TWI604041B - 生質燃料之製造方法 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種生質燃料之製造方法，特別是一種生質燃料之製造方法。
加工或製造業生產過程中，往往都會產生一些廢棄物，而該廢棄物可能造成環境的污染，因此通常都會有許多防治污染的做法，例如設法降低廢棄物的產生，或者將廢棄物經過初步處理後，即以掩埋或直接焚化燃燒等等，此處理過程可能導致成本增加外，如以掩埋或直接焚化燃燒等，皆可能造成環境二度汙染，且也無特別效益產生，實需改善。
此外，隨著有限的天然燃料逐漸缺乏，因此許多研究者紛紛投入生質燃料的研究，例如中華民國專利公開號第201238914號「汙泥製成衍生燃料之方法」，專利證號I531425號「生物汙泥製成生質燃料之方法」、專利證號431106號「高燃燒效率植物燃料之製成」等等專利案件，皆在敘述如何將汙泥或木屑如何製作成一生質燃料；然，上述各案件中，其製造過程主要都必須加入黏結料或膠結劑，方可使汙泥或木屑加以外型定型成為一生質燃料，而其膠結劑或黏結料本身物質於燃燒過程可能又造成另一環境汙染外，且也相對導致生產成本增加；因此，本發明人積極研究，如何不須用膠結材就可使該汙泥或木屑或其混合物固化形成一生質燃料之製造方法。
因此，本發明之目的，是在提供一種生質燃料之製造方法，其可將原屬於廢棄物之資源料處理成一生質燃料，以減量該資源料之產生外，並且達到廢棄物再利用之環保功效。
於是，本發明生質燃料之製造方法，其包含有一備料步驟、篩分步驟、攪拌步驟及高壓擠出步驟等；其中，該備料步驟具備有一內含纖維質之資源料，且該資源料熱值至少為1500 Kcal/kg（含）以上，並且將該資源料經處理成0.1mm至5mm間（即篩分步驟），再透過該攪拌步驟將該資源料內之粒徑均勻攪拌，並且控制攪拌中之資源料含水率為10%~50%，而後再將該攪拌後之資源料透過一薪棒成型機高壓擠壓下，使該資源料由該薪棒成型機之塑形孔受壓擠出，同時該資源料於該塑形孔擠出過程中因摩擦而產生溫度，使得該資源料內之纖維質受溫度與壓力作用而成型為一固態狀之生質燃料，是以，該資源料選用產業廢棄物如（如木屑、紡織汙泥、紙漿汙泥等），並經本發明處理過後，即可使該廢棄物成為一可利用的生質燃料，除可解決廢棄物後續處理的問題，降低廢棄物汙染環境外，且又可再生以提供燃燒產生熱能，進而達到廢棄物再利用之環保功效。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚地明白。
參閱圖1，本發明第一較佳實施例，生質燃料之製造方法3，其依序包含有備料步驟31、篩分步驟32、攪拌步驟33及高壓擠出步驟34等；其中，該備料步驟31備有內含纖維質之資源料，且該資源料需選用熱值至少1500Kcal/kg(含)以上，而該資源料實際選用時，可挑選如具纖維質之植物性的資源料(例如以木屑、稻稈、玉米稈、蔗渣、草、米糠、秸稈等)，或者具纖維質之汙泥的資源料(紡織汙泥、漿紙汙泥)等等皆可適用；另，該備料步驟31中，若採用二種材料時，可於該備料步驟31中分別推放，且分別經過該篩分步驟32之處理。
仍續前述，該篩分步驟32係將上述資源料粒徑處理成0.1mm至5mm間，而本實施例中，該篩分步驟32係包括有破碎、篩選、乾燥等程序，其中，該破碎程序係將該資源料進行破碎；而該篩選程序則是篩分出0.1mm至5mm之粒徑，如以旋風分離出較小顆粒之細粒徑後，再將粗粒徑再一次破碎，而細粒徑部分則可透過篩網篩出0.1mm至5mm粒徑的資源料，並且將該粒徑烘乾乾燥至含水率10~50%為最佳，以符合該攪拌步驟33所需之含水率條件，例如當使用木屑及汙泥等兩種資源料進行使用時，亦可將該以二資源料總和含水率為計算，例如當將木屑之資源料所容許的含水率降低為10%以下，而將該汙泥之資源料所容許的含水率提高為50%以上，只要於該攪拌步驟33中使該汙泥與木屑資源料等含水率互補成為總含水率10~50%即可，將可降低該木屑或汙泥烘乾時之處理成本。
仍續前述，該攪拌步驟33中係可透一攪拌機進行攪拌，已將該資源材藉由該攪拌機攪拌均勻即可，當然於攪拌過程中須控制含水率於10~50%即可，該含水率會影響該攪拌後該資源料受壓時該資源料內各物質間之摩擦力，即當該含水率過低時，容易導致該資源料受擠壓過程其內各物質的摩擦力不足，導致成形後該生質燃料密實度不佳，導致成形後該生質燃料容易分散之缺失；相對地，當含水率過高時，會導致該資源料內產生更大之摩擦力，使得擠壓過程需要更大動力，造成生產成本增加外，且成形後之生質燃料容易因水分產生膨脹，反而造成密實度不佳，且含水率過高也會導致該資源料內之微生物滋生，使得生質燃料後續保存不易之情形，因此，最佳之情況是將該含水率控制於15~20%間為最佳，此外，為增加製作後生質燃料之熱值，亦可適時加入有一油泥進行混合，且該油泥添加量佔該資源料30重量百分比以下，以增加該生質燃料之熱值，而該油泥可為清洗油槽或油槽底泥物質，熱值大約為10000Kcal/kg，或者可為重油、煤粉、石化業汙泥、植物油等等。
