专利名称：一种处理医疗废弃物的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及处理医疗废弃物的方法和设备，具体地说，涉及一种采用裂解和焚烧的方式处理医疗废弃物的方法和设备。
背景技术：
随着社会的发展和人们健康水平的提高，医疗废弃物在社会垃圾总量中的百分比含量不断上升。因医疗废弃物可能含有具有病菌、病毒，因而具有毒性和传染性，还有恶臭，它们对人群和环境的危害性远远大于普通的日常生活垃圾。有效地处理这些医疗废弃物、使其无害化、减容化，已成为全球普遍重视和研究的课题。
医疗废弃物成份复杂，主要包含有机高分子聚合物类，如橡胶手套，床垫、塑料输液管、血浆袋等；有机纤维类，如纱布、绷带、口罩、药用棉花棉球、衣物等；碳水化合物类，如人体内脏器官、肢体、发毛、血液及残余物；以及固体废弃物类，如玻璃瓶、金属针头、破损的手术器皿、刀械，等等。医疗废弃物必须经过高温处理才能彻底无害化，达到环境保护要求。目前，分解和销毁医疗废弃物的常见方法就是采用各式各样的焚烧法，如旋转筒式焚烧法、卧式排炉燃烧法，立式筒体焚烧法，例如在USP 6,352,040中采用二步焚烧法，等等。焚烧垃圾后排出的尾气严重污染大气环境、每天焚烧的垃圾越多，产生的尾气也越多，对环境的污染也就越大；焚烧垃圾需要大量燃料油，能耗大、处理成本高；焚烧中产生大量过剩的高温烟气或热量难以储蓄和综合利用，特别是医疗废弃物中含有大量可以转化成高价值燃料油的废塑料、废橡胶物品被烧掉，造成能量资源的严重浪费；未被高温处理的原始医疗废弃物带有易传染的有毒和有害性物质，必须在密封环境条件下进行无毒化处理和彻底销毁；而焚烧法通常是在鼓吹空气的条件下进行的，一般很难形成到密闭环境，导致操作工人和周围环境被有害物质传染。
综上所述，将医疗废弃物进行一次性焚烧处理的方法存在着大量的尾气污染环境、能耗和处理成本高，过剩的热能难以储蓄利用以及无法进行医疗废弃物的资源化等严重的弊病。
现有技术已公开了一些取代和改进上述焚烧法的新技术方案，例如采用热裂解方法。在USP 6,139,793中，医疗废弃物在带有搅拌装置的密闭容器中进行间歇式无害化处理；但由于搅拌轴长时间在高温条件下旋转易变形和弯曲，转轴与容器之间的密封系统易被破坏，致使容器内的高温气体易向外泄露，故只能采用较低温度来处理医疗废弃物，但其中使用的121-171℃低温范围只能起到杀菌消毒作用，根本不能将有机废弃物彻底分解和裂解；USP 6,524,539中公开了用电磁微波作为热源、在无氧的密闭容器中将医疗废弃物进行传统的间歇式干馏方法，使排放的尾气中不含二恶英等有毒物质；由于是间歇式操作，加料和排灰清渣必须在常压常温条件下进行，以致每次装料后需要很长时间去升温，卸渣排灰前需要很长时间去降温，升温和降温二个过程消耗了大量的时间，导致设备的单位处理量降低；大量的热能在升温和降温过程中损失掉，必须额外增加和补充大量的电耗；废弃物中本身含的有机物不能被燃烧利用，处理成本高；另外，废弃物中的金属物质对电磁微波有反射作用，导致电磁微波设备受到坏的影响，不能正常运行。
特别是，医疗废弃物中含有大量的碳水化合物，如人体的内脏等等，必须要在850℃以上的高温下处理才能使其彻底分解和无害化。当今，市场上或工业上常用的耐高温钢即不锈钢或钛合金钢也很难长时间耐受850℃以上的高温条件，且价格昂贵；所以，在实际工业化处理医疗废弃物的过程中，裂解设备的材质的使用温度一般在500-700℃。裂解设备材质的耐温能力限制了裂解设备内的医疗废弃物的热裂解温度难以达到850℃，也就是说，在500-700℃的温度条件所发生的热裂解不能使医疗废弃物完全彻底地分解，裂解后的残渣中还含有相当多未被分解的有机物质，还必须进一步处理使其彻底分解或无害化，才能符合环境保护的要求。
