醫(yī)療垃圾的熱解焚燒法處理_李新國

1、文章編號 :1000-4416(2004 09-0495-03醫(yī)療垃圾的熱解焚燒法處理李新國 1, 周 欣 1, 張于峰 2(1. 天津大學 機械工程學院 , 天津 300072; 2. 天津大學 環(huán)境科學與工程學院 , 天津 300072摘要 :介紹了醫(yī)療垃圾熱解焚燒處理的工藝原理 、 熱解焚燒裝置 、 技術特點以及垃圾焚燒過程中產(chǎn) 生二惡英的機理和控制方法 。 從節(jié)能環(huán)保角度出發(fā) , 對熱解焚燒技術與傳統(tǒng)焚燒方法進行了比較 。 關鍵詞 :醫(yī)療垃圾 ; 熱解焚燒 ; 二惡英中圖分類號 :X705 文獻標識碼 :APyrolytic Incineration T reatment of Hos

2、pital WastesLI Xin -guo, ZHOU Xin, ZHANG Yu -feng(1. School of Mechanical Engineer ing, Tianj in Univer sity , Tianj in 300072, China;2. School of Env ironment Science &Technology , Tianj in University , Tianjin 300072, ChinaAbstract:This paper presents the process principle, equipment and technique

3、 characteristic of pyrolyt -ic incineration treatment for hospital w astes as well as the mechanism of diox ins production and control method in procedure of w aste incineration. T he comparison between pyroly tic incineration technique and traditional incineration method is made from the point of v

4、iew of environment protection and ener -g y sav ing.Key words:hospital w astes; pyrolytic incineration; diox ins0 引 言醫(yī)療垃圾含有大量的病毒、 病菌及化學藥劑 , 是 一種對環(huán)境危害極大的廢棄物 1。其病毒、 病菌的 危害性是普通生活垃圾 的幾十、 幾 百甚至上千倍。 如果處理不當 , 會造成嚴重的環(huán)境污染 , 也有可能成 為疫病流行的源頭。尤其是非典型性肺炎病人所用 的醫(yī)療廢棄物、 病人糞便、 食物殘渣等的處理更加嚴 格 , 這就更加突出了醫(yī)療垃圾安全處理的必要性和 迫切性。傳

5、統(tǒng)的焚燒法處理醫(yī)療垃圾 , 雖然能夠在很大 程度上減少醫(yī)療垃圾的體積、 數(shù)量 , 但焚燒法主要是 采用燃料來直接焚燒垃圾 , 屬富氧燃燒 , 這種焚燒過 程容易產(chǎn)生二惡英等有毒有害物質(zhì) , 造成環(huán)境污染 , 并且煙塵尾氣處理量大。下面介紹一種處理醫(yī)療垃 圾的熱解焚燒方法。1 熱解焚燒法原理醫(yī)療垃圾熱解焚燒技術是近幾年來世界各國為 解決垃圾焚燒過程中產(chǎn)生二惡英類問題而提出的一 種新技術。熱解焚燒技 術是指在無氧 或缺氧條件 下 , 高溫加熱有機物 , 使有機物大分子裂解成為小分 子直到變?yōu)闅怏w , 從而獲得可燃氣體以及少量油品 的技術。目前被廣泛認為是 21世紀的新型垃圾處 理技術。該技術實際上

6、包含兩個過程 , 一是垃圾在第 24卷 第 9期 2004年 9月煤氣與熱力Gas &HeatVol. 24 No. 9 Sep. 2004收稿日期 :2003-12-10; 修回日期 :2004-01-10基金項目 :天津市科委重點項目 (023112211-2:( , 男 , , 副教授 , 碩士 ,450600 下熱解氣化 , 二是含碳的灰渣以及熱解 所產(chǎn)生的氣體在 1000 左右的高溫下進行焚燒 , 這兩 個 過 程 有 機 地 結(jié) 合在 一 起 , 形 成 了 一 個 整 體 2。1. 1 熱解焚燒工藝原理小型垃圾熱解爐的工藝原理見圖 1 。圖 1 小型垃圾熱解爐工藝將醫(yī)療垃圾在缺氧

