一种废物热解处置系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种废物热解处置系统及方法，其特点是：包括依次连接的预处理装置、热解装置、热回收装置、烟气净化装置。医疗废物中塑料橡胶类制品的比例非常较高，处置过程易产生大量二噁英类致癌污染物。而且塑料橡胶类制品容易在反应器的器壁上形成坚硬的结焦，不仅造成热解装置能耗升高，而且威胁热解装置的安全运行。该发明专利技术利用烟气废热产生过热蒸汽，把过热蒸汽导入低温无氧状态的热解反应器内，在350℃就可以快速处置医疗废物，不仅不会发生结焦现象,而且更加有效地扼制了处理过程二噁英的产生，同时大大降低了能耗。同时大大降低了能耗。同时大大降低了能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种废物热解处置系统及方法


[0001]本专利技术属于热能
，具体说是一种医疗废物蒸汽热解处置系统及方法。

技术介绍

[0002]医疗废物具有的病毒危害是一般生活废物的几十倍上百倍，且有空间污染、急性传染和潜伏性传染等特征，若管理或处置不当，极易成为病毒传播的源头，同时易造成土壤、水体和空气等污染。医疗废物在《国家危险废物名录》中类别为HW01，其处置受到严格的监管。
[0003] 2011年以来，医疗废弃物产生量呈现出逐年增加的态势。我国医疗废物主要分为门诊医疗废物和住院部医疗废物，其中住院部废弃物产生量占据主体。数据显示，2016
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2019年我国医疗废物产量由192万吨增至226万吨。受新冠疫情影响，2020年医疗废物产生量增长25%，总产量达283万吨。
[0004]从全国293个地级市情况看，约一半的地级市医疗废物处置能力基本满足日常需求，80多个地级市基本可应对突发疫情，约50多个地级市处置能力不足。从全国范围来看医疗废物处置能力总体满足日常需求，但仍存在处置能力区域分布不均衡、部分设施环保排放不达标、部分设施技术工艺选择不合理、应急处置能力不足等问题。
[0005]目前市场上医疗废物的处置方式的技术痛点限制其发展：1.高温焚烧法：成本高，空气污染严重，易产生二噁英、多环芳香族化合物、多氯联苯等剧毒物及氯化氢、氟化氢和二氧化硫等有害气体，需要配置完善的尾气净化系统，底渣和飞灰具有危害性。
[0006]2.压力蒸汽灭菌法：体积和外观基本没有改变;可能有空气污染物排放，易产生臭气，不能处理甲醛、苯酚、汞等物质。
[0007]3.电磁波灭菌法：建设和运行成本不低;处理后减重效果不好，会有臭味，不适合血液和危险化学物质的处理。
[0008]4.传统热解方法：热能回收利用率较低，能耗相对较高；热解反应器结焦严重，影响系统的稳定运行，需要定期清理结焦。

