CN109556115A - 医疗废弃物燃烧供蒸汽一体化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种医疗废弃物燃烧供蒸汽一体化系统，包括：粉碎机、传送器、生物质气化炉、蒸汽锅炉及蒸汽消毒装置，其中，生物质气化炉设有生物质颗粒入口、气化风入口、水蒸气入口以及生物质气出口，生物质颗粒入口通过管道与传送器的出料口相连通以将粉碎后的废物碎粒作为生物质料进行气化；蒸汽锅炉包括锅炉本体、设于锅炉本体的一端壁的燃烧器、设于锅炉本体的另一端壁的烟气出口、以及设于锅炉本体的顶部的进水口和高压蒸汽出口，燃烧器与生物质气化炉的生物质气出口通过生物质气管道相连接；蒸汽消毒装置包括高温蒸汽入口及低温蒸汽出口，高温蒸汽入口通过管道与蒸汽锅炉的高压蒸汽出口相连接以接收蒸汽锅炉产生的高压蒸汽。

Description

医疗废弃物燃烧供蒸汽一体化系统

技术领域

本发明属于医疗废弃物处理技术领域，具体地说，涉及一种医疗废弃物燃烧供蒸汽系统。

背景技术

医疗废气物处理是目前医疗卫生行业广泛遇到的难题。当今广泛应用的垃圾处理方法是卫生填埋、高温堆肥和焚烧。对于医疗垃圾(医疗垃圾的组成一般包括：一次性注射器、输送管、纱布、棉球、卫生纸、手术废弃物、废弃口罩、橡皮手套、废弃防护服以及传染性、危害性病人的生活垃圾和病床用品)，由于与我们日常生活密切相关，通常采用高温焚烧低温消烟将其处理，以消除这些垃圾对人类生活可能造成的不良影响。

现有的垃圾焚烧装置通常存在燃烧不够彻底、烟气排放不能满足环保要求的技术问题，在处理垃圾的同时造成了二次污染，特别是对于包含生化类、放射类物质的垃圾，由于燃烧不彻底，不仅会进一步污染环境，还会形成大量油状或絮状物并残留在处理装置内部，造成处理装置本身的损坏，严重影响装置的使用寿命。

如中国专利申请201510788302.4号公开的一种医疗垃圾焚烧系统，包括加料机和焚烧炉，加料机为双辊加料机，双辊加料机包括储料筒，储料筒的下部设有并列布置的第一辊和第二辊，第一辊和第二辊由驱动装置驱动相向旋转，第一辊和第二辊之间的间隙为碾压进料通道，焚烧炉包括一燃室和二燃室，二燃室设在一燃室的上方，一燃室内设有阶梯式固定炉排，双辊加料机设在一燃室的上方且碾压进料通道与设在一燃室上方的进料口相通，阶梯式固定炉排的各级台阶上还分别设有推料器。然而，该专利公开的医疗垃圾焚烧系统存在如下的缺点或不足：(1)、只是简单地对医疗垃圾进行焚烧，没有公开焚烧后的医疗垃圾的处理情况；(2)医疗垃圾焚烧极易产生二次污染；(3)没有合理循环利用医疗垃圾的能源，无法实现节能环保的效果。

又如中国专利申请200610028655.5号公开的一种医疗垃圾焚烧工艺及其系统设备，用于各类医疗废物的高温焚烧处理，工艺流程经过：进料机构、焚烧炉、余热锅炉、急冷塔、烟气净化系统等，进料机构采用存放垃圾的周转箱自动翻转进料，焚烧炉采用回转窑、炉排和二燃室组合式焚烧炉，余热锅炉回收余热产生蒸汽，高温烟气通过急冷塔，并经过半干法脱硫反应器和布袋除尘器烟气净化处理后达标排放。其系统设备包括进料机构，回转窑、炉排和二燃室焚烧炉、余热锅炉、急冷塔、烟气净化系统。然而，该专利公开的医疗垃圾焚烧工艺及其系统设备存在如下的缺点或不足：(1)、处理成本高，涉及大量的急冷塔及烟气净化系统；(2)高温烟气的余热利用没有任何提及。

