医疗废物热解焚烧系统总体工艺设计

第14卷第3期环境卫生工程Vol. 14 No 32006年6月Environmental Sanitation EngineeringJune 2006医疗废物热解焚烧系统总体工艺设计崔宁,王敏2,高继荣2,张文2,高文玲3(1.陕西旅游集团公司,陕西西安710061;2.陕西航天环境工程设计院,陕西西安71000053.西安外事学院信息工程系,陕西西安710077)摘要:以陕西省渭南市医疗废物集中处置(一期)工程为例,介绍5td规模的热解焚烧系统工艺设计,包括工艺流程以及产生的有害物质的处理,探讨小规模医疗废物热解焚烧系统的设计技术。关键词:医疗废物;热解焚烧;工艺设计中图分类号:X7995文献标识码:A文章编号:1005-8206(2006)03-0032-03Overall Technological Design of a 5 t/d Medical Waste Pyrolytic Incineration SystemCui Ning, Wang Min2, Gao Jirong,, Zhang Wen,, Gao Wenling(1. Shaanxi Tourism Corporation Group, Shaanxi Xi'an 710061;2. Shaanxi Space Environmental Engineering Design Institute, Shaanxi Xi an 7100003. Xi'an Intermational University Information Engineering Department, Shaanxi Xi'an 710077)Abstract: Based on an example of Shannxi Weinan medical waste centralized dispoal engineering(stage 1),a5 t/d medical waste pyrolytic incineration system technique design was introduced, including treatment process flow, treatment of harmfulmaterial produced in the process design technology of medical waste pyrolytic incineration system used in small and media-sizedcities was discussedKey words: Medical waste; Pyrolytic incineration; Technological design医疗废物是指各类医疗卫生机构在医疗、预据统计全市共有医疗机构385家,病床11防、保健、教学、科研以及其他相关活动中产生565余张,日产生医疗废物约45t仅少数几家的具有直接或间接感染性、毒性以及其他危险性医疗机构配备焚烧设备,且难以达标排放,二次的废物,如不妥善处置将严重危害环境和人体污染严重;部分医疗废物混入生活垃圾进入生活健康。国家环境保护总局先后制定了《全国危险垃圾填埋场。废物和医疗废物处置设施建设规划》和《危险废根据当地医疗卫生机构的调查,医疗废物主物和医疗废物处置设施建设项目复核大纲(试要来自手术废物、用过和污染的材料、检验标行)》。本、医疗器材、病人在住院和门诊期间产生的生根据该规划和大纲3要求,我们对陕西省活垃圾等,医疗废物成分见表1和表2。渭南市医疗废物集中处置(一期)工程进行了设表1医疗废物成分(%)计,该工程分两个子项:(1)医疗废物收集运输有机物无机物系统;(2)焚烧处理系统。工程处理规模5t/输液管棉签紙屑纱布玻璃金属d,总投资1528.5万元,其中焚烧系统投资额23.9620.5412.4716.388.1618.5593.38万元,工程将于2006年年底建成。