廢棄物處理再利用系統的製作方法

2023-06-29 07:26:01 1

本實用新型涉及一種廢棄物處理再利用系統，特別涉及一種能將固體廢棄物、液體廢棄物及有害工業廢棄物經處理後，產製成蒸汽、電力、熔融再生粒料以及高壓混凝土製品或其它水泥製品的系統。

背景技術：

根據經濟部統計，國內其它水泥製品類產品每年的產值已由95年的32億元成長至104年的52億元，其中，混凝土磚製品約佔50％以上的比例，顯見混凝土磚已為目前常用的建築材料之一。現階段混凝土磚主要原料包含水泥、天然粒料(如砂石)…等，由於砂石為天然產物，且中國臺灣各地砂石因地質分布的關係故源巖不同，另外，於豐水期或枯水期的砂石質量亦有差異，因此，砂石場各級產品粒徑級配分布與粗細程度不一，造成砂石來源與質量不穩定。

此外，經濟快速發展造成自然資源的過度開採及廢棄物與日俱增，特別是紡織業、光電面板業及造紙業等企業於生產製程所產生的固體廢棄物、半導體業等企業於生產製程所產生的液體廢棄物以及其它產業於生產製程所產生的有害工業廢棄物，目前政府除了積極推動由源頭減量外，亦致力於回收廢棄物再利用，希望通過妥善處理技術，達成減少廢棄物產出量的目的。且近年來，隨著公共工程規範的更新，使煉鐵高爐石、燃媒發電飛灰等化學組成成份與水泥接近的工業製程廢棄物，逐漸被用以取代天然粒料，因此，本發明人致力於思考如何於降低對環境天然資源的需求量的同時，有效解決焚化爐飛灰、底渣的最終處置問題，並能穩定原物料質量，舒緩國內現階段工業廢棄物處理能量不足的窘境。

技術實現要素：

有鑑於現階段製作混凝土磚的主要原料質量不穩定，且各工業於生產製程所產生的廢棄物處理能量不足，而仍有待改進的缺失。

因此，本實用新型的目的乃是通過固體廢棄物焚化處理系統、液體廢棄物焚化處理系統及高溫熱熔融處理系統處理固體廢棄物、液體廢棄物及有害工業廢棄物後，將所產生的底渣、集塵灰經水泥製品系統再利用為高壓混凝土磚或其它水泥製品，且能將廢棄物焚化處理系統所產生的餘熱能連接汽電共生系統以產生蒸汽及電力，並供廠內自用及廠外銷售，藉以於解決企業廢棄物處理問題的同時產出高壓混凝土磚或其它水泥製品。

