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TW202501338A - 固體回收燃料的熱值估算方法 - Google Patents

固體回收燃料的熱值估算方法 Download PDF

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TW202501338A
TW202501338A TW113103234A TW113103234A TW202501338A TW 202501338 A TW202501338 A TW 202501338A TW 113103234 A TW113103234 A TW 113103234A TW 113103234 A TW113103234 A TW 113103234A TW 202501338 A TW202501338 A TW 202501338A
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Taiwan
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infrared spectrum
spectrum detection
weight
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TW113103234A
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陳俊宇
沈毅
陳佑任
陳俊豪
葉芮欖
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隆順綠能科技股份有限公司
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Abstract

一種固體回收燃料的熱值估算系統及其方法,該方法包含:紅外線光譜檢測步驟,檢測至少一種原料的紅外線吸收光譜以獲得該至少一種原料的熱值,並輸出檢測後原料的熱值和重量;以及調配步驟,根據該檢測後原料的熱值以及重量,計算該檢測後原料的總熱值和該固體回收燃料的調配原料的平均熱值。

Description

固體回收燃料的熱值估算方法
本發明涉及一種固體回收燃料(Solid Recovered Fuel,SRF)的熱值估算系統及其方法,尤其是利用紡織料、廢機動車輛粉碎殘餘物(Automobile Shredder Residue,ASR)、廢塑料和下腳料製成固體回收燃料的熱值估算系統及其方法。
隨著科技的進步,現代化的社會中,車輛的製造及使用已經越來越普遍,隨之而來的問題是大量的車輛報廢後如何處理,以及處理後的殘餘物該如何資源及能源化再利用,以將廢機動車輛對環境造成的影響降到最低,同時實踐永續發展及循環經濟的精神。
廢機動車輛粉碎殘餘物(ASR)的組成成分相當複雜,包含泡綿、塑膠(PE、PP)、橡膠(橡皮、丙烯腈)、合成樹脂(PU、PA、環氧樹脂、苯乙烯化合物)、纖維(紡織物、廢紙、木材)、金屬、玻璃、塵土、油漆以及其他雜質等的難以回收的殘餘物。現今主要處理ASR的方式為焚化或掩埋,但物料複雜的特性使ASR熱值不均勻,考慮到焚化爐操作及使用壽命,業者對ASR的處理意願並不高。
此外,對於其他的生活廢棄物或事業廢棄物,例如紡織料和廢塑料,由於現代化的產品講求多功能設計,因此,多採用複合材料製成各種產品。複合材料雖然可以為產品帶來多樣化的功能,但是,當其使用壽命結束而需要進行廢棄物處理時,將面臨的問題是,複合材料的組成複雜,不利於分類回收,因此,最終也只能採用焚化或掩埋的方式處理。
另外,對於在工廠加工過程中產生的下腳料(多餘物料、邊角料),例如紙類、紡織物或塑料的下腳料,當其無回收再利用價值或回收成本過高時,也只能採用與前述廢棄物相同的處理方式,進行焚化或掩埋處理。
有鑑於掩埋處置會有對土壤及水質產生二次汙染,並且,將廢棄物最小化並減少其掩埋量是當今主要的環保趨勢。目前已知一種能夠回收生活及事業廢棄物,對其進行破碎後篩選出可燃物,從而壓密製成廢棄物衍生燃料(Refuse Derived Fuel,RDF-5),以實現將廢棄物轉變成再生能源的技術。
然而,由於這樣的廢棄物衍生燃料的組成未知且複雜,無法預估其熱值,在使用上具有不方便的缺點,造成市場詢問度不高。
鑑於現有技術遭遇的問題,需要一種固體回收燃料的熱值估算系統及其方法,將紡織料、ASR和廢塑料進行篩選以分離不可燃燒物質,並且進行掃描以獲取原料的熱值資訊並與下腳料(例如紙類、紡織物或塑料的下腳料)一起分組儲存,並且根據各組別原料的熱值資訊和客戶指定的熱值估算各組別原料的進料量,並將該些原料製成固體回收燃料,以使固體回收燃料的熱值資訊明確且符合客戶所需的燃料熱值。
本發明一實施例提供一種固體回收燃料的熱值估算系統,包括:紅外線光譜檢測設備,用於檢測至少一種原料的紅外線吸收光譜以獲得該至少一種原料的熱值,並輸出檢測後原料;其中,該紅外線光譜檢測設備還包括重量感測單元,用於檢測該至少一種原料的重量;以及調配設備,用於接收該檢測後原料,根據該檢測後原料的熱值以及重量,輸出一固體回收燃料的調配原料;其中,該調配設備計算該檢測後原料的總熱值和該固體回收燃料的調配原料的平均熱值。
在本申請實施例中,紅外線光譜檢測設備還包括複數個紅外線光譜檢測模組,用於檢測不同的預定熱值範圍;其中,該複數個紅外線光譜檢測模組逐個串聯;當該至少一種原料的熱值對應當前的該紅外線光譜檢測模組的該預定熱值範圍,該紅外線光譜檢測模組輸出該預定熱值範圍的該檢測後原料;當該至少一種原料的熱值不對應當前的該紅外線光譜檢測模組的該預定熱值範圍,該至少一種原料送入串聯在後的該紅外線光譜檢測模組。
在本申請實施例中,複數個紅外線光譜檢測模組還包括第一紅外線光譜檢測模組,該第一紅外線光譜檢測模組檢測的該預定熱值範圍為第一熱值範圍、第二紅外線光譜檢測模組以及第三紅外線光譜檢測模組。該第一紅外線光譜檢測模組檢測該至少一種原料並輸出第一檢測後原料以及第一未對應原料,該第一檢測後原料對應該第一熱值範圍;該第二紅外線光譜檢測模組檢測的該預定熱值範圍為第二熱值範圍,該第二紅外線光譜檢測模組檢測該第一未對應原料並輸出第二檢測後原料以及第二未對應原料,該第二檢測後原料對應該第二熱值範圍;該第三紅外線光譜檢測模組檢測的該預定熱值範圍為第三熱值範圍,該第三紅外線光譜檢測模組檢測該第二未對應原料並輸出第三檢測後原料以及第三未對應原料,該第三檢測後原料對應該第三熱值範圍。
在本申請實施例中,調配設備還包括計算單元,用於將該檢測後原料的熱值以及重量分別相乘後再加總,輸出該檢測後原料的總熱值;該計算單元將該總熱值除以該檢測後原料的該總入料量,輸出該固體回收燃料的調配原料的平均熱值。
在本申請實施例中,調配設備還包括料單元,用於根據該計算單元的控制接收該檢測後原料,並輸出該固體回收燃料的調配原料。
