TWI533920B - Volatile Organic Incineration System and Method for Reducing Exhaust Gas Concentration of Regenerative Incinerator - Google Patents

Description

降低蓄熱式焚化爐之尾氣濃度凸波之揮發性有機物焚化系統及方法

本發明係關於一種降低蓄熱式焚化爐之尾氣濃度凸波之揮發性有機物焚化系統及方法。

在半導體及光電產業製程中係會產生含有揮發性有機物(volatile organic compounds,VOCs)的廢氣，大部分之揮發性有機物係對人體產生危害，故製程產生之廢氣係需經淨化處理並滿足廢氣排放標準後，才能排放至外界環境中。

在處理揮發性有機物的淨化設備中，利用蓄熱式焚化爐燃燒處理係為一種有效的處理方式，蓄熱式焚化爐係利用廢熱回收預熱的方式，利用回收的廢熱先將未處理氣體預熱再進行燃燒，可降低系統所需之熱能燃料用量。在適當條件下，廢氣中的揮發性有機物去除率可達90~99%，燃燒後之產物通常為水、二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物…等。

以雙槽式的蓄熱式焚化爐為例，其係具有二蓄熱室及位於該二蓄熱室之間的燃燒室，該蓄熱式焚化爐之焚化處理過程係為二週期階段反覆循環，其係藉由切換閥裝置切換未處理氣體週期交替地進入二蓄熱室，然而，當蓄熱式焚化爐氣體流向切換時，該蓄熱式焚化爐之入口管線內氣體係轉換成反向流動，導致該蓄熱式焚化爐之入口氣體壓力波動；並且，當蓄熱式焚化爐氣體流向切換時，當次週期階段對未處理氣體預熱(即作為氣體入口)之蓄熱室中的未處理氣體亦會因尚未焚化而被排放，故每次切換閥裝置切換氣體流向的短暫 期間內(一般切換週期為60-300秒；閥件切換到達定位時間為0.3-3秒間，較佳為0.5-1.0秒左右)，除了有該蓄熱式焚化爐之入口壓力週期性波動的缺點外，亦會有週期性未處理或於蓄熱室內未完全燃燒之氣體交替污染排放及洩漏、臭味的問題，導致尾氣濃度凸波現象，而需要進一步淨化處理後才能排放。

據此，現有之處理焚化爐尾氣濃度凸波的方法係以攔截焚化爐下游端之出口氣體為主，其係在蓄熱式焚化爐之下游端設置一緩衝槽，以攔截蓄熱式焚化爐氣體流向切換時，當次週期階段對未處理氣體預熱(即作為氣體入口)之蓄熱室中的未處理氣體，然而，該緩衝槽之體積係必須大於蓄熱式焚化爐之蓄熱室容積，且需要至少2.3倍之吹除氣體流量來沖洗該緩衝槽以稀釋其中的揮發性有機物濃度，才能稀釋排出90%內部攔截之未處理氣體中的揮發性有機物。因此，現有之處理焚化爐尾氣濃度凸波的方法係導致設備佔用空間大且需要耗費大量之吹除氣體，更不利於大型蓄熱式焚化爐之應用。

本發明之一目的在於提供一種揮發性有機物焚化系統及方法，其係可降低蓄熱式焚化爐之尾氣濃度凸波，並解決現有技術中以焚化爐下游端之緩衝槽設備佔用空間大且需要耗費大量之吹除氣體的缺點。

本發明之另一目的在於提供一種揮發性有機物焚化系統及方法，其係可減輕蓄熱式焚化爐流向切換時之入口壓力波動的現象。

為達上述目的及其他目的，本發明提供一種降低蓄熱式焚化爐之尾氣濃度凸波之揮發性有機物焚化系統，包含一蓄熱式焚化爐、一切換閥單元、一進氣管線、一攔截吹除裝置、一脫附氣體供應管線及一排氣管線；該蓄熱式焚化爐係具有一第一蓄熱室、一第二蓄熱室及位於該第一蓄熱室與該第二蓄熱室之間的一燃燒室；該切換閥單元係以一第一切換管線連接該第一蓄熱室及以 一第二切換管線連接該第二蓄熱室，並該切換閥單元具有一進氣口及一出氣口，該切換閥單元係控制及切換該第一切換管線與該第二切換管線分別連通該進氣口與該出氣口；該進氣管線係連接該進氣口，用於引入未處理氣體；該攔截吹除裝置係以一第一旁通管與一第二旁通管連通至該進氣管線，且該進氣管線上設有一旁通閥以切換未處理氣體進入該第一旁通管，該攔截吹除裝置係具有一容置空間及位於該容置空間中之一吸附單元，該吸附單元係用於吸附未處理氣體中的揮發性有機物；該脫附氣體供應管線係連接該攔截吹除裝置，以送入脫附氣體至該攔截吹除裝置並通過該吸附單元，以使該吸附單元脫附再生；該排氣管線係連接該出氣口，用於排出已處理氣體。

