TWM642228U - 具鼓風氣流運作的焚化爐 - Google Patents

Abstract

本創作是一種具鼓風氣流運作的焚化爐，其中焚化爐包含爐體、前燃燒段、廢液噴槍、不易碎物投料口、後燃燒段、餾餘廢液噴槍、易碎物投料口、落渣斗、二次燃燒室、氣流導管、以及佈風結構。佈風結構更包含鼓風機、轉向機構、以及孔洞板。利用爐體的工作角度、佈風結構的設置、以及氣流導管的裝設，不僅可有效的充分燃燒固體及液體廢棄物，並可以利用工作角度使燃燒後的灰分順利移至落渣斗，且可將富含二氧化碳的尾氣進行循環再利用，同時減少氮氧化物的產生，以達到節能、提高廢熱利用率等永續經營的模式 。

Description

具鼓風氣流運作的焚化爐

本創作係指一種具鼓風氣流運作的焚化爐，尤指具有佈風結構與爐體工作角度並能產生鼓風氣流運作的焚化爐。

現有習知的焚化爐如專利號TW00510476「具導流管之焚化爐爐床佈風結構」提及，控制該導流器之轉速及其缺口或開口之方向，以及將高壓之空氣施加於鄰近進料側之該風箱內，及將低壓之空氣施加於遠離進料側之該風箱內；其中該燃燒之物料於爐床中焚化時，經由控制裝置調整各個風箱空氣之風量/風壓及導流器之轉速及其缺口或開口之方向，可以於爐中焚化時翻攪推移該燃燒之物料。

又如專利TWI640722「流體化床焚化爐」中說明，起爐燃燒時常溫空氣經過燃燒器燃燒成高溫空氣後進入風室，高溫空氣通過爐體的佈風板的空氣通道進入爐膛內以使床砂加熱並流體化，達到快速起爐及提升燃燒效率。

故根據先前專利技術得知，佈風結構可提升流場停滯段的氣流擾動，提供氣流使受燃物更充分接觸空氣並使燃燒更完全，但即使習知技術能使燃燒更為完整，但燃燒後還是有灰分，長期累積不僅清理耗時，且會降低燃燒室中的燃燒效果。

進一步，焚化爐使用時會產生大量的氮氧化物氣體，又國家環境毒物研究中心提及：「吸入氮氧化物可能造成迅速灼傷、痙攣、喉間組織及上呼吸道腫脹、體內組織缺氧、體液累積在肺中及死亡。」，習知技術所產生的該等廢氣，在未來的處理上也是沉重的負擔。

因此，為了改善焚化效益，加速焚化流程、增加燃燒效果、減少清理時耗，並更能符合環保法規的要求來達到節能、省碳、永續經營的概念，有必要發展理想的技術方式，來解決上述問題。

本創作之目的在提供一種具鼓風氣流運作的焚化爐，能有效、即時的移除灰分，並可以將富含二氧化碳的尾氣進行循環再利用，同時減少氮氧化物的產生，達到提高焚化效益的功能，包括加速焚化流程、增加燃燒效果、減少清理時耗、廢熱利用率提高等運作效益。

本創作係關於一種具鼓風氣流運作的焚化爐，用以焚化至少一種燃燒物，其中焚化爐包含爐體、落渣斗、以及佈風結構。

爐體根據工作角度可分為前燃燒段及後燃燒段，且沿該爐體傾斜方向的底部具有落渣斗，而落渣斗上方則具有煙囪段，又在爐體底面具有佈風結構，佈風結構可以往爐體內部鼓風並於爐體內部產生氣流，以推動攪拌燃燒物，同時可以配合爐體工作角度推送燃燒物之灰分往落渣斗移動，使燃燒物之灰分得以充分燃燒。

爐體內具有多段加熱的結構包含前燃燒段、後燃燒段、以及位於二次燃燒室的煙囪段，爐體依據傾斜度由高至低分別為前燃燒段銜接後燃燒段並且後燃燒段再銜接落渣斗，而二次燃燒室連接在落渣斗上方的煙囪段並可用來再次燃燒以燒掉廢氣，且位於後燃燒段底部的佈風結構可向爐體內部鼓風並於爐體內部產生氣流，使後燃燒段中的燃燒物得以燃燒完全。

