TW201600161A

TW201600161A - 一種光觸媒廢氣ｖｏｃ處理設備

Info

Publication number: TW201600161A
Application number: TW103122188A
Authority: TW
Inventors: 王偉洪; 林嘉鼎; 邱智謀
Original assignee: 國家中山科學研究院
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2014-06-27
Publication date: 2016-01-01
Also published as: TWI561291B

Abstract

一種光觸媒廢氣VOC處理設備，配合住家及餐飲業廚房廢氣排放與處理設備，安裝於排氣出口，當廚房烹飪時段，產生非連續之大量VOC廢氣，使用抽油煙機自室內抽出，進入光觸媒廢氣VOC處理設備，該設備以一體安裝光觸媒廢氣處理紫外燈及廢氣吸附活性碳蜂巢觸媒板塊，兩層(排)蜂巢板塊中間架設一排光觸媒廢氣處理紫外燈，而燈具表面則包覆光觸媒玻璃纖維套管；活性碳蜂巢觸媒板塊作為VOC吸附材料，於廚房烹飪時進行廢氣VOC吸附，當廚房停止烹飪時，活性碳蜂巢觸媒板塊吸附之VOC經擴散再釋放至設備中，以光觸媒廢氣處理紫外燈進行氧化分解，進而氧化成CO2及H2O排放，以提高光觸媒廢氣VOC處理設備使用效率；配合廢氣VOC排放量，可增加廢氣VOC處理箱尺寸，增加活性碳蜂巢觸媒板數、厚度與層數，增加光觸媒廢氣處理紫外燈長度、密度與排數，光觸媒廢氣VOC處理設備進出口可以垂直向上安裝，光觸媒廢氣處理紫外燈開燈熱氣向上自然對流，以達煙囪效應，進行活性碳蜂巢觸媒板塊所吸附之廢氣VOC進行脫附、氧化分解與去除效果。

Description

一種光觸媒廢氣VOC處理設備

本發明係有關於一種光觸媒廢氣處理裝置，尤指廢氣中VOC處理設備，以光觸媒廢氣處理紫外燈為主件，配合活性碳蜂巢觸媒板塊，進行廢氣中VOC(Volatile Organic Compound：揮發性有機物質)去味處理，進行乾式VOC處理，以去除排氣之臭味，適用於住家及餐飲業VOC廢氣處理，安裝於排氣出口，去除排氣中VOC臭味。

廚房烹飪時廢氣，經排油煙機或靜電集煙機去除廢氣中油煙微粒，尚有大量之VOC氣體，伴隨著VOC臭味，採用觸媒活性碳蜂巢觸媒板吸附大量VOC氣體及微量油煙，在光觸媒廢氣處理紫外燈作用下，觸媒活性碳加熱釋放VOC氣體及氧化分解微量沾附之油煙，釋放之VOC氣體經光觸媒廢氣處理紫外燈氧化分解去除，可有效去除餐廳廚房廢氣中VOC氣體低於ppm等級，使用UV254紫外燈為光觸媒廢氣處理紫外燈，加強光觸媒廢氣處理紫外燈VOC廢氣處理能力，亦可產生氫氧自由基．OH及臭氧O₃，可與空氣中VOC直接進行氧化分解，進入觸媒活性碳蜂巢觸媒板塊中與吸附之VOC進行氧化分解，並增加光觸媒廢氣VOC處理設備使用效率，可使本設備去除廢氣中VOC氣體達ppb等級。

餐飲業油煙汙染物可分為粒狀油霧及氣體兩大類。粒狀油霧包含多環芳香族碳氫化合物(PAHs)、硝基多環芳香烴(N-PAHs)及異環胺等基因毒物；VOC氣體汙染物以三甲基胺(Trimethyl amine)代表魚腥味，醋酸(acetic acid)代表菜酸臭味，甲硫醇(Methyl mercaptane腐肉味或醛類(Aldehyde)等為代表，廢氣中VOC氣體(Volatile Organic Compound：揮發性有機物質)，若被吸入肺部和肺泡細胞結合則會產生游離基，導致肺泡基因突變，提高致癌的機率，推測是國內不抽煙婦女罹患肺癌的主要原因。

優良的餐廳及食品工業對於廢氣處理必須達到一定的排放標準，但對廢氣中VOC氣體去除，尚無法有效的解決，尤其在都市人口密集，高樓阻擋空氣擴散不佳之環境，加上老舊住商混合區餐廳林立，更需要有效之廢氣VOC處理設備，進行廢氣中VOC臭味去除。

一般家庭及餐廳廚房廢氣處理設備包含：前處理設備與後處理設備等。前處理大都採用集氣罩、擋板及濾網，利用抽風機離心力、直接攔截、慣性碰撞等作用，將油滴自油煙氣流中分離，為加強處理餐廳廚房油煙，可採用水幕去除油煙，或靜電集煙器去除油煙，但無法去除廢氣中有害之VOC氣體，直接排於大氣中產生惡臭，這不僅會造成環境上的汙染，且為人接觸與吸入，造成住宅區的生活空氣品質低劣。因此後處理設備主要為去除廢氣中有害之VOC氣體，常見後處理設備如濕式洗滌塔，利用灑水吸收VOC氣體，並添加漂白水等化學藥劑進行VOC氧化分解，以至於增加維護成本及二次化學品為害，不適合家庭及中小型餐廳使用。

