Способ утилизации медицинских отходов

Авторы патента:

F23G5/00 - Сжигание отходов (специфических отходов F23G 7/00); конструкции мусоросжигательных печей; детали, принадлежности печей; управление печами

Владельцы патента RU 2768146:

Гольверк Самуил Вульфович (RU)

Изобретение относится к утилизации медицинских отходов. Способ утилизации медицинских отходов классов А, Б, В и Г, за исключением ртутьсодержащих и радиоактивных, включает их порционную загрузку в реактор, термическую обработку с дожигом полученных газообразных продуктов в струях острого дутья, выгрузку обезвреженных очаговых остатков, частичное охлаждение дымовых газов в паровом котле собственных нужд и резкое охлаждение в охладителе газов, а также мокрую реагентную очистку дымовых газов перед выбросом их в атмосферу. При этом термическую обработку отходов ведут в среде высокотемпературной плазмы, состоящей из смеси горячих дымовых газов и водяного пара в соотношении 2:1 и с температурой 1200±50°С, в течение 3-5 мин, для получения полной карбонизации отходов с последующим охлаждением струями водяного пара в течение 2 мин и удалением отходов в виде агломерированного железоуглеродистого материала. Изобретение обеспечивает создание надежной и простой технологии утилизации медицинских отходов, обеспечивающей быструю и полную деструкцию органических соединений, их карбонизацию, уменьшение объема и массы отходов и невозможность их вторичного использования, а также уменьшение концентрации диоксинов и фуранов в дымовых газах. 1 ил.

Изобретение относится к решению проблем в медицинской отрасли, возникающих при централизованной утилизации больших масс обеззараженных твердых и жидких отходов класса опасности А, Б, В и Г, согласно СанПиН 2.1.7.2790-10.

В составе медицинских отходов классов А, Б, В и Г в пакетах и твердых коробках могут находиться острые предметы - шприцы, иглы, одноразовые скальпели и лезвия, химические вещества - растворители и дезинфицирующие средства, перевязочные средства, тампоны, просроченные лекарства и вакцины, токсичные канцерогенные вещества, отдельные ткани, органы и жидкости организма человека.

Вслед за обеззараживанием медицинских отходов по месту их упаковки упомянутый выше СанПиН требует их утилизацию, т.е. полную деструкцию органических соединений, уменьшение массы медицинских отходов и обеспечение невозможности вторичного их использования.

Из открытых источников (СанПиН 2.1.7.2790-10 стр. 18, п. 5.9) известны технологии термической переработки обеззараженных медицинских отходов путем сжигания в инсинераторах (топках) с получением нейтральных очаговых остатков, которые затем вывозятся на полигон. Однако даже при наличии газоочистных устройств в дымовых газах содержится огромное количество вторичных диоксинов и фуранов, выбрасываемых в атмосферу. Известна технология уничтожения медицинских отходов в инсинераторах ИН-50 предприятия ООО «ЭКО-центр», включающая двухступенчатое сжигание и мокрую очистку дымовых газов. Данные по составу вредных веществ в дымовых газах, указанные в характеристике инсинератора (http://eco-centr.narod.ru/insinerator.html), превышают ПДК максимально разовые: по пыли 30 мг/м³ при допустимых ПДК_м.р.=0,5 мг/м³, по диоксинам 100 пг/м³ при ПДК_м.р=0,5 пг/м³.

Недостатком известной технологии является значительное превышение допустимого содержания диоксинов в дымовых газах, что объясняется затянутостью процесса сжигания и большим содержанием в газах пыли и сажи. В топочной камере вся органика, включая диоксины, обезвреживается, но при охлаждении газов и конденсации паров на конечной стадии процесса на поверхностях пылинок и сажи образуются цепочки вторичных диоксинов и фуранов, они-то и фиксируются в уходящих газах. Большой пылеунос происходит от того, что в известном устройстве имеет место поддув воздуха под колосниковую решетку, а очаговые остатки получаются россыпью, не агрегированы и восходящим воздушным потоком обеспыливаются, увеличивая запыленность уходящих дымовых газов.

