【正文】 /h廢物熱解堿液沉淀過濾吸收液循環(huán)冷卻塔不屬危險(xiǎn)廢物水泥固化體1.68t/d生活填埋場(chǎng)處置最終處置冷卻塔蒸發(fā) 蒸發(fā) 93kg/h濃縮廢液 約30kg/h 蒸發(fā)150kg/h微量污泥 約1kg/h3煙氣空冷降溫?zé)煔馑浣禍貙傥ｋU(xiǎn) 廢物檢測(cè)分類水泥固化70kg/h煙氣焚燒31800Nm/h600℃1800Nm/h800℃煙氣急冷3 3煙氣除酸堿洗煙氣袋式濾塵320m/h煙塵收集廢 炭3kg/h1kg/hNa2SFeSO3排水28kg/h2270Nm/h145℃2270Nm/h200℃2270Nm/h160℃活性炭吸附3 31785Nm/h35℃除霧器 ℃1680Nm/h3送風(fēng)機(jī) 熱水 55℃煙囪排放NaOH溶液配置冷卻塔空壓機(jī)換熱器冷卻回水冷卻上水二次風(fēng)冷卻水箱 蒸發(fā)270kg/h180kg/hH2O1750Nm/h28℃380kg/h循環(huán)引風(fēng)機(jī)189kg/h3補(bǔ)充軟化水9kg/hNaOH 圖11醫(yī)療廢物焚燒系統(tǒng)原理流程圖 松原市醫(yī)療廢棄物無害化處理項(xiàng)目 30 廢物上料提升 廢物周轉(zhuǎn)箱采用電動(dòng)提升裝置輸送，提升能力最高可達(dá)288kg/h。提升機(jī)主體材質(zhì)為碳鋼，頂部設(shè)有電動(dòng)機(jī)，通過鋼絲繩沿導(dǎo)軌提升料斗，提升機(jī)導(dǎo)軌頂部設(shè)有翻斗機(jī)構(gòu)，料斗到達(dá)提升高度后可自動(dòng)翻轉(zhuǎn)。料斗內(nèi)可并排放置 2 個(gè)周轉(zhuǎn)箱，并設(shè)有卡箱機(jī)構(gòu)，一次可提升 2 箱廢物。運(yùn)行時(shí)，將周轉(zhuǎn)箱裝入料斗，卡住周轉(zhuǎn)箱后，打開箱蓋并提升至焚 燒爐加料口，傾倒出箱內(nèi)廢物袋和利器盒，然后返回地面卸下周轉(zhuǎn)箱，經(jīng)清洗消毒后重復(fù)使用。提升機(jī)設(shè)在密閉負(fù)壓通道內(nèi)，以保證開箱后廢物處于負(fù)壓環(huán)境內(nèi)，避免廢氣和病菌外泄危害人類和污染環(huán)境。另外，在提升通道內(nèi)設(shè)置紫外燈，可實(shí)現(xiàn)紫外線在線消毒。 使用過的周轉(zhuǎn)箱經(jīng)清洗、消毒后送往周轉(zhuǎn)箱暫存間存放。車輛清洗、消毒后再次去收集廢物前，必須到周轉(zhuǎn)箱暫存間將干凈的周轉(zhuǎn)箱裝車，在廢物交接時(shí)，將干凈的周轉(zhuǎn)箱交給醫(yī)院，作為醫(yī)院再次收集廢物的容器。發(fā)現(xiàn)周轉(zhuǎn)箱破損后，嚴(yán)禁繼續(xù)使用，應(yīng)及時(shí)送焚燒爐焚燒處理。 廢物焚燒 廢物焚 燒單元由加料、焚燒及排灰三部分組成。 加料 本焚燒爐的加料單元采用連續(xù)批式、密閉、負(fù)壓加料方式，要求能夠接收來自周轉(zhuǎn)箱的未進(jìn)行任何前處理的醫(yī)療廢物包。加料裝置的有效內(nèi)徑為 900 900（ mm）是根據(jù)醫(yī)療廢物的包裝袋、利器盒尺寸并考慮到加料時(shí)不發(fā)生卡堵而確定的。 加料裝置由水平皮帶輸送機(jī)和兩道密閉閘板組成，兩道閘板均由氣缸驅(qū)動(dòng)。