TW201323059A - 流體化吸附塔及使用該吸附塔之淨化系統 - Google Patents

Abstract

本發明係有關一種流體化吸附塔，其包括有：一塔體；數浮動多孔板，逐層設置於該塔體內部，而對應形成有落下部；一氣流分散部，相對該浮動多孔板之下方而設置於該塔體內部；一氣流入口，相對該氣流分散部之下方而設置於該塔體；一氣流出口，設置於該塔體頂端；一吸附材導入管，相對該浮動多孔板之上方而設置於該塔體；一貯槽，設置於該塔體內部；一吸附材導出管，相對該貯槽而設置於該塔體；數二次吸附浮動多孔板，相對該浮動多孔板之上方而逐層設置於該塔體內部，而對應形成有落下部；以及一吸附材第二導入管，相對該二次吸附浮動多孔板之上方而設置於該塔體者。藉此，具有利用兩階段式吸附作用提升吸附效果之功效。

Description

流體化吸附塔及使用該吸附塔之淨化系統

本發明係有關一種流體化吸附塔及使用該吸附塔之淨化系統，尤指一種於流體化吸附塔增設二次吸附浮動多孔板與吸附材第二導入管，令廢氣氣流再經過第二階段之吸附作用，而提升吸附效果之設計者。

按，流體化吸附塔之吸附流程如圖1所示，塔體10內部以數浮動多孔板11a、11b、11c、11d、11e分隔成數層，而各該浮動多孔板11a、11b、11c、11d、11e對應形成有落下部111，並於最底層浮動多孔板11e下方設置有氣流分散部12，廢氣自氣流入口13送入塔體10的底部，先藉氣流分散部12分散後，再於各該浮動多孔板11a、11b、11c、11d、11e與由上落下的吸附材30接觸，即可成為淨化氣體並從頂端之氣流出口14排放；其中，吸附材30由塔體10頂端之吸附材導入管15落下，而在各該浮動多孔板11a、11b、11c、11d、11e的上方形成浮動層，並沿著各該浮動多孔板11a、11b、11c、11d、11e之落下部111一層一層落下，當吸附材30與含有揮發性有機物的廢氣接觸時，遂將廢氣中的揮發性有機物吸附於吸附材30的孔洞內，廢氣即變成淨化氣體排放；然而，吸附飽和的吸附材30落至塔體10底部的貯槽16後，從吸附材導出管17藉吸附材輸送裝置20送至脫附塔40進行脫附再生程序後，再由吸附材輸送裝置20送回塔體10頂端之吸附材導入管15。

次按，流體化吸附塔係藉從吸附材導入管15進入塔體10之吸附材30，沿著各該浮動多孔板11a、11b、11c、11d、11e浮動且一層一層落下而進行吸附作用，致使廢氣氣流在上升之過程中逐層淨化，故剛從吸附材導入管15進入塔體10頂端而位於最上層浮動多孔板11a之吸附材30最具吸附能力，位於最底層浮動多孔板11e之吸附材30則最不具吸附能力；再者，廢氣自氣流入口13送入塔體10的底部，藉氣流分散部12分散後若產生氣流分散不足現象，將致使由上落下的吸附材30在各該浮動多孔板11e、11d、11c、11b、11a上方產生流體化浮動不均之問題，造成淨化排放效率不佳，嚴重者將產生局部吹碳現象；然而，由於排放標準會有日趨嚴格之趨勢，此一階段式吸附作用之設計，恐有逐漸難以滿足排放標準之虞。

再按，流體化吸附塔設計時，一般均以固定之流體化浮動線速度設計(例如直徑0.6mm、比重0.6g/cc的活性碳吸附材的最佳流體化浮動線速度介於0.75～1.25m/s之間)，以避免吸附材不浮動而直接掉落、流體化浮動不佳或是過速吹出吸附塔，但浮動多孔板11之隔層數、吸附材30的浮動分佈及進料的速度，均影響VOCs去除的效率；因此，最好能充份掌握廢氣的特性，例如溫度、溼度與揮發性有機物的組成特性及濃度等，而機動地以恰當之風量，讓吸附材30不致產生低速不浮動、流體化浮動不佳或是過速吹出吸附塔之情況；又，由於待處理的揮發性有機物分子大小不盡相同，沸點、分子量、吸脫附特性及極性、分子徑等也各異，故會於吸附塔10中產生競爭性吸附之現象，致使較低沸點或/及較低分子量等吸附力較低的揮發性有機物於下層浮動多孔板11e、11d之區段，因競爭性吸附而反被吸附力較強的揮發性有機物取代出來，造成較低沸點或/及較低分子量等吸附力較低的揮發性有機物處理效率較低；因此，最好能依據待處理揮發性有機物的類別，予以預先處理或分段處理，並選用適切之吸附材與相應之吸脫附系統搭配，而最適切的進行廢氣淨化與溶劑回收之工作。