為達到前述目的，本實用新型提供一種廢棄物處理再利用系統，該系統包含︰一固體廢棄物焚化處理系統，用以處理包含汙泥類及汙泥類除外的一般工業廢棄物，該汙泥類一般工業廢棄物經汙泥烘乾設備烘乾為幹汙泥而汙泥類除外的一般工業廢棄物經破碎設備進行破碎後，通過分離設備進行前處理並由投料設備進入固體廢棄物焚化處理設備進行焚化，且焚化後所產生的無害底渣可經顎碎機粉碎後做為水泥製品設備所需的原料或導入高溫熱熔融處理設備進行焚化處理，而焚化後所產生的廢氣則依序進入第一選擇性非觸媒還原脫硝系統(SNCR)、旋風式分離器、靜電集塵器、第一選擇性觸媒還原脫硝系統(SCR)、活性碳吸附設備、第一袋式集塵器以及洗滌塔，並將靜電集塵器及第一袋式集塵器產出的有害集塵灰導入高溫熱熔融處理設備，使處理後的廢氣得以排放至大氣中，而經過旋風式分離器的廢熱通過第一鍋爐熱交換設備進行回收，並將所產出的高溫蒸汽送入汽電共生設備，而經過第一選擇性觸媒還原脫硝系統(SCR)的中溫廢氣與外部空氣系通過空氣加溫預熱設備進行間接加熱，並將所產出的預熱空氣送入固體廢棄物焚化處理設備，使該固體廢棄物焚化處理設備能以預熱空氣及外部固體、液體或氣體燃料進行焚化燃燒；一液體廢棄物焚化處理系統，用以處理液體廢棄物，該液體廢棄物經前處理後由進料設備進入液體廢棄物焚化處理設備進行焚化，且將焚化後所產生的有害底渣導入高溫熱熔融處理設備，而焚化後所產生的廢氣則依序進入第二選擇性非觸媒還原脫硝系統(SNCR)、第二選擇性觸媒還原脫硝系統(SCR)、活性碳吸附設備、第二袋式集塵器以及該洗滌塔，並將第二袋式集塵器產出的有害集塵灰導入高溫熱熔融處理設備，使處理後的廢氣得以排放至大氣中，且經過第二選擇性非觸媒還原脫硝系統(SNCR)的廢熱通過第二鍋爐熱交換設備進行回收，並將所產出的高溫蒸汽送入汽電共生設備；一高溫熱熔融處理系統，用以處理有害工業廢棄物、固體廢棄物焚化處理系統及液體廢棄物焚化處理系統的底渣與集塵灰，並將熔融尾氣導入液體廢棄物焚化處理設備，而熔融物則水淬以產出熔融再生粒料；一汽電共生系統，包含連接有純水設備的汽電共生設備，用以回收該第一鍋爐熱交換設備及第二鍋爐熱交換設備的高溫蒸汽，且於轉化為低溫蒸汽後供廠內的汙泥烘乾設備、蒸氣養生室、煙氣加熱器使用，並將所產出的鍋爐冷凝水供該第一鍋爐熱交換設備及第二鍋爐熱交換設備使用；以及一水泥製品系統，該高溫熱熔融處理系統的熔融物、固體廢棄物焚化處理系統的焚化爐底渣與廢耐火材經顎碎機處理後，與現有原料通過水泥製品設備混拌入模加壓成型，並經蒸汽養生室養生處理後產出高壓混凝土製品或是混拌後灌模成型以產出其它水泥製品。

附圖說明

圖1為本實用新型系統的架構圖；

圖2為本實用新型系統的流程圖。

1 廢棄物處理再利用系統

20 固體廢棄物焚化處理系統

200 固體廢棄物焚化處理設備

201 汙泥貯存裝置

202 汙泥烘乾設備

203 破碎設備

204 分離設備

205 投料設備

206 第一選擇性非觸媒還原脫硝系統(SNCR)

207 旋風式分離器

208 靜電集塵器

209 第一選擇性觸媒還原脫硝系統(SCR)

210 第一袋式集塵器

211 第一鍋爐熱交換設備

212 空氣加溫預熱設備

213 洗滌塔

30 液體廢棄物焚化處理系統

300 液體廢棄物焚化處理設備

301 廢溶劑貯存裝置

302 進料設備

303 第二選擇性非觸媒還原脫硝系統(SNCR)

304 第二鍋爐熱交換設備

305 第二選擇性觸媒還原脫硝系統(SCR)

306 第二袋式集塵器

40 高溫熱熔融處理系統

400 高溫熱熔融處理設備

50 汽電共生系統

500 汽電共生設備

501 純水設備

502 煙氣加熱器

60 水泥製品系統

600 水泥製品設備

601 顎碎機

602 蒸汽養生室

A 固體廢棄物

A－1 一般工業廢棄物(汙泥類)

A－1－1 幹汙泥

A－1－2 溼汙泥

A－2 一般工業廢棄物(汙泥類除外)

