林志東
摘 要:本文基于筆者多年從事醫(yī)療廢棄物煙氣處理的相關(guān)技術(shù)的研究基礎(chǔ),以醫(yī)療廢物焚燒煙氣處理機(jī)理及工藝為研究對(duì)象,論文首先分析了醫(yī)療廢物焚燒煙氣的危害,進(jìn)而探討了煙氣中廢物的處理機(jī)理,包括灰塵及重金屬、二噁英類物質(zhì)、酸性氣體等,最后,論文探討了當(dāng)前半干法處理工藝的現(xiàn)狀,全文是筆者長(zhǎng)期工作基礎(chǔ)上的理論升華,相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。
關(guān)鍵詞:醫(yī)療廢物 焚燒 煙氣處理 機(jī)理 工藝
中圖分類號(hào):X327 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2014)05(c)-0124-04
1998年廣東生活環(huán)境無(wú)害化處理中心醫(yī)療廢物處理站投產(chǎn),開(kāi)啟了我國(guó)醫(yī)療廢物集中安全處置工作之路。經(jīng)歷2003年“SARS”疫情之后,國(guó)家在全國(guó)布點(diǎn)規(guī)劃建設(shè)了300家醫(yī)療廢物集中處置設(shè)施,至今已大部分投產(chǎn)運(yùn)行,這些設(shè)施初期的處置方法基本上全為焚燒法。近年來(lái),雖然其他的非焚燒處置技術(shù)不斷發(fā)展應(yīng)用,但焚燒法仍以可靠的“無(wú)害化、減量化”優(yōu)勢(shì)占據(jù)主要地位,全國(guó)還有70%左右的醫(yī)療廢物集中處置設(shè)施采用焚燒法處置技術(shù)。
醫(yī)療廢物焚燒處置過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量煙氣,含有包括二噁英、酸性氣體、重金屬、煙塵等危害性很大的有毒有害物質(zhì),做好焚燒煙氣的凈化處理是焚燒法處置醫(yī)療廢物的關(guān)鍵。
1 醫(yī)療廢物焚燒煙氣的危害
1.1 顆粒物的危害
顆粒物對(duì)于人體的健康的影響,取決于顆粒物的濃度和在其中暴露的時(shí)間。研究表明,因上呼吸道感染、心臟病、支氣管炎、氣喘、肺炎、肺氣腫等疾病而到醫(yī)院就診人數(shù)的增加與大氣中顆粒物濃度的增加是相關(guān)的。
1.2 氯化氫的危害
氯化氫對(duì)人體的影響分為急性中毒和慢性損害。急性中毒多見(jiàn)于意外事故中,主要表現(xiàn)為頭痛、頭昏、惡心、咽痛、眼痛、咳嗽、聲音嘶啞、呼吸困難、胸痛、胸悶,有的有咯血。嚴(yán)重者可引起化學(xué)性肺炎、肺水腫、肺不張等病癥。長(zhǎng)期在超過(guò)15 mg/m3濃度的環(huán)境下操作,會(huì)造成牙齒酸蝕癥、慢性支氣管炎等慢性病變。
1.3 硫氧化物的危害
SO2在空氣中達(dá)到(0.3~1.0)×10-6時(shí),人們就會(huì)聞到一種氣味。包括人類在內(nèi)的各種動(dòng)物,對(duì)SO2的反應(yīng)都會(huì)表現(xiàn)為支氣管收縮。一般認(rèn)為,空氣中SO2的濃度在0.5×10-6以上,對(duì)人體健康已有潛在性影響,(1~3)×10-6時(shí)多數(shù)人開(kāi)始受到刺激,10×10-6時(shí)刺激加劇,個(gè)別人還會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的支氣管痙攣。顆粒物與水分結(jié)合形成酸雨是對(duì)人類健康影響非常嚴(yán)重的公害。
