导航：安全管理网>> 安全论文>> 环境保护论文>>正文

医疗废物焚烧烟气中酸性气体来源及形成机理

文档作者：林志东文档来源：广东生活环境无害化处理中		点击数：	更新时间： 2024年07月31日
下载地址：点击这里	文件大小： 319.42 KB 共4页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共4页]

本文件共4页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：319.42 KB 共4页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

上一篇：印染纺织废水处理方法介绍

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

2014年第9期(总第108期)
缸ijl与予钍
ENERGY AN0 ENERGY CONSERVATION 2014年9月
医疗废物焚烧烟气中酸性气体来源及形成机理
林志东
(广东生活环境无害化处理中心，广东广州510405)
摘要： 中国对医疗废物采取焚烧处理的方式比较普遍，主要从医疗废物成分方面着手，讨论了医疗废物的特点和处
置现状，分析了焚烧烟气里面污染物的来源，并着重对污染物中酸性气体产生机理、危害及其处理技术作了重点分析，
希望能够为同行提供一些参考。
关键词： 医疗废物；焚烧；酸性气体
中图分类号：TE992．3 文献标识码： A 文章编号： 2095—0802-(2014)09—0093-04
Sources and Formation Mechanism of the Acidic Gases in Incineration Flue Gas of Medical
Waste
．LINZhi-dong
(Guangdong Living Environmental Harmless Treatment Center，Guangzhou 51 0405。Guangdong，China)
Abstract：It is relatively common to dispose the medical waste by takmg incineration in China．Discusses the characteristics and
disposal status of the medical waste mainly from the composition of medical waste，the sources of the disposal of the pollutants in
incineration flue gas are analyzed，and the formation mechanism，hazards and disposal techniques of the acidic gases in the
pollutants are mainly are analyzed emphatically，hoping to provide some reference for the peer．
Key words：medical waste；incineration；acidic gases
0引言1医疗废物的特点和处置现状
医疗废物是指在医疗活动和疾病预防过程中产生
的废弃物。各类医疗卫生机构在进行医疗教学，科研
和相关活动时，都会直接或间接产生一些医疗废物。
医疗废物里面含有大量的病毒和细菌，是一种具有感
染性的危险废物，处置不当将对人类健康和生态环境
造成很大的危害。中国早在i998年就将这类医疗废物
列入《国家危险废物名录》当中。这些有毒有害的医
疗废物具有感染性、毒性和腐蚀性。在2003年“SARS”
疫情之后，国家制订了《医疗废物管理条例》，在全