上述之揮發性有機物焚化系統中，該脫附氣體供應管線上係設置有一熱交換單元，該熱交換單元係旁通引出該燃燒室之高溫氣體以加熱該脫附氣體供應管線之脫附氣體。

上述之揮發性有機物焚化系統中，該燃燒室內係設置有一熱交換單元，該脫附氣體供應管線之脫附氣體係被引入該熱交換單元中，以藉由該燃燒室之高溫加熱該脫附氣體。

上述之揮發性有機物焚化系統中，該脫附氣體供應管線係具有一溫度控制器及一加熱閥，該溫度控制器係依據該脫附氣體供應管線之脫附氣體的溫度切換該加熱閥，以控制該脫附氣體供應管線之脫附氣體是否被引入該熱交換單元中。

上述之揮發性有機物焚化系統進一步包含一冷凝裝置，該冷凝裝置係連接該攔截吹除裝置，用於冷凝通過該吸附單元之脫附氣體。

為達上述目的及其他目的，本發明另提供一種降低蓄熱式焚化爐之尾氣濃度凸波之揮發性有機物焚化方法，應用於一蓄熱式焚化爐，該蓄熱式焚化爐係具有一第一蓄熱室、一第二蓄熱室及位於該第一蓄熱室與該第二蓄熱 室之間的一燃燒室，一進氣管線係引入未處理氣體並連接一切換閥單元，該切換閥單元用於週期性地切換蓄熱式焚化爐中的氣體流向，使未處理氣體交替地由該第一蓄熱室與該第二蓄熱室進入，且該進氣管線係旁通設置有一攔截吹除裝置，該揮發性有機物焚化方法包含下列步驟：焚化處理步驟(S10)一未處理氣體經該切換閥單元以該氣體流向進入該第一蓄熱室及該第二蓄熱室其中一者，通過該燃燒室被燃燒處理後，已處理氣體係通過並加熱該第一蓄熱室及該第二蓄熱室其中另一者；開啟攔截步驟(S20)一阻斷該進氣管線以使未處理氣體旁通至該攔截吹除裝置，未處理氣體經該攔截吹除裝置之吸附單元吸附其中的揮發性有機物而形成吹除氣體，該吹除氣體經該切換閥單元進入該蓄熱式焚化爐，並吹除殘留之未處理氣體至該燃燒室；蓄熱室切換步驟(S30)一該切換閥單元切換氣體流向，使未處理氣體進入該第一蓄熱室及該第二蓄熱室其中另一者；停止攔截步驟(S40)一開通該進氣管線以使未處理氣體停止流至該攔截吹除裝置；反覆進行上述步驟(S10)至步驟(S40)。

上述之揮發性有機物焚化方法中，該停止攔截步驟(S40)與該蓄熱室切換步驟(S30)係同時開始。

上述之揮發性有機物焚化方法中，該蓄熱室切換步驟(S30)與該停止攔截步驟(S40)之開始順序係為相反。

上述之揮發性有機物焚化方法中，該停止攔截步驟(S40)後包含一脫附步驟(S60)，將一脫附氣體送入該攔截吹除裝置並通過該吸附單元，以使該吸附單元脫附再生。

上述之揮發性有機物焚化方法中，該脫附步驟(S60)中，該脫附氣體係被引入一熱交換單元加熱，該熱交換單元係旁通引出該燃燒室之高溫氣體以加熱該脫附氣體。

上述之揮發性有機物焚化方法中，該脫附步驟(S60)中，該脫附氣體係被引入一熱交換單元加熱，該熱交換單元係設置於該燃燒室內，以藉由該燃燒室之高溫加熱該脫附氣體。

上述之揮發性有機物焚化方法中，該脫附步驟(S60)後包含一冷凝步驟(S70)，冷凝通過該吸附單元之脫附氣體。

據此，上述之揮發性有機物焚化系統及方法，藉由在進氣管線上旁通設置攔截吹除裝置，在蓄熱式焚化爐之氣體流向切換之前，將進氣管線之未處理氣體先引入該攔截吹除裝置中，並經過該攔截裝置之吸附單元吸附未處理氣體中的揮發性有機物，以形成乾淨之吹除氣體，乾淨之吹除氣體係將殘留在當次週期階段中做為入口之蓄熱室內殘留之未處理氣體吹除沖洗後，才進行蓄熱式焚化爐氣體流向之切換，因此，由於當次週期階段做為入口之蓄熱室內係未殘留或只殘留少量之未處理氣體，而可避免或減少蓄熱式焚化爐之氣體流向切換時造成的尾氣濃度凸波現象，進而減輕焚化爐下游端或後端處理之負擔。

