TWI840236B - 直接應用垃圾焚化產生熱能源提供給裂解廢輪胎燃料之處理系統 - Google Patents
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Abstract
一種直接應用垃圾焚化產生熱能源提供給裂解廢輪胎燃料之處理系統，提供節省能源和再生應用等作用；包括垃圾焚化爐和焚化爐設置輸送道組合(或連接)橡膠輪胎回收爐。焚化爐內設置有支解垃圾的支解機構、(分批裝載)投入垃圾的投料機構和焚燒區、收集區；焚化爐的焚燒區藉燃料燒熔垃圾產生熱能，而建立一高溫流體供應作用，加溫烘乾位在焚化爐上部區域的垃圾和使熱能經輸送道進入橡膠輪胎回收爐，裂解廢輪胎，而產生(流體狀)物質或回收橡膠材(例如，橡膠或膠材的溶解物質)，並且使所述回收橡膠材供製造形成再生產品，達到應用單一能源同時處理多種廢棄物和再生利用的功效。
Description
本發明係有關於一種直接應用垃圾焚化產生熱能源提供給裂解廢輪胎燃料之處理系統，達到應用單一能源處理多種廢棄物和再生利用的技術。
在歷經科學文明之餘，也同時面臨了無法解決的生態危機的課題，包括垃圾和廢棄物的處理。事實上對於垃圾的處理為各國最感棘手的問題之一；因為環保意識使人們警覺到環境品質影響生活的嚴重性，故對於具汙染性之垃圾掩埋或焚化場大都抱持強烈的抗拒態度。並且，垃圾掩埋場有使用壽命的限制，於飽和時又需重新尋找適當場地，更屬困難的課題。再者，焚化爐之建設及作業成本比較高，作業效率較掩埋場低。因此，依前述兩種垃圾處法，基本上屬較高耗成本，產生的二次公害亦為難解之問題。
應用燃油或其類似燃料焚燒垃圾的焚化爐或其類似設備，係已為習知技藝。例如，台灣第82107709號「連續預熱爐料材料的方法及裝置」、第86105019號「垃圾分類焚化回收能源方法與設備」專利案等，係提供了典型的實施例。
習知技術也揭示了應用熱交換反應爐或其類似設備將回收的橡膠或其類似物(例如，廢輪胎…等）裂解製成碳黑、再生能源、道路鋪設材料…等再生材料或物品，達到回收再利用和環保、經濟效益課題。例如，台灣第89200130號「廢輪胎自動批次裂解反應裝置」、第87106755號「連續式廢輪胎熱交換裂解整合系統」、第82102064號「廢輪胎橡膠裂解方法」專利案等，係提供了典型的實施例。
再者，廢棄物之儲存與處理也是困難的課題；例如，廣泛應用和存在於生活相關的廢棄輪胎。因輪胎使用有一定的壽命，以目前狀況，輪胎經廢棄後即無再使用價值，而輪胎屬石化製品，具有不易分解的特性，故面對逐量增加的輪胎廢棄物，亦屬有關單位無法解決之課題。並且，由於廢輪胎不易分解消失和燃燒後會產生大量濃煙、戴奧辛等有毒氣體，嚴重影響人體健康，因此無法採掩埋和露天焚燒方式處理，大部分直接作為汽電共生之輔助燃料，小部分供製成再生膠及其他再生產品。雖然製成再生膠和再生製品之經濟效益較高，但受限於廢輪胎回收製成再生膠及再生產品時，必須先耗費許多燃料提供橡膠部分的裂解再生，而大幅增加了廢輪胎再生加工過程的繁複和不便，也提高了回收再利用的成本耗費。
一個有關垃圾焚化設備和廢輪胎裂解裝置在結構和應用方面的課題，是垃圾焚化設備和廢輪胎裂解裝置分屬於兩個獨立作業的系統，分別使用了各別的燃料供應不同工作溫度來執行焚燒、裂解和回收再利用的作業。因此，存在了結構整合或組合的困難度。
