TWI748987B - 帶有污染物之氣體的處理裝置及方法 - Google Patents

帶有污染物之氣體的處理裝置及方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI748987B
TWI748987B TW106104259A TW106104259A TWI748987B TW I748987 B TWI748987 B TW I748987B TW 106104259 A TW106104259 A TW 106104259A TW 106104259 A TW106104259 A TW 106104259A TW I748987 B TWI748987 B TW I748987B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
activated carbon
carbon fiber
hollow body
gas
adsorption
Prior art date
Application number
TW106104259A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201731579A (zh
Inventor
安德里斯 哈特布里奇
杰德 侯恩
伯爾克哈德 舒利奇特
詹思 莫勒莫爾
麥克 魏克斯
約格 霍夫曼
Original Assignee
德商希利卡加工工程有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 德商希利卡加工工程有限公司 filed Critical 德商希利卡加工工程有限公司
Publication of TW201731579A publication Critical patent/TW201731579A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI748987B publication Critical patent/TWI748987B/zh

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/81—Solid phase processes
    • B01D53/82—Solid phase processes with stationary reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
    • B01D53/0431—Beds with radial gas flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
    • B01D53/0438—Cooling or heating systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0454—Controlling adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0462—Temperature swing adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/68—Halogens or halogen compounds
    • B01D53/685—Halogens or halogen compounds by treating the gases with solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/68—Halogens or halogen compounds
    • B01D53/70—Organic halogen compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/72—Organic compounds not provided for in groups B01D53/48 - B01D53/70, e.g. hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28023—Fibres or filaments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28028—Particles immobilised within fibres or filaments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28033—Membrane, sheet, cloth, pad, lamellar or mat
    • B01J20/28038—Membranes or mats made from fibers or filaments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/3416—Regenerating or reactivating of sorbents or filter aids comprising free carbon, e.g. activated carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/3441—Regeneration or reactivation by electric current, ultrasound or irradiation, e.g. electromagnetic radiation such as X-rays, UV, light, microwaves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/102—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/30—Physical properties of adsorbents
    • B01D2253/302—Dimensions
    • B01D2253/306—Surface area, e.g. BET-specific surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/30—Physical properties of adsorbents
    • B01D2253/34—Specific shapes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/20—Halogens or halogen compounds
    • B01D2257/206—Organic halogen compounds
    • B01D2257/2064—Chlorine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/702—Hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/702—Hydrocarbons
    • B01D2257/7022—Aliphatic hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/702—Hydrocarbons
    • B01D2257/7027—Aromatic hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40083—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40086—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by using a purge gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40083—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40088—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating
    • B01D2259/40096—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating by using electrical resistance heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/30—Active carbon
    • C01B32/354—After-treatment
    • C01B32/36—Reactivation or regeneration
    • C01B32/366—Reactivation or regeneration by physical processes, e.g. by irradiation, by using electric current passing through carbonaceous feedstock or by using recyclable inert heating bodies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

本發明係關於一種用於處理帶有污染物之氣體的裝置，該裝置包含用於吸附該等污染物之至少一個吸附模組(1、1(a...n)、45)(其利用於吸附設備(19、70)中且包括活性碳纖維墊(7)之至少一個導電層)，包含用於加熱該活性碳纖維墊(7)用於脫附該等所吸附污染物之電流電路(17)，且包含分佈管道(34、57)，該分佈管道(34、57)經佈線至該吸附模組(1、1(a...n)、45)之中心中且具有出口開口(35、58)，以供用於惰性化且清洗該活性碳纖維墊(7)之沖洗氣體。
本發明之目標為提供一種用於處理帶有污染物之氣體的裝置及方法，其中該等活性碳纖維或活性碳纖維墊可在該模組中均勻地沿著其軸向長度經加熱至脫附溫度，在該氣體徑向地流動經過其期間達成均勻壓力分佈，且增大該等活性碳纖維墊之機械穩定性，同時改良效率、安全性及成本效益。
此目標之達成係因為該吸附模組(1、1(a...n)、45)包含活性碳纖維模組 (45(a...n))，該活性碳纖維模組(45(a...n))在氣體流入側上由內部層(3)形成(該內部層(3)配備有氣體入口開口(4))，且在該氣體流出側上由外部層(5)形成(該外部層(5)配備有氣體出口開口(6))，且由活性碳纖維墊(7)形成，該活性碳纖維墊(7)由該內部層(3)及該外部層(5)保持於經壓縮狀態中，其中該外部層(5)相比於該內部層(3)具有較大的用於該氣體的自由流動橫截面(Q2)，且該內部層(3)與該外部層(5)相對於彼此電絕緣且連接至一電壓源(16)，其中該內部層(3)及該外部層(5)連同該活性碳纖維墊(7)或該活性碳纖維環繞物(48)形成該電流電路(17)，其中電流橫向於該等活性碳纖維(AR)之方向而流動經過該等活性碳纖維，且該等活性碳纖維作為電阻連接。

