典型醫(yī)療廢物組分的熱解及氣化特性研究.pdf

1、醫(yī)療廢物是頭號危險(xiǎn)廢物,隨著近年來醫(yī)療技術(shù)的快速發(fā)展及一次性醫(yī)療用品的普及,醫(yī)療廢物不斷的增加,已經(jīng)成為醫(yī)療感染和社會(huì)環(huán)境的公害源.現(xiàn)世界各國都在積極尋求有效的醫(yī)療廢物處理技術(shù).焚燒技術(shù)雖可實(shí)現(xiàn)醫(yī)療廢物的減容、減量、高溫滅菌,但它在處理過程中容易造成二次污染.而熱解、氣化技術(shù)不僅具有以上焚燒的優(yōu)點(diǎn),還能節(jié)約能源,易于控制二次污染的產(chǎn)生而被認(rèn)為是一種新型、有效的處理技術(shù).現(xiàn)各種醫(yī)療廢物的處理技術(shù)與設(shè)備層出不窮,但大多是借鑒生活垃圾的處理設(shè)

2、備進(jìn)行改造,對醫(yī)療廢物處理的基礎(chǔ)研究甚少.本文依托國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.50276055),展開了醫(yī)療廢物有機(jī)組分熱解、氣化特性的基礎(chǔ)研究,為進(jìn)一步的深入研究奠定基礎(chǔ),同時(shí)為醫(yī)療廢物回轉(zhuǎn)窯爐的設(shè)計(jì)提供一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù).第一部分,首先,根據(jù)我國醫(yī)療廢物的特性,分析和比較各熱處理設(shè)備的特點(diǎn),認(rèn)為回轉(zhuǎn)窯二段焚燒系統(tǒng)非常適合處理醫(yī)療廢物.其次,分析了回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料的運(yùn)動(dòng)特性及各影響因素,及回轉(zhuǎn)窯的傳熱機(jī)理和熱主要傳輸途徑.第二部分,采用熱天平

3、研究了醫(yī)療廢物中的典型有機(jī)組分的熱解氣化動(dòng)力學(xué)特性,得出八種有機(jī)質(zhì)組分的熱解氣化失重特性,以及動(dòng)力學(xué)參數(shù);并分析了升溫速率、氣氛等對各組分的失重特性影響.在動(dòng)力學(xué)特性的研究基礎(chǔ)上,建立了表觀多步熱解氣化反應(yīng)模型.本文還從醫(yī)療廢物總體出發(fā),建立了多組分模型,解決了以往對混合性廢物熱解氣化模擬的難點(diǎn).第三部分,在外熱式回轉(zhuǎn)窯實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,對醫(yī)療廢物中的三類有機(jī)質(zhì)(纖維、脂肪、高分子)四種組分進(jìn)行熱解實(shí)驗(yàn)研究.分析了對熱解產(chǎn)物分布,熱解過程以及產(chǎn)

4、氣特性的各種影響因素.熱解終溫的升高有利于有機(jī)質(zhì)中揮發(fā)分的析出,使熱解氣產(chǎn)率增加,焦油與殘?zhí)慨a(chǎn)率減少,而水分含量的增加會(huì)影響這一變化規(guī)律;另外熱解氣成分中的烴類組分含量隨熱解終溫升高而增加.第四部分,對四種組分在回轉(zhuǎn)窯上進(jìn)行氣化實(shí)驗(yàn)研究.發(fā)現(xiàn)氣化反應(yīng)中,各組分的熱解特性隨氣化溫度升高而變化不一,并分析了出現(xiàn)各變化的影響因素.另外,本文還對熱解與氣化兩種反應(yīng)模式進(jìn)行比較,認(rèn)為在回轉(zhuǎn)窯反應(yīng)器中,采用哪種反應(yīng)模式對物料的熱裂解過程各方面影響不