CN216395815U - 高效能废气净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效能废气净化系统，其包括至少一净化单元、及焚化单元；所述净化单元包含有第一转轮及设置于所述第一转轮下游端的第二转轮；各个所述转轮的轮面分别被区分为吸附区、冷却区及脱附区，用以处理吸附制程废气中的挥发性有机化合物，随后可再利用脱附气体将转轮中的挥发性有机化合物脱附，并输送至所述焚化单元中焚烧处理，藉此能够移除制程废气中98％以上的挥发性有机化合物。

Description

高效能废气净化系统

技术领域

本实用新型关于一种挥发性有机化合物的处理系统及方法，特别是关于一种应用转轮及焚化设备的处理系统。

背景技术

随着半导体及光电技术的蓬勃发展，也带动了台湾的科技产业在近年快速的成长；相对地，在另一方面，却也衍生了许多与环保息息相关的问题，特别是在半导体元件或光电元件的制程多半需要利用化学反应完成，在生产过程中会排放大量含有挥发性有机物(VOCs,Volatile Organic Compounds)，而这些VOCs绝大部份属于有害性的空气污染物(Hazardous Air Pollutants；HAPs)，人体长期暴露于含高浓度VOCs的环境中会有产生中毒及致癌性肿瘤等反应。再着，存在在大气中的VOCs会产生光化学反应，导致大气中臭氧浓度升高及产生高氧化性污染物。因此，这些含有挥发性有机物的废气排放前必须先加以处理，不可直接排放到大气中，避免造成环境危害。

由于半导体制造业和光电业的废气排放量大，且VOCs的浓度属中低范围，设计焚化炉进行高温焚化处理，可有效处理其废气排放。

然而，前述系统虽可达处理VOCs的功能，惟其以操作温度700℃以上的高温，焚化处理高风量低浓度的废气时，需要消耗大量的能源(燃料)，因此造成废气处理上大量能源的浪费。若结合两种处理设施，例如使用沸石转轮搭配焚化炉，使废气以单转轮吸附浓缩之后，再以燃烧焚化等方法进行后处理，用以节省废气焚化过程中的燃料费用，亦无法达到98％以上的高削减率需求。

实用新型内容

有鉴于此，本申请人为改善并解决上述的缺失，乃特潜心研究并配合学理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺失的本实用新型。

意即，本实用新型的目的在于提供一种高效能废气净化系统，用以处理含挥发性有机化合物的制程废气，包括：至少一净化单元、以及焚化单元。所述净化单元包含有第一转轮以及设置所述第一转轮下游端的第二转轮；所述第一转轮可被区分为一第一吸附区、一第一冷却区、及一第一脱附区；所述第一吸附区是供导入所述制程废气，用以吸附所述制程废气中的至少一部分挥发性有机化合物并送出一第一过滤气体；所述第一冷却区是供导入一第一冷却气体，用以使因进行脱附而累积热量并且升温的所述第一转轮降温；所述第一脱附区是供导入一第一脱附气体，用以脱附所述第一转轮所吸附的挥发性有机化合物并送出一第一VOC浓缩气体；所述第二转轮可被区分为一第二吸附区、一第二冷却区、及一第二脱附区；所述第二吸附区是供导入所述第一过滤气体，用以吸附第一过滤气体中的至少一部分挥发性有机化合物并送出一第二过滤气体；所述第二冷却区是供导入一第二冷却气体，用以使因进行脱附而累积热量并且升温的所述第二转轮降温；所述第二脱附区是供导入一第二脱附气体，用以脱附所述第二转轮所吸附的挥发性有机化合物并送出一第二VOC浓缩气体；所述焚化单元是至少具有一焚化设备，所述焚化单元设置成可连通于所述第一脱附区及/或所述第二脱附区，用以将第一VOC浓缩气体及/或所述第二VOC浓缩气体中的挥发性有机化合物焚烧处理而生成一焚化后气体并排出。

根据本实用新型的一实施例，当将第一转轮的第一吸附区的设置面积设为Aa1、第一冷却区的设置面积设为Pa1、第一脱附区的设置面积设为Da1，以及将第二转轮的第二吸附区的设置面积设为Aa2、第二冷却区的设置面积设为Pa2、及第二脱附区的设置面积设为Da2时，Aa1、Pa1、Da1、Aa2、Pa2、及Da2分别满足以下关系式：

Pa1≧Da1；

0.1≦(Pa1+Da1)/Aa1≦1；

Pa2≧Da2；

0.1≦(Pa2+Da2)/Aa2≦1。

根据本实用新型的一实施例，所述净化单元为多个，且各个所述净化单元互为并联及/或串联设置。

根据本实用新型的一实施例，所述高效能废气净化系统更包括一第三加热器，所述第一冷却气体从所述第一冷却区排出后被导入所述第三热交换器进行加热，进而输出所述第一脱附气体。

