醫療廢物焚燒處理工程
醫療廢物焚燒處理工程
工程所屬單位
青島市固體廢物無害化處理中心(xin)
技術依托單位
青島中核元宏環保實業有(you)限公司
推薦部門
青島市(shi)環(huan)境保(bao)護產業協會
工程分析
一、工藝路線
廢物收集
運輸
暫存
進料
熱解焚燒
煙氣換熱
煙氣急冷
煙氣過濾
酸氣吸收
二英吸附
煙氣排放
二、關鍵技術
焚燒裝置主要包括以下幾部(bu)分：進(jin)料系(xi)統(tong)、熱解焚燒系(xi)統(tong)、煙氣(qi)冷卻凈化系(xi)統(tong)、自動控制系(xi)統(tong)、在(zai)線(xian)監測系(xi)統(tong)、應急管理系(xi)統(tong)等。其中采用了以下幾個方面的關鍵(jian)技術：
(1)熱解-焚(fen)燒(shao)技(ji)術(shu)
熱解(jie)-焚(fen)燒技術(shu)在以下(xia)幾個關鍵技術(shu)做了(le)重大改進(jin)，做到了(le)對焚(fen)燒的有效(xiao)控(kong)制，以提高廢物焚(fen)燒的效(xiao)率。
——焚燒溫(wen)(wen)度控制。一燃(ran)室(shi)、二燃(ran)室(shi)爐(lu)溫(wen)(wen)均控制在900～1100℃左右。
——滯留(liu)時間控制(zhi)。為保證廢物及(ji)產物全部分解，裝(zhuang)置的(de)煙氣在二燃室內停(ting)留(liu)時間＞2.0s。
——焚燒爐爐體材料。爐體采用優(you)質(zhi)高鋁的耐(nai)(nai)火材料砌成，具(ju)有(you)耐(nai)(nai)腐蝕(shi)、耐(nai)(nai)高溫、高強(qiang)度等(deng)優(you)點，可以延(yan)長爐體的使用壽命(ming)，減少耐(nai)(nai)火材料的維修次數，降低運行(xing)成本。
——焚燒爐(lu)爐(lu)排(pai)(pai)結構。裝(zhuang)置(zhi)的上(shang)、下(xia)爐(lu)排(pai)(pai)均為(wei)活動爐(lu)排(pai)(pai)，并分為(wei)定排(pai)(pai)和動排(pai)(pai)，均采用耐(nai)(nai)高溫不銹(xiu)鋼制作，耐(nai)(nai)磨、耐(nai)(nai)腐(fu)蝕性好。翻動次數(shu)、翻轉角度(du)可調。該裝(zhuang)置(zhi)運行周期長，故障少，可調性好，操作方(fang)便。
——有害物質(zhi)銷毀率。高銷毀率，DRE≥99.99％。
——空氣(qi)擾(rao)動(dong)。為使廢(fei)(fei)物及(ji)燃(ran)燒產物全部分(fen)解，必須加強空氣(qi)與(yu)廢(fei)(fei)物、空氣(qi)與(yu)煙(yan)氣(qi)的(de)充分(fen)接(jie)(jie)觸(chu)混合，擴大接(jie)(jie)觸(chu)面積，使有害物在(zai)高溫下短時間(jian)內氧化(hua)分(fen)解。焚(fen)燒爐有獨特的(de)供風系統，對(dui)廢(fei)(fei)物的(de)充分(fen)燃(ran)燒起(qi)到(dao)了有效的(de)作用。
(2)煙氣凈化(hua)技術(shu)
采用先干式(shi)除塵，再濕式(shi)酸性(xing)氣體(ti)吸收(shou)的(de)工藝路(lu)線，既能達到較高的(de)煙氣凈化(hua)效果，又最大限度地減少(shao)二次廢(fei)物的(de)產生量(liang)。
煙氣凈化工藝流程為：
煙氣急冷→袋濾器除(chu)塵→低(di)能文丘(qiu)里填料酸氣吸(xi)收→活性炭吸(xi)附(fu)
