TW517147B - Waste heat boiler - Google Patents

Description

517147 五、發明說明（1) T發明之範圍] 本發明關於一種用於從高溫廢氣回收熱能的廢熱鍋 .爐，更明確地關於設置於處理裝置中用於燃燒並且處理廢 棄物例如都市廢棄物、廢物衍生燃料（R e f u s e - D e r i v e d Fuel， RDF)、塑性廢棄物、廢棄的纖維強化塑膠 (Fiber-Reinforced Plastic，FRP)、生物性廢棄物、汽 車廢棄物、廢油等廢棄物之廢熱鍋爐並且藉以回收廢氣之 熱能。 2發明之背景] ®' 習慣上，焚化設備内的廢熱鍋爐包括含内嵌水管的輻 '射冷卻段，以及含許多橫跨廢氣流的蒸氣產生管或加熱管 的接觸式冷卻段。在輻射冷卻段中，内嵌水管係設置且環 繞著廢熱鍋爐中流動的廢氣，藉以構成廢氣的流道，以便 回收流經該内嵌水管的廢氣熱能。另一方面，在接觸式冷 ，段，許多蒸氣產生管或加熱管係設置且伸入廢熱鍋爐中 ，的廢氣流道中，以便回收廢氣的熱能。通常，該蒸氣產生 管’或加熱管係用以設置伸入廢氣的流道，俾直接接觸流動 的廢氣，所以有人認為其係設置於廢氣溫度轉變成某特定 _的地方。 傳統焚化設備中的廢熱銷爐係在鋼爐入口内的廢氣具 有大約9 0 0 t：的溫度下進行操作，因而不會發生問題。然 而，在氣化及潰化燃燒設備中，因為锅爐入口的廢氣溫度 係分布於1 1 0 0至大約1 3 5 0 °C的範圍内並且高於傳統焚化設 備中的溫度，如果焚化設備中的傳統廢熱鍋爐照其本來的

313603.pti 第6頁 517147 五、發明說明（2) 使用，那麼低熔點的金屬及由於高溫蒸發的鹽類會黏附並 冰澱於廢熱鍋爐的内部，與900 °C或更高高溫範圍的飛灰 結合在一起，由此發展成的溶融鹽類將造成腐#。由此， 容易發生鍋爐管的破裂或損壞，由於飛灰黏附及沈澱於鍋 爐管上，廢熱鍋爐的性能傾向降低，或者可能發生其他故 障。 在此，氣化及渣化燃燒設備係定義為系統中廢棄物係 於較低溫度下氣化而於氣化爐中產生可燃燒的氣體，然後 產生的可燃燒氣體係於較高溫度下燃燒產生廢氣，而可燃 燒氣體中包含的灰燼係熔融產生渣化燃燒爐（燃燒熔煉爐） 中的溶潰。 [發明之揭示] 本發明係為解決上述習知缺點。因此本發明的目的在 於提供一種廢熱鍋爐，俾使鍋爐管之破裂或損壞情形不會 發生，廢熱鍋爐的性能不會被鍋爐管上黏附及沈澱的飛灰 降低，或者其他故障亦不致發生。 為了達到本發明上述目的，根據本發明其中的一個觀 點，係提供一種廢熱鍋爐，其包括：一殼體，用以將廢氣 引入殼體内的入口段；以及一第一熱交換段，係設置於殼 體内用以將經由入口段引入的廢氣以熱交換方式回收熱 能；該第一熱交換段的表面形成廢氣流經的流道，而耐火 物質則用於該第一熱交換段的表面上。 根據本發明的較佳觀點，耐火物質中主要成分為碳化 矽（S i C )。

517147 —Μ_—. _ __〆----------- 五、發明說明（3) . 根據本發明，廢熱鍋爐1〇包含第一熱交換段4,及用 以使入口段1 1引入的廢氣j流過該第一熱交換段4的表面之 -流道1，以及設置於構成該流道1的第 熱父換段4上含主 要成分碳化碎的耐火物質6。因此’第一熱交換段4表面的 腐蝕不會發生，灰塵難以或不會黏附及沈澱於第一熱交換 段4的表面上，且第一熱交換段4中熱轉移係數降低的問題 也不會發生。 根據本發明的較佳觀點，該流道包括至少兩通道段， 至少兩通道段的第一通道段係由第一熱交換段構成。 以此排列，因為含主要成分碳化矽的耐火物質6係設 置於於構成第一通道段1&的第一熱交換段4的表面上，即 使高溫廢氣流過該第一通道段1 a，第一熱交換段4表面的 腐蝕也不會發生，而且灰塵難以或不致黏附及沈澱於該第 一熱交換段4的表面上。再者，第一熱交換段4中熱轉移係 ~數降低的問題也不會發生。 ， 根據本發明的較佳觀點，廢熱鍋爐還包括設置於該第 一’熱交換段下游，用以回收由可燃燒氣體或廢氣熱交換所 產生的熱能之第二熱交換段，以及藉由流體吹動以移除黏 H寸至第二熱交換段表面沈殿物之吹灰器，該第二熱交換段 _及吹灰器係設置於位於該第一通道段下游之至少二通道段 其中的一段。 以此排列，廢熱鍋爐具有吹灰器S B，因而沈澱物黏附 至且沈澱於第二熱交換段 7、26a、26b及26c的表面上可 以藉由吹灰器S B的風吹而移除，而第二段熱交換段7、

