TWM554102U - 利用廢氣改質轉爐石之反應器 - Google Patents
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Description
本創作係關於一種利用廢氣改質轉爐石之反應器，尤指能轉化轉爐石之不穩定物質同時封存二氧化碳之反應器者。
按，鋼鐵工業乃各國經濟發展之重要基礎工業，然煉鋼過程中不僅排放大量的二氧化碳，也產生大量的煉鋼爐石。而煉鋼爐石因於煉鋼過程添加了矽、鈣、鋁、鐵…等氧化物成分，因此，即便再利用為土木營建材料，亦會因煉鋼爐石內含游離氧化鈣、鎂之成分，而產生高鹼性與體積膨脹之問題。是以，為了提昇煉鋼爐石資源化利用價值，目前常見方法係利用自然堆置、灑水、蒸氣養生及熱渣矽酸化使煉鋼爐石改質，然而，上述改質方法需花費較長時間與較大空間且無法同時解決高鹼性問題，而仍有待改善之空間。
此外，石化能源的消耗使大氣中之二氧化碳濃度逐年遞增，當大量二氧化碳排入大氣中，不僅會造成溫室效應加劇惡化，更會導致全球地面平均氣溫顯著上升、海平面上升以及氣候變遷現象，因此，如何緩和溫室效應惡化並實施二氧化碳源頭減量乃為世界各國關注與研究之重要課題，故，目前各國皆積極發展包括陸地封存、海洋封存、礦物封存及生物封存…等二氧化碳封存技術。
其中，礦物封存相較於其它封存技術來的簡單、安全及穩定。而早期主要係以天然礦石進行二氧化碳封存，然而，使用天然礦石會造成資源的浪費以及增加天然礦石開採之額外成本，故不具經濟效益。
因此，近年來，有學者利用具較高反應活性、成本低廉、容易取得之鹼性爐渣（如︰焚化灰渣、煉鋼爐石…等）來作為二氧化碳礦化封存之材料，一來能利用二氧化碳將鹼性爐渣所含之游離氧化鈣、鎂…等不穩定物質轉化為穩定的碳酸鹽類，進而解決轉爐石粒料資源化利用時所面臨之高鹼性及體積膨脹問題，二來可達到二氧化碳礦化封存之積極目標。
而二氧化碳礦化封存之反應過程可分為固相碳酸化及液相碳酸化，其中，固相碳酸化過程是指二氧化碳氣體直接與礦石原料發生氣/固反應生成碳酸鈣，此反應路徑雖具有直接、簡單以及不需額外能量之優點，但於常溫常壓下，對於此反應途徑之反應動力非常緩慢，即使在高壓的情況下，此碳酸化反應依然相當低，是以，如何提升礦化效率係為本創作人積極研究之重點。
有鑑於現階段之二氧化碳礦化封存技術仍有待改進之缺失，因此，本創作之目的乃是利用旋轉式反應器使氣體以螺旋旋風方式旋轉導入反應槽內，進而延長氣體於反應器內之滯留時間，提升礦化效率。
為達前揭目的，本創作提供一種利用廢氣改質轉爐石之反應器，包含︰一反應槽，該反應槽供置入轉爐石，並具有一入料口及一出料口，且於反應槽之兩端分別形成一第一開口及一第二開口；一第一座體，鎖固於該反應槽之一端，且具有對應第一開口之第一通孔；一第二座體，鎖固於該反應槽未結合第一座體之一端，且具有對應第二開口之第二通孔；一入氣管件，穿置於第一通孔及第一開口，並形成一位於反應槽內之第一彎折段，且於入氣管件與第一通孔之間設有一旋轉接頭；一出氣管件，穿置於第二通孔及第二開口，並形成一位於反應槽內之第二彎折段，且於出氣管件與第二通孔之間設有一旋轉接頭；一加熱器，包覆於該反應槽外圍；一驅動單元，套設於該反應槽；以及一動力源，連結於該驅動單元，並用於驅動驅動單元以連動反應槽旋轉。
基於上述，使轉爐石由入料口置入反應槽內後，於入氣管件將廢氣導入反應槽，以透過旋轉反應槽之動作，使廢氣沿反應槽內壁面以螺旋方式環繞旋轉前進，並與反應槽內之轉爐石結合，藉此，延長廢氣中之二氧化碳與轉爐石之鹼性物質結合的時間，進而達成加速碳酸化、增進廢氣之封存量以及提升轉爐石碳酸化之轉化率的功效。
為使 貴審查委員瞭解本創作欲達成目的所運用之技術、手段及功效，餘下，茲列舉一較佳實施例並配合圖式，詳細說明如后︰