最後，配合參閱圖2，該高壓擠出步驟34則可透過一薪棒成型機4，該薪棒成型機4包含有一容器41，至少一設於該容器41上且對外連通之塑形孔42，以及一將該容器41內進行擠壓之擠壓器43，即將該攪拌後之資源料放入該容器41內，並且透過該薪棒成型機4之擠壓器43高壓擠壓該資源料，使得該資源料於該塑形孔42擠出過程中，該資源料中之含水量會增加該資源料內物質之摩擦力，使得該資源料與擠出過程中因該高壓與摩擦力，在不須額外提供一加熱熱源下，其高壓與摩擦及所產生之溫度，即能使該木質素或纖維質略為塑化成天然膠水性質，含有汙泥之資源料時，其內所含纖維質具有加壓定型之作用，而擠出該生質燃料A(如棒體型態)後，待冷卻後即可將該生質燃料A予以定型固定，即可完成該生質燃料A之製造方法。
本發明將舉例以下幾個實驗例進行說明，實驗例1~17進行測試，該資源料採用紡織汙泥熱值約3000Ｋcal/kg，木屑熱值大約為4000Ｋcal/kg，油泥熱值約為10000Ｋcal/kg；其於該攪拌步驟33中將該含水率控制於15~20%間，並且成型後分別生質燃料之熱值與檢視成形狀態，其結果如下：
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 項目 實驗例 </td><td> 油泥 (重量百分比) </td><td> 資源料(重量百分比) </td><td> 熱值 (Ｋcal/kg) </td><td> 成形狀態 </td></tr><tr><td> 木屑 </td><td> 汙泥 </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 100 </td><td> 3000 </td><td> 固化 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 0 </td><td> 20 </td><td> 80 </td><td> 3000 </td><td> 固化 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 0 </td><td> 30 </td><td> 70 </td><td> 3200 </td><td> 固化 </td></tr><tr><td> 4 </td><td> 0 </td><td> 40 </td><td> 60 </td><td> 3300 </td><td> 固化 </td></tr><tr><td> 5 </td><td> 0 </td><td> 50 </td><td> 50 </td><td> 3500 </td><td> 固化 </td></tr><tr><td> 6 </td><td> 10 </td><td> 0 </td><td> 90 </td><td> 3700 </td><td> 固化 </td></tr><tr><td> 7 </td><td> 10 </td><td> 20 </td><td> 70 </td><td> 3900 </td><td> 固化 </td></tr><tr><td> 8 </td><td> 10 </td><td> 30 </td><td> 60 </td><td> 4000 </td><td> 固化 </td></tr><tr><td> 9 </td><td> 10 </td><td> 40 </td><td> 50 </td><td> 4100 </td><td> 固化 </td></tr><tr><td> 10 </td><td> 15 </td><td> 0 </td><td> 85 </td><td> 4050 </td><td> 固化 </td></tr><tr><td> 11 </td><td> 15 </td><td> 15 </td><td> 70 </td><td> 4200 </td><td> 固化 </td></tr><tr><td> 12 </td><td> 15 </td><td> 30 </td><td> 55 </td><td> 4350 </td><td> 固化 </td></tr><tr><td> 13 </td><td> 20 </td><td> 0 </td><td> 80 </td><td> 