313603.pti 第8頁 517147 五、發明說明（4) 2 6a、2 6b及2 6c熱轉移係數之降低將難以發生。 根據本發明的較佳觀點，廢熱锅爐還包括設置於該第 一熱父換段下游，用以回收經由廢氣熱交換產生之熱能的 第二熱交換段，以及含有i少三通道段的流道，且設置於 該至少三通道段之最後通道段中的第二熱交換段係以平行 於廢氣流動的方向以特定的間距反覆蜿蜒流動的方式建 以此排列，設置於該至少三通道段之最後一段通道段 中的第二熱交換段26a、26b及26c以平行於廢氣j流動之 方向以特定的間距反覆婉蜒流動的方式建構。因此，灰塵 係難以黏附及沈澱於第二熱交換段2 6 a、2 6 b及2 6 c的表面 上或者不會黏附至及沈澱於第二熱交換段26a、26b及26c 的表面上，且第二熱交換段26a、26b及26c中熱轉移係數 之降低便難以發生。 根據本發明的另一個觀點，係提供一種氣化及渣化燃 燒系統（gasification and slagging combustion system) ’其包括：使廢棄物氣化產生可燃燒氣體的流體 化床氣化爐（fluidized-bed gasification furnace);使 可燃燒氣體燃燒並且使包含於可燃燒氣體内的固態成分熔 融產生廢氣的渣化燃燒爐（slagging combustion furnace);以及從廢氣回收熱能的廢熱鍋爐（waste heat boiler)，該廢熱鍋爐包括：一殼體；一用以將廢氣引入 殼體内的入口段；以及一設置於殼體内用以將從入口段引 入的廢氣進行熱交換以回收熱能的第一熱交換段；該第一

313603.pt3 第9頁 517147 五、發明說明（5) >交換段的表面構成廢氣流經的流道，而耐火物質則用於 該第一熱交換段的表面上。 _ [實施本發明的最佳模式] 根據本發明實施例的廢熱锅爐將參照圖形說明於下。 在第1至第7圖中，所有的圖中，相似的或相同的零件由相 似的或相同的參考編號標記，而重覆的說明則省略。 第1圖係一個概略圖，其顯示包含流體化床氣化爐5、 旋渦型渣化燃燒爐（燃燒熔融爐）8以及根據本發明實施例 #廢熱鍋爐1 0的氣化及渣化燃燒系統（氣化及燃燒熔融系 1 )。該廢熱鍋爐1 0係配置於流體化床氣化爐5及漩渦型渣 '化燃燒爐8後來的階段。 第2圖係廢熱鋼爐1 0的側面截面圖。第3圖係廢熱銷爐 I 0的正視圖。第4A圖係沿著第2圖的X-X線（第一通道段 la(說明於後））取得的截面圖，第4B圖係沿著第2圖的γ — γ -線（第二通道段lb(說明於後））取得的截面圖，第4C圖係沿 ，著第2圖的Z-Z線（第三通道段lc(說明於後））取得的截面 圖’。在第3圖及第4A至第4C圖中，並未顯示包括蒸氣分離 器、頂蓋、蒸氣管及此類之物（說明於後）的蒸氣系統。 • 接著，該廢熱鍋爐10將參照第2、第3及第4A至第4C圖 „加以說明。 該廢熱锅爐10包含一將廢氣j引入锅爐内的入口段 II ' 一將廢氣j排放的出口段1 2 ' —外牆1 3、一第一分隔’ 牆14、一第二分隔牆15以及一料斗段16。該外牆13、第一 分隔牆14、第二分隔牆15及料斗段16共同地構成用以讓廢

313603.ptdf 第10頁 517147 五、發明說明（6) 氣]•流過該廢熱鍋爐1 0的流道1。該流道1具有使廢氣j以三 段通道的方法流過流道1之結構。更明確地說，流道1具有 三段彼此平行的通道，而廢氣：{藉著改變兩次流動方向連 續地流過該三段通道。該外牆1 3包含顯示於第2圖右側的 前牆18，顯示於第2圖左側的後牆19，顯示於第4A至第4C 圖右側的側牆2 0，顯示於第4 A至第4C圖左側的側牆1 7，顯 示於第4A至第4C圖頂端的頂牆21。該外牆13構成將廢氣j 包含於其内的殼體。 該入口段1 1係連至漩渦型渣化燃燒爐8的出口段5 1 (詳 第1圖）。該廢氣j以垂直方向向上流過出口段51而且進入 該入口段11。該流道1包含彼此平行排列（詳細說明於後） 的第一通道段la、第二通道段lb以及第三通道段lc。 該第一通道段1 a係設置於該廢熱鍋爐1 0中流道1之第 一通道以使該廢氣j最先流過，且其包含側牆1 7的一部分 17a(顯示於第4A圖中）、前牆18、第一分隔牆14的一部分 1 4a (位於第2圖右側第一分隔牆1 4的一個片斷）、側牆2 0的 一部分2 0 a (顯示於第2圖的右側）以及頂牆2 1的一部分 2 1 a (顯示於第2圖的右側）。 該流道1的第二通道段1 b用作第一通道的下階段通 道，且其包含側牆17的一部分17b(顯示於第4B圖中）、第 一分隔牆1 4的一部分1 4b (位於第2圖左側第一分隔牆1 4的 一個片斷）、第二分隔牆1 5的一部分1 5 a (位於第2圖右側第 二分隔牆15的一個片斷）、側牆20的一部分20b (顯示於第 2圖的中心部分）、頂牆2 1的一部分2 1 b (顯示於第2圖的中

