CN103851631B - 环保热处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保热处理系统，包括第一次加热炉、一缓冲室、一洒料装置、一第二次加热炉、一第三次加热炉、至少一集尘装置，第一次加热炉具有第一加热室，于第一加热室设置加热器；缓冲室连接第一加热室，可提供烟气流速缓冲；洒料装置具有漏斗状洒料盘与缓冲室连接，该洒料盘设于旋转基座上；第二次加热炉具有第二加热室，第二加热室与洒料盘连接，连设加热器；第三次加热炉具有第三加热室设于第二加热室下方位置，连设加热器；集尘装置具有集尘室，集尘室具有入口、出口、排烟口，入口连接第二加热室与第三加热室间，该集尘室出口连接第三加热室下方位置，设置方向阀、输送器；借此本发明可具有较佳适用性及一贯化有效率环保处理。

Description

环保热处理系统

技术领域

本发明涉及一种环保热处理系统，尤其是指一种可同时适合污染土壤或医疗工业或其他废弃物处理具有较佳适用性、一贯性及有效率节能的环保热处理系统。

背景技术

在工业发达的现代中因各式工业产品相继的被制造，因而制造过程中的损耗或制造成品于使用一段时间损坏时即产生了各式工业废弃物、污泥，又人类生活中将产生食物、医疗或其他各式各样的废弃物，目前处理方式一般是置放焚化炉或熔融炉形成飞灰渣或熔融块燃烧处理。

而目前的焚化或热处理一般分别针对土壤或针对工业废弃物处理，具有特定性设计，且不易弹性针对不同废弃物需求热处理条件一贯化处理，具有适用性不理想缺失。

又该焚化炉、熔融炉主要设置燃烧机并由燃烧机加热，但仍易造成炉内中心位置的废弃物受热不均匀而导致不能有效焚烧及热分解有毒物质缺失，且该加热机组必须持续补充燃油、电或其他能源产生加热能量，具有耗能不环保缺失。

有鉴于此，本设计人针对上述环保处理系统设计上未臻完善所导致的诸多缺失及不便，而深入构思，且积极研究改良试做而开发设计出本案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可同时适合污染土壤或医疗工业或其他废弃物处理的环保热处理系统，其具有较佳适用性、一贯性及有效率节能、减低成本的功效。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种环保热处理系统，其包括：

一第一次加热炉，具有第一加热室，第一加热室具有入口、出口，又于第一加热室设置加热器；一缓冲室，具有入口、出口，入口连接第一加热室的出口；一洒料装置，具有与缓冲室出口连接的漏斗状洒料盘，该洒料盘设于旋转基座上；一第二次加热炉，具有第二加热室，第二加热室具有入口、出口，第二加热室的入口设于洒料装置下方并与洒料盘连接，连设加热器；一第三次加热炉，具有第三加热室设于第二加热室下方位置，并具有入口、出口，其入口与第二加热室的出口连接，并连设加热器；至少一个集尘装置，具有集尘室，集尘室具有入口、出口、排烟口，而该入口连接第二加热室与第三加热室间，该集尘室出口连接第三加热室下方出口位置，并设置方向阀、输送器。

上述第一加热室的加热温度为300～1200℃；第二加热室的加热温度为800～1350℃；第三加热室的加热温度为1000～1500℃。

上述第三加热室还设置焦炭投入口、送风口，送风口设有导入外部空气至第三加热室的送风机。

上述第二次加热炉的加热器对应第二加热室中心呈上扬及切线方向。

上述该第一次加热炉连接旋转装置，该旋转装置具有动力马达、齿轮；该洒料装置的旋转基座具有齿轮盘并由动力马达传动旋转。

上述缓冲室设置有导入配方材料的导入口，该配方材料为二氧化硅或氧化钙。

上述第三加热室出口设置电极装置。

上述集尘装置的集尘室设置导入口，集尘装置的排烟口连接排烟管至外部废气处理装置处理，该排烟管外部再设置套管，并该套管与排烟管外壁间形成热回收室，该热回收室具有入口、出口，出口连接导管至前述各加热器。

