CN1288385C - 回转窑和循环流化床联用的医疗垃圾焚烧*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种回转窑和循环流化床联用的医疗垃圾焚烧***。在回转窑和循环流化床联合构成的焚烧室中，回转窑起热解气化作用，循环流化床起燃烬作用，在循环流化床内，回转窑热解烟气的停留时间为3-4秒，固体可燃物的停留时间为40～60分钟，燃烧效率高，保证了医疗垃圾的高效燃尽。在循环流化床内添加石灰石，抑制氯化氢等酸性气体的排放，防止焚烧炉和尾部烟道的腐蚀问题，焚烧***的使用寿命长；利用高温空气预热器将助燃空气加温到500℃以上，正常运行中不需投油助燃，减少运行成本；烟气急冷装置在烟气和水不接触的情况下在0.5秒内将烟气温度从550℃降温到170℃，减少了二英的低温再生，防止造成二次污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种回转窑和循环流化床联用的医疗垃圾焚烧***。
背景技术
医疗垃圾是指医疗卫生机构在医疗、预防、保健以及其他相关活动中产生的具有直接或者间接感染性、毒性以及其他危害性的废物。医疗废物污染环境、传播疾病、威胁健康，危害很大，是《国家危险废物名录》47类危险废物中的首要废物。2002年全国产生医疗废物约65万吨，平均日产生量为1780吨；预计到2010年，全国医疗废物产生量将达到68万多吨，平均日产生量达到1870吨。为防止医疗废物造成社会危害、疾病传播，保护环境和保障人体健康，建设医疗废物集中处置工程进行全过程管理，是实现医疗废物的安全贮存和处置，保障人民健康和环境安全的有效途径，而在集中处置设施的建设中，洁净燃烧、环保排放的焚烧***尤为重要，开发燃烧效率高、污染物能严格达到《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484)排放要求的焚烧***已经迫在眉睫。
回转窑是目前常见的一种医疗垃圾焚烧装置，衍生于水泥工业的回转煅烧窑。回转窑是一个圆柱形的筒体，内衬耐火材料，略倾斜安装，进料端高于出料段，电机通过传动机构带动筒体围绕轴心整体转动，使医疗垃圾混合、热解气化、着火，垃圾在缓慢转动过程中，分解、气化成可燃气体，因此，往往作为医疗垃圾的一燃室，同时配套一个二燃室进行燃尽。但目前实际运行中暴露出在回转窑的出口末端，大量的固体热解产物未经燃烬排出，而所设置的传统的二燃室的作用都用于气体的燃尽，对于回转窑热解后的残焦或固体残渣无进一步燃尽功能。一方面难以达到热解后热灼减率小于5％的目标，另一方面容易造成二次污染。
另外，在回转窑和传统二燃室构成的医疗垃圾焚烧***中，由于医疗垃圾中含有的大量含氯消毒剂以及塑料包装袋，使医疗垃圾焚烧产生的烟气中的HCl含量高达1000ppm，造成了尾部烟道特别是余热利用***的腐蚀问题，最严重的情况下，尾部烟道在二～三个月后就出现腐蚀破坏，影响了***的正常运行。
循环流化床是近年来在电力、环保行业得到一致公认的一种低污染、高效焚烧技术，其燃烧温度为850～950℃，固体颗粒在循环流化床内的停留时间长，燃烧效率大于99％，适合于煤炭、城市生活垃圾、污泥等多种不同燃料的高效低污染燃烧。因此，将循环流化床技术引入医疗垃圾焚烧处理，把回转窑和循环流化床两者的优点有机结合，形成一种高效清洁焚烧的医疗垃圾处理***，具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种回转窑和循环流化床联用的医疗垃圾焚烧***。
回转窑和循环流化床联合构成的医疗垃圾焚烧***，在焚烧***中，上料斗依次连接有给料机、回转窑、回转窑与循环流化床热解气接口、循环流化床本体、循环流化床旋风分离器、循环流化床流化风预热器、烟气急冷装置、半干法烟气净化装置、布袋除尘器、引风机、烟囱，循环流化床本体设有循环流化床稀相区、循环流化床密相区、排渣口，热解风和燃烬风空预器与循环流化床流化风预热器并接，回转窑前端的回转窑热解风管与热解风和燃烬风空预器上端相接，回转窑后端经回转窑与循环流化床固体接口与循环流化床本体循环流化床密相区相接，循环流化床旋风分离器下端经循环流化床回送装置与循环流化床本体循环流化床密相区相接，循环流化床本体下端经循环流化床流化风管与循环流化床流化风预热器上端相接。循环流化床流化风预热器下端与流化风机相接，热解风和燃烬风空预器与热解风和燃烬风风机相接。