综上所述，单纯采用焚烧法和传统的热解法处理医疗废弃物，已经不能满足高效、环保、节能等多方面的要求。
本发明的目的就是要克服上述焚烧法和热解法处理医疗废弃物的缺点，提供一种先低温裂解后高温焚烧、能满足高效、环保、节能等多方面要求的处理医疗废弃物的方法和设备。
发明内容
按本发明的一个方面，提供了一种处理医疗废弃物的方法，更具体地说，本发明涉及一种先将医疗废弃物进行有限热裂解、然后将裂解反应产生的残渣进行高温焚烧的方法。
按本发明的另一方面，提供了一种处理医疗废弃物的设备，它主要包括将医疗废弃物进行有限热裂解的装置和将裂解反应产生的残渣进行高温焚烧的装置。
按本发明的方法包括以下步骤i)将所述的医疗废弃物装入裂解设备内并密闭该设备；ii)加热该裂解设备，使物料在300-450℃保持0.2-4小时，进行热裂解反应，收集并利用热裂解反应的气相产物；iii)将裂解反应残渣排出裂解设备，送到燃烧炉中焚烧至烬；iv)从燃烧炉中排出并处置焚烧后的灰渣。
所说的医疗废弃物包含一种或多种下列废弃的物质有机聚合物、有机纤维物质、碳水化合物、人体组织器官或其它有机残余物、无机-及金属材料、器械等。
在装料前，所述的医疗废弃物经过粉碎或不粉碎，要求废弃物的尺寸不大于35厘米。在装料过程中应尽量避免裂解设备中存留的裂解反应气体产物不外泄。
热裂解反应和焚烧所需的热源可以由燃油、燃气、煤、电能或/和裂解反应残渣的燃烧来提供，所说的燃油和燃气可以是从热裂解反应产生的气体产物中获得的。
所述的热裂解残渣在燃烧炉内在850-1300℃下经焚烧，使其中的可燃物燃烧干净，也使其它物质彻底无害化；裂解和焚烧操作的压力各为常压或稍微加压。
将裂解反应残渣排出裂解设备的步骤可分两步进行，即先将残渣排放到残渣收集容器中、待积累到一定量时才一并送到燃烧炉中；将排出的残渣送到燃烧炉中的步骤可采用常用的方式进行，例如采用链条传送，或在处理量不很大时用人力传送。
经过焚烧后的灰渣排出燃烧炉，冷却后经分筛，将未被灰化的固体物质如固体无机物和金属与灰分分开，分别做进一步的处理。
按本发明的方法的一个优选的实施方案，将所述的热裂解反应分两步进行，第一步为将医疗废弃物在裂解设备包含的一个储料/气化单元中升温至不超过250℃，维持0.2-2小时，其间产生的气体产物送到燃烧炉中燃烧并回收热量，第二步再将剩余物引入裂解设备包含的一个热裂解单元中，使其在300-450℃保持0.2-4小时，以完成热裂解反应。
按本发明的方法的又一个优选的实施方案，使裂解反应所生产的气相产物经冷凝处理，并收集冷凝下来的液相烃油，将未凝结的气体引入燃烧炉进行燃烧，并利用燃烧放热来为热裂解反应过程供热。
按本发明处理医疗废弃物的设备包括储料仓、热裂解设备、燃烧炉、储渣罐、余热锅炉和烃油收集装置；所述的储料仓包括可为圆柱形或矩形的壳体，壳体的外层是加热用的烟道气通道层，壳体的上部装有加料开孔，并配备密封盖或阀门；壳体的下部装有通向热裂解设备的卸料口，并配备阀门；壳体上部装有蒸汽进口和通向燃烧炉的气体排放出口；所述的热裂解设备位于储料仓的下方，包括可为圆柱形或矩形的上部壳体、与上部壳体形状匹配但逐渐收口的圆锥形或弧顶向上的圆形封头状下部壳体，上部和下部壳