CN114806613A - 废弃物处理炉及具有该废弃物处理炉的处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种废弃物处理炉及具有该废弃物处理炉的处理设备，用以解决现有废弃物处理炉易造成污染及设备易于损坏的问题。该处理炉包含：一炉体，由一外壳围绕形成一处理空间，该炉体内具有一活性炭渣层，该活性炭渣层位于该处理空间，一排气管连接于该活性炭渣层；及一微波发射模块，对位于该活性炭渣层。该处理设备包含：该废弃物处理炉；一热交换系统，具有一第一热交换模块连接该炉体的排气管，一储液件连接于该第一热交换模块；及一净化模块，具有一入气口及一排气口，该入气口连通该第一热交换模块，该入气口及该排气口之间具有一喷淋区。
Description
技术领域
本发明涉及一种废弃物处理炉及废弃物处理设备，尤其是一种高温无焰热处理废弃物的废弃物处理炉，及具有该废弃物处理炉的处理设备。
背景技术
常见的废弃物有日常生活中所制造的垃圾、农业废料、医疗废弃物以及工业废料，针对上述废弃物，常见的处理方法为于一处理设备内进行燃烧，然而，含有焦油的废弃物或生物质废料在炭化后，焦油会随着炭化产生的气体飘出造成污染，即使将废弃物炭化后的气体控制于处理设备内，焦油也会堵塞于处理设备内的阀门、管道及装置及产生腐蚀。
有鉴于此，现有的废弃物处理设备确实仍有加以改善的必要。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种废弃物处理炉，可以避免处理后产生的气体，对设备造成损坏者。
本发明的次一目的是提供一种废弃物处理炉，可以提升作业安全性者。
本发明的又一目的是提供一种废弃物处理设备，可以将处理废弃物后的产物再利用者。
本发明全文所述方向性或其近似用语，例如「前」、「后」、「左」、「右」、「上(顶)」、「下(底)」、「内」、「外」、「侧面」等，主要系参考附加图式的方向，各方向性或其近似用语仅用以辅助说明及理解本发明的各实施例，非用以限制本发明。
本发明全文所记载的元件及构件使用「一」或「一个」的量词，仅是为了方便使用且提供本发明范围的通常意义；于本发明中应被解读为包括一个或至少一个，且单一的概念也包括复数的情况，除非其明显意指其他意思。
本发明全文所述「结合」、「组合」或「组装」等近似用语，主要包含连接后仍可不破坏构件地分离，或是连接后使构件不可分离等型态，系本领域中具有通常知识者可以依据欲相连的构件材质或组装需求予以选择。
一种废弃物处理炉，其特征在于，包含：
一炉体，由一外壳围绕形成一处理空间，该炉体内具有一活性炭渣层，该活性炭渣层位于该处理空间，一排气管连接于该活性炭渣层；及
一微波发射模块，对位于该活性炭渣层。
所述的废弃物处理炉，其中，该炉体具有一隔热层，该隔热层围绕于该处理空间。
所述的废弃物处理炉，其中，该炉体具有一灰渣堆积区，该灰渣堆积区位于该活性炭渣层的下方，该活性炭渣层与该灰渣堆积区之间具有一隔离件。
所述的废弃物处理炉，其中，该炉体具有一蒸气输入管，该蒸气输入管连通于该处理空间。
一种处理设备，其特征在于，包含：
一所述的废弃物处理炉；
一热交换系统，具有一第一热交换模块与一储液件，该第一热交换模块连接该炉体的排气管，该储液件连接于该第一热交换模块；及
一净化模块，具有一入气口及一排气口，该入气口连通该第一热交换模块，该入气口及该排气口之间具有一喷淋区。
所述的处理设备，其中，该第一热交换模块凭借一蒸气输送管连接于该炉体的处理空间。
所述的处理设备，其中，还具有一第二热交换模块及一第三热交换模块，一第一管件连通于该第一热交换模块及该第二热交换模块，一第二管件连通于该第二热交换模块及该第三热交换模块，该第三热交换模块连通于该净化模块。
所述的处理设备，其中，一循环管件组依序连通于该储液件、该第二热交换模块及该第三热交换模块。