本发明在正常运行中不需投油助燃，减少运行成本；添加石灰石作为循环流化床的床料，能有效抑制垃圾焚烧中的氯化氢等酸性气体的排放，使用寿命长；循环流化床构成的二燃室在850～950℃的中温条件下焚烧，固体物料和气体热解产物在循环流化床中的停留时间长，燃烧效率高，保证了医疗垃圾的高效燃尽，防止造成二次污染。
附图说明
附图是回转窑和循环流化床联用的医疗垃圾焚烧***结构示意图，图中：1上料斗、2给料机、3回转窑热解风管、4回转窑、5回转窑与循环流化床热解气接口、6回转窑与循环流化床固体接口、7循环流化床燃烬风管、8循环流化床本体、9循环流化床旋风分离器、10石灰石给入装置、11循环流化床流化风预热器、12循环流化床流化风管、13热解风和燃烬风空预器、14循环流化床回送装置、15热解风和燃烬风风机、16流化风风机、17冷却水泵、18烟气急冷装置、19冷却塔、20半干法烟气净化装置、21布袋除尘器、22引风机、23烟囱、24循环流化床稀相区、25循环流化床密相区、26排渣口。
具体实施方式
本发明回转窑和循环流化床联合构成的医疗垃圾焚烧室，回转窑起垃圾热解气化作用，在垃圾给入回转窑后，在回转窑内缓慢往前旋转运动，在500～600℃的热风作用下垃圾热解，热解后产生的可燃气送入循环流化床上部稀相区燃烧，剩下的固态物质送入循环流化床下部密相区燃烧。医疗垃圾在回转窑内翻滚运动，物料交替暴露于热烟气中，而回转窑的温度又相对较低，物料受到均匀缓慢的加热，水分和挥发分析出比较均匀，防止了单独采用循环流化床焚烧医疗垃圾时塑料等易燃物质爆燃的问题。
循环流化床在焚烧***中起热解后气相和固相产物的燃尽作用，循环流化床的整体温度在850～1050℃之间，通过分级供风，富氧燃烧，反应强烈。固体物料进入循环流化床后，呈流化状运行，其停留时间超过40～60分钟，保证了固体物料的燃烬，排出的灰渣的热灼减率小于2％，远低于焚烧标准。
回转窑热解出来的可燃气体在进入循环流化床后，气体与循环流化床的850～1050℃高浓度高温循环固体颗粒接触，气固两相进行强烈的热交换，使热烟气的温度迅速升高到800℃以上，同时在分级供风给入的高氧量条件下迅速燃烧，烟气在循环流化床中停留时间超过3～4秒，可以使可燃气体充分燃尽，有效抑制二恶英等有害物质的生成。
在循环流化床中添加石灰石作为床料，石灰石在高温条件下热解产生的氧化钙可以与医疗垃圾焚烧中产生的氯化氢等酸性气体中和反应，减少了氯化氢排放浓度，避免了尾部设备的腐蚀问题。
从循环流化床出来的高温烟气先经过空气预热器降温到500℃，并把燃烧所需要的热解风、流化风和燃烬风等加热到500℃以上，高温助燃风提高了焚烧室内的燃烧温度水平，使医疗垃圾不需辅助燃料即可维持燃烧。
从高温空预器出来的烟气经过烟气急冷装置冷却到170℃，烟气急冷采用水管热交换冷却方式，烟气在管外流动，水在管内流动，不直接接触，避免了污水的产生和二次处理问题，烟气在急冷装置中的停留时间小于0.5秒，减少了烟气中二恶英的低温再生。
如附图所示，回转窑和循环流化床联合构成的焚烧室，上料斗1依次连接有给料机2、回转窑4、回转窑与循环流化床热解气接口5、循环流化床本体8、循环流化床旋风分离器9、循环流化床流化风预热器11、烟气急冷装置18、半干法烟气净化装置20、布袋除尘器21、引风机22、烟囱23，循环流化床本体8设有循环流化床稀相区24、循环流化床密相区25、排渣口26，热解风和燃烬风空预器13与循环流化床流化风预热器11并接，回转窑前端的回转窑热解风管3与热解风和燃烬风空预器13上端相接，回转窑后端经回转窑与循环流化床固体接口6与循环流化床本体8循环流化床密相区相接，循环流化床旋风分离器9下端经循环流化床回送装置14与循环流化床本体8循环流化床密相区相接，循环流化床本体8下端经循环流化床流化风管12与循环流化床流化风预热器11上端相接。循环流化床流化风预热器11下端与流化风机16相接，热解风和燃烬风空预器13与热解风和燃烬风风机15相接。
