醫(yī)療垃圾熱解技術(shù)

關(guān)于醫(yī)療垃圾熱解技術(shù)第1頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三一、城市垃圾的常用處理方法（一）填埋（二）堆肥（三）焚燒（四）熱解第2頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三（一）填埋我國(guó)的填埋垃圾已占垃圾處理處置總量的90%以上。

優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單可行，便于操作缺點(diǎn)：1.占用大量土地，嚴(yán)重浪費(fèi)土地資源。2.工業(yè)的發(fā)展，化工垃圾增多，集中填埋處理垃圾會(huì)造成嚴(yán)重污染。3.

建垃圾填埋場(chǎng)需大量資金投入，填埋方法處理垃圾成本較高。

4.二次污染嚴(yán)重。第3頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三（二）堆肥垃圾堆肥處理，是指利用微生物的降解作用，通過(guò)好氧發(fā)酵及厭氧發(fā)酵，使垃圾穩(wěn)定化的過(guò)程，堆肥產(chǎn)品可作肥料或土壤改良劑。優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)部分城市垃圾資源化。缺點(diǎn)：1.需將垃圾分類分揀，大大提高成本；2.處理技術(shù)尚不完善，會(huì)造成一定程度的浪費(fèi)，并且由于不能解決氮化物、硫化物、吲哚等惡臭物質(zhì)，導(dǎo)致對(duì)空氣的二次污染。第4頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三第5頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三（三）焚燒優(yōu)點(diǎn)：處理量大、減容性好、無(wú)害化徹底，且有熱能回收作用。缺點(diǎn)：1.前期投入費(fèi)用極為昂貴。建設(shè)一個(gè)日處理垃圾1000噸的焚燒爐及附屬熱能回收設(shè)備，大約需要7～8億元人民幣。2.垃圾要具有一定的熱值。>1200kcal/kg3.發(fā)電成本高。4.造成資源浪費(fèi)。5.處理不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生二次污染。二惡英

第6頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三第7頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三（四）熱解熱解氣化技術(shù)被稱為第三代廢物處理技術(shù)。法、美、德、瑞、日和瑞典共同參與了這項(xiàng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)。

熱解氣化是一種全新的廢物處理的方法。該技術(shù)通過(guò)結(jié)合幾個(gè)傳統(tǒng)、成熟的技術(shù)，創(chuàng)造了一個(gè)新的工藝流程。它結(jié)合了創(chuàng)新的高溫分解技術(shù)和傳統(tǒng)的高溫供氧氣化技術(shù)。沒(méi)有傳統(tǒng)的鍋爐，而是模擬了地層中的化工過(guò)程，將廢物氣化。在一個(gè)封閉環(huán)境中，在高溫下，把廢物完全轉(zhuǎn)變成合成氣和可回收的固體殘留物。在高溫及較長(zhǎng)的駐留時(shí)間里，它甚至可以摧毀最復(fù)雜的有機(jī)化合物。第8頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三優(yōu)點(diǎn)：1.減容化、無(wú)害化效果好、資源化程度高2.易于控制二次污染缺點(diǎn)：對(duì)垃圾要求較高。前處理垃圾熱解產(chǎn)物收集煙氣處理殘余廢物處理分選、破碎等(處理廢水、廢渣等)（燃?xì)?、燃油裝罐等，余熱回收利用）（除塵、消除有毒和腐蝕性氣體）供熱系統(tǒng)第9頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三幾種垃圾處理方式的比較項(xiàng)目填埋堆肥焚燒熱解占地面積大大小小分選要求無(wú)要求高高高減容性差較差好好二次污染水體污染、土壤污染，不易控制水體污染、土壤污染，不易控制大氣污染，不易控制大氣污染，易控制 設(shè)備投資小較大大大產(chǎn)品利用沼氣，不易回收利用堆肥，肥效差發(fā)電、供熱，運(yùn)行不穩(wěn)定可儲(chǔ)存油類、燃?xì)?，但熱值?生產(chǎn)周期極長(zhǎng)長(zhǎng)短短第10頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三二、醫(yī)療垃圾處理（一）醫(yī)療垃圾的特點(diǎn)（二）醫(yī)療垃圾的常用處理方法（三）醫(yī)療垃圾的熱解技術(shù)第11頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三（一）醫(yī)療垃圾的特點(diǎn)1.產(chǎn)量相對(duì)較?。?5t/d2.熱值較高；3.成分復(fù)雜，病原微生物多，污染嚴(yán)重。第12頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三醫(yī)療垃圾的化學(xué)組成

醫(yī)療垃圾的熱值大約在10450~11286kJ/kg左右.(2000～2500kcal/kg)元素CHONSCl其他組成（%）48.196.8528.582.350.050.0313.95第13頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三（二）醫(yī)療垃圾的常用處理方法醫(yī)療垃圾的處理首要考慮的問(wèn)題是無(wú)害化。1.高溫蒸煮＋填埋2.化學(xué)消毒＋填埋3.焚燒4.熱解第14頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三（三）醫(yī)療垃圾的熱解技術(shù)