本申請一實施例提供一種固體回收燃料的熱值估算系統,包括:紅外線光譜檢測設備,包含入料單元、熱值感測單元和重量感測單元,其中,該入料單元將至少一種原料入料到該紅外線光譜檢測設備中;該熱值感測單元感測該些原料的種類,並且根據該些原料的種類換算該些原料的熱值;並且,該重量感測單元感測該些原料的重量;儲料設備,設置在該紅外線光譜檢測設備之後並且與其連接,儲存來自該紅外線光譜檢測設備的該些原料,並且設置有攪拌單元,其中,該攪拌單元對該些原料進行攪拌;調配設備,設置在該儲料設備之後並且與其連接,且連接到該紅外線光譜檢測設備,並且包含計算單元和進料單元;以及成型設備,設置在該調配設備之後並且與其連接。其中,該計算單元依據該些原料的熱值和重量計算該些原料的總入料量和平均熱值;該進料單元從該儲料設備將一指定重量的該些原料進料到該成型設備中;並且,該成型設備將進料到其中的該些原料製成一固體回收燃料。
本發明一實施例提供一種固體回收燃料的熱值估算系統,包含:複數個紅外線光譜檢測設備,其中的每一個依序串聯並且分別進一步包含分選單元;複數個儲料設備,分別對應地設置在該複數個紅外線光譜檢測設備之後並且分別與該複數個紅外線光譜檢測設備連接;其中,該複數個串聯的紅外線光譜檢測設備中的每一個的該分選單元,將熱值與其預定熱值範圍對應的該些原料送入與其連接的該儲料設備中並儲存;該複數個串聯的紅外線光譜檢測設備中除了最後一個之外的每一個的該分選單元,將熱值不與其預定熱值範圍對應的該些原料送入串聯在其後的該紅外線光譜檢測設備中;並且,該複數個串聯的紅外線光譜檢測設備中的最後一個的該分選單元,將熱值不與其預定熱值範圍對應的額外原料分離出來;調配設備,設置在該複數個儲料設備之後並且與該複數個儲料設備中的每一個連接,且連接到該複數個紅外線光譜檢測設備中的每一個,並且包含計算單元和進料單元;混合設備,設置在該調配設備之後並且與其連接;以及成型設備,設置在該混合設備之後並且與其連接。其中,該計算單元對於該複數個儲料設備中的每一個所儲存的該些原料:依據該些原料的熱值和重量計算該些原料分別的總入料量和平均熱值;並且依據一指定熱值、一指定重量、該些總入料量和該些平均熱值,計算該複數個儲料設備所儲存的該些原料分別的進料量。該進料單元從該複數個儲料設備根據該些原料的進料量將該些原料進料到該混合設備中;該混合設備對進料到其中的該些原料進行混合並送料到該成型設備中;並且,該成型設備將送料到其中的該些原料製成一固體回收燃料。
在本申請實施例中,該複數個紅外線光譜檢測設備包括依序串聯的第一紅外線光譜檢測設備、第二紅外線光譜檢測設備和第三紅外線光譜檢測設備,該第一紅外線光譜檢測設備、該第二紅外線光譜檢測設備和該第三紅外線光譜檢測設備的預定熱值範圍分別為第一熱值範圍、第二熱值範圍和第三熱值範圍;並且,該複數個儲料設備包括第一儲料設備、第二儲料設備和第三儲料設備,分別對應地連接到該第一紅外線光譜檢測設備、該第二紅外線光譜檢測設備和該第三紅外線光譜檢測設備,並且分別儲存熱值分別對應於該第一熱值範圍、該第二熱值範圍和該第三熱值範圍的第一原料、第二原料和第三原料;並且其中,該第一熱值範圍為3000~4000 kcal/kg;該第二熱值範圍為4000~5000 kcal/kg;並且該第三熱值範圍為5000~6000 kcal/kg。
在本申請實施例中,該熱值估算系統進一步包含額外儲料設備,設置在該複數個串聯的紅外線光譜檢測設備中的最後一個與該調配設備之間並與其連接,其中,該複數個串聯的紅外線光譜檢測設備中的最後一個的該分選單元,將該些額外原料送入該額外儲料設備中並儲存;該計算單元將該額外儲料設備中所儲存的該些額外原料的重量進行加總以得到該些額外原料的總額外入料量;該進料單元從該額外儲料設備將一額外指定重量的該些額外原料進料到該成型設備中;並且,該成型設備將進料到其中的該些額外原料製成一額外固體回收燃料。
在本申請實施例中,該熱值估算系統進一步包含以下的至少一種:撕碎設備,設置在該複數個串聯的紅外線光譜檢測設備中的第一個之前,將該些原料撕碎成小塊;篩選設備,設置在該複數個串聯的紅外線光譜檢測設備中的第一個之前,將該些原料中的沙土、磁性金屬、非磁性金屬或玻璃從該些原料中分離;乾燥設備,設置在該複數個串聯的紅外線光譜檢測設備中的第一個之前,對該些原料進行乾燥;以及至少一個均質設備,設置在該複數個儲料設備中的至少一個之前,對該些原料進行均質化。
本申請一實施例提供一種固體回收燃料的熱值估算方法,包含:紅外線光譜檢測步驟,檢測至少一種原料的紅外線吸收光譜以獲得該至少一種原料的熱值,並輸出檢測後原料的熱值和重量;調配步驟,根據該檢測後原料的熱值以及重量,計算該檢測後原料的總熱值和該固體回收燃料的調配原料的平均熱值。
在本申請實施例中,該紅外線光譜檢測步驟還包括:分組步驟,根據該檢測後原料的熱值和複數個預定熱值範圍,將該檢測後原料分成與該複數個預定熱值範圍對應的複數個組別,並且分離熱值不與該複數個預定熱值範圍對應的額外原料。
在本申請實施例中,該紅外線光譜檢測步驟還包括:分組步驟,根據該檢測後原料的熱值,將該檢測後原料分成與第一熱值範圍對應的第一組別,將不對應該第一熱值範圍的該檢測後原料分成與第二熱值範圍對應的第二組別,將不對應該第二熱值範圍的該檢測後原料分成與第三熱值範圍對應的第三組別,將不對應該第三熱值範圍的該檢測後原料分離為該額外原料。
在本申請實施例中,該該調配步驟還包括:計算步驟,將該檢測後原料的熱值以及重量分別相乘後再加總,輸出該檢測後原料的總熱值;將該總熱值除以該檢測後原料的該總入料量,輸出該固體回收燃料的調配原料的平均熱值。
在本申請實施例中,該該調配步驟還包括:進料步驟,根據該計算步驟的結果接收該檢測後原料,並輸出該固體回收燃料的調配原料。
本申請一實施例提供一種固體回收燃料的熱值估算方法,包含:紅外線光譜檢測步驟,感測至少一種原料的種類和重量,並且依據該些原料的種類換算該些原料的熱值;儲料步驟,儲存該些原料,並且對該些原料進行攪拌;調配步驟,包含計算步驟和進料步驟,其中,在該計算步驟中,依據該些原料的熱值和重量計算該些原料的總入料量和平均熱值;並且,在該進料步驟中,將一指定重量的該些原料進料到成型設備中;以及成型步驟,將進料到該成型設備中的該些原料製成一固體回收燃料。
本申請一實施例提供一種固體回收燃料的熱值估算方法,包含:紅外線光譜檢測步驟,感測原料的種類和重量,並且依據該些原料的種類換算該些原料的熱值;分組步驟,依據該些原料的熱值和複數個預定熱值範圍,將該些原料分成與該複數個熱值範圍對應的複數個組別,並且分離熱值不與該複數個預定熱值範圍對應的額外原料;儲料步驟,將該複數個組別的該些原料分別儲存,並且分別對所儲存的該些原料進行攪拌;調配步驟,包含計算步驟和進料步驟,其中,在該計算步驟中,對於該複數個組別中的每一個:依據該些原料的熱值和重量計算該些原料分別的總入料量和平均熱值;並且依據一指定熱值、一指定重量、該些總入料量和該些平均熱值,計算所儲存的該複數個組別的該些原料分別的進料量;並且,在該進料步驟中,依據該些原料的進料量分別將該複數個組別的該些原料進料到混合設備中;混合步驟,將進料到該混合設備中的該些原料進行混合;以及成型步驟,將該些原料製成一固體回收燃料。
在本申請實施例中,在該分組步驟中,該複數個預定熱值範圍包括第一熱值範圍、第二熱值範圍和第三熱值範圍;該複數個組別包括第一組別、第二組別和第三組別,分別對應於該第一熱值範圍、該第二熱值範圍和該第三熱值範圍;該些原料被分成第一原料、第二原料和第三原料,分別對應於該第一組別、該第二組別和該第三組別;並且,該第一原料、該第二原料和該第三原料的熱值分別對應於該第一熱值範圍、該第二熱值範圍和該第三熱值範圍。其中,該第一熱值範圍為3000~4000 kcal/kg;該第二熱值範圍為4000~5000 kcal/kg;並且該第三熱值範圍為5000~6000 kcal/kg。
