医疗废物焚烧处理工程
医疗废物焚烧处理工程
工程所属单位
青岛市固体废物无害化处理中心
技术依托单位
青岛中核元宏环保实业有限公司
推荐部门
青岛市环境保护产业协会
工程分析
一、工艺路线
废物收集
运输
暂存
进料
热解焚烧
烟气换热
烟气急冷
烟气过滤
酸气吸收
二英吸附
烟气排放
二、关键技术
焚烧装置主要包括以下几部分：进料系统、热解焚烧系统、烟气冷却净化系统、自动控制系统、在线监测系统、应急管理系统等。其中采用了以下几个方面的关键技术：
(1)热解-焚烧技术
热解-焚烧技术在以下几个关键技术做了重大改进，做到了对焚烧的有效控制，以提高废物焚烧的效率。
——焚烧温度控制。一燃室、二燃室炉温均控制在900～1100℃左右。
——滞留时间控制。为保证废物及产物全部分解，装置的烟气在二燃室内停留时间＞2.0s。
——焚烧炉炉体材料。炉体采用优质高铝的耐火材料砌成，具有耐腐蚀、耐高温、高强度等优点，可以延长炉体的使用寿命，减少耐火材料的维修次数，降低运行成本。
——焚烧炉炉排结构。装置的上、下炉排均为活动炉排，并分为定排和动排，均采用耐高温不锈钢制作，耐磨、耐腐蚀性好。翻动次数、翻转角度可调。该装置运行周期长，故障少，可调性好，操作方便。
——有害物质销毁率。高销毁率，DRE≥99.99％。
——空气扰动。为使废物及燃烧产物全部分解，必须加强空气与废物、空气与烟气的充分接触混合，扩大接触面积，使有害物在高温下短时间内氧化分解。焚烧炉有独特的供风系统，对废物的充分燃烧起到了有效的作用。
(2)烟气净化技术
采用先干式除尘，再湿式酸性气体吸收的工艺路线，既能达到较高的烟气净化效果，又最大限度地减少二次废物的产生量。
烟气净化工艺流程为：
烟气急冷→袋滤器除尘→低能文丘里填料酸气吸收→活性炭吸附
烟气净化技术在以下几个关键技术点上做到了有效控制：
——烟气急冷。装置中烟气冷却由水冷器、空冷器、喷水急冷塔组成。
水冷器和空冷器主要用于高温段烟气冷却，重点在余热利用，即一方面产生热水供淋浴使用(也可根据用户要求，选用余热锅炉供应蒸汽)，另一方面将助
燃空气加热到200～300℃左右送入焚烧炉，以提高焚烧效率、降低助燃油的消耗量。
采用喷水急冷的方法，即通过高效雾化喷水将少量冷却水雾化成极小的雾滴与烟气直接进行热交换而变成水蒸气，在1.0s之内快速将烟气冷却到200℃以下。在以往技术的基础之上又进行了改进，即将冷却水改为碱液(Na2C03溶液)，可同时进行酸性气体的中和净化。
——袋滤器除尘。采用可在160～200℃下工作的特殊滤材作为过滤介质，它具有以下特点：
①对于微米级的粉尘离子具有很高的过滤效率；
②表面光滑、耐腐蚀，尘饼易于脱落，有利于清灰；系统采用压缩空气脉冲反吹清灰方式；
③表面微孔结构，微尘不易进入滤材深部，使用寿命长；
④耐温高，可在烟气露点以上工作，避免烟气结露影响反吹清灰效果和袋滤器寿命。
系统增加预敷活性炭粉，以吸附去除二英。
——低能文丘里和填料吸收。采用Na2CO3溶液作为吸收液，吸收液循环使用，待吸收液接近中性(pH≈8)后排出，然后再补充配制的新碱液。废吸收液可外送到专业污水处理厂进行处理。
——活性炭吸附床。在工艺设计中采取了以下几点抑制二英产生及净化措施：
①采用热解焚烧工艺，燃烧完全程度高，飞灰量低；
②燃烧炉温度维持在900～1100℃的高温范围(文献报道，二英在850℃以上即发生分解)；
③中温段(≤600℃)的烟气采用喷水急冷方式，快速跨过烟气中的二英生成段；
④使用预敷活性炭的高效袋滤器进行捕集。
采取上述措施后，正常情况下应该可以满足二英的净化要求，但是，考虑到废物组成的波动性、袋滤器反吹清灰时活性炭预敷的滞后性、焚烧系统启动及
停车状态下的不稳定性，在装置的末端增设一级后备式活性炭吸附器，确保二英的达标排放。间隔一段时间后更换下的废活性炭可返回焚烧炉中高温焚烧处理。
(3)辅助燃烧技术
●具有全自动管理燃烧程序、火焰检测、自动判断与提示故障等功能；
●出口油压稳定，燃烧均匀充分无烟炱；
