本實用新型屬于垃圾處理技術領域，具體來說涉及一種基于浮選聯合微波法的醫療垃圾處理設備。

背景技術：

醫療垃圾含有傳染性、放射性和毒性物質等危害人類和環境的物質，被認為是危險的。焚燒是目前中國醫療垃圾的主要處理方式，醫療垃圾中Cl和燃燒條件是焚燒爐中二惡英形成的兩個主要影響因素。醫療垃圾中含有大量聚氯乙烯、NaCl等含氯物質，其Cl含量(1.1～2.1％)遠高于生活垃圾，醫療垃圾焚燒廠被認為是二惡英的排放源。目前中國常用活性炭粉噴射+布袋除塵器技術來去除焚燒煙氣中二惡英，這些吸附二惡英的活性炭轉移到布袋飛灰中，導致飛灰中二惡英和活性炭含量均較高，飛灰的活性炭含量通常超過了11％，目前國內大多采用水泥固化及藥劑螯合等方法來處理飛灰，飛灰被處理的同時活性炭也變成無用、不可再生的資源。煙氣凈化用的活性炭粉通常采用椰殼、杏殼等材料經復雜工序加工而成，它的比表面積大、吸附能力強且價格約為1.5萬元/噸，焚燒廠煙氣中活性炭噴射量高達300–800mg/m³，活性炭的消耗已占醫療垃圾焚燒廠運行成本的很大一部分。

專利CN101797575B公開了一種醫療垃圾焚燒飛灰浮選脫碳的處理方法，通過使用該方法將飛灰分離成尾漿和精灰兩種產物，針對尾漿中重金屬的浮選分離，專利201410034832.5和專利201510705257.1分別公開了硫化沉淀法和離子浮選法，解決了重金屬的回收問題。然而，飛灰中大部分二惡英和活性炭被分離并富集在精灰中，使得精灰中二惡英含量接近30ng-TEQ/g，故在精灰最終處置前需要分解二惡英。專利CN101797575B中提出將精灰送入垃圾焚燒爐的二燃室再燃處理，該方法雖然可實現二惡英的有效分解，但同時昂貴的活性劑被燒掉造成資源浪費。

微波加熱具有加熱速度快、能源利用率高、溫度梯度小等優點，“熱點效應”是微波加熱的重要特性，由該效應所產生的快速加熱效果是傳導和對流方式所達不到的。基于飛灰中碳組分(活性炭和未燃殘碳)、Fe3O4及Fe2O3等對微波的吸收特性，專利CN103601526B和專利201410249759.3分別公開焚燒飛灰微波燒制陶粒的方法和飛灰微波 熔融的方法，兩種方法雖然都可以通過微波法實現二惡英的有效分解，但由于飛灰中活性炭相對較低，通常都需要在顆粒周圍再填充碳化硅、活性炭或四氧化三鐵等微波耦合劑來強化其吸波性能。由于飛灰經泡沫浮選的碳移除率超過92％，浮選后的精灰中活性炭含量是原飛灰的3～4倍，其熱灼減率超過56％，這樣高含量的活性炭使得精灰具有強吸波特性，不需添加其他吸波介質就可實現微波處理。另外，微波法作為一種活性炭的再生法，不僅可以保持活性炭的良好微觀結構及吸附性能，而且可以重復多次再生。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于浮選聯合微波法的醫療垃圾處理設備，其能夠通過對飛灰中重金屬、二惡英及活性炭的有效地分離，低成本地解決飛灰中重金屬回收、二惡英的分解和活性炭的回收再利用問題，在實現飛灰無害化處理的同時進行高附加值利用。

本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種基于浮選聯合微波法的醫療垃圾處理設備，包括回轉窯、二燃室、急冷塔、噴霧吸收塔、活性炭噴射器、布袋除塵器、濕式洗滌塔、引風機、浮選柱、微波燒結爐、造粒機和粉碎機，

回轉窯出口連接二燃室的進料口，二燃室頂端的排氣口連接急冷塔頂端的進口，急冷塔底端的出口連接噴霧吸收塔頂端的進口，噴霧吸收塔出口通過活性炭噴射器連接布袋除塵器的進氣口，布袋除塵器的出氣口依次通過濕式洗滌塔、引風機與煙囪連接，

布袋除塵器底端的出料口連接浮選柱，浮選柱的精灰出口經過干燥機連接造粒機，造粒機連接微波燒結爐的進料口，微波燒結爐的出料口經粉碎機連接活性炭配制槽，活性炭配制槽連接活性炭噴射器。

