1、醫(yī)療垃圾不同程度含有多種細菌、病毒、寄生蟲和一些有害物質，如不及時處理，將造成嚴重的環(huán)境污染，并很可能成為疫病流行的源頭。在醫(yī)療垃圾的燃燒處理技術中，有回轉窯式爐、爐排爐等，但目前仍沒有一種較成熟的燃燒技術適合固態(tài)醫(yī)療垃圾的處理。在近20多年來發(fā)展起來的循環(huán)流化床燃燒技術-高效、低污染清潔燃燒技術，其不但能達到低NOx排放、90％的脫硫效率和與煤粉爐相近的燃燒效率，而且具有燃料適應性廣、負荷調節(jié)性能好等優(yōu)點。將醫(yī)療垃圾作為燃料，采用循環(huán)

2、流化床潔凈燃燒技術，可以提高垃圾的燃燒穩(wěn)定性，減小二次污染，有效開發(fā)利用廢物能，具有重要的工程實用價值。然而，目前，國內外對醫(yī)療垃圾的干燥、熱解過程特性以及其工業(yè)成分還很少進行系統的研究，并且固態(tài)醫(yī)療垃圾在循環(huán)流化床內中燃燒過程的氣固多相流動特性、傳熱特性、燃燒特性及反應機理、燃燒技術參數及其對燃燒產物特性的影響、以及工藝系統還不明確，這將阻礙這一技術的開發(fā)應用。因此，結合我國固態(tài)醫(yī)療垃圾實際特性，進行醫(yī)療垃圾循環(huán)流化床燃燒(SMW-C

3、FBC)爐內氣固多相流動與燃燒特性數值計算及實驗研究，探索和弄清固態(tài)醫(yī)療垃圾在循環(huán)流化床內氣固流動和燃燒特性，研究開發(fā)固態(tài)醫(yī)療垃圾循環(huán)流化床潔凈燃燒技術，實現新能源的開發(fā)利用，將充實和推進循環(huán)流化床流動和燃燒的學術研究，也將促進醫(yī)療垃圾循環(huán)流化床燃燒技術的創(chuàng)新及應用。 于此，文中在深入分析大量的國內外醫(yī)療垃圾處理技術現狀及循環(huán)流化床研究現狀基礎上，通過理論分析和實驗相結合的方法首次較系統深入地探討醫(yī)療垃圾組分、工業(yè)成分及熱解及干

4、燥過程特性，弄清了醫(yī)療垃圾團塊暫態(tài)升溫過程特性，開發(fā)了SMW-CFBC低壓燃油點火技術，首次較深入系統地研究了醫(yī)療垃圾SMW-CFBC氣固多相流動特性、燃燒特性、溫度場特性及濃度場特性；并設計優(yōu)化SMW-CFBC裝置，同時進行了冷態(tài)及熱態(tài)試驗，并與數值計算結果進行了比較。 ①針對固態(tài)醫(yī)療垃圾作為循環(huán)流化床燃料的特性問題，文中應用實驗方法首次較系統深入地探討固態(tài)醫(yī)療垃圾組分，工業(yè)成分及熱解及干燥過程特性，弄清了醫(yī)療垃圾團塊暫態(tài)升溫

5、過程特性。醫(yī)療垃圾的主要成分中有機物約占71％，無機物約29％；醫(yī)療垃圾水分含量26～35％，灰分0.9～8％，熱值11447～14724kJ/kg；影響垃圾的干燥特性的因素依次為溫度、時間、厚度(含尺寸)和風速；醫(yī)療垃圾在350℃時揮發(fā)分開始析出，700℃揮發(fā)份基本析出完畢。要使垃圾團塊在垃圾潔凈燃燒爐內換熱過程中升溫速度最快，垃圾團塊擬呈球形體，特征尺寸應盡量小，且垃圾層應不斷翻動，以保證垃圾團塊不斷處于高溫煙氣流加熱狀態(tài)，保證垃圾

6、充分燃盡。醫(yī)療垃圾熱解過程中停留時間、熱解溫度、氣化率三者間的存在最佳關聯式。 ②針對醫(yī)療垃圾點火啟動比較困難的問題，首次提出并開發(fā)了有漸擴切向槽的低壓燃油噴嘴(獲中國專利，No.ZL.022422765)。提出并建立的浙擴切向槽旋流低壓燃油噴嘴的三維流動數學模型，采用k-ε/RNG封閉模型，應用SIMPLE數值方法研究切向槽不同漸擴角度對噴嘴內流場的流動特性，低壓下，研究得到較佳的有漸擴切向槽的旋流霧化噴嘴結構參數為：n=3～