根据本实用新型的一实施例，所述高效能废气净化系统更包括一第二加热器，所述第二冷却气体从所述第二冷却区排出后被导入所述第二加热器进行加热，进而输出所述第二脱附气体。

根据本实用新型的一实施例，所述高效能废气净化系统更包括一第一加热器，所述第一VOC浓缩气体及/或所述第二VOC浓缩气体在导入所述焚化设备之前先被导入所述第一加热器进行加热。

根据本实用新型的一实施例，所述第一加热器、所述第二加热器、及所述第三加热器为热交换器，且所述热交换器所使用的热源为所述焚化后气体。

根据本实用新型的一实施例，其中所述焚化后气体依序流经所述第一加热器、所述第二加热器、及所述第三加热器。

根据本实用新型的一实施例，其中所述焚化单元还包含有一热交换器装置，所述热交换器装置包含有一壳体、一第一热交换管、一第二热交换管及一第三热交换管；所述第一热交换管的至少一部分位于所述壳体内，所述第二热交换管的至少一部分位于所述壳体内，所述第三热交换管的至少一部分位于所述壳体内；其中所述壳体内部是用以导引所述焚化后气体；所述第三热交换管是与所述第一转轮的所述第一冷却区及第一脱附区气体连通，用以接收从所述第一冷却区排出的所述第一冷却气体，使所述第一冷却气体与所述焚化后气体进行热交换，进而输出所述第一脱附气体；所述第二热交换管是与所述第二转轮的所述第二冷却区及第二脱附区气体连通，用以接收从所述第二冷却区排出的所述第二冷却气体，使所述第二冷却气体与所述焚化后气体进行热交换，进而输出所述第二脱附气体；所述第一热交换管是与所述第一脱附区及/或所述第二脱附区气体连通，用以接收第一VOC浓缩气体及/或所述第二VOC浓缩气体，使所述第一VOC浓缩气体及/或所述第二VOC浓缩气体在导入所述焚化设备之前先流经所述第一热交换管并与所述焚化后气体进行热交换。

根据本实用新型的一实施例，所述第一冷却气体及所述第二冷却气体分别从所述第一冷却区及所述第二冷却区排出后还可以被汇流并导入所述第三热交换器进行加热，进而输出所述第一脱附气体；所述第三加热器与所述第一转轮的所述第一冷却区及所述第二转轮的所述第二冷却区气体连通，且所述第二转轮的所述第二脱附区与所述第一转轮的所述第一脱附区气体连通；所述第一冷却气体及所述第二冷却气体分别从第一冷却区和所述第二冷却区排出后汇流并被导入所述第三热交换器进行加热，进而输出所述第一脱附气体，所述第一脱附气体依序进入所述第二脱附区及所述第一脱附区后送出所述第一VOC浓缩气体。

附图说明

图1是显示本实用新型第一实施例的系统配置示意图。

图2是用于本实用新型的第一转轮及第二转轮的前视示意图。

图3为本实用新型第二实施例的系统配置示意图。

图4为本实用新型第三实施例的系统配置示意图。

图5为本实用新型第四实施例的系统配置示意图。

图6为本创作第五实施例的系统配置示意图。

其中：100:高效能废气净化系统；1、1’:净化单元；10、10’:第一转轮；101、101’、:第一吸附区；102、102’:第一冷却区；103、103’:第一脱附区；20、20’:第二转轮；201、201’:第二吸附区；202、202’:第二冷却区；203、203’:第二脱附区；50:焚化单元；501:焚化设备；60、60’:烟囱；70:第三加热器；80:第二加热器；90:第一加热器；W:制程废气；W₁、W_1’:第一过滤气体；W₂、W_2’:第二过滤气体；D₁₁、D_11’:第一冷却气体；D₁₂、D_12’:第一脱附气体；D₁₃、D_13’:第一VOC浓缩气体；D₂₁、D_21’:第二冷却气体；D₂₂、D_22’:第二脱附气体；D₂₃、D_23’:第二VOC浓缩气体；H:焚化后气体。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术特征及优点，能更为相关技术领域人员所了解，并得以实施本实用新型，在此配合所附的图式、具体阐明本实用新型的技术特征与实施方式，并列举较佳实施例进步说明。以下文中所对照的图式，为表达与本实用新型特征有关的示意，并未亦不需要依据实际情形完整绘制。

本文所用单数形式“一”、“一个”及“所述”亦包含复数形式，除非上下文清楚地指示其他情况。再者应了解，当用于此说明书时，术语“包括”及/或“包含”指定存在所述特征、元件及/或单元，但是不排除存在或附加一或多个其他特征、元件及/或单元，合先叙明。又，在以下配合参考图式的各实施例的详细说明中，将可清楚呈现，以下实施例所提到的方向用语，例如：“上”、“下”“左”、“右”、“前”、“后”等，仅是参考附加图示的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而并非用来限制本实用新型。