為保證加料過程和焚燒爐運(yùn)行的氣密性，兩道閘板相互連鎖控制，即加料的過程始終有一道閘板處于關(guān)閉 松原市醫(yī)療廢棄物無害化處理項(xiàng)目 31 狀態(tài)，同時(shí)可在中控室遠(yuǎn)距離操作。這樣在提高了加料的可靠性及方便性的同時(shí)，還可以防止有害氣 體溢出。 加料時(shí)首先打開上閘板，然后啟動(dòng)水平輸送機(jī)，將提升機(jī)提升的廢物包和利器盒輸送至下閘板上，然后關(guān)閉上閘板，再打開下閘板，使廢物靠自重進(jìn)入熱解爐，完成一次加料。 加料的間隔時(shí)間約 10～ 12 分鐘。 焚燒 熱解是廢物焚燒主工藝系統(tǒng)全過程的核心部分。如前所述，醫(yī)療廢物焚燒的機(jī)理屬熱解焚燒，因此，本技術(shù)是人為地將廢物的熱解和熱解產(chǎn)物的焚燒分開兩步來完成，即廢物焚燒部分由廢物熱解爐、預(yù)混器和二燃室組成。 熱解爐為立式雙層活動(dòng)式爐排結(jié)構(gòu)，頂部設(shè)有料層撥平裝置，加料口位于爐體的上側(cè)部，點(diǎn)火用輕油燃燒器位于上下爐排 間。一次風(fēng)進(jìn)口位于兩個(gè)爐排的下方。根據(jù)中輻院的基礎(chǔ)試驗(yàn)和實(shí)際興建的青島醫(yī)療廢物焚燒裝置實(shí)際驗(yàn)證結(jié)果，按照熱解爐單位爐排面積的處理能力（ 110kg/），設(shè)計(jì) 的 熱 解 爐 設(shè) 備 尺 寸 為 ： 外 徑 Φ=2076mm ， 內(nèi) 徑 為 ：Φ=1500mm，總高 h=6300mm，主體部分由 250mm 厚耐火材料（高鋁和碳化硅）、保溫材料（硅酸鋁纖維）和鋼殼體組成，局部采用水冷夾套結(jié)構(gòu)。主體材質(zhì)為不銹鋼和碳鋼，爐體可保證年運(yùn)行時(shí)間大于 8000 小時(shí)，整個(gè)爐體的使用壽命大于 15年，熱解爐設(shè)有泄爆口 ,通過自動(dòng)復(fù)位式泄爆罐和煙囪相連 .當(dāng)熱解爐發(fā)生 意外燃爆時(shí) ,會(huì)通過自動(dòng)復(fù)位式泄爆罐卸壓，泄出的少量氣體排至煙囪。 預(yù)混器為夾套圓筒狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)擾流板，二次風(fēng)從切向進(jìn)入。出口設(shè)有十字噴頭。預(yù)混器外徑為 500mm，內(nèi)徑為 松原市醫(yī)療廢棄物無害化處理項(xiàng)目 32 350mm，總長 1016mm，主體材質(zhì)為不銹鋼，保溫材料為硅酸鋁纖維。 二燃室為立式爐，根據(jù)處理能力（ 210kg/h）、煙氣量（ 1800Nm3/h）、燃燒爐溫度 (1000℃ )及煙氣停留時(shí)間 (2s)等因素，處理量為 5t/d 的二燃室的設(shè)計(jì)為：截面大小為 ,凈高度為 ，外徑為Ф 1766mm，內(nèi)徑為Ф 1100mm 總高度為5320mm， 總?cè)莘e為 。外殼為碳鋼材質(zhì)，內(nèi)襯高鋁耐火材料，耐火材料厚度為 300mm,最高耐火溫度 1500～ 1600℃ ,保溫材料為硅酸鋁纖維。 