摘要：概述了當前醫(yī)療廢物處理的重要性及其常用的處置方法，介紹一種適用于醫(yī)療廢棄物處置的回轉窯式焚燒工藝。從回轉窯焚燒爐的設備結構特點、整個處置系統(tǒng)的工藝流程特點及其排放指標的測試等三個方面詳細闡述了回轉窯式焚燒處置系統(tǒng)尤其適合醫(yī)療廢物的處置，并有著廣闊的應用前景。

0概述

醫(yī)療廢物是一種影響廣泛、危害極大的特殊危險廢棄物。這些比普通垃圾帶菌量高出成百、上千倍的醫(yī)療廢物，不僅含有大量的細菌病毒，還具有空間污染、急性傳染和潛伏性傳染的特征，如果不對其進行嚴格的處理，就會造成疾病傳播，污染環(huán)境，嚴重危害人民的健康。目前各國政府越來越高度重視醫(yī)療廢物的管理與處置，我國也相繼出臺和完善了一系列有關醫(yī)廢處置的法規(guī)標準，對全國醫(yī)療廢物的處置進行了統(tǒng)籌規(guī)劃，建立和完善了醫(yī)療廢物全過程監(jiān)管體系，并要求采用先進實用、成熟可靠技術，切實實現醫(yī)療廢物的安全處置，以確保人民身體健康和環(huán)境安全。

目前國內外已有多種技術可用于醫(yī)療廢物的最終處置，如高溫焚燒（回轉窯焚燒爐、熱解焚燒爐、等離子體焚燒以及爐排爐等）、化學消毒、高溫高壓蒸汽滅菌、電磁波滅菌、衛(wèi)生填埋等等。

這些處置技術除高溫焚燒外都或多或少存在一些不足，如化學消毒不能處理揮發(fā)性有機化合物，化學藥劑等，消毒效果難以保證，且產生的有毒廢液容易造成二次污染；高溫高壓蒸汽消毒不能用于處理低放射性的、有機溶劑、化療的、藥理的和病理的廢棄物，且處理規(guī)模�。浑姶挪缇贿m于病理方面的廢物處理；衛(wèi)生填埋存在較大后患，有害物質容易泄漏造成環(huán)境二次污染等。而高溫焚燒具有對醫(yī)療廢物適用范圍廣、廢物處理不需分揀和破碎、消毒殺菌徹底、使廢物中的有機物轉化為無機物、通過改善燃燒狀態(tài)和嚴格的尾氣凈化，保證處理過程產生的二次污染物控制在標準范圍內，處理后的廢物減容減量比大、有關的標準規(guī)范齊全、技術成熟、安全可靠等多方面的優(yōu)點。在目前所有可行的醫(yī)廢處置技術中,高溫焚燒已成為當今醫(yī)療廢物處理領域的主流技術，并且成為世界各國處理醫(yī)療廢物所采用的主要方法。

高溫焚燒技術中的回轉窯式醫(yī)廢焚燒工藝屬于垃圾熱解—氣體二次燃燒工藝的思路，即以較低的空氣送至初燃室，使廢物有機成分分解為可燃性氣體，同時不致產生揚灰，降低顆粒物排放；可燃性氣體再送至二燃室，在850℃以上高溫氧化環(huán)境內焚燒，對有害有毒成分進行徹底破壞。這種焚燒工藝尤其適合醫(yī)療廢物的處理，該技術利用筒體回轉使得物料在窯內不斷前進和輸送的同時，還能夠實現充分翻轉、混合,從而組織焚燒爐的3T燃燒(溫度、時間和湍流)，使得該技術的適應性大大優(yōu)于其他焚燒爐型技術。該技術優(yōu)勢還在于采用了兩段焚燒機理，除了回轉窯初燃室外，還專門設置了適合氣體燃燒的二燃室，并采用燃油將煙溫補燃至 1100-1200℃，不僅可以實現廢物99.9%的破壞率，還利于實現固體醫(yī)療廢物、滲濾液等不同形態(tài)廢物的綜合處理，特別適用于病毒感染性醫(yī)療廢物的高溫破壞；同時降低了一次燃燒的溫度，減少了排塵量，并有效防止熔渣現象的出現。

