TWI836468B - 高效能廢氣淨化系統及高效能廢氣淨化方法 - Google Patents
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Abstract
一種高效能廢氣淨化系統，其包括至少一淨化單元、及焚化單元；
該淨化單元包含有第一轉輪及設置於該第一轉輪下游端的第二轉輪；各該轉輪的輪面分別被區分為吸附區、冷卻區及脫附區，用以處理吸附製程廢氣中的揮發性有機化合物，隨後可再利用脫附氣體將轉輪中的揮發性有機化合物脫附，並輸送至該焚化單元中焚燒處理，藉此能夠移除製程廢氣中98%以上的揮發性有機化合物。
Description
本發明係關於一種揮發性有機化合物的處理系統及方法，特別係關於一種應用轉輪及焚化設備的處理系統及方法
隨著半導體及光電技術的蓬勃發展，也帶動了台灣的科技產業在近年快速的成長；相對地，在另一方面，卻也衍生了許多與環保息息相關的問題，特別是在半導體元件或光電元件之製程多半需要利用化學反應完成，在生產過程中會排放大量含有揮發性有機物(VOCs,Volatile Organic Compounds)，而這些VOCs絕大部份屬於有害性的空氣污染物(Hazardous Air Pollutants；HAPs)，人體長期暴露於含高濃度VOCs的環境中會有產生中毒及致癌性腫瘤等反應。再著，存在在大氣中的VOCs會產生光化學反應，導致大氣中臭氧濃度升高及產生高氧化性污染物。因此，這些含有揮發性有機物的廢氣排放前必須先加以處理，不可直接排放到大氣中，避免造成環境危害。
由於半導體製造業和光電業的廢氣排放量大，且VOCs的濃度屬中低範圍，設計焚化爐進行高溫焚化處理，可有效處理其廢氣排放。
然而，前述系統雖可達處理VOCs的功能，惟其以操作溫度700℃以上的高溫，焚化處理高風量低濃度的廢氣時，需要消耗大量之能源(燃料)，因此造成廢氣處理上大量能源的浪費。若結合兩種處理設施，例如使用沸石轉輪搭配焚化爐，使廢氣以單轉輪吸附濃縮之後，再以燃燒焚化
等方法進行後處理，用以節省廢氣焚化過程中之燃料費用，但無法達到98%以上之高削減率需求。
有鑑於此，本創作人為改善並解決上述之缺失，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。本發明之高效能廢氣淨化系統能夠降低系統煙量負載及系統中的焚化單元處理煙量以達到節能之功效，降低整體操作成本。
意即，本發明的目的在於提供一種高效能廢氣淨化系統，用以處理含揮發性有機化合物之製程廢氣，包括：至少一淨化單元、以及焚化單元。該淨化單元包含有第一轉輪以及設置該第一轉輪下游端的第二轉輪；該第一轉輪可被區分為一第一吸附區、一第一冷卻區、及一第一脫附區；該第一吸附區係供導入該製程廢氣，用以吸附該製程廢氣中的至少一部分揮發性有機化合物並送出一第一過濾氣體；該第一冷卻區係供導入一第一冷卻氣體，用以使因進行脫附而累積熱量並且升溫的該第一轉輪降溫；該第一脫附區係供導入一第一脫附氣體，用以脫附該第一轉輪所吸附的揮發性有機化合物並送出一第一VOC濃縮氣體；該第二轉輪可被區分為一第二吸附區、一第二冷卻區、及一第二脫附區；該第二吸附區係供導入該第一過濾氣體，用以吸附第一過濾氣體中的至少一部分揮發性有機化合物並送出一第二過濾氣體；該第二冷卻區係供導入一第二冷卻氣體，用以使因進行脫附而累積熱量並且升溫的該第二轉輪降溫；該第二脫附區係供導入一第二脫附氣體，用以脫附該第二轉輪所吸附的揮發性有機化合物並送出一第二VOC濃縮氣體；該焚化單元係至少具有一焚化設備，該焚化單元設置成可連通於該第一脫附區，用以將第一VOC濃縮氣體中的揮發性有機化合物焚燒處理而生成一焚化後氣體並排出。
