TWM585179U - 廢機動車輛粉碎殘餘物的燃氣化處理系統 - Google Patents

Abstract

一種廢機動車輛粉碎殘餘物的燃氣化處理系統，其中，ASR原料經由篩選設備、磁性物質分離設備和有色金屬分離設備去除其中的沙土、磁性物質和有色金屬等無機物質之後，經由均質設備和成型設備製成ASR顆粒，並送入燃氣化設備中在缺氧的環境下進行燃氣化處理，以產生可作為燃料及發電用途的合成氣。接著，包含作為燃氣的合成氣的煙氣被送入二次燃燒設備中進行燃燒，以去除其中的有害物質並且產生熱能，接著將燃燒後的氣體送入熱能回收設備中以收集燃燒的熱能，並將收集的熱能供應至能量轉換設備中以產出可用能源。在回收可用能量後，剩餘的煙氣經過淨化處理後經由排氣設備排放至外部。

Description

廢機動車輛粉碎殘餘物的燃氣化處理系統

本新型是關於一種廢機動車輛粉碎殘餘物（Automobile Shredder Residue，ASR）的資源化再利用系統，尤其是在利用廢機動車輛粉碎殘餘物產生廢棄物衍生燃料（合成氣）時使用的燃氣化系統。

隨著科技的進步，現代化的社會中，車輛的製造及使用已經越來越普遍，隨之而來的問題是大量的車輛報廢後如何處理，以及處理後的殘餘物該如何資源化再利用，以將廢機動車輛對環境造成的影響降到最低，同時實踐永續發展及循環經濟的精神。

目前汽車回收拆解行業已機械化及自動化，近年來重點企業開始採用廢車拆解流水線，大幅提高了作業效率，也間接促進了廢車拆解的精細化，使廢車之再利用率有所提升。

另一方面，精細的分類也同時產生了拆解後的殘餘物，稱為廢機動車輛粉碎殘餘物（Automobile Shredder Residue，ASR），其組成成分相當複雜，包含泡綿、塑膠（PE、PVC、PP）、橡膠（橡皮、氯丁橡膠、丙烯腈）、合成樹脂（PU、PA、環氧樹脂、苯乙烯化合物）、纖維（紡織物、廢紙、木材）、金屬、玻璃、塵土、油漆以及其他雜質等的難以回收的殘餘物。

國內目前廢機動車輛粉碎殘餘物（ASR）年產生量約有2萬噸，現今主要處理ASR的方式為焚化或掩埋，但物料複雜的特性使ASR聚熱值不均勻，考慮到焚化爐操作及使用壽命，業者對ASR的處理意願並不高。

另一方面，掩埋處置會有對土壤及水質產生二次汙染之虞，並且，將廢棄物最小化並減少其掩埋量是當今主要的環保趨勢。

目前已知一種能夠回收廢機動車輛粉碎殘餘物，篩選出可燃物後製成氣態廢棄物衍生燃料（Refuse Derived Fuel，RDF-7），實現將廢棄物轉變成再生能源的技術。

因此，需要一種廢機動車輛粉碎殘餘物的燃氣化處理系統，將ASR於缺氧環境下進行燃氣化處理，轉化為清潔的可燃氣體，透過精細化、可控化管理的燃氣化過程，從而實現高效率的能量轉化。該系統作為無害化處理的節能環保技術，和現今政府的經濟、產業、節能、環保政策與世界綠色新能源開發趨勢相吻合。

鑑於現有技術遭遇的問題，本新型旨在提供一種廢機動車輛粉碎殘餘物的燃氣化處理系統，在使用特定設備去除ASR原料中的無機物質之後，將ASR原料送入裂解氣化反應器中，在高溫缺氧的狀態下將其中的有機物分解成小分子的氣體（高濃度的 CO 及 H ₂） 的合成燃氣。 這些合成燃氣進入二燃室以高溫燃燒產熱後，經餘熱鍋爐供應熱能至汽輪發電機，汽輪發電機可以接續以供熱、生產蒸氣或發電等形式產出能源。並且，剩餘的煙氣經氣體淨化系統脫硝、脫酸、除塵及去除戴奧辛後，乾淨的煙氣可由煙囪排放，從而減少對環境的二次汙染。