上述环保热处理系统还包括一收集装置，该收集装置设于第三次加热炉下方，具有导轨、转轮装置、熔融坩埚，并该转轮装置、熔融坩埚于导轨上位移至对应第三加热室出口位置，于熔融坩埚较高及较低位置分别设置熔岩、熔融金属导出口。

采用上述结构后，本发明设置的第一次加热炉可旋转动作，并可提供一般焚化作业或土壤干燥预热，并其加热温度可为300～1000℃；缓冲室可提供烟气流速缓冲，使由第一次加热炉加热燃烧后的不可燃飞灰或灰渣或土壤导入缓冲室内，并处理工业或医疗废弃物其成分含有难以加热使其汽化分离的重金属如五价铬、砷等物质时可依需求导入适当硅砂与飞灰、灰渣充分混合调整盐基度至适当比例，以利进行熔融加热程序作业，使有毒重金属无机物质包覆于二氧化硅晶质结构网目中，可防止有毒重金属物质释出；洒料装置的旋转基座具有齿轮盘并由动力马达传动旋转，使得由缓冲室导出至洒料装置洒料盘的飞灰、灰渣可经由洒料盘离心旋转混合再导出，并经由洒布方式可扩大加热比表面积；第二次加热炉可将由洒料盘导出落下的飞灰、灰渣或污染土壤再加热至800～1350℃得以将热处理目标物完全热透将低汽化温度的重金属如汞、铅、镉等热脱附分离，并有效率的热分解残余有机物质如戴奥辛或其他有毒物质，第二加热室中的加热器对应第二加热室中心呈上扬及切线方向，使得由加热器导出至第二加热室可形成向上旋转燃烧热气流造成热滞留现象，并可对落下的飞灰或灰渣或土壤更有效率加热和残余有机物质热分解燃烧，且该落下的飞灰、灰渣是由洒料盘依序离心旋转洒出，并可配合热气流旋转所产生的气流扬升力减缓飞灰或灰渣或土壤重力速度延迟加热滞留时间，因而可提供位于第二加热室位置进入的飞灰或灰渣或土壤可均匀的被加热及分解毒物处理；第三次加热炉连设加热器或送风机，并该加热器可为燃烧机或电浆火炬，其加热器扬角朝下造成热滞留现象以具有聚热功能，使由第二加热室落下的飞灰或灰渣或土壤可加热至1200～1500℃以更彻底分解脱附毒物或以形成熔融状态导出，又于第三加热室设置焦炭投入口、送风口，该焦炭投入口具有给料斗、喂料机，如废弃物质中含有可经济回收金属成分，如医疗废弃物中的针头、刀片等，可依需求投入焦炭将第三加热室转换成为还原加热炉室，以提供回收金属还原气氛环境更有效率加热回收金属及灰渣熔融处理，其焦炭投入方式可分次投入，可供灰渣、焦炭层次叠合，使得可借由焦炭燃烧生热得以均匀加热的功效，又于第三加热室出口可设置电极装置，该电极装置可为石墨电极或钼电极，可提升出口温度以供第三加热室内产生的熔融液导流至出口位置时不会冷却以及顺利导出；集尘装置由外部吸风装置吸风动作，而该入口连接第二加热室与第三加热室间，使得第一、二、三容室加热产生的热烟可导入集尘室内再由排烟口导出，该由第二加热室落下至第三加热室较轻的细粉尘亦可被吸入集尘室内得以分离，较轻的细粉尘于第二加热室已充分加热热处理完成无需再进入第三加热室加热以节省能源，使得进入第三加热室内重量较重的大颗料灰渣或土壤可充分利用加热能源，并可大幅提升第三加热室加热能源利用效率，该集尘室出口连接第三加热室下方位置，设置方向阀、输送器，可切换方向阀封闭或不封闭集尘室出口，并使集尘室内的细土壤可由出口导出收集，又于集尘室连设泵浦并可依需求导入氨水防治氮氧化物NO_X生成，可切换方向阀以将收集的细粉尘依需求选择排出或再经由输送器再导入第三加热室底部熔融坩埚，因细粉尘体积小，因而可快速借由电极加热和吸收已熔融的熔岩浆液的热能达到共熔效果，可使得大颗粒灰渣于第三加热室入口至下方位置间可更有效率的不受细粉尘影响均匀加热，该排烟口可连接排烟管排出至外部废气处理装置处理，并该排烟管外部可再设置套管，该套管与排烟管外壁间形成热回收室，该热回收室具有入口、出口，并于入口连设泵浦导入外界冷空气，出口连接导管至前述各加热器，使得由外部导入的冷空气可被排烟管的温度间接加热热交换形成热空气气流导入燃烧加热器使用以提升加热效率及减少加热器能源损耗，另生成的废气可衔接适当效能的空污废气处理设备处理的；又收集装置设于第三次加热炉下方，具有导轨、转轮装置、熔融坩埚，该转轮装置、熔融坩埚可依需求于导轨位移至对应第三加热室出口位置，并于熔融坩埚较高及较低位置分别设置熔融岩浆液、熔融金属导出口；借此本发明可提供土壤或其他不同废弃物处理，并可一贯化更有效率作业以具有节省设备建置和节能降低环保热处理作业成本功效。

