一种生物质气化与医疗废弃物焚烧联产系统及方法

摘要

本发明涉及生物质气化与医疗废弃物焚烧联产系统，包括气化炉、焚烧炉、燃烧室、磨粉机、气动式旋转机构和蒸汽锅炉，气化炉的烟气出口与焚烧炉燃烧腔连通，焚烧炉的烟气出口与燃烧室烟气进口连通；燃烧室的烟气出口与蒸汽锅炉的烟气进口连通；磨粉机的出粉口与燃烧室的烟气通道连通；气动式旋转机构与磨粉机的旋转轴相连，以驱动旋转轴进行转动；蒸汽锅炉的蒸汽出口与气动式旋转机构进气口连通，气动式旋转机构的排气口与磨粉机的出粉口连通。气化炉所产生的高温可燃气体进入焚烧炉内，可助燃医疗废弃物进行焚烧；焚烧炉所产生的烟气与炭粉和高压蒸汽进入燃烧室内，经过二次配比混合燃烧，可产生大量的热能，有效的提升了热能产率。

说明书

技术领域

本发明涉及医疗废弃物、生物质处理技术领域，具体涉及一种生物质气化与医疗废弃物焚烧联产系统及方法。

背景技术

生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素(简称木质素)、农产品加工业下脚料、农林废弃物等物质。

全国农作物秸秆年产生量约6亿吨，大约3亿吨可作为燃料使用，林业废弃物年可获得量约9亿吨，大约3亿吨可作为能源利用，而现有技术中生物质直接被焚烧，这样不仅浪费资源，而且还污染空气。

医疗废弃物是指医疗卫生机构在医疗、预防、保健以及其他相关活动中产生的具有直接或者间接感染性、毒性以及其他危害性的废物，还包括外包装物、一次性输液瓶(袋)等可再生资源利用的废弃物，其危害性要比生活垃圾等更加严重。

传统的医疗废弃物处理方法主要有两次，其有危害性的废物通过高温焚烧、热解、等离子等焚烧处理方法，或者采用高温蒸汽消毒、微波处理、化学消毒法等灭菌处理方法，后面的处理方法为最终处理方法，还需要通过填埋、或者焚烧最终处理。

焚烧法是将医疗废弃物作为固体燃料送入垃圾焚烧炉中，在高温条件下，垃圾中的可燃成分与空气中氧气进行剧烈的化学反应，放出热量，转化成高温的燃烧气和量少而性质稳定的固体残渣。缺点是破坏资源，垃圾含70％左右的水分，含水有机物消耗能量，可燃垃圾释放能量，在焚烧过程中消耗能量和释放能量相抵，剩余能量很少或为负能量，因此对垃圾热值有要求，焚烧中要消耗煤、油等助燃能源，浪费了大量的可回收资源，且焚烧时会形成二噁英，易造成空气污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种生物质气化与医疗废弃物焚烧联产系统及方法，以克服上述现有技术中的不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种生物质气化与医疗废弃物焚烧联产系统，包括气化炉、焚烧炉、燃烧室、磨粉机、气动式旋转机构和蒸汽锅炉，气化炉的烟气出口与焚烧炉燃烧腔连通，焚烧炉的烟气出口与燃烧室烟气进口连通；燃烧室的烟气出口与蒸汽锅炉的烟气进口连通；磨粉机的出粉口与燃烧室的烟气通道连通；气动式旋转机构与磨粉机的旋转轴相连，以驱动旋转轴进行转动；蒸汽锅炉的蒸汽出口与气动式旋转机构进气口连通，气动式旋转机构的排气口与磨粉机的出粉口连通。

本发明的有益效果是：

气化炉所产生的高温可燃气体进入焚烧炉内，可助燃医疗废弃物进行焚烧，减少煤、油等助燃能源的消耗；

焚烧炉所产生的烟气与炭粉和高压蒸汽进入燃烧室内，经过二次配比混合燃烧，可产生大量的热能，有效的提升了热能产率，同时也有效的升高了蒸汽锅炉的温度，以利于后续发电、供暖等；

