LR0305型医疗垃圾气化炉的研制

夏家喜

（福建省锅炉压力容器检验所，福建 福州 350003）

一、概述

随着国民经济的发展，环境问题让人民更加关注，而医疗垃圾如何有效地处理直接影响到环境，医疗垃圾的焚烧处理目前主要采用炉排炉、回转窑炉和气化炉三大类。目前国家环保局主要推荐回转窑炉和气化炉，相对于回转窑炉而言，气化炉又更有优势。它采用先进的焚烧技术，以达到无害化、减量化和资源化处理垃圾的目的。

二、结构及规范

1．主要结构

LR0305型气化焚烧炉系统由上料装置、气化室、二燃室、冷却塔、尾气净化系统等主要部件组成。炉体内壁采用耐火泥结构，炉排上布置喷风嘴，采用喷风助燃节省燃料，降低运行成本。本气化炉配有鼓风机、引风机进行机械通风，并装有自动控制系统。燃料经过上料装置进入气化室后进xx化，气化后气体进入二燃室。再从二燃室进入冷却塔冷却后进入尾气净化系统进行尾气净化。然后由引风机抽引通过烟囱排出。

2．主要规范

注：表上每回垃圾处理量根据医疗垃圾的热值和容重不同而有所差异，一般变化范围为70%～110%。

三、性能特点

l         采用全自动控制和半自动进料。

l         传动件少，磨损小，机械故障率低，维护成本小。

l         要处理的烟气量小，因此尾气处理设施投资费用低。

l         运行成本低。

l         占地面积小，基建投资低。

l         烟尘排放量低。

l          尾气排放达到《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484-2001)。

1、气化炉应尽量避免安装在附近有高层建筑物处，尤其应避免安装在100米范围内有高出25米的楼房。

2、安装地应具有供水、供电设施，应有宽畅道路通至焚烧场。安装场地应平整，{zh0}要浇注150mm厚水泥地面。引风机与鼓风机底座应以地脚螺栓固定并垫减振橡皮或安装减振弹簧，以免产生振动，增加噪声。

3、烟囱底座应装地脚螺栓，用钢丝绳拉紧。拉绳根部应固定牢靠。

5、烟囱顶部应装避雷设施同时应接入地线，电机、电器部分也应接地以保护人身安全。

6、电控柜应尽量远离热源处安装，其周围环境温度不得超过40℃。

7、垃圾场安装气化炉设备的顶部应建简易遮雨篷以保护设备，{zh0}建一个钢结构简易房，外表应尽量美观。

五、烘炉

气化炉各零部件安装完毕检查后，证实各部件能安全起动后，即可开始烘炉。

1、每班次应检查供油系统油箱是否缺油，若缺油应及时补充到油位标线位置。当不使用时，燃烧器应退出，并封口以保护燃烧器。

2、每班次应检查净化装置是否缺活性碳粉，

3、应检查冷却塔所属水箱内是否缺水，不足时应加满水。

4、检查炉体、冷却塔、半干式除酸塔、布袋除尘器以及烟囱等清灰门是否关紧，可拧紧手把使之关紧。

5、检查鼓风机、引风机法兰处以及其他管道法兰连接是否漏风，若有漏风，应拧紧把手使之关紧。

6、定期检查地脚螺栓和各连接螺栓是否松动，若松动，应于拧紧。

七、气化

（一）上料：

1、先人工用电葫芦将投料门盖打开至45^o。

2、装入医疗垃圾前，须先垫一层约100kg工业垃圾

2、将装有医疗废弃物的专用塑料桶2-3个装上料筐并扣紧后，启动电控柜表盘上的上料机构按钮，自动上料机构将料筐提升至进料口。

3、当料筐提升至进料口，料筐自动旋转将塑料桶内的医疗废弃物倒入进料口后，自动退下来。

4、重复步骤2、3，连续上料2.5吨医疗垃圾。上料完毕，人工用电葫芦将投料门复原，锁紧炉门周围手轮。

（二）点火

1、点火方式：炉体采用人工点火，二燃室采用自动点火。

2、点火：等投料结束和投料门锁紧后，启动电控柜表盘上总电源按钮，电源指示灯亮，开启引风机和二燃室燃烧器。等二燃室预热到600℃以上后，用酒精喷灯从四个点火门点燃工业垃圾，开启气化室鼓风机。{dy}次焚烧垃圾时，须调节气化室和二燃室鼓风频率，至紧急排放口黑烟消失。

