Abstract: Based on an example of Weinan Medical Waste Centrlized Dispoal Engineering(stage 1), a 5t/d medical waste pyrolytic incineration system technique design were introduced,including diposal process,the treatment of the waste remains after disposal.We discuss design technology on medical waste pyrolytic incineration system used in small and media-sized cities. 
Key words: Medical waste; pyrolytic incineration;Technological design 
醫(yī)療廢物是指各類醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)在醫(yī)療、預(yù)防、保健、教學(xué)、科研以及其他相關(guān)活動中產(chǎn)生的具有直接或間接感染性、毒性以及其他危險性的廢物[1]，如不妥善安置將嚴重危害環(huán)境和人體健康。國家環(huán)保總局先后制定了《全國危險廢物和醫(yī)療廢物處置設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》和《危險廢物和醫(yī)療廢物處置設(shè)施建設(shè)項目復(fù)核大綱（試行）》。根據(jù)該規(guī)劃和大綱[2] [3]要求，對渭南市醫(yī)療廢物集中處置（一期）工程進行了設(shè)計，該工程分兩個子項：1）醫(yī)療廢物收集運輸系統(tǒng)；2）焚燒處理系統(tǒng)。工程處理規(guī)模5t/d，總投資1528.5萬元，其中焚燒系統(tǒng)投資額593.38萬元，工程將于2006年年底建成。本文著重介紹焚燒系統(tǒng)總體工藝設(shè)計。 
1 渭南市醫(yī)療廢物現(xiàn)狀 
1．1 渭南市概況 
渭南市位于陜西省關(guān)中平原東部，距西安市56km，轄一區(qū)、兩市、八縣，2004年底市域總?cè)丝?30.8萬人，城市人口30萬人。 
該區(qū)域?qū)贉嘏瘞О霛駶櫞箨懶约撅L(fēng)氣候，年平均氣溫13.5℃， 年平均相對濕度70～85%，年平均降雨量：577.4mm。 
1．2 渭南市醫(yī)療廢物處理現(xiàn)狀及其成分 
全市共有醫(yī)療機構(gòu)385家，病床11565余張，據(jù)統(tǒng)計日產(chǎn)醫(yī)療廢物約4.5噸。僅少數(shù)幾家醫(yī)療機構(gòu)配備焚燒設(shè)備，且難以達標(biāo)排放，二次污染嚴重；部分醫(yī)療廢物混入生活垃圾進入生活垃圾填埋場。 
根據(jù)當(dāng)?shù)蒯t(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)的調(diào)查，醫(yī)療廢物主要來自手術(shù)廢物、用過和污染的材料、檢驗標(biāo)本、醫(yī)療器材、病人在住院和門診期間產(chǎn)生的生活垃圾等，醫(yī)療廢物成分見表1和表2。 
表1 醫(yī)療廢物成分分析表 


表2 醫(yī)療廢物可燃物性質(zhì)分析


2 醫(yī)療廢物處理規(guī)模的確定 
經(jīng)過分類收集的醫(yī)療廢物通過收運系統(tǒng)進入焚燒廠處置。經(jīng)計算，預(yù)測2010年醫(yī)療廢物產(chǎn)量為4.92t/d，2015年為12.5t/d，2020年為14.49t/d。一般地，醫(yī)療廢物產(chǎn)量相對平穩(wěn)，但出現(xiàn)重大疫情時，疑似病人的生活垃圾也視為醫(yī)療廢物，因此應(yīng)考慮焚燒處置能力的冗余[4]。確定本工程設(shè)計處理規(guī)模為5t/d。 
3 熱解焚燒系統(tǒng)總體工藝設(shè)計 
3．1 技術(shù)路線的確定 
醫(yī)療廢物處置工藝主要有回轉(zhuǎn)窯焚燒、熱解焚燒、蒸汽滅菌以及微波消毒等，對小于10t/d，優(yōu)先采用連續(xù)熱解焚燒爐、高溫蒸煮等工藝[5]。熱解焚燒在國內(nèi)外應(yīng)用較多，技術(shù)成熟，價格較低，本工程采用熱解焚燒工藝。 
熱解焚燒工藝常用爐型有豎式連續(xù)燃料焚燒爐、AB干餾氣化亞熔融式熱解爐和臥式連續(xù)多階控氧熱解爐。豎式連續(xù)燃料焚燒爐價格相對于其他兩種爐型，具有價格低、電耗量及柴油耗量較低的優(yōu)點，本工程選用豎式焚燒爐。 
3．2 熱解焚燒系統(tǒng)總體工藝 
3．2．1 工藝流程 
工藝流程簡圖見圖1 