本新型提供一種廢機動車輛粉碎殘餘物的燃氣化處理系統，包含：輸送設備和篩選設備，該篩選設備設置在該輸送設備之後並且與其連接，其中，該輸送設備將廢機動車輛粉碎殘餘物原料（ASR原料）送入該篩選設備中，並且該篩選設備將該ASR原料中的細小顆粒分離；磁性物質分離設備，將該ASR原料中的磁性物質分離；有色金屬分離設備，將該ASR原料中的有色金屬分離；其中，該磁性物質分離設備和該有色金屬分離設備設置在該篩選設備之後，並且依任意順序與該篩選設備串聯；燃燃氣化設備，設置在該磁性物質分離設備和該有色金屬分離設備中的後面一個之後並且與其連接，其中，已分離該細小顆粒、該磁性物質和該有色金屬的該ASR原料在該燃氣化設備中發生化學反應而產生煙氣，該煙氣包含一氧化碳、氫氣和有害物質；二次燃燒設備，設置在該燃氣化設備之後並且與其連接，其中，該一氧化碳和該氫氣在該二次燃燒設備中燃燒產生熱能，並且，該有害物質在該二次燃燒設備中燃燒產生熱能並分解；熱能回收設備，設置在該二次燃燒設備之後並且與其連接，其中，該熱能回收設備收集該一氧化碳、該氫氣和該在該二次燃燒設備中燃燒產生的熱能；能量轉換設備，設置在該熱能回收設備之後並且與其連接，並且接收由該熱能回收設備收集的熱能；以及排氣設備，設置在該熱能回收設備之後並且與其連接，並且排出該燃氣化處理系統中的剩餘煙氣。

本新型提供的廢機動車輛粉碎殘餘物的燃氣化處理系統，進一步包含撕碎設備，設置在由該篩選設備的出口連接到該輸送設備的入口的管線上，將該篩選設備分離出的ASR原料中的大塊廢棄物破碎成小塊廢棄物，並且該小塊廢棄物經由該輸送設備進入該篩選設備中以重新分離該細小顆粒。

本新型提供的廢機動車輛粉碎殘餘物的燃氣化處理系統，進一步包含均質設備，設置在該磁性物質分離設備和該有色金屬分離設備中的後面一個與該燃氣化設備之間，以將該ASR原料均質化。

本新型提供的廢機動車輛粉碎殘餘物的燃氣化處理系統，進一步包含成型設備，設置在該均質設備和該燃氣化設備之間，以將均質的該ASR原料造粒成型。

本新型提供的廢機動車輛粉碎殘餘物的燃氣化處理系統，進一步包含熱交換設備，設置在由該熱能回收設備的出口連接到該二次燃燒設備的入口的管線上，將已由熱能回收設備回收熱能的煙氣的剩餘熱能傳遞給空氣，並將該空氣送入該二次燃燒設備。

本新型提供的廢機動車輛粉碎殘餘物的燃氣化處理系統，進一步包含脫酸設備，設置在該熱能回收設備和該排氣設備之間，使用脫酸鹼劑去除該煙氣中的酸性成分。

本新型提供的廢機動車輛粉碎殘餘物的燃氣化處理系統，進一步包含纖維濾管設備，設置在該脫酸設備和該排氣設備之間，包含纖維濾管和觸媒，其中，該纖維濾管過濾該煙氣中的顆粒物，並且，該觸媒去除該煙氣中的戴奧辛或對該煙氣進行脫硝反應。

本新型提供的廢機動車輛粉碎殘餘物的燃氣化處理系統，進一步包含第一脫硫設備，設置在該熱能回收設備和該脫酸設備之間，使用第一脫硫劑對該煙氣進行第一脫硫反應。

本新型提供的廢機動車輛粉碎殘餘物的燃氣化處理系統，進一步包含第二脫硫設備，設置在該脫酸設備和該排氣設備之間，使用第二脫硫劑對該煙氣進行第二脫硫反應。

根據本新型所提供的廢機動車輛粉碎殘餘物的燃氣化處理系統，其中，該熱能回收設備設置有脫硝設備，以對該煙氣進行脫硝反應。

如上所述，在本新型的實施例中，來自廢棄機動車輛的ASR原料，經由篩選設備、磁性物質分離設備和有色金屬分離設備去除其中的沙土、磁性物質和有色金屬等無機物質之後，經由均質設備和成型設備製成ASR顆粒，並送入燃氣化設備中在缺氧的環境下進行燃氣化處理，以產生可作為燃料及發電用途的合成氣（一氧化碳與氫氣）。

在燃氣化設備中進行燃氣化處理後產生的產物包含爐渣（固體）和煙氣（氣體和粉塵顆粒）。其中，爐渣經由設置在燃氣化設備的排渣機和爐渣輸送機輸送至燃氣化設備的外部，以集中處理汙染物（爐渣）。

並且其中，作為另一產物的煙氣（包含作為燃氣的合成氣）被送入二次燃燒設備中，在氧氣充足的環境下燃燒以去除其中的有害物質並且燃燒燃氣以產生熱能，接著將燃燒後的氣體送入熱能回收設備中，以收集燃燒產生的熱能，並將收集的熱能供應至能量轉換設備中以產出可用能源。

在回收可用能量後，剩餘的煙氣經過脫硝、脫酸、除塵及去除戴奧辛等煙氣淨化處理後，經檢測符合排放法規標準，即可由排氣設備排放。

如上所述，本新型的燃氣化處理系統具有低汙染、高經濟性以及高發展潛力的優點，透過將機動車輛廢棄物中原先認定無再利用價值的部分，透過轉換為能源使用，創造了其利用價值，並且減少對環境的負擔。

