医疗垃圾高温蒸汽气化实验及热力学研究

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1、分类号：TK6密级：公开UDC：学校代码：10127硕士学位论文论文题目：医疗垃圾高温蒸汽气化实验及热力学研究英文题目：TheExperimentsandThermodynamicsResearchonHighTemperatureSteamGasificationofMedicalWaste学位类别：工学硕士研究生姓名：王宏坤学号：201202184学科(领域)名称：热能工程指导教师：陈义胜职称：教授协助指导教师：庞赟佶职称：讲师2015年6月6日内蒙古科技大学硕士学位论文摘要随着人类面临的环境问题日益严峻，垃圾处理问题，

2、尤其是医疗垃圾处理问题，正受到全社会广泛关注。目前我国医疗垃圾的处置主要以焚烧为主兼顾其它处理方法。在常见的处理方法中，直接焚烧法产生的氮氧化物、二噁英等有害物质对人类和环境有着极大危害；高温蒸汽灭菌法、微波灭菌法及化学消毒法等方法则存在处理范围有限，二次污染及垃圾减容效果不明显等问题。此外，最近十来年得到广泛应用的热解焚烧法虽能有效地解决减量化要求。但是，其处理过程也存在二噁英和汞蒸汽等有害气体产生的问题，并不能实现垃圾的完全无害化处理。因此，有必要探索一种新的医疗垃圾处理方法，完全实现医疗垃圾的减量化和无害化处理。医疗垃

3、圾气化技术是利用高温下气化剂与医疗垃圾间的热化学反应，将医疗垃圾中的有机物转化为CO、H2等小分子气体及烃类等可燃气体的过程。因其在医疗垃圾处理过程中的减量化、无害化、资源化等特点而成为国内外相关学者的研究热点。本文基于热解气化理论，以下吸式气化炉为反应器，应用高温水蒸气作为气化剂，自行设计并搭建了一套医疗垃圾高温蒸汽气化实验平台。采用理论分析、实验研究和数值模拟相结合的方法对课题展开研究。以生物质类医疗垃圾为实验原料，选择气化温度为影响因素，对气化气组分、热值等气化指标进行实验分析，得出了棉签、竹棒等生物质类医疗垃圾高温水

4、蒸气气化的最佳气化温度为900℃；对医疗垃圾中固定碳与高温水蒸气的气化过程进行了实验研究，确定了以制备富氢燃气或高热值燃气为目的的最佳气化温度为800℃，同时，以制备还原性气体为目的的最佳气化温度为850℃，并通过失重计算得出了碳—高温蒸汽气化反应的活化能等参数；通过化工流程软件Aspenplus建立了医疗垃圾高温蒸汽气化反应模型，以此模型为基础分别模拟了乳胶手套、输液器、药渣等六种医疗垃圾的高温水蒸气气化热力学问题，分析了蒸汽/医疗垃圾质量比（S/W比）及气化温度对气化过程的影响，得出了医疗垃圾高温蒸汽气化最适温度范围为：

5、800~900℃，最适S/W比为2.0的结论。基于本文研究，采用高温水蒸气气化技术对医疗垃圾进行处理是行之有效的方法，具有极大的开发潜力。关键词：医疗垃圾；气化；高温水蒸气；Aspenplus-I-内蒙古科技大学硕士学位论文AbstractWiththeenvironmentalproblemsbecomingmoreandmoreseriousthathumanbeingsfaced,theissueofgarbagedisposalisconcernedbythewholesocietyespeciallyinmedic

6、alwastedisposalfield.Themethodsofmedicalwastedisposalinourcountryaremainlyburningtogetherwithsomeotherprocessingmethodsatpresent.Amongtheuniversalprocessingmethod,thedirectburningmethodcangenerateharmfulsubstances,suchasnitrogenoxides,dioxins,whichmakeagreatharmful

7、impactonhumanandenvironment;High-temperaturesteamsterilization,microwavesterilization,chemicaldisinfectionandsomeothermethodsexistedsomeproblemsthatincludedtheprocessingscopelimited,secondarypollutionandunobviouscapacityreductioneffectoftrash.Otherwise,pyrolyticinc

8、inerationmethodhasbeenextensivelyappliedandcaneffectivelysolvecapacityreductionrequirementsinrecentdecadeyears.Buttheprocesscannotobtainthecomple