TWI593794B - Industrial sludge made of renewable building materials method - Google Patents

Description

工業油泥製成再生建材之方法

本發明是有關於一種製成再生建材之方法，特別是指一種將工業油泥製成再生建材之方法。

在環保意識逐漸抬頭的當下，除了節約資源之外，將原本無法利用的廢棄物，經過特殊處理而再生為可利用的製品，亦是對環境保護以及經濟發展皆相當有助益的方式。可經過特殊處理而再生的廢棄物有相當多種類，包含有垃圾、汙泥、廚餘，或者廢木材等等。其中，汙泥可經由特殊處理方式而轉換為再生建材、有機肥料，或者植栽土，亦能萃取出汙泥中的金屬或者其他成分再行利用，能以低廉的成本進行處理，藉此獲得具有高經濟價值的產物。

其中，許多工業製程中所產生的工業油泥，含有油分、水分、有機質、金屬、砂土等等的成分，欲將所述的工業油泥經過特殊處理而轉換為再生建材，需要經過繁複的處理步驟。在所述的工業油泥當中，特別是具有臭味的有機質，必須徹底去除以免使所製成的再生建材帶有異味。習知處理工業油泥的過程中，通常是添加化學藥劑後，再經過熱處理燒製為可混入建材中的灰渣。而經過熱 處理後的灰渣，則交由後續廠商或者業者進行混拌、加壓等等的步驟，製造為再生建築用材。

習知處理工業油泥的方式，在進行熱處理時容易因溫度不均、加熱速率過快，或者燃燒時間不足等等的原因，產生燃燒效率不佳的問題，因此在熱處理的過程中會消耗多餘的能源，且由於燃燒效率不佳的關係，會使可利用的成分因燃燒不完全而隨著產生的氣體逸失，無法完整利用工業油泥中可利用的成分。另外，隨著氣體逸失的成分通常為粉塵的型態，若是直接將燃燒所產生的廢氣排除，會造成嚴重的空氣汙染問題，在後續的廢氣處理上，需要進行繁複的步驟，才能將廢氣處理為符合排放標準的氣體而排放。因此，相關領域從事者無不針對上述問題進行處理裝置的改良，以期能用更節能、燃燒效率更好，且較易於進行廢氣處理的方式，將工業油泥製成再生建材。

因此，本發明之目的，即在提供一種在燃燒過程中之燃燒效率佳，且易於進行廢氣處理的工業油泥製成再生建材之方法。

於是，本發明工業油泥製成再生建材之方法，包含一脫油步驟、一進料步驟、一燃燒步驟、一混拌步驟、一成型步驟，及一養護步驟。

該脫油步驟是將工業油泥當中的油分與其餘成分分離，得到脫離油分的汙泥。

該進料步驟是將汙泥輸送至一懸浮預熱裝置 中，使汙泥因旋風氣流而懸浮並同時進行預熱，接著汙泥因旋風氣流而集中並輸送至一旋窯中，預熱過程所產生的廢氣會隨旋風氣流一同於該懸浮預熱裝置中循環，在循環的過程中，廢氣與汙泥產生熱交換，藉此提高汙泥的溫度並降低廢氣的溫度。

該燃燒步驟是在該旋窯中提升溫度而以明火對汙泥進行燃燒，未燃燒完全的成分會以粉塵的型態隨著產生之氣體進入該懸浮預熱裝置中循環，並與氣體分離而再次進入該旋窯進行燃燒，汙泥經過熱處理而形成灰渣，氣體與廢氣則一同自該懸浮預熱裝置排出。由於在該懸浮預熱裝置中已利用旋風氣流將其中的粉塵分離，故排出的氣體與廢氣較易於進行後續處理。

該混拌步驟是將灰渣以特定比例與水泥一同混拌，替代部分的水泥材料。

該成型步驟是以加壓方式將經過混拌後的灰渣與水泥製成特定形狀的建材。

該養護步驟是對所製成的建材進行養護，避免所製成的建材在不良的環境條件中變質。

本發明之功效在於：脫離油分後的汙泥在該進料步驟時，先由該懸浮預熱裝置進行預熱，並以廢氣循環的方式提高汙泥的溫度，在該燃燒步驟時於該旋窯中提高溫度對汙泥進行燃燒，且未燃燒完全的成分會隨產生的氣體進入該懸浮預熱裝置，再次被收集而重新進入該旋窯燃燒，使汙泥的燃燒有較好的燃燒效率。而產生的廢氣已經 由該懸浮預熱裝置分離粉塵才排放，因而較易進行後續處理。

