TWM611614U

TWM611614U - 焚化爐與燃燒廢棄物鍋爐的燃燒廢氣再處理系統

Info

Publication number: TWM611614U
Application number: TW109214811U
Authority: TW
Inventors: 廖秋惠
Original assignee: 台塑能源科技股份有限公司
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2021-05-11

Abstract

本新型係有關一種燃燒廢氣再處理系統，包含一焚化爐或燃燒廢棄物鍋爐(燃燒棒SRF或RDF)，其具有一廢氣排出管；一再處理焚化室，設有一瓦斯供應單元；一送風管，其一端連接於廢氣排出管，另一端直接接至瓦斯供應單元的進氣口，將主燃燒室的廢氣，利用氣流壓力直接灌入瓦斯供應單元，並經由出氣口穿過該高溫火焰區，同時使廢氣充分接觸高溫火焰而焚化，可將未完全燃燒物質焚化，達到最低之污染排放目的；本新型因沒有傳統二次燃燒室的「高溫滯留」及廢氣燃燒不均勻事項的缺失，因此同時具有節省焚化能源與廢氣均勻完全二次徹底戴奧辛廢氣事項之功效增進。

Description

焚化爐與燃燒廢棄物鍋爐的燃燒廢氣再處理系統

本新型係有關一種焚化爐的燃燒廢氣再處理系統，尤指一種主燃燒室所排放的廢氣，使能穿越再處理焚化室的高溫火焰區，而充分接觸燃燒的廢氣處理設備。

按，相較於傳統的垃圾掩埋法，垃圾焚化爐是以燃燒方式將廢棄物中的有機物質轉換為二氧化碳、水蒸氣及惰性殘渣等，因此具有減量、去毒、二次污染程度低等環保功能；而一般常見的大型焚化爐係採旋轉窯搭配二次燃燒室、流體化床或多段階級式爐床，將垃圾焚化產生廢氣及灰渣，搭配後段之廢熱回收鍋爐產生蒸氣、旋風集塵器除去較大顆粒粉塵、乾式或濕式洗滌塔除去氯化氫等酸氣、靜電或袋濾式集塵器捕捉較小顆粒粉塵，加入活性碳以去除戴奧辛及其他有毒氣體，再由煙囪排出，以符合排放標準。

次按，中小型焚化爐基於設備成本的考量，往往採用多燃燒式爐體，垃圾主要在主燃燒室中被焚燒產生廢氣，續經配置有燃燒機之第二甚或第三燃燒室中「高溫滯留」，亦即使廢氣在高於850℃的二次燃燒室滯留多秒以上，以達完全燃燒，此因低溫不完全燃燒會產生一氧化碳(CO)、碳氫鹵化物、戴奧辛、或具有劇毒的四氯化雙苯戴奧辛(TCDD)等。

圖1A所示，係為習用一般焚化爐的處理流程，此類型裝置見諸於台灣新型公告第I682129號專利中。其主要包括有：一個主燃燒室100、一個二次燃燒室200；利用燃料將主燃燒室100溫度提升並控制於800~1500℃之間，並藉由主燃燒室100內使物料能完全燃燒；此外，燃燒後之廢氣G(含可能未燃燒完全之微粒與氣體)，則再經溫度控制於1200~1500℃之間的二次燃燒室200，可將未完全燃燒物質焚化，達到最低之污染排放目的。

圖1B所示，係為習用一種二次燃燒室200的結構，其係設在一主燃燒室100之後，燃燒後之廢氣G(含可能未燃燒完全之微粒與氣體)，則再進入該二次燃燒室200內，利用燃燒機201的火焰F將未完全燃燒物質焚化。惟查，二次燃燒室200的體積必須足夠龐大，方能使廢氣G滯留兩秒以上；再者，廢氣G由主燃燒室100進入二次燃燒室200時，由於氣流關係，廢氣G並無法穿越燃燒機201的高溫火焰F，與火焰F完全接觸燃燒，因此經常無法完全消除一氧化碳(CO)、碳氫鹵化物、戴奧辛、或具有劇毒的四氯化雙苯戴奧辛(TCDD)等。所以由二次燃燒室200之出口202所排出的氣體，很多未能符合排放標準。

