CN204962796U - 双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统，其包括多个管路、多控制阀组、一缓冲管路及一双塔蓄热式焚化炉，本实用新型主要运用在整体废气处理系统的上游端，即来源端，特别是指一长条管状的缓冲管路与双塔蓄热式焚化炉的入口连接，透过该缓冲管路的形状结构以利于推动该缓冲管路内的流动气体，具有暂存废气的作用，并削减双塔蓄热式焚化炉切换时排放出的高浓度废气峰值，进而达到整体废气处理系统的稳定性及安全性。
Description
技术领域
本实用新型有关于一种蓄热焚化炉，特别是指一种双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统，利用一长条管状的缓冲管路的设计，当第一控制阀组开关前，将该缓冲管路的新鲜气体经由该第一管路输送至该双塔蓄热式焚化炉，再通过该第二控制阀组控制由该第一管路输送的废气进入该缓冲管路，避免该双塔蓄热式焚化炉因开关而产生高浓度污染的问题，以达到去除废气污染的效用。
背景技术
挥发性有机化合物(VolatileOrganicCompound，VOC)在产业界广泛被使用，亦随制程而排放至大气环境，例如，随半导体与光电业制程排放的有机废气，IPA(IsopropylAlcohol，C3H8O)、丙酮、环己酮等，易造成环境污染。各国对于挥发性有机物质皆有严格的空污管制标准，以维护环保以及民众的健康；以中国台湾为例，环保署已公告实施半导体制造业空气污染管制及排放标准，对于挥发性有机废气强制要求的削减率，以半导体业为例，至少应大于90％。
有机废气的处理方法很多，热焚化分解是重要的方法之一，而蓄热焚化炉(RegenerativeThermalOxdizer，RTO)是其中一种，特色是热回效率可以高达90％以上。其中蓄热焚化炉可为双塔式而配置有二个蓄热床(Regenerativebeds)，蓄热床内充填蓄热材，使挥发性有机废气流经蓄热床预热(此时蓄热材释出热能)，而后挥发性有机废气进入燃烧室；此时，由于燃烧炉燃料喷嘴产生辅助热能可提供热量及挥发性有机化合物成分氧化分解产生的热量，使燃烧室保持一定的高温(例如：850℃)，在设计的滞留时间，例如一秒，有机废气所含的挥发性有机化合物成份将被氧化成水及二氧化碳。
请参阅图1所示，为一般传统双塔蓄热式焚化炉的结构示意图，其包括一流通管线400、以及一与该流通管线400连接的双塔蓄热式焚化炉410，该流通管线400设有风机420及烟囱450，以通过该风机420抽吸废气进入该流通管线400中，而该双塔蓄热式焚化炉410包括第一蓄热床412、第二蓄热床413、以及连接该第一蓄热床412、第二蓄热床413的燃烧室411，且该第一蓄热床412通过多个第一流向管线430与该流通管线400连接，所述第一流向管线430分别设有第一流向调节阀431、第二流向调节阀432，而该第二蓄热床413通过多个第二流向管线440与该流通管线400连接，所述第二流向管线440分别设有第三流向调节阀441、第四流向调节阀442。
当通过该风机420抽吸有机废气进入该流通管线400中，且该第二流向调节阀432和第三流向调节阀441为关闭状态时，有机废气经由第一流向调节阀431进入第一蓄热床412，以供该有机废气经由该第一蓄热床412预热后进入该燃烧室411中进行热氧化反应，将该有机废气经氧化反应形成水和二氧化碳等，接着，再将经由热氧化反应后的有机废气流向该第二蓄热床413及该第四流向调节阀442后，经由该烟囱450排出至大气中，且该有机废气通过该第二蓄热床413时，将会伴随着来自该燃烧室411的高温气流而将该第二蓄热床413加热。
当通过该风机420抽吸有机废气进入该流通管线400中，且该第一流向调节阀431和第四流向调节阀442为关闭状态时，有机废气经由第三流向调节阀441进入第二蓄热床413，以供该有机废气经由该第二蓄热床413预热后进入该燃烧室411中进行热氧化反应，接着，再将经由热氧化反应后的有机废气流向该第一蓄热床412及该第二流向调节阀432后，经由该烟囱450排出至大气中，而该有机废气通过该第一蓄热床412时，将会伴随着来自该燃烧室411的高温气流而将该第一蓄热床412加热。