再如中国专利申请201710247182.6号公开的医疗废弃物处理设备及医疗废弃物处理系统，医疗废弃物处理设备包括壳体、上料组件、破碎器、传输组件、微波高温灰化炉和控制器，上料组件可以将待处理的医疗废弃物传输到壳体内部，破碎器位于壳体内壁上，传输组件位于破碎器的下方，经破碎器破碎后的医疗废弃物流入传输设备内，然后传输到微波高温灰化炉内，经微波高温灰化炉处理后传输到后续设备内。然而，该专利公开的医疗废弃物处理设备及医疗废弃物处理系统存在如下的缺点或不足：(1)、处理成本高，涉及微波高温灰化炉及涉及净化的后续设备；(2)微波高温灰化炉的余热利用没有任何提及；(3)无法实现能量的循环利用。

因此，提供一种既能够有效处理医疗废弃物产生的污染问题又能够充分利用医疗废弃物自身能源的医疗废弃物燃烧供蒸汽一体化系统成为业内急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种医疗废弃物燃烧供蒸汽一体化系统，其能够利用粉碎后的已消毒的医疗废弃物作为生物质气化炉的燃料，并利用生物质气化炉产生的生物质气作为蒸汽锅炉的燃料，产生的高压蒸汽再重复用于医疗废弃物的高温消毒或医疗器皿的高温灭菌，同时利用排出的高温烟气的余热作为生物质气化炉的能量源，实现能量的循环使用。

为了实现上述目的，本发明提供了一种医疗废弃物燃烧供蒸汽一体化系统，包括：用于粉碎医疗废弃物形成废物碎粒的粉碎机及与粉碎机相连接用于传送废物碎粒的传送器。医疗废弃物燃烧供蒸汽一体化系统还包括生物质气化炉、蒸汽锅炉及蒸汽消毒装置，其中，生物质气化炉包括设于生物质气化炉顶壁的生物质颗粒入口、设于生物质气化炉底壁的气化风入口及水蒸气入口、以及设于生物质气化炉侧壁的生物质气出口，生物质颗粒入口通过管道与传送器的出料口相连通以将粉碎后的废物碎粒作为生物质料进行气化；蒸汽锅炉包括锅炉本体、设于锅炉本体的一端壁的燃烧器、设于锅炉本体的另一端壁的烟气出口、以及设于锅炉本体的顶部的进水口和高压蒸汽出口，燃烧器与生物质气化炉的生物质气出口通过生物质气管道相连接；蒸汽消毒装置包括高温蒸汽入口及低温蒸汽出口，高温蒸汽入口通过管道与蒸汽锅炉的高压蒸汽出口相连接以接收蒸汽锅炉产生的高压蒸汽。

可选择地，医疗废弃物燃烧供蒸汽一体化系统还包括第一换热装置，第一换热装置包括：高温烟气入口、中温烟气出口、第一冷空气入口、以及第一热空气出口，其中，高温烟气入口通过管道与蒸汽锅炉的烟气出口相连接，第一冷空气入口通过管道与空气源相连接，第一热空气出口通过管道与生物质气化炉的气化风入口相连接以将换热后形成的热空气提供至生物质气化炉作为气化风使用。

可选择地，蒸汽消毒装置的低温蒸汽出口通过管线与生物质气化炉的水蒸气入口相连接以向生物质气化炉中提供低温水蒸气。

可选择地，传送器的内部设有至少一个沿水平轴线旋转的螺旋搅拌推动装置以推动废物碎粒的移动，传送器的外部套设有热风套以对传送器内部的废物碎粒进行干燥，热风套设有热风入口及冷风出口，热风入口与热风源相连接，冷风出口与烟囱相连接。

