TW200424480A - Gasification and slagging combustion system and method - Google Patents

Description

200424480 玖、發明說明 [發明所屬之技術領域] 本發明係關於用於處理例如都市廢棄物、垃圾衍生燃 料（RDF)、廢棄塑膠、廢棄纖維加強塑膠（廢棄FRP)、生物 廢棄物、汽車廢棄物及廢油等廢棄物用之氣化融燒系統。 特別本發明係有關一種氣體處理裝置及方法，用於處理經 由設置於流化床氣化爐之爐底之不可燃物排放管線洩漏出 之可燃性氣體，作為氣化融燒系統之第一階段。 [先前技術] 第1圖顯示習知流化床氣化爐u。如第i圖所示，流 化床氣化爐"具有設置於爐底lla之擴散器板。用於部分 機燒用之燃燒空氣B由爐底lla供給而於空氣擴散器板上 :开7成机化介質P之流化床。廢棄物A供應至流化床氣化 爐11，且落入流化床。廢棄物A接觸經加熱至45〇艽至 二之匕介質P及燃燒空氣B ’ i即刻經熱解而產生可蜗 氣體（含有可燃成分）、焦油及焦炭。 … 、-由熱解產生之氣體及氣態焦油伴隨有焦炭細粒，且 設置於流化床氣化爐u上部之排放導f m排放。經由 :解產生之具有大型粒子直徑之焦炭藉流化介質於流化床 主動端流移動以及部分燃燒而經粉碎，且連同氣體及焦 科由排放導管llb排放。廢棄物中所含之何燃物例如 ::紹、銅及碎屬連同來自爐底Ua之流化介質p 一起經 斜槽12排放，且輸送至不可燃物處理設施。 如第1圖所示，習知不可燃物處理設施具有不可燃物 315472 5 200424480 排放裝置2 1、振動篩趵、 妳由、、六仏广#儿 /升~态24及砂饋料閥25。已 、、工由/瓜化床氣化姨】彳危 之混合物通過斜‘ 12幹a非放之不可燃物與流化介質 曰12輪达至不可燃物排放裝置21，以及 進一步猎不可燃物排放罗 A 衣置21而輸送至振動篩23。振動 師23將该混合物分離 及有小型粒子直徑之产化：，粒子直…可燃物以 之机化"質。經分離之流化介質係於垂 直方向糟砂升降器24於3 泣# Λ * 4輪迗，以及經由砂饋料閥25而返回 w木乱化爐11。有大型尺寸例如鐵、鋁

分離之不可燃物，由振動 V 動師23排放。例如金屬之有價值的 材料由排放出之不可燃物中 τ w收而其餘不可燃物則用於 填土掩埋。 通“化床c化爐11之自由板nc係維持於數十毫米 水柱之負壓之下。當流化介質p係於流化床流化時，於流 化床垂直方向產生壓力耗損，故爐底…之壓力變成正 壓。因此為了防止可燃氣體由系㈣漏出，實際上使用流 化介質與不可燃物之混合物來填補斜槽12及不可燃物排 放裝置21 ’因而提供材料密封效果。此外，如雙重擋板 (double damper)之機械密封裝置可額外設置於不可燃物排 放裝置21與振動筛23之間’來更可靠地防止可燃性氣體 的洩漏。 但貫際上極難以藉由斜槽丨丨及不可燃物排放裝置2丄 使用ML化；|貝及不可燃物混合物填補的此種材料密封來獲 付完全密封效果。特別由於材料密封部間的壓力差產生氣 流，因而造成可燃性氣體的洩漏。即使設置雙重擋板作為 315472 6 200424480 機械4封裝置，由於雙重擋板切換操作期間，介於雙重擋 板的上游邛與下游部間產生的差壓，仍然造成可燃性氣體 电爲此外’於南溫粒子操作條件下，於技術上難以藉雙 重擋板獲彳于完整密封效果。