CN101377393B - 热回收装置及热回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种热回收装置及热回收方法，包括：一转轮，该转轮分为吸附区、冷却区以及脱附区，该吸附区、冷却区以及脱附区各设有进气管路与排气管路；一废气进气管路，该废气进气管路是连接转轮吸附区的进气管路；一第一抽风机，与转轮吸附区的排气管路相连接；一第二抽风机，与转轮脱附区的排气管路相连接；一新鲜空气进气管路，是新鲜空气提供的管路，并与转轮冷却区的进气管路相连接；一燃烧炉，以及；一烟囱，是连接第一抽风机与第三热交换设备的排气管路；其中，该转轮脱附区的排气管路是连接至该燃烧炉，且第三热交换设备的排气管路可与其它装置相连接以提供该装置热源，通过此，达到充分回收废热并加以利用。

Description

热回收装置及热回收方法
技术领域
本发明涉及热回收装置及其方法，尤指一种通过回收燃烧炉及转轮废气热能的设计，使得本发明具有提升热回收效率的功效，而适于应用处理废气的装置或类似结构。
背景技术
在中国台湾半导体或光电产业等制程中所产生的挥发性有机物VOCs(Volatile Organic Compounds)时，大部分是由沸石转轮浓缩，再搭配燃烧机燃烧所组合而成的一套是统，其去除效率可达95％以上，然而在燃烧的过程中为了要将VOCs废气完全燃烧分解，必须将燃烧温度提升至约700℃以上，所以需添加燃料以提升温度，在目前中国台湾半导体厂大部分是添加天然气，因此可以想象一年所花费的成本是多么可观的，且燃料的燃烧过程中，同时产生了一些副产物，如NOx、SOx及COx等，造成整体环境的污染。
且目前永续发展的观念一直在企业界推展，在能源科技技术方面，着重在再生能源、能源新利用及节约能源等关键技术的研究开发，对于处理VOCs废气过程中，将废热回收不但可以降低运转成本，又可达环保功效，实为值得鼓励开发。
然，目前在处理VOCs废气的设备中，燃烧机内部已经有考虑到废热回收的事宜，也装设有热交换器，但是经过实际量测，燃烧机排出温度仍然高达约270℃，还是值得再次回收并加以应用，若能充分回收并加以利用这些热能，则不但具有制程节能的效果，因而降低燃料成本，且因需要燃烧的燃料减少，可同时达到制程减废的目的。
有鉴于实际使用上所存有的缺失及限制，本案发明人以从事该项事业多年的经验，并精心研究，终于设计出一种崭新的热回收装置及其方法。
发明内容
本发明的主要目的，是提供一种热回收装置及其方法，透过热交换器将热能转换给需要加热的流体或气体，来提升热回收的效率，以达降低燃料成本者。
本发明的次一目的，是提供一种热回收装置及其方法，经由回收废热，以达制程减废，符合环保永续发展的目的。
为达成上述目的，本发明是一种热回收装置及热回收方法，其中热回收装置，包括：
一转轮，该转轮分为吸附区、冷却区以及脱附区，该吸附区、冷却区以及脱附区各设有进气管路与排气管路；
一废气进气管路，该废气进气管路是连接转轮吸附区的进气管路；
一第一抽风机，与转轮吸附区的排气管路相连接；
一第二抽风机，与转轮脱附区的排气管路相连接；
一新鲜空气进气管路，是提供新鲜空气的管路，此新鲜空气进气管路一端开口对大气，另一端并与转轮冷却区的进气管路相连接；
一燃烧炉，该燃烧炉设置有第一热交换设备、第二热交换设备、第三热交换设备与一裂解室，该第一热交换设备、第二热交换设备、第三热交换设备与裂解室各设有进气管路与排气管路，该第一热交换设备的排气管路与裂解室的进气管路连接，而裂解室的排气管路再连接至第一热交换设备的进气管路，该第一热交换设备的另一排气管路是与第二热交换设备的进气管路相连接，该第二热交换设备的排气管路是与第三热交换设备的进气管路相连接，且该第二热交换设备的另一排气管路是与转轮脱附区的进气管路相连接，而该第二热交换设备的另一进气管路是与转轮冷却区的排气管路相连接，以及；
一烟囱，连接第一抽风机与第三热交换设备的排气管路；
所述转轮脱附区的排气管路是与燃烧炉中第三热交换设备的另一进气管路相连接；
其中，该转轮脱附区的排气管路是连接至第二抽风机，且第三热交换设备的排气管路可与其它装置相连接以提供该装置热源，通过此，达到充分回收废热并加以利用。
本发明的其它特点及具体实施例可于以下配合附图的详细说明中，进一步了解。
附图说明
图1是为本发明热回收装置的第一实施例结构示意图；
图2是为本发明热回收装置的第二实施例结构示意图；
图3是为本发明热回收装置的步骤流程图。
【主要组件符号说明】
10、废气进气管路
11、废气
12、电动风门
13、洒水设备
14、浓缩废气
15、新鲜空气进气管路