B 液體廢棄物

C 有害工業廢棄物

D－1 無害底渣

D－2 有害底渣

F 活性碳吸附設備

G 蒸汽

H 空氣

I－1 固體、液體或氣體燃料

I－2 液體或氣體燃料

J－1 無害集塵灰

J－2 有害集塵灰

K 熔融尾氣

L 熔融再生粒料

M 電力

O 自來水

P 冷凝水

Q 廢耐火材

R 現有原料

S 高壓混凝土製品或其它水泥製品

T 熔融物

具體實施方式

為使本領域技術人員了解本實用新型欲達成目的所運用的技術、手段及功效，下面將配合圖式，列舉一較佳實施例，並詳細說明如後︰

首先，請參閱圖1並配合圖2所示，該廢棄物處理再利用系統1包含一固體廢棄物焚化處理系統20、一液體廢棄物焚化處理系統30、一高溫熱熔融處理系統40、一汽電共生系統50以及一水泥製品系統60。且固體廢棄物焚化處理系統20用以處理固體廢棄物A的工業廢棄物(汙泥類)A－1及工業廢棄物(汙泥類除外)A－2，並連結於高溫熱熔融處理系統40、汽電共生系統50及水泥製品系統60，於本實用新型的一實施例中，該工業廢棄物(汙泥類)A－1包含有機性汙泥、無機性汙泥、非有害油泥、汙泥混合物、漿紙汙泥、紡織汙泥其一或其組合，工業廢棄物(汙泥類除外)A－2包含廢離子交換樹脂、除廢離子交換樹脂外的固態廢樹脂、廢塑料混合物、廢橡膠混合物、廢木材棧板、廢木材混合物、廢集塵器濾袋其一或其組合；液體廢棄物焚化處理系統30用以處理液體廢棄物B，並連結於高溫熱熔融處理系統40及汽電共生系統50，於本實用新型的一實施例中，液體廢棄物B包含除廢離子交換樹脂外的廢樹脂、非有害有機廢液或廢溶劑、非有害性混合廢液、廢油混合物、廢藥品、砷及其化合物其一或其組合；高溫熱熔融處理系統40用以處理有害工業廢棄物C及經固體廢棄物焚化處理系統20與液體廢棄物焚化處理系統30處理後所產生的底渣及集塵灰，於本實用新型的一實施例中，而有害工業廢棄物C包含使用熱處理法處理有害工業廢棄物所產生的集塵灰、廢料回收產生的殘渣或汙泥、電鍍製程的廢水處理汙泥，砷及其化合物、銅及其化合物，所述銅及其化合物僅限廢觸媒、集塵灰、廢液、汙泥、濾材、焚化飛灰或底渣。

其次，請仍然參閱圖1～2所示，固體廢棄物A的工業廢棄物(汙泥類)A－1存放於汙泥貯存裝置201，其中，溼汙泥A－1－2需先進入汙泥烘乾設備202利用蒸汽加熱烘乾為含水率小於60％的幹汙泥A－1－1，而工業廢棄物(汙泥類除外)A－2需先進入破碎設備203處理後，使幹汙泥A－1－1及工業廢棄物(汙泥類除外)A－2進入分離設備204進行前處理並由投料設備205進入固體廢棄物焚化處理設備200進行焚化，於本實用新型的一實施例中，固體廢棄物焚化處理設備200為旋風式焚化爐、立式流化床爐、臥式流化床爐或旋風式流化床爐；且將焚化後所產生的無害底渣D－1導入高溫熱熔融處理設備400或經過顎碎機601後導入水泥製品設備600。而焚化後所產生的廢氣含有粒狀物、硫氧化物、氮氧化物、鉛、鎘、汞等重金屬及戴奧辛，故需依序進入第一選擇性非觸媒還原脫硝系統(SNCR)206、旋風式分離器207、靜電集塵器208、第一選擇性觸媒還原脫硝系統(SCR)209、第一袋式集塵器210以及洗滌塔213，使廢氣經過第一選擇性非觸媒還原脫硝系統(SNCR)206將氮氧化物轉換為氮氣及水後，利用旋風式分離器207及靜電集塵器208去除不同粒徑的粒狀汙染物，並將無害集塵灰J－1(無害高溫灰)依其需求，可導入高溫熱熔融處理設備400融化處理或成為水泥製品設備600所需的原料，其餘廢氣經過第一選擇性觸媒還原脫硝系統(SCR)209以借觸媒催化作用再次將廢氣中的氮氧化物轉換為氮氣及水，並於經過活性碳吸附設備F，如固定式吸附床、噴霧設備等，以吸附廢氣中的戴奧辛及其它化合物，接著，通過第一袋式集塵器210過濾收集進行吸附後的活性碳，再將有害集塵灰J－2(有害低溫灰)導入高溫熱熔融處理設備400焚燒，而其餘無害廢氣經過洗滌塔213以液鹼進行脫硫洗滌處理後，使廢氣得以排放至大氣中，而洗滌塔213廢水則通過廢水處理設備進行處置。此外，於旋風式分離器207與靜電集塵器208之間設有第一鍋爐熱交換設備211，於第一選擇性觸媒還原脫硝系統(SCR)209與第一袋式集塵器210之間設有空氣加溫預熱設備212，使經過旋風式分離器207的中溫廢熱能通過第一鍋爐熱交換設備211進行回收，並將所產出的高溫蒸汽G送入汽電共生設備500，而外部空氣H則能通過空氣加溫預熱設備212進行間接加熱，並將所產出的預熱空氣H送入固體廢棄物焚化處理設備200，使固體廢棄物焚化處理設備200能以預熱空氣H及外部固體、液體或氣體燃料I－1為燃燒能源。

