TWI762399B

TWI762399B - 環保生質燃料之燃燒爐

Info

Publication number: TWI762399B
Application number: TW110128752A
Authority: TW
Inventors: 陳長仁; 侯順雄; 鄭博駿
Original assignee: 崑山科技大學
Priority date: 2021-08-04
Filing date: 2021-08-04
Publication date: 2022-04-21
Also published as: TW202307374A

Abstract

本發明係關於一種環保生質燃料之燃燒爐，包含：一爐體分隔有一預熱區及一加熱區，一落料座內部設有一容料區，該容料區透過一轉動馬達帶動二門板活動開啟或關閉；一燃燒單元係設有一噴嘴對應於該容料區噴出一液體燃料並點火，該燃燒單元設有一溫度偵測器，偵測該容料區內的溫度達到一燃燒標準值，則會控制該轉動馬達帶動該二門板活動開啟；該溫度偵測器同時控制一輸送帶移動一距離；一熱水盤管通過該預熱區及該加熱區。藉以能快速的燃燒生質燃料且不間斷。

Description

環保生質燃料之燃燒爐

本發明係有關於一種可以快速燃燒生質燃料且不間斷的燃燒爐構造。

近年來，化石能源、空污問題與焚化爐屆齡，大量廢塑膠無法有效去化，面臨非法燃燒產生大量戴奧辛影響大眾健康。以廢棄物製成可再利用的能源，廢棄物衍生燃料RDF(Refuse Derived Fuel)，學者已研究出將廢油泥、煤粉、木屑(或稻桿)與PE等廢棄物所製作出RDF-5燃料顆粒，對於廢棄物的去化有很大貢獻。然而處理廢塑膠的方法有二：氣化爐與化學去氯法。氣化爐建置與後處理成本高，化學去氯法可適用於一般燃燒爐，其係以配方與塑膠常壓混合後製成生質燃料顆粒，在燃燒時配方與塑膠中氯離子反應產生穩定的化合物，留置在廢渣中，可大量減少廢氣中的戴奧辛。此新一代再生塑膠環保顆粒(其熱值約6000~7000kcal/kg)，已可應用於流體化床鍋爐(2020年9月經濟部工業局核可)取代汽電生的煤燃料，可減少化石能源的消耗，同時降底空氣污染。

例如中華民國109年2月1日所公告之新型第M590068號「有機廢氣濃縮蓄熱燃燒回流冷卻系統」專利案，其係揭露：係將蓄熱氣經由不同路徑來進行回收或排放，另該蓄熱燃燒爐的排氣經由該冷卻器來進行熱交換，並於進行冷卻後再輸送到該廢氣進氣管路，使燃燒後的氣體進入該吸附轉輪之吸附區，而不經過該煙囪來進行排放，讓該煙囪的排放量降低，並使有機廢氣的處理效率提升，同時，蓄熱燃燒爐之加熱室的蓄熱氣提供給該加熱器來使用。

惟由於生質燃料具有不易點燃的特性，而會影響到燃燒加熱的效率，因此在使用上不盡理想。

爰此，有鑑於目前用於燃燒生質燃料之燃燒爐具有上述的缺點。故本發明提供一種環保生質燃料之燃燒爐，包含有：一爐體，內部係分隔區分成有一預熱區及一加熱區，該預熱區與該加熱區之間係連接有一連通道，該爐體分別設有一排氣通道、一入料口、一進氣口及一出口，該排氣通道連通至該預熱區，該入料口、該進氣口及該出口係連通至該加熱區；一落料座，其係設置於該加熱區內，並位於該入料口的下方處，該落料座內部設有一容料區，又該容料區透過一轉動馬達帶動二門板活動開啟或關閉；一燃燒單元，係設置於該落料座上，該燃燒單元係設有一噴嘴對應於該容料區噴出一液體燃料，並予以點火，又該燃燒單元設有一溫度偵測器，該溫度偵測器係訊號連接至該轉動馬達，並偵測該容料區內的溫度，藉以於該容料區內的溫度達到一燃燒標準值時，則會控制該轉動馬達帶動該二門板活動開啟；一輸送單元，係設置於該容料區的下方位置處，該輸送單元上係設有間歇循環轉動的網狀之一輸送帶，該輸送單元係訊號連接至該溫度偵測器，藉以於該溫度偵測器偵測該容料區內的溫度達到該燃燒標準值時，控制該輸送帶移動一距離；一熱水盤管，係設置於該爐體的內部，並通過該預熱區及該加熱區。