代表性的來說，這些參考資料顯示了有關舊法因應垃圾焚燒和廢棄輪胎的回收處理設備或其類似機構的技藝；如果重行設計考量該垃圾焚燒和廢棄輪胎的回收處理設備的結構型態，使其構造不同於習用者，將可改變它的使用形態，而有別於舊法；或進一步考量在節省能源的條件下，達到提供單一燃料或能源而同時處理多種廢棄物的作用；實質上，也會增加它的應用範圍，而符合回收再利用和經濟效益等效果。
而這些課題在上述的參考資料中均未被教示或具體揭露。
爰是，本發明之主要目的即在於提供一種直接應用垃圾焚化產生熱能源提供給裂解廢輪胎燃料之處理系統，提供節省能源，將原本低利用價值之垃圾焚化熱能源結合再生廢棄物之應用等作用；包括垃圾焚化爐和焚化爐設置輸送道組合(或連接)橡膠輪胎回收爐。焚化爐內設置有用以支解垃圾的支解機構、用於(分批裝載)投入垃圾的投料機構和焚燒區、(灰燼或灰料)收集區；焚化爐的焚燒區藉燃料燒熔垃圾產生熱能，而建立一高溫流體供應作用，加溫烘乾位在焚化爐上部區域的垃圾和使熱能經輸送道進入橡膠輪胎回收爐，裂解廢輪胎(或橡膠回收體)，而產生(流體狀)物質或回收橡膠材(例如，橡膠或膠材的溶解物質)，並且使所述回收橡膠材供製造形成再生產品，達到應用單一能源同時處理多種廢棄物和再生利用的功效。
根據本發明之直接應用垃圾焚化產生熱能源提供給裂解廢輪胎燃料之處理系統，橡膠輪胎回收爐界定有腔室，供收容廢輪胎或其類似物。橡膠輪胎回收爐(或腔室)設有管道、輸入口和連接廢氣處理設備的輸出口；輸入口組合或樞接焚化爐的輸送道。當高溫流體從輸入口進入管道後，提供橡膠輪胎回收爐腔室產生高溫，裂解廢輪胎(或橡膠回收體)。
根據本發明之直接應用垃圾焚化產生熱能源提供給裂解廢輪胎燃料之處理系統，橡膠輪胎回收爐及/或輸入口、焚化爐的輸送道的周邊區域，設置或包覆有隔熱層(或保溫材料)，用以增加或維持橡膠輪胎回收爐及/或輸入口、焚化爐的輸送道的熱量供應之作用。
請參閱圖1、2，本發明之直接應用垃圾焚化產生熱能源提供給裂解廢輪胎燃料之處理系統，包括垃圾焚化爐和橡膠輪胎回收爐的組合，概分別以參考編號20、10表示之。在下列說明中，假設提到上部、上方(上端)、下部、下方(下端)、底部、側邊…等，是以圖中顯示的方向為參考方向。
圖中顯示了焚化爐20和焚化爐20設置輸送道21組合(或連接)橡膠輪胎回收爐10的情形。焚化爐20上端形成有斜向區24，可供垃圾車傾倒垃圾80，而將垃圾80導到焚化爐20。以及，焚化爐20內(或從上部區域朝下部區域方向)設置有用以支解垃圾80的支解機構60、用於分批裝載/投入(或投放)垃圾80的投料機構70和焚燒區22、(灰燼或灰料85)收集區23。
詳細來說，支解機構60包括可轉動自如的至少一桿體61和設置在桿體61上的(螺旋)葉片62；在桿體61和葉片62轉動時，可將垃圾80支解或分開，而利於落入支解機構60下方區域的投料機構70。
在所採的實施例中，投料機構70包括可轉動的基部71和設置在基部71上的複數個(或3個)板體72；每一個板體72彼此間隔角度約120度，而構成複數個(或3個)裝載區73，用以裝載、落入投料機構70的垃圾80。
當單一裝載區73裝載的垃圾80到達設定量或滿載時，控制投料機構70轉動，將垃圾80倒入或投入位在投料機構70下方的焚燒區22。
圖中描繪了焚燒區22(或焚化爐20)設置有一網狀結構28，可供負載倒入焚燒區22的垃圾80。焚燒區22可配合燃油或其類似燃料，實施工作溫1000度以上的燒熔垃圾80的作業。所述垃圾80的燒熔作業會產生灰燼或灰料85，通過網狀結構28落入位在焚燒區22下方的收集區23。