利用高压蒸汽将炭粉鼓/喷入至燃烧室内，可以省去安装鼓/喷入系统，另外，也免去后期维修，可以形成粉雾，提升燃烧效率；

利用高压蒸汽、气动式旋转机构驱动磨粉机运转，可以省去安装电机，从而可以延长系统的工作周期，以及可以降低维护成本。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，磨粉机的出粉口与气化炉的烟气出口连通。

采用上述进一步的有益效果为：可以利用气化炉产生的高温可燃气体将部分炭粉带入至焚烧炉内，以助燃医疗废弃物进行焚烧，减少煤、油等助燃能源的消耗，可以形成粉雾，提升燃烧效率。

进一步，气动式旋转机构包括气缸、主轴、叶轮和喷嘴，叶轮设置在气缸的内腔中，主轴穿设在叶轮上，且其两端分别贯穿至气缸外，气缸的壁上在正对叶轮的叶片处设有进气口，喷嘴设置在进气口中，气缸的壁上设有排气口；蒸汽锅炉的蒸汽出口与喷嘴相连，气缸上的排气口与磨粉机的出粉口连通。

采用上述进一步的有益效果为：当蒸汽锅炉内的高压蒸汽进入喷嘴内，并经喷嘴喷出，喷向叶轮的叶片，以推动叶轮转动，而叶轮转动后将驱使主轴转动，主轴转动的同时带动磨粉机中的旋转轴转动，结构简单，运行稳定，需要维护的部件少。

进一步，磨粉机包括外壳、定磨盘、动磨盘、旋转轴和料仓，定磨盘固定设置在外壳内的其中一个侧壁上，动磨盘布置在外壳内，且靠近定磨盘；旋转轴的一端与动磨盘相连，另一端穿出至外壳外并与主轴的一端相连；外壳在设置定磨盘的侧壁上对应定磨盘的进料口a处设有进料口b，料仓的出料口与进料口b连通，外壳上设有出粉口，气缸上的排气口与外壳上的出粉口连通。

采用上述进一步的有益效果为：可以有效的将生物质炭磨制成炭粉，结构简单，运行稳定，需要维护的部件少。

进一步，还包括储料仓，外壳上的出粉口与储料仓连通，储料仓的出粉口与燃烧室的烟气通道连通，气缸上的排气口与储料仓的出粉口连通，储料仓的出粉口上设有流量阀a。

采用上述进一步的有益效果为：可以收集磨粉机磨制的炭粉，以便后续使用，避免出现实时产粉不足的情况。

进一步，还包括变径管，变径管的大径端与气缸上的排气口相连，变径管的小径端与储料仓的出粉口相连，且变径管的小径端的出口与储料仓的出粉口中的粉料的流向的夹角为钝角。

采用上述进一步的有益效果为：可以提升从气动式旋转机构内流出的高压蒸汽的流速，以便更好的将炭粉鼓/喷入至燃烧室内。

进一步，还包括清渣机和提升机，清渣机用于将气化炉产生的生物质炭转移至提升机内，提升机的出料口伸至料仓处。

采用上述进一步的有益效果为：可以自动将气化炉产生的生物质炭转至磨粉机内，以确保整个系统的连续运转。

一种生物质气化与医疗废弃物焚烧联产方法，包括如下步骤：

S100、将生物质加入气化炉内，进行气化产炭及可燃气体，可燃气体流向焚烧炉，以及将医疗废弃物加入焚烧炉内进行焚烧，产生烟气；

S200、气化炉气化所产生的生物质炭输送至磨粉机内，蒸汽锅炉所产生的高压蒸汽部分输送至气动式旋转机构，以驱动气动式旋转机构运转，促使磨粉机工作进行磨粉处理；

S300、经气动式旋转机构流出的高压蒸汽将磨粉机所磨的炭粉喷入至燃烧室内，以及烟气流向燃烧室，进行爆燃，产生高温气体，高温气体进入蒸汽锅炉内进行热交换。

采用上述进一步的有益效果为：气化炉所产生的高温可燃气体进入焚烧炉内，可助燃医疗废弃物进行焚烧，减少煤、油等助燃能源的消耗；

焚烧炉所产生的烟气与炭粉和高压蒸汽进入燃烧室内，经过二次配比混合燃烧，可产生大量的热能，有效的提升了热能产率，同时也有效的升高了蒸汽锅炉的温度，以利于后续发电、供暖等；