上述預熱區係位於該爐體內的上方，該加熱區係位於該爐體內的下方。

上述連通道一端的一第一入氣端的口徑係小於另一端的一第一出氣端的口徑，該第一入氣端連通該加熱區，該第一出氣端則連通該預熱區。

上述連通道內係設有一鼓風機，該連通道內係設有一氣體偵測器，該氣體偵測器係訊號連接至該鼓風機，並偵測通過該連通道之廢氣中的二氧化碳及氮氧化物之濃度，藉以於該二氧化碳或該氮氧化物之濃度超過一氣體標準時，控制該鼓風機啟動。

上述排氣通道一端的一第二入氣端的口徑係小於另一端的一第二出氣端的口徑，該第二入氣端係連通至該加熱區。

上述出口內設入有抽屜式的一盛盤，以供取出或置入於該加熱區的底部。

上述進一步設有一進料單元，該進料單元係設置於該入料口內，該進料單元係透過一動力馬達間歇性的帶動一撥料螺桿轉動。

上述撥料螺桿的末端處設有一震動送料台，該落料座係位於該震動送料台的下方處。

上述進一步設有一進氣單元，該進氣單元係設置於該加熱區內，並連接於該進氣口，該進氣單元之底部設有複數透氣孔。

上述熱水盤管一端的一入水端位於該預熱區外，另一端的一出水端則位於該加熱區外。

上述技術特徵具有下列之優點：

1.藉由落料座及燃燒單元之配合設置，可以使生質燃料先預燃，以幫助可先快速燃燒，然後再藉由輸送單元之設置，使已預燃的該生質燃料可以繼續正常燃燒，藉以有效率的處理難以點燃及燃燒的生質燃料。