1.4 一氧化碳的危害
CO是一種能奪去人體組織所需氧的有毒吸入物。CO與血紅蛋白結(jié)合生成碳氧血紅蛋白(COHb),COHb的直接作用是降低血液的載氧能力,次要作用是阻礙其余血紅蛋白釋放所載的氧,進(jìn)一步降低血液的輸氧能力。在CO濃度(10~15)×10-6下暴露8h或更長(zhǎng)時(shí)間的有些人,對(duì)時(shí)間間隔的辨別力就會(huì)差。一般認(rèn)為,CO濃度100×10-6是一定年齡范圍內(nèi)健康人暴露8 h的工業(yè)安全上限。CO濃度達(dá)到100×10-6時(shí),大多數(shù)人感覺(jué)眩暈、頭痛、和倦怠。
1.5 重金屬的危害
醫(yī)療廢物焚燒煙氣中可能存在的重金屬主要有:汞、鎘、砷、鎳、鉛、鉻、錫、銻、銅和錳等。主要來(lái)自醫(yī)療廢物和其他入爐物料中含有重金屬及其化合物在焚燒過(guò)程中以蒸汽或塵粒的形態(tài)進(jìn)入煙氣。這些重金屬對(duì)人體的危害主要是通過(guò)皮膚黏附、消化道或者呼吸道進(jìn)入人體,從而影響人體的身體不適,嚴(yán)重的甚至可能死亡。
1.6 有機(jī)化合物的危害
在醫(yī)療廢物焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)化合物主要是二噁英類有毒物質(zhì)和呋喃以及多氯聯(lián)苯、苯酚等致癌物質(zhì)。
二噁英類物質(zhì)有很高的致死性,其毒性是氰化鉀的1000倍、砒礵的900倍,是至今已知物質(zhì)中毒性最強(qiáng)的化合物。據(jù)報(bào)道,只要28.35g 二噁英類物質(zhì),就能將100萬(wàn)人置于死亡。另外,二噁英類物質(zhì)還具有很強(qiáng)的致癌特性,致癌性比黃曲霉素高10倍,是3,4-苯并芘的數(shù)倍,因此,二噁英類物質(zhì)被國(guó)際癌癥研究中心列為一級(jí)致癌物。
2 煙氣中灰塵及重金屬的去除機(jī)理
醫(yī)療廢物焚燒煙氣中的灰塵中顆粒分布與焚燒過(guò)程的流動(dòng)結(jié)構(gòu)、化學(xué)反應(yīng)特性、物料的物理化學(xué)特性以及焚燒爐的選擇有關(guān)。對(duì)于一般的醫(yī)療廢物而言,顆粒的粒徑分布范圍大約在 0.1~1000 um之間,但是有35%以上的灰塵的直徑小于10 um,有90%以上的灰塵的直徑小于100 um??刂品蹓m污染物通用的設(shè)備主要有:水膜除塵器,靜電除塵器和袋式除塵器等。由于水膜除塵器的除塵效率不穩(wěn)定,且除塵過(guò)程中產(chǎn)生的污水需要經(jīng)過(guò)處理,所以該方式已經(jīng)被淘汰。有研究表明,采用靜電除塵器由于達(dá)不到顆粒物的去除效果,并且靜電除塵器脫除二噁英物質(zhì)的能力較差,易造成二噁英物質(zhì)的二次合成,所以 GB18485-2003標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,除塵裝置必須嚴(yán)禁采用靜電除塵器,所以在危險(xiǎn)廢物焚燒煙氣的煙塵處理中,通常采用布袋除塵器。贛州市醫(yī)療廢物處置中心采用的脈沖袋式除塵器,其工作原理如圖1所示。
煙氣中的重金屬的去除可以分為兩部分:(1)一部分重金屬吸附在灰塵的表面,在布袋除塵器除塵時(shí),也把重金屬一起去除;(2)大部分重金屬還是通過(guò)在噴霧干燥塔之后的活性碳管道中通過(guò)活性碳的吸附后,在布袋除塵器隨著活性碳一起落在灰斗中??傊?,灰塵和重金屬都是通過(guò)布袋除塵器收集后,一起去除的。
