影响医疗垃圾热解特性的主要因素

　　摘要：用TG-DTA差热热重联用分析仪对影响医疗垃圾热解特性的主要因素，包括垃圾种类、升温速率、试样质量、实验终温和保温时间等进行了实验研究。结果表明，垃圾种类不同，表现出的起始温度、终止温度、峰温和失重率等反映医疗垃圾热解特性的主要参数不同；升温速率和试样质量对医疗垃圾热解特性的影响主要表现在起始温度和终止温度方面，而对峰温和失重率的影响较小；实验终温和保温时间的影响则主要表现在医疗垃圾的失重率上，即实验终温越高、保温时间越长，医疗垃圾的失重率越高，而对起始温度和终止温度的影响则可以忽略。

　　关键词：医疗垃圾；热解特性；主要影响因素

　　在目前用于处理医疗垃圾的几种技术中，由于热解法具有无害化、减量化、资源化和不会引起二次污染等优点，越来越受到人们的重视[1－6]。李剑等[7]和孙振鹏等[8]分别用热重分析法和气相色普法对医疗垃圾中典型组分的热解气化行为进行了实验研究。王乔力等[9]对不同升温速率和热解终温条件下废旧电缆和医疗垃圾的热解特性和热解产物进行了实验和理论研究。MaRonghua等[10－12]则对医疗垃圾中含氯有机物的热解温度、升温速率等影响因素进行了模拟研究，根据Gibbs最小自由能原理建立起了医疗垃圾中输液管的非化学当量平衡模型，并预测了热解产物的成分，认为通过热解是实现医疗垃圾资源化的有效途径。但尚未见到有关影响医疗垃圾热解特性因素的系统研究。因此，本研究旨在通过实验全面掌握各种因素对医疗垃圾热解特性的影响规律，为医疗垃圾热解机理的深入研究和热解装置的设计提供基础数据。

　　1实验设备和实验方法

　　1.1实验设备

　　本研究是用日本岛津公司生产的TG-DTA型差热热重联用分析仪完成实验的，该仪器由五部分组成：电压转换器、气体流量控制器、工作站、计算机和热天平。其中最关键和最重要的部分是热天平，主要热失重实验都是在热天平中完成的，它能够自动、连续地进行动态称量和记录。热天平的主要参数为：测温范围，室温至1500℃；天平类型，平行双柱顶部托盘（上皿）式；灵敏度，0.001mg；量程，±500mg；测量精度，±1%。

　　1.2实验方法

　　为了使研究的样品具有广泛的代表性，对塑料类、橡胶类、生物质类、蛋白质类、合成纤维类、药品类和混合材料共7大类医疗废物中的代表性样品进行了热解实验。表1和表2分别为部分典型医疗废物样品的元素分析和工业分析结果。

　　2实验结果和分析

　　2.1医疗垃圾种类对热解特性的影响

　　为研究医疗垃圾种类对热解特性的影响，对卫生纸、医用胶布、白鼠肌肉、棉签棒和输液管5种试样进行了热解实验，图1和图2为测得的TG曲线和DTG曲线。

　　2.2升温速率对热解特性的影响

　　为研究升温速率对医疗垃圾热解特性的影响规律，设定4种升温速率对输液瓶进行了热解实验。图3和图4为升温速率β=5℃/min、20℃/min、25℃/min和35℃/min时测得的的TG曲线和DTG曲线。

　　3结论

　　（1）医疗垃圾的种类不同，反映热解特性的主要参数——起始温度、终止温度、峰温和失重率等存在明显的差异。

　　（2）升温速率越高，起始温度、终止温度和峰温也越高，反应区间?T越宽，失重峰的高度也逐渐增大。但升温速率对实验终温时的失重率和?T内的失重率α?T的影响较小。

　　（3）试样质量对医疗垃圾热解特性的影响主要表现在起始温度和终止温度上，但影响不大；随试样质量的增加反应区间?T会逐渐变宽，表明显著失重阶段持续的时间逐渐延长；由于本实验样品的质量和体积都比较小，试样内外的温度均匀，所以试样质量对失重率的影响很小。

　　（4）实验终温越高，失重率也越高，但实验结果表明，当温度超过700℃后继续升高温度对医疗垃圾的热解程度影响很小，却要继续消耗大量能量，因此从技术和经济角度考虑，在热解装置的设计和实际运行中，最高热解终温不宜超过700℃。

　　（5）保温时间越长，医疗垃圾的失重率也越高，但当保温时间超过30min后，继续延长保温时间对失重率的影响很小，因此当温度升高到设定的实验终温后，保温时间不宜超过30min。

　　参考文献

　　[1]吴舜泽，孙宁，周丰，等.医疗废物管理处理现状与对策[J].环境保护，2005(1)：36-38.

　　[2]DaSilvaCE，HoppeAE，RavanelloMM，etal.MedicalwastesmanagementinthesouthofBrazil[J].WasteManaement，2005，25(6)：600-605.

　　[3]ThipseSS.Syntheticfuelforimitationofmunicipalsolidwasteinexperimentalstudiesofwasteincineration[J].Chemosphere，2001，44(5)：1071-1077.

　　[4]NouwenJ，CornelisC，DeFreR，etal.Healthriskassessmentofdioxinemissionsfrommunicipalwasteincinerators：theNeerlandquarter(Wilrijk，Belgium)[J].Chemosphere，2001，43(4-7)：909-923.

　　马洪亭，张于峰，邓娜，郭晓娟，魏莉莉

《影响医疗垃圾热解特性的主要因素》

上一篇：医疗废物焚烧处理系统设计研究

下一篇：治疗室医疗垃圾贮存柜的制作与应用