CN107812771B - 废弃物处理再利用系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废弃物处理再利用系统，该系统通过固体及液体废弃物焚化处理系统来处理固体废弃物及液体废弃物，并利用高温热熔融处理系统来处理焚化后所产生的有害集尘灰和底渣以产出熔融再生粒料，再利用焚化产出的无害集尘灰和底渣以及熔融再生粒料，经水泥制品系统加工产出高压混凝土制品或其它水泥制品，且该废弃物焚化处理系统所产生的余热能连结至汽电共生系统以产出蒸汽及电力，借此，在解决企业废弃物处理问题的同时产出蒸汽、电力、熔融再生粒料、高压混凝土制品或其它水泥制品，进而达成废弃物资源化的功效。

Description

废弃物处理再利用系统
技术领域
本发明设计一种废弃物处理再利用系统，特别涉及一种能将固体废弃物、液体废弃物及有害工业废弃物经处理后，产制成蒸汽、电力、熔融再生粒料以及高压混凝土制品或其它水泥制品的系统。
背景技术
现阶段混凝土砖主要原料包含水泥、天然粒料(如砂石)等，由于砂石为天然产物，且台湾各地砂石因地质分布的关系故源岩不同，另外，于丰水期或枯水期的砂石质量亦有差异，因此，砂石场各级产品粒径级配分布与粗细程度不一，造成砂石来源与质量不稳定。
此外，经济快速发展造成自然资源的过度开采及废弃物与日俱增，特别是纺织业、光电面板业及造纸业等企业于生产制程所产生的固体废弃物、半导体业等企业于生产制程所产生的液体废弃物以及其它产业于生产制程所产生的有害工业废弃物，目前政府除了积极推动由源头减量外，亦致力于回收废弃物再利用，希望通过妥善处理技术，达成减少废弃物产出量的目的。且近年来，随着公共工程规范的更新，使炼铁高炉石、燃媒发电飞灰等化学组成成份与水泥接近的工业制程废弃物，逐渐被用以取代天然粒料，因此，发明人致力于思考如何于降低对环境天然资源的需求量的同时，有效解决焚化炉飞灰、底渣的最终处置问题，并能稳定原物料质量，舒缓现阶段工业废弃物处理能量不足的窘境。
发明内容
有鉴于现阶段制作混凝土砖的主要原料质量不稳定，且各工业生产在生产制程所衍生的废弃物处理能量不足，而仍有待改进的缺失。
因此，本发明的目的在于通过固体废弃物焚化处理系统、液体废弃物焚化处理系统及高温热熔融处理系统处理固体废弃物、液体废弃物及有害工业废弃物后，将所产生的底渣、集尘灰经水泥制品系统再利用为高压混凝土砖或其它水泥制品，且能将废弃物焚化处理系统所产生的余热能连接汽电共生系统以产生蒸汽及电力，并供厂内自用及厂外销售，借以于解决企业废弃物处理问题的同时产出高压混凝土砖或其它水泥制品。
为达到前述目的，本发明提供一种废弃物处理再利用系统，该系统包含︰一固体废弃物焚化处理系统，用以处理包含污泥类及污泥类除外的一般工业废弃物，该污泥类一般工业废弃物经污泥烘干设备烘干为干污泥而污泥类除外的一般工业废弃物经破碎设备进行破碎后，通过分离设备进行前处理并由投料设备进入固体废弃物焚化处理设备进行焚化，且焚化后所产生的无害底渣可经颚碎机粉碎后做为水泥制品设备所需的原料或导入高温热熔融处理设备进行焚化处理，而焚化后所产生的废气则依序进入第一选择性非触媒还原脱硝系统(SNCR)、旋风式分离器、静电集尘器、第一选择性触媒还原脱硝系统(SCR)、活性碳吸附设备、第一袋式集尘器以及洗涤塔，并将静电集尘器及第一袋式集尘器产出的有害集尘灰导入高温热熔融处理设备，使处理后的废气得以排放至大气中，而经过旋风式分离器的废热