該文介紹了醫療廢棄物的危害以及國內醫療廢棄物主要的處理技術及存在問題,重點介紹中頻感應醫療廢物焚燒爐的設計及創新之處。
關鍵詞:醫療廢棄物;中頻感應醫療廢物焚燒爐設計;創新性
中圖分類號:Q819 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2018)08-0241-02
1醫
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廣東深圳專業醫療產品設備外觀工業產品設計建筑結構設計中的抗震結構設計理念分析產生的廢物、臨床、教學、研究等醫學活動中產生的含有菌落及病源株培養液和保菌液的廢棄物以及感染的動物尸體、傳染病房產生的所有廢物和醫院產生的感染性醫療廢棄物,帶有很多病菌,若混入一般生活垃圾中簡單的掩埋或堆積于垃圾處理場,會污染空氣,土壤和水源,并可傳播各種疾病,危害人體健康。
這些造成的危害是顯而易見的。
廣東深圳專業醫療器材產品工業產品設計論述工業設計與文化的關系2現在的醫療廢棄物的處理方法及問題
目前醫療廢棄物的處理方法有焚燒、高溫滅菌、化學處理、微波輻射、等離子體、電弧爐等方法。
焚燒法因建廠占地少、投資省、效率高、成本低的優點被人們重視。
在發達國家使用焚燒銷毀這種醫療廢棄物處理技術已經多年,已比較成熟。
醫療垃圾焚燒爐由垃圾前處理系統,焚燒系統,煙霧生化除塵系統及煤氣發生爐(輔助點火焚燒)四大系統組成。
目前從國外引進的醫療垃圾焚燒爐一般為機械式爐排爐,這種爐型對熱值要求高,只有灰分較少的垃圾才能有較好的燃燒效果,當醫療垃圾的燃值低于4000kj/kg時,需要燃油助燃,增加了運行成本。
而國內生產的醫療垃圾焚燒爐同樣存在上述弊端。
由于焚燒設備不過關,不僅焚燒費用高,主要焚燒處理不徹底,不能達到排放要求,有的還產生難聞的臭味,不僅工人操作環境差,也污染周邊環境。
由于醫療垃圾在醫療機構進行密封收集,在焚燒腔不能進行分揀,成分差別很大,在焚燒時,醫療垃圾的成分和熱值波動比較大。
有的時候沒有熱值的玻璃瓶、甚至還摻雜了輸液用的藥水,熱值很低;而有的時候棉花、紙張塑料制品熱值很高,這也導致燃燒不穩定。
實際暴露出來的在回轉窯的出口末端,大量的固體熱解產物未經燃盡排出,二燃燒室溫度波動大,在垃圾熱值高的時候,二燃燒室溫度很高,超過1200度,使得氮氧化物濃度很高;而在垃圾
廣東深圳專業醫療器材儀器工業產品設計基于MPC860的綜合復分接設備設計及實現燃值低的時候,二燃燒室溫度很低,需要投入油燃燒器助燃,使燃燒后的尾氣凈化處理困難,提高運行成本,容易造成二次污染。
另外,在回轉窯和二燃室構成的醫療垃圾焚燒系統中,由于醫療垃圾中含有大量的消毒劑以及塑料包裝袋,使得醫療垃圾氣體中煙氣的HCL含量高達1000ppm,而在煙囪前設置煙氣凈化系統脫除HCL只是解決了環保排放問題,而對煙道特別是余熱利用系統的腐濁問題無保護措施,影響系統的正常運行。
3中頻感應醫療廢物焚燒爐的設計
醫療垃圾中頻感應焚燒爐由中頻感應加熱系統、兩級焚燒腔(主焚燒腔和前置焚燒腔)、傳感器檢測系統(氧氣濃度和溫度)、兩級焚燒腔馬達控制系統、人機界面交互系統、尾氣處理系統組成。
