TWI293644B - - Google Patents

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1293644 A7 ____ B7______ 五、發明説明（i ) [技術領域] 本發明係有關於一種在焦炭乾式驟冷裝置中，處理生 質並作為碳源而有效利用之生質之處理方法。 [習知背景] 藉新能源之開發·實用化、對低二氧化碳產生能源之 轉換、原子能比率之提高、原有初級能源之有效率且合理 的利用、及未利用能源或廢棄物能源之利用等來應付地球 溫室效應問題正持續進展中。 尤其，生質為中性碳，在防止地球溫室效應京都會議 (C0P3，The 3rd session of the Conference Of the Party)達 成之國際公約之意義也可說是積極的使用以合適代替石 油、煤等之資源。 生質為生物量之總稱，且根據FAO(聯合國糧食農業組 織）可分成農業類（麥桿、蔗糖、米糠、草木等）、林業類（製 紙廢棄物、製材廢料、除間伐材、薪炭林等）、畜產類（家 畜廢棄物）、水產類（水產加工殘渣）、廢棄物類（廚餘、 RDF(垃圾固型化燃料；Refuse(j Derived Fuel)、庭木、建 設廢料、下水污泥）等。 而’焦炭爐為外熱式加熱爐，為了提高熱效率，藉必 然地加以大型化、或過去之省能技術開發，成為能源回收 技術非常進步之設備。焦炭顯熱之能源回收技術之主要方 式為使用焦厌乾式驟冷裝置（C〇ke Dry Quencher以下稱為 「CDQ」）之方式，係以大容量之循環氣體（大部分為氮）冷 卻焦厌，並藉循環氣體所得之熱產生蒸氣，而使蒸氣渦輪 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、可| -4- 1293644 A7 _______B7 五、發明說明（） 2 進行動作且當作電力加以回收。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 所謂使用該焦炭乾式驟冷裝置處理生質之方法，係在 焦炭乾式驟冷裝置之冷卻塔之前置爐室投入生質（下水污 泥餅）進行熱分解處理之方法，例如，於發明專利第2 7 8 9 9 8 8 號公報中所揭示者。 於發明專利第2789988號公報中揭示之熱分解處理方 法係利用紅熱焦炭之顯熱，並在前置爐室内將下水污泥餅 之有機成分進行熱分解，同時使下水污泥餅中之水分與紅 熱焦炭進行水煤氣化反應，產生C0、h2等可燃氣體，且 將該氣體導入煙道，在煙道導入燃燒用空氣並加以燃燒者。 焦炭乾式驟冷裝置之煙道中，稱為集塵器之重力沉降 式之固氣分離機構係為保護鍋爐而設置。重力沉降式之固 氣分離機構係利用固體之慣性力而使之沉降者，由於當氣 體流動為擾流時，會妨礙固體之慣性力，而使固氣分離之 效率明顯降低，因此在焦炭乾式驟冷設備之煙道中係盡量 降低氣體流速，使氣體維持在層流狀態。 因此’要維持固氣分離性能之狀態而於煙道中將可燃 氣體與燃燒用空氣混合並加以燃燒是非常困難的，又因為 滯留時間也很短，其燃燒量有限。又，當可燃氣體沒有完 全燃燒而有殘留時，會產生H2S等腐蝕成分，在鍋爐及冷 卻塔下部等金屬會腐蝕，並引起大的設備故障。 木材、下水污泥餅等廢棄物類生質中，存在稱作固定 碳之礙成分。固定碳係在無氧環境氣體中，使原料進行熱 为解時’沒有氣體化而成為作為固體碳之殘渣之碳成分。 本紙張尺度適用中國國象標準（CNS) A4規格（210X297公爱） 1293644

五、發明説明（3) 一般的生質中含有約20重量％之固定碳。在焦炭乾式驟冷 裝置之前置爐室中使生質進行熱分解時，若生質中之固定 碳成分較多，會成為灰塵而與可燃氣體一起帶入煙道。 如前所述，由於在煙道中燃燒效率極差，飛散之灰塵 (固疋石反）沒有燃燒而以集塵器收集，因此固定碳成分燃燒 之發熱量則沒有有效利用。固定碳成分之發熱量由於全部 為碳而非常高，且在生質之發熱量中約佔有4〇%。 另，由於最近之C〇2削減之要求，因此在焦炭爐中， 焦炭成品率之提高，或焦炭爐相關設備之省能之要求越來 越高。現在熱回收也只剩下熱回收困難的低溫排熱，目前 沒有劃時代的省能設備、co2減少設備。 這些δ又備之一係以氣體成分之安定化為目的之技術，已 有曰本專利公開公報特開平6-336588號公報、特開平 7-145377公報、特開平7_242879號公報，但該等技術中， 卻有因往前置爐室導入空氣而降低焦炭成品率之缺點。 [發明之揭示;| 本發明之目的在於提供一種可藉使用生質，有效利用 生質之熱量而減少來自化石資源之碳使用之焦炭乾式驟冷 裝置之生質處理方法。 又，本發明之目的在於提供一種可提高焦炭成品率， 同時使具有中性碳特性之生質能源化（氣體能源係使用於 燃料氣體、電力。固體殘渣係使用於作為焦炭之燃料。） 之焦炭乾式驟冷裝置之生質處理方法。 更進一步，本發明之目的在於提供一種可不產生因可 格⑽Χ2_----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-6- 1293644 、發明說明 4 $氣體之殘留導致設備之腐蝕問題而大量的有效利用生 貝且不將投入之生質之固定碳當作灰塵而可當作熱加以 13收且有效利用之焦炭乾式驟冷裝置之生質處理方法。 而且’達成前述目的之本發明之要旨如下述。 (1) 一種焦炭乾式驟冷裝置中之生質處理方法，係在設 有則置爐室之用以冷卻紅熱焦炭之焦炭乾式驟冷裝置中， 乂處理生質者’其特徵在於：在前述前置爐室内投入生 質。 (2) —種焦炭乾式驟冷裝置中之生質處理方法，係在設 有别置爐室之用以冷卻紅熱焦炭之焦炭乾式驟冷裝置中， 用以處理生質者，其特徵在於··在前述前置爐室内，一面 庄入空氣，一面投入生質。 (3) 如前述第（1)或（2)項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 處理方法’其中往前述前置爐室間歇地進行焦炭之投入與 投入之間’於前置爐室内之焦炭上投入生質。 (4) 如前述第（1)或（2)項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 處理方法，其中往前述前置爐室間歇地進行焦炭之投入之 同時，於前置爐室内投入生質。 (5) 如前述第（3)或（4)項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 處理方法，其中由設於前述焦炭乾式驟冷裝置上部之焦炭 投入口 ’或設於前置爐室之1或2個以上之投入口，投入 生質於别置爐室内。 (6)如前述第（3)或（4)項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 處理方法，其中由設於前述焦炭乾式驟冷裝置上部之焦炭 本紙張尺度適用中國國家標準（挪）A4規格（21〇><297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、τ· 1293644 A7 ---------— B7_ 五、發明説明（ ） 5 投入口 ’或設於前置爐室之1或2個以上之投入口，藉將 氮及/或循環氣體當作搬運氣體使用之氣流搬運而於前置 爐室内投入生質。 (7) 如前述第（3)或（4)項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 處理方法’其中由設於前述前置爐室之1或2個以上之投 入口’藉將空氣當作搬運氣體使用之氣流搬運而於前置爐 室内投入生質。 (8) —種焦炭乾式驟冷裝置中之生質處理方法，係在設 有刖置爐至之用以冷卻紅熱焦炭之焦炭乾式驟冷裝置中， 用以處理生質者，其特徵在於：於前述前置爐室内投入生 質’並將該生質在前置爐室内進行熱分解成可燃氣體與生 質固定碳’且於前述前置爐室内注入燃燒用空氣，而使熱 分解後之生質固定碳與可燃氣體進行燃燒者。 (9) 如前述第（8)項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質處理 方法，係將燃燒用空氣注入設於前置爐室之環狀導管及/ 或與前述環狀導管連接之煙道内，俾使前述熱分解後之生 質固定碳與可燃氣體燃燒後之廢氣再度燃燒。 (10) 如前述第（8)項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質處 理方法，係將水及/或蒸氣注入前述前置爐室内，以控制前 置爐室内之溫度。 (11) 一種焦炭乾式驟冷裝置中之生質處理方法，係在 設有前置爐室之用以冷卻紅熱焦炭之焦炭乾式驟冷裝置 中，用以處理生質者，其特徵在於：於該前置爐室内投入 生質，並將該生質在前置爐室内進行熱分解成可燃氣體與 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 1293644 A7 B7 五、發明説明 6 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 生質固定碳，然後在設於前述前置爐室之環狀導管及與該 環狀導管連接之煙道内注入燃燒用空氣，而使熱分解後之 生質固定碳與可燃氣體燃燒。 (12) 如前述第（11)項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質處 理方法’係藉環狀導管内之氣體溫度控制往前述環狀導管 注入之燃燒用空氣之注入量，俾使熱分解後之生質固定碳 與可燃氣體燃燒。 (13) 如前述第（8)〜（12)項中任一態樣之焦炭乾式驟冷 裝置中之生質處理方法’係由2處以上之生質投入口投入 生質於前置爐室内。 (14) 如前述第（1)〜（5)項、及第（8)〜〇3)項中任一項之焦 炭乾式驟冷裝置中之生質處理方法，係藉具有旋轉葉片之 切出分散裝置，將前述生質分散投入於前置爐室内。 (15) 如前述第（1)〜（5)項、及第（8)〜（13)項中任一項之焦 炭乾式驟冷裝置中之生質處理方法，係藉設於生質投入口 之附近之可變更傾斜角及/或方向之滑槽，將前述生質分散 投入於前置爐室。 (16) 如前述第（1)〜(3)項、及第（5)〜（13)項中任一項之焦 炭乾式驟冷裝置中之生質處理方法，其中用以往前述前置 爐室投入之紅熱焦炭等之焦炭投入口之爐蓋開放期間，停 止往前置爐室之廢棄物類生質之裝入，或減少裝入量。 [圖式之簡單說明] 第1圖係顯示根據本發明之生質之投入處理態樣圖。 第2圖係顯示根據本發明之生質之其他投入處理態樣 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公爱） -9- 293644

發明說明 7 圖。 第3圖係顯示焦炭乾式驟冷裝置之操作態樣圖。 第4圖係顯示根據本發明之生質之其他投入處理態樣 圖 第5圖係顯示根據本發明之生質之其他投入處理 態樣 圖 第6圖係顯示根據本發明之生質之其他投入處理態樣 圖 第7圖係顯示根據本發明之生質之其他投入處理 態樣 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 槽 第8圖係顯示設於生質裝入口附近之運出分散裝置圖。 第9圖係顯示設於生質裝入口附近之生質裝入用之滑 [發明之實施形態] 本發明係以農業類、木質類、更以廢棄物類之生質為 對象。本說明中，有關生質之定義係以前述FA〇之定義為 即’所胡農業類生質係指在FAO定義中的農章類生 質’相當於麥桿、蔗糖、米糠、草木等。 再加上’所謂木質類生質係指在FA〇定義中的林業類 生質與廢棄物類生質之一部份，相當於製紙廢棄物、製材 廢料、除間伐材、薪炭林、庭木、木材等建設廢料等。