（三）气化焚烧

垃圾由投料装置一次性送入气化炉，当二燃室预热到600℃时点火进行厌氧气化，气化的气体进入二燃室和二次风混合过氧燃烧。

医疗垃圾下层的工业垃圾燃烧，产生的热量将上面医疗垃圾逐层进行干燥气化，同时控制气化室供氧量，使医疗垃圾在欠氧的条件下，其中有机物裂解成含有可燃成分的气体。医疗垃圾在气化炉中经过干燥、气化、焚烧和灰化过程。当气化过程接近结束时，气化炉鼓风量增加进行过氧燃烧，使残碳燃烬。{dy}次运行时，手动调节鼓风频率，并记录，编入程序。

气化炉使医疗垃圾在厌氧状态下裂解，产生的气体含有CO、H₂、CH₄等中低热值气体，混合气体在二燃室充分燃烧，颗粒物排放极少。气化炉全封闭，避免因有机物的不良燃烧而产生恶臭及各种有毒有害气体外泄。

气化炉产生的裂解气体在二燃室充分燃烧，不产生二次有害气体。二次燃烧室采用喷油助燃，燃烧器的开启或关闭由设定温度自动控制，气化气体自燃达到设定温度时，助燃装置自动关闭。二次燃烧室内温度达到850℃以上，停留时间2秒以上。二次燃烧室采用特殊结构，烟气在二燃室内激烈湍流，满足垃圾焚烧“3T”原则

八、停机

当每回垃圾焚烧完毕时，控制柜表盘上炉膛温度指示在150℃以下时，关闭总电源，关闭水源。

九、清灰

1、气化炉为手动出灰，每回结束后，等气化室底部温度下降到80℃以下，可打开出灰门，将炉排上面灰渣用耙子耙出。确保无灰渣后关上出灰门。

2、定期观察炉排下部积灰情况，积灰过多时，可打开清灰口，用耙子将灰耙出。

3、布袋除尘器在运行过程中由卸灰阀自动卸飞灰，每天下班前集中清灰15~20分钟，烟囱下部积灰一周清理一次，由出灰门xx。清理出的飞灰应定期将其取出集中做固化填埋处理。

十、尾气降温、净化处理系统

1、急冷塔

冷却塔为目前国际上的成熟有效的急冷降温技术，高压空气和水混合后呈雾化状态从喷头喷出，雾化水滴与高温烟气充分混合，水蒸发带走大量热量，可在极短时间内将烟气温度降至300℃以下，降温后的烟气与水蒸汽一起进入半干式除酸塔，系统无废水排放。其作用是使1100℃高温烟气急剧降低至200℃左右，由于二噁英类物质在300℃~500℃的温度区间内会再合成，此种降温方式可有效降低二噁英类物质生成。阻力约600Pa。冷却塔内部衬耐酸混凝土，耐酸混凝土可防止酸性气体遇水后对塔壁的腐蚀，保证塔壁外温度低于设定值。

2、半干式除酸塔

    半干式除酸塔实际上是一个喷雾干燥除酸系统，石灰和水在搅拌罐内配成碱液，进入磁流体喷头，利用高效雾化器将硝石灰泥浆从塔顶向下喷入干燥吸收塔中，碱液被雾化成极细的水滴，与酸性烟气混合，尾气与喷入的泥浆成逆向流的方式充分接触并产生中和作用。由于雾化效果佳（液滴直径可小至30μm左右），气液接触面大，不仅可以有效降低气体的温度，中和气体中的酸气，并且喷入的硝石灰浆中水分可在喷雾干燥塔内xx蒸发，变成干粉从出灰机构排出。

   半干式除酸法的{zd0}特点是结合了干法与湿法的优点，构造简单，压差小，能源消耗少，液体用量远较湿法系统低，较干法的去除效率高，也免除了湿法产生过多废水的问题，操作温度高于气体饱和温度，尾气不产生白雾状水蒸气团。阻力约为800Pa左右。

3、烟气净化装置

该装置为去除二噁英类物质的专门装置，方法为利用系统负压向管道内喷入活性碳粉，利用文丘里装置使活性碳粉在烟气中均匀以吸附废气中的PCDD_S/PCDF_S。活性碳粉活性大，用量少，同时对汞金属亦具较优的吸附功能。