Description

帶有污染物之氣體的處理裝置及方法
本發明係關於一種用於處理帶有污染物之氣體的裝置，該裝置包含用於吸附污染物之至少一個吸附模組(其利用於吸附設備中且含有活性碳纖維墊的至少一個導電層)，包含用於加熱活性碳纖維墊用於脫附所吸附污染物之電流電路，且包含分佈管道，其經佈線至吸附模組之中心中且具有出口開口，以供用於惰性化且清洗活性碳纖維墊之沖洗氣體。
本發明亦係關於一種用於處理帶有污染物之氣體的方法，其中氣體應用於至少一個吸附模組，該吸附模組包含活性碳纖維墊或活性碳纖維環繞物，在吸附設備內，氣體沿著模組之軸向長度均勻地分佈，藉此污染物吸附於活性碳纖維上且在已充有污染物之後，藉由經過活性碳纖維傳導電流以加熱活性碳纖維來再生活性碳纖維，且隨後使用惰性沖洗氣體將污染物沖洗至活性碳纖維之外。
先前技術已長期包括將氣體中之污染物吸附於活性碳上及再生此活性碳用於新吸附製程。出於此目的所利用之活性碳主要為由固定床中之顆粒製成的填充物形式，或呈非編織織物、編織物或針織物形式的活性碳纖維。
DE 100 32 385 A1描述一種用於再生帶有有機物質之導電吸附劑的方法，藉由經過所述吸附劑傳導電流來對其進行加熱。藉由經過所述吸附劑傳導電流來交替地且在時間上連續對其進行加熱，其中無沖洗氣體傳導經過吸附劑，且隨後在切斷電流之情況下，傳導沖洗氣體經過吸附劑，藉助於此，排出所吸附有機物質且同時冷卻吸附劑。
先前技術亦包括一種用於使用吸附單元進行吸附及再生之方法，吸附單元包括至少一個活性碳纖維元件，其中活性碳纖維元件由電流流動加熱(EP 1 284 805 B1)。活性碳纖維元件經設計使得活性碳纖維元件形成足夠之電阻用於加熱。氣流傳導至經加熱活性碳纖維元件中以便選擇性地吸附氣流之至少一個組份。在惰性氣體流動存在之情況下，藉助於將活性碳纖維元件之溫度控制或調節至使用電流流動進行脫附之溫度來脫附所吸附組份。用於該方法之吸附系統包含中空外殼，在中空外殼中安置有具有足夠用於達成用於加熱的電阻之長度與橫截面比的至少一個細長環形活性碳纖維元件，且吸附系統包括至活性碳纖維元件之電連接及供氣體流入至中空外殼中及流出至中空外殼之外的氣體連接器，其中氣體連接器經安置使得氣體導引至中空活性碳纖維元件中，穿透至其中且流動經過容積。
另外，EP 0 532 814 B1描述一種用於處理其中含有至少一個成分之流體的裝置。此已知裝置具有由待由流體之流動經過之吸附性材料製成的結構，以便由吸附劑吸附可吸附成分，其中該結構安置於處理容器中。裝置包含用於定期藉由焦耳湯姆森(Joule-Thomson)效應再生吸附劑材料之構件，其中在由傳遞電流經過結構之層中的至少一者構成之脫附階段 期間將構件用於與結構協作。結構包含連接式導電活性碳之層，該等層以Z形形狀疊加，藉由編織導電纖維來獲得連接式導電活性碳。該等層自彼此間隔開，以使得在待處理之流體流動經過其時產生擾動。電流藉助於在由活性碳製成之層的末端處或在每一層之末端處施加之電位差來在纖維方向上(縱向地)流動經過纖維。待處理之氣體經饋入經過穿孔管道且饋入至捲繞於管道周圍之層中。
另外，DE 41 04 513 C2描述一種由吸附性材料製成之吸附劑，其為導電的且可藉助於電流經加熱至使得吸附劑材料脫附之溫度。經按壓或纖維性活性碳，其以帶有污染物之流體可流動經過的管、中空纖維或墊之形式存在，用作吸附性導電材料。管、中空纖維或墊在其端面處夾緊在兩個電極之間，且電流在其縱向方向上流動經過其。
US 4 737 164 A描述一種用於自氣體復原揮發性雜質之方法，其中氣體流動經過活性碳纖維織物，活性碳纖維織物被捲攏且藉助於DC電流加熱以便增大其吸附容量及用於脫附。被捲攏之活性碳纖維織物在其端面上連接至電極，電極連接至DC電壓源。
另外，DE 698 27 676 T2描述一種以電氣方式可再生空氣過濾介質，其含有：(A)導電過濾介質，其包含用於自非可接受流入氣流吸附雜質之碳纖維複合物分子篩，且允許可接受氣流之流出，其中由碳纖維複合物分子篩製成之過濾介質為活性碳纖維複合材料，其進一步含有多個多孔碳纖維，該等纖維藉助於可碳化有機接合劑結合於敞開可穿透結構中，且其中複合材料在活化之前具有介於約82%至86%之範圍內的孔隙率及大於1000m2/g 之表面面積；(B)包含電流產生器之再生構件，其使得電流流動經過過濾介質以便自過濾介質脫附所吸附雜質；及(C)用於傳導所脫附雜質遠離可接受空氣之囊封構件。
所有此等已知解決方案具有電流沿著活性碳纖維之縱向延伸部(纖維軸)施加至活性碳纖維之缺點，藉助於此在吸附劑模組中沿著活性碳纖維之軸向長度誘發對活性碳纖維之非均勻加熱，且因此污染物自活性碳纖維之脫附不利地受影響且可甚至保持不完全。利用電再生之具有活性碳纖維的墊、中空纖維或管的吸附劑模組因此迄今為止尚未經證實為成功的。
另外，具有由活性碳纖維製成之中空纖維、管或經環繞墊的此等吸附劑模組沿著其軸向長度誘發氣體之不同壓力分佈，此引起非均勻流動剖面及非均勻填充，具有局部飽和區域，藉此引起可用以由流動經過之吸附劑表面與實際上由流動經過之吸附劑表面面積的不佳比。
另外，靜電放電在帶有污染物之氣體流動經過由活性碳纖維製成之墊、中空纖維及管時發生，此引起以下危險：不受控電衝擊及放電可能引起火災且危及吸附系統之安全。
此外，由活性碳纖維製成之中空纖維、管及經環繞墊並不具有足夠的機械穩定性且不易於出於維護及替換之目的而進行處置。已知吸附劑模組因此傾向於易受干擾影響，且具有不令人滿意之效率，且因此，最終為不具成本效益的。
藉由此先前技術，本發明之目標為提供一種用於處理帶有污 染物之一氣體的裝置及方法，其中該等活性碳纖維或活性碳纖維墊在該模組中均勻地沿著其軸向長度經加熱至脫附溫度，在該氣體徑向地流動經過其期間達成一均勻壓力分佈，且增大該等活性碳纖維墊之機械穩定性，同時改良效率、安全性及成本效益。
此目標藉由一種具有如申請專利範圍第1項之特徵的最初所陳述類型之裝置及藉由一種具有如申請專利範圍第20項之特徵的方法予以達成。
在申請專利範圍附屬項中闡述根據本發明之該裝置及該方法之有利具體實例。
根據本發明之解決方案係基於以下發現：將一電流橫向於活性碳纖維層或墊之縱向延伸部施加至該活性碳纖維層或墊，以便沿著該模組之軸向長度達成一均勻加熱，及使該電流流動之方向與該氣流自內部至外部之方向對準，藉此同時確保在該流動期間的一均勻壓力分佈，以便均勻地填充且脫附該活性碳纖維墊或環繞物。
此目標之達成係因為該吸附設備包含至少一個活性碳纖維模組，該至少一個活性碳纖維模組在氣體流入側上由一內部層形成(該內部層配備有氣體入口開口且由一導電材料製成)，且在該氣體流出側上由一外部層形成(該外部層配備有氣體出口開口且由一導電材料製成)，且由一活性碳纖維墊形成，該活性碳纖維墊由該內部層及該外部層保持於經壓縮狀態中，其中該外部層相比於該內部層具有一較大的用於該氣體的自由流動橫截面，且該內部層與該外部層相對於彼此電絕緣且連接至一電壓源，其中該內部層及該外部層連同該活性碳纖維墊形成該電流電路，其中電流 橫向於該等活性碳纖維之方向而流動經過該等活性碳纖維，且該等活性碳纖維作為電阻連接。
根據根據本發明之該裝置的一個尤其較佳具體實例，該活性碳纖維模組包含：a)作為該內部層，一內部圓柱形中空本體，其包含該導電材料且配備有開口，該等開口均勻地分佈於該中空本體之外表面上以供氣體橫向於該中空本體之縱軸自由通過，且具有該外表面之面積的5%至80%之一流動橫截面；b)作為該活性碳纖維墊，至少一個活性碳纖維環繞物，其安置於該內部中空本體周圍；c)作為該外部層，一圓柱形中空本體，其在外側圍繞該活性碳纖維環繞物且包含該導電材料且配備有開口，該等開口均勻地分佈於該中空本體之外表面上以供氣體橫向於該縱軸自由通過，且具有該中空本體之該外表面之面積的50%至95%之一流動橫截面；其中該活性碳纖維環繞物在一徑向地經壓縮、不可滲透、導電狀態中固持於該內部中空本體與該外部中空本體之間；及d)該內部中空本體與該外部中空本體之一電絕緣，其中該內部中空本體及該外部中空本體連接至該電壓源且連同該活性碳纖維環繞物形成該電流電路，其中電流橫向於該活性碳纖維之該方向流動經過該活性碳纖維環繞物，且該活性碳纖維環繞物作為電阻連接。