本技術(shù)熱解焚燒的工作程序如下：通過熱解爐上部的加料裝置將醫(yī)療廢物加到上爐排上，啟動(dòng)輕油燃燒器點(diǎn)燃醫(yī)療廢物，醫(yī)療廢物受熱后開始進(jìn)行熱解反應(yīng)變成熱解焦和熱解氣，熱解焦通過上爐排的動(dòng)作后落到下爐排上，與受控的一次風(fēng)進(jìn)行“表面燃燒”反應(yīng)，燒燼的殘?jiān)谙聽t排動(dòng)作下落到排灰閥，然后定時(shí)卸下排出；熱解氣經(jīng)過料層由熱解爐上部引入預(yù)混器中預(yù)先與預(yù)熱的二次風(fēng)（ 180～ 230℃）充分混合，然 后再噴入二燃室中高溫預(yù)混焚燒，二燃室排出的煙氣進(jìn)入后續(xù)的煙氣冷卻和煙氣凈化系統(tǒng)。 為了良好的實(shí)現(xiàn)醫(yī)療廢物的平穩(wěn)、完全熱解焚燒，結(jié)合設(shè)備結(jié)構(gòu)，本技術(shù)還從工藝控制上采取如下措施： (1)采取批式連續(xù)加料方式，即每間隔 10～ 12min 加一批次廢物（約 48kg/批次）。醫(yī)療廢物的焚燒過程包含熱解和熱解產(chǎn)物的燃燒兩個(gè)環(huán)節(jié)，一般說來，每次加料周期的前期以熱解反應(yīng)為主，熱解產(chǎn)物相對(duì)較多，二燃室的溫度也會(huì)較快增高，到了加料周期的后期，主要以燒焦為主，二燃室的溫度會(huì)顯著下降，可能需要加大助燃油的供應(yīng)量。本技術(shù)采取 松原市醫(yī)療廢棄物無害化處理項(xiàng)目 33 縮短加料間隔 時(shí)間的控制方法，結(jié)合熱解爐一次風(fēng)量的控制（進(jìn)而控制燒焦速度和廢物熱解速度），可以減輕熱解爐和二燃室的溫度波動(dòng)，使之基本處于 900～ 1050℃范圍，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性并減少了助燃油的供應(yīng)量。 (2)熱解爐采取雙層活動(dòng)爐排的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。上爐排主要進(jìn)行廢物的熱解和干燥，下爐排主要進(jìn)行燒焦和卸灰，熱解氣穿過料層由熱解爐上部引出。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是兩個(gè)爐排各盡其責(zé)，使得干燥層、熱解層、燒焦層、灰層基本維持在一個(gè)穩(wěn)定的厚度范圍，熱解爐各層的溫度和阻力較穩(wěn)定，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)。另外，便于控制，即可通過控制一次風(fēng)的供應(yīng)量，可以 實(shí)現(xiàn)廢物熱解和燒焦速度的受控，進(jìn)而使二燃室也處于受控狀態(tài)。 (3)可實(shí)現(xiàn)自熱式熱解焚燒。熱解爐下爐排燒焦（熱解焦的重量約占廢物總量的 15～ 20％）釋放的熱量全部貢獻(xiàn)于上爐排上廢物熱解所需，同時(shí)燒焦過程又消耗掉一次風(fēng)中的大部分 O2，使得熱解爐中廢物處于中溫低氧的還原環(huán)境，有利于廢物的熱解。另外，熱解氣首先與熱的二次風(fēng)充分混合后再進(jìn)入二燃室中進(jìn)行預(yù)混燃燒，一方面燃燒完全，另一方面，醫(yī)療廢物的大部分燃燒熱貢獻(xiàn)在二燃室中，可以在不供或少供助燃油的情況下滿足二燃室處于≥ 850℃的技術(shù)要求。 (4)溫度、加料間隔、一、 二次風(fēng)流量等工藝操作參數(shù)的開閉環(huán)控制。