亦即，通过上述模式切换以供定时切换两个蓄热床气流流动方向，使第一蓄热床412及第二蓄热床413可轮流蓄热维持高温，用以预热有机废气。然而，由于该双塔蓄热式焚化炉410于切换气流方向时，该烟囱450出口将会产生一高浓度挥发性有机化合物的切换峰值(如图2所示)，且该双塔蓄热式焚化炉410对该有机废气的破坏效率可达98％以上，亦即于切换气流方向时有机废气会直接排到烟囱，以此98％破坏效率预估，可知此浓度可以达到经该双塔蓄热式焚化炉410处理过排气的50倍高，其污染的缺失使得其于实用场合有其不便与困扰。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是期能提供一种环保双塔蓄热式焚化炉系统，可有效去除现有双塔蓄热式焚化炉装置因双塔切换气流流动方向导致的污染峰值的目的，乃潜心研思、设计组制，为本实用新型所欲研创的动机。
为达上述目的，本实用新型为一种双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统，其包括：第一管路，输送第一气体及第二气体；风车，与该第一管路连接形成风压抽吸该第一管路中的第一气体及第二气体；进气控制阀，设置于该第一管路上，切换该第一气体进入该第一管路或一缓冲管路；该缓冲管路，为长条管状的结构，用以储存及输送该第一气体及该第二气体，一端连接该第一管路于该风车的出口端与该进气控制阀之间，另一端连接该第一管路于该进气控制阀与一双塔蓄热式焚化炉之间；第二管路，与该缓冲管路连接，用以输送该第二气体；空气控制阀，设于该第二管路上，用以控制该第二气体通过该第二管路进入该缓冲管路中；第三管路，一端连接该第一管路于该风车的入口端，另一端与该缓冲管路连接，用以输送该第一气体；该双塔蓄热式焚化炉，其包括第一蓄热床、第二蓄热床及与该第一蓄热床及该第二蓄热床连接的燃烧室，该双塔蓄热式焚化炉与该第一管路连接，高温燃烧氧化该第一管路的第一气体及第二气体；第四管路，一端连接该双塔蓄热式焚化炉，另一端连接一烟囱，用以排放经该双塔蓄热式焚化炉处理的第一气体；第一控制阀组，设置于该第一管路及该第四管路与该双塔蓄热式焚化炉连接处，以供开关进出该蓄热式焚化炉气体的流向；以及第二控制阀组，设置于该缓冲管路的两端。
承上所述的双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统，其中，该第一气体为废气，该第二气体为来自外部空气或经蓄热式焚化炉热氧化处理后的清净气体。
承上所述的双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统，其中，该缓冲管路的长度直径比为10～200，且该缓冲管路形状为往复规则排列或不规则弯曲方式排列置放。
承上所述的双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统，其中，第三管路的直径为第一管路直径的1/5至1/20。
承上所述的双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统，其中，该第三管路设有一废气控制阀，该废气控制阀为二通阀。
承上所述的双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统，其中，该第一蓄热床及该第二蓄热床还包括蓄热层，以供填入蓄热材，所述蓄热材为规则结构置放或不规则排列置放，且该蓄热材由陶瓷、金属、金属氧化物、砾石或以上的物质组合所组成。此外，该蓄热层还可包括触媒材，所述触媒层排列置放于所述蓄热材上方。
承上所述的双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统，其中，该第一控制阀组还包括多个流通控制阀，该第二控制阀组还包括多个调节控制阀，而所述流通控制阀与所述调节控制阀可为二通阀、三通阀及四通阀的其中一者。
本实用新型的有益效果：本实用新型的主要目的，在于提供一种双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统，通过推动本实用新型的长条管状的缓冲管路内的流动气体，且基于流体流动连续性及管路形状，产生缓冲暂存及浓度区隔的作用，使得大幅削减双塔蓄热式焚化炉流向切换引起的高浓度废气排放峰值。
附图说明
图1为一般传统双塔蓄热式焚化炉的结构示意图。
图2为一般传统双塔蓄热式焚化炉的污染的切换峰值图。
图3为本实用新型的双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统的示意图。
图4为本实用新型的双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统的第一实施例图。