由於在缺氧環境下使ASR原料燃氣化，大幅降低了戴奧辛的生成率。並且，透過爐渣回收以及煙氣的淨化和監控，能有效避免燃氣化產物造成環境的二次汙染。

此外，由於在能源轉化過程（燃氣化、燃燒）產生的大量餘熱可以轉化為蒸氣再度銷售，或者可以利用餘熱發電，產生符合政府法規及環保趨勢並且具有高單位電價的綠電。

並且，本新型的技術亦可以應用於將工業等固體廢棄物轉化為適用於電力生產的合成燃氣或其他產品，帶動能源效率、創造清潔能源。

在本新型的以下描述中，將在所屬技術領域具有通常知識者能夠輕易理解範圍內省略現有技術的詳細說明。

本新型提供一種廢機動車輛粉碎殘餘物的燃氣化處理系統，在使用特定設備去除ASR原料中的無機物質之後，將ASR原料送入裂解氣化反應器中，在高溫缺氧的狀態下將其中的有機物分解成小分子的氣體（高濃度的 CO 及 H ₂） 的合成燃氣。 這些合成燃氣進入二燃室以高溫燃燒產熱後，經餘熱鍋爐供應熱能至汽輪發電機，汽輪發電機可以接續以供熱、生產蒸氣或發電等形式產出能源。並且，剩餘的煙氣經氣體淨化系統脫硝、脫酸、除塵及去除戴奧辛後，乾淨的煙氣可由煙囪排放，從而減少對環境的二次汙染。

如圖1所示，根據本新型的一個實施例之廢機動車輛粉碎殘餘物的燃氣化處理系統10，包含：輸送設備12、篩選設備13、撕碎設備14、磁性物質分離設備15、有色金屬分離設備16、均質設備17、成型設備18、燃氣化設備19、二次燃燒設備20、熱能回收設備21、能量轉換設備22、熱交換設備23、第一脫硫設備24、脫酸設備25、第二脫硫設備26、纖維濾管設備27和排氣設備28，以下將針對本新型的燃氣化處理系統10中的各項設備詳細說明。

＜輸送設備、篩選設備和撕碎設備＞

首先，透過輸送設備12（例如：分散輸送帶）將廢機動車輛粉碎殘餘物原料（以下簡稱ASR原料）11送入篩選設備13（例如：防塵滾筒篩）中，以將ASR原料11中的沙土等細小顆粒過篩分離。

在ASR原料11中含有體積較大的塊狀廢棄物的情況下，在使用篩選設備13將ASR原料11中的細小顆粒過篩去除之後，將會分離出ASR原料11中的體積較大的塊狀廢棄物。此時，可以進一步將分離的塊狀廢棄物送入撕碎設備14（例如：撕碎機）中以將其破碎成小塊的廢棄物，之後再重新以輸送設備12將小塊的廢棄物送入篩選設備13中進行過篩。

＜磁性物質分離設備和有色金屬分離設備＞

在使用篩選設備13對ASR原料11進行過篩之後，在ASR原料11中含有磁性物質（例如：鐵、鈷或鎳等）的情況下，可以進一步將ASR原料11送入磁性物質分離設備15（例如：磁力分選機）中以分離ASR原料11中摻雜的磁性物質（例如：鐵金屬），並將磁性物質回收再利用。

並且，在ASR原料11中含有有色金屬的情況下，可以進一步將ASR原料11送入有色金屬分離設備16（例如：渦電流分選機）中以分離ASR原料11中摻雜的有色金屬，並將有色金屬回收再利用。

如上所述，透過篩選設備、磁性物質分離設備或有色金屬分離設備等設備，可以分別以過濾、磁選或渦電流分選的方式，有效地去除ASR原料11中的無機物，例如：沙土、磁性物質或有色金屬等，以提升後續的燃氣化效果。

＜均質設備和成型設備＞

在將ASR原料11中的沙土、磁性物質，或有色金屬去除之後，可以進一步將ASR原料11送入均質設備17中，具體地，均質設備17可以是密閉式的粉碎機，以進一步將ASR原料11均質化。

在將ASR原料11均質化後，可以進一步將ASR原料11送入成型設備18（例如：造粒成型機）中以對ASR原料11進行造粒成型。具體地，在造粒成型機中，可以先將均質化的ASR原料11加熱至熔融並持續攪拌，並將熔融的ASR原料降溫至一加工溫度後送至成型設備18的出口，接著在將熔融的ASR原料降溫至一造粒溫度同時對ASR原料加壓以進行造粒成型，從而形成ASR顆粒。其中，該加工溫度略高於該造粒溫度。