此外，二次燃燒室200的體積必須足夠龐大，方能使廢氣G滯留兩秒以上；如此一來，燃燒機201的能源耗費就越多，亦不符經濟效益與環境保護。

再者，上揭傳統以二次燃燒室來處理有毒廢煙的方式，概略能夠處理至60%左右，剩餘的40%進入袋室集塵器中加入活性碳，利用活性碳吸附原理將有毒之廢氣吸附下來，造成廢氣處理成本居高不下，且吸附下來的活性碳因附著有毒物質而變為二次汙染源，並將會再次造成二次污染跟處理上的問題。

台灣是島國，資源有限，故政府大力推動循環經濟，利用有限的資源，發展無限的應用。然而目前循環利用的技術仍未臻完善，資源循環利用後仍有廢棄物產出。為善盡資源應用價值，先進國家如日本等，將廢紙、廢塑膠等可燃性廢棄物經篩選後，作成生質燃料，取代石化燃料的使用，降低溫室氣體的排放與生產成本。

目前廢棄物能源化主要包括將其轉換為固態、液態及氣態的燃料。固態廢棄物再生燃料，其實老祖先就已使用，如乾牛糞、稻桿、樹枝等，到現在為求燃料穩定，因此要求將可燃廢棄物中低污染、高熱值部分篩選出來，並排除不適燃的雜質後，產製具一定品質的固態廢棄物再生燃料(SRF)。經濟部能源局積極投入廢棄物分選製造固體RDF技術，並成功促使造紙業將再生紙製程中所產出的可燃廢棄物，製成固態RDF取代燃煤，達成廢棄物能源化、減少燃煤使用與降低焚化爐負擔的三重成效。現今固態RDF於國際上稱為固體回收燃料(SRF)，雖具低污染排放的特性。惟查，以上述廢棄物(SRF或RDF)做燃料的鍋爐，其燃燒後之廢氣，仍含有未燃燒完全之微粒與氣體，因此亦須再處理，才能達到最低之污染排放目的。

是以，如何解決傳統二次燃燒室之上述問題點，為本新型之主要課題。

本新型之主要目的，係在提供一種焚化爐的燃燒廢氣再處理系統，其由主燃燒室所排放的廢氣能穿越燃煤鍋爐的高溫火而充分接觸燃燒，可將未完全燃燒物質焚化，達到最低之污染排放目的。

本新型又一主要目的，則在提供一種焚化爐的燃燒廢氣再處理系統，其由主燃燒室所排放的廢氣無須經由傳統二次燃燒室滯留，具有降低源耗費之功效增進。

為達上述目的，本新型所採用的技術手段包含：一焚化爐或鍋爐，具有一主燃燒室，及一廢氣排出管，用以排出該主燃燒室燃燒所產生的廢氣；一再處理焚化室，具有一爐體，連接該主燃燒室的廢氣排出管，該爐體上設有一出氣管，用以排出該爐體內部的焚化氣體；其特徵在於：該再處理焚化室的其中一側，設有一瓦斯供應單元，該瓦斯供應單元具有一進氣口，用以輸入瓦斯燃燒所需的氣體，及一出氣口，係接至再處理焚化室的爐體內，用以產生的一高溫火焰區；一第一送風管，係連接於該廢氣排出管，並直接連接至該瓦斯供應單元的進氣口，將該主燃燒室的廢氣，利用氣流壓力灌入該瓦斯供應單元，並經由該出氣口穿過該高溫火焰區，同時使該廢氣充分接觸高溫火焰而焚化。