使 用其等係因為含有水分較少（9〜50%)而含水量基準之發熱 量也較高’因此可只藉紅熱焦炭顯熱回收乾餾中超出必要 熱量以上之氣體、固體能源。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -10- 1293644 A7 ---~---— B7 五、發明説明（） 8 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 有關農業類、木質類以外之生質，也相當於不包含於 木質類之廢棄物類之廚餘、RDF(垃圾固型化燃料·· Refused ed Fuel)、下水污泥、廢塑料製品、畜產類之家畜廢 棄物、水產類之水產加工殘渣等，基本上只要保有含水量 基準發熱量超出水分之汽化熱+生質本身之顯熱上昇+分 解熱’則能成為有效的能源來源。 將生質投入CDQ時，可藉紅熱焦炭之顯熱而脫離揮發 成分。 前置爐室内，藉焦炭投入時之空氣捲入、或為了氣體 性狀最適化之空氣投入，有空氣存在，且在已紅熱化之焦 炭之溫度下，前置爐室内之碳（揮發成分、焦炭、生質）與 空氣進行反應。 本發明中，因為投入前置爐室内之生質之熱分解（揮發） 反應較早，所以生質優先與空氣進行反應以取代以往與空 氣進行反應（燃燒）之焦炭。 又，於前置爐室不存在全量之燃燒所必需之量之空氣 時，或，焦炭或生質定期的投入於前置爐室，且前次投入 之焦炭或生質在前置爐室内由氣體、空氣隔斷時，前置爐 室内在較早時期會成為沒有氧氣之還原氣層。在該氣層 下，未反應生質會被熱分解（乾餾）並產生氣體，同時產生 碳成分較多之固型成分。 由於生質殘渣之燃燒性、可燃性較佳，且其他性狀與 焦炭相比也不遜色，因此可作為焦炭使用。 因此，藉生質之使用，會於來自生質之固型成分增加 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -11- 1293644 A7

五、發明説明（） 9 焦厌篁，因此只要必需焦炭量為一定，則可削減其成分、 來自煤炭之焦炭生產量。 為使本發明之作用、效果更加明顯，首先，根據第3 圖顯示CDQ之一般操作實例。在焦炭爐所製造約8〇〇〜1〇〇〇 C之焦炭係以推進機推進箕斗車並搬運到cdq設備後，則 打開CDQ設備上部之上蓋丨，再投入於前置爐室2。在上 蓋1關閉之部分則當作上部焦炭投入口。 投入前置爐室内之高溫焦炭3係藉循環氣體4而漸漸 冷卻，且冷卻至約200。(：。熱係藉將氮作為主成分之循環 軋體在熱交換器5(鍋爐）進行熱回收，並以該熱製造之蒸氣 使蒸汽渦輪機6運轉發電。 此時’為了使殘餘揮發成分等或碎焦炭到達熱交換器 且不產生焦化或傳熱阻礙等問題’在由前置爐室2排出後 之氣體之排出口之環形導管8附近追加空氣9(外部空氣） 而使之完全燃燒。 又，在前置爐室，由設於前置爐室2之空氣投入口（參 照第2圖）注入空氣，該空氣係與前置爐室2内之碳成分（由 焦炭產生之揮發成分、粉狀焦炭、塊狀焦炭）進行反應，並 產生二氧化碳與水。 其中，由空氣注入口之空氣量非特別限定者，只要是 為了一般進行之氣體性狀最適化所需之空氣投入量即可。 產生之二氧化碳與水更進一步與周圍之碳成分進行反應而 成為一氧化碳與氫，且與循環氣體4匯合而在環狀導管8 完全燃燒後，作為高溫氣體而在熱交換器5作熱回收。圖 本紙張尺度適用中國國家標準（Οβ) A4規格（210X297公爱） 1293644 A7 _____B7_ 五、發明説明（ ） 10 中’焦炭之移動以粗線箭頭表示，氣體之移動則以細線箭 頭表示。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1)就處理生質之本發明加以說明。 第1圖係顯示生質投入例-1。由於焦炭投入為數分鐘〜 數10分鐘間隔進行之間歇投入，因此於容易測量投入時機 之焦碳投入與投入之間投入生質。所謂焦炭投入與投入之 間’就是在某批焦炭之投入時，由車内沒有焦炭之時間點 開始至下一批焦炭投入時，箕斗車下部開放開始之時間點。 生質之投入位置有由焦炭投入口 1 〇之型態，與另行設 置生質投入口之型態。投入方法有在各投入位置以送料 機、平板送料機等切出裝置藉以自身重量落下之方法，與 使用循環氣體4之一部份或氮氣、或藉往空氣投入口 7之 空氣搬運吹入之方法。 循環氣體之型態係在氣體溫度下降期間，如將循環用鼓 風機後之氣體分歧成一部份且鋪設管道至生質投入口 10,並與平板送料機等切出設備組合使用。氮氣之2態則 係由外部藉管道將氮引到生質投入口 1〇，並同樣地與切出 設備組合使用β 由於氣流搬運之優越性係可以較少的投入口數擴大分 散範圍，因此可由自纟重量落下之型態增加層厚度之均: 性（與後述之焦炭投入同時之情況係分散性之提高）。又， 可藉使用搬運氣體中之循環氣體4’將氮使用之^本缺點 最小化。 有關投入置’在焦炭投入與投入之、仓 仅八之間進行裝入時宜於通 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210><297公复） -13- 1293644 A7 -----—___B7 五、發明説明（） -----— 2 CDQ之時間内，保持在以約15〇mm厚度以下之量作為 由全部焦炭反應之傳熱的條件（在CDQ内以層狀存在，並 =來:上下之紅熱焦炭之熱）。在後述之同時投入情況 #則’又有厚度之限制，而是到後段之發電用熱交換器5 之乱體侧^皿度下降之容許範圍（熱交換效率降低之容許限 度）為止均可投入。 才又入里之_L限係；反應纟質還混雜於焦炭未由 CDQ排出之條件’即，在CDQ生質之乾燥、碳化相當快 之生質層厚度及傳熱條件下，可投入焦炭量約至4成⑽據 水分），而只要以此關係為主設定適當投入量即可。投入量 則沒有下限。 