根據本發明之一實施例，該高效能廢氣淨化系統更包括一第三加熱器以及一第二加熱器，該第三加熱器及該第二加熱器皆與該第一轉輪及該第二轉輪氣體連通。
根據本發明之一實施例，從該第二冷卻區排出的該第二冷卻氣體被導入該第二加熱器中進行加熱後輸出為該第二脫附氣體。
根據本發明之一實施例，從該第一冷卻區排出的該第一冷卻氣體被導入該第二加熱器中進行加熱後輸出為該第二脫附氣體。
根據本發明之一實施例，該第二VOC濃縮氣體被導入該第三加熱器中進行加熱後輸出為該第一脫附氣體。
根據本發明之一實施例，該高效能廢氣淨化系統更包括一第一加熱器，該第一VOC濃縮氣體在導入該焚化設備之前先被導入該第一加熱器進行加熱。
根據本發明之一實施例，該第三加熱器、該第二加熱器、以及該第一加熱器分別為熱交換器，且該焚化後氣體依序流經該第一加熱器、該第二加熱器、及該第三加熱器以作為進行熱交換所使用的熱源。
另外，本發明還可以提供一種高效能廢氣淨化方法，其係前述高效能廢氣淨化系統；該高效能廢氣淨化方法包括下列步驟：第一吸附步驟：一含揮發性有機化合物的製程廢氣輸送至該第一吸附區，並經該第一吸附區吸附至少一部分所述揮發性有機化合物後送出一第一過濾氣體；第二吸附步驟：將該第一過濾氣體導入至該第二吸附區，並經該第二吸附區吸附至少一部分所述揮發性有機化合物後送出一第二過濾氣體；脫附步驟：使一第二冷卻氣體通過該第二冷卻區後將該第二冷卻氣體升溫生成第二脫附氣體，再將第二脫附氣體輸送該第二脫附區，該第二脫附氣體將該第二轉輪所吸附的揮發性有機化合物自該第二轉輪脫附並送出一第二VOC濃縮氣體，然後將該第二VOC濃縮氣體升溫生成第一脫附氣體，再將
第一脫附氣體輸送該第一脫附區，該第一脫附氣體將該第一轉輪所吸附的揮發性有機化合物自該第一轉輪脫附並送出一第一VOC濃縮氣體；以及焚化步驟：將該第一VOC濃縮氣體輸送至該焚化單元；該焚化單元包含有一焚化設備，能夠將第一VOC濃縮氣體中的揮發性有機化合物焚燒處理而生成一焚化後氣體並排出；其中該第二冷卻氣體在進入該第二冷卻區時的第一冷卻溫度為在40℃以下，從該第二冷卻區排出時的溫度為在100~130℃之間；該第二脫附氣體在進入該第二脫附區時的第二脫附溫度為在180~220℃之間；以及該第一脫附氣體在進入該第一脫附區時的第一脫附溫度為在180~220℃之間。
根據本發明之一實施例，該高效能廢氣淨化方法係進一步包含使一第一冷卻氣體通過該第一冷卻區，該第一冷卻氣體為該待處理廢氣之一部分分流或外部氣體，且該第一冷卻氣體在進入該第一冷卻區時的第一冷卻溫度為在40℃以下，從該第一冷卻區排出時的溫度為在100~130℃之間。
根據本發明之一實施例，該焚化後氣體是作為使該第二冷卻氣體以及該第二VOC濃縮氣體升溫所使用的熱源，且其最終溫度為在200~280℃之間。
又，本發明還可以提供另一種高效能廢氣淨化方法，包括下列步驟：第一吸附步驟：一含揮發性有機化合物的製程廢氣輸送至該第一吸附區，並經該第一吸附區吸附至少一部分所述揮發性有機化合物後送出一第一過濾氣體；第二吸附步驟：將該第一過濾氣體導入至該第二吸附區，並經該第二吸附區吸附至少一部分所述揮發性有機化合物後送出一第二過濾氣體；脫附步驟：使一第一冷卻氣體通過該第一冷卻區後將該第一冷卻氣體升溫生成第二脫附氣體，再將第二脫附氣體輸送該第二脫附區，該第二脫附氣體將該第二轉輪所吸附的揮發性有機化合物自該第二轉輪脫附並