且因VOC氣體大都帶有味道，且味道愈重危害愈高，甚至有些氣體於空氣中含量為百萬分之一ppm微量時，亦有強烈味道，且常伴有強烈危害性，不易去除；有些人類鼻子味覺非常靈敏，空氣中含量為十億分之一ppb時，亦可聞到，因此VOC氣體之味道，已是都市餐廳後居民生活之夢魘，揮之不去。

從實務面討論，VOC氣體去除，可採濕式洗滌塔設備，但不適合家庭及中小型餐廳使用，因此需要乾式廢氣VOC處理設備。從學術論文可知，乾式廢氣VOC去味處理技術報導，自1995年日本日立公司，Noriko等人發表Ag-Mn觸媒，可於低溫100℃廢氣VOC去味處理；2009年中國環境研究所，Huang等人發表以Pd/活性碳，於140℃去除VOC氣體；2009年台灣傑智公司，蔡昆霖等人發表以觸媒濾床結合臭氧氧化設備之氣體淨化方法，於60℃去除VOC硫化物氣體臭味；2013年韓國環境技術院，Seong等人發表以磷酸銅觸媒及負離子過濾，於常溫去除VOC氣體臭味；同年德國INP公司Ralf等人發表以活性碳及電漿，於常溫去除VOC氣體臭味。以上報導所用設備製作成本高，操作成本亦高，皆非以光觸媒及活性碳在紫外燈下，常溫進行廢氣VOC處理。

廢氣VOC處理設備種類很多，從美國專利查尋可知有：自1987年美國Continental Thermal Design公司，Gary等人於US 4,666,677專利發表熱觸媒，以燃燒法於觸媒上進行廢氣VOC處理之設備，具除臭功效。1993年韓國Samsung公司，Cha J.Lee於US 5,290,510專利發表Pt觸媒，於100℃用於冰箱去味處理。自1994年日本Mistushita公司，Kenji等人於US 5,291,742專利發表以觸媒，用於冰箱去味處理；同年Tatsuo等人於US 5,482,685專利發表，以熱觸媒電加熱進行廢氣VOC處理之設備，具除臭功效。1995年日本Yushin公司，Tatsuo Hiromi於US 5,681,533專利發表，以靜電集塵、臭氧、吸附材及去味觸媒組合，進行廢氣VOC處理之設備，具除臭功效。同年美國Corning公司，David等人於US 5,759,496專利發表，以活性碳電熱法吸脫附及可電加熱陶瓷蜂槽觸媒組合，進行廢氣VOC處理之設備。1995年美國Ramberg公司，Thomas等人於US 5,814,13及5,968,235專利發表，以矽酸鋁加熱法吸脫附及陶瓷蜂槽觸媒燃燒法組合，進行廢氣VOC處理之設備。1997年日本Mistushita公司，Masanori等人於US 5,925,321專利發表，以熱觸媒電加熱進行垃圾箱廢氣VOC處理，具除臭功效。1998年Larry等人於US 5,968,235、6,251,347及6,479,022專利發表，將吸附材及熱觸媒同體，以加熱進行廢氣VOC處理之設備。2001年美國Rational AG公司，Wilfried等人於US 6,318,245專利發表，將熱觸媒裝置於排油煙機中，用於烹飪之廢氣VOC處理。包括1994年中華民國俊嘉公司吳錫峰申請之TP 268651專利，漆包線製造機觸煤器加熱裝置。以上專利之廢氣VOC處理設備，製程複雜維護困難，設備貴操作成本高，不適合家庭及餐廳使用，對中小型工廠也不易使用，且皆未採用以光觸媒進行廢氣VOC處理。

使用光觸媒進行廢氣VOC處理，從專利查尋結果，有1998年美國Universal Air公司，D.Yogi Goswami於US 5,835,840專利「Photocatalytic System for Indoor Air Quality」發表，將光觸媒於濾網及濾膜進行鍍膜，安裝於建築空調管道中，前方使用紫外線燈管照射，稱謂具殺菌及除臭功效；該廢氣處理設備較適用建築空調，安裝於空調管道中，進行空氣中微粒過濾及除菌，但對空氣中廢氣VOC處理效果差，因VOC氣體無法過濾，且因VOC於光觸媒濾網及濾膜停留時間短，無法有效氧化去除。

2004年美國Carrier公司，Bradley等人於US 6,716,406專利「Control System for a Photocatalytic Air Purifier」發表，將光觸媒鍍膜蜂巢板，前後使用紫外燈管照射，安裝於廢氣VOC處理裝置中，具殺菌及除臭功效；因紫外燈發出之紫外線，照射在光觸媒鍍膜蜂巢板前面強度減弱，更無法有效照射進入光觸媒鍍膜蜂巢板內，如前所述，對空氣中廢氣VOC處理效果差。