圖1 熱解焚燒工藝流程簡圖 
3．2．2 加料系統(tǒng) 
焚燒爐的加料采用連續(xù)批式、密閉和負壓方式。加料筒有效內(nèi)徑為900×900mm。雙層密封門的閘板連鎖控制，加料過程中始終有一道閘板處于關(guān)閉狀態(tài)，防止有害氣體溢出。加料間隔時間約10～20分鐘（約75kg/批次）。 
3．2．3 焚燒系統(tǒng) 
焚燒設(shè)備由廢物熱解爐、預(yù)混器、二燃室、排渣系統(tǒng)組成。 
熱解爐為立式雙層活動式爐排結(jié)構(gòu)。設(shè)備尺寸為：外徑2076mm，內(nèi)徑1500mm，總高6300mm。主體材質(zhì)為不銹鋼，爐體可保證年運行時間大于8000小時，使用壽命大于15年。 
預(yù)混器為夾套圓筒狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)擾流板，外徑620mm，內(nèi)徑450mm，總長1016mm，主體材質(zhì)為不銹鋼，保溫材料為硅酸鋁纖維。 
二燃室為立式爐，截面積0.79㎡，高度4.4m，外徑1666mm，總高度5010mm，外殼為碳鋼材質(zhì)，內(nèi)襯高鋁耐火材料，厚度300mm,最高耐火溫度為1500～1600℃，保溫材料為硅酸鋁纖維。 
通過熱解爐上部的加料裝置將醫(yī)療廢物加到爐排上，輕油燃燒器點燃醫(yī)療廢物，醫(yī)療廢物受熱開始進行熱解反應(yīng)變成熱解焦和熱解氣，熱解焦通過上爐排的動作落到下爐排上，與受控的一次風(fēng)進行“表面燃燒”反應(yīng)，燃燼的殘渣在下爐排動作落到排灰閥，然后定時卸下排出。熱解氣經(jīng)過料層由熱解爐上部引入預(yù)混器中預(yù)先與預(yù)熱的二次風(fēng)（180～230℃）充分混合，然后再噴入二燃室中高溫預(yù)混焚燒，二燃室排出的煙氣進入后續(xù)的煙氣冷卻和煙氣凈化系統(tǒng)。