1.回轉窯式焚燒爐的結構特點及其設計說明

1.1結構特點

回轉窯式焚燒爐是由水泥回轉窯演變而來，由窯體、支承、傳動、密封等部件組成，其主體是一臥式并可旋轉的圓柱型筒體，外殼用鋼板卷制而成，內砌復合耐火保溫材料，根據不同的工況和層面，采用硅酸鹽、高鋁及剛玉磚等不同材料，有較強的耐腐耐磨性能，耐溫達1300℃。需處理的廢棄物由高的一端(窯頭部)進入窯內，隨著筒體的轉動緩慢的向窯尾部移動，窯體的轉動使物料在燃燒的過程中與助燃空氣充分接觸，完成干燥、燃燒、燃燼的全過程，最后由尾部將燃燼的渣排出。窯內特有的揚料導料結構，使物料在窯內呈拋物狀和不等速運動，加大了熱交換，使工況更穩(wěn)定。為保證窯體在微負壓下運行和減小設備漏風對系統(tǒng)的影響，在窯體兩端設計了魚鱗片組合密封，實踐證明該結構可使回轉窯漏風率低于5%，強化了熱解效果。窯體實現變頻調速，可滿足各種焚燒物在窯內需要不同停留時間的要求。

二燃室為一垂直于地面的圓柱型筒體，其主要作用是對回轉窯內未燃燼的有害物質作進一步銷毀。二燃室設有輔助燃燒器和獨特的二次切向供風裝置，以保證煙氣在高溫下同氧氣充分接觸和煙氣在二燃室的滯留時間不低于2s，二燃室供風量的大小可根據其出口煙氣的含氧量進行調整，真正意義上做到“3T”燃燒，有效去除二惡英。二燃室上部為煙氣燃燒區(qū)，裝有輔助燃燒器、看火孔和檢修門。頂部設熱電偶控制燃燒器工作，另配有緊急防爆煙囪，以備發(fā)生意外時確保人員和設備的安全。二燃室下部為灰渣燃燼區(qū)，采用水冷密封，燃燼的灰渣被水冷卻后經埋刮板出渣機排出爐外。

1.2設計計算與說明

1.2.1醫(yī)療廢物的特性計算

(1).醫(yī)療廢物的收到基成份及熱值（以南方某城市為例）：

(1).回轉窯設計指標

處理垃圾種類：醫(yī)療廢物

醫(yī)廢低位熱值：13067.38kJ/kg

設計處理量：6t/d（250kg/h）

最大處理量：8.4t/d(350kg/h)

二燃室煙氣溫度：≥1000℃

二燃室煙氣停留時間：≥2s

出口干煙氣含氧量：6％～10％

灰渣量：～37.5kg/h

排渣溫度：～500℃

垃圾熱灼減率：<5%

焚燒爐燃燒效率：≥99.9％

燃燒室效率：～80％

一燃室最大輔助燃油量：～30kg/h

二燃室最大輔助燃油量：～55kg/h

(2).回轉窯主要結構尺寸

回轉窯初燃室尺寸：φ1.65×7.5m

二燃室尺寸：φ2×11.5m

回轉窯初燃室傾斜度：2%

緊急排放煙囪尺寸：φ0.6m

(3).回轉窯主要運行參數

回轉窯轉速：0.2～2rpm

回轉窯驅動電機：5.5kw

醫(yī)廢桶容積：20kg/桶

回轉窯進料速度：20kg/5min

醫(yī)廢在初燃室停留時間：0.75～2.5h

運行時間：連續(xù)24h運轉，年運行時間300d

2.回轉窯式醫(yī)療廢棄物焚燒處置系統(tǒng)工藝流程

2.1工藝流程概述

系統(tǒng)采用“回轉窯初燃＋二燃室高溫＋嚴格的尾氣凈化”的工藝，其工藝流程詳見圖1，焚燒處置系統(tǒng)控制總貌圖參見圖3。

圖1 工藝流程

醫(yī)療廢物裝在專用的周轉箱內，由醫(yī)廢專用運輸車運入處置中心廠區(qū)，叉車將周轉箱送到自動進料系統(tǒng)前，由自動提升機將桶內廢物倒入爐前料斗內，然后由液壓推桿將醫(yī)廢推入回轉窯內。進入回轉窯的醫(yī)療廢物隨著窯體的旋轉向前推進，在窯內溫度（800℃～900℃）的作用下，醫(yī)療廢物在前移中依次完成干燥、熱解、焚燒、燃燼的過程。燃燼后的爐渣排出窯體，而產生的煙氣進入二燃室，在高溫下（1000℃～1100℃）充分燃燼，其中的有毒有害物質得到充分的破壞，完成醫(yī)療廢物的無害化處理過程。

