TW201338845A - 揮發性有機物處理方法及裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關一種揮發性有機物處理方法及裝置，該方法包括有：一大氣露點溫度感知步驟，感知大氣之露點溫度作為基準溫度；一增濕及冷凝處理步驟，噴灑水霧令廢氣氣流增加濕度且予以冷凝而產生含有揮發性有機物之凝結液；一已處理氣流露點溫度感知步驟，感知經過增濕及冷凝處理步驟之已處理氣流之露點溫度；一液滴收集步驟，收集經過增濕及冷凝處理步驟所滴落之液滴，並將所收集液滴用於循環噴灑而增濕及冷凝；以及一控制步驟，控制已處理氣流之露點溫度接近於基準溫度者。藉此，用以解決先前技術產生大量廢水之問題，而具有幾乎不會產生廢水且提高揮發性有機物回收濃度俾以再利用之功效。

Description

揮發性有機物處理方法及裝置
本發明係有關一種揮發性有機物處理方法及裝置，尤指一種噴灑水霧令待處理廢氣增加濕度，且藉由冷凝作用將增濕後廢氣除濕，而讓廢氣於處理前後之濕度比保持幾乎不變之設計者。
按，生活和生産中廣泛應用的有機溶劑，在室溫下就極易揮發成氣體，故又名揮發性有機物(Volatile Organic Compounds，VOCs)，而多數的揮發性有機物對人體有一定毒性，必須加以處理；然而，若製程所產生之廢氣中含有高沸點低蒸氣壓之水溶性揮發性有機物，通常會先利用冷凝裝置予以分離，再由後續之淨化裝置對未被分離之揮發性有機物，進行諸如焚化或是吸脫附濃縮後冷凝之淨化處理。
次按，如「圖1」所示，習知用以將水溶性揮發性有機物自廢氣中予以分離之冷凝裝置，通常係於一廢氣氣流通道10內部設置有一冷凝器11，俾讓通過該冷凝器11之廢氣溫度降至露點溫度以下，而利用揮發性有機物本身之凝結以及凝結水滴之吸附作用，將廢氣中所含之水溶性揮發性有機物予以冷凝分離；接著，再於該冷凝器11之下游端設置一除霧器12或是第二冷凝器(圖未示)，讓粒徑較小之揮發性有機物及水氣成長並予以捕捉分離或是二次冷凝；再者，被該冷凝器11或是二次冷凝所冷凝分離與被該除霧器12所捕捉分離之液滴，乃滴落至設置於該冷凝器11與該除霧器12下方之集液槽13；然而，由於滴落至該冷凝器集液槽13之液滴所含有之揮發性有機物濃度並不高，不但難以將揮發性有機物回收再利用，且會產生大量含有揮發性有機物之廢水，所產生之大量廢水乃必須進一步處理。
本發明之主要目的，係欲解決先前技術產生大量廢水之問題，而具有幾乎不會產生廢水之功效。
本發明之另一目的，則具有提高揮發性有機物回收濃度俾以再利用之功效。
本發明之再一目的，乃具有洗滌懸浮微粒之功效。
為達上述功效，本發明之揮發性有機物處理方法，係用以處理含有揮發性有機物之廢氣氣流，亦可同步洗滌懸浮微粒，而包括有：一大氣露點溫度感知步驟，感知大氣之露點溫度作為基準溫度；一增濕及冷凝處理步驟，噴灑水霧令廢氣氣流增加濕度且予以冷凝而產生含有揮發性有機物之凝結液；一已處理氣流露點溫度感知步驟，感知經過增濕及冷凝處理步驟之已處理氣流之露點溫度；一液滴收集步驟，收集經過增濕及冷凝處理步驟所滴落之液滴，並將所收集液滴用於循環噴灑而增濕及冷凝；以及一控制步驟，控制已處理氣流之露點溫度接近於基準溫度者。
此外，該增濕及冷凝處理步驟係噴灑低溫水霧而同步增濕及冷凝，或是該增濕及冷凝處理步驟係噴灑常溫水霧而先增濕後冷凝。又，進一步於該增濕及冷凝處理步驟前增加一預冷步驟。