Известен также способ «Плазмокс» - воздействие на токсичные отходы ударной плазменной струей (п. 2.4.2, стр. 74 и 75 ИТС9-2015 «Обезвреживание отходов термическим способом. Сжигание отходов»), в котором плазма создается с использованием электрического плазмотрона мощностью 1,2 МВт на 1 тонну отходов. Известно множество иных плазмохимических реакторов, но все они сложны в эксплуатации, потребляют большое количество электроэнергии при нагреве плазмы до 3-5 тысяч градусов с эмиссией большого количества окислов азота и перегретых паров тяжелых металлов.

Целью настоящего изобретения является создание надежной и простой технологии утилизации медицинских отходов, обеспечивающей быструю и полную деструкцию органических соединений, их карбонизацию, уменьшение объема и массы отходов и невозможность их вторичного использования, а также уменьшение концентрации диоксинов и фуранов в дымовых газах.

Поставленная цель достигается тем, что процесс утилизации отходов включает их порционную загрузку в реактор, термическую обработку, выгрузку обезвреженных очаговых остатков и мокрую реагентную очистку дымовых газов, при этом термическую обработку ведут в среде высокотемпературной плазмы, состоящей из смеси дымовых газов и водяного пара в соотношении 2:1 с температурой в пределах 1250±50°C с дожигом полученных газообразных продуктов и получением агломерированного железоуглеродистого материала.

Изобретение имеет следующие основные отличия от прототипа и известных технических решений:

- высокая скорость процесса, обеспечиваемая использованием высокотемпературной плазмы с соотношением дымовые газы - водяной пар 2:1 при температуре 1200±50°С (температура процесса больше 1300°С способствует активной эмиссии окислов азота, что нежелательно),

- получение очаговых остатков в виде спекшегося агломерированного железоуглеродистого продукта, с целью невозможности дальнейшего использования медицинских инструментов из отходов,

- уменьшение концентрации пыли и сажи в дымовых газах по причине спекания мелких составляющих и наличия большого количества водяных паров в дымовых газах,

- присутствие в факеле горелки большого количества водяных паров ускоряет деструкцию органических составляющих отходов и способствует их быстрейшей карбонизации,

- уменьшаются концентрации диоксинов и фуранов до величин, близких к нормативным путем уменьшения концентрации летучей пыли и сажи в дымовых газах.

Техническим результатом предложенного способа является получение надежной и простой технологии утилизации медицинских отходов, обеспечивающей быструю и полную деструкцию и карбонизацию органических соединений, уменьшение объема и массы отходов и невозможность их вторичного использования, а также уменьшение концентрации диоксинов и фуранов в дымовых газах.

Реализацию способа можно проследить по работе установки, приведенной на рис. 1, где схематично показана установка утилизации медицинских отходов, включающая реактор (1) с горелкой (2), сопла подачи пара (3) и поворотные колосники (4), сопла острого воздушного дутья (5) для дожигания газов, загрузитель отходов (6), паровой котел-утилизатор (7), впрыскивающий охладитель газов (8) и реагентный абсорбер (9), дымосос (10) и дымовая труба (11).

Работает установка следующим образом. Пакеты и коробки, заполненные медицинскими отходами, загружаются транспортером в загрузитель. Через открывающееся окно загрузитель перегружает отходы в реактор, полностью заполняя полотно решетки, после чего окно загрузителя плотно закрывается шиберной задвижкой, футерованной со стороны реактора, включается горелка реактора и подается водяной пар на смешение с факелом горелки, включаются воздушные сопла острого дутья. Ведется обжиг отходов парогазовой плазмой с температурой 1200±50°С в течение 3-5 минут, затем горелка переводится на минимальный режим работы, а сопла подачи пара продолжают обдувать отходы, охлаждая их, еще в течение 2 минут. Колосники затем опускаются, термообработанные отходы в виде агломерированного железоуглеродистого материала по опущенным колосникам спускаются в бункер. Затем вся операция повторяется.

Парогазы после реактора и дожига в струях острого дутья поступают в паровой котел-утилизатор, используемый для собственных нужд, проходят далее на «закалку» (резкое охлаждение) в охладителе газов с целью избежать вторичного появления диоксинов и фуранов в условиях длительного охлаждения, а затем газы направляются в барботажный пенный абсорбер на очистку от пыли, сажи и паров органических и неорганических кислот и окислов тяжелых металлов щелочной водой. Очищенные газы дымососом отправляются в дымовую трубу.

Таким образом предлагаемое изобретение достигает поставленной цели - создание надежной и простой технологии утилизации медицинских отходов, обеспечивающей быструю и полную деструкцию органических соединений, их карбонизацию, уменьшение массы отходов и невозможность их вторичного использования, а также уменьшение концентрации диоксинов и фуранов в отводимых дымовых газах.

Способ утилизации медицинских отходов классов А, Б, В и Г, за исключением ртутьсодержащих и радиоактивных, включающий их порционную загрузку в реактор, термическую обработку с дожигом полученных газообразных продуктов в струях острого дутья, выгрузку обезвреженных очаговых остатков, частичное охлаждение дымовых газов в паровом котле собственных нужд и резкое охлаждение в охладителе газов, а также мокрую реагентную очистку дымовых газов перед выбросом их в атмосферу, отличающийся тем, что термическую обработку отходов ведут в среде высокотемпературной плазмы, состоящей из смеси горячих дымовых газов и водяного пара в соотношении 2:1 и с температурой 1200±50°С, в течение 3-5 мин, для получения полной карбонизации отходов с последующим охлаждением струями водяного пара в течение 2 мин и удалением отходов в виде агломерированного железоуглеродистого материала.

Изобретение относится к устройствам уничтожения отходов путем сжигания. Технический результат - получение максимальных значений эксплуатационных параметров узлов и агрегатов, увеличение ресурса эксплуатации установки.

Установка мобильная термической утилизации и способ её использования // 2753797

Изобретение относится к области обезвреживания и утилизации твердых бытовых, промышленных и медицинских отходов, например к мобильным установкам для сжигания бытовых и промышленных отходов и мусора. Установка включает каркасную раму, узел загрузки, модуль сжигания, состоящий из камеры сгорания с воздуходувкой, а также из камеры дожига с воздуходувкой, циклон, скруббер, состоящий из каплеуловителя с люком обслуживания, корпуса скруббера, системы циркуляции воды с насосом, также включает по меньшей мере один дымоход, дымосос, дымовую трубу, шкаф управления, датчики температуры и давления, отличающаяся тем, что соотношение объёма камеры сгорания к объёму камеры дожига составляет от 0,8 до 1,5, а воздуходувки имеют частотные регуляторы мощности.

Механическая слоевая топка // 2751531

Изобретение относится к механической слоевой топке. Техническим результатом является обеспечение возможности непрерывной загрузки объекта, подлежащего сжиганию как отходы, независимо от свойств объекта, подлежащего сжиганию как отходы, эффективного осуществления сжигания и золообразования во всей слоевой топке в целом, а также исключения сжигания остатков объекта, подлежащего сжиганию как отходы.

Способ термического обеззараживания и утилизации инфицированных органосодержащих отходов, находящихся в твердом, жидком и газообразном состояниях // 2750172

Изобретение относится к области термического обеззараживания и утилизации органосодержащих отходов, находящихся в твердом, жидком и газообразном состоянии, и может быть использовано в различных отраслях, связанных с переработкой отходов биомассы. Техническими эффектами изобретения являются уменьшение выбросов патогенных микроорганизмов и вирусов в биосферу, увеличение производительности системы, снижение энергозатрат на процесс обеззараживания отходов.

Способ переработки отходов // 2746006

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано при переработке отходов промышленных объектов химической, сельскохозяйственной, пищевой и других отраслях промышленности. Исходные отходы подвергают сжиганию в присутствии смеси воздуха и восстановителя - водных растворов карбамида или аммиака.

Уплотнительное устройство для инсинератора с механической топкой и инсинератор с механической топкой // 2744998

Изобретение относится к уплотнительному устройству для инсинератора с механической топкой. Техническим результатом является обеспечение уплотнительного устройства для инсинератора с механической топкой, где движение передней колосниковой решетки может быть сведено к минимуму, и нарушение уплотнения может быть предотвращено.

Механизм разгрузки золы // 2744426

Изобретение относится к механизму разгрузки золы. Техническим результатом является обеспечение механизма разгрузки золы, с помощью которого можно облегчить непрерывную работу механизма разгрузки золы и при этом снизить затраты.

Система утилизации отходов для эффективной эксплуатации // 2743322

Изобретение относится к системе утилизации отходов. Техническим результатом является обеспечение эффективной утилизации и более эффективного использования тепла в выхлопном газе, образующемся в результате сгорания.

Устройство для сжигания твердого топлива в пульсирующем потоке // 2737256

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для сжигания вторичных твердых углеводородных материалов, например отработанных шин или резинотехнических изделий, с целью утилизации горючих отходов. Технический результат - получение качественного пиролизного газа при осуществлении термохимического разложения твердых углеводородных материалов без доступа воздуха.

Способ газификации твёрдого топлива и устройство для его осуществления // 2730063

Изобретение относится к области переработки твердых топлив с получением горючего газа, в том числе синтез-газа, и может быть использовано для переработки органических топлив с плохой газопроницаемостью, склонных к неустойчивому горению с образованием каналов. Техническим результатом является стабилизация положения зоны горения в реакторе по вертикали и достижение равномерного распределения процесса по сечению реактора.

Производственный комплекс для утилизации твердых бытовых отходов // 2772396

Изобретение относится к переработке отходов и может быть использовано для утилизации твердых бытовых отходов. Технический результат - повышение эффективности работы комплекса, снижение загрязнения атмосферы канцерогенами до их предельно допустимых концентраций в атмосферном воздухе, безотходная утилизация твердых бытовых отходов; использование теплоты, выделяемой при утилизации твердых бытовых отходов, для нагрева воды в водогрейном котле. Производственный комплекс снабжен загрузочной воронкой двухшнекового смесителя приготовления смеси отсортированных измельченных твердых бытовых отходов, кускового топлива и золы, над которой расположены соответствующие разгрузочные устройства загрузочного бункера отсортированных измельченных твердых бытовых отходов, загрузочного бункера кускового топлива и загрузочный бункер с золой. Разгрузочная течка и двухшнековый смеситель приготовления смеси отсортированных и измельченных твердых бытовых отходов, кускового топлива и золы соединены с приемным бункером смеси, к разгрузочному патрубку которого установлено разгрузочное устройство в виде лоткового дозатора и транспортного конвейера, загружающее смесь в газогенераторную установку прямой непрерывной паровоздушной газификации смеси с устройством загрузочным двухзатворным, с узлами воздушного и парового дутья, течкой выгрузки золы и газовыходным патрубком, соединенным по газоходу, теплоизолированному на конце, с газовой горелкой с кислородовоздушным диффузором и газовым диффузором внутри печи сжигания в виде газового водогрейного котла с узлами воздушного, кислородного дутья и патрубком выхода дымовых газов, соединенного с дымоходом, оснащенного узлом подачи золы в дымовые газы. Дымоход содержит циклонную установку грубого обеспыливания смеси дымовых газов с золой, водогрейный теплоутилизатор в участке дымохода после упомянутой циклонной установки соединен с рукавным фильтром тонкого обеспыливания смеси дымовых газов с золой. Участок дымохода после упомянутого рукавного фильтра оснащен установкой озонированного воздушного дутья в дымовые газы, а в участок дымохода после установки озонированного воздушного дутья в дымовые газы вставлены последовательно каталитический аппарат, установка мокрой очистки газов со скруббером Вентури и оборудованием для подачи щелочного раствора, водогрейный теплоутилизатор в участке дымохода после установки мокрой очистки газов соединен с дымососом. В участке дымохода перед дымососом размещена установка озонированного воздушного дутья в дымовые газы, а выход дымососа соединен участком дымохода с дымовой трубой, состоящей из трубы выброса с насадкой факельного выброса, емкостью для сбора водяного конденсата внизу трубы выброса, патрубком тангенциального входа дымовых газов в трубу выброса над емкостью для сбора водяного конденсата, оснащенной выходным патрубком, вентилем и трубопроводом подачи водяного конденсата в бак раствора установки мокрой очистки газов со скруббером Вентури. 3 ил.