在本申請實施例中,在該儲料步驟中,進一步儲存該些額外原料;在該計算步驟中,將該儲料步驟所儲存的該些額外原料的重量進行加總以得到該些額外原料的總額外入料量;在該進料步驟中,將一額外指定重量的該些額外原料進料到該成型設備中;並且在該成型步驟中,將進料到該成型設備中的該些額外原料製成一額外固體回收燃料。
在本申請實施例中,該熱值估算方法進一步包括以下的至少一種:撕碎步驟,在該紅外線光譜檢測步驟之前,將該些原料撕碎成小塊;篩選步驟,在該紅外線光譜檢測步驟之前,將該些原料中的沙土、磁性金屬、非磁性金屬或玻璃從該些原料中分離;乾燥步驟,在該紅外線光譜檢測步驟之前,對該些原料進行乾燥;以及均質步驟,在該儲料步驟之前,對該些原料進行均質化。
如上所述,在本發明中,由紡織料、ASR、廢塑料和下腳料組成的原料,經由篩選設備/步驟將其中不可燃成份分離;接著,將原料中的可燃物質經由紅外線光譜檢測設備/步驟及分組步驟分為具有不同熱值範圍的組別並分別儲存;然後,依據各組別原料的熱值資訊和客戶指定的燃料熱值,透過調配設備/步驟計算具有不同熱值的原料分別的進料量;最後,透過成型設備將先前調配並進料的原料製成固體回收燃料,以使固體回收燃料的熱值資訊明確且符合客戶的需求。
在本發明的以下描述中,將在所屬技術領域具有通常知識者能夠輕易理解範圍內省略現有技術的詳細說明。
本發明提供一種固體回收燃料的熱值估算系統及其方法,其中,將紡織料、ASR和廢塑料進行篩選以分離不可燃燒物質,並且進行掃描及分組以獲取原料的熱值資訊並與下腳料一起分組儲存,並且依據各組別原料的熱值資訊和客戶指定的燃料熱值,調配具有不同熱值的原料分別的進料量,並製成固體回收燃料,以使固體回收燃料的熱值資訊明確且符合客戶所需的燃料熱值。
[第一實施例]
如圖1所示,本發明第一實施例的固體回收燃料的熱值估算系統,包含:撕碎設備10、篩選設備20、乾燥設備30、紅外線光譜檢測設備40、均質設備60、儲料設備70、調配設備80以及成型設備92。以下將針對第一實施例的熱值估算系統中的各項設備及單元詳細說明。
<撕碎設備10>
首先,在包含諸如紡織料、ASR和廢塑料的原料RM中含有體積較大的塊狀物的情況下,可以將撕碎設備10(例如:撕碎機)設置在篩選設備20之前並與篩選設備20(稍後將描述)連接,以使用撕碎設備10將原料RM撕碎成小塊的物體;或者,當原料RM中含有的物體的體積均小於預定體積(例如,可以有效地使用紅外線光譜檢測設備40對原料RM進行掃描的體積)的情況下,也可以不設置撕碎設備10,而直接使用篩選設備20對原料RM進行篩選。
<篩選設備20>
由於在本發明的原料RM中,除了含有紡織纖維(如人造纖維及天然纖維)、廢塑料和ASR中的泡綿、塑膠、橡膠、合成樹脂、纖維(紡織料、木材)、油漆等可燃燒、具有熱值而具有燃料價值的成份之外,還含有沙土、金屬、玻璃等不具有燃料價值的成份,因此,為了避免不具燃料價值的成份造成固體回收燃料的燃燒效率降低,或使固體回收燃料在燃燒之後產生過多的懸浮微粒和底渣的情況,同時,為了進一步將上述不具燃料價值的成份中的部分成份回收再利用,本發明的熱值估算系統設置有篩選設備20,以將原料RM中的沙土、磁性金屬、非磁性金屬或玻璃從原料RM中分離。
具體地,篩選設備20可以包含但不限於以下的至少一種:沙土篩選設備(例如:篩網、風選設備),將原料RM中的沙土分離;磁性金屬篩選設備(例如:磁力分選機),將原料RM中的磁性金屬(例如:鐵、鈷或鎳)分離;非磁性金屬篩選設備(例如:渦電流分選機),將原料RM中的非磁性金屬分離;以及玻璃篩選設備(例如:紅外線分選機),將原料RM中的玻璃分離。
在由篩選設備20篩選而分離的成份中,不具有再利用價值的沙土可以在進行適當處理後進行掩埋或其他廢棄物處理;而具有再利用價值的磁性金屬、非磁性金屬及玻璃則可以回收進行資源再利用。
<乾燥設備30>
在由篩選設備20將原料RM中不具燃料價值的成份分離之後,為了避免固體回收燃料SRF中的水份造成燃燒效率的降低,並且為了避免固體回收燃料SRF中的含水量不恆定,而造成本發明的熱值估算系統的估算準確度降低,可以進一步在紅外線光譜檢測設備40(稍後將描述)之前設置乾燥設備30,以對原料RM進行乾燥。
上述撕碎設備10、篩選設備20和乾燥設備30可以依據原料RM的情況決定是否設置,並且其串聯順序並沒有特別限制,只要是設置在紅外線光譜檢測設備40之前即可。
<紅外線光譜檢測設備40>
在分別使用撕碎設備10、篩選設備20或乾燥設備30對原料RM進行相關處理之後,為了感測原料RM中具有燃料價值的各種成份(例如:紡織料、PE、PP、泡綿、橡膠等)的熱值資訊,以估算固體回收燃料SRF的熱值,可以設置紅外線光譜檢測設備40,以對預先經過撕碎、篩選或乾燥處理的原料RM進行熱值感測。
紅外線光譜檢測設備40用於檢測至少一種原料RM的紅外線吸收光譜以獲得該至少一種原料RM的熱值,並輸出檢測後原料;該紅外線光譜檢測設備還包括重量感測單元,用於檢測該至少一種原料RM的重量。紅外線光譜檢測設備40可以是近紅外線分選設備、中紅外線分選設備或遠紅外線分選設備,並且可以包含入料單元40a、熱值感測單元40b和重量感測單元40c。
具體地,在撕碎設備10中,原料RM被撕碎成小於熱值感測單元40b和重量感測單元40c的單次感測範圍的體積,以使熱值感測單元40b和重量感測單元40c可以分別感測每一塊被撕碎的原料RM的熱值和重量。
入料單元40a可以是輸送帶,將被撕碎的原料RM入料到紅外線光譜檢測設備40中。
熱值感測單元40b可以是近紅外線光譜儀、中紅外線光譜儀或遠紅外線光譜儀,感測所入料的每一塊原料RMi(第i塊原料)的近紅外線吸收光譜,並根據所感測的吸收光譜判別每一塊原料RMi的種類,並且根據每一塊原料RMi的種類換算每一塊原料RMi的熱值Qi。
重量感測單元40c可以是重量感測器,感測每一塊原料RMi的重量MIn,i。
具體地,熱值感測單元40b可以連接一資料庫單元,在該資料庫單元中儲存有原料的種類(例如,各種類的近紅外線吸收光譜資訊)和熱值的對應資訊,以供熱值感測單元40b根據感測到的種類換算熱值使用。
此外,熱值感測單元40b和重量感測單元40c可以設置為沿入料方向(例如,輸送帶的輸送方向)彼此相鄰,或者可以設置為在垂直方向上重疊,以使熱值感測單元40b和重量感測單元40c可以分別感測到每一塊原料RMi的熱值和重量資訊,並且便於將每一塊原料RMi的重量與熱值資訊相對應並儲存(MIn.i,Qi)。
由紅外線光譜檢測設備40感測的每一塊原料RMi的熱值Qi(kcal/kg)與重量MIn.i(kg)的資訊可以儲存在紅外線光譜檢測設備40的記憶體單元並傳遞到調配設備80(稍後將描述)的記憶體單元中,或者可以直接傳遞到調配設備80的記憶體單元中,以供調配設備80估算熱值。
<均質設備60>
為使固體回收燃料SRF具有更緻密而不易碎裂的結構,並且具有更均勻的熱值,以提升本發明的熱值估算系統的估算準確度,可以進一步將均質設備60設置在紅外線光譜檢測設備40之後並且與其連接,以對原料RM進行均質化。