可选择地，蒸汽锅炉的燃烧器包括燃烧器壳体、设于燃烧器壳体的内部与燃烧器壳体同心设置且前端密封的内筒体、设于燃烧器壳体的前端壁中心的生物质气入口、自燃烧器壳体的前端壁绕着生物质气入口向燃烧器内部延伸并穿过内筒体的前端壁的生物质气管、设于燃烧器壳体的后端壁的混合气出口、设于燃烧器壳体的侧壁的助燃气入口、设于燃烧器壳体的侧壁的燃气入口、以及自燃烧器壳体的侧壁绕着燃气入口向燃烧器内部延伸并穿过内筒体的侧壁的燃气管，其中，燃烧器壳体的内壁与内筒体的外壁之间形成有连通的第一环形空间，内筒体的内壁和生物质气管的外壁之间形成有连通的第二环形空间。

可选择地，助燃气入口设置成邻近燃烧器壳体的前端壁与第一环形空间沿切向方向连通，燃气入口设置成邻近内筒体的前端壁与第二环形空间沿切向方向连通。

可选择地，邻近混合气出口的燃烧器壳体中设有旋转叶轮。

优选地，在邻近烟囱的管道上设有净化除尘装置以去除烟气中的尘渣。

可选择地，医疗废弃物燃烧供蒸汽一体化系统还包括第二换热装置，第二换热装置包括：中温烟气入口、低温烟气出口、第二冷空气入口、以及第二热空气出口，其中，中温烟气入口通过管道与第一换热装置的中温烟气出口相连接，第二冷空气入口通过管道与空气源相连接，第二热空气出口通过热风管道与传送器的热风套的热风入口相连接以作为热风套的热风源。

可选择地，热风管道设有热风支管，热风支管与蒸汽锅炉的燃烧器的助燃气入口相连接以将部分热空气作为助燃气。

优选地，热风支管将热风总量的30％～60％输送至蒸汽锅炉的燃烧器处。

优选地，生物质气化炉的顶壁还设有补充生物质进料口以向生物质气化炉中补充生物质燃料。

优选地，生物质气化炉的空气入口通过管线与第二引风机相连以向生物质气化炉中引入空气。

优选地，第一换热装置的第一冷空气入口处设有第一风机以将冷空气引入第一换热装置中。

优选地，第二换热装置的第二冷空气入口处设有第二风机以将冷空气引入第二换热装置中。

本发明的有益效果是：(1)、将粉碎后的医疗废物碎粒作为生物质气化炉的生物质燃料，产生的生物质气作为蒸汽锅炉的燃气来源，利用蒸汽锅炉产生的高压蒸汽对医疗用品进行高温消毒或对医疗器皿进行高温灭菌，实现了能量的循环利用，达到了节能减排的目的；(2)第一换热装置利用蒸汽锅炉排出的高温烟气的热量，将换热后形成的热空气作为生物质气化炉的气化风，提高了生物质气化炉的产气效率；(3)第二换热装置对排出的烟气热量进行二次利用，产生的热空气分别用于干燥医疗废物碎粒和燃烧器的助燃气，不仅提高了医疗废物碎粒的干燥度，提高了生物质气的产率而且还有效提高了蒸汽锅炉的燃烧效率。

附图说明

图1示出了本发明的医疗废弃物燃烧供蒸汽一体化系统的构造示意图。

图2示出了本发明的燃烧器的构造示意图。

图3示出了本发明的燃烧器的剖面示意图。

具体实施方式

请参照图1，根据本发明的一种非限制性实施方式，医疗废弃物燃烧供蒸汽一体化系统包括：粉碎机100、传送器200、生物质气化炉300、蒸汽锅炉400、蒸汽消毒装置500。

生物质气化炉300设有生物质颗粒入口310、气化风入口320、水蒸气入口330、以及生物质气出口340。粉碎机100将医疗废弃物粉碎形成废物碎粒后，传送器200便将这些废物碎粒传送至生物质气化炉300的生物质颗粒入口310，将粉碎后的废物碎粒作为生物质料进行气化。生产的生物质气通过生物质气出口340输送至蒸汽锅炉400的燃烧器420燃烧。

