生物質(zhì)與醫(yī)療廢棄物的焚燒聯(lián)產(chǎn)處理設(shè)備

1 技術(shù)背景

生物質(zhì)主要是指農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)過程中除糧食、果實以外的秸稈、樹木等木質(zhì)纖維素(簡稱木質(zhì)素)、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)下腳料、農(nóng)林廢棄物等物質(zhì)。生物質(zhì)以可再生性，廣泛分布性等特點得到人們認可。全國農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)生量約6 億t，大約3 億t 可作為燃料使用，林業(yè)廢棄物年可獲得量約9 億t，大約3 億t 可作為能源利用，而現(xiàn)有技術(shù)中生物質(zhì)直接被焚燒，這樣不僅浪費資源，而且還污染空氣。

醫(yī)療廢棄物是指醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)在醫(yī)療、預(yù)防、保健以及其他相關(guān)活動中產(chǎn)生的具有直接或間接感染性、毒性以及其他危害性的廢物，還包括外包裝、一次性輸液瓶（袋）等可再生資源利用的廢棄物，其危害性要比一般生活垃圾更加嚴重。

焚燒法是將醫(yī)療廢棄物作為固體燃料送入焚燒爐中，在高溫條件下，醫(yī)療廢棄物與空氣中氧氣進行劇烈的化學(xué)反應(yīng)，放出熱量，轉(zhuǎn)化成高溫的燃燒氣和少量固體殘渣。醫(yī)療廢棄物和生物質(zhì)的熱值較高，在焚燒過程不需要消耗煤、油等助燃能源，節(jié)省了大量能源，并通過蒸汽發(fā)電等回收能源，做到資源節(jié)約和循環(huán)利用，大力提升能源使用效率。

文中介紹的生物質(zhì)與醫(yī)療廢棄物焚燒聯(lián)產(chǎn)處理設(shè)備，可提高生物質(zhì)與醫(yī)療廢棄物的能源利用效率。該設(shè)備由氣化爐、焚燒爐、燃燒室、磨粉機、氣動式旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和蒸汽鍋爐等部分組成。氣化爐所產(chǎn)生的高溫可燃氣體進入焚燒爐內(nèi)，可助燃醫(yī)療廢棄物進行焚燒；焚燒爐所產(chǎn)生的煙氣與炭粉和高壓蒸汽進入燃燒室內(nèi)，經(jīng)過二次配比混合燃燒，可產(chǎn)生大量的熱能，有效提升了熱能產(chǎn)率?？傊撗b置將生物質(zhì)與醫(yī)療廢棄物進行聯(lián)合處理，提高其產(chǎn)能效率，減少額外能耗。

2 生物質(zhì)與醫(yī)療廢棄物焚燒聯(lián)產(chǎn)處理設(shè)備介紹

本設(shè)備通過磨粉和氣動式旋轉(zhuǎn)機構(gòu)將生物質(zhì)與醫(yī)療廢棄物進行聯(lián)合處理，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

2.1 主要組件及其工作流程

設(shè)備包括氣化爐、焚燒爐、燃燒室、磨粉機、氣動式旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和蒸汽鍋爐等主要結(jié)構(gòu)，其連接方式為氣化爐的煙氣出口與焚燒爐燃燒腔連通，焚燒爐的煙氣出口與燃燒室煙氣進口連通；燃燒室的煙氣出口與蒸汽鍋爐的煙氣進口連通；磨粉機的出粉口與燃燒室的煙氣通道連通；氣動式旋轉(zhuǎn)機構(gòu)與磨粉機的旋轉(zhuǎn)軸相連，以驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸進行轉(zhuǎn)動；蒸汽鍋爐的蒸汽出口與氣動式旋轉(zhuǎn)機構(gòu)進氣口連通，氣動式旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上的排氣口中的氣體流向與磨粉機上的出粉口中的粉料流向的夾角為鈍角，優(yōu)選為角度100～150°。其結(jié)構(gòu)圖如圖1 所示。

圖1 生物質(zhì)與醫(yī)療廢棄物焚燒聯(lián)產(chǎn)處理設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

2.2 氣動式旋轉(zhuǎn)機構(gòu)

氣動式旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括氣缸、主軸、葉輪和噴嘴，葉輪設(shè)置在氣缸的內(nèi)腔中，主軸穿設(shè)在所述葉輪上，且其兩端分別貫穿至氣缸外，氣缸的壁上在正對葉輪的葉片處設(shè)有進氣口，噴嘴設(shè)置在進氣口中，氣缸的壁上設(shè)有排氣口；蒸汽鍋爐的蒸汽出口與所述噴嘴相連，氣缸上的排氣口與磨粉機上的出粉口連通。其作用是當(dāng)蒸汽鍋爐內(nèi)的高壓蒸汽進入噴嘴內(nèi)，并經(jīng)噴嘴噴出，噴向葉輪的葉片，以推動葉輪轉(zhuǎn)動，而葉輪轉(zhuǎn)動后將驅(qū)使主軸轉(zhuǎn)動，主軸轉(zhuǎn)動的同時帶動磨粉機中的旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，結(jié)構(gòu)簡單，運行穩(wěn)定，需要維護的部件少。

