CN1431426A

CN1431426A - 一种医疗垃圾的处理方法及所用的焚烧炉

Info

Publication number: CN1431426A
Application number: CN 02109914
Authority: CN
Inventors: 刘政纲
Original assignee: 刘政纲; 吴长发
Current assignee: Rui Jiacheng
Priority date: 2002-01-10
Filing date: 2002-01-10
Publication date: 2003-07-23
Anticipated expiration: 2022-01-10
Also published as: CN1236229C

Abstract

一种医疗垃圾的处理方法，是采用了一种具有高压立体交叉送风和催化、焚烧分解的焚烧炉。医疗垃圾在850－1100℃的焚烧炉中，在多轨迹的高压风作用下，在炉中形成多环形涡流和湍流运动，得以迅速干燥、焚烧、分解。焚烧后烟气又进入电弧发生炉，在氧气氛中，于1600－1700℃高温下再次焚烧分解，使垃圾中的有机物、臭气、细菌及其分解生成的有害物，得以充分分解。焚烧后的烟气再经过一系列净化装置，分步清除其中的烟尘及垃圾焚烧分解产物HCI、SO₂、NO_X、CO₂、水等，净化后的尾气返回电弧发生炉，继续进行内部循环处理。

Description

一种医疗垃圾的处理方法及所用的焚烧炉

技术领域：

本发明与垃圾焚烧技术有关，更具体地说是关于医疗垃圾焚烧处理技术的改进。

背景技术：

城市垃圾处理是人类面临的一个关系到人口、资源、环境协调发展的带有普遍性的重大课题。垃圾造成的危害是显而易见的，特别是医疗垃圾，带有很多病菌，混入一般生活垃圾中简单地掩埋或堆积于垃圾处理场，会污染空气、水源与土壤，并可传播各种传染病，危及人民的身体健康。现在也有通过焚烧处理医疗垃圾的，但由于焚烧设备不过关不仅焚烧费用高，主要是焚烧处理不彻底不能达到排放要求，有的还产生难闻的臭味。不仅工人操作环境差，也污染周边环境。

发明内容：

本发明目的在于提供一种操作方便、垃圾焚烧完全、焚烧效率高、处理更加彻底的焚烧装置和处理技术。

本发明提出的医疗垃圾处理方法，是一种零排放的处理工艺。首先是将医疗垃圾在焚烧炉中充分燃烧，使垃圾中的有机物、细菌、臭气等得以充分分解，又通过电孤炉在氧气下再次高温焚烧，焚烧后的烟气再经过一系列净化装置清除其中的烟尘、分解产物与水，净化后的尾气再返回电孤发生炉、继续进行内部循环处理。本发明处理工艺包括以下主要步骤：

1、医疗垃圾在850-1100℃的焚烧炉中充分燃烧，使垃圾中的有机物、臭气、细菌等均被分解成CO₂、H₂O、NO_x、HCl和SO₂等气体或一些低分子物，出焚烧炉烟气温度为1050℃；

2、焚烧后的烟气进入1600～1700℃的电孤发生炉中，在氧气中进一步氧化燃烧，使飞灰中的一些尚未分解的有害物质，如氯苯酚、氯苯、二恶英的前驱体等低分子物，完全分解成CO₂、H₂O、NO_x和SO₂等气体；

3、烟气进入一种换热器，如喷淋式蛇管换热器，使烟气降温至200℃左右；

4、清除烟气中的烟尘和水。把上述烟气再进入一种冷凝旋风除尘器，如水夹套多管旋风除尘器，一方面使烟气再降温至50℃以下。由于此时烟气中含水量在50％左右，降温后水与烟尘的凝结体一起被旋风分离而掉进贮灰槽中；