依據前揭特徵，該瓦斯供應單元可為一瓦斯燃燒器所構成。

依據前揭特徵，更可包括一控制單元，該控制單元用以控制該瓦斯供應單元的瓦斯流量。

依據前揭特徵，更可包括一第二送風管，係連接於該廢氣排出管，並直接連接至該該再處理焚化室的爐體內，並位於該瓦斯燃燒管的底部，且該第二送風管上設有一個以上的送風口；該第二送風管與該廢氣排出管間，更包括設有一啟閉閥門。

依據前揭特徵，在第二可行實施例中，該瓦斯供應單元可設有一瓦斯燃燒管，該瓦斯燃燒管延伸至該再處理焚化室的爐體內，其上至少設有一瓦斯出孔，用以產生的一高溫火焰區；該第一送風管，係連接於該廢氣排出管，並直接連接至該瓦斯供應單元的進氣口，將該主燃燒室的廢氣，利用氣流壓力灌入該瓦斯供應單元，並經由該出氣口送至該瓦斯出孔，利用氣流壓力持續向上穿過該高溫火焰區，同時使該廢氣充分接觸高溫火焰而焚化。

依據前揭特徵，在第三可行實施例，該焚化爐包括為：一流體化床焚化爐、半流體化床焚化爐、旋轉窯焚化爐、或多段階級式爐床；該鍋爐包括為：一燃燒廢棄物鍋爐。

依據前揭特徵，在第四可行實施例，該再處理燃燒室的爐體可包括為：橫式或直立式。

依據前揭特徵，該瓦斯燃燒管包括為：一直線型體、曲線型體、或螺旋型體。

藉助上揭技術手段，本新型的流體化床焚化爐的燃燒廢氣再處理系統，與傳統的二次燃燒室的差異在於：

一、本新型係以該再處理焚化室來取代傳統的二次燃燒室，由於該再處理焚化室20的高溫火焰區F的温度在1100~1500℃之間，將該主燃燒室的廢氣G，利用氣流壓力灌入該瓦斯供應單元，並經由該出氣口穿過該高溫火焰區F，同時使該廢氣G充分接觸高溫火焰而焚化。或是將廢氣G經由該出氣口送至該瓦斯出孔，利用氣流壓力持續向上穿過該高溫火焰區，同時使該廢氣充分接觸高溫火焰而焚化。本新型使得廢氣G(包含飛灰)得以充分與火焰接觸而燃燒成焚化氣體(g)，藉此解決了傳統二次燃燒室，因氣流關係致使廢氣G(包含飛灰)無法充分接觸燃燒的缺失。

二、傳統的二次燃燒室係靠「高溫滯留」，使廢氣在二次燃燒室滯留多秒以上，用以將主燃燒室所產生一氧化碳(CO)、碳氫鹵化物、戴奧辛、或具有劇毒的四氯化雙苯戴奧辛(TCDD)等完全燃燒。惟，除上述因氣流關係致使廢氣G(包含飛灰)無法充分接觸燃燒的缺失之外，傳統的二次燃燒室的體積必須足夠龐大，方能使廢氣G滯留兩秒以上；如此一來，燃燒機的能源耗費就越多，亦不符經濟效益與環境保護。反觀本新型係以該再處理焚化室來取代傳統的二次燃燒室，利用氣流壓力持續向上穿越該瓦斯燃燒管所產生的高溫火焰區F，因充分與火直接接觸而焚化，所以沒有傳統二次燃燒室的「高溫滯留」缺失，本新型具有節省焚化時間與能源之功效增進。