這種雙層活動爐排的熱解爐的特點是： 
1）、兩個爐排各盡其責(zé)，干燥層、熱解層、燒焦層、灰層基本維持在一個穩(wěn)定的厚度范圍，使熱解爐各層的溫度和阻力更加穩(wěn)定、系統(tǒng)運行更加平穩(wěn)。 
2）、通過控制一次風(fēng)的供應(yīng)量使廢物熱解和燒焦速度受控，進而使二燃室處于受控狀態(tài)，實現(xiàn)自熱式熱解焚燒。熱解爐下爐排燒焦釋放的熱量全部貢獻于上爐排廢物熱解，同時燒焦過程又消耗掉一次風(fēng)中的大部分O2，使得熱解爐中廢物處于中溫底氧的還原環(huán)境，有利于廢物的熱解。另外，熱解氣首先與熱的二次風(fēng)充分混合后再進入二燃室中進行預(yù)混燃燒，一方面燃燒完全，另一方面可使大部分燃燒熱貢獻在二燃室中，可以在不供或少供助燃油的情況下滿足二燃室內(nèi)≥850℃的技術(shù)要求。 
3．2．4 焚燒爐助燃系統(tǒng) 
助燃系統(tǒng)由油罐、油泵和燃燒器組成，作用是焚燒爐點火啟動和輔助爐膛升溫（當(dāng)廢物熱值較低不能維持自身燃燒時）。本設(shè)計中的燃燒器具有以下特點： 
1）、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； 
2）、出口油壓穩(wěn)定，燃燒均勻充分、無煙怠； 
3）、根據(jù)焚燒爐設(shè)定溫度進行自動補償。 
3．2．5 煙氣冷卻 
焚燒爐排出的煙氣溫度高達1000℃左右，在進入煙氣凈化系統(tǒng)之前需進行冷卻。冷卻系統(tǒng)由氣水換熱器、空冷器、噴水急冷塔組成。氣水換熱器和空冷器用于高溫段煙氣冷卻，氣水換熱器產(chǎn)生的熱水可供淋浴使用，同時空冷器將助燃空氣加熱到200-300℃左右再送入焚燒爐，以降低助燃油消耗量。噴水急冷塔為液體霧化直接換熱形式，霧化介質(zhì)為5％NaOH溶液，主要用于中溫段（200～600℃）煙氣冷卻。本工程采用雙流式壓縮空氣霧化噴嘴，將NaOH溶液霧化成20μm左右的霧滴，可在1s內(nèi)將煙氣由600℃降至200℃，快速冷卻的同時避免了冷卻液的過量冷凝，減少廢液的產(chǎn)生。 
3．2．6 煙氣凈化 
本設(shè)計采用先干式除塵、后濕式吸收的煙氣凈化路線。煙氣先進入高溫袋濾器（袋濾器前噴入粉狀活性炭），再通過活性炭吸附床，最后進入吸收塔。為保證袋濾器溫度保持在煙氣露點20℃以上（即160～200℃）工作，采用袋濾器溫度與噴水急冷塔中冷卻液電動調(diào)節(jié)閥連鎖閉環(huán)自動控制方案，即袋濾器溫度變化時控制程序可自動調(diào)節(jié)冷卻堿液的供應(yīng)量。袋濾器壓差與反吹控制儀連鎖閉環(huán)控制，當(dāng)壓差到達設(shè)定的上限時，自動啟動反吹控制可進行袋濾器的反吹清灰操作。吸收塔噴淋密度為35m3/m2.h，以NaOH為吸收液。 
3．2．7 飛灰、廢活性炭、廢渣、廢液和污泥處置 
飛灰屬于危險廢物，經(jīng)固化處理后運至陜西省危險廢物處理中心（建于咸陽市）進行處置。 
吸收煙氣后的廢活性炭含二惡英和重金屬等物質(zhì)，送入焚燒爐高溫焚燒。 
廢物焚燒后排出的廢渣含有重金屬，經(jīng)固化送省危險廢物處理中心。 
生產(chǎn)廢水(主要為洗車、洗周轉(zhuǎn)箱的廢水)處理后產(chǎn)生的污泥含有致病污染物，經(jīng)脫水送入焚燒爐焚燒。 
吸收塔的廢吸收廢液中含有大量重金屬，送省危險廢物處理中心處置。 
經(jīng)計算，每日焚燒過程產(chǎn)生固體飛灰86.4kg、廢活性炭3.0kg、廢渣300kg、廢堿液34.6kg、污泥19.2kg。 3．2．8 自動控制系統(tǒng) 
本工程設(shè)置必要的電氣控制、參數(shù)測量和顯示系統(tǒng)，以實現(xiàn)中央控制室的集中監(jiān)測和操作現(xiàn)場的分散控制。采用微型工業(yè)控制機和PLC組成的集散控制系統(tǒng)來完成對整個工藝系統(tǒng)的測控。 
自動控制系統(tǒng)主要包括操作站(OS)、控制站(CS)和通訊網(wǎng)絡(luò)。焚燒爐控制站由兩套PLC控制站組成，擁有強大的模擬量與開關(guān)量處理能力以及功能強大的協(xié)議轉(zhuǎn)換接口，具有全智能化和任意冗余配置功能。操作站設(shè)2臺，具有實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)管理及報表打印等功能，能提供流程圖畫面、控制分組畫面、趨勢圖畫面、報警畫面的顯示。 
4 焚燒中對焦油凝結(jié)的處理措施 
焦油凝結(jié)是廢物焚燒過程中需要解決的關(guān)鍵問題之一，廢物熱解產(chǎn)物中含有的焦油成分在燃燒中會產(chǎn)生冷凝現(xiàn)象，影響焚燒效果并堵塞預(yù)混器、氣水換熱器、空冷器等設(shè)備。本設(shè)計采取以下措施抑制焦油產(chǎn)生： 
1）、預(yù)熱到250℃左右的熱空氣沿切向進風(fēng)方，盡量隔阻熱解氣與預(yù)混器的接觸，減少熱解氣中焦油霧在預(yù)混器內(nèi)壁的凝結(jié)； 
2）、將二燃室的輕油燃燒器的噴嘴設(shè)置在熱解氣噴入口的附近，使熱解氣進入二燃室后立即接觸到局部高溫、富氧的環(huán)境，使焦油成分充分燃燒。 
5 結(jié)束語醫(yī)療廢物集中處置工程在我國各大城市已開始籌建，對于中小城市而言，選擇合理的工藝和先進的設(shè)備，可有效提高醫(yī)療廢物處理效果、降低工程造價以及便于日后的管理維護。 
6 參考文獻 
[1] 醫(yī)療廢物管理條例.中華人民共和國國務(wù)院令380號.2003 
[2] 《全國危險廢物和醫(yī)療廢物處置設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》.國家環(huán)?？偩?85號.2003 
[3] 《危險廢物和醫(yī)療廢物處置設(shè)施建設(shè)項目復(fù)核大綱（試行）》. 國家環(huán)?？偩帧噎h(huán)?？偩汁h(huán)境規(guī)劃院.環(huán)辦54號.2004 
[4] 《醫(yī)療廢物集中焚燒處置工程建設(shè)技術(shù)要求（試行）》. 國家環(huán)?？偩?5號.2004 

作者簡介：崔寧（1971—），工程師。長期從事環(huán)境工程研究、城市基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃和設(shè)計管理工作。已發(fā)表論文數(shù)篇。