1、医疗垃圾热解技术,一、城市垃圾的常用处理方法,（一）填埋（二）堆肥（三）焚烧（四）热解,（一）填埋,我国的填埋垃圾已占垃圾处理处置总量的90%以上。 优点：简单可行，便于操作缺点：1. 占用大量土地，严重浪费土地资源。2. 工业的发展，化工垃圾增多，集中填埋处理垃圾会造成严重污染。3. 建垃圾填埋场需大量资金投入，填埋方法处理垃圾成本较高。 4. 二次污染严重。,（二）堆肥,垃圾堆肥处理，是指利用微生物的降解作用，通过好氧发酵及厌氧发酵，使垃圾稳定化的过程，堆肥产品可作肥料或土壤改良剂。优点：可实现部分城市垃圾资源化。缺点：1. 需将垃圾分类分拣，大大提高成本；2. 处理技术尚不完善，会造成一
2、定程度的浪费，并且由于不能解决氮化物、硫化物、吲哚等恶臭物质，导致对空气的二次污染。,（三）焚烧,优点：处理量大、减容性好、无害化彻底，且有热能回收作用。 缺点：1. 前期投入费用极为昂贵。建设一个日处理垃圾 1000 吨的焚烧炉及附属热能回收设备，大约需要 78 亿元人民币。2. 垃圾要具有一定的热值。1200kcal/kg 3. 发电成本高。4. 造成资源浪费。5. 处理不当会产生二次污染。二恶英,（四）热解,热解气化技术被称为第三代废物处理技术。法、美、德、瑞、日和瑞典共同参与了这项技术的开发。 热解气化是一种全新的废物处理的方法。该技术通过结合几个传统、成熟的技术，创造了一个新的工艺流
3、程。它结合了创新的高温分解技术和传统的高温供氧气化技术。没有传统的锅炉，而是模拟了地层中的化工过程，将废物气化。在一个封闭环境中，在高温下，把废物完全转变成合成气和可回收的固体残留物。在高温及较长的驻留时间里，它甚至可以摧毁最复杂的有机化合物。,优点：1. 减容化、无害化效果好、资源化程度高2. 易于控制二次污染缺点：对垃圾要求较高。,二、医疗垃圾处理,（一）医疗垃圾的特点（二）医疗垃圾的常用处理方法（三）医疗垃圾的热解技术,（一）医疗垃圾的特点,1. 产量相对较小； 15 t/d2. 热值较高；3. 成分复杂，病原微生物多，污染严重。,医疗垃圾的化学组成 医疗垃圾的热值大约在10450112
4、86kJ/kg左右. (20002500kcal/kg),（二）医疗垃圾的常用处理方法,医疗垃圾的处理首要考虑的问题是无害化。1. 高温蒸煮填埋 2. 化学消毒填埋3. 焚烧4. 热解,（三）医疗垃圾的热解技术,在无氧或缺氧的条件下，将垃圾在600左右的中温下进行加热，将垃圾中的有机成分转变为可燃性气体、液态焦油和残碳的过程。,1.热解方式按照垃圾分解气化过程的加热方式不同，可以分为外加热式热解气化技术和内热式热解气化技术。 内热式（直接加热）,外热式（间接加热）,2.各层内进行的反应：,干燥层 温度在200以下，主要析出垃圾中含有的外部和内部水份，如羟基断裂生成水： 热解层 温度在20070
5、0，主要生成CH4、H2、焦油等产物，长链有机物发生分解、断裂，高温部分还会发生二次反应：裂解反应、脱氢反应、缩合反应、氢化反应。,如：200400时，部分有机的医疗垃圾成分的侧链开始断裂，发生脱甲基等反应，产生甲烷、氢气等可燃气体。反应式如下： 除了生成甲烷和氢气之外，还会生成其他的碳氢化合物，比如C2H6、C2H4等 。,同时，分解生成的水和架桥部分分解次甲基键进行反应，生成一氧化碳和氢气。其反应式可以表示为：,当温度继续升高时，以上生成的化合物会再次发生以下二次热解反应：（1） 裂解反应： （2） 脱氢反应： 许多分子的相邻的两个碳分别脱去一个氢，从而形成碳-碳双键，所脱去的氢会形成氢气
6、：,（3） 缩合反应：两个或多个不同的分子中的碳分别脱去氢，从而互相结合成一个大分子：（4） 氢化反应：有机物中的甲基、羟基等从分子上断裂与氢气反应生成小分子的化合物：,医疗垃圾中的塑料在热解时，聚合物发生裂解，如果热解不够彻底，会释放出一些有害气体。如医疗垃圾中的聚苯乙烯在热解过程中会产生苯乙烯、甲苯、乙基苯等有害气体，这些气体必须进行进一步燃烧，否则会对环境造成严重的危害。聚苯乙烯的分子结构以及裂解的原理如下图所示：,气化层温度700，发生的主要反应是：CH2O（g） COH2 118.8 MJ/kmolCCO2 2CO 160.1 MJ/kmol 医疗垃圾的热解不是严格按照一定的次序进行
7、的，许多反应都是交叉进行的。,3. 热解产物,经过上面的分析讨论，我们知道医疗垃圾的热解是一个非常复杂的物理、化学过程，其主要产物有：（1）可燃气体： 主要有：H2、CO、CH4、C2H4 、CmHn等。 （2）酸性气体：由于医疗垃圾中含有S、Cl、P、N等元素，热解后会产生 SO2、HCl、NOx 等。（3）焦油：未得到充分热解的长链、大分子碳氢化合物在冷却过程中，有些会发生冷凝，生成一种焦油状物质。,（4）固体残渣这些固体物质的成分比较复杂，主要包括被处理医疗垃圾中的矿物成分、医疗垃圾中在热解过程中未能气化的有机物和金属颗粒等，可能含有有害成分，需要送入炉膛内进行高温焚烧处理。,4. 影响热解的因素,（1）医疗垃圾的组成 （2）医疗垃圾的尺寸（3）垃圾的含水量（4）热解温度 充分认识这些影响因素，可以更好地设计热解装置和进行优化。,5. 问题,（1）传热、传质问题；（2）热解过程中的热动力分析、热化学过程分析；（3）研究手段（工具）；（4）热解装置的优化。,