1994年台灣日光燈公司鄭文虎，於中華民國TP 456557發明專利「具光觸媒廢氣處理之廣告與展示燈箱」，採用本單位之中華民國182521發明專利「光觸媒廢氣處理紫外燈」，安裝於廣告與展示燈箱中，使用風扇進行燈箱吸排環境空氣，清淨環境空氣。該燈箱需要長時間用電點燈處理室內低濃度VOC空氣，不適合於家庭及餐廳廚房烹飪廢氣處理，無法處理烹飪時瞬間產生之大量油煙及VOC氣體。

2009年舒活健康公司，黃正中等人於M 360082 U1 發明專利「揮發性有機化合物(VOC)去除裝置」發表，對餐廳烹飪及工業廢氣VOC去除，採用靜電集油煙機去除微粒與油煙，再使用強紫外燈及光觸媒去除VOC氣體；因其處理廢氣中VOC氣體，採用不鏽鋼網板鍍光觸媒，前後使用紫外燈管照射；因紫外燈照射在光觸媒鍍膜不鏽鋼網板強度弱，更無法照到網後之光觸媒產生作用，以致VOC分解效率差；且因採用高成本之UVD 185nm紫外燈產生臭氧，再以UVC 254nm紫外燈照射，產生氫氧自由基．OH與臭氧O₃與廢氣中VOC氣體，在不鏽鋼網上進行光觸媒氧化分解反應，其廢氣VOC處理成本高、危險性高及效率差之缺點。

從上述使用光觸媒進行廢氣VOC去味處理之技術與專利說明可知，皆未採用活性碳蜂巢觸媒板塊，先進行廚房烹飪時瞬間產生VOC氣體吸附，當廚房停止烹飪時，活性碳蜂巢觸媒板塊吸附之VOC，經擴散釋放至設備中，以光觸媒廢氣處理紫外燈進行氧化分解，進而氧化成CO₂及H₂O，以提高光觸媒廢氣VOC處理設備使用效率，因而發明此光觸媒廢氣VOC處理設備，進行家庭及餐廳廚房烹飪廢氣處理，說明如下：光觸媒廢氣處理紫外燈利用玻璃纖維布或套管含浸奈米TiO₂ Anatase溶膠，再經烘烤，製得光觸媒鍍膜玻璃纖維布或套管，再將其包覆於螢光燈管外，製得各式光觸媒空氣清淨燈。依TiO₂ Anatase溶膠配方不同，具有紫外線光觸媒或可見光光觸媒之作用；依螢光燈不同(放射254~385nm範圍內紫外線，其主要紫外線放射強度大於1.0mW/cm2)，如：強效日光燈、日光燈、UV365紫外燈及UV254紫外燈之區別，與光觸媒鍍膜玻璃纖維布或套管結合後，製成光觸媒空氣清淨燈，其廢氣處理效果不同。

使用UV365光觸媒廢氣處理紫外燈，處理一般廢氣中VOC濃度為空氣之百萬分之一(ppm)等級，VOC濃度低於1.0ppm，其氣味為人感覺不出。若廢氣中臭味強度高之VOC氣體，排放濃度要低於十億分之一(ppb)等級，採用UV254光觸媒廢氣處理紫外燈與活性碳蜂巢觸媒板塊結合，因UV254紫外燈點燈時，會產生產生氫氧自由基．OH與臭氧O₃，除可與空氣中VOC氣體進行氧化分解作用，亦可進入活性碳蜂巢觸媒板塊中，捕捉被吸附之VOC氣體，進行氧化分解與臭味去除，以提高光觸媒廢氣處理設備效果，可使廢氣中VOC濃度去除達到低於十億分之一(ppb)之需求。

該廢氣處理紫外燈外之玻纖套管上之光觸媒鍍膜，在紫外光照射時產生光觸媒作用，進行廢氣VOC氧化反應，去除廢氣VOC臭味，消除危害性；所用光觸媒以奈米TiO₂ Anatase為主，表面含浸貴金屬，加強光觸媒廢氣VOC處理能力，所用之貴金屬有Pt、Pd或Rh等，貴金屬用量為0.1~1.0wt%/TiO₂，可產生可見光光觸媒作用及低溫熱觸媒作用；在奈米TiO₂ Anatase表面攙雜奈米結晶態之過鍍金屬氧化物，如Fe₂O₃、WO₃或CeO₂，使廢氣進入光觸媒廢氣處理箱，獲得最有效之VOC去除效果。

光觸媒廢氣處理紫外燈，將光觸媒鍍膜玻纖套管套於紫外燈外，以熱收縮橡膠套環固定；為提高光觸媒廢氣處理紫外燈上光觸媒含量，以提高光觸媒廢氣處理紫外燈效率，可將光觸媒鍍膜玻纖套管，以重疊纏繞或申縮折疊套於紫外燈管外，增加廢氣處理紫外燈上光觸媒含量3~10倍，以增加光觸媒紫外燈廢氣處理能力1-3倍。