附图说明

图1是本发明的架构示意图；

图2是本发明的洒料装置示意图；

图3是本发明的第二次加热炉剖视示意图；

图4是本发明对污染土壤热处理脱附处理示意图；

图5是本发明对医疗废弃物处理示意图。

主要组件符号说明

1第一次加热炉11第一加热室111入口

112出口13料斗14喂料机

15加热器16旋转装置161动力马达

162齿轮2缓冲室21入口

22出口23导入口24喂料机

3洒料装置31洒料盘32旋转基座

321齿轮盘322马达4第二次加热炉

41第二加热室411入口412出口

42加热器5第三次加热炉51第三加热室

511入口512出口52加热器

53送风机54焦炭投入口541给料斗

542喂料机55送风口56电极装置

6集尘装置61集尘室611入口

612出口62排烟口621排烟管

63方向阀64输送器65导入口

66泵浦67套管68热回收室

681入口682出口7收集装置

71导轨72转轮装置73熔融坩埚

731导出口732导出口81土壤

82废弃物83焦炭。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

请参阅图1至图3，本发明包括一第一次加热炉1、一缓冲室2、一洒料装置3、一第二次加热炉4、一第三次加热炉5、至少一集尘装置6、一收集装置7，其中该第一次加热炉1具有第一加热室11，第一加热室11具有入口111、出口112，并于入口111连设料斗13、喂料机14，可提供定量投料，又于第一加热室11设置加热器15，该第一次加热炉1连接旋转装置16，该旋转装置16具有动力马达161、齿轮162以提供第一次加热炉1旋转动作，可提供一般焚化作业或土壤81干燥预热，并其加热温度可为300℃～1000℃。

缓冲室2具有入口21、出口22，入口21连接第一加热室11的出口112，可提供烟气流速缓冲，又设置导入口23，并于导入口23设置喂料机24。

洒料装置3具有漏斗状洒料盘31与缓冲室2出口22连接，该洒料盘31设于旋转基座32上，并该旋转基座32具有齿轮盘321并由动力马达322传动旋转。

第二次加热炉4具有第二加热室41，第二加热室41具有入口411、出口412，第二加热室41的入口411设于洒料装置3下方的洒料盘31连接，并连设加热器42，可再加热至800～1350℃，该加热器42对应第二加热室41中心呈上扬及切线方向，使得由加热器42导出至第二加热室41可呈向上旋转热气流。

第三次加热炉5具有第三加热室51设于第二加热室41下方位置，并具有入口511、出口512，其入口511与第二加热室41的出口412连接，并连设加热器52或送风机53(如图5所示)，该加热器52可为燃烧机或电浆火炬，其加热器52扬角朝下以具有聚热功能，并可加热至1200～1500℃，又于第三加热室51设置焦炭投入口54、送风口55(本发明的送风口可与加热器52位置共享)，该焦炭投入口54具有给料斗541、喂料机542，又于第三加热室51出口512设置电极装置56，该电极装置56可为石墨电极或钼电极，可提升出口温度以供第三加热室51内产生的熔融液导流至出口位置时不会冷却以及顺利导出。

