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医疗垃圾的热解特性与装置研究

作　者: 张晓婷
导　师: 罗勇
学　校: 石家庄铁道大学
专　业: 供热、供燃气、通风与空调工程
关键词: 医疗垃圾 热解 固定床 产气特性 催化剂 催化裂解
分类号: X799.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 25次
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内容摘要


国民经济水平的提高,促进了社会生活的消费,伴随而来的是医疗垃圾的大量增加。传统的垃圾处理方式或污染环境、或浪费土地和资源,相比其他垃圾处理方式,热解法具有环境友好性强、能源化比例高、经济效益好等优势,成为医疗垃圾处理方法的新研究课题。论文以实验为手段,研究了医疗垃圾热解处理的特性。研究所用的垃圾种类为棉签、输液管、手术手套、卫生纸以及棉签和输液管的混合物。分析了垃圾热解过程的残碳率和焦油产率,重点分析了这些物料的产气特性。实验结果表明:垃圾的热解处理相对于其他处理方式而言在减量化、无害化、资源化方面有着明显的优势。研究工作还涉及到热解气回收利用的问题。结果表明:将垃圾热解气回收作为加热用燃气可以减少液化气的消耗,达到节能的效果。在大量实验的基础上,对原实验装置进行了大量的改进、完善工作,包括产气管道的形状、连接方式、管道加热保温处理以及热解器的密封等。改进后的实验装置不仅可以分析固体垃圾热解特性,而且还具备热解气除酸功能,从而保证了后续分析所用的气相色谱仪免受损坏。所得实验数据以期为热解设备的产业化进程提供一定的帮助,同时也对存在的问题提出了一些建议。借助自制的两级固定床热解装置,在热解温度为700℃、催化裂解温度在700900℃的条件下,研究了混合型催化剂（高铝质耐火多孔熟料+铁粉）的催化特性。研究工作以锯末为生物质原料,催化裂解气氛分别为N2和水蒸气。研究结果表明:该催化剂在750℃时,生物质气中焦油的转化率达95%以上,产气率较重整前增加65%,具有良好的低温催化特性。在裂解温度为950℃时焦油的转化率达99.5%,产气率增加1.3倍,产气中H2浓度达59.5%,较重整前提高1.82倍,CH4浓度降至3.8%,较重整前下降60%。催化剂还具有较强的抗老化性和良好的再生性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章 绪论  10-20
  1.1 引言  10-11
  1.2 医疗垃圾的定义和分类  11-12
  1.3 医疗垃圾的危害  12-14
  1.4 医疗垃圾处理现状  14-19
    1.4.1 医疗垃圾处理技术比较  14-16
    1.4.2 国内外医疗废物的处理现状  16-19
  1.5 论文主要研究内容  19-20
第二章 医疗垃圾热解技术  20-34
  2.1 概述  20-21
  2.2 热解基本原理  21-26
    2.2.1 垃圾的热解反应  21-23
    2.2.2 一次热解产物的二次反应  23-24
    2.2.3 垃圾热解中的缩聚反应  24-25
    2.2.4 其他反应  25-26
  2.3 热解过程参数控制  26-28
  2.4 热解动力学分析  28-30
  2.5 热解工艺及设备  30-34
    2.5.1 热解工艺分类  30-31
    2.5.2 常用热解设备  31-34
第三章 一级固定床热解实验装置和实验方法  34-45
  3.1 热解实验装置的组成  34-37
    3.1.1 外热源加热及热解气再利用系统  35-37
    3.1.2 热解气系统  37
    3.1.3 控制系统  37
  3.2 几个特殊部件的详细图解分析  37-39
  3.3 装置的改进和创新  39-41
  3.4 实验分析仪器  41-43
  3.5 实验方法  43-45
第四章 实验结果整理及分析  45-68
  4.1 热解产物的概况  45-46
    4.1.1 停机后热解反应的状况  45
    4.1.2 热解产出焦油的特性  45
    4.1.3 热解炉内残余固体的状况  45-46
    4.1.4 实验后管道内的残余物  46
  4.2 热解棉签实验结果分析  46-50
  4.3 热解输液管实验结果分析  50-54
  4.4 热解手术手套实验结果分析  54-56
  4.5 热解卫生纸实验结果分析  56-59
  4.6 水蒸气催化条件下输液管和棉签共热解特性研究  59-67
  4.7 本章小结  67-68
第五章 焦油催化裂解的实验研究  68-85
  5.1 概述  68
  5.2 实验物料  68-69
  5.3 两级固定床热解装置组成  69-70
  5.4 实验方法  70-75
    5.4.1 记录流量的实验  71
    5.4.2 焦油采集的实验  71-72
    5.4.3 焦油含量的测定方法  72-75
  5.5 实验结果分析  75-83
    5.5.1 几个基本实验的结果分析  75-77
    5.5.2 N2 气氛、有填料时重整温度对实验的影响  77-79
    5.5.3 水蒸气气氛、有填料时重整温度对实验的影响  79-81
    5.5.4 有填料时N2、水蒸气气氛对实验的影响  81-83
  5.6 本章小结  83-85
第六章 结论和展望  85-88
  6.1 主要结论  85-86
  6.2 研究展望  86-88
参考文献  88-94
致谢  94-95
个人简历、在学期间的研究成果及发表的论文  95

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 其他 > 医院
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