TW202245928A - 包含廢塑膠的一般廢棄物的再生資源化系統、一般廢棄物的再生資源化方法、以及用於一般廢棄物的再生資源化系統的遠紅外光催化劑還原處理裝置 - Google Patents

包含廢塑膠的一般廢棄物的再生資源化系統、一般廢棄物的再生資源化方法、以及用於一般廢棄物的再生資源化系統的遠紅外光催化劑還原處理裝置 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種一般廢棄物的再生資源化系統，係在前處理之後，藉由催化劑與遠紅外光之電磁波的加成效果，而進行包含廢塑膠的一般廢棄物中的有害金屬之無害化、安定化，而作為製品獲得再資源化處理物。
本發明之一般廢棄物的再生資源化系統係具有：處理物槽2，係保管處理物；催化劑破碎機3，係將前述處理物一部分添加催化劑並破碎；一次乾燥機6，係將從催化劑破碎機所供給的處理物進行一次乾燥並減容(Volume Reduction)；微粉粉碎機9，係粉碎一次乾燥後的處理物的一部分，並投入無害化焚化灰渣；原料槽11，係儲藏微粉粉碎後的處理物；二次乾燥機13，係將來自原料槽的處理物進一步二次乾燥並減容；遠紅外光催化劑還原處理裝置21，係以能夠產生由經加熱之陶瓷所發出之遠紅外光之電磁波的方式構成，供給二次乾燥處理物，並供給經過微粉粉碎機、原 料槽、二次乾燥機之無害化焚化灰渣，藉由源自前述焚化灰渣所含物質的催化劑與遠紅外光之電磁波的加成效果，而進行處理物中的有害金屬之無害化、安定化，而得再資源化處理物。

Description

包含廢塑膠的一般廢棄物的再生資源化系統、一般廢棄物的再生資源化方法、以及用於一般廢棄物的再生資源化系統的遠紅外光催化劑還原處理裝置
本發明係關於在前處理之後，藉由催化劑與遠紅外線之電磁波的加成效果，進行處理物之包含廢塑膠的一般廢棄物(以下稱為「一般廢棄物」)中的有害金屬之無害化、安定化，而可獲得作為製品之再資源化處理物之一般廢棄物的再生資源化系統、一般廢棄物的再生資源化方法、及用於一般廢棄物的再生資源化系統的遠紅外光催化劑還原處理裝置。
一般而言，以往的一般廢棄物處分係進行焚燒處理、及焚燒後之掩埋處理。
然而，隨著一般廢棄物的焚燒會產生之含有害金屬之焚化灰渣為可作為資源利用之優異資源。其原因為焚化灰渣係將各式各樣的物質予以燃燒，混合有30種元素以上的豐富金屬元素的集合體。
為了將該等金屬再資源化並利用，需要使有害金屬無害化，而形成安全且安定之物質。又，處理步驟需為高經濟性、低環境負擔性者。
焚化灰渣因為含有戴奧辛類或重金屬類之有害物質，故依法在基準上是進行掩埋處分。
但以往經處理之焚化灰渣的處分場所不足，並認為可利用作為水泥添加劑。但作為水泥添加劑到底是否為正解仍有待研究，即便重金屬類之物質僅有微量，但在未將含有的物質經無害化，僅與水泥一起以高溫焚燒，其重金屬仍不安定。
專利文獻1中揭示一種垃圾處理方法，該方法係系統整體以導管連結，在與外氣接觸較少之密閉構造建築物中進行前處理步驟、使用乾餾爐之碳化乾餾步驟、及冷卻步驟，藉此處理垃圾類，並獲得可再資源化之碳化物。
專利文獻2中揭示一種焚化灰渣之處理方法，為使一般廢棄物焚燒後產生的灰的無害化之處理方法，係包括下述步驟：將排出的飛灰及主灰所構成之都市垃圾的一般焚化灰渣加熱，將焚化灰渣中的未燃燒物完全燃燒之步驟；接著進行粉碎處理，增加表面積之步驟；及其後在與外氣絕緣之脫氧狀態的空間內，以加熱溫度400℃至600℃維持40分鐘至60分鐘之乾餾時間而處理之步驟。
專利文獻3中揭示一種焚化灰渣之再資源化方法，係將焚化灰渣在還原環境之乾餾條件下與有機質廢棄物碳化之碳化物混合接觸，將含有焚化灰渣之金屬轉化為難溶性金屬化合物，以催化作用活化吸附能，而再加工為活性碳。
但是，上述專利文獻1至3中皆未揭示藉由催化劑與遠紅外光之電磁波的加成效果，而進行處理物中的有害金屬之無害化、安定化，而得再資源化處理物之技術。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本專利特許第4599127號公報。