另外，該攔截吹除裝置還提供了緩衝及限流的功效，因為該切換閥單元切換進入該蓄熱式焚化爐之氣體流向前，進氣管線之未處理氣體先引入該攔截吹除裝置中並通過該吸附單元，而使未處理氣體之流速減緩，故在該切換閥單元切換氣體流向時，蓄熱式焚化爐入口之管線內的氣體流量因切換方向而突增與波動之情形較為緩和，進而減輕了該切換閥單元切換時造成該蓄熱式焚化爐入口壓力波動的現象。

並且，上述之揮發性有機物焚化系統中的攔截吹除裝置係設置於蓄熱式焚化爐上游之進氣管線上，相較於習知設置於蓄熱式焚化爐下游之排氣管線上的緩衝設備，本發明實施例中的攔截吹除裝置所需體積係可大幅減小，進而可減少設備佔用空間，對大型蓄熱式焚化爐而言，其效果更加明顯。

10‧‧‧蓄熱式焚化爐

11‧‧‧燃燒室

12‧‧‧第一蓄熱室

13‧‧‧第二蓄熱室

20‧‧‧切換閥單元

21‧‧‧進氣口

22‧‧‧出氣口

30‧‧‧攔截吹除裝置

31‧‧‧吸附單元

32‧‧‧第一旁通管

33‧‧‧第二旁通管

34‧‧‧吹除閥

35‧‧‧截止閥

40‧‧‧進氣管線

41‧‧‧旁通閥

50‧‧‧排氣管線

61‧‧‧第一切換管線

62‧‧‧第二切換管線

70‧‧‧脫附氣體供應管線

71‧‧‧脫附閥

72‧‧‧溫度控制器

73‧‧‧加熱閥

74‧‧‧溫度感測器

80,80’‧‧‧熱交換單元

90‧‧‧冷凝裝置

91‧‧‧冷凝出口管線

92‧‧‧冷凝閥

100‧‧‧爐頭

120‧‧‧加熱器

第1圖至第5圖係示意為本發明實施例揮發性有機物焚化系統在進行焚化處理過程中氣體流向及相關閥組開關的示意圖。

第6圖係為本發明實施例揮發性有機物焚化系統中脫附氣體供應管線以旁通取熱式加熱的示意圖。

第7圖係為本發明實施例揮發性有機物焚化系統中脫附氣體供應管線以頂接取熱式加熱的示意圖。

第8圖係為本發明實施例揮發性有機物焚化系統中脫附氣體供應管線為頂接取熱式配置下的另一示意圖。

第9圖係示意具有冷凝裝置之揮發性有機物焚化系統於開啟攔截步驟之氣體流向及相關閥組開關的示意圖。

第10圖係示意具有冷凝裝置之揮發性有機物焚化系統於進行冷凝步驟之氣體流向及相關閥組開關的示意圖。

為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：請參考第1圖，本發明實施例之降低蓄熱式焚化爐之尾氣濃度凸波之揮發性有機物焚化系統，包含一蓄熱式焚化爐10、一切換閥單元20、一進氣管線40、一攔截吹除裝置30、一脫附氣體供應管線70、一排氣管線50、相關閥組以及用於加壓氣體之馬達或風機(圖未示)。

該蓄熱式焚化爐10係具有一第一蓄熱室12、一第二蓄熱室13及位於該第一蓄熱室12與該第二蓄熱室13之間的一燃燒室11。其中，該燃燒室11內 設置有提供燃燒熱能之加熱器，例如可產生火焰之爐頭100或電熱式加熱器，該第一蓄熱室12與該第二蓄熱室13中係具有石質或陶瓷之蓄熱材料，其熱回收效率可達85%以上，並可為拉西環、十字環、飽爾環、階梯環、矩鞍環、異鞍環、馬鞍環或球形構造，該等蓄熱材料用於儲存通過之高溫已處理氣體的熱能。

該切換閥單元20係以一第一切換管線61連接該第一蓄熱室12及以一第二切換管線62連接該第二蓄熱室13，並該切換閥單元20具有一進氣口21及一出氣口22，該切換閥單元20係控制及切換該第一切換管線61與該第二切換管線62分別連通該進氣口21與該出氣口22，進而切換該第一切換管線61與該第二切換管線62之氣體流向。

