回转窑焚烧炉在医疗废物处理中的应用.pdf

个空间,高温列管向外的辐射传热作用被大大地削弱 了,温度的传递基本只是通过固体与壁面间的热传导 作用; 在连续进料的条件下 ,原料颗粒从顶部落入热 解室 ,在下落的过程中被干燥 、 热解 ,热解室内存在大 量的空间, 高温管壁向外的辐射传热作用很强烈, 且 存在热解室内气体与壁面间的对流传热和导热作用, 烟气所携带的热量能更充分地传递给热解气化室 。 3 结论 1 使用 CFD 计算软件能很好地模拟基于烟气 加热的热解气化炉热解室内的温度场, 获得可靠的较 为准确的温度数据。 2 模拟表明, 烟气加热的热解气化炉运行状况 良好, 内部温度达到热解所需的温度, 若要很好地进 行气化实验 , 应将燃烧室运行温度提高至1 000 ℃ 左右 。 3 模拟同时表明 , 将进料方式改为连续进料将 有助于热解气化室获得更均匀更高温度值的温度场。 参考文献 [ 1] Eric . D.Larson, Ernst Worrell, Jeffrey S.Chen.Clean fuels from municipal solid waste for fuel cell buses in metropolitan areas. Resources, Conservation and Recycling , 1996, 17 273 -298. [ 2] 王华, 何芳, 马文会等. 二恶英零排放生活垃圾气化熔融制气技 术. 太阳能学报, 2002, 23 2 260 -264. [ 3] 王华, 胡建杭, 何芳等. 无害化城市生活垃圾直接气化熔融焚烧 技术的试验研究. 工业加热, 2004, 33 3 16 -19. [ 4] 凌忠钱, 周昊, 钱欣平等. 多孔介质内 H2S 贫氧燃烧制氢数值模 拟. 环境科学学报, 2006, 26 1 22 -26. [ 5] S. V. 帕斯卡. 传热与流体流动的数值计算. 上海 科学出版社, 1984,4-17. 作者通讯处 汪莹莹 430074 湖北省武汉市 华中科技大学主校 区东一舍 124 室 2006- 08-01 收稿 回转窑焚烧炉在医疗废物处理中的应用 裴照堂 吴伟祥 浙江大学, 杭州 310000 摘要 在医疗废物焚烧处理中, 对于炉型的选择一直是工程设计人员最为关心的问题, 也是关系医疗废物的处置是否 能够真正达到无害化、减量化、资源化, 特别是达到无害化处置目的的核心因素, 在此通过西北某市医疗废物焚烧处理 工艺设计, 共同探讨回转窑焚烧炉在医疗废物焚烧处理中的应用。 关键词 医疗废物 回转窑焚烧炉 工艺设计 1 医疗废物的组成特征 医疗废物主要来源于医疗 、预防 、保健、医学科 研、 教学等部门产生的具有直接和间接感染性 、 毒性 及其它危害性的废物 ,根据对西北某市工程设计范围 内医疗废物的实际调查统计, 确定该工程医疗废物的 组成特征见表 1。 2 回转窑焚烧炉工作原理及性能优点 2. 1 工作原理 回转窑是一个略为倾斜 或水平 而内敷耐火砖 的钢制空心圆桶 ,绕着其轴旋转,从一端投入垃圾 ,当 垃圾到达另一端时已被燃烬成炉渣。为了保证废物 完全燃烧 ,在回转窑的后端装置二次燃烧室 1 个。 回转窑本身是用来沸化及氧化废物中的可燃物, 废物中的惰性固体则随着回转窑的转动向另一端移 动,然后由底部排出 。沸化的蒸汽及燃烧气体经过回 转窑后端进入二次燃烧室, 在高温下进行完全氧化、 燃烧 。 表 1 医疗废物组成特征 废物种类组成成分比例 塑料制品 一次性针管、手术衣、手套、输液管、一 次性防护衣等 35 废纸、棉纱消毒用棉球、尿垫、口罩等5 玻璃制品药瓶5 其它手术弃物 废液药残液、污染液等20 病房生活垃圾剩饭、果皮等30 55 环 境 工 程 2007年 4 月第25 卷第2 期 2. 2 设备组成 回转窑焚烧炉设备主要有 自动投料装置、一次 燃烧机、 回转窑 、 二燃室、二次燃烧机、 换热器 、 半干式 喷淋塔、 活性炭吸收器、 布袋除尘器 、 烟囱。 2. 2. 1 自动投料装置 自动投料装置将运进焚烧车间料斗中的医疗废 物自动送入回转窑。 2. 2. 2 一次燃烧机 一次燃烧机可向回转窑内喷入燃料 ,自动点火使 窑体温度升高。 2. 2. 3 回转窑 回转窑将自动投料装置输送的有机医疗废物在 炉体旋转带动, 垃圾由窑头向窑尾移动的过程中彻底 进行氧化分解 ,炉温维持在 850～ 1 000 ℃, 使其对医 疗废物的燃烧与破坏去除率达 99. 99以上 ,并有效 控制臭气 H2S 及氮氧化合物产生, 回转窑设计为负 压燃烧,不逆火 ,避免有害气体外泄 ,操作安全可靠 。 2. 2. 4 二燃室 高温气体进入二次燃烧室后, 将燃烧温度提升到 1 100～ 1 300 ℃ 根据垃圾种类的不同来设定 ,在喷 入燃料的助燃作用下 ,完全氧化未完全燃烧的碳氢化 合物, 在燃烧炉高温稳定燃烧过程中, 设计时保证其 滞留时间在 2 s以上, 确保抑制二恶英类有害物质的 产生 。 2. 2. 5 二次燃烧机 二次燃烧机的作用是向二次燃烧室喷入燃料 ,燃 料维持室内温度 ,保证高温废气充分燃烧。 2. 2. 6 换热器 燃烧完全的气体由燃烧炉进入换热器进行冷却, 废热在冷却炉内被吸收的同时 , 也使排气中 NOx浓 度降低。 2. 2. 7 半干式喷淋塔 半干式喷淋塔是将石灰浆加压喷入吸收装置内, 并形成一定的雾化效果, 烟气与石灰浆雾状物充分接 触,烟气中的酸性物质与石灰浆反应生成无害无机盐 类物质 ,由自动出灰装置送出, 高温烟气使石灰浆中 水分蒸发并使自身温度降低。 2. 2. 8 活性炭吸收塔 通过向吸收塔内喷入活性炭, 吸附烟气中可能存 在的二恶英及其它重金属类有害物质。 2. 2. 