TW201139946A - Gassification system - Google Patents

Description

201139946 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於氣化系統’特定言之係關於用於廢棄物之氣化 系統。 【先前技術】 在受控條件下藉由熱解來熱氣化廢棄物為已知的處理過程， 其用於散佈廢棄物並自其產生合成氣體（syn㈣，該合成氣體隨後 可乂已知之方式用於產生能源。因此，可自廢棄物中之有機物回 收能源。 β與此等處理相關之一問題在於，當前必需使用天然氣燃燒器 以提供熱里用於發生熱解。需要天然氣以啟動系統並使廢棄物達 J......解瓶度，並隨後提供其中可燃燒合成氣體之穩定的燃燒器。 、在廢棄物氣化系統中使用天然氣移除了自有機廢棄物回收能 源的-些％境益處^可能多少抵消了所獲得之任何優點。 【發明内容】 本么明之目的在於，提供—種用於處理有機廢棄物之改良系 統0 據本發月之一第一態樣，提供一種設備，用於處理諸如包 枯生物質、X ^ 菜廢棄物、都市固體廢棄物及淤泥之經有機塗佈之 缺氧=有機材料的材料，該設備包含：—處理室，其用於在一 其中具兄中在N咖'下處理該材料以產生合成氣體；一燃燒室， /、有至乂個燃燒器以用於燃燒藉由處理該材料所釋放之合 201139946 成氣體；-導管構件，其在該燃燒室與該處理室之間，用於由該 燃燒室載運熱排氣至該處理室；以及至少—個鏡，其經配置以反 射並集中日光進而導致該處理室中之溫度升高。 本發明可進-步包括：_合成氣體儲器；_儲存導管，其用 於載運合成氣體至該合成氣體儲器中；以及—合成氣體饋送線 路，其用於由該儲器饋送合成氣體至該燃燒室。 、該儲存導管及饋送線路可包含在該處理室與該燃燒室之間的 一導管之部分，以使得該合成氣體儲器在該導管之線内。或者， -玄儲益可位於線外，且職存導管及饋送線路分別地連接該儲器 至^處理至及燃燒室’且該儲存導管及饋送線路可視情況自該處 理室與該燃燒室之間的—導管來分支，因此提供—合成氣體儲器 旁通導管’其用於由該處理室流動合錢魅該職室而不通過 該合成氣體儲器。 較佳地’提供了一第一控制閥，用以控制由該處理室至該合 成氣體儲器的氣體流動，以及_第二閥，用以控制燃燒室排氣進 入該處理室的流動。 該設備因此可經設置以導引過量合成氣體至—儲存儲器中。 此舉具有若干益處’包括提供—較小燃燒室。由於當詩成批處 有機廢棄物％ ’戶斤產生之合成氣體並非穩流而是在處理開始時 升，而在處理結束時緩降，故該燃燒室必須加工m寸以滿 =取大需求。藉由提供—些合成氣體可轉移至其中的合成氣體儲 盗，在擴環中可以平衡該燃燒室中之合成氣體之消耗。該儲器之 進—步優點在下文中詳述。 :。亥叹備因此可進一步包含—第二鏡，用於反射日光至鄰接該 儲器旁通導管之—第二吸熱表面上，藉此使通過該旁通導管之該 201139946 合成氣體在該燃燒室中燃燒之前預熱。藉由在該合成氣體在該燃 燒室中燃燒之前升高其溫度，使得在該燃燒處理期間需要較少外 部能源。在一較佳配置中，該設備包含收納該燃燒室之一燃燒塔 與該第二吸熱表面，其包含該燃燒塔之一外表面。 較佳地，如任一先前主張所述之設備進一步包含至該燃燒器 之一化石燃料饋送線路，其能保持一燃燒器導件，及/或在缺少足 夠之合成氣體及/或太陽熱的情況下提供足夠之化石燃料以在該燃 燒器中燃燒，從而在使用中產生足夠的熱以氧化進入該燃燒室之 任何合成氣體。 在一配置中，本發明進一步包含與其關聯之至少一個外部吸 熱表面，且該至少一個鏡經配置以反射並集中曰光至該吸熱表面 上，該吸熱表面包含一吸熱外層及鄰接該吸熱層用於接收燃燒室 排氣之一第一氣體加熱導管，該第一氣體加熱導管與該處理室形 成川L體連通，以使得在使用中流過鄰接該吸熱表面之燃燒室排氣 係由該反射之日光加熱，並流入該處理室從而升高其中溫度。 