本發明主要應用于環保技術領域，醫療廢物的處置領域，具體涉及一種針對醫療廢棄物焚燒或氣化后合成氣燃燒尾氣的凈化處理系統及處理方法。

背景技術：

相對于生活垃圾和其它工業廢棄物源，醫療廢棄物的主要特點是含有較高比重的塑料，尤其是聚氯乙烯。采用焚燒或者其它高溫方法處理的醫廢，其未經處理的燃燒尾氣中通常都含有相當高濃度的氯化氫（2000~7000mg/nm³），而二噁英濃度要比生活垃圾焚燒高一到兩個數量級。

根據國標18484-2014危險廢物焚燒污染控制標準，醫療廢棄物的排放尾氣需要達到氯化氫濃度低于50mg/nm³，二噁英和呋喃濃度低于0.1ngteq/nm³；而更為嚴苛的美國環保署標準要求達到氯化氫濃度低于6.6mg/nm³，二噁英和呋喃濃度低于0.054ngteq/nm³。

目前國內醫療廢棄物處理系統通常采用高溫（1100~1200°c）和過量氧氣（6~10%）充分燃燒，并通過噴淋急冷方式抑制二噁英在尾氣降溫過程中的再生成。在尾氣凈化工藝中采用半干式吸收和活性炭吸附，并最后經過布袋除塵器脫除粉塵最終排放。但是這種方式存在不少問題。

首先，由于燃燒尾氣溫度和流量的波動，噴淋急冷對噴淋水的控制要求很高，在實際操作運行過程中很容易出現尾氣減溫過多或過少的問題，而且額外噴淋水的加入增加了后端氣體凈化系統的負擔，在過量水加入的情況下容易導致下游管道濕壁粘附顆粒粉塵而出現堵塞的現象；半干式吸收法在實際應用中由于泥漿作為吸收劑，其制備和傳輸過程都容易出現堵塞的問題；而單一的活性炭吸附，不僅其本身價格昂貴，而且通常需要過量加入以確保排放達標，因而運行成本高。此外，該工藝流程由于過于簡單，很難滿足今后日益嚴格的與美標相當的排放標準。

技術實現要素：

發明目的：本發明的目的是針對目前醫廢焚燒或氣化后合成氣燃燒尾氣處理工藝的問題，進行優化改善解決不足，并且根據醫廢焚燒或氣化后合成氣燃燒尾氣排放日漸嚴格的趨勢，推出更為經濟、可靠的尾氣處理系統。

技術方案：本發明所述一種針對醫療廢棄物焚燒或氣化后合成氣燃燒尾氣的氣體凈化處理系統，包括急冷裝置、兩段式氣體凈化裝置、氧化裝置、濕式減溫除塵裝置，所述急冷裝置開有煙氣入口和煙氣出口，所述急冷裝置的煙氣出口通過管路連通兩段式氣體凈化裝置，所述兩段式氣體凈化裝置的出口連通氧化裝置的進口，所述氧化裝置的出口連通濕式減溫除塵裝置的進口，所述濕式減溫除塵裝置的出口連通煙囪，所述濕式減溫除塵裝置和煙囪之間設有引風機。

進一步的，所述急冷裝置為火管鍋爐。火管鍋爐多回程式設計代替了現有技術中的急冷噴淋實現尾氣的急冷，能夠實現1~2秒內將氣體從1100~1200°c急冷至250°c左右以避免二噁英再生成的高峰溫度段。與噴淋急冷相比，它又有著其它優勢：由于火管鍋爐控制產生恒定壓力下的蒸汽，其水側溫度保持相對穩定，所以無需特別控制，醫廢焚燒或氣化后合成氣燃燒尾氣在火管鍋爐的出口溫度不會由于氣量或者進口溫度波動而出現大的變化；由于火管鍋爐中尾氣和水不直接接觸，所以尾氣處理量不會因為冷卻水的加入而增加，也不會出現冷卻水過量而導致的下游管道濕壁堵塞等問題。