本發明之主要目的，係欲解決先前技術一階段式吸附作用吸附效果略有不足之問題，而具有利用兩階段式吸附作用提升吸附效果之功效。

本發明之另一目的，則具有利用擾流作用提升氣流分散效果及固氣分離之功效。

為達上述功效，本發明流體化吸附塔之結構特徵，係包括有：一塔體；數浮動多孔板，逐層設置於該塔體內部，而各該浮動多孔板對應形成有落下部；一氣流分散部，相對該浮動多孔板之下方而設置於該塔體內部；一氣流入口，相對該氣流分散部之下方而設置於該塔體；一氣流出口，設置於該塔體頂端；一吸附材導入管，相對該浮動多孔板之上方而設置於該塔體；一貯槽，相對該氣流分散部而設置於該塔體內部；一吸附材導出管，相對該貯槽而設置於該塔體；數二次吸附浮動多孔板，相對該浮動多孔板之上方而逐層設置於該塔體內部，而各該二次吸附浮動多孔板對應形成有落下部；以及一吸附材第二導入管，相對該二次吸附浮動多孔板之上方而設置於該塔體者。

此外，該氣流分散部傾斜7～25度設置，該吸附材導入管傾斜30～50度設置，該吸附材導出管傾斜30～50度設置，該吸附材第二導入管傾斜30～50度設置。又，該氣流分散部傾斜10～15度設置，該吸附材導入管傾斜45度設置，該吸附材導出管傾斜45度設置，該吸附材第二導入管傾斜45度設置。

再者，該氣流分散部形成有數個通氣槽，並相對各該通氣槽設置有擾流蓋。又，該氣流分散部讓廢氣氣流以10～30m/s之流速通過各該通氣槽，進而讓廢氣氣流以0.8～1.2m/s之平均流速流向該浮動多孔板。另，該氣流分散部讓廢氣氣流以15～20m/s之流速通過各該通氣槽，進而讓廢氣氣流以0.8～1.2m/s之平均流速流向該浮動多孔板。

另者，該浮動多孔板之開孔率為10～20%，而孔徑為3～5 mm；該二次吸附浮動多孔板之開孔率為10～20%，而孔徑為3～5 mm。又，該浮動多孔板之開孔率為13～16%，而孔徑為4 mm；該二次吸附浮動多孔板之開孔率為13～16%，而孔徑為4 mm。

又一，各該浮動多孔板與各該二次吸附浮動多孔板於其落下部設置有擋板與落下多孔板，而各該擋板上凸10～30 mm，且下伸30～80 mm；另，各該擋板上凸20 mm，且下伸30～50 mm。

然而，本發明淨化系統之結構特徵，係包括有：一流體化吸附塔，包括有：一塔體；數浮動多孔板，逐層設置於該塔體內部，而各該浮動多孔板對應形成有落下部；一氣流分散部，相對該浮動多孔板之下方而設置於該塔體內部；一氣流入口，相對該氣流分散部之下方而設置於該塔體；一氣流出口，設置於該塔體頂端；一吸附材導入管，相對該浮動多孔板之上方而設置於該塔體；一貯槽，相對該氣流分散部而設置於該塔體內部；一吸附材導出管，相對該貯槽而設置於該塔體；數二次吸附浮動多孔板，相對該浮動多孔板之上方而逐層設置於該塔體內部，而各該二次吸附浮動多孔板對應形成有落下部；以及一吸附材第二導入管，相對該二次吸附浮動多孔板之上方而設置於該塔體；一脫附塔，對吸附材進行脫附作用，俾讓吸附材恢復吸附能力；以及一吸附材輸送裝置，連結該流體化吸附塔與該脫附塔，而將於該流體化吸附塔完成吸附作用之吸附材從該吸附材導出管輸送至該脫附塔，且將於該脫附塔完成脫附作用之吸附材從該吸附材導入管與該吸附材第二導入管輸送至該流體化吸附塔。

此外，進一步設置有第二吸附材輸送裝置與第二脫附塔或活化再生塔，進而自該脫附塔或活化再生塔輸送部分吸附材至該第二脫附塔或活化再生塔進行第二階段之脫附或進一步活化再生作用，且將於該第二脫附塔或活化再生塔完成第二階段脫附或進一步活化再生作用之吸附材從該吸附材第二導入管輸送至該流體化吸附塔。