7、條件下置于密閉的 熱解室 中 , 通過加熱熱解室 , 使爐內(nèi)溫度達到 450600 , 在缺氧條件下進行熱解。有機物中的分子鏈斷裂和 分解 , 分解成裂解氣與裂解焦。裂解氣是由一氧化 碳、 二氧化碳、 甲烷、 氫、 有機酸、 焦油和水蒸氣等組 成的混合氣體 , 裂解焦以碳為主。同時 , 混合氣體中 的有機酸、 焦油、 水蒸氣等與裂解焦進行二次反應 , 再次產(chǎn)生以一氧化碳、 二氧化碳、 氫和甲烷為主的燃 料氣體。裂解氣通過冷卻器 , 使其中的水分冷凝 , 然 后被引到焚燒室燃燒 , 用于熱解新的垃圾。裂解焦 通過熱解室內(nèi)的裝置送入焚燒室進行高溫燃燒 , 焚 燒室的燃燒溫度可達 1000 以上。裂

8、解氣中的揮 發(fā)性有機物在高溫和富氧條件下被完全破壞 , 使氣 體中的有機有害物質(zhì)如碳化物、 硫化物、 氯化物等在 高溫作用下完全分解。同時保證煙氣在焚燒室內(nèi)停 留 2s 以上 , 氧摩爾分數(shù)不低于 6%, 這樣可使二惡 英、 呋喃等劇毒物質(zhì)徹底分解 , 便于去除。產(chǎn)生的煙 氣經(jīng)過一系列凈化措施可達到國家排放標準。 1. 2 熱解焚燒技術特點(1 熱解氣化使得垃圾中的有機物轉(zhuǎn)化成可利 用的能源 , 如燃氣、 焦油或半焦 , 產(chǎn)生的燃料則可作 為熱解焚燒爐的燃料 , 因而節(jié)省燃料 , 富裕的還可外 供 , 而常規(guī)焚燒法則需要外界燃料供應。(系數(shù)較低 , 大大降低排煙量 , NO x , SO x

9、, HCl 等污染 物排放減少 , 因而減少了煙氣處理設備的投資及運 行費用 ; 煙氣中灰塵少 , 二惡英的生成量也減少 , 遠 遠小于常規(guī)焚燒法所產(chǎn)生的二惡英量。(3 垃圾中的金屬沒有被氧化 , 有利于這些金 屬的回收利用。同時 , 垃圾中的銅、 鐵等金屬不易生 成促進二惡英形成的催化劑。(4 裂解焦在 1000 左右的高溫熔融狀態(tài)下 進行焚燒 , 能扼制二惡英類的生成 , 并使已經(jīng)生成的 二惡英分解 , 熔渣被高溫消毒后可實現(xiàn)再生利用。由于熱解氣化焚燒技術的上述優(yōu)點 , 使該技術 在醫(yī)療垃圾處 理方面有著其他方法不 可比擬的優(yōu) 勢。這種方法能夠更好地使醫(yī)療垃圾達到減量化、 無害化和資源化的

10、要求。2 熱解焚燒法與傳統(tǒng)焚燒法比較熱解焚燒技術不同于常規(guī)焚燒法。常規(guī)焚燒處 理具有方法簡單、 易于操作、 處理周期短、 處理效率 高 等特 點 , 而 被 公 認 為 一 種 比 較 理想 的 處 理 方 法 1。但是 , 由于醫(yī)療垃圾中硫、 氯、 氮及其化合物 含量較高 , 存在對焚燒設備的高溫腐蝕問題 , 同時由 于醫(yī)療垃圾可燃成分相對較少 , 水分和灰分較高 , 致 使燃燒過程不夠穩(wěn)定 , 給焚燒處理特別是自燃式焚 燒處理帶來較大困難 , 同時焚燒處理需要龐大的尾 氣凈化系統(tǒng) , 設備投資較高 , 二次污染嚴重。有關資 料表明 , 環(huán)境中的 90%的二惡英來源于焚燒垃圾的 焚燒爐 3。

11、因此傳統(tǒng)焚 燒法無法實現(xiàn) 資源的二次 利用。而醫(yī)療垃圾的熱解氣化焚燒處理技術先將垃 圾在還原性氣氛和溫度為 450600 的條件下進 行熱解氣化 , 形成易燃燒的可燃氣體和裂解焦 , 然后 可燃氣體和裂解焦再進入焚燒室進行充分焚燒 , 焚 燒室產(chǎn)生的熱量又用于熱解爐熱解新的垃圾 , 實現(xiàn) 垃圾自我銷毀的目的。整個過程將熱解和焚燒融于 一體 , 這是醫(yī)療垃圾熱解氣化焚燒技術的最大特點。3 二惡英的控制二惡英及呋喃主要是含氯殺蟲劑、 除銹劑、 塑料 或樹脂等成分的廢棄物燃燒時產(chǎn)生的 , 以氣態(tài)或吸496煤氣與熱力2004年燃燒排氣的溫度在 200600 時 , 若與粉塵接觸 , 在粉塵表面就會生成