再者，熟悉此项技术的业者亦当明了：所列举的实施例与所附的图式仅提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制者；能够基于所述记载而容易实施的修饰或变更而完成的实用新型，亦皆视为不脱离本实用新型的精神与意旨的范围内，当然所述实用新型亦均包括在本实用新型的申请专利范围内。

首先，请参阅图1，其为显示本实用新型的第一实施例中的高效能废气净化系统100的架构配置图，所述高效能废气净化系统100可用以处理含挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds；VOCs)的制程废气W，制程废气W的来源并未特别加以限制，举例来说，可以来自石化业、半导体业、炼钢厂、或是需要使用有机溶剂的制程废气，并且所述制程废气W所含有的挥发性有机化合物可以是烷类、芳烃类、酯类、酮类；举例来说，可以是但不限于丙烷、丁烷、苯、甲苯、乙苯、甲醇、乙醇、异丙醇、异戊醇、丙酮、丁酮、四氯乙烯、氯苯、醋酸丙二醇甲醚酯(PGMEA)、单乙醇胺(MEA)及二甲基亚砜(DMSO)。

所述高效能废气净化系统100包含有净化单元1、及焚化单元50；净化单元1包括第一转轮10、及第二转轮20，其中所述第一转轮10及所述第二转轮20是分别由可吸附挥发性有机化合物的吸附材料所构成的蜂巢状结构，并可藉由马达(未图示)带动以特定转速旋转。

请同时参阅图2，其为所述第一转轮10及所述第二转轮20的轮面配置图，所述第一转轮可被区分为第一吸附区101、第一冷却区102、及第一脱附区103，当制程废气W通过第一吸附区101时，吸附材料会吸附制程废气中的至少一部分的VOCs并排出第一过滤气体W₁；而被吸附材料所吸附的VOCs则随着第一转轮10转动到第一脱附区103与一第一脱附气体D₁₂接触并从第一转轮10中脱附至所述第一脱附气体D₁₂之中，并且送出第一VOC浓缩气体D₁₃。由于所述第一脱附气体D₁₂为温度在180～200℃之间的高温气体，因此第一转轮10在与所述第一脱附气体D₁₂进行脱附步骤时会因热传导作用导致第一转轮10的温度提升，进而导入一第一冷却气体D₁₁至所述第一转轮10中使其降温，第一冷却气体D₁₁可以是外部气体或是由制程废气W分流而得。

承上，所述第二转轮20设置于所述第一转轮10的下游区，与第一转轮10同样地可被区分为第二吸附区201、第二冷却区202、及一第二脱附区203。第二吸附区201用以接收从第一转轮10排出的第一过滤气体W₁，当第一过滤气体W₁通过第二吸附区201时，吸附材料会吸附第一过滤气体W₁中的VOCs并排出第二过滤气体W₂，可以输送至烟囱60排放至外界，或是做为其他用途。

被吸附材料所吸附的VOCs则随着第二转轮20转动到第二脱附区203与一第二脱附气体D₂₂接触并从第二转轮20中脱附至所述第二脱附气体D₂₂之中，并且送出第二VOC浓缩气体D₂₃。与第一转轮10相同地，由于所述第二脱附气体D₂₂为温度在180～200℃之间的高温气体，因此第二转轮20在与所述第二脱附气体D₂₂进行脱附步骤时会因热传导作用导致第二转轮20的温度提升，进而导入一第二冷却气体D₂₁至所述第二转轮20中使其降温，所述第二冷却气体D₂₁可以是外部气体或是由第一过滤气体W₁分流而得。

当将第一转轮10的第一吸附区101的设置面积设为Aa1、第一冷却区102的设置面积设为Pa1、第一脱附区103的设置面积设为Da1，以及将第二转轮20的第二吸附区201的设置面积设为Aa2、第二冷却区202的设置面积设为Pa2、及第二脱附区203的设置面积设为Da2时，Aa1、Pa1、Da1、Aa2、Pa2、及Da2分别满足以下关系式：

Pa1≧Da1；

0.1≦(Pa1+Da1)/Aa1≦1；

Pa2≧Da2；

0.1≦(Pa2+Da2)/Aa2≦1。

较佳地，第一吸附区101、第一冷却区102、及第一脱附区103的面积比为10：1：1或6：1：1；在第二转轮20的轮面上，第二吸附区201、第二冷却区202、及第二脱附区203的面积比为10：1：1或6：1：1。

