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(guò)程中除糧食、果實(shí)以外的秸稈、樹(shù)木等木質(zhì)纖維素(簡(jiǎn)稱(chēng)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(diǎn)得到人們認(rèn)可。全國(guó)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(fèi)資源，而且還污染空氣。

醫(yī)療廢棄物是指醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)在醫(yī)療、預(yù)防、保健以及其他相關(guān)活動(dòng)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(yán)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(jìn)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?jiān)?。醫(yī)療廢棄物和生物質(zhì)的熱值較高，在焚燒過(guò)程不需要消耗煤、油等助燃能源，節(jié)省了大量能源，并通過(guò)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(jī)、氣動(dòng)式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和蒸汽鍋爐等部分組成。氣化爐所產(chǎn)生的高溫可燃?xì)怏w進(jìn)入焚燒爐內(nèi)，可助燃醫(yī)療廢棄物進(jìn)行焚燒；焚燒爐所產(chǎn)生的煙氣與炭粉和高壓蒸汽進(jìn)入燃燒室內(nèi)，經(jīng)過(guò)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。總之，該裝置將生物質(zhì)與醫(yī)療廢棄物進(jìn)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(guò)磨粉和氣動(dòng)式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將生物質(zhì)與醫(yī)療廢棄物進(jìn)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(jī)、氣動(dòng)式旋轉(zhuǎn)機(jī)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(jìn)口連通；燃燒室的煙氣出口與蒸汽鍋爐的煙氣進(jìn)口連通；磨粉機(jī)的出粉口與燃燒室的煙氣通道連通；氣動(dòng)式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與磨粉機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸相連，以驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；蒸汽鍋爐的蒸汽出口與氣動(dòng)式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)氣口連通，氣動(dòng)式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的排氣口中的氣體流向與磨粉機(jī)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(dòng)式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

氣動(dòng)式旋轉(zhuǎn)機(jī)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(duì)葉輪的葉片處設(shè)有進(jìn)氣口，噴嘴設(shè)置在進(jìn)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(jī)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(jìn)入噴嘴內(nèi)，并經(jīng)噴嘴噴出，噴向葉輪的葉片，以推動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，而葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)后將驅(qū)使主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)磨粉機(jī)中的旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，需要維護(hù)的部件少。

2.3 磨粉機(jī)

磨粉機(jī)包括外殼、定磨盤(pán)、動(dòng)磨盤(pán)、旋轉(zhuǎn)軸和料倉(cāng)，定磨盤(pán)固定設(shè)置在所述外殼內(nèi)的其中一個(gè)側(cè)壁上，動(dòng)磨盤(pán)布置在外殼內(nèi)，且靠近定磨盤(pán)；旋轉(zhuǎn)軸的一端與所述動(dòng)磨盤(pán)相連，另一端穿出至外殼外并與主軸的一端相連；定磨盤(pán)側(cè)壁上設(shè)置進(jìn)料口，與之對(duì)應(yīng)位置外殼處設(shè)置進(jìn)料口，料倉(cāng)的出料口與外殼的進(jìn)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(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，需要維護(hù)的部件少。磨粉機(jī)與氣動(dòng)式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的裝配如圖2 所示。

圖2 磨粉機(jī)與氣動(dòng)式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的裝配圖

2.4 儲(chǔ)料倉(cāng)

儲(chǔ)料倉(cāng)外殼上的出粉口與儲(chǔ)料倉(cāng)連通，儲(chǔ)料倉(cāng)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(chǔ)料倉(cāng)的出粉口連通，儲(chǔ)料倉(cāng)的出粉口上設(shè)有流量閥。其作用是收集磨粉機(jī)磨制的炭粉，以便后續(xù)使用，避免出現(xiàn)實(shí)時(shí)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(chǔ)料倉(cāng)的出粉口相連，且變徑管的小徑端的出口與儲(chǔ)料倉(cāng)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(dòng)式旋轉(zhuǎn)機(jī)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(jī)和提升機(jī)，清渣機(jī)用于將氣化爐所述產(chǎn)生的生物質(zhì)炭轉(zhuǎn)移至提升機(jī)內(nèi)，提升機(jī)的出料口伸至料倉(cāng)處。其作用是可以自動(dòng)將氣化爐產(chǎn)生的生物質(zhì)炭轉(zhuǎn)至磨粉機(jī)內(nèi)，以確保整個(gè)系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.7 工作流程

將生物質(zhì)加入氣化爐內(nèi)，進(jìn)行氣化產(chǎn)炭及可燃?xì)怏w，可燃?xì)怏w流向焚燒爐，將醫(yī)療廢棄物加入焚燒爐內(nèi)進(jìn)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(jī)內(nèi)，蒸汽鍋爐所產(chǎn)生的高壓蒸汽部分輸送至氣動(dòng)式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，以驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)，促使磨粉機(jī)工作進(jìn)行磨粉處理；經(jīng)氣動(dòng)式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)流出的高壓蒸汽將磨粉機(jī)所磨得炭粉噴入燃燒室內(nèi)，同時(shí)煙氣流向燃燒室進(jìn)行爆燃，產(chǎn)生高溫氣體，高溫氣體進(jìn)入蒸汽鍋爐內(nèi)進(jìn)行熱交換另外，氣化爐內(nèi)得可燃?xì)怏w還可進(jìn)入燃燒室內(nèi)。進(jìn)入燃燒室內(nèi)得可燃?xì)怏w、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(fù)荷率，延長(zhǎng)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?xì)怏w進(jìn)入焚燒爐內(nèi)，可助燃醫(yī)療廢棄物進(jìn)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(jìn)入燃燒室內(nèi)，經(jīng)過(guò)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(shí)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(dòng)式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)磨粉機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，可以省去安裝電機(jī)，從而可以延長(zhǎng)系統(tǒng)的工作周期，以及可以降低維護(hù)成本。

4 結(jié)語(yǔ)

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(jìn)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(shí)，提升燃燒效率和熱能產(chǎn)率。