国布点规划建设了300多家医疗废物集中处置设施，
至今已大部分投产运行。
采取焚烧的方法能够有效安全处置这些医疗废
物，但是焚烧过程中会产生烟气，其中含有大量的有
毒有害污染物，如：二嗯英、烟尘、重金属和各种酸
性气体等，需在排放前进行净化处理，才能降低对环
境的影响。
收稿日期：2014—06—20
作者简介：林志东，1967年生，男，广东蕉岭人，1990年毕业
于广州暨南大学理工学院环境生物学专业，环保工程师。
-■
医疗废物的产生和来源决定了其组分具有与其它
一般生活垃圾不同的特点。
根据对2012年5月对广州市医疗废物的分类统计，
其组分构成如表l。
表1 医疗废物的组分统计表
有机质类(包括纱布、纸塑料、橡胶类、
组分废玻璃废金属
质、生物质、纤维、药物等) 高分子材料等
占比
60 25 12 3
％
医疗废物中的组分比生活垃圾复杂，其中塑料
(PVC)占比远高于一般生活垃圾。此外，医疗废物中
还有大量的含氯消毒剂。医疗废物样品的主要成分和
元素分析见表2刚。
现阶段中国医疗废物处置技术主要有以下几类：
a)采用高温处理，有焚烧法、进行热解和气化的
方法。近年来，虽然其它的非焚烧处置技术不断发展
应用，但焚烧法仍以可靠的“无害化、减量化”优势
占据主要地位，全国约有70％左右的医疗废物集中处
置设施采用这类技术；
·93·
万方数据
2014年第9期钰；夏占予链2014年9月
表2医疗废物样品的主要成分和元素分析
元素分析
类别序号样品主要成分
C H 0 N S Cl Si
l 输液管聚氯乙烯50．87％ 7．06％ 7．56％ NA 0．46％ 34．35％
塑料类2 尿样盒聚氯乙烯42．81％ 5．95％ 3．12％ NA 0．73％ 47．39％
3 一次性手套低密度聚乙烯86．19％ 13．41％ 0．40 NA NA
4 医用手术手套天然橡胶86．06％ 10．27％ 2．04％ 0．42％ 1．04％ 0．17％
橡胶类
5 导尿管天然橡胶和轻质碳酸钙43．86％ 5．79％ 48．45％ 0．35％ 1．23％ 0．32％
6 棉签棍纤维素、半纤维素、木质素46．26％ 6．43％ 47．09％ NA 0．22％
生物7 卫生纸纤维素、半纤维素、木质素41．63％ 5．7l％ 52．35％ NA 0．31％
质类8 纱布纤维素、半纤维素、木质素42．51．％ 6．35％ 51．01％ NA O．13％
9 脱脂棉纤维素、半纤维素、木质素42．90％ 6．69％ 50．19％ NA 0．22％
蛋白质类10 缝合线胶原蛋白43．16％ 7．60％ 34．85％ 13．59％ O．80％
合成纤维类11 敷料内芯聚乙烯醇54．50％ 5．18％ 40．16％ NA 0．16％
12 医疗纱布天然橡胶、陶土、中药、织物
混合类
13 敷料光面纸、合成纤维、棉纱、止血药物
药物类14 银翘解毒片金银花、连翘、牛蒡子、桔梗、甘草等
b)替代型处理的方法，对废物进行化学消毒，高
温高压蒸汽进行灭菌，干热进行灭菌，微波处理和安
全填埋法等。这类技术约占25％左右；
C)其它处置技术，如等离子体的技术、放射技术
等，有部分小型集中处置设施采用这类技术，约占5％
左右。
总体而言，焚烧处置技术仍然是现阶段中国普遍
采用的主要处置技术。
2医疗废物焚烧处置技术
2．1 医疗废物焚烧系统
医疗废物焚烧处置设施一般包括：进料系统、焚
烧炉、燃烧空气系统、辅助燃烧装置、余热利用系
统、烟气净化系统、灰渣处理系统、仪表与自动控制
系统、应急处理系统及配套设备等部分组成。
焚烧炉系统是整个处置技术的核心，其结构是由
—燃烧室和二燃烧室两部分组成的。a)燃烧室是燃烧或
热解作用；b)燃烧室能够有效实现完全燃烧，要求控
制二燃烧室的烟气温度≥850℃，停留时间≥2．0 s。
烟气净化处理系统一般应包括以下几个工艺：急
冷、除酸、吸附和除尘。
其它部分均为这两系统服务的配套设施。