專利文獻2：日本專利特許第3971813號公報。
專利文獻3：日本專利特許第3840494號公報。
本發明係鑑於以往前述實情而開發者，提供一般廢棄物的再生資源化系統、一般廢棄物的再生資源化方法、及用於一般廢棄物的再生資源化系統的遠紅外光催化劑還原處理裝置，其係在前處理之後，藉由催化劑與遠紅外光之電磁波的加成效果，而進行一般廢棄物(處理物)中的有害金屬之無害化、安定化，而可獲得作為製品之再資源化處理物。
本發明之一般廢棄物(處理物)的再生資源化系統係具有：處理物槽，係保管處理物；催化劑破碎機，係將來自前述處理物槽的處理物一部分添加催化劑並破碎；一次乾燥機，係將催化劑破碎機所供給的處理物進行一次乾燥並減容；微粉粉碎機，係粉碎一次乾燥後的處理物的一部分，並投入無害化焚化灰渣；原料槽，係儲藏微粉粉碎後的處理物；二次乾燥機，係將來自原料槽的處理物進一步二次乾燥並減容；遠紅外光催化劑還原處理裝置，係以能夠產生由經加熱之陶瓷所發出之遠紅外光之電磁波的方式構成，供給二次乾燥處理物，並供給經過前述微粉粉碎機、原料槽、二次乾燥機之無害化焚化灰渣，藉由源自前述焚化灰渣所含物質的催化劑與遠紅外光之電磁波的加成效果，而進行處理物中的有害金屬之無害化、安定化，而得再資源化處理物。
根據請求項1所記載之發明可提供一種一般廢棄物的再生資源化系統，藉由利用無害化焚化灰渣的催化劑之一次乾燥、破碎、粉碎、二次乾燥，而使處理物減容至最低限容量後，藉由運送至遠紅外光催化劑還原處理裝置之無害化焚化灰渣的催化劑與遠紅外光之電磁波的加成效果，而進行處理物中的有害金屬之無害化、安定化，而得再資源化處理物，故可不燃燒一般廢棄物而由該一般廢棄物獲得可再利用之製品。
根據請求項2所記載之發明可實現並提供一種一般廢棄物的再生資源化系統，可發揮請求項1之發明之效果，而且係利用製品儲藏槽將再資源化處理物作為製品儲藏並運出至外部，又，可藉由排氣處理裝置 將排氣釋出至外部，又，將不會釋出有害氣體至外部之附導管(Duct)之螺旋輸送機配置於各要件間，故不會釋出有害氣體(無公害)。
根據請求項3所記載之發明可實現並提供一種一般廢棄物的再生資源化系統，可發揮請求項1或2之發明之效果，而且隨著遠紅外光催化劑還原處理裝置的處理所產生的熱係使用作為一次乾燥機之排熱利用，故可謀求排熱的有效利用。
根據請求項4所記載之發明可實現並提供一種一般廢棄物的再生資源化系統，可發揮請求項1至3中任一項之發明之效果，而且可將無害化焚化灰渣所含有金屬物質活用作為催化劑。
根據請求項5所記載之發明可實現並提供一種一般廢棄物的再生資源化方法，係具有：前處理步驟，係藉由利用無害化焚化灰渣的催化劑之一次乾燥、破碎、粉碎、二次乾燥，而使處理物減容至最低限容量；及再資源化處理步驟，係藉由遠紅外光催化劑還原處理裝置，而獲得有害金屬之無害化、安定化之處理物。因此，可不燃燒一般廢棄物地由該一般廢棄物獲得可再利用之製品。
根據請求項6所記載之發明可實現並提供一種一般廢棄物的再生資源化方法，可發揮請求項5之發明之效果，而且可將無害化焚化灰渣所含有金屬物質活用作為催化劑。
根據請求項7所記載之發明可實現並提供一種遠紅外光催化劑還原處理裝置，係具備：遠紅外光催化劑還原處理裝置本體，係於內壁布滿含有氧化鋁等陶瓷之耐火磚；架台，係支持該遠紅外光催化劑還原處理裝置本體；及排出斗，係配置於前述架台內，並於內壁布滿含有陶瓷之 耐火磚，由下部排出遠紅外光還原處理後的處理物。前述遠紅外光催化劑還原處理裝置係藉由以燃燒器加熱前述耐火磚，並由陶瓷產生遠紅外光的構成，經過藉由一般廢棄物所構成之處理物之一次乾燥、破碎、粉碎、二次乾燥，而使處理物的容量大幅減容，並運送無害化焚化灰渣之前處理步驟的處理物，藉由陶瓷所產生遠紅外光之電磁波與催化劑的加成效果，進行有害金屬之無害化、安定化，而可得再資源化處理物。
根據請求項8之發明可實現並提供一種遠紅外光催化劑還原處理裝置，可發揮請求項7之發明之效果，而且前述催化劑係利用由無害化焚化灰渣所得之金屬催化劑、半導體氧化物催化劑、氧化物催化劑、硫化物催化劑，故可將無害化焚化灰渣所含有金屬物質活用作為催化劑。
