醫(yī)療廢物焚燒處理工程
醫(yī)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
技術(shù)依托單位
青島中核元宏環(huán)保實業(yè)有限公司
推薦部門
青島市環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)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(guān)鍵技術(shù)
焚燒裝置主要包括以下幾部分：進料系統(tǒng)、熱解焚燒系統(tǒng)、煙氣冷卻凈化系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、在線監(jiān)測系統(tǒng)、應急管理系統(tǒng)等。其中采用了以下幾個方面的關(guān)鍵技術(shù)：
(1)熱解-焚燒技術(shù)
熱解-焚燒技術(shù)在以下幾個關(guān)鍵技術(shù)做了重大改進，做到了對焚燒的有效控制，以提高廢物焚燒的效率。
——焚燒溫度控制。一燃室、二燃室爐溫均控制在900～1100℃左右。
——滯留時間控制。為保證廢物及產(chǎn)物全部分解，裝置的煙氣在二燃室內(nèi)停留時間＞2.0s。
——焚燒爐爐體材料。爐體采用優(yōu)質(zhì)高鋁的耐火材料砌成，具有耐腐蝕、耐高溫、高強度等優(yōu)點，可以延長爐體的使用壽命，減少耐火材料的維修次數(shù)，降低運行成本。
——焚燒爐爐排結(jié)構(gòu)。裝置的上、下爐排均為活動爐排，并分為定排和動排，均采用耐高溫不銹鋼制作，耐磨、耐腐蝕性好。翻動次數(shù)、翻轉(zhuǎn)角度可調(diào)。該裝置運行周期長，故障少，可調(diào)性好，操作方便。
——有害物質(zhì)銷毀率。高銷毀率，DRE≥99.99％。
——空氣擾動。為使廢物及燃燒產(chǎn)物全部分解，必須加強空氣與廢物、空氣與煙氣的充分接觸混合，擴大接觸面積，使有害物在高溫下短時間內(nèi)氧化分解。焚燒爐有獨特的供風系統(tǒng)，對廢物的充分燃燒起到了有效的作用。
(2)煙氣凈化技術(shù)
采用先干式除塵，再濕式酸性氣體吸收的工藝路線，既能達到較高的煙氣凈化效果，又最大限度地減少二次廢物的產(chǎn)生量。
煙氣凈化工藝流程為：
煙氣急冷→袋濾器除塵→低能文丘里填料酸氣吸收→活性炭吸附
煙氣凈化技術(shù)在以下幾個關(guān)鍵技術(shù)點上做到了有效控制：
——煙氣急冷。裝置中煙氣冷卻由水冷器、空冷器、噴水急冷塔組成。
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(chǎn)生熱水供淋浴使用(也可根據(jù)用戶要求，選用余熱鍋爐供應蒸汽)，另一方面將助
燃空氣加熱到200～300℃左右送入焚燒爐，以提高焚燒效率、降低助燃油的消耗量。
采用噴水急冷的方法，即通過高效霧化噴水將少量冷卻水霧化成極小的霧滴與煙氣直接進行熱交換而變成水蒸氣，在1.0s之內(nèi)快速將煙氣冷卻到200℃以下。在以往技術(shù)的基礎(chǔ)之上又進行了改進，即將冷卻水改為堿液(Na2C03溶液)，可同時進行酸性氣體的中和凈化。
——袋濾器除塵。采用可在160～200℃下工作的特殊濾材作為過濾介質(zhì)，它具有以下特點：
①對于微米級的粉塵離子具有很高的過濾效率；
②表面光滑、耐腐蝕，塵餅易于脫落，有利于清灰；系統(tǒng)采用壓縮空氣脈沖反吹清灰方式；
③表面微孔結(jié)構(gòu)，微塵不易進入濾材深部，使用壽命長；
④耐溫高，可在煙氣露點以上工作，避免煙氣結(jié)露影響反吹清灰效果和袋濾器壽命。
系統(tǒng)增加預敷活性炭粉，以吸附去除二英。
——低能文丘里和填料吸收。采用Na2CO3溶液作為吸收液，吸收液循環(huán)使用，待吸收液接近中性(pH≈8)后排出，然后再補充配制的新堿液。廢吸收液可外送到專業(yè)污水處理廠進行處理。
——活性炭吸附床。在工藝設(shè)計中采取了以下幾點抑制二英產(chǎn)生及凈化措施：
①采用熱解焚燒工藝，燃燒完全程度高，飛灰量低；
②燃燒爐溫度維持在900～1100℃的高溫范圍(文獻報道，二英在850℃以上即發(fā)生分解)；
③中溫段(≤600℃)的煙氣采用噴水急冷方式，快速跨過煙氣中的二英生成段；
④使用預敷活性炭的高效袋濾器進行捕集。
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(tǒng)啟動及
停車狀態(tài)下的不穩(wěn)定性，在裝置的末端增設(shè)一級后備式活性炭吸附器，確保二英的達標排放。間隔一段時間后更換下的廢活性炭可返回焚燒爐中高溫焚燒處理。
(3)輔助燃燒技術(shù)
●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(wěn)定，燃燒均勻充分無煙炱；
●根據(jù)焚燒爐設(shè)定溫度進行自動補償；
