TWI755053B

TWI755053B - 廢氣處理設備

Info

Publication number: TWI755053B
Application number: TW109130623A
Authority: TW
Inventors: 柯世苑
Original assignee: 柯世苑
Priority date: 2020-09-07
Filing date: 2020-09-07
Publication date: 2022-02-11
Also published as: TW202210162A

Abstract

一種廢氣處理設備，用以解決習知廢氣處理設備安全性不佳的問題。係包含：一處理容器，具有一入氣口及一排氣口；一反應模組，位於該處理容器內，該反應模組具有一進氣口及一出氣口，該進氣口連通該處理容器的入氣口，該出氣口連通該處理容器的排氣口，該進氣口具有一微波吸收件；及一微波發射模組，對位於該微波吸收件。

Description

廢氣處理設備

本發明係關於一種廢氣處理設備，尤其是一種無焰熱處理廢氣的廢氣處理設備。

揮發性有機化合物(VOCs)是具有異味的有毒有害廢氣，會經由呼吸系統或皮膚對人體產生毒害作用，因此，在化工等製造業中，係將揮發性有機化合物儲存於一儲氣槽，再依據該有害物質的成分特性及濃度比例，以廢氣處理設備淨化該混合氣體，最後排放出無害、無汙染的氣體和水，以免對環境造成危害。習知的廢氣處理設備係以燃燒的方式使廢氣中的有機化合物氧化分解成二氧化碳和水，惟，有機化合物多具有易燃性質，如以燃燒的方式進行處理，稍有不慎則易有爆炸的風險。

有鑑於此，習知的廢氣處理設備確實仍有加以改善之必要。

為解決上述問題，發明的目的是提供一種廢氣處理設備，係能夠以非燃燒的方式處理廢氣，以提升作業安全性者。

本發明全文所述方向性或其近似用語，例如「前」、「後」、「左」、「右」、「上(頂)」、「下(底)」、「內」、「外」、「側面」等，主要係參考附加圖式的方向，各方向性或其近似用語僅用以輔助說明及理解本發明的各實施例，非用以限制本發明。

本發明全文所記載的元件及構件使用「一」或「一個」之量詞，僅是為了方便使用且提供本發明範圍的通常意義；於本發明中應被解讀為包括一個或至少一個，且單一的概念也包括複數的情況，除非其明顯意指其他意思。

本發明全文所述「結合」、「組合」或「組裝」等近似用語，主要包含連接後仍可不破壞構件地分離，或是連接後使構件不可分離等型態，係本領域中具有通常知識者可以依據欲相連之構件材質或組裝需求予以選擇者。

本發明的廢氣處理設備，包含：一處理容器，具有一入氣口及一排氣口；一反應模組，位於該處理容器內，該反應模組具有一進氣口及一出氣口，該進氣口連通該處理容器的入氣口，該出氣口連通該處理容器的排氣口，該進氣口具有一微波吸收件；一微波發射模組，對位於該微波吸收件；及至少一加熱模組，該加熱模組具有一殼體，該殼體內具有一加熱空間以及用以連通該加熱空間與該微波吸收件的一底孔，該加熱空間內具有一加熱件，並與該處理容器內的一處理空間相連通。

據此，本發明的廢氣處理設備，藉由該微波吸收件吸收微波後升溫，以由該微波吸收件發出的高溫對該氣體中的有機污染物及異味分子進行加熱，進而可以分解破壞有機污染物及異味分子，如此，係不需要以燃燒的方式對該氣體中的有機污染物及異味分子進行處理，係可以降低處理該氣體時爆炸的風險，可以達到提升安全性的功效。

其中，該處理容器內具有一分隔件，該分隔件將該處理容器內分隔出一處理空間及一流道，該分隔件具有數個連通孔以連通該流道與該處理空間，上述反應模組位於該處理空間，該處理容器的入氣口及排氣口連接於該流道。如此，係可以將該氣體由該流道導入該處理空間，係具有確保氣體於該處理空間進行反應的功效。

其中，該流道具有相連通的一入氣道及一熱交換氣道，該入氣道連接於該處理容器的入氣口，該熱交換氣道連接於該分隔件的連通孔。如此，係可以使該氣體可以於該熱交換氣道內與處理過後的氣體進行熱交換，以及使氣體降溫以由該排氣口排出，係具有降低操作人員燙傷的風險的功效。

其中，該入氣道與該熱交換氣道分別位於一隔牆的兩側，該隔牆具有數個連通孔以連通該入氣道與該熱交換氣道，該隔牆的連通孔及該分隔件的連通孔分別鄰近於該熱交換氣道的下端及上端。如此，係可以延長該氣體通過該熱交換氣道的時間，係具有提升熱交換效率的功效。

