TWI678242B - 廢棄物處理再利用系統(二) - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種廢棄物處理再利用系統，該系統透過於固體廢棄物焚化處理系統設置均質處理設備及造粒設備，使組成複雜之固體廢棄物經過抽樣、比例計算之均質化處理後，藉造粒設備均勻造粒，進而精準控制進入固體廢棄物焚化處理設備之入料量，增進焚燒溫度之穩定度，且透過液體廢棄物焚化處理系統來處理液體廢棄物，並利用高溫熱熔融處理系統來處理焚化後所產生之有害集塵灰和底渣，使所產出之熔融再生粒料經水泥製品系統加工產出高壓混凝土製品或其它水泥製品。

Description

廢棄物處理再利用系統(二)

本發明係關於一種廢棄物處理再利用系統，尤指能將固體廢棄物、液體廢棄物及有害事業廢棄物經處理後，產製成蒸汽、電力、熔融再生粒料以及高壓混凝土製品或其它水泥製品之系統者。

由於經濟快速發展造成自然資源的過度開採及廢棄物與日俱增，特別是紡織業、光電面板業及造紙業…等企業於生產製程所衍生之固體廢棄物、半導體業…等企業於生產製程所衍生之液體廢棄物以及其它產業於生產製程所衍生之有害事業廢棄物，目前政府除了積極推動由源頭減量外，亦致力於回收廢棄物再利用，希望透過妥善處理技術，達成減少廢棄物產出量之目的。

爰此，發明人遂而思之能有效解決焚化爐飛灰、底渣之最終處置問題的方法，並於日前申請且核准公告有中華民國第I632958號「廢棄物處理再利用系統」專利，其系統係透過固體及液體廢棄物焚化處理系統來處理固體廢棄物及液體廢棄物，並利用高溫熱熔融處理系統來處理焚化後所產生之有害集塵灰和底渣以產出熔融再生粒料，進而再利用製成高壓混凝土製品或其它水泥製品。然而，上述系統之固體廢棄物於固體廢棄物焚化處理系統進行焚化處理時，由於固體廢棄物組成複雜，且不同種類之固體廢棄物其熱值並不相同，因此，容易導致焚燒溫度不穩定，此外，包含有污泥之固體廢棄物進入投料設備後，可能因污泥固結而於入料斗表面造成架橋黏結作用，使入料速度降低並增加入料斗阻塞機率。

有鑑於發明人日前所研發之廢棄物處理再利用系統仍有焚燒溫度不穩定及增加入料斗阻塞機率之缺失。是以，本發明之目的乃是透過於固體廢棄物焚化處理系統增設均質處理設備及造粒設備，使組成複雜之固體廢棄物經過均質化處理後均勻造粒，進而達成精準控制入料量及焚燒溫度之功效。

為達前揭目的，本發明提供一種廢棄物處理再利用系統，該系統包含固體廢棄物焚化處理系統、液體廢棄物焚化處理系統、高溫熱熔融處理系統、汽電共生系統以及水泥製品系統，使系統能透過於固體廢棄物焚化處理系統設置均質處理設備及造粒設備，讓組成複雜之固體廢棄物經過抽樣、比例計算之均質化處理後，藉造粒設備均勻造粒，進而精準控制進入固體廢棄物焚化處理設備之入料量，增進焚燒溫度之穩定度，且透過液體廢棄物焚化處理系統來處理液體廢棄物，並利用高溫熱熔融處理系統來處理焚化後所產生之有害集塵灰和底渣，使所產出之熔融再生粒料經水泥製品系統加工產出高壓混凝土製品或其它水泥製品。