在由生質投入口 11投入之情況下，為了減少未反應生 質量，且以盡量均一且以層狀堆積於前置爐室為目的，以 具有2個以上之投入口為佳。通常都設定约4個至16個左 右。焦炭層12與業經投入之生質層13交錯地以三明治狀 下降CDQ内，再由下部依序排出。 投入於前置爐室2之生質為了覆蓋一部份之焦炭層，或 優先與投入空氣進行反應，減少來自空氣注入口 7之空氣 與焦炭之接觸機會，並減少注入空氣之焦炭之燃燒量。當 產生之二氧化碳或水蒸氣通過焦炭層12時，會引起與以往 相同之反應，並產生一氧化碳或氫。 第2圖係顯示生質投入例-2。與投入例_ 1不同的是於焦 炭投入時同時投入，而投入場所、投入方法之種類與投入 例-1相同。所謂「同時地投入」係意指在某批焦炭由莫斗 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）

Φ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、可| -14 - 1293644 五、發明説明（ 開始落下之時間點至落下姓圭味^ 浴卜…束之牯間點之間使生質投入姓 氣 ==1=帶投入，且藉利用焦炭落下時之擴散： ”焦厌千均地k合，使生質與空氣之接觸部分較多 了與焦炭比較而優先與空氣進行反應，可抑㈣為 之反應。 工 圖中係焦厌·生質混合層14模式化者。 其次，則顯示實施例。 (實施例1) 入 表1係顯示根據申請專利範圍第1項所記載之發明投 生質處理之結果。將在焦炭投入與投入之間由焦炭投2口 使生質以自身重量落下投入時之結果顯示於「使用本方法 π 之結果-1」一攔，並將與焦炭投入同時地，由生質投入1 (8處)搬運投入氮時之結果顯示於「使用本方法之結果_2 一攔。 使用範例係使用為木質類生質、水分15%者。在焦炭 投^與投入之間投入生質之「使用本方法之結果·！」中， :算上平均約為12〇mm之厚度。又，為了比較結果，使在 使用本方法之結果_2」之投入量與在「使用本方法 之投入量相同。 以焦戾时率之增加，作為生时效湘之指標。焦炭 =收率係由下部排出之焦炭質量對於由乾式驟冷裝置上部 投入之焦戾質量之比例，且來自生質之碳化物質量也加算 於焦炭質量。 本紙張尺度適用令^^7^4規格⑵_7公奮； -15- 131293644 五、發明説明 使用本方法 之結果-1 使用本方法 之結果-2 比較例（沒 有投入生 質） 986 1000 988 0.988 1000 974 0.974 蒸氣產生量[kg] 50 藉增加焦炭量5%之生質^——— ^焦厌之回收率分別上昇1·2 %(參照「使用本方法之結果]」）、14%(參照「使用本方 法之結果·2」）。㈣投人方式則係均—混合之型態（「使 用本方法之結果-2之型態」）其焦炭回收率較高。 由該等結果，令焦厌生產量為—定之型態藉可削減提 高回收率成分之焦炭（例如「使用本方法之結果_2」之L %)，更進-步來說的話’則係意指可削減為焦炭之原料之 煤炭。又’關於操作也係因生質投入之氣體量變動較小， 191 4 訂 對於操作則完全沒有任何問題 (實施例2) 表2係顯示根據申請專㈣圍第2項所記載之發明投入 生質處理之結果。在焦炭投入與投入之間由焦炭投入口使 生質以自身重量落下投入時之結果顯示在「使用本方法之 結果-1」-攔，並將與焦炭之投入同時，由生f投入口（8 處）搬運投入氮時之結果顯示於「使用本方法之結果」一 攔。 使用範例係使用為木質類生質、水分15%者。在焦炭 投入與投入之間投入生質之「使用本方法之結果q」^ , 生質層在計算上為約平肖12〇mm之厚度。又，為了比較結 本紙張尺度適财關緖準（⑽）M規格（2κ)χ297公爱） -16. 141293644 五 、發明説明 果，使在「使用本方法之姓要, , 又…果_2」之投入量與在「使用本 方法-1」之投入量相同。且 質有效利用之指標。 …收率之增加，作為生 焦厌回收率係由下都姐山 w h 出之焦炭質量對由乾式驟冷裝 L二 炭Μ之比例，且來自生質之碳化物質量 落在异c:焦厌質I。X ’排出碎焦炭量為塊狀焦炭在降:二=:騎粉化產生者，及生質殘淺(碳化_ 使用本方法 之結果-1 967 0.967 200 1〜丁柯％加焦戾量5% 焦炭之回收率分別上昇㈣（參照「使用本方法:果:」）、⑽（「使用本方法之結果_2」）。有關投入 方式，均-混合之型態（「使用本方法之結果_2之 之焦炭回收率較高。 •、’ 又’：少排出焦炭增加之程度與大約同量之排出焦炭粉 里考慮相對於空氣與塊狀焦炭直接接觸燃燒之部分，藉 生質之均—分散化使生質與空氣之接觸部分增多，又為了曰 與焦炭轉而優先與空氣反應’藉控制塊狀焦炭與空氣之 反應，容易凡應且粉狀焦炭也增強反應。 本紙張尺度適财關家標準（咖）Μ規格⑵〇X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂丨 -17- 151293644 五 、發明説明（ 由該等結果，令焦炭生產量為一定之型態，由於提高回 收率，藉可削減回收率提高之焦炭（例如「使用本方法之結 果-2」之1 ·〇%)，更進一步來說的話，則係意指可削減為 焦炭之原料之煤。又，關於操作，因生質投入之氣體量變 動較小，對於操作則完全沒有任何問題。 2)以下，就處理生質之其他本發明加以說明。 (1)投入處理態樣1 第4圖係顯示生質之其他投入、處理態樣圖。焦炭乾式 驟冷裝置中係在爐蓋17a開放後，將紅熱焦们5由冷卻塔 16上部之焦炭投入口 17投入落下於前置爐室18，並使作 為由冷卻塔16下部之冷卻氣體管28供給之冷卻氣體之 性氣體與紅熱焦炭15進行熱交換，並使回收紅熱焦炭U 之熱之高溫惰性氣體由環狀導管19通過煙道24導入於鍋 爐27進行熱交換後，在循環鼓風機29往冷卻塔μ下部壓 送使之循環。業經冷卻之焦炭則由冷卻塔最下部之焦; 出口 20被排出。 “、、厌F 前置爐室18中設有生質裝入口 21與燃燒用空氣導入 22。生質當中，木材係藉錘式壓碎機等（未圖示）進行粗 碎成約10〜15mm而由生質裝入口21連續地裝入。丁 煙道24中設有燃燒用空氣導入口 23、粉^壁υ 以回收由粉碎壁25分離之灰塵之集塵器26。2，在及 27與循環鼓風機29之間之管道設有用以分離 ^ 器30。 之分 該焦炭乾式驟冷裝置中，生質係如下述加以處理 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210^^釐) 惰 15 〇 壓 用丨爐塵 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、? -18- 1293644 A7 B7 五、發明説明（ 16 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 由生質裝入口 21裝入於前置爐室18之生質係藉紅熱焦 炭15之顯熱而熱分解成可燃氣體與生質固定碳。熱分解中 產生之可燃氣體係藉由燃燒用空氣導入口 22連續地導入 之燃燒用空氣在前置爐室1 8内進行燃燒。燃燒用空氣則導 入已裝入之生質之完全燃燒所需之空氣量（以下稱為必需 空氣量）。 由熱分解產生之生質固定碳也同樣地以燃燒用空氣進 行燃燒。由於生質固定碳之強度與焦炭相比明顯地較低， 因此在紅熱焦厌15之充填床内加以粉碎。粉碎之生質固定 碳之比表面積與紅熱焦炭1 5相比明顯地較大，且由於經熱 分解成為多孔介質，因此燃燒性較佳。 其結果是較燃燒紅熱焦炭1 5優先燃燒。又，由於在前 置爐室18内之滯留時間與煙道24内之滯留時間相比特別 長’且透過紅熱焦炭15之充填床，氣體會成擾流狀態，因 此可確實地混合並有效率地進行燃燒。 燃燒結束後之廢氣經其水分之平衡反應含有少量的可 燃成分，並通過環狀導管19導入煙道24。煙道24中，由 燃燒用空氣導入口 23再次連續地導入燃燒用空氣。由於可 燃成分為少量，因此即使在較短滯留時間中也完全燃燒， 並在廢氣到達設置於煙道24内之粉碎壁25之間完全燃 燒，而不會有未燃之生質固定碳在粉碎壁25粉碎。 如上所述’生質原料中之固定碳係全部燃燒而轉換成廢 氣顯熱，而在鋼爐27有效地熱交換並進行熱回收。藉此， 可在焦炭乾式驟冷裝置處理大量的生質，並將生質攜帶之 -19- 1293644 A7 ____ B7_ 五、發明説明（） 17 熱量全部當作熱回收並有效利用。 C請先閲讀背面之注意事^再填窝本頁} 其中，用以再次燃燒熱分解後之生質固定碳與可燃氣體 燃燒後之廢氣之燃燒用空氣除了如上所述般導入煙道24 内之外，可導入環狀導管19内，亦可導入其兩方。 另，若於紅熱焦炭裝入時等開放爐蓋17a，會由冷卻塔 1 6頂部之焦炭裝入口 17流入大量空氣。因此，當前置爐 室1 8内充滿可燃氣體時則有爆發之危險性。 又，由於生質有8成以上為揮發成分，因此會放出大量 的氣體。當其放出氣體量與由焦炭裝入口 17流入之空氣量 之總量超過循環鼓風機29之容許量時，冷卻塔16頂部會 成為正壓力而由焦炭裝入口 17洩漏氣體。 因此，正當處理生質時，焦炭裝入口 17之爐蓋1 7a開 放之間，會停止生質往前置爐室18之裝入或減少裝入量。 藉此，則不會增強循環鼓風機29之能力，而可避免氣體之 洩漏等。 (2)投入處理態樣2 第5圖係顯示本發明之其他投入態樣圖。第5圖所示之 焦炭乾式驟冷裝置之前置爐室18中，除了焦炭裝入口 21 及燃燒用空氣導入口 22之外，設有水及/或蒸氣之導入口 31 〇 如前所述，將生質在前置爐室18大量燃燒處理並有效 利用之情況，會在前置爐室18產生溫度上升。該溫度上升 會產生對機器之影響，更會產生有灰塵之融解等嚴重問題。 一般而言，生質所含之灰分之熔點較煤灰之熔點還低。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -20- 1293644 A7 ---- B7_ 五、發明説明（ ） 18 因此，當局溫燃燒時，灰塵會在半融解狀態飛散，附著於 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 爐壁、傳熱官等並造成弊害。因此，必須進行燃燒温度管 理。 因此’使大1：生質在前置爐室1 8燃燒之形態之溫度控 制用途，係進行由導入口 31順應需要注入水及/或蒸氣之 其溫度控制。業經注入之水及/或蒸氣在前置爐室18内產 生石厌分與水煤軋化反應（吸熱反應），並冷卻前置爐室18。 藉該溫度控制，不回產生灰塵之融解，亦不會產生未燃 氣體’更不會將可回收之熱量當作灰塵而排出系統外，而 可將生質做最大有效利用。 (3)投入處理態樣3 第6圖係顯示本發明之其他投入態樣圖。第6圖所示之 焦炭乾式驟冷裝置中，不於前置爐室18設置用以導入燃燒 熱分解後之生質固定碳與可燃氣體之燃燒用空氣之燃燒用 空氣導入口 32，而係設於環狀導管19與煙道24。 正當燃燒因生質之熱分解產生之生質固定碳時，由於在 煙道24導入燃燒用空氣方面滯留時間太短，因此則如前述 要完全燃燒是困難的。因此，本實施態樣中，係構造成在 環狀導管19導入燃燒用空氣，並藉燃燒用空氣加長用以燃 燒生質固定碳之時間。 若由其意義來看，雖宜將必需空氣量之全量由環狀導管 19導入，但當大量的燃燒用空氣導入環狀導管19時，藉 其燃燒熱環狀導管19之溫度會明顯上升，並藉在環狀導管 19之溫度上升，如前所述會產生質灰分之融解、附著。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -21 - 1293644 五、發明説明 A7 B7 19 又，一般而言，由於環狀導管19之内壁為磚單體構造， 沒有在高溫之強度，因此必須避免局部高溫，而環狀導管 19之内壁溫度必須維持在容許溫度以下。 