Результат интеллектуальной деятельности: Способ утилизации медицинских отходов

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.