雙重擋板之密封效果會經由接 合等成可燃性氧體的洩漏，因而不完全。此種洩漏的可 Μ氣體含有微量有毒成分。❻⑧漏的可燃氣體至目前為止 係未I任何處理或只有使用粉塵去除處理後，釋放至大 乳。因此’於不可燃物處理設施周圍殘留的洩漏之可燃氣 體可能造成工作環境的顯著危害。 [發明内容] 於别述缺點而完成本發明。因此本發明之目的係提 供一種氣化融燒系統及方法，其可防止由流化床氣化爐爐 底經由不可燃物排放裝置排放之可燃氣體經釋放至大氣， 以及適當處理該可燃氣體。 根據本發明之第一態樣，提供一種氣化融燒系統，其 具有用於氣化廢棄物之流化床氣化爐，以及用於燃燒且熔 化由該流化床氣化爐所產生的產物之融燒爐。該氣化融燒 系統包括用於輸送來自流化床氣化爐之廢棄物中所含的不 可燃物連同流化介質之不可燃物排放裝置，以及於由大氣 抽取空氣以及由流化床氣化爐經由該不可燃物排放裝置洩 漏之可燃氣體，因而形成一種可燃氣體與空氣之混合氣體 之此合氣體抽取裝置。該氣化融燒系統也包括用於供給廢 棄物之燃燒空氣至該流化床氣化爐及融燒爐之燃燒空氣供 應裝置，以及用於供給來自混合氣體抽取裝置之混合氣體 315472 7 200424480 通過燃燒空軋供應裝置至該流化床氣化爐與融燒爐中之至 少一者之混合氣體輪送通道。 因此，該氣化融燒系統具有燃燒空氣供應裝置，用於 供給含有可燃氣體之混合氣體至流化床氣化爐及融燒爐中 之至少一者；以及混合氣體輸送通道，用於供給混合氣體 至忒燃燒空氣供應裝置。因此，釋放至大氣之可燃氣體量 可經最小化，且該可燃氣體可經適當處理。 根據本發明之第二態樣，提供一種氣化融燒系統，其 具有用於氣化廢棄物之流化床氣化爐，以及用於燃燒且溶 化由该流化床氣化爐所產生的產物之融燒爐。該氣化融燒 系統包括用於輸送來自流化床氣化爐之廢棄物中所含的不 可燃物連同流化介質之不可燃物排放裝置，以及用於由大 氣抽取空氣以及一種已經由流化床氣化爐經由該不可燃物 排放裝置洩漏之可燃氣體，因而形成一種可燃氣體與空氣 之混合氣體之混合氣體抽取裝置。該氣化融燒系統也包括 用於供給來自該混合氣體抽取裝置之混合氣體至該流化床 氣化爐與該融燒爐中之至少一者之混合氣體供應通道。 使用前述配置，含有可燃氣體之混合氣體會經導引入 流化床氣化爐與融燒爐中之至少一者。因此，釋放至大氣 之可燃氣體量可經最小化，且該可燃氣體可經適當處理。 氣化融燒系統具有集塵器用於由混合氣體中移除粉 塵。此種情況下，因粉塵可由混合氣體移除，故氣化融燒 系統可長期穩定操作。希望集塵器位在混合氣體抽取裝置 之上游。此種情況下，可避免有關粉塵於混合氣體抽取裝 8 315472 200424480 置例如於鼓風機中的困擾。 混合氣體抽取裝置可包含鼓風機。此種情況下，含有 可燃氣體之混合氣體可於氣化融燒系統中安全地處理。此 種配置適合用於欲處理之可燃氣體含有微量毒性成分的情 況。 根據本發明之第三態樣，提供一種氣化融燒方法。廢 棄物係於流化床氣化爐中氣化。於流化床氣化爐產生的產 物係於琺燒爐中燃燒與溶化。廢棄物所含之不可燃物連同 Μ化71貝由流化床氣化爐中排放。抽取由流化床氣化爐洩 漏之可燃氣體連同來自大氣之空氣，目而形成可燃氣體與 空氣之混合氣體。混合氣體連同廢棄物之燃燒空氣一起供 給至該流化床氣化爐與該融燒爐中之至少一者。 因此，已經過處理之含可燃氣體之混合氣體供給至流 化床氣化爐與融燒爐中之至少一者。