分类：论文范文 发表时间：2021-11-29 09:58
摘要：医疗垃圾的特性和成分是改善焚烧装置设计、运行及控制性能的重要参数．为了研究医用玻璃对医疗垃圾焚烧炉的影响?从医疗废物处置中心采集了玻璃和灰渣样品?分析了其化学组分和熔融温度．与煤灰成分相比?医用玻璃中的ＳｉＯ2和碱金属氧化物含量较高．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．改变不同玻璃的混合比例?研究了混合玻璃的熔融特性．利用煤灰结渣指数对医疗垃圾灰渣的结渣倾向进行了判定．结果显示?仅沾污指数能够对灰渣得出适宜的判别．
关键词：医疗废物；医用玻璃；化学组分；结渣
1引言（Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）
医疗垃圾是指医疗卫生机构在医疗、预防、保健以及其他相关活动中产生的具有直接或者间接感染性、毒性以及其他危害性的废物．医疗垃圾中可能存在传染性病菌、病毒、化学污染物及放射性等有害物质?具有极大的危险性（王玉如等?2007；Ｄｉａｚｅｔａｌ．?2008）．预计到2010年?全国医疗垃圾产生量将达6．8×105ｔ．目前医疗垃圾焚烧处理工艺已有多种?如热解焚烧炉、回转窑焚烧炉、等离子体焚烧炉等工艺?由于焚烧法能有效地实现医疗垃圾无害化、减量化和资源化?目前已成为医疗垃圾处置的主流工艺（龙燕等?2006）．国内外学者对医疗垃圾及灰渣特性进行了大量的研究?严建华等（2005）对典型医疗废物组分进行了热解气化研究；刘汉桥等（2006）和Ａｚｎｉ等（2002）对医用垃圾灰渣的物相、微观形貌及重金属渗滤等做了详细的研究；张衍国等（2007）利用模拟成分研究了添加不同组分对医疗垃圾灰渣熔融特性的影响．
2实验材料与方法（Ｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｍｅｔｈｏｄｓ）
2．1医用玻璃的分类
医用玻璃需要具有较高的化学稳定性、热稳定性和机械强度?因此?医用玻璃的材质和性能都有严格的要求．按照ＩＳＯ12775-1997《正常大规模生产的玻璃按成分分类及其试验方法》?医用玻璃按材质共分为3类：中性玻璃、3．3硼硅玻璃、钠钙硅玻璃．此外?低硼硅玻璃为我国特有的准中性玻璃．医用玻璃还可按制品分类：安瓿瓶、输液瓶、抗生素瓶、玻璃药瓶和注射器等．
2．2材料
医用玻璃瓶在医疗垃圾中占有较大的份额?在表1中给出了医疗垃圾的主要组成成分?1为在某医疗废物处置中心采集的医疗垃圾组分?其中医用玻璃占11．16％；2为文献（胡奔流?2007）中给出的某医疗废物处置工程中的分析数据?其中医用玻璃占8．12％．这些玻璃不具有可燃性?焚烧后将成为灰渣的主要组分?对医疗垃圾灰渣的熔融特性产生较大影响．
3实验结果（Ｒｅｓｕｌｔｓ）
3．1医用玻璃和灰渣的组分含量
利用ＥＤＡＸ分析得到的元素数据?结合化学分析法得到的三氧化二硼的百分含量?并将化学组分归一化?得到医用玻璃和灰渣的组分含量?如表2所示．其中混合0为采集的原始混合玻璃样品．
表2显示?医用玻璃为Ｎａ2Ｏ-ＣａＯ-ＳｉＯ2系玻璃?ＳｉＯ2的含量最高?为72％左右；ＣａＯ?Ｎａ2Ｏ次之．医疗垃圾灰渣化学组分和医用玻璃（混合0）比较接近?说明熔融玻璃是焚烧后灰渣的主要组分．图1分别为5＃安瓿瓶、7＃灰渣、稻草灰、新汶煤灰的成分对比?其中生物质稻草灰和新汶煤灰的数据来自文献（周俊虎等?2007；徐婧?2006）．图1显示?与ＳｉＯ2-ＣａＯ-Ａｌ2Ｏ3-Ｆｅ2Ｏ3系煤灰相比?医用玻璃中的ＳｉＯ2、Ｎａ2Ｏ含量较高?ＳｉＯ2含量是煤灰的1．5倍多?Ｎａ2Ｏ是煤灰的14倍多；而Ａｌ2Ｏ3含量却较低?仅为煤灰的1／7；Ｆｅ2Ｏ3含量也比煤灰少．医用玻璃及灰渣和生物质灰相比?却有比较相近的化学组分?它们具有较高含量的ＳｉＯ2、Ｎａ2Ｏ?较低含量的Ａｌ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3．
