TWI694858B - 廢氣超重力淨化裝置 - Google Patents

Abstract

一種廢氣超重力淨化裝置，包括上蓋頂面設氣體出口、液體入口，液體入口導通液體入口管，外筒內部設有轉子裝置，外筒外部底側設一動力裝置以轉軸連接轉子裝置，轉子裝置設複數由小漸大的圓筒環同心套接，形成數個環凹形隔室區間，所有圓筒環周面佈設複數穿孔，上蓋底面設定子裝置穿插於隔室區間設複數管體及柱體，同徑位置的所有管體或柱體底部以圓環固接，管體頂端導通液體入口，管體周面穿設數通孔通往環凹形隔室區間；據此，氣體沿轉子徑向進入定子，被高速旋轉的轉子切割成微米與水膜強制接觸，使粉塵和異味氣體成分高效率去除。

Description

廢氣超重力淨化裝置

本發明提供一種廢氣淨化設備之技術領域，尤指其技術上提供一種廢氣超重力淨化裝置，其免用填充物也無需更換填充物或塔盤，且淨化效率高者。

按，參閱第一圖所示，習知氣體洗滌吸收塔是在塔盤或填料11之間，氣液兩相依賴物料自身重量逆流接觸進行氣液質傳交換12，液體由液體入口13進入，液體重力14向下，由液體出口15排出，氣體由氣體入口16進入並向上，由氣體出口17排出，從而達到物理潤濕捕集(除塵)、化學吸收(脫硫、去除異味氣體)的目的，由於受到填料阻力和傳質系數的影響，很難進一步達到工業廢氣純淨淨化目的。傳統氣體洗滌吸收塔缺失包括：(A)質傳速率提升有限。(B)表面更新速率慢。(C)滯留時間長。(D)體積相當大。(E)需定期維修更換塔盤或填料。

參閱第二圖所示，習知超重力機或稱旋轉填充床，其係包含有固定的外殼21，外殼21內部設有轉筒22，一轉軸23得以貫穿外殼21而與轉筒22連接傳動，轉筒 22除中間位置的其他空間均為填料填充區域221，外殼21側邊設有氣體入口24，外殼21底部設有液體出口25，轉筒22中間往上貫通外殼21往上設有氣體出口26，一液體入口27貫通外殼21直達轉筒22中間形成液體分布器271，而其超重力28方向是由內朝外。如此的做法雖然有超重力效益，但填料仍會影響滯留的問題，填料也需要更換維修，填料設備的質傳速率較差。

是以，針對上述習知結構所存在之問題點，如何開發一種更具理想實用性之創新結構，實消費者所殷切企盼，亦係相關業者須努力研發突破之目標及方向。

有鑑於此，發明人本於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本發明。

本發明之主要目的在於提供一種廢氣超重力淨化裝置，其利用轉子的多穿孔同心複數圓筒環，配合定子的複數管體與柱體，得免填充物及更換維護填充物的動作，使得質轉速率提升與淨代效率更高。

為達上述目的，本發明提供一種廢氣超重力淨化裝置，係包含有：一外筒及一上蓋，上蓋頂面設有氣體出口導通至外筒內部，上蓋頂面設有環狀的液體入口，液體入口往上設有液體入口管，外筒內部設有轉子裝置，外 筒外部底側設有一動力裝置以轉軸穿貫外筒而連接轉子裝置，上蓋底面設有定子裝置往外筒內部延伸，轉子裝置設複數由小漸大的圓筒環同心套接，形成數個環凹形隔室區間，所有圓筒環周面佈設複數穿孔，定子裝置穿插於隔室區間設複數管體及柱體，同徑位置的所有管體或柱體底部以圓環固接，管體頂端連通至環狀的液體入口，管體周面穿設數通孔通往環凹形隔室區間，據此，動力裝置帶動轉子裝置旋轉，氣體沿轉子裝置徑向進入定子裝置，被高速旋轉的轉子切割成微米，產生較大的有效比表面積在高速旋轉條件下物性放大300~500倍，氣體在如此大的面積上與水膜強制接觸，使粉塵和異味氣體成分高效率去除。