系通过第一锅炉热交换设备进行回收，并将所产出的高温蒸汽送入汽电共生设备，而经过第一选择性触媒还原脱硝系统(SCR)的中温废气与外部空气系通过空气加温预热设备进行间接加热，并将所产出的预热空气送入固体废弃物焚化处理设备，使该固体废弃物焚化处理设备能以预热空气及外部固体、液体或气体燃料进行焚化燃烧；一液体废弃物焚化处理系统，用以处理液体废弃物，该液体废弃物经前处理后由进料设备进入液体废弃物焚化处理设备进行焚化，且将焚化后所产生的有害底渣导入高温热熔融处理设备，而焚化后所产生的废气则依序进入第二选择性非触媒还原脱硝系统(SNCR)、第二选择性触媒还原脱硝系统(SCR)、第二活性碳吸附设备、第二袋式集尘器以及该洗涤塔，并将第二袋式集尘器产出的有害集尘灰导入高温热熔融处理设备，使处理后的废气得以排放至大气中，且经过第二选择性非触媒还原脱硝系统(SNCR)的废热通过第二锅炉热交换设备进行回收，并将所产出的高温蒸汽送入汽电共生设备；一高温热熔融处理系统，用以处理有害工业废弃物、固体废弃物焚化处理系统及液体废弃物焚化处理系统的底渣与集尘灰，并将熔融尾气导入液体废弃物焚化处理设备，而熔融物则水淬以产出熔融再生粒料；一汽电共生系统，包含连接有纯水设备的汽电共生设备，用以回收该第一锅炉热交换设备及第二锅炉热交换设备的高温蒸汽，且于转化为低温蒸汽后供厂内的污泥烘干设备、蒸汽养生室、烟气加热器使用，并将所产出的锅炉冷凝水供该第一锅炉热交换设备及第二锅炉热交换设备使用；以及一水泥制品系统，该高温热熔融处理系统的熔融物、固体废弃物焚化处理系统的焚化炉底渣与废耐火材经颚碎机处理后，与现有原料通过水泥制品设备混拌入模加压成型，并经蒸汽养生室养生处理后产出高压混凝土制品或是混拌后灌模成型以产出其它水泥制品。
附图说明
图1为本发明系统的架构图；
图2为本发明系统的流程图。
代表图的符号简单说明：
1 废弃物处理再利用系统
20 固体废弃物焚化处理系统
200 固体废弃物焚化处理设备
201 污泥贮存装置
202 污泥烘干设备
203 破碎设备
204 分离设备
205 投料设备
206 第一选择性非触媒还原脱硝系统(SNCR)
207 旋风式分离器
208 静电集尘器
209 第一选择性触媒还原脱硝系统(SCR)
210 第一袋式集尘器
211 第一锅炉热交换设备
212 空气加温预热设备
213 洗涤塔
30 液体废弃物焚化处理系统
300 液体废弃物焚化处理设备
301 废溶剂贮存装置
302 进料设备
303 第二选择性非触媒还原脱硝系统(SNCR)
304 第二锅炉热交换设备
305 第二选择性触媒还原脱硝系统(SCR)
306 第二袋式集尘器
40 高温热熔融处理系统
400 高温热熔融处理设备
50 汽电共生系统
500 汽电共生设备
501 纯水设备
502 烟气加热器
60 水泥制品系统
600 水泥制品设备
601 颚碎机
602 蒸汽养生室
A 固体废弃物
A－1 一般工业废弃物(污泥类)
A－1－1 干污泥
A－1－2 湿污泥
A－2 一般工业废弃物(污泥类除外)
B 液体废弃物
C 有害工业废弃物
D－1 无害底渣
D－2 有害底渣
F 活性碳吸附设备
G 蒸汽
H 空气
I－1 固体、液体或气体燃料
I－2 液体或气体燃料
J－1 无害集尘灰
J－2 有害集尘灰
K 熔融尾气
L 熔融再生粒料
M 电力
O 自来水
P 冷凝水
Q 废耐火材
R 现有原料
S 高压混凝土制品或其它水泥制品
