两段式等离子体气化与熔融处理医疗废物装置及工艺的制作方法

本发明涉及危险废物处理，具体涉及一种两段式等离子体气化与熔融处理医疗废物装置及工艺

背景技术：

1、医疗废物在《国家危险废物名录》的废物类别为hw01，医疗废物包含感染性废物、损伤性废物、病理性废物、化学性废物、药物性废物，其危险特性为感染性（infectivity,in）、毒性（ toxicity, t ） 、腐蚀性（ corrosivity, c ） 、易燃性（ ignitability, i ）、反应性（ reactivity, r ） 。医疗废物极易成为疫病的传染源，如果管理不严或处置不当，容易引发医疗废物污染事故，对周边居民的人身安全和当地经济发展造成重大损害，因此一定要安全合理及时地处置医疗废弃物。

2、当前社会上传统的处置医疗废物的工艺为消毒填埋法、焚烧法、热解法等，其中消毒填埋法存在无法将医废减量并且填埋存在对土壤和地下水造成二次污染的风险、焚烧法产生大量携带二噁英和重金属的飞灰需要填埋、热解法存在无法处置无机医废的弊端。因此，传统的处置工艺已经无法满足环境保护精细化的要求，市场上开始出现处置彻底、高效经济的技术工艺，其中等离子体技术应运而生。等离子体技术以其热启动快、高能量密度、不依靠氧气、无二次污染等优点备受市场青睐，医废经过等离子体技术处理后生成玻璃化产物，可作为建材等进行资源化利用，真正实现医疗废物的无害化、减量化、资源化。在现有的等离子体处理医疗废物技术中，申请公布号为cn106244242a的专利《一种新型医疗垃圾等离子体气化处理系统》、申请公布号为cn111442286a的专利《一种处理医疗废弃物的等离子体撬装式处理装置及工艺》的专利，都是利用等离子体技术将医疗废物在1100℃左右进行高温气化以遏制二噁英的形成，但是该技术仍存在残渣和飞灰需要二次填埋处置的问题； 也有极少技术是将等离子体气化炉的温度维持在1600℃以上，直接将医疗废物形成玻璃化产物，但存在高耗能、炉衬耐材寿命短、运行操作难度大等问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种两段式等离子体气化与熔融处理医疗废物装置及工艺，医疗废物在等离子体气化炉中经过600-1100℃气化产生合成气及飞灰、残渣，飞灰和残渣在等离子体熔融炉中经过1500-1700℃熔融形成玻璃化产物，两段式处理方式避免了气化阶段在1500℃以上温度场内反应造成的过度耗能以及耐材的投资成本等。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种两段式等离子体气化与熔融处理医疗废物装置，包括等离子体气化炉、等离子体熔融炉和二燃室；

4、所述等离子体气化炉的出渣口连通所述等离子体熔融炉，所述等离子体气化炉和等离子体熔融炉的烟气出口连通所述二燃室；

5、所述等离子体气化炉的炉膛从上往下依次划分为干燥区、气化区、燃烧区和冷却区，所述干燥区的炉膛侧壁上设有多个第一等离子体火炬，所述燃烧区的炉膛侧壁上设有多个第二等离子体火炬；

6、所述气化区的炉膛侧壁上设有多个一次风进口，所述冷却区的炉膛侧壁上设有多个冷却风进口和二次风进口。

7、进一步的，所述一次风进口沿着所述气化区的炉膛侧壁周向分布，多个冷却风进口和二次风进口沿着所述冷却区的炉膛侧壁周向分布。

8、进一步的，所述干燥区的炉膛侧壁设有进料口，所述等离子体气化炉的顶部设有烟气出口。

9、进一步的，所述二燃室的烟气出口通过管道依次连通有余热锅炉和烟气处理系统。

10、进一步的，所述烟气处理系统包括依次连通的空气急冷塔、干法脱酸设备、布袋除尘器、湿法脱酸塔、湿电除尘器和scr脱硝装置。

11、一种两段式等离子体气化与熔融处理医疗废物工艺，采用本发明所述两段式等离子体气化与熔融处理医疗废物装置进行医疗废物处理，其包括以下步骤：

12、s1、医疗废物经过压实后进入等离子体气化炉，整个上料、卸料均为负压密闭环境，抽取的负压气至二燃室焚烧；

13、s2、等离子体气化炉的炉膛从上往下依次划分为干燥区、气化区、燃烧区和冷却区，开启第一等离体子火炬和第二等离子体火炬，使干燥区温度600-700℃，气化区温度800-900℃，燃烧区温度1000-1100℃，冷却区温度从1100℃自上而下降至100℃；