蒸汽锅炉400包括：锅炉本体410、燃烧器420、烟气出口430、进水口440和高压蒸汽出口450。生物质燃气在蒸汽锅炉下部的燃烧室内燃烧放热，产生高压蒸汽。在该非限制性实施方式中，蒸汽锅炉400采用的是大型卧式蒸汽锅炉，蒸汽锅炉400产生的高压蒸汽的压力设定为约1.3兆帕。从锅炉本体410的烟气出口430排出的高温烟气温度约为500摄氏度。

蒸汽消毒装置500包括高温蒸汽入口510及低温蒸汽出口520，高温蒸汽入口510通过管道与蒸汽锅炉400的高压蒸汽出口450相连接，从而可以接收蒸汽锅炉400产生的高压蒸汽，对医疗用品进行高温消毒或对医疗器皿进行高温灭菌等操作。

作为一种可替代实施方式，蒸汽消毒装置500的低温蒸汽出口520还可以通过控制阀门(图未示)与生物质气化炉300的水蒸气入口330相连接，从而利用这些低温水蒸气作为生物质气化炉300的水蒸气来源。

在该非限制性实施方式中，如图2和3所示，蒸汽锅炉400的燃烧器420包括燃烧器壳体4201、设于燃烧器壳体4201的内部与燃烧器壳体4201同心设置且前端密封的内筒体4202、设于燃烧器壳体4201的前端壁中心的生物质气入口4203、自燃烧器壳体4201的前端壁绕着生物质气入口4203向燃烧器内部延伸并穿过内筒体4202的前端壁的生物质气管4204、设于燃烧器壳体4201的后端壁的混合气出口4205、设于燃烧器壳体4201的侧壁的助燃气入口4206、设于燃烧器壳体的侧壁的燃气入口4207、以及自燃烧器壳体4201的侧壁绕着燃气入口4207向燃烧器内部延伸并穿过内筒体4202的侧壁的燃气管4208。其中，燃烧器壳体4201的内壁与内筒体4202的外壁之间形成有连通的第一环形空间4210，内筒体4202的内壁和生物质气管4204的外壁之间形成有连通的第二环形空间4220。

由此可见，助燃气入口4206设置成邻近燃烧器壳体4201的前端壁与第一环形空间4210沿切向方向连通，燃气入口4207设置成邻近内筒体4202的前端壁与第二环形空间4220沿切向方向连通，使得生物质气、燃气以及助燃气呈旋风状进入蒸汽锅炉的燃烧室中进行燃烧。为了保证燃烧的更加彻底，邻近混合气出口4205的燃烧器壳体4201中还设有旋转叶轮4209，从而使得生物质气、燃气以及助燃气混合的更为均匀。在该非限制性实施方式中，采用的燃气为天然气，燃气管4208连接至天然气源。当产生的生物质气量足够大时，本系统可以停止天然气供应。

作为一种可替代实施方式，如图1所示，医疗废弃物燃烧供蒸汽一体化系统还包括第一换热装置600和第二换热装置700。

第一换热装置600包括：高温烟气入口610、中温烟气出口620、第一冷空气入口630以及第一热空气出口640。高温烟气入口610通过管道与蒸汽锅炉400的烟气出口430相连接，第一冷空气入口处设有第一风机F1，从而将冷空气引入第一换热装置600中。第一热空气出口640则与生物质气化炉300的气化风入口320相连接，从而将换热后形成的热空气提供至生物质气化炉300中作为气化风使用，有效提高了生物质气的产率。

第二换热装置700包括：中温烟气入口710、低温烟气出口720、第二冷空气入口730、以及第二热空气出口740。其中，中温烟气入口710与第一换热装置600的中温烟气出口620相连接，低温烟气出口720与烟囱800相连接，第二冷空气入口设有第二风机F2，，从而将冷空气引入第二换热装置700中。