三、本新型係在該再處理焚化室內，直接以高溫火焰區F將有毒物質焚化，無需再使用活性碳吸附有毒的廢氣，因此相較於傳統二次燃燒室，具有成本低，且無二次污染的問題。

10:焚化爐

11:主燃燒室

12:廢氣排出管

13:第一送風管

14:啟閉閥門

20:再處理焚化室

21:爐體

22:出氣管

23:瓦斯燃燒管

231:瓦斯出孔

24:第二送風管

241:出風口

30:瓦斯供應單元

31:進氣口

32:出氣口

40:控制單元

F:高溫火焰區

G:廢氣

g:焚化氣體

圖1A係習用一般焚化爐的處理流程圖。

圖1B係習用一般二次燃燒室的結構示意圖。

圖2係本新型第一可行實施例的結構示意圖。

圖3係本新型第二可行實施例的結構示意圖。

圖4係圖3中主要構造放大示意圖，顯示廢氣穿越高溫火焰區充分接觸焚化的示意圖。

圖5A係本新型瓦斯燃燒管一可行實施例的結構俯視圖。

圖5B係本新型瓦斯燃燒管另一可行實施例的結構俯視圖。

圖6係本新型第三可行實施例的結構示意圖。

圖7係本新型第四可行實施例的結構示意圖。

以下係藉由特定的具體實施例說明本新型之實施方式，熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本新型之其他優點與功效。本新型亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本新型之精神下進行各種修飾與變更。

首先，請參閱圖2所示，本新型焚化爐的燃燒廢氣再處理系統，第一可行實施例包括有：一焚化爐或鍋爐10，具有一主燃燒室11，及一廢氣排出管12，用以排出該主燃燒室11燃燒所產生的廢氣G；本實施例中，該焚化爐10可為一流體化床焚化爐、半流體化床焚化爐、旋轉窯焚化爐、或多段階級式爐床等；如圖6所示，焚化爐10可為一流體化床焚化爐、或半流體化床焚化爐的型態，該鍋爐包括為：一燃燒廢棄物鍋爐(燃燒棒SRF或RDF)，亦可實施。

本新型其主要特徵在於：該再處理焚化室20的其中一側，設有一瓦斯供應單元30，該瓦斯供應單元30具有一進氣口31，用以輸入瓦斯燃燒時所需的氣體，及一出氣口32，係接至再處理焚化室20的爐體21內，用以產生的一高溫火焰區F；一第一送風管13，係連接於該廢氣排出管12，並直接連接至該瓦斯供應單元30的進氣口31，將該主燃燒室11的廢氣G，利用氣流壓力灌入該瓦斯供應單元30，並經由該出氣口32穿過該高溫火焰區F，同時使該廢氣G充分接觸高溫火焰而焚化。使該廢氣G(包含飛灰)被燃燒成焚化氣體(g)，得以將焚化爐10所產生一氧化碳(CO)、碳氫鹵化物、戴奧辛、或具有劇毒的四氯化雙苯戴奧辛(TCDD)等完全燃燒。

圖3及圖4係本新型第二可行實施例的結構示意圖，其相同於上揭實施例的結構以相同圖號表示，其差異性在於：該瓦斯供應單元30設有一瓦斯燃燒管23，該瓦斯燃燒管23延伸至該再處理焚化室20的爐體21內，其上至少設有一瓦斯出孔231，用以產生的一高溫火焰區F；該第一送風管13，係連接於該廢氣排出管12，並直接連接至該瓦斯供應單元30的進氣口31，將該主燃燒室11的廢氣G，利用氣流壓力灌入該瓦斯供應單元30，並經由該出氣口32送至該瓦斯出孔231，利用氣流壓力持續向上穿過該高溫火焰區，同時使該廢氣充分接觸高溫火焰而焚化。使該廢氣G(包含飛灰)被燃燒成焚化氣體(g)，得以將焚化爐10所產生一氧化碳(CO)、碳氫鹵化物、戴奧辛、或具有劇毒的四氯化雙苯戴奧辛(TCDD)等完全燃燒。本實施例中，更可包括一第二送風管24，但不限定於此，其係連接於該廢氣排出管12，並直接連接至該該再處理焚化室20的爐體21內，並位於該瓦斯燃燒管23的底部，且該第二送風管24上設有一個以上的送風口241，而該第二送風管24與該廢氣排出管12間，更包括設有一啟閉閥門14，如此一來，該廢氣G除了可直接連接至該瓦斯供應單元30的進氣口31，將該主燃燒室11的廢氣G，利用氣流壓力灌入該瓦斯供應單元30，並經由該出氣口32送至該瓦斯出孔231之外，亦可將該主燃燒室11一部分的廢氣G經由該第二送風管24送至該該再處理焚化室20的爐體21內，以達相輔相成的燃燒效果，但不限定於此，該第二送風管24為選項而非必要構成。

