TWI648318B - 遠紅外線輻射熱碳化設備 - Google Patents

遠紅外線輻射熱碳化設備 Download PDF

Info

Publication number
TWI648318B
TWI648318B TW106136062A TW106136062A TWI648318B TW I648318 B TWI648318 B TW I648318B TW 106136062 A TW106136062 A TW 106136062A TW 106136062 A TW106136062 A TW 106136062A TW I648318 B TWI648318 B TW I648318B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
carbonization
container
smoke
waste
generated
Prior art date
Application number
TW106136062A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201917156A (zh
Inventor
林秋男
Original Assignee
林秋男
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 林秋男 filed Critical 林秋男
Priority to TW106136062A priority Critical patent/TWI648318B/zh
Priority to CN201711265731.9A priority patent/CN109694716A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI648318B publication Critical patent/TWI648318B/zh
Publication of TW201917156A publication Critical patent/TW201917156A/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8643—Removing mixtures of carbon monoxide or hydrocarbons and nitrogen oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8678—Removing components of undefined structure
    • B01D53/8687—Organic components
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/78—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B51/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by combined direct and indirect heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/10—Oxidants
    • B01D2251/104—Ozone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/02—Odour removal or prevention of malodour
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Abstract

本發明的遠紅外線輻射熱碳化設備，係利用相同個體A與B的遠紅外線輻射熱碳化設備，在碳化容器內利用遠紅線的材料產生的輻射熱加熱使該容器內形成整體遠紅外線輻射熱環境，將廢棄物等投入該容器內，於密閉的空間內以紅外線加熱，外部則利用燃燒器加溫使容器內的廢棄物等在上述遠紅外線輻射熱的作用下乾燥、熱分解最終碳化，並為節省能源(燃料)再利用上述乾燥、熱分解所產生的熱量、碳化物經管線注入外部燃燒器中作為加熱燃料，使該容器內產生的碳化物質、煙氣等形成二次燃燒除去殘餘物質。

