前言

醫(yī)療廢物集中焚燒處理在大連市城市中心區(qū)已運行10年之久，由于當時設計標準低、爐型的選擇上適應性不強，加之焚燒量少等原因，2002年，在舊焚燒爐原址上采取BOT方式，向社會招標，對其進行了重建。經(jīng)多方考察、論證，新建焚燒爐采用回轉窯焚燒技術，按照現(xiàn)行國標和工藝參數(shù)，基本達到醫(yī)療廢物焚燒自動化、密閉化、連續(xù)進料、自動清渣的設計工藝要求，并于2003年10月正式投產(chǎn)使用，日處理量為10噸。其處理系統(tǒng)包括：醫(yī)療廢物卸料儲存系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、回轉窯熱解系統(tǒng)、點火輔助燃燒系統(tǒng)、除渣系統(tǒng)、尾氣處理系統(tǒng)、尾氣凈化系統(tǒng)、燃料供應系統(tǒng)、自動化控制系統(tǒng)。其工藝原理是采用厭氧熱解加二次燃燒好氧氧化工藝，能夠合理控制熱解溫度、湍流度、煙氣停留時間和過剩空氣率。焚燒過程分一燃段和二燃段。醫(yī)療廢物在一燃段采用厭氧燃燒，使廢物得到干燥、加熱和分解，將水分和可分解的組分釋放掉，不可分解的可燃部分在一燃段中燃燒，同時為一燃段提供熱量直至成為灰燼，在一燃段中釋放的可燃氣體進入二燃段好氧燃燒，經(jīng)高溫（850 —1000℃）將熱解氣體中有害物質(zhì)得到充分分解后燃燒。其特點是將廢物的熱量進行二級分配，提高了二次燃燒的溫度，節(jié)省了燃料，同時降低一次熱解溫度，減少排塵量，并防止熔渣掛窯現(xiàn)象的出現(xiàn)。

下面談一談回轉窯式醫(yī)療廢物焚燒爐在設計和運轉中應注意的幾點問題。

1 工藝路線的確定

目前，在國內(nèi)應用于焚燒固體廢物的各種類型焚燒爐達幾十種，按燃燒反應過程可分為直接焚燒和熱解氣化焚燒，按燃料運動和氣固混合方式可分為機械爐排爐，回轉窯爐和流化床爐等。直接焚燒機械爐排爐和流化床爐應用于生活廢物處理比較廣泛，熱解氣化焚燒多用于有機污泥和工業(yè)固廢以及醫(yī)療廢物處理。經(jīng)國內(nèi)考察論證分析，由于醫(yī)療廢物的成分復雜，如果采用直接焚燒式的機械爐排爐和流化床爐，廢物中玻璃輸液瓶分離不出來，加之輸液管、繃帶和棉紗等軟纖維組織比較多等諸多因素，勢必會造成玻璃溶化后固結鏈排，又因軟纖維組織入爐前廢物切斷困難，使流化床難以吹拂起來。因此，我們選擇回轉窯焚燒爐熱解氣化焚燒方式。

回轉窯焚燒爐是在圓柱形金屬殼內(nèi)砌筑保溫磚和耐火磚，水平安放稍有傾斜，通過爐體整體轉動達到垃圾均勻混合并沿傾斜角度向出料端移動，醫(yī)療廢物入爐前無須處理，將收集后袋裝廢物整體通過液壓往復進料裝置擠入回轉窯。由于一燃段的溫度容易控制，玻璃輸液瓶并不會溶化，避免一些熔渣掛窯現(xiàn)象出現(xiàn)。通常一燃段溫度采用燃燒器來助燃廢料，當溫度設置一定時，用一次風來控制氣化溫度，醫(yī)療廢物在回轉窯內(nèi)分解氣化產(chǎn)生可燃氣體，剩余的殘渣隨回轉窯轉動向出料端尾部移出渣倉。對灰渣熱灼率的情況判斷，可根據(jù)控制室儀表溫度進行合理掌握進料時間，一般情況下用一個恒定值來自動控制，如灰渣的熱灼率高，可適當對恒定值給予修正，保證熱灼率達到現(xiàn)行國家標準。

2 系統(tǒng)工藝設計應注意的問題

鑒于醫(yī)療廢物處理的敏感性與生活廢物處理不同，在整體布局上首先考慮醫(yī)療廢物儲存時間，嚴格遵照國務院[2003]380號令《醫(yī)療廢物管理條例》規(guī)定，滯留時間不能超過兩天，其次應考慮上料系統(tǒng)、自動控制工藝系統(tǒng)的合理布局。