本發明之光觸媒VOC去味廢氣處理設備，採用光觸媒廢氣處理紫外燈為主件，配合活性碳蜂巢觸媒板塊，安置於光觸媒廢氣處理紫外燈上下兩邊，兩排光觸媒廢氣處理紫外燈，平行安裝於三排活性碳蜂巢觸媒板塊中間，當開燈後紫外線自紫外燈照射在光觸媒上，以產生光觸媒作用，進行兩段光觸媒廢氣處理，加強光觸媒VOC去味廢氣處理設備VOC氧化分解去味能力。使用時光觸媒廢氣處理紫外燈，點燈後部分紫外線照射於活性碳蜂巢觸媒板塊前後，當廚房停止烹飪時，活性碳蜂巢觸媒板塊吸附之VOC氣體，經紫外線照射而釋放至設備中，經光觸媒廢氣處理紫外燈進行氧化分解，進而氧化成CO₂及H₂O，以達廢氣VOC去味處理。

本發明一種光觸媒廢氣VOC處理設備，以箱體安裝光觸媒廢氣處理紫外燈及活性碳蜂巢觸媒板塊，活性碳蜂巢觸媒板塊作為VOC吸附材料。適用於一般家庭及中小型餐廳廚房垂直安裝，因烹飪廢氣VOC種類繁多，排放時間較集中，使用活性碳蜂巢觸媒板塊，三層(排)安置於廢氣處理箱內，分三段吸附烹飪時段大量VOC氣體，視廢氣VOC排放量及時間，可增加活性碳蜂巢觸媒板塊面積、厚度與層數，以達到有效吸附廢氣中VOC，隨著VOC於活性碳蜂巢觸媒板塊內擴散、釋放及自然向上對流，在廢氣處理紫外燈上進行氧化反應，再進入上一層活性碳蜂巢觸媒板塊，以延長廢氣VOC光觸媒處理時間，降低VOC廢氣處理設備體積與成本。

該活性碳蜂巢觸媒板塊係採用三角形或四方型或六角形木質纖維燈籠祇或瓦楞紙為蜂巢素材，經缺氧高溫500~800℃烘烤碳化，製得活性碳蜂巢觸媒板塊。亦可採用燈籠祇，浸泡活性碳粉末漿料，以120~150℃烘烤，製得活性碳蜂巢觸媒板塊。再經鉑Pt、鈀Pd或銠Rh等貴金屬鹽溶液含浸，貴金屬用量為0.1~1.0wt%活性碳，或銅Cu、銀Ag或錳Mn等過渡金屬鹽溶液含浸，經120~500℃烘烤、金屬還原與摺紙碳化，製成活性碳蜂巢觸媒板塊，進行廢氣VOC吸附、脫附及氧化處理。

在廚房烹飪時，啟動抽油煙機及靜電集煙器，收集去除烹飪產生之油煙，再將VOC氣體送入光觸媒廢氣VOC處理設備，經過安置於廢氣處理箱內活性碳蜂巢觸媒板塊，吸附烹飪時段大量VOC氣體，控制廢氣VOC吸附與脫附，活性碳蜂巢觸媒板塊有熱觸媒能力，排出廢氣溫度以200℃為上限，排出廢氣溫度愈高，熱觸媒氧化分解VOC氣體能力愈強。少量VOC氣體未被活性碳蜂巢觸媒板塊吸附，經光觸媒廢氣處理紫外燈，被光觸媒氧化分解，以進行烹飪時段大量VOC廢氣去味處理。

配合廢氣VOC排放量，可增加廢氣VOC處理箱尺寸，增加活性碳蜂巢觸媒板數、厚度與層(排)數，增加光觸媒廢氣處理紫外燈瓦數、長度、密度與排數，光觸媒廢氣VOC處理設備進出口以垂直向上安裝，光觸媒廢氣處理紫外燈開燈熱氣向上自然對流，以達煙囪效應，進行活性碳蜂巢觸媒板塊所吸附之廢氣VOC進行脫附、氧化分解與去除效果。

在廚房烹飪時，廢氣經抽油煙機及靜電集油煙機，排出之廢氣中若尚有油煙，可在前段之活性碳蜂巢觸媒板塊前被吸附，前段活性碳蜂巢觸媒板塊若吸附過多之油煙，失去吸附VOC氣體能力，可取出換新，失效之活性碳蜂巢觸媒板塊，送廠再生可回收使用，如此以防止油煙吸附於光觸媒廢氣處理紫外燈上，以增加光觸媒廢氣VOC處理設備耐用性。

在廚房無烹飪時，光觸媒廢氣處理紫外燈繼續點燈，部分紫外線照在上下兩側活性碳蜂巢觸媒板塊上，加熱激發而釋放活性碳上吸附之VOC氣體，經空氣熱對流上升，接觸光觸媒廢氣處理紫外燈上光觸媒，VOC氣體被光觸媒氧化分解。若採用UV254光觸媒廢氣處理紫外燈，因UV254紫外燈點燈時，會產生氫氧自由基．OH與臭氧O₃，除可與空氣中VOC氣體進行氧化分解作用，亦可進入活性碳蜂巢觸媒板塊中，捕捉被吸附之VOC氣體，進行氧化分解與臭味去除，以提高光觸媒廢氣處理設備效果，可使廢氣中VOC濃度去除達到低於十億分之一(ppb)之需求。

