TWI640722B - 流體化床焚化爐 - Google Patents

Abstract

本發明係一種流體化床焚化爐，包含爐體及床砂及燃燒空氣供應裝置，燃燒空氣供應裝置設置於爐體的風室的外部，燃燒空氣供應裝置具有鼓風機及燃燒器，鼓風機用以供應常溫空氣，起爐燃燒時常溫空氣經過燃燒器燃燒成高溫空氣後進入風室，高溫空氣通過爐體的佈風板的空氣通道進入爐膛內以使床砂加熱並流體化；透過本發明的設計，可有效達到快速起爐及提升燃燒效率者。

Description

流體化床焚化爐

本發明係一種焚化爐，尤其有關於流體化床焚化爐。

按，隨著工業化的發展以及環保概念的興起，含水汙泥類的廢棄物，多半以焚化爐焚燒方式處理，以減量並減少汙染。習知一種用以焚燒廢棄物的流體化床焚化爐係將燃燒器設置於爐體的爐床上方，於起爐燃燒時燃燒器向下加熱床砂，再透過鼓風機將常溫空氣抽入風室，常溫空氣再經由佈風板進入床沙內，當高溫空氣的流速超過被燃燒器加熱的床砂的最小流體化速度，被燃燒器加熱的床砂於爐膛內伴同氣泡上下翻騰形成流體化床。流體化的床砂與廢棄物接觸面積大，熱傳效果佳，溫度分配平均，燃燒效率高。

然而，習知將燃燒器設置於爐體的爐床上方的設計，由於起爐燃燒時燃燒器係向下加熱床砂，而高溫空氣會向上逸散，使得床砂溫度上升較緩慢，因此起爐時間較長，能源消耗較高。

習知另一種用以焚燒廢棄物的流體化床焚化爐係將燃燒器設置於風室中，於起爐燃燒時風室外的鼓風機將常溫空氣抽入風室，經由燃燒器加熱為高溫空氣，高溫空氣再經由佈風板進入床沙內，當高溫空氣 的流速超過床砂的最小流體化速度，床砂於爐膛內伴同氣泡上下翻騰形成流體化床。

然而，習知將燃燒器設置於風室內並於風室內對常溫空氣加熱的設計，使得風室形同一燃燒室，因此習知流體化床焚化爐的風室及燃燒器外殼的耐高溫需求較高，導致建置流體化床焚化爐的成本增加。此外，鼓風機抽入風室的常溫空氣有一部份會先經過佈風板進入床砂，另一部份的常溫空氣才會受到燃燒器燃燒加熱，因此習知將燃燒器設置於風室的流體化床焚化爐的操作稍有不當即會造成加熱效率不佳，使得起爐時間較長，且能源消耗較高。

是以，要如何解決上述習用之問題與缺失，即為本案之創作人與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。

爰此，為有效解決上述之問題，本發明之一目的在於提供設置於風室外的一鼓風機及一燃燒器，藉此可以達到降低風室及燃燒器外殼的耐高溫需求程度，進而降低建置成本的流體化床焚化爐。

本發明之另一目的在於提供設置於風室外的一鼓風機及一燃燒器，於起爐燃燒時使常溫空氣進入風室前先受到燃燒器加熱形成高溫空氣，再通過佈風板進入床砂，藉以快速提升床沙溫度以達到廢棄物燃點，縮短起爐時間，降低能源消耗。

為達上述目的，本發明係提供一種流體化床焚化爐，包含一爐體，具有一爐膛及一風室及一佈風板，該佈風板設置於該爐膛及該風室之 間，該爐膛位於該佈風板的上方，該風室位於該佈風板的下方，該佈風板具有一上側係面對該爐膛及一下側係面對該風室，且該佈風板具有複數空氣通道貫穿該佈風板的上下兩側，該爐膛經過該等空氣通道連通該風室；一床砂，設置在該佈風板的上側；及一燃燒空氣供應裝置，設置於該風室外部，具有一鼓風機及一燃燒器，該鼓風機用以供應常溫空氣經過該燃燒器燃燒成高溫空氣後進入該風室，該高溫空氣通過該佈風板的該等空氣通道進入該爐膛內以使該床砂加熱並流體化；藉此，可以達到降低風室及燃燒器外殼的耐高溫需求程度、降低流體化床焚化爐建置成本、縮短起爐時間及降低能源消耗的效果。