首先，請參閱第1圖所示，該反應器１包含一反應槽１１、一第一座體１２、一第二座體１３、一入氣管件１４、一出氣管件１５、一加熱器１６、一驅動單元１７以及一動力源１８。其中，反應槽１１供置入轉爐石２（圖中未顯示），並具有一入料口１１１及一出料口１１２，且於反應槽１１兩端分別形成一第一開口１１３及一第二開口１１４；該第一座體１２鎖固於反應槽１１之一端，且具有對應第一開口１１３之第一通孔１２１；該第二座體１３鎖固於反應槽１１未結合第一座體１２之一端，且具有對應第二開口１１４之第二通孔１３１；該入氣管件１４穿置於第一座體１２之第一通孔１２１以及反應槽１１之第一開口１１３，並形成一位於反應槽１１內之第一彎折段１４１，於本創作之一實施例中，第一彎折段１４１之彎折角度θ為80~140°，且於入氣管件１４與第一通孔１２１之間設有一旋轉接頭１９；該出氣管件１５穿置於第二座體１３之第二通孔１３１以及反應槽１１之第二開口１１４，並形成一位於反應槽１１內之第二彎折段１５１，於本創作之一實施例中，第二彎折段１５１之彎折角度θ為80~140°，且於出氣管件１５與第二通孔１３１之間設有一旋轉接頭１９；該加熱器１６包覆於反應槽１１外圍，而驅動單元１７套設於反應槽１１，並使動力源１８之驅動軸１８１連結於驅動單元１７，以藉動力源１８之驅動軸１８１驅動驅動單元１７並連動反應槽１１旋轉，於本創作之一實施例中，加熱器１６為箱形加熱器，驅動單元１７為皮帶或齒輪，動力源１８為馬達。
其次，請繼續參閱第2圖所示，該反應器１運作時，係將轉爐石２由入料口１１１置入反應槽１１內，再藉加熱器１６進行加熱動作，同時將含有二氧化碳之廢氣氣體與水氣混合後，經由入氣管件１４導入反應槽１１內，此時，透過動力源１８之驅動軸１８１來帶動驅動單元１７進而連動反應槽１１、第一座體１２及第二座體１３旋轉，此時，入氣管件１４與第一座體１２之間以及出氣管件１５與第二座體１３之間因設有旋轉接頭１９，因此，入氣管件１４及出氣管件１５並不會隨反應槽１１旋轉，而反應槽１１則藉由旋轉動作，使廢氣生成旋轉氣流且沿反應槽１１內壁面以螺旋方式環繞旋轉前進（如圖中粗體虛線所示），並與反應槽１１內混拌之轉爐石２結合，再讓氣體由出氣管件１５排出，而轉爐石２則由出料口１１２排出，藉此，透過延長廢氣滯留於反應槽１１內的時間，進而延長廢氣中之二氧化碳與轉爐石２之鹼性物質結合的時間，以達成加速碳酸化、增進廢氣之封存量以及提升轉爐石２碳酸化之轉化率的功效。
值得一提的是，位於反應槽１１內之入氣管件１４以及出氣管件１５分別形成有第一彎折段１４１及第二彎折段１５１，使所導入之廢氣能沿第一彎折段１４１及第二彎折段１５１的角度接近於反應槽１１內壁面，而能配合反應槽１１之旋轉動作產生旋風效應，進而延長廢氣於反應槽１１內部的滯留時間。
惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例，並非用以限定本創作之實施範圍，凡未脫離本創作技術精神所為之變化與修飾，皆為本創作專利範圍所涵蓋。
綜上所述，本創作確實已突破傳統並具有改良及創新之創作內容且能具體實施，理應符合新型專利之法定要件，爰依法提出專利申請，懇請 鈞局審查委員授予合法專利權，以勵創作，至感德便。
本創作︰
１‧‧‧反應器
１１‧‧‧反應槽
１１１‧‧‧入料口
１１２‧‧‧出料口
１１３‧‧‧第一開口
１１４‧‧‧第二開口
１２‧‧‧第一座體
１２１‧‧‧第一通孔
１３‧‧‧第二座體
１３１‧‧‧第二通孔
１４‧‧‧入氣管件
１４１‧‧‧第一彎折段
１５‧‧‧出氣管件
１５１‧‧‧第二彎折段
１６‧‧‧加熱器
１７‧‧‧驅動單元
１８‧‧‧動力源
１８１‧‧‧驅動軸
１９‧‧‧旋轉接頭
２‧‧‧轉爐石
θ‧‧‧角度
１‧‧‧反應器
１１‧‧‧反應槽
１１１‧‧‧入料口
１１２‧‧‧出料口
１１３‧‧‧第一開口
１１４‧‧‧第二開口
１２‧‧‧第一座體
１２１‧‧‧第一通孔
１３‧‧‧第二座體
１３１‧‧‧第二通孔
１４‧‧‧入氣管件
１４１‧‧‧第一彎折段