因此，本實施態樣中，係以溫度感測器（未圖示）測量環 狀導管19内之氣體溫度，並控制來自環狀導管19之燃燒 用空氣之注入量，使其氣體溫度不會超過容許溫度（如1〇〇〇 °C )，並於煙道24内注入必需空氣量之殘量。 藉該注入燃燒用空氣之方法，可於導入空氣於前置爐室 18時，防止少量產生之焦炭燃燒，且不會產生作為製品之 焦炭之耗損、不會產生灰塵之融解、不會產生未燃氣體、 更不會將可回收熱量當作灰塵排出系統外，而可將生質做 最大有效利用。 (4)投入處理態樣4 第7圖係顯示本發明之其他投入態樣圖。 當漸漸提高生質之處理量時，由讀熱效率下降、生質 的溫度不上升，因此無法確實進行熱分解、燃燒，而產生 熱效率下降之部份。而且，㈣部分為低溫，且該部分存 在於冷卻塔16之内壁附近的話，也會對構成内壁之磚有不 良影響。 使傳熱效率下降之主要原因之一為生質之充填厚度》 即，當於充填厚度存在局部的較厚部分時，藉生質之斷教 效果溫度會下降’該部分之熱效率也會下降。 ”、、 因此’為不使熱效率下降 古 伞而柃回生質之處理量，必須將 生質均等地裝入前置爐室Μ向 m 至18内。因此，第7圖之焦炭乾式 7紙張尺度_巾目目$鮮（CNS) A4· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-22- 1293644 A7 --- —__B7 五、發明説明1 ) " 一一" 20 驟冷裝置中係構造成設置2個以上生質裝人口 21，藉此， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 可使生質分散於前置爐室18内，並盡量均等地裝入。 又，如第8圖所示，若於生質裝入口 2ι之附、近設置具 有旋轉葉片之切出分散裝置33,則可更加均等地將生質裝 入於前置爐室18内。 又，如第9圖所示，亦可藉於生質裝入口 21之附近設 置可變更傾斜角及/或方向之生質裝入口之滑槽34,更加 均等地將生質裝入於前置爐室18内。 本發明之前述投入處理態樣中，因為在前置爐室内注入 用以燃燒熱分解後之生質固定碳與可燃氣體之燃燒用空 氣’所以未燃氣體之大部份在前置爐室内燃燒。因此，不 會因可燃氣體之殘留而產生設備之腐蝕故障，而可大量地 有效利用生質。 又，因為生質固定碳也藉燃燒用空氣在前置爐室内優先 燃燒，所以不會將已裝入之生質之固定碳當作灰塵回收而 可當作熱回收並有效利用。 又，藉將燃燒用空氣注入於環狀導管及/或煙道内，可 完全地燃燒生質固定碳，而可將生質攜帶之熱量全部當作 熱回收並有效利用。 更進一步，藉於前置爐室注入溫度控制用之水及/或蒸 氣，可控制在前置爐室之溫度上升不會產生因熔點較低之 生質中之灰之融解之附著之弊害，而可處理大量的生質， 並可將生質攜帶之熱量全部當作熱回收並有效利用。 又，本發明之焦炭乾式驟冷裝置中之焦炭處理方法中， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公釐） -23- 1293644 A7 ---— !___^ 五、發明説明（） 21 藉將用以燃燒熱分解後之生質固定碳與可燃氣體之燃燒用 空氣吹入環狀導管及煙道，可將生質固定碳完全燃燒，並 可將生質攜帶之熱量全部當作熱回收並有效利用。 當注入燃燒用空氣於環狀導管時，則控制往環狀導管之 燃燒用空氣量，使環狀導管溫度不超過容許溫度，並藉由 煙道吹入必需空氣量之殘量，可防止於前置爐室少量產生 之焦炭之燃燒，且不會產生為製品之焦炭之損耗，也不會 產生因熔點較低之生質中之灰之融解之附著等弊害，而可 大量處理生質，且將生質攜帶之熱量全部當作熱回收並有 效利用。 又，藉由2個以上之裝入口進行往前置爐室之生質裝 入’或於生質裝入口附近設置具有旋轉葉片之切出分散裝 置，或於生質裝入口之附近設置可變更傾斜角及/或方向之 生質裝入用之滑槽，可使生質分散於前置爐室内並均等地 裝入’並防止因生質之斷熱效果之溫度下降，不會產生因 溫度變動之對耐火物之不良影響，不會招致因生質之熱分 解、燃燒不足之熱效率下降，而可處理大量的生質，且將 生質攜帶之熱量全部當作熱回收並有效利用。 又，可藉於紅熱焦炭之裝入時等之爐蓋開放時，停止生 質往前置爐室之裝入或減少裝入量，以避免氣體之洩漏。 [產業上可利用性] 藉將生質投入焦炭乾式驟冷裝置並加以處理，不會對 焦炭乾式驟冷裝置之操作造成影響，可削減投入焦炭進而 原料煤。又，來自在焦炭乾式驟冷裴置内產生之生質之揮 ---—________ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（210X297公釐）— ----- -24- C請先聞讀背面之洙意事項存填寫本貢)

1293644 A7 __ _ B7_--- 五、發明説明（ ） 22 7 發成分也可將其顯熱與燃燒熱在焦炭乾式驟冷裝置之鍋爐 回收。因此，可將生質在焦炭乾式驟冷裝置中做有效利用。 [元件標號對照] 1···上蓋 2，U…前置爐室 3…焦炭 4…循環氣體 5…熱交換器 6…蒸汽渦輪機 7…空氣注入口 8…環形導管 9···空氣 !〇，17…焦炭投入口 11…生質投入口 12…焦炭層 13…生質層 14…焦炭·生質混合層 15…紅熱焦炭 16…冷卻塔 17a…爐蓋 19…環狀導管 20…焦炭排出口 21…生質裝入口 22,23…燃燒用空氣導入口 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐） 0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、可I