＜燃氣化設備＞

在經造粒成型形成ASR顆粒後，透過進料機將ASR顆粒送入燃氣化設備19中進行燃氣化處理，具體地，燃氣化設備19可以是裂解氣化爐，尤其是具有臥式旋轉爐體（順流式旋轉爐體）的裂解氣化爐。在燃氣化設備19是具有臥式旋轉爐體的裂解氣化爐的情況下，ASR顆粒從燃氣化設備19的筒體頭部19a進入燃氣化設備19，並隨著該筒體的轉動緩慢地向燃氣化設備19的筒體尾部19b移動。

在本新型的一個實施例中，經配料調整，ASR顆粒的低位發熱量介於3500~3800 kcal/kg之間。

在本新型的一個較佳實施例中，燃氣化設備19的筒體設置為1.2~3度的仰角α，並且在0.1~1.2rpm的轉速下轉動；並且，ASR顆粒在燃氣化設備19內停留60~90分鐘的時間，同時，透過風機使燃氣化設備19的筒體前段的為負壓狀態，以控制爐內風量及含氧量，將燃氣化設備19控制在1~2%的低含氧量，以使ASR顆粒在缺氧的環境下反應生成一氧化碳與氫氣（燃氣化），並抑制戴奧辛的生成。

在燃氣化設備19的進料處（即，筒體頭部19a）進行灑水，由於ASR為含碳的廢棄物料，在燃氣化設備19內產生至少以下兩種化學反應：ASR顆粒中含有的碳與噴灑的水進行化學反應產生一氧化碳與氫氣（即合成氣），同時，ASR顆粒本身也進行裂解氣化反應產生一氧化碳與氫氣，並且以上反應溫度控制在800~1000℃。以上兩種反應產生的產物包含煙氣和爐渣，其中，煙氣包含諸如一氧化碳與氫氣的可燃氣體、有毒物質或有害物質、粉塵顆粒和其他氣體等，並且爐渣為其他固體副產物。在進行以上兩種化學反應後留下的爐渣藉由重力落至排渣機，並經爐渣輸送機輸送至燃氣化設備19的外部。

其中，燃氣化設備19的前端板可以佈置有推杆給料機及儀錶介面。並且，由於在旋轉過程中可能會有少量的ASR顆粒漏出並落在燃氣化設備19的前端板底部，可以在燃氣化設備19的下部設置一個收集器以收集漏出的ASR顆粒，以定期清理漏出的ASR顆粒並將其送回燃氣化設備19中繼續進行反應。

其中，燃氣化設備19的後端板可以用於封堵燃氣化設備19的尾部的出渣端，並將由ASR顆粒燃氣化產生的煙氣導向稍後的二次燃燒設備20（例如：二燃室），二次燃燒設備20下方設有水封（water seal）20a，以維持二次燃燒系統的氣密性。

其中，燃氣化設備19的筒體和後端板的連接處設置有風冷式夾套密封結構，並且，為了確保氣化後的冷卻效果，單獨設置有風機。

＜二次燃燒設備、熱能回收設備、能量轉換設備和熱交換設備＞

來自燃氣化設備19的煙氣從二次燃燒設備20的下部進入二次燃燒設備20並進行燃燒反應，以1000~1050℃的高溫燃燒來自燃氣化設備19的氣體，以將煙氣中有毒物質或有害物質分解，並同時產熱。在燃燒反應初期，為了穩定煙氣的燃燒反應，在二次燃燒設備20中安裝有輔助燃燒器20b，輔助燃燒器20b供應輔助燃氣（例如：天然氣）以輔助煙氣的燃燒反應。由於煙氣是從二次燃燒設備20的下部進入，可以將輔助燃燒器20b安裝在二次燃燒設備20的下部，以便於煙氣與輔助燃氣充分混合。直到二次燃燒設備20內的溫度達到需求溫度，並且煙氣的燃燒可維持不間斷後，即可停止供應輔助燃氣，而由煙氣獨立進行燃燒。

接著，藉由熱能回收設備21（例如：餘熱鍋爐）將燃燒產生的熱能供應至能量轉換設備22，具體地，能量轉換設備22可以是汽輪發電機，在汽輪發電機的後端可以以生產蒸氣或發電等的形式產出能源。

其中，可以透過熱交換設備23（例如：空預器，即空氣預熱器）進一步將已由熱能回收設備21回收熱能的煙氣的剩餘熱能傳遞給空氣，並且將已接收剩餘熱能的空氣送入二次燃燒設備20作為二次供風，從而透過節能的方式輔助控制二次燃燒設備20中的溫度及風量。

為使煙氣與二次供風充分混合，二次燃燒設備20中的二次供風管可以採用環向傾斜佈置，以使煙氣在二次供風的帶動下呈螺旋上升，使得煙氣的流動行程加長，使二燃器的爐膛空間得到了充分利用，延長了煙氣在二燃器的停留時間，使煙氣中的有毒物質和有害物質完全分解。