有關本發明所採用之技術、手段及其功效，茲舉一較佳實施例並配合圖式詳細說明於後，相信本發明上述之目的、構造及特徵，當可由之得一深入而具體的瞭解。

〔習知〕

11‧‧‧塔盤或填料

12‧‧‧氣液質傳交換

13‧‧‧液體入口

14‧‧‧重力

15‧‧‧液體出口

16‧‧‧氣體入口

17‧‧‧氣體出口

21‧‧‧外殼

22‧‧‧轉筒

221‧‧‧填料填充區域

23‧‧‧轉軸

24‧‧‧氣體入口

25‧‧‧液體出口

26‧‧‧氣體出口

27‧‧‧液體入口

271‧‧‧液體分布器

28‧‧‧超重力

〔本發明〕

30‧‧‧上蓋

31‧‧‧氣體出口

32‧‧‧液體入口

33‧‧‧液體入口管

34‧‧‧頂部隔環

40‧‧‧外筒

41‧‧‧周邊

42‧‧‧底部

43‧‧‧氣體入口

44‧‧‧液體出口

50‧‧‧轉子裝置

51‧‧‧圓筒環

511‧‧‧穿孔

52‧‧‧隔室區間

53‧‧‧軸桿

54‧‧‧螺旋葉片

60‧‧‧定子裝置

61‧‧‧管體

611‧‧‧通孔

62‧‧‧柱體

63‧‧‧圓環

70‧‧‧動力裝置

71‧‧‧轉軸

81‧‧‧儲液池

82‧‧‧泵浦

83‧‧‧排液

84‧‧‧抽風機

85‧‧‧補液

第一圖係習知氣體洗滌吸收塔示意圖。

第二圖係習知超重力機示意圖。

第三圖係本發明其一實施例之立體示意圖。

第四圖係本發明其一實施例之立體分解示意圖。

第五圖係本發明其一實施例之轉子裝置立體示意圖。

第六圖係本發明其一實施例之定子裝置立體示意圖。

第七圖係本發明其一實施例之平面剖示圖。

第八圖係本發明其一實施狀態流程示意圖。

第九圖係本發明其一實施例之剖示動作示意圖。

本發明係提供一種廢氣超重力淨化裝置之設計者。

為使 貴審查委員對本發明之目的、特徵及功效能夠有更進一步之瞭解與認識，茲配合實施方式及圖式詳述如後：參閱第三至第九圖所示，本發明提供一種廢氣超重力淨化裝置，係包含有：一上蓋30，前述上蓋30頂面設有氣體出口31，前述上蓋30頂面設有環狀的液體入口32，前述液體入口32往上連接導通設有液體入口管33；一外筒40，包含周邊41及底部42，前述氣體出口31導通至前述外筒40內部，前述外筒40周邊41設氣體入口43沿前述外筒40周邊41切線導通至前述外筒40內部，前述外筒40底部42設有液體出口44；一轉子裝置50，前述轉子裝置50設於前述外筒40內部，前述外筒40外部底側設有一動力裝置70以轉軸71貫穿前述外筒40而連接前述轉子裝置50，前述轉子 裝置50包括設複數由小漸大的圓筒環51同心套接，形成數個環凹形的隔室區間52，所有前述圓筒環51周面佈設複數穿孔511；以及一定子裝置60，前述上蓋30底面組設有前述定子裝置60頂端往前述外筒40內部延伸，前述定子裝置60穿插於前述隔室區間52設複數管體61及柱體62，同徑位置的所有前述管體61或柱體62底部以一圓環63固接，前述管體61頂端連通至環狀的前述液體入口32，前述管體61周面穿設數通孔611通往前述隔室區間52；據此，前述動力裝置70帶動前述轉子裝置50旋轉，氣體沿前述轉子裝置50徑向進入前述定子裝置60，被高速旋轉的前述轉子裝置50切割成微米，產生較大的有效比表面積在高速旋轉條件下物性放大300~500倍，氣體在如此大的面積上與水膜強制接觸，使粉塵和異味氣體成分高效率去除。