送出一第二VOC濃縮氣體，然後將該第二VOC濃縮氣體升溫生成第一脫附氣體，再將第一脫附氣體輸送該第一脫附區，該第一脫附氣體將該第一轉輪所吸附的揮發性有機化合物自該第一轉輪脫附並送出一第一VOC濃縮氣體；以及焚化步驟：將該第一VOC濃縮氣體輸送至該焚化單元；該焚化單元包含有一焚化設備，能夠將第一VOC濃縮氣體中的揮發性有機化合物焚燒處理而生成一焚化後氣體並排出；該第一冷卻氣體在進入該第一冷卻區時的第一冷卻溫度為在40℃以下，從第一冷卻區排出時的溫度為在100~130℃之間；該第一脫附氣體在進入該第一脫附區時的第一脫附溫度為在180~220℃之間；以及該第二脫附氣體在進入該第二脫附區時的第二脫附溫度為在180~220℃之間。
根據本發明之一實施例，該高效能廢氣淨化方法係進一步包含使一第二冷卻氣體通過該第二冷卻區，該第二冷卻氣體為該待處理廢氣之一部分分流或外部氣體，且該第二冷卻氣體在進入該第二冷卻區時的第二冷卻溫度為在40℃以下，從第二冷卻區排出時的溫度為在100~130℃之間。
根據本發明之一實施例，其中該焚化後氣體是作為使該第一冷卻氣體以及該第二VOC濃縮氣體升溫所使用的熱源，且其最終溫度為在200~280℃之間。
根據本發明之一實施例，其中該第一VOC濃縮氣體在被導入該焚化設備之前先被導入一加熱器中進行加熱。
100:高效能廢氣淨化系統
1:淨化單元
10:第一轉輪
101:第一吸附區
102:第一冷卻區
103:第一脫附區
20:第二轉輪
201:第二吸附區
202:第二冷卻區
203:第二脫附區
50:焚化單元
60、60’:煙囪
70:第三加熱器
80:第二加熱器
90:第一加熱器
W:製程廢氣
W1:第一過濾氣體
W2:第二過濾氣體
D11:第一冷卻氣體
D12:第一脫附氣體
D13:第一VOC濃縮氣體
D21:第二冷卻氣體
D22:第二脫附氣體
D23:第二VOC濃縮氣體
H:焚化後氣體
圖1係顯示本發明第一實施例的系統配置示意圖。
圖2係顯示第一轉輪10及第二轉輪20的輪面配置圖。
圖3為本發明第二實施例的系統配置示意圖。
為了使本發明的目的、技術特徵及優點，能更為相關技術領域人員所瞭解，並得以實施本發明，在此配合所附的圖式、具體闡明本發明的技術特徵與實施方式，並列舉較佳實施例進步說明。以下文中所對照的圖式，為表達與本發明特徵有關的示意，並未亦不需要依據實際情形完整繪製。
本文所用單數形式「一」、「一個」及「該」亦包含複數形式，除非上下文清楚地指示其他情況。再者應瞭解，當用於此說明書時，術語「包括」及/或「包含」指定存在所述特徵、元件及/或單元，但是不排除存在或附加一或多個其他特徵、元件及/或單元，合先敘明。又，在以下配合參考圖式之各實施例的詳細說明中，將可清楚呈現，以下實施例所提到的方向用語，例如：「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」等，僅是參考附加圖示的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而並非用來限制本發明。