Description

遠紅外線輻射熱碳化設備
本發明是關於碳化設備，尤其是有關利用遠紅外線輻射熱碳化裂解廢棄物的遠紅外線輻射熱碳化設備。
以往，廢棄物的處理是以焚化爐設備為主，其設廠及儲存使用空間大，設備投資及維護成本高，合法地目難尋且昂貴，並在處理過程中容易造成空氣污染及隨時面對民眾抗爭事件等問題。
有鑑於上述已知的諸多問題，本發明人提出一種可置放於一般室內方便使用之廢棄物的遠紅外線輻射熱碳化設備，該碳化設備是利用遠紅外線的輻射熱及碳化容器以及循環水幫浦等特殊構造提供高性能的碳化裝置。
為解決以上的問題，本發明提供一種碳化裂 解廢棄物的設備，係利用遠紅外線幅射熱的碳化裂解廢棄物之兩個相同個體A與B的設備，其特徵為：在本體碳化容器內利用遠紅線材料產生的輻射熱進行加熱，使該本體碳化容器內形成整體遠紅外線輻射熱，將廢棄物等投入該本體碳化容器內，在密閉的空間內以紅外線加熱，外部則利用燃燒器加溫使上述容器內的廢棄物等在上述遠紅外線輻射熱的作用下乾燥、熱分解最終碳化，並為節省能源(燃料)再利用上述乾燥、熱分解所產生的熱量、碳化物作為加熱燃料經由通道注入本體外部燃燒裝置中，對上述容器內產生的碳化物質、煙氣等進行二次燃燒以燒除殘餘的物質。
並且，本發明中，在上述本體碳化容器內形成整體遠紅外線輻射熱，該容器位於封閉的本體內空間，使用遠紅外線陶瓷加熱層由外部燃燒器加熱該碳化容器，利用燃料加熱所產生的熱及遠紅外線輻射熱，將投入上述碳化容器內的廢棄物等乾燥、熱分解，最後碳化，並將上述碳化容器產生的碳化物質、煙氣、臭味等再經導管導入上述外部加熱裝置中燃燒，形成二次燃燒以減少上述容器內所產生的碳化物質、煙氣等，以節省能源並利用上述碳化物質(可燃性氣體)為燃料快速加溫達到碳化容器內廢棄物的碳化。
又，本發明中，利用上述乾燥、熱分解所產生的熱量、碳化物質等經控制器並導入氣體緩衝部作為加熱燃料注入外部燃燒裝置中燃燒，形成二次燃燒將其碳化 所產生的碳化物質、煙、臭味減至最少，並再利用尾器處理燃燒裝置將上述二次燃燒未完成的剩餘物質再次燃燒，將碳化所產生的物質完全燃燒，最終由催化觸媒對廢棄物等所產生的氣化物進行消煙、除臭。
另外，本發明中，投入上述碳化容器內的廢棄物等，經加熱產生的煙及熱分解的氣化物作為燃燒燃料經導管導入上述外部熱燒器內，以減少上述容器內所產生的碳化物質，再利用一組或二組以上的水循環裝置(水幫浦)，將熱分解後的煙及氣化物冷卻使其含有油、氣之氣化物和水混合儲存於循環水箱，所含的油氣經冷卻水中凝結形成浮油存浮於裝置內，在裝置內利用臭氧機(O3)注入臭氧以分解浮於水面上之浮油以及有機物質。
又，本發明中，至少包括一個或一個以上水循環裝置(水幫浦)，使用於裝置內由上述容器內廢棄物所產生的裂解油氣進行分解以及至少包括一個或一個以上高溫燃燒處理器以及催化觸媒的消煙除臭器，使用於裝置內由碳化容器廢棄物所產生的煙氣進行消煙、除臭。
又，本發明中，利用上述一組或二組以上的水循環裝置(水幫浦)抽取碳化裝置本體內的煙及氣化物，使上述碳化裝置內形成負壓，避免裝置本體內漏出煙氣及臭味。
並且，本發明中，碳化容器內置攪拌器可將廢棄物於碳化過程中加以攪拌使碳化物受熱均勻加速碳化，以節省碳化時間。
又，本發明中，上述碳化容器所產生的碳化物質、煙、臭味等經導管導入上述外部加熱裝置中燃燒以消煙、除臭，最後利用含貴金屬及氧化鈦的主要催化劑及遠紅外線層所形成的消煙、除臭器。
進一步說明本發明如下：
1.用於加熱處理的碳化容器內部置放遠紅外線加熱材料，外部設置燃料加熱器，將廢棄物投入容器內，在密閉的空間內以外部燃燒加熱遠紅外線的輻射熱的加熱方法將上述容器加熱，並且利用碳化容器蒸發的物質經控制器導至外部燃燒器中燃燒，形成二次燃燒，為提升熱值及節省燃料達快速處理及量產之需求，上述該容器特殊結構將容器內廢棄物攪拌粉碎加速碳化及上述方法所產生的熱量及遠紅外線輻射熱將廢棄物加熱乾燥、熱分解最後達到碳化的目的。
利用遠紅外線輻射熱的加熱方法，熱輻射是一種電磁波，其傳導的熱量T14-T24成正比，一般加熱的方法物體間的傳熱有熱傳導、對流需靠傳熱介質，則傳導的熱量與二個物體間的溫度差T1-T2成正比。