所述的处理设备，其中，该热交换系统具有一第一气液分离件及一第二气液分离件，该第一气液分离件连通于该第二热交换模块的出气口及该第二管件之间，该第二气液分离件连通于该第三热交换模块的出气口及该第三管件之间。
所述的处理设备，其中，该热交换系统具有一杂质分离件，该杂质分离件位于该第一管件。
据此，本发明的废弃物处理炉，凭借该活性炭渣层受到该微波发射模块的微波的照射而升温，以由该活性炭渣层发出的高温对该废弃物进行加热，该废弃物经热解后所生成的气体可以续通过该活性炭渣层以对该气体进行过滤，可以避免该气体中的有害物质对废弃物处理炉产生损坏，可以达到延长废弃物处理炉使用寿命的功效。
另，本发明的处理设备，凭借该热交换系统将该废弃物处理炉排出的气体进行大幅度的降温，使该气体能够送入该净化模块以将该气体内的有害物质去除，并排出无污染且含有一氧化碳、氢气的合成气体可供利用，可以达到提升废弃物附加价值的功效。
其中，该炉体可以具有一隔热层，该隔热层围绕于该处理空间。如此，该隔热层可以避免处理该废弃物所产生的热传递至该外壳，具有避免操作人员烫伤的功效。
其中，该炉体具有一灰渣堆积区，该灰渣堆积区位于该活性炭渣层的下方，该活性炭渣层与该灰渣堆积区之间具有一隔离件。如此，该废弃物于该活性炭渣层热解后所产生的细微碳化颗粒及灰渣可以落入并堆积于该灰渣堆积区，以方便使用者可以对该炭化颗粒及灰渣进行清理，具有维持炉体清洁的功效。
其中，该炉体具有一蒸气输入管，该蒸气输入管连通于该处理空间。如此，该蒸气输入管可以对该处理空间输入蒸气，该废弃物可以凭借蒸气进行预热，具有提升废弃物热解效率的功效。
其中，该第一热交换模块凭借一蒸气输送管连接于该炉体的处理空间。如此，该第一热交换模块所产生的蒸气可以输入至该处理空间内，以对该废弃物进行预热，具有提升废弃物热解效率的功效。
该热交换系统另具有一第二热交换模块及一第三热交换模块，一第一管件连通于该第一热交换模块及该第二热交换模块，一第二管件连通于该第二热交换模块及该第三热交换模块，该第三热交换模块连通于该净化模块。如此，该气体可以依序通过该第二热交换模块及该第三热交换模块，具有进一步对该气体进行降温的功效。
其中，一循环管件组依序连通于该储液件、该第二热交换模块及该第三热交换模块。如此，该储液件内的冷却液体可以持续供给至该第二热交换模块及该第三热交换模块，具有提升气体热交换效率的功效。
其中，该热交换系统具有一第一气液分离件及一第二气液分离件，该第一气液分离件连通于该第二热交换模块的出气口及该第二管件之间，该第二气液分离件连通于该第三热交换模块的出气口及该第三管件之间。如此，该气体内残留的焦油及木醋液等可以进行冷凝回收，具有提升废弃物附加价值的功效。
其中，该热交换系统具有一杂质分离件，该杂质分离件位于该第一管件。如此，该炉体处理后的气体凭借该第一管件可以通过该杂质分离件，以将气体中的未气化的微粒分离去除，具有提升该气体净化效率的功效。
附图说明
图1是本发明处理设备一较佳实施例的结构示意图。
图2是本发明废弃物处理炉一较佳实施例的结构示意图。
附图标记说明：1-炉体；11-外壳；12-入料口；12a-盖体；13-隔热层；14-活性炭渣层；15-排气管；16-灰渣堆积区；16a-隔离件；17-搅拌件；18-排炭口；19-蒸气输入管；2-微波发射模块；3-热交换系统；31-第一热交换模块；32-第二热交换模块；33-第三热交换模块；34-杂质分离件；35-第一气液分离件；36-第二气液分离件；4-净化模块；41-入气口；42-排气口；43-喷淋区；S-处理空间；R-储液件；T1-输液管；T2-蒸气输送管；P1,P2,P3-泵浦；K1,K2-止逆阀；L-调压阀；W1-第一管件；W2-第二管件；W3-第三管件；W4-循环管件组；W5-回收管。
具体实施方式
为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
