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医疗化工危险废物焚烧处理及相关余热锅炉发展技术

文档作者：魏建明文档来源：杭州锅炉集团股份有限公司		点击数：	更新时间： 2022年12月31日
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余热锅炉2008．2
医疗化工危险废物焚烧处理
及相关余热锅炉发展技术
杭州锅炉集团股份有限公司 魏建明
摘要本文着重阐述了我国医疗化工危险废物处理现状、市场需求、技术发
展及相关余热锅炉技术发展等情况，对焚烧处理的工艺流程、关键控制技术等进行
了分析。
关键词 医疗化工危险废物 焚烧危险废物焚烧余热锅炉余热利用
1 前言
随着我国经济的迅速发展，国内逐步建
立了不同规模的化学工业区，并日趋增多；
同时随着人民生活品质的提高，医疗卫生事
业的发展也日新月异。这些化工区以及医疗
卫生单位在生产、生活过程中产生了越来越
多的医疗化工危险废物。危险废物在空间和
时间上对环境的破坏远远超过普通生活垃
圾，已经对环境产生了严重的污染，并严重
威胁着人类的生存环境。因此如何对它们进
行有效的处理已变得日益紧迫。
2 国内背景及市场分析
通过市场调查表明，对危险废物垃圾的
处理不仅仅局限在某个独立的化工区，对于
大中型城市的市区同样也有需求。因此，医
疗化工危险废物垃圾的焚烧处理往往是针对
整个城市或一个化工区的有机危险废物的处
理。通常的做法是在一个中型以上城市或一
个大型化工区建立一座或数座焚烧厂来集中
处理这些有机的危险废物垃圾。根据城市规
模以及发展程度的不同，此类型的焚烧厂要
具备一年处理(3000o 1o0o00)吨此类有毒
垃圾的能力。这样，既可以比较集中地处理
医疗化工危险废物。减少分散处理的二次污
染和管理混乱，同时，可集中回收焚烧烟气中
的余热，使焚烧处理系统更加的科学、经济。
由于医疗废弃物中塑料和橡胶等高分子
物质占的比例越来越高，如果焚烧处理不
当，往往会造成新的污染，如焚烧塑料针管
会产生二 英、苯酚等致癌污染物。尤其是
一些医疗设备比较落后的医院，由于条件有
限，污物不能得到彻底地处理，已经给环境
带来比较严重的二次污染。通过了解，目前
对液体医疗废弃物的处理漏洞也较大，一些
中小医疗单位无污水处理设备或不能坚持进
行污水处理，使部分有害医疗废弃物随生活
垃圾一起排放，给人类的健康带来了很多不
确定的因素。
医疗化工危险废物的焚烧会产生大量的
有毒烟气，若这些烟气未经妥善处理而直接
排放到大气中，其造成的污染将比垃圾填埋
带来的影响更加难以控制，危害程度更大。
医疗化工危险废物本身由于种类、成分的不
同，燃烧产生的烟气成分也有很大差别。往
往这些有毒烟气中含有二 英、呋喃等恶性
有毒气体，并且含有HCL、I-IF、SO2等腐蚀
性极强的酸性气体。同时，烟气中还会含有
各种粉尘。当前，在焚烧工艺过程中，已经
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余热锅炉2008．2 29
可以做到控制二嗯英、呋喃等恶性有毒气体
的产生。但是，若焚烧后的烟气处理不当，
则会造成二 英的再生。因此，对于焚烧后
有毒烟气的处理至关重要。
先进国家的医疗化工危险废物处理技术
随着经济的发展和时间的推移，由初期的填
埋发展到简易焚烧，再发展到热能回收型的
焚烧、气化熔融。我国的垃圾处理现在才刚
刚起步，由于缺少经验，给政府决策者也带
来了难题，哪种技术才能真正的适合本地
呢?从先进国家的经验和我国的实际情况来
看， 目前我国经济不发达的地区还是采用填
埋方式为主，有条件的地区可采用热能回收
型的焚烧方式。
北京、上海、天津、深圳、重庆、成都
等这样的大城市，具有以下特点：
(1)人口多，危险废物排放量极大，每
天各类危险废物排放估计在500吨以上。
(2)土地资源紧张，征取大面积的土地
来填埋非常困难。
(3)即使取得土地来填埋，也是离危险
