TWI491433B - 失效陶瓷濾油材之熱處理設備及熱處理方法 - Google Patents

Description

失效陶瓷濾油材之熱處理設備及熱處理方法

本發明是有關於一種失效陶瓷濾油材的熱處理設備及熱處理方法，特別是有關於一種利用陶瓷濾油材本身的膠體和固體顆粒當作熱源燃料，以熱處理除去陶瓷濾油材上所附著之膠體及固體顆粒。

在臺灣，機車及汽車是大多數人利用率最高的代步工具，而臺灣也是「國人機車持有率」最高的一個國家，但機車每年所產生之一氧化碳及碳氫化合物等汙染物，卻是相當地可觀，約佔全國的總排放量的10%。而過濾器係汽機車重要零件之一，過濾器主要係過濾機油及汽油，可是常常卻因為累積過多油污而造成堵塞，所以使用者必須更換過濾器避免引擎受損，且才能維持引擎正常運作。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之其中一目的就是在提供一種失效陶瓷濾油材之熱處理設備及熱處理方法，主要係讓被膠體和固體顆粒附著之失效陶瓷濾油材，經由第一熱處理步驟、第二熱處理步驟、第三熱處理步驟及冷卻處理步驟後，可以繼續回收 再利用，避免造成資源之浪費。

為達成本發明之前述目的，提出一種失效陶瓷濾油材之熱處理設備及熱處理方法，本發明係透過三種不同之密閉室，以輸送單元之方式輸送失效陶瓷濾油材，包含：預熱室、加熱爐、熱氣引導管及解離燃燒室。其中，預熱室包含濾油盤及廢氣管，預熱室以第一溫度對失效陶瓷濾油材進行第一熱處理步驟，於預熱室中，失效陶瓷濾油材之膠體及固體顆粒滑移至濾油盤，以提供第二熱處理步驟燃燒使用，其中第一溫度介於100℃~250℃。

本發明之加熱爐係以第二溫度對失效陶瓷濾油材進行第二熱處理步驟，以除去附著在失效陶瓷濾油材之膠體及固體顆粒，其中第二溫度介於300℃~500℃，且加熱爐之氣壓大於預熱室之氣壓。此外，熱氣引導管連通預熱室及加熱爐，設於預熱室之底端，且引導加熱爐進行第二熱處理步驟後所產生之熱廢氣至預熱室，以使預熱室維持該第一溫度。又，解離燃燒室以第三溫度對失效陶瓷濾油材進行第三熱處理步驟，其中第三溫度介於500℃~700℃。隨後，從解離燃燒室取出失效陶瓷濾油材進行冷卻處理步驟，以令失效陶瓷濾油材之溫度降溫至常溫40℃~5℃。

其中，熱氣引導管具有防氣體逆流及保溫之設計。

其中，廢氣管設於該預熱室之入口端，用以排出進行該第一熱處理步驟後所產生之氣體。

其中，預熱室更包含多孔廢熱導流板，設於預熱室之底端，多孔廢熱導流板具有複數個孔洞，使加熱爐之熱廢氣經由熱氣引導管傳導至位於預熱室之多孔廢熱導流板，且使熱廢氣可均勻擴散。

其中，瀝油盤具有複數個孔洞，且失效陶瓷濾油材係直立式放置於該瀝油盤上，以便收集膠體、固體顆粒與碳氫化合物，其可燃燒之組成可提供後續處理之熱源之一。

其中，本發明更包含輸送單元，用以分別輸送瀝油盤上面承載之失效陶瓷濾油材至預熱室進行第一熱處理步驟，於加熱爐進行第二熱處理步驟及解離燃燒室進行第三熱處理步驟。

本發明之失效陶瓷濾油材之熱處理方法，首先，於預熱室以第一溫度對失效陶瓷濾油材進行第一熱處理步驟，其中第一溫度介於100℃~250℃，其熱源係來自第二熱處理步驟之一熱廢氣。藉由廢氣管用以排出進行第一熱處理步驟後所產生之氣體，其中廢氣管設於預熱室之入口端。再於加熱爐以第二溫度對失效陶瓷濾油材進行第二熱處理步驟，其中第二溫度介於300℃~500℃，其熱源係來自燃燒預熱室之膠體等碳氫化合物。

最後，失效陶瓷濾油材至解離燃燒室進行第三熱處理步驟，於解離燃燒室以第三溫度對失效陶瓷濾油材進行該第三熱處理步驟，其中第三溫度介於500℃~700℃，其熱源來自燃燒重油、瓦斯或電熱。隨後，並從解離燃燒室取出失效陶瓷濾油材進行冷卻處理步驟，使失效陶瓷濾油材之溫度降至常溫。