表2医疔废物1渭南市医疗废物现状1.1渭南市概况水分灰分挥发分固态碳平均发热量颗粒直径(%(%)(上/kg)渭南市位于陕西省关中平原东部,距西安市30656.328000~456km,辖1区、2市、8县,2004年底市域总人口530.8万人,城市人口30万人,2医疗废物处理规模的确定该区域属温暖带半湿润大陆性季风气候,年经过分类收集的医疗废物通过收运系统进入平均气温13.5℃,年平均相对湿度70%~焚烧厂处置。经预测2010年医疗废物产生量为85%,年平均降雨量5774mm。4.92t/d,2015年为12.5t/d,2020年为14491.2涓南市医疗废物处理现状及其成分t/d医疗废物产生量相对平稳,但出现重大疫情时,疑似病人的生活垃圾也视为医疗废物,因此收稿日期:2006-03-24应考虑焚烧处置能力的冗余。确定工程设计处第3期崔宁,等医疗废物热解焚烧系统总体工艺设计33理规模为5t/d。材质为不锈钢,保温材料为硅酸铝纤维。3热解焚烧系统总体工艺设计二燃室为立式炉,截面积0.79m2,高度4.43.1技术路线的确定m,外径166m,总高度5010mm,外壳为碳医疗废物处置工艺主要有回转窑焚烧、热解钢材质,内衬高铝耐火材料,厚度300mm,最高焚烧、蒸汽灭菌以及微波消毒等,对小于10t/d耐火温度为1500~1600℃,保温材料为硅酸铝的规模,优先采用连续热解焚烧炉、高温蒸煮等纤维。工艺。热解焚烧在国内外应用较多,技术成通过热解炉上部的加料装置将医疗废物加到熟,价格较低,本工程采用热解焚烧工艺。炉排上,经油燃烧器点燃医疗废物,医疗废物受热解焚烧工艺常用炉型有竖式连续燃料焚烧热开始进行热解反应变成热解焦和热解气,热解炉、AB干馏气化亚熔融式热解炉和卧式连续多阶焦通过上炉排落到下炉排,与受控的一次风进行控氧热解炉。竖式连续燃料焚烧炉相对于其他两“表面燃烧”反应,燃烬的残渣由下炉排落到排种炉型,具有价格低、耗电量及柴油耗量较低的灰阀,然后定时卸下排出。热解气经过料层由热优点,本工程选用竖式焚烧炉解炉上部引入预混器中预先与预热的二次风3.2热解焚烧系统总体工艺(180~230℃)充分混合,然后再喷人二燃室中32.1工艺流程高温预混焚烧,二燃室排出的烟气进人后续的烟热解焚烧系统总体工艺流程见图1气冷却和烟气净化系统。这种双层活动炉排热解炉特点助燃系统(1)两个炉排各尽其责,干燥层、热解层、烧垃自动双层密封门入料焦层、灰层基本维持在一个稳定的厚度范围,使经分类收集周上料J曹急冷塔的医疗废物转(换热热解炉各层的温度和阻力更稳定、系统运行更平自动密封出废渣稳。排空(2)通过控制一次风的供应量使废物热解和烧湿废活性炭性焦速度受控,进而使二燃室处于受控状态,实现风囱活性炭吸附床自热式热解焚烧。热解炉下炉排烧焦释放的热量塔在线监测全部贡献于上炉排废物热解,同时烧焦过程又消废吸收液飞灰耗掉一次风中的大部分O2,使得热解炉中废物处于中温底氧的还原环境,有利于废物的热解。另图1热解焚烧系统工艺流程外,热解气首先与热的二次风充分混合后再进入二燃室中进行预混燃烧,一方面燃烧完全,另3.2.2加料系统方面可使大部分燃烧热贡献在二燃室中,可以在焚烧炉的加料采用连续批式、密闭和负压方不供或少供助燃油的情况下满足二燃室内温度大式。加料筒有效内径为900mmx900mm。双层于或等于850℃的技术要求。密封门的闸板连锁控制,加料过程中始终有一道32.4焚烧炉助燃系统闸板处于关闭状态,防止有害气体溢出。加料间助燃系统由油罐、油泵和燃烧器组成,作用隔时间10~20min(约75kg/批次)。是焚烧炉点火启动和辅助炉膛升温(当废物发热3.2.3焚烧系统量较低不能维持自身燃烧时)。该焚烧系统燃烧焚烧设备由废物热解炉、预混器、二燃室、器特点:(1)具有全自动管理燃烧程序、火焰检排渣系统组成。测、自动判断与提示故障等功能;(2)出口油压稳热解炉为立式双层活动式炉排结构。设备尺定,燃烧均匀充分。(3)根据焚烧炉设定温度进行寸外径2076mm,内径1500mm,总高6300自动补偿。