1:一般廢棄物的再生資源化系統
2:處理物槽
3:催化劑破碎機
4:附導管之螺旋輸送機
5:附導管之螺旋輸送機
6:一次乾燥機
7:振動篩
8:附導管之螺旋輸送機
9:微粉粉碎機
10:附導管之螺旋輸送機
11:原料槽
11a:陶瓷過濾器
12:附導管之螺旋輸送機
13:二次乾燥機
14:附導管之螺旋輸送機
15:水冷輸送帶
16:製品儲藏槽
17:排熱管
18:排氣處理裝置
20:建築物
21:遠紅外光催化劑還原處理裝置
31:遠紅外光催化劑還原處理裝置本體
31a:耐火磚
32:架台
33:排出斗
34:氣管
35:排氣氣體迴流管
36:加熱燃燒器
37:打孔金屬板
圖1係表示本發明之實施例1之一般廢棄物的再生資源化系統整體的概略構成的平面圖。
圖2係表示本實施例1之一般廢棄物的再生資源化系統整體的概略配置構成例的平面圖。
圖3係本發明之實施例2之一般廢棄物的再生資源化系統所使用紅外光催化劑還原處理裝置的概略前視圖。
圖4係本實施例2之遠紅外光催化劑還原處理裝置的概略側面圖。
圖5係本實施例2之遠紅外光催化劑還原處理裝置的概略平面圖。
圖6係圖4之A-A線的剖面圖。
圖7係圖4之B-B線的剖面圖。
圖8係圖4之C-C線的剖面圖。
圖9係本實施例2之遠紅外光催化劑還原處理裝置中的打孔金屬板的部分放大圖。
圖10係藉由本發明之實施例1之一般廢棄物的再生資源化系統進行之有害物質之再資源化處理的說明圖(換言之，為藉由遠紅外光還原催化劑反應原理進行之一般廢棄物的再生資源化系統的說明圖)。
本發明的目的為提供一種一般廢棄物的再生資源化系統，係在前處理之後，藉由催化劑與遠紅外光之電磁波的加成效果，而進行一般廢棄物(處理物)中的有害金屬之無害化、安定化，而可獲得作為製品之再資源化處理物。該目的係藉由具有下述構成之一般廢棄物的再生資源化系統而實現：處理物槽，係保管處理物；附磁選機之催化劑破碎機，係藉由不釋出有害氣體至外部之附導管之螺旋輸送機而與前述處理物槽連結，並將處理物一的部分在添加催化劑後破碎；一次乾燥機，係藉由不釋出有害氣體至外部之附導管之螺旋輸送機而與前述催化劑破碎機連結，並將從催化劑破碎機所供給的處理物進行一次乾燥並減容；微粉粉碎機，係藉由不釋出有害氣體至外部之附導管之螺旋輸送機而與前述一次乾燥機連結，並粉碎一次乾燥後的處理物的一部分，並投入無害化焚化灰渣；原料槽，係藉由不釋出有害氣體至外部之附導管之螺旋輸送機而與前述微粉粉碎機連結，並儲藏前述微粉粉碎後的處理物；二次乾燥機，係藉由不釋出有害氣 體至外部之附導管之螺旋輸送機而與前述原料槽連結，並將來自原料槽的處理物進一步二次乾燥並減容；遠紅外光催化劑還原處理裝置，係藉由不釋出有害氣體至外部之附導管之螺旋輸送機而與前述二次乾燥機連結，並以能夠產生由經加加熱之陶瓷所發出之遠紅外光之電磁波的方式構成，供給二次乾燥處理物，並供給經過前述微粉粉碎機、原料槽、二次乾燥機之無害化焚化灰渣，藉由源自前述焚化灰渣所含物質的催化劑與遠紅外光之電磁波的加成效果，而進行處理物中的有害金屬之無害化、安定化，而得再資源化處理物；製品儲藏槽，係藉由水冷輸送帶與前述遠紅外光催化劑還原處理裝置連結，並將再資源化處理物作為製品儲藏並運出至外部；及排氣處理裝置，係藉由排熱管與前述二次乾燥機連接，並將排氣釋出至外部。
(實施例)
以下參照圖面詳細說明本發明之實施例之一般廢棄物的再生資源化系統、一般廢棄物的再生資源化方法、及用於一般廢棄物的再生資源化系統的遠紅外光催化劑還原處理裝置。
(實施例1)
參照圖1、圖2及圖10說明本實施例之一般廢棄物的再生資源化系統1、一般廢棄物的再生資源化方法。圖10為藉由本發明之實施例1之一般廢棄物的再生資源化系統進行之有害物質之再資源化處理的說明圖，換言之，為藉由遠紅外光還原催化劑反應原理進行之一般廢棄物的再生資源化系統的說明圖。
圖1、圖2係表示本實施例1之一般廢棄物的再生資源化系統1整體的概略構成例、及整體的概略配置構成例。