因此，釋放至大氣之 可燃氣體量可經最小化，且該可燃氣體可經適當處理。此 種方法適合用於欲處理之可燃氣體含有微量毒性成分之情 況。 根據本發明之第四態樣，提供一種氣化融燒方法。廢 棄物係於流化床氣化爐中氣化。於流化床氣化爐產生的產 物係於融燒爐中燃燒與溶化。廢棄物所含之不可燃物連同 流化介質由流化床氣化爐中排放。抽取由流化床氣化爐洩 漏之可燃氣體連同來自大氣之空氣，因而形成可燃氣體與 空氣之混合氣體。混合氣體供給至該流化床氣化爐與該融 燒爐中之至少一者。 315472 9 200424480 如此，已經過處理之含可燃氣體之混合氣體供給至流 化床氣化爐與融燒爐中之至少一者。因此釋放至大氣之可 燃軋體量可經最小化，且該可燃氣體可經適當處理。此種 方法適合用於欲處理之可燃氣體含有微量毒性成分之情 粉塵可由混合氣體中移除。此種情況下，因粉塵可藉 集塵器等而由混合氣體中移除，故可避免有關粉塵於混合 亂體抽取裝置如鼓風機中的困擾，可長期穩定地執行氣化 融燒。 述及其它本發明之目的、特色及優點結合附圖由後 文也明將顯然自明，後文舉例說明本發明之較佳具體實施 [實施方式] 根據本發明之具體實施例之氣化融燒系統將參照第2 及3圖祝明如後。|圖中類似部分或對應部分標示以相同 之參考編號而將不再重複說明。 第2圖為顯示本發明之第一具體實施例之氣化融燒系 、、先之方塊圖。#第2圖所示，氣化融燒系統具有用於氣化 廢棄物A而製造可燃氣體、焦油及焦炭之流化床氣化爐 11;以及用於燃燒且炫化由流化床氣化爐η所產生的可辦 氣體及焦油之渴旋型融燒爐31。流化床氣化爐η上部設 :排放導管m，該排放導管係連結至融燒爐31。本具體 “:例中’融燒爐3 1具有一次燃燒艙3 u、二次燃燒艙3讣 人九’:垸鈿3 1 c。氣化融燒系統也具有不可燃物處理設 315472 10 200424480 施，包括不可燃物排放裝置21、振動筛23、砂升降 ◊饋达閥25及用於由A氣抽取空氣之^氣供給通道 :。處理之廢棄物A供給至流化床氣化爐u，且與維持 、C至750 C之流化床中熱解成為可燃氣體、 炭。經由熱解產生的大部分可燃氣體及焦油係連同、呈= 形式之焦炭-起由排放導管Ub排放，且經導 :燒21。例如鐵、紹、銅及碎屬之龐大的不可燃物連同 桃化"貝’-起由流化床氣化爐i 1底部i h排出，且姑^ 斜槽U輸送至不可燃物排放裝置21。藉不可燃物排㈣ 置21輸达至振動篩23之不可燃物與流化介質之混合物， 猎振動篩23而分離成具大型粒子直徑之不可燃物及且^ 型粒子直徑之流化介質。例如鐵及銘之有價值之材料藉回 收裝置而由具大型粒子直徑之不可燃物中分離與回收。其 餘不可燃物用來填土掩埋。具小型粒子直徑之流化介質萨 砂升降器24於垂直方向向上輸送，通過砂饋料閥μ二 回流化床氣化爐η。因此經分離之流化介質可經循環利用 為流化介質。 根據本具體實施例之氣化融燒系統中，流化床氣化爐 11之自由板1 lc通常係維持於約數十毫米水柱之負壓之 下。當流化介質於流化床氣化爐η中流化時，於流化床垂 直方向產生壓力耗損。因此操作流化床氣化爐U，使爐底 11a具有約^00毫米水柱之正壓。為了防止氣化爐之 可燃氣體由系統洩漏出，斜槽12及/或不可燃物排放裝置 使用流化介質與不可燃物之混合物填補，因而提供二料 315472 11 200424480 山封放果。