遠紅外線加熱就是將輻射熱直接對物質的加熱，乾燥，利用遠紅外線的輻射熱進行加熱乾燥等可減少空氣等介質上的能量損失，於熱授受時易使特性匹配，所謂熱是指以分子觀點看儲存於物體內部的原子間震動等動能，以紅外線加熱時，若使用有助於受熱體原子間運動的能量波段(即紅外線活性基準振動波)的輻射，則可更有效地進行 加熱。例如水(H2O)為3原子分子其基準振動數為3個，亦即OH的對稱伸縮振動為3652cm-1(2.7um)、逆對稱伸縮振動為3756cm-1(2.66um)、變角振動為1595cm(6.27um)，水分子為輕分子結合力強，其基本吸收帶在2.7um，接近有效吸收紅外線，任何物體只要在非零度都會放射紅外線，在使用於加熱、乾燥時紅外線放射體必須形成可有效促進被加熱原子間運動的紅外線放射特性。
一般加熱大都採用把熱風送入乾燥室的對流方式進行乾燥加熱，是把空氣加熱成對流的熱，將熱傳導到被加熱體上，如果被加熱物質產生水蒸氣其蒸氣壓高時，即使增高溫度也不易乾燥，須將有能量的水蒸氣迅速放出外部，則損失未用於乾燥的熱能，若利用紅外線加熱不會對空氣進行不必要的加熱，直接將要加熱的物質加熱，使蒸發的水蒸氣迅速煇散，有效地進行加熱。
本發明利用外部燃燒器加熱上述紅外線的特性，用於本體內部使形成整體遠紅外線輻射熱的加熱、乾燥方法，直接加熱被加熱物體，使蒸發的水蒸氣迅速飛散，經由循環水幫抽離加速熱分解效能，使被加熱的物質迅速碳化，熱分解中蒸發的氣化物被直接導入外部燃燒器燃燒，形成二次燃燒，再經由循環水幫浦吸引冷卻，將所含有的油氣凝結浮儲於水面經臭氧機於水中注入臭氧(O3)分解浮儲物質。
2.利用遠紅外線的輻射熱加熱催化觸媒，對於廢棄物所產生的氣化物進行消煙、除臭。
使用催化觸媒可降低廢氣的處理溫度並與一般常見的VOC廢氣處理之比較如下。
使用催化觸媒加熱碳化處理的主要反應如下：VOC+O2觸媒→CO2+H2O
使用催化觸媒加熱及無催化劑觸媒加熱對一般VOC之比較如下：
3.外部設置燃料燃燒加熱器在密閉的空間內利用外部加熱使遠紅線輻射熱得以加熱，碳化裝置製容器本體，其所述碳化裝置容器本體內部裝設陶瓷發熱材料形成內部整體遠紅外線輻射熱，將容器內碳化物加熱通過遠紅外線陶瓷輻射熱投射於上述碳化容器內的碳化物加以乾燥、熱分解的同時容器內特殊結構將容器內碳化物攪拌、粉碎加速碳化。
4.利用二次燃燒器將上述碳化容器內產生的氣化分解物及煙等蒸發物，其蒸發物為高熱值的碳氫化合物，將它直接導入氣體緩衝部再注入燃燒器中燃燒，使上 述氣化分解物質經高溫燃燒碳化，將剩餘物質減至最少，同時提高碳化容器內物質碳化，再利用尾氣處理燃燒設備將二次燃燒未完全之煙及碳化物進行再次燃燒消煙、除臭並由含有催化觸媒的尾氣處理設備消煙除臭處理。
5.利用水循環水幫浦吸引碳化設備本體內碳化物所產生的煙及氣化物，使碳化設備本體內形成負壓以避免裝置本體內洩漏出煙及臭味，同時將氣化物冷卻凝結浮儲於水面，利用臭氧機注入(O3)將浮儲於水面上之凝結油及有機物等氧化分解。
6.消煙除臭器可分二次燃燒及尾氣處理燃燒及臭氧消煙除、臭器，最終觸媒消煙除臭器其主要的成分是填充的鉑、鈀及氧化鈦等氧化劑，並注入臭氧以分解有害物質之成分。
本發明碳化設備，係利用輸送帶或昇降機將廢棄物投入絞碎機經絞碎的廢棄物由輸送帶輸送，於輸送過程中的同時將廢棄物去除水分後風乾並投入碳化容器內，推壓旋轉門開關關閉碳化容器，外部燃燒器加熱並利用遠紅外線陶瓷材料產生的輻射熱將容器內碳化物加熱，本碳化設備的特點在於採用全自動的PLC控制下進行碳化，不會因過熱高溫而發生燃燒，碳化容器內的廢棄物是利用來自遠紅外線輻射熱的熱量加熱及外部燃料燃燒器的加熱而乾燥、熱分解。將蒸發氣化後的煙及氣化物經導管導至緩衝部再注入外部燃燒器中燃燒，形成二次燃燒的消煙、除臭、滅菌後的氣化物質經冷卻水洗浮儲於水面，經 由臭氧機注入(O3)分解氧化，剩餘氣化物質再經尾氣燃燒器再次燃燒，最終觸媒消煙除臭器再予以消煙、除臭分解其有害物質後排放於大氣。碳化容器內之碳化剩餘物質含微量的碳化物可作為一般處理過後的廢棄物處理，也可置放於一般土壤中。
並且，說明本發明遠紅外線碳化裝置對於廢棄物的碳化方法如下：
空氣污染中危害最深遠為戴奧辛(二噁英)，戴奧辛(Dioxin)是一種化合物(如燃燒塑膠、塑膠袋含有戴奧辛)，由兩個氧原子連接一對苯環類化合物所組成，當使用一般燃燒焚化分解方式時，燃燒材料中氯原子會形成化合物。本發明方法是在密封狀態下利用遠紅外線輻射熱加熱使上述廢棄物乾燥、熱分解、蒸發、碳化，它與一般燃燒方式在原理上完全不同，因不供給氧原子時，氧原子結合產生戴奧辛的量與燃燒方式比較減少許多。