以上之概述與接下來的詳細說明及附圖，皆是為了能進一步說明本創作達到預定目的所採取的方式、手段及功效。而有關本創作的其他目的及優點，將在後續的說明及圖式中加以闡述。

10‧‧‧光觸媒廢氣VOC處理設備

11‧‧‧光觸媒廢氣VOC處理設備箱

111‧‧‧光觸媒廢氣VOC處理設備箱

12‧‧‧10W光觸媒廢氣處理紫外燈

121‧‧‧10W以外光觸媒廢氣處理紫外燈

1201‧‧‧紫外燈

1202‧‧‧光觸媒鍍膜玻纖套管熱塑膠固定環

1203‧‧‧穿套式光觸媒鍍膜玻纖套管

1204‧‧‧重疊纏繞式光觸媒鍍膜玻纖套管

1205‧‧‧申縮折疊式光觸媒鍍膜玻纖套管

13‧‧‧1層1片活性碳蜂巢觸媒板塊

131‧‧‧1層1片以上活性碳蜂巢觸媒板塊

14‧‧‧10W紫外燈點燈器

141‧‧‧10W以外紫外燈點燈器

15‧‧‧10W紫外燈燈座

151‧‧‧10W以外紫外燈燈座

16‧‧‧10W紫外燈配電線路及開關盒

161‧‧‧10W以外紫外燈配電線路及開關盒

17‧‧‧光觸媒廢氣處理箱腳座

171‧‧‧光觸媒廢氣處理紫外燈箱槽體開口

18‧‧‧光觸媒廢氣處理箱活性碳蜂巢觸媒板塊固定架

181‧‧‧光觸媒廢氣處理箱活性碳蜂巢觸媒板塊固定架

19‧‧‧光觸媒廢氣處理箱前側蓋板

191‧‧‧光觸媒廢氣處理箱前側蓋板

20‧‧‧廚房抽油煙機

30‧‧‧靜電集煙器

40‧‧‧建物牆面

50‧‧‧排氣風管

第一圖：本發明光觸媒廢氣VOC處理系統示意圖。

第二圖：本發明光觸媒廢氣VOC處理設備示意圖。

第三圖：本發明另一光觸媒廢氣VOC處理設備示意圖。

第四圖：光觸媒廢氣處理紫外燈之結構示意圖。

以下係藉由特定的具體實例說明本創作之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本創作之優點及功效。

該光觸媒廢氣處理設備10，可垂直安置於室內為主，亦可置於戶外屋頂，當廚房烹飪時，廢氣經抽油煙機20從室內抽出，去除之烹飪油煙，未完全去除之烹飪油煙，可經靜電集煙器30收集去除，排氣中主要來自廚房烹飪產生之揮發性有機氣體VOC，從光觸媒廢氣處理設備10底部進入，進行廚房廢氣VOC處理，消除VOC氣体臭味，最後氧化分解為CO₂及H₂O氣體，經過建物屋頂或牆面40，再經排氣導管50導至戶外，如圖一所示。

光觸媒廢氣處理設備10，如第(二)圖所示，採用金屬、玻璃及陶瓷為光觸媒廢氣處理箱11材料，可以有效阻隔UV 254nm對人員及設備之傷害，前後為廢氣進出口，內置三層活性碳蜂巢觸媒板塊13，厚度約6公分，兩層活性碳蜂巢觸媒板塊13中間，安置一排UV 254nm、10瓦光觸媒廢氣處理紫外燈12，該紫外燈可配合需要選擇不同功率瓦數，如10、15、20、30、40及40瓦以上之紫外燈，此處所用紫外燈功率為10瓦，上下以燈座15固定10瓦光觸媒廢氣處理紫外燈12，三層(排)活性碳蜂巢觸媒板塊13間共安裝兩排10瓦光觸媒廢氣處理紫外燈12，活性碳蜂巢觸媒板塊13有固定架18，間隔約20公分，固定活性碳蜂巢觸媒板塊13，將光觸媒廢氣處理箱11分成三段，吸附餐飲業、家庭廢氣中VOC，並進行廢氣中VOC氧化分解去除。

光觸媒廢氣處理箱11，進口有導風罩與抽油煙機或靜電集油煙機排氣管結合，出口有排氣風管50導至戶外，其前側有玻璃門或可阻絕UV254nm耐用之塑膠板19，用於換裝活性碳蜂巢觸媒板塊13，或裝修10瓦光觸媒廢氣處理紫外燈12，其左、右及後側蓋為紫外燈點燈器14、配電線路及開關盒16，光觸媒廢氣處理箱11底部有兩排腳座17。

當廚房烹飪時，啟動抽油煙機20及靜電集煙器 30，收集去除烹飪產生之油煙，再經過光觸媒廢氣VOC處理設備10之活性碳蜂巢觸媒板塊13吸附，控制廢氣VOC吸附與脫附，進而以10瓦光觸媒廢氣處理紫外燈12點燈，進行廢氣中VOC氧化分解，去除廚房在烹飪時廢氣中VOC 。

