专利名称：利用焦化工艺处理医院垃圾的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明属于利用炼焦工艺处理城市固体废弃物领域，尤其涉及利用炼焦工艺中的炼焦炉系统、化产回收系统和焦炉煤气净化回收系统来高温炭化(炭化)城市医院垃圾的处理方法及系统。
背景技术：
随着人们物质生活水平的日益提高，医院垃圾的产量急剧增加。据统计，我国目前医院垃圾的年产量高达80万吨，而且每年正以3％～6％的速度增长。
目前，我国医院垃圾圾处理处置方法仍以填埋和无序流失为主，占总产量的90％以上，而真正做到科学化处理处置的医院垃圾量不到总产量的10％。因此，我国医院垃圾处理与处置问题十分严重，急需要有能够实现医院垃圾无害化、减容化和资源化处理新技术。
医院垃圾作为我国第一号危险固体废弃物，其组成具有复杂多变性，因此常规的垃圾处理处置技术难以满足其真正无害化、减容化和资源化处理要求。由于医院垃圾的污染具有传染性、感染性、潜伏性、危害面广，并可能给人类带来灾难性危害等特点，因此世界各国对医院垃圾的处理处置十分重视，先后制定了相关的法律法规来加强管理，同时也开发了多种技术来实现医院垃圾的无害化处理和资源化利用。
目前较为流行的医院垃圾处理方法通常包括填埋法、焚烧法、热分解法。各类垃圾处理技术特点分析如下(1)、填埋法必须是先固化处理后再进行填埋处理，填埋必须事先做防渗漏，填埋过程中必须考虑导气系统和填埋气处理或利用系统，还设有专门的污水处理系统。
优点工艺相对简单、成熟。
缺点必须是固化后再填埋，投资和运行成本较高，减容量小，占用大量土地，垃圾资源难以再生利用，易产生地下水污染和甲烷气污染，同时对病毒、病菌消灭效果较差。
医院垃圾处理，由于成本较高、占用土地、病毒病菌消灭不彻底等因素，故一般不采用填埋处理医院垃圾。
(2)、焚烧法利用高温氧化原理将医院垃圾中的病毒病菌彻底杀死，同时将有机物氧化分解转化为二氧化碳和水，但同时也将氯、硫、氮、重金属等元素转化为气体和粉尘污染物，造成二次污染。
优点技术相对成熟，应用广泛，处理及时，可有效杀死医院垃圾中的病毒病菌，并大幅度减容减量，还可以回收热能。
缺点一次性投资较大，运行时需要添加二次燃料和二恶英吸收剂(活性炭)，增加了运行成本，易产生二次污染，特别是二恶英和重金属污染，焚烧产生的灰渣必须作为危险固体废弃物进行固化填埋处理。
焚烧法处理医院垃圾是目前应用较多的方法，但在如何进一步降低其运行成本和减少二次污染，尤其是防治二恶英剧毒物质的产生与扩散等方面还需要做大量研究工作。
(3)、热解法利用高温炭化或高温炭化原理将医院垃圾中的病毒病菌彻底杀死，同时将有机物热分解转化为固体残渣、液体焦油、水以及可燃气体，垃圾中氯、硫、氮等元素分别转化为氯化氢、硫化氢和氨气，被碱性液体洗涤吸收，重金属大多被固定在固体残渣中，减少二次污染物的产生，尤其从原理上杜绝了二恶英和重金属剧毒物质的产生与扩散。
优点可有效杀死医院垃圾中的病毒病菌，并大幅度减容减量，还可以回收可燃气体和焦油，二次污染易于控制，从原理上杜绝了二恶英和重金属剧毒物质的产生与扩散。
缺点技术尚处于开发阶段，系统相对复杂，初投资和运行成本较高。
热解法处理医院垃圾是具有发展潜力的新方法，由于该技术具有无害化处理彻底，二次污染易于控制，从原理上杜绝了二恶英和重金属剧毒物质的产生与扩散等优点，倍受重视。但如何解决其中的技术难题，精简工艺系统，进一步降低其初投资和运行成本，将直接影响该技术的推广应用。