5、废气的一次净化。除尘后的废气先进入第一碱液吸收塔，去除其中大部分有害气体HCl、SO₂、NO_x和CO₂等；

6、废气的二次深度净化。经以上碱吸收后的废气，再经过几个吸收塔进一步清除废气中残存的微量SO₂、NO。废气先通过亚硫酸钠吸收塔，进一步清除其中的微量SO₂。接着进入氧化塔，使废气中残存的NO氧化成NO₂，尔后再一次用碱吸收塔清除其中的NO₂。再用硫酸亚铁吸收塔进一步清除其中残留的微量NO。最后再经活性炭吸收塔作吸附处理。经过以上一系列净化处理后，烟气中的HCl、SO₂、NO_x、CO、NO、H₂S、HF等有害气体均被清除。而本发明又把净化后的尾气再返回到电孤发生炉中，作内部循环处理，作到零排放。这样即使尾气中还有未被处理掉的有害气体又可以再次得到焚烧、分解与净化。

本发明的关键是采用了新的焚烧炉设计。本发明提出的焚烧炉，包括三个燃烧室，其空间比例依次为1∶0.4∶1。其中第一燃烧室是主燃烧室，无炉蓖，上、下设有两个燃烧器和三道高压供风管；第二燃烧室为反射炉式结构，处在第一燃烧室的上方，与第一燃烧室连成一体。在第一燃烧室与第二燃烧室之间设有一道具有铂催化剂和远红外材料的花格砖档火墙，第一燃烧室中的一个燃烧器就处于花格砖档火墙的下方；在第三燃烧室中还设有一个燃烧器和一道高压供风管，并在烟气排出口上方设有一道具有铂催化剂、远红外材料的花格砖档火墙。第三燃烧室位于第一、二燃烧室一侧与第一、二燃烧室呈n形组合。第二燃烧室以一根管道与第三燃烧室顶部相连。如此就构成一台完整的焚烧炉。

本发明焚烧炉的一个重要特点是在主燃烧室中不设炉篦，三道供风管中的第一道是位于燃烧室底部，呈环形直射式送风；另两道供风管分别位于第一燃烧室的中部和上部，供风管与炉体呈切线连接，进入燃烧室的高压空气呈现高压旋风气流。这样在主燃烧室内就形成两种不同轨迹的气流呈高压立体交叉送风，使燃烧的烟气在炉膛内形成双环形的涡流和湍流，能使垃圾迅速达到干燥、分解、焚烧。第一燃烧室的炉温通常为850-900℃。

本发明焚烧炉的另一个特点是第二燃烧室与第三燃烧室之间的连接管是处在第二燃烧室下部，在一侧与炉体呈切线连接。因此构成的第二燃烧室尤如一只反射炉式旋风分离器，烟气流在炉膛内可形成旋转式涡流，起到沿长烟气继续燃烧和旋风除尘作用。烟气流中的固体物在重力作用下沉降，又回落到第一燃烧室，形成上下湍流，使物料得以充分分解。

连接管在第三燃烧室也是与炉体呈切线连接，在连接管的入口处还有一组高压旋风供风管，进入的烟气在这里进一步被焚烧。第二、三燃烧室的炉温分别为900-1000℃和1000-1100℃。

本发明还有一个特点是燃烧的烟气从第一燃烧室进入第二燃烧室和从第三燃烧室流出时，不仅是烟气焚烧温度不断升高，而且要穿越两道花格砖挡火墙，由于花格砖挡火墙中的铂催化剂和远红外材料的催化作用可促进垃圾中有害物质分解，提高了垃圾的焚烧效果。

为表明本发明焚烧炉的进步性，分别由天津市劳动卫生职业病防治院、天津市津南环境保护监测站和天津环卫所，对垃圾焚烧前后的细菌含量、烟气排放物和炉渣进行了监测，结果见表1、表2和表3

表1焚烧前后残渣中细菌量比较

检测项目	燃烧前残渣	燃烧后残渣
检测项目	燃烧前残渣	燃烧后残渣	细菌总数，个/kg大肠菌值致病菌乙肝表面Ag	12800阳性阳性阳性	O阴性无致病菌生长阴性

表2焚烧炉气体排出物的质量

检测项目	国家标准	本发明
检测项目	国家标准	本发明	林格曼黑度灰尘，mg/Nm³SO₂，mg/Nm³NOx，Mg/Nm³	1级250100240	1级218.285.788.2