在廚房無烹飪時，10瓦光觸媒廢氣處理紫外燈1 2繼續點燈，進行廢氣中VOC氧化分解，部分紫外線照在活性碳蜂巢觸媒板塊13，釋放活性碳吸附之VOC氣體，接觸10瓦光觸媒廢氣處理紫外燈12上光觸媒被氧化分解。

10瓦光觸媒廢氣處理紫外燈12，將光觸媒鍍膜玻纖套管1203直接套於紫外燈1201外，以熱收縮橡膠套環1202固定；為提高光觸媒廢氣處理紫外燈上光觸媒含量，以提高光觸媒廢氣處理紫外燈效率，可將光觸媒鍍膜玻纖套管1203，以重疊纏繞1204或申縮折疊1205套於紫外燈管外，增加10瓦光觸媒廢氣處理紫外燈12上光觸媒含量3~10倍，以增加10W光觸媒廢氣處理紫外燈12廢氣處理能力1-3倍。如圖(三)所示。

光觸媒廢氣VOC處理箱11配合烹飪時廢氣產量，採用不同處理能量之抽油煙機20及靜電集煙器30，收集去除烹飪產生之油煙，再經過不同處理能量之光觸媒廢氣VOC處理設備10處理廢氣VOC，如第(四)圖所示，放大之光觸媒廢氣處理箱111，內置三層(排)以上活性碳蜂巢觸媒板塊組131，活性碳蜂巢觸媒板塊尺寸與數量依需要配置，厚度約6公分，兩層活性碳蜂巢觸媒板塊組131中間，安置一排10w以外之光觸媒廢氣處理紫外燈121，光觸媒廢氣處理紫外燈功率、尺寸與數量依需要配置，上下以紫外燈座151固定10瓦以外光觸媒廢氣處理紫外燈121，三層(排) 活性碳蜂巢觸媒板塊組131間，共安裝兩排10瓦以外光觸媒廢氣處理紫外燈121，活性碳蜂巢觸媒板塊有固定架181，間隔約20公分，固定安裝活性碳蜂巢觸媒板塊組131，將光觸媒廢氣處理箱11分成三段以上，吸附餐飲業、家庭廢氣中VOC，並進行廢氣中VOC氧化分解去除。

實施例1：配合家用廚房抽煙機之風量，採用8.0CMM=8.0m³/min抽風機，抽取室內空氣進入光觸媒廢氣VOC處理設備，光觸媒廢氣處理箱体內部尺寸為W30cm×H35cm×L100cm，內部風速為2.0m/sec，前導風管尺寸為W30cm×H30cm×L25cm，外部尺寸為W35cm×H45cm×L125cm，抽風機出口管徑15cm，接於在光觸媒廢氣VOC處理箱入口。活性碳蜂巢觸媒板塊尺寸為W30cm×L30cm×H6cm，3層插入安裝，如第(二)圖所示，用於吸附廢氣中VOC。光觸媒廢氣處理UV 254nm紫外燈，以平行等距10cm安裝10W直套式光觸媒廢氣處理紫外燈3支一排，共兩排6隻光觸媒廢氣處理紫外燈，紫外燈尺寸為OD3cm×L30cm。烹飪時啟動抽油煙機，將廢氣以離心過濾去除油煙，所剩VOC氣體經排氣導管導入光觸媒廢氣VOC處理設備，進行廢氣VOC光觸媒氧化分解處理。

使用乙酸丁酯為VOC氣體之原液裝於通氣瓶中，以空氣質量流量控制器控制流量，進入乙酸丁酯通氣瓶，出口空氣中含飽和乙酸丁酯蒸氣，濃度約2.6vol%，進入光觸媒廢氣處理設備，採用抽風機於光觸媒廢氣處理設備進口端抽入8m³/min之空氣與飽和乙酸丁酯空氣混合，或於光觸媒廢氣處理設備出口端接抽氣管，抽入2.5m³/min空氣與飽和乙酸丁酯空氣混合，進行VOC氣體活性碳蜂巢觸媒板塊吸附，光觸媒廢氣處理紫外燈氧化分解，使用傅式轉換紅外線光譜儀，以10m光程路徑之氣腔中，抽氣量測進口空氣乙酸丁酯濃度，經過三層活性碳蜂巢觸媒板塊吸附，及兩層光觸媒廢氣處理紫外燈氧化分解，抽氣量測出口空氣乙酸丁酯濃度，以計算光觸媒廢氣處理設備之廢氣VOC處理效率，其結果如表(一)所示。

以屋頂抽風機經抽風管抽吸光觸媒廢氣處理箱處理後廢氣，測試結果去除率<80%，進口VOC濃度高，VOC去除率高。使用抽風機在光觸媒廢氣處理箱前吸入廢氣，VOC廢氣處理量大，VOC去除率較高>80%，排氣中VOC濃度皆可低於 1.0ppm。