图5为本实用新型的双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统的第二实施例图。
图6为本实用新型的双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统的第三实施例图。
符号说明
100第一管路311、312、313、314流通控制阀
110风车320第四管路
120进气控制阀330烟囱
130第二管路400流通管线
131空气控制阀410双塔蓄热式焚化炉
140第三管路411燃烧室
141废气控制阀412第一蓄热床
200缓冲管路413第二蓄热床
210第二控制阀组420风机
211、212调节控制阀430第一流向管线
300双塔蓄热式焚化炉431第一流向调节阀
301第一蓄热床432第二流向调节阀
302第二蓄热床440第二流向管线
303燃烧室441第三流向调节阀
304蓄热层442第四流向调节阀
310第一控制阀组450烟囱
具体实施方式
本实用新型提供一种双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统，利用第一控制阀组开关前，以通过该第二控制阀组控制该第一管路输送该第二气体经由本实用新型的缓冲管路至该双塔蓄热式焚化炉，及再通过第二控制阀组控制由该第一管路输送的废气进入该缓冲管路，避免该双塔蓄热式焚化炉因开关而产生高浓度污染的问题，达到去除废气污染。
请参阅图3，为本实用新型的双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统的示意图。如图3所示，其包括：第一管路100，输送第一气体(如废气)及第二气体(如空气或经热氧化处理的清净气体)；风车110，与该第一管路100连接形成风压抽吸该第一管路100中的第一气体及第二气体；进气控制阀120，设置于该第一管路100上，切换该第一气体进入该第一管路100或一缓冲管路200；该缓冲管路200，为长条管状的结构，用以储存及输送该第一气体及该第二气体，一端连接该第一管路100于该风车110的出口端与该进气控制阀120之间，另一端连接该第一管路100于该进气控制阀120与一双塔蓄热式焚化炉300之间；第二管路130，与该缓冲管路200连接，用以输送该第二气体；空气控制阀131(如二通阀或逆止阀)，设于该第二管路130上，用以控制该第二气体通过该第二管路进入该缓冲管路200中；第三管路140，一端连接该第一管路100于该风车110的入口端，另一端与该缓冲管路200连接，用以输送该第一气体；该双塔蓄热式焚化炉300，其包括第一蓄热床301、第二蓄热床302及与该第一蓄热床301及该第二蓄热床301连接的燃烧室303，该双塔蓄热式焚化炉300与该第一管路100连接，高温燃烧氧化该第一管路100的第一气体及第二气体；第四管路320，一端连接该双塔蓄热式焚化炉300，另一端连接一烟囱330，以供将经该双塔蓄热式焚化炉300处理的第一气体排放出大气中；第一控制阀组310，设置于该第一管路100及该第四管路320与该双塔蓄热式焚化炉300连接处，以供开关进出该蓄热式焚化炉300气体的流向，而该第一控制阀组310有流通控制阀311、312、313、314，而所述流通控制阀311、312、313、314可为二通阀、三通阀或四通阀；以及第二控制阀组210，设置于该缓冲管路200的两端，其中，该第二控制阀组210有多个调节控制阀211、212，该调节控制阀211、212可为二通阀，亦可与进气控制阀120合并为三通阀，于本实施例中，该调节控制阀211、212为二通阀。
当该双塔蓄热式焚化炉300的第一控制阀组310于开关前数秒，该第二控制阀组210的调节控制阀211、212开启，该进气控制阀120、该空气控制阀131及该废气控制阀141关闭，此时通过该风车110形成风压以抽吸第一气体于该第一管路100中，该第一气体经由该调节控制阀211流向该缓冲管路200以推挤该缓冲管路200中的第二气体，并将该第二气体经由该调节控制阀212流至该双塔蓄热式焚化炉300。
当该第二气体经由该第一管路100流经该第一控制阀组310进入到该第一蓄热床301后将该第一管路100、该第一控制阀组310及该第一蓄热床301中的第一气体全部推送至该第二蓄热床303后，该第一控制阀组310立即进行切换。