其中，冷卻處理步驟之冷卻方式為空冷或水淬。

承上所述，依本發明之失效陶瓷濾油材熱處理設備及熱處理方法，其可具有一或多個下述優點：

(1)本發明之失效陶瓷濾油材熱處理設備及熱處理方法，可使失效陶瓷濾油材再生利用，減少對環境之污染。

(2)本發明之失效陶瓷濾油材熱處理設備及熱處理方法，藉由三道熱處理步驟就可去除陶瓷濾油材上所附著之膠體及固體顆粒，達到環保再利用之優勢。

10‧‧‧進行第一熱處理步驟

20‧‧‧進行第二熱處理步驟

30‧‧‧進行第三熱處理步驟

40‧‧‧進行冷卻處理步驟

100‧‧‧廢氣管

110‧‧‧預熱室

111‧‧‧瀝油盤

1111‧‧‧篩網

1112‧‧‧網目

112‧‧‧多孔熱氣導流板

1121‧‧‧板間隙

1122‧‧‧板材

120‧‧‧熱氣引導管

130‧‧‧加熱爐

140‧‧‧解離燃燒室

200‧‧‧失效陶瓷濾油材

300‧‧‧輸送單元

第1圖 係為本發明之失效陶瓷濾油材之熱處理設備之示意圖。

第2圖 係為本發明之失效陶瓷濾油材之熱處理方法之流程圖。

第3A圖 係為本發明之失效陶瓷濾油材之熱處理方法於進行第一熱處理步驟時之示意圖。

第3B圖 係為本發明之失效陶瓷濾油材之熱處理方法於進行第二熱處理步驟時之示意圖。

第3C圖 係為本發明之失效陶瓷濾油材之熱處理方法於進行第三熱處理步驟及冷卻處理步驟時之示意圖。

第4圖 係為本發明之失效陶瓷濾油材之熱處理設備之瀝油盤之等角透視圖。

第5圖 係為本發明之失效陶瓷濾油材之熱處理設備之多孔熱氣導流板之側視示意圖。

第6圖 係為本發明之失效陶瓷濾油材之熱處理設備之失效陶瓷濾油材之示意圖。

請參閱第1圖，其係為本發明之失效陶瓷濾油材之熱處理設備之示意圖。本發明係透過三種不同之密閉室，以輸送單元之方式輸送失效陶瓷濾油材。如第1圖所示，本發明之失效陶瓷濾油材之 熱處理設備包含預熱室110、加熱爐130、熱氣引導管120及解離燃燒室140。上述預熱室110、加熱爐130及解離燃燒室140三者係互相連通。在本發明之失效陶瓷濾油材之熱處理設備中，失效陶瓷濾油材係例如採直立方式站立放置於瀝油盤111上，且本發明係利用輸送單元300輸送放置於瀝油盤111上之失效陶瓷濾油材。其中，瀝油盤111(如第4圖所示)例如為盆體，此盆體尺寸大小例如300mm×300mm~10000mm×10000mm且盆體底部具有篩網1111，此篩網1111上具有複數個網目1112，而此網目1112大小有利於失效陶瓷濾油材站立及不易阻塞，以利將加熱爐130所產生之熱廢氣傳導至失效陶瓷濾油材進行預熱收集膠體及固體顆粒與碳氫化合物(HC)，並將失效濾油材上所附著之膠體及固體顆粒滑移至濾油盤。

本發明之預熱室110底端更設有多孔熱氣導流板112(如第5圖所示)，此多孔廢熱導流板112尺寸大小例如300mm×300mm~10000mm×10000mm，板材1122之板寬例如100mm~500mm，板材1122與板材1122之間具有板間隙1121，板間隙1121例如板間隙100mm~500mm，用以將加熱爐130所產生之熱廢氣傳導至預熱室110，並均勻化熱氣分佈，而加熱爐之氣壓大於預熱室之氣壓，以利氣體自然流動，無須額外加壓。且預熱室110之一端連接廢氣管100以排出第一熱處理步驟後所產生之氣體，預熱室110之另一端連接熱氣引導管120。其中，此熱氣引導管120係連通加熱爐130頂端及預熱室110之底端。熱氣引導管120之用途主要係引導加熱爐130所產生之熱廢氣至預熱室110，且更可依據實際需求而具有防氣體逆流及保溫之設計。此外，加熱爐130之另一端更連通至解離燃 燒室140。

請一同參閱第2圖及第3A圖，其係為本發明之失效陶瓷濾油材之熱處理方法之流程圖及本發明之失效陶瓷濾油材之熱處理方法於進行第一熱處理步驟時之示意圖。第3A圖中所示之失效陶瓷濾油材之孔隙已被膠體及固體顆粒所阻塞，而無法繼續過濾潤滑油之失效陶瓷濾油材200。