但猎此種材 此盔可避务蚰1曰 …套獲侍完全密封效果，因 …、避免地，小1可燃氣體將洩漏至大氣。 由此觀點，氣化融燒系統具有 ； J1 ^ ^ ^ ^ ^ ^ 頁虱體處理裝置1用於處 理3有破1毒性成分之洩漏 处 ΛΑ咖Α 凡體與大量抽取自大翕 的工乳混合。特別是該氣體處 、、日人々遍A人 我置1處理混合氣體，該 …體包S由流化床氣化爐11爐底iu經由斜槽12及 不可燃物排放裝置21而排放之可燃氣體，及大量空氣。氣 化融燒系統也具㈣於導引由氣體處理裝i i處理之含有 可燃氣體之混合氣體之混合氣體輸送通道65。 氣體處理裝置i具有過滤袋⑽為由混合氣體去除粉 塵之集塵器，以及鼓風機13作為混合氣體抽取裝置用於抽 取來自不可燃物排放裝置2 1之可燃氣體以及來自大氣之 空氣。過濾袋1 b係設置於鼓風機1 a上游。為了防止由流 化床氣化爐11排放之可燃氣體洩漏出系統之外，如第2 圖所示管線6 1連結至不可燃物排放裝置2 1上部，以及管 線6 2連結至振動師2 3上游之斜槽。砂升降器2 4設置有抽 取埠口 24a於其上部，抽取埠口 24a係連結至管線63。管 線61、62及63係接合至管線64，管線64係連結至氣體 處理裝置1之過濾袋lb。使用此等管線，由流化床氣化爐 11排放之可燃氣體與空氣之混合氣體經導引入氣體處理 裝置1。 使用前述配置，可濃縮可燃氣體而不洩漏出系統之 外。可燃氣體之抽取點非僅限於所示範例’只要可避免可 燃氣體洩漏出系統之外，可燃氣體可由系統之任一點抽 12 315472 200424480 取。由於不可燃物排放裝置21附近有高濃度可燃氣體，故 需要於接近不可燃物排放裝置2 1以有效抽取可燃氣體。 空氣由大氣，經由空氣供應通道26及振動篩23而經 導引入管線62，來稀釋欲抽取之可燃氣體。如此，抽取出 之可燃氣體由大量空氣稀釋，俾維持混合氣體於爆炸極限 範圍内。稀釋後之可燃氣體及空氣之混合氣體供給至過濾 袋lb。藉過濾袋lb去除粉塵後，該混合氣體經導引入鼓 風機1 a。 欲供給管線62的空氣量較佳至少為洩漏出之可燃氣 體量之兩倍’更佳至少為洩漏出之可燃氣體量之5倍。當 欲供給之空氣量至少為洩漏出之可燃氣體量之兩倍時，實 質上能可靠地避免可燃氣體由系統洩漏出。若供給之空氣 里過少’則混合氣體溫度升高。因此可燃氣體溫度可能升 高超過爆炸極限，因點火源而引發造成可燃氣體爆炸。因 此需供給足量低溫空氣，來充分稀釋可燃氣體。當欲供給 之二氣畺至少為）¾漏之可燃氣體量之5倍時，可更進一步 可靠地避免可燃氣體的线漏。 藉鼓風機1 a抽取出之可燃氣體與大量空氣之混合氣 體分別經由混合氣體輸送通道（管路）65而供給第一抽取管 線51及第二抽取管線53。第一抽取管線51係連結至流化 鼓風機41(燃燒空氣供應裝置)用於供給空氣至流化床氣化 爐11。第一抽取官線53係連結至二次風扇(燃燒空氣供 應裝置），用於供給空氣至融燒Μ 3 1。流化鼓風機41及二 次風扇42由廢棄物凹坑抽取空氣。因此廢棄物凹坑中具有 13 315472 200424480 不怡人氣味之空氣可避免洩漏出系統之外。 混合氣體與來自廢棄物凹坑之空氣混合，然後經由第 一抽取管線51及第二抽取管線53而分別導引入流化床氣 化爐11及融燒爐31。因此由氣化爐u泡漏出之可燃氣體 係於流化床氣化爐U及融燒爐31中高溫燃燒。因此，即 使可燃氣體含有有機毒性成分，該有機毒性成分也可於流 化床氣化爐及融燒爐3 1完全氧化分解。 