TWI247623B - Equipment for processing discharging exhaust gas - Google Patents

Description

1247623 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明提供一種廢氣處理設備，尤指一種能提高脫附 效果之有機排氣處理系統(v〇c abatement system)。 【先前技術】 隨著國内經濟持續發展，半導體工業已成為我國經濟 發展命脈之一。但近年來廣受國際間重視的環境保護及勞 工安全等4題，亦對國内的半導體產業產生莫大衝擊。且 隨著南科技產品之精密化，即使極其微量的空氣污染物均 可能影響產品良率、可靠度以及人貝的健康，因此不論從 環境保護、勞工安全及產品競爭力等任一角度而言，半導 體產業的空氣污染逸散及排放處理均為不可輕忽的重要課 題。 目前半導體工廠所排放的廢氣大多以揮發性有機物 質、热機酸鹼氣體等為主，其廢氣之特點為風量大(>5〇,〇〇〇 m3/hr)且濃度低(<500ppm CEU)。現大多使用有機排氣處理 系統（VOC abatement system)，例如台灣專利公開號 0493056之設備，來處理大風量低濃度綜合有機溶劑氣體 1247623 (Volatile Organic Compounds，VOCs)。此種處理糸統應用兩 大技術，一為吸附濃縮，利用沸石或活性碳來吸附V〇c氣 體；二為氧化燃燒，將熱風脫附飽和沸石或活性碳所產生 的高濃渡氣體，利用送入氧化爐以高溫燃燒的方式來處理 這些高濃度有害氣體。然而在進行熱風脫附以及氧化燃燒 時’所需溫度極高，例如進行熱風脫附時其熱風溫度至少 需達到150°C〜180°C左右，而進行氧化燃燒時，其燃燒溫 度至少為760°C左右。因此為了節省能源與成本，往往在 進行熱風脫附以及氧化燃燒時，會另外增設數組熱交換器 來提升交換後之溫度。 值由於熱交換器之大小及功效會影響到交換後之溫 & ’若溫度提升不足，長期下來不但沸石或活性碳無法達 到所須之脫附溫度與脫附效果，甚至會連帶降低有機排氣 處理系統處理及燃燒廢氣的效率。因此為了要改善此問 顏， 則需更換新的熱交換器來提升熱交換效率，或增加氧 化爐高溫燃燒之溫度，但由於此工程費用過高且施工困難 度高，非常不符合成本以及節省能源之目的。 【發明内容】 因此本發明之主要目的在於提供一種具有更好的脫附 1247623 效果之廢氣處理設備，可避免因更換熱交換器影響到整個 廢氣處理之進度，並大幅減低成本及節省能源，以解決上 述習知有機排氣處理系統的問題。 根據本發明之申請專利範圍，係揭露一種廢氣排放處 理設備，其包含有一減廢系統連接於廢氣排放處理設備之 一入口區、一焚化爐、一排氣管連接至焚化爐出口側、一 第一熱交換器銜接減廢系統與焚化爐、一脫附風車其入口 端設有一第一管路，而其出口端設有一第二管路連接至減 廢系統，以及一風管連接排氣管與第一管路。 由於本發明之廢氣排放處理設備，能夠提升脫附風車 入口端之溫度，使引入之外界環境氣體在經過熱交換器後 便能夠達到脫附溫度，確實完全脫附減廢系統所吸附之 VOC氣體。此外，本發明之廢氣排放處理設備甚至不需要 設置習知有機排氣處理系統之第二熱交換器也能達到相同 效果，可大幅節省設備初設費用及維護費用。 為了使貴審查委員能更近一步了解本發明之特徵及 技術内容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖。然 而所附圖式僅供參考與辅助說明用，並非用來對本發明加 1247623 以限制者。 【實施方式】 請參考第1圖至第3圖，第1圖至第3圖為本發明廢 氣排放處理設備50之示意圖。本發明廢氣排放處理設備 50包含有一減廢系統52、一焚化爐54、一排氣管56連接 至焚化爐54出口側、一第一熱交換器58、一第二熱交換 器60、一脫附風車62、數條管路如64、66、68、70、72、 74、76、78等以及一風管80。其中，減廢系統52可為沸 石轉輪或活性碳轉輪等吸脫附裝置，而排氣管56係為上排 氣管56a、中排氣管56b以及下排氣管56c三部分所構成。 如第1圖所示，第一管路64係設置於減廢系統52之 入口處，用以讓製程設備端所產生之低濃度揮發性有機廢 .氣進入減廢系統52中進行吸附，例如揮發性有機廢氣 (VOC)，而第二管路60貝ij設置於減廢系統52之出口處並 連接至排氣管56。當第一管路64中之揮發性有機廢氣進 入減廢系統52進行吸附後，其廢氣變成乾淨之廢氣後，其 中90%經吸附後之乾淨空氣會再經過第二管路66以及排 氣管56，而被排放置大氣中；而另外10%之風量則會導入 系統内作脫附風量使用。 1247623 第三管路68以及第四管路70分別設置於脫附風車62 之入口端以及出口端，其中第四管路70另連接至第二熱交 換器60。當外界環境之氣體（例如空氣）通入第三管路68 後，會經由脫附風車62將氣體吹送至第四管路70並且通 到第二熱交換器60中進行熱交換，用來提升進入減廢系統 52之氣體溫度，進而脫附吸附於減廢系統52中之沸石轉 輪或活性碳轉輪上的有機物質（VOCs)。