醫療垃圾熱解氣化裝置

（一）技術介紹

1 、技術原理

   熱解法也叫裂解法，它是指含有機可燃物的垃圾在無氧或缺氧的條件下，加熱到500—1000℃，利用熱能使有機物的化學鍵斷裂，由大相對分子質量的有機物轉化為小相對分子質量的可燃氣體、液體燃料和殘碳的過程。氣化過程是對熱解后的固態產物(殘碳)進行再次處理，將其轉變為可燃氣體的過程。

醫療垃圾熱解裝置利用熱解法將醫療廢物 ，在無氧或缺氧條件下對其進行加熱蒸餾，使有機物產生熱裂解，獲得混合氣體和殘渣；混合氣體通過可燃氣凈化系統、穩定輸為燃料氣體（H2、CH4、CO），進行回燃自用，在滿足維持自身熱解的能量需求基礎上，可燃氣還可以進行其他方面的利用，如熱水爐等。

    醫療垃圾熱解的產物主要是可燃的低分子化合物：氣態的有氫氣、甲烷、一氧化碳等，可燃氣進行回用，為熱解爐正常運轉提供燃料，無需外耗燃料，并能有富余燃氣進行綜合利用。

液態的有甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有機物及焦油、溶劑油等；固態的主要是焦炭或炭黑。

殘渣通過熔融后獲得無害的無機灰和二氧化碳；經水泥無害化處理后進行填埋。

2 熱解技術優點--有效抑制二惡英

　　熱解氣化法抑制二惡英的途徑為兩點：①減少了二惡英前驅物的生成。②熱解氣化發生在還原性氣氛中，垃圾中的Cu、Fe等金屬不易生成促進二惡英類形成的催化劑[15]。對于熱解氣化爐而言，具體過程抑制二惡英的原理如下：

　　①在熱解氣化室內

　　文獻[3]指出二惡英產生的前提條件是有機氯或無機氯、氧氣以及過渡金屬陽離子的存在。熱解氣化過程處于還原性氣氛，切斷了氧源，二惡英的從頭合成反應從源頭上得到了控制。另外，由于沒有氧氣，使得二惡英前驅物的生成量相對減少。

　　②在燃燒室內

　　在燃燒室內進行的足熱解氣化產生的可燃氣體的高溫燃燒過程，它為熱解氣化反應提供熱量。在可燃氣體的燃燒過程中不具備二惡英生成的條件。

　　③在煙氣處理系統內

　　在傳統的垃圾焚燒系統中，煙氣中的飛灰在焚燒爐后燃區低溫段從頭合成的二惡英是焚燒爐二惡英排放的重要組成部分[16]。在熱解氣化爐的煙氣中，由于在燃燒室內進行的是熱解氣體的氣相燃燒，更易于達到充分穩定的燃燒，所以煙氣中的飛灰以及未燃盡的碳近乎完全消失。在熱解氣化室內，垃圾中的Cu、Fe等金屬沒被氧化，使得煙氣中所含的催化劑(Cu2+、Fe3+)較少，因此有效地控制了二惡英從頭合成反應的發生。

3工藝流程

工藝流程簡述

上料時，將醫療垃圾裝入熱解爐上料提升機的料斗內，提升機把醫療垃圾倒入接收料倉口內，提升機返回。接收料倉壓蓋關閉，液壓活塞推進器把垃圾推送到熱解倉內。直至料進滿，堵嚴。

熱解倉內被加熱至設定溫度，在高溫、缺氧等條件下進行裂解，有機物中的分子鏈開始斷裂和分解，其表面水分、二氧化碳、甲烷析出，產生含有甲烷、一氧化碳、氫、有機酸、焦油等組成的混合氣體，混合氣體凈化后，一部分做為燃料氣體返回到熱解爐的燃燒加熱室內燃燒，為后續垃圾熱解提供熱能。剩余燃料氣體可直接綜合利用。

燃燒后產生的煙氣進入煙氣凈化系統 ： 急冷式噴淋塔—擴容脫水—汽水分離—活性炭過濾塔—風機—排氣筒排入大氣。

垃圾殘碳在螺旋攪拌器的作用下，被送入熔融室。 產生的煙氣進入混合氣體轉化裝置進行還原與氣化反應，生成一氧化碳和氫氣，補充給可燃氣。燃燒后產生的灰渣為無毒，無害的無機物，通過排渣系統排出爐外，綜合利用，如覆蓋土、回填土等。整個過程循環進行

4 醫療垃圾連續熱解氣化裝置系統組成

1、上料系統

由提升上料、液壓推進、壓縮密封裝置、進料倉等組成。

作用是為熱解爐上料的同時密封熱解爐進口，使熱解倉內形成缺氧或無氧狀態。連續供料和熱解爐連續工作時爐內壓力的平衡。

 