可了解的是，因焚燒區22的工作溫度，使收集區23的溫度可達到600度左右或以上的狀態；以及，所述熱能再經輸送道21輸入橡膠輪胎回收爐10。
在所採的實施例中，焚化爐20的底部29(或收集區23的下端區域)形成有斜向部26和連接斜向部26的排送口27，以利於導引灰料85從排送口27輸出和運載。
須加以說明的是，焚化爐20的焚燒區22藉燃料燒熔垃圾80產生熱能，建立了一高溫流體供應作用；包括加溫烘乾位在焚化爐20上部區域(例如，投料機構70、支解機構60)的垃圾80。乾燥狀態的垃圾80易於燃燒，有助於節省燃料或能源的使用量。
圖中也顯示了焚化爐20的輸送道21設置連接在收集區23的區域。因此，燒熔垃圾80產生的熱能會(從收集區23)經輸送道21進入橡膠輪胎回收爐10，裂解廢輪胎或橡膠回收體90，而產生(流體狀)物質或回收橡膠材91(例如，橡膠或膠材的溶解物質)，並且使所述回收橡膠材91供製造形成再生產品，達到應用單一能源同時處理多種廢棄物和再生利用的功效。
在較佳的實施例中，輸送道21成彎曲結構，而配置有吸塵設備55，用以收集進入輸送道21的煙塵，減少或降低進入橡膠輪胎回收爐10的煙塵或其類似物。
請參考圖3，橡膠輪胎回收爐10成一具有置卸口19的幾何形輪廓的型態(例如，方形、圓筒狀結構…等)，置卸口19可供橡膠回收體90(例如，橡膠輪胎或其類似物)置入橡膠輪胎回收爐10。橡膠輪胎回收爐10具有剛性壁11；橡膠輪胎回收爐10(或剛性壁11)界定出一腔室15；所述腔室15用以供收容橡膠回收體90。圖中顯示了多個橡膠回收體90同時疊置在腔室15內部的型態。
圖3也描繪了橡膠輪胎回收爐10(或腔室15)內部設有管道12；管道12可沿橡膠輪胎回收爐10內邊或腔室15周邊區域布置。以及，橡膠輪胎回收爐10(側邊)設有輸入口13，相通於管道12。輸入口13組合或樞接焚化爐20的輸送道21，以容許焚化爐20提供高溫汽體(或含有橡膠溶劑的高溫汽體)。
在可行的實施例中，焚化爐20的輸送道21設置或組合有控制閥25；輸送道21連接或相通於橡膠輪胎回收爐10的輸入口13，並且藉控制閥25控制(及/或打開、關閉)高溫流體進入輸入口13的流量。
圖中顯示了橡膠輪胎回收爐10(上部區域)設置有風機14和相通於風機14的輸出口16。輸出口16連接或設有副管道17，使副管道17連接一廢氣處理設備30；廢氣處理設備30用以處理或淨化橡膠輪胎回收爐10處理橡膠回收體90產生的(有害)氣體、煙塵分子或其類似物；現有技術較常採用冷卻減塵法，亦即將焚化過程中產生的廢氣、煙塵導入一密閉空間中，進冷卻凝集後，再將淨化後之氣體排放到外界空氣中。
上述凝集形成之碳固體則可由輸送管道31輸送到橡膠輪胎回收爐10回收利用。上述對於焚化後煙塵的冷卻凝集減塵法的應用，屬業界廣泛使用之習知技藝；例如，台灣第96113899號、第89205210號、第93108415號專利案等，均是利用該等技術之實例，故不予詳述。
在一個可行的實施例中，橡膠輪胎回收爐10或腔室15(下部區域)設有過濾單元40；過濾單元40可形成網狀結構，只容許流體類似物或回收橡膠材91(例如，橡膠回收體90、橡膠或膠材的溶融液體或物質)通過。
圖中也揭示了橡膠輪胎回收爐10或腔室15(底端區域)設有排出口18，供回收橡膠材91排出、收集。因此，在所採的實施例中，橡膠輪胎回收爐10或腔室15的下部區域成錐狀結構，以利於將回收橡膠材91導引(或導流)到排出口18。