而減廢系統52與第 二熱交換器60係由第五管路72連接，因此被第二熱交換 器60加熱後之氣體在經由第五管路72進入減廢系統52 後，便得以用來提高減廢系統52之溫度，以將吸附在減廢 系統52之揮發性有機廢氣脫附，形成高濃度揮發性有機廢 氣。 在形成高濃度揮發性有機廢氣之後，這些高濃度揮發 性有機廢氣會再經過第六管路74傳輸至第一熱交換器58 進行熱交換，以提升高濃度揮發性有機廢氣之溫度，完成 預熱，最後，這些加熱後之高濃度揮發性有機廢氣會經由 第七管路76進入焚化爐54進行氧化燃燒，再經由排氣管 56進入大氣中。由於進行氧化燃燒所需溫度極高約760°C 左右才能將高濃度揮發性有機廢氣燃燒，所以本發明係使 1247623 用第一熱交換器 節省瓦斯能源。 58提升高濃度料性有機廢氣之溫度，來 交換性有機廢氣時，因第二熱 夠hm 4 器時導致脫附之溫度不 〇 、々不佳，進而使減廢系統52無法完全脫附，嚴 重影響到減廢糸从 •、次疋王脫附嚴 路79與第三管52之吸附效果。因此本發明係於第九管 「 & 68之間另連接有-風管80以及一第一閥 犧。r提升傳輪至第五管路72之氣體溫度至180。〇〜 。之間’ M使減廢系統52之脫附溫度維持在18〇〜25〇 進而有致脫附吸附於彿石轉輪或活性碳轉輪上之 古貝口為、㉖由焚化爐54燃紐之揮發性有機廢氣溫 度極同大約76GX：左右，其廢棄經過第—熱交換器後，於 中排氣管56b位置仍有腳。c以上之溫度，故本發明利用 此燃k後之/許揮發性有機廢氣經由風管⑽盘第 82通至第三管路” ⑽，使付一開始進入脫附風車62之氣體 溫度便由线响被加減啊左右，提升至少紙以 上 β使/寻外界壌境氣體經過第二熱交換器60後溫度更 高，並約能控制在庸c〜響c之間，以使減廢系統％ 之脫附溫度有效維持在·〜25()Ό左右，幫助脫附。本發 明之管路設計能夠確實使減廢I统52所吸附的揮發性有 1247623 機廢氣完全脫附。 值得注意的是，本發明更可利用管路與比例閥門的組 合來更有效地自動控制進入減廢系統52之氣體溫度。如第 2圖所示，第2圖為本發明之廢氣排放處理設備50之局部 放大示意圖。風管80包含有第一閥門82，其係為一溫度 控制手動閥，用來控制進入第三管路68之揮發性有機廢氣 量，此外，第四管路70可再設置一第一比例閥門84而第 八管路78再設置第二比例閥門86，用來第二次控制氣體 之温度。當氣體經由第三管路68與風管80混合，經過脫 附風車62後，發現溫度過高，便可使用第一比例閥門84 來控制氣體進入第二熱交換器60的量，使未通過第二熱交 換器60之氣體經由第八管路78通至第五管路72，降低進 入熱交換器60之氣體溫度。例如，氣體經過脫附風車62 後溫度若為l〇〇°C，再經過第二熱交換器60後氣體溫度變 成230°C〜250°C，但是脫附溫度只需要150〜180°C，因此 可利用第一比例閥門84控制60%〜80%氣體進入第二熱 交換器60，而40%〜20%的氣體則經由第八管路78通至 第五管路72來降低經過第二熱交換器60之氣體溫度。其 中，第一與第二比例控制閥門為比例自動閥門。 1247623 另外更值得注意的是，由於上述可利用焚化爐54燃燒 後之揮發性有機廢氣經由中排氣管56b通至風管80再到達 第三管路68，另外再新增第3與第4比例控制閥90、92 分別設置於風管80與第2管路68上。由於中排氣管56b 之排氣溫度至少300°C以上，因此可藉由脫附風車62之抽 氣及第三與第四比例控制閥90、92來調整，當溫度過低 時，第三比例控制閥90開大，而第四比例控制閥92開小， 反之，若溫度過低時，第三比例控制閥90開小，而第四比 例控制閥92開大，藉由此方式即可自動調整至所設定之溫 度，另外第四管路70可增加一過濾器（圖未示），用以濾 除粉塵等粒狀物，如此便省去第二熱交換器60，以大幅減 低設備之成本，如第3圖所示。其中，第三與第四比例控 制閥門為比例自動閥門。 綜合上述，本發明廢氣排放處理設備相較習知技藝包 括以下之優點··本發明之廢氣排放處理設備使用風管之設 計不但能夠有效提升氣體溫度，而且能夠確實完全脫附減 廢系統所吸附之揮發性有機廢氣。此外，本發明之廢氣排 放處理設備在適當運用閥門調節進入脫附風車之廢氣量 時，甚至不需要設置習知有機排氣處理系統之第二熱交換 器也能達到相同效果，故可大幅節省設備初設費用及維護 1247623 費用。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請 專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範 圍。 【圖式簡單說明】 第1圖為本發明之廢氣排放處理設備之示意圖。 第2圖以及第3圖為本發明之廢氣排放處理設備之局部放 大示意圖。 11 1247623 【主要元件符號說明】 50 廢氣排放處理設備 52 減廢系統 54 焚化爐 56 排氣管 56a 上排氣管 56b 中排氣管 56c 下排氣管 58 第一熱交換器 60 第二熱交換器 62 脫附風車 64 第一管路 66 第二管路 68 第三管路 70 第四管路 72 第五管路 74 第六管路 76 第七管路 78 第八管路 80 風管 82 第一閥門 84 第一比例閥門 86 第二比例閥門 90 第三比例閥門 92 第四比例閥門 12