利用高压蒸汽将炭粉鼓/喷入至燃烧室内，可以省去安装鼓/喷入系统，另外，也免去后期维修；

利用高压蒸汽、气动式旋转机构驱动磨粉机运转，可以省去安装电机，从而可以延长系统的工作周期，以及可以降低维护成本。

进一步，进入至燃烧室内的烟气、高压蒸汽和炭粉的体积配比为(2～6)：(2～4)：(1～3)。

采用上述进一步的有益效果为：可以有效的降低高温气体中有害物质的含量。

进一步，炭粉的目数为30目～120目。

采用上述进一步的有益效果为：方便形成粉雾，提升燃烧效率。

附图说明

图1本发明所述生物质气化与医疗废弃物焚烧联产系统的结构图；

图2本发明所述磨粉机与气动式旋转机构的装配图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

图中：

1、气化炉，2、焚烧炉，3、燃烧室，4、磨粉机，410、外壳，420、定磨盘，430、动磨盘，440、旋转轴，450、料仓，5、气动式旋转机构，510、气缸，520、主轴，530、叶轮，540、喷嘴，6、蒸汽锅炉，7、储料仓，8、变径管，9、清渣机，10、提升机。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1所示，一种生物质气化与医疗废弃物焚烧联产系统，包括气化炉1、焚烧炉2、燃烧室3、磨粉机4、气动式旋转机构5和蒸汽锅炉6，气化炉1的烟气出口与焚烧炉2燃烧腔连通，即生物质于气化炉1内气化后产生的可燃气体可通过烟气出口进入至焚烧炉2的燃烧腔内，当然气化炉1产生的可燃气体也可进入燃烧室3内，焚烧炉2的烟气出口与燃烧室3烟气进口连通，即医疗废弃物于燃烧室3内燃烧后产生的烟气可通过烟气出口进入至燃烧室3内；燃烧室3的烟气出口与蒸汽锅炉6的烟气进口连通，即燃烧室3内产生的高温气体可通过烟气出口进入至蒸汽锅炉6内进行热交换，以产生高压蒸汽；磨粉机4的出粉口与燃烧室3的烟气通道连通；气动式旋转机构5与磨粉机4的旋转轴440相连，以驱动旋转轴440进行转动；蒸汽锅炉6的蒸汽出口与气动式旋转机构5进气口连通，气动式旋转机构5的排气口与磨粉机4的出粉口连通。

实施例2

如图1、图2所示，本实施例为在实施例1的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：

磨粉机4的出粉口与气化炉1的烟气出口连通，即磨粉机4所磨的炭粉也可以在气化炉1所产生的可燃气体的作用下喷入至焚烧炉2的燃烧腔内，可助燃医疗废弃物进行焚烧，减少煤、油等助燃能源的消耗。

实施例3

如图1、图2所示，本实施例为在实施例2的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：

气动式旋转机构5包括气缸510、主轴520、叶轮530和喷嘴540，叶轮530设置在气缸510的内腔中，主轴520穿设在叶轮530上，叶轮530与主轴520相固定，可以采用键配合的形式相固定，主轴520的两端分别贯穿至气缸510外，主轴520与气缸510之间通过轴承相配合，气缸510的壁上在正对叶轮530的叶片处设有进气口，喷嘴540设置在进气口中，气缸510的壁上设有排气口；蒸汽锅炉6的蒸汽出口与喷嘴540相连，当蒸汽锅炉6内的高压蒸汽进入喷嘴540内，并经喷嘴540喷出，喷向叶轮530的叶片，以推动叶轮530转动，而叶轮530转动后将驱使主轴520转动，主轴520转动的同时带动磨粉机4中的旋转轴440转动，气缸510上的排气口与磨粉机4的出粉口连通。

