TWI765637B

TWI765637B - 可提升濾淨效能的廢氣處理設備

Info

Publication number: TWI765637B
Application number: TW110112125A
Authority: TW
Inventors: 李建霖; 曾偉庭
Original assignee: 漢科系統科技股份有限公司
Priority date: 2021-04-01
Filing date: 2021-04-01
Publication date: 2022-05-21
Also published as: TW202239457A

Abstract

一種可提升濾淨效能的廢氣處理設備，包含一水洗單元、一連通於該水洗單元的除塵單元，及一用以去除水氣的除霧單元。該水洗單元包括一界定出一沖洗空間並具有一導入口的第一腔體，及一安裝於該導入口的二流體噴頭。該二流體噴頭具有一適用於將清洗液導入該沖洗空間的導液件，及一適用於在該沖洗空間形成霧滴的導氣件。該除塵單元包括一連接該第一腔體並界定一分離空間的主體、一使清洗液在該分離空間中沾附細微顆粒的第一噴頭、一固定於該主體的定子機構，及一可相對該定子機構轉動而分離沾附清洗液之細微顆粒的轉子機構。

Description

可提升濾淨效能的廢氣處理設備

本發明是有關於一種工業污染副產物的處理設備，特別是指一種可提升濾淨效能的廢氣處理設備。

參閱圖1，為一現有的廢氣處理設備1，包含一與前端製造設備(圖未示)連通的入口洗滌單元11、一設置於該入口洗滌單元11下游並與該入口洗滌單元11連通的反應單元12、一設置於該反應單元12下游並與該反應單元12連通的出口洗滌單元13，及一適用於盛接洗滌廢水的水槽14。

該入口洗滌單元11適用於引入外界水源，利用直接噴灑水的方式，使廢氣與水進行初步反應，以除去廢氣中的可溶於水或能與水反應的成分。接著，洗滌後產生的廢水將被引導至該水槽14中。該反應單元12用於對廢氣進行加熱分解反應，使廢氣中受熱產生結晶的成分得以析出。而部分成分析出後產生的結晶鹽可直接以物理方式刮除，並另外進行針對性的處理。該出口洗滌單元13同樣適用於引入外界水源，以對經過加熱分解反應後的廢氣再一次洗滌，以進一步去除廢氣中可溶於水或能與水反應的成分。洗滌廢氣後的廢水同樣被引導至該水槽14，並經過特定處理後方可排放，或者重新導入該入口洗滌單元11或該出口洗滌單元13而再利用。

然而，目前上游端的相關製程越來越先進，產生的廢氣中也可能含有更多複雜的成分，特別是會對人體造成有害影響的細微顆粒(尤其是PM2.5)，較難以利用單純的洗滌和反應去除，故若需要因應上游製程的必須處理，勢必要針對細微顆粒進一步優化處理效能。

因此，本發明之目的，即在提供一種能有效針對細微顆粒提高分離效能的可提升濾淨效能的廢氣處理設備。

於是，本發明可提升濾淨效能的廢氣處理設備，包含一水洗單元、一連通於該水洗單元之下游的除塵單元，及一連通於該除塵單元下游的除霧單元。

該水洗單元包括一界定出一沖洗空間且具有一連通於該沖洗空間之導入口的第一腔體，及一安裝於該導入口的二流體噴頭，該二流體噴頭具有一適用於將清洗液導入該沖洗空間的導液件，及一與該導液件相間隔，且適用於將氣體導入該沖洗空間而與清洗液一同形成霧滴的導氣件；及該除塵單元包括一連接於該第一腔體並界定出一連通於該沖洗空間之分離空間的主體、一安裝於該主體且用以將清洗液導入該分離空間中沾附欲分離之細微顆粒的第一噴頭、一固定於該主體上的定子機構，及一安裝於該主體上且可相對於該定子機構轉動而分離沾附清洗液之細微顆粒的轉子機構。

該除霧單元包括一界定出一除霧空間且具有一遠離該除塵單元之出口的第二腔體，及多個在該除霧空間中以往該出口之方向彼此間隔並錯位設置，且共同將該除霧空間分隔為一反覆彎折之路徑的凝結板。

本發明之功效在於：含有細微顆粒的廢氣進入該沖洗空間時，能因該二流體噴頭形成的霧滴而提高與清洗液的接觸面積，配合在該分離空間中由該轉子機構相對於該定子機構轉動而產生的離心機制，能有效分離沾附清洗液而具有一定重量的細微顆粒，因而確實能針對細微顆粒提高分離效能，藉此優化特定製程所產生之廢氣的處理性能。