煙(yan)氣(qi)凈化(hua)技術(shu)在以下幾個關(guan)鍵技術(shu)點上(shang)做到(dao)了(le)有效控制：
——煙氣急冷(leng)。裝置中煙氣冷(leng)卻由水冷(leng)器(qi)、空冷(leng)器(qi)、噴(pen)水急冷(leng)塔組成。
水冷器和空冷器主要用于高溫段煙氣冷卻，重點在余熱利用，即一方面產生熱水供淋浴使用(也可根據用戶要求，選用余熱鍋爐供應蒸汽)，另一方面將助
燃(ran)空氣加熱到200～300℃左右送入焚燒爐(lu)，以提(ti)高(gao)焚燒效率、降低助(zhu)燃(ran)油的消(xiao)耗量。
采(cai)用(yong)噴(pen)水急冷(leng)的(de)(de)方法(fa)，即通過高(gao)效(xiao)霧化噴(pen)水將少(shao)量(liang)冷(leng)卻水霧化成極(ji)小的(de)(de)霧滴與(yu)煙氣(qi)直接進(jin)行熱(re)交換而變成水蒸氣(qi)，在1.0s之內(nei)快速將煙氣(qi)冷(leng)卻到(dao)200℃以(yi)下。在以(yi)往技術(shu)的(de)(de)基礎之上又進(jin)行了改(gai)進(jin)，即將冷(leng)卻水改(gai)為(wei)堿液(Na2C03溶液)，可同時進(jin)行酸(suan)性氣(qi)體(ti)的(de)(de)中和凈化。
——袋濾(lv)(lv)器除(chu)塵。采用可在(zai)160～200℃下工作的特殊濾(lv)(lv)材(cai)作為過濾(lv)(lv)介質，它具(ju)有(you)以下特點：
①對(dui)于微米(mi)級的粉塵(chen)離子具有很高的過濾效率；
②表面光滑、耐腐蝕，塵餅(bing)易于脫落(luo)，有利于清(qing)灰；系統采用壓縮空氣脈沖反吹清(qing)灰方式；
③表面微孔(kong)結(jie)構，微塵不(bu)易進入(ru)濾材(cai)深部，使用壽命長(chang)；
④耐溫高，可在煙氣(qi)(qi)露點以上(shang)工作(zuo)，避免煙氣(qi)(qi)結露影(ying)響反吹清灰效果和袋濾器壽命。
系統增加(jia)預敷(fu)活(huo)性炭粉，以吸附去除(chu)二(er)英。
——低能文丘里和(he)填料吸(xi)收(shou)(shou)。采用Na2CO3溶液(ye)(ye)作為吸(xi)收(shou)(shou)液(ye)(ye)，吸(xi)收(shou)(shou)液(ye)(ye)循環使用，待吸(xi)收(shou)(shou)液(ye)(ye)接近中(zhong)性(pH≈8)后排出，然(ran)后再補充配制的新堿液(ye)(ye)。廢吸(xi)收(shou)(shou)液(ye)(ye)可外送到專業污水處(chu)理(li)廠進行處(chu)理(li)。
——活性炭吸附床。在工藝設計中采取了以下幾點抑制(zhi)二(er)英(ying)產生及凈化措(cuo)施(shi)：
①采(cai)用熱解焚燒工藝，燃燒完(wan)全程度高，飛灰量低(di)；
②燃燒爐溫(wen)度(du)維持(chi)在900～1100℃的(de)高溫(wen)范圍(文獻報(bao)道(dao)，二英在850℃以上即(ji)發生分解)；
③中溫(wen)段(≤600℃)的煙氣(qi)(qi)采用(yong)噴水急冷方式，快(kuai)速跨過(guo)煙氣(qi)(qi)中的二英生成段；
④使用(yong)預敷(fu)活性炭的高效(xiao)袋濾(lv)器(qi)進行捕集。
采取上述措施后，正常情況下應該可以滿足二英的凈化要求，但是，考慮到廢物組成的波動性、袋濾器反吹清灰時活性炭預敷的滯后性、焚燒系統啟動及