在廢物熱解焚燒過程中，熱解爐各層的溫度、燃燒爐的溫度、煙氣中 O2 濃度、一次風(fēng)和二次風(fēng)的流量之間存在著非常密切的相互關(guān)聯(lián)，只有對(duì)這些工藝操作參數(shù)進(jìn)行有效的控制，才能使得廢物的熱解、燒焦和熱解氣焚燒等環(huán)節(jié)的良好匹配，如煙氣中 O2 濃度與二次風(fēng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的連鎖 松原市醫(yī)療廢棄物無害化處理項(xiàng)目 34 閉環(huán)控制，可始終維持煙氣中 O2 濃度處于 6～ 10％（過剩系數(shù)為 ～ ）的規(guī)定范圍；兩個(gè)爐子的溫度與一次風(fēng)的開環(huán)控制，即通過溫度反饋指導(dǎo)調(diào)節(jié)一次風(fēng)的流量來控制燒焦速度，進(jìn)而調(diào)整熱解速度和二燃室的溫度。上述四點(diǎn)既是本技術(shù) 焚燒部分的工藝控制要點(diǎn)，同時(shí)也是本技術(shù)的特點(diǎn)。采取上述設(shè)備結(jié)構(gòu)及工藝參數(shù)的控制措施，可以良好實(shí)現(xiàn)廢物的完全熱解焚燒。 此外，焦油問題也是廢物焚燒過程中必須重視的問題。即廢物熱解產(chǎn)物中含有一定量的焦油成分，應(yīng)通過有效的方法防止冷凝和結(jié)疤等不良現(xiàn)象的發(fā)生，以實(shí)現(xiàn)焦油的完全焚燒處理和防止其堵塞預(yù)混器、水冷器、空冷器等設(shè)備。本工程中在焚燒階段采取了如下措施： (1)在預(yù)混器中與熱解爐引出的含有焦油霧的熱解氣相混合的二次風(fēng)，是經(jīng)過空冷器預(yù)熱到 250℃左右的熱空氣，而且熱空氣采取切向進(jìn)風(fēng)方式，即盡量隔阻熱解氣與預(yù)混器內(nèi) 壁的接觸，減少熱解氣中焦油霧的冷凝在預(yù)混器內(nèi)壁。 (2)將二燃室的輕油燃燒器的噴嘴設(shè)置在熱解氣噴入口的附近，使得熱解氣進(jìn)入二燃室后立即接觸到一個(gè)局部高溫、富氧的環(huán)境，以提高焦油成分的焚燒處理效果，防止混入煙氣而堵塞后續(xù)的煙氣冷卻及凈化設(shè)備。 排灰 廢物焚燒后產(chǎn)生的焚燒灰，經(jīng)熱解爐的下爐排間歇?jiǎng)幼骱舐涞脚呕议y上，定期打開排灰閥，將焚燒灰卸入密閉的容器（灰桶）中，整個(gè)操作過程在密閉、負(fù)壓下進(jìn)行。 松原市醫(yī)療廢棄物無害化處理項(xiàng)目 35 煙氣冷卻 焚燒爐排出的煙氣中含有各種污染物，需經(jīng)過嚴(yán)格的煙氣凈化使污染物濃度達(dá)標(biāo)后才能排放。由 于煙氣溫度高達(dá)1000℃左右，在進(jìn)入煙氣凈化系統(tǒng)之前，需進(jìn)行煙氣冷卻。本系統(tǒng)中煙氣冷卻的設(shè)計(jì)思路是：在保證煙氣冷卻基本要求的前提下，重點(diǎn)考慮余熱利用及抑制二惡英產(chǎn)生問題。因此，本系統(tǒng)中煙氣冷卻由水冷器、空冷器、噴水急冷塔組成。 水冷器和空冷器均為列管換熱的間接換熱結(jié)構(gòu)形式，水冷器進(jìn)口溫度： 1100℃，出口溫度： 800℃，材質(zhì)為不銹鋼，外徑為Ф 600mm， L=1700mm；空冷器進(jìn)口溫度： 790℃，出口溫度： 610℃，材質(zhì)為不銹鋼，外徑為Ф 1050mm， h=4500mm。 急冷塔為液體霧化直接換熱的絕熱換熱形 式，霧化介質(zhì)：5％氫氧化鈉溶液，設(shè)備外型尺寸：Φ 1000 H4700mm，內(nèi)筒有效容積 : ；殼體主要材質(zhì)：內(nèi)殼為經(jīng)表面噴涂防腐材料處理的不銹鋼；外殼： Q235A。 