一般事業廢棄物及家庭廢棄物具有感染性及危險性以及處理時效之迫切性，廢棄物中大部份含有塑膠類如聚乙烯(Polyethylene)或有機矽(Silicon)樹脂等，以上述遠紅外線輻射熱的碳化方法將其熱分解成為低分子化後，氯化合物不能在與其結合並且由於聚乙烯為同類的分子物質因此實際反應也部會結合為戴奧辛。
遠紅外線之作用
聚乙烯之結構
化學式：C-C、C-H之結合
聚乙烯的C-C鍵吸收遠紅外線輻射中的特定波長，它的C-H鍵吸收遠紅外線輻射中的另一個特定波長後，分解成為活性自由基，當聚乙烯的C-C鍵及C-H鍵吸收遠紅外線而斷裂分解成為低分子自由基並在水中反應時，因聚乙烯自由基屬低分子物質，它與氫自由基反應時形成穩定的低分子物質。所形成的低分子中的C-C、C-H鍵再經遠紅外線輻射，形成更低分子的活性物質，它與氫原子反應形成氧化氣體，其帶有油脂氣體經水洗冷切於水中，利用臭氧產生器(O3)氧化處理浮儲於水面之物質及油氣等最終可將有機物全部氧化還原。
遠紅外線輻射碳化程序如下：
無機物、碳酸氣體CO2、H2O
臭氧之氧化反應機制：
臭氧為一強氧化劑，溶於水中後會維持臭氧分子形態或經過一串反應機制，行成氧化能力更高的氫氧自由基，因此不論是臭氧或氫氧自由基，均能以其強大的氧化能力對水中有機物加以破壞。臭氧在水中發生的反應如下：O3→O+O2，O+H2O→2HO，再鹼性介質中O3可以OH-反應，產生自由基的速度很快，即O3+OH-→HO2+O- 2，，O3+HO2→HO+2O2，2HO2→O3+H2O產生的HO比O3更強的氧化能力，能使有機物(RH)發生反應：HO+RH→R+H2O R+O2→RO2 RO2+RH→ROOH+R ROOH+HO→CO2+H2O+……其他氧化產物
1.碳化容器內使用遠紅外線陶瓷層經外部加 熱器加熱形成整體遠紅外線的輻射熱的加熱，因此可透過整體遠紅外線輻射熱的加熱，碳化容器內的事業廢棄物或一般廢棄物，可獲得良好且均勻的熱貫穿效果，碳化容器為密閉以水幫浦吸引形成負壓因此不會產生過熱而燃燒，尤其處理事業廢棄物時，大部分為聚乙烯或樹脂類的物質，可利用遠紅外線輻射熱碳化可促進其穩定熱分解來缩短處理時間，以熱分解形成低分子化合物後，不再反應成為有害物質。
2.碳化容器的內壁裝設遠紅外線的陶瓷層，廢棄物除了可利用遠紅外線陶瓷層加熱，並利用外部燃燒裝置燃燒器具加熱於碳化容器，藉由外部的加熱使遠紅外線陶瓷層形成遠紅外線輻射熱，其可補助遠紅外線陶瓷加熱的加熱更能縮短處理時間，並可節省電費燃料費，碳化容器內形成遠紅外線的陶瓷層，不會有碳化物附著在內表面上之虞。
3.容器內置攪拌器經由控制器(A/B-1a)帶動馬達將攪拌器連桿升至170℃後放開控制器由旋轉器旋轉將容器內廢棄物轉動，可使廢棄物獲得均熱加速碳化，可節省處理時間及費用。
4.利用水幫浦將容器內氣化物吸引使容器內行成負壓，不會有煙惡臭等洩漏之虞，更可加速碳化時間，其結構筒單可長期使用。由水幫浦吸引容器內所產生的氣化物水洗冷卻含有油脂成分物質浮儲於水槽中由臭氧機(O3)注入臭氧分解有害物質並於消煙除臭。
5.本裝置由於第1至第5消煙、除臭器應用多重方法具有高效果，不會造成公害。
A、B‧‧‧碳化容器
A-1、B-1‧‧‧碳化設備
A-1a、B-1a‧‧‧攪拌裝置
A-1b、B-1b‧‧‧碳化蒸發物出口
A-1c、B-1c‧‧‧煙道出口
A-1d、B-1d‧‧‧煙道夾層
A-1e、B-1e‧‧‧碳化剩餘物出口
A-1f、B-1f‧‧‧碳化剩餘物儲存桶
A-2、B-2‧‧‧碳化容器密封旋臂
A-2a、B-2a‧‧‧碳化容器密封旋轉門
A-2b、B-2b‧‧‧碳化容器密封轉動套件
A-2c、B-2c‧‧‧碳化容器空間
A-2d、B-2d‧‧‧遠紅外線陶瓷發熱層
A-2e、B-2e‧‧‧煙道
A-2f、B-2f‧‧‧灑水器
A-3、B-3‧‧‧煙道安全氣閥
A-3a、B-3a‧‧‧氣冷設備
A-4、B-4‧‧‧蒸發物控制器
A-4a、B-4a‧‧‧控制器第1開關
A-4b、B-4b‧‧‧控制器第2開關
A-5、B-5‧‧‧外部燃燒裝置
A-5a、B-5a‧‧‧外部燃燒器
A-5b、B-5b‧‧‧碳化蒸化物緩衝部
A-5c、B-5c‧‧‧安全閥
A-6‧‧‧緩衝部
A-6a‧‧‧水處理裝置管道
7‧‧‧(利用虹吸原理水的流動動力提供吸引力)第一水循環裝置
7-e‧‧‧第一處理循環水箱
7-f‧‧‧臭氧機
9‧‧‧第二水循環裝置
9-b‧‧‧第二處理循環水箱
9-c‧‧‧第二臭氧機
10‧‧‧冰冷水機
12‧‧‧尾氣燃燒裝置