燃燒後的高溫煙氣經由二次燃燒設備20的出口被送入熱能回收設備21，並且在煙氣降溫的同時產生蒸汽，具體地，熱能回收設備21可以是膜式水冷壁蒸汽鍋爐；接著，產生的蒸汽從熱能回收設備21的汽包排出，然後進入分汽缸以進行蒸汽分配；並且，經熱能回收設備21降溫的煙氣進入後面的設備中以進行後續的煙氣淨化處理。

＜煙氣淨化設備＞

在本新型的實施例中，在熱能回收設備21之後，依次設置有第一脫硫設備24、脫酸設備25、第二脫硫設備26以及纖維濾管設備27等煙氣淨化設備。

煙氣淨化是指脫硝、脫硫、脫酸、除灰以及去除戴奧辛等反應。

＜脫硝設備＞

在本新型的一個實施例中，在熱能回收設備21的第一回程爐膛21a設置有脫硝設備。其中，脫硝設備採用選擇性非催化型還原反應法（Selective Non-Catalytic Reduction，SNCR）來對煙氣進行脫硝以控制其中的氮氧化物（NOx）含量。SNCR脫硝系統主要由氨水稀釋製備罐、氨水儲罐、輸送泵及噴槍等組成。具體地，透過霧化泵將氨水提升並送入噴嘴，噴嘴藉由壓力將氨水霧化後噴入熱能回收設備21的第一回程爐膛21a內，煙氣與噴入的霧化氨水充分混合，在熱能回收設備21中含有足量O ₂的情況下，煙氣中的NOx成分與氨水發生脫硝還原反應，脫硝還原反應可以是例如化學式1所示的反應。
[化學式1]　4NO ＋ 4NH ₃＋ O ₂→ 4N ₂＋ 6H ₂O

由於本新型的纖維濾管設備27採用觸媒陶瓷纖維濾管作為核心過濾設備，因此，具有觸媒的纖維濾管設備27能進一步對煙氣進行作為輔助脫硝反應的催化型脫硝還原反應，以輔助在熱能回收設備21中進行的作為基本脫硝反應的SNCR法脫硝反應。透過SNCR法脫硝反應與催化型脫硝還原反應的搭配使用，可以在既有的脫硝功能（SNCR法）基礎上提升本新型的燃氣化系統10的脫硝程度。

＜脫硫設備＞

在SNCR法脫硝反應完成之後，煙氣從熱能回收設備21排出，在煙氣進入脫酸設備25（例如：半乾法脫酸塔）之前，於熱能回收設備21和脫酸設備25之間的煙氣通道中設置有第一脫硫設備24，以對煙氣進行第一階段乾噴脫硫（第一脫硫反應）；並且於脫酸設備25之後設置有第二脫硫設備26，以對煙氣進行第二階段乾噴脫硫（第二脫硫反應）。

在本新型的一個實施例中，使用雙噴脫硫設備（即第一脫硫設備24和第二脫硫設備26）進行乾噴脫硫。具體地，在雙噴脫硫設備的第一脫硫設備24使用特殊的高效脫硫劑作為第一脫硫劑，例如：鈣基脫硫藥劑，由於其顆粒細微（粒徑僅18微米），且具備多孔隙吸附特性、比表面積大等特性，因此，使用鈣基脫硫藥劑的脫硫反應效果及脫硫效率都較傳統鹼性脫硫藥劑（例如：小蘇打）更高，且價格便宜、性價比更優。此外，使用鈣基藥劑脫硫後產生的副產物（例如：CaSO ₄，不溶於水，可簡單地過濾分離）比使用鈉基藥劑（即上述的傳統鹼性脫硫藥劑）脫硫後產生的副產物（例如：Na ₂SO ₄，溶於水）更好處理並且處理成本更低，因此，可以以更經濟的方式達到更高的汙染防治效果。

在雙噴脫硫設備的第二脫硫設備26為使用小蘇打（或氫氧化鈉）作為第二脫硫劑的乾噴設備，其作為備用脫硫設備（第二脫硫設備），可視實際狀況決定是否啟用。這樣的設計保留了系統在未來能有更多的提升標準空間，可因應未來越趨嚴格的排放標準來改良後段脫硫設備。並且，在前面的第一脫硫設備24已使用高效脫硫劑的情況下，後面的第二脫硫設備26的脫硫負荷（需求）已大幅降低，因此，用於研磨小蘇打藥劑的研磨機的使用負荷（需求）及研磨量亦已大量減少（小蘇打藥劑通常為粒徑200微米的粗顆粒，透過研磨機可粉碎至30~50微米左右）。因此，在第二脫硫設備26中，可選用機型與負載量皆更小的脫硫劑研磨機，以節省本新型的設備成本及操作成本。

