RU2768146C1 - Method of recycling medical waste - Google Patents

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention relates to medical waste disposal. Method of recycling medical wastes of classes A, B, C and D, with the exception of mercury-containing and radioactive wastes, includes their batch loading into a reactor, thermal treatment with afterburning of the obtained gaseous products in jets of acute blasting, unloading of neutralized focal residues, partial cooling of flue gases in a steam boiler for auxiliary needs and abrupt cooling in a gas cooler, as well as wet reagent cleaning of flue gases before their release into atmosphere. Heat treatment of wastes is carried out in a medium of high-temperature plasma consisting of a mixture of hot flue gases and water vapour at ratio of 2:1 and with temperature of 1200 ± 50 °C, for 3–5 minutes, to obtain complete carbonisation of wastes, followed by cooling by steam jets for 2 minutes and removal of wastes in form of agglomerated iron-carbon material.

EFFECT: invention provides the creation of a reliable and simple technology for recycling medical wastes, which provides fast and complete destruction of organic compounds, their carbonisation, reduced volume and weight of wastes and impossibility of their secondary use, as well as reduced concentration of dioxins and furans in flue gases.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к решению проблем в медицинской отрасли, возникающих при централизованной утилизации больших масс обеззараженных твердых и жидких отходов класса опасности А, Б, В и Г, согласно СанПиН 2.1.7.2790-10.The invention relates to solving problems in the medical industry arising from the centralized disposal of large masses of decontaminated solid and liquid waste of hazard class A, B, C and D, according to SanPiN 2.1.7.2790-10.

В составе медицинских отходов классов А, Б, В и Г в пакетах и твердых коробках могут находиться острые предметы - шприцы, иглы, одноразовые скальпели и лезвия, химические вещества - растворители и дезинфицирующие средства, перевязочные средства, тампоны, просроченные лекарства и вакцины, токсичные канцерогенные вещества, отдельные ткани, органы и жидкости организма человека.Classes A, B, C and D medical waste in bags and hard boxes may contain sharp objects - syringes, needles, disposable scalpels and blades, chemicals - solvents and disinfectants, dressings, tampons, expired medicines and vaccines, toxic carcinogens, individual tissues, organs and fluids of the human body.

Вслед за обеззараживанием медицинских отходов по месту их упаковки упомянутый выше СанПиН требует их утилизацию, т.е. полную деструкцию органических соединений, уменьшение массы медицинских отходов и обеспечение невозможности вторичного их использования.Following the disinfection of medical waste at the place of their packaging, the SanPiN mentioned above requires their disposal, i.e. complete destruction of organic compounds, reduction in the mass of medical waste and ensuring the impossibility of their secondary use.

Из открытых источников (СанПиН 2.1.7.2790-10 стр. 18, п. 5.9) известны технологии термической переработки обеззараженных медицинских отходов путем сжигания в инсинераторах (топках) с получением нейтральных очаговых остатков, которые затем вывозятся на полигон. Однако даже при наличии газоочистных устройств в дымовых газах содержится огромное количество вторичных диоксинов и фуранов, выбрасываемых в атмосферу. Известна технология уничтожения медицинских отходов в инсинераторах ИН-50 предприятия ООО «ЭКО-центр», включающая двухступенчатое сжигание и мокрую очистку дымовых газов. Данные по составу вредных веществ в дымовых газах, указанные в характеристике инсинератора (http://eco-centr.narod.ru/insinerator.html), превышают ПДК максимально разовые: по пыли 30 мг/м³ при допустимых ПДК_м.р.=0,5 мг/м³, по диоксинам 100 пг/м³ при ПДК_м.р=0,5 пг/м³.From open sources (SanPiN 2.1.7.2790-10 p. 18, clause 5.9), technologies for the thermal processing of decontaminated medical waste by burning in incinerators (furnaces) are known to produce neutral focal residues, which are then taken to the landfill. However, even in the presence of gas cleaning devices, flue gases contain a huge amount of secondary dioxins and furans emitted into the atmosphere. Known technology for the destruction of medical waste in incinerators IN-50 of the company LLC "ECO-center", including two-stage combustion and wet cleaning of flue gases. Data on the composition of harmful substances in flue gases, indicated in the characteristics of the incinerator (http://eco-centr.narod.ru/insinerator.html), exceed the maximum one-time maximum concentration limit: for dust 30 mg/m ³ at permissible maximum concentration limit _m.r. \u003d 0.5 mg / m ³ , for dioxins 100 pg / m ³ at MPC _m.r \u003d 0.5 pg / m ³ .