2、熱解爐系統

熱解爐系統是本設備的核心部分，它由無氧熱解倉、燃燒室、熔融室、加熱室螺旋攪拌器、螺旋排渣機、刮板排渣機、加熱器等組成。該系統采用直接熱解法與間接熱解法相結合方式，在設備內部結構設計時，采用了即隔離又連通方式的熱解處理倉。在減少部分機械送料的同時，又能保證設備運行的連續性。該系統垃圾處理徹底，基本不產生二噁英，無二次污染，同時節約能耗，提高資源率。

     熱解倉是一個獨立的密閉容器，進口與上料裝置連接，出口有燃氣出口和殘渣出口兩個，燃氣出口與可燃氣凈化系統連接，殘渣出料靠水封槽密封。

料滿后，燃燒室內先由點火系統對爐進行加溫，隨著溫度升高，在缺氧狀態、溫度為醫療垃圾熱解即可產生CH4、H2、CO等主要成分的可燃氣混合氣體，經可燃氣進化系統后進入燃燒室燃燒，并由送風系統補氧燃燒，待產氣量達到一定量后，熱解爐即進入正常工作狀態。

熱解爐燃燒室送風系統、 由送風機通過管道及手動閥門調節組成，在焚燒過程中可通過調節手動蝶閥的開度來調節燃燒用風量，實現廢料的完全燃燒以及控制爐內的燃燒溫度。垃圾熱解后的殘渣排出爐外并收集。主要設備包括：螺旋排渣機、水封防爆槽、刮板出渣機、皮帶輸送機和殘渣暫存池等

3、可燃氣凈化供給系統

本系統是醫療垃圾熱解爐的重要組成部分，由三級擴容凈化罐、熱交換系統、燃氣供給風機，集灰排灰裝置等組成，專門用于收集和除去處理醫療垃圾在熱解過程中產生焦油，水蒸氣及有機酸等，解決焦油堵塞燃氣管路，減少污染物排放，使燃氣穩定輸出，保證系統穩定運行。 經過凈化的可燃氣體在加熱室內燃燒后基本不產生二噁英，經中科院大連物化所檢測，煙氣中的二噁英含量最低指標在0.09ngTEQ/m3以下，指標優于國家標準， 經煙氣凈化系統凈化后

4、煙氣凈化系統

主要包括煙氣的極冷噴淋脫硫系統、 擴容除水裝置，初濾裝置、和活性炭過濾裝置和冷卻水循環系統等系統組成。

高溫煙氣從解熱爐排除后進入急冷式熱交換器快速冷卻，經過熱交換后的煙氣溫度迅速下降為130-80℃左右之后進入噴淋系統。采用NaOH堿水進行噴淋，用于去除煙氣中的酸性氣體如HCl、SO2等，同時也能減少煙塵排放，進噴淋后的氣體再經活性炭過濾后經排氣筒排出。

5、電氣控制系統：

用于控制成套設備的正常運行操作， 它主要由電控系統、 手動操作系統和各種儀表顯示系統組成。

三 醫療垃圾熱解氣化裝置特點

（1）結構先進，實現“資源化、無害化、減量化”。醫療廢物不僅經過高溫熱解，是在無氧、缺氧條件下分解、氣化和還原，無二噁英產生條件，氮氧化物和二氧化硫產生量小，有利于減輕對大氣環境的二次污染。

（2）工藝先進自產可燃氣實現能量循環，除點爐時需要輔助燃料外，運行過程中無需輔助燃料的使用，運行成本低。

（3）采用連續進料和出渣方式，減少熱損失，使熱解氣化爐工作效率提高1倍以上。

（4）燃氣凈化后燃燒，更清潔、不僅無二噁英超標危險，脫硫劑大大減少，節省運行費用。

（5）采用直接加熱法與間接加熱法相結合的，產氣量高減少固體物的排出量，降低固態殘余物的處理難度。

（6）對于熱解氣化而言，由于在燃燒室內只進行燃氣的擴散燃燒，反應條件比較容易控制，空氣系數較小，因此大大降低了排煙量和NOx的排放量，節省了煙氣后處理設備的造價和運行費用。

四、主要技術指標：

1.  日處理能力：0.5~ 2噸/日

2.  熱解爐尺寸：最小：2500㎜×1500㎜×3200㎜

3.  成套設備占地面積： 400㎡

4.  最佳工作時間：連續工作

5.  工作溫度：800℃-950℃

6.  工作壓力：微負壓

7.  燃氣產量：300-450 m3/t

8.  減量率：90%（有機物類）

驗收報告，檢驗報告