醫療廢棄物無害化處理及資源化利用的專用設備及方法與流程

2023-05-30 22:54:56

本發明涉及一種醫療廢棄物處理的專用設備及其處理方法，尤其是涉及一種在處理醫療廢棄物過程中對環境沒有汙染、對醫療廢棄物中的病毒、病菌能徹底殺滅，並能對醫療廢棄物中的有用物質作最終資源化利用的醫療廢棄物無害化處理及資源化利用專用設備及方法。

背景技術：

目前，公知的一種醫療廢棄物處理技術對醫療廢棄物中的病毒、病菌進行了殺滅處理，但其對滅菌後的殘餘物進行最終處理方法為焚燒和填埋，環保性能不夠理想，且不能對其中的可回收物作最終資源化利用。

技術實現要素：

本發明的目的之一在於解決現有技術的不足，提供一種在處理醫療廢棄物過程中對環境沒有汙染，對醫療廢棄物中的病毒、病菌能徹底殺滅，並能對醫療廢棄物中的有用物質作最終資源化利用的醫療廢棄物無害化處理及資源化利用的專用設備。

本發明的目的之二在於提供一種療廢棄物無害化處理及資源化利用的方法。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：

醫療廢棄物無害化處理及資源化利用的專用設備，所述專用設備包括進料器、碎料器、帶微波滅菌器和脫氣室的氣加熱式螺杆送料器、中和器、噴霧乾燥器、帶加熱爐的裂解釜、排渣器、催化塔、分餾塔、冷凝塔、吸氣機、壓縮機、燃燒器、循環水冷卻塔、PLC控制機構以及用於承託前述各部件的集成式機架；

所述進料器、碎料器與帶微波滅菌器和脫氣室的氣加熱式螺杆送料器的進料端成上、中、下銜接並連接成一個半封閉系統；帶微波滅菌器和脫氣室的氣加熱式螺杆送料器與裂解釜、排渣器軸向連接，並與前述半封閉系統組合成一個全封閉系統，所述催化塔、分餾塔、冷凝塔順序安裝在裂解釜上部；

所述噴霧乾燥器安裝在帶微波滅菌器和脫氣室的氣加熱式螺杆送料器上部， 所述中和器、吸氣機、壓縮機、燃燒器分別安裝在集成式機架下框中，中和器與脫氣室連通，以吸收中和脫氣室脫出的氯化氫氣體；

所述中和器、排渣器、分餾塔和冷凝塔的冷卻水進出口和循環水冷卻塔用管道連通；

所述PLC控制機構分別與進料器、碎料器、微波滅菌器和氣加熱式螺杆送料器的驅動電機、中和器、噴霧乾燥器、裂解釜、排渣器、催化塔、分餾塔、吸氣機、壓縮機、燃燒器和循環水冷卻塔相聯接，通過PLC控制機構實現進料、碎料、送料、滅菌、脫氣、中和、乾燥、加熱、裂解、排渣、催化、分餾、冷凝過程中各工藝參數的自動檢測和控制。

優選的，所述進料器採用加蓋密封和微負壓操作，以避免廢棄物中的氣體外洩，碎料器將進料器中的物料抓取並將其撕裂成碎塊擠進氣加熱式螺杆送料器進料端。

優選的，所述微波滅菌器在將從氣加熱式螺杆送料器進料端被螺杆送過來的物料中所攜帶的細菌、病毒作徹底殺滅的同時，將物料溫度加熱到脫氯所需的工藝溫度，再由氣加熱式螺杆送料器螺杆將物料送入脫氣室脫除氯化氫氣體，並將氯化氫氣體引入中和器生成氯化鈉溶液。

優選的，所述噴霧乾燥器的加熱機構利用加熱氣加熱式螺杆送料器後的尾氣提供乾熱氣流，將從中和器送來的氯化鈉溶液乾燥成粉狀以便於收集和利用，並由尾氣將烘乾時產生的水蒸氣帶入排氣管。

優選的，所述氣加熱式螺杆送料器的出料端由燃燒器加熱裂解釜後的尾氣加熱，將從脫氣室過來的物料繼續升溫到臨近裂解所需的工藝溫度後將其送入裂解釜進行裂解，裂解釜採用常壓操作，物料裂解產生的裂解氣進入催化塔，裂解產生的殘留物炭黑由排渣器排出。