技术实现思路

[0009]本专利技术着眼于市场需求和现有技术的痛点，提供一种医疗废物蒸汽热解处置系统及方法，该专利技术回收高温烟气作为加热热源，其运行成本大大低于常规焚烧法。另外，该专利技术利用高温烟气产生过热蒸汽，并将过热蒸汽倒入热解反应器，避免了传统热解工艺中塑料橡胶等在反应器上结焦造成设备的不稳定。该蒸汽热解法利用高温蒸汽实现无氧状态并除去氯等酸性气体，抑制了二噁英的生成；该专利技术适用范围广，医疗废物不需要分类，因此对处理的废物无明显选择性。目的是通过以下技术方案实现的：一种医疗废物蒸汽热解处置系统，包括依次连接的预处理装置、热解装置、热回收装置、烟气净化装置。
[0010]所述预处理装置包括提升机、负压仓、粉碎机、掺料机、螺旋输送机。所述负压仓设
置有液压驱动的密封门。负压仓的上方设有抽气口和抽气管道。负压仓的下方是粉碎机，粉碎机的下方是掺料机。掺料机与倾斜放置的螺旋输送机相连接。螺旋输送机出料口连接热解装置的进料口。
[0011]所述热解装置包括投料机构、热解反应器、出渣器、灰渣箱、前排气室、后排气室、水蒸气管道、挥发气管道、外热炉、烟气管道a、送风机构。灰渣箱内设有一定数量的雾化喷嘴。水蒸气管道与前排气室相连，在水蒸气管道上设置流量调节器a。挥发气管道与后排气室相连。送风机构通过抽气管道与所述负压仓上方的抽气口相连。
[0012]所述热回收装置包括燃烧器、气体分散室、焚烧室、蒸汽发生室、液位调节水箱、烟气管道b、过热蒸汽发生器。热回收装置通过管道与外热炉相连接。气体分散室与水蒸气管道及挥发气管道相连接，烟气管道b上设置气体流量调节器b，烟气管道b与过热蒸汽发生器相连接。
[0013]所述烟气净化装置包括烟气洗涤塔、活性炭吸附箱、烟囱。
[0014]所述热解反应器为卧式圆筒形结构，筒内布置三种不同规格的螺旋叶片和蒸汽扰动机构。蒸汽扰动机构由沿圆周方向布置的奇数个蒸汽喷管构成，蒸汽喷管的数量随物料流量或者热值升高而增加。
[0015]所述蒸汽喷管上设置有数个蒸汽喷嘴，蒸汽喷嘴的数量随反应温度的升高而增加。
[0016]所述蒸汽喷嘴布置在200℃～350℃反应区，蒸汽喷嘴分布密度或者增加幅度随反应温度升高而增加。
[0017]所述气体分散室包围于焚烧室前端1/5处，气体分散室与焚烧室之间布置有沿圆周均匀分布数个气体喷嘴。
[0018]所述气体喷嘴数量随物料流量或者热值升高而增加。
[0019]所述蒸汽发生室包围于焚烧室中间3/5处，通过管道与过热蒸汽发生器相连接，过热蒸汽发生器通过管道与热解反应器相连接。
[0020]一种上述医疗废物蒸汽热解处置系统的方法，包括如下步骤：（1）装有医疗废物的垃圾桶由提升机输送到负压仓的入口处，负压仓的液压驱动密封门打开，提升机的倾倒机构推动垃圾桶将医疗废物倒入负压仓中。医疗废物经负压仓下方的粉碎机粉碎为粒径≤30mm的颗粒。掺料机向物料中掺入粒径≤30mm的CaO颗粒。混合后的物料经螺旋输送机送到热解系统入口。
[0021]该流程中：负压仓上方的抽气口通过抽气管道与送风机构连接，仓内受污染的气体由送风机构吸入焚烧室进行高温焚烧灭菌。仓内始终保持负压状态，防止受污染的空气外泄污染环境。
[0022]该流程中：掺料机根据原始物料中氯元素的含量向物料中掺入CaO颗粒用于脱除在反应过程中产生的HCL气体，同时抑制二噁英的产生。CL/Ca值为2～4，优选3效果最佳。
[0023]（2）热解装置接收来自预处理装置的物料。热解装置的投料机构内设有振动器和搅拌器，避免物料的堵塞。物料被均匀地分配到两个热解反应器中。热解反应器内的物料在螺旋叶片的驱动下向前移动并被逐渐加热。
[0024]该流程中：热解反应器转速根据进入物料的水分、可燃分、灰分组成来设定，保证不同组分的物料在反应器内充分反应。
[0025]（3）物料在热解反应器内200℃以下的低温区被外热炉腔体的高温烟气间接加热。物料在热解反应器内200～350℃的高温区被500～600℃的过热蒸汽直接加热，同时被外热炉腔体的高温烟气间接加热。热解反应器内的物料在向前移动的过程中温度逐渐升高，并发生如下反应：100～150℃，物料中的游离水挥发；150～200℃，物料中的化合水挥发，少量的有机物挥发分析出；200～350℃，物料中的有机物挥发分析出，获得最终的灰渣产物。
[0026]该流程中：向热解反应器内导入过热蒸汽可以高效、均匀地加热物料，在350℃左右反应就可以完成，从而极大地缩短处理时间。相对于常规的热解工艺可以节约1/2～3/4的处理时间。