11‧‧‧脫油步驟

12‧‧‧進料步驟

13‧‧‧燃燒步驟

14‧‧‧混拌步驟

15‧‧‧成型步驟

16‧‧‧養護步驟

21‧‧‧懸浮預熱裝置

211‧‧‧旋風集塵單元

212‧‧‧廢氣排放管

22‧‧‧旋窯

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一流程圖，說明本發明工業油泥製成再生建材之方法的一實施例；及圖2是一示意圖，說明該實施例中所使用的一懸浮預熱裝置及一轉窯。

參閱圖1，本發明工業油泥製成再生建材之方法的實施例包含一脫油步驟11、一進料步驟12、一燃燒步驟13、一混拌步驟14、一成型步驟15，及一養護步驟16。

該脫油步驟11是將工業油泥當中的油分與其餘成分分離，得到脫離油分的汙泥。其中，在該脫油步驟11中，是以板框擠壓、螺旋管分離，或離心分離的方式脫離油分。所採取的脫油方式，只要可以確實將工業油泥中的油分與其餘成分分離即可，不以上述方式為限。

參閱圖1與圖2，該進料步驟12是將汙泥輸送至一懸浮預熱裝置21中，該懸浮預熱裝置21包括多數個依序排列且彼此連通並用以容納汙泥的旋風集塵單元211，及一與該等旋風集塵單元211其中之一連接的廢氣排放管212。其中，該等旋風集塵單元211的數目為3至7個， 如圖2所示則是4個旋風集塵單元211的態樣。

在該等旋風集塵單元211中，是分別以不同風速及強度的旋風氣流，使容納的汙泥呈懸浮狀態並同時進行預熱。由於容納於每一個旋風集塵單元211中的汙泥皆是呈懸浮狀態，因而具有相當大的接觸表面積，相對於未呈懸浮狀態的汙泥而言，能大幅縮短預熱的時間。容納於每一個旋風集塵單元211中的汙泥，除了因旋風氣流呈懸浮狀態而進行預熱之外，也會因旋風氣流所產生的下降流而集中輸送至下一個旋風集塵單元211，每個旋風集塵單元211是以不同風速及強度的旋風氣流處理汙泥。依序經過該等旋風集塵單元211預熱並且集中收集的汙泥，最後會輸送至一旋窯22中。要特別說明的是，預熱過程所產生的廢氣會隨旋風氣流一同於該懸浮預熱裝置21中循環，在循環的過程中，廢氣與汙泥產生熱交換，藉此提高汙泥的溫度並降低廢氣的溫度，使熱能藉由熱交換而更確實地利用於預熱汙泥，達到節省能源的效果。

再參閱圖1與圖2，該燃燒步驟13是在該旋窯22中提升溫度，以明火在攝氏150至800度的溫度範圍對汙泥進行燃燒，因汙泥已在該懸浮預熱裝置21中預熱，故汙泥在該旋窯22中能較快到達所須溫度，藉由提前預熱的方式，能減少在該旋窯22加熱時需消耗的能源。由於該旋窯22中會加以一循環氣流，配合該旋窯22本身的旋轉而使汙泥能持續翻動，藉此使汙泥能均勻受熱，也藉此提升加熱效率。在燃燒的過程中，由於該循環氣流的帶動，未 燃燒完全的成分會以粉塵的型態隨著燃燒產生之氣體進入該懸浮預熱裝置2中循環，並經過該等旋風集塵單元211的處理，與氣體分離而再次進入該旋窯22進行燃燒。燃燒產生的氣體在該等旋風集塵單元211中，會與在預熱時所產生的廢氣一同在該懸浮預熱裝置22中循環，與在該等旋風集塵單元211中的粉塵進行熱交換，再經由該懸浮預熱裝置22的廢氣排放管212排出。

利用上述的方式，能確保汙泥能更完全地燃燒，特別是在汙泥當中會發出臭味的有機質成分，能確實燃燒而反應為氣體，避免因未完全燃燒而使所製成的建材帶有臭味，而汙泥經過該燃燒步驟13後會形成灰渣。要特別說明的是，由於在該懸浮預熱裝置22中時，已利用旋風氣流將粉塵分離，並使排出的氣體及廢氣之溫度因熱交換而降低，故經由該廢氣排放管212所排出的氣體與廢氣，較易於進行後續的處理。

關於該廢氣排放管212所設置的位置，需要依據該等旋風集塵單元211之中的旋風氣流參數而設計，該等旋風集塵單元211會依據預期所能造成的預熱效果或者集塵效果，按照順序設置排列，並且依此將該等旋風集塵單元211分別定義為數個級別。例如該等旋風集塵單元211的數目為4個，則是將該等旋風集塵單元211定義為四個級別。藉由判斷各個級別之中的氣體以及粉塵情況，即能決定將該廢氣排放管212所設置的位置。在通常情況的判斷下，該廢氣排放管212是與定義為第一個級別，或者最 後一個級別的旋風集塵單元211連接，但該廢氣排放管212所設置的位置，得依據實際使用而更改設計，不以上述位置為限。