具體地,均質設備60可以是破碎設備或粉碎設備,或者可以包含依序串聯的破碎設備和粉碎設備。其中,破碎設備(例如:單軸破碎機、多軸破碎機等軸式破碎機)可以將原料RM破碎成第一尺寸以下,並且,粉碎設備(例如:多爪式粉碎機等尺爪式粉碎機)可以進一步將原料RM粉碎成小於第一尺寸的第二尺寸以下,以使原料RM的尺寸更小而適於均勻分散和成型。
較佳地,可以在儲料設備70(稍後將描述)之前設置均質設備60,但不限於此。從而,由於在儲存原料RM之前先使用均質設備60對原料RM進行均質化,可以減少原料RM的儲存體積,以節省儲料成本。
<儲料設備70>
在使用紅外線光譜檢測設備40感測原料RM的重量和熱值資訊並使用均質設備60對原料RM進行均質化之後,可以將儲料設備70設置在均質設備60之後並且與其連接(或者,在不設置有均質設備60的情況下,可以將儲料設備70設置在紅外線光譜檢測設備40之後並且與其連接),以儲存來自紅外線光譜檢測設備40的原料RM。
較佳地,儲料設備70可以設置有攪拌單元70a,以將所儲存的原料RM攪拌均勻。
一般來說,工廠加工過程產生的下腳料成份單純且明確,並且其熱值為已知。因此,除非在下腳料的組成複雜的情況下,需要將下腳料和上述紡織料、ASR和廢塑料一起透過撕碎設備10、篩選設備20、乾燥設備30和紅外線光譜檢測設備40進行相關處理之外,一般來說,可以直接將下腳料儲存到儲料設備50中(較佳地,可以先進行均質化處理),並且以手動的方式將所儲存的下腳料的重量和熱值資訊輸入到記憶體單元中,並將下腳料與經過撕碎、篩選、乾燥和掃描處理的紡織料、ASR和廢塑料一起製成固體回收燃料SRF。
<調配設備80和成型設備92>
在將原料RM儲存於儲料設備70之後,可以使用調配設備80和成型設備92將原料RM製成固體回收燃料SRF。
調配設備80,用於接收檢測後原料,根據檢測後原料的熱值以及重量,輸出一固體回收燃料的調配原料;其中,調配設備計算該檢測後原料的總熱值和該固體回收燃料的調配原料的平均熱值。具體地,可以將調配設備80設置在儲料設備70之後並且與其連接;並且將調配設備80連接到紅外線光譜檢測設備40,以接收由紅外線光譜檢測設備40感測的原料的重量和熱值資訊(MIn.i,Qi),並根據該些資訊估算固體回收燃料的熱值並調配原料的進料量;並且,可以將成型設備92設置在調配設備80之後且與其連接,以根據調配的進料量將原料製成固體回收燃料SRF。
調配設備80可以包含計算單元80a和進料單元80b。
在計算單元80a中,首先,如下列式(1)所示,計算單元80a將由紅外線光譜檢測設備40所感測的每一塊的原料RMi的重量MIn.i進行加總,以得到原料RM的總入料量MIn(即,儲存於儲料設備70中的原料RM的總重量)。
接著,如下列式(2)所示,計算單元80a將由紅外線光譜檢測設備40所感測的每一塊的原料RMi的熱值Qi (每單位重量的熱值,kcal/kg)和重量MIn.i (kg)分別相乘後進行加總,以得到原料RM的總熱值Σ(Qi‧MIn,i)(即,儲存於儲料設備70中的原料RM的總熱值,kcal)。然後,計算單元80a將原料RM的總熱值Σ(Qi‧MIn,i) 除以原料RM的總入料量MIn,以計算儲存於儲料設備70中的原料RM的平均熱值Q(kcal/kg),至此,稍後將製成的固體回收燃料的熱值即被估算出來,即平均熱值Q。
接下來,進料單元80b可以從儲料設備70中將指定重量Md(例如,客戶訂單的指定重量)的原料RM進料到成型設備92中;並且,成型設備92可以將進料到成型設備92中的原料RM製成固體回收燃料SRF。
如上所述,透過本發明第一實施例的熱值估算系統,可以製造出具有已知的熱值(平均熱值Q)的固體回收燃料SRF,由於其熱值資訊已知,可以提升客戶的購買意願,並且提升對於燃燒效果的掌握程度。
[第二實施例]
如圖2所示,本發明第二實施例的固體回收燃料的熱值估算系統,包含:撕碎設備10、篩選設備20、乾燥設備30、複數個紅外線光譜檢測設備、複數個均質設備60、複數個儲料設備、額外儲料設備74、調配設備80、混合設備91以及成型設備92。以下將針對第二實施例的熱值估算系統中的各項設備及單元進行說明,其中與第一實施例相同的部分將不再贅述。
<紅外線光譜檢測設備和儲料設備>
在第二實施例中,可以在依序串聯的複數個紅外線光譜檢測設備(稍後將描述)中的第一個之前設置有與第一實施例相同的撕碎設備10、篩選設備20或乾燥設備30。
複數個紅外線光譜檢測模組,用於檢測不同的預定熱值範圍;其中,該複數個紅外線光譜檢測模組逐個串聯;當該至少一種原料的熱值對應當前的該紅外線光譜檢測模組的該預定熱值範圍,該紅外線光譜檢測模組輸出該預定熱值範圍的該檢測後原料;當該至少一種原料的熱值不對應當前的該紅外線光譜檢測模組的該預定熱值範圍,該至少一種原料送入串聯在後的該紅外線光譜檢測模組。
並且,為了估算並調配固體回收燃料SRF的熱值,可以設置與第一實施例的紅外線光譜檢測設備40基本上相同且依序串聯的複數個紅外線光譜檢測設備,以對預先經過撕碎、篩選或乾燥處理的原料RM進行熱值感測,並且進一步根據所感測的熱值對原料RM進行分組。
然後,為了將已分組的原料RM分別儲存,可以設置與第一實施例的儲料設備70基本上相同的複數個儲料設備,分別連接到該複數個紅外線光譜檢測設備,以將原料RM按照組別分別儲存。
另外,對於未符合前述組別的熱值範圍的額外原料RM’,可以設置額外儲料設備,連接到該複數個串聯的紅外線光譜檢測設備中的最後一個,以儲存額外原料RM’。
具體地,在第二實施例中,該複數個紅外線光譜檢測設備包含第一紅外線光譜檢測模組41、第二紅外線光譜檢測模組42和第三紅外線光譜檢測模組43,其中的每一個依序串聯,分別包含與第一實施例相同的入料單元40a、熱值感測單元40b和重量感測單元40c,並且分別進一步包含分選單元40d。
並且,該複數個儲料設備包含第一儲料設備71、第二儲料設備72和第三儲料設備,分別對應地設置在第一紅外線光譜檢測模組41、第二紅外線光譜檢測模組42和第三紅外線光譜檢測模組43之後,並且分別與第一紅外線光譜檢測模組41、第二紅外線光譜檢測模組42和第三紅外線光譜檢測模組43連接。
入料單元40a可以是輸送帶,將被撕碎的原料RM入料到紅外線光譜檢測設備40中。
參照圖3,圖3為本發明第二實施例的第一紅外線光譜檢測模組41、第二紅外線光譜檢測模組42和第一儲料設備71的局部示意圖。
在第一紅外線光譜檢測模組41中,入料單元40a將原料RM入料到第一紅外線光譜檢測模組41中;熱值感測單元40b和重量感測單元40c分別感測所入料的每一塊原料的熱值和重量;並且分選單元40d將由入料單元40a所入料的原料RM中熱值與第一紅外線光譜檢測模組41的預定熱值範圍對應的原料RM(即第一原料RM1)送入與第一紅外線光譜檢測模組41連接的第一儲料設備71中儲存並攪拌均勻。
並且,在第一紅外線光譜檢測模組41中,分選單元40d將由入料單元40a所入料的原料RM中熱值不與第一紅外線光譜檢測模組41的預定熱值範圍對應的原料RM(即,第二原料RM2、第三原料RM3和額外原料RM’)送入串聯在第一紅外線光譜檢測模組41之後的第二紅外線光譜檢測模組42中。