優選的，裂解氣在催化塔內催化劑的作用下轉化為低分子油氣進入分餾塔，餾出柴油組份，其餘油氣進入冷凝塔分出汽油組分，不凝氣部分則由管道導入壓縮機壓縮後存入儲氣罐。

優選的，所述PLC控制機構包括PLC控制器、壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、監視器和執行器，PLC控制機構將傳感器採集到的各種數據在監視器上實時顯示出來並進行記錄，同時將這些數據與PLC控制器設定的數據進行比對後，對執行器發出指令，自動校正執行偏差量，使專用設備保持正常運轉，當專用設備出現故障時，PLC控制機構將報警並自行啟動安全裝置或自動停機。

優選的，所述PLC控制機構還設有無線網絡遠程監控機構。

基於所述的專用設備的醫療廢棄物無害化處理及資源化利用的方法，所述醫療廢棄物無害化處理及資源化利用的方法如下：

（1）經分類回收後的可再生利用的醫療廢棄物進入進料器料鬥後，將料鬥蓋密閉，碎料器將醫療廢棄物在微負壓狀態下撕碎，避免醫療廢棄物中的氣、液外溢；

（2）撕碎後的醫療廢棄物在氣加熱式螺杆送料器推送下往後移動，移動過程中由微波滅菌器殺滅其中的病毒和細菌並將其加熱到脫氯所需的工藝溫度，進入脫氣室後醫療廢棄物中的氯化氫氣體和水汽在脫氣室中脫除並送入中和器中，將其中和生成氯化鈉溶液；

（3）脫除氣體的醫療廢棄物進一步往後推送並同時逐步加熱至臨近裂解的工藝溫度後推送至裂解釜中進行裂解，裂解釜採用常壓操作，醫療廢棄物裂解產生的裂解氣進入催化塔，裂解產生的殘留物炭黑由排渣器排出；

（4）裂解氣在催化塔內催化劑的作用下轉化為低分子油氣進入分餾塔，餾出柴油組份，其餘油氣進入冷凝塔分出汽油組分，不凝氣部分則由管道導入壓縮機壓縮後存入儲氣罐。

優選的，步驟（1）中醫療廢棄物進入送料器料鬥後 ，噴入醫療廢棄物質量2.0-3.5%的滅菌劑，用於負壓撕碎過程中同步化學消毒殺菌，所述滅菌劑由下列重量份的原料加工而成：蜂膠粉10-20份，乳化劑1-2份，體積分數75-85%乙醇溶劑80-100份，pH調節劑適量，滅菌劑的pH值為6-6.8，將配方量的蜂膠粉和乳化劑加入乙醇溶劑中，於25-35℃充分攪拌0.5-1h乳化形成穩定的混合物體系，調完pH值後濾去雜質獲得滅菌劑，所述pH值調節劑為檸檬酸或醋酸或有機鹼。

蜂膠是蜜蜂從樹芽或樹皮中採集的粘性分泌物，研究發現蜂膠有複雜的化學組成，其中包括三十多種芳香脂、三十多種類黃酮化合物、十餘種芳香酸等，蜂膠被譽為「天然的小藥庫」，是珍貴的天然廣譜抗生物質，對多種細菌、真菌、病菌等有顯著的抑制和滅殺作用，步驟（1）中添加適量的含蜂膠粉的滅菌劑（蜂膠適當提純後獲得粉末），利用其天然廣譜抗菌殺菌性能，實現撕碎同步滅菌，減輕後續第二步微波滅菌器物理滅菌的壓力，化學滅菌和物理滅菌二者有機結合，互相協同，實現高效滅菌。

本發明的有益效果是：本發明結構設計合理，自動化程度高，經由本發明的設備和方法，能夠對醫療廢棄物中的病毒、病菌能徹底殺滅，並能對醫療廢棄物中的有用物質作最終資源化利用，獲得有利用價值的柴油、汽油和炭黑，將醫療廢棄物變廢為寶，另外，本發明的設備考慮了熱量綜合利用，能量利用率高，處理醫療廢棄物能耗低，除了水蒸氣和二氧化碳 排放外，無其它排放物，環保性好。