所述之廢氣超重力淨化裝置，其中前述轉子裝置50中心得固設一軸桿53，前述軸桿53頂端得鎖設一螺旋葉片54。

所述之廢氣超重力淨化裝置，其中同徑位置的所有前述管體61或柱體62底部以前述圓環63固接，其前述固接的方式得為螺絲鎖設固接、焊接或鉚接。

所述之廢氣超重力淨化裝置，其中同徑位置的所有前述管體61或柱體62之數量與同徑位置的圓周長度成 正比。

所述之廢氣超重力淨化裝置，其中前述上蓋30底面固設有複數同心且突出至前述外筒40內部的頂部隔環34。前述頂部隔環34得避免氣體沿外筒40頂部直接通至氣體出口31，得強迫氣體往轉子裝置50處移動。

參閱第八圖所示，本發明廢氣超重力淨化裝置配合儲液池81使用時，其儲液池81旁設補液85設備，提供適時的補液，儲液池81旁並設泵浦82連接排液83或廢氣超重力淨化裝置的液體入口32，而氣體出口31連接抽風機84往大氣排放，液體出口44連接儲液池81。

廢氣超重力淨化裝置敘述：廢氣超重力淨化裝置可替代傳統的工業廢氣洗滌吸收塔，相對於傳統吸收塔或洗滌塔它是技術上的革新，也是原理的技術更新。傳統氣體洗滌吸收塔是在塔盤或填料之間氣液兩相依赖物料自身重量逆流接觸，從而達到物理潤濕捕集(除塵)、化學吸收(脱硫、去除異味氣體)的目的，由於受到填料阻力和傳質系數的影響，很難進一步達到工業廢氣純淨淨化目的。廢氣超重力淨化裝置是利用高速旋轉方法產生離心加速度，大於自然重力加速度(9.81m/s2)100倍以上的質傳。在旋轉超重力力場中可實現細微粉塵快速潤濕凝聚，並高速離心分離；在超重力力場環境中有效提高物質的比表面積質傳速率，達到微粒混合捕捉，提高傳質系數，顯著增 加工業廢氣中的有毒有害氣體成分與噴入吸收液之間的化學反應速率；因此，廢氣超重力淨化裝置是大氣汙染深層處理的新技術。廢氣超重力淨化裝置是通過數十年研發創新，參考國外先進技術經驗，不段摸索試驗，研發出的一種具有新穎性、進步性的實用產品，針對在氣體深層除塵、異味高效率淨化、“煙囪雨”除濕、SO₂脱除、油氣分離等方面有效應用。廢氣超重力淨化裝置淨化原理：廢氣超重力淨化裝置是利用在超重力力場環境下高度強化傳質過程和微粒混合捕捉特性，使氣-液、液-液、液-固兩相間在超重力環境下的多孔介質和孔道中產生流動接觸，從而強化傳遞過程。利用了空氣動力學、流體力學、超重力場、吸收、反應、碰撞、慣性等物理和化學作用原理。含塵、含油(或含異味)氣體沿著轉子徑向進入定子，被高速旋轉的轉子切割成微米。產生較大的有效比表面積在高速旋轉條件下物性放大300-500倍，氣體在如此大的面積上與水膜強制接觸，使粉塵和異味氣體成分高效率去除。廢氣超重力淨化裝置淨化廢氣的特點：1、淨化效率高：依現場實際運行試車，對粉塵的捕集率高達99.9%，對於3μm以上粒子的捕集率高高達100%，對於SO₂、NO₂及高價位的NOx的去除率可達到95%以上。2、切割粒徑小：廢氣超重力淨化裝置的切割粒徑範圍在0.02~0.3μm。3、出口氣體含水量低：廢氣超重力淨化裝置的出口氣體含水量低於含濕 量50%。4、在旋轉超重力力場中，氣-液-固多相間產生巨大且快速變化物性的相表面，微粒混合和傳質過程得到極大強化，分子擴散和相間傳質過程比一般重力力場條件下快數十倍。5、在超重力力場條件下，因傳質效率提高而使化學反應過程得到加速，氣體的線速度也大幅度提高，使設備單位體積處理效率得到1-2個數量級提高，處理能力大幅度增加。6、轉子的通過風的間隙雖然呈分散狀，但在超重力作用下始终不會發生堵塞，故設備的壓降較小且穩定，特别適合易結塊粉塵分離，確保設備長期操作。7、設備適應性好：廢氣超重力淨化裝置對霧氣的物性(如有機、無機、親水、等)、濃度變化、水霧的粒度波動均有良好的適應性。8、轉子高速旋轉產生的強大的離心力可將液體甩向殼體內表面，形成強大沖刷力，因此殼體內部始終無結垢現象，可實現自清理。9、設備操作彈性大：廢氣超重力淨化裝置對處理氣量變化不敏感，無須進行任何預處理，對温度、及含粉塵濃度等均沒有任何限制和要求、對在設計氣量50~120%範圍內的變化均能良好適應，可以保證正常操作。