接著,在第二紅外線光譜檢測模組42中,入料單元40a將來自第一紅外線光譜檢測模組41的原料RM(第二原料RM2、第三原料RM3和額外原料RM’)入料到第二紅外線光譜檢測模組42中;熱值感測單元40b和重量感測單元40c分別感測所入料的每一塊原料的熱值和重量;並且分選單元40d將所入料的原料RM中熱值與第二紅外線光譜檢測模組42的預定熱值範圍對應的原料RM(即第二原料RM2)送入與第二紅外線光譜檢測模組42連接的第二儲料設備72中儲存並攪拌。
並且,在第二紅外線光譜檢測模組42中,分選單元40d將由入料單元40a所入料的原料RM中熱值不與第二紅外線光譜檢測模組42的預定熱值範圍對應的原料RM(即,第三原料RM3和額外原料RM’)送入串聯在第二紅外線光譜檢測模組42之後的第三紅外線光譜檢測模組43中。
然後,在第三紅外線光譜檢測模組43中,入料單元40a將來自第二紅外線光譜檢測模組42的原料RM(第三原料RM3和額外原料RM’)入料到第三紅外線光譜檢測模組43中;熱值感測單元40b和重量感測單元40c分別感測所入料的每一塊原料的熱值和重量;並且分選單元40d將所入料的原料RM中熱值與第三紅外線光譜檢測模組43的預定熱值範圍對應的原料RM(即第三原料RM3)送入與第三紅外線光譜檢測模組43連接的第三儲料設備73中並儲存。
並且,在第三紅外線光譜檢測模組43中,分選單元40d將由入料單元40a所入料的原料RM中熱值不與第三紅外線光譜檢測模組43的預定熱值範圍對應的原料RM(即,額外原料RM’)分離出來。
分選單元40d可以是空氣閥,設置在紅外線光譜檢測設備的輸送帶(例如,入料單元40a)的末端,當感測到在分選單元40d上方的原料RM的熱值符合紅外線光譜檢測設備的預定熱值範圍時,分選單元40d可以不釋放氣流而使原料RM往下掉落;而當在分選單元40d上方的原料RM的熱值不符合紅外線光譜檢測設備的預定熱值範圍時,分選單元40d可以釋放氣流而將原料RM推送至下一個紅外線光譜檢測設備的入料單元40a,從而可以根據是否符合紅外線光譜檢測設備的預定熱值範圍而分離原料RM,並且透過串聯複數個紅外線光譜檢測設備而對原料RM進行分組。
具體地,第一紅外線光譜檢測模組41、第二紅外線光譜檢測模組42和第三紅外線光譜檢測模組43的預定熱值範圍分別是第一熱值範圍(例如3000~4000 kcal/kg)、第二熱值範圍(例如4000~5000 kcal/kg)和第三熱值範圍(例如5000~6000 kcal/kg)。第一紅外線光譜檢測模組41檢測的該預定熱值範圍為第一熱值範圍,第一紅外線光譜檢測模組41檢測該至少一種原料並輸出第一檢測後原料以及第一未對應原料,第一檢測後原料對應該第一熱值範圍。第二紅外線光譜檢測模組42檢測的預定熱值範圍為第二熱值範圍,第二紅外線光譜檢測模組42檢測第一未對應原料並輸出第二檢測後原料以及第二未對應原料,第二檢測後原料對應第二熱值範圍。第三紅外線光譜檢測模組43檢測的預定熱值範圍為第三熱值範圍,第三紅外線光譜檢測模組檢測第二未對應原料並輸出第三檢測後原料以及第三未對應原料,第三檢測後原料對應第三熱值範圍。
並且,第一儲料設備71、第二儲料設備72和第三儲料設備73分別儲存熱值分別對應於第一熱值範圍、第二熱值範圍和第三熱值範圍的第一原料RM1、第二原料RM2和第三原料RM3。第一檢測後原料即是對應第一熱值範圍的第一原料RM1,第二檢測後原料即是對應第二熱值範圍的第二原料RM2,第三檢測後原料即是對應第三熱值範圍的第三原料RM1。
從而,不與上述熱值範圍對應(即熱值不落入3000~6000 kcal/kg範圍內,或者紅外線光譜檢測設備的資料庫單元中未儲存的種類,從而無法獲知熱值的原料)的額外原料RM’被第三紅外線光譜檢測模組43的分選單元40d分離出來。
由第一紅外線光譜檢測模組41、第二紅外線光譜檢測模組42和第三紅外線光譜檢測模組43感測的每一塊第一原料RM1i、每一塊第二原料RM2i和每一塊第三原料RM3i的熱值Q1,i、Q2,i和Q3,i(kcal/kg)的資訊與重量M1,i、M2,i和M3,i(kg)的資訊可以分別儲存在第一紅外線光譜檢測模組41、第二紅外線光譜檢測模組42和第三紅外線光譜檢測模組43的記憶體並傳遞到調配設備80(稍後將描述)的記憶體中,或者可以直接傳遞到調配設備80的記憶體中,以供調配設備80估算熱值。
同樣地,除非下腳料的組成複雜,否則可以直接將下腳料依據其熱值而分別儲存在對應的儲料設備中(較佳地,可以先進行均質化處理),並且以手動的方式將所儲存的下腳料的重量和熱值資訊輸入到記憶體單元中,並將下腳料與經過撕碎、篩選、乾燥和掃描處理的紡織料、ASR和廢塑料一起製成固體回收燃料SRF。
<均質設備60>
根據本發明第二實施例,可以在該複數個紅外線光譜檢測設備中的至少一個之前設置與第一實施例相同的均質設備60;較佳地,可以在該複數個紅外線光譜檢測設備中的每一個之前均設置均質設備60,以對各組別的原料RM進行均質化。
<調配設備80、混合設備91和成型設備92>
在將原料RM分組並且分別儲存於複數個儲料設備之後,可以使用調配設備80、混合設備91和成型設備92將原料RM製成固體回收燃料SRF。
具體地,可以將調配設備80設置在該複數個儲料設備中的每一個之後並且分別與其連接;並且將調配設備80連接到該複數個紅外線光譜檢測設備中的每一個,以接收由該複數個紅外線光譜檢測設備感測的各組別的原料RM的重量和熱值資訊,並根據該些資訊調配各組原料的進料量並估算固體回收燃料的熱值;並且,可以將混合設備91設置在調配設備80之後且與調配設備80連接,並將成型設備92設置在混合設備91之後並且與混合設備91連接,以根據調配的進料量將原料混合均勻並製成固體回收燃料SRF。
調配設備80包含計算單元80a和進料單元80b。計算單元80a用於將該檢測後原料的熱值以及重量分別相乘後再加總,輸出該檢測後原料的總熱值;計算單元80a將該總熱值除以該檢測後原料的該總入料量,輸出該固體回收燃料的調配原料的平均熱值。進料單元80b用於根據計算單元80a的控制接收檢測後原料,並輸出固體回收燃料的調配原料。本發明的熱值估算系統的熱值估算詳細流程圖如圖7所示。
如下列式(3)至(5)所示,計算單元80a將由第一紅外線光譜檢測模組41所感測的每一塊第一原料RM1i的重量M1.i進行加總,以得到第一原料RM1的總入料量M1(即,儲存於第一儲料設備71中的第一原料RM1的總重量)。並且,同樣地計算第二原料RM2和第三原料RM3的總入料量M2、M3。
接著,如下列式(6)至(8)所示,計算單元80a將由第一紅外線光譜檢測模組41所感測的每一塊第一原料RM1i的熱值Q1,i (每單位重量的熱值,kcal/kg)和重量M1.i (kg)分別相乘後進行加總,以得到第一原料RM的總熱值Σ(Q1,i‧M1,i)(即,儲存於第一儲料設備71中的第一原料RM1的總熱值,kcal)。然後,計算單元80a將第一原料RM1的總熱值Σ(Q1,i‧M1,i) 除以第一原料RM1的總入料量M1,以計算儲存於第一儲料設備71中的第一原料RM1的平均熱值Q1(kcal/kg)。並且,同樣地計算第二原料RM2和第三原料RM3的總熱值Σ(Q2,i‧M2,i) 和 Σ(Q3,i‧M3,i) 以及平均熱值Q2和Q3。
