TW201424825A - 低耗能淨化裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關一種低耗能淨化裝置，係可用以處理含有揮發性有機物之待淨化氣流或空氣中之懸浮微粒，而包括有：一增濕器，設置於一待淨化氣流通道內部，用以對通過之待淨化氣流噴灑水霧增加濕度；一冷凝器，設置於該待淨化氣流通道內部且位於該增濕器之下游端，用以將增濕後之待淨化氣流冷凝而產生含有待淨化物質(揮發性有機物或懸浮微粒)之凝結液；一氣流控溫器，設置於該待淨化氣流通道內部且位於該增濕器之上游端，用以對通過該氣流控溫器之待淨化氣流增溫或降溫；以及一熱交換器，連結於該冷凝器，俾令該冷凝器達到預期的冷凝溫度者。藉此，用以提供一種低耗能淨化裝置，而具有提升對於待淨化物質的吸附處理效能且擴大可處理溫度範圍之功效。

Description

低耗能淨化裝置
本發明係有關一種低耗能淨化裝置，尤指一種噴灑水霧令待淨化氣流增加濕度而提高露點溫度，拉大待淨化氣流的露點溫度與冷凝器的工作溫度溫差，進而可採用低耗能之冷卻水塔取代慣用之高耗能冰水機進行冷凝處理之設計者。
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，必須加以淨化處理；然而，若製程所產生之待淨化氣流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。再者，進入無塵室之氣流必須加以淨化處理，俾將氣流中所含有之懸浮微粒予以去除。
次按，如「圖1」所示，習知用以將水溶性揮發性有機物自待淨化氣流中予以分離之冷凝裝置，通常係於一待淨化氣流通道10內部設置有一冷凝器11，俾讓通過該冷凝器11之待淨化氣流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，將待淨化氣流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；然而，該冷凝器11通常係與冰水機13連結，而冰水機屬於高耗能之熱交換器，且一但待淨化氣流溫度高於該冷凝器11之工作溫度(可以所連結之冰水機13的出水溫度作為參考溫度)甚多時，一般規格之冰水機乃無法提供足夠的冷凝效果，該冷凝器11即無法將揮發性有機物冷凝分離，另當環境溫度或是相對濕度偏低時，致使該冷凝器11之工作溫度高於待淨化氣流之露點溫度時，則必須採用更高規格之冰水機才能產生冷凝效果。
本發明之主要目的，係欲提供一種低耗能淨化裝置，而具有節能之功效。
本發明之另一目的，具有擴大可處理溫度範圍之功效。
本發明之又一目的，則具有提升對於待淨化物質的吸附處理效能之功效。
為達上述功效，本發明之結構特徵，係包括有：一增濕器，設置於一待淨化氣流通道內部，用以對通過之待淨化氣流噴灑水霧增加濕度；一冷凝器，設置於該待淨化氣流通道內部且位於該增濕器之下游端，用以將增濕後之待淨化氣流冷凝而產生含有待淨化物質之凝結液；以及一熱交換器，連結於該冷凝器，俾令該冷凝器達到預期的冷凝溫度者。
此外，進一步設置一氣流控溫器，該氣流控溫器設置於該待淨化氣流通道內部且位於該增濕器之上游端，用以對通過該氣流控溫器之待淨化氣流增溫或降溫。又，進一步設置一水溫控溫器，該水溫控溫器設置於該增濕器之供水管，用以對通過該增濕器之待淨化氣流增濕且增溫或增濕且進一步降溫。另，進一步於該熱交換器串聯一第二交換器。再者，該熱交換器為冷卻水塔，該第二交換器為冰水機。然而，該待淨化物質為揮發性有機物或懸浮微粒。
【00010】       首先，請參閱「圖2」所示，本發明之低耗能淨化裝置之第一實施例，係包括有：一增濕器22，設置於一待淨化氣流通道20內部，用以對通過之待淨化氣流噴灑水霧增加濕度，除了提高露點溫度亦可降溫及用以去除待淨化物質(揮發性有機物或懸浮微粒)；一冷凝器21，設置於該待淨化氣流通道20內部且位於該增濕器22之下游端，用以將增濕後之待淨化氣流冷凝而產生含有待淨化物質(揮發性有機物或懸浮微粒)之凝結液；以及一熱交換器23，連結於該冷凝器21，俾令該冷凝器21達到預期的冷凝溫度，而該熱交換器23為冷卻水塔，甚至是進一步於該熱交換器23串聯一第二交換器24而提升該冷凝器21之冷凝效果，該第二交換器24為冰水機者。【00011】       接著，請參閱「圖3」所示，本發明之低耗能淨化裝置之第二實施例，係較第一實施例進一步包括有：一氣流控溫器25，設置於該待淨化氣流通道20內部且位於該增濕器22之上游端，用以對通過該氣流控溫器25之低溫待淨化氣流增溫，致使通過該增濕器22之待淨化氣流可進一步提高露點溫度，或對通過該氣流控溫器25之高溫待淨化氣流降溫，降低該熱交換器23之負荷。此外，請參閱「圖4」所示，本發明之低耗能淨化裝置之第三實施例，係較第一實施例進一步包括有：一水溫控溫器26，設置於該增濕器22之供水管221，用以對通過該增濕器22之低溫待淨化氣流增濕且增溫，致使通過該增濕器22之待淨化氣流可進一步提高露點溫度，或對通過該增濕器22之高溫待淨化氣流增濕且進一步降溫，降低該熱交換器23之負荷。【00012】       基於如是之構成，請再參閱「圖5」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，待淨化氣流之濕度性質可於濕氣圖中對應出一點(標示為點A)表示，而由該增濕器22噴灑水霧令待淨化氣流增加濕度(可於濕氣圖中對應出一點(標示為點B)表示待淨化氣流增濕後之濕度性質，通常會位於相對濕度飽和線上)，接著以該冷凝器21將增濕後之待淨化氣流冷凝(沿著相對濕度飽和線往下移動)；因此，只要增濕後的待淨化氣流露點溫度(點B露點溫度)高於該冷凝器21之工作溫度，該冷凝器21即可產生將待淨化氣流中所含之待淨化物質(揮發性有機物或懸浮微粒)予以冷凝分離之作用。【00013】       此外，若是待淨化氣流之溫度或是相對濕度甚低(標示為點a1)，致使僅由該增濕器22增濕後的待淨化氣流露點溫度仍低於該冷凝器21之工作溫度，則可先進一步藉該氣流控溫器25將待淨化氣流增溫(例如增溫至前述之點A)，再如同前述方式進行增濕與冷凝分離之程序；或者，另可先進一步藉該水溫控溫器26同時讓通過該增濕器22之待淨化氣流增濕且增溫，再如同前述方式進行冷凝分離之程序。【00014】       再者，若是待淨化氣流溫度高於該冷凝器21之工作溫度甚多(標示為點a2)，致使僅由該冷凝器21進行冷凝工作造成該熱交換器23之負荷甚大，則可先進一步藉該氣流控溫器25將待淨化氣流降溫(例如降溫至前述之點A)，再如同前述方式進行增濕與冷凝分離之程序；或者，另可先進一步藉該水溫控溫器26同時讓通過該增濕器22之待淨化氣流增濕且降溫，再如同前述方式進行冷凝分離之程序。【00015】       是以，本發明藉由該增濕器22噴灑水霧令待淨化氣流增加濕度，待淨化氣流之濕度性質乃向濕氣圖的左上角移動，乃代表著待淨化氣流的露點溫度被提高，拉大待淨化氣流的露點溫度與該冷凝器21的工作溫度之溫差，進而大幅增加水的凝結量，而具有提升對於待淨化物質(揮發性有機物或懸浮微粒)的吸附作用。再者，若是待淨化氣流之溫度甚低或是甚高，則可先進一步藉該氣流控溫器25將待淨化氣流增溫或降溫，或藉該水溫控溫器26讓通過該增濕器22之待淨化氣流增溫或降溫，再續行冷凝分離之工作，遂具有擴大可處理溫度範圍之功效。又，因該增濕器22對通過之待淨化氣流增濕而提高露點溫度且同時降溫，已降低該冷凝器21所連結之熱交換器23之負載需求，故該熱交換器23可採用低耗能之冷卻水塔而取代慣用之高耗能冰水機，乃具有節能之功效；尚且，採用冷卻水塔之該熱交換器23可進一步串聯一冰水機作為第二交換器24，而第二交換器24可伺機運轉，俾於必要時提升該冷凝器21之冷凝效果。【00016】       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。【00017】       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．．．待淨化氣流通道
11．．．冷凝器
12．．．除霧器
13．．．冰水機
20．．．待淨化氣流通道
21．．．冷凝器
22．．．增濕器
221．．．供水管
23．．．熱交換器
24．．．第二熱交換器
25．．．氣流控溫器
26．．．水溫控溫器
圖1係習知揮發性有機物淨化裝置之結構示意圖。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係本發明第三實施例之結構示意圖。圖5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．．．待淨化氣流通道
21．．．冷凝器
22．．．增濕器
23．．．熱交換器
24．．．第二熱交換器
25．．．氣流控溫器