再者，熟悉此項技術之業者亦當明瞭：所列舉之實施例與所附之圖式僅提供參考與說明之用，並非用來對本發明加以限制者；能夠基於該等記載而容易實施之修飾或變更而完成之發明，亦皆視為不脫離本發明之精神與意旨的範圍內，當然該等發明亦均包括在本發明之申請專利範圍內。
首先，請參閱圖1，其為顯示本發明之第一實施例中之高效能廢氣淨化系統100的架構配置圖，該高效能廢氣淨化系統100可用以處理含揮發性有機化合物(Volatile Organic Compounds；VOCs)的製程廢氣W，
製程廢氣W的來源並未特別加以限制，舉例來說，可以來自石化業、半導體業、煉鋼廠、或是需要使用有機溶劑的製程廢氣，並且該製程廢氣W所含有的揮發性有機化合物可以是烷類、芳烴類、酯類、酮類；舉例來說，可以是但不限於丙烷、丁烷、苯、甲苯、乙苯、甲醇、乙醇、異丙醇、異戊醇、丙酮、丁酮、四氯乙烯、氯苯、醋酸丙二醇甲醚酯(PGMEA)、單乙醇胺(MEA)及二甲基亞碸(DMSO)。
該高效能廢氣淨化系統100包含有淨化單元1、焚化單元50；淨化單元1包括第一轉輪10、及第二轉輪20，其中該第一轉輪10及該第二轉輪20是分別由可吸附揮發性有機化合物的吸附材所構成的蜂巢狀結構，並可藉由馬達(未圖示)帶動以特定轉速旋轉。
請同時參閱圖2，其為該第一轉輪10及該第二轉輪20的輪面配置圖，該第一轉輪可被區分為第一吸附區101、第一冷卻區102、及第一脫附區103，當製程廢氣W通過第一吸附區101時，吸附材會吸附製程廢氣中的至少一部分的VOCs並排出第一過濾氣體W1；而被吸附材所吸附的VOCs則隨著第一轉輪10轉動到第一脫附區103與一第一脫附氣體D12接觸並從第一轉輪10中脫附至該第一脫附氣體D12之中，並且送出第一VOC濃縮氣體D13。由於該第一脫附氣體D12為溫度在180~220℃之間的高溫氣體，因此第一轉輪10在與該第一脫附氣體D12進行脫附步驟時會因熱傳導作用導致第一轉輪10的溫度提升，因此導入一第一冷卻氣體D11至第一冷卻區102中使第一轉輪10降溫，第一冷卻氣體D11可以是外部氣體或是由製程廢氣W分流而得。又，在本實施例中，第一冷卻氣體D11從第一冷卻區102排出後，可與第一過濾氣體W1匯流進行後續處理。
承上，該第二轉輪20設置於該第一轉輪10的下游區，與第一轉輪10同樣地可被區分為第二吸附區201、第二冷卻區202、及一第二脫附區203。第二吸附區201用以接收從第一轉輪10排出的第一過濾氣體W1，當
第一過濾氣體W1通過第二吸附區201時，吸附材會吸附第一過濾氣體W1中的VOCs並排出第二過濾氣體W2，可以輸送至煙囪60排放至外界，或是做為其他用途。
被吸附材所吸附的VOCs則隨著第二轉輪20轉動到第二脫附區203與一第二脫附氣體D22接觸並從第二轉輪20中脫附至該第二脫附氣體D22之中，並且送出第二VOC濃縮氣體D23。與第一轉輪10相同地，由於該第二脫附氣體D22為溫度在180~220℃之間的高溫氣體，因此第二轉輪20在與該第二脫附氣體D22進行脫附步驟時會因熱傳導作用導致第二轉輪20的溫度提升，因此導入一第二冷卻氣體D21第二冷卻區202中使第二轉輪20降溫，該第二冷卻氣體D21可以是外部氣體或是由第一過濾氣體W1分流而得。
根據本發明的技術思想，在第一轉輪10的輪面上，第一吸附區101、第一冷卻區102、及第一脫附區103的面積比為10：1：1或6：1：1；在第二轉輪20的輪面上，第二吸附區201、第二冷卻區202、及第二脫附區203的面積比為10：1：1或6：1：1。