在根據本發明之該裝置的一個有利具體實例中，該內部層及該外部層或該內部中空本體及該外部中空本體包含一薄、金屬、狹槽狀、 篩狀、多孔板狀或格柵狀材料，該等材料視吸附於該等活性碳纖維上之該等污染物而定而係選自由以下各者組成之群：銅、鋁及其合金、鐵或非合金鋼、不鏽鋼、鎳基合金(赫史特合金)、鈦或鈦合金。
根據根據本發明之該裝置的另一較佳具體實例，提供該內部層及該外部層或該內部中空本體及該外部中空本體以一非導電方式繫固至該吸附設備中之一固持器或容納基座。此確保該內部層與該外部層或該內部中空本體與該外部中空本體相對於彼此電絕緣。
特別重要的是，該內部層或該內部中空本體包含一連接器用於正極或負極，且該外層表面或該外部中空本體具有一連接器用於該電壓源之該負極或該正極，其中該電壓源為一DC電壓源，取決於該活性碳纖維墊或該活性碳纖維環繞物之厚度且取決於該等活性碳纖維上之該等所吸附污染物的脫附溫度，在10V與400V之間選擇在該負極與該正極之間的該電壓源之電位差。
該內部層及該外部層或該內部中空本體及該外部中空本體亦可包含用於一AC電源之連接器，取決於該活性碳纖維墊或該活性碳纖維環繞物之該厚度，且取決於該等活性碳纖維上之該等所吸附污染物的該脫附溫度，選擇該AC電源之電壓及頻率。
取決於活性碳纖維墊或環繞物之類型，根據本發明之該等模組可易於適用於不同污染物，諸如非極性物質，諸如芳族化合物、酯、石蠟烴、鹵素烴等。
在根據本發明之該裝置的另一較佳具體實例中，用於對該活性碳纖維環繞物之徑向壓縮的該外部中空本體具有比該活性碳纖維墊之經 環繞層的外徑小0.01倍至0.4倍的一內徑。此使得有可能保持該活性碳纖維環繞物在一不可滲透、導電狀態中而無相當大的中空空間在該等經環繞層之間形成。
亦有利的是，該等連接器經由連接線連接至該DC或AC電源，該等連接線為自撐式的且以一氣密及耐壓及電絕緣方式經由該吸附模組的基座或經由該活性碳纖維模組之該內部中空本體的一底板及該吸附設備之該容器殼體佈線，其中，當該帶有污染物之氣體流動經過其時，該等連接線於在該等活性碳纖維上吸附該等污染物期間經由開關連接至該吸附設備之接地連接以便泄放一靜電放電，且在該等所吸附污染物的脫附期間經由該等開關自該接地連接以電氣方式斷開。
此為重要的以便保護根據本發明之該模組免受靜電放電、閃絡及甚至火災。
在本發明之另一較佳具體實例中，該活性碳纖維模組之該外部中空本體可由一電感器圍繞，該電感器連接至該AC電源以便產生一高頻率磁場用於加熱該活性碳纖維環繞物。
關於該吸附容量，特別重要的是，該活性碳纖維墊或該活性碳纖維環繞物由一活性碳纖維織物形成，該織物具有6μm至50μm之一纖維直徑、3mm至150mm之一纖維長度，且由3至300個層形成。鑒於該氣流在吸附及脫附期間自該內部朝向該外部或反之時相同，在吸附及脫附期間更好地利用該吸附表面面積，且該脫附由於較均勻加熱而較完全且有效率。已展示該等活性碳纖維之大數目個微孔引起質量轉移率之相當大的增大，且因此在待處理之氣體的低分壓之情況下，僅需要該活性碳纖維 織物之幾個層以便達成一高吸附容量。
在本發明之另一較佳具體實例中，提供該活性碳纖維模組具有對應於一市售活性碳纖維織物之製造寬度的一軸向長度，藉助於此有可能完全利用該活性碳纖維織物而無重大浪費。在不背離本發明之情況下，複數個環繞物具有可彼此接合之製造寬度，其中在其鄰接邊緣處藉助於一條來防止不受控非均勻氣流，且該等製造寬度一起具有對應於該製造寬度與具有製造寬度之環繞物的數目之乘積的一軸向長度。以此方式，可提供活性碳纖維模組，其根據當前的特定應用而具有不同軸向長度。
在該活性碳纖維織物之小製造寬度(小於200mm)的情況下，具有不同軸向長度的該活性碳纖維模組(如同一濾筒之情形)可配備有至少兩個及較佳地三個至八個層之活性碳纖維，該等活性碳纖維以一十字方式纏繞於該內部中空本體周圍。
亦有利的是，可替換固持於該等中空本體之間的該活性碳纖維墊，且因此可視需要在該活性碳纖維模組上安裝一新活性碳纖維環繞物。
此引起在纖維直徑及特定吸附表面面積兩方面將該活性碳纖維模組切換至另一活性碳纖維環繞物的可能性。
在本發明之另一較佳具體實例中，用於該沖洗氣體之該分佈管道安置於該吸附模組或該活性碳纖維模組的縱軸上，且因此該沖洗氣體可經由該分佈管道中之該等出口開口導引至該內部中空本體上，均勻地沿著該活性碳纖維模組之該軸向長度分佈，以便將沖洗氣體均勻地施加至該活性碳纖維環繞物及自該模組移除該等所脫附污染物。
在本發明之一個較佳具體實例中，該吸附模組就一幾何面積 而言在每一情況下由兩個夾心板構成，該等夾心板相對於該基座朝外傾斜、可透氣、自該內部層形成(其由導電材料製成且在該氣體流入側上配備有氣體入口開口)、且自該活性碳纖維墊及該外部層形成，該外部層由導電材料製成且在該氣體流出側上配備有氣體出口開口，該等夾心板以一耐壓及氣密及非導電方式在底部繫固至該基座且在頂部繫固至該吸附設備之該固持器，且圍封一處理區段，該處理區段經設計為一三維關閉梯形，且其中用於該沖洗氣體之該分佈管道沿著該吸附模組之該縱軸佈線直至該吸附模組之該基座。
此外，根據本發明，在極高氣體輸送速率之情況下，複數個吸附模組可水平地在氣流中成一列(但平行地)安置於一吸附設備中，該吸附設備經設計為一三維關閉平行四邊形，其中氣體入口連接件在該吸附設備之一端面上安置於該吸附模組上方，該氣體出口連接件在該吸附設備之另一末端面上安置於該吸附模組下，且用於脫附物之出口連接件安置於該吸附設備之該容器殼體上之最低點處。
根據本發明之一個尤其較佳具體實例，複數個活性碳纖維模組按一三角形或四邊形間距固持於一容納基座上，該容納基座垂直於該設備軸定向且以一氣密及耐壓及非導電方式繫固於該吸附設備中，其中該等活性碳纖維模組之該內部中空本體及該外部中空本體相對於彼此電絕緣，且每一內部中空本體圍封一處理區段，其中該分佈管道在各情況下沿著該活性碳纖維模組之該縱軸佈線直至接近該活性碳纖維模組之該底板。
可使用該等對應模組水平地或垂直地設計該完整吸附設備。在不背離本發明之情況下，在極高氣體輸送速率及具有一有限長度之活性碳纖維模 組的情況下，亦有可能在該吸附設備中以一鏡像配置安裝該等模組，其中原始氣體軸向地在該吸附設備之兩個端面處進入且經純化氣體較佳地經由定位成彼此相對之兩個氣體出口連接件在該吸附設備之中心中退出，且用於該脫附物之出口連接件安置於該吸附設備之容器殼體上。
亦藉由一種具有以下步驟之方法來達成本發明之目標：a)經過一活性碳纖維墊或活性碳纖維環繞物傳導該氣體，該活性碳纖維墊或活性碳纖維環繞物已由一內部導電層或一內部導電中空本體及由一外部導電層或一外部導電中空本體壓縮，其中該外部層具有橫向於該縱軸之一自由流動橫截面用於該氣體，其大於該內部層之自由流動橫截面，或該外部中空本體具有橫向於該縱軸之一自由流動橫截面用於該氣體，其大於該內部中空本體之自由流動橫截面，b)在該內部層與該外部層之間或該內部中空本體與該外部中空本體之間形成一電流電路，其中電流在出於脫附該等污染物之目的的加熱期間橫向於該等活性碳纖維之方向而徑向地流動經過該活性碳纖維墊或該活性碳纖維環繞物。
在根據本發明之該方法的一個具體實例中，提供該等層或該等中空本體之自由流動橫截面自內部至外部自102%增大至最大300%。
在根據本發明之該方法的一個較佳具體實例中，一吸附模組包含夾心板，或較佳地，一活性碳纖維模組可用作該吸附模組，對該吸附模組施加DC電流或低頻AC電流。
根據本發明之該方法的另一較佳具體實例，使用以下步驟來製造該活性碳纖維模組： a)捲攏且接合薄、金屬、狹槽狀、篩狀、多孔板狀或格柵狀材料以形成具有不同直徑之一內部圓柱形中空本體與一外部圓柱形中空本體作為該活性碳纖維模組之該內部層與該外部層，該內部圓柱形中空本體與該外部圓柱形中空本體與彼此匹配；b)藉由由一活性碳纖維墊製成之至少一個環繞物層包覆該內部中空本體且繫固該環繞物層，其中該活性碳纖維墊之製造寬度判定該活性碳纖維模組之軸向長度；及c)藉由將該外部中空本體軸向地滑動至該活性碳纖維環繞物上來徑向地壓縮該活性碳纖維環繞物，其中該外部中空本體具有一內徑，該內徑比該活性碳纖維環繞物之外徑小0.01倍至0.4倍，且因此該活性碳纖維環繞物經徑向地壓縮，且亦在該等纖維之橫向方向上保持於一不可滲透、導電狀態中。