液體廢棄物B系存放於廢溶劑貯存裝置301，且於經前處理後由進料設備302進入液體廢棄物焚化處理設備300進行焚化，且將焚化後所產生的有害底渣D－2導入高溫熱熔融處理設備400燃燒，由於液體廢棄物焚化處理設備300系以外部液體或氣體燃料I－2、外部空氣H、由廢溶劑貯存裝置301抽出的揮發性氣體或異味氣體以及高溫熱熔融處理設備400的熔融尾氣K為燃燒能源，因此，廢氣中含有粒狀物、硫氧化物、氮氧化物、鉛、鎘、汞等重金屬及戴奧辛，故焚化後所產生的廢氣需依序進入第二選擇性非觸媒還原脫硝系統(SNCR)303、第二鍋爐熱交換設備304、第二選擇性觸媒還原脫硝系統(SCR)305、第二袋式集塵器30 6以及洗滌塔213，使廢氣經過第二選擇性非觸媒還原脫硝系統(SNCR)303進行初步脫硝作業，並通過第二鍋爐熱交換設備304進行廢熱回收以降低廢氣溫度，再將所產出的高溫蒸汽G送入汽電共生設備500，接著，利用第二選擇性觸媒還原脫硝系統(SCR)305並藉觸媒催化作用以氨水還原氮氧化物，而脫硝後的廢氣於經過活性碳吸附設備F，如固定式吸附床、噴霧設備等，來吸附廢氣中的戴奧辛及其它化合物後，通過第二袋式集塵器306過濾收集進行吸附後的活性碳，再將有害集塵灰J－2(有害低溫灰)導入高溫熱熔融處理設備400燃燒，而其餘無害廢氣經過洗滌塔213以液鹼進行脫硫洗滌處理後，使廢氣得以經煙囪排放至大氣中，而洗滌塔213廢水則通過廢水處理設備進行處置。