含塵氣流從下部進(jìn)入圓筒型濾袋,在通過(guò)濾料的孔隙時(shí),粉塵被捕集于濾料上,透過(guò)濾料的清潔氣體排出口排出。沉積在濾料上的粉塵,可在機(jī)械振動(dòng)的作用下從濾料表面脫落,落入灰斗中。常用濾料由棉、毛、人造纖維等加工而成,濾料本身網(wǎng)孔較大,一般為20~50 um,表面起絨的濾料為5~10 um,因而新鮮的濾料的除塵效率較低。顆粒因截留,慣性碰撞,靜電和擴(kuò)散等作用,逐漸在濾袋表面形成粉塵初層。初層形成以后,它成為袋式除塵器的主要過(guò)濾層,提高了除塵效率。濾布只不過(guò)起著形成顆粒初層和支撐它的骨架作用。但隨著顆粒物在濾袋表面積聚,濾袋的兩側(cè)的壓力差增大,會(huì)把有些已附在濾料表面的細(xì)小粉塵擠壓過(guò)去,使除塵效率降低。另外,若除塵器壓力過(guò)高,還會(huì)使除塵系統(tǒng)的處理氣體量顯著下降,影響生產(chǎn)系統(tǒng)的排風(fēng)效果。因此,除塵器的阻力達(dá)到一定數(shù)值后,要及時(shí)清灰。endprint
3 煙氣中二噁英類物質(zhì)的去除技術(shù)
從焚燒煙氣中去除二噁英屬于二噁英末端控制技術(shù),以減少?gòu)呐欧艧煔庵信欧胚M(jìn)入環(huán)境的二噁英的量。醫(yī)療廢物處置中心的運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明:“半干式噴霧急冷+活性炭吸附+布袋除塵”工藝是控制煙氣中二噁英排放最為有效的方法。根據(jù)活性炭加入方式的不同,又可分為以下三種工藝:(1)活性炭注射工藝;(2)移動(dòng)床工藝;(3)固定床工藝。
在活性炭注射工藝中,活性炭在干式,半干式噴淋塔后(布袋除塵器之前)被注入煙氣中,吸附煙氣中的二噁英,然后由布袋除塵器捕集下來(lái),每隔一定的的時(shí)間間隔清除布袋除塵器捕集下來(lái)的飛灰和活性炭。在移動(dòng)床工藝中,煙氣通過(guò)一個(gè)移動(dòng)的活性炭床層,新鮮的活性炭從床層的底部加入,吸附后的活性炭從床層的底部連續(xù)或間隙地排出。在固定床工藝中,煙氣通過(guò)一個(gè)固定的活性炭床層,吸附一段時(shí)間以后,整個(gè)床層的活性炭都被替換。對(duì)于固定床吸附和移動(dòng)床吸附工藝而言,可以采用2套完全相同的設(shè)備,交互使用。當(dāng)其中一套用作吸附床時(shí),另一套就進(jìn)行解吸,脫除活性炭吸附的二噁英,再生活性炭。但是由于二噁英分子被強(qiáng)烈吸附在活性炭表面或捕集在微孔內(nèi),采用一般的工藝難以進(jìn)行解吸。因此必須采用新的吸附劑或再生工藝,以實(shí)現(xiàn)吸附-解吸循環(huán)操作。
4 煙氣中酸性氣體的凈化機(jī)理
酸性氣體的去凈化工藝可分為以下三類:濕法工藝、干法工藝和半干法工藝。
4.1 濕法酸性氣體處理技術(shù)
液體或者漿狀吸收劑在濕狀態(tài)下與酸性氣體反應(yīng)并去除反應(yīng)產(chǎn)物。采用堿性吸收劑,如石灰水、NaOH溶液等作為吸收劑,并設(shè)有專門的反應(yīng)吸收塔。吸收塔有各種形式,如填料式、淋水盤式、文丘里式等。吸收劑溶液在制備槽中配置,經(jīng)泵輸送至循環(huán)槽,由循環(huán)泵輸送到吸收塔頂部噴淋。煙氣冷卻除塵后進(jìn)入吸收塔洗滌,洗滌后再加熱排入煙囪。其流程如圖2所示。