发明内容
针对上述热解法处理医院垃圾存在的缺陷，提出利用焦化工艺处理医院垃圾新技术工艺方法及设备。
本发明涉及一种利用焦化工艺处理医院垃圾的方法，利用传统的炼焦工艺，实现医院垃圾的处理，实现步骤包括1、医院垃圾及添加物料煤或焦粉输送与入炉；2、入炉物料的高温炭化；3、炭化后挥发份的回收与净化；4、炭化后残渣的回收与利用。
本发明还涉及实现利用焦化工艺处理医院垃圾的方法的系统包括医院垃圾和添加物料密闭输送与入炉系统；焦炉高温炭化系统；炭化后挥发分回收净化系统。
基本思路是充分利用传统焦化工艺中的系统和设备，包括炼焦炉、化产回收系统和煤气净化与回收系统来顶替热解炉及其相关的回收净化系统，从而大大减少热解法处理医院垃圾的初投资和运行成本，并达到利用传统成熟技术代替热解法中的技术难题。本发明从根本上解决了热解法处理医院垃圾中存在的主要问题，并实现处理医院垃圾的规模化生产，因此具有目前医院垃圾处理技术无法比拟的优越性。
有关利用焦化工艺处理医院垃圾的专利，在国内和国外均未见报道。采用上述利用焦化工艺处理医院垃圾的方法及系统，该方法的基本原理是袋装密闭医院垃圾通过全密闭运输和给料进入焦炉中，并在焦炉内进行高温炭化处理，将医院垃圾中的病毒病菌彻底杀灭，并使有机组分在炉内发生热分解反应和再聚合反应，最终将医院垃圾转化为固体残渣、液体焦油和气体燃料。医院垃圾中的有毒有害元素，包括氯、硫、氮以及重金属等，在高温炉内发生热分解反应和还原反应，最终生成氯化氢、硫化氢、氨气，这些气体进入焦化工艺的化产回收系统和气体净化系统集中处理，氯化氢和氨气溶入水中形成氯化铵盐，进行回收处理；硫化氢进入脱硫工序，通过催化反应，转变为单质硫进行回收；重金属被固化在固体残渣中，有效防止其逸出与扩散。该方法的主要特点在于充分利用传统炼焦工艺大规模无害化处理和资源化利用医院垃圾。该方法的主要特点有(1)处理医院垃圾组分范围广，可以处理医院垃圾中的所有组分。
(2)医院垃圾不需要分选、破碎等预处理工序，有效防止因垃圾预处理产生的二次污染和病毒扩散问题，同时也大大节省投资与运行费用。
(3)医院垃圾运输、给料以及高温炭化处理过程实行全密闭全自动处理，有效防止医院垃圾处理过程的二次污染和病毒扩散，尤其是从原理上杜绝了二恶英和重金属剧毒物质的产生与扩散。
(4)充分利用现有成熟的焦化工艺及其系统设备来处理医院垃圾，大大降低初投资和运行费用，同时也克服了热解法处理医院垃圾的技术难题，使之工业化和商业化运作成为现实。
(5)由于该方法利用焦化工艺系统处理医院垃圾，有利于冶金和焦化行业的结构调整，给冶金和焦化行业进入新兴环保产业提供了新的思路和途径。
上述目的和任务是通过如下技术方案实现的一种利用焦化工艺处理医院垃圾的方法，包括医院垃圾的袋装方法、专用运输方法、输送与给料方法、入炉高温炭化方法以及化产回收与气体净化回收方法。其中医院垃圾袋装方法是利用塑料袋将不同种类医院垃圾包装成尺寸不大于焦炉进料口的密闭包裹物；专用运输方法是利用专用密闭运输车将密闭袋装医院垃圾运往焦化厂；焦化厂内医院垃圾的输送与给料方法采用全密闭全自动负压操作，输送采用专用皮带在全密闭的通道内进行；给料方法采用炉顶料仓下安装旋转给料机实现匀速给料，同时在料仓顶部安装抽风机，使通道和料仓处于微负压运行，以减少臭气扩散，为了减少炉内垃圾有毒有害气体来不及分解就逸出炉体和降低挥发组分逸出速度，将医院垃圾与煤、焦粉或医院垃圾高温炭化产生的残渣共同加入焦炉内；医院垃圾入炉高温炭化方法与常规炼焦方法基本相似，只是残渣出炉时间控制在以有机的挥发分全部逸出为止；医院垃圾高温炭化产生的焦油和气体的回收与净化方法与传统焦化工艺中的化产回收和煤气净化与回收方法完全相同。