在此，一般廢棄物是指塑膠之類之掩埋至掩埋位置也不會腐敗而會持續造成地盤不安定之人造物質、在土地中會產生化學變化且會成為公害產生源之合成物質等，形或質不固定且混合不燃物或可燃物、水分率不同的物質。
又，一般廢棄物亦包括聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、氯化聚乙烯、有機鹵化合物等有機氯系塑膠，該等會因焚燒處理而生成汞、戴奧辛、氯化氫等有害物質，又，亦包括可利用作為催化劑之有害重金屬類。
本實施例1之一般廢棄物的再生資源化系統1例如構築於建築物20室內。
前述一般廢棄物的再生資源化系統1例如具有：構成為可保管4天分一般廢棄物(處理物)2400m3之大小之處理物槽2、藉由附導管之螺旋輸送機4(不釋出有害氣體至外部之密閉之螺旋輸送機，以下相同)與前述處理物槽2連結之附磁選機之催化劑破碎機3、及藉由附導管之螺旋輸送帶5與該附磁選機之催化劑破碎機3連結之一次乾燥機6及振動篩7。
於前述一次乾燥機6中添加無害化焚化灰渣之催化劑及硫化物等添加劑，並以攪拌機攪拌。
又，前述一次乾燥機6及振動篩7係以圖中未表示附導管之螺旋輸送機連接，前述催化劑及添加劑係於振動篩7篩選落下，並再次乾燥使用。
本實施例1之一般廢棄物的再生資源化系統1進一步具有：藉由附導管之螺旋輸送機8與前述一次乾燥機6連接之微粉粉碎機9、藉由附導管之螺旋輸送機10與該微粉粉碎機9連接之原料槽11、藉由附導管之螺旋輸送機12與原料槽11連接之二次乾燥機(旋轉乾燥機)13、藉由附導管之螺旋輸送機14與二次乾燥機13連接之詳細如後述之遠紅外光催化劑還原處理裝置21、藉由水冷輸送帶15與遠紅外光催化劑還原處理裝置21連結並儲藏製品且運出至外部運出之製品儲藏槽16、及藉由排熱管17與前述二次乾燥機13連接並將排氣釋出至外部之排氣處理裝置18。
為了獲得催化劑，於前述微粉粉碎機9亦投入使有害金屬無害化之焚化灰渣，該焚化灰渣經過附導管之螺旋輸送機10，經過原料槽11被送至二次乾燥機13，且進一步被送至遠紅外光催化劑還原處理裝置21。
如圖10所示，藉由上述一般廢棄物的再生資源化系統1進行一般廢棄物的再生資源化方法之處理如下。
投入前述處理物槽2之有機物之碳C、氮N、氫H、氧O、硫S、水分(H2O)、及含有複數金屬X、Y、Z等一般廢棄物中，破碎物及非破碎物(無須破碎之物質)係不區別地由附導管之螺旋輸送機4經過催化劑破碎機3，破碎物則細片化至尺寸30至50mm之大小。
此時，無須破碎物(非破碎物)在催化劑破碎機3中為過而不停之狀態，而減少催化劑破碎機3中的破碎量。
細片化處理物(破碎物及非破碎物)係藉由附導管之螺旋輸送帶5而供給至一次乾燥機6，在此添加催化劑及添加劑，攪拌並在該狀態下乾燥至水分量20%左右。
如此乾燥處理後之處理物係藉由附導管之螺旋輸送機8供給於微粉粉碎機9，使處理物(破碎物)粉碎並減少密度，並實行例如100網目至150網目左右大小之均一化。
又，於前述微粉粉碎機9投入無害化焚化灰渣，此係為了獲得在後述遠紅外光催化劑還原處理裝置21所使用之催化劑。
接著，微粉粉碎處理後之處理物(亦即經粉碎處理物及焚化灰渣所含之有害金屬)係藉由附導管之螺旋輸送機10而供給至具備陶瓷過濾器11a之原料槽11，使水分(H2O)脫水，進一步藉由附導管之螺旋輸送機12供給至二次乾燥機13。
在二次乾燥機13中，藉由無害化焚化灰渣之催化劑脫水至水分量10%以下，進一步減容。
二次乾燥後之處理物係藉由附導管之螺旋輸送帶14供給至遠紅外光催化劑還原處理裝置21，在此係活用設置於遠紅外光催化劑還原處理裝置21之耐火磚31a所含氧化鋁等陶瓷所產生的電磁波，在無氧狀態或減氧狀態之環境中，發揮前述焚化灰渣所得之催化劑與電磁波的加成效果，在數秒內分解有害金屬等的結晶體，而進行安定化(碳C轉換為二氧化碳CO2，氫H轉換為H2O，氮N轉換為NOX)，進一步在X、Y、Z等複數金屬之離子化處理後，使該等與添加劑之硫化物(S)反應，而進行無害化、安定化，進行處理物之再資源化，獲得有害物質之陶瓷化、礦物質粒子化、碳前驅物等，而形成再資源化處理物。
