所述进料系统位于热解室的侧部，包括进料斗和液压活塞。
所述热解室的温度为550～1000℃，脏燃气出口温度550～750℃，所述外燃室的烟气出口温度为850～950℃，预热空气温度为350～450℃。
所述烟气处理系统包括热交换器、急冷塔、布袋除尘器、脱酸塔、引风机和烟囱。
实施例2
一种外热式医疗垃圾热解处理设备，包括进料系统、热解室、外燃室、增压风机、热交换器、急冷塔、布袋除尘器、脱酸塔、引风机、烟囱、水池、燃烧器、连接管道及电控箱。
热解室的脏燃气出口通过管道连接增压风机，增压风机与外燃室内的燃烧器相连，外燃室的烟气出口通过管道连接热交换器，热交换器连接急冷塔，急冷塔连接布袋除尘器，布袋除尘器连接脱酸塔，脱酸塔烟气出口通过引风机与烟囱连接。
热解炉本体设有进料系统、热解室、外燃室、叶轮排渣装置；所述进料系统的进料斗下部设有液压活塞，所述液压活塞连接热解室，所述热解室顶部设有脏燃气出口，所述热解室底部设有叶轮排渣装置，所述热解室下方与水池相接；所述外燃室顶部设有烟气出口，所述燃烧器位于外燃室底部。
所述热解室内壁及外燃室内壁均采用耐火材料浇铸。
所述急冷塔顶部设置冷水喷淋器，冷水与烟气形成逆流，将烟气冷却到250℃以下。
所述脱酸塔顶部设置旋转喷雾器，喷射石灰水溶液，溶液与烟气形成逆流，将烟气中氯化物、硫化物等酸性物质去除。
热解室内部为无氧气、无燃烧，医疗垃圾在高温密闭的空间内连续热解，热解产生的两种废物为半焦和脏燃气；半焦通过叶轮排渣装置连续排入下方水池，单独收集处理；脏燃气进入外燃室与空气进行混合燃烧，燃烧产生的850～950℃烟气，进入热交换器与空气进行换热，换热后的烟气为450～550℃，从热交换器出来的烟气进入急冷塔冷却到250℃以下，冷却后的烟气进入布袋除尘器除尘，除尘后的烟气进入脱酸塔，通过喷石灰水溶液去除烟气中的氯化物、硫化物等酸性物质，最后经引风机从烟囱达标排放。
实施例3
一种外热式医疗垃圾热解处理设备及其处理方法的运行使用：将医疗垃圾送入进料斗，通过电控箱对液压活塞的控制，使物料被往复运动的液压活塞推入热解室，进入热解室后，垃圾在无氧的条件下进行高温热解，热解产生的半焦废物通过热解室的底部叶轮排渣装置连续排入下方水池，单独收集处理，下方水池和存有垃圾的进料口实现热解室的密封；热解过程产生的脏燃气从热解室顶部出口经过增压风机送入燃烧器内，脏燃气与预热空气通过燃烧器混合燃烧进入外燃室，燃烧产生的热量对热解室进行间接加热，燃烧产生的烟气，通过外燃室顶部烟气出口，进入热交换器换热，随后烟气进入急冷塔冷却降温到500℃以下，冷却后的烟气进入布袋除尘器过滤，从布袋除尘器的出料口排出，转移到布袋飞灰中，透过布袋除尘器的烟气则经过脱酸塔脱氯、脱硫后，通过引风机从烟囱安全排放。
所述外燃室外墙内埋有竖排蛇形水管，利用炉壁高温加热水至50～100℃，可作为生活热水使用。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种外热式医疗垃圾热解处理设备及其处理方法，其特征在于：包括进料斗、液压活塞、热解室、外燃室、叶轮排渣装置、增压风机、热交换器、燃烧器、急冷塔、布袋除尘器、引风机、脱酸塔、烟囱、水池、连接管道及电控箱；
进料斗下部连接液压活塞，液压活塞连接热解室，热解室顶部连接脏燃气出口管道，出口管道依次连接增压风机、燃烧器，外燃室顶部连接烟气出口管道，出口管道连接热交换器进气口，热交换器出气口连接急冷塔进气口，急冷塔出气口连接布袋除尘器进气口，布袋除尘器出气口连接脱酸塔进气口，脱酸塔出气口通过引风机与烟囱连接；
所述燃烧器位于外燃室底部；
所述热解室底部设有叶轮排渣装置，下方接水池。
2.如权利要求1所述的一种外热式医疗垃圾热解处理设备及其处理方法，其特征在于：首先医疗垃圾经从进料斗送入，通过液压活塞推进热解室，经热解室热解，热解后的半焦产物从热解室底部的叶轮排渣装置排入下方水池；热解产生的脏燃气从热解室的顶部排出后，通过增压风机送入外燃室内的燃烧器内，与换热后的热空气进行混合燃烧，燃烧产生的高温烟气对热解室进行间壁加热，为垃圾热解提供所需热能；从外燃室顶部排出的烟气先经热交换器与冷空气完成换热后，通过急冷塔进行冷却，冷却后的烟气再依次经布袋除尘器、脱酸塔净化，最后由引风机从烟囱排出。
3.根据权利要求2所述的一种外热式医疗垃圾热解处理设备及其处理方法，其特征在于：热解室内部呈倒圆锥台型。
4.根据权利要求2所述的一种外热式医疗垃圾热解处理设备及其处理方法，其特征在于：外燃室外墙内埋有竖排蛇形水管。
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