4400 </td><td> 固化 </td></tr><tr><td> 14 </td><td> 20 </td><td> 15 </td><td> 65 </td><td> 4550 </td><td> 固化 </td></tr><tr><td> 15 </td><td> 20 </td><td> 30 </td><td> 50 </td><td> 4700 </td><td> 固化 </td></tr><tr><td> 16 </td><td> 30 </td><td> 0 </td><td> 70 </td><td> 5100 </td><td> 固化 </td></tr><tr><td> 17 </td><td> 30 </td><td> 15 </td><td> 55 </td><td> 5250 </td><td> 固化 </td></tr><tr><td> 18 </td><td> 30 </td><td> 30 </td><td> 40 </td><td> 5400 </td><td> 固化 </td></tr></TBODY></TABLE>
經實際測試後，上述各實驗例皆可將該經過一本發明製造方法處理後，皆可將該汙泥、木屑等資源料要製作成型出一成固化狀態之生質燃料（如圖2、圖3所示），當然亦可適時加入適當的油泥以提高該生質燃料之整體熱值，以因應各種燃燒所需之熱值。
歸納前述，本發明生質燃料之製造方法，依序包含有備料步驟、篩分步驟、攪拌步驟、高壓擠出步驟等；其中，該備料步驟具備有一內含纖維質之資源料（如木屑、紡織汙泥、紙漿汙泥等廢棄物），且該資源料熱值至少為1500 Kcal/kg（含）以上，並且將該資源料經處理成0.1mm至5mm間（即篩分步驟），再透過該攪拌步驟將該資源料內之粒徑均勻攪拌成一資源料，並且控制含水率為10%~50%，即可將該資源料透過高壓擠出，使得該資源料於該含水率及高壓擠壓過程中所產生之溫度，即可使該纖維質受加壓而定型，已成為一固態狀之生質燃料，以供燃燒產生熱能，並且達到廢棄物再利用之環保功效。
惟以上所述者，僅為說明本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施例之範圍，及大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
3‧‧‧製造方法
31‧‧‧備料步驟
32‧‧‧篩分步驟
33‧‧‧攪拌步驟
34‧‧‧高壓擠出步驟
4‧‧‧薪棒成形機
41‧‧‧容器
42‧‧‧塑形孔
43‧‧‧擠壓器
A‧‧‧生質燃料
圖1為本發明第一較佳實施例之流程圖。 圖2為本發明薪棒成型機之示意圖； 圖3、圖4為本發明生質燃料之成品圖。
3‧‧‧製造方法
31‧‧‧備料步驟
32‧‧‧篩分步驟
33‧‧‧攪拌步驟
34‧‧‧高壓擠出步驟
Claims (6)
- 一種生質燃料之製造方法，其包含有：一備料步驟，其具備有一內含纖維質之資源料，且該資源料的熱值至少為1500Kcal/kg(含)以上；一篩分步驟，其將上述資源料粒徑處理成0.1mm至5mm間，同時該資源料之含水率為10%~50%之間；一攪拌步驟，其將該篩分步驟處理後之資源料均勻攪拌，且將處理後之該資源料控制含水率為15%~20%間；一高壓擠出步驟，其具備有一薪棒成型機，該薪棒成型機具有一可容置前述該攪拌後之資源料之容器，至少一設於該容器上且對外連通之塑形孔，以及一將該容器內進行擠壓之擠壓器，而該攪拌步驟之資源料經該擠壓器高壓擠壓下，使該資源料由該塑形孔受壓擠出，同時該資源料於該塑形孔擠出過程中因摩擦而產生溫度，使得該資源料內之纖維質受溫度與壓力作用而成型為一固態狀之生質燃料。
- 根據申請專利範圍第1項所述生質燃料之製造方法，其中，該資源料為木屑、紡織汙泥、漿紙汙泥其一。
- 根據申請專利範圍第2項所述生質燃料之製造方法，其中，該資源料可為該木屑、該紡織汙泥、該漿紙汙泥等任二種以上混合而成。
- 根據申請專利範圍第1項或第3項所述生質燃料之製造方法，該攪拌步驟中更可另外添加一油泥，且該油泥添加量佔該資源料之30重量百分比以下。
- 根據申請專利範圍第1項或第3項所述生質燃料之製造方法，其中，該篩分步驟係包括有破碎、篩選、乾燥等程序，其中，該破碎程序係將該資源料進行破碎；而該篩選步驟則是篩分出0.1mm至5mm之粒徑，並且將該粒徑乾燥至含水率10~50%。
- 根據申請專利範圍第5項所述生質燃料之製造方法，當使用兩種以上之資源料時，其於該烘乾步驟中，其含水率須以二資源料之總和含水率為計算。
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