●根据焚烧炉设定温度进行自动补偿；
●节省能源消耗，低成本运行。实现了自热式热解和燃气预燃烧，绝大部分情况下，无需外加辅助燃料助燃，较国内其他同类产品运行成本明显降低。
(4)安全防腐措施
根据物料的化学成分，物料在焚烧后的烟气中含有粉尘、HCl、N0x、水蒸气等复杂组分，酸碱交替，冷热交替，干湿交替，腐蚀与磨损并存，设备必须承受
多种多样的物理化学温度和机械负荷，特别是其中HCl是导致设备腐蚀的主体。因此，设备的防腐直接关系到设备的使用寿命。系统在安全防腐技术上的最大
特点是根据不同温度采取了分段式防腐措施，同时采取如下防护措施：
●耐火炉衬：一燃室和二燃室用抗腐蚀耐火材料砌筑而成；
●炉排采用耐高温不锈钢，它具有耐腐蚀、耐高温、耐机械磨损的性能；
●烟道：在高温段连接各设备的烟道均采用耐酸耐火浇筑材料作为烟道内衬，低温段控制烟气温度在露点以上，防止烟气结露，造成腐蚀；
●喷雾吸收设备为衬胶结构，以防止酸碱腐蚀；
●碱液循环冷却系统采用ABS和聚丙烯，有效地防止了酸碱腐蚀。
(5)装置应急系统
采取了由应急电源、应急引风机、应急控制系统等组成的应急系统。其作用主要是：①在系统运行发生突然停电情况下应急系统自动启动，以保证装置内已投入的物料安全的焚烧。②在设备检修过程中启动应急系统可使焚烧主工艺系统处于负压状态，以防有害气体的外溢，提高检修人员的安全性。
工程规模
本工程项目占地面积0.7hm2，一套处理规摸为5t/d的高净化率、低能耗医疗废物热解焚烧处理装置。
主要技术指标
l.焚烧炉使用寿命≥10a
2.焚烧炉温度≥900℃
3.烟气停留时间≥2.0s
4.燃烧效率≥99.93％
5.焚毁去除率≥99.99％
6.焚烧残渣的热灼减率<5％
7.焚烧灰热灼减率≤2.86％
8.焚烧炉出口烟气中的氧含量6％～10％
9.炉体可接触壳体外表温度≤50℃
主要设备及运行管理
一、主要设备
根据工艺要求，主要由废物暂存、进料系统、焚烧系统、余热利用系统、烟气除尘净化系统、自动控制系统、应急处理系统等。
工程运行情况
一、运行概况
处理中心于2003年4月27日正式点火运行。经过半年多的运行，焚烧了数百吨的医疗废物，各设备单元运行良好，特别是在青岛市的防“非典”中承担全市的医疗废物、航空、铁路、公路运输废物的处理工作，取得了很好的效果，为青岛市成功防治“非典”起到了关键性作用。目前，处理中心全面负责青岛市医疗废物的处理工作。
二、主要运行参数
采用中央控制台集中控制，主要的运行参数将即时的显示在中央控制台的工业计算机上，主要的参数有：焚烧炉温度；烟气中氧浓度；塔釜液位；配碱罐液位；冷却水箱液位；碱液pH值；焚烧炉负压；急冷塔温度。
经济效益分析
一、投资费用
1.工程建设费用：178万元
2.生产设备投资：480万元
3.运输设备及配套投资：50万元
6.流动资金投资：总投资143万元。
项目总投资：共计980万元。
二、运行费用
处理每吨医疗废物的单位成本1784元，年总成本294.3万元。
三、效益分析
1.年营业收入：660万元。
2.营业税金：年流转税(营业税及附加)36.3万元。
3.营业利润：180万元/a
环境效益分析
1.该处置实施的运行，改变了青岛市医疗废物集中处理难的问题；
2.该处置设施的各项污染物控制指标达到有关标准要求，避免了小型焚烧炉处理医疗废物造成的二次污染；
3.该项目的运行对提高城市环境水平、提高城市形象具有重大意义。
获奖情况
获2004年国家重点环境保护实用技术；
获2004年创新资金重点支持项目；
“多用途放射性废物焚烧系统及工程试验”获国防科学技术一等奖(2001年)；
“热解焚烧处理废有机溶剂实验研究”获由中国核工业总公司颁发的部级科技进步二等奖(1995年)；
“低放可燃性固体废物热解焚烧处理技术研究”获中核工业总公司颁发的部级科技进步二等奖(1994年)。
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