因可增加或減少該氣流以改變其在該第一氣體加熱導管中之 滯留時間從而改變進入該處理室之該氣體之該溫度，故藉由加熱 隨後經載運至該處理室中之一氣體，可獲得對該處理室環境之更 佳控制。 - 較佳地，存在一絕緣層鄰接該氣體第一加熱導管並進而與該 吸收層分開；並且存在一旁通閥，其可經操作以經由該第一氣體 加熱導管來導引來自該燃燒室之排氣或經由一氣體加熱導管旁通 來導引來自該燃燒室之排氣；其中該氣體加熱導管旁通藉由一絕 緣層與該吸熱表面分開。 以此方式，當可利用日光加熱該吸收表面時，來自該燃燒室 201139946 之遺等排乳可通過該第—氣體加熱導管而被加熱，而當沒有或有 極^日光可利用（例如在晚上）時，來自該燃燒室之該等熱排氣 可旁通該吸收表面從而避免來自其中的熱損失，進而確保來自該 燃燒室排氣之最大量之熱量進人該處理室以加熱該處理室。 在-較佳實施例中，該處理室為可移動的且該吸熱表面形成 該可移動之處理室之—外表面。 B亥第及/或第二吸熱表面之該外表面上可具有一表面紋理， 從而增加其表面面積。儘管該表面紋理在固定配置中有益，但是 在以下配置中尤其有益：在操作期間，該處理室移動，例如，旋 轉或樞轉’在任—時間，將暴露於雜反射之日光之該表面面積 最幻匕並減少該等鏡追縱處理室移動之需要。較佳地，該第一及/ 或第加熱導笞之内表面上具有一表面紋理以在經由其之氣流中 引發擾流，進而提高與該吸熱表面之熱交換。 该裝置可進一步包含另一至少一個鏡，用於直接反射並集中 日光至S亥燃燒室中從而升高該燃燒室内之該溫度。 藉由直接反射經集中之太陽能至該燃燒室中，太陽能可直接 用於升高該合成氣體之溫度至所需之850。以上，合成氣體之燃燒 需要此溫度以減少有害排放。對此處理使用直接太陽能加熱具有 另一增加之優點，即當使用天然氣燃燒器來燃燒合成氣體時，更 谷易在用於氧化該合成氣體之該高溫下提供所需之兩秒滯留時 段。由於增加該天然氣以及燃燒該天然氣之氧化劑，因此該燃燒 室中將増加要在該燃燒室内燃燒的氣體之總體積，故需要一較大 之燃燒室以容納並燃燒此額外體積之氣體。隨後所需要天然氣之 消除（或在最壞的情況下之最小化）因此減少了達成所需之滯留時 間所需要的該燃燒室的該體積。 201139946 在-較佳配置中’在該處理室與該燃燒室之間的 p料合成《雜職室巾。以此以 氣體 為可利用時，其可在該燃燒器中代替化石燃料燃燒㈣少== 之化石燃料’或在該燃燒室中使用太陽能加熱之情況下，當沒有 =之可利用之太陽能以升高該燃燒室之溫度至該所需之:：溫 度吁，，該合成氣體可在該燃燒器中燃燒。 至轉換熱量為電能之一構件 較佳地’該設備包含-燃燒室排氣出口，其用於供應熱排氣 根據本發日狀—第二歸，提供了 —種處理有機廢棄物之方 法’其包含：置放該有機廢棄物於—處理室中；自複數個鏡表面 反射日光至-吸熱表面上，從而升高該處理室中之溫度從而導 致該有機廢棄物材料氣化並產生合成氣體；自該處理室抽取該合 成^體並傳送其至—燃燒室中，該合成氣體之溫度在該燃燒室中 升两至足夠溫度從而銷毁其中任何揮發性有機化合物㈣仙e organic _pounds; v〇Cs);以及再循環該燃燒㈣氣之m 分回到該處理室。 較佳地，該方法包括：轉移該抽取之合成氣體之至少一部分 至-儲存儲n巾；以及傳送該合成氣體之剩餘物至—燃燒室中。 該方法亦可包含由該儲存儲器饋送合成氣體至該燃燒室。較佳 地’來自該再循環之燃燒室排氣之熱量彌補來自反射之日光之熱 輸入中之任何不足。 在此方法中，在曰光處理循環期間產生之該合成氣體之一部 刀被轉移並儲存’以在夜間（或低太陽能時段）處理循環期間作 "、料使用亦即，將該太陽能轉換為化學能並以一合成氣體 式儲存以在夜間處理循環期間使用，在該夜間處理循環中 201139946 化學能轉換為熱能以驅動有機廢棄物之處理。