停車狀態(tai)下(xia)的(de)不(bu)穩定性，在裝置的(de)末端增(zeng)設一(yi)級后(hou)備式(shi)活(huo)性炭吸附器(qi)，確保(bao)二(er)英的(de)達標排放。間隔一(yi)段時間后(hou)更換下(xia)的(de)廢活(huo)性炭可返(fan)回焚燒(shao)爐中高溫焚燒(shao)處(chu)理。
(3)輔助燃燒技術
●具有全自動管理燃燒程序、火焰檢測、自動判斷與提示故障等功能；
●出口油壓穩定，燃燒均勻充分無煙炱；
●根據焚燒爐設定溫度進行自動補償；
●節省能源消耗，低成本(ben)運(yun)(yun)行。實現了(le)自熱式熱解和燃(ran)氣預燃(ran)燒，絕大部分情況下(xia)，無需外加(jia)輔助(zhu)燃(ran)料助(zhu)燃(ran)，較國(guo)內(nei)其(qi)他同類產(chan)品運(yun)(yun)行成本(ben)明(ming)顯(xian)降低。
(4)安全防腐措施
根據物料的化學成分，物料在焚燒后的煙氣中含有粉塵、HCl、N0x、水蒸氣等復雜組分，酸堿交替，冷熱交替，干濕交替，腐蝕與磨損并存，設備必須承受
多種多樣的物理化學溫度和機械負荷，特別是其中HCl是導致設備腐蝕的主體。因此，設備的防腐直接關系到設備的使用壽命。系統在安全防腐技術上的最大
特點是根據不同溫度采取了分段式防腐措施，同時采取如下防護措施：
●耐(nai)火爐襯：一燃室(shi)和二燃室(shi)用抗腐(fu)蝕耐(nai)火材料砌筑(zhu)而成；
●爐排采用(yong)耐高(gao)溫不銹鋼，它具有耐腐(fu)蝕、耐高(gao)溫、耐機械磨(mo)損的性能；
●煙道(dao)：在高溫(wen)段(duan)連接各設備的煙道(dao)均采用(yong)耐酸(suan)耐火澆筑材料作為煙道(dao)內(nei)襯，低(di)溫(wen)段(duan)控制煙氣(qi)溫(wen)度在露(lu)點以上，防止煙氣(qi)結露(lu)，造成腐蝕；
●噴霧(wu)吸收設(she)備為襯(chen)膠結構，以防止(zhi)酸(suan)堿(jian)腐蝕；
●堿(jian)液循環冷卻系統(tong)采用ABS和(he)聚(ju)丙烯，有效地(di)防止了(le)酸堿(jian)腐蝕。
(5)裝(zhuang)置(zhi)應(ying)急系統
采取了由應(ying)(ying)急(ji)電(dian)源(yuan)、應(ying)(ying)急(ji)引風機、應(ying)(ying)急(ji)控制系(xi)統(tong)等組成的應(ying)(ying)急(ji)系(xi)統(tong)。其作用主要(yao)是：①在系(xi)統(tong)運行(xing)發生突然停(ting)電(dian)情況(kuang)下應(ying)(ying)急(ji)系(xi)統(tong)自動啟動，以(yi)保證裝(zhuang)置內已(yi)投(tou)入的物料安全的焚燒(shao)。②在設備檢修過(guo)程中啟動應(ying)(ying)急(ji)系(xi)統(tong)可使焚燒(shao)主工藝系(xi)統(tong)處于負壓(ya)狀態(tai)，以(yi)防有害氣體的外溢，提高檢修人員的安全性(xing)。
工程規模
本工程項目占地面積0.7hm2，一套處理規摸為5t/d的高凈化率、低能耗醫療廢物熱解焚燒處理裝置。
主要技術指標
l.焚燒爐使用壽命≥10a
2.焚燒爐(lu)溫度≥900℃
3.煙氣(qi)停留(liu)時間≥2.0s
4.燃燒(shao)效率≥99.93％
5.焚毀去(qu)除(chu)率≥99.99％
6.焚燒殘渣的熱灼減率<5％
7.焚燒灰熱灼(zhuo)減率≤2.86％
8.焚燒(shao)爐(lu)出口煙氣中的氧含量6％～10％
9.爐體可接觸殼(ke)體外表溫(wen)度≤50℃