根据本实用新型的技术思想，构成所述第一转轮10及所述第二转轮20的吸附材料并未特别加以限制，举例来说，可以选自活性碳、疏水性沸石、硅胶、活性氧化铝、及其组合中的任一种。另外，构成所述第一转轮10及所述第二转轮20的吸附材料也可以是相同或是相异的材料，可依实际需求设置，在此不限制。

所述焚化单元50设置成可与所述第一脱附区103及所述第二脱附区203气体连通，并且所述焚化单元50包含有一焚化设备501，能够将第一VOC浓缩气体D₁₃及所述第二VOC浓缩气体D₂₃中的挥发性有机化合物进行焚烧处理而生成一焚化后气体H并排放至烟囱60。适用的焚化设备501包括但不限于直燃式焚化炉、触媒焚化炉、蓄热式焚化炉、或蓄热式触媒焚化炉。

所述焚化单元50还可以进一步包含有辅助燃烧设备(未图示)，所述辅助燃烧设备与所述焚化设备501连接，当焚化设备501中的第一VOC浓缩气体D₁₃及所述第二VOC浓缩气体D₂₃的废气热值不足燃烧至所需温度时，所述辅助燃烧设备能够输送天然气等燃料协助气体焚化作业。

请再参阅图1，所述高效能废气净化系统100还可以包括有第三加热器70，所述第三加热器70与第一冷却区102及第一脱附区103气体连通，用以接收从第一冷却区102排出的所述第一冷却气体D₁₁，并将其加热至第一脱附温度后生成第一脱附气体D₁₂，再将第一脱附气体D₁₂输送至所述第一脱附区103进行脱附；同样地，所述高效能废气净化系统100还可以包括有第二加热器80，所述第二加热器80与第二冷却区202及第二脱附区203气体连通，用以接收从第二冷却区202排出的所述第二冷却气体D₂₁，并将其加热至第二脱附温度后生成第二脱附气体D₂₂，再将第二脱附气体D₂₂输送至所述第二脱附区203进行脱附。

此外，在本实用新型的高效能废气净化系统100中还可以进一步在管线中设置多个风机，帮助气体传输；所述多个风机的数量及配置位置并未特别加以限制，可依制程需求进行配置。

接着，以下说明利用本实用新型的高效能废气净化系统进行废气净化的方法，包含以下步骤：

第一吸附步骤S1：将一含挥发性有机化合物的制程废气W输送至所述第一吸附区101，并经所述第一吸附区101吸附至少一部分所述挥发性有机化合物后送出一第一过滤气体W₁。

第二吸附步骤S2：将所述第一过滤气体W1导入至所述第二吸附区201，并经所述第二吸附区吸附至少一部分所述挥发性有机化合物后送出一第二过滤气体。

第一脱附步骤S3：使一第一冷却气体D₁₁通过所述第一冷却区102，并将所述第一冷却气体D₁₁导至第三加热器70进行升温生成第一脱附气体D₁₂，再将第一脱附气体D₁₂输送所述第一脱附区103，所述第一脱附气体D₁₂将所述第一转轮10所吸附的挥发性有机化合物自所述第一转轮10脱附并送出一第一VOC浓缩气体D₁₃；进入所述第一冷却区102中的第一冷却气体D₁₁能够使因进行脱附而累积热量并升温的所述第一转轮10降温。

第二脱附步骤S4：使一第二冷却气体D₂₁通过所述第二冷却区202，并将所述第二冷却气体D₂₁导至第二加热器80进行升温生成第二脱附气体D₂₂，再将第二脱附气体D₂₂输送所述第二脱附区203，所述第二脱附气体D₂₂将所述第二转轮20所吸附的挥发性有机化合物自所述第二转轮20脱附并送出一第二VOC浓缩气体D₂₃；进入所述第二冷却区202中的第二冷却气体D₂₁能够使因进行脱附而累积热量并升温的所述第二转轮20降温。

焚化步骤S5：将所述第一VOC浓缩气体D₁₃及/或所述第二浓缩气体D₂₃输送至所述焚化单元50中的所述焚化设备501，并经所述焚化设备501将第一VOC浓缩气体D₁₃及/或所述第二VOC浓缩气体D₂₃中的挥发性有机化合物焚烧处理而生成一焚化后气体H并排出。

根据本实用新型的技术思想，所述第一转轮10的转速相对于第二转轮的比值一般为在16：1至1：10之间；较佳为在7：1至1：7之间；更佳为在5：1至1：5之间；最佳为在3：1至1：3之间。

第一冷却气体D₁₁在进入所述第一冷却区102时的第一冷却温度为在40℃以下、第一脱附气体D₁₂在进入所述第一脱附区103时的第一脱附温度为在180～200℃之间；以及所述第二冷却气体D₂₁在进入所述第二冷却区202时的第二冷却温度为在40℃以下、第二脱附气体D₂₂在进入所述第二脱附区203时的第二脱附温度为在180～200℃之间。