以此方式，可平衡 該燃燒室之尺寸以滿足組合之夜間/白天處理循環之需要。 該燃燒室中之該合成氣體之該溫度可在氧存在條件下升高至 一足夠溫度以氧化該合成氣體。 該方法可包含引入化石燃料至該燃燒室中之一燃燒器内，以 產生一熱燃燒室排氣流，其足以補償用於加熱該處理室之反射之 日光中之任何不足。較佳地，該方法亦包含：控制轉移至該儲器 中之該合成氣體流；控制由該儲器至該燃燒室之合成氣體流；以 及控制進入該處理室之燃燒室排氣流；因此可最大化該處理所使 用之太陽能並最小化在該燃燒器中燃燒之該化石燃料。 本方法之益處反映在該設備描述之彼等益處中。 該方法可包含：在日光小時期間，遵循如上所述之方法以及； 在夜間小時期間，由該合成氣體儲器引入合成氣體至該燃燒室内 之一燃燒器中，從而：a)產生足夠之熱排氣以加熱該處理室至所 需之溫度，以氣化其中的有機廢棄物；以及b)升高該燃燒室内之 溫度至一足夠溫度以銷毁其中任何VOC及/或氧化其中自該處理 室產生並由該處理室接收之合成氣體。 以此方式，當太陽能為可利用時，使用其提供熱能給該處理 室並視情況在燃燒之前提供預熱給該合成氣體以及在該燃燒室中 提供加熱給該合成氣體，並且當太陽能為不可用時，亦即，在夜 間處理循環期間，使用化石燃料以提供所需之熱輸入至該系統。 應瞭解，夜間循環可在任何太陽能不足夠以提供所需之熱量的時 間執行而並非局限於在夜間小時期間使用。 在該等夜間小時期間，該方法可進一步包含：若該合成氣體 儲器耗乏而低於一預定臨限值，則引入足夠分量之化石燃料至該 201139946 燃燒室内之戎燃燒器中，用以：a)產生足夠之熱排氣以加熱該處 理室至該所需之溫度，以氣化其中的有機廢棄物；以及b)升高該 燃燒室内之溫度至一足夠溫度以銷毀其中的voc及氧化自該處理 室產生並由該處理室接收之合成氣體。 在日光小時期間，該方法可進_步包含：在鄰接該吸熱表面 處傳送燃燒室排氣’從而以該經反射之日光來加熱該排氣；以及 傳送該經加熱之氣體至該處理室中從而升高該處理室中之溫度。 該方法可進-步包含：藉由在鄰接—第二吸熱表面處傳送該 合成氣體，在該合成氣體傳送至該燃燒室中之前升高其溫度；以 及自-第二至少-個鏡反射日光至該第二吸熱表面上。 該方法可包含反射並集中日光至該燃燒室中，從而直接加熱 其中的氣體。反射並集中日光至該職室中可加熱其中氣體至一 溫度，在氧存在條件下該等氣體在該溫度下氧化。 應瞭解，上述較佳特徵結構可彼此合併使用。 【實施方式】 >參閱第1圖’其圖示了用於處理有機廢棄物之ft備之圖式。 該-又備包含處理至2,在其中熱處理含有有機物質之廢棄物。處理 ^可為已知型式，其可包括域理室，在其中—連串含有有機 «之廢棄物被連_人—端並自另—端移除炭，或者，該處理 户L用於成批處理方法，在其中將廢棄物材料載人至處理室2並 存留一段時間，隨後自處理官9狡队U, 2移除。處理室2較佳地可在使用 了= 而暴露在其中的廢棄物之全部表面以使得該等表面 了被處理。移動可包括旋轉或翻轉處理室之—或多者。 藉由其中具有閥8之導管6，將燃燒室4連接至處理室2之出 201139946 口。導管6載運藉由處理有機廢棄物材料所產在夕a |座生之合成氣體。閥8 可控制下列中之一或兩者：合成氣體流入烟p 〃 …&至4及處理室2中 之反壓。燃燒室4含有未圖示之燃燒器，在1中 牡，、Τ燃繞合成氣體。 將氧氣或含氧氣體（例如，壓縮空氣）自供雇_ ㈢t、恿益1〇注入燃燒 室4。將足夠之氧氣或含氧氣體添加至燃燒室，以使得能夠完全氧 化在燃燒室中燃燒之合成氣體中之揮發性有機化合物 而，應瞭解，並不需要氧氣來銷毀VOC，或者可在缺氧之产兄… 加熱VOC從而使其分解。維持燃燒室4在超過85〇。匸之溫^。