第2圖中，混合氣體輸送通道65係連結至流化鼓風機 4 1之第一抽取管線5丨，及二次風扇〇之第二抽取管線 53。但混合氣體輸送通道65也可連結至流化鼓風機ο之 第抽取官線5 1及二次風扇42之第二抽取管線53中之任 者。另外，混合氣體輸送通道65可繞過鼓風機4丨及風 扇42，可直接連結至流化床氣化爐丨丨及/或融燒爐3 1，而 將混合氣體直接供給流化床氣化爐UA/或融燒H。當 混合氣體供給融燒爐31時無論混合氣體係供給融燒爐^ 之一次燃燒艙31a、二次燃燒艙31b及三次燃燒艙3卜中 之任一者，預期皆可獲得同等效果。 第3圖為顯示根據本發明之第二具體實施例之氣化融 、=系、、充之方塊圖。如第3圖所示，氣化融燒系統具有雙重 擋板22作為位在不可燃物排放裝置21與振動篩23間之機 械在封裝置。管線62係連結至雙重擔板22下游及振動筛 上游之位置。可燃氣體及空氣經由管線62而經抽取至 過濾袋lb。此種情況下，無需由不可燃物排放裝置21抽 取。採用具有高度密封能力之雙重擋板22，來自不可燃物 315472 14 200424480 排放裝置21之抽取管線(於第2圖以管缘 地強迫由流化床氣化爐U抽取可燃氣體。其：::將逆向 3圖所示結構相同。 、匕〜構則與第 當設置機械密封裝置例如雙重擋板時，、 體之洩漏量。當處理有高度燃燒值之廢棄物時’：可燃氣 燃氣體有高濃度可燃成分。因此此種機械密封=的可 於處理具有高熱值之廢棄物之情況。也可採用有複=用 閥之二重擒板或㈣裝置替代雙錢板料機械密封襄問 如前文說明，根據本發明之具體實施例，氣化融燒系 統具有氣體處理裝置供處理混合氣體，該混合氣體含有由 流化床氣化爐經由不可燃物排放裝置洩漏出之可燃氣體以 及抽取自大氣之空氣。由氣體處理裝置之鼓風機所抽取之 此合氣體與欲供給流化床氣化爐之燃燒空氣混合，或與欲 供給融燒爐之燃燒空氣混合。另外，混合氣體經直接導引 入流化床氣化爐與融燒爐中之至少一者。因此洩漏之可燃 氣體可以適當方式有效處理。此外，因允許混合氣體通過 融燒爐之高溫燃燒區，故微量毒性成分可經氧化分解。 因此根據本發明，一種氣化融燒系統具有燃燒空氣供 應裝置’用於供給含有可燃氣體之混合氣體至流化床氣化 爐與融燒爐中之至少一者；以及具有用於供給該混合氣體 至燃燒空氣供應裝置之混合氣體輸送通道。因此，釋放至 大氣之可燃氣體量可最小化，且該可燃氣體經過適當處 理0 15 315472 200424480 雖然已經顯示及說明本發明之某若干較佳具體實施例 之細節’但須了解可在未悖離隨附之申請專利範圍之範圍 下而做出多項變化及修改。 (產業應用性） 本發明適合用於處理都市廢棄物、垃圾衍生燃料 (RDF)、廢棄塑膠、廢棄纖維加強塑膠（廢棄FRp)、生物廢 棄物、汽車廢棄物及廢油等廢棄物用之氣化融燒系統。 [圖式簡單說明] 第1圖為顯示具有不可燃物處理設施之習知流化床氣 化爐之方塊圖； 第2圖為顯示根據本發明 燒系統之方塊圖；以及 第3圖為顯示根據本發明 燒系統之方塊圖。 之第一具體實施例之氣化融 之弟一具體貫施例之氣化融 (元件符號說明） 1 氣體處理裝置 lb 過濾袋 11a 爐底 11c 自由板 21 不可燃物排玫装^ 22 雙重擋板 24 砂升降器 25 砂饋料閥 31 融燒爐 la 鼓風機 11 流化床氣化爐 lib 排放導管 12 斜槽 23 振動篩 24a 抽取埠口 26 空氣供應通道 31a 一次燃燒艙 315472 16 200424480 31b 二次燃燒艙 31c 三次燃燒艙 41 流化鼓風機 42 二次風扇 51 第一抽取管線 53 第二抽取管線 61 至 64 管線 65 混合氣體輸送通道 A 廢棄物 B 燃燒空氣 P 流化介質 17 315472