主要設備及運行管理
一、主要設備
根據(ju)工藝要(yao)求，主(zhu)要(yao)由(you)廢物(wu)暫存(cun)、進料(liao)系統(tong)、焚燒系統(tong)、余(yu)熱利(li)用系統(tong)、煙氣除(chu)塵凈(jing)化系統(tong)、自動控制系統(tong)、應急處理系統(tong)等。
工程運行情況
一、運行概況
處(chu)(chu)理(li)中(zhong)心于2003年(nian)4月(yue)27日(ri)正(zheng)式(shi)點火運行(xing)。經過半年(nian)多的運行(xing)，焚燒了(le)數百噸的醫(yi)療廢(fei)物，各設(she)備單元運行(xing)良好，特別是在青島市的防“非(fei)典”中(zhong)承擔全市的醫(yi)療廢(fei)物、航空、鐵路、公路運輸廢(fei)物的處(chu)(chu)理(li)工(gong)作(zuo)，取得了(le)很好的效果(guo)，為青島市成功防治“非(fei)典”起到了(le)關鍵性作(zuo)用(yong)。目前，處(chu)(chu)理(li)中(zhong)心全面負責(ze)青島市醫(yi)療廢(fei)物的處(chu)(chu)理(li)工(gong)作(zuo)。
二、主要運(yun)行參數
采用中(zhong)央控(kong)制(zhi)臺(tai)集(ji)中(zhong)控(kong)制(zhi)，主(zhu)要(yao)的(de)運行參(can)數將即時的(de)顯(xian)示在中(zhong)央控(kong)制(zhi)臺(tai)的(de)工業計(ji)算機上(shang)，主(zhu)要(yao)的(de)參(can)數有(you)：焚燒(shao)爐溫度；煙氣中(zhong)氧濃度；塔釜液(ye)(ye)位(wei)(wei)；配堿罐液(ye)(ye)位(wei)(wei)；冷卻水箱液(ye)(ye)位(wei)(wei)；堿液(ye)(ye)pH值；焚燒(shao)爐負壓；急冷塔溫度。
經濟效益分析
一、投資費用
1.工程建設費(fei)用：178萬元
2.生產設備投(tou)資：480萬元(yuan)
3.運輸設(she)備及配(pei)套投(tou)資：50萬元
6.流(liu)動資(zi)(zi)金投資(zi)(zi)：總投資(zi)(zi)143萬元。
項目總投資(zi)：共計980萬元(yuan)。
二、運行費用
處理每噸醫(yi)療廢(fei)物的單位成本1784元，年總成本294.3萬(wan)元。
三、效益分析
1.年營業收入(ru)：660萬(wan)元。
2.營業(ye)稅金：年流(liu)轉稅(營業(ye)稅及附加)36.3萬元。
3.營業利(li)潤：180萬元(yuan)/a
環境效益分析
1.該處置實施的運行，改變了青島市醫療廢物集中處理難的問題；
2.該處置設施的各項污染物控制指標達到有關標準要求，避免了小型焚燒爐處理醫療廢物造成的二次污染；
3.該項目的運行對提高城市環境水平、提高城市形象具有重大意義。
獲獎情況
獲2004年國家重點環境保護實用技術；
獲2004年創新資金重點支持項目；
“多用途放射性廢物焚燒系統及工程試驗”獲國防科學技術一等獎(2001年)；
“熱解焚燒處理廢有機溶劑實驗研究”獲由中國核工業總公司頒發的部級科技進步二等獎(1995年)；
“低放可燃性固體(ti)廢物熱解焚(fen)燒(shao)處(chu)理(li)技術研(yan)究”獲中核工業總公(gong)司(si)頒發的部級科技進(jin)步二等(deng)獎(1994年)。
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