12-a‧‧‧燃燒器
12-e‧‧‧貴重金屬觸媒裝置
12-i‧‧‧加熱器
圖1表示本發明的遠紅外線輻射熱碳化設備之具體實施例的各構成與流程的詳細說明剖視圖。
圖2表示本發明的遠紅外線輻射熱碳化設備之具體實施例的剖視圖。
圖3是本發明所使用碳化容器的詳細結構圖。
圖4是本發明的遠紅外線輻射熱碳化設備中循環水(泵)幫浦結構圖。
圖5是本發明兩個相同的碳化容器所產生碳化蒸發物控制器及緩衝器結構圖。
圖6是本發明的遠紅外線輻射熱碳化設備中的煙道氣冷裝置的結構圖。
圖7是本發明的遠紅外線輻射熱碳化設備中的緩衝器的結構圖。
圖8是本發明的遠紅外線輻射熱碳化設備中尾氣觸媒裝置結構圖。
圖9是本發明的遠紅外線輻射熱碳化設備概略流程圖。
圖1及圖2為包括碳化裝置之遠紅外線輻射熱碳化設備的兩個相同個體A與B，如圖3表示，上述碳化裝置所使用碳化容器的內外壁係由耐久金屬材料製成。合併圖1至圖3說明如下，該內外壁之間填充有如磁化纖維或矽酸鈣等的輕質隔熱材料，在該碳化裝置的碳化容器(A-1、B-1)的內部形成有遠紅線陶瓷發熱層(A-2d、B-2d)，利用密封旋臂(A-2、B-2)關閉，卡鈎密封旋轉門(A-2a、B-2a)上下移動後進入並利用油壓缸旋轉轉軸(A-2b、B-2b)，形成碳化容器的內部的密閉空間(A-2c、B-2c)以置放廢棄物，且該遠紅外線陶瓷發熱層(A-2d、B-2d)係置放於碳化裝置的內部。本發明使用遠紅外線陶瓷發熱層，藉由外部燃燒裝置(A-5、B-5)，例如瓦斯或柴油燃燒機等，將碳化蒸化物緩衝部(A-5b、B-5b)加熱，以輔助碳化容器的加熱，使碳化容器的內部的紅外線陶瓷發熱層(A-2d、B-2d)產生遠紅外線輻射熱，可進一步使碳化容器內部的空間(A-2c、B-2c)產生整體遠紅外線的輻射熱。
圖3為碳化容器(A-1、B-1)的剖視圖。如圖3表示，將遠紅外線陶瓷發熱層(A-2d、B-2d)塗裝於碳化容器(A-1、B-1)的內壁，利用油壓缸經PLC自動控制系統自動控制旋轉門(A-2、B-2)的控制開或關，將廢棄物(例如，廢輪胎等)投入該碳化容器(A-1、B-1)的空間(A-2c、B-2c)內，此碳化容器的旋轉門關閉後，啟動外部燃燒裝置(A-5、B-5)將遠紅外線陶瓷發熱層(A-2d、B-2d)加熱，並同時參閱圖1，透過外部燃燒裝置(A-5、B-5)加熱該遠紅外線 陶瓷發熱層(A-2d、B-2d)，將容器內廢棄物加熱至400℃，並利用遠紅外線陶瓷發熱層(A-2d、B-2d)產生的輻射熱將碳化容器內的廢棄物加熱，經乾燥、熱分解步驟促使其氣化蒸發。隨後，利用熱效應原理加熱經由煙道口進入螺旋式的煙道(A-2e、B-2e)加熱，將此加熱後的尾氣經氣冷設備(A-3a、B-3a)降溫進入碳化蒸發物及煙氣緩衝部(A-6)(參閱圖7)。並且，本發明的碳化容器產生的蒸發物是經蒸發物控制器(A-4、B-4)控制導向(參閱圖5)，如上述，由於該設備設有A與B兩組相同的裝置，因此經導入自動轉換器接頭，轉換A或B的兩組裝置所產生的碳化蒸發物質後，再於外部燃燒裝置中燃燒，當A組裝置達到設定溫度時，即可將A組的裝置產生的碳化物質及熱導入B組的裝置的外部燃燒裝置中繼續燃燒，或可直接切換導入A組或B組的裝置經過緩衝部(A-6、B-6)緩衝後注入外部燃燒裝置(A-5、B-5)中燃燒(參閱圖5)。另外，將碳化容器(A-1、B-1)蒸發的物質與煙道(A-2e、B-2e)產生的煙氣等注入緩衝部(A-6)的水處理裝置管道(A-6a)，並與排氣通道連接進行消煙、除臭及尾氣處理。當容器內溫度達280℃時啟動攪拌器(A-1a、B-1a)攪拌碳化容器內的廢棄物使加速碳化，在該碳化容器內的溫度達到300℃時啟動撒水器(A-2f、B-2f)，並控制撒水量及間隔以加速其裂解及氧化，設定使外部燃燒器(A-5a、B-5a)的安全閥(A-5c、B-5c)當碳化容器內的氣壓超過該外部燃燒裝置的設定值時進行洩氣並發出警報。
利用碳化容器(A-1、B-1)內產生的蒸發物回流至外部燃燒裝置(A-5、B-5)燃燒進行第一次消煙、除臭，使蒸發物再次燃燒消煙、除臭將剩餘物質減至最少，由於碳化容器(A-1、B-1)內產生的蒸發物為容易燃燒之高燃值的碳氫化合物而可減少燃料使用量並提升碳化的速度及產能。
另外，利用第一水循環裝置(7)將上述煙氣中的碳化合物吸引，利用虹吸原理藉水滴落的力量吸引煙氣使其跌落至水槽中冷卻，以使得含油脂成分的物質浮游於第一處理循環水箱(7-e)中，如圖9表示，藉臭氧機(7-f)分解進行第二次消煙、除臭。