7、4，L≤2.5，θ=5～6°，a/b≈1.2和Rx/rb≥2.5。其工作壓力、霧化效果、節(jié)油率、射流剛度、燃燒效率、穩(wěn)定性等性能指標優(yōu)于國內外公開的其它燃油霧化噴嘴。該低壓燃油噴嘴已應用到SMW-CFBC低壓燃油點火技術中。 ③提出不同的密相區(qū)形狀，分區(qū)段建立SMW-CFBC三維數學模型，然后建立描述SMW-CFBC整體數學模型進行醫(yī)療垃圾在SMW-CFBC內氣固多相流動及燃燒特性研究。數值分析固態(tài)醫(yī)療垃圾在SMW-CFBC燃燒

8、時，首次采用關聯矩模型和PDF模型相結合的模型來確定存在組分濃度脈動、溫度和反應度脈動情況下紊流燃燒速率，同時，考慮垃圾顆粒的揮發(fā)析出反應所引起的變質量對流體或氣相中湍流的作用，顆粒變質量過程對氣相中湍流反應的影響；有反應的顆粒相自身的影響問題；湍流對顆粒反應的影響。并且，在進行垃圾顆粒的總體模擬時，在多流體模型基礎上，引入顆粒經歷效應，即將垃圾顆粒在SMW-CFBC中兩相流中把垃圾顆?？傎|量變化率及Daf垃圾質量變化率的有關式子及常微

9、分方程轉變成歐拉坐標系中偏微分方程進行求解。 在密相區(qū)形狀為球體形、橢球體形、高度較小的爐膛混合得更充分，更有利于燃料與氧化劑混合，垃圾顆粒在爐內的運動時間增加，可提高垃圾顆粒的燃盡度，可強化燃燒。在流化風速為2～3m/s時，直徑在大于3.5mm的醫(yī)療垃圾顆粒，隨煙氣上升到一定高度后，落回密相區(qū)，而直徑小于3.5mm的顆粒隨煙氣一同進入分離器。分離器可以捕集直徑大于0.025mm的顆粒，直徑小于0.025mm的顆粒由出氣管排出。

10、 SMW-CFBC爐內溫度在750～1000℃內變動，爐內CO2在8％～12％內變動，NOx在115ppm～280ppm內變動，SOx在104ppm～142ppm內變動，HCL在104ppm～182ppm內變動，一次風量增加，爐內SOx、CO2上升，HCL、NOx下降；在相同的一次風量情況下，密相區(qū)為橢球形時HCL、SOx、CO2、NOx比方形稍低，z值越大截面的HCL、SOx、CO2、NOx濃度減小。在爐膛高度減小時密相區(qū)HC

11、L、SOx、CO2、NOx濃度梯度變化較大。最大HCL、SOx、CO2、NOx不是在爐膛正中心部位，且隨著一次風量的改變，HCL、SOx、CO2、NOx最大位置發(fā)生移動。HCL、SOx、CO2最大值出現在密相度區(qū)，NOx最大值出現在稀密過度區(qū)，當結構發(fā)生改變時，爐膛中心處單元HCL、SOx、CO2、NOx變化曲線發(fā)生改變。在爐膛高度減小時密相區(qū)HCL、SOx、CO2、NOx濃度梯度變化較大。 醫(yī)療垃圾在SMW-CFBC內燃燒過程

12、中，垃圾顆粒運動特性、粒徑、升溫特性與過剩空氣系數、顆粒入爐初始位置及粒徑大小關系較大，直徑0.1mm的SMW顆粒在0.1s內其溫度將從30℃升至900℃，直徑0.1mm的SMW顆粒在爐內變徑速率為0.25mm/s。 ④根據理論計算結果，文中從風室、布風板、風帽、爐膛、分離器到返料裝置，進行了50kg/hSMW-CFBC裝置優(yōu)化設計。根據優(yōu)化設計的裝置，進行了布風板及料層阻力特性實驗、冷態(tài)壓力、研究爐膛溫度、配風等對醫(yī)療垃圾燃燒

13、穩(wěn)定性的影響，通過調節(jié)運行參數，如風量、輔助燃料量等，測量煙氣有害物質的濃度，研究二次污染物的排放特性，并與數值計算結果進行了比較。醫(yī)療垃圾在SMW-CFBC氣固流動及燃燒特性數值模擬與實驗結果吻合，表明數值計算中所建的數學模型和計算方法是正確合理的。 ⑤醫(yī)療垃圾焚燒爐SMW-CFBC密相區(qū)結構采用球體形、橢球體形，其它部分采用方形適合醫(yī)療垃圾燃燒，在入爐燃料50kg/h時，爐膛高度在2.9m，一次風量為200m3/h，流化風速