9 布袋除尘器 滤袋由耐高温 、 耐腐蚀的玻纤材质组成 ,脉冲振 动出灰 ,除尘效果较好 , 烟气进入布袋除尘器除去极 微小粉尘, 并且活性炭 、石灰粉末在布袋表面形成的 膜状物可进一步拦截有害气体 。 2. 2. 10 烟囱 烟囱对气体起扩散作用 ,排放符合医疗垃圾焚 烧炉技术要求 GB19281- 2003 、危险废物焚烧污染 控制标准 GB18484-2001 的规定。烟囱加装采样 孔、 测温孔 、 采样及维修平台、防雷接地装置。 2. 2. 11 电气控制箱 控制系统由超小型可编程序控制器 PLC 、专用 仪表及变频器等组成 。自动控制设备的运行可以手 动、 自动切换,也可以完全自动运行 ; 系统可自动显示 烟气温度、一次 、 二次空气流量 、 燃烧温度 、 炉膛负压、 引风机风力等热工信号, 实时检测设备运行状态。 2. 3 性能优点 1 用途广泛 ,适应性好 ,可以分别接受固体和液 体,并可焚烧处理各种形状的固体废物。 2 窑内无移动的机械组件 ,保养容易 。 3 窑内气体湍流程度高, 气、固体接触良好, 燃 烧效率高, 窑内温度为 850～ 1 100 ℃,既可以有效地 烧毁有毒有害物质, 同时避免温度过高导致NOx、 SOx 的大量产生 。 4 二燃室温度控制在1 100 ～ 1 300 ℃, 在空气 量保证的前提下 , 既可以使高温气体充分氧化燃烧, 也可以阻止二恶英的生成 。 5 焚烧过程中可实现连续供料 。 3 回转窑焚烧系统工艺设计 回转窑焚烧系统工艺流程见图 1。 图 1 回转窑焚烧系统工艺流程 1 医疗垃圾进入焚烧厂之前, 计量系统进行垃 圾吨位的测量和垃圾种类的检查,经过计量和验收的 垃圾进入医疗废物贮存间, 在贮存间内按照冷藏、冷 冻、 一般存放进行分类贮存。 2 回转窑利用补充燃料自动点火使窑体升温 后,由封闭废物输送小车将医疗固体废物送进焚烧车 间,并放入回转窑自动投料机, 由自动投料机送至炉 56 环 境 工 程 2007年 4 月第25 卷第2 期 口投入溜槽进入炉体内, 炉体以 0. 5 ～ 3 r min 转速旋 转 可调速 ,将废物自动翻转搅拌, 使焚烧物料缓慢 向前移动, 在移动过程中完成烘干、沸化 、 高温氧化、 燃烧 、 排渣等全过程 ,产生高温燃气 。 3 回转窑沸化、氧化产生的高温气体进入二次 燃烧室 ,同时将医疗废液或清洗医疗废物运输车、医 疗废物收集桶的污水也喷入二次燃烧室 ,二次燃烧系 统利用补充燃料在二次燃烧室内对烟气进一步高温 焚烧 ,使有机废气全部高温分解。 4 两次高温焚烧所产生的高温烟气经过换热器 将烟气温度降低到 600 ℃左右 。 5 烟气再经过半干式喷淋塔进一步急速将温度 降低到 200 ℃以下 , 控制烟气在 200 ～ 600 ℃温度区 间的停留时间 1 s, 除去大部分酸性有害气体的同 时,也抑制二恶英大量的产生; 然后进入活性炭吸收 塔,利用活性炭吸附烟气中的二恶英及其它有害物 质; 再进入布袋除尘器除去极微小粉尘 , 并对二恶英 及其它有害物质进行进一步的拦截过滤 。 6 产生的洁净烟气由排风系统导入烟囱进行达 标排放 ,焚烧后的灰渣由炉体下方排出并做固化、填 埋处理。 4 其它 4. 1 自动化控制 自动化控制主要进行温度 、 负压、 氧量等控制 。 温度控制是通过对燃烧器耗油量大小的控制 ,可 使燃烧室的温度保持在预先设定的上下限范围内 ; 通 过半干式喷淋塔前温度反馈信号控制石灰泵的变频 器调节石灰浆流量 ,控制半干式喷淋塔内的温度; 另 外,在换热器后以及布袋除尘器前的烟道上 ,水换热 器循环水进出口及空气换热器冷热风管道都设置了 温度监测点 ,用以控制运行状态, 保护设备的工况在 设计范围内。 负压控制是在炉内设有负压监测点 ,通过调整引 风系统来调整引风量 ,以保证系统在微负压下运行, 防止烟气外泄。 氧量控制是在回转窑 、 二燃室出口设置烟气含氧 量测试孔 , 根据烟气中的氧含量调整焚烧炉的供 风量 。 自动化控制设置有现场控制、集中控制 、电脑 控制 。 4. 2 紧急应变 医疗废物属于对人类有严重危害、 对环境有严重 影响的废弃物, 所以 , 在医疗废物焚烧系统设计考虑 严格而完善的应急措施, 其停止类别有 ①进料系统 紧急停止; ② 焚烧系统自动停止; ③设备故障时避免 污染物外泄的控制方法及紧急停止 。 4. 3 医疗废液处理 医疗废物焚烧厂的废液主要有医疗废液 、 喷淋塔 废液、废物收集车和收集桶的清洗水等 , 如果将废液 直接排放, 会对周围环境包括人类、土壤 、 地下水等造 成严重的污染, 所以该工程设计中将废液进行焚烧处 理。其工艺流程为 ① 将各种废水收集进入废水收集 池; ②废水收集池中的废水经过潜污泵送入焚烧车间 废液槽; ③将废液槽中的废液通过潜污泵送至二次燃 烧室喷枪, 由喷枪喷入二次燃烧室进行燃烧处理。 4. 4 灰渣固化处理 医疗废物焚烧残渣及飞灰成分复杂而且含有重 金属 、 二恶英等污染物,如果在填埋前不进行处理 ,污 染成分将会随风飘散或随垃圾渗沥液的流动而迁移, 对地下水及周围环境造成危害 , 所以, 该工程设计对 灰渣进行水泥固化后填埋处理 。 5 结束语 通过控制回转窑焚烧炉系统的各个设计环节 ,完 善工艺设计内容, 全面控制医疗废物收运、贮存 、处 理、 处置过程,可以达到医疗废物处置无害化的目的, 造福人类。 参考文献 [ 1] 李金惠. 危险废物管理与处理处置技术. 北京 化学工业出版社, 2003. 