医疗废弃物焚烧处理研究的发展概况

4、 常用的焚烧炉类型
医疗废弃物的焚烧需要专用的焚烧设备。它要求高而稳定的炉温、良好的氧气混合、足够的气体停留时间、深度的气体净化过程等。按焚烧形式可分为燃气焚烧、燃油焚烧和燃煤焚烧；按照主燃室的外型结构可分为卧式和立式两种；从燃烧的方式上可分为层燃烧方式、流化悬浮燃烧方式和沸腾悬浮燃烧方式；从炉型结构上可分为固定床焚烧炉、回转窑焚烧炉、流化床焚烧炉、炉排型焚烧炉、热解焚烧炉等。[21~22]
4.1固定床焚烧炉[23~24]
如图1所示，固定床焚烧炉外型尺寸相对较小，制造简单，在中小医院中广泛使用。它含固定床焚烧第一燃烧室和立式圆筒第二燃烧室。医疗废弃物通过自动进料系统进入料槽中，在推料油压缸的作用下，经下方进料门进入卧式燃烧室的炉床。 

图1 固定床焚烧炉示意图
第一燃烧室炉床的底部和四周由鼓风机送人空气，供废弃物燃烧，未燃烬的可燃气体进入第二燃烧室。正常运行时第一燃烧室炉温维持在850～1000℃，第二燃烧室的运行温度维持在900～1100℃。为了达到设计的焚烧温度和焚烧效果，配置了第一、第二燃烧室的送风系统和柴油燃烧器。根据炉温控制第一、第二燃烧室燃烧器的启、停。浮在炉床上的废弃物在炉内与热空气接触，升温、干燥、着火、燃烬，并由推灰油缸推向前进。除灰渣系统采用水封密闭除灰渣设备， 自动除渣设备可将炉灰从燃烧室炉床连续或间断地输送到固化线上。整个焚烧设备和尾气处理设备负压运行。
由于废弃物物料在固定床面上透气性较差，燃烧过程中缺少必要的翻动，湍流度差，容易产生死角，加之集中处理等因素，已逐渐地被其它炉型取代。
4.2 回转窑焚烧炉[23,25~26]
用于医疗废弃物焚烧的回转窑焚烧炉由回转窑第一燃烧室和立式圆筒第二燃烧室组成。回转窑第一燃烧室主体是一个圆柱形筒体，内衬耐火材料，其略倾斜水平安装，进料端高于出料端，筒体外围轮带，轮带搁置在前后传动轴上，通过传动轴带动筒体围绕轴心整体转动，使废弃物混合、着火并沿倾斜角度向倾斜端翻腾状移动。炉内废弃物在炉体缓慢转动过程中，分解、气化成为可燃气体进行燃烧，并在二燃室内实现完全燃烧，通过助燃油使二燃室温度达到所要求的温度。回转式焚烧炉结构见图2： 

图2 回转式焚烧炉结构示意图
回转窑焚烧炉处理医疗固体废弃物时采用富氧燃烧方式。鼓风机送来的燃烧空气在窑体的前端进入炉内，并在附近部位设置第一燃烧室，以确保回转窑的燃烧温度在850℃～1000℃。第二燃烧室是一个衬有耐火材料的垂直圆形钢制筒体，底部设有二次燃烧器和二次风接口，以满足设计温度900℃～1200℃的要求。第二燃烧室要有足够的空间，保证烟气在第二燃烧室的停留时间为2秒以上，以确保废气中的CO成份彻底焚烧和PCDD/Fs高度分解。为了减少烟气中的氮氧化物的含量，第二燃烧室的正常燃烧温度维持在1100℃以下（氮氧化物的生成一般需1200℃以上的高温）。同时在第二燃烧室中，尾气中的灰尘颗粒下落，样有助于减少焚烧炉出口的飞尘浓度。
回转窑焚烧炉有诸多优点，比如：焚烧物料翻腾前进，辐射、对流、传导三种传热方式并存于一炉，热利用率高；焚烧过程中垃圾在炉内能得到充分的搅拌、翻滚，使废弃物的新鲜表面不断曝露于空气中，与空气充分接触；湍流度好，炉内不存在因垃圾分布不均匀或料层太厚而产生垃圾未烧到的死角；回转窑对燃料的适应性广，可焚烧不同性质的废弃物；进料弹性较大，对焚烧物形状、含水率要求不高；回转窑的热灼减率可以达到小于3％的效果。然而回转窑的保温效果不十分理想，热损失稍高；当废弃物热值低于2200kcal/kg时需要添加喷油助燃，喷油量大小取决于废弃物热值及低热值废弃物处理量。
4.3 循环流化床焚烧炉[24,27]
CETEC涡旋循环流化床焚烧炉的结构示意图如下： 

图3 CETEC涡旋循环流化床焚烧炉结构示意图
焚烧炉由内循环流化床，涡旋燃烧段，高效旋风分离器及物料循环系统组成。流化床独特的结构和流化风控制，使砂粒产生大尺度内循环运动。垃圾入炉后和灼热的石英砂迅速混合燃烧，其中的不可燃物在内循环流动砂的作用下推向排渣口排出。二次风从炉体中部分级切向高速喷入，在悬浮燃烧段产生强烈的涡旋流动，使悬浮段湍流强度大，燃烧速率高。烟气离开炉膛后进入高温旋风分离器，未燃烬的颗粒被分离下来，送回焚烧炉内进一步燃烧，部分未燃气体在高温和强烈的湍流作用下可充分燃烬。
循环流化床焚烧炉的优点在于：（1）最适合焚烧低热值垃圾燃料。由于焚烧炉炉内含有一定量的炉料，炉内气、固流体强烈混合，垃圾进入炉内即和炽热的石英砂迅速、充分混合，垃圾从加热、干燥到燃烧全过程完成迅速，焚烧炉蓄热量大，着火条件好，燃烧稳定性好。（2）环保性能好。循环流化床燃烧室温度控制在850～950℃之间，氮氧化物排放低。循环流化床垃圾焚烧炉燃烧温度稳定且均匀，在炉型的设计上使烟气在炉内停留时间加长，因此破坏了有毒、有害气体的产生环境，从根本上降低了有害气体产生量。（3）垃圾减量化程度最高，灰渣可综合利用。循环流化床焚烧炉对垃圾的燃烬率最高，灰渣中不含有机物和可燃物，灰渣无异味可直接填埋或综合利用，灰渣中金属可回收。