並且，利用第二水循環裝置(9)再吸引煙氣中的碳化合物，並利用虹吸原理藉水滴落的力量吸引煙氣使其跌落至水槽中冷卻，由冰冷水機(10)提供冰水使含有氫分子的化合物及短鏈的物質浮游於第二處理循環水箱(9-b)中，以第二臭氧機(9-c)將其溶解進行第三次消煙、除臭。
又，如圖8表示，藉尾氣燃燒裝置(12)進行第四次消煙、除臭，將上述第一至第三次消煙、除臭後的剩餘物質利用燃燒器(12-a)再次燃燒以進一步消除煙氣、臭氣等不良的物質。由於該尾氣燃燒裝置(12)具有特殊的結構，可提供熱風(S)容易使碳化物完全燃燒並可節省燃料。
並且，參閱圖8，藉第五次消煙、除臭之作用，上述尾氣燃燒裝置(12)內置有貴金屬觸媒裝置(12- e)，藉催化劑以化學方式及物理方法將碳化容器內之熱分解後的汽化物以加熱器(12-i)加熱催化，將貴金屬觸媒裝置(12-e)加熱至320℃使氣化物及煙氣分解成為低分子氣化物，除去微量殘留輕分子及臭味後排放大氣。
以下，說明藉第一消煙、除臭之外部燃燒裝置(A-5、B-5)的外部燃燒器(A-5a、B-5a)，進行燃燒熱分解碳化容器內所產生之蒸發物的熱分解作用。
例如：塑膠類PE、PVC、矽膠等
其次，如上所述，進行第二、三消煙、除臭的第一、第二水循環裝置(7、9)內之臭氧機(7-f、9-c)的主要是利用氧化還原劑，將有機成分氧化或還原，其化學反應如下。
首先，將貴金屬觸媒裝置(12-e)的催化觸媒及氧化觸媒，以加熱器(12-i)加熱至320℃使氣化物完全氧化分解，同時從臭氧機(7-f、9-c)注入臭氧(O3)，進行如下化學反應，以分解有害物質。
O3直接反應：污染物+O3→產物或中間物
O3間接反映：污染物+HO→產物或中間物
在碳化容器內的廢棄物碳化後，將剩餘微量碳化物經蒸發物控制器(A-4、B4)及控制器第1開關(A-4a、B-4a)排入灰渣儲存桶儲存定量控制由控制器第2開關(A-4b、B-4b)控制排灰，利用塑膠袋或麻袋接至出灰口裝填，其灰渣經過完全碳化可當一般廢棄物處理或當土壤混 合物。

Claims (9)

  1. 一種碳化裂解廢棄物的設備，係利用遠紅外線幅射熱的碳化裂解廢棄物之相同個體A與B的設備，該等相同個體A與B的設備，分別具備：碳化容器、安全氣閥、蒸發物控制器、外部燃燒裝置、緩衝部及複數水循環裝置(水幫浦)，在該碳化容器內利用遠紅線材料產生的輻射熱進行加熱，使該碳化容器內形成整體遠紅外線輻射熱，將廢棄物等投入該碳化容器內，在密閉的空間內以紅外線加熱，外部則利用燃燒器加溫使上述容器內的廢棄物等在上述遠紅外線輻射熱的作用下乾燥、熱分解最終碳化，其特徵為：再利用上述乾燥、熱分解所產生的熱量、碳化物作為加熱燃料經由通道注入上述外部燃燒裝置中，對上述容器內產生的碳化物質、煙氣等進行二次燃燒以燒除殘餘的物質。
  2. 如申請專利範圍第1項記載的碳化裂解廢棄物的設備，其中，將上述碳化容器產生的碳化物質、煙氣、臭味等再經導管導入上述外部燃燒裝置中燃燒，進行二次燃燒以減少上述碳化容器內所產生的碳化物質、煙氣等，可節省能源並利用上述碳化物質(可燃性氣體)為燃料快速加溫達到碳化容器內廢棄物的碳化。
  3. 如申請專利範圍第2項記載的碳化裂解廢棄物的設備，其中，利用上述乾燥、熱分解所產生的熱量、碳化物質等經控制器導入上述緩衝部並作為加熱燃料注入上述外部燃燒裝置中燃燒，進行二次燃燒將其碳化所產生的碳化物質、煙、臭味減至最少，並再利用尾器處理燃燒裝置將上述燃燒未完成的剩餘物質再次燃燒，將碳化所產生的物質完全燃燒，最終由催化觸媒對廢棄物等所產生的氣化物進行消煙、除臭。
  4. 如申請專利範圍第1項記載的碳化裂解廢棄物的設備，其中，投入上述碳化容器內的廢棄物等，經加熱產生的煙及熱分解的氣化物作為燃燒燃料經導管導入上述外部燃燒裝置內，以減少上述碳化容器內所產生的碳化物質，再利用一組或二組以上的上述水循環裝置(水幫浦)，將熱分解後的煙及氣化物冷卻使其含有油、氣之氣化物和水混合儲存於循環水箱，所含的油氣經冷卻水中凝結形成浮油存浮於裝置內，在裝置內利用臭氧機注入臭氧以分解浮於水面上之浮油以及有機物質。
  5. 如申請專利範圍第2項記載的碳化裂解廢棄物的設備，其中，投入上述碳化容器內的廢棄物等，經加熱產生的煙及熱分解的氣化物作為燃燒燃料經導管導入上述外部燃燒器內，以減少上述碳化容器內所產生的碳化物質，再利用一組或二組以上的上述水循環裝置(水幫浦)，將熱分解後的煙及氣化物冷卻使其含有油、氣之氣化物和水混合儲存於循環水箱，所含的油氣經冷卻水中凝結形成浮油存浮於裝置內，在裝置內利用臭氧機注入臭氧以分解浮於水面上之浮油以及有機物質。