体紧密结合；壳体的外层是加热用的烟道气通道层；壳体的上部有加料开孔，开孔上配备阀门，此阀门与储料仓的卸料口相连接；壳体下部或下部侧面安装有排渣口，并配备阀门，此阀门与储渣罐的残渣入口相连接；壳体上部装有通向烃油收集装置和/或燃烧炉的气相物排放口；所述的储渣罐包括圆柱形或矩形壳体，壳体的上部有残渣进入开口，壳体下部有排渣口，并配备排渣阀门；壳体上部装有尾气出口；所述的燃烧炉包括供燃烧和焚烧的圆柱形或矩形壳体、壳壁上有与储料仓相连的气化物入口、有与烃油收集装置相连的未冷凝气化物入口、液体烃油燃烧喷嘴、燃烧获得的高温烟气出口、来自储渣罐的残渣焚烧入口以及壳内供固体物质焚烧用的炉排。
所述的烃油收集装置包括套冷凝装置和气液分离装置，冷凝装置可以接受来自于裂解设备的气化产物，使其冷凝后分离为气液两种产物，储存于气液分离器或烃油储罐中，可用室温空气或室温水给冷凝装置降温换热，换热后的热空气进入燃烧炉；气液分离装置或烃油储罐收集来自于冷凝装置的气液产物，并有出口与燃烧炉相连。
按本发明的设备的一个优选实施方案，按本发明的设备的另一个优选实施方案，所述的裂解设备可以是旋转式反应器，或是圆柱形壳体，壳体的底部可以是弧顶向上的圆形封头，排渣孔配置在壳体下部的侧面上，或矩形壳体反应器，壳体内可以安装搅拌器。在另一个优选实施方案中，裂解设备壳体内部装有加热烟道管，烟道管与壳体外层的烟道通道相连通。
附图的简要说明
图1是用本发明方法和设备的简易流程图；图2是本发明中可采用的热裂解釜、储料仓和储渣罐设备的配置示意图。
具体的实施方案下面结合本发明的设备来描述本发明的方法。
将医疗废弃物不粉碎和或粉碎成其尺寸在35厘米以下。
在将医疗废弃物加入储料仓之前，先打开储料仓上的水蒸汽进口和尾气出口，将余热锅炉产生的水蒸汽通入密封的储料仓中，用水蒸汽或抽风机将储料仓内留存的烃类气体驱赶出去，并输送到燃烧炉去燃烧；然后再敞开储料仓，给储料仓加料；加料完毕，将储料仓加盖密闭，用水蒸汽或抽风机把储料仓内的空气驱赶出去。
在储料仓内不含空气的条件下，打开储料仓和热裂解釜之间的连接阀门，医疗废弃物下落到热裂解釜内，这避免了储料仓在装料时进入的空气带进到热裂解釜，以防止热裂解釜中因有空气而产生爆鸣气发生爆炸；然后，关闭储料仓和热裂解釜之间的连接阀门；重复上述操作方法，能连续地给储料仓进行装料和卸料。
用高温烟气给热裂解釜内的医疗废弃物加热，并使物料在300-450℃下维持0.2-4小时，发生热裂解反应；热裂解反应维持常压或高于常压；反应产生气相物和残渣，将残渣排出热裂解釜，将其送入燃烧炉进行850-1300℃的高温燃烧处理至烬，达到无害化和减容化；气相物不断地被排出热裂解釜，经冷凝器冷凝，收集得到烃油，不凝结气相物被引入到燃烧炉进行燃烧，将燃烧炉内产生的高温烟气返回到热裂解釜，给热裂解釜加热；当燃烧炉内可燃性气体的供应量不足以产生足够的高温烟气时，用油泵将收集得到的烃油输入到燃烧炉进行燃烧；热裂解反应产生的残渣排入到储渣罐时，储渣罐内的压力可以是常压，也可以是负压，负压可以是用水蒸汽射流或用真空泵抽气产生。
排渣时，打开热裂解釜的排渣口与储渣罐进料口相连接的阀门，热裂解釜中的残渣受储渣罐内的负压吸引和/或向下重力作用，往下落入到储渣罐内；关闭热裂解釜与储渣罐相连接的阀门，再打开储渣罐的排渣阀门，将残渣排出储渣罐，然后，关闭储渣罐的排渣阀门；重复上述排渣操作方法，可方便地将热裂解釜中的残渣排出装置，并将含有有机物的反应残渣送入燃烧炉去焚烧，进一步进行无害化、减容化处理。