3．2医用玻璃和灰渣的熔融温度
医用玻璃和医疗垃圾灰渣的熔融温度如表3所示．混合0～4为混合玻璃?混合0：采集的原始混合玻璃样品；混合1：1＃75％?3＃25％；混合2：1＃25％?3＃75％；混合3：2＃75％?5＃25％；混合4：2＃25％?5＃75％．
3．3化学组分对玻璃熔融特性的影响
化学组分和物理化学结构决定了医用玻璃的熔融特性．软化温度ＴＳ是最重要的熔融温度?能够反映出加热熔融过程的特点?也是结渣倾向判别的重要参数．在表2和表3中给出了1＃～6＃玻璃的成分和软化温度?比较这6类玻璃的数据可以发现?随ＣａＯ含量的增加?玻璃的软化温度有明显上升的趋势?如图2ａ所示．5＃和1＃玻璃相比?ＣａＯ含量从2?85％增加到11．48％?其软化温度升高了100℃多?说明ＣａＯ能够使医用玻璃的软化温度升高．在玻璃熔体中?ＣａＯ是网络外体氧化物?Ｃａ2＋的离子电势比较大?能够强化玻璃结构?增加其稳定性．而对煤灰来说?ＣａＯ一般具有降低其熔点的作用?钙在加热过程中易与其他组分生成钙长石、钙黄长石、硅灰石等低温共熔矿物体（修洪雨等?2005；张德祥等?2003）．ＣａＯ对煤灰和玻璃的熔融特性的作用是不同的?可能是因为这些硅钙共熔矿物体的熔点在1200℃附近?比煤灰的软化温度要低?但比医用玻璃的软化温度要高得多．
3．4医疗垃圾灰渣的结渣特性
医疗垃圾中可燃组分的灰分大部分都小于1％（马洪亭等?2007）?而不可燃的医用玻璃组分在医疗垃圾中占11．16％?经过焚烧后?玻璃完全转变为灰分?成为灰渣中的主要组分．表2中7＃、8＃为医疗垃圾灰渣的化学组分和混合0的十分接近?说明灰渣中主要组分的确是焚烧熔融后的医用玻璃；灰渣中Ｎａ2Ｏ含量较低?可能是高温焚烧造成碱金属的挥发所致?Ｆｅ2Ｏ3主要是由医疗垃圾中金属组分产生的．由7＃、8＃灰渣及混合0的熔融温度（表3）可知?灰渣的熔融温度比煤灰的低很多?比医用玻璃的熔融温度略高?低熔点的玻璃使灰渣的熔融温度降低．医疗垃圾在回转窑内焚烧时?其着火燃烧产生的高温会将玻璃熔融?熔融的玻璃会粘结其他灰渣粒子?形成较大灰渣熔体团?此时可能会粘结在回转窑内壁上?从而导致回转窑的结渣?影响焚烧炉的正常运行及排渣。
4结论（Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ）
1）医用玻璃在医疗垃圾中占有较大份额?这些低熔点的玻璃会在高温下熔融?熔融的玻璃可能会粘结在回转窑内壁上?从而导致回转窑的结渣?影响焚烧炉的正常运行及排渣．
2）与煤灰的化学组分相比?医用玻璃具有较高含量的ＳｉＯ2和Ｎａ2Ｏ、较低含量的Ａｌ2Ｏ3和Ｆｅ2Ｏ3?熔融温度也比煤灰低很多?软化温度在900～1050℃之间?流动温度不超过1250℃．化学组分Ｂ2Ｏ3、Ｎａ2Ｏ具有降低医用玻璃熔融温度的作用?ＣａＯ、ＳｉＯ2能提高医用玻璃的熔融温度．
3）不同种类的医用玻璃混合?随低熔点的玻璃所占比例的增加?混合玻璃的熔融温度会下降．
4）医疗垃圾灰渣在化学组分和熔融温度方面与医用玻璃比较接近?熔融烧结的医用玻璃是医疗垃圾灰渣的主要组分．
5）利用煤灰的结渣指数对医疗垃圾灰渣的结渣倾向进行判别?碱酸比Ｂ／Ａ、硅比Ｇ不能得出正确的判别；软化温度ＴＳ、硅铝比虽能得出正确的判别?但是与判别阈值有较大差别；沾污指数Ｒｆ的判别则对尾部余热锅炉管壁的沾污有一定的参考价值．
参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：
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