集尘装置6具有集尘室61，集尘室61具有入口611、出口612、排烟口62，并由外部吸风装置(图中未标示)吸风动作，而该入口611连接第二加热室41与第三加热室51间，使得第一、二、三加热室11、41、51产生的热烟可导入集尘室61内再由排烟口62导出，又该集尘室61出口612连接第三加热室51下方位置，设置方向阀63、输送器64，又于集尘室61设置导入口65，于导入口65连设泵浦66并可依需求导入氨水，该排烟口62可连接排烟管621排出至外部废气处理装置(图中未标示)处理，并该排烟管621外部再设置套管67，并该套管67与排烟管621外壁间形成热回收室68，该热回收室68具有入口681、出口682，于入口681导入外界冷空气，出口682连接导管(图中未标示)至前述各加热器15、42、52，使得由外部导入的冷空气可被排烟管621的温度加热再形成热气流导入各加热器15、42、52内以提升加热效率及减少加热器15、42、52能源损耗。

收集装置7设于第三加热炉5的出口512下方，具有导轨71、转轮装置72、熔融坩埚73，该转轮装置72、熔融坩埚73可依需求于导轨71位移至对应第三加热室51出口512位置，并于熔融坩埚73较高及较低位置分别设置熔岩、熔融金属导出口731、732。

本发明可针对如土壤或工业及医疗废弃物分别由不同程序处理，请参阅图4，本发明针对含戴奥辛、泵污染土壤脱附处理方式是令土壤81予以过筛前处理作业(图中未标示)，使得土壤81去除大颗径石块，保持土壤81均匀料径5mm以下，经前处理过筛土壤81送入第一次加热炉1料斗13、给喂料机14运转以定量连续喂入第一加热室11内，第一次加热炉1加热由加热器15以直火保持300～500℃的窑温，对土壤81进行干燥加热，透过第一次加热炉1转动使其土壤81松散干燥，土壤81干燥经由洒料盘31以圆周转动将土壤81均匀洒入第二加热室41，扩大加热比表面积提升热效率，土壤81进入第二加热室41由加热器42燃烧以直火对土壤81加热，二次再热燃维持1200～1350℃处理温度，火焰以旋风切线火团气流，对土壤81曳引扬升力，延长加热时间，使其破坏戴奥辛成份及泵附脱效果。

较小粒径的粉尘土壤81，经由集尘装置6收集，并令方向阀63动作令出口612流通，使得粉尘土壤81可排出系统外收集，不再进行加热，较大粒径土壤81则落入第三加热室51持续加热至1200～1300℃与前项所述原理再加热以达到高温能完全透入大粒径土壤81，彻底脱泵和破坏戴奥辛。

氮氧化物NO_X在烟气经集尘装置6时仍处于高温时，可于导入口65喷入氨水N₂(图中未标示)还原，达成防止氮氧化物NOX浓度过高时空污防治，又该出料转轮装置72可连续性将处理后的土壤81排出系统与集尘装置6排出的粉尘土壤81一并收集，并使本发明可提供污染土壤81环保处理。

请参阅图5为本发明提供医疗废弃物82焚化熔融处理方式，并配合医疗废弃物82因含有大量的塑料制品、生化药品和金属如针头、手术刀片等，以焚化熔融金属回收处理程序，达成零二次污染，并此时令熔融坩埚73位于第三加热室51的出口512位置，令方向阀63封闭集尘室61出口612其方式为：

1、将废弃物82回收喂入第一次加热炉1的第一加热室11，以直火加热焚化维持炉温在800～1000℃进行焚烧。

2、经焚化灰渣、飞灰掉落洒料盘31，配方材料经喂料机24将预配好的材料如二氧化硅、氧化钙(图中未标示)等材料喂入，透过混合洒料盘31转动，均匀洒入第二加热室41。

