医疗垃圾热解气化装置

（一）技术介绍

1 、技术原理

   热解法也叫裂解法，它是指含有机可燃物的垃圾在无氧或缺氧的条件下，加热到500—1000℃，利用热能使有机物的化学键断裂，由大相对分子质量的有机物转化为小相对分子质量的可燃气体、液体燃料和残碳的过程。气化过程是对热解后的固态产物(残碳)进行再次处理，将其转变为可燃气体的过程。

医疗垃圾热解装置利用热解法将医疗废物 ，在无氧或缺氧条件下对其进行加热蒸馏，使有机物产生热裂解，获得混合气体和残渣；混合气体通过可燃气净化系统、稳定输为燃料气体（H2、CH4、CO），进行回燃自用，在满足维持自身热解的能量需求基础上，可燃气还可以进行其他方面的利用，如热水炉等。

    医疗垃圾热解的产物主要是可燃的低分子化合物：气态的有氢气、甲烷、一氧化碳等，可燃气进行回用，为热解炉正常运转提供燃料，无需外耗燃料，并能有富余燃气进行综合利用。

液态的有甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有机物及焦油、溶剂油等；固态的主要是焦炭或炭黑。

残渣通过熔融后获得无害的无机灰和二氧化碳；经水泥无害化处理后进行填埋。

2 热解技术优点--有效抑制二恶英

　　热解气化法抑制二恶英的途径为两点：①减少了二恶英前驱物的生成。②热解气化发生在还原性气氛中，垃圾中的Cu、Fe等金属不易生成促进二恶英类形成的催化剂[15]。对于热解气化炉而言，具体过程抑制二恶英的原理如下：

　　①在热解气化室内

　　文献[3]指出二恶英产生的前提条件是有机氯或无机氯、氧气以及过渡金属阳离子的存在。热解气化过程处于还原性气氛，切断了氧源，二恶英的从头合成反应从源头上得到了控制。另外，由于没有氧气，使得二恶英前驱物的生成量相对减少。

　　②在燃烧室内

　　在燃烧室内进行的足热解气化产生的可燃气体的高温燃烧过程，它为热解气化反应提供热量。在可燃气体的燃烧过程中不具备二恶英生成的条件。

　　③在烟气处理系统内

　　在传统的垃圾焚烧系统中，烟气中的飞灰在焚烧炉后燃区低温段从头合成的二恶英是焚烧炉二恶英排放的重要组成部分[16]。在热解气化炉的烟气中，由于在燃烧室内进行的是热解气体的气相燃烧，更易于达到充分稳定的燃烧，所以烟气中的飞灰以及未燃尽的碳近乎完全消失。在热解气化室内，垃圾中的Cu、Fe等金属没被氧化，使得烟气中所含的催化剂(Cu2+、Fe3+)较少，因此有效地控制了二恶英从头合成反应的发生。

3工艺流程

工艺流程简述

上料时，将医疗垃圾装入热解炉上料提升机的料斗内，提升机把医疗垃圾倒入接收料仓口内，提升机返回。接收料仓压盖关闭，液压活塞推进器把垃圾推送到热解仓内。直至料进满，堵严。

热解仓内被加热至设定温度，在高温、缺氧等条件下进行裂解，有机物中的分子链开始断裂和分解，其表面水分、二氧化碳、甲烷析出，产生含有甲烷、一氧化碳、氢、有机酸、焦油等组成的混合气体，混合气体净化后，一部分做为燃料气体返回到热解炉的燃烧加热室内燃烧，为后续垃圾热解提供热能。剩余燃料气体可直接综合利用。

燃烧后产生的烟气进入烟气净化系统 ： 急冷式喷淋塔—扩容脱水—汽水分离—活性炭过滤塔—风机—排气筒排入大气。

垃圾残碳在螺旋搅拌器的作用下，被送入熔融室。 产生的烟气进入混合气体转化装置进行还原与气化反应，生成一氧化碳和氢气，补充给可燃气。燃烧后产生的灰渣为无毒，无害的无机物，通过排渣系统排出炉外，综合利用，如覆盖土、回填土等。整个过程循环进行

4 医疗垃圾连续热解气化装置系统组成

1、上料系统

由提升上料、液压推进、压缩密封装置、进料仓等组成。

作用是为热解炉上料的同时密封热解炉进口，使热解仓内形成缺氧或无氧状态。连续供料和热解炉连续工作时炉内压力的平衡。

 