20、转轮
21、吸附区
22、冷却区
23、脱附区
30、第一抽风机
31、第二抽风机
40、第一热交换设备
401、进气管路
402、进气管路
403、排气管路
404、排气管路
41、第二热交换设备
411、进气管路
412、进气管路
413、排气管路
414、排气管路
42、第三热交换设备
421、进气管路
422、进气管路
423、排气管路
424、排气管路
50、燃烧炉
51、裂解室
60、烟囱
70、锅炉
80、步骤一
81、步骤二
82、步骤三
83、步骤四
84、步骤五
85、步骤六
86、步骤七
具体实施方式
请参考图1所示，是为本发明热回收装置的结构示意图，主要是包含有一转轮20、一废气进气管路10、一第一抽风机30、一第二抽风机31、一新鲜空气进气管路15、一燃烧炉50及一烟囱60；其中该该转轮20是分为吸附区21、冷却区22以及脱附区23，且该吸附区21、冷却区22以及脱附区23各设有进气管路与排气管路，该废气进气管路10是连接转轮20吸附区21的进气管路，该第一抽风机30是与转轮20吸附区21的排气管路相连接，而该第二抽风机31是与转轮20脱附区23的排气管路相连接，该新鲜空气进气管路15是提供新鲜空气，并与转轮20冷却区22的进气管路相连接，该燃烧炉50是设置有第一～第三热交换设备40～42与一裂解室51，该第一～第三热交换设备40～42与裂解室51各设有进气管路与排气管路，该第一热交换设备40的排气管路404与裂解室51的进气管路连接，而裂解室51的排气管路再连接至第一热交换设备40的进气管路401，该第一热交换设备40的另一排气管路403是与第二热交换设备41的进气管路411相连接，该第二热交换设备41的排气管路413是与第三热交换设备42的进气管路421相连接，该第三热交换设备42的另一进气管路422是经由第二抽风机31而与转轮20脱附区23的排气管路相连接，该第三热交换设备42的另一排气管路424是与第一热交换设备40的另一进气管路402相连接，而第三热交换设备42的排气管路423是可与其它装置相连接以提供该装置热源，且该第二热交换设备41的另一排气管路414是与转轮20脱附区23的进气管路相连接，而该第二热交换设备41的另一进气管路412是与转轮20冷却区22的排气管路相连接，该烟囱60是连接第一抽风机30与第三热交换设备42的排气管路423。
该废气11经由废气进气管路10进入连接转轮20中的吸附区21吸附后，因其气体浓度降低达标准，故可经由第一抽风机30而将气体抽送至烟囱60排出，其中该第一抽风机30后端设有电动风门12，以控制废气11排放的风量；该新鲜空气由新鲜空气进气管路15进入，是连接至转轮20冷却区22，提供低温空气供转轮20冷却区22降温用，亦可由废气11取代新鲜空气，经由废气进气管路10连接至新鲜空气进气管路15提供低温空气至转轮20冷却区，含有废热的气体由转轮20冷却区22出来再连接到第二热交换设备41的进气管路412里，经由该第二热交换设备41的排气管路414连接至该转轮20脱附区23进行脱附，从转轮20脱附区23所脱附出来的浓缩废气14，利用该第二抽风机31抽送至第三热交换设备42的进气管路422中，再由第三热交换设备42的排气管路424将浓缩废气14送至第一热交换设备40的进气管路402中，经由第一热交换设备40将该浓缩废气14送至裂解室51燃烧，该浓缩废气14经裂解室51高温燃烧反应将有机毒物去除，燃烧后的高温气体再送回至第一热交换设备40中，由第一热交换设备40再传送第二热交换设备41，再由第二热交换设备41将高温气体传送至第三热交换设备42，最后由第三热交换设备41将回收后的热能转换给需要加热的流体或气体，如预热锅炉70补充水…等，或是经由烟囱60排放至大气中。
另请参考图2，是为本发明热回收装置的另一实施例结构示意图，与图1中实施例不同的地方在于：从脱附区23所脱附出来的浓缩废气14是利用该第二抽风机31直接抽送至第一热交换设备40的进气管路402中，而无须经由第三热交换设备42传送该浓缩废气14。
图3是为本发明的步骤流程图，一种热回收装置的方法，是包含下列步骤：
步骤一80、该废气经由废气进气管路进入转轮吸附区，经由第一抽风机而将气体抽送至烟囱排出；
步骤二81、该新鲜空气由新鲜空气进气管路进入，连接至转轮冷却区供转轮冷却区降温用；
步骤三82、含有废热的气体由转轮冷却区出来再连接到第二热交换设备的进气管路里，经由第二热交换设备的排气管路连接至该转轮脱附区进行脱附；
步骤四83、从转轮脱附区所脱附出来的浓缩废气，利用该第二抽风机抽送至燃烧炉中的裂解室进行裂解燃烧；