517147 五、發明說明（7) ，心部分），以及料斗段1 6的 1 6的一個片斷）。 戒作心ί <曰认4 該流道1的第二通道段1 C ，真其包含側牆丨7的一部分 ，同時也是最後的一段通道 牆19、第二分隔牆15的一部分 #分（位於第2圖右側料斗段 第二段通道的下階段通 道 (顯示於第4C圖中）、後 1 5 b (位於第2圖左側第二分隔牆1 5的一個片斷）、侧牆2 0的 一部分2 0 C (顯示於第2圖的左側）、頂牆2 1的一部分2 1 c (顯示於第2圖的左側），以及料斗段1 6的一部分（位於第2 圖右側料斗段1 6的一個片斷）。 進入入口段1 1的廢氣j大部分向上流經第2圖中顯示的 •第一通道段la，通過形成於第_分隔牆14上部内的開口 22/然後大部分向下流過第2圖中顯示的第二通道段ib。 之後’該廢氣j通過形成於位於第二分隔牆丨5下方料斗段 =:開口 23 ’而且大部分向上流過第2圖中顯示的第三 ft 然後通過出口段12而且在第2圖中向左流向空 it圖示）。該空氣加熱器（未圖示）用於加熱運送 1 軋化爐5 (見第1圖）及漩渦型渣化燃燒爐8 (見第 ^圖）的燃燒空氣bl(見第1圖），其係適宜的展現熱效 務善。 in彳&用#作第一熱交換段或輻射冷卻段的内嵌水管4(見第5 於18的内於r側壁17的内側（廢氣（j)側，下文中都相同），前 ，以及第二分隔牆15的兩側。在第2圖及第4A至 圖中，内嵌水管4依附的牆壁包括截面由兩種不同寬度

517147 五、發明說明（8) 的斜線表示的牆壁W1、載面積由包括虛線的斜線表示的牆 壁W2、由小間距的虛線組成的牆壁wp、由間詎大於牆壁wp 中虛線間距組成的牆壁WQ，以及由間距大於牆璧WP之虛線 間距的牆壁WR組成。 用作第一熱父換段或接觸式冷卻段的内撤水管7係配 置於第二段通道段lb中。該内嵌水管7回收從該廢氣j熱交 換的熱能。六條内嵌水管7與流過第二通道段丨b的廢氣j流 平行並列’而且與第2圖的薄板平行。每條内嵌水管7都有 一個讓吹灰器SB插入或取出空間的開孔5 8。每條内嵌水管 7都有底座29及頂蓋30。 給水（feed water)係填入蒸氣分離器25，然後從蒸氣 分離器25通過供應管31填入底座28(由第2圖中雨條連續點 線表示）。一部分給水由底座2 8流至内嵌水管4的水管4 a (見第5圖），給水係於其中加熱，然後流入頂蓋2 4。一部 分的殘餘給水由底座2 8流至内嵌水管7的底座2 9，然後流 過内嵌水管7的水管（未圖示），給水係於其中加熱。之 後’該給水流過内嵌水管7的頂蓋3 0，然後流入頂蓋2 4， 再與上述部分之給水結合。 由内嵌水管4及内嵌水管7填至頂蓋2 4的給水係通過蒸 氣管3 2填至該蒸氣分離器2 5，然後從蒸氣分離器2 5的蒸氣 係通過蒸氣管3 3填至蒸氣過度加熱的加熱管2 6 a。由加熱 管2 6a產生過度加熱並排放的蒸氣係通過該第三通道段lc 中的蒸氣營34以填入加熱管26b，然後從加熱管26b排放過 度加熱的蒸氣係通過配置於第三通道段1 c外側的蒸氣管3 5