＜脫酸設備＞

本新型的燃氣化處理系統10設置有鹼劑料倉，該鹼劑料倉設置有料位元控制設備、警報設備和給料設備，其中，給料設備根據煙氣排放出口（排氣口28）的線上監測儀檢測SO ₂、HCl 等酸性氣體排放濃度，透過集散控制系統（Distributed Control System，DCS） 來調節藥劑投加量從而達到控制煙氣中酸性氣體排放濃度之目的。

在本新型的一個實施例中，脫酸設備25（例如：半乾法脫酸設備）由脫酸反應器25a、旋風除塵器25b、脫硫劑循環料箱（圖未顯示）及石灰漿製備設備（圖未顯示）等部件組成。

其中，脫酸反應器25a包含進氣彎管、文丘里管和上升管，煙氣經由進氣彎管被引導通過文丘里管然後進入脫酸反應器25a，在脫酸反應器中，煙氣與噴入的脫酸鹼劑（例如：石灰漿（Ca(OH) ₂加水））發生化學反應，使得煙氣中的酸性成分（例如：HCl、HF、SO ₂等）可以被去除。其中，進氣彎管的作用是確保煙氣合理地分佈在文丘里管內，並且，由於文丘里管的內徑截面積逐漸縮小，使煙氣的流速增大，從而確保煙氣能夠帶動其中的固體粉塵顆粒流動，並在脫酸反應器的上升管中形成流體化床。

其中，在脫酸反應器25a的文丘里管中安裝有一組雙相流體噴嘴，新鮮的石灰漿和水透過該噴嘴噴入脫酸反應器25a的上升管中，在上升管中，石灰漿液滴與煙氣中的酸性成分緊密接觸而產生化學反應，從而可以捕獲並中和酸性成分，從而完成煙氣脫酸作業。

由於脫酸反應器25a內的流體化床中濃度極高的粉塵顆粒形成了十分巨大的化學反應表面積，使得煙氣中的酸性成分與石灰（Ca(OH) ₂）之間的接觸非常充分、有效，因此酸性成分的去除程度也相應地很高；脫酸反應器25a內清除酸性成分的化學反應可以是例如化學式2至5所示的反應。
[化學式2]　2HCl ＋ Ca(OH) ₂→ CaCl ₂＋ 2H ₂O
[化學式3]　2HF ＋ Ca(OH) ₂→ CaF ₂＋ 2H ₂O
[化學式4]　SO ₂＋ Ca(OH) ₂→ CaSO ₃＋ H ₂O
[化學式5]　CaSO ₃＋1/2 O ₂→ CaSO ₄

其中，為了對煙氣進行冷卻，透過噴嘴將一定量的水噴入脫酸反應器25a的上升管，使噴入的水進入脫硫劑中循環，經由多次循環，水分被蒸發從而降低煙氣的溫度。

此外，可以調節噴入的水量以使正在進行淨化的煙氣保持合理、最佳的脫硫反應溫度。

在脫酸反應器25a的上升管中，煙氣的流速相對較高，這樣煙氣能夠帶動其中的粉塵顆粒進入脫酸反應器25a的上升管的頂部，從而進入旋風除塵器25b內。煙氣中大部分的粉塵粗顆粒在旋風除塵器25b中被分離出來，另有少量細小的粉塵顆粒被煙氣帶入之後的設備中。

旋風除塵器25b收集的顆粒經脫硫劑循環料箱再回到脫酸反應器25a，石灰（脫硫劑）在該系統中重複迴圈，因而利用率較高，相對地石灰消耗量也較少。設置脫硫劑循環料箱目的在於使脫硫反應的生成物有個緩衝空間；另外也是為了保持足夠量的脫硫劑，以保證較強的吸附能力。

脫硫劑循環料箱可以是金屬箱體，箱體的底部配置有二台螺旋輸送機，用以將固體物料送回脫酸反應器25a中，箱體的頂部配置有一台螺旋輸送機，用以將脫硫反應的生成物及少量飛灰等排出。

石灰漿製備設備可以由儲料倉、倉頂除塵器、定量給料機、配漿槽、供漿槽、漿液泵等所組成，其主要用於諸如氧化鈣（CaO）及石灰漿（Ca(OH) ₂）的脫酸所需鹼劑的儲存、製備及輸運等功能。

＜纖維濾管設備＞

接著，將煙氣送入纖維濾管設備27中，具體地，纖維濾管設備27可以是陶瓷纖維濾管除塵器，在陶瓷纖維濾管除塵器中，可以一併去除煙氣中的顆粒物、脫酸反應產生的結晶鹽及固態戴奧辛等汙染物。

其中，纖維濾管設備27可以由陶瓷纖維濾管（圖未顯示）、腔室27a、灰斗27b、鋼結構支架（圖未顯示）等組成。由於陶瓷纖維濾材具有高孔隙率及低密度結構，可以穩定且高效地去除煙氣中的顆粒物。