最後,計算單元80a依據指定熱值Qd和指定重量Md(例如,客戶訂單的指定熱值和指定重量),計算第一儲料設備71、第二儲料設備72和第三儲料設備73分別儲存的第一原料RM1、第二原料RM2和第三原料RM3分別的進料量MO,1、MO,2和MO,3。
具體地,如下列式(9)和(10)所示,根據以下原則:(1)第一原料RM1、第二原料RM2和第三原料RM3的總進料量MO,1 + MO,2 + MO,3大於或等於指定重量Md(即,製作的燃料重量須大於或等於訂單重量);(2)進料量MO,1、MO,2和MO,3分別小於或等於總入料量M1、M2和M3的原則(即,原料用量須小於或等於庫存量);以及(3)使進料量MO,1、MO,2和MO,3進可能的接近(平衡各組別原料的用量與儲料量),計算出符合指定熱值Qd和指定重量Md的進料量的第一原料RM1、第二原料RM2和第三原料RM3分別的進料量MO,1、MO,2和MO,3。
接下來,進料單元80b可以從第一儲料設備71、第二儲料設備72和第三儲料設備73中根據所計算的進料量MO,1、MO,2和MO,3將第一原料RM1、第二原料RM2和第三原料RM3分別進料到混合設備91中。
混合設備91可以對進料到混合設備91中的第一原料RM1、第二原料RM2和第三原料RM3混合均勻並送料到成型設備92中;並且,成型設備92可以將送料到成型設備92中的第一原料RM1、第二原料RM2和第三原料RM3製成固體回收燃料SRF。
如上所述,本發明第二實施例的熱值估算系統,透過進一步根據熱值對原料進行分組,可以估算並調配出具有指定重量Md和指定熱值Qd的固體回收燃料SRF,因此,可以根據客戶對於固體回收燃料的熱值需求進行客製化,以提升產品的使用意願和售價。
<額外儲料設備74>
此外,在第二實施例中,還可以在該複數個串聯的紅外線光譜檢測設備中的最後一個(例如,第三紅外線光譜檢測模組43)與調配設備80之間設置額外儲料設備74,使額外儲料設備74與該最後一個紅外線光譜檢測設備和調配設備80連接。
從而,第三紅外線光譜檢測模組43的分選單元40d可以將額外原料RM’送入額外儲料設備74中並儲存。
接著,如下列式(11)所示,計算單元80a可以將額外儲料設備74中所儲存的每一塊額外原料RM’i的重量M’i進行加總以得到額外原料RM’的總額外入料量M’ (即,儲存於額外儲料設備74中的額外原料RM’的總重量)。
然後,進料單元80b可以從額外儲料設備74將額外指定重量M’d的額外原料RM’進料到成型設備92中;並且,成型設備92可以將進料到成型設備92中的額外原料RM’製成額外固體回收燃料SRF’。
同樣地,也可以在額外儲料設備74之前設置有均質設備60,以對額外原料RM’進行均質化,使額外固體回收燃料SRF’更易成型且熱值均勻。
如上所述,本發明第二實施例的熱值估算系統,除了可以將熱值已知的各組原料透過估算和調配製成具有指定重量Md和指定熱值Qd的客製化的固體回收燃料SRF之外,還可以透過額外儲料設備74,將熱值不落入上述組別或熱值未知的額外原料RM’獨立地製成額外固體回收燃料SRF’,由於其熱值未知,可以販售給對於熱值無特定需求的下游廠商,從而可以將原料RM進行最大化的利用,並最小化廢棄物的掩埋量。
[第三實施例]
與本發明第一實施例的熱值估算系統對應地,如圖4所示,本發明第三實施例提供一種固體回收燃料的熱值估算方法,包含:撕碎步驟S10、篩選步驟S20、乾燥步驟S30、紅外線光譜檢測步驟S40、均質步驟S60、儲料步驟S70、調配步驟S80以及成型步驟S92。以下將針對本發明第三實施例的固體回收燃料的熱值估算方法中的各步驟詳細說明,其中與第一實施例相同的部分將不再贅述。
<撕碎步驟S10、篩選步驟S20和乾燥步驟S30>
首先,與第一實施例對應地,在執行紅外線光譜檢測步驟S40之前,可以依據原料RM的情況決定是否執行以下步驟:撕碎步驟S10,將原料RM撕碎成小塊;篩選步驟S20,將原料RM中的沙土、磁性金屬、非磁性金屬或玻璃從原料RM中分離;乾燥步驟S30,對原料RM進行乾燥。上述步驟的順序並沒有特別限制,只要是設置在紅外線光譜檢測步驟S40之前即可。
具體地,篩選步驟S20可以包含但不限於以下的至少一種:沙土篩選步驟,將原料RM中的沙土分離;磁性金屬篩選步驟,將原料RM中的磁性金屬分離;非磁性金屬篩選步驟,將原料RM中的非磁性金屬分離;以及玻璃篩選步驟,將原料RM中的玻璃分離。
<紅外線光譜檢測步驟S40>
在分別執行撕碎步驟S10、篩選步驟S20和乾燥步驟S30原料RM進行相關處理之後,為了感測原料RM中具有燃料價值的成份的熱值資訊,以估算固體回收燃料SRF的熱值,可以執行紅外線光譜檢測步驟S40以感測原料RM的熱值。
在紅外線光譜檢測步驟S40中,檢測至少一種原料的紅外線吸收光譜以獲得該至少一種原料的熱值,並輸出檢測後原料的熱值和重量。紅外線光譜檢測步驟S40可以感測原料RM的種類和重量,並且依據所感測的原料RM的種類換算原料RM的熱值;
具體地,在撕碎步驟S10中,可以將原料RM撕碎成小於紅外線光譜檢測步驟S40中對於熱值和重量的單次感測範圍的體積,使得可以在紅外線光譜檢測步驟S40中分別感測每一塊被撕碎的原料RM的熱值和重量。
詳細地,在紅外線光譜檢測步驟S40中,可以使用近紅外線光譜儀感測所入料的每一塊原料RMi的近紅外線吸收光譜以判別每一塊原料RMi的種類,並且根據每一塊原料RMi的種類換算每一塊原料RMi的熱值Qi;並且可以使用重量感測器感測每一塊原料RMi的重量MIn,i。
具體地,在紅外線光譜檢測步驟S40中,可以使用資料庫儲存原料的種類(例如,近紅外線吸收光譜)和熱值的對應資訊,以供換算熱值使用。並且可以使用記憶體儲存所感測的每一塊原料RMi的熱值Qi與重量MIn.i的對應資訊。
<均質步驟S60>
為使固體回收燃料SRF具有更均勻的熱值,以提升本發明的熱值估算方法的準確度,可以進一步在儲料步驟S70(稍後將描述)之前執行均質步驟S60以對原料RM進行均質化。此外,由於在儲存原料RM之前先對原料RM進行均質化,可以減少原料RM的儲存體積,以節省儲料成本。
<儲料步驟S70>
在執行紅外線光譜檢測步驟S40感測原料RM的重量和熱值資訊,並執行均質步驟S60對原料RM進行均質化之後,可以執行儲料步驟S70儲存原料RM,並且對所儲存的原料RM進行攪拌,以使原料RM均勻混合。
同樣地,除非下腳料的組成複雜,否則可以直接將下腳料進行儲存(較佳地,可以先進行均質化處理),並且以手動的方式將所儲存的下腳料的重量和熱值資訊輸入到記憶體中,並將下腳料與經過撕碎步驟S10、篩選步驟S20、乾燥步驟S30和紅外線光譜檢測步驟S40的紡織料、ASR和廢塑料一起製成固體回收燃料SRF。
<調配步驟S80和成型步驟S92>
在執行儲料步驟S70以儲存並攪拌原料RM之後,可以執行調配步驟S80和成型步驟S92以將原料RM製成固體回收燃料SRF。
調配步驟S80根據檢測後原料的熱值以及重量,計算檢測後原料的總熱值和固體回收燃料的調配原料的平均熱值。
調配步驟S80可以包含計算步驟S81和進料步驟S82。
在計算步驟S81中,首先,如上述式(1)所示,將由紅外線光譜檢測步驟S40所感測的每一塊的原料RMi的重量MIn.i進行加總,以得到原料RM的總入料量MIn。