首先，請參閱第1圖並配合第2圖所示，該廢棄物處理再利用系統１包含固體廢棄物焚化處理系統２０、液體廢棄物焚化處理系統３０、高溫熱熔融處理系統４０、汽電共生系統５０以及水泥製品系統６０。且固體廢棄物焚化處理系統２０用以處理固體廢棄物Ａ之一般事業廢棄物（污泥類）Ａ－１及一般事業廢棄物（污泥類除外）Ａ－２，其中，一般事業廢棄物（污泥類）Ａ－１包含有機性污泥、無機性污泥、非有害油泥、污泥混合物、漿紙污泥、紡織污泥其一或其組合，一般事業廢棄物（污泥類除外）Ａ－２包含廢離子交換樹脂、除廢離子交換樹脂外之固態廢樹脂、廢塑膠混合物、廢橡膠混合物、廢木材棧板、廢木材混合物、其它一般事業廢棄物、廢集塵器濾袋、一般垃圾其一或其組合；液體廢棄物焚化處理系統３０用以處理液體廢棄物Ｂ，其中，液體廢棄物Ｂ包含除廢離子交換樹脂外之廢樹脂、非有害有機廢液或廢溶劑、非有害性混合廢液、廢油混合物、一般化學物質、廢藥品、砷及化合物(總砷)、其它腐蝕性事業廢棄物混合物、廢液閃火點小於60℃、其它易燃性事業廢棄物混合物其一或其組合；高溫熱熔融處理系統４０用以處理有害事業廢棄物Ｃ及經固體廢棄物焚化處理系統２０與液體廢棄物焚化處理系統３０處理後所產生之底渣及集塵灰，其中，有害事業廢棄物Ｃ包含使用熱處理法處理有害事業廢棄物所產生之集塵灰、廢料回收產生之殘渣或污泥、電鍍製程之廢水處理污泥、其它前述化學物質混合物或廢棄容器、砷及其化合物（總砷）、銅及其化合物（總銅）、其它含有毒重金屬且超過溶出標準之混合廢棄物。

其次，請仍然參閱第1~2圖所示，固體廢棄物Ａ之一般事業廢棄物（污泥類）Ａ－１係存放於污泥貯存裝置２０１，其中，溼污泥Ａ－１－２需先進入污泥烘乾設備２０２利用蒸汽加熱烘乾為含水率小於60%之乾污泥Ａ－１－１，並經第一分離設備２０４分離篩選出不符合需求粒徑之乾污泥Ａ－１－１。而一般事業廢棄物（污泥類除外）Ａ－２需先進入破碎設備２０３處理後，再進入第二分離設備２０５分離篩選出不符合需求粒徑之一般事業廢棄物（污泥類除外）Ａ－２以及不燃物，接著，使經篩選處理後之乾污泥Ａ－１－１及一般事業廢棄物（污泥類除外）Ａ－２分別投入分類料筒２０６中，再透過均質處理設備２０７進行抽樣，以確認成分熱值，並進行混合比例之計算。由於不同種類之固體廢棄物Ａ其熱值皆不相同，例如︰污泥熱值約為500~4500（kcal/kg），木材熱值約為1500~3500（kcal/kg），塑膠熱值約為6000~9000（kcal/kg），且不同批次之固體廢棄物Ａ其熱值亦不盡相同，俾需先經過抽樣步驟確定該批次之乾污泥Ａ－１－１及一般事業廢棄物（污泥類除外）Ａ－２之成分熱值後，計算其混合比例。

其計算範例如下表︰

成分	成分熱值（kcal/kg）	添加比例（%）	總熱值 （kcal/kg）
乾污泥	1000	60	600
一般事業廢棄物（污泥類除外）	6000	40	2400
合計	3000

當焚燒所需熱值為3000（kcal/kg），而抽樣之乾污泥Ａ－１－１熱值為1000（kcal/kg），抽樣之一般事業廢棄物（污泥類除外）Ａ－２熱值為6000（kcal/kg），則依焚燒所需熱值計算之比例可為乾污泥Ａ－１－１佔60%，一般事業廢棄物（污泥類除外）Ａ－２佔40%。

