CN210386924U - 一种基于微波的医疗废物处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及微波应用领域，是一种基于微波的医疗废物处理装置，其目的在于提供一种高效充分解决医疗废物的处理装置。本实用新型包括医疗废物运送系统、微波源、微波谐振腔、等离子处理系统和可燃气体燃效室，所述等离子处理系统包括压缩波导，所述压缩波导为两侧窄边缓慢变窄的波导。本实用新型通过压缩波导结合短路面产生较大的电场强度和较高的功率密度，以有利于激发等离子体；微波等离子体直接作用于医疗固体垃圾对其进行裂解，于此同时也裂解了所产生的有害气体。本实用新型结构简单，工艺步骤精简，增强了系统的可靠性和稳定性，更有利于设备的产业化；减少微波源的个数，从而提高了能源的使用效率，并有效地降低了成本。

Description

一种基于微波的医疗废物处理装置

技术领域

本实用新型涉及微波应用领域，特别是一种基于微波的医疗废物处理装置。

背景技术

医疗垃圾，指医疗机构在医疗、预防、保健以及其他相关活动中产生的具有直接或间接感染性、毒性以及其他危害性的废物，具体包括感染性、病理性、损伤性、药物性、化学性废物。这些废物含有大量的细菌性病毒，而且有一定的空间污染、急性病毒传染和潜伏性传染的特征，如不加强管理、随意丢弃，任其混入生活垃圾、流散到人们生活环境中，就会污染大气、水源、土地以及动植物，造成疾病传播，严重危害人的身心健康。

针对医疗垃圾，主流的处理方法是高温焚烧。该办法由于方法本身上面的不足，使得处理后的遗留物含有大量的有害成分。经测试，传统高温焚烧由于裂解不充分，产生的有害成分有ethane(乙烷),ethylene(乙烯),propane(丙烷),propylene，(丙烯)hydrochloricacid(盐酸/氢氯酸),furans(呋喃)和 dioxins(二噁英)等等。以二噁英为例，二噁英主要污染空气、土壤和水体,进而污染动物、植物和水生生物。人主要是通过空气、饮水、食物而受害。二噁英能够导致严重的皮肤损伤性疾病,具有强烈的致癌、致畸作用。

随着医疗垃圾产量的急剧增加，传统的焚烧处理方法的这一致命缺陷将越来越显著。因此，寻找一个能高效替代传统方法，且能控制成本的新方法；

近年来，随着等离子体技术的越来越成熟，等离子体因其固有的优势，接触反应充分，效率高，处理固体垃圾和废气后遗留有害物质；但需要微波先热解医疗固体垃圾，然后再利用等离子体处理热解后的有害气体，从而达到合格的排放标准。

丞待出现一种能够高效、充分解决医疗垃圾、且系统稳定性高的基于微波的医疗废物处理装置。

实用新型内容

本实用新型提供的一种基于微波的医疗废物处理装置，其目的在于提供一种高效充分解决医疗废物的处理装置。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种基于微波的医疗废物处理装置，包括医疗废物运送系统、微波源、用于初步处理医疗垃圾的微波谐振腔、等离子处理系统和用于处理医疗废气的可燃气体燃效室，所述等离子处理系统包括压缩波导，所述压缩波导为两侧窄边缓慢变窄的波导。

进一步地，所述压缩波导包括普通波导部、窄边为梯形的过渡波导部和窄边比普通波导窄边小的压缩波导部；所述压缩波导部宽边设置有石英玻璃管；所述石英玻璃管位置为波腹点；所述石英玻璃管连接等离子处理系统。