表3焚烧炉渣质量测定

分析项目	测定结果
分析项目	测定结果	PHHg，mg/kg总Cr，mg/kgCd，mg/kg	8.74未检出1090.7

上述结果表明本发明设计的焚烧炉具有优良的焚烧效果

附图说明：

图一是本发明医疗垃圾处理工艺流程示意图；

图二是本发明焚烧炉结构示意图；

图三是图二中A-A剖面结构示意图；

图四是图二中花格砖挡火墙9的剖面结构放大示意图；

图五是图二中第一道供风管4的剖面结构放大示意图；

图六是图二中B-B剖面结构示意图。

图一中1焚烧炉，2电孤发生炉，3换热器，4冷凝旋风除尘器，5第一碱液吸收塔，6亚硫酸钠吸收塔，7氧化塔，8第二碱液吸收塔，9硫酸亚铁吸收塔，10活性碳吸附塔，11引风机。

图二中1第一燃烧室，2第二燃烧室，3第三燃烧室，4第一道高压供风管，5出灰口，6、8、15为燃烧室，9、16花格砖挡火墙，10连接管道，11、13、14高压旋风供风管，12水汽喷雾管，17烟气排出口，18空气稳压柜。

具体实施方式：

下面再结合附图对本发明设计的焚烧炉结构及处理工艺作进一步说明。

如图二所示，在第一燃烧室1中有一个垃圾投入口7和出灰口5，投入口处于第一燃烧室中部，出灰口处于该燃烧室的下部，在燃烧室中不设炉篦子，设有二个燃烧器6、8，所说的燃烧器为市售的柴油燃烧器，一个置于燃烧室的底部，另一个置于燃烧室的上部。另外设有三道高压供风管道，第一道供风管置于燃烧室底部，如图五所示呈环形直射式送风。第二道、三道供风管13、11，分别位于燃烧室的中部和上部，如图六所示，供风管与炉体呈切线连接。在燃烧室中部还设有一个水汽喷雾管12；第二燃烧室2为反射炉式结构，处在第一燃烧室的上方与第一燃烧室连成一体。第一燃烧室和第二燃烧室之间设有一道具有铂催化剂、远红外材料的花格砖挡火墙9，所说的花格砖挡火墙就处在第一燃烧室燃烧器8的上方；第三燃烧室3位于第一、二燃烧室一侧，与第一、二燃烧室呈现n形组合。如图三所示第三燃烧室以管道10与第二燃烧室相连，管道10与两个炉体均呈切线连接。在第三燃烧室中也设有一道高压旋风供风管14，如图三所示，该供风管正处在连接管10的入口处。在燃烧室的中部也设有一只燃烧器15，烟气排出口17设在燃烧室的底部，在烟气排出口的上方还设有一道具有铂催化剂、远红外材料的花格砖挡火墙16。如此就构成了一只完整的焚烧炉。

垃圾投入第一燃烧室后在三道交叉立体供风作用下，垃圾与烟气在燃烧室内呈现上下湍流和多环形涡流运动，使垃圾迅速达到干燥、分解、焚烧。第一燃烧室的无炉篦设计有利于这种湍流运动，燃烧温度可达到850-900℃。垃圾焚烧后的烟气穿过花格砖挡火墙再一次受到加热和催化作用，进入第二燃烧室进一步进行分解焚烧，焚烧温度为900-1000℃。由于第二燃烧室是反射炉式设计，排出口在燃烧室下部，并呈切线连接，烟气在第二燃烧室中再次形成新的涡流旋转，既延长了烟气停留时间，而且一些固体烟尘在重力作用可以回落到第一燃烧室继续进行焚烧。从第二燃烧室流出的烟气在进入第三燃烧室后再次被升温并在催化剂作用下焚烧分解，焚烧温度达到1000-1100℃，一些较难分解的物质得以进一步分解。

通过如此三步焚烧分解后，垃圾中的有机物、臭气、细菌、氨气、硫化氢、甲硫醇等均被分解氧化成CO₂、H₂O、NO_x、HCl、SO₂。从焚烧炉排出的烟气其林格曼黑度为1级，灰尘含量为218.2mg/Nm³，SO²含量为85.7mg/Nm³，NOx含量为88.2mg/Nm³，达到现行的国家标准。