T 熔融物
具体实施方式
为使本领域技术人员了解本发明欲达成目的所运用的技术、手段及功效，下面将配合图式，列举一较佳实施例，详细说明如后︰
首先，请参阅图1并配合图2所示，该废弃物处理再利用系统1包含一固体废弃物焚化处理系统20、一液体废弃物焚化处理系统30、一高温热熔融处理系统40、一汽电共生系统50以及一水泥制品系统60。且固体废弃物焚化处理系统20用以处理固体废弃物A的一般工业废弃物(污泥类)A－1及一般工业废弃物(污泥类除外)A－2，并连结于高温热熔融处理系统40、汽电共生系统50及水泥制品系统60，于本发明的一实施例中，该一般工业废弃物(污泥类)A－1包含有机性污泥、无机性污泥、非有害油泥、污泥混合物、浆纸污泥、纺织污泥其一或其组合，一般工业废弃物(污泥类除外)A－2包含废离子交换树脂、除废离子交换树脂外的固态废树脂、废塑料混合物、废橡胶混合物、废木材栈板、废木材混合物、其它一般工业废弃物、废集尘器滤袋、一般垃圾其一或其组合；液体废弃物焚化处理系统30用以处理液体废弃物B，并连结于高温热熔融处理系统40及汽电共生系统50，于本发明的一实施例中，液体废弃物B包含除废离子交换树脂外的废树脂、非有害有机废液或废溶剂、非有害性混合废液、废油混合物、一般化学物质、废药品、砷及化合物(总砷)、其它腐蚀性工业废弃物混合物、废液闪火点小于60℃(不包含乙醇体积浓度小于24％的酒类废弃物)、其它易燃性工业废弃物混合物其一或其组合；高温热熔融处理系统40用以处理有害工业废弃物C及经固体废弃物焚化处理系统20与液体废弃物焚化处理系统30处理后所产生的底渣及集尘灰，于本发明的一实施例中，而有害工业废弃物C包含使用热处理法处理有害工业废弃物所产生的集尘灰、废料回收产生的残渣或污泥、电镀制程的废水处理污泥，不包含铝的硫酸电镀、碳钢镀锡、碳钢镀铝、伴随清洗或汽提的碳钢镀锡、铝、铝的蚀刻及研磨制程所产生的废弃物、其它前述化学物质混合物或废弃容器、砷及其化合物(总砷)、铜及其化合物(总铜)(仅限废触媒、集尘灰、废液、污泥、滤材、焚化飞灰或底渣)、其它含有毒重金属且超过溶出标准的混合废弃物。
其次，请仍然参阅图1～2所示，固体废弃物A的一般工业废弃物(污泥类)A－1存放于污泥贮存装置201，其中，湿污泥A－1－2需先进入污泥烘干设备202利用蒸汽加热烘干为含水率小于60％的干污泥A－1－1，而一般工业废弃物(污泥类除外)A－2需先进入破碎设备203处理后，使干污泥A－1－1及一般工业废弃物(污泥类除外)A－2进入分离设备204进行前处理并由投料设备205进入固体废弃物焚化处理设备200进行焚化，于本发明的一实施例中，固体废弃物焚化处理设备200为一般式焚化炉、旋风式焚化炉、立式流化床炉、卧式流化床炉或旋风式流化床炉；且将焚化后所产生的无害底渣D－1导入高温热熔融处理设备400或经过颚碎机601后导入水泥制品设备600。而焚化后所产生的废气含有粒状物、硫氧化物、氮氧化物、铅、镉、汞等重金属及戴奥辛，故需依序进入第一选择性非触媒还原脱硝系统(SNCR)206、旋风式分离器207、静电集尘器208、第一选择性触媒还原脱硝系统(SCR)209、第一袋式集尘器210以及洗涤塔213，使废气经过第一选择性非触媒还原脱硝系统(SNCR)206将氮氧化物转换为氮气及水后，利用旋风式分离器207及静电集尘器208去除不同粒径的粒状污染物，并将无害集尘灰J－1(无害高温灰)依其需求，可导入高温热熔融处理设备400融化处理或