另外，根据本实用新型的技术思想，所述第一转轮10的进料端可以设置一过滤单元(未图示)，制程废气W在进入第一转轮10之前会先通过所述过滤单元，藉以去除掉粒径较大的粉尘颗粒。第一转轮10与第二转轮20还可以分别和消防管线连通，当有突发状况或是有闷燃的情形发生时，能够即时洒水，并经由一废水管线将使用后的废水排出；在第一转轮10的上游端也设有紧急排放管线P，以利突发状况发生时，先将制程废气引导至他处或是烟囱60，避免设备损失或灾害扩大。

在第一实施例中，第一VOC浓缩气体D₁₃及所述第二浓缩气体D₂₃为一同汇流至焚化单元50进行焚烧处理，但并不以此为限。请参阅图3，其为本实用新型第二实施例中的高效能废气净化系统100的架构配置图，在第二实施例中，高效能废气净化系统100的架构配置大致上与第一实施例相同，主要差异在于所述第二脱附区203所送出的第二VOC浓缩气体D₂₃还可以回流与制程废气W汇流再导入第一转轮10的第一吸附区101中再处理，如图3所示。

接着，请参阅图4，其为显示本实用新型的第三实施例中的高效能废气净化系统100的架构配置图，其中第一转轮10、第二转轮20、及焚化单元50的配置与前述第一实施例相同，在此不赘述。

本实施例与前述第一实施例的主要差异点在于本实施例中的第三加热器70及第二加热器80分别为热交换器，例如板式热交换器或管壳式热交换器，较佳为管壳式热交换器；从焚化单元50所排出的焚化后气体H流经第二加热器80及第三加热器70，作为热源与第一冷却气体D₁₁及所述第二冷却气体D₂₁进行热交换。

另外，在本实施例中，高效能废气净化系统100还进一步包含有第一加热器90，第一加热器90与所述第一脱附区103、第二脱附区203、及焚化单元50气体连通，用以接收第一VOC浓缩气体D₁₃及所述第二VOC浓缩气体D₂₃，并将其加热后传送至焚化单元50中进行焚烧。

所述第一加热器90也可以是热交换器，例如可以是板式热交换器及管壳式热交换器，较佳为管壳式热交换器，并且与第二热交换器80、第三热交换器70串联。从焚化单元50排出的焚烧后气体H能够依序流经第一加热器90、第二加热器80、及第三加热器70，与第一VOC浓缩气体D₁₃及所述第二VOC浓缩气体D₂₃、第二冷却气体D₂₁、第一冷却气体D₁₁进行热交换，使焚烧后气体H的最终温度为在200～280℃之间，最终再导入烟囱60排放至外界或是后续应用。藉此，能够有效利用焚烧后气体H的热能，并且降低焚烧后气体H排放至外界的温度。

另外，当焚化设备501是直燃式焚化炉或触媒式焚化炉时，第三加热器90、第二加热器80、及第一加热器70还可以整合成一热交换器装置，并且整合在焚化单元50中(未图示)，所述热交换器装置包含有一壳体、一第一热交换管、一第二热交换管及一第三热交换管；所述第一热交换管的至少一部分位于所述壳体内，所述第二热交换管的至少一部分位于所述壳体内，所述第三热交换管的至少一部分位于所述壳体内；较佳为一第一热交换管、一第二热交换管及一第三热交换管皆设置在所述壳体内。各个热交换管分别为外表面平滑的管体(plain tube)。

在所述壳体内部以及各个热交换管的外部所形成的空间是用以导引所述焚化后气体H的热流道，所述热流道与焚化单元50的排气口流连通并具有一靠近所述排气口的热侧及一远离所述排气口的冷侧，所述第一热交换管邻近所述热侧，所述第三热交换管邻近所述冷侧，所述第二热交换管则是所述第一热交换管及第三热交换管之间。

另外，所述第一热交换管、第二热交换管、第三热交换管则是分别引导第一VOC浓缩气体D₁₃与第二VOC浓缩气体D₂₃、第二冷却气体D₂₁、第一冷却气体D₁₁的冷流道；其中，第三热交换管是与所述第一转轮10的所述第一冷却区102及第一脱附区103气体连通，用以接收从所述第一冷却区102排出的所述第一冷却气体D₁₁，使所述第一冷却气体D₁₁与所述焚化后气体H进行热交换；第二热交换管是与所述第二转轮20的所述第二冷却区202及第二脱附区203气体连通，用以接收从所述第二冷却区202排出的第二冷却气体D₂₁，使第二冷却气体D₂₁与所述焚化后气体H进行热交换；所述第一热交换管则是与第一脱附区103、第二脱附区203、及焚化单元50气体连通，用以接收第一VOC浓缩气体D₁₃及第二VOC浓缩气体D₂₃，使所述第一VOC浓缩气体D₁₃及所述第二VOC浓缩气体D₂₃在导入所述焚化设备501之前先流经所述第一热交换管并与所述焚化后气体H进行热交换。