2．2医疗废物焚烧所产生的污染物及其控制技术
2．2．1烟尘
焚烧过程中产生的烟雾和飞灰颗粒物统称为烟尘。
烟雾一般指焚烧时产生的可见固体颗粒气溶胶，
它是熔融物质挥发后生成的气态物质的冷凝物。飞灰
指随燃烧过程产生的烟气中排出分散得较细的灰分。
在医疗废物焚烧处置系统中，烟尘的去除主要通过布
·94·
袋除尘器过滤实现。
2．2．2酸性气体
酸性气体包括HCl、HF、硫氧化物、氮氧化物和
CO等其它的酸性气态污染物。
HCI、HF、硫氧化物是由含CI、F、S元素的废物
在高温分解时释放出的气体。
氮氧化物是垃圾焚烧过程中的N。和O：发生氧化反
应，另外含氮有机物的燃烧也可以生成NO，。
CO是由于生活垃圾中有机可燃物不完全燃烧产
生的。
酸陛气体的净化去除工艺有干法、湿法、半干法
(SDA)等多种形式。通常采用烧碱、生(熟)石灰等
作为吸收剂，可以除去大部分酸。氮氧化物的去除则
多采用SNCR(selective non—catalytic reduction)选择
性非催化还原脱硝技术来实现。
2．2．3二嗯英类毒性有机物
二嗯英(DIOXIN)8PPoly Chlorinated Dibenzo—P—
Dioxins，缩写成PCDDs，其化学结构由一个氧原子连
接的称为多氯二苯并呋喃(PCDFs)，由两个氧原子连
接的称为多氯二苯并二嗯英(PCDFs)，由于每个苯环
上可以取代1个～4个氯原子，所以总共有135种PCDFs
和75种PC—DDs异构体。这两类统称为二嗯英(dioxins)
类物质【2】。
在焚烧过程中，二嗯英主要是未完全燃烧的烟气
中苯环和cl。1参与下，在一定温度条件下产生的，主
要存在于飞灰和烟气中。降低二嗯英排放的主要途径
是通过燃烧和净化处置过程的工艺控制，切断其生成条
件来实现。另外通过活性炭吸附和布袋除尘器的收集工
艺，也可以有效地降低烟气中二嗯英的排放。
万方数据
2014年第9期林志东：医疗废物焚烧烟气中酸性气体来源及形成机理2014年9月
2．2．4重金属
医疗废物进行焚烧时，烟气中还会有一些重金属
物质存在，包括Hg、As、Cr、Ni、Pb等重金属物质。
它们主要以各种氧化物和盐类的形式存在于烟气、飞
灰中，通过洗涤、吸附和布袋过滤等多种控制技术可
以将其有效地收集下来。
3焚烧烟气中酸性气体的形成机理及其危害
3．1 HCl
随着医疗活动中一次性医疗器械(用品)的使用
范围不断扩大，在医疗废物中PVC塑料等含氯有机材
料的比重也越来越大，医疗废物中还有大量的各种含
氯消毒剂、无机氯盐等，在焚烧过程中都会产生大量
的HCl。
a)塑料PVC、橡胶、皮革等含氯有机物，在高温
燃烧下充分燃烧时，其中的C1可以全部转化为HCIm，
其反应式如下：
CIlHmCl巾口O厂睹C02 T+YCO T+ZH20 T+WHCI t
PVC的降解过程主要分为两个阶段。
第一阶段是大分子脱除HCl分子形成共轭烯烃的
过程，这个阶段主要发生在200 oC～340 oC的温度范
围，几乎全部的HCl都在这时溢出；
第二阶段才是碳碳双键断裂的分解过程，温度范
围发生在400 oC一500 oC之间。
PVC焚烧时不仅能为HCI的生成提供C1，还有充足
的H，Cl_在高温下快速地与H+结合生成HCI，几乎全
部的C1均转化为HCI释放；
b)含氯消毒剂，女nclo：、次氯酸钠(NaOCI)、二氯
异氰尿酸钠(C3N，0，C12Na)、三氯异氰尿酸(C3N30，c13)
等，分解成HCIO等不稳定介质，遇热与其它物质反应
产生HCl，其反应式如下：
6C102+3H20=5HCl03+HCl T
NaCIO+HzO—'HClO+NaOH
C303N3C12Na+2H20—+(C3H2N2N—03)+2HCIO+(Na+)
HCl0--*[O]+HCl 1I；
c)无机盐类氯化物NaCI、MgCl：等与其它物质反
应，生成HCl，其反应式如下：