成为水泥制品设备600所需的原料，其余废气经过第一选择性触媒还原脱硝系统(SCR)209以借触媒催化作用再次将废气中的氮氧化物转换为氮气及水，并于经过活性碳吸附设备F，如固定式吸附床、喷雾设备等，以吸附废气中的戴奥辛及其它化合物，接着，通过第一袋式集尘器210过滤收集进行吸附后的活性碳，再将有害集尘灰J－2(有害低温灰)导入高温热熔融处理设备400焚烧，而其余无害废气经过洗涤塔213以液碱进行脱硫洗涤处理后，使废气得以排放至大气中，而洗涤塔213废水则通过废水处理设备进行处置。此外，于旋风式分离器207与静电集尘器208之间设有第一锅炉热交换设备211，于第一选择性触媒还原脱硝系统(SCR)209与第一袋式集尘器210之间设有空气加温预热设备212，使经过旋风式分离器207的中温废热能通过第一锅炉热交换设备211进行回收，并将所产出的高温蒸汽G送入汽电共生设备500，而外部空气H则能通过空气加温预热设备212进行间接加热，并将所产出的预热空气H送入固体废弃物焚化处理设备2 00，使固体废弃物焚化处理设备200能以预热空气H及外部固体、液体或气体燃料I－1为燃烧能源。
液体废弃物B系存放于废溶剂贮存装置301，且于经前处理后由进料设备30 2进入液体废弃物焚化处理设备300进行焚化，且将焚化后所产生的有害底渣D－2导入高温热熔融处理设备400燃烧，由于液体废弃物焚化处理设备300系以外部液体或气体燃料I－2、外部空气H、由废溶剂贮存装置301抽出的挥发性气体或异味气体以及高温热熔融处理设备400的熔融尾气K为燃烧能源，因此，废气中含有粒状物、硫氧化物、氮氧化物、铅、镉、汞等重金属及戴奥辛，故焚化后所产生的废气需依序进入第二选择性非触媒还原脱硝系统(SNCR)303、第二锅炉热交换设备304、第二选择性触媒还原脱硝系统(SCR)305、第二袋式集尘器306以及洗涤塔213，使废气经过第二选择性非触媒还原脱硝系统(SNCR)303进行初步脱硝作业，并通过第二锅炉热交换设备304进行废热回收以降低废气温度，再将所产出的高温蒸汽G送入汽电共生设备500，接着，利用第二选择性触媒还原脱硝系统(SCR)305并藉触媒催化作用以氨水还原氮氧化物，而脱硝后的废气于经过活性碳吸附设备F，如固定式吸附床、喷雾设备等，来吸附废气中的戴奥辛及其它化合物后，通过第二袋式集尘器306过滤收集进行吸附后的活性碳，再将有害集尘灰J－2(有害低温灰)导入高温热熔融处理设备400燃烧，而其余无害废气经过洗涤塔213以液碱进行脱硫洗涤处理后，使废气得以经烟囱排放至大气中，而洗涤塔213废水则通过废水处理设备进行处置。
有害工业废弃物C是通过高温热熔融处理设备400进行处理，于本发明的一实施例中，高温热熔融处理设备400为电弧炉、电浆熔融炉、电阻熔融炉、诱电加热熔融炉、回转表面熔融炉、内部燃烧式固定表面熔融炉、旋回流熔融炉、焦碳床竖窑内部熔融炉其一或其组合；使有害工业废弃物C经高温热熔融处理系统400于无氧的操作环境下，利用高温熔融技术将上述废弃物中所含的有机物裂解为小分子气体，再将运作过程中所产生的熔融尾气K导入液体废弃物焚化处理设备300进行好氧性燃烧以去除化学毒性，而上述废弃物处理后的熔融物T中所含的无机物部分进颚碎机601，另一部分则熔融为液态，接着转化为熔岩，并于溶浆排出时利用水淬方式产生玻璃化的水淬熔融再生粒料L，且熔融再生粒料L可直接当商品于厂外销售，或导入厂内水泥制品设备600供高压混凝土制品或其它水泥制品S的制程使用。