较优选的做法是，将从热裂解釜外壳层排出的加热烟气引入储料仓外壳层的加热烟气通道，使医疗废弃物升温至不超过250℃，维持0.2-2小时，以便干燥、预热物料并使易于挥发的有机组分预先挥发；将气体产物直接送到燃烧炉里去燃烧，提供热能；再将剩余物引入裂解釜中，使其在300-450℃保持0.2--4小时，以完成热裂解反应。
在上述方法步骤中，所述的热裂解反应所需热量由热裂解反应产生的烃类(烃油和/或低分子量可燃性气体，如H2、CH4、C2H6、......)以及裂解残渣中的有机物质经燃烧炉燃烧后产生的高温烟气供给；热裂解温度为300-450℃，压力为常压或高于常压，燃烧炉内的温度为850-1300℃；在通常的医疗废弃物中，废塑料、废橡胶和废纤维等有机高分子废弃物品的重量百分比例比较高，但是，它们容易在很短时间内在300-450℃低温度范围内完全彻底地热裂解和分解，只需要少量的热量；同时，热裂解反应后产生大量能燃烧的烃类物质(烃油和可燃性气体)；裂解反应产生的这些烃类物质如果全部燃烧，则燃烧后产生的总热量远远大于热裂解反应所吸收的总热量，热量或能量有剩余，应该回收储备这部分剩余的热量作为备用，否则，这部分多余的热量将被浪费和损失；而碳水化合物或纤维类废弃物(如人的内脏器官、血浆、肢体、皮肉等等)的重量百分比含量虽然比较小，但它们的物质组成中含有大量的氢键(H...O)和大量的水分，热裂解和分解它们需要大量的热量，但它们反应后产生的烃类物质(烃油和可燃性气体)的量很少，这些烃类物质燃烧后产生的热量远远小于或不能满足热裂解反应所吸收的热量，热量亏损；由于许多碳水化合物废弃物需要在较高的高温条件下，经过一个比较长的时间才能慢慢地彻底地裂解和分解，所以，必须额外补充新的热源(如燃料油、燃料气、......)，并将其引入到燃烧炉进行燃烧，产生高温烟气，以维持热裂解反应的正常进行，这将会增加医疗废弃物处理的运行成本；为了避免多余热量的浪费，降低生产中的热消耗和能源成本，平衡热裂解反应全过程中的总热量，本发明将热裂解反应在300-450℃低温度范围收回到的多余的热能——烃油，在必要时输入到燃烧炉进行燃烧，以补充和维持热裂解反应所需的热量，这样不需要额外购买燃料油，降低了运行成本，作到了医疗垃圾处理的资源化；如果医疗废弃物中可燃烧的废物量很少时，发热量也就小，应额外补充燃料到燃烧炉，此种情况可以不冷凝裂解反应排出的气相烃，即，不收集烃油，而是将气相烃直接引入到燃烧炉进行燃烧，以便获得足够量的高温烟道气和热量供裂解反应所用；由于300-450℃的裂解温度不能将医疗废弃物彻底分解和无害化，须进一步将热裂解后剩余的有机残渣输送到燃烧炉，经过850-1300℃高温焚烧处理至烬，将燃烧后产生的高温烟气返回到热裂解反应釜，给反应釜供热，热裂解反应所需的热源可以是燃油、燃气、煤、电能或/和裂解反应残渣，裂解反应残渣如果全部变成无机物，则裂解反应残渣也可以不再返到燃烧炉中焚烧处理；可用本发明方法处理的废弃物包括各类医疗废弃物、有机物废品、废塑料、废橡胶、废纤维素制品、碳水化合物、渣油、重油、污油、人蓄粪便、污泥、木屑、含油砂子以及其它高分子有机废弃物。
下面结合俯图来说明本发明。
参见图1，本发明的设备包括；储料仓(6)、热裂解反应釜或裂解设备(13)、储渣罐(15)、燃烧炉(27)、余热锅炉(12)、冷凝器(20)、烃油储罐或汽液分离器(21)、油泵(22)和鼓风机(23)等装置。