4NaCI+2S02+02+2H20---,2Na2S04+4HCl T
SiC 14+2H20=Si02+4HCI t
HCl气体本身无腐蚀性，但它溶于水，遇到烟气
中的水雾后具有强腐蚀性，特别是烟气结露时，对设
备会造成严重损伤。
HClX寸人体的危害，能够腐蚀人们的皮肤和粘膜，
导致人们的声音出现嘶哑，鼻粘膜出现溃疡，肺水肿等
一系列不良现象，严重时甚至会使人死亡。
3．2 HF
烟气中的HF，作为酸性气体含量的一个组成部
分，在医疗废物进行焚烧时产生，氟化物主要由含氟
塑料燃烧分解产生。F与Cl是同族元素，性质也相似，
其生成机理与HCl基本相同。HF的含量主要取决于废
物中F的含量。
HF是剧毒物质，对人体十分有害。主要通过呼吸
道吸人，这样就能够引起F中毒，使得人们的皮肤和
粘膜都会受到刺激，出现一系列不良症状，这样的病
变，严重时能够致人死亡。在空气中存在过量的HF会
对动物和植物造成一定的伤害，并腐蚀建筑物MI。
3．3硫氧化物
医疗废物中的S通常以有机化合物的形式存在，
也有部分是以硫酸盐或硫化物的形式存在，SO：由含
硫化合物焚烧时氧化产生。在医疗废物焚烧的过程
中，燃烧性S转化为Sq的转化率为100％。800℃以上
时，SO：是稳定的化学形态；300℃以下时，SO，的
95％以上为二氧化硫(s09形态存在于烟气当中。
有机硫和硫化物发生反应，也会释放出S0：，其
反应式如下：
H2S04+NaS03=NaS04+H20+S02 t
当空气中SO：的浓度只有l ms／m3时，人们就会有
一种压迫感。SO对人体的影响主要是对人们的呼吸道
产生一定的刺激，还能使人体的细胞发生突变作用，对
细胞生长和代谢有一定的抑制作用。在大气中的SO：可
以形成酸雨，对我们的生活环境造成危害，及建筑金属
结构的腐蚀等危害。
3．4氮氧化物
氮氧化物主要是在焚烧烟气中氮分解出现转化及
医疗废物焚烧而产生的物质。NO危括N20、NO、NO：、
N20，、N20，、N：O。等。其形成机理有两大方式：
a)外界空气中的N：在燃烧过程中经过化学反应生
成N晚；
b)废物中的含氮有机物在燃烧过程中生成N啦。
在燃烧过程中，NO』￡成模式有三种：
a)热力型NO，。由空气中N在高温(1 400 oC以
上)下氧化产生；
3N02+HID_+2HN03+NO
当温度高于1 500℃时，热氮产量就会迅速增加；
b)快速型N晚。由于废物挥发物中碳氢化合物高
温分解生成的CH自由基和空气中N：反应生成HCN和
N，再进一步与O—怍用以极快的速度生成NO；；
c)燃料型Nq，是由废物中杂环含氮有机物在高
温条件下发生热分解，并和0结合，氧化生成的NO，。
特点是中间有HCN和NH，形成，它们对NO，生成的总浓
度起着重要作用圈。
通过控制燃烧参数可以有效控制NO，的排放。
在烟气处理系统中，NQ的去除技术主要有：催
化还原技术、氨还原技术和烟气再循环技术等。
·95·
万方数据
2014年第9期红；夏与芋钍2014年9月
氮氧化物是一种刺激性气体，其毒性比较强，刺
激上呼吸道，还能够使低血红蛋白转变成高铁血红蛋
白，导致组织出现缺氧，呼吸困难的现象。氮氧化物
对植物也能够产生有害作用，能抑制植物生长，还对
许多金属有腐蚀作用。
3．5 CO
CO是含碳燃料燃烧过程中生成的一种中间产物，
最初存在于燃料中的所有碳都将形成CO。
医疗废物包含大量的有机质类碳氢化合物，废物
进入焚烧炉后，当炉温上升到500 oC～600℃左右，
在高温辐射作用下，开始进行化学分解，其中部分高
分子烃类和CO等可燃物挥发出来，它们是燃烧过程中
生成的重要污染物。
CO的形成和破坏过程都是受化学反应动力学机理
所控制，是碳氢燃料燃烧过程中基本反应之一，它的
生成机理为：
RH—+R_RO厂'RCHo斗RCo_+CO
R为碳氢自由基团。反应中的RCO原子团主要通
过热分解生成CO，也可以氧化碳氢基团R后生成CO。
燃烧过程中CO氧化成CO：的速率要比CO生成速率低，