本實施例中，該瓦斯燃燒管23不限定為一直線型體，其可依該爐體21的型態，設置成如圖5A所示的曲線型體，或是如圖5B所示的螺旋型體等，皆可實施。

圖6係本新型第三可行實施例的結構示意圖，其相同於上揭實施例的結構以相同圖號表示，其差異性在於：焚化爐10可為一流體化床焚化爐、或半流體化床焚化爐的型態，該鍋爐包括為：一燃燒廢棄物鍋爐(燃燒棒SRF或RDF)，該廢氣排出管12由該焚化爐或燃燒廢棄物鍋爐10接出。

圖7係本新型第四可行實施例的結構示意圖，其相同於上揭實施例的結構以相同圖號表示，其差異性在於：該再處理燃燒室20的爐體21不限定為橫式，其亦可為直立式。

以上實施例中，更可包括一控制單元40，該控制單元40用以控制該瓦斯供應單元30的瓦斯流量。藉此可依焚化爐或燃燒廢棄物鍋爐10所產生的廢氣G種類及數量，進行該流量的控制與調整，以達將未完全燃燒物質焚化，達到最低之污染排放目的。

基於上揭構成，本新型的焚化爐燃燒廢氣的再處理系統，與傳統的二次燃燒室的差異在於：

一、本新型係以該再處理焚化室20來取代傳統的二次燃燒室200，由於該再處理焚化室20的高溫火焰區F的温度在1100~1500℃之間，將該主燃燒室11的廢氣G，利用氣流壓力灌入該瓦斯供應單元30，並經由該出氣口32穿過該高溫火焰區F，同時使該廢氣G充分接觸高溫火焰而焚化。或是將廢氣G經由該出氣口32送至該瓦斯出孔231，利用氣流壓力持續向上穿過該高溫火焰區，同時使該廢氣充分接觸高溫火焰而焚化。本新型使得廢氣G(包含飛灰)得以充分與火焰接觸而燃燒成焚化氣體(g)，藉此解決了傳統二次燃燒室200，因氣流關係致使廢氣G(包含飛灰)無法充分接觸燃燒的缺失。

二、傳統的二次燃燒室200係靠「高溫滯留」，使廢氣在二次燃燒室滯留多秒以上，用以將主燃燒室100所產生一氧化碳(CO)、碳氫鹵化物、戴奧辛、或具有劇毒的四氯化雙苯戴奧辛(TCDD)等完全燃燒。惟，除上述因氣流關係致使廢氣G(包含飛灰)無法充分接觸燃燒的缺失之外，傳統的二次燃燒室200的體積必須足夠龐大，方能使廢氣G滯留兩秒以上；如此一來，燃燒機201的能源耗費就越多，亦不符經濟效益與環境保護。反觀本新型係以該再處理焚化室20來取代傳統的二次燃燒室200，利用高溫火焰區F，因充分與火直接接觸而焚化，所以沒有傳統二次燃燒室200的「高溫滯留」缺失，本新型具有節省焚化時間與能源之功效增進。

三、本新型係在該再處理焚化室20內，直接以高溫火焰區F將有毒物質焚化，無需再使用活性碳吸附有毒的廢氣，因此相較於傳統二次燃燒室200，具有成本低，且無二次污染的問題。

綜上所述，本新型所揭示之構造，為昔所無，且確能達到功效之增進，並具可供產業利用性，完全符合新型專利要件，祈請鈞局核賜專利，以勵創新，無任德感。

惟，上述所揭露之圖式、說明，僅為本新型之較佳實施例，大凡熟悉此項技藝人士，依本案精神範疇所作之修飾或等效變化，仍應包括在本案申請專利範圍內。