2藉由連通道的設置，以加長進、排氣的路徑，也同時提高通道的阻力，以提昇熱交換效率與灰燼收集。

3.藉由進氣口與該排氣口的上、下位置與口徑大小不同，可確保完全燃燒所需要的空氣流量。

4.藉由鼓風機搭配氣體偵測器的廢氣偵測，可以調整空氣進入的流量，以幫助該生質燃料燃燒。

5.利用進料單元可以間歇性的帶動生質燃料移動，然後批量式的燃燒該生質燃料，使生質燃料可以持續燃燒而不間斷。

6.藉由輸送單元上係設有可間歇循環轉動的網狀之輸送帶，以幫助生質燃料燃燒完成為灰燼後，利用重力可經由該輸送帶落入到盛盤內被收集後再倒掉處理。

7.並利用熱水盤管依次通過預熱區及加熱區，可提高熱交換的效率，並加速熱水的形成以供使用。

1:爐體

11:預熱區

12:加熱區

13:連通道

131:第一入氣端

132:第一出氣端

133:氣體偵測器

14:鼓風機

15:排氣通道

151:第二入氣端

152:第二出氣端

16:入料口

17:進氣口

18:出口

181:盛盤

2:進料單元

21:動力馬達

22:撥料螺桿

23:震動送料台

3:落料座

31:容料區

32:轉動馬達

33:門板

4:燃燒單元

41:噴嘴

42:溫度偵測器

5:輸送單元

51:輸送帶

6:進氣單元

61:透氣孔

7:熱水盤管

71:入水端

72:出水端

A:生質燃料

[第一圖]係為本發明實施例之立體外觀圖。

[第二圖]係為本發明實施例之組合剖視圖。

[第三圖]係為本發明實施例落料座與輸送單元之構造示意圖。

[第四圖]係為本發明實施例進氣單元之構造示意圖。

[第五圖]係為本發明實施例進料單元輸送生質燃料以供點火燃燒之示意圖。

[第六圖]係為本發明實施例落料座開啟門板使生質燃料落到輸送帶上之示意圖。

[第七圖]係為本發明實施例落料座關閉門板以供再次落下生質燃料之示意圖。

[第八圖]係為本發明實施例輸送帶輸送生質燃料之示意圖。

請參閱第一圖、第二圖及第三圖所示，本發明實施例係包含有：爐體1、進料單元2、落料座3、燃燒單元4、輸送單元5、進氣單元6及熱水盤管7，其中：爐體1，其內部係上、下分隔區分成有一預熱區11及一加熱區12。位於上方的該預熱區11與位於下方的該加熱區12之間係連接有一連通道13，該連通道13一端的一第一入氣端131的口徑係小於另一端的一第一出氣端132之口徑，該第一入氣端131連通該加熱區12，該第一出氣端132則連通該預熱區11。又該連通道13內係設有一鼓風機14，該連通道13內係設有一氣體偵測器133，該氣體偵測器133係訊號連接至該鼓風機14，並偵測通過該連通道13之廢氣中的二氧化碳及氮氧化物之濃度，藉以於該二氧化碳或該氮氧化物之濃度超過一氣體標準時，係會控制該鼓風機14啟動。該爐體1分別設有一排氣通道15、一入料口16、一進氣口17及一出口18。該排氣通道15一端的一第二入氣端151的口徑係小於另一端的一第二出氣端152之口徑，又該排氣通道15的該第二入氣端151係連通至該加熱區12。該入料口16、該進氣口17及該出口18則連通至該加熱區12。又該出口18內設入有抽屜式的一盛盤181，以供可以取出或置入於該加熱區12的底部。

進料單元2，其係設置於該入料口16內。該進料單元2係可以透過一動力馬達21間歇性的帶動一撥料螺桿22轉動，該撥料螺桿22的末端處設有一震動送料台23。

落料座3，其係設置於該加熱區12內，並位於該震動送料台23的下方處。該落料座3〔如第三圖所示〕內部設有一容料區31，又該容料區31的底部透過一轉動馬達32帶動二門板33活動開啟或關閉，該二門板33係設呈為網狀構造。

燃燒單元4，其係設置於該落料座3上。該燃燒單元4〔如第三圖所示〕係設有一噴嘴41對應於該落料座3之該容料區31噴出一液體燃料，並予以點火，該液體燃料係為酒精、汽油或柴油。又該燃燒單元4設有一溫度偵測器42，該溫度偵測器42係訊號連接至該轉動馬達32，並偵測該容料區31內的溫度，藉以於該容料區31內的溫度達到一燃燒標準值時，則會控制該轉動馬達32帶動該二門板33活動開啟。

輸送單元5，係設置於該落料座3的該容料區31的下方位置處，該輸送單元5上係設有可間歇循環轉動的網狀之一輸送帶51。該輸送單元5係訊號連接至該溫度偵測器42，藉以於該溫度偵測器42偵測該容料區31內的溫度達到該燃燒標準值時，控制該輸送帶51移動一適當距離。

進氣單元6，係設置於該加熱區12內，並連接於該進氣口17。又該進氣單元6〔如第四圖所示〕係設呈為一管狀，並於底部設有複數透氣孔61。

熱水盤管7，其係設置於該爐體1的內部，並通過該預熱區11及該加熱區12。該熱水盤管7一端的一入水端71位於該預熱區11外，另一端的一出水端72則位於該加熱區12外。

使用時，如第一圖及第五圖所示，係將一生質燃料A經由該入料口16置入，透過該進料單元2利用該動力馬達21帶動該撥料螺桿22轉動，以推送該生質燃料A前進，並落入到該震動送料台23，利用震動方式使該生質燃料A可以均勻的落入到該落料座3之容料區31內部。然後，該燃燒單元4之該噴嘴41係對於該容料區31內的該生質燃料A噴出該液體燃料，再予以點火，藉以能點燃該生質燃料A，以幫助該生質燃料A預燃。同時該爐體1外的空氣可以經由該進氣口17進入到該進氣單元6，再由該等透氣孔61進入到加熱區12該內，以幫助該生質燃料A預燃。該生質燃料A燃燒後所產生的廢氣及熱能，則可藉由該連通道13輸入到該預熱區11內，該廢氣再由該排氣通道15排出到該爐體1外。

