TWI755654B - 廢棄物創能全利用方法 - Google Patents

Abstract

一種廢棄物創能全利用方法，包含一混合步驟、一成型步驟、一創能步驟，及一回收步驟。首先於該混合步驟中，使用石灰及SiO₂ 混合於廢棄物中。接著於該成型步驟中，對已混合有石灰及SiO₂ 之廢棄物進行擠壓，以形成燃料體。然後於該創能步驟中，燃燒燃料體以取得能量，可用於發電。最後於該回收步驟中，將燃燒後之燃料體回收再利用並製造成建築材料。

Description

廢棄物創能全利用方法

本發明是有關於一種廢棄物處理方法，尤其是一種廢棄物創能全利用方法。

在工業化國家裡，能源是成為發達社會的先決條件，也是萬物生存必備要素，隨著工業快速發展帶動經濟的繁榮，改善人類的生活水準，也因此使得人類對於能源的依賴日益加深。

近年來，除了化石燃料之能源資源日漸短少外，因大量使用化石燃料，亦衍生空氣污染、酸雨、臭氧層破壞、及溫室氣體排放所造成全球暖化現象等嚴重的環境問題，均對人類、動物及植物造成直接或間接的危害，因此，在持續經濟發展的前提下，如何確保能源供給的不虞匱乏，以及降低能源開發與利用過程對環境的衝擊，已成為現今各國重要的議題與挑戰。

舉以焚化廠或其他大型工廠來說，鍋爐大多使用煤碳作為燃燒之燃料，並於燃燒過程中再添加重油以助煤碳之燃燒，但是由於鍋爐的燃煤用量需求十分可觀，不僅會增加燃料的成本開銷，當煤炭在燃燒過程中更會排放造成環境汙染的二氧化碳。

再者，隨著生活水準的提升，使得動物、植物、微生物的殘體或其自然活動產生之廢棄物質等有機廢棄物逐年增加，而其產出的比例更以稻草、果皮、廚餘等農業有機物佔居第一，其次為事業有機廢棄物及民生有機廢棄物，其處理方式大多以堆肥、掩埋、焚燒為主，然而逐年增加之有機廢棄物，已造成掩埋場及焚化廠沉重之負擔。

此外，對於牲畜糞便、城市垃圾、事業廢棄物、農作物殘渣等所產生的污染廢水，傳統的污泥處理技術主要以物理化學處理為主，然而物化處理技術需花費較高成本，且不符合綠能環保的概念，因此於應用上較受限制，再加上固化處理後之固化物仍需掩埋處理，惟台灣的土地面積有限，且固化物長期穩定性不佳，可能會對土壤與地下水造成嚴重的二次污染。

因此，目前廢棄物的處理方式具有下列缺點：

一、無法創造能源： 針對目前可燃之廢棄物，會直接運載至焚化爐進行燃燒，燃燒之熱量沒有再進行利用，無法創造能源。

二、汙染空氣： 一般焚化爐於燃燒廢棄物時，必須另外添加可防止空氣汙染的成分，否則會汙染空氣。

三、無法完全處理： 焚化爐燃燒後的存留物必須清除，目前是以掩埋之方式處理存留物，無法完全處理廢棄物。

因此，如何在這環保意識高漲的時代，落實節能減廢，以最簡單、便利的方法來處理日益增多的事業廢棄物，使其變為簡單可用的環保燃料，達到廢棄物全利用、資源永續、再生利用之目的，是相關技術人員亟需努力的目標。

有鑑於此，本發明之目的是在提供一種廢棄物創能全利用方法，包含一混合步驟、一成型步驟、一創能步驟，及一回收步驟。

首先執行該混合步驟，使用石灰及SiO₂ 混合於廢棄物中。

接著執行該成型步驟，對已混合有石灰及SiO₂ 之廢棄物進行擠壓，以形成燃料體。

然後執行該創能步驟，燃燒燃料體以取得能量。

最後執行該回收步驟，將燃燒後之燃料體回收再利用。

本發明的又一技術手段，是在於上述之廢棄物創能全利用方法，更包含一於該混合步驟前之分類步驟，對廢棄物進行分類，以取得可以燃燒之廢棄物。

本發明的另一技術手段，是在於上述之廢棄物創能全利用方法，更包含一於該混合步驟前之破碎步驟，對廢棄物進行破碎，以縮小廢棄物之粒徑。

本發明的再一技術手段，是在於上述之廢棄物創能全利用方法，更包含一於該破碎步驟及該混合步驟之間的過篩步驟，對已破碎之廢棄物進行過篩，符合篩選之廢棄物執行該混合步驟，未符合篩選之廢棄物執行該破碎步驟。