在所採較佳的實施例中，橡膠輪胎回收爐10及/或輸入口13、焚化爐20的輸送道21的周邊區域，設置或包覆有隔熱層50(或保溫材料)，用以增加或維持橡膠輪胎回收爐10及/或輸入口13、焚化爐20的輸送道21的熱量供應之作用。
因此，當焚化爐20供給高溫流體從輸送道21經橡膠輪胎回收爐10的輸入口13進入管道12循環後，提供橡膠輪胎回收爐10的腔室15充滿高溫流體而處於高溫狀態，裂解橡膠回收體90而產生流體狀物質或回收橡膠材91，經過過濾單元40過濾後，從排出口18排出、收集。
並且，所述回收橡膠材91可供再聯結輸入製造再生輪胎或其他再生產品之機器(圖式未示出)，以製成再生輪胎或其類似產品。
圖3也描繪了在高溫溶解橡膠回收體90的過程而產生的高溫廢氣體、分子或其類似物，可經其自我膨脹推送或再經風機14抽吸、導引到橡膠輪胎回收爐10的輸出口16，從副管道17進入廢氣處理設備30，進行處理作業。
在所採的實施例(或參考圖1)中，焚化爐20設置有複數個輸送道21和組合輸送道21的控制閥25；以及，複數個輸送道21分別樞接複數個橡膠輪胎回收爐10的輸入口13，用以增加或提高橡膠回收體90的處理量(或回收量)。
可了解的是，焚化爐20組合複數個橡膠輪胎回收爐10的應用型態，可應用(圖中)左邊區域的橡膠輪胎回收爐10進行橡膠回收體90的處理作業，而使(圖中)右邊區域的橡膠輪胎回收爐10處於準備狀態的情形；這有助於提高人員彈性地進行橡膠回收體90的處理作業。
請參考圖4，在一個可行的實施例中，橡膠輪胎回收爐10形成一大體方形輪廓(或斷面)的結構型態；因此，複數或多個橡膠回收體90可分別疊置在腔室15內的四個象限區間的位置，也可增加或提高橡膠回收體90的處理量。
代表性的來說，這直接應用垃圾焚化產生熱能源提供給裂解廢輪胎燃料之處理系統相較於舊法而言，係具有下列的優點：
1.該橡膠輪胎回收爐10、(垃圾)焚化爐20和相關組件結構，已被重行設計考量。例如，橡膠輪胎回收爐10設置輸入口13組合焚化爐20的輸送道21、腔室15內布置管道12；橡膠輪胎回收爐10設置風機14、聯接廢氣處理設備30的副管道17；橡膠輪胎回收爐10或腔室15設置排出口18和只容許回收橡膠材91通過的過濾單元40；以及，焚化爐20設置支解機構60、投料機構70、焚燒區22、收集區23和網狀結構28；使支解機構60具有軸桿61、葉片62，投料機構70具有基部71、板片72、裝載區73等部分，明顯不同於習用者，也改變了習知結構或組合關係，使它的使用、操作型態有別於舊法。
2.橡膠輪胎回收爐10、焚化爐20(及/或廢氣處理設備30)的組合結構，不儘可簡單的獲得溶(裂)解橡膠回收體90而產生(流體狀)物質或回收橡膠材91的作用，使所述回收橡膠材91供製造形成再生產品的型態，而提供了結構精簡、操作方便和再生應用等作用；並且，像習知垃圾焚化設備和廢輪胎裂解裝置分屬於兩個獨立作業的系統，存在了結構整合或組合的困難度的情形，也獲得明顯的改善。
3.特別是，在節省能源的條件下，提供焚化爐20使用的燃料或能源，不僅達到乾燥垃圾80，使其易於燃燒、減少能源用量的作用外，也達到了應用單一燃料或能源而同時處理原本需分別耗費燃料處理的兩種以上廢棄物的作用；實質上，係大幅降低燃料的消耗，且增加了它的應用範圍，而符合回收再利用和經濟效益等效果。
故，本發明提供了一有效的直接應用垃圾焚化產生熱能源提供給裂解廢輪胎燃料之處理系統，其空間型態係不同於習知者，且具有舊法中無法比擬之優點，係展現了相當大的進步，誠已充份符合新型專利之要件。