2:水洗單元

21:第一腔體

210:沖洗空間

211:導入口

212:第一視窗

22:二流體噴頭

221:導液件

222:導氣件

3:除塵單元

31:主體

310:分離空間

311:端緣板

319:安裝口

32:第一噴頭

33:定子機構

330:通口

331:固定板

332:外圍板

333:環形板

334:內圍板

339:內環緣

34:轉子機構

341:基板

342:圍繞板

343:隔繞板

35:第二噴頭

39:馬達

4:除霧單元

41:第二腔體

410:除霧空間

411:出口

412:第二視窗

42:凝結板

91:反應單元

92:風扇單元

93:集水槽

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一示意圖，說明一現有的廢氣處理設備；圖2是一示意圖，說明本發明可提升濾淨效能的廢氣處理設備的一實施例；圖3是一立體分解圖，說明該實施例的一水洗單元、一除塵單元，及一除霧單元；圖4是一側視圖，說明該水洗單元的一個二流體噴頭；圖5是一立體圖，說明本實施例組裝完成的情況；圖6是一局部剖視的立體圖，說明該除塵單元的一定子機構及一轉子機構；圖7是一示意圖，說明該實施例處理廢氣時的運作方式；及圖8是一示意圖，說明該除霧單元的功效。

參閱圖2，為本發明可提升濾淨效能的廢氣處理設備之一實施例，本實施例包含一水洗單元2、一連通於該水洗單元2之下游的除塵單元3，及一連通於該除塵單元3之下游的除霧單元4。其中，本實施例實際實施時，上游是連接於一藉由化學反應機制去除特定成分之反應單元91，而下游則是連接一用以運轉而產生將處理後之廢氣向外排出的風扇單元92，並在下方配合設置一用以收集沖洗廢氣之清洗液的集水槽93來運作。具體而言，本實施例為一完整之廢氣處理系統的其中一個單元裝置。

同時參閱圖2至圖4，該水洗單元2包括一界定出一沖洗空間210且具有一連通於該沖洗空間210之導入口211的第一腔體21，及一安裝於該導入口211的二流體噴頭22。其中，該第一腔體21還具有一與沖洗空間210連通，且與該導入口211相間隔的第一視窗212。該第一視窗212可採用例如玻璃或者壓克力之透明材質製成，藉此在該水洗單元2運作時，觀察該沖洗空間210中的情況。該二流體噴頭22具有一適用於將清洗液導入該沖洗空間210的導液件221，及一與該導液件221相間隔，且適用於將氣體導入該沖洗空間210的導氣件222。具體而言，該二流體噴頭22之該導液件221是對該沖洗空間210導入淨水，而該導氣件222則是導入清淨的乾燥空氣(clean dry air,C.D.A.)，因此在該沖洗空間210中即能藉由空氣而使淨水霧化形成較細微的液滴，因而在該沖洗空間210中布滿體積較小的霧滴，藉此提高廢氣中之細微顆粒與清洗液的接觸面積。

參閱圖3、圖5、圖6，該除塵單元3包括一連接於該第一腔體21並界定出一連通於該沖洗空間210之分離空間310的主體31、一安裝於該主體31且用以將清洗液導入該分離空間310中沾附欲分離之細微顆粒的第一噴頭32、一固定於該主體31上的定子機構33、一安裝於該主體31上且可相對於該定子機構33轉動而分離沾附清洗液之細微顆粒的轉子機構34，及一設置於該分離空間310 中，且位於該第一噴頭32相對上游的第二噴頭35。其中，該轉子機構34的旋轉動力較佳是連接一馬達39而產生，該第二噴頭35是在該分離空間310中由上而下地噴灑清洗液，而該第一噴頭32則是橫向往該定子機構33與該轉子機構34之轉軸的方向噴灑清洗液，藉此在該分離空間310中充分提供來自各方向的清洗液。

參閱圖6與圖7並配合圖3，該主體31具有一圍繞界定一連通於該分離空間310之安裝口319的端緣板311，該定子機構33具有一安裝於該端緣板311且具有一圍繞出一通口330之內環緣339的固定板331、一自該固定板331之該內環緣339經該安裝口319而往該分離空間310延伸的外圍板332、一自該外圍板332遠離該固定板331之一端徑向往內延伸的環形板333，及一自該環形板333往該固定板331延伸，並與該外圍板332徑向間隔的內圍板334。該轉子機構34具有一封擋於該通口330的基板341、一自該基板341往該分離空間310延伸且位於該內圍板334徑向內側的圍繞板342，及一自該基板341往該分離空間310延伸，並位於該內圍板334與該外圍板332之間的隔繞板343。其中，該外圍板332、該內圍板334、該圍繞板342，及該隔繞板343皆形成有多個沿徑向貫通的貫孔，使得廢氣中的細微顆粒在沾附清洗液而擴大整體粒徑後仍能通過。