所述的储料仓(6)包括圆柱形或矩形壳体(32)，壳体(32)的外层是加热烟道层(5)，壳体(32)的上部装有加料开孔(2)，开孔(2)配备密封盖或阀门(1)；壳体(32)的下部装有卸料口，卸料口上装有阀门(7)，此阀门(7)与壳体(32)下部的热裂解釜(13)相连接；壳体(32)的上部装有蒸汽进口(4)和废气排放出口(3)；所述的热裂解釜(13)包括上部是圆柱形或矩形壳体(33)，下部是圆锥形或梯形壳体(34)，上部壳体(33)和下部壳体(34)相焊接；壳体(33、34)的外层是加热烟道层(30)，壳体(33、34)内部装有按垂直方向或水平方向排列的加热烟道管(9)，烟道管(9)与壳体(33、34)外层的烟道(30)相连通；壳体(33)的上部有加料开孔(35)，开孔(35)上配备阀门(7)，此阀门(7)与储料仓(6)的卸料口相连接；壳体(34)下部有排渣口(37)，并配备阀门(14)，此阀门(14)与储渣罐(15)的残渣进口(35)相接；壳体(33)上部装有烃类气相物排放口(8)；所述的储渣罐(15)包括圆柱形或矩形壳体(36)，壳体(36)的上部有残渣进口(35)，此进口(35)通过阀门(14)与壳体(36)上方的热裂解釜(13)相接，壳体(36)下部有排渣孔，并配备排渣阀门(16)；壳体(36)上部装有尾气出口(18)；结合附图1和2对本发明的方法进行进一步的说明。
将医疗废弃物不粉碎和或粉碎成其尺寸在35厘米以下，通过储料仓(6)的加料口(2)进入到储料仓(6)中；加料前，先打开储料仓(6)上的水蒸汽进口(4)的阀门(41)和尾气出口(3)的阀门(40)，将水蒸汽(17)通入密封的储料仓(6)中，用水蒸汽(17)将储料仓(6)内的高温烃类气体经尾气出口(3)驱赶出储料仓(6)，并将烃类气体输送到燃烧炉(27)，通过喷嘴(26)去燃烧；然后，关闭蒸汽阀门(41)和尾气出口阀门(40)；打开或敞开储料仓(6)的加料口盖子或阀门(1)，将医疗废弃物装入储料仓(6)中，关闭或密封加料口(2)；用盖子或阀门(1)密封加料口(2)；将水蒸汽(17)通入储料仓(6)内，把储料仓(6)内的空气经储料仓(6)的尾气出口(3)驱赶出储料仓(6)，或是将热裂解釜(13)排出的余热烟气引入储料仓(6)外层的加热烟道层(5)内，给储料仓(6)内的医疗废弃物加热升温，同时，打开尾气出口(3)上的阀门(40)，将储料仓(6)内的水蒸汽、易挥性物质和空气排出储料仓(6)，并引入到燃烧炉(27)，经喷嘴(26)进行燃烧处理；或者也可以不给储料仓(6)内的医疗废弃物加热；打开储料仓(6)和热裂解釜(13)之间的连接阀门(7)，医疗废弃物经裂解釜(13)上部的进料口(35)下落到热裂解釜(13)内；然后，关闭裂解釜(13)上部的进料阀门(7)；循环地重复上述操作方法，既可以确保热裂解釜(13)时刻处在密闭条件下，又可以自由地或连续地给储料仓(6)进行装料和卸料，达到生产的连续性；将热裂解反应中产生的烃类(烃油(38)和/或可燃性气体)返回到燃烧炉(27)，通过燃油喷嘴(25)和烃气喷嘴(28)进行燃烧，将高温烟气引入到热裂解釜(13)，给热裂解釜(13)加热，在300-450℃及常压或高于常压的条件下，热裂解釜(13)内的医疗废弃物中的各种有机物(纤维、塑料、橡胶、碳水化合物及其它有机物)发生热裂解反应，分解成烃类气相物、水和残渣，不断地将气相物排出热裂解釜(13)，经冷凝器(20)冷凝，收集烃油(38)，不凝结的低分子烃气被引入到燃烧炉(27)进行燃烧，燃烧产生高温烟气，将高温烟气返