  6. 如申請專利範圍第3項記載的碳化裂解廢棄物的設備，其中，至少包括一個或一個以上的上述水循環裝置(水幫浦)，使用於裝置內由上述碳化容器內的廢棄物所產生的裂解油氣進行分解以及至少包括一個或一個以上高溫燃燒器以及催化觸媒的消煙除臭器，使用於裝置內由碳化容器的廢棄物所產生的煙氣進行消煙、除臭。
  7. 如申請專利範圍第2項或第4項或第5項記載的碳化裂解廢棄物的設備，其中，利用上述一組或二組以上的上述水循環裝置(水幫浦)抽取碳化容器本體內的煙及氣化物，使上述碳化容器內形成負壓，避免裝置本體內漏出煙氣及臭味。
  8. 如申請專利範圍第2項或第4項或第5項記載的碳化裂解廢棄物的設備，其中，上述碳化容器的攪拌器可將廢棄物於碳化過程中加以攪拌使碳化物受熱均勻加速碳化，以節省碳化時間。
  9. 如申請專利範圍第2項記載的碳化裂解廢棄物的設備，其中，上述碳化容器產生的碳化物質、煙、臭味等經導管導入上述外部燃燒裝置中燃燒以消煙、除臭，並利用含貴金屬及氧化鈦為主要催化劑的遠紅外線層進行最後的消煙、除臭。
TW106136062A 2017-10-20 2017-10-20 遠紅外線輻射熱碳化設備 TWI648318B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106136062A TWI648318B (zh) 2017-10-20 2017-10-20 遠紅外線輻射熱碳化設備
CN201711265731.9A CN109694716A (zh) 2017-10-20 2017-12-05 远红外线辐射热碳化设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106136062A TWI648318B (zh) 2017-10-20 2017-10-20 遠紅外線輻射熱碳化設備

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI648318B true TWI648318B (zh) 2019-01-21
TW201917156A TW201917156A (zh) 2019-05-01

Family

ID=65804228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106136062A TWI648318B (zh) 2017-10-20 2017-10-20 遠紅外線輻射熱碳化設備

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN109694716A (zh)
TW (1) TWI648318B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190048266A1 (en) * 2016-08-09 2019-02-14 James William Masten, JR. Non-Combustion Hydrocarbon Gasification: An Optimal Infrared Radiant Energy Thermo-Physical Transformation Process
TWI748622B (zh) * 2020-08-28 2021-12-01 李輝雄 有機物降解方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113322089A (zh) * 2021-05-28 2021-08-31 重庆大学 一种红外快速加热废旧塑料的热解与催化热解方法
CN113930927B (zh) * 2021-09-22 2023-06-13 浙江得威德环保科技股份有限公司 一种组合功率法pan基预氧化纤维针刺毡制备碳化毡方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200837183A (en) * 2007-03-07 2008-09-16 Coral Sea Biochemistry Inc Carbonizing device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7087140B1 (en) * 2001-09-10 2006-08-08 Menian Harry H Carbonizing waste processing apparatus