當該些顆粒物累積達一定量之後，需要清除陶瓷纖維濾管中累積的物質，例如，可以使用壓縮空氣在達一定時間或壓力時自動噴吹濾管；可以採用分室、離線反吹清除累積物質（亦即，將纖維濾管設備27分為多個倉室，在部分倉室停止過濾作業並執行反向吹風以使累積物質掉落，同時在其他倉室繼續執行過濾作業）；並且可以使用壓縮空氣以脈衝的方式清除累積物質使其脫落。另外，下部灰斗可以設置有電加熱設備，以防止濾管結露。

陶瓷纖維濾管是可耐350℃高溫的濾材，在2~3微米直徑的陶瓷纖維孔隙間，透過表面過濾使得顆粒物在陶瓷纖維濾管表面形成塵餅，當進行反向脈衝清除累積物質時，附著在表面的塵餅會剝離，但是，已滲透至陶瓷纖維濾管內一毫米深的顆粒物將不會被清除，透過這樣的設置可以防止顆粒物進一步滲透到陶瓷纖維濾管內部，同時提升過濾的效率。

戴奧辛去除基本原理是基於兩種有效材料的混合技術：陶瓷纖維濾管和釩基鈦觸媒（催化劑），透過觸媒的作用將戴奧辛分解而去除，並且由於觸媒均勻地分佈於陶瓷纖維濾管的內部的多孔隙結構中，使戴奧辛與觸媒的接觸面積更大，並且使戴奧辛在陶瓷纖維濾管中的滯留時間，從而使戴奧辛去除效率最大化，戴奧辛去除主要反應方程式如化學式6所示。
[化學式6]　C ₁₂H _nCl _8-nO ₂＋ (9+0.5n) O ₂→ (n-4) H ₂O ＋ 12CO ₂＋ (8-n) HCl

如上所述，參照圖1及圖2，在本新型的實施例中，來自廢棄機動車輛的ASR原料11，經由篩選設備13、磁性物質分離設備15和有色金屬分離設備16去除其中的沙土、磁性物質和有色金屬等無機物質之後，經由均質設備17和成型設備18製成ASR顆粒，並送入燃氣化設備19中在缺氧的環境下進行燃氣化處理，以產生可作為燃料及發電用途的合成氣（一氧化碳與氫氣）。

在燃氣化設備19中進行燃氣化處理後產生的產物包含爐渣（固體）和煙氣（氣體和粉塵顆粒）。其中，爐渣經由設置在燃氣化設備19的排渣機和爐渣輸送機輸送至燃氣化設備19的外部，以便集中處理汙染物（爐渣）。

並且其中，作為另一產物的煙氣（包含作為燃氣的合成氣）被送入二次燃燒設備20中，在氧氣充足的環境下燃燒以去除其中的有害物質並且燃燒燃氣以產生熱能，接著將燃燒後的氣體送入熱能回收設備21中，以收集燃燒產生的熱能，並將收集的熱能供應至能量轉換設備22中以產出可用能源。

在回收可用能量後，剩餘的煙氣經過脫硝、脫酸、除塵及去除戴奧辛等煙氣淨化處理後，經檢測符合排放法規標準，即可由排氣設備28（例如：煙囪）排放。

如上所述，本新型的燃氣化處理系統具有低汙染、高經濟性以及高發展潛力的優點，透過將機動車輛廢棄物中原先認定無再利用價值的部分轉換為能源使用，創造了其利用價值，並且減少對環境的負擔。

由於在缺氧環境下使ASR原料燃氣化，大幅降低了戴奧辛的生成率；並且，透過爐渣回收以及煙氣的淨化和監控，能有效避免燃氣化產物造成環境的二次汙染。

此外，由於在能源轉化過程（燃氣化、燃燒）產生的大量餘熱可以轉化為蒸氣再度銷售，或者可以利用餘熱發電，產生符合政府法規及環保趨勢並且具有高單位電價的綠電。

並且，本新型的技術亦可以應用於將工業等固體廢棄物轉化為適用於電力生產的合成燃氣或其他產品，帶動能源效率、創造清潔能源。

本新型之廢機動車輛粉碎殘餘物的燃氣化處理系統作為無害化處理的節能環保技術，和現今政府的經濟、產業、節能、環保政策與世界綠色新能源開發趨勢相吻合。

以上所述者僅為用以解釋本新型之較佳實施例，並非企圖據以對本新型做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之新型精神下所作有關本新型之任何修飾或變更，皆仍應包含在本新型意圖保護之範疇。