續參閱圖1與圖2，該混拌步驟14是將灰渣以特定比例與水泥一同混拌，替代部分的水泥材料。其中，以灰渣替代水泥的比例，必須先針對燃燒不同種類的汙泥所形成的灰渣進行分析，再依據灰渣的物理性質而決定，避免因灰渣混入的比例過高，而使製成的建材有強度不足的問題。

該成型步驟15是以加壓方式將經過混拌後的灰渣與水泥製成特定形狀的建材。其中，加壓的壓力範圍為每平方公尺25至30噸，特別是以每平方公尺30噸的壓力進行加壓時，能製成較為結實的再生建材。

該養護步驟16是對所製成的建材進行養護，避免所製成的建材在不良的環境條件中變質而影響強度。經過該養護步驟16後，所製成的建材能實際應用於各種建築工程上。以工業油泥製成再生建材，是將原本無法利用的廢棄物重新製成可利用的產品，不但落實了資源再利用的環保理念，能以成本低廉的原料製成實用的再生產品，對於經濟發展而言也相當有幫助。

綜上所述，工業油泥在經過該脫油步驟11而得到脫離油分的汙泥後，將汙泥輸送至該懸浮預熱裝置21中，使汙泥呈懸浮狀態而預熱，並集中輸送至該轉窯22進行燃燒，而未完全燃燒的成分會由該懸浮預熱裝置21收集 而再次輸送至該轉窯22進行燃燒，藉此確保燃燒過程中有好的燃燒效率。燃燒產生的氣體與預熱產生的廢氣會在該懸浮預熱裝置21中循環，並在分離粉塵後經由該廢氣排放管212排出，使排出的氣體與廢氣易於進行後續處理。經過該燃燒步驟13所產生的灰渣，能與水泥一同混拌，並且以加壓的方式製成再生建材，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

11‧‧‧脫油步驟

12‧‧‧進料步驟

13‧‧‧燃燒步驟

14‧‧‧混拌步驟

15‧‧‧成型步驟

16‧‧‧養護步驟

Claims (7)

1. 一種工業油泥製成再生建材之方法，包含：一脫油步驟，將工業油泥當中的油分與其餘成分分離，得到脫離油分的汙泥，其中，在該脫油步驟中是以板框擠壓、螺旋管分離，或離心分離的方式脫離油分；一進料步驟，將汙泥輸送至一懸浮預熱裝置中，使汙泥因旋風氣流而懸浮並同時進行預熱，接著汙泥因旋風氣流而集中並輸送至一旋窯中，預熱過程所產生的廢氣會隨旋風氣流一同於該懸浮預熱裝置中循環，在循環的過程中，廢氣與汙泥產生熱交換，藉此提高汙泥的溫度並降低廢氣的溫度；一燃燒步驟，在該旋窯中提升溫度而以明火對汙泥進行燃燒，未燃燒完全的成分會以粉塵的型態隨著產生之氣體進入該懸浮預熱裝置中循環，並與氣體分離而再次進入該旋窯進行燃燒，汙泥經過熱處理而形成灰渣，氣體與廢氣則一同自該懸浮預熱裝置排出；一混拌步驟，將灰渣與水泥一同混拌；一成型步驟，以加壓方式將經過混拌後的灰渣與水泥製成特定形狀的建材；及一養護步驟，對所製成的建材進行養護。
2. 如請求項1所述工業油泥製成再生建材之方法，其中，該懸浮預熱裝置包括多數個依序排列且彼此連通的旋風集塵單元，該等旋風集塵單元用以容納汙泥， 並分別以不同風速及強度的旋風氣流，使汙泥懸浮並集中輸送。
3. 如請求項2所述工業油泥製成再生建材之方法，其中，該等旋風集塵單元的數目為3至7個。
4. 如請求項2所述工業油泥製成再生建材之方法，其中，該懸浮預熱裝置還包括一與該等旋風集塵單元其中之一連接的廢氣排放管。
5. 如請求項1所述工業油泥製成再生建材之方法，其中，在該燃燒步驟中，於該旋窯中進行燃燒的溫度範圍是攝氏150至800度。
6. 如請求項1所述工業油泥製成再生建材之方法，其中，在該成型步驟中，加壓的壓力範圍為每平方公尺25至30噸。
7. 如請求項6所述工業油泥製成再生建材之方法，其中，加壓的壓力為每平方公尺30噸。