上述方法的实施过程分为三个步骤(1)在医院将垃圾分类袋装，并由专用密闭垃圾运输车运往焦化厂；(2)运往焦化厂的医院垃圾由专用密闭负压垃圾输送进入炉顶料仓；(3)炉顶料仓内的袋装垃圾通过给料机全密闭全自动地给装料机上料；(4)装料机将医院垃圾和添加物同时给入炼焦炉内；完成给料装炉工序；(5)医院垃圾高温炭化后的挥发产物进入化产回收与煤气净化系统进行回收利用，残渣运往钢铁厂的烧结车间作为烧结原料。
一种利用焦化工艺处理医院垃圾方法的系统，包括(1)医院垃圾和添加物料密闭输送与入炉系统；(2)焦炉高温炭化系统；(3)炭化后挥发分回收净化系统；医院垃圾和添加物料输送与入炉系统，包括板式给料机、添加物料斗、皮带输送机、负压密闭输送通道、炉顶料仓、抽风机、星形给料器、移动给料机。板式给料机出口与皮带输送机入口相连，皮带输送机的上方设有添加物料斗，皮带输送机出口与炉顶垃圾料仓入口相连，皮带输送机被负压密闭通道所包围，负压密闭通道与炉顶垃圾料仓连接，炉顶垃圾料仓顶部装有抽风机，底部装有星形给料器。
移动给料机，由受料斗、双螺旋给料机以及物料出口组成。移动给料机受料时，受料斗入口与星形给料器的出口连接，受料斗出口与双螺旋给料机的入口连接；在给焦炉加料时，双螺旋给料机的出口与焦炉给料口相接。
医院垃圾高温炭化系统及炭化产物回收净化系统，完全利用传统炼焦系统、焦油回收系统和煤气净化与回收系统。
附图1为本发明的整体系统工艺流程图。
附图2为移动给料机结构示意图。
附图3为炉顶料仓结构示意图。
图1的图标说明1医院垃圾专用运输车；2板式给料机；3添加物料料斗；4负压运输通道；5皮带输送机；6炉顶料仓；7移动给料机；8焦炉；9化产回收系统；10煤气净化回收系统。
图2的图标说明11料仓外科；12抽风机；13星形给料器。
图3的图标说明14受料斗；15双螺旋给料机。
具体实施例方式该系统的实施过程结合图1描述如下袋装医院垃圾通过专用密闭运输车1运往焦化厂，焦化厂内的袋装医院垃圾通过板式给料机2，在板式给料机2末端上方设有添加物料料斗3，使医院垃圾和添加物料同时混合输送进入密闭负压运输通道4，在密闭负压运输通道4内通过专用皮带输送机5将混合物料送往焦炉炉顶料仓6，料仓6顶部的抽风机11开始运行，实现混合物料输送系统的负压操作。混合物料通过位于料仓6下面的星形给料器12均匀送入移动给料机7，移动给料机7的受料斗13承载一定量混合物料后，停止星形给料器12给料，移动给料机7移动到焦炉8的装煤口，启动双螺旋给料机14将物料均匀加入焦炉8炭化室内完成医院垃圾和添加物料的全密闭全自动输送与给料。混合物料在焦炉8的炭化室内进行密闭高温炭化，产生的挥发分先后进入传统的化产回收系统9和煤气净化与回收系统10，实现焦油与煤气的分离、净化与回收；高温炭化产生的固体残渣，运往烧结厂作为原料利用。
权利要求