12、二惡英類物質(zhì) , 特 別是在 300 左右時 , 最易產(chǎn)生該物質(zhì) 3。熱解是一個缺氧的 過程 , 所以在垃圾熱解過程中 , 產(chǎn)生二惡英的氧源得 到了控制。裂解氣在進入焚燒室之前進行除酸處理 , 除去 里面的氯等酸性氣體 , 這些酸性氣體也是產(chǎn)生二惡 英的催化劑 , 這樣 , 熱解過程法使得產(chǎn)生二惡英的源 頭和產(chǎn)量大大減少。二惡英的控制包括控制二惡英 的生成和尾氣中二惡英的凈化。二惡英的產(chǎn)生已經(jīng) 在熱解焚燒技術中得到了很好的控制 , 所以 , 在熱解 焚燒法中我們只要在煙氣處理中對二惡英進行一定 的處理就可解決二惡英的排放問題。煙氣中的二惡 英一般都吸附在飛灰的表面。因此 , 只要脫除煙氣 中的

13、飛灰 , 就可以 把吸附在其表面 的二惡英去除。 由于熱解焚燒技術所產(chǎn)生的二惡英的量遠遠小于常 規(guī)焚燒法產(chǎn)生的二惡英量 , 而且煙氣量也較少 , 所以 熱解焚燒設備中的尾氣處理設備可以簡化。4 結(jié) 語(1 醫(yī)療垃圾熱解焚燒法所焚燒的是裂解氣與裂解焦 , 裂解氣中的可燃氣體作為熱解焚燒的燃料 , 其運行成本大大低于常規(guī)焚燒法。另外 , 熱解焚燒 法所需的空氣系數(shù)較小 , 產(chǎn)生的煙氣量大大減少 , 所 需的煙氣凈化裝置也較小 , 因此總體費用比常規(guī)焚 燒法小。(2 傳統(tǒng)的焚燒處理法中 , 由于是富氧燃燒 , 在 這種條件下很容易產(chǎn)生二惡英。熱解法是在缺氧和 除去氯等酸性氣體條件下進行的 , 大大抑

14、制了二惡 英的生成 , 所以熱解法比傳統(tǒng)焚燒法的二惡英生成 量要大為減少。(3 該法適用范圍廣 , 對生活、 醫(yī)療垃圾不需要 預處理 , 不需要分類 , 直接投入爐內(nèi)進行處理即可。參考文獻 :1 趙 春 . 醫(yī)療 垃圾焚燒 處理技 術探討 J.北 方環(huán)境 ,2001, (3 :45 45.2 汪洪軍 , 李新國 , 趙 軍 . 熱解 焚燒處 理醫(yī)療垃圾 及二次污染物的防治 J.節(jié)能與 環(huán)保 , 2002, (8 :24 26.3 韓道汶 , 徐國榮 , 邢恩欽 . 對城 市垃圾焚 燒爐二惡英 污染問題的探討 J. 山東環(huán)境 , 2001, (1 :29 30.管道技術與設備 雜志征訂啟事管道技

15、術與設備 雜志是國內(nèi)外公開發(fā)行的國家級優(yōu)秀科技期刊 , 國內(nèi)統(tǒng)一刊號 CN21-1312/TH , 國 際標準刊號 ISSN1004-9614。本刊是國家科技論文統(tǒng)計用刊 , 中國學術期刊綜合評價數(shù)據(jù)庫來源期刊 , 中 國學術期刊 (光盤版 、 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 、 中國石油文摘數(shù)據(jù)庫 等數(shù)據(jù)庫收錄期刊。本刊面向原油、成品油、 天然氣、 化工、 熱力管網(wǎng)、 煤氣、 城市給排水管網(wǎng)、 煤漿、 礦漿、 冶金等與管道輸送有關的行業(yè)。設置了 設計與研究 、 管件與設備 、 施工與焊接 、 腐蝕與防護 、 控制與測量 、 清洗技術 、 經(jīng)驗與交流 、 國外管道技術 、 市場 動態(tài)信息 等欄目 , 適合于從事管道系統(tǒng)研究、 設計、 施工、 控制及維護的技術人員。本刊為雙月刊 , 全國各地郵局均可訂閱 , 郵發(fā)代號 8-145, 單價 3. 8元 /冊 , 全年價