因此在碳氢化物火焰中CO的基本氧化反应为：
CO+OH--}C02+H2
研究表明，碳氢燃料和空气的预混燃烧火焰中，
由于CO的生成速率很快，在火焰区CO浓度迅速上升
到最大值，该最大值通常比反应混合物在绝热燃烧时
的平衡值要高，随后CO浓度缓慢地下降到平衡值。因
此，从燃烧设备的排气中检测的CO含量要比在燃烧室
中最大值低，但明显地大于排气状态下的平衡值。这
表明化学反应动力学控制着CO的生成和破坏。CO是
不完全燃烧的产物之一。若能组织良好的燃烧过程，
即具备充足的O：、充分的混合、足够高的温度和较长
的滞留时间，中间产物CO最终会燃烧完毕，生成CO：
或H20。因此，控制CO的排放不是企图抑制它的形
成，而是努力使之完全燃烧。CO通常用来监测炉内的
燃烧状况，其值越小，燃烧越完全。
CO对人体具有很大的危害。当空气中的溶度达到
200 m咖，时，在2 h～3 h后，人们就会出现轻微头
痛和乏力。通过呼吸道吸人CO，然后通过肺泡进入到
血液当中，与携氧血红蛋白形成一种稳定的复合物，
这时就会使人体的身体缺氧，严重时能够使人死亡。
CO还能够影响人们的神经系统，对人们的心血管系统
造成不良影响。
4结语
目前，在医疗废物的处理问题上面，采用焚烧处
置技术能够起到很好的效果。焚烧过程中会产生大量
的有毒有害物质，酸性气体是其中之一。通过对烟气
中各类酸性气体产生的机理分析研究，弄清其来源和
生成过程，有助于选择相应的、有效的工艺技术来去
除这些污染物。
参考文献：
[1]邓娜，张于峰．医疗废物典型组分的热重分析及新的动力
学模型[J]．环境科学学报，2005，250 1)：25—26．
[2]孟宪林．医疗废物焚烧中二嗯英的产生及控制[J]．环境保护
科学，2006，32(4)：35—36．
[3]李晓东．垃圾焚烧炉氯源对氯化氢和二嗯英排放的影响[J]．
工程热物理学报，2003，24(6)：48--49．
[4]龙燕．医疗废物焚烧烟气污染物及其处理技术述评[J]．有
色冶金设计与研究，2006，27(1)：19—21．
[5] 赵由才．医疗废物管理与污染控制技术[M]．广州：广东化学
工业出版社，2005．
(责任编辑：刘倩倩)
o●◇●o●o●◇●o●o●o●o●◇●o●o●o●o●o●o●o●o●o●o●o●o●o●o●o●·=>●o●o●o●o●o●o●o●o●o●·：：，●·》●<>●·o，●o●o●o●<>●<>●◇●o●<>●o●
(上接48页)
设备，要有明确具体的检修说明及审批方案；j)对设
备检修，明确检验标准和验收规范、标准，且做好检
修后设备的试运工作；k)在有条件的情况下，应对出
线开关跳闸后机组转孤网运行的转换方式及孤网运行
的能力进行试验，以便确定是否可避免因系统故障而
造成全厂停电的事故发生；1)各专业举一反三，完善
全厂停电事故预案且组织运行人员认真学习，加强事
故预想和反事故演习，提高事故处理的能力。
5结语
针对江苏国信盐城生物质发电有限公司两机两
炉、2条出线同杆架设送至110 kV黄尖变，通过747黄
尖线至射阳港电厂220 kV系统上网的运行方式来说，
·96·
因系统故障带来的全厂厂用电中断的电网事故是不可
避免的，江苏国信盐城生物质发电有限公司也正在积
极与调度部门沟通，要求尽快查明故障原因，给予解
决方案或完善系统运行方式。同时江苏国信盐城生物
质发电有限公司也在考虑出线同时故障时，能否做到
孤网运行，保住厂用电[31。
参考文献：
[1] 国家电力调度通信中心．电力系统继电保护实用技术问答
[M 3．北京：中国电力出版社，2000．
[2] 国家电网公司．国家电网公司电力安全工作规程(变电部
分)[M]．北京：中国电力出版社，2009．
[3] 国家电力调度通信中心．电力系统继电保护典型故障分析
[M]．北京：中国电力出版社，2001．
(责任编辑：高志凤)

网友评论 more

环境保护论文最新内容

07-31