附圖說明

圖1是本發明的專用設備的結構示意圖；

圖2是圖1的左視圖。

圖3是本發明的利用方法的流程框圖。

圖中：1-集成式機架，2-電器控制箱，3-氣加熱式螺杆送料器，4-進料器，5-開蓋機，6-碎料器，7-微波滅菌器，8-脫氣室，9-噴霧乾燥器，10-催化塔,11-安全閥，12-分餾塔，13-冷凝塔，14-裂解釜，15-排渣器，16-密封蓋，17-監視器，18-碎料器電機，19-送料器電機，20-加熱爐，21-燃燒器，22-收集罐，23-吸氣機，24-冷卻水泵，25-中間罐，26-真空泵，27-壓縮機，28-中和器,29-高壓泵，30-儲氣罐。

具體實施方式

下面通過具體實施例，結合附圖，對本發明的方法方案作進一步的具體說明。

實施例1：

如圖1和圖2所示，本發明的醫療廢棄物無害化處理及資源化利用的專用設備，所述專用設備包括進料器4、碎料器6、帶微波滅菌器7和脫氣室8的氣加熱式螺杆送料器3、中和器28、噴霧乾燥器9、帶加熱爐20的裂解釜14、排渣器15、催化塔10、分餾塔12、冷凝塔13、吸氣機23、壓縮機27、燃燒器21、循環水冷卻塔、PLC控制機構以及用於承託前述各部件的集成式機架1，碎料器6由碎料器電器18驅動，氣加熱式螺杆送料器3由送料器電機19驅動；

所述進料器4、碎料器6與氣加熱式螺杆送料器3的進料端成上、中、下銜接並連接成一個半封閉系統；氣加熱式螺杆送料器3與裂解釜14、排渣器15軸向連接，並與前述半封閉系統組合成一個全封閉系統，所述催化塔10、分餾塔12、冷凝塔13順序安裝在裂解釜14上部；

所述噴霧乾燥器9安裝在帶微波滅菌器7和脫氣室8的氣加熱式螺杆送料器3上部， 所述中和器28、吸氣機23、壓縮機27、燃燒器21分別安裝在集成式機架1下框中，中和器28與脫氣室8連通，以吸收中和脫氣室8脫出的氯化氫氣體；

所述中和器28、排渣器15、分餾塔12、冷凝塔13的冷卻水進出口和循環水冷卻塔用管道和冷卻水泵24連通形成可循環的迴路；

所述PLC控制機構分別與進料器4、碎料器6、微波滅菌器7和氣加熱式螺杆送料器3、中和器28、噴霧乾燥器9、裂解釜14、排渣器15、催化塔10、分餾塔12、吸氣機23、壓縮機27、燃燒器21和循環水冷卻塔相聯接，通過PLC控制機構實現進料、碎料、送料、滅菌、脫氣、中和、乾燥、加熱、裂解、排渣、催化、分餾、冷凝過程中各工藝參數的自動檢測和控制。

具體到本實施例，所述進料器4採用加蓋密封和微負壓操作，以避免廢棄物中的氣體外洩，具體體現在結構上，進料器4的料鬥上設有密封蓋16和開蓋機5，通過開蓋機5自動控制密封蓋16的開啟與關閉，碎料器6在碎料器電機18的驅動下將進料器4中的物料抓取並將其撕裂成碎塊擠進氣加熱式螺杆送料器3進料端。

本實施例的方案中，所述微波滅菌器7在將從氣加熱式螺杆送料器3的進料端被螺杆送過來的物料中所攜帶的細菌、病毒作徹底殺滅的同時，將物料溫度加熱到脫氯所需的工藝溫度，再由氣加熱式螺杆送料器3螺杆將物料送入脫氣室8脫除氯化氫氣體，並將氯化氫氣體引入中和器28生成氯化鈉溶液，所述噴霧乾燥器9的加熱機構利用加熱氣加熱式螺杆送料器3後的尾氣提供乾熱氣流，將通過高壓泵29從中和器28送來的氯化鈉溶液乾燥成粉狀以便於收集和利用，並由尾氣將烘乾時產生的水蒸氣帶入排氣管。