2.1 上料系統(tǒng)

考慮窯體與卸料間有一定高差，需要鋪設運輸車輛坡道或采用提升裝置，將收集車運來的袋裝醫(yī)療廢物卸入儲存間有密封裝置的長方體斗式容器內(nèi)，容器下端聯(lián)接一個與容器垂直的液壓式往復推料器，將容器內(nèi)醫(yī)療廢物靠自身重量，或外部輔助垂直重鍾，或采用機械鏈排，定時輸入下邊的液壓往復推料器，然后利用時間繼電器根據(jù)工況將廢料推入回轉窯進入一燃段氣化。

上料系統(tǒng)包括廢物的儲存、下料、廢物中的滲濾液，下料過程保證光滑過渡無積存物。即料倉四壁不能完全呈錐體狀，至少保證一組對面相互平行且與料斗底部垂直。廢物中的滲濾液應隨醫(yī)療廢物通過密封擠壓裝置擠入爐內(nèi)燃燒。根據(jù)國外經(jīng)驗，當垃圾熱值達到一定程度時，有一定量的滲濾液對燃燒工藝影響不大，焚燒產(chǎn)生的有害物質(zhì)隨煙氣一道進入凈化系統(tǒng)，無后續(xù)處理問題。

2.2 回轉窯爐體工藝結構

2.2.1 回轉窯壁為絕熱結構，內(nèi)襯隔熱材料和耐火材料，窯頭和窯尾的端板工藝結構要合理，防止受熱后變形，一旦產(chǎn)生變形，窯內(nèi)隔熱材料和耐火材料因受軸向力過大，容易產(chǎn)生松動，出現(xiàn)掉磚現(xiàn)象。其次是嚴格控制風溫，一般在一燃段的熱解溫度應控制在350～650℃之間。參考國內(nèi)有關資料分析，醫(yī)療廢物中的主要成分，如紙類、竹棒、塑料的最佳熱解溫度在400～600℃之間，但塑料較紙類、竹棒難熱解。

國內(nèi)醫(yī)療垃圾熱解中試試驗結果

從上表可見，可燃成分熱解出現(xiàn)在370-618℃范圍，峰值512℃，與實際操作基本吻合。當爐溫在370℃時，煙氣量小，尾氣中水汽濃度高，經(jīng)實際操作分析，一般一燃段溫度控制在500～600℃左右為佳，此時尾氣中水汽濃度小，灰渣的熱灼率適中。

2.2.2 回轉窯窯體內(nèi)的空間直徑要根據(jù)醫(yī)療垃圾的成分進行確定，且要保證設計的日處理能力，過大或過小都有不利之處，一般選擇在1m左右為宜。

2.3尾氣凈化系統(tǒng)

尾氣凈化系統(tǒng)采用半干法凈化工藝，其組合形式為半干吸附塔噴霧反應器+袋式除塵器+活性碳過濾器，焚燒爐的煙氣經(jīng)尾氣冷卻系統(tǒng)進入尾氣凈化系統(tǒng)，煙氣中含有大量的煙塵和高濃度的有害物質(zhì)在此進行處理，半干吸附塔噴霧反應器是以堿性反應物以乳濁液的形式加入，中和反應的生成物以固態(tài)中的酸性氣體，根據(jù)煙氣中酸性氣體的含量多少，可調(diào)節(jié)噴入石灰漿的濃度和流量，達到脫硫脫酸以及控制煙氣入布袋除塵器前的溫度。反應后的固體物一部分落到灰斗中，一部分隨煙氣進入布袋除塵器。布袋除塵器選用離線低壓脈沖清灰方式，濾料采用防粘結、透氣性好、耐高溫、防腐蝕的玻纖覆膜濾袋，在布袋除塵器后設置活性碳過濾器，吸附尾氣中的有害物質(zhì)及微生物、二惡英等排放濃度。

布袋除塵器的集塵性能極高，對控制在灰塵中含有的二惡英排出很有效，煙氣入布袋前的溫度控制在 200℃以內(nèi)，避免二惡英在低溫生成。不足之處，一是成本高，二是濾袋的使用壽命低。隨著環(huán)境保護力度的加強，它的處理技術也在不斷提高。就除塵技術而言，不僅要考慮設備的高效和廉價，還必須通盤考慮操作溫度的控制。為此，渴望能有一種既具備充分去除煙氣性能工藝、又高效廉價的新產(chǎn)品被開發(fā)出來，期待醫(yī)療廢物焚燒處理技術的發(fā)展與進步。