分別由一次風機和二次風機向回轉窯初燃室和二燃室內送入一次風和二次風，一次風量和二次風量合理分配，使得醫(yī)療廢物可以保持良好的燃燒效果，同時減少了飛灰等污染物的產生量。為了保持回轉窯初燃室和二燃室內的溫度，需添加輔助燃料助燃。初燃室和二燃室分別設有燃燒器，輔助完成醫(yī)療廢物從干燥到高溫燃燒的整個處理過程。

為了扼制二惡英在尾部煙道中的再合成，從二燃室出來的高溫煙氣（～1000℃）進入急冷塔，通過噴水霧化降溫，在極短的時間內使溫度下降至200℃，從而躍過二惡英易形成的溫度區(qū)，有效地防止二惡英的再合成。急冷塔內采用進口噴嘴，噴水全部霧化，并在高溫下蒸發(fā)，沒有污水排出。

急冷后的煙氣進入干式脫酸吸收塔。消石灰粉經過噴射器噴入吸收塔，和煙氣中的二氧化硫、氯化氫等酸性氣體在吸收塔中發(fā)生化學反應，脫除掉二氧化硫、氯化氫等酸性氣體；活性炭粉在吸收塔之后進入布袋除塵器前的煙道中噴入，它均勻地彌散在煙氣中，對二惡英和細顆粒有很好的吸附作用，降低煙氣中有害物質的排放。

然后煙氣進入袋式除塵器除去絕大部分飛灰，使排出煙氣達到國家排放標準，處理后的干凈煙氣由引風機經煙囪排入大氣。

二燃室燃燼后排出的爐渣，直接送往垃圾填埋場填埋，而急冷塔、吸收塔和除塵器排出來的底渣和飛灰，用密閉小車送至飛灰暫存庫暫存，待當地省危廢中心建成后統(tǒng)一進行穩(wěn)定化處理填埋。

2.2工藝流程特點

1).焚燒系統(tǒng)

●進料系統(tǒng)采用自動上料，雙道密封門，液壓推料入爐方式，程序控制，具有良好的密封作用；

●采用兩級焚燒模式，初燃室溫度800-900℃，廢物停留時間大于1.5h，灰渣灼減率小于5%；二次燃燒室輔油燃燒至1000℃以上，有效容積大，煙氣停留時間>2s，可對初燃室產生廢氣進行高溫破壞和達到完全燃燒，并降低粉塵排放；

●采用變頻風機平衡通風，確保焚燒爐運行過程中爐膛處于負壓狀態(tài)（-15～-50pa），避免有害氣體逸出；

●窯體動靜接合部分采用魚鱗片密封機構，結構緊湊、便于維修且維修費用較低；

●回轉窯進口端的耐火層采用了2-3道縱向異形凸起，這種特殊結構可以保證筒體回轉過程中將物料充分翻滾和攪動，并防止打滑和團塊，從而使得燃燒反應充分徹底，避免爐內高溫局部結焦；

●回轉窯采用齒輪傳動，變頻調速，便于控制廢棄物在窯內的停留時間；

●窯內采用耐腐蝕、耐高溫、高強度的耐火材料，該材料經過多次焚燒多種醫(yī)療廢棄物的考驗，具有較高技術性能，可以延長轉窯的使用壽命減少耐火材料的維修次數，降低運行成本；

●二燃室采用切向布風的特殊設計，實現湍流燃燒，保證了二惡英前驅物(氯苯和氯酚)等有毒物質的破壞；

●二燃室頂部出口煙道裝有緊急排放煙囪，定溫排放，有效保護系統(tǒng)設備；

●點火及輔助燃燒器處于常供風狀態(tài)，同時采用滑動導軌，遇到停電等緊急停爐狀況時，可隨時抽出燃燒器，避免損害燃燒頭及其零部件。

2).尾氣處理系統(tǒng)