接着，请参阅图5，其为显示本实用新型的第四实施例中的高效能废气净化系统1的架构配置图。在本实施例中，所述高效能废气净化系统100包含有净化单元1、焚化单元50、第三加热器70、以及第一加热器90。

净化单元1的配置与前述实施例态样相同，包括有第一转轮10、及第二转轮20，其中所述第一转轮10及所述第二转轮20是分别由可吸附挥发性有机化合物的吸附材料所构成的蜂巢状结构，并可藉由马达(未图示)带动以特定转速旋转。所述第一转轮10可被区分为第一吸附区101、第一冷却区102、及第一脱附区103，而设置于所述第一转轮10的下游端的第二转轮20可被区分为第二吸附区201、第二冷却区202及第二脱附区203，并且所述第三加热器70是与第一转轮10的第一冷却区102及第二转轮20的第二冷却区202、第二脱附区203气体连通，所述第一加热器90是与第一转轮10的第一脱附区103、焚化单元50、及第三加热器70气体连通。

当将第一转轮10的第一吸附区101的设置面积设为Aa1、第一冷却区102的设置面积设为Pa1、第一脱附区103的设置面积设为Da1，以及将第二转轮20的第二吸附区201的设置面积设为Aa2、第二冷却区202的设置面积设为Pa2、及第二脱附区203的设置面积设为Da2时，Aa1、Pa1、Da1、Aa2及Da2分别满足以下关系式：

Pa1≧Da1；

0.1≦(Pa1+Da1)/Aa1≦1；

0.1≦Da2/Aa2≦1。

较佳地，第一吸附区101、第一冷却区102、及第一脱附区103的面积比为10：1：1或6：1：1；在第二转轮20的轮面上，第二吸附区201、第二冷却区202、及第二脱附区203的面积比为10：1：1或6：1：1。

根据本实用新型的技术思想，所述第一转轮10的转速相对于第二转轮的比值一般为在16：1至1：10之间；较佳为在7：1至1：7之间；更佳为在5：1至1：5之间；最佳为在3：1至1：3之间。

利用本实施例中的高效能废气净化系统进行废气净化的方法，包含以下步骤：

第一吸附步骤X1：一含挥发性有机化合物的制程废气输送至所述第一吸附区，并经所述第一吸附区吸附至少一部分所述挥发性有机化合物后送出一第一过滤气体。

第二吸附步骤X2：将所述第一过滤气体导入至所述第二吸附区，并经所述第二吸附区吸附至少一部分所述挥发性有机化合物后送出一第二过滤气体。

脱附步骤X3：使一第一冷却气体及一第二冷却气体分别通过所述第一冷却区及所述第二冷却区，并将所述第一冷却气体、所述第二冷却气体汇流导至第三加热器进行升温生成第一脱附气体，再将所述第一脱附气体依序输送至所述第二脱附区及所述第一脱附区，以脱附所述第二转轮与所述第一转轮所吸附的挥发性有机化合物而生成一第一VOC浓缩气体；分别进入所述第一冷却区及所述第二冷却区中的第一冷却气体、及第二冷却气体能够使因进行脱附而累积热量并且升温的所述第一转轮及所述第二转轮降温。

焚化步骤X4：将所述第一VOC浓缩气体输送至所述焚化单元中的所述焚化设备，并经所述焚化设备将第一VOC浓缩气体中的挥发性有机化合物焚烧处理而生成一焚化后气体并排出。

当制程废气W通过第一吸附区101时，吸附材料会吸附制程废气中的至少一部分的VOCs并排出第一过滤气体W₁；而被吸附材料所吸附的VOCs则随着第一转轮10转动到第一脱附区103与一第一脱附气体D₁₂接触并从第一转轮10中脱附至所述第一脱附气体D₁₂之中，并且送出第一VOC浓缩气体D₁₃。由于所述第一脱附气体D₁₂为温度在180～200℃之间的高温气体，因此第一转轮10在与所述第一脱附气体D₁₂进行脱附步骤时会因热传导作用导致第一转轮10的温度提升，进而导入一第一冷却气体D₁₁至所述第一转轮10中使其降温，第一冷却气体D₁₁可以是外部气体或是由制程废气W分流而得。

承上，第二吸附区201用以接收从第一转轮10排出的第一过滤气体W₁，当第一过滤气体W₁通过第二吸附区201时，吸附材料会吸附第一过滤气体W1中的VOCs并排出第二过滤气体W₂，可以输送至烟囱60排放至外界，或是做为其他用途。