Недостатком известной технологии является значительное превышение допустимого содержания диоксинов в дымовых газах, что объясняется затянутостью процесса сжигания и большим содержанием в газах пыли и сажи. В топочной камере вся органика, включая диоксины, обезвреживается, но при охлаждении газов и конденсации паров на конечной стадии процесса на поверхностях пылинок и сажи образуются цепочки вторичных диоксинов и фуранов, они-то и фиксируются в уходящих газах. Большой пылеунос происходит от того, что в известном устройстве имеет место поддув воздуха под колосниковую решетку, а очаговые остатки получаются россыпью, не агрегированы и восходящим воздушным потоком обеспыливаются, увеличивая запыленность уходящих дымовых газов.The disadvantage of the known technology is a significant excess of the allowable content of dioxins in the flue gases, which is explained by the protracted combustion process and the high content of dust and soot in the gases. In the combustion chamber, all organic matter, including dioxins, is neutralized, but when gases are cooled and vapors condense at the final stage of the process, chains of secondary dioxins and furans are formed on the surfaces of dust particles and soot, and they are fixed in the exhaust gases. Large dust entrainment occurs due to the fact that in the known device air is blown under the grate, and focal residues are obtained in bulk, are not aggregated and are dedusted by the ascending air flow, increasing the dustiness of the exhaust flue gases.

Известен также способ «Плазмокс» - воздействие на токсичные отходы ударной плазменной струей (п. 2.4.2, стр. 74 и 75 ИТС9-2015 «Обезвреживание отходов термическим способом. Сжигание отходов»), в котором плазма создается с использованием электрического плазмотрона мощностью 1,2 МВт на 1 тонну отходов. Известно множество иных плазмохимических реакторов, но все они сложны в эксплуатации, потребляют большое количество электроэнергии при нагреве плазмы до 3-5 тысяч градусов с эмиссией большого количества окислов азота и перегретых паров тяжелых металлов.The Plasmox method is also known - exposure to toxic waste with a shock plasma jet (clause 2.4.2, pages 74 and 75 of ITS9-2015 "Thermal disposal of waste. Waste incineration"), in which plasma is created using an electric plasma torch with a power of 1 .2 MW per 1 ton of waste. Many other plasma-chemical reactors are known, but all of them are difficult to operate, they consume a large amount of electricity when the plasma is heated to 3-5 thousand degrees with the emission of a large amount of nitrogen oxides and superheated vapors of heavy metals.

Целью настоящего изобретения является создание надежной и простой технологии утилизации медицинских отходов, обеспечивающей быструю и полную деструкцию органических соединений, их карбонизацию, уменьшение объема и массы отходов и невозможность их вторичного использования, а также уменьшение концентрации диоксинов и фуранов в дымовых газах.The purpose of the present invention is to create a reliable and simple technology for the disposal of medical waste, providing a quick and complete destruction of organic compounds, their carbonization, reducing the volume and mass of waste and the impossibility of recycling, as well as reducing the concentration of dioxins and furans in flue gases.

Поставленная цель достигается тем, что процесс утилизации отходов включает их порционную загрузку в реактор, термическую обработку, выгрузку обезвреженных очаговых остатков и мокрую реагентную очистку дымовых газов, при этом термическую обработку ведут в среде высокотемпературной плазмы, состоящей из смеси дымовых газов и водяного пара в соотношении 2:1 с температурой в пределах 1250±50°C с дожигом полученных газообразных продуктов и получением агломерированного железоуглеродистого материала.This goal is achieved by the fact that the process of waste disposal includes their batch loading into the reactor, thermal treatment, unloading of neutralized focal residues and wet reagent cleaning of flue gases, while thermal treatment is carried out in a high-temperature plasma environment consisting of a mixture of flue gases and water vapor in the ratio 2:1 with a temperature in the range of 1250±50°C with afterburning of the resulting gaseous products and obtaining agglomerated iron-carbon material.