承上，構成該第一轉輪10及該第二轉輪20的吸附材並未特別加以限制，舉例來說，可以選自活性碳、疏水性沸石、矽膠、活性氧化鋁、及其組合中之任一種。另外，構成該第一轉輪10及該第二轉輪20的吸附材也可以是相同或是相異的材料，可依實際需求設置，在此不限制。
請再參閱圖1，該高效能廢氣淨化系統100還包括有第三加熱器70以及第二加熱器80，該第三加熱器70與第一轉輪10的第一脫附區103以及第二轉輪20的第二脫附區203氣體連通，該第二加熱器80與第二轉輪20的第二冷卻區202以及第二脫附區203氣體連通。
第二加熱器80用以接收從第二冷卻區202排出的第二冷卻氣體D21，並將其加熱至第二脫附溫度後生成第二脫附氣體D22，再將第二
脫附氣體D22輸送至該第二脫附區203進行脫附，進而排出第二VOC濃縮氣體D23；接著，第二VOC濃縮氣體D23被導入第三加熱器70加熱至第一脫附溫度後生成第一脫附氣體D12，再將第一脫附氣體D12輸送至該第一脫附區103進行脫附，進而排出第一VOC濃縮氣體D13。
該焚化單元50設置成可與該第一脫附區103氣體連通，並且該焚化單元50包含有一焚化設備，能夠將第一VOC濃縮氣體D13中的揮發性有機化合物進行焚燒處理而生成一焚化後氣體H並排放至外界。適用的焚化設備包括但不限於直燃式焚化爐、觸媒焚化爐、蓄熱式焚化爐、或蓄熱式觸媒焚化爐。
該焚化單元50還可以進一步包含有輔助燃燒設備(未圖示)，該輔助燃燒設備與該焚化設備連接，當焚化設備中之第一VOC濃縮氣體D13的廢氣熱值不足燃燒至所需溫度時，該輔助燃燒設備能夠輸送天然氣等燃料協助氣體焚化作業。
又，根據本發明的技術思想，第三加熱器70及第二加熱器80分別為熱交換器，例如板式熱交換器或管殼式熱交換器，較佳為管殼式熱交換器；從焚化單元50所排出的焚化後氣體H流經第二加熱器80及第三加熱器70，作為熱源與第二冷卻氣體D21以及第二VOC濃縮氣體D23進行熱交換。
另外，在本實施例中，高效能廢氣淨化系統100還進一步包含有第一加熱器90，第一加熱器90與第一轉輪10中的第一脫附區103及焚化單元50氣體連通，用以接收第一VOC濃縮氣體D13，並將其加熱後傳送至焚化單元50中進行焚燒。
該第一加熱器90也可以是熱交換器，例如可以是板式熱交換器及管殼式熱交換器，較佳為管殼式熱交換器，並且與第二加熱器80、第三加熱器70串聯。從焚化單元50排出的焚燒後氣體H能夠依序流經第一加
熱器90、第二加熱器80、及第三加熱器70，與第一VOC濃縮氣體D13、第二冷卻氣體D21、第二VOC濃縮氣體D23進行熱交換，使焚燒後氣體H的最終溫度為在200~280℃之間，最終再導入煙囪60’排放至外界或是後續應用。藉此，能夠有效利用焚燒後氣體H的熱能，並且降低焚燒後氣體H排放至外界的溫度。
接著，以下說明本實施例中利用本發明之高效能廢氣淨化系統進行廢氣淨化的方法，包含以下步驟：
第一吸附步驟S1：將一含揮發性有機化合物的製程廢氣W輸送至該第一吸附區101，並經該第一吸附區101吸附至少一部分所述揮發性有機化合物後送出一第一過濾氣體W1。
第二吸附步驟S2：將該第一過濾氣體W1導入至該第二吸附區201，並經該第二吸附區吸附至少一部分所述揮發性有機化合物後送出一第二過濾氣體。