与第一转轮10相同地，由于所述第二脱附气体D₂₂为温度在180～200℃之间的高温气体，因此第二转轮20在与所述第二脱附气体D₂₂进行脱附步骤时会因热传导作用导致第二转轮20的温度提升，进而导入一第二冷却气体D₂₁至所述第二转轮20中使其降温，所述第二冷却气体D₂₁可以是外部气体或是由第一过滤气体W₁分流而得。

在本实施例中，当第一冷却气体D₁₁通过第一转轮10的第一冷却区102后，以及当第二冷却气体D₂₁通过第二转轮20的第二冷却区202后，第一冷却气体D₁₁与第二冷却气体D₂₁会被汇流并导入第三加热器70中进行升温至至第一脱附温度后生成第一脱附气体D₁₂，所述第一脱附气体D₁₂被导入至第二转轮20中的第二脱附区203与随着第二转轮20转动到第二脱附区203的VOCs接触，使得VOCs从第二转轮20中脱附至所述第一脱附气体D₁₂之中，并且自所述第二脱附区203排出。接着，所述第一脱附气体D₁₂再被导入第一转轮10中的第一脱附区103与随着第一转轮10转动到第一脱附区103的VOCs接触，使得VOCs从第一转轮10中脱附至所述所述第一脱附气体D₁₂之中，并且自所述第一脱附区103排出第一VOC浓缩气体D₁₃。

第一VOC浓缩气体D₁₃被输送至第一加热器90升温后传送至焚化单元50中进行焚烧，由于第一加热器90与第三加热器70为串联的热交换器，从焚化单元50排出的焚烧后气体H能够作为第一加热器90与第三加热器70的热源，依序流经第一加热器90与第三加热器70，与第一VOC浓缩气体D₁₃、及第一冷却气体D₁₁、及第二冷却气体D₂₁进行热交换，使焚烧后气体H的最终温度为在200～280℃之间，最终再导入烟囱60’排放至外界或是后续应用。又，在本实施例中，用于排放第二过滤气体W₂的烟囱60与用于排放焚烧后气体H的烟囱60’为各自独立的装置，能够个别监控第二过滤气体W₂与焚烧后气体H的气体品质。但不限于各自独立的装置，亦可如其他实施例中将第二过滤气体W₂与焚烧后气体H汇流至同一个烟囱中排放。

根据本实用新型的技术思想，所述第一脱附气体D₁₂在从第二转轮20排出之后，可以先依实际需求加热至一特定温度再被导入第一转轮10的第一脱附区103，或是直接不加热直接导入第一脱附区103，在此不特别加以限制。

又，请参阅图6，其为显示本实用新型的第五实施例中的高效能废气净化系统1的架构配置图。在此实施例中，所述高效能废气净化系统1配置有并联设置的两个净化单元1、1’，净化单元1、1’分别与第三加热器70、第二加热器80、及焚化单元50连通，各单元之间的连接配置关是与前述第三实施例相同，在此不赘述。制程废气W分流输送至净化单元1、1’中，并且同步进行废气处理，藉此能够提高系统的处理效能。但并不以此为限，净化单元1、1’也可以是串联设置，可依实际制程进行调整。

综上所述，本实用新型的内容已以如上的实施例举例说明了，然而本实用新型并非仅限定于此等实施方式而已。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可再进行各种的更动与修饰；例如，将前述实施例中所例示的各技术内容加以组合或变更而成为新的实施方式，此等实施方式亦当然视为本实用新型所属内容的一。因此，本案所欲保护的范围亦包括权利要求书及其所界定的范围。

Claims (10)

1.一种高效能废气净化系统，其特征在于，用以处理含挥发性有机化合物的制程废气，且所述高效能废气净化系统包括：

至少一个净化单元，其包含有一第一转轮以及设置于所述第一转轮的下游端的一第二转轮；以及

一焚化单元，其至少具有一焚化设备并且与所述净化单元连通；其中

所述第一转轮可被区分为一第一吸附区、一第一冷却区、及一第一脱附区；所述第一吸附区是供导入所述制程废气，用以吸附所述制程废气中的至少一部分挥发性有机化合物并送出一第一过滤气体；所述第一冷却区是供导入一第一冷却气体，用以使因进行脱附而累积热量并且升温的所述第一转轮降温，所述第一冷却气体为所述制程废气的一部分分流或外部气体；所述第一脱附区是供导入一第一脱附气体，用以脱附所述第一转轮所吸附的挥发性有机化合物并送出一第一VOC浓缩气体；