該進氣管線40係連接該切換閥單元20之進氣口21，用於引入未處理氣體。

該排氣管線50係連接該切換閥單元20之出氣口22，用於排出已處理氣體，該排氣管50之末端係可連接一煙囪(圖未示)或再處理之淨化設備(例如沸石吸附轉輪濃縮器、活性碳吸附床、濕式洗滌塔或冷凝器等)。

作為一示例，該切換閥單元20係為一提升閥(poppet valve)，其係連接該進氣管線40、該第一切換管線61、該第二切換管線62及該排氣管線50，該提升閥係利用二控制閥碟片與氣室結構的配置，使該進氣管線40選擇性地連通該第一切換管線61及該第二切換管線62其中一者，並使該排氣管線50對應地連通該第一切換管線61及該第二切換管線62其中另一者。在該蓄熱式焚化爐之焚化處理過程中，該切換閥單元20係週期性地切換，而使未處理氣體週期性地改變氣體流向，以交替地由該第一蓄熱室12與該第二蓄熱室13進入。然本發明之切換閥單元並不限於此，其亦可為其他種類之控制閥，只要可達成切換焚化爐管線中之氣體流向、進氣與排氣之控制閥，皆可應用於本發明當中。

該攔截吹除裝置30係以一第一旁通管32與一第二旁通管33連通至該進氣管線40，且該進氣管線40上設有一旁通閥41以切換未處理氣體進人該第一旁通管32，並該第二旁通管33上可設有一吹除閥34，如圖所示，該旁通閥32係設置於該進氣管40上位於該第一旁通管32與第二旁通管33之間，該攔截吹除裝置30係具有一容置空間及位於該容置空間中之一吸附單元31，該吸附單元31係用於吸附未處理氣體中的揮發性有機物。

本實施例之攔截吹除裝置30中，該吸附單元31係可具有親水性低矽鋁比沸石(A型、X型、低矽鋁比Y型)、疏水性高矽鋁比沸石(ZSM-5型、高矽鋁比Y型)、活性碳、活性氧化鋁等多孔性吸附劑或其任一組合。

上述吸附劑中，A型沸石矽鋁比係接近1.0，因為A型沸石的自由直徑較小，故可應用於小分子的大小選擇性分離吸附用途。X型沸石矽鋁比則約1.0~1.5。Y型沸石矽鋁比約1.5~3.0，使得Y型沸石之穩定性及活性皆高於同結構之X型沸石。沸石中之陽離子會改變自由直徑大小，如13X(Na型)為10.0Å，經離子交換反應成CaX後變成8.0Å。並且，沸石中可互換單價陽離子之數目也不同，X型沸石中每個籠狀分子有10~12個陽離子，Y型沸石中只有6個陽離子。由於X型沸石的矽鋁比值小，其靜電場效應可強烈的吸引極性分子物質，例如水分子或氨，故X型沸石可用來作為對極性分子物質極佳的選擇吸附用途，常作為除濕用途之吸附劑。ZSM-5沸石不僅擁有一般高矽鋁比沸石所擁有之特質，還具有親脂而疏水的特性，此特性使得ZSM-5沸石偏好吸附非極性的分子物質。

在氣相應用中，活性碳吸脫附處理係適合中等分子量中低沸點且疏水性(低極性)化合物，例如：碳氫化合物、醇類(甲醇例外)、有機氯化物、脂肪酸類、酚類、酮類、脂類等活性碳均有很強的吸附能力；但活性碳對於硫化氫、二氧化硫、氯、甲醛、氨基酸類等化合物活性碳之吸附能力較差。該吸附劑之型式可為顆粒狀、球狀、蜂巢狀、纖維狀或其任一組合。

參照第1圖至第5圖，該揮發性有機物焚化系統執行之焚化處理過程係為二週期階段(第一週期階段與第二週期階段)反覆循環，該等週期階段所應用之揮發性有機物焚化方法係包含一焚化處理步驟(S10)、一開啟攔截步驟(S20)、一停止攔截步驟(S40)及一蓄熱室切換步驟(S30)等步驟。

第一週期階段中，未處理氣體之氣體流向係由第一蓄熱室12進入，經由燃燒室11燃燒楚理，由第二蓄熱室13流出。該第一週期階段係依序進行焚化處理步驟(S10)、開啟攔截步驟(S20)、停止攔截步驟(S40)及蓄熱室切換步驟(S30)。

首先，如第1圖所示，該焚化處理步驟(S10)中，由該進氣管線40引入之未處理氣體經該切換閥單元20以該氣體流向進入該第一蓄熱室12，通過該燃燒室11被燃燒處理後，已處理氣體係通過並加熱該第二蓄熱室，高溫之已處理氣體的熱能係蓄積於第二蓄熱室的蓄熱材料中。