I -25- 1293644 A7 B7 五、發明説明（ ） 23 24.. .煙道 25.. .粉碎壁 26.. .集塵器 27·.·锅爐 28.. .冷卻氣體管 29.. .循環鼓風機 30.. .分塵器 31…水、蒸氣導入口 32…空氣導入口 33.. .切出分散裝置 34…滑槽 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

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Claims (1)

1. 第91124128號專利申請案中請專利範圍替換本 "9領 經濟工消費合作社印製

   ^種焦炭乾式驟冷裝置中之生質處理方法，係在設有 月J置爐至之用以冷卻紅熱焦炭之焦炭乾式驟冷裝置 > 、用以處理生質者，其特徵在於··由設於前述焦炭 乾式驟冷衣置上部之焦炭投入入口，或設於前置爐室 之1或2個以上之投入口，投入生質於前述前置爐室 山使"亥生貝在月置室内熱分解成可燃氣體及固定 碳，並將熱分解後之生質當作焦炭使用。 士申„月專利範圍第工項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 處理方法，係在設有前置爐室之用以冷卻紅熱焦炭之 焦炭乾式驟冷裝置中，用以處理生質者，其特徵在於·· 在前述前置爐室内，-面注入空氣，一面投入生質， 吏乂生質在別置至内熱分解成可燃氣體及固定碳，並 將熱分解後之生質當作焦炭使用。 如申請專利範圍第i項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 處理方法，其中往前述前置爐室間歇地進行焦炭之投 入與投入之間，投入生質於前置爐室内之隹炭上。 如申請專利範圍第2項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 處理方法，其中往前述前置爐室間歇地進行焦農之投 入與投入之間，投入生質於前置爐室内之隹·炭上。 5.如申請專利範圍第！項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 1. 2. 3. 4. 處理方法，其中往前述前置爐室間歇地進行焦炭之投 入之同時，投入生質於前置爐室

   本紙張尺度適用中國國家襟準（CNS ) A4規袼（210X297公釐j (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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   申清專利範圍 1293644 6·如申請專利範圍第2項之焦炭乾式驟冷襄置中之生質 處理方法，其中往前述前置爐室間歇地進行焦炭之投 入之同時，投入生質於前置爐室内。 7·如申請專利範圍第3項之焦炭乾式驟冷裝置中之 王审 λχ. 一 ”中藉將氮及/或擔環氣體當作搬運氣體使 用之氣流搬運，將生質投入於前述前置爐室内。 8.如申請專利範圍第4項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 處理方法’其巾藉將氮及/或循環氣體當作搬運氣體使 用之氣流搬運，將生質投入於前置爐室内。 9·如申請專利範圍第5項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 處理方法，其中藉將氮及/或循環氣體當作搬運氣體使 用之氣流搬運，將生質投入於前述前置爐室内。 1〇·如申請專利範圍第6項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 處理^法，其中藉將氮及/或循環氣體當作搬運氣體使 用之氣流搬運，將生質投入於前述前置爐室内。 11如申請專利範圍第3項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 經 工 消 費 合 社 印 製 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 處理方法，其中藉將空氣當作搬運氣體使用之氣流搬 運’將生質投入於前置爐室内。 12.如申請專利範圍第4項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 處理方法，其中藉將空氣當作搬運氣體使用之氣流搬 運’將生質投入於前置爐室内。 · U·如申請專利範圍第5項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 處理方法，其中藉將空氣當作搬運氣體使用之氣流搬 運’將生質投入於前置爐室内。 本紙張尺度適用中關家襟準（CNS ) ( 21()><297公们 28- 1293644 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 經 消 % 合 作 社 印 製 14·如申請專利範圍第6項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 處里方法，其中藉將空氣當作搬運氣體使用之氣流搬 運，將生質投入於前置爐室内。 15·如中請㈣範圍第丨以射任—項之线乾式驟冷 裝置中之生質處理方法，係於前述前置爐室内注入燃 k用二氣，使熱分解後之生質固定碳與可燃氣體進行 燃燒。 士申"月專利範圍第15項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 f理方法，係將燃燒用空氣注入設於前置爐室之環狀 導管及/或與前述環狀導管連接之煙道内，俾使前述熱 分解後之生質固定碳與可燃氣體燃燒後之廢氣再度燃 燒。 17. 如中請專利範圍第15項之线乾式料裝置中之生質 處理方法，係將水及/或蒸氣注入前述前置爐室内，以 控制前置爐室内之溫度。 18. 如中請專利範圍第16項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 處理方法，係將水及/或蒸氣注入前述前置爐室内，以 控制前置爐室内之溫度。 19. 如中請專㈣圍第17項之线乾切冷裝置中之生質 處理方法，係藉環狀導管内之氣體溫度控制往前述環 狀導管注入之燃燒用空氣之注入量，俾使熱分解後之 生質固定碳與可燃氣體燃燒。 20. 如申請專利範圍第18項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 處理方法，係藉環狀導管内之氣體溫度控制往前«