脫附步驟S3：使第二冷卻氣體D21通過該第二冷卻區202後將該第二冷卻氣體D21升溫生成第二脫附氣體D22，再將第二脫附氣體D22輸送該第二脫附區203，該第二脫附氣體D22將該第二轉輪20所吸附的揮發性有機化合物自該第二轉輪20脫附並送出一第二VOC濃縮氣體D23，然後將該第二VOC濃縮氣體D23升溫生成第一脫附氣體D12，再將第一脫附氣體D12輸送該第一脫附區103，該第一脫附氣體D12將該第一轉輪10所吸附的揮發性有機化合物自該第一轉輪10脫附並送出一第一VOC濃縮氣體D13。
焚化步驟S4：將該第一VOC濃縮氣體D13輸送至該焚化單元50中之焚化設備，並經該焚化設備將第一VOC濃縮氣體D13中的揮發性有機化合物焚燒處理而生成一焚化後氣體H並排出。
根據本發明的技術思想，該第一轉輪10的轉速相對於第二轉輪的比值一般為在16：1至1：10之間；較佳為在7：1至1：7之間；更佳為在5：1至1：5之間；最佳為在3：1至1：3之間。
第一冷卻氣體D11在進入該第一冷卻區102時的第一冷卻溫度為在40℃以下，從第一冷卻區102排出時的溫度為在100~130℃之間；第一脫附氣體D12在進入該第一脫附區103時的第一脫附溫度為在180~220℃之間。該第二冷卻氣體D21在進入該第二冷卻區202時的第二冷卻溫度為在40℃以下，從第二冷卻區202排出時的溫度為在100~130℃之間；第二脫附氣體D22在進入該第二脫附區203時的第二脫附溫度為在180~220℃之間。
另外，根據本發明的技術思想，該第一轉輪10的進料端可以設置一過濾單元(未圖示)，製程廢氣W在進入第一轉輪10之前會先通過該過濾單元，藉以去除掉粒徑較大的粉塵顆粒。第一轉輪10與第二轉輪20還可以分別和消防管線連通，當有突發狀況或是有悶燃的情形發生時，能夠即時灑水，並經由一廢水管線將使用後的廢水排出；在第一轉輪10的上游端也設有緊急排放管線，以利突發狀況發生時，先將製程廢氣引導至他處或是煙囪60，避免設備損失或災害擴大。
在本實施例中，用於排放第二過濾氣體W2的煙囪60與用於排放焚燒後氣體H的煙囪60’為各自獨立的裝置，能夠個別監控第二過濾氣體W2與焚燒後氣體H的氣體品質。但不限於各自獨立的裝置，亦可如其他實施例中將第二過濾氣體W2與焚燒後氣體H匯流至同一個煙囪中排放。
接著，請參閱圖3，其為顯示本發明之第二實施例中之高效能廢氣淨化系統100的架構配置圖，其中第一轉輪10、第二轉輪20、及焚化單元50的配置與前述第一實施例相同，在此不贅述。
本實施例與前述第一實施例的主要差異點在於第二加熱器80是與第一轉輪10的第一冷卻區102及第二轉輪20的第二脫附區203氣體
連接。第二加熱器80用以接收從第一冷卻區102排出的第一冷卻氣體D11，並將其加熱至第二脫附溫度後生成第二脫附氣體D22，再將第二脫附氣體D22輸送至該第二脫附區203進行脫附，進而排出第二VOC濃縮氣體D23；接著，第二VOC濃縮氣體D23被導入第三加熱器70加熱至第一脫附溫度後生成第一脫附氣體D12，再將第一脫附氣體D12輸送至該第一脫附區103進行脫附，進而排出第一VOC濃縮氣體D13。另外，在本實施例中，第二冷卻氣體D21從第二冷卻區202排出後，則是與第二過濾氣體W2匯流並輸送至煙囪60排放至外界，或是做為其他用途。
再者，利用本實施例中之高效能廢氣淨化系統進行廢氣淨化的方法，包含以下步驟：