Изобретение имеет следующие основные отличия от прототипа и известных технических решений:The invention has the following main differences from the prototype and known technical solutions:

- высокая скорость процесса, обеспечиваемая использованием высокотемпературной плазмы с соотношением дымовые газы - водяной пар 2:1 при температуре 1200±50°С (температура процесса больше 1300°С способствует активной эмиссии окислов азота, что нежелательно),- high speed of the process, ensured by the use of high-temperature plasma with a ratio of flue gases - water vapor 2:1 at a temperature of 1200±50°C (a process temperature of more than 1300°C contributes to the active emission of nitrogen oxides, which is undesirable),

- получение очаговых остатков в виде спекшегося агломерированного железоуглеродистого продукта, с целью невозможности дальнейшего использования медицинских инструментов из отходов,- obtaining focal residues in the form of a sintered agglomerated iron-carbon product, with the aim of impossibility of further use of medical instruments from waste,

- уменьшение концентрации пыли и сажи в дымовых газах по причине спекания мелких составляющих и наличия большого количества водяных паров в дымовых газах,- reduction in the concentration of dust and soot in flue gases due to the sintering of small components and the presence of a large amount of water vapor in flue gases,

- присутствие в факеле горелки большого количества водяных паров ускоряет деструкцию органических составляющих отходов и способствует их быстрейшей карбонизации,- the presence of a large amount of water vapor in the burner flame accelerates the destruction of the organic components of the waste and contributes to their rapid carbonization,

- уменьшаются концентрации диоксинов и фуранов до величин, близких к нормативным путем уменьшения концентрации летучей пыли и сажи в дымовых газах.- the concentrations of dioxins and furans are reduced to values close to the normative ones by reducing the concentration of flying dust and soot in flue gases.

Техническим результатом предложенного способа является получение надежной и простой технологии утилизации медицинских отходов, обеспечивающей быструю и полную деструкцию и карбонизацию органических соединений, уменьшение объема и массы отходов и невозможность их вторичного использования, а также уменьшение концентрации диоксинов и фуранов в дымовых газах.The technical result of the proposed method is to obtain a reliable and simple technology for the disposal of medical waste, providing fast and complete destruction and carbonization of organic compounds, reducing the volume and mass of waste and the impossibility of their recycling, as well as reducing the concentration of dioxins and furans in flue gases.

Реализацию способа можно проследить по работе установки, приведенной на рис. 1, где схематично показана установка утилизации медицинских отходов, включающая реактор (1) с горелкой (2), сопла подачи пара (3) и поворотные колосники (4), сопла острого воздушного дутья (5) для дожигания газов, загрузитель отходов (6), паровой котел-утилизатор (7), впрыскивающий охладитель газов (8) и реагентный абсорбер (9), дымосос (10) и дымовая труба (11).The implementation of the method can be traced by the operation of the installation shown in Fig. 1, which schematically shows a medical waste disposal plant, including a reactor (1) with a burner (2), steam supply nozzles (3) and rotary grates (4), sharp air blast nozzles (5) for afterburning gases, a waste loader (6) , steam recovery boiler (7), injection gas cooler (8) and reagent absorber (9), smoke exhauster (10) and chimney (11).