   (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} ι»ϋ ei m m l > . i 1 eaaBmMM —me— Imf ml- -29- 1293644 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 經 皆 消 費 合 作 社 印 製 狀導&左入之燃燒用€氣之注入量K熱分解後之 生質固定碳與可燃氣體燃燒。 21·如2請專利範圍第i或2項之焦炭乾式驟冷裝置中之 生質處理方法，係藉設置於生質投入口附近且具有旋 轉葉片之切出分散裝置，將前述生質分散投人於前置 爐室内。 2 ·如申叫專利範圍弟1 $項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 處理方法，係藉設置於生質投入口附近且具有旋轉葉 片之切出分散裝置，將前述生質分散投入於前置爐室 内。 23.如申請專利範圍第16項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 處理方法，係藉設置於生質投入口附近且具有旋轉葉 片之切出分散裝置，將前述生質分散投入於前置爐室 内0 士申明專利範圍第19項之焦炭乾式驟冷裳置中之生質 處理方法，係藉設置於生質投入口附近且具有旋轉葉 片之切出分散裝置，將前述生質分散投入於前置爐室 内0 25·如申請專利範圍第2〇項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 處理方法’係藉設置於生質投入口附近且具有旋轉葉 片之切出分散裝置，將前述生質分散投入於前置爐室 内0 26_如申請專利範圍第1或2項之焦炭乾式驟冷裝置中之 生質處理方法，係藉設於生質投入口之附近且可變更 本紙張尺^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

   -30- 1293644 、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 員斜角及/或方向之滑槽，將前述生質分散投入於前置 爐室内。· 27. 如申古主直 ^ ^ 利範圍第15項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 處理方法，a - 係稭設於生質投入口之附近且可變更傾斜 及/或方向之滑槽，將前述生質分散投入於前置爐室 内。 申明專利範圍第16項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 王审、、十 / ，係藉設於生質投入口之附近且可變更傾斜 及或方向之滑槽，將前述生質分散投入於前置爐室 内。 申明專利範圍第19項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 处里方法，係藉設於生質投入口之附近且可變更傾斜 或方向之滑槽，將前述生質分散投入於前置爐室 内。 申明專利範圍第2〇項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 处里方法，係藉設於生質投入口之附近且可變更傾斜 角及/或方向之滑槽，將前述生質分散投入於前置爐室 内。 31·如申請專利範圍第卜2及7〜14項中任-項之焦炭乾 式：：裝置中之生質處理方法，其中用以往前述前置 爐至杈入紅熱焦炭等之焦炭投入口之爐蓋開放期間， V止彺則置爐室之廢棄物類裝入生質、或減少裝入量。 32·如申請專利範圍第15項中任一項之焦炭乾式驟冷裝置 生負處理方法’其中用以往前述前置爐室投入紅 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

   訂— -31 - A8 B8 C8 D8 1293644 申請專利範圍 熱线等之焦炭投入口之爐蓋開放期間，停止往 爐室之廢棄物類裝入生質、或減少裝入量。 33·如申請專利範圍第16項之 声 厌乾式驟冷裝置中之生質 處理方法，其中用以往前述前 $隹山扒 引置爐至投入紅熱焦炭等 之焦厌杈入口之爐蓋開放期間 * , τ止彺刖置爐室之廢 棄物類裝入生質、或減少裝入量。 34·如申請專利範圍第19項之 汉乾式驟冷裝置中之生質 處理方法，其中用以往前述前 J置壚至投入紅熱焦炭等 之焦厌投入口之爐蓋開放期間 τ止征刖置爐室之廢 棄物類裝入生質、或減少裝入量。 仏如申請專利範圍第20項之焦炭乾式驟冷裝置中之生質 處理方法，其中用以往前述前置爐室投入紅熱焦炭等 之焦炭投入口之爐蓋開放期間 ΊΤ止彺則置爐室之廢 棄物類裝入生質、或減少裝入量。 --一------r.--^-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---- 經 消 費 合 作 社 印 本紙張尺度適用中國國家襟準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 32-