停止乙酸丁酯飽和空氣進入光觸媒廢氣處理箱，模擬廚房停止烹飪後，光觸媒廢氣處理紫外燈繼續點燈，如上使用傅式轉換紅外線光譜儀，抽氣量測出口空氣乙酸丁酯濃度低於0.1ppm無法量測，以驗證無烹飪時抽油煙機不運轉，使用光觸媒廢氣處理紫外燈點燈，繼續處理活性碳蜂巢觸媒板塊吸附之VOC氣体，使排氣中VOC可低於0.1ppm，低於該FTIR-Gas Cell量測能力。

實施例2：以實施例1光觸媒廢氣VOC處理設備，配合家用廚房抽煙機之風量，採用8.0CMM=8.0m³/min抽風機，抽取室內空氣進入光觸媒廢氣VOC處理設備，光觸媒廢氣處理紫外燈採用UV 254nm，使用醋酸為VOC氣體之原液裝於通氣瓶中，以空氣質量流量控制器控制流量，進入醋酸通氣瓶，出口空氣中含飽和醋酸蒸氣，濃度約3.6vol%，進入光觸媒廢氣處理設備，採用抽風機於光觸媒廢氣處理設備進口端抽入8m³/min之空氣與飽和醋酸空氣混合，進行VOC氣體活性碳蜂巢觸媒板塊吸附，光觸媒廢氣處理紫外燈氧化分解，使用傅式轉換紅外線光譜儀，以10m光程路徑之氣腔中，抽氣量測進口空氣醋酸濃度，經過三層活性碳蜂巢觸媒板塊吸附，及兩層光觸媒廢氣處理紫外燈氧化分解，抽氣量測出口空氣醋酸濃度，以計算光觸媒廢氣處理設備之廢氣VOC處理效率，其結果如表(二)所示。

停止醋酸飽和空氣進入光觸媒廢氣處理箱，模擬廚房停止烹飪後，光觸媒廢氣處理紫外燈繼續點燈，如上使用傅式轉換紅外線光譜儀，抽氣量測出口空氣乙酸丁酯濃度低於0.1ppm無法量測，以驗證無烹飪時抽油煙機不運轉，使用光觸媒廢氣處理紫外燈點燈，繼續處理活性碳蜂巢觸媒板塊吸附之VOC氣体，使排氣中VOC可低於0.1ppm，低於該FTIR-Gas Cell量測能力。

實施例3：配合餐廳廚房烹飪廢氣處理，使用抽油煙機之風量約34CMM=34m³/min，將廢氣以離心過濾去除油煙，部分未去除之油煙，以靜電集煙器去除，廢氣所剩主要為烹飪產生之大量VOC氣體，經排氣導管導入戶外光觸媒廢氣處理設備，設計風速為2.0m/sec，可依第(四)圖安裝光觸媒廢氣VOC處理設備，使用抽油煙機抽取餐廳廚房烹飪廢氣，經過靜電集煙器，進入光觸媒廢氣VOC處理設備。光觸媒廢氣處理設備箱体內部尺寸為W60cm×H60cm×L100cm，前導風管尺寸為W60cm×H60cm×L30cm，外部尺寸為W70cm×H70cm×L 130cm ，風速為2.0m/sec，活性碳蜂巢觸媒板塊尺寸為W30cm×L30cm×H6cm，4片1層插入活性碳蜂巢觸媒板塊插槽，3層安裝如第(四)圖所示，用於吸附廢氣中VOC，光觸媒廢氣處理紫外燈採用UV 254nm，以平行等距12cm安裝20W光觸媒廢氣處理紫外燈5支，光觸媒廢氣處理紫外燈尺寸為OD3cm×L60cm。烹飪時啟動抽油煙機，將廢氣以離心過濾去除大部分油煙，在經過靜電集煙器去除微粒油煙，所剩VOC氣體經導管導入光觸媒廢氣VOC處理設備，進行VOC光觸媒氧化分解。

使用於大型餐廳飯店，甚至食品及相關工業時，可採用放大設備以放大廢氣處理能量，增加活性碳蜂巢觸媒板塊單層板數，3層(排)安裝如第(四)圖所示，增加廢氣VOC吸附能力。增加UV 254nm光觸媒廢氣處理紫外燈功率及數量，增加廢氣VOC氧化分解能力。亦可採用增加設備數量，以輪流使用，進行光觸媒處理廢氣中VOC，以符合實際需要，進行廢氣VOC處理以去除VOC臭味。

使用放大4倍處理能量之光觸媒廢氣處理設備，烹飪時可處理4倍廢氣量，控制光觸媒廢氣處理設備進口廢氣VOC濃度約3.0ppm，經光觸媒廢氣處理設備處理，排氣中VOC濃度可低於0.5ppm。停止烹飪時，光觸媒廢氣處理紫外燈繼續點燈，抽油煙機不運轉，使用光觸媒廢氣處理紫外燈點燈處理活性碳蜂巢觸媒板塊吸附廢氣中VOC氣体，排氣中VOC可低於0.1ppm。