2.3 磨粉機

磨粉機包括外殼、定磨盤、動磨盤、旋轉(zhuǎn)軸和料倉，定磨盤固定設(shè)置在所述外殼內(nèi)的其中一個側(cè)壁上，動磨盤布置在外殼內(nèi)，且靠近定磨盤；旋轉(zhuǎn)軸的一端與所述動磨盤相連，另一端穿出至外殼外并與主軸的一端相連；定磨盤側(cè)壁上設(shè)置進料口，與之對應(yīng)位置外殼處設(shè)置進料口，料倉的出料口與外殼的進料口連通，外殼上另設(shè)置出粉口，該出粉口與氣缸的排氣口連通。其作用是有效地將生物質(zhì)炭磨制成炭粉，結(jié)構(gòu)簡單，運行穩(wěn)定，需要維護的部件少。磨粉機與氣動式旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的裝配如圖2 所示。

圖2 磨粉機與氣動式旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的裝配圖

2.4 儲料倉

儲料倉外殼上的出粉口與儲料倉連通，儲料倉的出粉口分別與燃燒室的煙氣通道和氣化爐的煙氣出口連通，氣缸上的排氣口與儲料倉的出粉口連通，儲料倉的出粉口上設(shè)有流量閥。其作用是收集磨粉機磨制的炭粉，以便后續(xù)使用，避免出現(xiàn)實時產(chǎn)粉不足的情況。

2.5 變徑管

變徑管的大徑端與氣缸上的排氣口相連，小徑端與儲料倉的出粉口相連，且變徑管的小徑端的出口與儲料倉的出粉口中的粉料流向的夾角為鈍角，優(yōu)選角度為100°～150°。其作用是提升從氣動式旋轉(zhuǎn)機構(gòu)內(nèi)流出的高壓蒸汽的流速，以便更好地將炭粉鼓入或噴入燃燒室內(nèi)。

2.6 其他部件

其他部件包括清渣機和提升機，清渣機用于將氣化爐所述產(chǎn)生的生物質(zhì)炭轉(zhuǎn)移至提升機內(nèi)，提升機的出料口伸至料倉處。其作用是可以自動將氣化爐產(chǎn)生的生物質(zhì)炭轉(zhuǎn)至磨粉機內(nèi)，以確保整個系統(tǒng)的連續(xù)運轉(zhuǎn)。

2.7 工作流程

將生物質(zhì)加入氣化爐內(nèi)，進行氣化產(chǎn)炭及可燃氣體，可燃氣體流向焚燒爐，將醫(yī)療廢棄物加入焚燒爐內(nèi)進行焚燒，產(chǎn)生煙氣；氣化爐氣化所產(chǎn)生的生物質(zhì)炭輸送至磨粉機內(nèi)，蒸汽鍋爐所產(chǎn)生的高壓蒸汽部分輸送至氣動式旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，以驅(qū)動氣動式旋轉(zhuǎn)機構(gòu)運轉(zhuǎn)，促使磨粉機工作進行磨粉處理；經(jīng)氣動式旋轉(zhuǎn)機構(gòu)流出的高壓蒸汽將磨粉機所磨得炭粉噴入燃燒室內(nèi)，同時煙氣流向燃燒室進行爆燃，產(chǎn)生高溫氣體，高溫氣體進入蒸汽鍋爐內(nèi)進行熱交換另外，氣化爐內(nèi)得可燃氣體還可進入燃燒室內(nèi)。進入燃燒室內(nèi)得可燃氣體、煙氣、高壓蒸汽和炭粉得體積配比為（3～8）：（2～6）：（1～3），具體可以為3：2：2：1，6：4：3：2，8：6：4：3，等，其中優(yōu)選為6：4：3：2，該配比下，能夠有效降低煙氣中的有害物質(zhì)的含量，從而降低后續(xù)凈化系統(tǒng)的負荷率，延長工作周期。而炭粉的目數(shù)為30～120 目，具體可為30 目、80目、120 目等。

3 設(shè)備優(yōu)越性

氣化爐所產(chǎn)生的高溫可燃氣體進入焚燒爐內(nèi)，可助燃醫(yī)療廢棄物進行焚燒，減少煤、油等助燃能源的消耗；焚燒爐所產(chǎn)生的煙氣與炭粉和高壓蒸汽進入燃燒室內(nèi)，經(jīng)過二次配比混合燃燒，可產(chǎn)生大量的熱能，有效的提升了熱能產(chǎn)率，同時也有效的升高了蒸汽鍋爐的溫度，以利于后續(xù)發(fā)電、供暖等；利用高壓蒸汽將炭粉鼓/噴入至燃燒室內(nèi)，可以省去安裝鼓/噴入系統(tǒng)。另外，也免去后期維修，可以形成粉霧，提升燃燒效率；利用高壓蒸汽、氣動式旋轉(zhuǎn)機構(gòu)驅(qū)動磨粉機運轉(zhuǎn)，可以省去安裝電機，從而可以延長系統(tǒng)的工作周期，以及可以降低維護成本。

4 結(jié)語

本設(shè)備將生物質(zhì)與醫(yī)療廢棄物焚燒聯(lián)產(chǎn)處理，二者處理物進行二次配比，混合燃燒，有效提高了其可利用部分的能源利用率，處理醫(yī)療廢棄物的同時，提升燃燒效率和熱能產(chǎn)率。