待計算完畢後，依計算比例分別將乾污泥Ａ－１－１及一般事業廢棄物（污泥類除外）Ａ－２投入造粒設備２０８，以藉造粒設備２０８製造出形狀、重量、成分、尺寸均一之均勻顆粒，再使上述顆粒經投料設備２０９進入固體廢棄物焚化處理設備２００進行焚化，其中，固體廢棄物焚化處理設備２００為一般式焚化爐、旋風式焚化爐、立式流化床爐、臥式流化床爐或旋風式流化床爐；且將焚化後所產生之無害底渣Ｄ－１導入高溫熱熔融處理設備４００或經過顎碎機６０１後導入水泥製品設備６００。而焚化後所產生之廢氣含有重金屬及戴奧辛，故需經過第一選擇性非觸媒還原脫硝系統（SNCR）２１０將氮氧化物轉換為氮氣及水後，利用旋風式分離器２１１及靜電集塵器２１２去除不同粒徑之粒狀污染物，並將無害集塵灰Ｊ－１（無害高溫灰）依其需求，導入高溫熱熔融處理設備４００融化處理或成為水泥製品設備６００所需之原料，其餘廢氣經過第一選擇性觸媒還原脫硝系統（SCR）２１３以藉觸媒催化作用再次將廢氣中之氮氧化物轉換為氮氣及水，並於經過活性碳吸附設備Ｆ吸附廢氣中之戴奧辛及其它化合物，接著，透過第一袋式集塵器２１４過濾收集進行吸附後之活性碳，再將有害集塵灰Ｊ－２（有害低溫灰）導入高溫熱熔融處理設備４００焚燒，而其餘無害廢氣經過洗滌塔２１７以液鹼進行脫硫洗滌處理後，使廢氣得以排放至大氣中，而洗滌塔２１７廢水則透過廢水處理設備進行處置。此外，於旋風式分離器２１１與靜電集塵器２１２之間設有第一鍋爐熱交換設備２１５，於第一選擇性觸媒還原脫硝系統（SCR）２１３與第一袋式集塵器２１４之間設有空氣加溫預熱設備２１６，使經過旋風式分離器２１１之中溫廢熱能透過第一鍋爐熱交換設備２１５進行回收，並將所產出之高溫蒸汽Ｇ送入汽電共生設備５００，而外部空氣Ｈ則能透過空氣加溫預熱設備２１６進行間接加熱，並將所產出之預熱空氣Ｈ送入固體廢棄物焚化處理設備２００，使固體廢棄物焚化處理設備２００能以預熱空氣Ｈ及外部固體、液體或氣體燃料Ｉ－１為燃燒能源。

液體廢棄物Ｂ係存放於廢溶劑貯存裝置３０１，且於經前處理後由進料設備３０２進入液體廢棄物焚化處理設備３００進行焚化，且將焚化後所產生之有害底渣Ｄ－２導入高溫熱熔融處理設備４００燃燒，由於液體廢棄物焚化處理設備３００係以外部液體或氣體燃料Ｉ－２、外部空氣Ｈ、由廢溶劑貯存裝置３０１抽出之揮發性氣體或異味氣體以及高溫熱熔融處理設備４００之熔融尾氣Ｋ為燃燒能源，因此，廢氣中含有重金屬及戴奧辛，故焚化後所產生之廢氣需經過第二選擇性非觸媒還原脫硝系統（SNCR）３０３進行初步脫硝作業，並透過第二鍋爐熱交換設備３０４進行廢熱回收以降低廢氣溫度，再將所產出之高溫蒸汽Ｇ送入汽電共生設備５００，接著，利用第二選擇性觸媒還原脫硝系統（SCR）３０５並藉觸媒催化作用以氨水還原氮氧化物，而脫硝後之廢氣於經過活性碳吸附設備Ｆ來吸附廢氣中之戴奧辛及其它化合物後，透過第二袋式集塵器３０６過濾收集進行吸附後之活性碳，再將有害集塵灰Ｊ－２導入高溫熱熔融處理設備４００燃燒，而其餘無害廢氣經過洗滌塔２１７以液鹼進行脫硫洗滌處理後，使廢氣得以經煙囪排放至大氣中，而洗滌塔２１７廢水則透過廢水處理設備進行處置。