根據本發明之該方法的另一有利具體實例，取決於污染物之類型及濃度，銅、鋁、鎂及其合金、鐵、非合金鋼、不鏽鋼、鎳基合金(赫史特合金)、鈦或鈦合金用作該夾心模組之該內部層及該外部層或該活性碳纖維模組之該內部中空本體及該外部中空本體的薄金屬材料。
在根據本發明之該方法的另一有利具體實例中，為了在該等模組中惰性化且隨後再生該等帶有污染物之活性碳纖維，藉由氮氣最初將該吸附設備加壓至0.1巴至1.0巴之一超壓且隨後對其進行降壓，接著重複加壓及降壓多次直至該吸附設備中之氧含量已下降至<5%為止，且接著藉由一沖洗氣體清洗該模組以便自該等活性碳纖維脫附該等污染物，且接著藉由接通該電流電路來加熱該模組，其中亦可按若干間隔執行該清洗及加 熱。
惰性氣體(較佳地氮氣)用作該沖洗氣體。
關於根據本發明之方法的效率，重要的是由於電氣再生，吸附或脫附之流動方向為相同還是相對的為無關緊要的。鑒於電流不在其縱向方向上而是在橫向方向上流動經過該活性碳纖維墊或該活性碳纖維環繞物，可達成對該活性碳纖維墊之一較均勻加熱。換言之，該活性碳纖維墊之厚度而非長度決定電阻。
參考隨附圖式，其他優點及細節將自下文之描述變得顯而易見。
例示性具體實例
在下文中參考若干例示性具體實例更詳細地描述本發明。
實施例1
圖1及圖2展示呈夾心板2形式之吸附模組1的透視圖。夾心板2包含具有氣體入口開口4之由導電材料製成的薄內部層3、具有氣體出口開口6之由導電材料製成的薄外部層5(見圖2)及活性碳纖維墊7，活性碳纖維墊7安置於內部層3與外部層5之間且由此等層保持於經壓縮、導電狀態中。內部層3及外部層5各自分別包含多孔板8及9(見圖2)。
夾心板2之縱向側及端面由覆蓋板DB以氣密方式關閉。
內部多孔板8具有產生於多孔板8中之所有氣體入口開口4的總和之用於至活性碳纖維墊7中之未經處理氣體的自由流動橫截面Q1。外部多孔板9同樣地具有產生於多孔板9中之所有氣體入口開口6的總和之自由流 動橫截面Q2。
藉由將狹槽或孔洞10引入至多孔板8及9之表面中來獲得自由流動橫截面Q1及Q2，其中內表面5之自由流動橫截面Q1多至多孔板8之表面的80%，且多孔板9之外表面的自由流動橫截面Q2為50%至95%，亦即，自由流動橫截面自內部朝向外部增大。
內部多孔板8及外部多孔板9分別具有取決於模組之填充及機械穩定性且包含導電材料(較佳地銅)的材料厚度。材料亦可選自由以下各者組成之群：鋁、鎂或其合金、鐵、非合金鋼、不鏽鋼、鎳基合金(赫史特合金(Hastelloy))、鈦或鈦合金，此取決於待吸附於活性碳纖維上之污染物。
活性碳纖維墊7包含複數個(例如3至300個，較佳地150個)層之活性碳纖維織物、非編織織物、針織物或毛氈，所述各者可例如以100mm之厚度存在，具有6μm至50μm之纖維直徑、>600m2/g至>3000m2/g之比吸附表面面積及20cm至150cm之製造寬度KB。
內部多孔板8與外部多孔板9分別(活性碳纖維墊7定位於其之間)由非導電間隔件11與彼此按距離AB固持開，非導電間隔件11沿著多孔板8及9之縱向側LS安置，且非導電間隔件11中之每一者繫固於多孔板上。
距離AB經設定大小，使得其比活性碳纖維墊7之厚度d小0.01倍至0.4倍，且因此活性碳纖維墊7之活性碳纖維層在夾心板2之製造(裝配)期間經壓縮，以至活性碳纖維在夾心板2之縱向及橫向方向上彼此觸碰且可亦橫向於纖維方向傳導電流的程度。
內部多孔板8在其上部橫向側QS上包含連接器12，且外部多孔板9在其與內部多孔板8之橫向側QS相對的下部橫向側QS1上具有連接器13， 其中連接器12及13或連接器15及16為電流源之連接器，且因此內部多孔板8、活性碳纖維墊7及外部多孔板9在橫向方向上形成電流電路17，可藉助於開關18接通或切斷電流電路17。
電流電路17經設計用於高至400V之DC電壓及AC電壓。
待處理氣體Gu之流動方向SU及脫附氣體Gb之流動方向SB於圖1及圖2中使用箭頭標示且具有相同方向。
現參考圖3，其展示複數個吸附模組1(a...n)，該等吸附模組一個接另一個水平地成一列安置於吸附設備19中，且氣流平行地流經該等吸附模組。吸附模組1(a...n)各自包含兩個夾心板2，夾心板2相對於基座20朝外傾斜且一起定界具有軸向長度L之一個梯形關閉處理區段21。兩個夾心板2之外部多孔板9在基座20之底側上以氣密方式相對於彼此關閉。在列中彼此鄰接之吸附模組(例如，吸附模組1a及1b)之外部多孔板9藉助於連接板22在頂部彼此連接，連接板22以電絕緣方式擱置於繫固於吸附設備19中之固持器23上。
基座20及連接板22包含薄材料，薄材料對應於所利用之多孔板9的材料。
以適合之方式，每一吸附模組1(a...n)之兩個外部多孔板9在底側上焊接至基座20，且頂側連接板22焊接至在列中彼此鄰接之兩個吸附模組的外部多孔板9。當然，在不背離本發明之情況下，亦有可能以具有梯形輪廓之形式提供外部層5(亦即，多孔板9)，多孔板9之側壁配備有孔洞10。
吸附設備19經設計為三維平行四邊形24，其中帶有污染物之氣體Gu的氣體入口連接件25定位於吸附設備19之端面26上，端面26水平地在成 一列安置之吸附模組1a至1d上方。氣體出口連接件27在吸附設備19之另一端面28處定位於吸附模組1(a...n)下在最低點P上方。
用於累積液態或氣態脫附物之出口連接件30在最低點P處安置於吸附設備19之容器殼體29上。進入吸附設備19之氣流在三維平行四邊形24之上部、內部容器壁31處偏轉，使得未經處理氣體Gu經由吸附模組1(a...n)之進口區域32近似豎直地導引至處理區段21中。氣體Gu接著經由內部多孔板8中之孔洞10或狹槽均勻分佈地進入活性碳纖維墊7以用於吸附污染物，橫向地自內部至外部流動經過活性碳纖維墊7且經由特定外部多孔板9中之孔洞10退出吸附模組1(a...n)(見圖1及圖2)。
用於沖洗氣體(較佳地氮氣)之分佈管道34連接至共用供應線33、佈線至成一列安置之吸附模組1(a...n)的每一處理區段21中，且沿著吸附模組1(a...n)之縱軸LA延伸直至接近基座20。分佈管道34在其末端關閉，且具有用於沖洗氣體之出口開口35，該等開口均勻地分佈於其外表面上。此確保沖洗氣體均勻地分佈至活性碳纖維墊7上，且所脫附污染物在活性碳墊7上方均勻地沖洗出。
流動連接器對應於圖1及圖2中所描述之連接器。
圖4a及圖4b分別展示活性碳纖維模組之內部多孔板8與外部多孔板9相對於彼此的電絕緣及其繫固於吸附設備19中的細節。
外部多孔板9，其面朝吸附設備19之端面26，在其頂側上具有朝外弧形支腳36，支腳36藉助於螺桿配件39固持於上部非導電連接板37與下部絕緣板38(例如，鐵氟龍或聚乙烯板)之間，其中下部絕緣層38擱置於繫固於吸附設備19中之固持器23上。
下部絕緣板40安置於每一吸附模組1(a...n)之基座20上，具有活性碳纖維墊7之內部多孔板8擱置於下部絕緣板40上，且因此內部多孔板8與外部多孔板9相對於彼此電絕緣。絕緣板40較佳地由鐵氟龍或聚乙烯製成。
鄰接外部多孔板9之頂側連接板22藉助於上部絕緣板41相對於內部多孔板8電絕緣，且藉助於下部絕緣板42相對於固持器23電絕緣(見圖3)。
電流電路17中之來自電壓源16的電流，其在內部多孔板8之連接器12處及在外部多孔板9之連接器13處施加，可因此僅在橫向方向上(亦即，自內部朝向外部)流動經過活性碳纖維墊7，或反之亦然。視活性碳纖維墊7之厚度d、污染物之所需脫附溫度及未經處理氣體中之污染物的濃度而定，選擇極15與極14之間的電位差，其由電壓源16遞送。電位差可介於10V與400V之間。
連接器12及13藉助於電非絕緣連接線44經由開關43連接至電壓源16，連接線44以氣密方式佈線經過特定吸附模組1(a...n)之基座20及吸附設備19之容器殼體29。
在本實施例中，如下實施根據本發明之方法。經由在水平流動方向上安置於吸附模組1(a...n)(吸附模組成一列安置)上方的氣體入口連接件25將未經處理氣體Gu(例如，含己烷廢氣)饋入至吸附設備19，且將其導引至吸附模組1(a...n)之特定處理區段21中。未經處理氣體Gu流動經過內部多孔板8之孔洞10至污染物吸附活性碳纖維墊7中，且經由外部多孔板9之孔洞10作為經純化氣流GB退出此墊。在本實施例中，吸附因此自內部朝向外部橫向地經過活性碳纖維墊7發生。
視廢氣中之污染物濃度而定而選擇活性碳纖維墊7之總表面面積，且 在例如1000m3/h之空氣容積、35毫巴之操作壓力、+254℃之溫度及100mg/m3之污染物濃度的情況下，總表面面積為約9m2。
在已填充活性碳纖維墊7之後，用未說明之閥中斷未經處理氣體Gu之供應，且實施自吸附至再生之倒換。出於此目的，經由分佈管道34將沖洗氣體(在本實施例中，具有<5%之最大氧含量的氮氣)傳導至每一處理區段21之中心中，且將其均勻地分佈至活性碳纖維墊7中，且藉以惰性化吸附設備。隨後將活性碳纖維墊7加熱至脫附溫度。加熱以電氣方式發生，亦即，接通包含內部多孔板8、活性碳纖維墊7及外部多孔板9之電流電路17，且因此電流自內部多孔板8橫向地流動經過活性碳纖維墊7至外部多孔板9中。視污染物之所需脫附溫度及氣體中之污染物的濃度而定，選擇功率之位準。在當前實施例之條件下，位準為約5kW。
實施例2
圖5至圖11展示呈根據本發明之活性碳纖維模組45(a...n)形式的吸附模組45之尤其較佳具體實例的透視及示意圖。活性碳纖維模組45(a...n)包含內部圓柱形中空本體46、外部圓柱形中空本體47、及安置於內部中空本體46與外部中空本體47之間的活性碳纖維環繞物48。在圖6中描繪自內部朝向外部經過活性碳纖維環繞物之徑向氣流。
內部中空本體46及外部中空本體47包含導電材料，較佳地銅。視未經處理氣體中之污染物的類型及濃度而定，中空本體47之導電材料亦可選自由以下各者組成之群：鋁、鎂或其合金、鐵、非合金鋼、不鏽鋼、鎳基合金(赫史特合金)或鈦或鈦合金。
內部中空本體46之尺寸可為例如1mm與2.5mm之間的壁厚度、80mm 至600mm之直徑及1400mm至3000mm之長度。
內部中空本體46藉助於底板49以耐壓及氣密方式在底部處關閉，底板49在其底側端面51上焊接至中空本體46之殼體50且因此在中空本體46中形成處理區段52。底板49包含對應於內部中空本體46之材料的材料。
在頂側上，外部中空本體47具有朝外導引之環形凸緣53，凸緣53藉助於焊接接合點在外部中空本體47之端面55上繫固至外部中空本體47之殼體54。環形凸緣53包含對應於外部中空本體47之材料的材料。活性碳纖維模組45(a...n)藉助於環形凸緣53繫固至藉助於非導電螺桿配件安裝於吸附設備19中之容納基座56。
呈孔洞或狹槽10形式之氣體入口開口4，其均勻地分佈於殼體表面上，引入於內部中空本體46之殼體50中。內部中空本體46之此等孔洞10的橫向於其縱軸LA的自由流動橫截面Q1介於殼體表面之5%至80%之間。
活性碳纖維環繞物48安置於內部中空本體46之殼體50周圍，且視氣體中之污染物的類型及濃度而定，可包含複數個環繞物層(例如3至300個層，較佳地150個層)之具有約6μm至50μm之纖維直徑及20cm至150cm之製造寬度KB的活性碳纖維織物、非編織織物、針織物或毛氈。
外部中空本體47，亦如內部中空本體46之情況，包含對應於中空本體47之導電材料的導電材料。
呈孔洞、狹槽或格柵10形式之氣體出口開口6，其均勻地分佈於外部中空本體47之殼體表面上，經引入至外部中空本體47之殼體54中。外部中空本體47中之此等孔洞10的橫向於其縱軸LA的自由流動橫截面Q2介於殼體表面之50%至95%之間(亦見圖1及圖2)。
此意謂自由流動橫截面Q1徑向地自內部朝向外部增大至流動橫截面Q2。
可在以下工作步驟中有利地製造活性碳纖維模組45(a...n)：a)捲攏且接合薄、金屬、狹槽狀、篩狀、多孔板狀或格柵狀材料以形成具有不同直徑之內部圓柱形中空本體46與外部圓柱形中空本體47作為活性碳纖維模組之內部層及外部層，內部圓柱形中空本體46與外部圓柱形中空本體47與彼此匹配；b)藉由由活性碳纖維墊製成之至少一個環繞物層48包覆該內部中空本體46且繫固環繞物層，其中活性碳纖維墊之製造寬度KB判定活性碳纖維模組之軸向長度L；及c)藉由將外部中空本體47軸向地滑動至該活性碳纖維環繞物48上來徑向地壓縮活性碳纖維環繞物48，其中外部中空本體47具有內徑ID，該內徑比活性碳纖維環繞物48之外徑AD小0.01倍至0.4倍，且因此活性碳纖維環繞物48經徑向地壓縮，且亦在纖維之橫向方向上保持於不可滲透、導電狀態中。
內部中空本體46在其頂側端面55上具有連接器12，且外部中空本體47在其底側端面51上具有連接器13，其中連接器12連接至連接器15，且連接器13連接至連接器14，且連接器14及15連接至電壓源16，且因此內部中空本體46、活性碳纖維環繞物48及外部中空本體47形成電流電路17，可藉助於開關18接通且切斷電流電路17。電流電路17經設計用於10V至400V之DC電壓。根據本發明，亦提供使用低頻AC電流或適合之電流組態而非DC電流。
另外，活性碳纖維模組45(a...n)之外部中空本體47可由未說明之電感器圍繞，電感器連接至AC電源且將活性碳纖維環繞物48加熱至脫附溫度。
用於惰性沖洗氣體(例如氮氣)之分佈管道57插入至每一活性碳纖維模組之處理區段52中，且沿著活性碳纖維模組之縱軸LA佈線直至接近底板49。分佈管道57在其面朝底板49之末端處關閉且具有用於沖洗氣體之出口開口58，該等開口均勻地分佈於分佈管道之殼體表面上方。此確保沖洗氣體經由內部中空本體46之孔洞/狹槽10均勻地分佈至活性碳纖維環繞物48中，且所脫附污染物在再生期間沖洗至活性碳纖維環繞物48之外。
圖8a及8b分別展示內部中空本體46與外部中空本體47相對於彼此的電絕緣及其繫固於吸附設備19中之容納基座56上的細節。
圖8a展示外部中空本體47繫固於容納基座56上，其中設置至少一個安裝開口59，其中安裝活性碳纖維模組45(a...n)，使得活性碳纖維模組45(a...n)之縱軸LA向對於未經處理氣體Gu之流動方向Su垂直延伸，且外部中空本體47之環形凸緣53安置於容納基座56之面朝流動方向Su的側60上。導電環形凸緣53位於由鐵氟龍或聚乙烯製成之下部非導電環形板61與由鐵氟龍或聚乙烯製成之上部非導電環形板62之間。上部環形板62、環形凸緣53及下部環形板61藉助於螺桿配件63繫固於容納基座56上，同時接近安裝開口59。下部環形板61經設計，使得板完全加強內部中空本體46之導電環形凸緣53，且覆蓋活性碳纖維環繞物48及外部中空本體47之導電殼體54的上部端面55，且因此以電氣方式使此等各者相對於彼此絕緣。
圖8b展示內部中空本體46之導電殼體50及外部中空本體47之導電殼 體54的電絕緣。電絕緣包含由鐵氟龍或聚乙烯製成之基座環形板64，基座環形板64之環形表面覆蓋內部殼體50、外部殼體54及活性碳纖維環繞物48之底側端面51，且藉助於螺桿配件65繫固於底板49上。
再次參考圖6及圖7。內部中空本體46之連接器12及外部中空本體47之連接器13藉助於連接線66及67連接至電壓源16，其中連接線66連接至極14且連接線67連接至電壓源16之極15。
連接線66以氣密及非導電方式佈線經過底板49且以自撐方式安置於內部中空本體46之處理區段52中。
可使用開關68來接通或切斷電壓源16。
圖9藉助於實例展示兩個活性碳纖維模組45a及45b，其按三角形或四邊形間距安置於容納基座56中，且表示安置於容納基座56中之較大數目個活性碳纖維模組。活性碳纖維模組45a及45b相對於傳入未經處理氣體Gu之流動方向Su成直角定向。氣體在流動方向上進入由內部中空本體46界定之處理區段52，且沿著特定活性碳纖維模組之軸向長度L均勻地傳導經過內部中空本體46之孔洞/狹槽10至活性碳纖維環繞物48中。氣體中之污染物在流動經過活性碳纖維環繞物48期間徑向地吸附於活性碳纖維上。經處理氣體經由外部中空本體47之孔洞/狹槽10退出活性碳纖維環繞物48。
在圖9中使用箭頭來標示未經處理氣體Gu之流動方向SU及脫附氣體Gb之流動方向SB。
