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医用玻璃及医疗废物灰渣熔融特性研究

作　者: 安春国
导　师: 蒋旭光；金余其
学　校: 浙江大学
专　业: 热能工程
关键词: 医疗废物医用玻璃化学组分灰渣熔融特性回转窑
分类号: X705
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

医疗废物是具有感染性、毒性、放射性特征的危险性废物,诸如化学品废物、感染性废物、沾污的利器等。医疗废物焚烧处置能够有效地实现废物的无害化、减量化和资源化,是目前认为最适合的处置方法。医疗废物及其灰渣的化学组分和特性是优化焚烧炉设计、运行与控制的重要影响因素。医疗废物中存在大量的低熔点的医用玻璃瓶,这些玻璃瓶不能参与燃烧,会成为灰渣的主要组分,对灰渣的熔融特性有很大影响。医疗废物在回转窑内焚烧时,着火燃烧产生的高温会将医用玻璃熔化,熔融的玻璃可能会粘结在回转窑内壁上,导致回转窑的结渣,或者滚动粘结灰渣颗粒,形成大的熔体团,堵塞回转窑的出渣口。因而研究医用玻璃和医疗废物灰渣的熔融特性,以期能够为优化医疗废物的燃烧和防止回转窑的结渣提供帮助。从医疗废物处置中心采集了医用玻璃样品,对其进行化学组分和熔融温度的分析,并且与医疗废物灰渣、生物质灰和煤灰进行了比较。通过不同玻璃间的比较,总结了化学组分对熔融温度的影响。软化温度随着SiO2、CaO含量的增加而升高,但随B2O3、Na2O含量的增加而迅速降低。调整几种玻璃间的比例,研究了混合玻璃的熔融特性。利用煤灰结渣指数对医用玻璃的结渣倾向进行了评定。应用SiO2置换法研究了化学组分对医用玻璃熔融特性的影响,实验结果显示不同化学组分对熔融温度有不同的影响。其中Na2O对医用玻璃熔融温度的影响是最显著的,每增加1%的Na20,软化温度就会降低19.8℃,流动温度降低34.0℃。通过简化多元函数Taylor公式,得出了医用玻璃四个熔融特性温度的预测函数,验证结果表明医用玻璃熔融温度的预测值和实验值吻合较好。为了研究医疗废物灰渣对回转窑焚烧炉运行的影响,从医疗废物处置中心采集了数个灰渣样品,分析了这些灰渣样品的化学组分、显微结构、矿物物相和熔融温度等性质。用分析纯代替灰渣的化学组分,研究了几种化学组分(SiO2、Al2O3、B2O3、Fe2O3、CaO、CaSO4、Na2O和NaCl)对医疗废物灰渣熔融特性的影响。危险废物回转窑焚烧处置技术具有诸多优点,回转窑焚烧炉在处理危险废物时能够适应多种形态的物料,并且运行操作简单。因此,为了研究危险废物热解焚烧处置的特性,设计并搭建了回转窑热解焚烧试验台。该热解焚烧试验台主要由三部分组成：危险废物进料系统、焚烧系统(回转窑焚烧炉、二燃室和能量回收设备)和烟气处理系统(急冷塔和二级布袋除尘器)。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-24
  1.1 引言  8
  1.2 医疗废物的定义和分类  8-9
  1.3 医疗废物的处理技术  9-14
    1.3.1 医疗废物处理的原则  9-10
    1.3.2 常用的几种医疗废物处理技术  10-14
  1.4 医疗废物焚烧处理技术  14-19
    1.4.1 医疗废物焚烧处理技术的发展历程  14-16
    1.4.2 医疗废物焚烧炉  16-18
    1.4.3 医疗废物焚烧炉的技术要求  18-19
  1.5 本文研究的意义、内容与方法  19-20
  参考文献  20-24
第二章医用玻璃熔融特性研究  24-40
  2.1 引言  24
  2.2 实验材料、实验仪器及实验方法  24-28
    2.2.1 实验材料  24-25
    2.2.2 实验仪器与实验方法  25-28
  2.3 实验结果与讨论  28-32
    2.3.1 医用玻璃的化学组分  28-30
    2.3.2 医用玻璃的衍射谱图  30
    2.3.3 医用玻璃的熔融温度  30-32
  2.4 医用玻璃熔融特性分析  32-37
    2.4.1 化学组分对熔融温度的影响  32-34
    2.4.2 混合玻璃对熔融温度的影响  34-35
    2.4.3 医用玻璃结渣倾向判别  35-37
  2.5 本章小结  37
  参考文献  37-40
第三章医用玻璃熔融温度的预测  40-52
  3.1 引言  40
  3.2 实验材料与方法  40-42
    3.2.1 模拟实验的验证  40
    3.2.2 实验材料  40-41
    3.2.3 实验方法  41-42
  3.3 实验结果与分析  42-49
    3.3.1 化学组分对熔融温度的影响  42-43
    3.3.2 熔融温度的拟合  43-45
    3.3.3 医用玻璃熔融温度的预测函数  45-47
    3.3.4 预测函数的验证  47-49
  3.4 本章小结  49
  参考文献  49-52
第四章医疗废物灰渣熔融特性研究  52-70
  4.1 引言  52-53
  4.2 医用玻璃对灰渣熔融特性的影响  53-56
    4.2.1 实验材料与实验方法  53
    4.2.2 实验结果与讨论  53-56
  4.3 医疗废物灰渣和飞灰的特性  56-63
    4.3.1 实验材料与实验方法  56
    4.3.2 实验结果与讨论  56-63
  4.4 化学组分对灰渣熔融温度的影响  63-66
    4.4.1 实验材料与实验方法  63
    4.4.2 实验结果与讨论  63-66
  4.5 本章小结  66-67
  参考文献  67-70
第五章危险废物回转窑热解焚烧试验平台  70-84
  5.1 引言  70
  5.2 试验台的工艺流程  70-72
  5.3 参数设计与热力计算  72-75
    5.3.1 试验台的参数选择  72-74
    5.3.2 试验台的热力计算  74-75
  5.4 单体设备的设计  75-80
    5.4.1 螺旋给料系统与回转窑  75-77
    5.4.2 二燃室  77
    5.4.3 换热器  77-78
    5.4.4 急冷塔  78-79
    5.4.5 二级布袋除尘器  79-80
  5.5 试验台的功能  80-81
  5.6 本章小结  81-82
  参考文献  82-84
第六章全文总结及对下一步的工作展望  84-86
  6.1 全文主要的工作及结论  84-85
  6.2 本文的主要创新点  85
  6.3 下一步研究工作的展望  85-86
作者在攻读硕士期间发表(含录用)的学术论文  86-87
致谢  87

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