Claims (1)

1. 200424480 拾、申請專利範圍·· 1 · 一種氣化融燒系統，包含·· 用於氣化廢棄物之流化床氣化爐； 用於燃燒且熔化由該流化床氣化爐所產生之產物 之融燒爐； 用於輸送來自流化床氣化爐之廢棄物所含之不可 燃物連同流化介質之不可燃物排放裝置； 用於抽取來自大氣之空氣、以及由流化床氣化爐經 由不可燃物排放裝置洩漏出之可燃氣體，因而形成可燃 氣體與空氣之混合氣體之混合氣體抽取裝置； 用於供應廢棄物燃燒空氣給該流化床氣化爐及該 融燒爐之燃燒空氣供應裝置；以及 用於供給混合氣體由該混合氣體抽取裝置，經由該 燃燒氣體供應裝置，至該流化床氣化爐與該融燒爐中之 至少一者之混合氣體輸送通道。 2·如申請專利範圍第丨項之氣化融燒系統，進一步包含用 於由該混合氣體去除粉塵之集塵器。 3 ·如申明專利範圍第2項之氣化融燒系統，其中，該集塵 器係設置於該混合氣體抽取裝置之上游。 4 ·如申明專利範圍第1項之氣化融燒系統，其中，該混合 氣體抽取裝置包含鼓風機。 5 · —種氣化融燒系統，包含： 用於氣化廢棄物之流化床氣化爐； 用於燃燒且熔化由該流化床氣化爐所產生之產物 315472 18 200424480 之融燒爐； 用於輸送來自流化床氣化爐之廢棄物所含之不可 燃物連同流化介質之不可燃物排放裝置； 用於抽取來自大氣之空氣、以及、由流化床氣化爐經 由不可燃物排放裝置洩漏出之可燃氣體，因而形成可燃 氣體與空氣之混合氣體之混合氣體抽取裝置，·以及 用於供給來自該混合氣體抽取I置之混合氣體至該流 化床氣化μ與該融燒爐中之至少—者之混合氣體供給 通道。 6·如申請專利範圍帛5項之氣化融燒系统，進—步包含用 於由该混合氣體去除粉塵之集塵器。 7. :申請專利範圍“項之氣化融燒系統，其中，該集塵 态係設置於該混合氣體抽取裝置之上游。 8. 如申請專利範圍帛5項之氣化融燒系統，其中該混合氣 體抽取裝置包含鼓風機。 9. 一種氣化融燒方法，包含： 於流化床氣化爐氣化廢棄物； 於融燒爐燃燒且熔化由該氣化所產生之產物； 連同流化介質排放來自流化床氣化爐之廢棄物中 所含之不可燃物； 抽取來自大氣之空氣以及於排放期間洩漏出之可 燃氣體，因而形成可燃氣體與空氣之混合氣體；以及 供給該廢棄物之燃燒空氣與混合氣體至該流化床 氟化爐與該融燒爐中之至少一者。 19 315472 200424480 I 0 ·如申清專利範圍第9項之方法，進一步包含由該混合氣 體中去除粉塵。 II · 一種氣化融燒方法，包含： 於流化床氣化爐氣化廢棄物； 於融燒爐燃燒且熔化由該氣化所產生之產物； 連同流化介質排放來自流化床氣化爐之廢棄物中 所含之不可燃物； 尸抽取來自大氣之空氣以及於排放期間浅漏出之可 燃氣體，因而形成可燃氣體與空氣之混合氣體；以及 七、給β混合氣體至該流化床氣化爐與該融燒濟中 之至少—者。 、 &孤 12.:申請專利範圍第U項之方法，it —步包含由該混合 氣體中去除粉塵。 315472 20