靜電放電可在帶有污染物之氣體流動經過處理區段52期間發生，此使得有必要電位均衡。藉助於經由開關68將連接線66及67連接至吸附設備 70之接地連接來達成電位均衡，藉此在脫附期間自接地連接斷開活性碳纖維模組45a及45b，此是因為僅惰性沖洗氣體(例如氮氣)流動經過模組。在脫附已結束且已沖洗出污染物之後，仍在沖洗氣體氣氛下(亦即，仍在吸附之開始之前)關閉接地連接，以便泄放靜電放電。
圖10a至圖10c展示具有不同軸向長度L之活性碳纖維模組45(a...n)中的活性碳纖維環繞物48之配置的變化形式。活性碳纖維模組45a之軸向長度L有利地基於可用活性碳纖維織物、非編織織物、針織物或毛氈之製造寬度KB(見圖10a)。
舉例而言，若需要實質上大於製造寬度KB之活性碳纖維模組45(a...n)的軸向長度L，則經推動接近於彼此之若干經環繞製造寬度KB可彼此接合為一個總體環繞物，該等製造寬度一起具有對應於製造寬度KB與彼此接合之環繞物的數目之乘積的軸向長度L。
藉助於安置於對接邊緣處之條69防止不受控且非均勻氣體輸送量。
若活性碳纖維模組之軸向長度小於或大於製造寬度KB，如同濾筒之情形，則至少兩個及較佳地大於三個活性碳纖維之十字層纏繞於內部中空本體46周圍(見圖10c)。
圖11展示用於高氣體輸送量之吸附設備70，其具有相對短活性碳纖維模組45(a...n)，在該等模組中繫固有例如兩個容納基座56。每一容納基座56支撐十個活性碳纖維模組，該等活性碳纖維模組以三角形或四邊形分佈安置，例如展示其中的模組45(a...j)，其中的活性碳纖維環繞物48相對於未經處理氣體之流動方向成直角，未經處理氣體在活性碳纖維模組45(a...j)之方向上流經氣體入口連接件73及74中之每一者，氣體入口連接件73及 74在吸附設備70之縱軸LB上分別安置於容器基座71及72中之中心中。氣體出口連接件75/76在吸附設備70之殼體77的中心中彼此相對安置。在此配置中，在電路中按較大量傳導沖洗氣體(其在此情況下為氮氣)及供應或移除僅少量新鮮沖洗氣體(圖11)可係有利的。用於氣態或液態脫附物之出口連接件78定位於活性碳纖維模組45(a...j)下。
沖洗氣體(較佳地氮氣)供應至經由共用供應線79插入至處理區段52中之每一分佈管道57，共用供應線79以耐壓及氣密方式延伸經過吸附設備70之殼體77。內部中空本體46、活性碳纖維環繞物48與外部中空本體47之間的電流電路17對應於根據圖5之描述。
根據本發明之方法，其在吸附設備70中予以執行，將在下文中參考兩個其他實施例更詳細地加以描述。
實施例A
溶劑處理操作具有排氣純化單元以便移除例如在箔片之塗佈期間所使用之溶劑及因此純化廢氣。另外，自由排放可在生產設施中發生，此保證藉助於屋頂上之排氣單元遵從大廳中之最大工作場所濃度。
使用根據本發明之方法應純化或處理來自設施及排氣純化單元之此廢氣。
以下操作資料適用：
空氣容積：20,000m3/小時
操作壓力：30毫巴
溫度：+25℃
空氣中之污染物：己烷
污染物濃度：140mg/m3。
目標為在純化廢氣中達成<50mg/m3之污染物濃度。
在本實施例中，如下執行根據本發明之方法。在水平流動方向上經由氣體入口連接件73將未經處理廢氣饋入至吸附設備70。
吸附設備70具有2.4m之直徑及3m之長度。在吸附設備70中，存在具有400mm之內部中空本體直徑及1600mm之軸向長度L的10個活性碳纖維模組45(a...j)。活性碳纖維環繞物48之厚度d為100mm。出於吸附之目的，填充活性碳纖維模組45(a...j)總共6小時且再生4小時。藉助於正經加熱在活性碳纖維環繞物48以電氣方式執行再生。所需之電能的量為4.0kW每模組及小時。
所收集脫附氣體含有約20g/m3己烷，己烷可饋入至可用排氣純化單元中，其為箔片生產所需的。
實施例B
類似於實施例A中之描述，亦可以類似形式製備含有其他溶劑之經濃縮廢氣，例如苯、甲苯、二氯甲烷、乙醇，僅例舉幾種常見污染物。使用根據本發明之方法所達成的殘餘濃度對應於當前法律要求，例如，20mg/m3或50mg/m3。
由於活性碳纖維環繞物48自內部朝向外部之電再生及脫附氣體中之污染物高至約1：1000的相關聯濃度，有可能將脫附氣體直接饋入至冷凝器並獲得呈無水形式之所含有溶劑。非可冷凝組份自冷凝器向下游返回至廢氣。
1‧‧‧吸附模組
1(a...n)‧‧‧吸附模組
2‧‧‧夾心板
3‧‧‧內部層
4‧‧‧氣體入口開口
5‧‧‧外部層
6‧‧‧氣體出口開口
7‧‧‧活性碳纖維墊
8‧‧‧內部多孔板
9‧‧‧外部多孔板
10‧‧‧孔洞/狹槽
11‧‧‧非導電間隔件
12‧‧‧連接器
13‧‧‧連接器
14‧‧‧極
15‧‧‧極
16‧‧‧電壓源
17‧‧‧電流電路
18‧‧‧開關
19‧‧‧吸附設備
20‧‧‧基座
21‧‧‧梯形關閉處理區段
22‧‧‧連接板
23‧‧‧固持器
24‧‧‧三維平行四邊形
25‧‧‧氣體入口連接件
26‧‧‧端面
27‧‧‧氣體出口連接件
28‧‧‧端面
29‧‧‧出口連接件
30‧‧‧出口連接件
31‧‧‧內部容器壁
32‧‧‧進口區域
33‧‧‧共用供應線
34‧‧‧分佈管道
35‧‧‧出口開口
36‧‧‧朝外弧形支腳
37‧‧‧上部非導電連接板
38‧‧‧下部絕緣層
39‧‧‧螺桿配件
40‧‧‧下部絕緣板
41‧‧‧上部絕緣板
42‧‧‧下部絕緣板
43‧‧‧開關
44‧‧‧電非絕緣連接線
45‧‧‧吸附模組
45(a...n)‧‧‧活性碳纖維模組
46‧‧‧內部圓柱形中空本體
47‧‧‧外部圓柱形中空本體
48‧‧‧活性碳纖維環繞物
49‧‧‧底板
50‧‧‧導電殼體
51‧‧‧底側端面
52‧‧‧處理區段
53‧‧‧環形凸緣
54‧‧‧導電殼體
55‧‧‧上部端面
56‧‧‧容納基座
57‧‧‧分佈管道
58‧‧‧出口開口
59‧‧‧安裝開口
60‧‧‧側
61‧‧‧下部非導電環形板
62‧‧‧上部非導電環形板
63‧‧‧螺桿配件
64‧‧‧基座環形板
65‧‧‧螺桿配件
66‧‧‧連接線
67‧‧‧連接線
68‧‧‧開關
69‧‧‧條
70‧‧‧吸附設備
71‧‧‧容器基座
72‧‧‧容器基座
73‧‧‧氣體入口連接件
74‧‧‧氣體入口連接件
75‧‧‧氣體出口連接件
76‧‧‧氣體出口連接件
77‧‧‧殼體
78‧‧‧出口連接件
79‧‧‧共用供應線
A-A‧‧‧線
AB‧‧‧距離
AD‧‧‧外徑
AR‧‧‧活性碳纖維
d‧‧‧厚度
DB‧‧‧覆蓋板
GB‧‧‧經純化氣流
GU‧‧‧未經處理氣體
ID‧‧‧內徑
KB‧‧‧製造寬度
L‧‧‧軸向長度
LA‧‧‧縱軸
LB‧‧‧縱軸
LS‧‧‧縱向側
P‧‧‧最低點
Q1‧‧‧自由流動橫截面
Q2‧‧‧自由流動橫截面
QS‧‧‧橫向側
QS1‧‧‧下部橫向側
SB‧‧‧流動方向
SU‧‧‧流動方向
其中：圖1展示來自氣體入口側之夾心板的具體實例中的吸附模組之透視圖；圖2展示來自氣體出口側之夾心板的具體實例中的吸附模組之透視圖；圖3展示吸附設備中的根據本發明之裝置的吸附模組之配置的示意性描述，該等吸附模組包含夾心板；圖4a及圖4b，其為細節A及B，展示吸附設備中之夾心板的繫固及絕緣；圖5展示活性碳纖維模組之透視圖；圖6展示沿著來自圖5的線A-A的橫截面； 圖7展示截面圖中的根據本發明之裝置的活性碳纖維模組之示意圖，包括絕緣及至電壓源之電氣連接；圖8a及圖8b，其為細節C及D，展示吸附設備中之活性碳纖維模組的中空本體之繫固及絕緣；圖9展示在吸附及脫附期間具有電連接器及防靜電放電之電位均衡(包括電路)的吸附設備中之容納基座上的活性碳纖維模組之配置的示意性描述；圖10a至圖10c展示具有不同軸向長度之活性碳纖維模組的變化形式；且圖11展示包含用於執行根據本發明之方法的活性碳纖維模組之吸附設備的示意圖。
4‧‧‧氣體入口開口
6‧‧‧氣體出口開口
12‧‧‧連接器
13‧‧‧連接器
14‧‧‧極
15‧‧‧極
16‧‧‧電壓源
17‧‧‧電流電路
18‧‧‧開關
45‧‧‧吸附模組
45(a...n)‧‧‧活性碳纖維模組
46‧‧‧內部圓柱形中空本體
47‧‧‧外部圓柱形中空本體
48‧‧‧活性碳纖維環繞物
A-A‧‧‧線
GU‧‧‧未經處理氣體
LA‧‧‧縱軸