有關(guān)研究表明HC的吸收效率與反應(yīng)時(shí)吸收液的pH、吸收塔的結(jié)構(gòu)、液氣比、吸收液的濃度也有關(guān)。系統(tǒng)中進(jìn)行的氣液反應(yīng),反應(yīng)迅速而且完全,所以HCL的脫除效率很高,飛灰亦可同時(shí)去除。由于濕式系統(tǒng)在低溫下運(yùn)行,冷凝后的PCDDs也能高效地截留于吸收后的廢水中。但這樣會(huì)增加污水處理的成本。
4.2 半干法酸性氣體去除技術(shù)
半干法是結(jié)合濕法和干法的部分優(yōu)點(diǎn),吸收劑在濕狀態(tài)下與酸性氣體反應(yīng),在干狀態(tài)下處理反應(yīng)產(chǎn)物,去除效率較高,且不產(chǎn)生二次污染。半干法德工藝流程如圖3所示。
4.3 干法酸性去除技術(shù)
干法是指酸性氣體與堿性物質(zhì)在干狀態(tài)下反應(yīng),一般來(lái)說(shuō),干法是利用一段煙道作為反應(yīng)器,或者是用特制的反應(yīng)器。將堿性粉末Ca(OH)2、CaO等直接噴入煙道中,HCL等酸性氣體與這些粉末在兩相流動(dòng)過(guò)程中被吸收而除去。與脫硫不同的是不能在爐內(nèi)投加吸收劑石灰,否則生成的易熔(772℃可熔化),腐蝕性物質(zhì)CaCl2高溫下會(huì)腐蝕爐體。在換熱面后的尾部煙道內(nèi)投入吸收劑是目前最主要的形式。干法工藝流程如圖4所示。
4.4 三種處理工藝的比較
從上表可以看出,在煙氣處理效果上,濕法工藝無(wú)疑具有較大的優(yōu)勢(shì),但是考慮到醫(yī)療廢物的特殊性,當(dāng)采用濕法工藝時(shí),將使一部分二噁英物質(zhì)進(jìn)入產(chǎn)生的廢水中,所以綜合考慮煙氣處理效率、投資成本、運(yùn)行費(fèi)用等因素,半干法是目前處理焚燒煙氣最好的方法。
5 半干法煙氣處理工藝應(yīng)用現(xiàn)狀
根據(jù)美國(guó)環(huán)保局對(duì)全美各醫(yī)療廢物處置中心的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),半干法由于具有去除效率高,運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為美國(guó)進(jìn)行危險(xiǎn)廢物處置中心設(shè)計(jì)的優(yōu)先選用方法。在我國(guó)《醫(yī)療廢物集中焚燒處置工程建設(shè)技術(shù)要求(試行)》中,也要求醫(yī)療廢物焚燒煙氣優(yōu)先采用半干法處理。國(guó)內(nèi)在建和已建垃圾焚燒廠的煙氣治理系統(tǒng)中幾乎都采用半干法。常用的3種工藝簡(jiǎn)介如下。
5.1 噴霧干燥工藝簡(jiǎn)介
焚燒煙氣從上部進(jìn)入體積龐大的反應(yīng)塔,反應(yīng)塔頂部中央設(shè)置一個(gè)高速噴嘴。濃度為9%~13%的石灰石漿液經(jīng)高速離心噴嘴噴出,石灰石乳液在反應(yīng)塔中與煙氣中的酸性成分直接反應(yīng),從而達(dá)到除酸的目的。煙氣經(jīng)過(guò)噴漿液噴淋以后,較粗的煙氣塵粒直接掉入反應(yīng)塔底部。沉降灰濕度很大,顆粒很粗。另外,煙氣經(jīng)過(guò)噴淋后,溫度下降很快,需要控制煙氣溫度,才能進(jìn)入布袋除塵器,否則漿液來(lái)不及干燥而黏糊布袋,導(dǎo)致布袋阻力上升,壽命降低。煙氣中二噁英的去除,通常采用活性炭加布袋除塵器的技術(shù)措施。
噴霧干燥法的優(yōu)點(diǎn)是:(1)霧化效果好,噴出的液滴細(xì),煙氣干燥基本能達(dá)到要求;(2)反應(yīng)器內(nèi)煙氣流速低,噴嘴磨損??;噴霧干燥法的缺點(diǎn)為:(1)需要復(fù)雜的制漿系統(tǒng),反應(yīng)器體積龐大;(3)高速離心噴嘴能耗大且容易損壞。典型的噴霧干燥工藝流程如圖5所示。