当该第一气体充满该缓冲管路200及第二气体全数流出该调节阀控制212后，该第一控制阀组310亦完成切换后，该进气控制阀120、该空气控制阀131及该废气控制阀141开启，该调节控制阀211、212关闭，该第一气体通过该进气控制阀120控制进入该第一管路100，并通过该风车110形成风压以抽吸该第一管路100中的第一气体，以供将该第一气体直接输送该至该双塔蓄热式焚化炉300以进行热氧化处理。同时，通过该空气控制阀131控制第二气体进入该第二管路130，且该第二气体经由该第二管路130流向该缓冲管路200时，将会推挤或推动该缓冲管路200中的第一气体经由该第三管路140流至该风车110的入口端。
第三管路140的设置目的，是在该蓄热式焚化炉300切换期间导入缓冲管路200的第一气体(暂存废气)，于蓄热式焚化炉300非切换的正常运转期间，把暂存的第一气体导回风车前，再经该第一管路100到该蓄热式焚化炉300热氧化处理掉。
其中，该第三管路140的管径较该第一管路100的管径小，只需满足在该双塔蓄热式焚化炉300于切换的周期内，例如90秒，在这90秒之内将该缓冲管路200内的第一气体输送回该风车110即可，若该第三管路140的管径过大，且该调节控制阀211为开启时，则会造成该第一气体于该风车110内循环；因此通常该第三管路140的管径设计为该第一管路100的管径的1/5至1/20，亦可于该第三管路140上再增设一个废气控制阀141(如二通阀)以限制流量，二通阀可选用蝶阀。
此外，该双塔蓄热式焚化炉300包括有设有第一蓄热床301、第二蓄热床302、以及与该第一蓄热床301及该第二蓄热床302连接的燃烧室303，该第一蓄热床301及第二蓄热床302填有蓄热材304，如：陶瓷、金属、金属氧化物、砾石或以上的物质组合所组成。
请参阅图4及图5，为本实用新型的双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统的第一实施例与第二实施例图。如图所示，皆与上述图3所示大致相同，主要差异在于该缓冲管路200形状为往复规则排列或不规则弯曲方式排列置放。
请参阅图6，为本实用新型的双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统的第三实施例图。举一实施例说明本实用新型的运作流程，请参阅下列表一及图6所示，双塔式蓄热焚化炉系统，一般其流通阀每一次切换间隔约90～120秒(操作需求仍可适度延长或缩短)，每次切换开始到阀门到达定位的时间约1秒。目前业界已有实厂实施例在此实施例切换间隔为120秒，阀门开关到达定位时间需费时0.8秒。于本实施案例双塔蓄热式焚化炉的设计风量为2199NCMH，热回收效率为95％，因流向切换致RTO蓄热床内未被处理的VOC废气被排出的总体积为1.06m3。
表一
上述实施例的缓冲管路200采用直径400mm，总长度为10m，体积为1.25m3，大于挥发性有机化合物废气被排出的总体积1.06m3，于现场实施时若直立一10m直管，则高度偏高，容易被空间所局限且施工固定的困难性增加，因此将其10m的总长均分成四等份，每段各2.5m，垂直摆放、首尾相连且有规则的排列，即如图4所示。经由管路压损计算，在系统风量2199NCMH时(请参阅表一的管路编号※1)，缓冲管路200的总压损为1.56mmAq，对整体系统压损746mmAq几无影响。而本实施例的第三管路140，可采用1”SUS304标准管(ID：27.9mm)，由缓冲管路200接回风车110入口端，总长度为3m，风车110运转前后静压为746mmAq。以管路压损程序计算(请参阅表一的管路编号※2)，如表一及图6所示，可得到第三管路140在此压差条件下，其回流的风量为118NCMH。由于回流风量118NCMH只占风车110推送风量2199NCMH的5.4％，对风车110而言，对其处理吸入废气的能力影响小。
除此之外，于实际产业风管尺寸设计是以管路的风量、压损、长度等基本参数设计，其为管路设计者的基本概念，凡可达到系统操作上的基本需求，其管路必然趋向于一合理设计尺寸，且双塔式蓄热焚化炉根据市场需求有差异极大的风量规模(小则数百CMH，大则数十万CMH)，故于本实用新型的缓冲管路200其长度直径比为10～200之间，且该缓冲管路200为一种长条管状的结构，并非现有技术的槽体状。
故本实用新型确实通过推动长条管状的缓冲管路内的流动气体，产生缓冲暂存及浓度区隔的作用，大幅削减双塔蓄热式焚化炉流向切换引起的高浓度废气排放峰值。
综上所述，本实用新型不但在空间型态上确属创新，并能较现有物品增进上述多项功效，应已充分符合新颖性及创造性的法定实用新型专利要求，依法提出申请。
