[其他]垃圾焚化法及装置的改良

说明书

普通农作物、矿物、药物干燥之量，均不很多，所以干燥机的规模均不很大。尤其以蒸汽为热源的连续式双套圆筒搅拌干燥机，其规模较小。普通处理量3，000公斤/小时，直径1.2米，长7.5米的干燥机，即已属大型，其外围面积亦不过20～30平方米而已，散热损失不多。故如何对减少其外围面积及散热，亦不为人所重视。

但垃圾量实在太多，以台北市而言，日产2400公吨，即每小时需经干燥处理之量，高达100公吨。

这类干燥机，每平方米每小时干燥蒸发之水量，随着被干燥物之湿度，加热时所用蒸汽与被干燥物体间之温度差等，而有显著的不同。被干燥物体愈湿，筒内壁之热传导系数愈大，单位面积干燥之水量愈多。另外热蒸汽与被干燥物体间温度差愈大，干燥蒸发水量，亦当然愈多。

由于干燥机筒体大，蒸汽夹套的蒸汽压力约在4公斤/平方厘米（绝对值）以下。以「干燥装置」（日本桐荣良三编）P.333表8.6（B）粗碎大豆干燥为例，原料含水率12.6%（DB），制品含水率11.1%（DB），蒸汽套加热水蒸汽压力为4公斤/平方厘米（绝对值），其单位加热面积干燥处理能力，经计算约为6.0公斤-水/小时·平方米。同书P.332，表8.6（A）湿切面的干燥，原料含水率61～65%（DB），制品含水率20～23%（DB），其加热蒸汽压力3.5～4公斤/平方厘米，单位加热面积干燥处理能力，经计算约为16.3公斤-水/小时·平方米。同表8.6（A），活性炭的干燥，原料含水率150%（DB），制品含水率3.1%（DB），其加热蒸汽压力2公斤/平方厘米（绝对值），其单位加热面积，干燥处理能力，经计算约7.9公斤-水/小时·平方米。

以台北市的综合垃圾而言，湿度约65%，相当于127%（DB）。若用本发明人在中国专利申请第85105948号中的方法干燥，每公斤进料垃圾，去除0.2公斤水份，则出料垃圾变为81%（DB）。故在干燥机中的平均湿度仍高，热传仍极良好。如热蒸汽压以2公斤/平方厘米（绝对值）计，则单位加热面积，干燥处理能力，约在10公斤-水/小时·平方米以上（暂以10公斤-水/小时·平方米计）。

台北市日产2400公吨，每小时进料100公吨垃圾，每公斤垃圾干燥去除的水以0.2公斤为例，则须干燥去除的水量，每小时高达20，000公斤，干燥机加热面积需2，000平方米。其直径以4.0米（垃圾在机内体积充填率为50%）计，则干燥机长须达320米。诚然是一座庞大的设备，其外围的热损失，便极为可观。

一般农作物、矿物、药物、奶粉等之干燥，如采用高温热空气直接密切接触，则由于碎细被干燥物的表面积很大，且直接密切接触，所需干燥设备，均很小，投资亦少。另外，如采用蒸汽加热，由于需隔着加热管面，欲干燥同量的物体，则所需干燥装置，由于管件的增加，而大幅增加，投资亦随之大幅增加。

本发明在结合同一发明人在中国专利申请第85105948号作为参考资料的基础上，此处，所提出的新改良方案，则将垃圾排出之蒸汽再加热，使之变为过热之蒸汽，直接与碎细垃圾混合。因此，不需用筒体做加热面积，在传热时，亦减少很多热阻（诸如：蒸汽与筒体形成的蒸汽膜、筒体与垃圾间所形成的液膜等），其加热方式与高温热空气流一样，所以机型大幅减小。虽然新方式需增设过热蒸汽设备一套，但由于过热蒸汽器的管径很小，且锅炉内的炉温很高。因之，所增过热蒸汽加热器的设备投资，亦不需很大。

因此，用过热蒸汽与垃圾直接密切混合的干燥方式，其所需投资费用，远较同一发明人在原中国专利申请第85105948号中的为少。

用过热蒸汽干燥的过程中，最重要关键，不仅加热用的蒸汽须过热，甚至连干燥机在干燥过程及混合蒸汽（过热蒸汽及垃圾蒸发水蒸汽之混合体）均须处在过热状态，故不必担心水蒸汽冷凝，而增加垃圾的湿度。

干燥去除每公斤水，所需过热蒸汽量，依过热蒸汽的温度而有所不同。温度愈高，则所需之量愈少。过热蒸汽温度以550℃为例，则每公斤所带过热热量：

Q＝M    Cpavg（550-100）＝0.574（450）＝258仟卡

假定，进入干燥机的垃圾，经烟道气予热后，温度亦刚好为100℃，这时水每公斤所需蒸发热约539千卡。

所以，欲干燥去除1公斤的水，约需550℃的过热蒸汽2.1公斤。为了保证干燥系统均在过热状态，建议采用2.3公斤，比较保险。亦就是要去除1公斤的水，则需2.3公斤蒸汽的循环量。