100‧‧‧爐體

101‧‧‧爐膛

103‧‧‧風室

105‧‧‧佈風板

105a‧‧‧上側

105b‧‧‧下側

105c‧‧‧空氣通道

105d‧‧‧風帽

105e‧‧‧空氣出口

107‧‧‧進料口

109‧‧‧灰渣出口

111‧‧‧煙氣出口

113‧‧‧廢溶劑噴槍

115‧‧‧冷卻水噴槍

117‧‧‧尿素噴槍

119‧‧‧視鏡口

121‧‧‧輔助燃燒器

200‧‧‧床砂

300‧‧‧燃燒空氣供應裝置

302‧‧‧鼓風機

304‧‧‧燃燒器

306‧‧‧管道

400‧‧‧廢棄物

下列圖式之目的在於使本發明能更容易被理解，於本文中會詳加描述該些圖式，並使其構成具體實施例的一部份。透過本文中之具體實施例並參考相對應的圖式，俾以詳細解說本發明之具體實施例，並用以闡述創作之作用原理。

第1圖係為本發明流體化床焚化爐之第一實施例之剖面圖；第2圖係為本發明流體化床焚化爐之第一實施例之佈風板仰視圖；第3圖係為本發明流體化床焚化爐之第一實施例之風帽放大剖面圖；第4圖係為本發明流體化床焚化爐之第一實施例之廢棄物焚化處理剖面圖；第5圖係為本發明流體化床焚化爐之第二實施例之剖面圖；第6圖係為本發明流體化床焚化爐之第三實施例之剖面圖； 第7圖係為本發明流體化床焚化爐之第四實施例之剖面圖；第8圖係為本發明流體化床焚化爐之第五實施例之剖面圖；第9圖係為本發明流體化床焚化爐之第六實施例之剖面圖。

本發明之上述目的及其結構與功能上的特性，將依據所附圖式之較佳實施例予以說明。

請參閱第1、2、3圖，係為本發明流體化床焚化爐之第一實施例之剖面圖及佈風板仰視圖及風帽放大剖面圖，如圖所示，本發明所述之流體化床焚化爐係包含一爐體100、一床砂200及一燃燒空氣供應裝置300。

所述爐體100內壁具有耐火材料內襯(未繪示)，以保護該爐體100以及操作該流體化床焚化爐的人員。該爐體100具有一爐膛101、一風室103、一佈風板105、一進料口107、一灰渣出口109及一煙氣出口111。所述佈風板105設置於該爐膛101及該風室103之間，該爐膛101位於該佈風板105的上方，投入該流體化床焚化爐的廢棄物(例如垃圾、汙泥、廢溶劑、廢溶劑底渣)係於該爐膛101進行焚化處理，該風室103位於該佈風板105的下方。

所述佈風板105具有一上側105a係面對該爐膛101及一下側105b係面對該風室103，且該佈風板105具有複數空氣通道105c貫穿該佈風板105的上下兩側105a、105b，該爐膛101經過該等空氣通道105c連通該風室103。該佈風板105具有相對該等空氣通道105c設置的 複數風帽105d，所述風帽105d具有複數空氣出口105e連通所述空氣通道105c，每一空氣出口105e環設於該等風帽105d之表面。

所述進料口107設置於該爐體101，並連通該爐膛101，係用以投入欲進行焚化處理的廢棄物(例如垃圾、汙泥)。所述灰渣出口109設置於該爐體101，並連通該爐膛101，係用以排出廢棄物燃燒後所形成的灰渣，進一步連接一灰渣集中槽(未繪示)。所述煙氣出口111設置於該爐體101，並連通該爐膛101，係用以排出焚化廢棄物實產生的煙氣，進一步連接一廢熱鍋爐(未繪示)或一煙氣處理裝置(未繪示)。