mm。主体材质为不锈钢,炉体可保证年运行时间3.2.5烟气冷却大于8000h,使用寿命大于15a。焚烧炉排出的烟气温度高达1000℃左右,预混器为夹套圆筒状结构,内设扰流板,外在进入烟气净化系统之前需进行冷却。冷却系统径620m,内径450m,总长1016mm,主体由气水换热器、空冷器、喷水急冷塔组成。气水34环境卫生工程第14卷换热器和空冷器用于高温段烟气冷却,气水换热3.28自动控制系统器产生的热水可供淋浴使用,同时空冷器将助燃该工程设置必要的电气控制、参数测量和显空气加热到200~300℃再送入焚烧炉,以降低助示系统,以实现中央控制室的集中监测和操作现燃油消耗量。喷水急冷塔为液体雾化直接换热形场的分散控制。采用微型工业控制机和PLC组成式,雾化介质为5%NaOH溶液,主要用于中温段的集散控制系统完成对整个工艺系统的测控。(200~600℃)烟气冷却。该工程采用双流式压自动控制系统主要包括操作站(Os)、控制站缩空气雾化喷嘴,将NaOH溶液雾化成20μm左(CS)和通讯网络。焚烧炉控制站由两套PLC控制右的雾滴,可在1s内将烟气由600℃降至200站组成,拥有强大的模拟量与开关量处理能力以℃,快速冷却的同时避免了冷却液的过量冷凝,及功能强大的协议转换接口,具有全智能化和任减少废液的产生。意冗余配置功能。操作站设2台,具有实时监3.2.6烟气净化控、数据管理及报表打印等功能,能显示全流程该设计用先干式除尘、后湿式吸收的烟气画面、控制分组画面、趋势图画面、报警画面。净化路线。烟气先进人高温袋滤器(袋滤器前喷4焚烧中对焦油凝结的处理措施入粉状活性炭),再通过活性炭吸附床,最后进焦油凝结是废物焚烧过程中需要解决的关键入吸收塔。为保证袋滤器温度保持在烟气露点20问题之一,废物热解产物中含有的焦油成分在燃℃以上(即160~200℃)工作,采用袋滤器温度烧中会产生冷凝现象,影响焚烧效果并堵塞预混与喷水急冷塔中冷却液电动调节阀连锁闭环自动器、气水换热器、空冷器等设备。该设计抑制焦控制方案,即袋滤器温度变化时控制程序可自动油产生采取的措施:(1)预热到250℃左右的热空调节冷却碱液的供应量。袋滤器压差与反吹控制气沿切向进风方向,尽量隔阻热解气与预混器的仪连锁闭环控制,当压差到达设定的上限时,自接触,减少热解气中焦油雾在预混器内壁的凝动启动反吹控制可进行袋滤器的反吹清灰操作。结;(2)将二燃室的轻油燃烧器的喷嘴设置在热解吸收塔喷淋密度为35m3/(m2·h),以NaOH为气喷入口的附近,使热解气进入二燃室后立即接吸收液。触到局部高温、富氧的环境,使焦油成分充分燃3.2.7飞灰、废活性炭、废渣、废液和污泥处烧。5结束语飞灰属于危险废物,经固化处理后运至陕西医疗废物集中处置工程在我国各大城市已开省危险废物处理中心处置。始筹建,对于中小城市而言,选择合理的工艺和吸收烟气后的废活性炭含二哪嘆和重金属等先进的设备,可有效提高医疗废物处理效果、降物质,送人焚烧炉高温焚烧。低工程造价以及便于日后的管理维护废物焚烧后排出的废渣含有重金属,经固化6参考文献送陕西省危险废物处理中心处置。[医疗废物管理条例,中华人民共和国国务院令380号.2003生产废水(主要为洗车、洗周转箱的废水)处[2]全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划.国家环保总局185号2003理后产生的污泥含有致病污染物,经脱水送人焚1险废物和医疗废物处簧设施建设项目复核大纲(试行),国家环保总烧炉焚烧。局、国家环保总局环境规划院.环办54号.2004吸收塔废液中含有大量重金属,送陕西省危41閃疗废物集中焚烧处置工程建设技术要求(试行)国家环保总局15号.2004险废物处理中心处置。经计算,每日焚烧过程产生固体飞灰86.4作者简介崔宁(1971-),工程师,从事环境工程研究城市基础设施规划和kg、废活性炭3.0kg、废渣300kg、废碱液34.6设计昝理,已发表论文数篇。kg、污泥19.2kg。