作为另一种可替代实施方式，传送器200的内部设有一个沿水平轴线旋转的推动废物碎粒的移动的螺旋搅拌推动装置210，传送器200的外部套设有热风套220，热风套220设有热风入口2201及冷风出口2202，冷风出口2202与烟囱800相连接，第二换热装置700的第二热空气出口740通过热风管道L1在第三风机F3的作用下，输送至传送器200的热风套220的热风入口2201处，对传送器200内部的废物碎粒进行干燥，便于后续的生物质气的制备。

在该非限制性实施方式中，热风管道L1设有热风支管L2，热风支管L2与蒸汽锅炉400的燃烧器420的助燃气入口4206相连接，从而将占热空气总量的50％的热空气输送至燃烧器中，作为助燃气使用，进一步保证炉体的燃烧温度的稳定性。

如图1所示，为了更好的利用能源，生物质气化炉300的外部套设有水套350，水套350的顶壁一侧开设有冷水入口3501，水套350的另一侧壁开设有热水出口3502，冷水入口3501处设有水泵P以向水套350中注入冷水，冷水与生物质气化炉300外壁的热量进行热交换后形成的热水，可通过管道连接至热水用户900处。热水用户可以是医院的洗衣房、洗澡房或厨房等需要热水供应的地方。

作为一种非限制性实施方式，来自水套350的热水出口3502的热水通过管线输送至蒸汽锅炉400的进水口440，以向蒸汽锅炉400内提供高温的水源，提供蒸汽产生效率。

由此，经过高温消毒后的医疗废弃物在经过粉碎成为废物碎粒后，在传送器200的推动及烘干下，进入至生物质气化炉300中作为生物质颗粒使用，产生的生物质气供给于蒸汽锅炉400中进行燃烧使用。同时，蒸汽锅炉400产生的高压蒸汽提供至蒸汽消毒装置500处，对医疗用品进行高温消毒或者对医疗器皿进行高温灭菌的操作，而蒸汽锅炉400排放的出来的约500摄氏度的热烟气则进行第一换热装置600中，在对冷空气进行热交换后，形成的热空气提供至生物质气化炉300处作为气化风使用，而降温后的约300摄氏度的中温烟气则进入第二换热装置700中，继续与冷空气进行换热，形成的热空气的50％(体积总量)输送至传送器200的热风套210处进行干燥作用，而剩余的50％的热空气则提供至蒸汽锅炉400的燃烧器420处作为助燃气使用，从而实现能量的循环使用。

尽管在此已详细描述本发明的优选实施方式，但要理解的是本发明并不局限于这里详细描述和示出的具体结构，在不偏离本发明的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。

Claims (10)

1.一种医疗废弃物燃烧供蒸汽一体化系统，包括：用于粉碎医疗废弃物形成废物碎粒的粉碎机及与所述粉碎机相连接用于传送废物碎粒的传送器；其特征在于：

所述医疗废弃物燃烧供蒸汽一体化系统还包括生物质气化炉、蒸汽锅炉及蒸汽消毒装置，

其中，所述生物质气化炉包括设于所述生物质气化炉顶壁的生物质颗粒入口、设于所述生物质气化炉底壁的气化风入口及水蒸气入口、以及设于所述生物质气化炉侧壁的生物质气出口，所述生物质颗粒入口通过管道与所述传送器的出料口相连通以将粉碎后的废物碎粒作为生物质料进行气化；

所述蒸汽锅炉包括锅炉本体、设于所述锅炉本体的一端壁的燃烧器、设于所述锅炉本体的另一端壁的烟气出口、以及设于所述锅炉本体的顶部的进水口和高压蒸汽出口，所述燃烧器与所述生物质气化炉的生物质气出口通过生物质气管道相连接；

所述蒸汽消毒装置包括高温蒸汽入口及低温蒸汽出口，所述高温蒸汽入口通过管道与所述蒸汽锅炉的高压蒸汽出口相连接以接收所述蒸汽锅炉产生的高压蒸汽。

2.如权利要求1所述的医疗废弃物燃烧供蒸汽一体化系统，其特征在于，所述蒸汽消毒装置的低温蒸汽出口通过管线与所述所述生物质气化炉的水蒸气入口相连接以向所述生物质气化炉中提供低温水蒸气。