517147 發明說明（9) •填 氣 度 後 熱 分 適 46 面 〆、”、 /、中由加熱管26b流出來的過度加熱的蒸 4糸進^ -hn ^ …、。在加熱管26c中經過度加熱後的過 厂蒸氣通，一蒸氣管48導至第三通道通段1C外側，然 其蒸亂官（未圖示）導至蒸氣渦輪機（未圖示）。該加 e a、26b及26c構成本發明的第二熱交換段。 用，接觸式冷卻段的加熱管26a、2 6b及26c包含大部 與廢氣j μ平行排列的管子，而且依廢氣]·的流動方向以 备間距反覆婉挺的方式排列。因為加熱管26a、26b及 c依廢/氣j的流動方向反覆蜿蜒的方式棑列，灰塵，例如 灰’係難以黏附至及澱積於加熱管26a、26b及26c的表 上0 該側牆1 7的一部分丨7 a (形成該第一通道段丨a )、該前 牆18(見第3圖）及該側牆2〇的一部分2〇a(形成該第一通道 段1 a)之中的每個都有六個内嵌開口 3 6，因而該内嵌開口 36的總數係18個。用以射出蒸氣的除渣器（deslagger)(移 _除裝置）DS (見弟6圖）係後入每個内後開口 36中。附帶 地、符號DS係顯示於第2圖内嵌開口 36附近的括弧内，而 這代表内嵌開口 3 6係用於設置除渣器d S。 • 側牆1 7的一部分1 7 b (形成第二通道段1 b )、側牆1 7的 ，部分17c(形成第三通道段lc)、側牆20的一部分2〇b(形 成第二通道段1 b )及側牆2 0的2 0 c部分（形成第三通道段i c ) 之中的每個都有四個内嵌開口 3 7，因而内嵌開口37的總數 係1 6個。再者，顯示於第2圖上部的側牆1 7的一部分丨7 a (形成第一通道段1 a)及顯示於第2圖上部的側踏2 0的一部

313603.pt^ 第14頁 517147 五、發明說明（ίο) 分20a(形成第一通道段la)之中的每個都有一個内嵌開口 3 7，因而内喪開口 3 7的總數係2個。附帶地，符號s B係顯 示於第2圖中内後開口 37附近的括弧内，而這代表内嵌開 口 37係用於設置吹灰器SB。 接著，該除渣器（移除裝置）DS將參照第6圖詳細地說 明。該除渣器DS有管狀的除渣器本體38，而除渣器本體38 的前端部分4 0有許多喷嘴4 2呈圓形地以} 8 0。等角設置。 該除渣器D S係水平地包在外框4 6中，除渣器d S的前端部分 4 0係通過内嵌開口 3 6伸入第一通道段丨a (見第2圖）。 瘵氣由該噴嘴42以好幾度角朝向牆壁以輻射狀射出， 並且撞擊牆壁W2及WP藉以移除澱積物例如黏附至及澱積於 牆壁W2及WQ的灰塵。該射出蒸氣傾斜的角度宜由該除渣器 DS應該射出蒸氣的面積、射出蒸氣的蒸氣條件、除渣器本 體38前端部分40由内嵌開口 36嵌入第一通道段1&的距離、 黏附於牆壁W2及WP澱積物的特徵等加以測定。 該除渣器DS可藉由驅動機構（未圖示）繞著一中心軸旋 轉同時射出蒸氣，並且可沿軸向由内嵌開口 36以嵌入方向 向内移動：並以抽出方向由内喪開口36向外同時旋轉。該 除渣器DS係以水平往復方式移動，以致該噴嘴。係自位於 離開牆壁的位置到離開牆壁更遠的位置上。 μ 、 該除渣器本體38具有一洗淨部44，空氣由盆 框46的内部以便洗淨外框46内部。該洗淨空氣由^‘4至6卜 部流過内嵌開口 36及除渣器本體38之間的縫 段1&藉以防止廢氣]·(見第2圖)流回外框“。在此第例-子通广

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除渣器本體3 8係從内嵌開口 3 6取出放至外框4 6中，代替蒸 氣，由噴嘴42射出密封空氣俾藉由該密封空氣密封外框46 -的内部，由此防止廢氣j流回外框4 6中。 接著，該吹灰器SB將參照第7圖詳細說明。該吹灰器 SB具有管狀吹灰器本體39 (吹灰器本體39有一部分未圖 示），而吹灰器本體39的前端部分41有許多噴嘴43以180。 專角圓形設置。該吹灰器S B係水平包覆在外框4 7 (第7圖 中部分顯示）中，而吹灰器SB的前端部分4 1係通過内嵌開 <3 7插入第二通道段丨!；）（見第2圖）及第三通道段lc (見第 —圖）。 蒸氣由該喷嘴43以若干度角朝向遠離牆壁wp、WQ及WR 方向以輻射狀射出，並且撞擊該内嵌水管7及該加熱管 2 6a、2 6b及2 6c藉以移除澱積物例如黏附及澱積於該内嵌 水管7及該加熱管26a、26b及26c之灰塵。該射出蒸氣傾斜 角度宜由該吹灰器SB應該射出蒸氣的面積、射出蒸氣的蒸 ，氣條件、吹灰器本體39前端部份41由内嵌開口 37嵌入第二 及'第三通道段16、lc的距離、黏附於牆壁WP、WQ及WR表面 的沈澱物特性等加以測定。 • 該吹灰器SB可藉由驅動機構（未圖示）繞著一中心軸旋 ，轉同時射出蒸氣，並且可沿軸向由内嵌開孔3 7以嵌入方向 向内移動’並以抽出方向由内嵌開口 37向外同時旋轉。該 吹灰器S B係以水平往復方式移動，以致該喷嘴4 3係自位於 離開該牆壁WP、WQ及WR的位置到離開該牆壁WP、WQ及WR更 遠的位置上。