请参照图1所示，其系本发明废弃物处理炉的一较佳实施例，包含一炉体1及一微波发射模块2，该微波发射模块2朝向该炉体1。
该炉体1系能够用以容纳废弃物以对该废弃物进行处理，该炉体1可以为一体成型，或者该炉体1可以由多个壳体组装形成，以使该炉体1可以易于组装及清理维修。该炉体1具有一外壳11，该外壳11系围绕形成一处理空间S，该炉体1具有一入料口12和一用以封闭该入料口12的盖体12a，该入料口12系用以投入废弃物，该入料口12可以位于该外壳11的上端，该入料口12连通于该处理空间S，以使该废弃物可以由该入料口12落入该处理空间S。该盖体12a可以闸门方式控制封闭或开启该入料口12，本发明不予限制。该炉体1可以具有一隔热层13，该隔热层13系围绕于该处理空间S，该隔热层13可以低热传导系数的材质，例如砖块等，所形成的无机材料层，或者，该隔热层13可以为一中空层，例如，该隔热层13可以由一内壳体与该外壳11间隔设置所形成，另，该隔热层13也可以同时具有上述无机材料层及中空层以提升隔热效果，本发明不予限制，如此，该隔热层13可以避免处理该废弃物所产生的热传递至该外壳11所造成操作人员的烫伤。
该炉体1内具有一活性炭渣层14，该活性炭渣层14系填充有已燃尽的活性炭渣颗粒，该活性碳层14位于该处理空间S，该炉体1可以凭借该活性炭渣层14对该废弃物进行反应，以热解该废弃物。在本实施例中，该活性炭渣层14系邻近于该炉体1内的底部，以使该废弃物可以堆迭于该活性炭渣层14的上方。该炉体1具有一排气管15，该排气管15连通于该活性炭渣层14，该废弃物经热解后所生成的气体可以经由该排气管15排出，该排气管15另可以凭借一泵浦P1等流体驱动装置来进一步带动气体的流动，以提升气体排出效率。
较佳地，该炉体1内可以具有一灰渣堆积区16，该灰渣堆积区16位于该活性炭渣层14的下方，如此，该废弃物于该活性炭渣层14热解后所产生的细微碳化颗粒及灰渣可以落入并堆积于该灰渣堆积区16，以方便使用者可以对该炭化颗粒及灰渣进行清理。另，为了防止该活性炭渣层14中的活性炭颗粒落入该灰渣堆积区16，该活性炭渣层14与该灰渣堆积区16之间还可以具有一隔离件16a，该隔离件16a可以具有孔径小于活性炭颗粒粒径的通孔，或者可以为网孔孔径小于活性炭颗粒粒径的网状结构，以使该废弃物热解后的炭化颗粒及灰渣可以通过，而该活性炭颗粒不会掉出。此外，该壳体1于该活性炭渣层14的位置可以与上下两侧的壳体1成可分离的结合，该结合可以为螺合，如此，可以方便人员进行该活性炭渣层14的装设、维修及清洗。
该炉体1可以具有一搅拌件17，该搅拌件17可以对位于该灰渣堆积区16内的炭化颗粒及灰渣进行搅拌，在本实施例中，该搅拌件17位于该炉体1的底部，并可以凭借马达等现有驱动装置驱动旋转，该炉体1的底部可以具有一排炭口18，如此，该废弃物经热解后所形成的炭化颗粒及灰渣可以经由该搅拌件17搅动，以带动炭化颗粒及灰渣由该排炭口18排出。此外，该炉体1较佳具有一蒸气输入管19，该蒸气输入管19连通于该处理空间S，该蒸气输入管19可以对该处理空间S输入蒸气，如此，该废弃物除了可以凭借蒸气进行预热之外，还可以进行充分化学反应为H2O+C＝H2+CO，进而生成大量的一氧化碳、氢气的合成气体可供利用，以提升废弃物的热解效率。
请参照第1、2图所示，该微波发射模块2系对位于该活性炭渣层14，以对该活性炭渣层14发射微波，使该活性炭渣层14升温，该微波发射模块2可以具有例如磁控管等微波发射组件。在本实施例中，该微波发射模块2可以结合于该外壳11，微波穿透该外壳11和隔热层13，使该活性炭渣层可以完全吸收该微波并受到微波的照射而无限制的持续升温至所需的工作温度，另，该微波发射模块2可以为数个以环绕于该壳体1设置，以提升微波照射效率，本发明不予限制。