其後，再資源化處理物係作為製品經過水冷輸送帶15送至製品儲藏槽16並運出。
又，隨著上述二次乾燥機13之動作所產生的熱係經過排熱管17送至排氣處理裝置18，視需要調整溫度後，供給於前述振動篩7等排熱消費源(排熱利用)。
又，隨著前述遠紅外光催化劑還原處理裝置21之動作產生的熱亦供給於前述一次乾燥機6、振動篩7等排熱消費源(排熱利用)。
如上述，本實施例1之一般廢棄物的再生資源化方法係包括：前處理步驟，係利用無害化焚化灰渣之催化劑，藉由脫水、一次乾燥、破碎、粉碎、二次乾燥，而使處理物減容至最低限容量；及再資源化處理步驟，係藉由遠紅外光催化劑還原處理裝置21，而獲得經由有害金屬之無害化、安定化之處理物。
又，本實施例1之一般廢棄物的再生資源化系統1、及一般廢棄物的再生資源化方法可發揮強大的處理再生能力。
亦即，在前述遠紅外光催化劑還原處理裝置21投入處理物時，各種可燃性物質係藉由粒度調整而使表面反應面均一化，故皆可進行相同的反應。
如上述，可燃性物質之粒度在前處理成為100網目至150網目左右，藉此可瞬間進行分子分解，使化學反應高活化。
又，例如一般廢棄物所含金屬元素的數約為30種元素。又，廢塑膠約為4種元素。
又，需留意汙泥等因其元素數而乾燥需要更多能量，需視處理物質不同而改變前處理之步驟順序、進行機材補充等。
根據本實施例1之一般廢棄物的再生資源化系統1，可確認與現有設備相比設施費便宜為1/5、能量僅為1/2、維持費僅為1/5、二氧化碳產生為1/100，在所有方面都較優異。
(實施例2)
接著參照圖3至圖9說明本發明之實施例2之一般廢棄物的再生資源化系統1所使用之遠紅外光催化劑還原處理裝置21之具體構成。
如圖3所示，前述遠紅外光催化劑還原處理裝置21係具有：遠紅外光催化劑還原處理裝置本體31，係於內壁例如布滿含有氧化鋁等陶瓷之耐火磚31a；架台32，係支持該遠紅外光催化劑還原處理裝置本體31；排出斗33，係配置於前述架台32內，並於內壁布滿含有陶瓷之耐火磚31a，且由下部排出遠紅外光還原處理後的處理物；氣管34，係用以保溫前述遠紅外光催化劑還原處理裝置本體31內；排氣氣體迴流管35，係使排氣氣體於前述遠紅外光催化劑還原處理裝置本體31內與排出斗33內之間迴流；及加熱燃燒器36，係加熱前述耐火磚而產生遠紅外光。
圖4係表示前述遠紅外光催化劑還原處理裝置21之側面，圖5係表示前述遠紅外光催化劑還原處理裝置21之平面，圖6係表示圖4之A-A線的剖面，圖7係表示圖4之B-B線的剖面，圖8係表示圖4之C-C線的剖面。
前述遠紅外光催化劑還原處理裝置21中的遠紅外光催化劑還原處理裝置本體31內部水平配設有打孔金屬板37，該打孔金屬板37係發揮作為圖9放大表示之過濾器的功能。
接著詳述前述遠紅外光催化劑還原處理裝置21之動作理論。
藉由本實施例2之遠紅外光催化劑還原處理裝置21所進行之有害金屬等的無害化、安定化處理係如前述，而於本實施例2之遠紅外光催化劑還原處理裝置21中，係活用加入無害化焚化灰渣之催化劑的陶瓷所產生的電磁波，在電磁場中的無氧狀態或減氧狀態之環境發揮催化劑與電磁波的加成效果，而在數秒內獲得無害化、安定化之製品。
遠紅外光為電磁波，電磁波為電場與磁場相互行進的波，紅外光為0.75至1000μm之波長區域，遠紅外光為其中之3至1000μm之波長區域。該波長區域之電磁波換算為溫度時為270℃至450℃。
若加熱陶瓷，則陶瓷本身溫度為200至600℃左右，會放射3μm至30μm之波長之電磁波(遠紅外光)。
該波長域之電磁波(遠紅外光)具有容易被多數物質(金屬除外)吸收之性質，遠紅外光會被碳酸氣體CO2或水蒸氣H2O吸收。
亦即，紅外光具有加熱作用，可對具電荷極性之物質的分子(水分子)等賦予運動能量，對分子賦予振動能量，並使運動活化。
獲得遠紅外光能量之物質的分子會加速並與其他分子碰撞，藉由碰撞轉變成熱，但遠紅外光本身並非為熱，而是使分子自我發熱之電磁波。
遠紅外光容易被有機物吸收，而在被吸收時會生成熱，而且遠紅外光會傳遞至物質深部並加熱內部。
人工遠紅外光一般是使用加熱陶瓷之方法作成，常使用的是氧化鋁系或鋯系之陶瓷。