[0027]该流程中：向热解反应器内导入过热蒸汽保证了热解反应器内的无氧状态，同时过热蒸汽增强了CaO吸收HCL的效果，抑制的二噁英的产生。
[0028]该流程中：热解反应器内设有蒸汽扰动机构，在过热蒸汽的作用下利用热胀冷缩原理除掉筒壁上的结焦；同时利用过热蒸汽辅助加热物料提高了反应器的传热效率。
[0029]（4）出渣器接收来自热解反应器的高温灰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废物热解处置系统，其特征在于，包括依次连接的预处理装置、热解装置、热回收装置、烟气净化装置；所述预处理装置包括提升机、负压仓、粉碎机、掺料机、螺旋输送机，所述负压仓设置有液压驱动的密封门，负压仓的上方设有抽气口和抽气管道，负压仓的下方是粉碎机，粉碎机的下方是掺料机，掺料机与倾斜放置的螺旋输送机相连接，螺旋输送机出料口连接热解装置的进料口；所述热解装置包括投料机构、热解反应器、出渣器、灰渣箱、前排气室、后排气室、水蒸气管道、挥发气管道、外热炉、烟气管道a、送风机构，灰渣箱内设有一定数量的雾化喷嘴，水蒸气管道与前排气室相连，在水蒸气管道上设置流量调节器a，挥发气管道与后排气室相连，送风机构通过抽气管道与所述负压仓上方的抽气口相连；所述热回收装置包括燃烧器、气体分散室、焚烧室、蒸汽发生室、液位调节水箱、烟气管道b、过热蒸汽发生器，热回收装置通过管道与外热炉相连接，气体分散室与水蒸气管道及挥发气管道相连接，烟气管道b上设置气体流量调节器b，烟气管道b与过热蒸汽发生器相连接；所述烟气净化装置包括烟气洗涤塔、活性炭吸附箱、烟囱。2.根据权利要求1所述的一种医疗废物蒸汽热解处置系统，其特征在于，所述热解反应器为卧式圆筒形结构，筒内布置三种不同规格的螺旋叶片和蒸汽扰动机构，蒸汽扰动机构由沿圆周方向布置的奇数个蒸汽喷管构成，蒸汽喷管的数量随物料流量或者热值升高而增加。3.根据权利要求2所述的一种医疗废物蒸汽热解处置系统，其特征在于，所述蒸汽喷管上设置有数个蒸汽喷嘴，蒸汽喷嘴的数量随反应温度的升高而增加。4.根据权利要求3所述的一种医疗废物蒸汽热解处置系统，其特征在于，所述蒸汽喷嘴布置在200℃～350℃反应区，蒸汽喷嘴分布密度或者增加幅度随反应温度升高而增加。5.根据权利要求1所述的一种医疗废物蒸汽热解处置系统，其特征在于，所述气体分散室包围于焚烧室前端1/5处，气体分散室与焚烧室之间布置有沿圆周均匀分布数个气体喷嘴。6.根据权利要求5所述的一种医疗废物蒸汽热解处置系统，其特征在于，所述气体喷嘴数量随物料流量或者热值升高而增加。7.根据权利要求1所述的一种医疗废物蒸汽热解处置系统，其特征在于，所述蒸汽发生室包围于焚烧室中间3/5处，通过管道与过热蒸汽发生器相连接，过热蒸汽发生器通过管道与热解反应器相连接。8.一种如权利要求1所述的医疗废物蒸汽热解处置系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）装有医疗废物的垃圾桶由提升机输送到负压仓的入口处，负压仓的液压驱动密封门打开，提升机的倾倒机构推动垃圾桶将医疗废物倒入负压仓中，医疗废物经负压仓下方的粉碎机粉碎为粒径≤30mm的颗粒，掺料机向物料中掺入粒径≤30mm的CaO颗粒，混合后的物料经螺旋输送机送到热解装置入口；该流程中：负压仓上方的抽气口通过抽气管道与送风机构连接，仓内受污染的气体由送风机构吸入废气焚烧室进行高温焚烧灭菌，仓内始终保持负压状态，防止受污染的空气
外泄污染环境；该流程中：掺料机根据原始物料中氯元素的含量向物料中掺入CaO颗粒用于脱除在反应过程中产生的HCL气体，同时抑制二噁英的产生，CL/Ca值为2～4；（2）热解装置接收来自预处理装置的物料，热解装置的投料机构内设有振动器和搅拌器，避免物料的堵塞，物料被均匀地分配到两个热解反应器中，热解反应器内的物料在螺旋叶片的驱动下向前移动并被逐渐加热；该流程中：热解反应器转速根据进入物料的水分、可燃分、灰分组成来设定，保证不同组分的物料在反应器内充分反应；（3）物料在热解反应器内200℃以下的低温区被外热炉腔体的高温烟气间接加热，物料在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞亮，高德辉，吕静，崔瑶瑶，吴若晗，邹佳成，高术恩，杨琨，崔晓伟，
申请(专利权)人：张瑞亮高德辉吕静，
类型：发明
国别省市：