在該焚化處理步驟(S10)進行一設定時間(依蓄熱室容積而定)後，進行該開啟攔截步驟(S20)。

如第2圖所示，該開啟攔截步驟(S20)中係阻斷該進氣管線40以使未處理氣體旁通至該攔截吹除裝置30，具體而言，該旁通閥41關閉而阻斷該進氣管線40，該吹除閥34係打開而使該第二旁通管33開通，未處理氣體係流至該第一旁通管32並進入該攔截吹除裝置30，該攔截吹除裝置30中之吸附單元31吸附未處理氣體中的揮發性有機物，以形成乾淨之吹除氣體，該吹除氣體係由該第二旁通管33流出，並經該切換閥單元20進入該蓄熱式焚化爐10之第一蓄熱室12，如第3圖所示，吹除氣體係將該第一蓄熱室12中殘留之未處理氣體沖洗至該燃燒室11，使該第一蓄熱室12中清除或大幅減少未處理氣體。

接著，如第4圖所示，進行蓄熱室切換步驟(S30)，該切換閥單元20切換氣體流向，使未處理氣體進入該第一蓄熱室12，具體而言，該切換閥單元 20係切換為使該進氣管線40連通該第二切換管線62，並使該排氣管線50對應地連通該第一切換管線61，未處理氣體係經該切換閥單元20進入已預熱之第二蓄熱室13當中。由於第一蓄熱室12係未殘留或只殘留少量之未處理氣體，因此，係可避免或減少蓄熱室切換時之焚化爐尾氣濃度之凸波現象，而可減輕使焚化爐下游端或後端處理之負擔。

並且，在該蓄熱室切換步驟(S30)之前的開啟攔截步驟(S20)中，該進氣管線40之未處理氣體先引入該攔截吹除裝置30中，氣體由進氣管線40進入體積較大的攔截吹除裝置30中而流速下降，再加上，未處理氣體通過該吸附單元31時，由於該吸附單元31係為多孔性結構，亦會使未處理氣體流速減緩，而可提供緩衝及限流的功效。因此，在進行該蓄熱室切換步驟(S30)而以該切換閥單元20切換氣體流向時，蓄熱式焚化爐10入口之管線(第一切換管線61或第二切換管線62)內的氣體流量不會因切換方向而突增與波動，而減輕了該切換閥單元20切換時造成該蓄熱式焚化爐10入口壓力波動的現象。

之後，進行該停止攔截步驟(S40)，打開該旁通閥41以開通該進氣管線40以使未處理氣體停止流至該攔截吹除裝置30，由未處理氣體係沿該進氣管線40流至該切換閥單元20，蓄熱式焚化爐10之氣體流向係被切換為反向。接下來，進行焚化處理循環之第二週期階段。

第一週期階段中，未處理氣體之氣體流向係由第二蓄熱室13進入，經由燃燒室11燃燒楚理，由第一蓄熱室12流出。類似於第一週期階段地，第二週期階段依序進行焚化處理步驟(S10)、開啟攔截步驟(S20)、停止攔截步驟(S40)及蓄熱室切換步驟(S30)。

該第二週期階段與該第一週期階段之差異僅為該蓄熱式焚化爐之氣體流向不同，具體而言，如第5圖所示，於該焚化處理步驟(S10)中，由該進氣管線40引入之未處理氣體經該切換閥單元20以該氣體流向進入該第二蓄熱室 13，通過該燃燒室11被燃燒處理後，已處理氣體係通過並加熱該第一蓄熱室12，高溫之已處理氣體的熱能係蓄積於第一蓄熱室12的蓄熱材料中。接續於該焚化處理步驟(S10)之後的開啟攔截步驟(S20)、停止攔截步驟(S40)及蓄熱室切換步驟(S30)係與第一週期階段相似，故在此不再贅述。

在上述之揮發性有機物焚化方法中，該蓄熱室切換步驟(S30)與該停止攔截步驟(S40)係可同時開始，即同時打開該旁通閥41且切換該切換閥單元20；或者，該蓄熱室切換步驟(S30)與該停止攔截步驟(S40)之開始順序係為相反，即先切換該切換閥單元20再打開該旁通閥41，其時間差係依據該攔截吹除裝置30之容置空間與管線容積而定，具體而言，在停止攔截步驟(S40)之後，由於該旁通閥41打開而使該進氣管線40開通，未處理氣體就不會經過該攔截吹除裝置30吸附處理，若蓄熱室切換步驟(S30)未及時進行，未處理氣體又將流入該第一蓄熱室12而污染殘留，故當採用該停止攔截步驟(S40)先於該蓄熱室切換步驟(S30)時，需準確控制旁通閥41與該切換閥單元20作動的時間差。