5.2 噴漿型循環(huán)半干法簡(jiǎn)介
噴漿型循環(huán)半干法工藝流程見(jiàn)圖6。由圖中可以看出,噴漿型循環(huán)半干法與噴霧干燥法的結(jié)構(gòu)基本相似,是對(duì)噴霧干燥法的改進(jìn),即縮小了反應(yīng)塔的體積,增加灰循環(huán),采用普通二相流噴嘴霧化石灰漿。其缺點(diǎn)如下。
(1)反應(yīng)器噴嘴處煙氣流速較高,二相流噴嘴磨損較嚴(yán)重;(2)二相流噴嘴的液滴粒徑不能持久,受噴嘴磨損影響;(3)由于塔的高度較高,且增加了循環(huán)灰的重量,所以增加了塔的壓力損失;(4)液滴粒徑增加導(dǎo)致等不及干燥而黏糊布袋,影響正常運(yùn)行;(5)液滴粒徑過(guò)大,易在反應(yīng)塔內(nèi)壁結(jié)垢,可能導(dǎo)致垢污崩塌;(6)制漿系統(tǒng)較復(fù)雜,噴嘴容易堵塞,不能在線檢修等。
典型的噴漿型循環(huán)半干法工藝流程如圖6所示。
5.3 增濕灰循環(huán)半干法
反應(yīng)劑生石灰經(jīng)料倉(cāng),計(jì)量,輸送至消化器內(nèi)消化成熟石灰,再進(jìn)入增濕器,增濕器內(nèi)還有循環(huán)灰,在增濕器內(nèi)對(duì)熟石灰循環(huán)灰混合物進(jìn)行增濕(一般使用蒸汽或冷卻水),使混合灰的水分從2%增加到15%左右,然后以流化風(fēng)為動(dòng)力再借助煙道負(fù)壓的引力導(dǎo)向進(jìn)入直煙道反應(yīng)器,含百分之幾水分的循環(huán)灰有極好的流動(dòng)性,大量的灰便成為水的載體,從而省去了噴霧干燥法復(fù)雜的制漿系統(tǒng),克服了普通噴漿半干法反應(yīng)器中出現(xiàn)的黏壁問(wèn)題。endprint
大量的循環(huán)灰進(jìn)入反應(yīng)器后,由于有極大的蒸發(fā)表面,水分蒸發(fā)很快,在極短的時(shí)間內(nèi)使煙氣溫度冷卻到130℃左右,煙氣相對(duì)濕度則很快增加到20%~30%,這是較好的反應(yīng)工況,一方面有利于SO2、HCL等分子在灰表面水中溶解并離子化;另一方面使吸附劑表面的液膜迅速變薄,利于SO2、HCL等分子的傳質(zhì)擴(kuò)散,同時(shí)由于有大量的循環(huán)灰的劇烈摩擦,被CaSO4和 CaSO3等反應(yīng)產(chǎn)物殼包裹的Ca(OH)2重新裸露活性表面,繼續(xù)參與反應(yīng),且加水消化制得新鮮得Ca(OH)2具有很高的活性,所以反應(yīng)器中有效Ca(OH)2得濃度很高,能保證較高得脫酸效率。此外由于吸收劑得不斷循環(huán),吸收劑有效利用率高達(dá)95%以上,故吸收劑得消耗接近于理論耗量,最終產(chǎn)物中Ca(OH)2量小于5%。終產(chǎn)物則部分溢流入倉(cāng)泵,由氣力輸送裝置外送。相比較其他兩種焚燒煙氣處理工藝,MGHT工藝具有堿性吸收劑的利用效率高、占地面積較小、系統(tǒng)阻力損失小等有點(diǎn),但是由于煙氣在MGHT脫酸塔的停留時(shí)間較短,所以脫酸效率相比較噴漿循環(huán)半干法的脫酸效率要低,并且MGHT的吸收劑的制備要求較高、系統(tǒng)出灰含濕量較高,對(duì)于氣力輸送系統(tǒng)要求高等缺點(diǎn)。典型的增濕灰循環(huán)半干法(MGHT)工藝流程如圖7所示。