再者，本發明之揮發性有機物處理裝置之第一實施例，係用以處理含有揮發性有機物之廢氣氣流，而包括有：一第一露點溫度感知器，設置於一廢氣氣流通道外部而用以感知大氣之露點溫度；一增濕器，設置於該廢氣氣流通道內部，用以對通過之廢氣氣流噴灑水霧增加濕度；一冷凝器，設置於該廢氣氣流通道內部且位於該增濕器之下游端，用以將增濕後之廢氣氣流冷凝而產生含有揮發性有機物之凝結液；一集液槽，設置於該廢氣氣流通道內部且位於該增濕器與該冷凝器之下方，用以承接自該增濕器與該冷凝器所滴落之液滴，並將所收集液滴輸送至該增濕器而循環噴灑；一第二露點溫度感知器，設置於該廢氣氣流通道內部而用以感知通過該冷凝器之已處理氣流之露點溫度；以及一控制器，連結該第一露點溫度感知器、該冷凝器與該第二露點溫度感知器，而以該第一露點溫度感知器所感知之大氣露點溫度作為基準溫度，並將該第二露點溫度感知器所感知之已處理氣流之露點溫度回授至該控制器，進而控制該冷凝器23之冷凝程度，俾以控制通過該冷凝器之已處理氣流之露點溫度接近基準溫度者。【00010】 另者，本發明之揮發性有機物處理裝置之第二實施例，係用以處理含有揮發性有機物之廢氣氣流，而包括有：一第一露點溫度感知器，設置於一廢氣氣流通道外部而用以感知大氣之露點溫度；一低溫增濕器，設置於該廢氣氣流通道內部，用以對通過之廢氣氣流噴灑水霧增加濕度，且降溫冷凝而產生含有揮發性有機物之凝結液；一集液槽，設置於該廢氣氣流通道內部且位於該低溫增濕器下方，用以承接自該低溫增濕器所滴落之液滴，並將所收集液滴藉一冷卻器冷卻且輸送至該低溫增濕器而循環噴灑；一第二露點溫度感知器，設置於該廢氣氣流通道內部而用以感知通過該低溫增濕器之已處理氣流之露點溫度；以及一控制器，連結該第一露點溫度感知器、該低溫增濕器與該第二露點溫度感知器，而以該第一露點溫度感知器所感知之大氣露點溫度作為基準溫度，並將該第二露點溫度感知器所感知之已處理氣流之露點溫度回授至該控制器，進而控制該低溫增濕器之冷凝程度，俾以控制通過該低溫增濕器之已處理氣流之露點溫度接近基準溫度者。【00011】 然而，進一步設置一預冷器，而該預冷器設置於該廢氣氣流通道內部且位於該增濕器或該低溫增濕器之上游端。
【00012】 首先，請參閱「圖2」所示，本發明之揮發性有機物處理裝置之第一實施例，係包括有：一第一露點溫度感知器21，設置於一廢氣氣流通道20外部而用以感知大氣之露點溫度，而可為濕球溫度計或為乾球溫度計與相對濕度計之搭配；一增濕器22，設置於該廢氣氣流通道20內部，用以對通過之廢氣氣流噴灑水霧增加濕度，另可用以洗滌懸浮微粒；一冷凝器23，設置於該廢氣氣流通道20內部且位於該增濕器22之下游端，用以將增濕後之廢氣氣流冷凝而產生含有揮發性有機物之凝結液；一集液槽24，設置於該廢氣氣流通道20內部且位於該增濕器22與該冷凝器23之下方，用以承接自該增濕器22與該冷凝器23所滴落之液滴，並將所收集液滴藉由循環泵241輸送至該增濕器22而循環噴灑；一第二露點溫度感知器25，設置於該廢氣氣流通道20內部而用以感知通過該冷凝器23之已處理氣流之露點溫度，而可為濕球溫度計或為乾球溫度計與相對濕度計之搭配；以及一控制器26，連結該第一露點溫度感知器21、該冷凝器23與該第二露點溫度感知器25，而以該第一露點溫度感知器21所感知之大氣露點溫度作為基準溫度，並將該第二露點溫度感知器25所感知之已處理氣流之露點溫度回授至該控制器26，進而控制該冷凝器23之冷凝程度，俾以控制通過該冷凝器23之已處理氣流之露點溫度接近基準溫度者。