本實施例之揮發性有機物焚化方法中，該停止攔截步驟(S40)後包含一脫附步驟(S60)，將一脫附氣體送入該攔截吹除裝置30並通過該吸附單元31，以使該吸附單元31脫附再生。其中，該吸附單元31之脫附再生方式係可採用濃度變更式(purge/concentration swing)，其中又分為沖提式(inert purge)及取代式(displacement purge)，或者，該吸附單元31之脫附再生方式係可採用溫度變化式(thermal swing；temperature swing)。

本實施例中，如第4圖所示，該脫附氣體供應管線70係連接該攔截吹除裝置30，以送入脫附氣體至該攔截吹除裝置30並通過該吸附單元31，以使該吸附單元31脫附再生，其中，該脫附氣體係可為外氣、氮氣或蒸汽等。通過該吸附單元31而含有揮發性有機物之脫附氣體係經由該第一旁通管32流至該進氣管線40，並連同未處理氣體被引入至該蓄熱式焚化爐10進行焚化處理。作為 管線配置的示例，該脫附氣體供應管線70係連接於該第二旁通管33上該攔截吹除裝置30與該吹除閥34之間，且該脫附氣體供應管線70上設有一脫附閥71，用於開啟或停止脫附氣體之供應。當進行脫附步驟(S60)時，該吹除閥34係關閉且該脫附閥71係打開。

較佳的是，該脫附氣體係先被加熱再送入該攔截吹除裝置30，以增進該吸附單元31的脫附效率。該脫附氣體之加熱方式可外接加熱器加熱、或可例如為由該燃燒室11取熱之旁通取熱式或頂接取熱式。

如第6圖所示為旁通取熱式，其中，該脫附氣體供應管線70上係設置有一熱交換單元80，該熱交換單元80係旁通引出該燃燒室11之高溫氣體以加熱該脫附氣體供應管線70之脫附氣體。

如第7圖所示係為頂接取熱式，在該燃燒室11內係設置有一熱交換單元80’，且該熱交換單元80’係設置在鄰近加熱器120的位置，該脫附氣體供應管線70之脫附氣體係被引入該熱交換單元80’中，以藉由該燃燒室11內的高溫加熱該脫附氣體。此外，該脫附氣體供應管線70可具有一溫度控制器72及一加熱閥73，該溫度控制器72係連接用於感測該脫附氣體供應管線70內溫度之一溫度感測器74，並依據該脫附氣體的溫度切換該加熱閥73，以控制該脫附氣體是否被引入該熱交換單元80’中。如第7圖所示，該加熱閥73關閉時，該脫附氣體供應管線70之脫附氣體係被引入該熱交換單元80’而加熱，如第8圖所示，該溫度控制器72係可依據該脫附氣體供應管線70之脫附氣體的溫度或其他因素而切換該加熱閥73為開啟，使該脫附氣體供應管線70之脫附氣體係不進入該熱交換單元80’，而直接送入該攔截吹除裝置30中。其中，該加熱閥73係可為其他種類的閥結構，且該脫附氣體供應管線係可為其他適當的配置或可連接其他管線來配送氣體，而不限於本實施例與圖式。

本實施例之揮發性有機物焚化方法中，該脫附步驟(S60)後可更包含一冷凝步驟(S70)，冷凝通過該吸附單元31之脫附氣體，藉此，可將通過該吸附單元31之脫附氣體中所含之水溶性揮發性有機物冷凝。

如第9圖及第10圖所示，該揮發性有機物焚化系統可包含一冷凝裝置90，該冷凝裝置90係連接該攔截吹除裝置30，用於冷凝通過該吸附單元31之脫附氣體。具體而言，該冷凝裝置90之入口可連接於該第一旁通管32(然其係不限於此，該冷凝裝置90之入口以另一管線連接該攔截吹除裝置30)，該第一旁通管32上設有一截止閥35，並該冷凝裝置90之出口係以一冷凝出口管線91連接至該進口管線，該冷凝出口管線91上設有一冷凝閥92。

第9圖係示意具有冷凝裝置90之揮發性有機物焚化系統於開啟攔截步驟(S20)之氣體流向及相關閥組開關的示意圖。在開啟攔截步驟(S20)時，該冷凝裝置90係不運作，該冷凝閥92係為關閉，未處理氣體係通過該地一旁通管32進入該攔截吹除裝置30。