盡管噴漿型循環(huán)半干法和增濕灰循環(huán)半干法在處理效果上具有一定的優(yōu)勢(shì),但是由于以上兩種工藝具有投資成本高、運(yùn)行費(fèi)用大、吸收劑制備系統(tǒng)復(fù)雜、煙氣處理系統(tǒng)阻力較大等缺點(diǎn),所以一般不運(yùn)用于危險(xiǎn)廢物焚燒煙氣的處理中,所以,在一般的國(guó)內(nèi)運(yùn)用的半干法處理危險(xiǎn)廢物焚燒煙氣中,仍然大多采用的還是是噴霧干燥工藝來(lái)去除酸性氣體。
6 半干法工藝處理醫(yī)療廢物焚燒煙氣應(yīng)用實(shí)例
在多年的探索實(shí)踐中,我們摸索出了一套優(yōu)化改進(jìn)的半干法煙氣處理工藝,并投入到醫(yī)療廢物焚燒煙氣凈化處理的實(shí)際應(yīng)用中,取得了良好的應(yīng)用效果。
其優(yōu)點(diǎn)在于以下幾點(diǎn)。
通過(guò)投加生石灰粉,吸收急冷噴霧后煙氣中的大量水份,生成Ca(OH)2,再與酸性氣體中和,進(jìn)一步提高酸性氣體的去除率;同時(shí)降低煙氣的含水率,提高煙氣露點(diǎn),防止設(shè)備腐蝕;生石灰粉的加入,又可以增加煙塵飛灰的流動(dòng)性,利于布袋除塵器過(guò)濾和清灰;大部分的粉灰在噴粉塔底部收集后加入新鮮生石灰粉后循環(huán)再用,可以提高利用效率,降低運(yùn)行成本。以此工藝設(shè)計(jì)的系統(tǒng)已投入運(yùn)行多年,各項(xiàng)污染物排放均達(dá)到了國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn),取得了顯見(jiàn)的效益。
7 結(jié)語(yǔ)
醫(yī)療廢物焚燒煙氣具有不同于一般廢物焚燒煙氣的特點(diǎn),其污染物種類、含量、產(chǎn)生過(guò)程均具有自己的特性,常規(guī)的半干法凈化處理技術(shù)不能適應(yīng)它的變化,通過(guò)半干法與干法的結(jié)合使用,可以達(dá)到比較理想的凈化處理效果。
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[7] 卿山,王華,何屏,等.醫(yī)療廢物焚燒過(guò)程中脫氯機(jī)理和試驗(yàn)[J].環(huán)境工程,2007(3).endprint
大量的循環(huán)灰進(jìn)入反應(yīng)器后,由于有極大的蒸發(fā)表面,水分蒸發(fā)很快,在極短的時(shí)間內(nèi)使煙氣溫度冷卻到130℃左右,煙氣相對(duì)濕度則很快增加到20%~30%,這是較好的反應(yīng)工況,一方面有利于SO2、HCL等分子在灰表面水中溶解并離子化;另一方面使吸附劑表面的液膜迅速變薄,利于SO2、HCL等分子的傳質(zhì)擴(kuò)散,同時(shí)由于有大量的循環(huán)灰的劇烈摩擦,被CaSO4和 CaSO3等反應(yīng)產(chǎn)物殼包裹的Ca(OH)2重新裸露活性表面,繼續(xù)參與反應(yīng),且加水消化制得新鮮得Ca(OH)2具有很高的活性,所以反應(yīng)器中有效Ca(OH)2得濃度很高,能保證較高得脫酸效率。此外由于吸收劑得不斷循環(huán),吸收劑有效利用率高達(dá)95%以上,故吸收劑得消耗接近于理論耗量,最終產(chǎn)物中Ca(OH)2量小于5%。終產(chǎn)物則部分溢流入倉(cāng)泵,由氣力輸送裝置外送。相比較其他兩種焚燒煙氣處理工藝,MGHT工藝具有堿性吸收劑的利用效率高、占地面積較小、系統(tǒng)阻力損失小等有點(diǎn),但是由于煙氣在MGHT脫酸塔的停留時(shí)間較短,所以脫酸效率相比較噴漿循環(huán)半干法的脫酸效率要低,并且MGHT的吸收劑的制備要求較高、系統(tǒng)出灰含濕量較高,對(duì)于氣力輸送系統(tǒng)要求高等缺點(diǎn)。典型的增濕灰循環(huán)半干法(MGHT)工藝流程如圖7所示。