值得特別說明的是，該定子機構33與可相對於該定子機構33旋轉的該轉子機構34，以轉軸往徑向外側而言，該圍繞板342、該內圍板334、該隔繞板343，及該外圍板332依序將會形成四層可相對旋轉，並且產生交互作用的結構。因此，除了旋轉產生的離心力以外，各層之間的交互作用也有利於分離沾附清洗液後的細微顆粒。

該定子機構33的該外圍板332及該內圍板334是以疏水性材質所製成，且該轉子機構34的該圍繞板342及該隔繞板343是以疏水性材質所製成。因此，該分離空間310中的霧滴即較不容易沾附於該外圍板332、該內圍板334、該圍繞板342，以及該隔繞板343上，因而能避免霧滴堵塞於所述貫孔，確保霧滴皆能有效通過所述貫孔，以發揮該定子機構33與該轉子機構34相對旋轉的交互作用，維持預期之分離細微顆粒的效能。另外，除了如前述採用疏水性材質以外，為了防止所述貫孔阻塞並且達成提高分離效能的目的，該外圍板332、該內圍板334、該圍繞板342，以及該隔繞板343也可採用其他材料製造再塗覆例如鐵氟龍之疏水性塗料，也能與直接以疏水性材料製造產生相同的效果。

重新參閱圖2與圖3，該除霧單元4包括一界定出一除霧空間410的第二腔體41，及多個彼此間隔設置於該除霧空間410中的凝結板42。該第二腔體41具有一遠離該除塵單元3的出口411，及一連通於該除霧空間410的第二視窗412。該等凝結板42以往該出口411之方向彼此間隔並錯位設置，且共同將該除霧空間410分隔為一反覆彎折的路徑，藉此延長氣體流動的路徑長度，增加與該等凝結板42接觸的機會，達成使氣體中的殘留水氣凝結於該等凝結板42而分離的目的。而該第二視窗412同樣可採用例如玻璃或者壓克力之透明材質製成，藉此觀察該除霧空間410中的運作情況。

參閱圖7並配合圖2，本實施例運作時，在相對前端已經過該反應單元91的處理，因此在進入本實施例後，已不考慮化學性反應而分離成分的相關處理。自該反應單元91導入本實施例的廢氣，會先進入該水洗單元2處理，如表一所呈現的數據，藉由該二流體噴頭22而在該沖洗空間210中形成霧滴，可使粒徑原本在10微米以下的細微顆粒，因沾附清洗液而提高至接近20微米。接著，當廢氣進入該分離空間310中，該第二噴頭35噴灑的清洗液會持續沾附於欲分離的細微顆粒，進一步使顆粒粒徑達到100微米等級。後續，再配合該定子機構33與該轉子機構34相對旋轉的作用機制，該第一噴頭32所噴灑的清洗液能再使細微顆粒沾附更多的清洗液，使得外圍包覆清洗液之細微顆粒的整體粒徑接近400微米，有利於藉由該定子機構33與該轉子機構34相對旋轉的離心機制分離。

參閱圖8並配合圖7，經過該除塵單元3而進入該除霧單元4的廢氣，因經過先前的大量水洗，勢必含有一定比例的水氣，為了使廢氣得以符合排放標準，進入該除霧空間410的廢氣，會在該等凝結板42分隔出的蜿蜒路徑中流動，在延長流動路徑而頻繁接觸該等凝結板42的同時，水氣即容易凝結在該等凝結板42上而被分離。藉此，經過該除霧單元4的廢氣，能進一步分離水氣，以符合目前相關規章的排放標準。

要另外說明的是，由於本實施例是藉由各種類型的噴頭產生不同的噴灑模式，並且配合該定子機構33及該轉子機構34相對旋轉的分離機制，提升針對細微顆粒的分離效能，故在水源方面不需要提供過於高壓的水源，甚至直接連接一般自來水源即可達成預期的分離效果，使用及配置上都更加便利。

綜上所述，本發明可提升濾淨效能的廢氣處理設備的該實施例，進入該沖洗空間210之含有細微顆粒的廢氣，能因該二流體噴頭22形成的霧滴而提高與清洗液的接觸面積，形成相對較大的顆粒，配合在該分離空間310中之該第一噴頭32的噴灑，以及由該轉子機構34相對於該定子機構33轉動而產生的離心機制，能有效分離進一步沾附更多清洗液而具有一定重量、粒徑的細微顆粒，以針對細微顆粒提高處理性能。因此，確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。