回到热裂解釜(13)给热裂解釜(13)加热，提供热裂解反应所需热量；在热裂解反应的中后期，热裂解釜向外排放的烃类渐渐减少，用泵(22)将烃油(38)输入到燃烧炉(27)，经燃烧喷嘴(25)进行燃烧，保持热裂解反应所需热量；为了避免渐渐增多的残渣占用热裂解釜(13)内的原料空间和热裂解空间，应该不断地将残渣排出热裂解釜(13)，以维持高温条件下的连续化生产；排渣时，打开密闭储渣罐(15)上部的尾气出口(18)管上的阀门(39)，按尾气出口向外的方向喷射水蒸汽(17)，利用射流产生负压或真空的物理原理，储渣罐(15)内的空气随水蒸汽(17)排出储渣罐(15)，储渣罐(15)内形成真空或负压环境；打开热裂解釜(13)下部的排渣口(37)阀门(14)，热裂解釜(13)中的残渣受储渣罐(15)内的负压吸引和重力作用，经热裂解釜(13)的排渣阀门(14)往下落入到储渣罐(15)内；关闭热裂解釜(13)与储渣罐(15)相连接的排渣阀门(14)，即关闭储渣罐(15)上部的进渣口(42)，停止喷射水蒸汽(17)，然后，打开储渣罐(15)下部的排渣孔阀门(16)，将残渣排出储渣罐(15)，再关闭排渣孔阀门(16)；循环地重复上述排渣操作方法，既可以随意地或自由地将热裂解釜(13)中的残渣排出装置，又维持了热裂解釜(13)内的密封条件，确保了热裂解反应在高温条件下的连续化进行。进一步将储渣灌(15)中排出的有机残渣输送到燃烧炉(27)内，经850-1300℃高温焚烧处理至烬，燃烧后产生的高温烟气返回到热裂解反应釜(13)给反应釜(13)供热。根据医疗废弃物中废弃物成份和/或种类的变化，如果热裂解反应在300-450℃温度下能将医疗废弃物或原料彻底分解，裂解残渣是无机物，储渣罐内的灰渣不需返到燃烧炉中进行焚烧处理。
以下通过具体实施例更详细地说明本发明，但本发明并不受其限制。
实施例将500KG医疗废弃物通过储料仓(6)的加料口(2)进入到储料仓(6)中；加料前，先打开储料仓(6)上的水蒸汽进口(4)的阀门(41)和尾气出口(3)的阀门(40)，将0.03Mpa压力的水蒸汽(17)通入密封的储料仓(6)中，用水蒸汽(17)将储料仓(6)内的高温烃类气体经尾气出口(3)驱赶出储料仓(6)，并将烃类气体输送到燃烧炉(27)，通过喷嘴(26)去燃烧；然后，关闭蒸汽阀门(41)和尾气出口阀门(40)；打开储料仓(6)的加料口盖子或阀门(1)，将500KG的医疗废弃物分次装入储料仓(6)中，关闭或密封加料口(2)；用盖子或阀门(1)密封加料口(2)；将热裂解釜(13)排出的余热烟气引入储料仓(6)外层的加热烟道层(5)内，给储料仓(6)内的医疗废弃物加热升温，从储料仓(6)排出的余热烟气再引入到余热锅炉(12)，给余热锅炉(12)加热产生水蒸汽(17)，回收热量；同时，打开储料仓(6)的尾气出口(3)上的阀门(40)，将储料仓(6)内废弃物产生的水蒸汽和易挥性物质以及储料仓内的空气排出储料仓(6)，并引入到燃烧炉(27)，经喷嘴(26)进行燃烧处理；打开储料仓(6)和热裂解釜(13)之间的连接阀门(7)，医疗废弃物经裂解釜(13)上部的进料口(35)下落到热裂解釜(13)内；然后，关闭裂解釜(13)上部的进料阀门(7)；循环地重复上述操作方法5次，可将500KG医疗废弃物投入热裂解釜(13)内，以确保热裂解反应所需原料，达到生产的连续性；将裂解反应中产生的可燃性气体和/或烃油(38)或购买商品燃料油引入到燃烧炉(27)，经燃油喷嘴(25)和