另者，進一步設置有第二吸附材輸送裝置與活化再生塔，進而自該脫附塔輸送部分吸附材至該活化再生塔進行第二階段之活化再生作用，且將於該活化再生塔完成第二階段活化再生作用之吸附材從該吸附材第二導入管輸送至該流體化吸附塔。

首先，請參閱圖2所示，本發明之流體化吸附塔係包括有：一塔體50；數浮動多孔板51a、51b、51c、51d、51e，逐層設置於該塔體50內部，而各該浮動多孔板51a、51b、51c、51d、51e對應形成有落下部511；一氣流分散部52，相對該浮動多孔板51e之下方而設置於該塔體50內部；一氣流入口53，相對該氣流分散部52之下方而設置於該塔體50；一氣流出口54，設置於該塔體50頂端；一吸附材導入管55，相對該浮動多孔板51a之上方而設置於該塔體50；一貯槽56，相對該氣流分散部52而設置於該塔體50內部；一吸附材導出管57，相對該貯槽56而設置於該塔體50；數二次吸附浮動多孔板58a、58b，相對該浮動多孔板51a之上方而逐層設置於該塔體50內部，而各該二次吸附浮動多孔板58a、58b對應形成有落下部581；以及一吸附材第二導入管59，相對該二次吸附浮動多孔板58a之上方而設置於該塔體50者。

因此，吸附材30由該吸附材導入管55與該吸附材第二導入管59同步落下，且令由該吸附材第二導入管59所導入之吸附材30之吸附能力等於或高於由該吸附材導入管55所導入之吸附材30之吸附能力，而分別在各該浮動多孔板51a、51b、51c、51d、51e的上方與各該二次吸附浮動多孔板58a、58b上方形成浮動層，並沿著各該二次吸附浮動多孔板58a、58b與各該浮動多孔板51a、51b、51c、51d、51e之落下部511一層一層落下；同時，廢氣則自該氣流入口53送入該塔體50內部，先藉該氣流分散部52進行氣流分散效果與吸附材30/氣流分離作用(固氣分離作用)後，而於各該浮動多孔板51a、51b、51c、51d、51e與由上落下的吸附材30接觸，並再於各該二次吸附浮動多孔板58a、58b與由上落下的吸附材30接觸，即可成為兩階段式吸附後之淨化氣體並從該氣流出口54排放。

再者，該氣流分散部52為傾斜設置，而其傾斜角為7～25度，較佳為10～15度，且如圖3所示，該氣流分散部52形成有數通氣槽521，並相對各該通氣槽521設置有擾流蓋522，俾讓廢氣氣流以10～30m/s之流速通過各該通氣槽521，較佳之通過流速為15～20m/s，進而讓廢氣氣流以0.8～1.2m/s之平均流速流向該浮動多孔板51a、51b、51c、51d、51e；該吸附材導入管55為傾斜設置，而其傾斜角為30～50度，較佳為45度；該吸附材導出管57為傾斜設置，而其傾斜角為30～50度，較佳為45度；該吸附材第二導入管59為傾斜設置，而其傾斜角為30～50度，較佳為45度。

另，該浮動多孔板51a、51b、51c、51d、51e之開孔率為10～20%，較佳為13～16%，而孔徑為3～5 mm，較佳為4 mm；該二次吸附浮動多孔板58a、58b之開孔率為10～20%，而孔徑為13～16 mm。又，各該浮動多孔板51a、51b、51c、51d、51e與各該二次吸附浮動多孔板58a、58b於其落下部511、581設置有擋板512、582與落下多孔板513、583(請參閱圖3所示)，而各該擋板512、582上凸10～30 mm，較佳為20 mm，且下伸30～80 mm，較佳為30～50 mm。

此外，請參閱圖4所示，本發明淨化系統之第一實施例係包括有：一前述之流體化吸附塔、一脫附塔40以及一吸附材輸送裝置20；該流體化吸附塔之結構與前述相同，在此不再贅述；該脫附塔40對吸附材30進行脫附作用，俾讓吸附材30恢復吸附能力；該吸附材輸送裝置20連結該流體化吸附塔與該脫附塔40，而將於該流體化吸附塔完成吸附作用而落至該貯槽56之吸附材30從該吸附材導出管57輸送至該脫附塔40，且將於該脫附塔40完成脫附作用之吸附材30從該吸附材導入管55與該吸附材第二導入管59輸送至該流體化吸附塔。