第10圖係示意具有冷凝裝置90之揮發性有機物焚化系統於進行冷凝步驟(S70)之氣體流向及相關閥組開關的示意圖。在冷凝步驟(S70)時，該第一旁通閥32之截止閥35係關閉且該冷凝出口管線91之冷凝閥92係打開，通過該吸附單元31之脫附氣體係進入冷凝裝置90，脫附氣體中所含之水溶性揮發性有機物被冷凝析出，冷凝後之脫附氣體係經由該冷凝出口管線91進入該進氣管線40，並連同未處理氣體被送入至該蓄熱式焚化爐10。

據此，上述本發明實施例之揮發性有機物焚化系統及方法，藉由在進氣管線上旁通設置該攔截吹除裝置，在蓄熱式焚化爐之氣體流向切換之前，將進氣管線之未處理氣體先引入該攔截吹除裝置中，並經過該攔截裝置之吸附單元吸附未處理氣體中的揮發性有機物，以形成乾淨之吹除氣體，乾淨之吹除氣體係將殘留在當次週期階段中對未處理氣體預熱(即作為氣體入口)之蓄 熱室內殘留之未處理氣體沖洗至該燃燒室後，才進行蓄熱式焚化爐氣體流向之切換，因此，由於當次週期階段對未處理氣體預熱(即作為氣體入口)之蓄熱室內係未殘留或只殘留少量之未處理氣體，而可避免或減少蓄熱式焚化爐之氣體流向切換時造成的之尾氣濃度凸波現象，進而可減輕焚化爐下游端或後端處理之負擔。

另外，該攔截吹除裝置還提供了緩衝及限流的功效，因為該切換閥單元切換進入該蓄熱式焚化爐之氣體流向前，進氣管線之未處理氣體先引入該攔截吹除裝置中並通過該吸附單元，而使未處理氣體之流速減緩，故在該切換閥單元切換氣體流向時，蓄熱式焚化爐入口之管線內的氣體流量因切換方向而突增與波動之情形較為緩和，進而減輕了該切換閥單元切換時造成該蓄熱式焚化爐入口壓力波動的現象。

並且，本發明實施例中的攔截吹除裝置係設置於蓄熱式焚化爐上游之進氣管線上，相較於習知設置於蓄熱式焚化爐下游之排氣管線上的緩衝設備，本發明實施例中的攔截吹除裝置所需體積係可大幅減小，進而可減少設備佔用空間，對大型蓄熱式焚化爐而言，其效果更加明顯。

本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧蓄熱式焚化爐

11‧‧‧燃燒室

12‧‧‧第一蓄熱室

13‧‧‧第二蓄熱室

20‧‧‧切換閥單元

21‧‧‧進氣口

22‧‧‧出氣口

30‧‧‧攔截吹除裝置

31‧‧‧吸附單元

32‧‧‧第一旁通管

33‧‧‧第二旁通管

34‧‧‧吹除閥

40‧‧‧進氣管線

41‧‧‧旁通閥

50‧‧‧排氣管線

61‧‧‧第一切換管線

62‧‧‧第二切換管線

70‧‧‧脫附氣體供應管線

71‧‧‧脫附閥

100‧‧‧爐頭

Claims (14)