首先，本發明之失效陶瓷濾油材之熱處理方法係藉由輸送單元300將放置於瀝油盤111上之失效陶瓷濾油材200送入預熱室110以進行第一熱處理步驟10。舉例來說，例如外徑52mm、內徑38mm、長度350mm外型為中空圓筒狀之失效陶瓷濾油材(如第6圖所示)之第一熱處理步驟10之溫度例如約100℃~250℃，而此第一熱處理步驟10之處理時間約為10~100分鐘，90%以上的阻塞物會分離。其中，失效陶瓷濾油材200係以直立式站立於瀝油盤上111。此第一熱處理步驟10主要係加熱失效陶瓷濾油材200上所附著之膠體及固體顆粒，此膠體例如為可燃燒之碳氫化合物(HC)。故，經過預熱室之第一熱處理步驟10後會使膠體及固體顆粒因高溫而移動至濾油盤。此氣體例如二氧化碳(CO2)、氮氧化物(NOx)及一氧化碳(CO)。此外，本發明特點之一為廢氣管100係用以排出第一熱處理步驟後所產生之氣體。而廢氣管100設於預熱室110之入口端，與多孔廢熱導流板導入熱氣流形成一溫度梯度，且預熱室110與廢氣管100兩者係相互連通，以排出第一熱處理步驟後所產生之氣體。

請一同參閱第2圖及第3B圖，其係為本發明之失效陶瓷濾油材之熱處理方法之流程圖及本發明之失效陶瓷濾油材之熱處理方法於 進行第二熱處理步驟時之示意圖。當失效陶瓷濾油材200進行完前述之第一熱處理步驟10後，此時輸送單元300會將放置於瀝油盤111上之失效陶瓷濾油材200輸送至加熱爐130以進行第二熱處理步驟20。舉例來說，例如外徑52mm、內徑38mm、長度350mm外型為中空圓筒狀之失效陶瓷濾油材200(如第6圖所示)之第二熱處理步驟20之溫度例如約300℃~500℃，且較佳之溫度為300°C~400℃，而此第二熱處理步驟20之處理時間約為10~100分鐘，所剩需要移除的阻塞物不超過2%。此第二熱處理步驟20主要係提高溫度繼續燃燒失效陶瓷濾油材200所附著之膠體及固體顆粒，而第二熱處理步驟20之熱源係來自燃燒預熱室之膠體及固體顆粒等碳氫化合物，熱源例如來自燃燒重油或瓦斯。

此外，本發明之另一特點為熱氣引導管120引導加熱爐130對失效陶瓷濾油材200進行第二熱處理步驟20後所產生之熱廢氣至預熱室110，使預熱室110之溫度維持約100℃~250℃。且熱氣引導管120、預熱室110及加熱爐130三者係相互連通，使廢熱氣能確實地傳導至預熱室110。上述之熱廢氣例如為一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)及氮氧化物(NOx)等。

請一同參閱第2圖及第3C圖，其係為本發明之失效陶瓷濾油材之熱處理方法之流程圖及本發明之失效陶瓷濾油材之熱處理方法於進行第三熱處理步驟時之示意圖。當失效陶瓷濾油材200進行完前述之第二熱處理步驟20後，輸送單元300將放置於瀝油盤111上之失效陶瓷濾油材200輸送至解離燃燒室140以進行第三熱處理步驟30。舉例來說，例如外徑52mm、內徑38mm、長度350mm外型為中空圓筒狀之失效陶瓷濾油材(如第6圖所示)之第三熱處理步 驟30之溫度例如約500℃~700℃，且較佳之溫度為500℃~600℃，而此第三熱處理步驟之處理時間約為10~100分鐘，實驗結果得到阻塞物幾乎已完全去除。此第三熱處理步驟30主要係進一步徹底解離失效陶瓷濾油材上之膠體及固體顆粒。

上述第三熱處理步驟30之熱源係例如來自燃燒重油、瓦斯或電熱，且上述第三熱處理步驟之處理時間是依陶瓷濾油材尺寸大小和數量而有所不同。最後，當失效陶瓷濾油材200進行完第三熱處理步驟30後，接著進行冷卻處理步驟40，此冷卻處理步驟40係將失效陶瓷濾油材200之溫度降到常溫40℃~5℃後，再收集失效陶瓷濾油材。上述之冷卻處理步驟40之冷卻方式可例如空冷或水淬。

就實際實驗結果而言，經由本發明之設備與熱處理方法進行處理之後，原長外徑52mm、內徑38mm、長度350mm外型為中空圓筒狀之失效陶瓷濾油材，若取10mm×10mm，則在預熱室中持溫5分鐘的條件下，溫度為100℃時，阻塞物剩下約87.5%；當溫度為200℃時，阻塞物剩下約75%；在加熱爐中溫度為300℃時，阻塞物剩下約25%；在解離燃燒室中溫度為500℃時，阻塞物剩下約0.09%以下。