CN101264479B (zh) * 2007-03-15 2011-09-07 珊瑚海生化科技股份有限公司 碳化装置
CN203602551U (zh) * 2013-12-03 2014-05-21 沈阳农业大学 一种搅拌式生物质炭化炉
CN106180117B (zh) * 2015-12-22 2018-08-24 北京林业大学 一种废弃物的处理设备及方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200837183A (en) * 2007-03-07 2008-09-16 Coral Sea Biochemistry Inc Carbonizing device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190048266A1 (en) * 2016-08-09 2019-02-14 James William Masten, JR. Non-Combustion Hydrocarbon Gasification: An Optimal Infrared Radiant Energy Thermo-Physical Transformation Process
TWI748622B (zh) * 2020-08-28 2021-12-01 李輝雄 有機物降解方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109694716A (zh) 2019-04-30
TW201917156A (zh) 2019-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI648318B (zh) 遠紅外線輻射熱碳化設備
CN105674284B (zh) 一种立式热解气化炉
EP2449309B1 (en) Waste management system
JP3602504B2 (ja) 過熱蒸気を用いた熱処理設備
CN105157032B (zh) 磁化裂解装置
CN205413887U (zh) 一种医疗废物联合处置系统
US20140223908A1 (en) Waste Management System
CN101264479B (zh) 碳化装置
JP2005238120A (ja) 減圧乾燥／炭化装置
KR101385208B1 (ko) 마이크로 웨이브를 이용한 탄화기
JP2006205027A (ja) 含水有機汚泥等の減容・減量装置及びその方法
TW200918839A (en) Heat treatment apparatus
CN113124411A (zh) 一种含氟危废处理工艺
KR101293272B1 (ko) 연속식 열분해 유화 장치 및 그 방법
JP4077811B2 (ja) 過熱蒸気を用いた熱処理設備
KR100638630B1 (ko) 저온 가스화 소각장치
JP2023073784A (ja) 廃棄物処理装置及び廃棄物処理プラント
CN107152689A (zh) 医疗废物微波等离子体无氧催化裂解装置
WO2011014094A1 (ru) Способ и устройство для утилизации влажных отходов, содержащих органические материалы
KR20130031512A (ko) 음식물쓰레기 탄화처리장치
KR100909941B1 (ko) 음식물 쓰레기 탄화장치
TWI359194B (zh)
CN210425020U (zh) 多层多腔垃圾热解气化炉及其应用垃圾成套处理系统
JP3245998U (ja) 有機物熱分解処理システム
JP2002121560A (ja) 炭化方法および装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees