1.本发明涉及废物处理技术领域，特别是指一种基于低温热解的医废热解系统及热解方法。
背景技术：
2.由于医疗过程中会产生大量废弃物，这些废弃物是在病人进行诊断、治疗、护理等活动的过程中产生的，可能含有大量病原微生物和有害化学物质，甚至会有放射性和损伤性物质，因此医疗废物必须经过严格处理，消除其危险性因素。
3.对于大量产生的医疗废物，目前普遍采用的方式是焚烧，焚烧处理后灭菌、减容减量等效果显著，但现有技术存在以下瓶颈问题，难以解决：
①
高温焚烧容易产生二噁英、呋喃等剧毒物，二次污染问题严重；
②
处理过程会使医疗废物中基本所有碳元素变为气态，导致大量碳排放；
③
由于医疗废物在焚烧过程中的毒性，焚烧所产生的能量未能充分利用，产生严重能源浪费；
④
具有较高附加值的中间产物直接被高温焚烧掉，资源回收利用空间小。低温热解技术经济高效，能源利用率以及资源回收率高，环境污染小，是处理一般固体废物的重要方法之一。然而，由于医疗废物的高毒性，低温热解工艺控制复杂，目前尚未在医疗废物处理上实现工程化应用，因此，开发医疗废物低温热解工艺及配套设备迫在眉睫。
4.公开日为2016-07-06公开日为cn105737163a的中国发明专利公布了一种基于解耦燃烧的生活垃圾低温医废热解系统，热解段包括干燥鼓和热解鼓，洗气段包括两级洗气塔，热回收段包括烟气、热解气余热回收装置。将生活垃圾先送入干燥鼓干燥，再送入热解鼓热解生成热解气体和炭渣。但该系统在加热过程中未能实现热解炉阶梯加热，不利于提高热解产物品质和节约能耗；并且该系统以产生热解气和炭渣为主，并未设置灭菌系统和分液系统，因此其并不能适用于医疗废物的低温热解，其热解效率不高。
技术实现要素：
5.针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种基于低温热解的医废热解系统及热解方法，实现医疗废弃物连续灭菌和连续热解处理，综合热能利用率高、降低了成本。
6.本发明的技术方案是这样实现的：基于低温热解的医废热解系统，包括热解炉，热解炉一端连接有进料单元、另一端连接有出渣单元，所述热解炉的前后两端分别连接有前分液器和后分液器，所述前分液器和/或后分液器的气体出口与燃烧器连接；燃烧器与热解炉连接用于提供热量；燃烧器通过余热锅炉连接有尾气处理装置。
7.进一步地，所述前分液器和/或后分液器的气体出口通过不凝气管路与燃烧器连接，不凝气管路上设有净化罐和稳压罐，且净化罐和稳压罐依次设置在前分液器和/或后分液器的气体出口与燃烧器之间；所述燃烧器上设有空气进口、液化气进口以及与不凝气管路连接的可燃气进口；所述前分液器和/或后分液器的液体出口通过输液泵连接有油水分离器。
8.进一步地，所述热解炉的烟气出口通过回热风机与燃烧器连接，所述回热风机与燃烧器的连接管路与尾气处理装置连接。
9.进一步地，所述热解炉包括外壳和设置在外壳内用于容纳医疗废物的加热筒，外壳与加热筒之间形成热风腔，燃烧器与热解炉的热风腔连接。
10.进一步地，所述稳压罐通过不凝气管路连接至热解炉，不凝气管路上设有净化器；不凝气管路连接有多个周向设置在热解炉上的不凝气支管，不凝气支管之间连通；不凝气支管上均布有多个插入热风腔内且对准加热筒的火焰喷枪，且火焰喷枪从热解炉的进料端向另一端由多到少布置。
11.进一步地，所述进料单元包括依次连接的输送机、破袋机、蒸气灭菌炉和螺旋进料机，螺旋进料机与热解炉前端连接；所述出渣单元包括依次连接在热解炉后端的出料机、水冷出料机、斗式提升机和固体产物输送机。
12.进一步地，所述蒸气灭菌炉包括炉体，炉体内设有灭菌腔、连通在灭菌腔一侧的推料腔和竖直连接在灭菌腔另一侧的落料腔，推料腔顶部设有进料斗，推料腔内设有推料机构用于将进入的物料推入灭菌腔和落料腔；灭菌腔连接有蒸气供给机构；灭菌腔顶部设有排气阀, 排气阀连接尾气处理装置；所述落料腔的顶部还设有竖向推动机构用于封闭灭菌腔的端部和向下推动进入落料腔的物料；所述蒸气供给机构包括箱体，箱体底部设有加热器、顶部通过多个气孔与灭菌腔相通，箱体一侧连接有补水箱；灭菌腔上还设有脱氧剂加入口用于加入所述脱氧剂。
13.热解方法，包括上述任一项所述的基于低温热解的医废热解系统，还包括如下步骤：s1.对袋装医疗废物进行破袋处理，将破袋后的医疗废物投入蒸气灭菌炉，医疗废物在蒸气灭菌炉中停留45～120min，之后加入脱氧剂，吹入的蒸气使脱氧剂与医疗废物混合均匀，挤压至表观密度500～900kg/m3，之后陈化10～60min；s2.对步骤s1处理并挤压脱氧后的医废进行破碎，送入医废热解系统内进行热解；s3.热解产物分离后的可燃气用于燃烧给热解炉供热，分离后的热解油提质后形成产品，热解产生的碳提质后形成产品。
14.进一步地，所述脱氧剂的成分包括：酸洗铁粉、医疗垃圾焚烧飞灰、热解碳和粉煤灰；医废中添加酸洗铁粉、医疗垃圾焚烧飞灰、热解碳和粉煤灰的比例为1：0.002～0.004：0.001～0.002：0.001～0.002：0.001～0.002；所述酸洗铁粉的制备方法为：将铁粉与酸性矿井水混合，加热搅拌5～20min，加热温度为60～100℃，酸性矿井水中有效成分为h2so4，ph值为3.5～5.5。
15.进一步地，所述步骤s1还包括蒸气灭菌炉的使用方法，蒸气灭菌炉的使用方法包括如下步骤：a1. 将破袋后的医疗废物投入蒸气灭菌炉的进料斗，推料机构收缩露出进料斗的下端使得物料下落，推料机构伸出将物料推出灭菌腔，同时，推料机构堵住进料斗的下端口，并且竖向推动机构堵住灭菌腔的另一端，在灭菌腔中形成密闭空间；a2. 蒸气供给机构向灭菌腔中注入蒸气对医疗废物灭菌消毒，之后关闭蒸气供给机构，并通过排气阀排出蒸气；a3.将脱氧剂从脱氧剂加入口投入灭菌腔，打开蒸气供给机构，使物料与脱氧剂混
合均匀，之后推料机构伸出，压缩物料并陈化；a4.竖向推动机构收缩，推料机构继续伸出，将压缩后的医疗废物推至落料腔，之后竖向推动机构伸出，将灭菌后的医疗废物从落料腔推出进入破碎机。
16.本发明的有益效果：1.本发明的热解炉在无氧或缺氧工况下将医疗废物在加热筒间接加热，利用连续的吸热与放热反应，使医疗废弃物中有机物成分发生热裂解和热化学反应，改变原有分子结构，使之转变成不同相态物质，产生热解气和热解炭，实现了医疗废弃物连续热解处理；并且过程中循环利用热量，降低了成本；该系统综合热能利用率高、废弃物资源化率高，尾气排放远低于国标；2.本发明的脱氧剂在医疗废物挤压后，排出了大部分氧气，物料颗粒之间仍存在细微空隙，通过脱氧剂的作用，进一步消耗空隙中残余氧气，从而保证热解炉中的无氧环境，提高热解效率，降低环境污染。脱氧剂中酸洗后的铁粉具有较高的氧化反应活性，医疗废物焚烧飞灰中含有nacl可提高铁粉的氧化反应速率，热解碳和粉煤灰提高了脱氧剂透气性，可进行一步提高氧气消耗速度；3.本发明的热解炉在外壳内壁上布置有火焰喷枪，外壳外壁布设不凝气供给管路，通过不凝气辅助燃烧加热系统与热风系统的联动，精准管控了内筒体外壁温度，在高效温度梯度控制下，有效实现了筒体内部物料的快速热解，同时，也提高了热解产物的品质，进一步增强了热解产物的产出价值；4.本发明的高温蒸汽灭菌炉可实现医疗废物连续进料出料，提高了灭菌效率；整个灭菌过程无需人工操作，且设备密封良好，灭菌蒸汽经过净化处理，避免了人员感染，且不会对环境造成污染。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明的医废热解系统的结构示意图；图2为本发明的蒸气灭菌炉的结构示意图；图3为本发明的医废热解系统的辅助加热结构的结构示意图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.本发明实施例1所述的一种基于低温热解的医废热解系统，如图1所示，所述医废热解系统包括热解炉8，所述热解炉8包括加热筒和套设在加热筒外侧的外壳，外壳固定设置，加热筒与外壳转动连接，并且加热筒前后两端穿出外壳。加热筒用于容纳医疗废物，外壳与加热筒之间形成热风腔。加热筒内设有蓄热球，加热筒的一端设有出渣口，出渣口设有
篦子，出渣的同时可挡住蓄热球，避免蓄热球掉出。燃烧器20一端设有空气进口和液化气进口以及可燃气进口、另一端设有供热出口。所述热解炉8的前后两端即加热筒的前后两端分别连接有前分液器5和后分液器9，所述前分液器5和后分液器9的气体出口通过不凝气管路与燃烧器20的可燃气进口连接。前分液器5和后分液器9对燃烧产生的热解气体进行气油分离，分离后的可燃气通过不凝气管路进入燃烧器20的可燃气进口。燃烧器20的供热出口与热解炉8的热风腔连接连接用于对热解炉8供热，使得医疗废物热解后的可燃气可循环重复利用。并且燃烧器20的液化气进口12可通入液化气，在该系统启动之初，通入空气和液化气，由液化气燃烧供热。并在热解炉8热解医疗废物产生可燃气后，可减少液化气的用量。燃烧器20的空气进口上连接有助燃风机21起到助燃作用。此外，所述的热解炉8一端连接有进料单元、另一端连接有出渣单元。燃烧器20采用现有技术中的结构。本发明的热解炉在无氧或缺氧工况下将医疗废物在加热筒间接加热至500~600
°
c，利用连续的吸热与放热反应，使医疗废弃物中有机物成分发生热裂解和热化学反应，改变原有分子结构，使之转变成不同相态物质，产生热解气和热解炭。
21.进一步地，如图1所示，所述的不凝气管路上设有泵和净化罐10以及稳压罐11，净化罐10对从前分液器5和后分液器9的气体出口出来的含有杂质的可燃气进行净化。稳压罐11连接在净化罐10与燃烧器20之间。净化罐10通过全压风机与稳压罐11连接，净化罐10后的可燃气暂存在稳压罐11内，然后送入燃烧器20进行燃烧供热。
22.进一步地，如图1所示，所述前分液器5和后分液器9的液体出口分别通过输液泵6连接有油水分离器7。本实施例中，油水分离器7采用三相分离机进行三相分离。
23.实施例2，其与实施例1的区别在于，热解炉8的上设有多个烟气出口，热解炉8的烟气出口通过烟气管路与燃烧器20连接，烟气管路上设有回热风机18，将烟气余热通过燃烧器20送入热解炉8继续利用。同时，燃烧器20通过余热锅炉17连接有尾气处理装置15，对部分烟气进行尾气处理，该尾气处理装置15采用现有技术的装置或系统。此外，位于回热风机18与燃烧器20之间的烟气管路还通过烟气外排支路与所述的尾气处理装置15连接，对外排的烟气进行净化。其中，尾气处理装置15可采用现有技术中的结构，本技术对其具体结构不再进行赘述。