Claims (1)

1247623 十、申請專利範圍： 1. 一種廢氣排放處理設備，其包含有： 一減廢系統； 一焚化爐； 一排氣管，連接至該焚化爐上方； 一第一熱交換器，銜接該減廢系統與該焚化爐； 一脫附風車，且該脫附風車之入口連接有一第一管 路，而該脫附風車之出口端另連接有一第二管路並 ⑩ 銜接至該減廢系統；以及 一風管，連接該排氣管與該第一管路。 2. 如申請專利範圍第1項所述之一種廢氣排放處理設備， 其中該廢氣包含揮發性有機廢氣。 3. 如申請專利範圍第1項所述之一種廢氣排放處理設備， ❿ 其中該減廢系統係為沸石轉輪。 4. 如申請專利範圍第1項所述之一種廢氣排放處理設備， 其中該減廢系統係為活性碳轉輪。 5. 如申請專利範圍第1項所述之一種廢氣排放處理設備， 13 1247623 其中該風管另包含有一第一閥門，用以控制進入該第一 管路之氣體量以及氣體溫度。 6. 如申請專利範圍第5項所述之一種廢氣排放處理設備， 其中該第一閥門係為手動閥。 7. 如申請專利範圍第1項所述之一種廢氣排放處理設備， 另包含有一第二交換器連接該脫附風車之該第二管路並 銜接至該減廢系統。 8. 如申請專利範圍第1項所述之一種廢氣排放處理設備， 另包含有一第三管路、一第四管路、一第五管路以及一 第六管路，其中該第三管路用來傳送廢氣進入該減廢系 統進行吸附、該第四管路用來傳送吸附後之乾淨廢氣於 該排氣管，該第五管路連接該減廢系統與該第一熱交換 器以及該第六管路連接該第一熱交換器與該焚化爐。 9. 一種廢氣排放處理設備，其包含有： 一減廢系統； 一焚化爐； 一排氣管，連接至該焚化爐上方； 14 1247623 一第一熱交換器，銜接該減廢系統與該焚化爐； 一脫附風車，且該脫附風車之入口端連接有一第一管 路，而該脫附風車之出口端另連接有一第二管路與 第三管路並銜接至該減廢系統； 一第二熱交換器，銜接該第二管路與該減廢系統；以 及 一風管，連接該排氣管與該第一管路。 10. 如申請專利範圍第9項所述之一種廢氣排放處理設備， 其中該廢氣包含揮發性有機廢氣。 11. 如申請專利範圍第9項所述之一種廢氣排放處理設備， 其中該減廢系統係為沸石轉輪。 12. 如申請專利範圍第9項所述之一種廢氣排放處理設備，籲 其中該減廢系統係為活性碳轉輪。 13. 如申請專利範圍第9項所述之一種廢氣排放處理設備， 其中該風管包含有一第一閥門，用以控制進入該第一管 路之氣體量以及氣體溫度。 15 1247623 14. 如申請專利範圍第13項所述之一種廢氣排放處理設 備，其中該第一閥門係為手動閥。 15. 如申請專利範圍第9項所述之一種廢氣排放處理設備， 其中該脫附風車之該第二管路包含有一第一比例閥門。 16. 如申請專利範圍第15項所述之一種廢氣排放處理設 備，其中該第一比例閥門係用來做為脫附溫度之自動溫 籲 度控制閥。 17. 如申請專利範圍第9項所述之一種廢氣排放處理設備， 其中該脫附風車之該第三管路包含有一第二比例閥門。 18. 如申請專利範圍第17項所述之一種廢氣排放處理設 備，其中該第二比例閥門係用來做為脫附溫度之自動溫⑩ 度控制閥。 19. 如申請專利範圍第9項所述之一種廢氣排放處理設備， 另包含有一第四管路、一第五管路、一第六管路以及一 第七管路，其中該第四管路用來傳送廢氣進入該減廢系 統進行吸附、該第五管路用來傳送吸附後之乾淨廢氣於 16 1247623 該排氣管，該第六管路連接該減廢系統與該第一熱交換 器以及該第七管路連接該第一熱交換器與該焚化爐。 十一、圖式：

17