此 溫度可藉由燃燒合成氣體本身來達成，或另外，可萨由燃妗化石 燃料（尤其為天然氣）來達成’該化石燃料係自源12經由導管Μ 供應並藉由閥16來控制。燃燒器可包含後燃器配置，合成氣體係 引入該後燃器配置中。 出口導管18自燃燒室4抽取一部分熱燃燒氣體，並使該等氣 體通過第一氣體加熱導管20且自此傳入處理室2中。由燃燒室4 流入第一氣體加熱導管之熱排氣流係藉由閥22來控制。 太私能反射器構件24反射曰光至第一氣體加熱導管2〇之吸 收表面26上。 太陽能反射器構件24包含聚焦並集中曰光之鏡。該鏡可為若 干已知的高溫太陽能收集器中之任何一種，例如其可包括一或多 個拋物線槽、抛物線反射盤、菲淫爾反射器（Fresnel Reflector)或線 性菲淫爾反射器（Linear Fresnel Reflector)。 經集中之日光給予熱能至通過第一氣體加熱導管20之氣體 中，進而在該氣體傳送至處理室2之前提高其溫度。經熱法加熱 之排氣給予熱量至處理室2中之有機廢棄物材料中，從而導致該 有機廢棄物材料熱解並釋放合成氣體。 201139946 在燃燒至4中燃燒之來自源12之天然氣之量將在整個處理循 環期間變化，並將隨著燃燒室4中產生之合成氣體量之增加而減 少。 在其中具有閥30之第一氣體加熱導管旁通28允許取自燃燒 至4之熱排氣來旁通第—氣體加熱導管2〇。此旁通將在低太陽能 寺間使用’藉此使熱燃燒室排氣通過第一氣體加熱導管將自其 吸收表面產生熱損失。在此等情況下，旁通該氣體加熱導管會 造成將較熱之氣體輸入至處理室2。 當使用旁通28時，可預料到將在燃燒室4中燃燒更大量之天 然氣’使得將更大量之熱排氣輪人至燃燒室4中以補償由於缺乏 額外的太陽熱加熱而導致之較低溫度。 燃燒室4具有出口導管32，其將未再循環回處理室2之熱排 氣送至能源產生設備。例如，該熱排氣可用於產生蒸汽以供能蒸 汽渦輪機。 將太陽能反射器24包括進入處理中，可減少保持處理所需之 天然氣之體積’進而減少與使用化石燃料相關之環境衝擊。控制 經由各種閥之氣體之流率，從而保持處理室2中預定之溫度與壓 力以便熱分解其中的全部有機物而不炼化廢棄物中之大部分金 屬。然而，具有極低熔點之金屬（例如，鉛）可該製程中熔化。 參閱第2 ® ’其圖示了與第！圖之系統相似之系統。另外， 合成氣體首先通過具有第二吸熱表面36之第二加熱導管34，而非 經由導管6離開處理室2直接饋送至燃燒室4中。如上所述之— 或多個太陽能反射器24反射曰光至第二加熱導管34之吸熱表面 上’因而在合成氣體自處理室2 ?丨人燃燒室4之前加熱該合成氣 體0 12 201139946 藉由在添加合成氣體至轉室4之前加熱該合成氣體至接近 其燃燒溫度，進而減少了在燃燒室4中以超過8贼之溫度姆燒合 成氣體所需要能量之數量，進而進—步改良了系統之效率。 儘管㈣到熱分解有機材料朗燒由此所產生之合成氣體所 需之能量總量並未變化’但是在本發明中，此能量之〜部分來源 係由太陽能反射器提供並因此達成降低對來自供應器12之化石麟 料的依賴。 參閱第3圖，其圖示了根據本發明之設備之圖式。該設備包 含樞裝至處理室座40上之處理室2，使得處理室2在使用中可在 處理室座上樞轉，因而使得在其中的任何有機廢棄物材料自處理 室2之-側傳送至另一側。該處理室可為公開專利申請案第卵 2006/100512號所描述之類型。 導管6連接處理室2之出口至燃燒室4且出口導管18 燒塔4至處理室2。 ' 複數個太陽能反射器24反射來自太陽42之光至處理室之吸 熱表面20及燃燒室4之吸熱表面34上。 太陽能反射器圖示為拋物線鏡，其可經由定位構件44定位以 追蹤太陽，從而反射太陽能至吸熱表面20、吸熱表面34上。燃燒 室34具有未圖示之天然氣入口及氧氣入口。 燃燒室4之出口具有控制來自燃燒室34之熱排氣之比率的闊 體46,該等熱排氣係經由導管18導引至處理室並經由導管32導 引入電力產生構件。