焚化爐中具有兩個投料口，一個是不易碎物投料口，不易碎物投料口位於前燃燒段，前燃燒段是燃燒溫度較低的方筒，另一個是易碎物投料口，易碎物投料口位於後燃燒段，後燃燒段是燃燒溫度較高的圓筒。此外，所述的方筒也可以是圓筒，而圓筒也可以是方筒。

焚化爐中燃燒溫度較低的前燃燒段更包含至少一個廢液噴槍，廢液噴槍用以噴燃具有低熱質的餘餾物，而燃燒溫度較高的後燃燒段更包含至少一個餾餘廢液噴槍，餾餘廢液噴槍用以噴燃具有高熱質的餘餾物，而火燄末端設定在二次燃燒室的位置，因此可再次提升爐體溫度，達到固體廢棄物完全燃燒的效果。

焚化爐中爐體與水平面間具有工作角度的傾斜度，工作角度需考慮維護與流場的因素，因此會依據爐長決定，本實施例中爐長為5~20公尺，工作角度的度數範圍需要為1度至5度，以避免角度太大爐頭過高，計算方式如：20 公尺 x sin(5度)=1.8 公尺(爐頭高度)。 當焚化爐具有工作角度後，爐體內的燃燒物也會因為重力往低處前進，特別是在鼓風氣流的幫助下，如燃燒物會從前燃燒段往後燃燒段前進，而燃燒後的灰分會從後燃燒段往落渣斗前進。

焚化爐中佈風結構更包含至少一個鼓風機、以及孔洞板，至少一個鼓風機設置於爐體底面的外部，孔洞板固定設置於爐體底面，透過鼓風機啟動可產生空氣，而空氣會通過孔洞板上面的小洞從爐體外吹進爐體內，使爐體內有氣流可加強幫助灰分或廢棄物推動攪拌，以達到充分燃燒的目的。

進一步說明，焚化爐更包含轉向機構，轉向機構連接鼓風機，藉由轉向機構可以改變爐體內的氣流方向，轉向機構可以是由馬達控制使整個鼓風機可以改變方向並調整氣流方向，也可以是鼓風機具有轉軸，透過轉軸可以調整鼓風機於出風口處所產生出的空氣。

更進一步說明，焚化爐中至少一個鼓風機也可以是為多個鼓風機，依據爐體傾斜度由高至低，鼓風機的數量可以由多到少設置，同時吹往爐體內的氣流會形成由強至弱的氣流梯度，氣流除了可以於爐體內幫助灰分或廢棄物推動攪拌以外，氣流梯度也可以搭配工作角度將燃燒後的灰分推動至爐體尾端的落渣斗中。

又焚化爐更包含氣流導管，氣流導管一端間接在二次燃燒室，另一端套接佈風結構上，當二次燃燒室燃燒產生後的尾氣，通過空氣品質控制系統進行脫硝、集塵以及脫硫後，處理後的尾氣會藉由氣流導管導回佈風結構，並進入爐體中，因此鼓風機除了可引進空氣外，亦可將該焚化爐尾氣導回至焚化爐中以循環利用。

又空氣中的含氧量約為21%，當焚化爐中引進尾氣即富含二氧化碳的煙道氣與空氣混合後，焚化爐在高溫燃燒過程中可抑制氮氧化物生成，同時讓尾氣的含氧量將會低於21%甚至15%，以符合環保法規的要求，不但能節能、提高廢熱利用率以外，為解決燃燒過程中氮氧化物的排放提供了一條新的途徑。

因此，利用本創作所提供一種具鼓風氣流運作的焚化爐，可有效的充分燃燒固體及液體廢棄物，利用爐體的工作角度、佈風結構的設置，能有效、即時的移除灰分，利用氣流導管的裝設，可以將富含二氧化碳的尾氣進行循環再利用，同時減少氮氧化物的產生，以達到提高焚化效益，加速焚化流程、增加燃燒效果、減少清理時耗、廢熱利用率提高等運作效益。

關於本創作之優點與精神可以藉由以下的創作詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

本創作是關於一種具鼓風氣流運作的焚化爐10。請參閱圖1，圖1是本創作焚化爐10示意圖。焚化爐10包含爐體20、前燃燒段22、廢液噴槍23、不易碎物投料口24、後燃燒段25、餾餘廢液噴槍26、易碎物投料口27、落渣斗29、二次燃燒室28、氣流導管(圖中未示)、以及佈風結構30。佈風結構30更包含鼓風機32、轉向機構40、以及孔洞板34。