總言之，本發明之特點係設有熱氣引導管及多孔熱氣導流板，熱氣引導管引導加熱爐所產生之熱廢氣至預熱室。另外，預熱室係藉由多孔熱氣導流板傳導熱廢氣，使預熱室維持於一定溫度。藉由本發明之失效陶瓷濾油材之熱處理設備及熱處理方法可以使原本孔隙被膠體及固體顆粒阻塞之失效陶瓷濾油材再生使用，以達到環保再利用之優勢。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

100‧‧‧廢氣管

110‧‧‧預熱室

111‧‧‧瀝油盤

120‧‧‧熱氣引導管

130‧‧‧加熱爐

140‧‧‧解離燃燒室

300‧‧‧輸送單元

Claims (9)

1. 一種失效陶瓷濾油材之熱處理設備，包含：一預熱室，包含一濾油盤及一廢氣管，該預熱室以一第一溫度對一失效陶瓷濾油材進行一第一熱處理步驟，於該預熱室中，該失效陶瓷濾油材之膠體及固體顆粒滑移至下方之該濾油盤，以提供一第二熱處理步驟燃燒使用，其中該第一溫度介於100℃~250℃；一加熱爐，以一第二溫度對該失效陶瓷濾油材進行一第二熱處理步驟，其中該第二溫度介於300℃~500℃，且該加熱爐之氣壓大於該預熱室之氣壓，且該加熱爐之熱源為燃燒該失效陶瓷濾油材之膠體或固體顆粒；一熱氣引導管，連通該預熱室及該加熱爐，設於該預熱室之底端，且引導該加熱爐進行該第二熱處理步驟所產生之一熱廢氣至該預熱室，以使該預熱室維持於該第一溫度；以及一解離燃燒室，以一第三溫度對該失效陶瓷濾油材進行一第三熱處理步驟，其中該第三溫度介於500℃~700℃，其中從該解離燃燒室取出之該失效陶瓷濾油材更進行一冷卻處理步驟以降溫至常溫。
2. 如申請專利範圍第1項所述之失效陶瓷濾油材之熱處理設備，其中該熱氣引導管具有防氣體逆流及保溫之設計。
3. 如申請專利範圍第1項所述之失效陶瓷濾油材之熱處理設備，其中該廢氣管設於該預熱室之入口端，用以排出進行該第一熱處理 步驟後之氣體。
4. 如申請專利範圍第1項所述之失效陶瓷濾油材之熱處理設備，其中該預熱室更包含一多孔廢熱導流板，設於該預熱室之底端，該多孔廢熱導流板具有複數個孔洞，使該加熱爐之該熱廢氣經由該熱氣引導管傳導至位於該預熱室之該多孔廢熱導流板。
5. 如申請專利範圍第1項所述之失效陶瓷濾油材之熱處理設備，其中該瀝油盤具有複數個孔洞，且該失效陶瓷濾油材係直立式放置於該瀝油盤上。
6. 如申請專利範圍第1項所述之失效陶瓷濾油材之熱處理設備，更包含一輸送單元，用以分別輸送該瀝油盤上面承載之該失效陶瓷濾油材至該預熱室進行該第一熱處理步驟，於該加熱爐進行該第二熱處理步驟及於解離燃燒室進行該第三熱處理步驟。
7. 一種失效陶瓷濾油材之熱處理方法，包含：於一預熱室以一第一溫度對一失效陶瓷濾油材進行一第一熱處理步驟使該失效陶瓷濾油材之膠體及固體顆粒滑移至下方之一濾油盤，其中該第一溫度介於100℃~250℃，該第一熱處理步驟之熱源係來自一第二熱處理步驟之一熱廢氣；以一廢氣管用以排出進行該第一熱處理步驟後所產收之氣體，其中該廢氣管設於該預熱室之入口端；於一加熱爐以一第二溫度對該失效陶瓷濾油材進行該第二熱處理步驟，其中該第二溫度介於300℃~500℃，該第二熱處理步驟之熱源來自燃燒該預熱室之該失效陶瓷濾油材之該膠體或該固體顆粒；進行一第三熱處理步驟，於一解離燃燒室以第三溫度對該失效陶瓷濾油材進行該第三熱處理步驟，其中該第三溫度介於500° C~700℃；以及進行一冷卻處理步驟以令該失效陶瓷濾油材降溫至常溫。
8. 如申請專利範圍第7項所述之失效陶瓷濾油材之熱處理方法，其中該冷卻處理步驟之冷卻方式為空冷或水淬。
9. 如申請專利範圍第7項所述之失效陶瓷濾油材之熱處理方法，其中該第三熱處理步驟中之熱源為燃燒重油或瓦斯或電熱之一或其組合。