313603.pti 第16頁 517147 五、發明說明（12) 該吹灰器本體39具有一洗淨部45，空氣由其供應至外 外框47的内部以便洗淨外框47内部。該洗淨空氣由外框〇 内部流過内嵌開口 3 7及吹灰器3 9本體之間縫隙至第二通道 段lb及第三通道段lc藉以防止廢氣]·(見第2圖）流回外框 47。在此例子中吹灰器本體39係從内嵌開口 37取出放至外 框47中，代替蒸氣，由喷嘴43射出密封空氣俾藉由該密封 空氣密封外框47的内部，由此防止廢氣]·流回外框47中。 該碳化矽澆注塊6 (見第5圖）以碳化矽為主要成分之 耐火材料、耐火黏土碑、蠟石（R〇seki)耐火磚、富鋁紅柱 石耐火物質、礬土一矽石耐火物質、矽酸鋁耐火物質等係 邊表面、附著於側牆17的部分i7a内側的内 2 I 前牆18的内側、頂牆21的部分21&内 側、第一分隔牆的部分14a内側及側牆20的部分2〇a内 侧·，亦即附著於構成第一通道段la的牆壁内嵌 =L。土碴及第4A至第4C圖巾，含碳切洗注塊6、 耐火=4、蠟石耐火磚、富鋁紅柱石耐 矽石耐火物質、矽酸紹耐火物質等於該廢氣貝^ 水管4的牆壁係為牆壁W2及WP。 、 ^ 破化矽澆注塊6、耐火黏土磚、 柱石耐火物質、濛土―石夕石耐火物f壤^火石專、富銘紅 係用於附著於頂牆部分（在第2圖中，=、耐火物質等 側及右邊第二頂蓋2 4左側末端的右邊二=於開口 2 2左 的部分（在第2圖中，該區位於第_分’回17及側牆2〇 右邊第二了員蓋2 4左側末端的右邊）内側回4上頂的上方及 J 1惻的表面上，亦即附

第17頁 517147 五、發明說明（13) 該碳化碎洗注塊6、耐火黏土、 •著於構成第二通道段^的牆壁的内嵌水管4表面 蠟石耐火磚、富鋁 毒 柱石耐火物質、I 土，石_火物質1酸㈣火物質等 可以用於表面上，於廢氣】側邊，所有附著於侧踏17的一 部分17b的内喪水管4 (見第5圖），項牆21的一部分21a， 第一分隔牆14的部分14a，第二分隔牆15的一部分15a及 側牆20的一部分20b的内側的表面上，亦即所有附著於構 成第二通道段lb的牆壁内丧水管4的表面。再者，碳化矽 注瑰6、耐火黏土、蠟石耐火磚、富鋁紅柱石耐火物 、礬土-矽石耐火物質、矽酸鋁耐火物質或此類之物可 -以用於附著於側踏1 7的一部分1 7 c的内嵌水管4的廢氣j 側，第二分隔牆1 5的一部分1 5b，侧牆2〇的一部分20a的表 面上，亦即附著於構成第三通道^lc的牆壁的内嵌水管4 的表面。 耐火黏土磚係由燒黏土或蠟石（含葉蠟石（a12〇3. 4Si〇2. H2〇)為主要成分）或此類之物製成，而真係廣泛使 用·的耐火磚。蠟石耐火磚具有緻密的質地，由此有優良的 对烙渣腐蝕性。富鋁紅柱石耐火物質包含以3〇 203. 2si02 _主要成分的高礬土耐火物質，係緻密的，而立耐快速加 孓及快速冷卻。礬土-矽石耐火物質主要由礬土及矽石組 $，而且具有高财熱性。 破化矽耐火物質主要由碳化矽組成，其係陶瓷器類其 中的〆種，包含至少50%的碳化矽，較佳者至少85%碳化 矽。此碳化矽耐火物質包括成形的耐火物質例如耐火磚或

第18頁 (14)517147 五、發明說明 未成形的 料製成的 高熱傳係 性及優良 接著 的方法將 焊接在碳 後碳化石夕 為主的材 法，換掉 内嵌水管 碳化矽澆 接著 圖說明於 耐火物質例如澆注塊。在本發明中^ A A ^ 碳化矽澆注塊係用作實& ^ ，由未成形材 數、低孔隙度的"m:切洗注塊具有 的性質例如防止熔渣黏附。優良的耐磨損 ’一種提供碳化碎澆注換β 參照第5圖詳細說明於下。γ的内嵌水管4表面#上 化矽澆注塊6使用的位置錨27係藉著 洗注塊6係用於内嵌水管水管4,然 料’或高緣土為主的材料。；=塊6可能包含絡 1形^’陶以碳化物检（未二 ，柏大於螺栓的陶瓷帽蓋係黏附於 注塊6係用於内嵌水管4。 …