Claims (28)

  1. 一種用於處理帶有污染物之氣體的裝置，該裝置包含用於吸附該等污染物之至少一個吸附模組(1、1(a...n)、45)，其利用於吸附設備(19、70)中且包括活性碳纖維墊(7)之至少一個導電層，該裝置包含用於加熱該活性碳纖維墊(7)用於脫附該等所吸附污染物之電流電路(17)，且該裝置包含分佈管道(34、57)，該分佈管道(34、57)經佈線至該吸附模組(1、1(a...n)、45)之中心中且具有出口開口(35、58)，以供用於惰性化且清洗該活性碳纖維墊(7)之沖洗氣體，其特徵在於該吸附模組(1、1(a...n)、45)包含至少一個活性碳纖維模組(45(a...n))，其在氣體流入側上自內部層(3)形成，該內部層(3)配備有氣體入口開口(4)且由導電材料製成，且該至少一個活性碳纖維模組(45(a...n))在該氣體流出側上自外部層(5)形成，該外部層(5)配備有氣體出口開口(6)且由導電材料製成，且該至少一個活性碳纖維模組(45(a...n))自活性碳纖維墊(7)形成，該活性碳纖維墊(7)由該內部層(3)及該外部層(5)保持於經壓縮狀態中，其中該外部層(5)相比於該內部層(3)具有較大的用於該氣體的自由流動橫截面(Q2)，且該內部層(3)與該外部層(5)相對於彼此電絕緣且連接至電壓源(16)，其中該內部層(3)及該外部層(5)連同該活性碳纖維墊(7)形成該電流電路(17)，其中電流橫向於該等活性碳纖維(AR)之方向而流動經過該等活性碳纖維，且該等活性碳纖維作為電阻連接。
  2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其特徵在於該活性碳纖維模組(45(a...n))包含： a)作為該內部層(3)，內部圓柱形中空本體(46)，其包含該導電材料且配備有開口(4)，該等開口(4)均勻地分佈於該中空本體之外表面(50)上以供氣體橫向於該中空本體之縱軸(LA)自由通過，且具有該外表面(50)之面積的5%至80%之流動橫截面(Q1)；b)作為該活性碳纖維墊(7)，至少一個活性碳纖維環繞物(48)，其安置於該內部中空本體(46)周圍；c)作為該外部層(5)，圓柱形中空本體(47)，其圍繞該活性碳纖維環繞物(48)且包含該導電材料且配備有開口(6)，該等開口(6)均勻地分佈於該中空本體之外表面(54)上以供氣體橫向於該縱軸(LA)自由通過，且具有該中空本體之該外表面(54)之面積的50%至95%之流動橫截面(Q2)；其中該活性碳纖維環繞物(48)在徑向地經壓縮、不可滲透、導電狀態中固持於該內部中空本體(46)與該外部中空本體(47)之間；及d 該內部中空本體(46)與該外部中空本體(47)之電絕緣，其中該內部中空本體(46)及該外部中空本體(47)連接至該電壓源(16)且連同該活性碳纖維環繞物(48)形成該電流電路(17)，其中該活性碳纖維環繞物(48)橫向於該等活性碳纖維(AR)之該方向而作為電阻連接。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項之裝置，其特徵在於該內部層(3)及該外部層(5)或該內部中空本體(46)及該外部中空本體(47)包含金屬、狹槽狀、篩狀、多孔板狀或格柵狀材料，該等材料視吸附於該等活性碳纖維上之該等污染物而定而係選自由以下各者組成之群： 銅、鋁、鎂及其合金、鐵或非合金鋼、不鏽鋼、鎳基合金(赫史特合金)、鈦或鈦合金。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項之裝置，其特徵在於該內部層(3)及該外部層(5)或該內部中空本體(46)及該外部中空本體(47)以非導電方式繫固至該吸附設備(19、70)中之固持器(23)或容納基座(56)。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項之裝置，其特徵在於該內部層(3)或該內部中空本體(46)包含用於一個極(15)的連接器(12)，且該外部層(5)或該外部中空本體(47)具有用於該電壓源之另一極(14)的連接器(13)，其中該電壓源(16)為DC電壓源(16)，取決於該活性碳纖維墊(7)或該活性碳纖維環繞物(48)之厚度(d)且取決於該等活性碳纖維上之該等所吸附污染物的脫附溫度，在10V與400V之間選擇在該另一極(14)與該極(15)之間的該電壓源(16)之電位差。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項之裝置，其特徵在於該內部層(3)及該外部層(5)或該內部中空本體(46)及該外部中空本體(47)連接至AC電源(16)，取決於該活性碳纖維墊(7)或該活性碳纖維環繞物(48)之該厚度(d)，該AC電源(16)之電壓及頻率適用於該等活性碳纖維上之該等所吸附污染物的該脫附溫度。
  7. 如申請專利範圍第2項之裝置，其特徵在於出於徑向壓縮之目的，該外部中空本體(47)之該活性碳纖維環繞物(48)具有比該活性碳纖維環繞物(48)之外徑(AD)小0.01倍至0.4倍的內徑(ID)。
  8. 如申請專利範圍第5項之裝置，其特徵在於該等連接器(12、13)經由連接線(44、66、67)連接至該DC或AC電源(16)，該等連接線(44、 66、67)為自撐式的且以氣密及耐壓及電絕緣方式經由該吸附模組(1a...n)之基座(20)或經由該活性碳纖維模組(45(a...n))之該內部中空本體(46)的底板(49)及該吸附設備(19、70)之該容器殼體(29、77)佈線，其中，當該帶有污染物之氣體流動經過其時，該等連接線在該等污染物吸附在該等活性碳纖維上期間經由開關(68)連接至該吸附設備(19、70)之接地連接以便泄放靜電放電，且在該等所吸附污染物的脫附期間經由該開關(68)自該接地連接以電氣方式斷開。
  9. 如申請專利範圍第6項之裝置，其特徵在於該活性碳纖維模組(45(a...n))之該外部中空本體(47)由電感器圍繞，該電感器連接至該AC電源(16)以便產生高頻率磁場用於加熱該活性碳纖維環繞物(48)。
  10. 如申請專利範圍第1項或第2項之裝置，其特徵在於該活性碳纖維墊(7)或該活性碳纖維環繞物(48)自活性碳纖維織物形成，該織物具有6μm至50μm之纖維直徑、3mm至150mm之纖維長度，且自3至300個層形成。
  11. 如申請專利範圍第10項之裝置，其特徵在於該活性碳纖維織物具有對應於該內部中空本體(46)或該外部中空本體(47)之軸向長度(L)的製造寬度(KB)。
  12. 如申請專利範圍第11項之裝置，其特徵在於經推動接近於彼此之若干經環繞製造寬度(KB)彼此接合為一個總體環繞物，該等製造寬度一起具有對應於該製造寬度(KB)與彼此接合之環繞物的數目之乘積的軸向長度，且藉助於其鄰接邊緣上之一條(69)，防止了不可控制及非均一之氣體輸送量。
  13. 如申請專利範圍第11項之裝置，其特徵在於在中空本體(46、47)具有小於該製造寬度(KB)之軸向長度(L)的情況下，該活性碳纖維環繞物(48)包含以十字方式纏繞於該內部中空本體(46)周圍之至少兩個層。
  14. 如申請專利範圍第13項之裝置，其特徵在於在中空本體(46、47)具有小於該製造寬度(KB)之軸向長度(L)的情況下，該活性碳纖維環繞物(48)包含以十字方式纏繞於該內部中空本體(46)周圍之至少三個層。
  15. 如申請專利範圍第2項之裝置，其特徵在於固持於該等中空本體(46、47)之間的該活性碳纖維環繞物(48)為可替換的。
  16. 如申請專利範圍第2項之裝置，其特徵在於用於該沖洗氣體之該分佈管道(34、57)安置於該活性碳纖維模組(45(a...n))的該縱軸(LA)上。
  17. 如申請專利範圍第1項之裝置，其特徵在於該吸附模組(1(a...n))就幾何面積而言在每一情況下由兩個夾心板(2)構成，該等夾心板(2)相對於該基座(20)朝外傾斜、可透氣、自該內部層(3)形成，該內部層(3)由導電材料製成且在該氣體流入側上配備有氣體入口開口(4)、且該等夾心板(2)自該活性碳纖維墊(7)及該外部層(5)形成，該外部層(5)由導電材料製成且在該氣體流出側上配備有氣體出口開口(6)，該等夾心板以耐壓及氣密及非導電方式在底部繫固至該基座(20)且在頂部繫固至該吸附設備(19)之該固持器(23)，且圍封處理區段(21)，該處理區段(21)經設計為三維關閉梯形，且其中用於該沖洗氣體之該分佈管道(34)沿著該吸附模組(1(a...n))之該縱軸(LA) 佈線直至接近該吸附模組(1(a...n))之該基座(20)。
  18. 如申請專利範圍第17項之裝置，其特徵在於複數個吸附模組(1(a...n))一個接另一個水平地成一列安置於該吸附設備(19)中，該吸附設備(19)在橫截面中具有平行四邊形(24)之形狀，其中氣體入口連接件(25)在該吸附設備(19)之端面(26)上安置於該吸附模組(1(a...n))上方，該氣體出口連接件(27)在該吸附設備(19)之另一末端面(28)上安置於該吸附模組(1(a...n))下，且用於脫附物之出口連接件(30)安置於該容器殼體(29)上之最低點(P)處。
  19. 如申請專利範圍第1項之裝置，其特徵在於多個活性碳纖維模組(45(a...n))按三角形或四邊形間距固持於收納基座(56)上，該收納基座(56)垂直於該吸附設備(70)之縱軸(LB)定向且以氣密及耐壓及非導電方式在其中繫固於該吸附設備中，其中該等活性碳纖維模組(45(a...n))之該內部中空本體(46)及該外部中空本體(47)相對於彼此電絕緣，且每一內部中空本體圍封處理區段(52)，其中該分佈管道(57)在各情況下沿著該活性碳纖維模組(45(a...n))之該縱軸(LA)佈線直至接近該活性碳纖維模組(45(a...n))之該內部中空本體(46)的該底板(49)。
  20. 如申請專利範圍第19項之裝置，其特徵在於至該吸附設備(70)中之氣體入口連接件(73、74)在該活性碳纖維模組(45(a...n))之進口區域(32)的方向上水平地定向，且向該吸附設備(70)外的氣體出口連接件(75、76)與該氣體入口連接件(73、74)相對而定向，其中用於該脫附物之出口連接件(78)安置於該吸附設備(70)之下部容器殼體上。
  21. 一種用於在如申請專利範圍第1項之裝置中處理帶有污染物之氣體的 方法，其中該氣體應用於至少一個吸附模組(1(a...n)、45)，該吸附模組包含活性碳纖維墊或活性碳纖維環繞物，在吸附設備(19、70)內，該氣體沿著該模組(1、1(a...n)、45)之軸向長度(L)均勻地分佈，藉此污染物吸附於該等活性碳纖維上，且在已充有污染物之後，藉由經過活性碳纖維傳導電流以加熱該等活性碳纖維來再生該等活性碳纖維，且隨後使用惰性沖洗氣體將該等污染物沖洗至該等活性碳纖維之外，其特徵在於以下步驟：a)經過活性碳纖維墊(7)或活性碳纖維環繞物(48)傳導該氣體，該活性碳纖維墊(7)或活性碳纖維環繞物(48)已由內部導電層(3)或內部導電中空本體(46)及由外部導電層(5)或外部導電中空本體(48)壓縮，其中該外部層(5)具有自由流動橫截面(Q2)用於該氣體，該自由流動橫截面(Q2)橫向於該中空本體之縱軸(LA)，大於該內部層(3)之自由流動橫截面；及b)在該內部層(3)與該外部層(5)之間或該內部中空本體(46)與該外部中空本體(47)之間形成電流電路，其中電流在出於脫附該等污染物之目的的加熱期間橫向於該等活性碳纖維(AR)之方向而自內部至外部徑向地流動經過該活性碳纖維墊(7)或該活性碳纖維環繞物(48)。
  22. 如申請專利範圍第21項之方法，其特徵在於該等層(3、5)或該等中空本體(46、47)之自由流動橫截面自內部至外部自102%增大至最大300%。
  23. 如申請專利範圍第21項之方法，其特徵在於吸附模組(1(a...n)、45)包 含夾心板(2)，或使用活性碳纖維模組(45(a...n))，對該活性碳纖維模組(45(a...n))施加DC電流或低頻AC電流。
  24. 如申請專利範圍第23項之方法，其特徵在於藉助於以下步驟來產生該活性碳纖維模組(45(a...n))：a)捲攏且接合金屬、狹槽狀、篩狀、多孔板狀或格柵狀材料以形成具有不同直徑之內部圓柱形中空本體(46)與外部圓柱形中空本體(47)作為該活性碳纖維模組之該內部層(3)與該外部層(5)，中空本體(46)與(47)與彼此匹配；b)藉由由活性碳纖維墊製成之至少一個環繞物層(48)包覆該內部中空本體(46)且繫固該環繞物層，其中該活性碳纖維墊(7)之製造寬度(KB)判定該活性碳纖維模組(45(a...n))之軸向長度(L)；及c)藉由將該外部中空本體(47)軸向地滑動至該活性碳纖維環繞物(48)上來徑向地壓縮該活性碳纖維環繞物(48)，其中該外部中空本體(47)具有內徑(ID)，該內徑比該活性碳纖維環繞物(48)之外徑(AD)小0.01倍至0.4倍，且因此該活性碳纖維環繞物(48)經徑向地壓縮，且亦在該等纖維之橫向方向上保持於不可滲透、導電狀態中。
  25. 如申請專利範圍第21項之方法，其特徵在於取決於吸附於該等活性碳纖維上之該等污染物，該內部層(3)及該外部層(5)或該內部中空本體(46)及該外部中空本體(47)之該金屬材料選自由以下各者組成之群：銅、鋁、鎂及其合金、鐵或非合金鋼、不鏽鋼、鎳基合金(赫史特合金)、鈦或鈦合金。
  26. 如申請專利範圍第21項之方法，其特徵在於，為了在該等模組中再生 該等帶有污染物之活性碳纖維，藉由用於惰性化的氮氣最初將該吸附設備加壓至0.1巴至1.0巴之超壓且隨後對其進行降壓，接著重複加壓及降壓多次直至該吸附設備中之氧含量已下降至<5%為止，且接著加熱該等活性碳纖維以便藉由接通該電流電路來脫附該等污染物，且藉由惰性氣體清洗該等活性碳纖維，其中亦可按間隔執行該清洗及加熱。
  27. 如申請專利範圍第21項之方法，其特徵在於惰性氣體用作該沖洗氣體。
  28. 如申請專利範圍第27項之方法，其特徵在於該惰性氣體為氮氣。
TW106104259A 2016-02-15 2017-02-09 帶有污染物之氣體的處理裝置及方法 TWI748987B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016001674 2016-02-15
DE102016001674.4 2016-02-15
DE102017001114.1 2017-01-28
DE102017001114.1A DE102017001114B4 (de) 2016-02-15 2017-02-06 Vorrichtung und Verfahren zum Behandeln eines mit Schadstoffen belasteten Gases