有害事業廢棄物Ｃ係透過高溫熱熔融處理設備４００進行處理，其中，高溫熱熔融處理設備４００為電弧爐、電漿熔融爐、電阻熔融爐、誘電加熱熔融爐、迴轉表面熔融爐、內部燃燒式固定表面熔融爐、旋回流熔融爐、焦碳床豎窯內部熔融爐其一或其組合；使有害事業廢棄物Ｃ經高溫熱熔融處理系統４０於無氧之操作環境下，利用高溫熔融技術將上述廢棄物中所含之有機物裂解為小分子氣體，再將運作過程中所產生之熔融尾氣Ｋ導入液體廢棄物焚化處理設備３００進行好氧性燃燒以去除化學毒性，而上述廢棄物處理後之熔融物Ｔ中所含之無機物部分進顎碎機６０１，另一部分則熔融為液態，接著轉化為熔岩，並於溶漿排出時利用水淬方式產生玻璃化之水淬熔融再生粒料Ｌ，且熔融再生粒料Ｌ可直接當商品於廠外銷售，或導入廠內水泥製品設備６００供高壓混凝土製品或其它水泥製品Ｓ之製程使用。

汽電共生系統５０包含連結有純水設備５０１之汽電共生設備５００，除能回收第一鍋爐熱交換設備２１５及第二鍋爐熱交換設備３０４之高溫蒸汽Ｇ外，還能於高溫蒸汽Ｇ轉化為低溫蒸汽Ｇ後，直接當商品於廠外銷售，或導入廠內供污泥烘乾設備２０２、蒸氣養生室６０２、煙氣加熱器５０２使用，同時產生可供廠外銷售或提供廠內各系統使用之電力Ｍ，並將汽電共生設備５００所產出之鍋爐冷凝水Ｐ供第一鍋爐熱交換設備２１５及第二鍋爐熱交換設備３０４使用。且純水設備５０１係以外部自來水Ｏ、污泥烘乾設備２０２所產出之乾淨的蒸汽冷凝水Ｐ以及將汽電共生設備５００產出之低溫蒸汽Ｇ經過煙氣加熱器５０２加熱後所產出之蒸汽冷凝水Ｐ為供給來源。

而經高溫熱熔融處理設備４００處理後之熔融物Ｔ、經固體廢棄物焚化處理設備２００焚化後之無害底渣Ｄ－１與廢耐火材Ｑ能於經過顎碎機６０１處理後進入水泥製品系統６０，使水泥製品設備６００於添加現有原料Ｒ（如水泥、天然粒料…等）及水，調配比例後混拌入模加壓成型，並經蒸汽養生室６０２養生處理後產出高壓混凝土製品，或是混拌後灌模成型以產出其它水泥製品，其中，高壓混凝土製品包含連鎖高壓地磚、植草磚、空心磚、大陸普通磚、地磚及砌塊…等，而其它水泥製品包含板、瓦、管、箱以及消波塊…等，以供圍牆、水岸或山坡地護坡、停車場區、人行或車行透水鋪面、路緣石、消波塊及污水管…等使用。

藉此，使本發明之廢棄物處理再利用系統使經焚化後所產生之有害或無害底渣以及集塵灰以產出熔融再生粒料，且該熔融再生粒料能直接當商品於廠外銷售，或經水泥製品系統加工產出高壓混凝土製品或其它水泥製品，以便於解決企業廢棄物處理問題之同時產出可直接於廠外銷售之熔融再生粒料、高壓混凝土製品或其它水泥製品，進而達成廢棄物資源化之功效。