本實施例的方案中，所述氣加熱式螺杆送料器3的出料端由燃燒器21加熱裂解釜14後的尾氣加熱，將從脫氣室8過來的物料繼續升溫到臨近裂解所需的工藝溫度後將其送入裂解釜14進行裂解，裂解釜14採用常壓操作，物料裂解產生的裂解氣進入催化塔10，催化塔10設有安全閥11，用於提供催化裂解反應的安全性，裂解產生的殘留物炭黑由排渣器15排出。

本實施例的方案中，裂解氣在催化塔10內催化劑的作用下轉化為低分子油氣進入中間罐25，由真空泵26將低分子油氣抽送入分餾塔12，餾出柴油組份，其餘油氣進入冷凝塔13分出汽油組分，不凝氣部分則由管道導入壓縮機27壓縮後存入儲氣罐30。

本實施例中所述PLC控制機構包括PLC控制器、壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、監視器17和執行器，PLC控制機構將傳感器採集到的各種數據在監視器17上實時顯示出來並進行記錄，同時將這些數據與PLC控制器設定的數據進行比對後，對執行器發出指令，自動校正執行偏差量，使專用設備保持正常運轉，當專用設備出現故障時，PLC控制機構將報警並自行啟動安全裝置或自動停機。

在上述方案的基礎上，所述PLC控制機構還設有無線網絡遠程監控機構。用於通過無線網絡遠程監控專用設備的運行。本發明的設備具體安裝過程中，還配置一個電器控制箱2及觸摸式控制屏，用於本發明的電路布置及控制。

本發明結構設計合理，自動化程度高，經由本發明的設備和方法，能夠對醫療廢棄物中的病毒、病菌能徹底殺滅，並能對醫療廢棄物中的有用物質作最終資源化利用，獲得有利用價值的柴油、汽油和炭黑，將醫療廢棄物變廢為寶，另外，本發明的設備考慮了熱量綜合利用，能量利用率高，處理醫療廢棄物能耗低，除了水蒸氣和二氧化碳 排放外，無其它排放物，環保性好。

實施例2：

如圖3所示，基於所述的專用設備的醫療廢棄物無害化處理及資源化利用的方法，所述醫療廢棄物無害化處理及資源化利用的方法如下：醫療廢棄物進入進料器4料鬥後，將料鬥蓋密閉，碎料器6將醫療廢棄物在微負壓狀態下撕碎，避免醫療廢棄物中的氣、液外溢，撕碎後的醫療廢棄物進入送料器並在氣加熱式螺杆送料器3推送下往後移動，移動過程中由微波滅菌器7殺滅其中的病毒和細菌並將其加熱到脫氯所需的工藝溫度，進入脫氣室8後醫療廢棄物中的氯化氫氣體和水汽在脫氣室8中脫除並送入中和器28中，將其中和生成氯化鈉溶液，脫除氣體的醫療廢棄物進一步往後推送並同時逐步加熱至臨近裂解的工藝溫度後推送至裂解釜14中進行裂解，裂解釜14採用常壓操作，醫療廢棄物裂解產生的裂解氣進入催化塔10，裂解產生的殘留物炭黑由排渣器15排出，裂解氣在催化塔10內催化劑的作用下轉化為低分子油氣進入分餾塔12，餾出柴油組份，其餘油氣進入冷凝塔13分出汽油組分，不凝氣部分則由管道導入壓縮機27壓縮後存入儲氣罐30。

具體到本實施例，步驟（1）中醫療廢棄物進入送料器料鬥後 ，噴入醫療廢棄物質量2.0-3.5%的滅菌劑，用於負壓撕碎過程中同步化學消毒殺菌，所述滅菌劑由下列重量份的原料加工而成：蜂膠粉10-20份，乳化劑1-2份，體積分數75-85%乙醇溶劑80-100份，pH調節劑適量，滅菌劑的pH值為6-6.8，將配方量的蜂膠粉和乳化劑加入乙醇溶劑中，於25-35℃充分攪拌0.5-1h乳化形成穩定的混合物體系，調完pH值後濾去雜質獲得滅菌劑，所述pH值調節劑為檸檬酸或醋酸或有機鹼。

以上所述的實施例只是本發明的一種較佳的方案，並非對本發明作任何形式上的限制，在不超出權利要求所記載的方法方案的前提下還有其它的變體及改型。