燃气喷嘴(28)进行燃烧，将高温烟气引入到热裂解釜(13)，给热裂解釜(13)中似的物料升温至400℃，加热2小时，热裂解釜(13)内的医疗废弃物中的各种有机物(纤维、塑料、橡胶、碳水化合物及其它有机物)发生热裂解反应，分解成烃类气相物、水和残渣，不断地将气相物排出热裂解釜(13)，用室温空气与排出的气相物在冷凝器(20)中进行热交换，气相物经冷凝器(20)冷凝，收集得到烃油(38)，而不凝结的可燃性气体(H2和C1-C6)被引入到燃烧炉(27)，通过燃气喷嘴(28)进行燃烧，将冷凝器(20)换热后的高温空气引入到燃烧炉(27)，燃烧产生高温烟气，将高温烟气返回到热裂解釜(13)给热裂解釜(13)加热，提供热裂解反应所需热量；在热裂解反应的中后期，热裂解釜向外排放的烃类渐渐减少，用泵(22)将烃油(38)输入到燃烧炉(27)，经燃烧喷嘴(25)进行燃烧，保持热裂解反应所需热量；为了避免渐渐增多的残渣占用热裂解釜(13)内的原料空间和热裂解空间，应该不断地将残渣排出热裂解釜(13)，以维持高温条件下的连续化生产；排渣时，打开密闭储渣罐(15)上部的尾气出口(18)管上的阀门(39)，按尾气出口向外的方向喷射水蒸汽(17)，利用射流产生负压或真空的物理原理，储渣罐(15)内的空气随水蒸汽(17)排出储渣罐(15)，储渣罐(15)内形成真空或负压环境；打开热裂解釜(13)下部的排渣口(37)阀门(14)，热裂解釜(13)中的残渣受储渣罐(15)内的负压吸引和重力作用，经热裂解釜(13)的排渣阀门(14)往下落入到储渣罐(15)内；关闭热裂解釜(13)与储渣罐(15)相连接的排渣阀门(14)，即关闭储渣罐(15)上部的进渣口(42)，停止喷射水蒸汽(17)，然后，打开储渣罐(15)下部的排渣孔阀门(16)，将残渣排出储渣罐(15)，再关闭排渣孔阀门(16)；循环地重复上述排渣操作方法2次，便将热裂解釜(13)中的残渣排出装置，确保了热裂解反应在高温条件下的连续化进行；将储渣灌(15)中排出的有机残渣输送到燃烧炉(27)内，经855-1050℃高温焚烧处理至烬，燃烧后产生的高温烟气返回到热裂解反应釜(13)给反应釜(13)供热。
经过上述生产过程(热裂解反应)得到如下结果医疗废弃物500KG；医疗废弃物成份挥发物70.5％，固体类19％，金属及无机物10.5％；生活垃圾元素分析H 5.1％，O 18.2％，C 54％，S 0.4％N 8.5％，金属及无机物13.8％；储料仓操作温度室温至120℃；储料仓操作压力常压(小于0.1MPa)；热裂解反应温度400±50℃；热裂解反应时间2小时；热裂解釜内压力0.03-0.07Mpa储渣罐内操作压力410-709mmHg(真空度或负压)；燃烧炉内温度855-1050℃反应产物(W％)烃油(C7-C52) 94KG 18.8％；气体(H2和C1-C6) 203KG40.6％；无机残渣及金属 99KG 19.8％；水分104KG20.8％。
权利要求
1.一种处理医疗废弃物的方法，医疗废弃物包含一种或多种下列物质废弃的有机聚合物、碳水化合物、有机纤维物质、人体组织器官或其它有机残余物、无机及金属材料、器械等，该方法包括以下步骤i)将所述的医疗废弃物装入裂解设备内并密闭该设备；ii)加热该裂解设备，使物料在300-450℃保持0.2-4小时，进行热裂解反应，收集并利用热裂解反应的气相产物；iii)将裂解反应残渣排出裂解设备，送到燃烧炉中焚烧至烬；iv)从燃烧炉中排出并处置焚烧后的灰渣；