作者通讯处 裴照堂 730000 兰州市城关区定西路 459 号 中国市 政工程西北设计研究院环境工程所 2006- 08-14 收稿 欢迎登陆“环境工程网” http www. hjgc . net. cn ; http www. hjgc . com . cn 57 环 境 工 程 2007年 4 月第25 卷第2 期 APPLICATION OF VARIOUS CATALYSTS IN PLASMA AIR PURIFIER Zhao Fa Wang Li Xing Yi 43 Abstract The experiment indicated that plasma technology has excellent effect to remove indoor VOCs, and can reach more than 90 on condition of proper flux and stronger discharging voltage. Without treatment of ozone, CO and so on produced by the technology will lead to the second -pollution to atmospheric environment. Based on the technology of catalysis and trans, the effect of disposing tail gas pollution from purifying indoor air is also studied with catalyst. So it is discussed how to select proper postpositional catalyst and catalyzed temperature. In addition, how to devise the configuration of reactor that makes it adapt to more flux gas is also discussed. Keywords plasma, indoor air pollution, catalysis trans, catalyst and toluene DISCUSSION ON DOUBLE RETURN ROUTE ABSORPTION TOWER AND ITS CIRCULATION SLURRY COMPUTATIONWan Jinbao Li Yuanyuan 46 Abstract The double return route absorption tower can be applied to the flue gas desulfurization system of thermoelectric power station, sintering plant and so on. It owns the advantages of good mass transfer effect, high desulphurization rate and high gypsum purity , which has the superiority on reducing the development of natural gypsum resources and protecting resources. Through describing the principle and characteristics of the double return route tower, it is analyzed its structure and the perance step by step, and then furhter demonstrated its computational of circulation slurry. Keywords double return route, absorption tower, desulfurization and slurry REING BAG FILTER FROM ESP OF DEDUSTING SYSTEM OF SINTERING MACHINE TAIL AND ORE SIZINGChi Zhiyong 49 Abstract It is described the design of the electrical precipitator changing into a long low -voltage pulse dust catacher for 3 sets of dedusting systems of the sintering machine tail and the ore sizing area of an ore -sintering plant. It is introduced the existing defects of the original EP, the specific measures, the lectotype of main equipments, and the testing data of the dedusting system operations etc. It has operated reliably for 2 years, all the technical inds are always in good state. Keywords sintering machine, ore sizing, dedusting system, long low-voltage pulse dust catcher, electrical precipitator and reing bag filter from ESP NUMERICAL SIMULATION OF THE TEMPERATURE FIELD IN