爐體20內具有多段加熱的結構包含前燃燒段22、後燃燒段25、以及位於二次燃燒室28的煙囪段，爐體20依據工作角度θ的傾斜度由高至低分別由前燃燒段22銜接後燃燒段25，再由後燃燒段25銜接落渣斗29，而二次燃燒室28連接在落渣斗29上方的煙囪段並可用來再次燃燒以燒掉廢氣。又佈風結構30位於後燃燒段25底部，所謂底部是以爐體20斷面中最長橫向距離直線的下半部謂之，佈風結構30可向爐體20內部鼓風並於爐體20內部產生氣流，以推動攪拌燃燒物，並配合爐體20工作角度θ推送燃燒物之灰分往落渣斗29移動，其中前燃燒段22相較後燃燒段25燃燒的溫度較低。

而焚化爐10中具有兩個投料口，一個是位於前燃燒段22的不易碎物投料口24，即可投不易破碎固體、液體廢棄物的雙層閘門投料口，前燃燒段22是燃燒溫度較低的方筒，另一個是位於該後燃燒段25的易碎物投料口27，即可投易破碎固體廢棄物的雙層閘門投料口，後燃燒段25是燃燒溫度較高的圓筒，兩者皆為雙層閘門的投料方式，雙層閘門是為較安全的投料方式，因為以一開一關的方式進行投料，較不會有回火的情形發生。

焚化爐10中燃燒溫度較低的前燃燒段22更包含至少一個廢液噴槍23，廢液噴槍23用以噴燃具有低熱質的餘餾物，而燃燒溫度較高的後燃燒段25更包含至少一個餾餘廢液噴槍26，餾餘廢液噴槍26用以噴燃具有高熱質的餘餾物，而噴出的火燄末端設定在二次燃燒室28偏向低處的位置，因此可再次提升爐體20內的溫度。

因為焚化爐10中，爐體20與水平面間具有工作角度θ的傾斜度，工作角度θ需考慮維護與流場的因素，因此會依據爐長而決定角度度數，當爐長約為5到20公尺時，工作角度θ的度數範圍需要控制在1度至5度間，以避免角度太大爐頭過高，計算方式如：20公尺(爐長)x sin(5度)=1.8 公尺(爐頭距離水平面高度)。 當焚化爐10具有工作角度θ後，爐體20內的燃燒物也會因為重力往低處前進，如燃燒後的灰分會從後燃燒段25往落渣斗29前進。

進一步，焚化爐10中佈風結構30更包含至少一個鼓風機32、以及一個孔洞板34，至少一個鼓風機32設置於爐體20底面的外部，孔洞板34固定設置於爐體20底面，又透過鼓風機32啟動可產生空氣，而空氣會通過孔洞板34上面的小洞從爐體20外吹進爐體20內，再搭配上工作角度θ的設計使氣流可以推動燃燒物，使爐體20內有氣流可加強幫助灰分或廢棄物推動攪拌，以達到充分燃燒的目的。

又焚化爐10更包含氣流導管，氣流導管一端間接在二次燃燒室28，另一端套接佈風結構30上，當二次燃燒室28燃燒產生溫度較高的尾氣後，通過空氣品質控制系統進行脫硝、集塵以及脫硫後，處理後的尾氣溫度會降低並會藉由氣流導管導回佈風結構30並進入爐體20中，因此鼓風機32除了可引進空氣外，亦可將該焚化爐10中富含二氧化碳的尾氣導回至爐體20內循環利用，藉此能最大限度地回收高溫煙氣中的廢熱，又透過鼓風機32可再將高溫空氣引入後燃燒段25並與廢棄物接觸，使之形成高溫燃燒，同時形成高溫貧氧燃燒，可有效減少爐體20中的氧氣並抑制焚化爐10產出氮氧化物。

又空氣中的含氧量約為21%，當焚化爐10中引進尾氣即富含二氧化碳的煙道氣與空氣混合後，焚化爐10在高溫燃燒過程中可抑制氮氧化物生成，同時尾氣的含氧量將會低於21%甚至15%也會抑制氮氧化物生成，以符合環保法規的要求，不但能節能、提高廢熱利用率以外，為解決燃燒過程中氮氧化物的排放提供了一條新的途徑。