本發明︰

１‧‧‧系統

２０‧‧‧固體廢棄物焚化處理系統

２００‧‧‧固體廢棄物焚化處理設備

２０１‧‧‧污泥貯存裝置

２０２‧‧‧污泥烘乾設備

２０３‧‧‧破碎設備

２０４‧‧‧第一分離設備

２０５‧‧‧第二分離設備

２０６‧‧‧分類料筒

２０７‧‧‧均質處理設備

２０８‧‧‧造粒設備

２０９‧‧‧投料設備

２１０‧‧‧第一選擇性非觸媒還原脫硝系統（SNCR）

２１１‧‧‧旋風式分離器

２１２‧‧‧靜電集塵器

２１３‧‧‧第一選擇性觸媒還原脫硝系統（SCR）

２１４‧‧‧第一袋式集塵器

２１５‧‧‧第一鍋爐熱交換設備

２１６‧‧‧空氣加溫預熱設備

２１７‧‧‧洗滌塔

３０‧‧‧液體廢棄物焚化處理系統

３００‧‧‧液體廢棄物焚化處理設備

３０１‧‧‧廢溶劑貯存裝置

３０２‧‧‧進料設備

３０３‧‧‧第二選擇性非觸媒還原脫硝系統（SNCR）

３０４‧‧‧第二鍋爐熱交換設備

３０５‧‧‧第二選擇性觸媒還原脫硝系統（SCR）

３０６‧‧‧第二袋式集塵器

４０‧‧‧高溫熱熔融處理系統

４００‧‧‧高溫熱熔融處理設備

５０‧‧‧汽電共生系統

５００‧‧‧汽電共生設備

５０１‧‧‧純水設備

５０２‧‧‧煙氣加熱器

６０‧‧‧水泥製品系統

６００‧‧‧水泥製品設備

６０１‧‧‧顎碎機

６０２‧‧‧蒸汽養生室

Ａ‧‧‧固體廢棄物

Ａ－１‧‧‧一般事業廢棄物（污泥類）

Ａ－１－１‧‧‧乾污泥

Ａ－１－２‧‧‧溼污泥

Ａ－２‧‧‧一般事業廢棄物（污泥類除外）

Ｂ‧‧‧液體廢棄物

Ｃ‧‧‧有害事業廢棄物

Ｄ－１‧‧‧無害底渣

Ｄ－２‧‧‧有害底渣

Ｆ‧‧‧活性碳吸附設備

Ｇ‧‧‧蒸汽

Ｈ‧‧‧空氣

Ｉ－１‧‧‧固體、液體或氣體燃料

Ｉ－２‧‧‧液體或氣體燃料

Ｊ－１‧‧‧無害集塵灰

Ｊ－２‧‧‧有害集塵灰

Ｋ‧‧‧熔融尾氣

Ｌ‧‧‧熔融再生粒料

Ｍ‧‧‧電力

Ｏ‧‧‧自來水

Ｐ‧‧‧冷凝水

Ｑ‧‧‧廢耐火材

Ｒ‧‧‧現有原料

Ｓ‧‧‧高壓混凝土製品或其它水泥製品

Ｔ‧‧‧熔融物

第1圖係本發明系統之架構圖。 第2圖係本發明系統之流程圖。

Claims (10)