1.一种利用焦化工艺处理医院垃圾的方法，利用传统炼焦工艺，实现医院垃圾处理，其特征在于实现步骤包括1、医院垃圾及添加物料煤或焦粉输送与入炉；2、入炉物料的高温炭化；3、炭化后挥发份的回收与净化；4、炭化后残渣的回收与利用。
2.按照权利要求1所述的利用焦化工艺处理医院垃圾的方法，其特征在于医院垃圾可以是医院产生的所有固体废弃物，包括手术废弃物、废弃药物、病人产生的生活垃圾等。
3.按照权利要求1所述的利用焦化工艺处理医院垃圾的方法，其特征在于添加物料的输送方法是将医院垃圾按尺寸小于400mm400mm进行袋装密闭运输到焦化厂，在焦化厂实行皮带密闭负压输送。
4.按照权利要求1所述的利用焦化工艺处理医院垃圾的方法，其特征在于添加物料，可以是煤和焦炭，这些添加物料的粒度范围控制在10mm～20mm之间。
5.按照权利要求1所述的利用焦化工艺处理医院垃圾的方法，其特征在于医院垃圾与添加物料的入炉方法是利用螺旋给料机将袋装医院垃圾与添加物料同时混合加入焦炉炭化室中，医院垃圾与添加物料的混合比例重量比控制在1∶1～2∶1之间。
6.按照权利要求1所述的利用焦化工艺处理医院垃圾的方法，其特征在于所述的入炉物料炭化方法是医院垃圾高温炭化的最短时间应以从焦炉炭化室推出的残炭不冒黑烟为准，要求有机组分的挥发分逸出率大于98％。
7.按照权利要求1所述的一种利用焦化工艺处理医院垃圾的方法，其特征在于医院垃圾在焦炉炭化室的炭化温度 焦饼中心温度应控制在1000℃～1100℃之间。
8.一种实现权利要求1所述的一种利用焦化工艺处理医院垃圾的方法的系统，其特征在于该系统包括医院垃圾和添加物料密闭输送与入炉系统；焦炉高温炭化系统；炭化后挥发分回收净化系统；
9.按照权利要求8所述的利用焦化工艺处理医院垃圾的系统，其特征在于所述的医院垃圾和添加物料输送与入炉系统，包括板式给料机、添加物料斗、皮带输送机、负压密闭输送通道、炉顶料仓、抽风机、星形给料器、移动给料机；板式给料机出口与皮带输送机入口相连，皮带输送机的上方设有添加物料斗，皮带输送机出口与炉顶垃圾料仓入口相连，皮带输送机被负压密闭通道所包围，负压密闭通道与炉顶垃圾料仓连接，炉顶垃圾料仓顶部装有抽风机，底部装有星形给料器。
10.按照权利要求8所述的利用焦化工艺处理医院垃圾的系统，其特征在于移动给料机由受料斗、双螺旋给料机以及物料出口组成。
11.按照权利要求8所述的利用焦化工艺处理医院垃圾的系统，其特征在于移动给料机受料时受料斗入口与星形给料器的出口连接，受料斗出口与双螺旋给料机的入口连接，在给料时双螺旋给料机的出口与焦炉给料口相接。
全文摘要
一种利用焦化工艺处理医院垃圾的方法及系统，利用炼焦工艺中的炼焦炉系统、化产回收系统和焦炉煤气净化回收系统来处理城市医院垃圾的技术及设备。其特点是将医院垃圾进行袋装密闭后全密闭运输到焦化厂，并在厂内全密闭、全自动加料入炉。医院垃圾在炼焦炉中隔绝空气条件下进行高温炭化，垃圾高温炭化后转化为固体残渣、焦油和燃气，固体残渣可直接用于烧结原料，焦油用作化工原料，燃气直接进入煤气系统作为清洁燃料，从而实现医院垃圾的彻底无害化处理和部分资源化利用。具有投资省，运行费用低，污染治理彻底和垃圾资源化利用程度高的特点。
文档编号F23G5/00GK1502848SQ0214902
公开日2004年6月9日 申请日期2002年11月20日 优先权日2002年11月20日
发明者廖洪强, 钱凯, 汤长庚, 邓德敏, 余广炜 申请人:首钢总公司