在使用中’如參閱第2圖之系統所描&述來操 作第3圖之設備。吸熱面板20、吸熱面板34之進一步細節在下文 參閱第6圖描述。 參閱第4圖及第5圖，其圖示了本發明之另一實施例之示立 201139946 圖及設備。該系統實質上與在第2圖及第3圖中圖示之系統相似， 不同之處在於’提供了額外的太陽能反射器48以直接反射並集中 來自太陽42之曰光至燃燒室4中從而升高其中的溫度。燃燒室4 包含至少一個實質上透明之截面5〇’藉由太陽能反射器48反射之 集中日光可穿過截面50進入燃燒室4。在使用中，合成氣體經由 導官6排出處理室2且其流動係由閥8來控制。合成氣體隨後通 過熱交換面板34，在熱交換面板34處藉由拋物線反射器24所反 射之日光來加熱合成氣體，該拋物線反射器24反射並集中日光至 面板34之吸熱表面36上。經預熱之合成氣體隨後進入燃燒室4， 在此處藉由拋物線鏡48直接反射至燃燒室4中之集中日光將合成 氣體之溫度增加到超過850它之燃燒溫度。供應氧氣或含氧氣體 1〇至具有足夠數量之合成氣體之燃燒室中，用於完全氧化燃燒室 所產生的合成氣體中之揮發性有機化合物（V(X：s)。 亦經由導管14自供應器12供應天然氣至燃燒室4,該供應係 由閥16來控制。在日光不足以供能給燃燒室4之燃燒處理時，可 在燃燒室4 t燃燒天然氣從而提高其中的溫度。該系統之剩餘部 刀貫質上如參閱第2圖及第3圖之描述而操作。 、 在第4圖及第5圖中圖示之系統及設備將可利狀太陽能作 最大化的使用，並可急劇減少在處理室2中處理有機廢棄物材料 所需要消耗之化石燃料的量。此外，將來自燃燒室4之 -用來供能給產生廢棄物處理設備之電力產生構件，該廢棄物處= '設備籍由處理有機廢棄物在處理室中轉換太陽熱能為化 並隨後在燃燒室4中燃燒該化學勢能以在通過導管32 = 生隨後可轉換為電勢能之熱能及動能。 札中產 因此’不僅安全處理了廢棄物材料，而且可以產生作為廢棄 14 201139946 物處理循環之副產品的電能，而對化石燃料之依賴最小。 應瞭解’太陽能僅可在Μ日光小時期間用於供能給廢棄物 材料之處理。因此，在第二操作模式中，圖式卜2及4中_ — 者圖示之系統可在無足夠曰光以提供所需之熱能輸入的小時期 間，可藉由在燃燒室中燃燒來自源12之天然氣所提供之熱能而單 獨作用。 參閱第6圖’其圖示了本發明之加熱面板2()、加熱面板34 之示意橫截面。該等面板以兩種操作模式圖示：夜間操作模式及 白天操作模式。在白天操作模式㈣，來自燃燒室4之排氣經由 導管18進入加熱面板52，並通過鄰接吸收表面％延伸之第一氣 體加熱導管20。儘管未圖示，但是吸收表面％可具有波紋外表面 或以增大其表面面積之其他方式調適之外表面。當與移動或旋轉 處理至一起使用時，使用例如波紋表面之外部紋理化表面尤其有 益，因為其確保總有部分表面面積垂直於自太陽能反射器所反射 之光，進而允許最大之熱量吸收。 導管.20之内表面54可含有表面紋理，其促進排氣經由導管 20之擾流。藉由在吸收熱量之内表面上引發擾流，可獲得在流動 氣體中之最大熱量傳送。面板52可包含較大平坦導管20或者可 包含配置在面板52之整個吸收表面26上實質上彼此鄰接之複數 個較小導管。 在通過導管20之後，經加熱之排氣經由出口 56自面板52排 出，並隨後可直接進入處理室2。在一些配置中，面板52之出口 表面58可包含處理室2之内表面。 在夜間使用期間’打開閥30且來自燃燒室4之排氣流經其 中。排氣流經的導管28可旁通面板52之熱交換表面26，並經由 15 201139946 絕熱體層60與熱交換表面26分開。在無曰光或低曰光小時期間， 吸熱表面26..的溫度將低於進入導管28之排氣之溫度，因此在教 排氣與吸熱表面26未熱分開情況下，熱量將經由表面％損失。 