汽电共生系统50包含连接有纯水设备501的汽电共生设备500，除能回收第一锅炉热交换设备211及第二锅炉热交换设备304的高温蒸汽G外，还能于高温蒸汽G转化为低温蒸汽G后，直接当商品于厂外销售，或导入厂内供污泥烘干设备202、蒸汽养生室602、烟气加热器502使用，同时产生可供厂外销售或提供厂内各系统使用的电力M，并将汽电共生设备500所产出的锅炉冷凝水P供第一锅炉热交换设备211及第二锅炉热交换设备304使用。且纯水设备501是以外部自来水O、污泥烘干设备202所产出的干净的蒸汽冷凝水P以及将汽电共生设备5 00产出的低温蒸汽G经过烟气加热器502加热后所产出的蒸汽冷凝水P为供给来源。
而经高温热熔融处理设备400处理后的熔融物T、经固体废弃物焚化处理设备200焚化后的无害底渣D－1与废耐火材Q能于经过颚碎机601处理后进入水泥制品系统60，使水泥制品设备600于添加现有原料R(如水泥、天然粒料、色粉、非有害废集尘灰或其混合物等)及水，调配比例后混拌入模加压成型，并经蒸汽养生室602养生处理后产出高压混凝土制品，或是混拌后灌模成型以产出其它水泥制品，其中，高压混凝土制品包含连锁高压地砖、植草砖、空心砖、大陆普通砖、地砖及砌块等，而其它水泥制品包含板、瓦、管、箱以及消波块等，以供围墙、水岸或山坡地护坡、停车场区、人行或车行透水铺面、路缘石、消波块及污水管等使用。
是以，使用本发明的废弃物处理再利用系统显然能达成如下的功效︰
1.本发明的废弃物处理再利用系统分别通过固体废弃物焚化处理系统及液体废弃物焚化处理系统来处理固体废弃物及液体废弃物，并利用高温热熔融处理系统来处理有害工业废弃物、固体废弃物及液体废弃物经焚化后所产生的有害或无害底渣以及集尘灰以产出熔融再生粒料，且该熔融再生粒料能直接当商品于厂外销售，或经水泥制品系统加工产出高压混凝土制品或其它水泥制品，借此于解决企业废弃物处理问题的同时产出可直接于厂外销售的熔融再生粒料、高压混凝土制品或其它水泥制品，进而达成废弃物资源化的功效。
2.本发明的废弃物处理再利用系统通过设置汽电共生系统来回收固体废弃物焚化处理系统及液体废弃物焚化处理系统所产出的高温蒸汽，并于转化为厂内制程所需的蒸汽的同时，产出可供厂内各系统使用的电力，且能将蒸汽及电力外售，以减少生产制造的成本。
3.本发明的废弃物处理再利用系统是将固体废弃物、液体废弃物及有害工业废弃物经处理后产出熔融再生粒料，故能取代部分天然粒料，降低对于环境天然资源的需求量与危害。
以上所述实施例，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的实施范围，凡未脱离本发明技术精神所为的变化与修饰，皆为本发明专利范围所涵盖。

Claims (7)

1.一种废弃物处理再利用系统，包含︰
一固体废弃物焚化处理系统，用以处理包含污泥类一般工业废弃物及污泥类除外的一般工业废弃物，该污泥类一般工业废弃物的湿污泥经污泥烘干设备烘干为干污泥，而该污泥类除外的一般工业废弃物经破碎设备进行破碎后，通过分离设备进行前处理，并由投料设备进入固体废弃物焚化处理系统进行焚化，且将焚化后所产生的无害底渣导入高温热熔融处理设备或经颚碎机导入水泥制品系统，而焚化后所产生的废气则依序进入第一选择性非触媒还原脱硝系统(SNCR)、旋风式分离器、静电集尘器、第一选择性触媒还原脱硝系统(SCR)、活性碳吸附设备、第一袋式集尘器以及洗涤塔，并将该静电集尘器