3、第二加热室41以直火焰团对洒入耐灰渣材料加热，并彻底燃烧烟气，使焚化过程中产生的戴奥辛完全破坏，第二次加热室41以1200～1350℃进行热处理。

4、于送风口55设置送风机53，灰渣与配方材料进入第三加热室51，第三加热室51热源以焦炭83经给喂料机542定时定量投入，可使灰渣及混合配料形成层次积叠，焦炭83经由放电电极装置56产生电流点燃，并送风机53导入助燃空气或调整氧气浓度加热机焰口导入，使其焦炭83燃烧借以产生1350～1450℃高温，又此时集尘装置6可吸入细粉尘，使得大颗粒灰渣可落入第三加热室51加热，可避免由细粉尘包覆以提升加热效率，而前述焦炭83亦可降低加热环保处理成本。

5、令方向阀63动作，使集尘装置6所收集的细粉尘飞灰输送至第三加热室51使其共熔进入熔融坩埚73中混熔。

6、灰渣中的金属可经由焦炭83碳元素还原的金属和熔岩，经焦炭83燃烧消耗逐渐下移，进入熔融坩埚73内，而该玻璃化熔融岩浆具有导电性、放电电极装置56以低电压高电流持续通电，使其熔融和金属产生电阻热可令其温度升高至1550～1650℃的高温，降低熔融岩浆黏度、增加流动性，岩浆可由上方导出口731排出，较重的金属熔液由下方导出口732排出回收。

是以由以上所述，本发明可提供更佳适用性、一贯性及更有效率及节能、减低成本功效，而本发明亦可采用其他收集装置，且其熔融液可提供造纤再生利用。

上述实施例和附图并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (7)

1.一种环保热处理系统，其特征在于，包括：

一第一次加热炉，具有第一加热室，第一加热室具有入口、出口，又于第一加热室设置加热器；

一缓冲室，具有入口、出口及导入口，入口连接第一加热室的出口；

一洒料装置，具有与缓冲室出口连接的漏斗状洒料盘，该洒料盘设于旋转基座上；

一第二次加热炉，具有第二加热室，第二加热室具有入口、出口，第二加热室的入口设于洒料装置下方并与洒料盘连接，连设加热器；

一第三次加热炉，具有设于第二加热室下方位置的第三加热室，该第三加热室具有入口、出口，该第三加热室的入口与第二加热室的出口连接，并连设加热器；该第三加热室还设置焦炭投入口、送风口，送风口设有导入外部空气至第三加热室的送风机；

至少一个集尘装置，具有集尘室，集尘室具有入口、出口、排烟口，而该集尘室的入口连接第二加热室与第三加热室间，该集尘室出口连接第三加热室下方出口位置，并设置方向阀、输送器；

所述第一加热室的加热温度为300～1200℃；第二加热室的加热温度为800～1350℃；第三加热室的加热温度为1000～1500℃。

2.如权利要求1所述的环保热处理系统，其特征在于：第二次加热炉的加热器对应第二加热室中心呈上扬及切线方向。

3.如权利要求2所述的环保热处理系统，其特征在于：该第一次加热炉连接旋转装置，该旋转装置具有动力马达、齿轮；该洒料装置的旋转基座具有齿轮盘并由动力马达传动旋转。

4.如权利要求1所述的环保热处理系统，其特征在于：所述导入口导入配方材料，该配方材料为二氧化硅或氧化钙。

5.如权利要求4所述的环保热处理系统，其特征在于：第三加热室出口设置电极装置。

6.如权利要求5所述的环保热处理系统，其特征在于：集尘装置的集尘室设置导入口，集尘装置的排烟口连接排烟管至外部废气处理装置处理，该排烟管外部再设置套管，并该套管与排烟管外壁间形成热回收室，该热回收室具有入口、出口，出口连接导管至前述各加热器。

7.如权利要求6所述的环保热处理系统，其特征在于：还包括一收集装置，该收集装置设于第三次加热炉下方，具有导轨、转轮装置、熔融坩埚，并该转轮装置、熔融坩埚于导轨上位移至对应第三加热室出口位置，于熔融坩埚较高及较低位置分别设置熔岩、熔融金属导出口。