Работает установка следующим образом. Пакеты и коробки, заполненные медицинскими отходами, загружаются транспортером в загрузитель. Через открывающееся окно загрузитель перегружает отходы в реактор, полностью заполняя полотно решетки, после чего окно загрузителя плотно закрывается шиберной задвижкой, футерованной со стороны реактора, включается горелка реактора и подается водяной пар на смешение с факелом горелки, включаются воздушные сопла острого дутья. Ведется обжиг отходов парогазовой плазмой с температурой 1200±50°С в течение 3-5 минут, затем горелка переводится на минимальный режим работы, а сопла подачи пара продолжают обдувать отходы, охлаждая их, еще в течение 2 минут. Колосники затем опускаются, термообработанные отходы в виде агломерированного железоуглеродистого материала по опущенным колосникам спускаются в бункер. Затем вся операция повторяется.The installation works as follows. Packages and boxes filled with medical waste are loaded by a conveyor into a loader. Through the opening window, the loader reloads the waste into the reactor, completely filling the grate sheet, after which the loader window is tightly closed with a slide valve lined on the side of the reactor, the reactor burner is turned on and water vapor is supplied for mixing with the burner torch, the sharp blast air nozzles are turned on. Waste is burned with steam-gas plasma at a temperature of 1200±50°C for 3-5 minutes, then the burner is switched to the minimum operating mode, and the steam supply nozzles continue to blow through the waste, cooling them, for another 2 minutes. The grates are then lowered, the heat-treated waste in the form of agglomerated iron-carbon material is lowered down the grates into the bunker. Then the whole operation is repeated.

Парогазы после реактора и дожига в струях острого дутья поступают в паровой котел-утилизатор, используемый для собственных нужд, проходят далее на «закалку» (резкое охлаждение) в охладителе газов с целью избежать вторичного появления диоксинов и фуранов в условиях длительного охлаждения, а затем газы направляются в барботажный пенный абсорбер на очистку от пыли, сажи и паров органических и неорганических кислот и окислов тяжелых металлов щелочной водой. Очищенные газы дымососом отправляются в дымовую трубу.Steam gases after the reactor and afterburning in jets of direct blast enter the waste heat boiler used for their own needs, go further for “quenching” (rapid cooling) in the gas cooler in order to avoid the secondary appearance of dioxins and furans under conditions of long-term cooling, and then gases are sent to a bubble foam absorber for cleaning from dust, soot and vapors of organic and inorganic acids and heavy metal oxides with alkaline water. The cleaned gases are sent to the chimney by a smoke exhauster.

Таким образом предлагаемое изобретение достигает поставленной цели - создание надежной и простой технологии утилизации медицинских отходов, обеспечивающей быструю и полную деструкцию органических соединений, их карбонизацию, уменьшение массы отходов и невозможность их вторичного использования, а также уменьшение концентрации диоксинов и фуранов в отводимых дымовых газах.Thus, the present invention achieves its goal - the creation of a reliable and simple technology for the disposal of medical waste, providing a quick and complete destruction of organic compounds, their carbonization, a reduction in the mass of waste and the impossibility of their recycling, as well as a decrease in the concentration of dioxins and furans in the flue gases.

Claims (1)

Способ утилизации медицинских отходов классов А, Б, В и Г, за исключением ртутьсодержащих и радиоактивных, включающий их порционную загрузку в реактор, термическую обработку с дожигом полученных газообразных продуктов в струях острого дутья, выгрузку обезвреженных очаговых остатков, частичное охлаждение дымовых газов в паровом котле собственных нужд и резкое охлаждение в охладителе газов, а также мокрую реагентную очистку дымовых газов перед выбросом их в атмосферу, отличающийся тем, что термическую обработку отходов ведут в среде высокотемпературной плазмы, состоящей из смеси горячих дымовых газов и водяного пара в соотношении 2:1 и с температурой 1200±50°С, в течение 3-5 мин, для получения полной карбонизации отходов с последующим охлаждением струями водяного пара в течение 2 мин и удалением отходов в виде агломерированного железоуглеродистого материала.A method for the disposal of medical waste of classes A, B, C and D, with the exception of mercury-containing and radioactive, including their batch loading into the reactor, heat treatment with afterburning of the obtained gaseous products in jets of sharp blast, unloading of neutralized focal residues, partial cooling of flue gases in a steam boiler own needs and abrupt cooling in a gas cooler, as well as wet reagent cleaning of flue gases before they are released into the atmosphere, characterized in that the thermal treatment of waste is carried out in a high-temperature plasma environment consisting of a mixture of hot flue gases and water vapor in a ratio of 2: 1 and with a temperature of 1200±50°C, for 3-5 minutes, to obtain complete carbonization of waste, followed by cooling with jets of water vapor for 2 minutes and removal of waste in the form of agglomerated iron-carbon material.

Images