旁通第一加熱導管20之後，直接將熱排氣自燃燒室4經由出D 56 傳送至處理室2中。因此，在太陽能為可利用之小_間，可提 供吸熱面板，用於接收經過其傳送之氣體中之熱量，且當不具有 足夠之太陽能以影響熱量時，吸熱面板可將來自燃燒室4之 與外界環境熱隔離。 ” 參閱第7圖及第8圖，其圖示了本發明之另—實施例。該設 備實質上如結合第4圖及第5圖所描述的—般，不同之處在於， 其中具有控制閥64之儲存導管62將導管6分支，該導管6經由 熱交換導管34由處理室2載運合成氣體至燃燒室4。儲存導管62 饋送至其中可儲存合成氣體的合成氣體儲器中。合成氣體饋送線 路68連接合成氣體儲器66至燃燒室4。合成氣體饋送線路68中 具有閥70,用於控制由合成氣體儲器66至燃燒室4中之合成氣體 饋送。合成氣體饋送線路68可由儲器66饋送合成氣體回導管6 中，以便合成氣體可在其中行進至燃燒室4,或者合成氣體饋送線 路68可直接導向至燃燒室4中而不與導管6重連接。 在口成氣體饋送線路68導向回導管ό中之配置中，將一閥（未 圖不）定位於導管6中與儲存導管62及合成氣體饋送線路68之接 合面之間。 在使用中，導引經由導管6排出處理室2之合成氣體，以使 得一部分合成氣體進入燃燒室用於在燃燒室中燃燒，且一部分產 生之合成氣體自導管6抽取並經由儲存導管62儲存在合成氣體儲 器66中。 16 201139946 在一較佳配置中，因處理室2為成批處理室，合成氣體之輸 出位準變化與處理循環相關。在處理之初始時段期間，達成低產 量之合成氣體，其在接近循環之中期時增加至最大產生率，且在 接近循環之末期時合成氣體產生率降低。合成氣體儲器66可充當 缓衝器，以在最大產量時間期間自系統抽取合成氣體，並在較低 產量時間期間將合成氣體返回至系統，從而在整個處理循環期間 使至燃燒室4之合成氣體流均勻。 另外或替代地，為使至燃燒室4之合成氣體流均勻，自合成 氣體儲器66吸取之合成氣體可在燃燒室4中以較高或較低速率燃 燒，以改變自燃燒室4傳送至處理室2之排氣溫度及流率。以此 方式，在循環之初始階段，處理室2中之有機廢棄物材料處於相 對較低溫度之情況下，熱量可快速供應至處理室以將含有機質之 廢棄物材料之溫度提高至其處理溫度。此加熱以兩種方式來提 供•首先由在燃燒室中燃燒之合成氣體及/或天然氣之速率，以及 其次由可自太陽能反射器24反射至加熱導管20上的太陽能之 量，用以提高來自燃燒室4之排氣溫度。一旦處理室2處於其處 理溫度，即可減少將在燃燒室4中被燃燒之來自儲器66之合成氣 體的體積，以使得在處理室2中可保持足夠之熱量用於繼續處理。 接近處理循環結束時，由於在處理室2中之合成氣體產生率 降低，故額外的合成氣體可自合成氣體儲器66添加至燃燒室4 中，從而保持足夠高之排氣溫度及流動，以保持由導管32供應之 排氣所供能之電力產生構件之電力產生。可預料在處理循環之中 間時段期間，當自處理室產生最大量之合成氣體時，將產生足夠 之合成氣體以供能燃燒室，且允許經由儲存導管62抽取一部分產 生之合成氣體以補足儲器66中之合成氣體位準。 17 201139946 在一較佳操作方法中，處理官 多餘合成賴，⑽得可在㈣66先小時㈣產生足夠之 , 优付J在储态66中儲存足夠之儲量， 間當太陽能為何利用以供m 3, ^ ^ ^ 猎由將來自合成氣體儲 =6之5紅體與由處理室2產生之合成氣體合併 燒室〇«，可提供燃燒室4之大部分（若非全部）之加熱需 要。以此方式，系統可在夜間盥白 、曰天期間執仃，而使用最小量之 額外化石燃料。有效地，在日光小時期間使用儲器％中之八成氣 體可儲存在處理t利用之太陽能，料在夜間小時期間㈣回敎 能。 熟習此項技術者應瞭解：各種標準操作條件與合成氣體之燃 燒有關’料標準例如合成氣體燃燒以完全氧化其中任的 溫度及滯留時間，且各種排氣處理操作將結合如本文所描述之方 法及裝置使用。 