1. 一種廢棄物處理再利用系統，包含：一固體廢棄物焚化處理系統，用以處理包含污泥類及污泥類除外之一般事業廢棄物，該污泥類除外之一般事業廢棄物之溼污泥經污泥烘乾設備烘乾為乾污泥，並經第一分離設備進行篩選處理，而該污泥類除外之一般事業廢棄物經破碎設備進行破碎後，透過第二分離設備進行篩選處理，並使經篩選處理後的該乾污泥及該污泥類除外之一般事業廢棄物分別投入分類料筒，再透過均質處理設備進行抽樣確認熱值與混合比例計算，且依比例將該乾污泥及該污泥類除外之一般事業廢棄物投入造粒設備均勻造粒，再由投料設備進入固體廢棄物焚化處理設備進行焚化，且將焚化後所產生之無害底渣導入高溫熱熔融處理設備或經顎碎機導入水泥製品設備，而焚化後所產生之廢氣則依序進入第一選擇性非觸媒還原脫硝系統(SNCR)、旋風式分離器、靜電集塵器、第一選擇性觸媒還原脫硝系統(SCR)、活性碳吸附設備、第一袋式集塵器以及洗滌塔，並將該靜電集塵器產生之無害集塵灰導入高溫熱熔融處理設備或水泥製品設備，而該第一袋式集塵器處理吸附戴奧辛之活性碳粉塵後所產生之有害集塵灰係導入該高溫熱熔融處理設備，使處理後之廢氣得以排放至大氣中，且經過該旋風式分離器之廢熱係透過第一鍋爐熱交換設備進行回收，並將所產出之高溫蒸汽送入汽電共生系統，而經過該第一選擇性觸媒還原脫硝系統(SCR)之中溫廢氣與外部空氣係透過空氣加溫預熱設備進行間接加熱，並將所產出之預熱空氣送入該固體廢棄物焚化處理設備，使該固體廢棄物焚化處理設備能以該預熱空氣及外部固體、液體或氣體燃料進行焚化燃燒；一液體廢棄物焚化處理系統，用以處理液體廢棄物，該液體廢棄物經前處理後由進料設備進入液體廢棄物焚化處理設備進行焚化，且將焚化後所產生之有害底渣導入高溫熱熔融處理設備，而焚化後所產生之廢氣則依序進入第二選擇性非觸媒還原脫硝系統(SNCR)、第二選擇性觸媒還原脫硝系統(SCR)、活性碳吸附設備、第二袋式集塵器以及該洗滌塔，並將該第二袋式集塵器產出之有害集塵灰導入高溫熱熔融處理設備，使處理後之廢氣得以排放至大氣中，且經過該第二選擇性非觸媒還原脫硝系統(SNCR)之廢熱係透過第二鍋爐熱交換設備進行回收，並將所產出之高溫蒸汽送入汽電共生系統；一高溫熱熔融處理系統，用以處理有害事業廢棄物、該固體廢棄物焚化處理系統之無害底渣與無害集塵灰以及該液體廢棄物焚化處理系統之有害底渣與有害集塵灰，使該有害事業廢棄物、該無害底渣、該無害集塵灰、該有害底渣及該有害集塵灰進入高溫熱熔融處理設備後，將熔融尾氣導入該液體廢棄物焚化處理設備，而熔融物則水焠以產出熔融再生粒料；一汽電共生系統，包含連結有純水設備之汽電共生設備，用以回收該第一鍋爐熱交換設備及該第二鍋爐熱交換設備之高溫蒸汽，且於轉化為低溫蒸汽後於廠外銷售或供廠內之污泥烘乾設備、蒸氣養生室、煙氣加熱器使用，同時產生電力，以供廠外銷售或廠內自用，並將所產出之鍋爐冷凝水供該第一鍋爐熱交換設備及該第二鍋爐熱交換設備使用；以及一水泥製品系統，該高溫熱熔融處理系統之熔融物、該固體廢棄物焚化處理系統之無害底渣與廢耐火材經顎碎機處理後，再與現有原料透過水泥製品設備混拌入模加壓成型，並經蒸汽養生室養生處理後產出高壓混凝土製品，或經混拌後灌模成型以產出其它水泥製品。
2. 如請求項1所述之廢棄物處理再利用系統，其中，該乾污泥之含水率小於60%。
3. 如請求項1所述之廢棄物處理再利用系統，其中，廢氣經該第一選擇性觸媒還原脫硝系統(SCR)或該第二選擇性觸媒還原脫硝系統(SCR)處理後，會於廢氣中噴灑粉末活性碳，再利用該第一袋式集塵器或該第二袋式集塵器收集吸附後之活性碳。
4. 如請求項1所述之廢棄物處理再利用系統，其中，該固體廢棄物焚化處理設備為一般式焚化爐、旋風式焚化爐、立式流化床爐、臥式流化床爐或旋風式流化床爐。
5. 如請求項1所述之廢棄物處理再利用系統，其中，該高溫熱熔融處理設備為電弧爐、電漿熔融爐、電阻熔融爐、誘電加熱熔融爐、迴轉表面熔融爐、內部燃燒式固定表面熔融爐、旋回流熔融爐、焦碳床豎窯內部熔融爐其一或其組合。
6. 如請求項1所述之廢棄物處理再利用系統，其中，該第一分離設備係用於分離篩選出不符合需求粒徑之該乾污泥。
7. 如請求項1所述之廢棄物處理再利用系統，其中，該第二分離設備分離篩選出不符合需求粒徑之該一般事業廢棄物(污泥類除外)以及不燃物。
8. 如請求項1所述之廢棄物處理再利用系統，其中，該高壓混凝土製品包含連鎖高壓地磚、植草磚、空心磚、大陸普通磚、地磚及砌塊，該其它水泥製品包含板、瓦、管、箱及消波塊。
9. 如請求項1所述之廢棄物處理再利用系統，其中，該造粒設備能製造出形狀、重量、成分、尺寸均一之均勻顆粒。
10. 如請求項1所述之廢棄物處理再利用系統，其中，該污泥類除外之一般事業廢棄物包含有機性污泥、無機性污泥、非有害油泥、污泥混合物、漿紙污泥、紡織污泥其一或其組合。