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201731579A TW201731579A (zh) 2017-09-16
TWI748987B true TWI748987B (zh) 2021-12-11

Family

ID=59930130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106104259A TWI748987B (zh) 2016-02-15 2017-02-09 帶有污染物之氣體的處理裝置及方法

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP3213807B1 (zh)
JP (1) JP7045134B2 (zh)
DE (1) DE102017001114B4 (zh)
IL (1) IL250604A0 (zh)
MX (1) MX2017002019A (zh)
RU (1) RU2721847C2 (zh)
TW (1) TWI748987B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109107334A (zh) * 2018-11-03 2019-01-01 北京卡林新能源技术有限公司 一种活性碳纤维电热再生单元
CN109437191A (zh) * 2018-12-03 2019-03-08 大连理工大学 一种“压泵”耦合微波快速制备高产率活性炭的装置与方法
CN113318564B (zh) * 2020-02-29 2022-10-04 美坚(深圳)制罐科技有限公司 金属桶加工工艺
US20230032454A1 (en) * 2021-07-29 2023-02-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Makeup air handling unit in semiconductor fabrication building and method for cleaning air using the same
DE102021213820A1 (de) 2021-12-06 2023-06-07 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung CO2-Adsorptionsmodul für eine CO2-Adsorptionsvorrichtung zum Trennen von CO2 (Kohlenstoffdioxid) aus Luft
EP4299159A1 (de) * 2022-06-27 2024-01-03 C. Gerhardt GmbH & Co. KG Adsorptionsvorrichtung zur adsorption von co2, elementaranalysegerät und verfahren zum entfernen von co2 aus einem fluidstrom
KR102685887B1 (ko) * 2022-12-09 2024-07-16 고등기술연구원연구조합 저차압 흡착 농축설비

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000024498A1 (en) * 1997-01-31 2000-05-04 Ut-Battelle, Llc Carbon fiber composite molecular sieve electrically regenerable air filter media
EP2478956A1 (en) * 2011-01-21 2012-07-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Regenerable absorption device and method of driving the same
CN203030114U (zh) * 2013-01-22 2013-07-03 沈阳市卡特尔非织造布有限公司 一种空气过滤无纺活性碳纤维布

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US737164A (en) 1901-12-14 1903-08-25 William H Sheridan Cleaner for winding-machines.
JPS534206Y2 (zh) * 1974-05-22 1978-02-02
US4231768A (en) * 1978-09-29 1980-11-04 Pall Corporation Air purification system and process
FI81968C (fi) 1984-07-06 1991-01-10 Seinaejoen Kylmaekone Oy N Kon Foerfarande foer tillvaratagande av i gaser befintliga foeroreningar.
DE4104513C2 (de) 1990-02-14 1996-11-28 Chmiel Horst Adsorber
DE69126708T2 (de) 1991-09-20 1998-02-19 Michel Baudu Vorrichtung zur Behandlung von Fluiden mit einer Adsorptionsstruktur aus geschichteten Lagen , die voneinander einen Abstand besitzen, und Regeneration durch den Jouleeffekt
DE19613326A1 (de) 1995-04-08 1996-10-10 Gewerk Keramchemie Vorrichtung zur Rückgewinnung von Lösemitteln
JPH10337438A (ja) * 1997-06-03 1998-12-22 Kuraray Eng Kk 移動槽式吸脱着装置とその使用方法
CA2347009C (en) 1998-10-26 2005-10-11 Ut-Battelle, Llc Carbon fiber composite molecular sieve electrically regenerable air filter media
US6364936B1 (en) 2000-05-15 2002-04-02 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Selective sorption and desorption of gases with electrically heated activated carbon fiber cloth element
DE10032385B4 (de) 2000-07-06 2005-07-14 M + W Zander Facility Engineering Gmbh Verfahren zur Regenerierung von mit organischen Substanzen beladenen elektrisch leitfähigen Adsorbentien
US6454834B1 (en) 2000-08-01 2002-09-24 3M Innovative Properties Company Regenerable air cleaning device
JP2005511295A (ja) 2001-12-19 2005-04-28 マクギル ユニバーシティ ガス流から汚染物質を吸着する方法および吸着剤の原位置再生方法
JP2005270693A (ja) 2004-03-23 2005-10-06 Toho Kako Kensetsu Kk 活性炭素繊維エレメント、及び其の製造法
JP2007245039A (ja) 2006-03-17 2007-09-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ｖｏｃ除去装置及びｖｏｃ除去用メタルフィルタ及びその製造方法
JP4952413B2 (ja) 2007-07-09 2012-06-13 宇部興産株式会社 エッチング排ガス処理装置及びエッチング排ガス処理方法
RU88987U1 (ru) * 2008-04-02 2009-11-27 Леонид Григорьевич Кузнецов Устройство для очистки и осушки сжатого газа
US8377172B2 (en) 2009-06-11 2013-02-19 Georgia Tech Research Corporation Fiber sorbents
JP2014147864A (ja) 2013-01-31 2014-08-21 Toyobo Co Ltd ガス処理装置およびガス処理方法
FR3010719B1 (fr) 2013-09-13 2017-02-24 Arol Energy Procede regeneratif d'elimination des composes siloxanes dans du biogaz

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000024498A1 (en) * 1997-01-31 2000-05-04 Ut-Battelle, Llc Carbon fiber composite molecular sieve electrically regenerable air filter media
EP2478956A1 (en) * 2011-01-21 2012-07-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Regenerable absorption device and method of driving the same
CN203030114U (zh) * 2013-01-22 2013-07-03 沈阳市卡特尔非织造布有限公司 一种空气过滤无纺活性碳纤维布

Also Published As

Publication number Publication date
EP3213807A3 (de) 2017-12-20
RU2017104643A3 (zh) 2020-04-09
DE102017001114B4 (de) 2022-08-18
DE102017001114A1 (de) 2017-10-12
RU2017104643A (ru) 2018-08-14
JP2017205754A (ja) 2017-11-24
EP3213807B1 (de) 2022-03-30
RU2721847C2 (ru) 2020-05-25
JP7045134B2 (ja) 2022-03-31
IL250604A0 (en) 2017-03-30
TW201731579A (zh) 2017-09-16
EP3213807A2 (de) 2017-09-06
MX2017002019A (es) 2018-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI748987B (zh) 帶有污染物之氣體的處理裝置及方法
KR102267445B1 (ko) 오염물이 함유된 가스를 처리하기 위한 장치 및 방법
JP2017205754A5 (zh)
JP5266758B2 (ja) 揮発性有機化合物処理装置
JP3050918B2 (ja) 導電性収着装置及び方法
JP2001508532A (ja) 再生可能な活性炭布吸着体を用いる空気浄化法及び浄化手段
JP2013059760A (ja) 吸着ユニット、吸着装置、及びその再生方法
US6607583B2 (en) Method and apparatus for controlled heating of adsorbent materials
KR101637901B1 (ko) 활성탄 흡착장치
KR100436449B1 (ko) 도장부스용 휘발성유기화합물 흡탈착장치 및 과포화증기를이용한 활성탄필터의 재생방법
TWI278341B (en) Regeneration process for electric current-conducting adsorbents loaded with organic substances
US11666852B1 (en) Regenerable adsorbent system
DE202016000949U1 (de) Vorrichtung zum Behandeln eines mit Schadstoffen belasteten Gases
KR20150068553A (ko) 조선소를 포함하는 대형 도장시설에서 발생되는 휘발성 유기화합물의 처리 시스템 및 처리 방법
KR20200054712A (ko) 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치, 흡착시스템 및 흡착방법
JP2011031160A (ja) 有機溶剤含有ガス処理システム
KR20010035502A (ko) 도장부스용 휘발성 유기화합물 흡, 탈착장치 및활성탄필터 재생방법
EP3488912B1 (en) Gaseous stream treatment apparatus and plant for the production of bituminous macadams comprising said treatment apparatus
KR102550316B1 (ko) 악취제거시스템용 필터링장치
KR102124000B1 (ko) 모듈형으로 용량확장이 용이한 흡착모듈 유닛, 그 흡착모듈 유닛을 갖는 흡착 시스템 및 흡착 방법
JP2010063989A (ja) 揮発性有機化合物の除去・回収方法
RU2047328C1 (ru) Устройство для адсорбции и десорбции
CN118236808A (zh) 一种有机废气高效吸附与回收设备
EP0302895A1 (en) Coal particle heater.
MXPA97002074A (en) System and method of adsorcion electricamente conduc