医疗废物回转窑热解焚烧处置研究

论文题目: 医疗废物回转窑热解焚烧处置研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 工程热物理

作者: 沈逍江

导师: 严建华,池涌,岑可法

关键词: 医疗废物,热解,焚烧,回转窑炉

文献来源: 浙江大学

发表年度: 2005

论文摘要: 医疗废物是《国家危险废物名录》中的头号危险废物，含有大量细菌和病毒，处置不当将对环境造成严重威胁。本文依托于国家自然科学基金项目《危险废弃物在回转窑内的焚烧机理研究No．50276055》，对医疗废物回转窑热解焚烧处置展开了研究。在医疗废物的基础特性研究的基础上，对医疗废物的微型规模(TGA)热解焚烧机理和快速热解特性进行了研究；随后在回转窑实验台上进行了批量给料与连续给料试验研究，并对热解残渣和焦油的燃烧特性进行了热重实验研究；最后提出了医疗废物新型回转窑热解焚烧系统，并在医疗废物集中处置示范装置上进行了试验研究。第一部分，医疗废物基础特性研究：综述了国内外医疗废物处置现状和各种处置技术，认为回转窑热解焚烧处置医疗废物是符合国情的先进处置技术。在详细讨论医疗废物定义、分类的基础上，通过文献综述和实地调查总结了我国医疗废物的产出特点及其毒性与传染性。通过调研得出了我国医疗废物的实际组成与成份、含水率、热值、密度等基础物理特性，为设计医疗废物集中无害化处置设施提供了依据。第二部分，微型规模热解机理研究：采用热天平系统地研究了医疗废物中八种典型组分的热解燃烧动力学特性，分析了升温速率、气氛等因素对各组分失重特性的影响。在动力学特性的研究基础上，建立了表观多步一级热解燃烧反应模型。TG-DTG特性表明，医疗废物混合组分热解实质上是各组分独立热解的线性叠加，并据此提出了医疗废物混合组分表观多步一级模型，成功地实现了医疗废物混合组分热解反应动力学的模拟。接下来在快速热解试验台上对医疗废物典型组分的快速热解特性进行了研究，分析了热解终温、质量、颗粒大小、水分等对各组分的失重特性影响，并对混合组分的快速热解特性进行了研究。第三部分，回转窑实验台的试验研究：在1kg小型批量外热式回转热解炉上全面研究了医疗废物热解、气化特性，讨论了加热方式、物料粒径、水分、热解气化终温等因素对热解气化产物分布及产物特性的影响。接下来在5L／h连续给料医疗废物热解气化试验台上针对四种最主要的医疗废物展开了热解气化特性研究，研究了过量空气系数、热解气化终温及窑转速对热解气化产物分布、窑温、热解气化气成分及残碳成分的影响，并按照湖州、郑州等地实际医疗废物混合组分进行了混合模拟热解试验，试验结果表明混合物料热解产物分布是各组分独立热解线性叠加的结果。最后运用热天平对热解残渣和焦油的燃烧特性进行了研究，为开发相应的二燃室提供了依据。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