水冷器和空冷器主要用于高溫段煙氣冷卻（ ＞ 600℃），重點(diǎn)在余熱利用。由于本醫(yī)療廢物焚燒處理裝置處理能力較小，故未采取大焚燒爐常用的余熱鍋爐發(fā)電的方案，而是采取了產(chǎn)生熱水和加熱助燃空氣的方案。由于本技術(shù)中二次風(fēng)需預(yù)熱到 180～ 230℃，因此，首先考慮選用空冷器將助燃空氣加熱到 200～ 250℃左右送入預(yù)混器中與熱解氣混合，以提高熱解 氣的焚燒效率、降低二燃室助燃油的消耗量。如果單獨(dú)使用空冷器，一方面設(shè)備體積較大，另一方面熱空氣量大于焚燒所需，尚有一部分熱空氣需要排放，因此，本技術(shù)又增加選用一臺(tái)水冷器，即換熱產(chǎn)生一部分熱水供職工淋浴使用，以充分進(jìn)行煙氣的余熱利用和提高煙氣冷卻的效果。 松原市醫(yī)療廢棄物無害化處理項(xiàng)目 36 由于二燃室排出的煙氣中含有粉塵、重金屬等固體顆粒和氣溶膠，因此，在高溫段煙氣冷卻環(huán)節(jié)中，除了考慮換熱效率之外，還必須從設(shè)備結(jié)構(gòu)、設(shè)備布置、檢修口設(shè)置等方面考慮換熱器的防堵及清灰問題。本項(xiàng)目采取了如下措施： 二燃室下部設(shè)置沉降集灰室，以加強(qiáng)煙氣中較大顆粒的 沉降和清理； 減少水冷器和空冷器中列管的數(shù)量、增大列管的內(nèi)徑，即在保證換熱效率的前提下，盡量提高列管中煙氣的流速，降低煙氣中顆粒和氣溶膠的沉積； 在水冷器和空冷器上設(shè)置清灰口，以便定時(shí)清掃列管和出灰。 噴水急冷塔主要用于中溫段（ 200～ 600℃）煙氣冷卻，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，二惡英除了在低溫不完全燃燒過程產(chǎn)生之外，在中溫段煙氣中由于飛灰發(fā)生異相催化反應(yīng)還會(huì)二次生成。因此，應(yīng)盡量縮短中溫段煙氣冷卻的時(shí)間，有效的冷卻方法是快速冷卻。根據(jù)傳熱學(xué)，只有液體（如水）與熱煙氣直接接觸的換熱方式才可能實(shí)現(xiàn)在 1s 內(nèi)將煙氣由 600℃降至200℃。該過程的控制因素除了液體用量之外，更主要的是液體與煙氣的換熱接觸表面積，即盡量提高單位液體量的比表面積，有效的方法是將液體進(jìn)行高效霧化處理。本工程采用中輻院自主研制的雙流式壓縮空氣霧化噴嘴，可將水霧化成20μm 左右的極微小霧滴，一方面可實(shí)現(xiàn)煙氣的快速冷卻，另一方面也可最大限度地降低冷卻液體的用量，避免噴水急冷塔中冷卻液的過量冷凝產(chǎn)生廢液，可實(shí)現(xiàn)煙氣的“半干式”急冷。 煙氣中包含的 HCl 氣體與冷卻液接觸過程中，可能會(huì)少 松原市醫(yī)療廢棄物無害化處理項(xiàng)目 37 量酸性液體，加重設(shè)備的腐蝕。本技術(shù)采取的措施是將堿液代替水作為急冷塔的 冷卻液，在煙氣急冷的同時(shí)對(duì)其中的酸性氣體進(jìn)行部分中和，減輕急冷塔和后續(xù)設(shè)備的腐蝕。由于煙氣急冷所需的堿液量較少，不能滿足全部酸性氣體中和凈化所需的量，如果增加堿液流量，則難以實(shí)現(xiàn)“半干式”操作，而產(chǎn)生含有煙氣中全部污染物的廢水，增加廢水處理的難度。因此，本方案中將堿液代替冷卻水的主要目的是防腐，而酸性