3.1中頻感應加熱系統
中頻感應加熱系統為兩級焚燒爐提供加熱和保溫的能量,主要是由中頻電源和爐體組成。
它的輸入是380V,50hz三相交流電,經整流濾波成為恒定的直流電源,經過逆變成為750V、1000HZ的單相中頻交流電,再經過淬火變壓器輸送到感應線圈,感應線圈包裹在焚燒腔的周圍。
由于感應線圈本
廣東深圳專業醫用器械儀器外觀工業產品設計意識為中心的產品設計身的圓環效應,焚燒腔與鋼管間的鄰近效應及鋼管的集膚效用等幾種效應,將中頻電磁能轉化為熱能。
兩級焚燒腔表面和內部溫度會迅速升高,從而達到焚燒腔升溫的目的。
采用
廣東深圳專業環氧乙烷滅菌柜腔鏡醫用消毒柜產品設計公司美國的醫療改革逆變調功的方式,即通過調節輸出電壓的頻率來調節負載功率因數,來達到調節溫度的目的。
只要通過人機交互界面分別設定兩級焚燒爐的加熱溫度、升溫時間、保溫時間等參數后,中頻感應加熱裝置自動調整電氣參數,達到系統要求。
因此此中頻感應加熱焚燒爐的控制方式一方面減少了傳統醫療垃圾焚燒爐燃油焚燒方式所產生的燃油自身污染,中頻感應加熱方式屬于清潔能源,提高了環保能力,響應國家環保的號召。
另一方面,由于醫療垃圾成分復雜,熱值波動比較大,燃油焚燒方式不能動態調整爐內溫度,導致燃燒效率低下,燃燒不充分,浪費了能源。
此中頻感應加熱焚燒爐能滿足國家節能減排的要求。
3.2兩級焚燒腔
中頻感應醫療廢物焚燒爐由主焚燒腔和前置焚燒腔組成。
醫療垃圾由主焚燒腔上的門進入主焚燒腔內,系統關閉主焚燒腔和前置焚??腔內的吸氣和排氣系統,中頻感應電加熱裝置開始對該兩級焚燒腔升溫,當溫度傳感器檢測到兩級焚燒爐內溫度達到指定溫度如主焚燒腔內溫度達到攝氏800度,前置焚燒腔內溫度達到攝氏850度時,系統進入保溫狀態,此時主焚燒腔內的吸氣電機速度緩慢升高,進氣閥門打開,使得腔內氧氣濃度升高,主焚燒腔內垃圾自燃。
同時前置焚燒腔內的氧氣濃度傳感器檢測腔內氧氣濃度,通過調節前置焚燒腔內的排氣馬達速度和進氣閥門的關啟控制腔內氧氣濃度低于百分之七和保持尾氣在腔內最小的駐留時間,達到國際焚燒物能源效率和尾氣排放標準。
兩級焚燒腔通過氣體煙囪連接。
在國際上排出焚燒腔的氣體有嚴格的要求,所以在主焚燒腔內的垃圾上方,一個旋轉裝置安裝在主焚燒腔壁上,啟動旋轉裝置使得排進焚燒腔內的氣體產生喘流。
此旋轉裝置有一個空氣輸入排泄管,空氣輸入排泄管上有一個隔離閥,排入空氣的容量通過此閥來開啟調整。
根據這種設計,旋轉裝置一方面產生空氣壓縮,把氧氣吸進焚燒腔,一方面攪動氣流,形成渦流和喘流。
在升溫階段時,主焚燒腔內的旋轉裝置以25HZ的低速旋轉,進氣閥關閉。
在垃圾自燃階段,主焚燒腔內的旋轉裝置以40HZ高速旋轉,打開進氣閥。
這樣在升溫階段關閉進氣閥所產生的空氣紊流將會使得腔體內溫度均勻。
前置焚燒腔內的進氣閥的開啟是用來調整排出腔體外空氣中氧氣的比例達到最小。
比如%6-%7。
同時還可以用來控制尾氣在腔內保留時間小于門限時間,這就滿足了國際焚燒物尾氣排放標準。
3.3傳感器檢測系統 傳感器檢測系統和馬達控制系統由氧氣濃度傳感器、溫度傳感器、電機驅動裝置和進排氣閥門組成。