进一步地，所述过渡波导部的角度为150°。

进一步地，所述医疗废物运送系统包括机械控制部和用于运送医疗废物的输入传动部和用于运送医疗残渣的输出传动部，所述输入传送部连接等离子处理系统。

进一步地，还包括热能收集装置，所述热能收集装置通过可燃气体燃效室连接等离子处理系统。

优选地，所述石英玻璃管还设置有通气部，所述通气部机械连接石英玻璃管，所述通气部设置有相对的两个入气口；所述压缩波导部窄边还设置有散热通孔。

进一步地，所述等离子体处理系统的工作频率为2.45GHZ+/-50MHZ。

进一步地，所述通气部还设置有加料口。

本实用新型提供的一种基于微波的医疗废物处理装置，通过压缩波导结合短路面产生较大的电场强度和较高的功率密度，以有利于激发等离子体；微波谐振腔直接作用于医疗固体垃圾对其进行裂解，于此同时也裂解了所产生的有害气体，微波等离子体对医疗废弃进行进一步处理。本实用新型结构简单，工艺步骤精简，增强了系统的可靠性和稳定性，更有利于设备的产业化；减少微波源的个数，从而提高了能源的使用效率，并有效地降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1：本实用新型的模块示意图；

图2：波导腔电场分布图；

图3本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型公开的一种基于微波的医疗废物处理装置，包括医疗废物运送系统、微波源、用于初步处理医疗垃圾的微波谐振腔、等离子处理系统和用于处理医疗废气的可燃气体燃效室，所述等离子处理系统包括压缩波导，所述压缩波导为两侧窄边缓慢变窄的波导。为带短路面的压缩波导。

进一步地，所述压缩波导包括普通波导部、窄边为梯形的过渡波导部和窄边比普通波导窄边小的压缩波导部；所述压缩波导部宽边设置有石英玻璃管；所述石英玻璃管位置为波腹点；所述石英玻璃管连接等离子处理系统。

进一步地，所述过渡波导部的角度为150°。

进一步地，所述医疗废物运送系统包括机械控制部和用于运送医疗废物的输入传动部和用于运送医疗残渣的输出传动部，所述输入传送部连接等离子处理系统。

进一步地，还包括热能收集装置，所述热能收集装置通过可燃气体燃效室连接等离子处理系统。

优选地，所述石英玻璃管还设置有通气部，所述通气部机械连接石英玻璃管，所述通气部设置有相对的两个入气口；所述压缩波导部窄边还设置有散热通孔。相对的两个入气口对称地斜向上开孔，使得两股气流绕着石英管内壁形成螺旋式的气流，向上喷出。在石英管内壁形成气流层，有助于保护石英管不至于局部温升过快，避免造成石英管熔化或者炸裂而引起的安全隐患；达到保护石英管以及微波等离子体发生装置的目的。

进一步地，所述等离子体处理系统的工作频率为2.45GHZ+/-50MHZ。为了保证微波电场能量尽量集中，考虑在此中心频率下，的单模传输条件，确定了基于BJ-22型波导的方案。为了产生较大的电场强度和较高的功率密度，以有利于激发等离子体，采用了压缩波导结合短路面的方法在特定位置形成波腹点，并在该位置打孔插入石英玻璃管，防止等离子体的高温损坏波导。

经过反复的计算机仿真和优化设计，最终确定波导参数；

如图2波导腔电场分布图所示，当输入功率为2kW时，经过计算机数值仿真计算，图中给出的是波导腔剖面的电场分布。最大电场强度处位于石英管内部，大小为71835V/m。

为了得出微波等离子体温度特性，同时考虑到空气成分比较复杂，采用多物理场数值计算时需要考虑的方程众多，运算量大。因此，以相对单一而常用的氩气(Ar)为载气，仿真该微波等离子体某一瞬时的电子温度的结果；由于电子温度换算为绝对温标的关系为1eV＝11600K，该等离子体电子温度高，达 104～105℃量级。与实际实验中反应体系表观温度却仅仅几百摄氏度。这正好体现了该微波等离子体的一大特点——非平衡态等离子体(也称作低温等离子体)。这样的体系最大的优点在于电子温度非常高，足以与其它物料发生作用；而整个体系却可以保持在相对低温运行，整体能耗减少，能很好起到节能的效果

进一步地，所述通气部还设置有加料口。便于通入其它需要加入反应的气体或物料。

在应用各种将等离子体系统装置通过法兰盘，连接到环形器上；环形器的另外两个端口分别接微波源和用于提供保护的水负载，使之组成一套完整的微波系统。水负载的目的在于避免匹配不够良好等原因引起的反射波，返回到微波源内，对源造成伤害。