請參閱圖2，圖2是本創作佈風結構30中孔洞板34的示意圖。佈風結構30更包含至少一個鼓風機32、以及一個孔洞板34。孔洞板34中具有多個孔洞，可使爐體20外的鼓風機32透過孔洞板34將空氣吹往爐體20內，藉此可使鼓風機32的氣流均勻與擴散，不僅提供空氣在爐體20內讓燃燒物得以繼續燃燒，也能翻攪燃燒物與灰分，增加燃燒物的燃燒面積，並使灰分得以朝落渣斗29移動。

請參閱圖3，圖3是本創作佈風方式示意圖。焚化爐10中透過鼓風機32可將爐體20的空氣吹進爐體20內，進一步說明，焚化爐10更包含轉向機構40，轉向機構40連接鼓風機32，藉由轉向機構40可以改變爐體20內的氣流方向，這樣更能配合燃燒物與灰分總量與比例的實際變化狀況，時時調整最佳的氣流方向，達到完全燃燒與推移灰分的目的。轉向機構40可以是由馬達控制整個鼓風機32以調整整個鼓風機32的方向，也可以是鼓風機32連接的轉軸為轉向機構40，透過轉軸可以調整鼓風機32於出風口處所產生出的空氣方向，因此根據爐體20內的燃燒狀況，轉向機構40可以改變爐體20內的氣流方向以利燃燒物燃燒完全。

更進一步說明，焚化爐10中除了可以是僅有一個鼓風機32也可以是為多個鼓風機32，依據爐體20工作角度θ的傾斜度由高至低，鼓風機32的數量由多到少，又搭配上工作角度θ，會使得爐體20內的氣流具有由強至弱的氣流梯度，氣流除了可以於爐體20內幫助灰分或廢棄物推動攪拌以外，氣流梯度也可以搭配工作角度θ將燃燒後的灰分推動至爐體20尾端的落渣斗29中。

請參閱圖4，圖4是本創作焚化爐10爐頭俯視示意圖。焚化爐10中廢液經由廢液噴槍23抽取噴出，並透過廢液噴槍23控制流速，在起爐時，藉由主燃燒機21可點燃廢液噴槍23所噴出的廢液，而使通過不易碎物投料口24所投入不易碎物的燃燒物，能配合靠近爐頭處的進氣孔90所導入的助燃空氣進行燃燒。

由於前燃燒段22溫度較低，主要還是以汽化廢棄物為目的，因此投入的廢棄物以液態等容易汽化的廢棄物為主，而進氣孔90可提供旋風與空氣來幫助燃燒與推移排渣，因此於前燃燒段22所剩餘的灰分或廢棄物，可以被推往後燃燒段25。

進入有佈風結構30的後燃燒段25時，此處具有易碎物投料口27，在此可投入易破碎廢棄物，又佈風結構30提供空氣與增加氣流的擾動方式，使氣流會形成一個坡度而產生氣流梯度，導致氣流強度從爐頭到爐尾有高到低的氣流梯度，可幫助灰分或廢棄物推動攪拌，以達到充分燃燒的目的，而燃燒過後的剩餘殘餘與灰分會因為工作角度θ與佈風結構30往落渣斗29前進，累積於落渣斗29之中。

請參閱圖5，圖5是本創作焚化爐10爐尾餾餘噴槍火燄示意圖。接著在後燃燒段25尾端長度有加寬的設計，而此處的餾餘廢液噴槍26可噴灑燃燒高熱值餾餘物，又火燄末端設定在二次燃燒室28的位置，因此可再次提升爐體20溫度，達到固體廢棄物完全燃燒的效果。

又二次燃燒室28燃燒後所產生的尾氣可經由空氣品質控制系統後由氣流導管傳送到佈風結構30，透過鼓風機32可再次將富含二氧化碳、含氧量低且已經進行脫硝、脫硫處理後的尾氣吹進爐體20內，以供循環利用。