本装置后段使用布袋除尘器，一部分二噁英类物质被烟气中活性碳粉吸附，其余二噁英类物质的吸附作用发生在滤袋的表面，布袋表面能为吸附提供载体，以保证较长的停留时间。

4、布袋除尘器

布袋除尘器是一种高效的除尘装置。去除粉尘粒径在0.05μm以上，除尘效率可达99％以上。本系统配套专门针对医疗废弃物设计的布袋除尘装置，采用耐高温、耐酸碱性、耐水解性、抗氧化性都很好的特殊过滤材料，经钝化、清洗后与进口PTFE高分子材料经380℃高温烧结而成，对于高酸性烟气造成的烟气露点上升而导致烟气容易结露有良好的抵御效果，由于表面光滑、疏水，高粘性粉尘无法黏附于过滤材料表面，在保证除尘效果的前提下使清灰压力大大降低，同时使过滤材料的使用寿命大大延长，特殊过滤结构降低了设备总阻力。同时，由于脉冲清灰频率大大降低，可使布袋表面成为石灰粉的良好载体，提高除酸效率。使用半干式除酸塔配置布袋除尘器，为提高对酸性气体、重金属及二噁英类物质的去除率，可使用特殊助剂，对滤布表面进行被覆，在半干式除酸塔中以延长酸性气体与石灰的接触时间，增大石灰和酸性气体的接触频率，增加石灰分散的均匀性，降低气流压力损失，避免滤布受到湿废气的影响而阻塞。

十一、烟囱

烟囱采用不锈钢烟囱，为减少酸性气体对烟囱的腐蚀，利用中温防腐涂料进行防腐。

十二、自动控制系统

气化炉系统中，气化室、二燃室设置有多个温度测试点，冷却塔出口、布袋除尘器进口处设置有压力、温度测试点，根据测试参数与设定参数的偏差值，由控制系统自动进行纠偏。

1、焚烧状态自动控制：该系统中采用变频鼓风机供风，当气化炉、二次燃烧室温度状况与设定值偏差时，控制系统自动将这些偏差数据传输至计算机，采用模糊控制模式，自动调整鼓风机供风量和辅助燃烧系统运行状态，达到气化炉始终在设定状态下运行。

2、烟气净化自动控制：冷却塔出口设有压力、温度测试点。当出口处温度超过或低于设定值时自动调节急冷塔喷水量，使烟温保持在正常工作温度段内。

3、半干式除酸塔采用全自动控制，确保半干式除酸塔出口温度在布袋除尘器正常工作温度范围内，以确保布袋不烧毁和不结露。

4、当布袋入口处压力（负压状态）超出设定值时，自动加强脉冲清灰频率或脉冲清灰力度，以保证清灰效果，确保系统处于负压状态下运行。

十三、注意事项

1、进入布袋除尘器温度要求120℃～180℃，烟气温度过高，布袋易烧损，烟温过低布袋表面容易结露、烟尘结疤造成布袋堵塞。本系列气化炉进入布袋温度由电控装置自动控制。

2、沾附在布袋表面上的烟尘，由反吹式脉冲除尘方法去除。脉冲空气压力在空压机上调节，一般可选取0.6Mpa左右。脉冲间隔时间与脉冲宽度可从脉冲控制仪上调节。脉冲间隔时间可根据焚烧炉烟尘浓度大小调节，一般可选取在20～30秒。脉冲宽度可调节在0.2～0.5秒左右。

3、新装的布袋除尘器，使用前应启动引风机，用30kg左右滑石粉从集尘斗窗口处让其吸入以覆盖布袋表面，使烟尘不易沾粘布袋表面，更好通气。

4、当焚烧炉开始燃烧后，应随即启动布袋除尘器空压机，调节好脉冲间隔时间与脉冲宽度，让其处于自动工作状态。

5、若布袋受潮结疤，形成严重堵塞时，引风机电流下降，炉口会出现较严重正压，则应停机。打开布袋除尘器顶部盖子，取出布袋用毛刷轻轻刷干净，晒干后再装入使用。一般情况下，滤袋应每3个月清洗一次。

6、每班次结束后应只开空压机半小时，应用脉冲气流将沾附布袋表面的烟尘xx干净。

7、风机转速与频率可从面板上“转速表”与“频率表”读出。

8、有意外情况发生，需要紧急停机时，可按面板上“急停开关”，则所有电机停止转动而关机。

9、控柜的使用环境：带变频器为-10℃～50℃（需将防尘盖打开）。

10、线路应定期进行检修，非电器、电工专业人员不得随意进行拆修。专业人员维修时应参考电气原理图。