24.实施例3，其与实施例1的区别在于，该医废热解系统还设有辅助加热结构。所述稳压罐11还通过不凝气管路连接至热解炉8。如图3所示，该辅助加热结构包括连接在不凝气管路的端部的多个周向设置在热解炉8上的不凝气支管32，不凝气支管32之间相连通；不凝气支管32上均布有多个插入热风腔内的火焰喷枪33，火焰喷枪33的端部均对准加热筒，且每一圈火焰喷枪33的布置个数从热解炉8的进料端向另一端由多到少逐渐减少，提高加热筒的加热温度。并且因为医废从进料端进入后逐渐热解，因此火焰喷枪33的布置由前往后逐渐减少。
25.实施例4，其与实施例1的区别在于，所述进料单元包括输送机1、破袋机2和蒸气灭菌炉3，输送机1将装袋的医废送至破袋机2，破袋机2将袋装的医废破开之后送入蒸气灭菌炉3连接，将医废送入蒸气灭菌炉3中，蒸气灭菌炉3不仅对医废灭菌，而且还可以对加入脱氧剂对医废进行挤压陈化，去除医废里面的氧气。蒸气灭菌炉3的出口端连接有破碎机31，破碎机将在蒸气灭菌炉3中被挤压成块状压实的医废破碎。破碎机31通过螺旋进料机4与热解炉8前端连接，将破碎后的医废送入热解炉8的加热筒内。上述的破袋机2和破碎机31均可
采用现有技术的破碎机。
26.进一步地，所述出渣单元包括出料机19、水冷出料机16、斗式提升机14和固体产物输送机13。出料机19连接在热解炉8后端，出料机19与水冷出料机16连接对固体产物进行水冷，水冷出料机16是采用现有技术中的水冷螺旋输送机。其他实施例中，水冷出料机16也可采用现有技术的出料机外侧设有水冷结构。水冷出料机16通过斗式提升机14与固体产物输送机13连接，将冷却后的固体产物送入固体产物料仓，便于对固体产物暂存后进行处理。
27.实施例5，其与实施例4的区别在于，如图2所示，所述的蒸气灭菌炉3包括炉体，炉体内设有水平的推料腔、灭菌腔22和竖直的落料腔24，水平的推料腔通过灭菌腔22与竖直的落料腔24相通。水平的推料腔连接在灭菌腔22的一端，竖直的落料腔24垂直连接在灭菌腔22的另一端。灭菌腔22底部连接有蒸气供给机构、顶部设有排气出口并连接有排气阀27。在另一个实施例中，排气阀27与上述尾气处理装置15连接。推料腔顶部靠近灭菌腔22的位置设有进料斗23，推料腔内设有推料机构30用于将从进料斗23进入炉体内的物料推入灭菌腔22，推入之后，推料机构30同时密封进料斗23下端口。物料在灭菌腔22中被高温蒸气灭菌。推料机构30还可将物料推入落料腔24。所述落料腔24的顶部还设有竖向推动机构29用于向下推动进入落料腔24的物料。推料机构和竖向推动机构29可采用液压缸或气缸或电动推杆，并且气伸缩端采用耐高温的材质。推料机构30和竖向推动机构29的工作端均设置有一定厚度，推料机构30的工作端的厚度可封闭进料斗23下端口；竖向推动机构29的工作端的厚度可封闭灭菌腔22远离推料机构30的一端，即封闭灭菌腔22与落料腔24的相交位置处，可使得灭菌腔22中形成密闭空间，便于进行高温蒸气灭菌。
28.其中，推料机构30由于行程较长，可采用双行程液压缸或双行程气缸，还可采用两个液压缸或气缸或电动推杆串联的方式，即后一个的伸缩端朝向灭菌腔22、固定端固定在前一个的伸缩端上，前一个的固定端固定在推料腔内远离灭菌腔的一端。竖向推动机构29也可采用上述结构。
29.进一步地，所述蒸气供给机构包括设置在灭菌腔22下侧的箱体25，箱体25底部设有加热器、顶部与灭菌腔22之间设有多个气孔使得箱体25与灭菌腔22相通，从而使蒸气进入灭菌腔内，箱体25一侧通过补水管连接有补水箱26。