本發明的又一技術手段，是在於上述之廢棄物創能全利用方法，更包含一於該混合步驟前之磁選步驟，以磁力排除廢棄物中之金屬成分。

本發明的另一技術手段，是在於上述之廢棄物創能全利用方法，更包含一於該混合步驟前之乾燥步驟，使用脫水、自然陰乾、風乾、日曬，其中之一及其組合之方式去除廢棄物中之水分。

本發明的再一技術手段，是在於上述之該混合步驟中，該廢棄物之重量百分比為90%～95%，該石灰與該SiO₂ 之重量百分比為5%～10%。

本發明的又一技術手段，是在於上述之該石灰之成分為碳酸鈣。

本發明的另一技術手段，是在於上述之該廢棄物選自於木材、汙泥、煤炭、塑膠、廢溶劑，其中之一及其組合。

本發明的再一技術手段，是在於上述之該廢棄物選自於廚餘、樹葉、植物性殘渣、動物性殘渣、回收油，其中之一及其組合。

本發明之有益功效在於，混合有石灰及SiO₂ 之廢棄物可以直接進入發電機之鍋爐進行燃燒，有助熱量的提升，以減少燃料的使用，除此之外，其燃料體不會產生有毒空氣，鍋爐不須再添加其他藥劑。燃燒後的燃料體可以回收作為建築材料，不需要掩埋或丟棄。

有關本發明之相關申請專利特色與技術內容，在以下配合參考圖式之兩個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚地呈現。

參閱圖1，為本發明一種廢棄物創能全利用方法之一第一較佳實施例，該廢棄物創能全利用方法包含一混合步驟901、一成型步驟902、一創能步驟903，及一回收步驟904。

首先執行該混合步驟901，使用石灰及SiO₂ 混合於廢棄物中，該廢棄物之重量百分比為90%～95%，該石灰與該SiO₂ 之重量百分比為5%～10%。該石灰之成分為碳酸鈣。該廢棄物選自於木材、汙泥、煤炭、塑膠、廢溶劑，其中之一及其組合。實際實施時，該廢棄物可為有機廢棄物，並選自於廚餘、樹葉、植物性殘渣、動物性殘渣、回收油，或其他有機廢棄物，不應以此為限。

接著執行該成型步驟902，對已混合有石灰及SiO₂ 之廢棄物進行擠壓，以形成複數燃料體，以將該廢棄物中之空氣排出，並將廢棄物、石灰及SiO₂ 壓實固定，以利搬運至其他地點。較佳地，是以擠壓機將混合有石灰及SiO₂ 之廢棄物擠壓成方塊。實際實施時，可將燃料體擠壓成六角形柱狀體，其柱心設有孔洞，形成原子碳之外觀以利燃燒，或是擠壓成其他形狀，不應以此為限。

然後執行該創能步驟903，使用可發電之鍋爐燃燒該燃料體以取得能量並用於發電。其中，需以廢棄物之種類選擇使用之鍋爐，以確實將含有廢棄物之燃燒體燃燒。舉例來說，一般鍋爐的燃燒溫度於300℃～600℃，適用於燃燒木材、汙泥、煤炭等廢棄物，而燃燒溫度較高之汽化爐的燃燒溫度於1200℃，適用於燃燒塑膠、廢溶劑、汙泥、木材等廢棄物。

發明人於實驗中取得，以木材為原料製造之燃燒體可取得3000kcal/1公斤，以汙泥為原料製造之燃燒體可取得2000kcal/1公斤，以煤炭為原料之製造燃燒體可取得5000kcal/1公斤，以塑膠為原料製造之燃燒體可取得8000～10000kcal/1公斤，以廢溶劑為原料製造之燃燒體可取得1000～2000kcal/1公斤。