●節(jié)省能源消耗，低成本運行。實現(xiàn)了自熱式熱解和燃氣預燃燒，絕大部分情況下，無需外加輔助燃料助燃，較國內(nèi)其他同類產(chǎn)品運行成本明顯降低。
(4)安全防腐措施
根據(jù)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(shè)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(shè)備腐蝕的主體。因此，設(shè)備的防腐直接關(guān)系到設(shè)備的使用壽命。系統(tǒng)在安全防腐技術(shù)上的最大
特點是根據(jù)不同溫度采取了分段式防腐措施，同時采取如下防護措施：
●耐火爐襯：一燃室和二燃室用抗腐蝕耐火材料砌筑而成；
●爐排采用耐高溫不銹鋼，它具有耐腐蝕、耐高溫、耐機械磨損的性能；
●煙道：在高溫段連接各設(shè)備的煙道均采用耐酸耐火澆筑材料作為煙道內(nèi)襯，低溫段控制煙氣溫度在露點以上，防止煙氣結(jié)露，造成腐蝕；
●噴霧吸收設(shè)備為襯膠結(jié)構(gòu)，以防止酸堿腐蝕；
●堿液循環(huán)冷卻系統(tǒng)采用ABS和聚丙烯，有效地防止了酸堿腐蝕。
(5)裝置應急系統(tǒng)
采取了由應急電源、應急引風機、應急控制系統(tǒng)等組成的應急系統(tǒng)。其作用主要是：①在系統(tǒng)運行發(fā)生突然停電情況下應急系統(tǒng)自動啟動，以保證裝置內(nèi)已投入的物料安全的焚燒。②在設(shè)備檢修過程中啟動應急系統(tǒng)可使焚燒主工藝系統(tǒng)處于負壓狀態(tài)，以防有害氣體的外溢，提高檢修人員的安全性。
工程規(guī)模
本工程項目占地面積0.7hm2，一套處理規(guī)摸為5t/d的高凈化率、低能耗醫(yī)療廢物熱解焚燒處理裝置。
主要技術(shù)指標
l.焚燒爐使用壽命≥10a
2.焚燒爐溫度≥900℃
3.煙氣停留時間≥2.0s
4.燃燒效率≥99.93％
5.焚毀去除率≥99.99％
6.焚燒殘渣的熱灼減率<5％
7.焚燒灰熱灼減率≤2.86％
8.焚燒爐出口煙氣中的氧含量6％～10％
9.爐體可接觸殼體外表溫度≤50℃
主要設(shè)備及運行管理
一、主要設(shè)備
根據(jù)工藝要求，主要由廢物暫存、進料系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、煙氣除塵凈化系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、應急處理系統(tǒng)等。
工程運行情況
一、運行概況
處理中心于2003年4月27日正式點火運行。經(jīng)過半年多的運行，焚燒了數(shù)百噸的醫(yī)療廢物，各設(shè)備單元運行良好，特別是在青島市的防“非典”中承擔全市的醫(yī)療廢物、航空、鐵路、公路運輸廢物的處理工作，取得了很好的效果，為青島市成功防治“非典”起到了關(guān)鍵性作用。目前，處理中心全面負責青島市醫(yī)療廢物的處理工作。
二、主要運行參數(shù)
采用中央控制臺集中控制，主要的運行參數(shù)將即時的顯示在中央控制臺的工業(yè)計算機上，主要的參數(shù)有：焚燒爐溫度；煙氣中氧濃度；塔釜液位；配堿罐液位；冷卻水箱液位；堿液pH值；焚燒爐負壓；急冷塔溫度。
經(jīng)濟效益分析
一、投資費用
1.工程建設(shè)費用：178萬元
2.生產(chǎn)設(shè)備投資：480萬元
3.運輸設(shè)備及配套投資：50萬元
6.流動資金投資：總投資143萬元。
項目總投資：共計980萬元。
二、運行費用
處理每噸醫(yī)療廢物的單位成本1784元，年總成本294.3萬元。
三、效益分析
1.年營業(yè)收入：660萬元。
2.營業(yè)稅金：年流轉(zhuǎn)稅(營業(yè)稅及附加)36.3萬元。
3.營業(yè)利潤：180萬元/a
環(huán)境效益分析
1.該處置實施的運行，改變了青島市醫(yī)療廢物集中處理難的問題；
2.該處置設(shè)施的各項污染物控制指標達到有關(guān)標準要求，避免了小型焚燒爐處理醫(yī)療廢物造成的二次污染；
3.該項目的運行對提高城市環(huán)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(huán)境保護實用技術(shù)；
獲2004年創(chuàng)新資金重點支持項目；
“多用途放射性廢物焚燒系統(tǒng)及工程試驗”獲國防科學技術(shù)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(yè)總公司頒發(fā)的部級科技進步二等獎(1995年)；
“低放可燃性固體廢物熱解焚燒處理技術(shù)研究”獲中核工業(yè)總公司頒發(fā)的部級科技進步二等獎(1994年)。
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