实施例4

如图1、图2所示，本实施例为在实施例3的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：

磨粉机4包括外壳410、定磨盘420、动磨盘430、旋转轴440和料仓450，定磨盘420固定设置在外壳410内的其中一个侧壁上，动磨盘430布置在外壳410内，且靠近定磨盘420，动磨盘430与定磨盘420之间的间距根据实际磨粉粒径需求进行确定；旋转轴440的一端与动磨盘430相连，另一端穿出至外壳410外并与主轴520的一端相连，旋转轴440与外壳410之间通过轴承相配合；外壳410在设置定磨盘420的侧壁上对应定磨盘420的进料口a处设有进料口b，料仓450的出料口与进料口b连通，即料仓450内的生物质炭能够通过进料口b进入到动磨盘430与定磨盘420之间，以进行磨粉，外壳410上设有出粉口，气缸510上的排气口与外壳410上的出粉口连通。

实施例5

如图1、图2所示，本实施例为在实施例4的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：

生物质气化与医疗废弃物焚烧联产系统还包括储料仓7，外壳410上的出粉口与储料仓7连通，储料仓7的出粉口与燃烧室3的烟气通道连通，储料仓7的出粉口与气化炉1的烟气出口连通，气缸510上的排气口与储料仓7的出粉口连通，储料仓7的出粉口上设有流量阀a。

实施例6

如图1、图2所示，本实施例为在实施例5的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：

生物质气化与医疗废弃物焚烧联产系统还包括变径管8，变径管8的大径端与气缸510上的排气口相连，变径管8的小径端与储料仓7的出粉口相连，且变径管8的小径端的出口与储料仓7的出粉口中的粉料的流向的夹角Q为钝角，优选为100°～150°，即经储料仓7出粉口流出的粉料在经变径管8流出的高压蒸汽的作用下喷入至燃烧室3内。

实施例7

如图1、图2所示，本实施例为在实施例3～6任一实施例的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：

生物质气化与医疗废弃物焚烧联产系统还包括清渣机9和提升机10，清渣机9用于将气化炉1产生的生物质炭转移至提升机10内，提升机10的出料口伸至料仓450处，即气化炉1产生的生物质炭能够通过清渣机9和提升机10进入至料仓450内，以供磨粉。

实施例8

一种生物质气化与医疗废弃物焚烧联产方法，包括如下步骤：

S100、将生物质加入气化炉1内，进行气化产炭及可燃气体，可燃气体流向焚烧炉2，以及将医疗废弃物加入焚烧炉2内进行焚烧，产生烟气；

S200、气化炉1气化所产生的生物质炭输送至磨粉机4内，蒸汽锅炉6所产生的高压蒸汽部分输送至气动式旋转机构5，以驱动气动式旋转机构5运转，促使磨粉机4工作进行磨粉处理；

S300、经气动式旋转机构5流出的高压蒸汽将磨粉机4所磨的炭粉喷入至燃烧室3内，以及烟气流向燃烧室3，进行爆燃，产生高温气体，高温气体进入蒸汽锅炉6内进行热交换；

S400、气化炉1内产生的可燃气体还可进入燃烧室3内。

实施例9

如图1、图2所示，本实施例为在实施例8的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：

进入至燃烧室3内的可燃气体、烟气、高压蒸汽和炭粉的体积配比为(3～8)：(2～6)：(2～4)：(1～3)，具体可以为：3：2：2：1，6：4：3：2，8：6：4：3，等，其中，优选为6：4：3：2，该配比下，能够有效降低烟气中的有害物质的含量，从而降低后续净化系统的负荷率，延长工作周期。而炭粉的目数为30目～120目，具体可为30目，80目，120目，等。

高温气体烟气技术指标

颗粒<13mg/m

氮氧化物<120mg/m

烟气黑度≤1。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。