所述第二转轮可被区分为一第二吸附区、一第二冷却区、及一第二脱附区；所述第二吸附区是供导入所述第一过滤气体，用以吸附第一过滤气体中的至少一部分挥发性有机化合物并送出一第二过滤气体；所述第二冷却区是供导入一第二冷却气体，用以使因进行脱附而累积热量并且升温的所述第二转轮降温，所述第二冷却气体为所述第一过滤气体的一部分分流或外部气体；所述第二脱附区是供导入一第二脱附气体，用以脱附所述第二转轮所吸附的挥发性有机化合物并送出一第二VOC浓缩气体；

当将第一转轮的第一吸附区的设置面积设为Aa1、第一冷却区的设置面积设为Pa1、第一脱附区的设置面积设为Da1，以及将第二转轮的第二吸附区的设置面积设为Aa2、第二冷却区的设置面积设为Pa2、及第二脱附区的设置面积设为Da2时，Aa1、Pa1、Da1、Aa2、Pa2、及Da2分别满足以下关系式：

Pa1≧Da1；

0.1≦(Pa1+Da1)/Aa1≦1；

Pa2≧Da2；

0.1≦(Pa2+Da2)/Aa2≦1；以及

所述焚化单元用以焚烧所述第一VOC浓缩气体及/或所述第二VOC浓缩气体中的挥发性有机化合物而生成一焚化后气体并排出。

2.根据权利要求1所述的高效能废气净化系统，其特征在于，所述净化单元为多个，且各个所述净化单元互为串联及/或并联设置。

3.根据权利要求1或2所述的高效能废气净化系统，其特征在于，更包括与所述第一转轮气体连通的一第三加热器以及与所述第二转轮气体连通的一第二加热器；所述第一冷却气体从所述第一冷却区排出后被导入所述第三加热器进行加热，进而输出所述第一脱附气体，所述第二冷却气体从所述第二冷却区排出后被导入所述第二加热器进行加热，进而输出所述第二脱附气体。

4.根据权利要求3所述的高效能废气净化系统，其特征在于，更包括一第一加热器，所述第一VOC浓缩气体及/或所述第二VOC浓缩气体在导入所述焚化设备之前先被导入所述第一加热器进行加热。

5.根据权利要求4所述的高效能废气净化系统，其特征在于，所述第三加热器、所述第二加热器、以及所述第一加热器分别为热交换器，且所述焚化后气体依序流经所述第一加热器、所述第二加热器、及所述第三加热器以作为所述热交换器所使用的热源。

6.根据权利要求1所述的高效能废气净化系统，其特征在于，所述焚化单元还包含有一热交换器装置，所述热交换器装置包含有一壳体、一第一热交换管、一第二热交换管及一第三热交换管；所述第一热交换管的至少一部分位于所述壳体内，所述第二热交换管的至少一部分位于所述壳体内，所述第三热交换管的至少一部分位于所述壳体内；其中

所述壳体内部是用以导引所述焚化后气体；

所述第三热交换管是与所述第一转轮的所述第一冷却区及第一脱附区气体连通，用以接收从所述第一冷却区排出的所述第一冷却气体，使所述第一冷却气体与所述焚化后气体进行热交换，进而输出所述第一脱附气体；

所述第二热交换管是与所述第二转轮的所述第二冷却区及第二脱附区气体连通，用以接收从所述第二冷却区排出的所述第二冷却气体，使所述第二冷却气体与所述焚化后气体进行热交换，进而输出所述第二脱附气体；

所述第一热交换管是与所述第一脱附区及/或所述第二脱附区气体连通，用以接收所述第一VOC浓缩气体及/或所述第二VOC浓缩气体，使所述第一VOC浓缩气体及/或所述第二VOC浓缩气体在导入所述焚化设备之前先流经所述第一热交换管并与所述焚化后气体进行热交换。

7.根据权利要求1或2所述的高效能废气净化系统，其特征在于，更包括与所述第一转轮以及所述第二转轮气体连通的一第三加热器；所述第一冷却气体及所述第二冷却气体分别从所述第一冷却区及所述第二冷却区排出后被导入所述第三热交换器进行加热，进而输出所述第一脱附气体。

8.根据权利要求7所述的高效能废气净化系统，其特征在于，所述第一脱附气体依序进入所述第二脱附区及所述第一脱附区后送出所述第一VOC浓缩气体。

9.根据权利要求8所述的高效能废气净化系统，其特征在于，更包括一第一加热器，所述第一加热器与所述第一转轮及所述焚化设备气体连通，所述第一VOC浓缩气体在导入所述焚化设备之前先被导入所述第一加热器进行加热。

10.根据权利要求9所述的高效能废气净化系统，其特征在于，所述第三加热器、以及所述第一加热器分别为热交换器，且所述焚化后气体依序流经所述第一加热器、及所述第三加热器以作为所述热交换器所使用的热源。

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