其中，該流道另具有一連通氣道及一排氣道，該連通氣道及該排氣道分別位於該熱交換氣道的相對兩端，該連通氣道及該排氣道藉由至少一傳輸管相連通，該傳輸管位於該熱交換氣道，該連通氣道與該處理空間連通，該排氣道連接該排氣口。如此，經過該反應模組的氣體可以排入該連通氣道，並經由位於該熱交換氣道的傳輸管流入該排氣道，係具有使該氣體於該熱交換氣道內與處理過後的氣體進行熱交換的功效。

其中，該反應模組具有一觸媒作用件，該觸媒作用件位於該反應模組的出氣口。如此，係可以將該氣體中的有機化合物氧化破壞，係具有提升淨化效率的功效。

其中，該反應模組具有一導管，該微波吸收件及該觸媒作用件分別位於該導管的兩端。如此，係可以使氣體通過該微波吸收件後藉由該導管被導入該觸媒作用件，藉此，可以使氣體經過燃燒後再與觸媒產生作用，係具有提升氣體淨化效率的作用。

其中，該處理容器由一上殼體及一下殼體可拆裝的結合而成，於該下殼體中，該分隔件圈圍出該處理空間且該分隔件與該處理容器的內周壁之間形成該流道，該處理容器的上殼體具有至少一發射孔，該微波發射模組結合於該發射孔。如此，該微波發射模組係可以由該上殼體朝該微波吸收件發射微波，係具有提升微波照射效率的功效。

其中，該處理容器的下端具有一排水口，該排水口連接該連通氣道。如此，係可以對該反應模組灌入清洗液進行沖洗，並由該排水口排出該清洗液，係具有提升使用便利性的功效。

1:處理容器

1a:上殼體

1b:下殼體

11:入氣口

12:排氣口

13:分隔件

131,141:連通孔

132:下開口

14:隔牆

142:傳輸管

15:排水口

16:發射孔

161:阻隔板

2:反應模組

2a:進氣口

2b:出氣口

21:微波吸收件

22:觸媒作用件

23:導管

3:微波發射模組

4:加熱模組

4a:殼體

41:加熱空間

42:通孔

43:加熱件

44:輸出管

45:底孔

S:處理空間

R:流道

R1:入氣道

R2:熱交換氣道

R3:連通氣道

R4:排氣道

〔第1圖〕本發明第一實施例的分解立體圖。

〔第2圖〕本發明第一實施例的組合剖面圖。

〔第3圖〕沿第2圖的A-A線剖面圖。

〔第4圖〕本發明第一實施例的氣體淨化示意圖。

〔第5圖〕本發明第二實施例的組合剖面圖。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第1、2圖所示，其係本發明廢氣處理設備的一較佳實施例，係包含一處理容器1、一反應模組2及一微波發射模組3，該反應模組2位於該處理容器1內，該微波發射模組3對位於該反應模組2。

該處理容器1係能夠用以容納氣體以對該氣體進行處理，該處理容器1可以為一體成型或者多個殼體組裝形成，在本實施例中，該處理容器1可以由一上殼體1a及一下殼體1b可拆裝的結合而成，以方便該反應模組2的裝設、維護或清洗。該處理容器1可以具有一入氣口11及一排氣口12，該入氣口11能夠用以輸入待處理的氣體，並使處理後的氣體由該排氣口12排出，例如可以由鼓風機等驅風裝置帶動氣體的流動，係為本領域人員可以瞭解，本發明在此不做贅述。該處理容器1內具有一分隔件13，該分隔件13將該處理容器1內分隔出一處理空間S及一流道R，該處理空間S用以容置該反應模組2，該流道R用以作為該氣體的流路，以使該氣體可以通過該流道R以進入該反應模組2以及排出至該處理容器1外。

請參照第2、3圖所示，該分隔件13與該處理容器1的內周壁係可以呈間隔設置，以使該分隔件13與該處理容器1的內周壁之間可以形成該流道R，該分隔件13具有數個連通孔131以連通該流道R與該處理空間S。在本實施例中，該分隔件13可以位於該下殼體1b之空間內，以將該下殼體1b內圈圍出該處理空間S及該流道R，使該分隔件13內形成該處理空間S，並使該流道R圍繞於該分隔件13的外圍。該流道R具有一入氣道R1，該入氣道R1係鄰接於該處理容器1的內周壁，使該入氣口11連接於該入氣道R1，藉此，以將該氣體由該入氣口11輸入至該入氣道R1，該流道R可以具有一熱交換氣道R2，該熱交換氣道R2分別連接於該入氣道R1及該分隔件13的連通孔131，使該氣體可以由該入氣道R1進入該熱交換氣道R2內與處理過後的氣體進行熱交換(容後詳述)。較佳地，係可以藉由一隔牆14分隔出該入氣道R1及該熱交換氣道R2，該隔牆14係可以位於該處理容器1的內周壁及該分隔件13之間，使該入氣道R1與該熱交換氣道R2分別位於該隔牆14的兩側，該隔牆14具有數個連通孔141以連通該入氣道R1與該熱交換氣道R2，如此，該氣體可以經由該入氣道R1及該熱交換氣道R2進入該處理空間S。