１５‧‧‧出氣管件
１５１‧‧‧第二彎折段
１６‧‧‧加熱器
１７‧‧‧驅動單元
１８‧‧‧動力源
１８１‧‧‧驅動軸
１９‧‧‧旋轉接頭
２‧‧‧轉爐石
θ‧‧‧角度
第1圖係本創作反應器之結構示意圖。 第2圖係本創作反應器之使用示意圖。
1‧‧‧反應器
11‧‧‧反應槽
111‧‧‧入料口
112‧‧‧出料口
113‧‧‧第一開口
114‧‧‧第二開口
12‧‧‧第一座體
121‧‧‧第一通孔
13‧‧‧第二座體
131‧‧‧第二通孔
14‧‧‧入氣管件
141‧‧‧第一彎折段
15‧‧‧出氣管件
151‧‧‧第二彎折段
16‧‧‧加熱器
17‧‧‧驅動單元
18‧‧‧動力源
181‧‧‧驅動軸
19‧‧‧旋轉接頭
Claims (6)
- 一種利用廢氣改質轉爐石之反應器，包含︰ 一反應槽，該反應槽供置入轉爐石，並具有一入料口及一出料口，且於該反應槽之兩端分別形成一第一開口及一第二開口； 一第一座體，鎖固於該反應槽之一端，且具有對應該第一開口之第一通孔； 一第二座體，鎖固於該反應槽未結合該第一座體之一端，且具有對應該第二開口之第二通孔； 一入氣管件，穿置於該第一通孔及該第一開口，並形成一位於該反應槽內之第一彎折段，且於該入氣管件與該第一通孔之間設有一旋轉接頭；一出氣管件，穿置於該第二通孔及該第二開口，並形成一位於該反應槽內之第二彎折段，且於該出氣管件與該第二通孔之間設有一旋轉接頭；一加熱器，包覆於該反應槽外圍；一驅動單元，套設於該反應槽；以及一動力源，連結於該驅動單元，並用於驅動該驅動單元以連動該反應槽旋轉。
- 如請求項1所述之利用廢氣改質轉爐石之反應器，其中，該第一彎折段及該第二彎折段之彎折角度為80~140°。
- 如請求項1所述之利用廢氣改質轉爐石之反應器，其中，該加熱器為箱形加熱器。
- 如請求項1所述之利用廢氣改質轉爐石之反應器，其中，該驅動單元為皮帶。
- 如請求項1所述之利用廢氣改質轉爐石之反應器，其中，該驅動單元為齒輪。
- 如請求項1所述之利用廢氣改質轉爐石之反應器，其中，該動力源為馬達。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW106210612U TWM554102U (zh) | 2017-07-19 | 2017-07-19 | 利用廢氣改質轉爐石之反應器 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW106210612U TWM554102U (zh) | 2017-07-19 | 2017-07-19 | 利用廢氣改質轉爐石之反應器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWM554102U true TWM554102U (zh) | 2018-01-11 |
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|---|---|---|---|
| TW106210612U TWM554102U (zh) | 2017-07-19 | 2017-07-19 | 利用廢氣改質轉爐石之反應器 |
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|---|---|
| TW (1) | TWM554102U (zh) |
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2017
- 2017-07-19 TW TW106210612U patent/TWM554102U/zh not_active IP Right Cessation
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