再者，請參閱圖5所示，本發明淨化系統之第二實施例與第一實施例之不同處在於：進一步設置有第二吸附材輸送裝置21與第二脫附塔41或活化再生塔，進而自該脫附塔40輸送部分吸附材30至該第二脫附塔41或活化再生塔進行第二階段之脫附作用，俾讓吸附材30恢復更多的吸附能力，且將於該第二脫附塔41或活化再生塔完成第二階段脫附作用之吸附材30從該吸附材第二導入管59輸送至該流體化吸附塔。

再者，請參閱圖6所示，本發明淨化系統之第三實施例與第一實施例之不同處在於：進一步設置有第二吸附材輸送裝置21與吸附材補充桶60，進而自該吸附材補充桶60輸送新的或吸附能力更佳的吸附材30經由該吸附材第二導入管59輸送至該流體化吸附塔，俾以進行吸附淨化廢氣氣流中因製程突發高濃度揮發性有機物或難處理揮發性有機物之再淨化，而具有進一步應變之功效。

基於如是之構成，本發明之流體化吸附塔所增設之二次吸附浮動多孔板58a、58b與吸附材第二導入管59，相較於傳統之流體化吸附塔可令廢氣氣流經過第二階段之吸附作用，俾以確保所排放之氣流足以符合更嚴苛之排放標準，而具有利用兩階段式吸附作用提升吸附效果之功效。另，本發明之使用前述吸附塔之淨化系統，可進一步增設有第二吸附材輸送裝置21與第二脫附塔41，進行第二階段之脫附作用讓吸附材30恢復更多的吸附能力，或是由吸附材補充桶60提供新的或吸附能力更佳的吸附材30，再從該吸附材第二導入管59輸送至該吸附塔，俾讓該吸附塔第二階段之吸附作用更加提升。

綜上所述，本發明所揭示之技術手段，確具「新穎性」、「進步性」及「可供產業利用」等發明專利要件，祈請　鈞局惠賜專利，以勵發明，無任德感。

惟，上述所揭露之圖式、說明，僅為本發明之較佳實施例，大凡熟悉此項技藝人士，依本案精神範疇所作之修飾或等效變化，仍應包括本案申請專利範圍內。

10、50．．．塔體

11a～11e、51a～51e．．．浮動多孔板

111、511．．．落下部

12、52．．．氣流分散部

521．．．通氣槽

522．．．擾流蓋

13、53．．．氣流入口

14、54．．．氣流出口

15、55．．．吸附材導入管

16、56．．．貯槽

17、57．．．吸附材導出管

58a、58b．．．二次吸附浮動多孔板

581．．．落下部

512、582．．．擋板

513、583．．．落下多孔板

59．．．吸附材第二導入管

20．．．吸附材輸送裝置

21．．．第二吸附材輸送裝置

30．．．吸附材

40．．．脫附塔

41．．．第二脫附塔

60．．．吸附材補充桶

圖1係一般流體化吸附塔之結構示意圖。

圖2係本發明流體化吸附塔之結構示意圖。

圖3係圖2中3-3斷面之結構剖示圖。

圖4係本發明淨化系統第一實施例之結構示意圖。

圖5係本發明淨化系統第二實施例之結構示意圖。

圖6係本發明淨化系統第三實施例之結構示意圖。

50．．．塔體

51a～51e．．．浮動多孔板

511．．．落下部

52．．．氣流分散部

53．．．氣流入口

54．．．氣流出口

55．．．吸附材導入管

56．．．貯槽

57．．．吸附材導出管

58a、58b．．．二次吸附浮動多孔板

581．．．落下部

512、582．．．擋板

513、583．．．落下多孔板

59．．．吸附材第二導入管

Claims (14)