在無(wú)氧或缺氧的條件下，將垃圾在600℃左右的中溫下進(jìn)行加熱，將垃圾中的有機(jī)成分轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇夹詺怏w、液態(tài)焦油和殘?zhí)嫉倪^(guò)程。

第15頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.熱解方式

按照垃圾分解氣化過(guò)程的加熱方式不同，可以分為外加熱式熱解氣化技術(shù)和內(nèi)熱式熱解氣化技術(shù)。

內(nèi)熱式（直接加熱）第16頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三

外熱式（間接加熱）第17頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三2.各層內(nèi)進(jìn)行的反應(yīng)：干燥層溫度在200℃以下，主要析出垃圾中含有的外部和內(nèi)部水份，如羥基斷裂生成水：

熱解層

溫度在200～700℃，主要生成CH4、H2、焦油等產(chǎn)物，長(zhǎng)鏈有機(jī)物發(fā)生分解、斷裂，高溫部分還會(huì)發(fā)生二次反應(yīng)：裂解反應(yīng)、脫氫反應(yīng)、縮合反應(yīng)、氫化反應(yīng)。

第18頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三如：200~400℃時(shí)，部分有機(jī)的醫(yī)療垃圾成分的側(cè)鏈開(kāi)始斷裂，發(fā)生脫甲基等反應(yīng)，產(chǎn)生甲烷、氫氣等可燃?xì)怏w。反應(yīng)式如下：

除了生成甲烷和氫氣之外，還會(huì)生成其他的碳?xì)浠衔铮热鏑2H6、C2H4等。第19頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三同時(shí)，分解生成的水和架橋部分分解次甲基鍵進(jìn)行反應(yīng)，生成一氧化碳和氫氣。其反應(yīng)式可以表示為：第20頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三

當(dāng)溫度繼續(xù)升高時(shí)，以上生成的化合物會(huì)再次發(fā)生以下二次熱解反應(yīng)：（1）

裂解反應(yīng)：

（2）

脫氫反應(yīng)：

許多分子的相鄰的兩個(gè)碳分別脫去一個(gè)氫，從而形成碳-碳雙鍵，所脫去的氫會(huì)形成氫氣：

第21頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三（3）

縮合反應(yīng)：兩個(gè)或多個(gè)不同的分子中的碳分別脫去氫，從而互相結(jié)合成一個(gè)大分子：

（4）

氫化反應(yīng)：有機(jī)物中的甲基、羥基等從分子上斷裂與氫氣反應(yīng)生成小分子的化合物：第22頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三醫(yī)療垃圾中的塑料在熱解時(shí)，聚合物發(fā)生裂解，如果熱解不夠徹底，會(huì)釋放出一些有害氣體。如醫(yī)療垃圾中的聚苯乙烯在熱解過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生苯乙烯、甲苯、乙基苯等有害氣體，這些氣體必須進(jìn)行進(jìn)一步燃燒，否則會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。聚苯乙烯的分子結(jié)構(gòu)以及裂解的原理如下圖所示：

第23頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三氣化層溫度＞700℃，發(fā)生的主要反應(yīng)是：C＋H2O（g）═CO＋H2

－118.8MJ/kmolC＋CO2═2CO－160.1MJ/kmol

醫(yī)療垃圾的熱解不是嚴(yán)格按照一定的次序進(jìn)行的，許多反應(yīng)都是交叉進(jìn)行的。

第24頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三3.熱解產(chǎn)物

經(jīng)過(guò)上面的分析討論，我們知道醫(yī)療垃圾的熱解是一個(gè)非常復(fù)雜的物理、化學(xué)過(guò)程，其主要產(chǎn)物有：（1）可燃?xì)怏w：主要有：H2、CO、CH4、C2H4、CmHn等。

（2）酸性氣體： 由于醫(yī)療垃圾中含有S、Cl、P、N等元素，熱解后會(huì)產(chǎn)生

SO2、HCl、NOx等。（3）焦油： 未得到充分熱解的長(zhǎng)鏈、大分子碳?xì)浠衔镌诶鋮s過(guò)程中，有些會(huì)發(fā)生冷凝，生成一種焦油狀物質(zhì)。第25頁(yè)，講稿共28頁(yè)，2023年5月2日，星期三（4）固體殘?jiān)? 這些固體物質(zhì)的成分比較復(fù)雜，主要包括被處理醫(yī)療垃圾中的礦物成分、醫(yī)療垃圾中在熱解過(guò)程中未能氣化的有機(jī)物和金屬顆粒等，可能含有有害成分，需要送入爐膛內(nèi)進(jìn)行高溫焚燒處理。第26頁(yè)，講稿共