;廢熱锅爐的操作將參照第1、第2及第4Α至第4C Τ ° 燃燒空氣bl以低空氣比（低空氣比定義為比率低於供 應的空氣量對完全燃燒供應的廢棄物中可燃燒物質所需的 空氣量，其係設定為丨.0,的比率）供應至流體化床氣化爐 5底部，俾於流體化床氣化爐5内的擴散板以上形成矽砂的 流體化床。廢棄物係供入流體化床氣化爐5，而且落入保 持於450至65 0°C低溫的碎砂流體化床。由此，廢棄物與經 加熱的矽砂及燃燒空氣bl接觸，而且迅速熱解及氣化，由 此製成可燃燒氣體m、焦油及固體碳。於流體化床氣化爐5 中經製成的可燃燒氣體m係提供至該旋渴型溶潰燃燒爐 8，該製成的氣體m係可燃燒的及包含於經製成氣體m中的

517147 五、發明說明（15) 固體成分（灰燼，或此類之物）係熔融。另一方面，固體碳 “體在2起厌：供f至漩渦型熔渣燃燒爐8，與經製成 點來看由於其較慢的廢棄物氣化速度形成 的。再者，燃燒空氣μ可以供應至設置於 85 0 °C的一爐5上部的乾舷（free board)5b藉以65 0至 85〇C的較面溫度氣化焦油及固體碳。 $呈製=2,2固體礙結合而且從流體化床氣化爐5排放的 齑栌/门私體m係供應至旋渦型渣化燃燒爐8，而經製成的 蛑* « h 1^體^利用主要燃燒室8a中產生的旋渦流中的燃 凡工由藏合並且迅速在1 2 0 0至150CTC高溫下燃燒。 露，盆!1 ’固體碳中的灰燼由於高溫係完全轉化成熔渣薄 辟 ^、、4分在旋渴流的離心力作用下被主要燃燒室8 a内 、炫融溶渣相捕捉。然後經捕捉的熔渣薄霧向下流至 八雜二，至内壁上而且進入第二燃燒室8b ’然後由溶潰 ί 的底部排放。殘餘於氣體中未燃燒的可燃燒物完 ^終。二燃燒室8(1中藉著供入第三燃燒室8d的燃燒空氣bl 沾瞒t ^ ’馬型〉查化燃燒爐8排放的廢氣]·包含大量已經蒸發 丨& ""入然後從入口段1 1導至廢熱鍋爐1 0的第一通道段 / .、入口^段1 1處的廢氣j的溫度介於1 1 00至1 40(TC。當廢 =]通過第_通道段1&時，廢氣]·加熱流過内嵌水營4之水 a的…水以回收該廢氣]·中的熱能（見第$圖）。 m 313603.ptd

第20頁 517147 五、發明說明（16) "" -- 、 當廢^ 的溫度降低了具有高濃度鹽類的飛灰開始沈 澱。該含高濃度鹽類的飛灰係為含某些成分的固體溶液， 因而^相、液相及固相一起產生。因此，該飛灰具有像漿 糊，咼黏度的黏稠性質。所以，如果該飛灰接觸内壁，其 可能黏至内壁並且腐蝕該飛灰黏附之構件或組件。 然而’因為該碳化矽澆注塊6 (見第5圖）、耐火黏

土 蟻石耐火磚、富銘紅柱石耐火物質、蓉土 -石夕石耐火 物質、石夕酸銘耐火物質等係用於第一通道段丨a中内嵌水管 4的表面，該内嵌水管4的表面係難以腐蝕，因而内嵌水管 4的破裂或損壞不會發生而且灰塵係難以黏附及澱積於内 欲水管4的表面上。因此，内嵌水管4中熱傳係數降低的問 題幾乎不會發生。 已經通過開口 2 2的廢氣j流過第二通道段1 b，同樣 地’該廢氣j加熱流過内嵌水管4之水管4的給水以回收該 廢氣j中的熱能（見第5圖）。該廢氣]·的溫度介於7〇〇至1〇〇〇 °c的範圍内，在用作第二通道段lb入口的開口 22處宜為 700至900C，因而内嵌水管4表面腐蝕的問題及灰塵黏附 及沈澱的問題幾乎不會發生。 # 已經通過料斗段1 6開口 2 3的廢氣流過第三通道段1 c， 同樣地’該廢氣j加熱流過内嵌水管4的水管4 a (見第5 圖）’而且過度加熱設置於流道中加熱管26a、26b及26c中 的蒸氣’由此回收該廢氣j的熱能。經由該加熱管2 6 &、 2 6 b及2 6 c進行過度加熱之過度加熱蒸氣係填至蒸氣渦輪 (未圖示）°因為第三通道段1C中廢氣的溫度係低於第二通