盡管噴漿型循環(huán)半干法和增濕灰循環(huán)半干法在處理效果上具有一定的優(yōu)勢(shì),但是由于以上兩種工藝具有投資成本高、運(yùn)行費(fèi)用大、吸收劑制備系統(tǒng)復(fù)雜、煙氣處理系統(tǒng)阻力較大等缺點(diǎn),所以一般不運(yùn)用于危險(xiǎn)廢物焚燒煙氣的處理中,所以,在一般的國(guó)內(nèi)運(yùn)用的半干法處理危險(xiǎn)廢物焚燒煙氣中,仍然大多采用的還是是噴霧干燥工藝來(lái)去除酸性氣體。
6 半干法工藝處理醫(yī)療廢物焚燒煙氣應(yīng)用實(shí)例
在多年的探索實(shí)踐中,我們摸索出了一套優(yōu)化改進(jìn)的半干法煙氣處理工藝,并投入到醫(yī)療廢物焚燒煙氣凈化處理的實(shí)際應(yīng)用中,取得了良好的應(yīng)用效果。
其優(yōu)點(diǎn)在于以下幾點(diǎn)。
通過(guò)投加生石灰粉,吸收急冷噴霧后煙氣中的大量水份,生成Ca(OH)2,再與酸性氣體中和,進(jìn)一步提高酸性氣體的去除率;同時(shí)降低煙氣的含水率,提高煙氣露點(diǎn),防止設(shè)備腐蝕;生石灰粉的加入,又可以增加煙塵飛灰的流動(dòng)性,利于布袋除塵器過(guò)濾和清灰;大部分的粉灰在噴粉塔底部收集后加入新鮮生石灰粉后循環(huán)再用,可以提高利用效率,降低運(yùn)行成本。以此工藝設(shè)計(jì)的系統(tǒng)已投入運(yùn)行多年,各項(xiàng)污染物排放均達(dá)到了國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn),取得了顯見(jiàn)的效益。
7 結(jié)語(yǔ)
醫(yī)療廢物焚燒煙氣具有不同于一般廢物焚燒煙氣的特點(diǎn),其污染物種類、含量、產(chǎn)生過(guò)程均具有自己的特性,常規(guī)的半干法凈化處理技術(shù)不能適應(yīng)它的變化,通過(guò)半干法與干法的結(jié)合使用,可以達(dá)到比較理想的凈化處理效果。
參考文獻(xiàn)
[1] 龍燕,李勇.醫(yī)療廢物焚燒煙氣污染物及其處理技術(shù)述評(píng)[J].有色冶金設(shè)計(jì)與研究,2006(1).
[2] 鄧志文,張宏偉.我國(guó)醫(yī)療廢物焚燒處理現(xiàn)狀和技術(shù)選擇[J].中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè), 2006(3).
[3] 崔寧,王敏,高繼榮,等.醫(yī)療廢物熱解焚燒系統(tǒng)總體工藝設(shè)計(jì)[J].環(huán)境衛(wèi)生工程,2006(3).
[4] 潘慶.袋式除塵器在醫(yī)療廢物焚燒煙氣處理中的應(yīng)用[J].能源與環(huán)境,2006(4).
[5] 王承智,胡筱敏,石榮,等.醫(yī)療廢物焚燒處置中二惡英的過(guò)程控制安全技術(shù)[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào),2007(1).
[6] 胡奔流.醫(yī)療廢物焚燒處置工藝設(shè)計(jì)[J].有色冶金設(shè)計(jì)與研究,2007(Z1).