30.本实施例中，通过推料机构30密封进料斗23下端口，竖向推动机构29工作端的侧面堵住灭菌腔22另一端，灭菌腔22内处于密闭的状态，蒸气供给机构供给灭菌腔22的蒸气可使得灭菌腔22内升压。其中，压力0.2~0.3mpa，可使得灭菌腔22内蒸气温度在120~140℃之间，更好的对灭菌腔内的医废物料灭菌。上述的排气阀27可采用机械控制排气；排气阀27也可采用自动排气阀，在压力超过0.3mpa时自动排气降压。
31.实施例6，其与实施例5的区别在于，灭菌腔22上还设有脱氧剂加入口28用于加入上述的脱氧剂。
32.实施例7，热解方法，包括上述的基于低温热解的医废热解系统，还包括如下步骤：s1.对袋装医疗废物进行破袋处理，将破袋后的医疗废物投入蒸气灭菌炉3进行高温蒸气灭菌，医疗废物在蒸气灭菌炉3中停留45～120min，之后加入脱氧剂，吹入的蒸气使脱氧剂与医疗废物混合均匀，通过蒸气灭菌炉3内的推料机构和竖向推动机构挤压医疗废物至表观密度500～900kg/m3，之后陈化10～60min；s2.对步骤s1处理并挤压脱氧后的压实的医废进行破碎，然后送入医废热解系统
内进行热解；s3.热解产物分离后的可燃气用于燃烧给热解炉供热，分离后的热解油提质后形成产品，热解产生的碳提质后形成产品。
33.进一步地，所述脱氧剂的成分包括：酸洗铁粉、医疗垃圾焚烧飞灰、热解碳和粉煤灰；医废中添加酸洗铁粉、医疗垃圾焚烧飞灰、热解碳和粉煤灰的比例为1：0.002～0.004：0.001～0.002：0.001～0.002：0.001～0.002，也就是1份医废中添加0.002～0.004份酸洗铁粉、0.001～0.002份医疗垃圾焚烧飞灰、0.001～0.002份热解碳和0.001～0.002份粉煤灰的比例。
34.其中，所述酸洗铁粉制备方法为：将铁粉与酸性矿井水混合，加热搅拌5～20min，加热温度为60～100℃，酸性矿井水中有效成分为h2so4，ph值为3.5～5.5。
35.实施例8，其与实施例7的区别在于，所述步骤s1还包括蒸气灭菌炉3的使用方法，蒸气灭菌炉3的使用方法包括如下步骤：a1. 将破袋后的医疗废物投入蒸气灭菌炉3的进料斗23，推料机构30收缩，露出进料斗23的下端口使得进料斗23的医废物料进入推料腔，之后推料机构30伸长将物料推入灭菌腔22的同时，堵住进料斗23的下端口，并且竖向推动机构29工作使其工作端的侧面堵住灭菌腔22另一端即靠近落料腔24的一端，在灭菌腔22中形成密闭空间；a2. 蒸气供给机构向灭菌腔22中注入蒸气对医疗废物灭菌消毒，医疗废物在蒸气灭菌炉3中停留45～120min，之后打开排气阀27排出蒸气，排出的蒸气进入尾气处理装置进行处理；a3.将脱氧剂从脱氧剂加入口28投入灭菌腔22，打开蒸气供给机构，使物料与脱氧剂混合均匀，过程中，由于医疗废物较软，下部吹入蒸汽的时候，医疗废物处于翻腾的硫化状态，便于与脱氧剂混合均匀；然后，推料机构30的工作端伸出向竖向推动机构29的工作端对医疗废物挤压陈化，陈化时间10～60min，挤出气体由排气阀27排出，通过挤压的方式排除医废内的氧气；并且脱氧剂进一步实现脱氧的目的；a4.竖向推动机构29收缩，推料机构30的工作端伸出，将灭菌压缩后的医疗废物推至落料腔24，之后竖向推动机构29伸出，将灭菌后的医疗废物从落料腔24推出进入破碎机31。
36.上述的脱氧步骤，使得医废在进入热解炉后，在无氧工况下将医疗废物在加热筒间接加热，利用连续的吸热与放热反应，使医疗废弃物中有机物成分发生热裂解和热化学反应，改变原有分子结构，使之转变成不同相态物质，产生热解气和热解炭，实现了医疗废弃物连续热解处理。
37.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。