【00013】 接著，請參閱「圖3」所示，本發明之揮發性有機物處理裝置之第二實施例，係包括有：一第一露點溫度感知器21，設置於一廢氣氣流通道20外部而用以感知大氣之露點溫度，而可為濕球溫度計或為乾球溫度計與相對濕度計之搭配；一低溫增濕器28，設置於該廢氣氣流通道20內部，用以對通過之廢氣氣流噴灑水霧增加濕度，且降溫冷凝而產生含有揮發性有機物之凝結液，另可用以洗滌懸浮微粒；一集液槽24a，設置於該廢氣氣流通道20內部且位於該低溫增濕器28下方，用以承接自該低溫增濕器28所滴落之液滴，並將所收集液滴藉一冷卻器29冷卻且藉由循環泵241輸送至該低溫增濕器28而循環噴灑；一第二露點溫度感知器25，設置於該廢氣氣流通道20內部而用以感知通過該低溫增濕器28之已處理氣流之露點溫度，而可為濕球溫度計或為乾球溫度計與相對濕度計之搭配；以及一控制器26a，連結該第一露點溫度感知器21、該冷卻器29與該第二露點溫度感知器25，而以該第一露點溫度感知器21所感知之大氣露點溫度作為基準溫度，並將該第二露點溫度感知器25所感知之已處理氣流之露點溫度回授至該控制器26a，進而控制該冷卻器29之冷凝程度，俾以控制通過該低溫增濕器28之已處理氣流之露點溫度接近基準溫度者。【00014】 此外，若待處理廢氣之溫度較高時，則可進一步設置一預冷器27，而該預冷器27設置於該廢氣氣流通道20內部且位於該增濕器22或該低溫增濕器28之上游端，俾以降低該冷凝器23或該冷卻器29之負荷。【00015】 基於如是之構成，請再參閱「圖4」之濕氣圖(橫軸為乾球溫度，縱軸為濕度比，上界為相對濕度飽和線)所示，本發明係先藉該第一露點溫度感知器21感知大氣之露點溫度作為基準溫度(可於濕氣圖中對應出一點(標示為點A)表示大氣之濕度性質)；再由該增濕器22(或該低溫增濕器28)噴灑水霧令廢氣氣流增加濕度(可於濕氣圖中對應出一點(標示為點B)表示廢氣增濕後之濕度性質，通常會位於相對濕度飽和線上)；接著以該冷凝器23(或該低溫增濕器28)將增濕後之廢氣氣流冷凝，且以該第二露點溫度感知器25感知冷凝處理後之已處理氣流之露點溫度，並以該控制器26(或26a)控制冷凝後之已處理氣流之露點溫度接近於基準溫度(可於濕氣圖中對應出一點(標示為點C)表示冷凝處理後之濕度性質)；因此，廢氣之濕度性質先由點A增濕至點B，再因冷凝作用而除濕至點C，而由於點A與點C於濕氣圖中之縱軸位置近乎等高，遂令廢氣經過本發明處理前後之濕度比近乎不變。【00016】 是以，因廢氣於處理前後之濕度比不變(亦即廢氣處理前後之含水率不變)，故該集液槽24(或24a)自該增濕器22及該冷凝器23(或該低溫增濕器28)所收集之液滴，經過循環噴灑後幾乎不會增加也不會減少，而具有幾乎不會產生廢水之功效；另因將所收集液滴循環噴灑，冷凝所產生之凝結液內含之揮發性有機物濃度乃越來越濃，遂可適時將該集液槽24(或24a)所收集之液滴導出進行揮發性有機物之回收處理，則具有提高揮發性有機物回收濃度俾以再利用之功效。【00017】 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。【00018】 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，仍應包括在本案申請專利範圍內。
10．．．廢氣氣流通道
11．．．冷凝器
12．．．除霧器
13．．．集液槽
20．．．廢氣氣流通道
21．．．第一露點溫度感知器
22．．．增濕器
23．．．冷凝器
24、24a．．．集液槽
241．．．循環泵
25．．．第二露點溫度感知器
26、26a．．．控制器
27．．．預冷器
28．．．低溫增濕器
29．．．冷卻器
【00019】 圖1係習知揮發性有機物處理裝置之結構示意圖。圖2係本發明第一實施例之結構示意圖。圖3係本發明第二實施例之結構示意圖。圖4係本發明操作過程之濕度性質於濕氣圖中之變化示意圖。