所述的基于浮選聯合微波法的醫療垃圾處理設備的運行方法如下：

醫療垃圾首先進入回轉窯，然后經回轉窯初步燃燒的醫療垃圾進入二燃室進行二次充分燃燒；燃燒后的底灰從二燃室底部的排料口排出，燃燒產生的煙氣從二燃室頂端的排氣口排入急冷塔，煙氣經過急冷塔加濕冷卻后進入噴霧吸收塔進行脫硫；之后煙氣進入活性炭噴射器，活性炭噴射器噴射活性炭粉以吸附煙氣中的二惡英，之后這些吸附二惡英的活性炭粉經過布袋除塵器過濾，從布袋除塵器的出料口排出，轉移到布袋飛灰中；透過布袋除塵器的氣體則經過濕式洗滌塔和引風機從煙囪排出；所述布袋飛灰進入浮選 柱，浮選柱對布袋飛灰進行浮選，浮選得到殘漿和精灰兩種產物；其中，殘漿進行過濾分離處理，得到尾灰和濾液，尾灰送入生活垃圾填埋場填埋處置，濾液進行重金屬回收后經安全處理后排放；精灰干燥后造粒，然后送入微波燒結爐在惰性氣氛下進行微波處理；處理后的精灰經粉碎后，送入活性炭配制槽，作為吸附劑返回活性炭噴射器進行再次利用。

在上述技術方案中，所述的惰性氣氛為N₂或者CO₂氣氛，優選為N₂。

在上述技術方案中，所述的微波處理的功率是1200W～2400W。

在上述技術方案中，所述的微波處理的時間是7min～15min。

本實用新型的優點和有益效果為：

本實用新型通過回轉窯、二燃室、急冷塔、噴霧吸收塔、活性炭噴射器、布袋除塵器等設備對醫療垃圾進行焚燒處理，通過活性炭噴射器+布袋除塵器來去除焚燒煙氣中二惡英，使這些吸附二惡英的活性炭轉移到布袋飛灰中；飛灰經過浮選得到殘漿以及富集高濃度二惡英和活性炭的精灰精灰，實現了對飛灰中二惡英和活性炭的分離；本實用新型將這些浮選得到的富集高濃度二惡英和活性炭的精灰進行干燥并造粒后，在惰性氣氛下進行微波處理，活性炭作為良好的吸波介質，在微波輻照下可快速獲得1000℃的高溫形成“熱點效應”，精灰中大量“熱點”將吸附于活性炭內外表面或與活性炭一體的二惡英分解為CO₂，CO，H₂O及HCl等，同時，精灰的整體溫度升高，導致精灰中Fe₃O₄，Fe₂O₃及TiO₂等成分開始吸收微波，進一步將精灰中二惡英徹底分解，惰性氣氛下進行微波處理沒有破壞活性炭，而且保持或改善精灰中活性炭的微觀結構及其吸附能力，這些富集高含量活性炭的精灰作為吸附劑送回到焚燒爐的煙氣凈化系統進行再利用。該方法在實現飛灰徹底無害化處理的同時，有效實現精灰中高價值的活性炭的回收再用。

附圖說明

圖1是實施例中基于浮選聯合微波法的醫療垃圾處理設備的結構示意圖。

圖2是飛灰經浮選、微波處理后精灰的回收再利用流程圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例進一步說明本實用新型的技術方案。

參見附圖1，一種基于浮選聯合微波法的醫療垃圾處理設備，包括回轉窯、二燃室、 急冷塔、噴霧吸收塔、活性炭噴射器、布袋除塵器、濕式洗滌塔、引風機、浮選柱、微波燒結爐、造粒機和粉碎機；

醫療垃圾首先進入回轉窯，回轉窯出口連接二燃室，經回轉窯初步燃燒的醫療垃圾進入二燃室進行二次充分燃燒；燃燒后的底灰從二燃室底部的排料口排出，二燃室頂端的排氣口連接急冷塔頂端的進口，急冷塔底端的出口連接噴霧吸收塔，以使二燃室排出的煙氣經過急冷塔加濕冷卻后進入噴霧吸收塔進行脫硫；噴霧吸收塔出口通過活性炭噴射器連接布袋除塵器的進氣口，布袋除塵器的出氣口依次通過濕式洗滌塔、引風機與煙囪連接，活性炭噴射器噴射活性炭粉以吸附煙氣中的二惡英，這些吸附二惡英的活性炭粉經過布袋除塵器過濾，從布袋除塵器的出料口排出，轉移到布袋飛灰中，透過布袋除塵器的氣體則經過濕式洗滌塔和引風機從煙囪排出；