产生的无害集尘灰导入高温热熔融处理设备或水泥制品系统，而该第一袋式集尘器处理吸附戴奥辛的活性碳粉尘后所产生的有害集尘灰导入该高温热熔融处理设备，使处理后的废气得以排放至大气中，且经过该旋风式分离器的废热通过第一锅炉热交换设备进行回收，并将所产出的高温蒸汽送入汽电共生系统，而经过该第一选择性触媒还原脱硝系统(SCR)的中温废气与外部空气通过空气加温预热设备进行间接加热，并将所产出的预热空气送入该固体废弃物焚化处理系统，使该固体废弃物焚化处理系统能以该预热空气及外部固体、液体或气体燃料进行焚化燃烧；
一液体废弃物焚化处理系统，用以处理液体废弃物，该液体废弃物经前处理后由进料设备进入液体废弃物焚化处理系统进行焚化，且将焚化后所产生的有害底渣导入高温热熔融处理设备，而焚化后所产生的废气则依序进入第二选择性非触媒还原脱硝系统(SNCR)、第二选择性触媒还原脱硝系统(SCR)、第二活性碳吸附设备、第二袋式集尘器以及该洗涤塔，并将该第二袋式集尘器产出的有害集尘灰导入高温热熔融处理设备，使处理后的废气得以排放至大气中，且经过该第二选择性非触媒还原脱硝系统(SNCR)的废热通过第二锅炉热交换设备进行回收，并将所产出的高温蒸汽送入汽电共生系统；
一高温热熔融处理设备，用以处理有害工业废弃物、该固体废弃物焚化处理系统的无害底渣、有害集尘灰与无害集尘灰以及该液体废弃物焚化处理系统的有害底渣与有害集尘灰，使该有害工业废弃物、该无害底渣、该有害底渣、该无害集尘灰及该有害集尘灰进入高温热熔融处理设备后，将熔融尾气导入该液体废弃物焚化处理系统，而熔融物则水淬以产出熔融再生粒料；
一汽电共生系统，包含连接有纯水设备的汽电共生设备，用以回收该第一锅炉热交换设备及该第二锅炉热交换设备的高温蒸汽，且于转化为低温蒸汽后于厂外销售或供厂内的污泥烘干设备、蒸汽养生室、烟气加热器使用，同时产生电力，以供厂外销售或厂内自用，并将所产出的锅炉冷凝水供该第一锅炉热交换设备及该第二锅炉热交换设备使用；以及
一水泥制品系统，该高温热熔融处理设备的熔融物、该固体废弃物焚化处理系统的无害底渣与废耐火材经颚碎机处理后，再与现有原料通过水泥制品系统混拌入模加压成型，并经蒸汽养生室养生处理后产出高压混凝土制品，或经混拌后灌模成型以产出其它水泥制品。
2.如权利要求1所述的废弃物处理再利用系统，其中，该污泥类一般工业废弃物包含污泥混合物，所述的污泥混合物包含有机性污泥以及无机性污泥其一或其组合。
3.如权利要求2所述的废弃物处理再利用系统，其中，所述的有机性污泥包含纸浆污泥以及纺织污泥其一或其组合。
4.如权利要求1所述的废弃物处理再利用系统，其中，该干污泥的含水率小于60％。
5.如权利要求1所述的废弃物处理再利用系统，其中，废气经该第一选择性触媒还原脱硝系统(SCR)或该第二选择性触媒还原脱硝系统(SCR)处理后，会于废气中喷洒粉末活性碳，再利用该第一袋式集尘器或该第二袋式集尘器收集吸附后的活性碳。
6.如权利要求1所述的废弃物处理再利用系统，其中，该固体废弃物焚化处理系统为旋风式焚化炉、立式流化床炉、卧式流化床炉其一或其组合。
7.如权利要求1所述的废弃物处理再利用系统，其中，该高温热熔融处理设备为电弧炉、电浆熔融炉、电阻熔融炉、诱电加热熔融炉、回转表面熔融炉、内部燃烧式固定表面熔融炉、旋回流熔融炉、焦碳床竖窑内部熔融炉其一或其组合。
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