医疗垃圾热解技术

医疗垃圾热解技术一、城市垃圾的常用处理方法（一）填埋（二）堆肥（三）焚烧（四）热解（一）填埋我国的填埋垃圾已占垃圾处理处置总量的90%以上。优点：简单可行，便于操作缺点：1.占用大量土地，严重浪费土地资源。2.工业的发展，化工垃圾增多，集中填埋处理垃圾会造成严重污染。3.建垃圾填埋场需大量资金投入，填埋方法处理垃圾成本较高。4.二次污染严重。（二）堆肥垃圾堆肥处理，是指利用微生物的降解作用，通过好氧发酵及厌氧发酵，使垃圾稳定化的过程，堆肥产品可作肥料或土壤改良剂。优点：可实现部分城市垃圾资源化。缺点：1.需将垃圾分类分拣，大大提高成本；2.处理技术尚不完善，会造成一定程度的浪费，并且由于不能解决氮化物、硫化物、吲哚等恶臭物质，导致对空气的二次污染。（三）焚烧优点：处理量大、减容性好、无害化彻底，且有热能回收作用。缺点：1.前期投入费用极为昂贵。建设一个日处理垃圾1000吨的焚烧炉及附属热能回收设备，大约需要7～8亿元人民币。2.垃圾要具有一定的热值。1200kcal/kg3.发电成本高。4.造成资源浪费。5.处理不当会产生二次污染。二恶英（四）热解热解气化技术被称为第三代废物处理技术。法、美、德、瑞、日和瑞典共同参与了这项技术的开发。热解气化是一种全新的废物处理的方法。该技术通过结合几个传统、成熟的技术，创造了一个新的工艺流程。它结合了创新的高温分解技术和传统的高温供氧气化技术。没有传统的锅炉，而是模拟了地层中的化工过程，将废物气化。在一个封闭环境中，在高温下，把废物完全转变成合成气和可回收的固体残留物。在高温及较长的驻留时间里，它甚至可以摧毁最复杂的有机化合物。优点：1.减容化、无害化效果好、资源化程度高2.易于控制二次污染缺点：对垃圾要求较高。前处理垃圾热解产物收集烟气处理残余废物处理分选、破碎等(处理废水、废渣等)（燃气、燃油装罐等，余热回收利用）（除尘、消除有毒和腐蚀性气体）供热系统几种垃圾处理方式的比较项目填埋堆肥焚烧热解占地面积大大小小分选要求无要求高高高减容性差较差好好二次污染水体污染、土壤污染，不易控制水体污染、土壤污染，不易控制大气污染，不易控制大气污染，易控制设备投资小较大大大产品利用沼气，不易回收利用堆肥，肥效差发电、供热，运行不稳定可储存油类、燃气，但热值低生产周期极长长短短二、医疗垃圾处理（一）医疗垃圾的特点（二）医疗垃圾的常用处理方法（三）医疗垃圾的热解技术（一）医疗垃圾的特点1.产量相对较小；15t/d2.热值较高；3.成分复杂，病原微生物多，污染严重。医疗垃圾的化学组成医疗垃圾的热值大约在10450~11286kJ/kg左右.(2000～2500kcal/kg)元素CHONSCl其他组成（%）48.196.8528.582.350.050.0313.95（二）医疗垃圾的常用处理方法医疗垃圾的处理首要考虑的问题是无害化。1.高温蒸煮＋填埋2.化学消毒＋填埋3.焚烧4.热解（三）医疗垃圾的热解技术在无氧或缺氧的条件下，将垃圾在600℃左右的中温下进行加热，将垃圾中的有机成分转变为可燃性气体、液态焦油和残碳的过程。1.热解方式按照垃圾分解气化过程的加热方式不同，可以分为外加热式热解气化技术和内热式热解气化技术。内热式（直接加热）外热式（间接加热）2.各层内进行的反应：干燥层温度在200℃以下，主要析出垃圾中含有的外部和内部水份，如羟基断裂生成水：热解层温度在200～700℃，主要生成CH4、H2、焦油等产物，长链有机物发生分解、断裂，高温部分还会发生二次反应：裂解反应、脱氢反应、缩合反应、氢化反应。如：200~400℃时，部分有机的医疗垃圾成分的侧链开始断裂，发生脱甲基等反应，产生甲烷、氢气等可燃气体。反应式如下：除了生成甲烷和氢气之外，还会生成其他的碳氢化合物，比如C2H6、C2H4等。同时，分解生成的水和架桥部分分解次甲基键进行反应，生成一氧化碳和氢气。其反应式可以表示为：当温度继续升高时，以上生成的化合物会再次发生以下二次热解反应：（1）裂解反应：（2）脱氢反应：许多分子的相邻的两个碳分别脱去一个氢，从而形成碳-碳双键，所脱去的氢会形成氢气：（3）缩合反应：两个或多个不同的分子中的碳分别脱去氢，从而互相结合成一个大分子：（4）氢化反应：有机物中的甲基、羟基等从分子上断裂与氢气反应生成小分子的化合物：医疗垃圾中的塑料在热解时，聚合物发生裂解，如果热解不够彻底，会释放出一些有害气体。如医疗垃圾中的聚苯乙烯在热解过程中会产生苯乙烯、甲苯、乙基苯等有害气体，这些气体必须进行进一步燃烧，否则会对环境造成严重的危害。聚苯乙烯的分子结构以及裂解的原理如下图所示：气化层温度＞700℃，发生的主要反应是：C＋H2O（g）═CO＋H2－118.8MJ/kmolC＋CO2═2CO－160.1MJ/kmol医疗垃圾的热解不是严格按照一定的次序进行的，许多反应都是交叉进行的。3.热解产物经过上面的分析讨论，我们知道医疗垃圾的热解是一个非常复杂的物理、化学过程，其主要产物有：（1）可燃气体：主要有：H2、CO、CH4、C2H4、CmHn等。（2）酸性气体：由于医疗垃圾中含有S、Cl、P、N等元素，热解后会产生SO2、HCl、NOx等。（3）焦油：未得到充分热解的长链、大分子碳氢化合物在冷却过程中，有些会发生冷凝，生成一种焦油状物质。（4）固体残渣这些固体物质的成分比较复杂，主要包括被处理医疗垃圾中的矿物成分、医疗垃圾中在热解过程中未能气化的有机物和金属颗粒等，可能含有有害成分，需要送入炉膛内进行高温焚烧处理。4.影响热解的因素（1）医疗垃圾的组成（2）医疗垃圾的尺寸（3）垃圾的含水量（4）热解温度充分认识这些影响因素，可以更好地设计热解装置和进行优化。5.问题（1）传热、传质问题；（2）热解过程中的热动力分析、热化学过程分析；（3）研究手段（工具）；（4）热解装置的优化。