由其上述可知，本發明之廢氣超重力淨化裝置，確為業界首見而符合發明專利之新穎性要件者，而其全面性之創新設計，符合發明專利之進步性要件，而其利用轉子的多孔同心複數圓筒環，配合定子的複數管體與柱體 ，得免填充物及更換維護填充物的動作，使得質轉速率提升與淨代效率更高，符合較佳之產業利用性者。

前文係針對本發明之較佳實施例為本發明之技術特徵進行具體之說明；惟，熟悉此項技術之人士當可在不脫離本發明之精神與原則下對本發明進行變更與修改，而該等變更與修改，皆應涵蓋於如下申請專利範圍所界定之範疇中。

綜上所述，本發明係提供一種廢氣超重力淨化裝置，其確已達到本發明之所有目的，另其組合結構之空間型態未見於同類產品，亦未曾公開於申請前，已符合專利法之規定，爰依法提出申請。

30‧‧‧上蓋

34‧‧‧頂部隔環

40‧‧‧外筒

41‧‧‧周邊

42‧‧‧底部

43‧‧‧氣體入口

44‧‧‧液體出口

50‧‧‧轉子裝置

51‧‧‧圓筒環

54‧‧‧螺旋葉片

60‧‧‧定子裝置

70‧‧‧動力裝置

71‧‧‧轉軸

Claims (5)

1. 一種廢氣超重力淨化裝置，包括：一上蓋，前述上蓋頂面設有氣體出口，前述上蓋頂面設有環狀的液體入口，前述液體入口往上連接導通設有液體入口管；一外筒，包含周邊及底部，前述氣體出口導通至前述外筒內部，前述外筒周邊設氣體入口沿前述外筒周邊切線導通至前述外筒內部，前述外筒底部設有液體出口；一轉子裝置，前述轉子裝置設於前述外筒內部，前述外筒外部底側設有一動力裝置以轉軸貫穿前述外筒而連接前述轉子裝置，前述轉子裝置包括設複數由小漸大的圓筒環同心套接，形成數個環凹形的隔室區間，所有前述圓筒環周面佈設複數穿孔；以及一定子裝置，前述上蓋底面組設有前述定子裝置頂端往前述外筒內部延伸，前述定子裝置穿插於前述隔室區間設複數管體及柱體，同徑位置的所有前述管體或柱體底部以一圓環固接，前述管體頂端連通至環狀的前述液體入口，前述管體周面穿設數通孔通往前述隔室區間；據此，前述動力裝置帶動前述轉子裝置旋轉，氣體沿前述轉子裝置徑向進入前述定子裝置，被高速旋轉的前述轉子裝置切割成微米，微米氣體與液體強制接觸，得使粉塵和異味氣體成分去除。
2. 如申請專利範圍第1項所述之廢氣超重力淨化裝置，其中前述轉子裝置中心得固設一軸桿，前述軸桿頂端得鎖設一螺旋葉片。
3. 如申請專利範圍第1項所述之廢氣超重力淨化裝置，其中同徑位置的所有前述管體或柱體底部以前述圓環固接，其前述固接的方式得為螺絲鎖設固接、焊接或鉚接。
4. 如申請專利範圍第1項所述之廢氣超重力淨化裝置，其中同徑位置的前述管體或柱體之數量與同徑位置的圓周長度成正比。
5. 如申請專利範圍第1項所述之廢氣超重力淨化裝置，其中前述上蓋底面固設有複數同心且突出至前述外筒內部的頂部隔環。

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