废物排放源(居民区、化工区)很远，必须
远距离运输危险废物，运输过程中易产生严
重的污染扩散。
(4)居民的环保意识较高，要求资源可
回收式的、科学的、环保的危险废物处理方
式。在这种情况下，焚烧处理应该是行之有
效的，也是世界先进国家广为采用的处理方
法。
3 医疗化工危险废物焚烧的工艺流程
医疗化工危险废物焚烧厂与普通垃圾焚
烧厂的焚烧处理工艺流程基本一样，如图1
所示。
图1 焚烧处理工艺系统
通常一个完整的焚烧处理系统包括：垃 置如图2所示。从图中可以看出，危险固体
圾接收与贮存系统、助燃空气系统、焚烧系 废物在回转窑中焚烧，有毒液体和气体废物
统、灰渣处理系统、废水处理系统、余热利用 在二燃室燃烧。在各个燃烧阶段都将根据燃
系统、锅炉给水系统、烟气处理系统以及自控 烧的具体特性进行加药、温度、速度控制，
系统。焚烧的整个工艺流程要求各分系统必 以达到垃圾彻底焚烧和最少二次污染物生成
须稳定可靠的运行。其中余热利用系统，即 的控制，这是燃烧过程中最关键的控制系
余热锅炉，对危险废物焚烧后的处理工艺尤 统。在烟气出二燃室后的烟气处理工艺过程
其重要，因为它既衔接了烟气处理系统，也关 中，也将根据烟气的温度情况和烟气中有毒
系到灰渣处理、废水处理和余热利用系统。 成分的情况进行多次中间加药控制，然后再
医疗化工危险废物焚烧处理主要设备布 进入多个烟气处理设备进行最终处理，以达
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到排放标准。
焚烧处理过程中，所有烟气侧设备都将
面临高温、强腐蚀、积灰、磨损、爆炸、泄
漏、污染等恶劣环境的考验，任何一方面的
失败都将导致整体失败，所以各个破坏因素
都是研究重点。其中余热锅炉在工艺系统中
的作用主要是对烟气进行降温、除灰、清除
部分腐蚀性物质和收集余热等。
4 余热利用系统
图2 医疗化工危险废物焚烧处理设备系统
医疗化工危险废物焚烧的余热利用系统
是将危险废物焚烧产生的热量，通过余热锅
炉进行回收利用，余热利用一般分为以下三
种形式。
1．余热发电：余热锅炉的工质(水)
吸收危险废物焚烧所产生的烟气的热量，再
经过热器进一步加热，成为具有一定压力和
温度的过热蒸汽[一般压力可达(2．45～
3．82)MPa，温度可达(350～400)cI=]，然
后进入汽机岛带动汽轮发电机组进行发电。
余热所产生的电能除焚烧厂自用外，还可向
电网输送。目前，国内外大型危险废物焚烧
厂都配置余热锅炉和汽轮发电机设备，以充
分利用余热，提高经济效益。所采用的汽机
多为纯冷凝式，蒸汽做功后经冷凝器冷凝，
再送人锅炉，这种方式补给水量最少。
2．热电联供：有的焚烧厂在条件允许
的情况下，采用热电联供方式，使垃圾焚烧
余热最大限度地得到利用，以提高焚烧厂的
热利用率。
3．热能直接利用：将危险废物焚烧产
生的高温烟气通过余热锅炉或其它热交换
器，使烟气热量转换成一定压力和温度的蒸
汽、热水和热空气，供本厂及外界使用。
5 医疗化工危险废物焚烧余热锅炉
从危险废物焚烧工艺和余热利用方面可
以看出余热锅炉是危险废物焚烧厂的关键设
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备，主要用于处理有毒有害的气体、液体、
固体废料焚烧后产生的高温烟气((1 100～
1200)oC)，并将烟气温度降到尾部烟气处理
系统所允许的范围内，并除去烟气中大部分
的灰尘，同时通过能量转换，制取蒸汽、热
水、电能，达到余热利用的目的。图3为一
种医疗化工危险废物焚烧余热锅炉简图。
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图3 医疗化工危险废物焚烧余热锅炉
余热锅炉的种类非常之多，几乎涉及所 类比设计；二是引进技术。两者同样缺乏对
有大规模能源转化或能源利用的高耗能企 危险废物焚烧系统的适应要求，关键技术可
业，散布于各类工艺系统之中，其主要功能 靠性不高，没有切实可行的余热锅炉系统设