陶瓷中氧化鋁(Al2O3)為較有效果，氧化鋁為Al3+及O2-所構成之離子性結晶，氧化鋁中雖有數種變形，但多使用α-Al2O3，α-Al2O3相較於用於催化劑之γ型更耐高溫。
由測定結果來看，陶瓷例如在1100℃的熱傳導率(熱線法，Hot wire method)、1180℃的熱膨率都良好。又，氧化鋁具有強化學鍵，故化學性、物理性皆具極高穩定性，且具有耐熱性(熔點=2050℃)、耐蝕性之性質，可說是陶瓷的代表。
藉由本實施例2之遠紅外光催化劑還原處理裝置21進行之遠紅外光催化劑還原處理中，在400℃以下之低溫度使用催化劑並在無氧或減氧空間進行還原處理，不僅僅依賴熱分解，而形成使焚化灰渣所含金屬無害化並生成催化劑之環境，在減氧狀態下一併進行藉由催化劑之還原處理，故在溫度400℃以下可充分產生化學反應，可得安定金屬化合物。
又，焚化灰渣所含金屬化合物皆為安定且不容於水的物質，因此焚化灰渣變得無害化。
焚化灰渣為含有機物之元素轉化為無機物(容易高熱減量)之物質，且皆為原子(atom)、分子(molecule)、離子(ion)之所謂較小粒子所構成，分子為原子所構成，離子為Na+、Cl-、NH4 +、NO3 -之類之帶電之原子或原子團者。
如上述，構成物質之粒子皆以原子為基本。
原子中存在有電子，電子中有K殼、L殼、M殼等軌道，各軌道充滿電子時，元素較安定，藉由鍵結原子與原子之電子數不同，會使原子之化學性質週期性地改變並更安定。
焚化灰渣若含有極微量元素，則會含有30種元素以上之金屬元素，焚化灰渣中的金屬亦具有容易與金屬反應之價電子，故會獲得或失去價電子，又，也可能共價而形成安定電子配置。
接著，為了使金屬原子安定，藉由分別所具有之自由電子而形成集合體，此時，藉由電子的波(電子具有波性質)而形成重疊軌道，電子會形成雲一般之空間並環繞，藉由引力使原子間距離變小，則各原子之陽離子會接近，故陽離子彼此會產生斥力。
該斥力所形成能量係與原子鍵結相關而形成鍵結能量，藉此形成集合體並形成結晶，結晶構造有所不同，但不限於所有原子簡單地整齊排列。
可藉由催化劑進一步促進該等反應乃本實施例2之遠紅外光催化劑還原處理裝置21之動作理論。
形成催化劑之物質不限為氣體、液體、固體等可有各式各樣者，也可由焚化灰渣之複數金屬物質的無害化而獲得。
由焚化灰渣中精製之催化劑有金屬催化劑Fe、Ni等、或半導體氧化物NiO、ZnO、MnO2、CrO2、V2O5、TiO2等、或氧化物Al2O3、SiO2、MgO等或硫等硫化物之超粉粒體。
又，前述遠紅外光催化劑還原處理裝置21內所產生之氣體會產生如下述(化1)所示各種化學反應。
(化1)
CO+O2 → CO2。
NO+CO → CO2+N2。
HC+O2 → CO2+H2O。
SO2+1/2O2 → SO3。
接著，有害氣體會被分解並排出。與催化劑接觸之物質為細菌類時，會被殺菌且屍體會被分解。焚化灰渣之無害化為分子之重組，可使用無盡(焚化灰渣存在時)之催化劑，故無須固定化，且化學反應後，催化劑本身可作為資源利用。
為了藉由低溫及催化劑所形成之還原環境而進行戴奧辛類或重金屬類的無害化，係產生電磁波，以光速的速度加成性利用催化劑，並提高反應性。
如上述，無害化焚化灰渣所含有金屬類會形成催化劑，與遠紅外光之電磁波進行加成性利用，而提高反應性，具有活用作為低廉資源之效果。
若要更詳細說明無害化焚化灰渣，焚化灰渣中，係含有作為金屬催化劑之會成為資源之具有固體表面之金屬結晶的集合體。
在構成到地下1600m為止的地殼之元素中，最多的為氧，以重量%而言佔全元素之46.6%。
次多的矽為27.7%，接為鋁的8.13%，該等為矽酸鹽之主要構成元素。接著鐵、鈣、鈉、鉀、鎂、磷、錳等皆為矽酸鹽之構成元素。該等前幾名的10種元素佔整體的98.6%。
金屬在地中分別具有獨自的性質，並與氧、磷、硫、氫、碳等元素形成化合物。
化合物種類有硫化物、氧化物、氫氧化物、鹵化物、碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽、砷酸鹽、硼酸鹽、矽酸鹽等。