一般鍋爐是燃燒燃料以取得熱量來驅動發電機轉動，以將熱能轉換成電能，而添加本發明所製造之燃料體後，可以降低原本發電燃料的用量，以取得發電之熱能。除此之外，該燃料體中所含之石灰及SiO₂ 之成分可以吸附燃燒時所產生之氯、硫等空氣分子，讓鍋爐不需要再另外添加其他化學成分，即可使鍋爐燃燒時排放之廢氣合乎環保標準。

最後執行該回收步驟904，將燃燒後之燃料體回收再利用。鍋爐在燃燒該燃料體後，殘存之物品為爐渣，可以回收處理再利用，較佳地，可將爐渣回收處理並作為建築用級配料，實際實施時，可以使用於其他用途，例如柏油路之級配料，不應以此為限。

參閱圖2，為本發明一種廢棄物創能全利用方法之一第二較佳實施例，該第二較佳實施例與該第一較佳實施例大致相同，相同之處於此不再詳述，不同之處再於，於該混合步驟916、該成型步驟917、該創能步驟918及該回收步驟919之前更包括一分類步驟911、一破碎步驟912、一過篩步驟913、一磁選步驟914，及一乾燥步驟915。

於該分類步驟911中，對廢棄物進行分類，以排除不可燃燒之物質，並取得可以燃燒之廢棄物，不可燃燒之物質大部分屬於金屬材質，可以直接回收再利用。

其中，該分類步驟911更可以區分成粗分類及細分類之子步驟，以粗分類來說，是將廢棄物進行種類的區分，例如螢幕類、冰箱類、插頭類、輪胎類、傢俱類等等之種類的廢棄物，以細分類來說，螢幕類之廢棄物中具有玻璃、塑膠、金屬等不同的零件種類，需先拆解再進行分類，傢俱類之廢棄物中具有木材、鐵釘、塑膠等等之種類的材料所組成，可將廢棄物進行拆解再進行分類，以取得相同成分之廢棄物，以利後續廢棄物之處理程序。

於該破碎步驟912中，對已分類之廢棄物進行破碎，以縮小廢棄物之粒徑。較佳地，是利用破碎機對廢棄物進行破碎作業，並可以控制破碎之廢棄物的粒徑，較佳地，可將廢棄物破碎成10mm粒徑的顆粒，也可以將廢棄物破碎成3mm粒徑的顆粒，實際實施時，應以實際狀況控制廢棄物之粒徑，不應以此為限。

於該過篩步驟913中，對已破碎之廢棄物進行過篩，符合篩選之廢棄物可執行該混合步驟901，未符合篩選之廢棄物再執行該破碎步驟912。一般之破碎機是以擠壓或削切之方式對物品進行破碎，難免會出現不合規定之粒徑，因此可利用篩網對已破碎之廢棄物進行過篩，未通過篩網之廢棄物必須再回到破碎機進行該破碎步驟912，以於該成型步驟902中進行壓擠以將碎粒壓實成型，實際實施時，可使用其他篩選技術進行粒徑之篩選，不應以此為限。如果廢棄物本身之粒徑以合乎規定，可以不執行該破碎步驟912及該過篩步驟913。

於該磁選步驟914中，以磁力排除廢棄物中之金屬成分。經該破碎步驟912及該過篩步驟913後之廢棄物粒徑較小，許多金屬已經破碎成塊，因此可以利用磁鐵吸附廢棄物，可以將鐵或一些可被磁鐵吸附之物體取出。實際實施時，可以不執行該磁選步驟914，不應以此為限

於該乾燥步驟915中，使用脫水、自然陰乾、風乾、日曬，其中之一及其組合之方式去除廢棄物中之水分。有一些廢棄物本身飽含水分，有一些廢棄物於該分類步驟911或是該破碎步驟912會添加水分，因此需要先排除廢棄物中之水分，讓廢棄物保持乾燥，以避免於該成型步驟902中，物體與物體間之空間被水佔據，造成擠壓不實的狀況。當廢棄物本身乾燥，可不執行該乾燥步驟915。

接著執行該混合步驟916、該成型步驟917、該創能步驟918，及該回收步驟919，以將已成顆粒或粉末之廢棄物與石灰及SiO₂ 混合擠壓成該燃燒體，以進入鍋爐中燃燒並將燃燒產生之熱能用於發電，進一步減少燃料的使用，混合於廢棄物中之石灰及SiO₂ 可以吸附燃燒時產生之氯、硫等分子，讓燃燒時排出之廢氣合乎環保標準，最後回收燃燒後殘存之爐渣，進行建築用之級配料的製造，廢棄物處理之最後結果沒有殘存任何固體廢料，可達成廢棄物全利用之功效，不需另尋場地進行掩埋或堆置。