接著,如上述式(2)所示,將由紅外線光譜檢測步驟S40所感測的每一塊的原料RMi的熱值Qi (kcal/kg)和重量MIn.i (kg)分別相乘後進行加總,以得到原料RM的總熱值Σ(Qi‧MIn,i)(即,儲料步驟S70所儲存的原料RM的總熱值,kcal)。然後,將原料RM的總熱值Σ(Qi‧MIn,i) 除以原料RM的總入料量MIn,以計算儲料步驟S70所儲存的原料RM的平均熱值Q(kcal/kg)。
然後,在進料步驟S82中,可以將指定重量Md的原料RM進料到成型設備中;並且,在成型步驟S92中,可以將進料到該成型設備中的原料RM製成固體回收燃料SRF。
如上所述,透過本發明第三實施例的熱值估算方法,可以製造出具有已知的熱值(平均熱值Q)的固體回收燃料SRF,由於其熱值資訊已知,可以提升客戶的購買意願,並且提升對於燃燒效果的掌握程度。
[第四實施例]
與第二實施例的熱值估算系統對應地,如圖5所示,本發明第四實施例提供一種固體回收燃料的熱值估算方法,包含:撕碎步驟S10、篩選步驟S20、乾燥步驟S30、紅外線光譜檢測步驟S40、分組步驟S50、均質步驟S60、儲料步驟S70、調配步驟S80、混合步驟S91以及成型步驟S92。以下將針對本發明第四實施例的固體回收燃料的熱值估算方法中的各步驟詳細說明,其中與本發明第二和第三實施例相同的部分將不再贅述。
<紅外線光譜檢測步驟S40和分組步驟S50>
在第四實施例中,可以在執行紅外線光譜檢測步驟S40(稍後將描述)之前執行與第三實施例相同的撕碎步驟S10、篩選步驟S20和乾燥步驟S30。
並且,為了估算並調配固體回收燃料SRF的熱值,可以執行紅外線光譜檢測步驟S40,以對預先經過撕碎、篩選或乾燥處理的原料RM進行熱值感測;然後,可以執行分組步驟S50,以進一步根據所感測的熱值對原料RM進行分組。
在紅外線光譜檢測步驟S40中,感測原料RM的種類和重量,並且依據所感測的原料RM的種類換算原料RM的熱值。
具體地,可以使用近紅外線光譜儀感測所入料的每一塊原料(RM1i、RM2i和RM3i)的近紅外線吸收光譜以判別每一塊原料的種類,並且根據每一塊原料的種類換算每一塊原料的熱值(Q1,i、Q2,i或Q3,i);並且可以使用重量感測器感測每一塊原料的重量(M1,i、M2,i和M3,i)。
並且,可以使用資料庫單元儲存原料的種類(例如,近紅外線吸收光譜)和熱值的對應資訊,以供換算熱值使用。並且可以使用記憶體儲存每一塊原料的重量與熱值的對應資訊((M1,i,Q1, )、(M2,i,Q2,i)和(M3,i,Q3,i))。
在分組步驟S50中,根據檢測後原料的熱值和複數個預定熱值範圍,將檢測後原料分成與複數個預定熱值範圍對應的複數個組別,並且分離熱值不與複數個預定熱值範圍對應的額外原料。依據紅外線光譜檢測步驟S40所換算的每一塊原料的熱值和複數個預定熱值範圍,將每一塊原料分成與該複數個熱值範圍對應的複數個組別,並且分離熱值不與該複數個預定熱值範圍對應的額外原料RM’。
具體地,該複數個預定熱值範圍可以包含第一熱值範圍、第二熱值範圍和第三熱值範圍;該複數個組別可以包含第一組別G1、第二組別G2和第三組別G3,分別對應於該第一熱值範圍、該第二熱值範圍和該第三熱值範圍。
具體地,分組步驟S50中,根據檢測後原料的熱值,將檢測後原料分成與第一熱值範圍對應的第一組別G1,將不對應該第一熱值範圍的檢測後原料分成與第二熱值範圍對應的第二組別G2,將不對應第二熱值範圍的檢測後原料分成與第三熱值範圍對應的第三組別G3,將不對應第三熱值範圍的檢測後原料分離為額外原料。
在分組步驟S50中,根據上述預定熱值範圍,原料RM被分成第一原料RM1、第二原料RM2和第三原料RM3,分別對應於第一組別G1、第二組別G2和第三組別G3。第一原料RM1、第二原料RM2和第三原料RM3的熱值分別對應於該第一熱值範圍(例如3000~4000 kcal/kg)、該第二熱值範圍(例如4000~5000 kcal/kg)和該第三熱值範圍(例如5000~6000 kcal/kg)。
並且,在分組步驟S50中,熱值不與上述預定熱值範圍對應的額外原料RM’被分離出來。
<儲料步驟S70>
在執行紅外線光譜檢測步驟S40和分組步驟S50將原料RM根據複數個預定熱值範圍進行分組之後,可以執行儲料步驟S70以分別儲存複數個組別的原料RM。
並且,為使固體回收燃料SRF具有更均勻的熱值,以提升本發明的熱值估算方法的準確度,可以進一步在儲料步驟S70(稍後將描述)之前執行均質步驟S60以對原料RM進行均質化。
在儲料步驟S70中,將該複數個組別的原料RM分別儲存,並且分別對所儲存的原料RM進行攪拌。
同樣地,除非下腳料的組成複雜,否則可以直接將下腳料依據其熱值分組儲存(較佳地,可以先進行均質化處理),並且以手動的方式將所儲存的下腳料的重量和熱值資訊輸入到記憶體中,並將下腳料與經過撕碎步驟S10、篩選步驟S20、乾燥步驟S30和紅外線光譜檢測步驟S40的紡織料、ASR和廢塑料一起製成固體回收燃料SRF。
<調配步驟S80、混合步驟S91和成型步驟S92>
在將原料RM分組並且分別儲存之後,可以進行調配步驟S80、混合步驟S91和成型步驟S92將原料RM製成固體回收燃料SRF。
本發明的熱值估算系統的熱值估算詳細流程圖如圖7所示。
調配步驟S80包含計算步驟S81和進料步驟S82。
在計算步驟S81中,將檢測後原料的熱值以及重量分別相乘後再加總,輸出檢測後原料的總熱值;將總熱值除以檢測後原料的總入料量,輸出固體回收燃料的調配原料的平均熱值。
具體地,如上述式(3)至(5)所示,對於第一組別G1的第一原料RM1,將每一塊第一原料RM1i的重量M1,i進行加總,以得到第一組別G1的第一原料RM1的總入料量M1。並且,同樣地計算第二組別G2的第二原料RM2的總入料量M2和第三組別G3的第三原料RM3的總入料量M3。
接著,如上述式(6)至(8)所示,對於第一組別G1的第一原料RM1,對每一塊第一原料RM1i的熱值Q1,i (kcal/kg)和重量M1.i (kg)分別相乘後進行加總,以得到第一原料RM的總熱值Σ(Q1,i‧M1,i)(kcal);然後,將第一原料RM1的總熱值Σ(Q1,i‧M1,i) 除以第一原料RM1的總入料量M1,以計算所儲存的第一組別G1的第一原料RM1的平均熱值Q1(kcal/kg)。並且,同樣地計算第二組別G2的第二原料RM2總熱值Σ(Q2,i‧M2,i) 和平均熱值Q2,以及第三組別G3的第三原料RM3的總熱值 Σ(Q3,i‧M3,i) 和平均熱值Q3。
最後,依據指定熱值Qd和指定重量Md,計算所儲存的該複數個組別的原料RM分別的進料量。
具體地,如上述式(9)和(10)所示,根據與第二實施例相同的原則,計算出符合指定熱值Qd和指定重量Md的進料量的第一原料RM1、第二原料RM2和第三原料RM3分別的進料量MO,1、MO,2和MO,3。
在進料步驟S82中,根據計算步驟的結果接收檢測後原料,並輸出固體回收燃料的調配原料。
具體地,依據所計算的進料量MO,1、MO,2、MO,3分別將第一組別G1的第一原料RM1、第二組別G2的第二原料RM2和第三組別G3的第三原料RM3進料到一混合設備中。