田 熟習此項技術者應進一步瞭解，當保持在本發明之範疇中 時，實施例之特徵結構之各種組合可彼此組合使用。舉例而言， 第7圖及第8圖所描述之合成氣體儲器66可與如第i圖至第3圖 所描述之系統一起使用。 【圖式簡單說明】 第1圖及第2圖圖示根據本發明之處理之示意圖； 第3圖圖示用於執行第2圖之處理之設備； 第4圖圖示根據本發明之處理之另一示意圖； 第5圖圖示用於執行第4圖之處理之設備； 第6圖圖示第3圖及第5圖之設備之熱交換表面的圖式； 第7圖圖示根據本發明之處理之另一示意圖；以及 201139946 第8圖圖示用於執行第7圖之處理之設備。 【主要元件符號說明】 2處理室 4燃燒室 6導管 8閥 10供應器 12 源 14導管 16 閥 18出口導管 20 第一氣體加熱導管/吸熱面板 22閥 24 太陽能反射器 26吸收表面 28 第一氣體加熱導管旁通 30閥 32 出口導管 34第二加熱導管 36 吸熱表面 40處理室座 42 太陽 44定位構件 46 閥體 48太陽能反射器 50 透明截面 52加熱面板 54 内表面 56出σ 58 出口表面 60絕熱體層 62 儲存導管 64控制閥 66 合成氣體儲器 68合成氣體饋送線路 70 閥 19

Claims (1)

1. 201139946 七、申請專利範圍： 1. 一種設備，其用於處理諸如包括生物質、工業廢棄物、都市固 體廢棄物及淤泥之經有機塗佈之廢棄物及有機材料的材料，該設 備包含： -處理室用於在-高溫下處理該材料以產生合成氣體； 一燃燒室，其具有至少一個燃燒器，用於燃燒藉由處理該材 料所釋放之合成氣體； —導官構件，其介於該燃燒室與該處理室之間，用於由該燃 燒室載運熱排氣至該處理室； 至少一個鏡，其經配置以反射並集中日光進而導致該處理室 中之溫度升高； 一合成氣體儲器； 一儲存導管，其用於載運合絲體至該合成氣龍器中；以 及 一合成氣體饋送線路’其用於由_器饋送合成氣體至該辦 燒室。 2·如請求们所述之設備，其中簡存導f及該合缝體饋送線 路，含在該處理室與該燃燒室之間的—導管之部分，以使得該合 成氣體錯ϋ在位㈣處理室與該燃燒室之_該導管之線内。“ 3·如請求項1所述之設備，其進一步包含： 一第-控制閥，以控制由介於該處理室與該燃燒室之間的該 導官進入該合成氣體儲器之氣體流動；以及 201139946 一第二閥’以控制燃燒室棑氣流入該處理室。 步包含合成氣體儲器旁通導 之合成氣體流動不通過該合 4.如請求項丨所述之設備，其進— 管，用於使得由該處理室至該燃燒室 成氣體儲器。 5.如請求項4所述之設備，其進—步包含： 至個第二鏡’其用於反射日光至鄰接該储器旁通導管之 一第二吸熱表面上，藉此使通過㈣科管之該合錢體在該燃 燒室中燃燒之前預熱。 ^如請求们至請求項5中任一項所述之設備，其進一步包含至 4燃燒&之-化；5燃料饋送線路，其能保持―燃燒料件，及域 在缺）足夠之合成氣體及/或太陽熱的情況下，提供足夠的化石燃 料以在該燃燒H中燃燒，從而在使时產生足夠的熱以氧化進入 S亥燃燒至之任何合成氣體。 7.如晴求項1至請求項5巾任—項所述之設備，其巾由該處理室 所產生之合成氣體係導引入該燃燒室燃燒器。 8如請求項1至請求項5中任一項所述之設備，其中： »亥處理至具有與其關聯之至少一個外部吸熱表面，且該至少 一個鏡係配置以反射並集中日光至該吸熱表面上。 21 201139946 9.如請求項8所述之設備’其中該吸熱表面包含一吸熱外層及鄰 接该吸熱層用於接收燃燒室排氣之一第一氣體加熱導管，該第一 乳體加熱導管與該處理室形成流體連通，以使得在使用中流動經 過鄰接該吸熱表面處之燃燒室排氣係由該反射之日光加熱並流入 該處理室從而升高其中溫度。 10.