2.4設備布局及尾氣冷卻系統(tǒng)

依據(jù)國家對醫(yī)療廢物重視程度，既要考慮保證設備的全年正常運轉，又要考慮設備的正常檢修，采用兩套回轉窯（一用一備），兩套二燃室，一套尾氣處理系統(tǒng)。一燃段熱解氣體經(jīng)二燃室高溫燃燒后（風溫控制在850-950℃之間），高溫煙氣經(jīng)水換熱器和空氣換熱器冷卻后，煙氣溫度急劇下降，在此階段工藝設計上應重點考慮高溫煙氣對水換熱器和空氣換熱器的高溫腐蝕，盡量避開強風對設備的侵蝕。醫(yī)療廢物中含有大量氯和硫的成分，焚燒產(chǎn)生的煙氣中HCI的濃度是一般生活廢物的幾倍，對布置在煙道內(nèi)的金屬受熱面會產(chǎn)生腐蝕作用，金屬的腐蝕速率與金屬表面溫度有關，金屬溫度在 320 -480℃范圍，會形成氯化鐵和硫酸鹽，溫度進一步提高到480 -800℃，氯化鐵和硫酸鹽產(chǎn)生分解，使得金屬材料失去氧化保護層而腐蝕，如果此時再有強風侵入，分解后將產(chǎn)生強酸，出現(xiàn)高溫腐蝕現(xiàn)象。煙氣溫度在硫酸露點溫度約150℃以下時，會發(fā)生電化學腐蝕，亦稱為低溫腐蝕，低溫腐蝕通常在酸性氣體露點溫度以下20-50℃時最為嚴重。金屬的腐蝕速率隨著金屬溫度的提高而加快，當金屬溫度為430-450℃時，腐蝕情況尚屬輕微，若溫度繼續(xù)升高則腐蝕隨之加劇。一般過熱器的管壁溫度約比管內(nèi)蒸汽溫度高30 -50℃，因此在設計空氣換熱器和水換熱器時應布置在煙氣溫度600 -650℃的煙道中，設法加大冷卻水循環(huán)速度和面積，以降低過熱器管壁溫度，減少腐蝕速率。

金屬低溫腐蝕主要發(fā)生在150℃以下的受熱面，排煙溫度通常在200℃左右，若空氣預熱器進口為冷空氣，則空氣預熱器進口處溫度低，易發(fā)生低溫腐蝕現(xiàn)象。若將空氣在蒸汽加熱器內(nèi)加熱到90℃左右后再進入空氣預熱器，可有效防止低溫腐蝕產(chǎn)生。

2.5 飛灰的處理方法

飛灰主要成分為醫(yī)療廢物焚燒后產(chǎn)生的無機物和重金屬等。雖然目前醫(yī)療廢物產(chǎn)生的飛灰量很少，但已被國際認定為有害危險物，我國在相關標準中已明確將焚燒飛灰列為危險廢物。飛灰的處理方法很多，根據(jù)各種焚燒工藝采取方法有安全填埋、高溫處理、固化與穩(wěn)定化、濕式化學處理等。

本工藝采用固化與穩(wěn)定化處理法，利用固化劑將含大量重金屬的除塵器飛灰混合形成固化體，以減少有害物質(zhì)溶出的處理方法。依據(jù)固化劑不同，固化處理可分為水泥固化、瀝青固化、塑料固化、石灰固化和其它固化等。因醫(yī)療廢物焚燒量小，產(chǎn)生的飛灰也很少，我們采用了水泥固化，此方法具有工藝成熟、操作簡單、處理成本低的優(yōu)點，只需在飛灰中加入10%-20%的固化劑和10%-15%的水并經(jīng)充分攪拌混合后，固化體毒性浸出值即可達標。

3 結論

在經(jīng)過半年試運轉、調(diào)試和一年多的運行過程中，該回轉窯式醫(yī)療廢物焚燒爐在設計方面尚存在不同程度的缺陷，在設計與實際操作中存在參數(shù)相互配合不協(xié)調(diào)的問題。這些問題的存在導致設備性能不能得到充分發(fā)揮。為了更好地使設備發(fā)揮應有的效能，也便于國內(nèi)專業(yè)人士對這些問題得到更多的了解，我們通過對經(jīng)驗的總結，提出幾點粗淺的設想和看法，希望有利于在今后的此類建設中，避免同類問題的發(fā)生。

參考文獻

李東紅等《城市醫(yī)療垃圾熱解焚燒技術研究》環(huán)境衛(wèi)生工程，2001，9（3）：109～111

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