供气方面，采用空气压缩机，通过通气部，把空气分为两路，同时从铜质通气部的左右两个进气口鼓入。调节气流到适当的大小，约100cm3/s，然后打开循环水开关，待循环水正常流出后，便可开启微波源，向整个系统馈入微波能量。

用带尖端的探针作为微波等离子体的激励装置，置于最强电场区域，利用探针的尖端集聚电场的特性使得电场进一步增大，达到电离空气成为等离子体的目的。一旦激励起微波等离子体，维持等离子体则不需要这么强的电场，完全可以撤走该探针，系统依靠馈入的微波能量，便足以维持这种激发状态。所以探针在这里只是起到了激励和引发微波等离子体的作用。这是由于，电离激发后的空气含有大量离子，本身就能起到类似导体的作用，所以就能依靠其自身维持等离子体的持续产生。

等离子体在微波的激励下，得到很好的维持。火焰呈明亮的白光，焰体呈锥状，焰高与气流大小、微波功率有着密切关系。在微波等离子体富集区，即石英管内靠近压缩波导的位置，具有很高的电子能量。与其它物料的相互作用，便主要发生在该区域。

通过本实用新型的处理，得到达到排放标准的气体和可用于其他用途的固体残渣，做到了无污染和材料的回收利用。同时还可利用生成的可燃气体来发电，促进了能源的再利用。

1.可以更有效地使用大功率微波源，减少处理的环节，节省空间和成本。

2.可以做到对材料的回收和能源的再利用。

3.在整个垃圾处理过程中，我们可以做到对环境的污染物零排放。

4.微波源功率为20KW到30KW时，单个设备可达到2～3t/day的处理能力，可以解决一家中等医院每天的医疗废物产量。用于就地处理当天产生的医疗废物，也避免了医疗垃圾输运成本和输运过程中可能造成的高危污染物泄露。

本实用新型提供的一种基于微波的医疗废物处理装置，通过压缩波导结合短路面产生较大的电场强度和较高的功率密度，以有利于激发等离子体；微波谐振腔直接作用于医疗固体垃圾对其进行裂解，于此同时也裂解了所产生的有害气体微波等离子体对医疗废弃进行进一步处理。本实用新型结构简单，工艺步骤精简，增强了系统的可靠性和稳定性，更有利于设备的产业化；减少微波源的个数，从而提高了能源的使用效率，并有效地降低了成本。

当然，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员应该可以根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于微波的医疗废物处理装置，其特征在于：包括医疗废物运送系统、微波源、用于初步处理医疗垃圾的微波谐振腔、等离子处理系统和用于处理医疗废气的可燃气体燃效室，所述等离子处理系统包括压缩波导，所述压缩波导为两侧窄边缓慢变窄的波导。

2.根据权利要求1所述的一种基于微波的医疗废物处理装置，其特征在于：所述压缩波导包括普通波导部、窄边为梯形的过渡波导部和窄边比普通波导窄边小的压缩波导部；

所述压缩波导部宽边设置有石英玻璃管；所述石英玻璃管位置为波腹点；所述石英玻璃管连接等离子处理系统；

所述过渡波导部的角度为150°。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于微波的医疗废物处理装置，其特征在于：所述医疗废物运送系统包括机械控制部和用于运送医疗废物的输入传动部和用于运送医疗残渣的输出传动部，所述输入传送部连接等离子处理系统。

4.根据权利要求3所述的一种基于微波的医疗废物处理装置，其特征在于：还包括热能收集装置，所述热能收集装置通过可燃气体燃效室连接等离子处理系统。

5.根据权利要求4所述的一种基于微波的医疗废物处理装置，其特征在于：所述石英玻璃管还设置有通气部，所述通气部机械连接石英玻璃管，所述通气部设置有相对的两个入气口；所述压缩波导部窄边还设置有散热通孔。

6.根据权利要求5所述的一种基于微波的医疗废物处理装置，其特征在于：所述通气部还设置有加料口。

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