步骤五84、该裂解燃烧后的高温气体再送回至第一热交换设备；
步骤六85、该高温气体由第一热交换设备传送第二热交换设备，再由第二热交换设备传送至第三热交换设备；以及
步骤七86、由第三热交换设备41将回收后的热能转换给需要加热的流体或气体。
由上可知，本发明的装置及其方法是具有如下实用优点：
1、经由热回收装置的第三热交换设备排气管路与其它装置相连接，以提供该装置热源，通过此可达充分回收废热并加以利用，提升热回收的效率。
2、透过热回收装置，经由回收废热以达制程减废，以符合环保永续发展的目的。
3、利用热回收装置，经由回收废热可达降低燃料成本。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，举凡依本发明申请专利范围所做的均等设计变化，均应为本案的技术所涵盖。
综上所述，本发明揭示一种可有效回收热能，并达到永续发展与降低燃料费用的装置，具有新颖性，以及产业上的利用价值，依法提出发明专利申请。

Claims (11)

1.一种热回收装置，其特征在于包括：
一转轮，该转轮分为吸附区、冷却区以及脱附区，该吸附区、冷却区以及脱附区各设有进气管路与排气管路；
一废气进气管路，该废气进气管路是连接转轮吸附区的进气管路；
一第一抽风机，与转轮吸附区的排气管路相连接；
一第二抽风机，与转轮脱附区的排气管路相连接；
一新鲜空气进气管路，是提供新鲜空气的管路，此新鲜空气进气管路一端开口对大气，另一端并与转轮冷却区的进气管路相连接；
一燃烧炉，该燃烧炉设置有第一热交换设备、第二热交换设备、第三热交换设备与一裂解室，该第一热交换设备、第二热交换设备、第三热交换设备与裂解室各设有进气管路与排气管路，该第一热交换设备的排气管路与裂解室的进气管路连接，而裂解室的排气管路再连接至第一热交换设备的进气管路，该第一热交换设备的另一排气管路是与第二热交换设备的进气管路相连接，该第二热交换设备的排气管路是与第三热交换设备的进气管路相连接，且该第二热交换设备的另一排气管路是与转轮脱附区的进气管路相连接，而该第二热交换设备的另一进气管路是与转轮冷却区的排气管路相连接，以及；
一烟囱，连接第一抽风机与第三热交换设备的排气管路；
所述转轮脱附区的排气管路是与燃烧炉中第三热交换设备的另一进气管路相连接；
其中，该转轮脱附区的排气管路是连接至第二抽风机，且第三热交换设备的排气管路可与其它装置相连接以提供该装置热源，通过此，达到充分回收废热并加以利用。
2.如权利要求1所述的热回收装置，其特征在于，所述第三热交换设备的另一排气管路与第一热交换设备的另一进气管路连接。
3.如权利要求1所述的热回收装置，其特征在于，所述新鲜空气进气管路是与废气进气管路连接。
4.如权利要求1所述的热回收装置，其特征在于，所述废气进气管路于第一抽风机后端设有电动风门。
5.如权利要求1所述的热回收装置，其特征在于，所述转轮冷却区及脱附区设有洒水设备。
6.一种热回收装置的热回收方法，其特征在于包含下列步骤：
步骤一、废气经由废气进气管路进入转轮吸附区，经由第一抽风机而将气体抽送至烟囱排出；
步骤二、新鲜空气由新鲜空气进气管路进入，连接至转轮冷却区供转轮冷却区降温用；
步骤三、含有废热的气体由转轮冷却区出来再连接到第二热交换设备的进气管路里，经由第二热交换设备的排气管路连接至转轮脱附区进行脱附；
步骤四、从转轮脱附区所脱附出来的浓缩废气，利用该第二抽风机抽送至第三热交换设备的进气管路中，再由第三热交换设备的排气管路将浓缩废气送至第一热交换设备的进气管路中，经由第一热交换设备将浓缩废气送至燃烧炉中的裂解室进行裂解燃烧；
步骤五、裂解燃烧后的高温气体再送回至第一热交换设备；
步骤六、高温气体由第一热交换设备传送第二热交换设备，再由第二热交换设备传送至第三热交换设备；以及
步骤七、由第三热交换设备将回收后的热能转换给需要加热的流体。
7.如权利要求6所述的热回收装置的热回收方法，其特征在于，所述转轮脱附区的排气管路是与燃烧炉中第三热交换设备的进气管路相连接。
8.如权利要求6所述的热回收装置的热回收方法，其特征在于，所述第三热交换设备的排气管路与第一热交换设备的进气管路连接。
9.如权利要求6所述的热回收装置的热回收方法，其特征在于，所述新鲜空气进气管路是与废气进气管路连接。
10.如权利要求6所述的热回收装置的热回收方法，其特征在于，所述废气进气管路于第一抽风机后端设有电动风门。
11.如权利要求6所述的热回收装置的热回收方法，其特征在于，所述转轮冷却区及脱附区设有洒水设备。
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