所述的回转窑和循环流化床联合构成的焚烧室中，回转窑起垃圾热解气化作用，循环流化床起燃烬作用，回转窑的温度为400～600℃，而循环流化床的温度为850～1050℃，回转窑热解后的烟气在循环流化床内的停留时间为3-4秒，而固体可燃物的停留时间为40～60分钟。烟气急冷装置18中，烟气在管子外，而冷却水在管子内流动。
垃圾由垃圾给料机2接至回转窑4，在超过500℃的热解风管3来的热风作用下热解、燃烧，燃烧释放出的可燃气通过回转窑与循环流化床热解气接口5送入循环流化床8本体，循环流化床稀相区24和旋风分离器9构成了热解气的二燃室或燃烬室，在稀相区24中加入燃尽风管7来的热风以保证充分的氧气供应；回转窑4热解剩下的固体物质通过回转窑与循环流化床固体接口6送入循环流化床8本体，这些固体物质在循环流化床流化风12的流化作用下，循环流化床密相区25、稀相区24、旋风分离器9和回送装置14构成的焚烧空间循环燃烧，固体物料在850～950℃的高温环境下停留时间超过30分钟，保证了固体物料的充分燃尽，通过大渣口26排出炉膛的灰渣热灼减率小于2％，排出的灰渣去除金属后可以直接作为建材使用。
循环流化床稀相区24的温度范围维持在850～1050℃，回转窑4出来的热解气在稀相区24的停留时间超过2秒，在旋风分离器9的停留时间超过3秒，保证了气态产物的燃烧完全，二恶英等有机污染物排放远远低于环保标准，而850～1050℃的反应条件又使NOx的排放低于50ppm。
燃烧后的烟气经循环流化床流化风预热器11和热解风和燃烬风空预器13冷却到550℃，而相应的助燃用热解风和流化风被加热到500℃，既降低了烟气温度，又提高了燃烧温度，在正常运行情况下，可以不投油助燃，减少了运行成本。
烟气通过急冷装置18在0.5秒内从550℃降低到170℃，防止二恶英的低温再生。然后在通过半干法烟气净化装置20、布袋除尘器21、引风机22排出烟囱23。
与一般的回转窑加二燃室的焚烧***不同，本发明给出了回转窑和循环流化床联用的焚烧室结构，使固体物料和热解气体能够在850～1050℃的温度条件下完全燃烧。循环流化床添加石灰石(CaCO3)作为床料，在高温条件下，CaCO3分解成CaO，与医疗垃圾中消毒用的次氯酸以及医疗垃圾焚烧过程产生的氯化氢进行中和反应，既防止了设备的腐蚀问题，延长了设备的寿命，又降低了烟气中的氯化氢浓度，保证氯化氢排放达标，同时，抑制了二恶英生成的氯的来源，降低了二恶英排放的浓度，防止医疗垃圾焚烧造成二次污染。
Claims (3)
1、一种回转窑和循环流化床联用的医疗垃圾焚烧***，其特征在于，回转窑和循环流化床联合构成的焚烧室，上料斗(1)依次连接有给料机(2)、回转窑(4)、回转窑与循环流化床热解气接口(5)、循环流化床本体(8)、循环流化床旋风分离器(9)、循环流化床流化风预热器(11)、烟气急冷装置(18)、半干法烟气净化装置(20)、布袋除尘器(21)、引风机(22)、烟囱(23)，循环流化床本体(8)设有循环流化床稀相区(24)、循环流化床密相区(25)、排渣口(26)，热解风和燃烬风空预器(13)与循环流化床流化风预热器(11)并接，回转窑前端的回转窑热解风管(3)与热解风和燃烬风空预器(13)上端相接，回转窑后端经回转窑与循环流化床固体接口(6)与循环流化床本体(8)的循环流化床密相区(25)相接，循环流化床旋风分离器(9)下端经循环流化床回送装置(14)与循环流化床本体(8)的循环流化床密相区相接，循环流化床本体(8)下端经循环流化床流化风管(12)与循环流化床流化风预热器(11)上端相接，循环流化床流化风预热器(11)下端与流化风机(16)相接，热解风和燃烬风空预器(13)与热解风和燃烬风风机(15)相接。
2、根据权利要求1所述的一种回转窑和循环流化床联用的医疗垃圾焚烧***，其特征在于所述的回转窑和循环流化床联合构成的焚烧室中，回转窑的温度为400～600℃，循环流化床的温度为850～1050℃，回转窑热解后的烟气在循环流化床内的停留时间为3-4秒，固体可燃物在循环流化床的停留时间为40～60分钟。
3、根据权利要求1所述的一种回转窑和循环流化床联用的医疗垃圾焚烧***，其特征在于所述的烟气急冷装置(18)中，烟气在管子外，而冷却水在管子内，烟气在急冷装置中的停留时间小于0.5秒。
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