所述兩段式氣體凈化裝置包括一級干式反應器、二級干式反應器、一級除塵器和二級除塵器，所述一級干式反應器氣體進口連通所述急冷裝置的煙氣出口，一級干式反應器的氣體出口連通一級除塵器的氣體入口，一級除塵器的氣體出口連通二級干式反應器的氣體入口，所述二級干式反應器的氣體出口連通二級除塵器的氣體入口。

進一步的，所述一級除塵器為普通布袋除塵器，所述二級除塵器為催化布袋除塵器。本發明采用催化布袋除塵器針對二噁英進行脫除。該催化劑可以在高于190°c的條件下實現99%以上的降解效率。采用催化去除的方式可以徹底地去除二噁英，而不像活性炭吸附那樣存在二次污染的問題。同時，結合干式吸收、吸附反應器與催化布袋除塵器的綜合利用，活性炭主要以重金屬吸附為主，其消耗量可以大大降低。

進一步的，所述二級除塵器還連通有一個緩沖罐，所述緩沖灌連通所述一級干式反應器。

進一步的，所述氧化裝置為高級氧化器，所述高級氧化器內采用臭氧、過氧化氫、催化劑或低溫等離子體中的一種或幾種任意比例的組合處理尾氣。在140~190°c的低溫范圍內實現對氮氧化物、硫化物、二噁英及其它殘留有機物的去除。高級氧化器可考慮適當噴淋降溫以達到最佳反應溫度條件，或添加其它反應藥劑（如：氨）以有針對性的輔助特定污染物的脫除。高級氧化器為實現醫廢焚燒或氣化后合成氣燃燒尾氣達到更為嚴苛的氮氧化物、硫化物、二噁英及其它有機物的排放控制提供了保障。另一方面，由于高級氧化器可以實現單一催化劑在低溫條件下無法達到的降解效果，它可以作為催化布袋除塵器失效后保證二噁英排放的第二堡壘。

進一步的，所述濕式減溫除塵裝置包括濕式減溫塔和濕式靜電除塵器，所述氧化裝置的出口連通濕式減溫塔，所述濕式減溫塔的出口連通濕式靜電除塵器，所述濕式靜電除塵器底部設置有蓄水池，所述濕式靜電除塵器上端還設置有進水口，蓄水池連通出水管道，出水管道連通濕式減溫塔，出水管道上還設有排放廢水的支管。

本發明還提供一種針對醫療廢棄物焚燒或氣化后合成氣燃燒尾氣的氣體凈化處理方法，包括如下幾個步驟：

1）醫療廢棄物焚燒或氣化后合成氣燃燒尾氣從氣體進口進入急冷裝置，在1-2秒內尾氣從1100~1200℃急冷至240~260℃左右；

2）經過步驟1）降溫后的尾氣，依次進入一級干式反應器、一級除塵器、二級干式反應器和二級除塵器，所述一級、二級干式反應器內的反應溫度為200~250°c之間，停留時間在1~3秒內；在二級干式反應器內送入過量的吸收劑和吸附劑，然后在二級除塵器中收集，所述二級除塵器中的吸收劑和吸附劑進入一級干式反應器進行回收利用；

3）經二級除塵器排出的尾氣經過高級氧化器進行氧化處理，處理溫度為140~190℃；

4）經過高級氧化器排出的氣體進入濕式減溫塔進行降溫，使進入濕式靜電除塵器的進口尾氣達到60~80°c下的氣體濕度飽和狀態，然后進入濕式靜電除塵器進行酸性氣體和微粉塵顆粒物的去除；

5）經過濕式靜電除塵器排出的尾氣經引風機送入煙囪排入大氣。

進一步的，所述吸收劑為氫氧化鈣、氫氧化鈉或碳酸氫鈉，所述吸附劑為活性炭。

進一步的，所述濕式靜電除塵器底部的蓄水池中的水通過循環泵打入濕式減溫塔，所述蓄水池中的水經過循環泵之前添加堿液進行中和，經過中和后的水一部分作為廢水排除，一部分進入濕式減溫塔回收利用。