Claims (6)

  1. 一種低耗能淨化裝置，係包括有：一增濕器，設置於一待淨化氣流通道內部，用以對通過之待淨化氣流噴灑水霧增加濕度；一冷凝器，設置於該待淨化氣流通道內部且位於該增濕器之下游端，用以將增濕後之待淨化氣流冷凝而產生含有待淨化物質之凝結液；以及一熱交換器，連結於該冷凝器，俾令該冷凝器達到預期的冷凝溫度者。
  2. 如請求項1之低耗能淨化裝置，其中，進一步設置一氣流控溫器，該氣流控溫器設置於該待淨化氣流通道內部且位於該增濕器之上游端，用以對通過該氣流控溫器之待淨化氣流增溫或降溫。
  3. 如請求項1之低耗能淨化裝置，其中，進一步設置一水溫控溫器，該水溫控溫器設置於該增濕器之供水管，用以對通過該增濕器之待淨化氣流增濕且增溫或增濕且進一步降溫。
  4. 如請求項1、2或3之低耗能淨化裝置，其中，進一步於該熱交換器串聯一第二交換器。
  5. 如請求項4之低耗能淨化裝置，其中，該熱交換器為冷卻水塔，該第二交換器為冰水機。
  6. 如請求項4之低耗能淨化裝置，其中，該待淨化物質為揮發性有機物或懸浮微粒。
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