THE NEW GASIFIER HEATING BY HIGH TEMPERATURE SMOKEXiao Bo Wang Yingying Zhou Xinping et al 52 Abstract In order to know the pyrology state of the new gasifier heating by high temperature smoke, the combination of experiment and computational fluid dynamics was applied. By the computational fluid dynamics and the data from the pyrogenation experiment of the Chinese parasol tree leaves heating by electric cooker andthe new gasifier, itwas simulatedthe temperature field in the reactor. The resultsof the simulation show good agreement with experimental data. The numerical results also show that the temperature in the reactor wasdistributed suitably , the range of high temperature was wide, it can provide adequate energy for pyrogenation. At the same time, it was simulated the temperature field in the reactor when it was circulated continuously ,which was in favor of ameliorating the gasifier. Keywords high temperature smoke for heating, gasifier, temperature field and numerical simulation APPLICATION OF ROTARY KILN INCINERATOR IN MEDICAL WASTE TREATMENT Pei Zhaotang Wu Weixiang 55 Abstract In the treatment of medicalwastesincineration, the choice for furnace lines is the most concerned factor by the project designer as well as the key factor for the medical waste treatment canwhether achieve the aim of innoxiousness, decrement and resource, especially achieving the aim of innocuous treatment. It is focused on discussing the application of rotary kiln incinerator in the medical waste incineration treatment by the process design of medicalwaste incineration in a northwest city. Keywords medicalwastes, rotary kiln incinerator and process design DISPOSAL OF MSWI FLY ASH THROUGH A COMBINED Na3PO4-COAL ASH BINDER IMMOBILIZATION PROCESSZhang Dajie He Xinghua Hou Haobo 58 Abstract MSWI fly ash is considered a hazardous waste because of high heaavy metal concentration and must be treated. Combined Na3PO4-coal ash immobilization process was used to stabilize and solidify the heavy metal of MSWI fly ash. Results show that the disposal effect is good, and the MSWI fly ash can reach landfill standard by mixing 1. 5Na3PO4and 25 coal ash binder after 7 d curing. Keywords MSWI fly ash, Na3PO4, coal ash and stabilization -solidification FLOATING COVER TECHNIQUE OF REGULATING RESERVOIR FOR REFUSE LANDFILL Zhang Chaoping Luo Peng Huang Zhonglin 61 4 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 25, No. 2,Apr. ,2007