循環水是從濕式靜電除塵器底部的蓄水池由循環泵打入濕式減溫塔，經濕式減溫塔的噴嘴形成霧滴與進入的煙氣充分混合，實現煙氣減溫冷卻。循環水和煙氣混合物從濕式減溫塔出來后，進入濕式靜電除塵器入口，在這里實現氣水分離。循環水由重量排入并收集在濕式靜電除塵器底部的蓄水池。這樣就形成了一個回路。

考慮到煙氣中有酸性氣體，從濕式靜電除塵器底部的蓄水池由循環泵打入濕式減溫塔的管路上設有堿液添加以中和煙氣中的酸性物質，保障水中的ph值一直處于7.0~8.5的堿性條件。考慮到循環水內污染物的富集，部分循環水會外排，該排水由循環泵到濕式減溫塔的管路上的支管排出。為維持蓄水池水位平衡，濕式靜電除塵器設有蓄水池補給水進水接口。蓄水池同時也配有與循環泵相連的出口接口。

本發明采用帶自循環水的減溫和濕式靜電除塵系統。濕式減溫塔利用煙氣中的不飽和濕度，通過大量的自循環水與煙氣接觸蒸發吸熱降溫，使靜電除塵器進口煙氣達到60~80°c下的氣體濕度飽和狀態。由于降溫是通過內部循環水的蒸發實現，系統無需考慮額外的熱交換和冷卻系統。濕式減溫塔與濕式靜電除塵器的組合保障了靜電除塵器對酸性氣體及微粉塵顆粒物的高效去除，尤其確保了低于6.6mg/nm³的氯化氫濃度的實現。循環水通過ph計監測和堿液添加中和維持在ph值7.0~8.5的范圍內。由于尾氣在經過前端處理后，其主要污染物為以鈉鹽和氯鹽為主的無機物，無需復雜的排水凈化處理即可排放達標。

本發明干式反應器直接投入粉末反應藥劑，不僅簡化了吸收劑的預處理需求，而且避免了潛在的吸收劑輸送和排放過程中管道堵塞等問題。同時干式反應器采用管式設計，可以通過藥劑添加口處的混合器和管道內部的湍流導板實現藥劑與尾氣的充分的反應，從而在較短停留時間內（1~3秒）實現充分反應。由于不存在水氣蒸發降溫的問題，反應后的尾氣仍可維持較高的溫度（>200°c），為后端催化布袋的使用提供了先決條件。

本發明采用兩段式干式反應器和布袋除塵器組成的系統。一般來說，單級的脫酸吸收其效率一般在90~95%左右。這樣，在醫廢焚燒或氣化后合成氣燃燒尾氣含高氯條件下很難實現50mg/nm³氯化氫排放標準。而兩段式的設計為高氯條件下的尾氣氯化氫排放控制達標提供了有效保障。另一方面，通過第一級的吸收、吸附反應也降低了二級布袋除塵器采用的催化布袋受到尾氣中潛在的硫化物和重金屬污染物的沖擊而失效的風險。

本發明采用吸收劑和吸附劑由二級干式反應器加入，再通過二級布袋除塵器回收，逆向加入一級干式反應器充分利用。這樣大大提高了吸收、吸附劑的利用率，減少了反應藥劑的投加量，從而降低了二次污染的產生量。

有益效果：本發明采用兩段式氣體凈化裝置，兩段式的設計為高氯條件下的尾氣氯化氫排放控制達標提供了有效保障；氧化裝置的設置為實現氮氧化物、硫化物、二噁英及其它有機物排放控制達到嚴苛的排放標準提供了保障；本發明采用帶自循環水的減溫和濕式靜電除塵系統，濕式減溫塔利用煙氣中的不飽和濕度，通過大量的自循環水與尾氣接觸蒸發吸熱降溫，使靜電除塵器進口尾氣達到60~80°c下的氣體濕度飽和狀態，由于降溫是通過內部循環水的蒸發實現，系統無需考慮額外的熱交換和冷卻系統。