1. 一種流體化吸附塔，係包括有：一塔體；數浮動多孔板，逐層設置於該塔體內部，而各該浮動多孔板對應形成有落下部；一氣流分散部，相對該浮動多孔板之下方而設置於該塔體內部；一氣流入口，相對該氣流分散部之下方而設置於該塔體；一氣流出口，設置於該塔體頂端；一吸附材導入管，相對該浮動多孔板之上方而設置於該塔體；一貯槽，相對該氣流分散部而設置於該塔體內部；一吸附材導出管，相對該貯槽而設置於該塔體；數二次吸附浮動多孔板，相對該浮動多孔板之上方而逐層設置於該塔體內部，而各該二次吸附浮動多孔板對應形成有落下部；以及一吸附材第二導入管，相對該二次吸附浮動多孔板之上方而設置於該塔體者。
2. 如申請專利範圍第1項所述之流體化吸附塔，其中，該氣流分散部傾斜7～25度設置，該吸附材導入管傾斜30～50度設置，該吸附材導出管傾斜30～50度設置，該吸附材第二導入管傾斜30～50度設置。
3. 如申請專利範圍第2項所述之流體化吸附塔，其中，該氣流分散部傾斜10～15度設置，該吸附材導入管傾斜45度設置，該吸附材導出管傾斜45度設置，該吸附材第二導入管傾斜45度設置。
4. 如申請專利範圍第1、2或3項所述之流體化吸附塔，其中，該氣流分散部形成有數通氣槽，並相對各該通氣槽設置有擾流蓋。
5. 如申請專利範圍第4項所述之流體化吸附塔，其中，該氣流分散部讓廢氣氣流以10～30m/s之流速通過各該通氣槽，進而讓廢氣氣流以0.8～1.2m/s之平均流速流向該浮動多孔板。
6. 如申請專利範圍第5項所述之流體化吸附塔，其中，該氣流分散部讓廢氣氣流以15～20m/s之流速通過各該通氣槽，進而讓廢氣氣流以0.8～1.2m/s之平均流速流向該浮動多孔板。
7. 如申請專利範圍第4項所述之流體化吸附塔，其中，該浮動多孔板之開孔率為10～20%，而孔徑為3～5 mm；該二次吸附浮動多孔板之開孔率為10～20%，而孔徑為3～5 mm。
8. 如申請專利範圍第7項所述之流體化吸附塔，其中，該浮動多孔板之開孔率為13～16%，而孔徑為4 mm；該二次吸附浮動多孔板之開孔率為13～16%，而孔徑為4 mm。
9. 如申請專利範圍第4項所述之流體化吸附塔，其中，各該浮動多孔板與各該二次吸附浮動多孔板於其落下部設置有擋板與落下多孔板，而各該擋板上凸10～30 mm，且下伸30～80 mm。
10. 如申請專利範圍第9項所述之流體化吸附塔，其中，各該擋板上凸20 mm，且下伸30～50 mm。
11. 一種淨化系統，係包括有：一流體化吸附塔，包括有：一塔體；數浮動多孔板，逐層設置於該塔體內部，而各該浮動多孔板對應形成有落下部；一氣流分散部，相對該浮動多孔板之下方而設置於該塔體內部；一氣流入口，相對該氣流分散部之下方而設置於該塔體；一氣流出口，設置於該塔體頂端；一吸附材導入管，相對該浮動多孔板之上方而設置於該塔體；一貯槽，相對該氣流分散部而設置於該塔體內部；一吸附材導出管，相對該貯槽而設置於該塔體；數二次吸附浮動多孔板，相對該浮動多孔板之上方而逐層設置於該塔體內部，而各該二次吸附浮動多孔板對應形成有落下部；以及一吸附材第二導入管，相對該二次吸附浮動多孔板之上方而設置於該塔體；一脫附塔，對吸附材進行脫附作用，俾讓吸附材恢復吸附能力；以及一吸附材輸送裝置，連結該流體化吸附塔與該脫附塔，而將於該流體化吸附塔完成吸附作用之吸附材從該吸附材導出管輸送至該脫附塔，且將於該脫附塔完成脫附作用之吸附材從該吸附材導入管與該吸附材第二導入管輸送至該流體化吸附塔。
12. 如申請專利範圍第11項所述之淨化系統，其中，進一步設置有第二吸附材輸送裝置與第二脫附塔，進而自該脫附塔輸送部分吸附材至該第二脫附塔進行第二階段之脫附作用，且將於該第二脫附塔完成第二階段脫附作用之吸附材從該吸附材第二導入管輸送至該流體化吸附塔。
13. 如申請專利範圍第11項所述之淨化系統，其中，進一步設置有第二吸附材輸送裝置與活化再生塔，進而自該脫附塔輸送部分吸附材至該活化再生塔進行第二階段之活化再生作用，且將於該活化再生塔完成第二階段活化再生作用之吸附材從該吸附材第二導入管輸送至該流體化吸附塔。
14. 如申請專利範圍第11項所述之淨化系統，其中，進一步設置有第二吸附材輸送裝置與吸附材補充桶，進而將該補充桶中之吸附材從該吸附材第二導入管輸送至該流體化吸附塔。