本发明废弃物处理炉使用时，可以将废弃物投入该处理空间S，使该废弃物堆迭于该活性炭渣层14的上方，此时，该活性炭渣层14受到该微波发射模块2的微波的照射而升温，使该活性炭渣层14可以形成预定的工作温度，举例而言，该活性炭渣层14的温度可以上升至700℃～1600℃，使该活性炭渣层14的温度高于该废弃物的燃点，进而使该废弃物在缺氧状态下被加热闷烧破坏，以进行未燃炭的自燃裂解而气化与炭化，该废弃物经热解后所生成的气体可以续通过该活性炭渣层14，使该活性炭渣层14可以吸附气体中的有机物质及具恶臭的分子，以对该气体进行过滤，如此，可以避免该气体中的污染物质对废弃物处理炉产生损坏。另，该活性炭渣层14可以凭借该微波发射模块2照射微波进行升温，因此，该活性炭渣层14可以自燃升火，据此，对于需要于该炉体1内的密闭空间内进行点火来进行启动等步骤，可以提升人员进行操作的安全性。
请续参照图1所示，本发明另提供一种处理设备，具有前述的废弃物处理炉、一热交换系统3及一净化模块4，该热交换系统3连接于该废弃物处理炉的炉体1及该净化模块4之间。
该热交换系统3连接该炉体1的排气管15，使该热交换系统3可以接收该废弃物经热解后所形成的气体以对该气体进行降温，使该气体能够送入该净化模块4进行后续的处理。该热交换系统3具有一第一热交换模块31，该第一热交换模块31可以填充有冷却液体，以及该热交换模块31可以具有位于该冷却液体中的管路，如此，以使通过该管路的气体可以与该冷却液体进行热交换而降温，是本领域人员可以了解，本发明在此不作赘述。该热交换系统3可以具有一储液件R，该储液件R可以凭借一输液管T1连通于该第一热交换模块31，如此，该储液件R可以对该第一热交换模块31供给该冷却液体。该输液管T1可以具有一泵浦P2来推进该输液管T1内流体的流动，以及一止逆阀K1防止流体逆流。
值得注意的是，废弃物经热解后所形成的气体温度可以高达1200℃以上，该第一热交换模块31内的冷却液体与该气体进行热交换后，会形成蒸气，该第一热交换模块31较佳凭借一蒸气输送管T2连接于该炉体1的蒸气输入管19，如此，该蒸气可以输入至该处理空间S内，以对该废弃物进行预热和进行充分化学反应。该蒸气输送管T2可以具有一调压阀L来调整蒸气压力和流量，以及一止逆阀K2防止蒸气逆流。
该热交换系统3可以另具有一第二热交换模块32及一第三热交换模块33，一第一管件W1连通于该第一热交换模块31及该第二热交换模块32，一第二管件W2连通于该第二热交换模块32及该第三热交换模块33，该第三热交换模块33凭借一第三管件W3将该气体排出。该第二热交换模块32及该第三热交换模块33系同样具有冷却液体，以及位于该冷却液体中的管路，如此，该气体可以依序通过该第二热交换模块32及该第三热交换模块33来进一步进行降温。
此外，该储液件R可以对该第二热交换模块32及该第三热交换模块33供给该冷却液体，举例而言，一循环管件组W4可以依序连通于该储液件R、该第二热交换模块32及该第三热交换模块33，以使该储液件R内的冷却液体可以持续供给至该第二热交换模块32及该第三热交换模块33，并回流至该储液件R，该循环管件组W4可以具有一泵浦P3来推动冷却液体的流动循环。
该热交换系统3可以另具有一杂质分离件34，该杂质分离件34可以位于该第一管件W1，该杂质分离件34可以为现有的旋风式除尘器，用以将通过该杂质分离件34的尘粒，凭借往下旋转的气流涡流带离，是本领域人员可以了解，本发明在此不作赘述。如此，该炉体1处理后的气体凭借该第一管件W1通过该杂质分离件34，可以将该气体中的未气化的微粒分离去除，较佳地，该循环管件组W4也可以连通于该杂质分离件34，如此，该循环管件组W4中的冷却液体在循环路经上，可以一并对通过该杂质分离件34的气体进行降温。