由上述說明可知，本發明一種廢棄物創能全利用方法確實具有下列功效：

一、減少能源的使用： 使用擠壓機將已破碎之廢棄物壓擠成塊並成為該燃料體，該燃料體在燃燒過程中會產生熱能並用於發電，可以減少原本發電燃料的使用。

二、不須尋找場地放置廢棄物： 於該回收步驟904中，該燃料體燃燒後殘存之固體成分可以回收，以製造成建築用級配料，廢棄物處理後沒有殘存任何固體成分，不需要尋找場地放置廢棄物。

三、不會造成空污： 於該混合步驟901中，於該廢棄物中添加之石灰及SiO₂ 並混合壓實成為該燃料體，有助於鍋爐燃燒時吸附廢氣中之氯、硫等元素，讓排放之廢氣合乎環保標準，不會造成空氣的污染。

綜上所述，於該分類步驟911中，可將廢棄物進行分類，以取得不同種類之可燃性廢棄物，再將體積較大之廢棄物進行該破碎步驟912、該過篩步驟913、該磁選步驟914、該乾燥步驟915、該混合步驟916及該成型步驟917，以製作成混合有石灰及SiO₂ 之燃料體，並於該創能步驟918中將該燃料體進入鍋爐中燃燒，不僅可以產生熱能用以發電，更可以讓鍋爐不須添加其他化學成分就讓排放之廢氣合乎環保標準，於該回收步驟919中將燃燒後之廢棄物回收處理，以成為建築之級配料再使用，沒有殘存任何固體廢料，故確實可以達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之兩個較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

901:混合步驟 902:成型步驟 903:創能步驟 904:回收步驟 911:分類步驟 912:破碎步驟 913:過篩步驟 914:磁選步驟 915:乾燥步驟 916:混合步驟 917:成型步驟 918:創能步驟 919:回收步驟

圖1是一流程圖，為本發明一種廢棄物創能全利用方法之一第一較佳實施例；及 圖2是一流程圖，為本發明一種廢棄物創能全利用方法之一第二較佳實施例。

901:混合步驟

902:成型步驟

903:創能步驟

904:回收步驟

Claims (7)

1. 一種廢棄物創能全利用方法，包含：一混合步驟，使用石灰及SiO₂混合於廢棄物中，該石灰之成分為碳酸鈣，該廢棄物選自於木材、汙泥、煤炭、塑膠、廢溶劑、廚餘、樹葉、植物性殘渣、動物性殘渣、回收油，其中之一及其組合；一成型步驟，對已混合有石灰及SiO₂之廢棄物進行擠壓，以形成燃料體；一創能步驟，燃燒燃料體以取得能量；及一回收步驟，將燃燒後之燃料體回收再利用。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之廢棄物創能全利用方法，更包含一於該混合步驟前之分類步驟，對廢棄物進行分類，以取得可以燃燒之廢棄物。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之廢棄物創能全利用方法，更包含一於該混合步驟前之破碎步驟，對廢棄物進行破碎，以縮小廢棄物之粒徑。
4. 依據申請專利範圍第3項所述之廢棄物創能全利用方法，更包含一於該破碎步驟及該混合步驟之間的過篩步驟，對已破碎之廢棄物進行過篩，符合篩選之廢棄物執行該混合步驟，未符合篩選之廢棄物執行該破碎步驟。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之廢棄物創能全利用方法，更包含一於該混合步驟前之磁選步驟，以磁力排除廢棄物中之金屬成分。
6. 依據申請專利範圍第1項所述之廢棄物創能全利用方法，更包含一於該混合步驟前之乾燥步驟，使用脫水、自然陰乾、風乾、日曬，其中之一及其組合之方式去除廢棄物中之水分。
7. 依據申請專利範圍第1項所述之廢棄物創能全利用方法，其中，於該混合步驟中，該廢棄物之重量百分比為90%~95%，該石灰與該SiO₂之重量百分比為5%~10%。

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