因此，利用本創作所提供一種具鼓風氣流運作的焚化爐10，可有效的充分燃燒固體及液體廢棄物，同時利用爐體20的工作角度θ、佈風結構30的設置，能有效、即時的移除灰分，利用氣流導管的裝設，可以將富含二氧化碳的尾氣進行循環再利用，同時減少氮氧化物的產生，以達到提高焚化效益，加速焚化流程、增加燃燒效果、減少清理時耗、廢熱利用率提高等永續經營的模式 。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本創作之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本創作之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本創作所欲申請之專利範圍的範疇內。

10:焚化爐 20:爐體 21:主燃燒機 22:前燃燒段 23:廢液噴槍 24:不易碎物投料口 25:後燃燒段 26:餾餘廢液噴槍 27:易碎物投料口 28:二次燃燒室 29:落渣斗 30:佈風結構 32:鼓風機 34:孔洞板 40:轉向機構 θ:工作角度 90:進氣孔

圖1　是本創作焚化爐示意圖； 圖2　是本創作是佈風結構中孔洞板的示意圖； 圖3　是本創作是佈風方式示意圖； 圖4　是本創作是焚化爐爐頭俯視示意圖；以及 圖5　是本創作是焚化爐爐尾餾餘噴槍火燄示意圖。

10:焚化爐

20:爐體

22:前燃燒段

23:廢液噴槍

24:不易碎物投料口

25:後燃燒段

26:餾餘廢液噴槍

27:易碎物投料口

28:二次燃燒室

29:落渣斗

30:佈風結構

32:鼓風機

34:孔洞板

40:轉向機構

θ:工作角度

Claims (10)

1. 一種具鼓風氣流運作的焚化爐，用以焚化至少一燃燒物，該焚化爐包含：一爐體，具有傾斜度，沿該爐體傾斜方向的底部具有一落渣斗；以及一佈風結構，設置於該爐體底面，向該爐體內部鼓風並於該爐體內部產生氣流，能推動攪拌所述燃燒物，並配合所述傾斜度推送所述燃燒物之灰分朝該落渣斗移動。
2. 如申請專利範圍第1項所述的焚化爐，其中該爐體具有多段加熱的結構包含前燃燒段、後燃燒段、以及二次燃燒室，該爐體依據傾斜度高至低分別為該前燃燒段銜接該後燃燒段並且該後燃燒段再銜接該落渣斗，而該二次燃燒室連接在該落渣斗上方，且該佈風結構位於該後燃燒段底部。
3. 如申請專利範圍第2項所述的焚化爐，其中該前燃燒段為燃燒溫度較低的方筒，且更包含一不易碎物投料口，而該後燃燒段為燃燒溫度較高的圓筒，且更包含一易碎物投料口。
4. 如申請專利範圍第2項所述的焚化爐，其中該後燃燒段更包含至少一餾餘廢液噴槍，所述餾餘廢液噴槍用以噴燃具有高熱質的餘餾物，而該前燃燒段更包含至少一廢液噴槍，所述廢液噴槍用以噴燃具有低熱質的餘餾物。
5. 如申請專利範圍第2項所述的焚化爐，該焚化爐更包含一氣流導管，該氣流導管一端接在該二次燃燒室，另一端套接該佈風結構上，當 該二次燃燒室燃燒產生後的尾氣，會藉由該氣流導管導回該佈風結構，並進入該爐體中。
6. 如申請專利範圍第5項所述的焚化爐，其中所述尾氣的含氧量是低於21%。
7. 如申請專利範圍第1項所述的焚化爐，其中該爐體與水平面具有一工作角度的傾斜度，該工作角度的度數範圍為1度至5度。
8. 如申請專利範圍第1項所述的焚化爐，其中該佈風結構更包含至少一鼓風機、以及一孔洞板，所述至少一鼓風機設置於該爐體底面的外部，該孔洞板固定設置於該爐體底面，藉由將該鼓風機產生的空氣會通過該孔洞板上面的小洞從該爐體外吹進該爐體內。
9. 如申請專利範圍第8項所述的焚化爐，該焚化爐更包含一轉向機構，該轉向機構連接該鼓風機，藉由該轉向機構可以改變該爐體內的氣流方向。
10. 如申請專利範圍第8項所述的焚化爐，其中所述至少一鼓風機係為多個鼓風機，依據該爐體傾斜度由高至低，該爐體內的氣流具有由強至弱的氣流梯度。

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