●急冷塔采用進口雙流體噴嘴，霧化效果好，不產生生產污水；

●消石灰和活性炭加入系統(tǒng)采用螺旋給料，羅茨風機輸送，噴射效果好，經檢測各項排放指標遠低于GB18484的標準（詳見附表）；

●采用布袋除塵器，濾袋材料選用聚苯硫醚纖維（PPS），耐溫可達190～200℃，尤其適合醫(yī)療廢物焚燒后煙道氣中含酸堿性及濕氣的場合；

●根據用戶要求及醫(yī)廢處置系統(tǒng)的生產飽和情況，我們可以增加余熱鍋爐以提高熱利用。但針對醫(yī)廢焚燒后煙氣酸性較強的特殊情況，建議采用輻射式煙道余熱鍋爐。

3）.DCS控制系統(tǒng)及其連鎖保護

●進料系統(tǒng)順序聯(lián)鎖，上料機啟動條件：壓料閥必須開到位，信號燈亮；火門打開條件：壓料閥必須壓到位，信號燈亮；推料閥推料條件：火門必須開到位，信號燈亮；火門關閉條件：推料閥必須回到位，信號燈亮；

●引風機轉速變頻調節(jié)實現回轉窯窯頭負壓-15～-50pa左右；

●急冷塔出口煙氣溫度與給水調節(jié)閥實現聯(lián)鎖；

●二燃室煙氣含氧量與二次風機聯(lián)鎖；

●除塵器進口煙溫與緊急排放煙囪聯(lián)鎖；

2.3系統(tǒng)主要設備

1).焚燒系統(tǒng)

進料裝置（液壓站、油箱、油缸、鏈式上料機）、回轉窯初燃室、二燃室、助燃系統(tǒng)（燃燒器、油泵、油罐、日用油箱等）、一二次鼓風機、埋刮板出渣機等；

2).尾氣處理系統(tǒng)

急冷塔（霧化噴嘴、出灰攪拌機）、吸收塔、布袋除塵器、消石灰噴射系統(tǒng)、活性炭噴射系統(tǒng)、引風機、煙囪等；

3).自動控制系統(tǒng)（DCS）

4).電氣、儀表

5).輔助配套系統(tǒng)

壓縮空氣系統(tǒng)（空壓機、儲氣罐、干燥器、過濾器）、水系統(tǒng)（水箱、水泵）。

3.回轉窯式醫(yī)療廢棄物焚燒處置系統(tǒng)排放指標

2005年7月初，我公司邀請清華大學有關院系人員到項目現場對整個醫(yī)療廢物焚燒系統(tǒng)的排放指標進行了測試。下面是某個時間段的溫度曲線圖，具體測試數據表見附表1。

從溫度曲線圖上我們可以看出：燃燒穩(wěn)定后，回轉窯初燃室和二燃室的溫度曲線基本保持平穩(wěn)。測試數據表中的各個數據也表明焚燒系統(tǒng)的排放指標達到了國家環(huán)保局《危險廢物焚燒污染控制標準》（GB18484-2001）的要求：

圖2回轉窯燃燒溫度曲線圖

顆粒物濃度：<80mg/m3

煙氣黑度：林格曼Ⅰ級

一氧化碳濃度：<80mg/m3

二氧化硫濃度：<300mg/m3

氮氧化物濃度：<200mg/m3

氯化氫濃度：<70mg/m3

二惡英類濃度：<0.4TEQng/m3

注：以上均以11％的O2作為換算基

4.結論

從上述各方面的論證來看，回轉窯式醫(yī)療廢棄物焚燒處置系統(tǒng)無論在設備結構、系統(tǒng)工藝流程還是環(huán)保達標上都尤其適合醫(yī)療廢物的處理，符合醫(yī)療廢物處置安全無害、廢物減量的原則，也符合國家關于危險廢物和醫(yī)療廢物處置設施建設的規(guī)劃，并已逐漸成為國際上通用的危廢和醫(yī)廢處置技術，有著廣闊的應用前景。

參考文獻：略