1.绪论：国内外医疗废物处置现状

1.1.前言

1.2.国内外医疗废物的处置现状

1.2.1.发达国家医疗废物的处置现状

1.2.2.我国医疗废物的处置现状

1.3.医疗废物处置技术的发展

1.3.1.非焚烧处置技术

1.3.2.焚烧处置技术

1.4.本课题的选题背景和意义

1.5.本文研究内容和方法

1.5.1.研究内容

1.5.2.研究方法

1.6.本章小结

2.医疗废物的基础特性研究

2.1.前言

2.2.医疗废物的定义和分类

2.2.1.国外医疗废物的定义和分类

2.2.2.我国医疗废物的定义和分类

2.3.医疗废物的产出特点

2.3.1.来源广泛

2.3.2.成分复杂

2.3.3.产量变化大

2.4.医疗废物的特性

2.4.1.毒性和传染性

2.4.2.理化特性

2.5.本章小结

3.医疗废物热解和燃烧特性研究及其反应模型

3.1.前言

3.2.试验装置和试验方法

3.2.1.试验装置

3.2.2.试验样品

3.2.3.试验方法

3.3.惰性氛围下医疗废物的热重试验研究

3.3.1.有机物热解反应机理

3.3.2.各组分的热解过程研究

3.3.3.升温速率对热解特性的影响

3.4.空气氛围下医疗废物的热重试验研究

3.4.1.有机物气化、焚烧反应机理

3.4.2.空气气氛下各组分的热重研究

3.4.3.升温速率对燃烧特性的影响

3.4.4.气体流量对燃烧特性的影响

3.4.5.不同气氛对热重过程的影响

3.5.医疗废物热解燃烧的反应动力学模型研究

3.5.1.医疗废物表观多步一级反应模型

3.5.2.医疗废物表观多组分模型

3.5.3 模型的验证

3.6.本章小结

4.医疗废物的快速热解特性研究

4.1.前言

4.2.试验装置及试验方法

4.2.1.试验装置

4.2.2.试验物料

4.2.3.试验方法

4.3.试验结果及分析

4.3.1.单组分快速热解特性研究

4.3.2.单组分快速热解的影响因素

4.3.3.混和组分快速热解特性研究

4.4.本章小结

5.批量给料回转窑热解气化试验研究

5.1.前言

5.2.试验装置和试验方法

5.2.1.试验装置

5.2.2.试验条件及加热方式

5.2.3.试验物料

5.2.4.回转窑的温升特性

5.3.批量纯热解试验研究

5.3.1.热解产物分布

5.3.2.热解气析出过程分析

5.3.3.热解过程的影响因素

5.4.批量热解-气化试验研究

5.4.1.热解-气化产物的分布

5.4.2.热解-气化产物特性

5.4.3.热解-气化残渣特性

5.5.本章小结

6.连续给料回转窑热解气化试验研究

6.1.前言

6.2.试验装置和试验方法

6.2.1.试验装置

6.2.2.试验条件及加热方式

6.2.3.试验物料

6.3.单物料连续给料热解气化试验研究

6.3.1.热解气化产物分布

6.3.2.窑温的变化

6.3.3.热解气化气体分析

6.3.4.残碳分析

6.4.混合物料连续给料热解实验

6.4.1.实验工况

6.4.2.产物分布及产物分布预测模型

6.4.3.热解气成分分析

6.4.4.残渣成分及预测模型

6.5.本章小结

7.热解残渣及焦油的燃烧特性研究

7.1.引言

7.2.热解产物的分布

7.3.试验装置及试验方法

7.3.1.试验装置

7.3.2.试验方法

7.4.试验结果分析

7.4.1.热解残渣的试验研究

7.4.2.热解焦油的试验研究

7.5.本章小结

8.医疗废物新型回转窑热解焚烧装置的开发及测试

8.1.前言

8.2.医疗废物新型回转窑热解焚烧示范装置介绍

8.2.1.焚烧炉(?)体

8.2.2.辅助系统

8.3.试验结果与分析

8.3.1.试验物料特性分析

8.3.2.回转窑内温度分布

8.3.3.流化床内温度分布

8.3.4.烟气成分

8.3.5.燃烧效率CE

8.3.6.焚烧残渣的热灼减率

8.3.7.灰渣中的重金属分析结果

8.4.本章小结

9.全文总结和进一步工作展望

9.1.全文总结

9.2.创新性总结

9.3.进一步工作展望

10.作者攻读博士学位期间的科研成果

10.1.发表的论文

10.2.申请的专利

10.3.获得的奖励

致谢

参考文献

发布时间: 2006-11-22

参考文献

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[9].热解技术处理废弃印刷线路板的实验研究[D]. 郭晓娟.天津大学2008
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