醫(yī)療垃圾熱解技術

關于醫(yī)療垃圾熱解技術第1頁，講稿共28頁，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，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三（一）填埋我國的填埋垃圾已占垃圾處理處置總量的90%以上。

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

建垃圾填埋場需大量資金投入，填埋方法處理垃圾成本較高。

4.二次污染嚴重。第3頁，講稿共28頁，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，通過好氧發(fā)酵及厭氧發(fā)酵，使垃圾穩(wěn)定化的過程，堆肥產(chǎn)品可作肥料或土壤改良劑。優(yōu)點：可實現(xiàn)部分城市垃圾資源化。缺點：1.需將垃圾分類分揀，大大提高成本；2.處理技術尚不完善，會造成一定程度的浪費，并且由于不能解決氮化物、硫化物、吲哚等惡臭物質(zhì)，導致對空氣的二次污染。第4頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三第5頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三（三）焚燒優(yōu)點：處理量大、減容性好、無害化徹底，且有熱能回收作用。缺點：1.前期投入費用極為昂貴。建設一個日處理垃圾1000噸的焚燒爐及附屬熱能回收設備，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。5.處理不當會產(chǎn)生二次污染。二惡英

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

熱解氣化是一種全新的廢物處理的方法。該技術通過結合幾個傳統(tǒng)、成熟的技術，創(chuàng)造了一個新的工藝流程。它結合了創(chuàng)新的高溫分解技術和傳統(tǒng)的高溫供氧氣化技術。沒有傳統(tǒng)的鍋爐，而是模擬了地層中的化工過程，將廢物氣化。在一個封閉環(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。在高溫及較長的駐留時間里，它甚至可以摧毀最復雜的有機化合物。第8頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三優(yōu)點：1.減容化、無害化效果好、資源化程度高2.易于控制二次污染缺點：對垃圾要求較高。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)（燃氣、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，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三幾種垃圾處理方式的比較項目填埋堆肥焚燒熱解占地面積大大小小分選要求無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，運行不穩(wěn)定可儲存油類、燃氣，但熱值低 生產(chǎn)周期極長長短短第10頁，講稿共28頁，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（二）醫(yī)療垃圾的常用處理方法（三）醫(yī)療垃圾的熱解技術第11頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三（一）醫(yī)療垃圾的特點1.產(chǎn)量相對較??；15t/d2.熱值較高；3.成分復雜，病原微生物多，污染嚴重。第12頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三醫(yī)療垃圾的化學組成

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，講稿共28頁，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題是無害化。1.高溫蒸煮＋填埋2.化學消毒＋填埋3.焚燒4.熱解第14頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三（三）醫(yī)療垃圾的熱解技術

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

第15頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三1.熱解方式

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

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

外熱式（間接加熱）第17頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三2.各層內(nèi)進行的反應：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，長鏈有機物發(fā)生分解、斷裂，高溫部分還會發(fā)生二次反應：裂解反應、脫氫反應、縮合反應、氫化反應。

第18頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三如：200~400℃時，部分有機的醫(yī)療垃圾成分的側鏈開始斷裂，發(fā)生脫甲基等反應，產(chǎn)生甲烷、氫氣等可燃氣體。反應式如下：

除了生成甲烷和氫氣之外，還會生成其他的碳氫化合物，比如C2H6、C2H4等。第19頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三同時，分解生成的水和架橋部分分解次甲基鍵進行反應，生成一氧化碳和氫氣。其反應式可以表示為：第20頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三

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

裂解反應：

（2）

脫氫反應：

許多分子的相鄰的兩個碳分別脫去一個氫，從而形成碳-碳雙鍵，所脫去的氫會形成氫氣：

第21頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三（3）

縮合反應：兩個或多個不同的分子中的碳分別脫去氫，從而互相結合成一個大分子：

（4）

氫化反應：有機物中的甲基、羥基等從分子上斷裂與氫氣反應生成小分子的化合物：第22頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三醫(yī)療垃圾中的塑料在熱解時，聚合物發(fā)生裂解，如果熱解不夠徹底，會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程中會產(chǎn)生苯乙烯、甲苯、乙基苯等有害氣體，這些氣體必須進行進一步燃燒，否則會對環(huán)境造成嚴重的危害。聚苯乙烯的分子結構以及裂解的原理如下圖所示：

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

－118.8MJ/kmolC＋CO2═2CO－160.1MJ/kmol

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

第24頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三3.熱解產(chǎn)物

經(jīng)過上面的分析討論，我們知道醫(yī)療垃圾的熱解是一個非常復雜的物理、化學過程，其主要產(chǎn)物有：（1）可燃氣體：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，熱解后會產(chǎn)生

SO2、HCl、NOx等。（3）焦油： 未得到充分熱解的長鏈、大分子碳氫化合物在冷卻過程中，有些會發(fā)生冷凝，生成一種焦油狀物質(zhì)。第25頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三（4）固體殘渣 這些固體物質(zhì)的成分比較復雜，主要包括被處理醫(yī)療垃圾中的礦物成分、醫(yī)療垃圾中在熱解過程中未能氣化的有機物和金屬顆粒等，可能含有有害成分，需要送入爐膛內(nèi)進行高溫焚燒處理。第26頁，講稿共