該等皆具有作為離子性化合物之性質，但也有具有共價性化合物之性質者。
該等無機化合物分別有其性質，會依其性質彼此形成化合物。亦即，不溶於水而形成安定的難溶性化合物。
焚化灰渣為各式各樣物質之氣體，物質為各種元素所構成，藉由焚燒使元素殘留於灰中。
測定該殘渣物之焚化灰渣時，測定值中約顯示25種元素，其他超微量元素則不顯示於測定值，但組成成分約為可確認30種元素。
該等元素藉由焚燒而使所有金屬成為氧化物或氯化物，金屬化合物容易溶於水而形成不安定金屬化合物，不安定金屬多半為重金屬類，而重金屬類會以和硫的化合物來變得安定。
安定金屬具有作為金屬之利用價值，變得有發揮作為催化劑或沸石功用的資源。
又，陶瓷物性其一為熔點，若結晶溫度上升，則原子晶格振動寬度增加，使結晶熱膨張。
若晶格振動寬度到達臨界值，則無法維持結晶之規則性原子排列，形成原子或分子以弱結合力凝集之液狀，又，液體構造仍不明確，但一般而言化學鍵乃決定熔點之重要因子，熔點會以分子結晶、金屬結晶、離子結晶、共價結晶的順序提高。
物質要吸收熱能量並升溫時，有電子之熱激發及晶格振動所致熱吸收，而陶瓷的晶格振動所致熱吸收率較高，但熱衝擊所造成熱衝擊破壞之強度劣化係無法作為係數被觀測到。
但本實施例2中的溫度域為400℃以下，因此認為無結晶破壞，視為量子性基本粒子之光子係因光速的能量而具有破壞力。
又，本實施例2之遠紅外光催化劑還原處理裝置21中，以使遠紅外光的產生溫度在270℃至400℃之範圍之方式調整含有陶瓷之耐火磚31a，故遠紅外光產生溫度充分，但實驗已知遠紅外光的產生溫度為到600℃左右為止，此時亦未觀察到大幅變化。
提到前述遠紅外光催化劑還原處理裝置21之處理能力，處理容積為縱2m×橫2m×高度2m=8m3時，因有內貼之陶瓷，故容積可視為93%，而成為7.5m3，1小時約可處理7.5m3之處理物。亦即，24小時最多可處理180m3(1天的處理量：7.5m3×24/1=180m3)之處理物。
於前處理步驟將500m3(若比重為0.2，則為重量100t)之一般廢棄物進行前處理時，可知藉由水分去除而成為約165m3，為前述180m3之處理能力之範圍內。
接著總括地說明前述遠紅外光催化劑還原處理裝置21。
前述遠紅外光催化劑還原處理裝置21係將運入之處理物於低溫處理，在此步驟中攪拌催化劑與添加劑，藉此以減氧環境中的400℃以下之紅外光處理促進化學反應，而進行無害化。
根據處理物性質不同，可使前處理為配合處理物之組合，藉此可有彈性地對應各種處理物。
又，為了去除有機物處理所產生的有毒氣體，故所有步驟皆採用利用密封式附導管之螺旋輸送機之運送方法，並在無害化處理後運出至外部。
因此外部不會產生有毒氣體。又，所產生的熱可再利用，可抑制經常性成本，且有可活用作為乾燥熱之優點。
(產業利用性)
本發明之一般廢棄物再生資源化系統可廣泛利用於產業廢棄物或一般家庭垃圾之廢棄、無害化、或酸性土壤之改良等領域。

Claims (8)

  1. 一種一般廢棄物的再生資源化系統，前述一般廢棄物包含屬於處理物之廢塑膠，前述一般廢棄物的再生資源化系統係具有：
    處理物槽，係保管處理物；
    催化劑破碎機，係將來自前述處理物槽的處理物的一部分添加催化劑並破碎；
    一次乾燥機，係將催化劑破碎機所供給的處理物進行一次乾燥並減容；
    微粉粉碎機，係粉碎一次乾燥後的處理物的一部分，並投入無害化焚化灰渣；
    原料槽，係儲藏微粉粉碎後的處理物；
    二次乾燥機，係將來自原料槽的處理物進一步進行二次乾燥並減容；及
    遠紅外光催化劑還原處理裝置，係以能夠產生由經加熱之陶瓷所發出之遠紅外光之電磁波的方式構成，供給二次乾燥處理物，並供給經過前述微粉粉碎機、原料槽、二次乾燥機之無害化焚化灰渣，藉由源自前述焚化灰渣所含物質的催化劑與遠紅外光之電磁波的加成效果，而進行處理物中的有害金屬之無害化、安定化，而得再資源化處理物。
  2. 一種一般廢棄物的再生資源化系統，前述一般廢棄物包含屬於處理物之廢塑膠，前述一般廢棄物的再生資源化系統係具有：