10‧‧‧燃氣化處理系統

11‧‧‧廢機動車輛粉碎殘餘物原料、ASR原料

12‧‧‧輸送設備

13‧‧‧篩選設備

14‧‧‧撕碎設備

15‧‧‧磁性物質分離設備

16‧‧‧有色金屬分離設備

17‧‧‧均質設備

18‧‧‧成型設備

19‧‧‧燃氣化設備

19a‧‧‧筒體頭部

19b‧‧‧筒體尾部

20‧‧‧二次燃燒設備

20a‧‧‧水封

20b‧‧‧輔助燃燒器

21‧‧‧熱能回收設備

21a‧‧‧第一回程爐膛

22‧‧‧能量轉換設備

23‧‧‧熱交換設備

24‧‧‧第一脫硫設備

25‧‧‧脫酸設備

25a‧‧‧脫酸反應器

25b‧‧‧旋風除塵器

26‧‧‧第二脫硫設備

27‧‧‧纖維濾管設備

27a‧‧‧腔室

27b‧‧‧灰斗

28‧‧‧排氣設備

α‧‧‧仰角

圖1為本新型的一個實施例的系統示意圖；以及
圖2為本新型的一個實施例的系統方塊圖。

Claims (10)

1. 一種廢機動車輛粉碎殘餘物的燃氣化處理系統，包括：
   輸送設備和篩選設備，該篩選設備設置在該輸送設備之後並且與其連接，其中，該輸送設備將廢機動車輛粉碎殘餘物原料（ASR原料）送入該篩選設備中，並且該篩選設備將該ASR原料中的細小顆粒分離；
   磁性物質分離設備，將該ASR原料中的磁性物質分離；
   有色金屬分離設備，將該ASR原料中的有色金屬分離；
   其中，該磁性物質分離設備和該有色金屬分離設備設置在該篩選設備之後，並且依任意順序與該篩選設備串聯；
   燃氣化設備，設置在該磁性物質分離設備和該有色金屬分離設備中的後面一個之後並且與其連接，其中，已分離該細小顆粒、該磁性物質和該有色金屬的該ASR原料在該燃氣化設備中發生化學反應而產生煙氣，該煙氣包含一氧化碳、氫氣和有害物質；
   二次燃燒設備，設置在該燃氣化設備之後並且與其連接，其中，該一氧化碳和該氫氣在該二次燃燒設備中燃燒產生熱能，並且，該有害物質在該二次燃燒設備中燃燒產生熱能並分解；
   熱能回收設備，設置在該二次燃燒設備之後並且與其連接，其中，該熱能回收設備收集該該一氧化碳、該氫氣和該有害物質在該二次燃燒設備中燃燒產生的熱能；
   能量轉換設備，設置在該熱能回收設備之後並且與其連接，並且接收由該熱能回收設備收集的熱能；以及
   排氣設備，設置在該熱能回收設備之後並且與其連接，並且排出該燃氣化處理系統中的剩餘煙氣。
2. 根據申請專利範圍第1項所述的燃氣化處理系統，進一步包括：
   撕碎設備，設置在由該篩選設備的出口連接到該輸送設備的入口的管線上，將該篩選設備分離出的ASR原料中的大塊廢棄物破碎成小塊廢棄物，並且，
   該小塊廢棄物經由該輸送設備進入該篩選設備中以重新分離該細小顆粒。
3. 根據申請專利範圍第1項所述的燃氣化處理系統，進一步包括：
   均質設備，設置在該磁性物質分離設備和該有色金屬分離設備中的後面一個與該燃氣化設備之間，以將該ASR原料均質化。
4. 根據申請專利範圍第3項所述的燃氣化處理系統，進一步包括：
   成型設備，設置在該均質設備和該燃氣化設備之間，以將均質的該ASR原料造粒成型。
5. 根據申請專利範圍第1項所述的燃氣化處理系統，進一步包括：
   熱交換設備，設置在由該熱能回收設備的出口連接到該二次燃燒設備的入口的管線上，將已由熱能回收設備回收熱能的該煙氣的剩餘熱能傳遞給空氣，並將該空氣送入該二次燃燒設備。
6. 根據申請專利範圍第1項所述的燃氣化處理系統，進一步包括：
   脫酸設備，設置在該熱能回收設備和該排氣設備之間，使用脫酸鹼劑去除該煙氣中的酸性成分。
7. 根據申請專利範圍第7項所述的燃氣化處理系統，進一步包括：
   纖維濾管設備，設置在該脫酸設備和該排氣設備之間，包含纖維濾管和觸媒，其中，
   該纖維濾管過濾該煙氣中的顆粒物，並且，
   該觸媒去除該煙氣中的戴奧辛或對該煙氣進行脫硝反應。
8. 根據申請專利範圍第6項所述的燃氣化處理系統，進一步包括：
   第一脫硫設備，設置在該熱能回收設備和該脫酸設備之間，使用第一脫硫劑對該煙氣進行第一脫硫反應。
9. 根據申請專利範圍第8項所述的燃氣化處理系統，進一步包括：
   第二脫硫設備，設置在該脫酸設備和該排氣設備之間，使用第二脫硫劑對該煙氣進行第二脫硫反應。
10. 根據申請專利範圍第1項所述的燃氣化處理系統，其中，該熱能回收設備設置有脫硝設備，以對該煙氣進行脫硝反應。