是服务于各类工艺系统(降温、除尘以满足 计依据与方法。许多国内的设计单位已经进
尾部设备需要的烟气参数)，并回收工艺系 行了大量的实验和工程实际运用，但大都以
统的能源。在许多工艺系统中余热锅炉是一 失败告终(如上海某废物处置中心1、2号
个关键设备，它的安全性、可靠性将直接关 焚烧系统；深圳的某废物处理中心的焚烧系
系到整个系统的成败。从这个层面来讲，余 统均未能达到设计要求)。杭州锅炉集团股
热锅炉的安全性、可靠性要求高于一般的电 份有限公司凭着在垃圾炉设计方面的丰富经
站锅炉。危险废物垃圾焚烧余热锅炉就是这 验，加上在前期的调研与技术积累中对危险
种高安全性、高可靠性的锅炉。 废物焚烧做了大量的工作：对医疗化工危险
目前我国医疗化工危险废物回转窑焚烧 废物的焚烧工艺、尤其对各类医疗化工危险
余热锅炉技术来源主要有两个：一是自主开 废物混烧产生的烟气在各个温度点的化学、
发，但主要是根据其它行业的余热锅炉进行 物理特性，以及实际运行情况都进行了深入
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余热锅炉2008．2
的研究，目前建造在天津和上海漕泾化工区
的几套危险废物余热锅炉，均达到设计要
求。
医疗化工危险废物垃圾焚烧余热锅炉设
计的关键技术主要包括：
A)余热锅炉运行的稳定性，主要指烟
气侧和工质侧的物质和能量平衡的稳定性。
烟气侧主要指灰的平衡：以确保余热锅
炉内保持稳定的清洁状态，不结渣，不堵
灰，这就要求锅炉的结构设计布置要合理，
同时要设计连续的可靠的清灰排灰系统。
工质侧主要指汽水平衡：即同时进出锅
炉的水汽平衡，以维持锅炉的压力、水位
等。这主要指维持锅炉饱和压力来维持管内
介质的温度，以达到维持金属壁温的目的。
这个平衡在余热锅炉设计中经常被疏忽掉。
B)高温腐蚀性烟气对锅炉受热面的腐
蚀：高温腐蚀和低温腐蚀。
高温腐蚀：即当受热金属壁温高于一定
的温度时金属烟气侧将发生严重的高温腐
蚀，这就要求我们在锅炉结构和系统设计中
把金属外壁温度控制在一定的温度T1以下。
低温腐蚀：即当受热金属壁温低于一定
的温度时金属烟气侧将发生严重的低温腐
蚀，这就要求我们在锅炉结构和系统设计中
把金属外壁温度控制在一定的温度T2以上。
所以在锅炉设计中，要求我们首先根据
烟气的化学物理特性以及钢材的特性推算出
T1、T2的值，将锅炉受热面的外壁温度T控
制在：I"1>T>I"2
C)防磨损、防粘结、防积灰。
烟气中含有大量的复杂成分的灰，灰在
各个温度区域将表现出不同的物理特性，在
较高的温度区域灰为液态，此时表现为粘结
特性；在稍低的温度区域部分灰为固态，此
时表现为粘结和磨损特性；在更低的温度区
域含有大量的粘结性细灰，表现为积灰特
性。
因此，受热面的布置和除灰方式将根据
灰的温度区域特性进行不同温度区域的选
择，一般的医疗化工焚烧余热锅炉高温区设
计为辐射吸热面，采用重力和惯性分离方式
清灰；在低温区设计为对流受热面，采用特
制的机械振动方式清灰。
6 结束语
随着我国对环保、能源的进一步重视，
医疗化工危险废物不再走以前随便填埋、简
单焚烧的老路，而是要走就近集中焚烧、系
统处理的环保型新路。随着我国化学工业、
制药、生物、医疗等行业的发展必将产生更
多的有毒有害垃圾，国内危险废物焚烧市场
需求非常大。但现有的技术和对策还很缺
乏．无完善的集成技术系统。这就给我们制
造厂和设计单位带来了研究课题和发展的巨
大机遇。
神华煤制油第一条生产线进入调试阶段
据内蒙古自治区鄂尔多斯市人民政府5月29日介绍，国家重点项目一神华煤制油项目第一条生产线已
进入投产前的全面调试阶段。据了解，神华煤制油项目是国家重点建设项目之一，该项目于2OO4年8月开
工建设。项目设计年产油品500万吨。目前，第一条生产线已经建成，正在进行设备调试，预计今年9月
投产，年产油品100万吨。 摘自《能源周讯》[总]第157期

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