該入氣道R1及該熱交換氣道R2係延伸於該下殼體1b的上端及下端之間，該隔牆14的連通孔141及該分隔件13的連通孔131較佳分別鄰近於該熱交換氣道R2的下端及上端，如此，該入氣道R1及該熱交換氣道R2可以形成U型的蜿蜒通路，以提升該氣體通過該熱交換氣道R2的時間。

該流道R另具有一連通氣道R3及一排氣道R4，該連通氣道R3可以位於該下殼體1b的下端，該排氣道R4可以位於該下殼體1b的上端，即，該連通氣道R3及該排氣道R4係分別位於該熱交換氣道R2的相對兩端，其中，該分隔件13的下端可以具有一下開口132，該下開口132與該連通氣道R3連通，使該連通氣道R3與該處理空間S連通，使該處理空間S的氣體可以進入至該連通氣道R3，該排氣道R4連接該排氣口12，以將該處理空間S內的氣體排出。

請參照第1、2圖所示，該連通氣道R3及該排氣道R4係可以藉由至少一傳輸管142相連通，該傳輸管142係可以穿伸於該熱交換氣道R2，且該傳輸管142的兩端分別與該連通氣道R3及該排氣道R4相連通，如此，該連通氣道R3的氣體可以經由該傳輸管142送至該排氣道R4，並由該排氣口12排出，該傳輸管142較佳為數個，該數個傳輸管142可以環繞並排於該分隔件13的周圍，係具有提升氣體傳輸效率的作用。

該反應模組2位於該處理空間S，係用以對送入該處理空間S內的氣體進行淨化，詳言之，該反應模組2具有相對的一進氣口2a及一出氣口2b，該進氣口2a具有一微波吸收件21，該微波吸收件21係為微波吸收材質，舉例而言，該微波吸收件21可以為碳化矽(SiC)材質，因碳化矽具備低熱膨脹係數、高硬度、剛性和高熱導率而可以與微波輻射產生很強的耦合作用，如此，該微波吸收件21可以受到微波的照射而升溫，使該微波吸收件21的溫度可以高於有機化合物燃點的溫度，以使有機化合物被加熱破壞。另，該微波吸收件21較佳具有陶瓷的外殼，如此，該微波吸收件21本身可以承受較高的溫度。另，該反應模組2可以具有一觸媒作用件22，該觸媒作用件22可以位於該出氣口2b，該觸媒作用件22可以為具有多孔結構，以提升對該氣體的作用面積，該觸媒作用件22可以為金屬觸媒、金屬氧化物觸媒、化學觸媒或非金屬觸媒等，係可以依據所要作用的氣體總類而選擇不同的觸媒，本發明不予限制，舉例而言，該氣體中的主要成分為硝和氮的氧化物時，係可以選擇貴金屬觸媒，例如鉑、鈀或銠等三族貴金屬元素；若該氣體中主要成分是硫氧化物或硫氫化物的情況下，係可以選擇使用金屬氧化物觸媒，例如，氧化鉻、氧化鉬、氧化鐵、氧化錳、氧化鋅、氧化鎳、氧化銅或氧化鎢等。又，上述觸媒係能夠以塗布、靜電塗裝、物理蒸著或化學蒸著等方式附著於一基質以形成該觸媒作用件22，該基質可以例如為陶瓷，如此，該觸媒作用件22本身可以承受較高的溫度。

較佳地，該反應模組2可以具有一導管23，該微波吸收件21及該觸媒作用件22分別結合於該導管23的兩端，如此，係可以使氣體通過該微波吸收件21後藉由該導管23被導入至該觸媒作用件22，藉此，使氣體經過高溫裂解後再與觸媒產生作用，係具有提升氣體淨化效率的作用。詳言之，該反應模組2係位於該分隔件13所圍繞的空間內，該反應模組2可以結合於該分隔件13的內周壁，該反應模組2較佳結合於該分隔件13的連通孔131與該下開口132之間，且該反應模組2係呈封閉結合於該分隔件13的內周壁，以使該連通孔131與該下開口132互不連通，例如，可以藉由該觸媒作用件22的外壁與該分隔件13的內壁緊密貼接，使該連通孔131與該下開口132互不直接連通，係為本領域人員可以瞭解，本發明在此不作贅述。如此，可以確保氣體由該連通孔131進入該處理空間S後，可以通過該反應模組2再由該下開口132排出。另，該處理容器1的下端可以具有一排水口15，該排水口15連接該連通氣道R3，如此，當該微波吸收件21及該觸媒作用件22使用一段時間而積蓄污垢時，係可以對該反應模組2灌入清洗液進行沖洗，使該清洗液可以由該下開口132流至該連通氣道R3再由該排水口15排出。