14、s3、医疗废物自进料口投入后随重力在炉内下落，首先在干燥区内经过燃烧区上升的热烟气进行干燥，然后进入气化区进行缺氧气化形成合成气，合成气包含co、h2、co2、h20、hcl气体，气化后的残留物在燃烧区内进行燃烧形成残渣，残渣自燃烧区自然下落至冷却区，残渣自上而下经过水冷风和二次风降温低于100℃以下；

15、s4、等离子体气化炉排出的残渣与助熔剂配伍拌合均匀后进入等离子体熔融炉，等离子体熔融炉温度维持在1500-1700℃，将医废气化后的飞灰和残渣熔融形成玻璃化产物；

16、s5、等离子体气化炉产生的合成气和等离子体熔融炉产生的烟气进入二燃室，在1100℃的二燃室内停留2s；

17、s6、烟气从二燃室排出后进入余热锅炉，烟气从1100℃降至550℃，生成的蒸汽部分回用、部分售卖，然后烟气进入烟气处理系统进行处理，达标排放。

18、进一步的，在步骤s2中，

19、开启第一等离体子火炬和第二等离子体火炬，待炉体内升温至800-900℃，同时二燃室升温至1100℃后进料；医废物料投加至第一等离子体火炬以上0.5-0.6米处时暂停进料，料层高度通过布置在炉顶的压力传感器进行联动控制，压力正常值为-50~-200pa，当压力传感器检测数值高于该值时，停止进料；进料的同时开启一次进风起始风量按照设计值供入，等离子体气化炉正常运行时一次进风量根据气化炉排烟温度进行调节，炉内排烟温度维持在600-700℃之间，排烟温度高于此区间时减少一次进风量，反之则增加进风量；等离子体气化炉正常运行后关闭第一等离子体火炬，第二等离子体火炬根据等离子体气化炉的炉体顶部排烟温度自动调节功率、以保证炉内供火的大小。

20、进一步的，在步骤s6中，烟气处理系统包括依次连通的空气急冷塔、干法脱酸设备、布袋除尘器、湿法脱酸塔、湿电除尘器和scr脱硝装置；烟气处理包括以下步骤；

21、s601、降温后的烟气再进入空气急冷塔，急冷塔内空气流速达到25 m/s，采用强制空气冷却，将烟气温度由500℃在1s以内急冷至200℃，防止二噁英重组，热交换后的空气作为补风进入等离体子体气化炉；

22、s602、烟气进入干法脱酸设备，干法脱酸设备设有熟石灰和活性炭喷吹系统，去除烟气中的酸性气体和重金属，控制消石灰200目通过率和纯度在90%以上，盐酸不溶物在0.5%以下，反应温度在150-200℃；

23、s603、烟气进入布袋除尘器，布袋除尘器脱除烟气中5μm以上尘，出口粉尘含量≤20mg/nm³，烟气中的粉尘截留后存入飞灰斗，定期将飞灰气力输送至等离子体熔融炉进行处理；

24、s604、烟气进入湿法脱酸塔，烟气和碱性水溶液（含naoh）充分接触，将残余的hcl和游离态的cl2去除；

25、s605、脱酸后烟气经过湿电除尘器，将粉尘含量降至10mg/nm³；

26、s606、除尘后烟气经过余热回用的热量升温至200℃以上，进入scr脱硝装置脱除nox至100mg/nm³以下；

27、s607、脱硝后烟气经过换热器降温至120℃，经过引风机、烟囱达标排放。

28、本发明与现有技术相比所取得的有益效果如下：

29、1、通过本发明所述的两段式等离子体气化与熔融处理医疗废物装置及工艺，医疗废物在等离子体气化炉中经过600-1100℃气化产生合成气及飞灰、残渣，飞灰和残渣在等离子体熔融炉中经过1500-1700℃熔融形成玻璃化产物，两段式处理方式避免了气化阶段在1500℃以上温度场内反应造成的过度耗能以及耐材的投资成本等；

30、实现飞灰等二次危废的就地处置，避免二次危废收集和转运带来的次生环境污染问题，另外减少了二次危废委托第三方处置公司处置时的成本；

31、2、通过本发明所述的两段式等离子体气化与熔融处理医疗废物装置工艺，对医疗废物垃圾的处理成本降低，直接运行成本低于800元/吨；

32、3、烟气处理系统包括依次连通的空气急冷塔、干法脱酸设备、布袋除尘器、湿法脱酸塔、湿电除尘器和scr脱硝装置，使烟气超低排放，符合directive2010 标准，二噁英排放浓度不高于0.5ngteq/nm3。