所述床砂200係設置在該佈風板105的上側105a，該床砂200係用以做為爐質(也稱為熱傳媒介)，在本實施例中該床砂200係以石英砂做說明，但並不侷限於此，於具體實施時也可以選擇為其他爐質。所述燃燒空氣供應裝置300係設置於該風室103外部，該燃燒空氣供應裝置300具有一鼓風機302及一燃燒器304。該鼓風機302透過一管道306連接該燃燒器304，該鼓風機302用以吸引驅動該外部環境的常溫空氣經過該管道306供應給該燃燒器304。該燃燒器304具有一油氣霧化裝置(未繪示)及一點火裝置(未繪示)，該油氣霧化裝置將柴油與常溫空氣混合霧化噴出，該點火裝置經由瓦斯點火燃燒霧化的常溫空氣(含柴油)成為高溫空氣後進入該風室103。該高溫空氣上升進入該佈風板105的該等空氣通道105c，並通過該等風帽105d的該等空氣出口105e均勻進入該爐膛101內以使該床砂200加熱並流體化。

以下舉一具體實施例做說明：

請參閱第4圖，係為本發明流體化床焚化爐之第一實施例之廢棄物焚化處理剖面圖，如圖所示，於起爐燃燒時，該燃燒空氣供應裝置300的鼓風機302吸引驅動外部環境的常溫空氣經過該燃燒器304，該燃燒器304的油氣霧化裝置(未繪示)將柴油與常溫空氣混合霧化噴出，該燃燒器304的點火裝置(未繪示)經由瓦斯點火燃燒霧化的常溫空氣(含柴油)成為高溫空氣(第4圖中以粗黑箭頭表示)後進入該爐體100的風室103。該高溫空氣上升進入該佈風板105的該等空氣通道105c，該高溫空氣通過該佈風板105的該等風帽105d的該等空氣出口105e均勻進入該爐膛101內以使該床砂200加熱，當該高溫空氣的流速超過該床砂200的最小流體化速度時，該床砂200於該爐膛101內流體化，並上下翻騰形成流體化床。當該流體化的床砂200及高溫空氣的溫度高於廢棄物400的燃點時可以開始投入廢棄物400進行焚化處理，在本實施例中所述廢棄物400以汙泥為例，汙泥的燃點約為300℃至400℃，所述廢棄物400經由該爐體100的進料口107投入該爐膛101中，所述廢棄物400於該爐膛101焚化後形成的灰渣經由該爐體100的灰渣出口109排出，所述廢棄物400於該爐膛101焚化時產生的煙氣經由該爐體100的煙氣出口111排出。

於另一替代實施中，當該流體化的床砂200及高溫空氣的溫度高於廢棄物400的燃點時，所述廢棄物400於該爐膛101完全燃燒，該燃燒空氣供應裝置300的燃燒器304即可停止點火，此時該鼓風機302提供的常溫空氣通過該燃燒器304(不燃燒加熱)進入該爐體100的風 室103，並常溫空氣經過佈風板105的該等空氣通道105c進入該爐膛101供焚化廢棄物400使用。

藉由本發明此設計，本發明的流體化床焚化爐將該鼓風機302及該燃燒器304設置於該風室103外，使常溫空氣進入該風室103前先受到該燃燒器304加熱形成高溫空氣，因為常溫空氣不在風室內燃燒，所以風室及燃燒器外殼的耐高溫需求程度低，進而降低流體化床焚化爐的建置成本。並常溫空氣全部都受到該燃燒器304加熱形成高溫空氣，因此可以用較短的時間加熱該床砂200，所以本發明的流體化床焚化爐可以提升加熱效率，使廢棄物400可以完全燃燒，進而降低能源消耗。