[7] 卿山,王華,何屏,等.醫(yī)療廢物焚燒過(guò)程中脫氯機(jī)理和試驗(yàn)[J].環(huán)境工程,2007(3).endprint
大量的循環(huán)灰進(jìn)入反應(yīng)器后,由于有極大的蒸發(fā)表面,水分蒸發(fā)很快,在極短的時(shí)間內(nèi)使煙氣溫度冷卻到130℃左右,煙氣相對(duì)濕度則很快增加到20%~30%,這是較好的反應(yīng)工況,一方面有利于SO2、HCL等分子在灰表面水中溶解并離子化;另一方面使吸附劑表面的液膜迅速變薄,利于SO2、HCL等分子的傳質(zhì)擴(kuò)散,同時(shí)由于有大量的循環(huán)灰的劇烈摩擦,被CaSO4和 CaSO3等反應(yīng)產(chǎn)物殼包裹的Ca(OH)2重新裸露活性表面,繼續(xù)參與反應(yīng),且加水消化制得新鮮得Ca(OH)2具有很高的活性,所以反應(yīng)器中有效Ca(OH)2得濃度很高,能保證較高得脫酸效率。此外由于吸收劑得不斷循環(huán),吸收劑有效利用率高達(dá)95%以上,故吸收劑得消耗接近于理論耗量,最終產(chǎn)物中Ca(OH)2量小于5%。終產(chǎn)物則部分溢流入倉(cāng)泵,由氣力輸送裝置外送。相比較其他兩種焚燒煙氣處理工藝,MGHT工藝具有堿性吸收劑的利用效率高、占地面積較小、系統(tǒng)阻力損失小等有點(diǎn),但是由于煙氣在MGHT脫酸塔的停留時(shí)間較短,所以脫酸效率相比較噴漿循環(huán)半干法的脫酸效率要低,并且MGHT的吸收劑的制備要求較高、系統(tǒng)出灰含濕量較高,對(duì)于氣力輸送系統(tǒng)要求高等缺點(diǎn)。典型的增濕灰循環(huán)半干法(MGHT)工藝流程如圖7所示。
盡管噴漿型循環(huán)半干法和增濕灰循環(huán)半干法在處理效果上具有一定的優(yōu)勢(shì),但是由于以上兩種工藝具有投資成本高、運(yùn)行費(fèi)用大、吸收劑制備系統(tǒng)復(fù)雜、煙氣處理系統(tǒng)阻力較大等缺點(diǎn),所以一般不運(yùn)用于危險(xiǎn)廢物焚燒煙氣的處理中,所以,在一般的國(guó)內(nèi)運(yùn)用的半干法處理危險(xiǎn)廢物焚燒煙氣中,仍然大多采用的還是是噴霧干燥工藝來(lái)去除酸性氣體。
6 半干法工藝處理醫(yī)療廢物焚燒煙氣應(yīng)用實(shí)例
在多年的探索實(shí)踐中,我們摸索出了一套優(yōu)化改進(jìn)的半干法煙氣處理工藝,并投入到醫(yī)療廢物焚燒煙氣凈化處理的實(shí)際應(yīng)用中,取得了良好的應(yīng)用效果。
其優(yōu)點(diǎn)在于以下幾點(diǎn)。
通過(guò)投加生石灰粉,吸收急冷噴霧后煙氣中的大量水份,生成Ca(OH)2,再與酸性氣體中和,進(jìn)一步提高酸性氣體的去除率;同時(shí)降低煙氣的含水率,提高煙氣露點(diǎn),防止設(shè)備腐蝕;生石灰粉的加入,又可以增加煙塵飛灰的流動(dòng)性,利于布袋除塵器過(guò)濾和清灰;大部分的粉灰在噴粉塔底部收集后加入新鮮生石灰粉后循環(huán)再用,可以提高利用效率,降低運(yùn)行成本。以此工藝設(shè)計(jì)的系統(tǒng)已投入運(yùn)行多年,各項(xiàng)污染物排放均達(dá)到了國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn),取得了顯見(jiàn)的效益。
7 結(jié)語(yǔ)
醫(yī)療廢物焚燒煙氣具有不同于一般廢物焚燒煙氣的特點(diǎn),其污染物種類、含量、產(chǎn)生過(guò)程均具有自己的特性,常規(guī)的半干法凈化處理技術(shù)不能適應(yīng)它的變化,通過(guò)半干法與干法的結(jié)合使用,可以達(dá)到比較理想的凈化處理效果。
參考文獻(xiàn)
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[4] 潘慶.袋式除塵器在醫(yī)療廢物焚燒煙氣處理中的應(yīng)用[J].能源與環(huán)境,2006(4).
[5] 王承智,胡筱敏,石榮,等.醫(yī)療廢物焚燒處置中二惡英的過(guò)程控制安全技術(shù)[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào),2007(1).
[6] 胡奔流.醫(yī)療廢物焚燒處置工藝設(shè)計(jì)[J].有色冶金設(shè)計(jì)與研究,2007(Z1).
[7] 卿山,王華,何屏,等.醫(yī)療廢物焚燒過(guò)程中脫氯機(jī)理和試驗(yàn)[J].環(huán)境工程,2007(3).endprint