该热交换系统3可以另具有一第一气液分离件35及一第二气液分离件36，该第一气液分离件35及该第二气液分离件36可以利用现有重力沉降或离心等方式进行气液分离，是本领域人员可以了解。在本实施例中，该第一气液分离件35位于该第二热交换模块32的出气口及该第二管件W2之间，以及该第二气液分离件36位于该第三热交换模块33的出气口及该第三管件W3之间，如此，该第一气液分离件35及该第二气液分离件36可以将该气体内的焦油或木醋液等副产物进行冷凝回收，并经由一回收管W5排出以进行储存。
该净化模块4连接该第三管件W3，该净化模块4可以为现有的旋流塔，以对降温后的气体进一步过滤，该净化模块4可以具有一入气口41及一排气口42，该入气口41连通该第三管件W3，该入气口41及该排气口42之间具有一喷淋区43，该喷淋区43可以喷洒净化水浴，该喷淋区43的净化水液中可以添加所需的添加物，以去除氮氧化物、硫化物等有害物质，该添加物可以依据该气体中的有害物质来进行添加，本发明不予限制。该气体由该入气口41进入该净化模块4，并通过该喷淋区43的水浴的冲洗，使该气体中残余的有害物质可以进一步被去除，再由该排气口42排出。
综上所述，本发明的废弃物处理炉，凭借该活性炭渣层受到该微波发射模块的微波的照射而升温，以由该活性炭渣层发出的高温对该废弃物进行热化学反应，使有机物分子结构发生全面裂解，该废弃物经热解后所生成的气体可以续通过该活性碳层以对该气体进行过滤，可以避免该气体中的有害物质对废弃物处理炉产生损坏，可以达到延长废弃物处理炉使用寿命的功效。另外，本发明的处理设备，凭借该热交换系统将该废弃物处理炉排出的气体进行大幅度的降温，而能够送入该净化模块以将该气体内的有害物质去除，而排出无污染且含有一氧化碳、氢气的合成气体可供利用，可以达到提升废弃物附加价值的功效。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种废弃物处理炉，其特征在于，包含：
一炉体，由一外壳围绕形成一处理空间，该炉体内具有一活性炭渣层，该活性炭渣层位于该处理空间，一排气管连接于该活性炭渣层；及
一微波发射模块，对位于该活性炭渣层。
2.如权利要求1所述的废弃物处理炉，其特征在于，该炉体具有一隔热层，该隔热层围绕于该处理空间。
3.如权利要求1所述的废弃物处理炉，其特征在于，该炉体具有一灰渣堆积区，该灰渣堆积区位于该活性炭渣层的下方，该活性炭渣层与该灰渣堆积区之间具有一隔离件。
4.如权利要求1所述的废弃物处理炉，其特征在于，该炉体具有一蒸气输入管，该蒸气输入管连通于该处理空间。
5.一种处理设备，其特征在于，包含：
一如权利要求1至4中任一项所述的废弃物处理炉；
一热交换系统，具有一第一热交换模块与一储液件，该第一热交换模块连接该炉体的排气管，该储液件连接于该第一热交换模块；及
一净化模块，具有一入气口及一排气口，该入气口连通该第一热交换模块，该入气口及该排气口之间具有一喷淋区。
6.如权利要求5所述的处理设备，其特征在于，该第一热交换模块凭借一蒸气输送管连接于该炉体的处理空间。
7.如权利要求5所述的处理设备，其特征在于，还具有一第二热交换模块及一第三热交换模块，一第一管件连通于该第一热交换模块及该第二热交换模块，一第二管件连通于该第二热交换模块及该第三热交换模块，该第三热交换模块连通于该净化模块。
8.如权利要求7所述的处理设备，其特征在于，一循环管件组依序连通于该储液件、该第二热交换模块及该第三热交换模块。
9.如权利要求7所述的处理设备，其特征在于，该热交换系统具有一第一气液分离件及一第二气液分离件，该第一气液分离件连通于该第二热交换模块的出气口及该第二管件之间，该第二气液分离件连通于该第三热交换模块的出气口及该第三管件之间。
10.如权利要求5所述的处理设备，其特征在于，该热交换系统具有一杂质分离件，该杂质分离件位于该第一管件。
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