3.如权利要求1所述的医疗废弃物燃烧供蒸汽一体化系统，其特征在于，所述医疗废弃物燃烧供蒸汽一体化系统还包括第一换热装置，所述第一换热装置包括：高温烟气入口、中温烟气出口、第一冷空气入口、以及第一热空气出口，其中，所述高温烟气入口通过管道与所述蒸汽锅炉的烟气出口相连接，所述第一冷空气入口通过管道与空气源相连接，所述第一热空气出口通过管道与所述生物质气化炉的气化风入口相连接以将换热后形成的热空气提供至所述生物质气化炉作为气化风使用。

4.如权利要求1所述的医疗废弃物燃烧供蒸汽一体化系统，其特征在于，所述蒸汽锅炉的燃烧器包括燃烧器壳体、设于所述燃烧器壳体的内部与所述燃烧器壳体同心设置且前端密封的内筒体、设于所述燃烧器壳体的前端壁中心的生物质气入口、自所述燃烧器壳体的前端壁绕着所述生物质气入口向所述燃烧器内部延伸并穿过所述内筒体的前端壁的生物质气管、设于所述燃烧器壳体的后端壁的混合气出口、设于所述燃烧器壳体的侧壁的助燃气入口、设于所述所述燃烧器壳体的侧壁的燃气入口、以及自所述燃烧器壳体的侧壁绕着所述燃气入口向所述燃烧器内部延伸并穿过所述内筒体的侧壁的燃气管，其中，所述燃烧器壳体的内壁与所述内筒体的外壁之间形成有连通的第一环形空间，所述内筒体的内壁和所述生物质气管的外壁之间形成有连通的第二环形空间。

5.如权利要求4所述的医疗废弃物燃烧供蒸汽一体化系统，其特征在于，所述助燃气入口设置成邻近所述燃烧器壳体的前端壁与所述第一环形空间沿切向方向连通，所述燃气入口设置成邻近所述内筒体的前端壁与所述第二环形空间沿切向方向连通。

6.如权利要求5所述的医疗废弃物燃烧供蒸汽一体化系统，其特征在于，邻近所述混合气出口的所述燃烧器壳体中设有旋转叶轮。

7.如权利要求1所述的医疗废弃物燃烧供蒸汽一体化系统，其特征在于，所述传送器的内部设有至少一个沿水平轴线旋转的螺旋搅拌推动装置以推动废物碎粒的移动，所述传送器的外部套设有热风套以对所述传送器内部的废物碎粒进行干燥，所述热风套设有热风入口及冷风出口，所述热风入口与热风源相连接，所述冷风出口与烟囱相连接。

8.如权利要求7所述的医疗废弃物燃烧供蒸汽一体化系统，其特征在于，所述医疗废弃物燃烧供蒸汽一体化系统还包括第二换热装置，所述第二换热装置包括：中温烟气入口、低温烟气出口、第二冷空气入口、以及第二热空气出口，其中，所述中温烟气入口通过管道与所述第一换热装置的中温烟气出口相连接，所述第二冷空气入口通过管道与空气源相连接，所述第二热空气出口通过热风管道与所述传送器的热风套的热风入口相连接以作为所述热风套的热风源。

9.如权利要求8所述的医疗废弃物燃烧供蒸汽一体化系统，其特征在于，所述热风管道设有热风支管，所述热风支管与所述蒸汽锅炉的燃烧器的助燃气入口相连接以将部分热空气作为助燃气。

10.如权利要求1～9任一项所述的医疗废弃物燃烧供蒸汽一体化系统，其特征在于，所述生物质气化炉的外部套设有水套，所述水套的顶壁一侧开设有冷水入口，所述水套的另一侧壁开设有热水出口，所述冷水入口通过管道与冷水源相连接，所述热水出口通过管道连接至所述蒸汽锅炉的所述进水口。