1. 一種降低蓄熱式焚化爐之尾氣濃度凸波之揮發性有機物焚化系統，包含：一蓄熱式焚化爐，係具有一第一蓄熱室、一第二蓄熱室及位於該第一蓄熱室與該第二蓄熱室之間的一燃燒室；一切換閥單元，係以一第一切換管線連接該第一蓄熱室及以一第二切換管線連接該第二蓄熱室，並該切換閥單元具有一進氣口及一出氣口，該切換閥單元係控制及切換該第一切換管線與該第二切換管線週期性地交替連通該進氣口與該出氣口；一進氣管線，係連接該進氣口，用於引入未處理氣體；一攔截吹除裝置，係以一第一旁通管與一第二旁通管連通至該進氣管線，且該進氣管線上設有一旁通閥，以當該切換閥單元進行切換之前藉由該旁通閥切換未處理氣體進入該第一旁通管，該攔截吹除裝置係具有一容置空間及位於該容置空間中之一吸附單元，該吸附單元係用於吸附未處理氣體中的揮發性有機物而形成吹除氣體，該吹除氣體經該第二旁通管進入該進氣管線，並經由該切換閥單元進入該蓄熱式焚化爐，以吹除該第一蓄熱室或該第二蓄熱室中殘留之未處理氣體至該燃燒室；一脫附氣體供應管線，係連接該攔截吹除裝置，以送入脫附氣體至該攔截吹除裝置並通過該吸附單元，以使該吸附單元脫附再生；及一排氣管線，係連接該出氣口，用於排出已處理氣體。
2. 如請求項第1項所述之揮發性有機物焚化系統，其中該脫附氣體供應管線上係設置有一熱交換單元，該熱交換單元係旁通引出該燃燒室之高溫氣體以加熱該脫附氣體供應管線之脫附氣體。
3. 如請求項第1項所述之揮發性有機物焚化系統，其中該燃燒室內係設置有一熱交換單元，該脫附氣體供應管線之脫附氣體係被引入該熱交換單元中，以藉由該燃燒室之高溫加熱該脫附氣體。
4. 如請求項第3項所述之揮發性有機物焚化系統，其中該脫附氣體供應管線係具有一溫度控制器及一加熱閥，該溫度控制器係依據該脫附氣體供應管線之脫附氣體的溫度切換該加熱閥，以控制該脫附氣體供應管線之脫附氣體是否被引入該熱交換單元中。
5. 如請求項第1至4項中任一項所述之揮發性有機物焚化系統，其中更進一步包含一冷凝裝置，該冷凝裝置係連接該攔截吹除裝置，用於冷凝通過該吸附單元之脫附氣體。
6. 一種降低蓄熱式焚化爐之尾氣濃度凸波之揮發性有機物焚化方法，應用於一蓄熱式焚化爐，該蓄熱式焚化爐係具有一第一蓄熱室、一第二蓄熱室及位於該第一蓄熱室與該第二蓄熱室之間的一燃燒室，一進氣管線係引入未處理氣體並連接一切換閥單元，該切換閥單元用於週期性地切換蓄熱式焚化爐中的氣體流向，使未處理氣體交替地由該第一蓄熱室與該第二蓄熱室進入，且該進氣管線係旁通設置有一攔截吹除裝置，該揮發性有機物焚化方法包含下列步驟：焚化處理步驟(S10)：未處理氣體經該切換閥單元以該氣體流向進入該第一蓄熱室及該第二蓄熱室其中一者，通過該燃燒室被 燃燒處理後，已處理氣體係通過並加熱該第一蓄熱室及該第二蓄熱室其中另一者；開啟攔截步驟(S20)：阻斷該進氣管線以使未處理氣體旁通至該攔截吹除裝置，未處理氣體經該攔截吹除裝置之吸附單元吸附其中的揮發性有機物而形成吹除氣體，該吹除氣體經該切換閥單元進入該蓄熱式焚化爐，並吹除殘留之未處理氣體至該燃燒室；蓄熱室切換步驟(S30)：該切換閥單元切換氣體流向，使未處理氣體進入該第一蓄熱室及該第二蓄熱室其中另一者；停止攔截步驟(S40)：開通該進氣管線以使未處理氣體停止流至該攔截吹除裝置；以及反覆進行上述步驟(S10)至步驟(S40)。
7. 如請求項第6項所述之揮發性有機物焚化方法，其中該停止攔截步驟(S40)與該蓄熱室切換步驟(S30)係同時開始。
8. 如請求項第6項所述之揮發性有機物焚化方法，其中該蓄熱室切換步驟(S30)與該停止攔截步驟(S40)之開始順序係為相反。
9. 如請求項第6至8項中任一項所述之揮發性有機物焚化方法，其中該停止攔截步驟(S40)後包含一脫附步驟(S60)，將一脫附氣體送入該攔截吹除裝置並通過該吸附單元，以使該吸附單元脫附再生。
10. 如請求項第9項所述之揮發性有機物焚化方法，其中該脫附步驟(S60)後包含一冷凝步驟(S70)，冷凝通過該吸附單元之脫附氣體。
11. 如請求項第9項所述之揮發性有機物焚化方法，其中該脫附步驟(S60)中，該脫附氣體係被引入一熱交換單元加熱，該熱交換單元係旁通引出該燃燒室之高溫氣體以加熱該脫附氣體。
12. 如請求項第11項所述之揮發性有機物焚化方法，其中該脫附步驟(S60)後包含一冷凝步驟(S70)，冷凝通過該吸附單元之脫附氣體。
13. 如請求項第9項所述之揮發性有機物焚化方法，其中該脫附步驟(S60)中，該脫附氣體係被引入一熱交換單元加熱，該熱交換單元係設置於該燃燒室內，以藉由該燃燒室之高溫加熱該脫附氣體。
14. 如請求項第13項所述之揮發性有機物焚化方法，其中該脫附步驟(S60)後包含一冷凝步驟(S70)，冷凝通過該吸附單元之脫附氣體。