    處理物槽，係保管處理物；
    附磁選機之催化劑破碎機，係藉由不釋出有害氣體至外部之附導管之螺旋輸送機而與前述處理物槽連結，並將處理物的一部分添加催化劑並破碎；
    一次乾燥機，係藉由不釋出有害氣體至外部之附導管之螺旋輸送機而與前述催化劑破碎機連結，並將催化劑破碎機所供給的處理物進行一次乾燥並減容；
    微粉粉碎機，係藉由不釋出有害氣體至外部之附導管之螺旋輸送機而與前述一次乾燥機連結，並粉碎一次乾燥後的處理物的一部分，並投入無害化焚化灰渣；
    前述原料槽，係藉由不釋出有害氣體至外部之附導管之螺旋輸送機而與前述微粉粉碎機連結，並儲藏微粉粉碎後的處理物；
    二次乾燥機，係藉由不釋出有害氣體至外部之附導管之螺旋輸送機而與前述原料槽連結，並將來自原料槽的處理物進一步進行二次乾燥並減容；
    遠紅外光催化劑還原處理裝置，係藉由不釋出有害氣體至外部之附導管之螺旋輸送機而與前述二次乾燥機連結，以能夠產生由經加熱之陶瓷所發出之遠紅外光之電磁波的方式構成，供給二次乾燥處理物，並供給經過前述微粉粉碎機、原料槽、二次乾燥機之無害化焚化灰渣，藉由源自前述焚化灰渣所含物質的催化劑與遠紅外光之電磁波的加成效果，而進行處理物中的有害金屬之無害化、安定化，而得再資源化處理物；
    製品儲藏槽，係藉由水冷輸送帶與前述遠紅外光催化劑還原處理裝置連結，並將再資源化的處理物作為製品儲藏並運出至外部；及
    排氣處理裝置，係藉由排熱管與前述二次乾燥機連接，並可將排氣釋出至外部。
  3. 如請求項1或2所述之一般廢棄物的再生資源化系統，其中隨著前述遠紅外光催化劑還原處理裝置的處理所產生的熱係使用於對前述一次乾燥機之排熱利用。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之一般廢棄物的再生資源化系統，其中前述遠紅外光催化劑還原處理裝置中的催化劑係利用由投入至前述微粉粉碎機之無害化焚化灰渣所得之金屬催化劑、半導體氧化物催化劑、氧化物催化劑、硫化物催化劑。
  5. 一種一般廢棄物的再生資源化方法，係包括下述步驟：
    前處理步驟，係利用催化劑，藉由包含廢塑膠的一般廢棄物所構成之處理物之一次乾燥、破碎、粉碎、二次乾燥，而使處理物的容量大幅減容，並進行無害化焚化灰渣之運送；及
    再資源化處理步驟，對於前處理後的處理物，在遠紅外光催化劑還原處理裝置中，藉由源自焚化灰渣的催化劑與陶瓷所產生遠紅外光之電磁波的加成效果，而進行有害金屬之無害化、安定化，獲得再資源化的處理物。
  6. 如請求項5所述之一般廢棄物的再生資源化方法，其中前述再資源化處理步驟中的催化劑係利用由在前處理步驟階段投入之無害化焚化灰渣所得之金屬催化劑、半導體氧化物催化劑、氧化物催化劑、硫化物催化劑。
  7. 一種用於一般廢棄物的再生資源化系統的遠紅外光催化劑還原處理裝置，前述紅外光催化劑還原處理裝置係對於經過前處理步驟之 處理物藉由陶瓷所產生遠紅外光之電磁波與催化劑的加成效果，而進行有害金屬之無害化、安定化，而得再資源化處理物，前處理步驟係藉由包含廢塑膠的一般廢棄物所構成之處理物之一次乾燥、破碎、粉碎、二次乾燥，而使處理物的容量大幅減容，並運送無害化焚化灰渣，
    前述遠紅外光催化劑還原處理裝置係具有：
    遠紅外光催化劑還原處理裝置本體，係於內壁布滿含有氧化鋁等陶瓷之耐火磚；
    架台，係支持前述遠紅外光催化劑還原處理裝置本體；及
    排出斗，係配置於前述架台內，並於內壁布滿含有陶瓷之耐火磚，由下部排出遠紅外光還原處理後的處理物；
    其中，加熱前述耐火磚，並由加熱陶瓷產生遠紅外光。
  8. 如請求項7所述之用於一般廢棄物的再生資源化系統的遠紅外光催化劑還原處理裝置，其中前述催化劑係利用由無害化焚化灰渣所得之金屬催化劑、半導體氧化物催化劑、氧化物催化劑、硫化物催化劑。
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