請參閱第5圖，係為本發明流體化床焚化爐之第二實施例之剖面圖，如圖所示，本實施例部分結構及功能係與前述第一實施例相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例之不同處係為，該爐體100還具有一廢溶劑噴槍113，該廢溶劑噴槍113用以將廢溶劑或廢溶劑底渣(也是廢棄物的一種)投入該爐膛101內進行焚化處理，藉此，同樣可達與前述第一實施例相同之功效。

請參閱第6圖，係為本發明流體化床焚化爐之第三實施例之剖面圖，如圖所示，本實施例部分結構及功能係與前述第一實施例相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例之不同處係為，該爐體100還具有一冷卻水噴槍115，該冷卻水噴槍115用以向該爐膛101噴注入冷卻水，藉此，可以達到避免該爐膛101內的燃燒溫度過高的效果。

請參閱第7圖，係為本發明流體化床焚化爐之第四實施例之剖面圖，如圖所示，本實施例部分結構及功能係與前述第一實施例相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例之不同處係為，該爐體100還具有一尿素噴槍117，該尿素噴槍117用以向該爐膛101噴注入尿素溶液，藉此，可以達到降低所述廢棄物進行焚化處理時產生的煙氣中之氮氧化物濃度的效果。

請參閱第8圖，係為本發明之流體化床焚化爐第五實施例之剖面圖，如圖所示，本實施例部分結構及功能係與前述第一實施例相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例之不同處係為，該爐體100還具有至少一輔助燃燒器121，在本實施例中係以二輔助燃燒器121做說明，但並不侷限於此，於具體實施時也可以選擇設置為三或四個以上的輔助燃燒器121，所述輔助燃燒器121用以對熱值較低的廢棄物輔助燃燒，藉此，可以達到廢棄物完全燃燒的效果。

請參閱第9圖，係為本發明之流體化床焚化爐第六實施例之剖面圖，如圖所示，本實施例部分結構及功能係與前述第一實施例相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例之不同處係為，該爐體100還具有一視鏡口119，透過該視鏡口119可以觀察該爐膛101，藉此，操作該流體化床焚化爐的人員可以觀察廢棄物的燃燒情形。

以上所述，本發明相較於習知具有下列優點：1.廢棄物可以完全燃燒；2.風室及燃燒器外殼的耐高溫需求程度低，使得流體化床焚化爐的建置成本降低； 3.提升加熱效率，縮短起爐時間，進而降低能源消耗。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能限定本發明實施之範圍。即凡依本發明申請範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍。

Claims (9)

1. 一種流體化床焚化爐，包含：一爐體，具有一爐膛及一風室及一佈風板，該佈風板設置於該爐膛及該風室之間，該爐膛位於該佈風板的上方，該風室位於該佈風板的下方，該佈風板具有一上側係面對該爐膛及一下側係面對該風室，且該佈風板具有複數空氣通道貫穿該佈風板的上下兩側，該爐膛經過該等空氣通道連通該風室；一床砂，設置在該佈風板的上側；及一燃燒空氣供應裝置，設置於該風室外部，具有一鼓風機及一燃燒器，該鼓風機透過一管道連接該燃燒器，該鼓風機用以供應常溫空氣，該常溫空氣經過該管道供應給該燃燒器，該常溫空氣經過該燃燒器並與柴油混合燃燒成高溫空氣後進入該風室，該高溫空氣通過該佈風板的該等空氣通道進入該爐膛內以使該床砂加熱並流體化。
2. 如申請專利範圍第1項所述之流體化床焚化爐，其中該佈風板具有相對該等空氣通道設置的複數風帽，所述風帽具有複數空氣出口連通所述空氣通道，每一空氣出口環設於該等風帽之表面。
3. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中該爐體還具有一進料口。
4. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中該爐體還具有一灰渣出口。
5. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中該爐體還具有一煙氣出口。
6. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中該爐體還具有一廢溶劑噴槍。
7. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中該爐體還具有一冷卻水噴槍。
8. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中該爐體還具有一尿素噴槍。
9. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中該爐體還具有至少一輔助燃燒器。