如請求項9所述之設備，其進一步包含： 一絕緣層，其鄰接該第一氣體加熱導管並進而與該吸收層分 開；以及 一旁通閥，其可經操作以經由該第一氣體加熱導管導引來自 /燃燒至之排氣或經由一氣體加熱導管旁通導引來自該燃燒室之 排氣；其中 該氣體加熱導管旁通由一絕緣層與該吸熱表面分開。 如請求項8所述之設備，其中該處理室在操作期間移動且該吸 熱表面形成該可移動之處理室的一外表面。 如請求項8所述之設備’其中該第—及/或第二吸熱表面之該外 表面上具有—表面紋理從而增大其表面面積。 13.如8月求項1至請求項5中任一項所述之設備，其進-步包含： ^至少—個鏡’用於直接反射並集中日光至該燃燒室中從 而升面该燃燒室内之該溫度。 22 201139946 透明之？員13所述之設備，其中該燃燒室包含至少-個實質上 透截面以允許該經集中之日光進入該燃燒室。 料項1至請求項5中任—項所述之設備，進-步包含—燃 、至排孔出口，其用於供應熱排氣至轉換熱量為電能之一構件： 種用於處理有機廢棄物之方法，該方法包含： 置放該有機廢棄物於一處理室中； 产中并f數個鏡表面反射日光至―吸熱表面上，從而在一缺氧環 ^人Γ錢理室中之溫度，從而導致該有機廢棄物材料氣化並 產生合成氣體； 自該處理室抽取該合成氣體； 轉移該抽取之合成氣體之至少—部分至一館存錯器中；以及 =送該合錢體之剩餘物至—燃燒室中，在該缝室中燃燒 物剩餘物以升高其溫度從而鎖毀其中任何揮發性有機化合 回至該處理室。 再循環該燃燒室排氣之至少一部分 18 氣所狀方法，進—步包含由該赫㈣饋送合成 23 201139946 19. 如請求項16至請求項18中任一項所述之方法，進一步包含弓丨 入化石燃料至該燃燒室内之__燃燒器中以產生一熱的燃燒室排氣 流，用於再循環回至該處理室，該熱的燃燒室排氣流足以補償用 於加熱該處理室之經反射日光之任何不足。 20, 如凊求項19所述之方法，其進一步包含： 控制轉移至該儲器中之該合成氣體流； 控制由該儲器進入該燃燒室之該合成氣體流；以及 控制進入該處理室之該燃燒室排氣流； 因而最大化該處理所使用之太陽能並最小化在該燃燒器中所 燃燒之該化石燃料。 21.如請求項16至請求項18中任一項所述之方法，其進一步包含： 藉由在鄰接-第二吸熱表面處傳送該合成氣體，在該合成氣 體傳送至該燃燒室中之前升高其溫度；以及 自-第二至少-個鏡表面反射日光至該第二吸熱表面上。 22.如請求項16至請求項18中任—項所述之方法，其進一步包含： 反射並集中日光至該燃燒室中從而直接加熱其中之氣體。 項22所狀方法’其中反射職巾日光线燃燒室中 加熱其中之氣體至一溫度， 氡化。 在1存在條件下料氣體在該溫度下 24 201139946 24. —種用於處理有機廢棄物之方法，其包含： 在曰光小時期間，遵循請求項16至請求項2〇中任一項所述 之方法；以及 在夜間小時期間，由該合成氣體儲器引入合成氣體至該燃燒 室内之一燃燒器中，從而： a )產生足夠之熱排氣以加熱該處理室至所需之溫度’以 氣化在其中之s亥有機廢棄物；以及 b )升南遠燃燒至中之該溫度至一足夠溫度以氧化在其中 由該處理室所產生及由該處理室所接收之合成氣體。 25. 如請求項24所述之方法，其中該方法進一步包含： 在該等夜間小時期間，若該合成氣體儲器耗乏而低於一預定 臨限值，則引入足夠分量之化石燃料至該燃燒室之該燃燒器中， 用以： a) 產生足夠之熱排氣以加熱該處理室至該所需之溫度， 以氣化在其中之該有機廢棄物；以及 b) 升高該燃燒室令之該溫度至一足夠溫度以氧化在其中 由遠處理室所產生及由該處理室所接收之合成氣體。 26. 如請求項24所述之方法，其進一步包含： 在鄰接該吸熱表面處傳送燃燒室排氣，從而以該經反射曰光 來加熱該排氣；以及 傳送該經加熱之氣體至該處理室中，從而升高該處理室中之 該溫度。 25