综上所述，仅为本实用新型的较佳可行实施例，但该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所为之等效实施或变更，举凡运用本实用新型说明书及图式内容所为之等效结构变化，均理同包含于本实用新型的范围内。
Claims (13)
1.一种双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统，其特征在于，包括：
第一管路，输送第一气体及第二气体；
风车，与该第一管路连接形成风压抽吸该第一管路中的第一气体及第二气体；
进气控制阀，设置于该第一管路上，切换该第一气体进入该第一管路或一缓冲管路；
该缓冲管路，为长条管状的结构，用以储存及输送该第一气体及该第二气体，一端连接该第一管路于该风车的出口端与该进气控制阀之间，另一端连接该第一管路于该进气控制阀与一双塔蓄热式焚化炉之间；
第二管路，与该缓冲管路连接，用以输送该第二气体；
空气控制阀，设于该第二管路上，用以控制该第二气体通过该第二管路进入该缓冲管路中；
第三管路，一端连接该第一管路于该风车的入口端，另一端与该缓冲管路连接，用以输送该第一气体；
该双塔蓄热式焚化炉，其包括第一蓄热床、第二蓄热床及与该第一蓄热床及该第二蓄热床连接的燃烧室，该双塔蓄热式焚化炉与该第一管路连接，高温燃烧氧化该第一管路的第一气体及第二气体；
第四管路，一端连接该双塔蓄热式焚化炉，另一端连接一烟囱，用以排放经该双塔蓄热式焚化炉处理的第一气体及第二气体；
第一控制阀组，设置于该第一管路及该第四管路与该双塔蓄热式焚化炉连接处，以供开关进出该蓄热式焚化炉气体的流向；以及
第二控制阀组，设置于该缓冲管路的两端。
2.如权利要求1所述的双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统，其特征在于，该第一气体为废气，该第二气体为来自外部空气或经蓄热式焚化炉热氧化处理后的清净气体。
3.如权利要求1所述的双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统，其特征在于，该缓冲管路形状为往复规则排列或不规则弯曲方式排列置放。
4.如权利要求1所述的双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统，其特征在于，该缓冲管路的长度直径比为10～200。
5.如权利要求1所述的双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统，其特征在于，该第三管路的直径为该第一管路直径的1/5至1/20。
6.如权利要求1所述的双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统，其特征在于，该第三管路设有一废气控制阀，该废气控制阀为二通阀。
7.如权利要求1所述的双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统，其特征在于，该第一蓄热床及该第二蓄热床还包括蓄热层，以供填入蓄热材。
8.如权利要求7所述的双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统，其特征在于，所述蓄热材为规则结构置放或不规则排列置放，且所述蓄热材由陶瓷、金属、金属氧化物、砾石或以上的物质组合所组成。
9.如权利要求7所述的双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统，其特征在于，该蓄热层还包括触媒材，所述触媒材排列置放于所述蓄热材上方。
10.如权利要求1所述的双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统，其特征在于，该第一控制阀组还包括多个流通控制阀。
11.如权利要求10所述的双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统，其特征在于，所述流通控制阀选自二通阀、三通阀及四通阀的其中一者。
12.如权利要求1所述的双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统，其特征在于，该第二控制阀组还包括多个调节控制阀。
13.如权利要求12所述的双塔蓄热式焚化炉切换峰值削减系统，其特征在于，所述调节控制阀选自二通阀、三通阀及四通阀的其中一者。
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