20．．．廢氣氣流通道
21．．．第一露點溫度感知器
22．．．增濕器
23．．．冷凝器
24．．．集液槽
241．．．循環泵
25．．．第二露點溫度感知器
26．．．控制器
27．．．預冷器

Claims (8)

  1. 一種揮發性有機物處理方法，係用以處理含有揮發性有機物之廢氣氣流，而包括有：一大氣露點溫度感知步驟，感知大氣之露點溫度作為基準溫度；一增濕及冷凝處理步驟，噴灑水霧令廢氣氣流增加濕度且予以冷凝而產生含有揮發性有機物之凝結液；一已處理氣流露點溫度感知步驟，感知經過增濕及冷凝處理步驟之已處理氣流之露點溫度；一液滴收集步驟，收集經過增濕及冷凝處理步驟所滴落之液滴，並將所收集液滴用於循環噴灑而增濕及冷凝；以及一控制步驟，控制已處理氣流之露點溫度接近於基準溫度者。
  2. 如請求項1之揮發性有機物處理方法，其中，該增濕及冷凝處理步驟係噴灑低溫水霧而同步增濕及冷凝。
  3. 如請求項1之揮發性有機物處理方法，其中，該增濕及冷凝處理步驟係噴灑常溫水霧而先增濕後冷凝。
  4. 如請求項2或3之揮發性有機物處理方法，其中，進一步於該增濕及冷凝處理步驟前增加一預冷步驟。
  5. 一種揮發性有機物處理裝置，係用以處理含有揮發性有機物之廢氣氣流，而包括有：一第一露點溫度感知器，設置於一廢氣氣流通道外部而用以感知大氣之露點溫度；一增濕器，設置於該廢氣氣流通道內部，用以對通過之廢氣氣流噴灑水霧增加濕度；一冷凝器，設置於該廢氣氣流通道內部且位於該增濕器之下游端，用以將增濕後之廢氣氣流冷凝而產生含有揮發性有機物之凝結液；一集液槽，設置於該廢氣氣流通道內部且位於該增濕器與該冷凝器之下方，用以承接自該增濕器與該冷凝器所滴落之液滴，並將所收集液滴輸送至該增濕器而循環噴灑；一第二露點溫度感知器，設置於該廢氣氣流通道內部而用以感知通過該冷凝器之已處理氣流之露點溫度；以及一控制器，連結該第一露點溫度感知器、該冷凝器與該第二露點溫度感知器，而以該第一露點溫度感知器所感知之大氣露點溫度作為基準溫度，並將該第二露點溫度感知器所感知之已處理氣流之露點溫度回授至該控制器，進而控制該冷凝器之冷凝程度，俾以控制通過該冷凝器之已處理氣流之露點溫度接近基準溫度者。
  6. 如請求項5之揮發性有機物處理裝置，其中，進一步設置一預冷器，而該預冷器設置於該廢氣氣流通道內部且位於該增濕器之上游端。
  7. 一種揮發性有機物處理裝置，係用以處理含有揮發性有機物之廢氣氣流，而包括有：一第一露點溫度感知器，設置於一廢氣氣流通道外部而用以感知大氣之露點溫度；一低溫增濕器置於該廢氣氣流通道內部，用以對通過之廢氣氣流噴灑水霧增加濕度，且降溫冷凝而產生含有揮發性有機物之凝結液；一集液槽，設置於該廢氣氣流通道內部且位於該低溫增濕器下方，用以承接自該低溫增濕器所滴落之液滴，並將所收集液滴藉一冷卻器冷卻且輸送至該低溫增濕器而循環噴灑；一第二露點溫度感知器，設置於該廢氣氣流通道內部而用以感知通過該低溫增濕器之已處理氣流之露點溫度；以及一控制器，連結該第一露點溫度感知器、該冷卻器與該第二露點溫度感知器，而以該第一露點溫度感知器所感知之大氣露點溫度作為基準溫度，並將該第二露點溫度感知器所感知之已處理氣流之露點溫度回授至該控制器，進而控制該冷卻器之冷凝程度，俾以控制通過該低溫增濕器之已處理氣流之露點溫度接近基準溫度者。
  8. 如請求項7之揮發性有機物處理裝置，其中，進一步設置一預冷器，而該預冷器設置於該廢氣氣流通道內部且位於該低溫增濕器之上游端。
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