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医用玻璃及医疗废物灰渣熔融特性研究

安春国  
【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)。


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