10‧‧‧光觸媒廢氣處理設備

20‧‧‧廚房抽油煙機

30‧‧‧靜電集煙器

40‧‧‧建物牆面

50‧‧‧排氣風管

Claims

一種光觸媒廢氣VOC處理設備，係包含於一光觸媒廢氣VOC處理風箱中，安裝一排以上光觸媒廢氣處理紫外燈及兩排以上活性碳蜂巢觸媒板塊，其中，該排光觸媒廢氣處理紫外燈，包含複數支光觸媒廢氣處理紫外燈，平行安裝於活性碳蜂巢觸媒板塊中間，當光觸媒廢氣處理紫外燈點燈後，進行廢氣中VOC處理，以去除廢氣中VOC臭味。
如申請專利範圍第1項所述之光觸媒廢氣VOC處理設備，其中，光觸媒廢氣處理紫外燈係為兩排，平行安裝於三排活性碳蜂巢觸媒板塊中間，當開燈後紫外線自紫外燈照射在光觸媒上，以產生光觸媒作用，進行一兩段光觸媒廢氣VOC氧化分解去味處理。
如申請專利範圍第1項所述之光觸媒廢氣VOC處理設備，其中，該光觸媒廢氣處理紫外燈係放射254~385nm範圍內紫外線，其主要紫外線放射強度大於1.0mW/cm²，用於廢氣VOC光觸媒氧化分解去味處理。
如申請專利範圍第1項所述之光觸媒廢氣VOC處理設備，其中，光觸媒廢氣處理紫外燈使用之光觸媒係包含奈米二氧化鈦銳鈦礦結晶TiO₂ Anatase溶膠材料，其表面並攙雜0.1wt%~1.0wt%之貴金屬鉑(Pt)、鈀(Pd)或金(Au)，以達到可見光光觸媒VOC去除效果。
如申請專利範圍第1項所述之光觸媒廢氣VOC處理設備，其中光觸媒廢氣處理紫外燈係包含光觸媒鍍膜纖維布或套管，係採用紫外線可穿透不吸收不破壞且經奈米光觸媒鍍膜處理之鍍膜纖維布或套管，以重疊纏繞、申縮折疊或穿套於光觸媒廢氣處理紫外燈管表面，而達到廢氣VOC氧化分解去味處理。
如申請專利範圍第1項所述之光觸媒廢氣VOC處理設備，其中，光觸媒廢氣處理紫外燈，當開燈後部分紫外線自紫外燈照射在活性碳蜂巢觸媒板塊上，激發及加熱吸附在活性碳蜂巢觸媒板塊上之廢氣VOC氣體，使廢氣VOC氣體擴散在光觸媒廢氣VOC處理箱中，受光觸媒廢氣處理紫外燈作用，進行廢氣VOC氧化分解去味處理。
如申請專利範圍第1項所述之光觸媒廢氣VOC處理設備，其中，光觸媒廢氣處理紫外燈係為使用UV 254nm紫外燈，點燈後會產生氫氧自由基．OH與臭氧O₃，除與空氣中VOC氣體進行氧化分解作用，亦進入活性碳蜂巢觸媒板塊中，捕捉被吸附之VOC氣體，進行氧化分解與臭味去除，以提高光觸媒廢氣處理設備效果。
如申請專利範圍第1項所述之光觸媒廢氣VOC處理設備，其中，活性碳蜂巢觸媒板塊，安裝於光觸媒廢氣處理箱，等距安裝三排以上活性碳蜂巢觸媒板塊，分三段以上吸附廢氣中VOC氣體，配合兩排以上光觸媒廢氣處理紫外燈，進行廢氣VOC氧化分解去味處理。
如申請專利範圍第8項所述之光觸媒廢氣VOC處理設備，其中，活性碳蜂巢觸媒板塊，係採用木質纖維紙以三角形或四方型或六角形堆疊燈籠紙或瓦楞紙，製得之活性碳蜂巢觸媒板塊，經銅Cu、銀Ag或錳Mn等過渡金屬鹽溶液含浸，或經鉑Pt、鈀Pd或銠Rh等貴金屬鹽溶液含浸，經120~500℃烘烤、金屬還原與木質纖維紙碳化，製成活性碳蜂巢觸媒板塊，金屬含量為0.1~1.0wt%活性碳，進行廢氣VOC吸附、脫附及氧化處理。
一種光觸媒廢氣VOC處理系統，包括一除油煙機及如申請專利範圍第1項所述之光觸媒廢氣VOC處理設備，該光觸媒廢氣VOC處理設備安位置高於該除油煙機，除油煙機不啟動時係利用自然對流煙囪效應向上進行廢氣處理，當廚房烹飪時，除油煙機啟動，抽取室內烹飪廢氣，導入光觸媒廢氣VOC處理設備，進行廢氣VOC處理。
如申請專利範圍第10項所述之一種光觸媒廢氣VOC處理系統，更包含一靜電集煙器，其中，該靜電集煙器係用以去除抽油煙機排出廢氣中細微之油煙，再將廢氣導入光觸媒廢氣VOC處理設備，進行廢氣VOC處理。
依據申請專利範圍第10項所述之一種光觸媒廢氣VOC處理系統，其中，光觸媒廢氣VOC處理系統係應用於室內住宅或大樓空調系統中，進行廢氣VOC處理。