在混合步驟S91中,將進料到該混合設備中的第一原料RM1、第二原料RM2和第三原料RM3混合均勻;並且,在成型步驟S92中,將所混合的第一原料RM1、第二原料RM2和第三原料RM3製成固體回收燃料SRF。
如上所述,本發明第四實施例的熱值估算方法,透過進一步根據熱值對原料進行分組,可以估算並調配出具有指定重量Md和指定熱值Qd的固體回收燃料SRF,因此,可以根據客戶對於固體回收燃料的熱值需求進行客製化,以提升產品的使用意願和售價
<額外固體回收燃料SRF’>
此外,在第四實施例中,可以在儲料步驟S70中進一步儲存分離出來的額外原料RM’。同樣地,也可以在儲存額外原料RM’之前對額外原料RM’進行均質化。
接著,如上述式(11)所示,在計算步驟S81中,可以將儲料步驟S70所儲存的每一塊額外原料RM’i的重量M’i進行加總,以得到額外原料RM’的總額外入料量M’。
然後,在進料步驟S82中,可以將指定重量M’d的額外原料RM’進料到該成型設備中;並且,在成型步驟S92中,將進料到該成型設備中的額外原料RM’製成額外固體回收燃料SRF’。
如上所述,透過本發明第四實施例的熱值估算方法,除了可以將熱值已知的各組原料透過估算和調配製成具有指定重量Md和指定熱值Qd的客製化的固體回收燃料SRF之外,還可以將熱值不落入上述組別或熱值未知的額外原料RM’獨立地製成額外固體回收燃料SRF’,由於其熱值未知,可以販售給對於熱值無特定需求的下游廠商,從而可以將原料RM進行最大化的利用,並最小化廢棄物的掩埋量。
綜上所述,在本發明第一和第三實施例中,可以製造出具有已知的熱值Q的固體回收燃料SRF,從而可以提升客戶對於固體回收燃料的燃燒效果的掌握程度以及購買意願。
而且,較佳地,如圖6所示,在本發明第二和第四實施例中,由紡織料、ASR、廢塑料和下腳料組成的原料,經由篩選設備/步驟將其中的不可燃成份分離;接著,將原料中的可燃物質經由紅外線光譜檢測設備/步驟及分組步驟分為具有不同熱值範圍的組別並分別儲存;然後,依據客戶指定的燃料熱值,透過調配設備/步驟計算具有不同熱值範圍的原料分別的進料量;最後,透過成型設備/步驟將先前調配並進料的原料製成固體回收燃料,以使固體回收燃料的熱值符合客戶的需求。
此外,透過紅外線光譜檢測設備/步驟及分組步驟分離出來的額外原料的熱值雖然不對應於熱值範圍,仍可以將將其獨立地製成額外固體回收燃料,由於其熱值未知,可以販售給對於熱值無特定需求的下游廠商,從而可以將原料進行最大化的利用,並最小化廢棄物的掩埋量
以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例,並非企圖據以對本發明做任何形式上之限制,是以,凡有在相同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更,皆仍應包含在本發明意圖保護之範疇。
10:撕碎設備 20:篩選設備 30:乾燥設備 40:紅外線光譜檢測設備 40a:入料單元 40b:熱值感測單元 40c:重量感測單元 40d:分選單元 41:第一紅外線光譜檢測設備 42:第二紅外線光譜檢測設備 43:第三紅外線光譜檢測設備 60:均質設備 70:儲料設備 70a:攪拌單元 71:第一儲料設備 72:第二儲料設備 73:第三儲料設備 74:額外儲料設備 80:調配設備 80a:計算單元 80b:進料單元 91:混合設備 92:成型設備 G1:第一組別 G2:第二組別 G3:第三組別 RM:原料 RM1:第一原料 RM2:第二原料 RM3:第三原料 RM’:額外原料 SRF:固體回收燃料 SRF':額外固體回收燃料 S10:撕碎步驟 S20:篩選步驟 S30:乾燥步驟 S40:紅外線光譜檢測步驟 S50:分組步驟 S60:均質步驟 S70:儲料步驟 S80:調配步驟 S81:計算步驟 S82:進料步驟 S91:混合步驟 S92:成型步驟
圖1為本發明第一實施例的固體回收燃料的熱值估算系統示意圖; 圖2為本發明第二實施例的固體回收燃料的熱值估算系統示意圖; 圖3為本發明第二實施例的紅外線光譜檢測設備和儲料設備的局部示意圖; 圖4為本發明第三實施例的固體回收燃料的熱值估算方法流程圖; 圖5為本發明第四實施例的固體回收燃料的熱值估算方法流程圖; 圖6為本發明第二實施例的經篩選、掃描、分組、調配及成型等步驟而將原料製成固體回收燃料的流程圖;以及 圖7為本發明第二和第四實施例的熱值估算詳細流程圖。
S10:撕碎步驟
S20:篩選步驟
S30:乾燥步驟
S40:紅外線光譜檢測步驟
S50:分組步驟
S60:均質步驟
S70:儲料步驟
S80:調配步驟
S81:計算步驟
S82:進料步驟
S91:混合步驟
S92:成型步驟

Claims (10)

  1. 一種固體回收燃料的熱值估算方法,包括: 紅外線光譜檢測步驟,以一紅外線光譜檢測設備檢測至少一種原料的紅外線吸收光譜以獲得該至少一種原料的熱值,並輸出檢測後原料的熱值和重量; 調配步驟,根據該檢測後原料的熱值以及重量,以一調配設備計算該檢測後原料的總熱值和該固體回收燃料的調配原料的平均熱值。
  2. 如請求項1之熱值估算方法,其中,該紅外線光譜檢測步驟還包括: 分組步驟,根據該檢測後原料的熱值和複數個預定熱值範圍,將該檢測後原料分成與該複數個預定熱值範圍對應的複數個組別,並且分離熱值不與該複數個預定熱值範圍對應的額外原料。
  3. 如請求項1之熱值估算方法,其中,該紅外線光譜檢測步驟還包括: 分組步驟,根據該檢測後原料的熱值,將該檢測後原料分成與第一熱值範圍對應的第一組別,將不對應該第一熱值範圍的該檢測後原料分成與第二熱值範圍對應的第二組別,將不對應該第二熱值範圍的該檢測後原料分成與第三熱值範圍對應的第三組別,將不對應該第三熱值範圍的該檢測後原料分離為該額外原料。
  4. 如請求項1至3任一項之熱值估算方法,其中,該調配步驟還包括: 計算步驟,將該檢測後原料的熱值以及重量分別相乘後再加總,輸出該檢測後原料的總熱值;將該總熱值除以該檢測後原料的總入料量,輸出該固體回收燃料的調配原料的平均熱值。
  5. 如請求項4之熱值估算方法,其中,該調配步驟還包括: 進料步驟,根據該計算步驟的結果接收該檢測後原料,並輸出該固體回收燃料的調配原料。
  6. 如請求項5之熱值估算方法,其中,該紅外線光譜檢測步驟之前,還包括: 撕碎步驟,將該至少一種原料撕碎成小塊; 篩選步驟,將該至少一種原料中的沙土、磁性金屬、非磁性金屬或玻璃從該至少一種原料中分離。
  7. 如請求項1至3任一項之熱值估算方法,其中,該紅外線光譜檢測步驟還包括: 均質步驟,將該檢測後原料進行均質化。
  8. 如請求項2至3任一項之熱值估算方法,其中,該紅外線光譜檢測步驟還包括: 儲料步驟,儲存該檢測後原料,並且對該檢測後原料進行攪拌。
  9. 如請求項1至3任一項之熱值估算方法,其中,該紅外線光譜檢測步驟之前,還包括: 撕碎步驟,將該至少一種原料撕碎成小塊; 篩選步驟,將該至少一種原料中的沙土、磁性金屬、非磁性金屬或玻璃從該至少一種原料中分離。
  10. 如請求項9之熱值估算方法,其中,該紅外線光譜檢測步驟之前,還包括: 乾燥步驟,對將該至少一種原料進行乾燥處理。
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