惟，以上所述者，僅為本發明之可行實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。
10:橡膠輪胎回收爐
11:剛性壁
12:管道
13:輸入口
14:風扇
15:腔室
16:輸出口
17:副管道
18:排出口
19:置卸口
20:焚化爐
21:輸送道
22:焚燒區
23:收集區
24:斜向區
25:控制閥
26:斜向部
27:排送口
28:網狀結構
29:底部
30:廢氣處理設備
31:輸送管道
40:過濾單元
50:隔熱層
55:吸塵設備
60:支解機構
61:軸桿
62:葉片
70:投料機構
71:基部
72:板片
73:裝載區
80:垃圾
85:灰料
90:橡膠回收體
91:回收橡膠材
[圖1]係本發明之平面結構示意圖。
[圖2]係本發明之焚化爐內部的立體結構示意圖。
[圖3]係本發明之橡膠輪胎回收爐的平面結構示意圖。
[圖4]係本發明的橡膠輪胎回收爐之一可行實施例的平面結構示意圖。
10:橡膠輪胎回收爐
11:剛性壁
12:管道
13:輸入口
14:風機
15:腔室
16:輸出口
17:副管道
18:排出口
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20:焚化爐
21:輸送道
22:焚燒區
23:收集區
24:斜向區
25:控制閥
26:斜向部
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30:廢氣處理設備
31:輸送管道
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50:隔熱層
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60:支解機構
61:軸桿
62:葉片
70:投料機構
71:基部
72:板片
73:裝載區
80:垃圾
85:灰料
90:橡膠回收體
Claims (10)
- 一種直接應用垃圾焚化產生熱能源提供給裂解廢輪胎燃料之處理系統，包括：焚化爐(20)設置輸送道(21)連接橡膠輪胎回收爐(10)的組合； 焚化爐(20)設置有焚燒區(22)、收集區(23)； 橡膠輪胎回收爐(10)成一具有置卸口(19)的幾何形輪廓的型態，橡膠輪胎回收爐(10)具有剛性壁(11)和供收容橡膠回收體(90)的腔室(15)； 橡膠輪胎回收爐(10)設有輸入口(13)和設置在橡膠輪胎回收爐(10)的輸出口(16)；橡膠輪胎回收爐(10)的底端區域設有排出口(18)； 焚化爐(20)的輸送道(21)樞接橡膠輪胎回收爐(10)的輸入口(13)；焚化爐(20)的焚燒區(22)藉燒熔垃圾(80)產生熱能及一高溫流體，供應加溫烘乾位在焚化爐(20)上部區域的垃圾和使高溫流體經輸送道(21)進入橡膠輪胎回收爐(10)，裂解橡膠回收體(90)，而產生回收橡膠材(91)。
- 如請求項1之直接應用垃圾焚化產生熱能源提供給裂解廢輪胎燃料之處理系統，其中該腔室(15)周邊區域布置有至少一管道(12)；輸入口(13)設置在橡膠輪胎回收爐(10)側邊，並且與管道(12)相通。
- 如請求項2之直接應用垃圾焚化產生熱能源提供給裂解廢輪胎燃料之處理系統，其中該焚化爐(20)的輸送道(21)組合有控制閥(25)；該橡膠輪胎回收爐(10)的下部區域成錐狀結構，並且該下部區域設網狀結構的過濾單元(40)；焚化爐(20)供給高溫流體從輸送道(21)經輸入口(13)進入管道(12)，使腔室(15)充滿高溫流體而處於高溫狀態。