313603.pt5 第21頁 517147 I >、發明說明（17) •道段1 b中的，内嵌水管4表面腐蝕的問題及灰塵黏附及沈 粦的問題幾乎不會發生。 該蒸氣係從除渣器DS射出，而射出的蒸氣撞擊至第一 通道段la中的牆壁W2及WP上以移除沈澱於牆壁WP及W2上的 灰塵。該彼此相鄰的除渣器DS係設置於預定的間隔或更 小，且該除渣器DS旋轉時可往復式地水平移動，而該蒸氣 的射出方向係以數度角朝牆壁斜向除渣器DS前端部分的輻 射方向。因此，該蒸氣可以射過第一通道段la中牆壁WP及 ^2的全部面積，使黏附及沈澱於第一通道段la中牆壁WP及 胃会上的灰塵得以移除。因此，可以避免第一通道段la中内 ’嵌水管4的熱傳係數降低，並可避免廢熱鍋爐的性能降 低。 該蒸氣從吹灰器SB射出，而射出的蒸氣撞擊至内嵌水 管7及加熱管26a、26b及26c以移除内嵌水管7及加熱管 2 6 a、2 6 b及2 6 c上的灰塵。理想上吹灰每三小時執行一 .次。該彼此相鄰的吹灰器S B係設置於預定的間隔或更小， 該、吹灰器SB可以於旋轉時稍微短於水平方向流道的距離以 往復方式水平移動。因此，該蒸氣可以射過整個内嵌水管 ||及加熱管26a、26b及26c的面積，使黏附及沈澱於内嵌水 管7及加熱管26a、26b及26c表面上的灰塵得以移除。因 此’可以避免内嵌水管7及加熱管26a、26b及26c的熱傳係 數降低’並可避免廢熱鍋爐的性能降低。 在第一通道段1 a中.被吹灰移除的灰塵係落入或引入漩 渴型渣化燃燒爐8中。在第二通道段1 b及第三通道段1 c中

313603.pt(f 第22頁 Μ/147 五、發明說明（18) 被吹灰移除的灰塵係落入料斗ρ (未圖示）將灰塵等物排至外面二二，後經由排放裝置 (double damper)之雙排放閥" ^藉由例如雙 封在系統内側及外側間，例如螺=discharge/辱胃iVe, 之排故裝1連續排放灰塵等物，枓器Cscrejgeder) 粉碎大型灰燼或熔渣狀灰燼。 粉碎機（未用於 在以上的具體例中，雖然 氣j從璇渦型渣化燃燒爐8引入^ J鎢爐10藉著將排放的廢 燃燒氣體且從流體化床氣化爐5排而回_收熱能，該包含可 鍋爐10中回收熱能。 敌的氣體m可以引入廢熱 如上說明的，根據本發明， 該第一熱交換段的表面構成一、、έ、首、鈇仏苐一熱交換段，且 體或經引入的廢氣在其中产動机k，使該經引入的可燃氣 黏土、蟻石耐火磚、富“柱石：塊 '耐火 火物質、矽酸鋁耐火物質或此了土物質、礬土 —矽石耐 一熱交換段的表面。因此二該第—力係用於構成流道的第 乎不會發生此避免鍋爐管段表面的腐蝕幾 灰塵難以黏附至及沈殿於第一2 的問題。再者， 會黏附及沈澱於第一熱交換段的、奴的表面上，或者不 段熱傳係數之降低不會發生。 面上，且該第一熱交換 [產業的應用性] 本發明可以應用於從 廢熱鍋爐係設置於處理 :，虱回收熱能的廢熱鍋爐。 物例如都市廢畢物、^ : ，其係用於燃燒及處理廢睾 廢棄物廢物衍生燃料（_、塑性廢棄物廢棄 313603.ptd 第23頁 517147

313603.pt3 第24頁 517147 圖式簡單說明 [圖式之簡單說明] 第1圖係概略圖，其顯示流體化床氣化爐、旋渦型渣 化燃燒爐以及根據本發明實施例的廢熱鍋爐。 第2圖係根據本發明實施例的廢熱鍋爐側視圖； 第3圖係廢熱鍋爐的局部正視圖； 第4A圖係沿著第2圖的X-X線取得的截面圖； 第4B圖係沿著第2圖的Y-Y線取得的截面圖； 第4 C圖係沿著第2圖的Z - Z線取得的截面圖； 第5圖係表面設置有碳化矽澆注塊的内嵌水管的截面 圖， 第6圖係除渣器的截面圖；以及 第7圖係吹灰器的截面圖。 [元件符號說明] 1 流 道 1 a 第 通 道 段 lb 第 二 通 道 段 lc 第 ——* 通 道 段 4 第 — 熱 交 換 段 4a 水 管 5 流 體 化 床 氣 化 爐 5 a 擴 散 板 5b 乾 舷 6 耐 火 物 質 6 碳 化 矽 澆 注 塊 7 第 二 熱 交 換段 8 旋 渦 型 渣 化 辦 燒爐 8a 主 要 燃 燒 室 8b 第 二 燃 燒 室 8 c 溶 渣 分 離 室 8d 第 -—_ 燃 燒 室 10 廢 熱 鍋 爐 11 入 α 段 12 出 α 段 13 殼 體 14 第 一— 分 隔 牆