該微波發射模組3較佳係對位於該反應模組2的微波吸收件21，以對該微波吸收件21發射微波，使該微波吸收件21升溫。該微波發射模組3可以具有例如磁控管等微波發射組件，或者具有例如風扇等散熱元件，在本實施例中，為了避免該下殼體1b的流道R對微波穿透造成阻礙，而使得該微波吸收件21的微波吸收效率受影響，該處理容器1的上殼體1a可以具有一發射孔16，使該微波發射模組3可以結合於該發射孔16，如此，該微波發射模組3可以由該上殼體1a朝該微波吸收件21發射微波，係具有提升微波照射效率的效果。另，該發射孔16可以為數個，如此，該上殼體1a可以依需求結合數個微波發射模組3，以提升微波照射效率，本發明不予限制。又，為避免該微波吸收件21的高溫和該處理空間S的廢氣損害該微波發射模組3，該發射孔16以可以供微波穿透但不會吸波和不會使廢氣穿越之例如石英板的一阻隔板161進行封閉。

請參照第4圖所示，本發明之廢氣處理設備使用時，係可以將具有有機化合物的氣體通入該入氣口11，該氣體係可以通過該入氣道R1進入該處理空間S，在本實施例中，該氣體由該入氣道R1進入該熱交換氣道R2後，再由該分隔件13的連通孔131進入該處理空間S，該處理空間S中的氣體即可由該反應模組2的進氣口2a通過該微波吸收件21及該觸媒作用件22，並由該出氣口2b進入該連通氣道R3，此時，該微波吸收件21可以受到微波的照射而升溫，使該微波吸收件21的溫度可以高於有機化合物燃點的溫度，以對有機化合物進行加熱破壞，並可以藉由該觸媒作用件22對有機化合物進行氧化，如此，係可以將該氣體內的有機化合物轉換成二氧化碳及水，以形成無汙染的產物。經過該反應模組2的氣體係由該下開口132排入該連通氣道R3，並由該連通氣道R3經由位於該熱交換氣道R2的傳輸管142流入該排氣道R4，此時，該氣體因為受到該反應模組2的加熱而呈現高溫狀態，係可以與該熱交換氣道R2內的氣體進行熱交換，如此，係可以對該熱交換氣道R2內的氣體進行預熱，以及使該傳輸管142內的氣體降溫後以由該排氣口12排出，藉此降低操作入員燙傷的風險，並達到淨化氣體以及消除臭味的作用。

請參照第5圖所示，其係本發明廢氣處理設備的第二實施例，另包含至少一加熱模組4，本實施例中該加熱模組4為四個，該加熱模組4可以將該處理空間S中的氣體預先加熱後再通入該反應模組2。詳言之，該加熱模組4可以位於該微波吸收件21的頂端，以使該氣體通過該加熱模組4可以直接通入該微波吸收件21，該加熱模組4具有一殼體4a，該殼體4a內具有一加熱空間41，該殼體4a具有朝向該處理空間S的一通孔42，使該加熱空間41可以通過該通孔42與該處理空間S連通，如此，可以將該氣體由該處理空間S輸入至該加熱空間41內，該加熱空間41可以具有一加熱件43，該加熱件43可以例如為電熱管，如此，可以對該加熱空間41內的氣體進行加熱，該殼體4a另具有連通該加熱空間41的一輸出管44，該輸出管44對位於該微波吸收件21，例如，該殼體4a可以具有一底孔45，該底孔45用以連通該輸出管44與該微波吸收件21，藉此將加熱後的氣體經由該底孔45輸至該微波吸收件21。據此，通過該加熱模組4的氣體可以受到該加熱件43的加熱再經由該輸出管44進入該微波吸收件21。如此，可以確保待處理氣體進入該反應模組2前，已逐漸加熱至所需要的高溫，係具有提高作業效率的作用。

綜上所述，本發明的廢氣處理設備，藉由該微波吸收件吸收微波後升溫，以由該微波吸收件發出的高溫對該氣體中的有機污染物及異味分子進行加熱，進而可以分解破壞有機污染物及異味分子，如此，係不需要以燃燒的方式對該氣體中的有機污染物及異味分子進行處理，係可以降低處理該氣體時爆炸的風險，可以達到提升安全性的功效。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。