2.按权利要求1的方法，其特征在于，所述的热裂解反应分两步进行，第一步为将医疗废弃物在裂解设备包含的一个储料/气化单元中升温至不超过250℃，维持0.2-2小时，其间产生的气体产物送到燃烧炉中燃烧，剩余物再引入裂解设备包含的一个热裂解单元中，使其在300-450℃保持0.2-4小时，以完成热裂解反应；
3.按权利要求1或2的方法，其特征在于，所述的裂解反应所产生的气相产物的收集利用是指，将气相产物经冷凝处理并收集冷凝下来的液相烃油，将未凝结的气体引入燃烧炉进行燃烧，并利用燃烧放出来的热为热裂解反应过程供热；
4.按权利要求1的方法，其特征在于，其中所述的热裂解反应残渣在燃烧炉内在850-1300℃焚烧，裂解和焚烧操作的压力各为常压或稍微加压；
5.按权利要1的方法，其特征在于，其中所述的热裂解反应残渣先排放到一个可密闭的储渣罐中，待积累到一定量后再一并送到燃烧炉焚烧；
6.一种处理医疗废弃物的设备，主要包括储料仓、热裂解设备、储渣罐、燃烧炉和烃油收集装置；所述的储料仓包括可为圆柱形或矩形的壳体，壳体的外层是加热用的烟道气通道层，壳体的上部装有加料开孔，并配备密封盖或阀门；壳体的下部装有通向热裂解设备的卸料口，并配备阀门；壳体上部装有蒸汽进口和气体排放出口；所述的热裂解设备位于储料仓的下方，包括可为圆柱形或矩形的上部壳体、与上部壳体形状匹配但逐渐收口的圆锥形或弧顶向上圆形封头状下部壳体，上部和下部壳体紧密结合；壳体的外层是加热用的烟道气通道层；壳体的上部有加料开孔，开孔上配备阀门，此阀门与储料仓的卸料口相连接；壳体下部或下部侧面安装有排渣口，并配备阀门，此阀门与储渣罐的残渣入口相连接；壳体上部装有通向烃油收集装置和/或燃烧炉的气相物排放口；所述的储渣罐包括圆柱形或矩形壳体，壳体的上部有残渣进入开口，壳体下部有排渣口，并配备排渣阀门；壳体上部装有尾气出口；所述的燃烧炉包括供燃烧和焚烧的圆柱形或矩形壳体、壳壁上装有与储料仓相连的气化物入口、有与烃油收集装置相连的未冷凝气化物入口、液体烃油燃烧喷嘴、燃烧获得的高温烟气出口、来自储渣罐的残渣焚烧入口以及壳内供固体物质焚烧用的炉排。所述的烃油收集装置包括一套冷凝装置和气液分离装置，冷凝装置可以接受来自于裂解设备的气化产物，使其冷凝后分离为气体和液体两种产物，液体可储存到气液分离器中，空气经冷凝装置换热后进入燃烧炉；气液分离装置收集来自于冷凝装置的气液产物，并配置有气体和液体出口，且与燃烧炉相连通。
7.按权利要求6的设备，其特征在于，所述医疗废弃物处理设备可以包括余热锅炉，可以利用来自于其他装置的高温烟气以加水并产生水蒸气。
8.按权利要求6的设备，其特征在于，所述的裂解设备可以是旋转式反应器，或是圆柱形壳体或矩形壳体反应器，壳体内可以安装搅拌器。
9.按权利要求6的设备，其特征在于，裂解设备壳体内部可以装有加热烟道管，烟道管与壳体外层的烟道通道相连通。
全文摘要
本发明公开了一种处理医疗废弃物的方法和设备。更具体地，本发明先将医疗废弃物在密闭的热裂解设备内进行300－450℃条件下的裂解0.2－4小时，并回收裂解中产生的烃油，再将裂解后产生的有机残渣进一步在850－1300℃高温条件下进行无害化焚烧至烬处理，本发明能将大量的医疗废弃物减容化无害化和资源化；并公开了实施上述方法的设备。
文档编号A61L11/00GK1528467SQ0312641
公开日2004年9月15日 申请日期2003年9月27日 优先权日2003年3月20日
发明者周鼎力 申请人:周鼎力