有害工業廢棄物C通過高溫熱熔融處理設備400進行處理，於本實用新型的一實施例中，高溫熱熔融處理設備400為電弧爐、電漿熔融爐、電阻熔融爐、誘電加熱熔融爐、迴轉表面熔融爐、內部燃燒式固定表面熔融爐、旋迴流熔融爐、焦炭床豎窯內部熔融爐其一或其組合；使有害工業廢棄物C經高溫熱熔融處理系統400於無氧的操作環境下，利用高溫熔融技術將上述廢棄物中所含的有機物裂解為小分子氣體，再將運作過程中所產生的熔融尾氣K導入液體廢棄物焚化處理設備300進行好氧性燃燒以去除化學毒性，而上述廢棄物處理後的熔融物T中所含的無機物部分進顎碎機601，另一部分則熔融為液態，接著轉化為熔巖，並於溶漿排出時利用水淬方式產生玻璃化的水淬熔融再生粒料L，且熔融再生粒料L可直接當商品於廠外銷售，或導入廠內水泥製品設備600供高壓混凝土製品或其它水泥製品S的製程使用。

汽電共生系統50包含連接有純水設備501的汽電共生設備500，除能回收第一鍋爐熱交換設備211及第二鍋爐熱交換設備304的高溫蒸汽G外，還能於高溫蒸汽G轉化為低溫蒸汽G後，直接當商品於廠外銷售，或導入廠內供汙泥烘乾設備202、蒸氣養生室602、煙氣加熱器502使用，同時產生可供廠外銷售或提供廠內各系統使用的電力M，並將汽電共生設備500所產出的鍋爐冷凝水P供第一鍋爐熱交換設備211及第二鍋爐熱交換設備304使用。且純水設備501系以外部自來水O、汙泥烘乾設備202所產出的乾淨的蒸汽冷凝水P以及將汽電共生設備500產出的低溫蒸汽G經過煙氣加熱器502加熱後所產出的蒸汽冷凝水P為供給來源。

而經高溫熱熔融處理設備400處理後的熔融物T、經固體廢棄物焚化處理設備200焚化後的無害底渣D－1與廢耐火材Q能於經過顎碎機601處理後進入水泥製品系統60，使水泥製品設備600於添加現有原料R(如水泥、天然粒料、色粉、非有害廢集塵灰或其混合物…等)及水，調配比例後混拌入模加壓成型，並經蒸汽養生室602養生處理後產出高壓混凝土製品，或是混拌後灌模成型以產出其它水泥製品，其中，高壓混凝土製品包含連鎖高壓地磚、植草磚、空心磚、大陸普通磚、地磚及砌塊…等，而其它水泥製品包含板、瓦、管、箱以及消波塊…等，以供圍牆、水岸或山坡地護坡、停車場區、人行或車行透水鋪面、路緣石、消波塊及汙水管…等使用。

是以，使用本實用新型的廢棄物處理再利用系統顯然能達成如下的功效︰

1.本實用新型的廢棄物處理再利用系統分別通過固體廢棄物焚化處理系統及液體廢棄物焚化處理系統來處理固體廢棄物及液體廢棄物，並利用高溫熱熔融處理系統來處理有害工業廢棄物、固體廢棄物及液體廢棄物經焚化後所產生的有害或無害底渣以及集塵灰以產出熔融再生粒料，且該熔融再生粒料能直接當商品於廠外銷售，或經水泥製品系統加工產出高壓混凝土製品或其它水泥製品，藉此於解決企業廢棄物處理問題的同時產出可直接於廠外銷售的熔融再生粒料、高壓混凝土製品或其它水泥製品，進而達成廢棄物資源化的功效。

2.本實用新型的廢棄物處理再利用系統通過設置汽電共生系統來回收固體廢棄物焚化處理系統及液體廢棄物焚化處理系統所產出的高溫蒸汽，並於轉化為廠內製程所需的蒸汽的同時，產出可供廠內各系統使用的電力，且能將蒸汽及電力外售，以減少生產製造的成本。

3.本實用新型的廢棄物處理再利用系統系將固體廢棄物、液體廢棄物及有害工業廢棄物經處理後產出熔融再生粒料，故能取代部分天然粒料，降低對於環境天然資源的需求量與危害。

以上所述實施例，僅為本實用新型的較佳實施例，並非用以限定本實用新型的實施範圍，凡未脫離本實用新型技術精神所為的變化與修飾，皆為本實用新型專利範圍所涵蓋。