布袋除塵器的出料口連接浮選柱，利用浮選柱對布袋飛灰進行浮選，浮選得到殘漿和精灰兩種產物；其中，殘漿進行過濾分離處理，得到尾灰和濾液，尾灰送入生活垃圾填埋場填埋處置，濾液進行重金屬回收后經安全處理后排放；浮選柱的精灰出口經過干燥機(圖1中未標出干燥機)連接造粒機，造粒機連接微波燒結爐的進料口，以使精灰干燥后造粒，然后將造粒送入微波燒結爐并向微波燒結爐通入惰性氣體，使造粒后的精灰在惰性氣氛下進行微波處理(精灰中的活性炭作為良好的吸波介質，在微波輻照下可快速獲得1000℃的高溫形成“熱點效應”，精灰中大量“熱點”將吸附于活性炭內外表面或與活性炭一體的二惡英分解為CO₂，CO，H₂O及HCl等，同時，精灰的整體溫度升高，導致精灰中Fe₃O₄，Fe₂O₃及TiO₂等成分開始吸收微波，進一步將精灰中二惡英徹底分解，惰性氣氛下進行微波處理沒有破壞活性炭，而且保持或改善精灰中活性炭的微觀結構及其吸附能力)；微波燒結爐的出料口經粉碎機連接活性炭配制槽，活性炭配制槽連接活性炭噴射器，以使處理后的精灰經粉碎后，送入活性炭配制槽，作為吸附劑返回活性炭噴射器。

下面結合具體實施例說明對飛灰的浮選具體處理方法、以及對浮選得到殘漿和精灰的具體處理方法：

實施例1：

某醫療垃圾焚燒飛灰(即布袋飛灰)化學成分及熱灼減率、重金屬、二惡英及氯含量見表1。將醫療垃圾焚燒飛灰與水按固液比1：20配制成灰漿，并加入捕捉劑煤油(12kg/t) 和起泡劑松醇油(3kg/t)，在浮選柱內采用0.06m³/h的氣體流速下進行浮選，浮選得到殘漿和精灰兩種產物。其中，殘漿過濾后得到尾灰和漿液。漿液中加入的酸提取劑使得大部分Pb、Zn等重金屬存在于濾液中，在濾液中加入NaHS或Na₂S等重金屬沉淀劑，將Pb、Zn等重金屬回收，廢液經污水處理達標后排放。浮選后的另外一種產物—精灰的成分、熱灼減率及二惡英含量等見表1。

表1：實施例1中焚燒飛灰及精灰的主要化學成分、熱灼減率及二惡英含量(％)

將精灰干燥后，加入少量聚乙烯醇水溶液到精灰中混合并擠壓成顆粒，成形顆粒的尺寸為直徑10毫米、高度15毫米，將擠壓后樣品取8顆重疊擺放在一個石英坩堝底部，將坩鍋放入工業微波燒結爐中進行微波處理，處理前及處理過程中，微波燒結爐內一直保持N2氣氛，微波燒結爐的工作頻率為0.915GHz，微波燒結爐的功率為1800W，加熱時間9分鐘，經測試處理后的二惡英濃度降低到0.21ng-TEQ/g，二惡英的分解率為99.3％，將微波處理后精灰進行粉碎，發現其比表面積為632m2/g，吸附性能良好，可作為吸附劑送回到焚燒爐的煙氣凈化系統進行再利用。

實施例2：

采用實施例1中相同的精灰，將精灰干燥后，加入少量聚乙烯醇水溶液到精灰中混合并擠壓成顆粒，成形顆粒的尺寸為直徑8毫米、高度12毫米，將擠壓后樣品取8顆重疊擺放在一個石英坩堝底部，將坩鍋放入工業微波燒結爐中進行微波處理，處理前及處理過程中，微波燒結爐內一直保持CO2氣氛，微波燒結爐的工作頻率為0.915GHz，微波燒結爐的功率為1200W，加熱時間15分鐘，經測試處理后的二惡英濃度降低到2.5ng-TEQ/g，二惡英的分解率為91.4％，將微波處理后精灰進行粉碎，發現其比表面積為466m2/g，吸附性能良好，可作為吸附劑送回到焚燒爐的煙氣凈化系統進行再利用。

實施例3：

采用實施例1中相同的精灰，將精灰干燥后，加入少量聚乙烯醇水溶液到精灰中混合并擠壓成顆粒，成形顆粒的尺寸為直徑12毫米、高度14毫米，將擠壓后樣品取8顆重疊擺 放在一個石英坩堝底部，將坩鍋放入工業微波燒結爐中進行微波處理，處理前及處理過程中，微波燒結爐內一直保持N₂氣氛，微波燒結爐的工作頻率為0.915GHz，微波燒結爐的功率為2100W，加熱時間7分鐘，經測試處理后的二惡英濃度降低到0.06ng-TEQ/g，二惡英的分解率為99.8％，將微波處理后精灰進行粉碎，發現其比表面積為671m2/g，吸附性能良好，可作為吸附劑送回到焚燒爐的煙氣凈化系統進行再利用。

上述實施例闡述的是醫療垃圾焚燒飛灰無害化處理及資源化利用新工藝，本實用新型并不局限于醫療垃圾焚燒飛灰，還適用于活性炭含量高的生活垃圾焚燒飛灰。浮選機不限于浮選柱，還可以是用于煤及粉煤灰的浮選設備。

盡管上面結合附圖對本實用新型的優選實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護范圍之內。