2、热解炉系统

热解炉系统是本设备的核心部分，它由无氧热解仓、燃烧室、熔融室、加热室螺旋搅拌器、螺旋排渣机、刮板排渣机、加热器等组成。该系统采用直接热解法与间接热解法相结合方式，在设备内部结构设计时，采用了即隔离又连通方式的热解处理仓。在减少部分机械送料的同时，又能保证设备运行的连续性。该系统垃圾处理彻底，基本不产生二噁英，无二次污染，同时节约能耗，提高资源率。

     热解仓是一个独立的密闭容器，进口与上料装置连接，出口有燃气出口和残渣出口两个，燃气出口与可燃气净化系统连接，残渣出料靠水封槽密封。

料满后，燃烧室内先由点火系统对炉进行加温，随着温度升高，在缺氧状态、温度为医疗垃圾热解即可产生CH4、H2、CO等主要成分的可燃气混合气体，经可燃气进化系统后进入燃烧室燃烧，并由送风系统补氧燃烧，待产气量达到一定量后，热解炉即进入正常工作状态。

热解炉燃烧室送风系统、 由送风机通过管道及手动阀门调节组成，在焚烧过程中可通过调节手动蝶阀的开度来调节燃烧用风量，实现废料的完全燃烧以及控制炉内的燃烧温度。垃圾热解后的残渣排出炉外并收集。主要设备包括：螺旋排渣机、水封防爆槽、刮板出渣机、皮带输送机和残渣暂存池等

3、可燃气净化供给系统

本系统是医疗垃圾热解炉的重要组成部分，由三级扩容净化罐、热交换系统、燃气供给风机，集灰排灰装置等组成，专门用于收集和除去处理医疗垃圾在热解过程中产生焦油，水蒸气及有机酸等，解决焦油堵塞燃气管路，减少污染物排放，使燃气稳定输出，保证系统稳定运行。 经过净化的可燃气体在加热室内燃烧后基本不产生二噁英，经中科院大连物化所检测，烟气中的二噁英含量最低指标在0.09ngTEQ/m3以下，指标优于国家标准， 经烟气净化系统净化后

4、烟气净化系统

主要包括烟气的极冷喷淋脱硫系统、 扩容除水装置，初滤装置、和活性炭过滤装置和冷却水循环系统等系统组成。

高温烟气从解热炉排除后进入急冷式热交换器快速冷却，经过热交换后的烟气温度迅速下降为130-80℃左右之后进入喷淋系统。采用NaOH碱水进行喷淋，用于去除烟气中的酸性气体如HCl、SO2等，同时也能减少烟尘排放，进喷淋后的气体再经活性炭过滤后经排气筒排出。

5、电气控制系统：

用于控制成套设备的正常运行操作， 它主要由电控系统、 手动操作系统和各种仪表显示系统组成。

三 医疗垃圾热解气化装置特点

（1）结构先进，实现“资源化、无害化、减量化”。医疗废物不仅经过高温热解，是在无氧、缺氧条件下分解、气化和还原，无二噁英产生条件，氮氧化物和二氧化硫产生量小，有利于减轻对大气环境的二次污染。

（2）工艺先进自产可燃气实现能量循环，除点炉时需要辅助燃料外，运行过程中无需辅助燃料的使用，运行成本低。

（3）采用连续进料和出渣方式，减少热损失，使热解气化炉工作效率提高1倍以上。

（4）燃气净化后燃烧，更清洁、不仅无二噁英超标危险，脱硫剂大大减少，节省运行费用。

（5）采用直接加热法与间接加热法相结合的，产气量高减少固体物的排出量，降低固态残余物的处理难度。

（6）对于热解气化而言，由于在燃烧室内只进行燃气的扩散燃烧，反应条件比较容易控制，空气系数较小，因此大大降低了排烟量和NOx的排放量，节省了烟气后处理设备的造价和运行费用。

四、主要技术指标：

1.  日处理能力：0.5~ 2吨/日

2.  热解炉尺寸：最小：2500㎜×1500㎜×3200㎜

3.  成套设备占地面积： 400㎡

4.  最佳工作时间：连续工作

5.  工作温度：800℃-950℃

6.  工作压力：微负压

7.  燃气产量：300-450 m3/t

8.  减量率：90%（有机物类）

验收报告，检验报告