- 如請求項1之直接應用垃圾焚化產生熱能源提供給裂解廢輪胎燃料之處理系統，其中該回收橡膠材(91)被聯結輸送至一再生輪胎製造機器，進行再生輪胎之製造。
- 如請求項1、2、3或4之直接應用垃圾焚化產生熱能源提供給裂解廢輪胎燃料之處理系統，其中該腔室(15)上部區域設置有風機(14)，輸出口(16)相通於風機(14)； 輸出口(16)連接有副管道(17)，使副管道(17)組合一廢氣處理設備(30)；廢氣處理設備(30)設輸送管道(31)，聯接橡膠輪胎回收爐(10)。
- 如請求項1、2、3或4之直接應用垃圾焚化產生熱能源提供給裂解廢輪胎燃料之處理系統，其中該橡膠輪胎回收爐(10)、輸入口(13)和輸送道(21)的至少其中之一的周邊區域，設置有隔熱層(50)。
- 如請求項1、2、3或4之直接應用垃圾焚化產生熱能源提供給裂解廢輪胎燃料之處理系統，其中該橡膠輪胎回收爐(10)形成一方形輪廓的結構型態，供複數個橡膠回收體(90)分別疊置在腔室(15)的四個象限區間的位置。
- 如請求項1、2、3或4之直接應用垃圾焚化產生熱能源提供給裂解廢輪胎燃料之處理系統，其中該焚化爐(20)從上部區域朝下部區域方向，設置有用以支解垃圾(80)的支解機構(60)、用於投入支解後之垃圾(80)的投料機構(70)和上述的焚燒區(22)、收集區(23)。
- 如請求項5之直接應用垃圾焚化產生熱能源提供給裂解廢輪胎燃料之處理系統，其中該焚化爐(20)從上部區域朝下部區域方向，設置有用以支解垃圾(80)的支解機構(60)、用於投入支解後之垃圾(80)的投料機構(70)和上述的焚燒區(22)、收集區(23)。
- 如請求項8之直接應用垃圾焚化產生熱能源提供給裂解廢輪胎燃料之處理系統，其中該支解機構(60)包括可轉動自如的至少一桿體(61)和設置在桿體(61)上的螺旋葉片(62)；以及 投料機構(70)包括可轉動的基部(71)和設置在基部(71)上的複數個板體(72)，而構成複數個裝載區(73)； 焚燒區(22)設置有一網狀結構(28)；焚化爐(20)的底部(29)形成有斜向部(26)和連接斜向部(26)的排送口(27)； 焚化爐(20)的輸送道(21)設置連接在收集區(23)的區域；輸送道(21)成彎曲結構，並且配置有吸塵設備(55)。
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI840236B true TWI840236B (zh) | 2024-04-21 |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113757672A (zh) | 2021-09-24 | 2021-12-07 | 浙江浙能兴源节能科技有限公司 | 一种废轮胎热解与生活垃圾炉耦合燃烧的工艺方法 |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113757672A (zh) | 2021-09-24 | 2021-12-07 | 浙江浙能兴源节能科技有限公司 | 一种废轮胎热解与生活垃圾炉耦合燃烧的工艺方法 |
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