如第六圖所示，當該溫度偵測器42偵測到該容料區31內部之該生質燃料A的燃燒溫度，超過該燃燒標準值時，則會控制該容料區31底部的該轉動馬達32帶動該二門板33活動開啟，使該容料區31內部之該生質燃料A可以落下到該輸送單元5的該輸送帶51上，然後該生質燃料A於該輸送帶51上繼續正常燃燒。當該生質燃料A燃燒時所產生的熱能，可以向上對於通過該預熱區11及該加熱區12之該熱水盤管7進行熱交換，使該熱水盤管7的該入水端71所進入的冷水，可以藉由熱交換而變成熱水，再由該出水端72排出，以供使用。而該生質燃料A燃燒完成為灰燼後，則可經由網狀的該輸送帶51落入到該盛盤181內被收集，可經由該出口18內拉出抽屜式的該盛盤181，再予以倒掉後處理。

如第七圖所示，接著該轉動馬達32帶動該二門板33活動關閉，同時透過該動力馬達21帶動該撥料螺桿22轉動，以推送該生質燃料A前進，並落入到該震動送料台23，利用震動方式使該生質燃料A可以均勻的落入到該落料座3之該容料區31內部後。然後，利用該二門板33設呈為網狀構造，使得該輸送帶51上還在燃燒的該生質燃料A之火焰，可以透過該二門板33而點燃該容料區31內之該生質燃料A，藉以能使該生質燃料A預燃。

如第八圖所示，又當該溫度偵測器42偵測到該容料區31內部之該生質燃料A的燃燒溫度，超過該燃燒標準值時，則會控制該輸送單元5之該輸送帶51移動一適當距離，以帶動該輸送帶51上繼續燃燒的該生質燃料A可以離開該落料座3的下方位置處。同時會再次控制該容料區31底部的該轉動馬達32帶動該二門板33活動開啟，使該容料區31內部之該生質燃料A可以落下到該輸送單元5的該輸送帶51上，使該生質燃料A於該輸送帶51上繼續燃燒。如此，藉由上述的循環動作，使該生質燃料A可以被預燃及持續正常的燃燒。

如第四圖所示，當該連通道13內的該氣體偵測器133，偵測通過該連通道13之廢氣中的二氧化碳及氮氧化物之濃度，當超過該氣體標準時，則會控制該鼓風機14啟動，以加強該爐體1外的空氣可以快速經由該進氣口17進入到該進氣單元6，再由該等透氣孔61進入到該預熱區11內，以幫助該生質燃料A燃燒。直到該廢氣中的二氧化碳及氮氧化物之濃度，低於該氣體標準時，則會控制該鼓風機14停止轉動。又該生質燃料A燃燒後所產生的廢氣，可藉由該連通道13輸入到該加熱區12內，再由該排氣通道15排出到該爐體1外。

如此，藉由該落料座3及該燃燒單元4之配合設置，可以使該生質燃料A先預燃，然後再藉由輸送單元5之設置，使已預燃的該生質燃料A可以繼續正常燃燒，以幫助該生質燃料A可以快速點燃及燃燒，藉以有效率的處理難以點燃及燃燒的該生質燃料A。又為了提昇熱交換效率與灰燼收集，藉由該連通道13的設置，以加長進、排氣的路徑，也同時提高通道的阻力。而且藉由該排氣通道15與該進氣口17的上、下位置與口徑大小，可確保該生質燃料A完全燃燒所需要的空氣流量。並藉由鼓風機14之設計，搭配氣體偵測器133的廢氣偵測，可以調整空氣進入的流量。又利用該進料單元2可以間歇性的帶動，然後批量式的燃燒該生質燃料A，使該生質燃料A可以持續燃燒而不間斷。又藉由該輸送單元5上係設有可間歇循環轉動的網狀之輸送帶51，以幫助該生質燃料A燃燒完成為灰燼後，利用重力可經由該輸送帶51落入到該盛盤181內被收集後再倒掉處理。並利用該熱水盤管7可以依次通過該預熱區11及該加熱區12，可提高熱交換的效率，可加速熱水的形成以供使用。

綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。