313603.pti 第25頁 517147 圖式簡單說明 #1 4a、14b 15 16 17a 18 21 11、 24 第一分隔牆的一部分 第二分隔牆 15a第二分隔牆的一部分 料斗段 1 7、2 0 側牆 17b、20a、2 0b 側牆的一部分 前牆 頂牆 23、58 開口 第二頂蓋 —26a 、 26b 、 26c 第 Y形錨 _ 3 1供應管 3 6、3 7内嵌開口 39 吹灰器本體 42、43 喷嘴 bl 燃燒空氣 m 可燃燒氣體 Wl.、W2、WP、WQ、 % 熱 19 21a 24 > 25 換段 28 > 32 > 38 ^ 41 4 6、 後牆 、2 1 b 頂牆的一部分 30 頂蓋 蒸氣分離器 WR 牆壁

SB 2 9底座 33 > 34 > 48 DS除渣器 前端部分 4 7 外框 廢氣 吹灰器 蒸氣管

313603.ptcf 苐26頁

Claims (1)

1. 517147 六、申請專利範圍 1. 一種廢熱锅爐，係包括： 殼體， 用以將廢氣引入殼體内的入口段；以及 -設置於該殼體内用以經由該入口段引入該廢氣以 熱交換回收熱能的第一熱交換段； 其中該第一熱交換段的表面構成該廢氣流經的流 道，而耐火物質則用於該第一熱交換段之該表面上。 2. 如申請專利範圍第1項之廢熱鍋爐，其中該耐火物質的 主要成分包括富鋁紅柱石、碳化矽或礬土-矽石。 3. 如申請專利範圍第1項之廢熱鍋爐，其中該耐火物質包 括耐火黏土或蠟石耐火磚。 4. 如申請專利範圍第1項之廢熱鍋爐，其中該流道具有至 少兩個通道段，而該至少兩通道段之中的第一通道段 係藉由該第一熱交換段構成。 5. 如申請專利範圍第4項之廢熱鍋爐，復包括： 設置於用以回收由該廢氣熱交換熱能之該第一熱 交換段下游之第二熱交換段；以及 藉由流體吹動以移除黏附至該第二熱交換段表面 的沈殿物之吹灰器（s ο 〇 t b 1 〇 w e r ); 其中該第二熱交換段及該吹灰器係配置於該第一 通道段下游該至少兩通道段其中之一段當中。 6. 如申請專利範圍第1項之廢熱鍋爐，復包括： 設置於用以回收由該廢氣熱交換熱能之該第一熱 交換段下游之第二熱交換段；

   313603.pti 第27頁 517147 六、申請專利範圍 '其中該流道具有至少三通道段，且該第二熱交換 段係設置於該至少三通道段最後通道段中，其係以平 行於該可燃燒氣體或該廢氣流動方向的方向以特定的 間距反覆蜿蜒流動的方式建構。 7 * 一種氣化及渣化燃燒系統，係包括： " 使廢棄物氣化產生可燃燒氣體之流體化床氣化 爐； 使該可燃燒氣體燃燒並且使包含於該可燃燒氣體 内的固態成分熔融產生廢氣之渣化燃燒爐；以及 從該廢氣回收熱能的廢熱鍋爐，該廢熱鍋爐包 括： 殼體； 用以將該廢氣引入該殼體内之入口段；以及 設置於該殼體内用以從該入口段引入該廢氣藉由 熱交換回收熱能的第一熱交換段； 其中該第一熱交換段的表面構成該廢氣流經的流 •道，而耐火物質則用於該第一熱交換段之該表面上。 8. 如申請專利範圍第7項之氣化及渣化燃燒系統，其中該 | 耐火物質包含碳化矽為主要成分。 9. 如申請專利範圍第7項之氣化及渣化燃燒系統，其中該 流道具有至少兩通道段，而且該至少兩通道段其中的 第一通道段係藉由該第一熱交換段構成。 1 〇.如申請專利範圍第9項之氣化及渣化燃燒系統，復包 括：

   313603.pti 第28頁 517147 六、申請專利範圍 設置於用以回收由該廢氣熱交換熱能之該第一熱 交換段下游之第二熱交換段；以及 藉由流體吹動以移除黏附至該第二熱交換段表面 的沈澱物之吹灰器； 其中該第二熱交換段及該吹灰器係配置於該第一 通道段下游該至少兩通道段其中之一段當中。 1 1.如申請專利範圍第7項之氣化及渣化燃燒系統，復包 括： 設置於用以回收由該廢氣熱交換熱能之該第一熱 交換段下游之第二熱交換段； 其中該流道具有至少三通道段，且該第二熱交換 段係設置於該至少三通道段最後通道段中，其係以平 行於該可燃燒氣體或該廢氣流動方向的方向以特定的 間距反覆蜿蜒流動的方式建構。

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