3.4兩級焚燒腔馬達控制系統
兩級焚燒爐都是圓柱體形狀,在主焚燒腔的圓柱體橫截面方向有一個門,旋轉裝置安裝在們對面腔體壁上。
圓柱體的腔體形狀形成的空氣渦流使得腔?w內溫度均勻。
焚燒腔底部有一塊用來放垃圾的底板,這就形成了焚燒腔內一塊連續的開放內部腔。
在氣體渦流期間,熱空氣在底部開放腔體上連續環繞,使得腔體內的溫度保持恒定。
兩級焚燒腔內的旋轉裝置包含安裝在旋轉軸上的一個平面和徑向葉片,以及形成的一個圓柱形空間。
一個圓形的保護屏封閉了朝著內部腔體的圓形空間表面。
另外旋轉裝置還包含各種驅動軸以不同速度旋轉的設備。
這種圓形保護罩有兩種用途,一方面它保護了徑向葉片不受高溫損害,另一方面在環形區域形成渦流。
前后級焚燒腔之間通過排氣煙囪上的金屬環連接,每―個腔體都有一個可以調節不同速度的旋轉裝置。
在前置焚燒腔內向外排氣口有一個氧氣濃度檢測傳感器,用來測量排放出去的氣體中氧氣的含量。
在兩腔體連接處的溫度傳感器用來測量腔體內的溫度。
兩個腔體上面的旋轉裝置在驅動電路的控制下產生不同的速度產生空氣渦流和排氣管上的隔離閥關閉和開啟等。
3.5人機界面交互系統
人機界面交互系統采用液晶顯示和觸摸屏輸入的方式,液晶屏可以實時顯示系統的工作狀態如溫度、燃燒進度、工作時間,氧氣濃度等。
觸摸屏可以設置中頻感應加熱裝置參數如升溫時間,保溫時間、前后級焚燒腔加熱溫度、保溫溫度等。
3.6尾氣處理系統
尾氣處理系統由兩條彎曲的冷卻管、水路過濾、油路過濾組成。
由于前置焚燒腔內排出的尾氣溫度很高,達到幾百攝氏度,因此通過兩條彎曲的冷卻管降低氣體溫度。
經過冷卻的氣體溫度再進入水路和油路后,可以過濾出各種有毒物質如水路可以吸收固定顆粒,油路可以吸收二氧化芑等有毒氣體等。
4中頻感應醫療廢物焚燒爐的創新之處
1)低成本:傳統的醫療垃圾焚燒爐燃燒系統需要占地面積比較大,需要專門的工程安裝設計,醫療垃圾中頻感應焚燒爐體積小,空間上只有主焚燒腔和前置焚燒腔大??;安裝方便,無需額外的工程施工。
2)節約能源:主焚燒腔和前置焚燒腔都采用中頻電信號加熱的方式,加熱均勻,溫度動態調整。
3)環保:采用的干凈環保的中頻電信號加熱方式,通過排入空氣使得醫療垃圾自燃。
尾氣處理采用雙層過濾方式,一是在前置焚燒爐中,控制尾氣的排放量,二是在過濾系統中,采用油路和水路循環過濾方式,尾氣先進入水路循環系統冷卻過濾固定殘留物,再經過油路過濾有毒氣體如二氧化芑等。
使得氣體的排放標準滿足《危險廢物焚燒污染控制標準》(GB18484-2001),具有良好的
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4)操作簡單:操作界面采用觸摸屏圖文顯示方式、用戶點擊觸摸屏上的相應按鈕,就可以方便設置燃燒溫度、燃燒時間、排放尾氣量等參數。
同時、爐內的加熱溫度。
燃燒進度、空氣壓力、氧氣濃度等信息以動畫的形式實時顯示在屏幕上。
整個工作過程無需用戶參與,簡單實用。
5結語
設計出的醫療垃圾中頻感應焚燒爐體積小、安裝方便、成本低、節能環保。
因此本項目可以廣泛推廣應用于醫院、醫學高校、科研院所、企業以垃圾回收站等。