具體實施方式

為了加深對本發明的理解，下面將結合實施例對本發明作進一步詳述，這些實施例僅用于解釋本發明，并不構成對本發明保護范圍的限定。

實施例1針對醫療廢棄物焚燒或氣化后合成氣燃燒尾氣的氣體凈化處理系統

如圖1所示，針對醫療廢棄物焚燒或氣化后合成氣燃燒尾氣的氣體凈化處理系統，包括火管鍋爐10、兩段式氣體凈化裝置20、高級氧化器30、濕式減溫除塵裝置40，火管鍋爐10開有煙氣入口101和煙氣出口，火管鍋爐10的煙氣出口通過管路連通兩段式氣體凈化裝置20，兩段式氣體凈化裝置20的出口連通高級氧化器30的進口，高級氧化器30的出口連通濕式減溫除塵裝置40的進口，濕式減溫除塵裝置40的出口連通煙囪60，濕式減溫除塵裝置40和煙囪60之間設有引風機50。

兩段式氣體凈化裝置20包括一級干式反應器21、二級干式反應器23、一級除塵器22和二級除塵器24，一級干式反應器21氣體進口連通火管鍋爐10的煙氣出口，一級干式反應器21的氣體出口連通一級除塵器22的氣體入口，一級除塵器22的氣體出口連通二級干式反應器23的氣體入口，二級干式反應器23的氣體出口連通二級除塵器的氣體入口。二級除塵器的氣體入口連通高級氧化器30的進口。一級除塵器22為普通布袋除塵器，二級除塵器24為催化布袋除塵器。二級除塵器24還連通有一個緩沖罐，所述緩沖灌連通所述一級干式反應器21。

濕式減溫除塵裝置40包括濕式減溫塔41和濕式靜電除塵器42，高級氧化器30的出口連通濕式減溫塔41，濕式減溫塔41的出口連通濕式靜電除塵器42，濕式靜電除塵器42底部設置有蓄水池，濕式靜電除塵器42上端還設置有進水口402，蓄水池連通出水管道，出水管道連通濕式減溫塔41，出水管道上還設有排放廢水411支管。

實施例2針對醫療廢棄物焚燒或氣化后合成氣燃燒尾氣的氣體凈化處理方法

包括如下幾個步驟：

1）醫療廢棄物焚燒或氣化后合成氣燃燒尾氣從氣體進口進入火管鍋爐10，在1-2秒內尾氣從1100~1200℃急冷至240~260℃左右；

2）經過步驟1）降溫后的尾氣，依次進入一級干式反應器21、一級除塵器22、二級干式反應器23和二級除塵器24，一級干式反應器21的反應溫度為230~250℃，停留時間1秒，二級干式反應器23的溫度為200~220℃，停留時間1秒；在二級干式反應器23內送入過量的吸收劑氫氧化鈣和吸附劑活性炭，除去酸性氣體、重金屬和有機物；然后在二級除塵器24中收集，所述二級除塵器24中的吸收劑和吸附劑經過緩沖罐送入一級干式反應器21進行回收利用；

3）經二級除塵器24排出的尾氣經過高級氧化器30進行氧化處理，處理溫度為160~180℃，高級氧化器內采用臭氧進行尾氣處理；

4）經過高級氧化器30排出的氣體進入濕式減溫塔41進行降溫，使進入濕式靜電除塵器42的進口尾氣達到60~80°c下的氣體濕度飽和狀態，然后進入濕式靜電除塵器42進行酸性氣體和微粉塵顆粒物的去除；濕式靜電除塵器42底部的蓄水池中的水通過循環泵打入濕式減溫塔41，所述蓄水池中的水經過循環泵之前添加堿液401進行中和，經過中和后的水一部分作為廢水411排除，一部分進入濕式減溫塔回收利用；

5）經過濕式靜電除塵器42排出的尾氣經引風機50送入煙囪60排入大氣。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。