如附图一所示，本发明将焚烧炉排出的烟气，又导入电孤发生炉反应器2中，在氧气作用下于1600-1700℃进一步进行燃烧，此时，烟气中剩余的CO氧化成CO₂，烟气中残存的难以分解的低分子组分如氯苯酚、氯苯类物质及臭气等被继续氧化成HCl、CO₂、H₂O。接着烟气经喷淋式蛇管换热器冷却，使烟气降温至200℃。再进入水夹套多管冷凝旋风除尘器中，在这里烟气被进一步降温至50℃以下，由于烟气中含水量达50％左右，此时水与烟尘的凝结体被旋风分离掉进贮灰槽中。除尘后的废气进入第一碱液吸收塔去除其中大部分的HCl、SO₂、NO_x和CO₂；再经亚硫酸钠吸收塔进一步清除其中微量的SO₂；接着再进入氧化塔把废气中残存的NO氧化成NO₂，再进入第二碱液吸收塔清除其中的NO₂，并用硫酸亚铁吸收进一步清除其中微量的NO。最后再用活性炭吸收塔进行吸附处理。经活性炭吸附后的尾气再用引风机，送回电孤发生炉反应器，参于再一轮内部循环处理，没有尾气排放，达到零排放处理。

Claims

1、一种医疗垃圾的处理方法，包括垃圾焚烧、烟气的净化处理等过程，其特征在于是一种零排放的处理工艺，其主要步骤包括：

1-1、医疗垃圾在850-1100℃的焚烧炉中充分燃烧，使垃圾中的有机物、臭气、细菌等分解成CO₂、H₂O、NO_x、HCl和SO₂等气体，出焚烧炉的烟气温度为1050℃；

1-2、焚烧后的烟气进入1600-1700℃的电孤发生炉中，使飞灰中一些尚未分解的有害物质，在氧气氛中进一步氧化燃烧，完全分解成CO₂、H₂O、NO_x、HCl和SO₂等气体；

1-3、烟气进入换热器，使烟气降温至200℃左右；

1-4、再进入冷凝旋风除尘器，使烟气降温至50℃以下，并清除烟气中的烟尘和水；

1-5、除尘后的废气进入碱吸收塔作一次净化，去除废气中HCl、SO₂、NO_x和CO₂等有害气体；

1-6、废气的二次深度净化，去除残留的微量SO₂和NO；

1-7、净化后的废气再经活性炭吸附处理，尾气返回电孤发生炉作内部循环。

2、根据权利要求1所述用于处理医疗垃圾的焚烧炉，包括三个燃烧室，其特征在于第一燃烧室(1)上下设有两个燃烧器和三道高压供气管，第二燃烧室(2)为反射炉式结构，处在第一燃烧室的上方，与第一燃烧室连成一体，在第一燃烧室与第二燃烧室之间设有一道花格砖档火墙(9)，第三燃烧室(3)位于第一、二燃烧室一侧，与第一、二燃烧室呈n形组合，第三燃烧室以管道(10)与第二燃烧室相连，在第三燃烧室中设有一个燃烧器(15)和一道高压供风管(14)，并在烟气排出口(17)处设有一道花格砖档火墙(16)。

3、根据权利要求2所述的焚烧炉，其特征在于所说的三个燃烧室的空间比例依次为1∶0.4∶1。

4、根据权利要求2所述的焚烧炉，其特征在于第一燃烧室的温度为850～900℃，第二燃烧室的温度为900～1000℃，第三燃烧室的温度为1000～1100℃。

5、根据权利要求2所述的焚烧炉，其特征在于所说的第一燃烧室中的三道高压供风管，第一道供风管(4)位于燃烧室底部，呈圆环形直射式送风，第二、三道供风管(13)、(11)，分别位于燃烧室的中部和上部，供风管与炉体呈切线连接。

6、根据权利要求2所述的焚烧炉，其特征在于所说的花格砖档火墙是具有铂催化剂、远红外材料的花格砖档火墙。