第一吸附步驟X1：一含揮發性有機化合物的製程廢氣輸送至該第一吸附區，並經該第一吸附區吸附至少一部分所述揮發性有機化合物後送出一第一過濾氣體。
第二吸附步驟X2：將該第一過濾氣體導入至該第二吸附區，並經該第二吸附區吸附至少一部分所述揮發性有機化合物後送出一第二過濾氣體。
脫附步驟X3：使第一冷卻氣體D11通過該第一冷卻區102後將該第一冷卻氣體D11升溫生成第二脫附氣體D22，再將第二脫附氣體D22輸送該第二脫附區203，該第二脫附氣體D22將該第二轉輪20所吸附的揮發性有機化合物自該第二轉輪20脫附並送出一第二VOC濃縮氣體D23，然後將該第二VOC濃縮氣體D23升溫生成第一脫附氣體D12，再將第一脫附氣體D12輸送該第一脫附區103，該第一脫附氣體D12將該第一轉輪10所吸附的揮發性有機化合物自該第一轉輪10脫附並送出一第一VOC濃縮氣體D13。
焚化步驟X4：將該第一VOC濃縮氣體D13輸送至該焚化單元50中之焚化設備，並經該焚化設備將第一VOC濃縮氣體D13中的揮發性有機化合物焚燒處理而生成一焚化後氣體H並排出。
藉此，本發明之高效能廢氣淨化系統能夠採依需求採用第一冷卻氣體或第二冷卻氣體來連續脫附第一轉輪及第二轉輪中的揮發性有機化合物，相較於利用第一冷卻氣體及第二冷卻氣體來分別脫附第一轉輪及第二轉輪中的揮發性有機化合物能夠更減少VOC濃縮氣體的流量，能夠降低系統負載，有助於節省操作費用並達到節能的效果。
綜上所述，本發明之內容已以如上之實施例舉例說明了，然而本發明並非僅限定於此等實施方式而已。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可再進行各種之更動與修飾；例如，將前述實施例中所例示之各技術內容加以組合或變更而成為新的實施方式，此等實施方式亦當然視為本發明所屬內容之一。因此，本案所欲保護之範圍亦包括後述之申請專利範圍及其所界定之範圍。
1:高效能廢氣淨化系統
10:第一轉輪
101:第一吸附區
102:第一冷卻區
103:第一脫附區
20:第二轉輪
201:第二吸附區
202:第二冷卻區
203:第二脫附區
50:焚化單元
60、60’:煙囪
70:第三加熱器
80:第二加熱器
90:第一加熱器
W:製程廢氣
W1:第一過濾氣體
W2:第二過濾氣體
D11:第一冷卻氣體
D12:第一脫附氣體
D13:第一VOC濃縮氣體
D21:第二冷卻氣體
D22:第二脫附氣體
D23:第二VOC濃縮氣體
H:焚化後氣體
Claims (14)
- 一種高效能廢氣淨化系統，其係用以處理含揮發性有機化合物之製程廢氣，且該高效能廢氣淨化系統包括：至少一個淨化單元，其包含有一第一轉輪以及設置於該第一轉輪之下游端的一第二轉輪；加熱單元，其係包含有一第三加熱器以及一第二加熱器；以及一焚化單元，其係至少具有一焚化設備並且與該淨化單元連通；其中該第一轉輪可被區分為一第一吸附區、一第一冷卻區、及一第一脫附區；該第一吸附區係供導入該製程廢氣，用以吸附該製程廢氣中的至少一部分揮發性有機化合物並送出一第一過濾氣體；該第一冷卻區係供導入一第一冷卻氣體，用以使因進行脫附而累積熱量並且升溫的該第一轉輪降溫，該第一冷卻氣體為該製程廢氣的一部分分流或外部氣體；該第一脫附區係供導入一第一脫附氣體，用以脫附該第一轉輪所吸附的揮發性有機化合物並送出一第一VOC濃縮氣體；該第二轉輪可被區分為一第二吸附區、一第二冷卻區、及一第二脫附區；該第二吸附區係供導入該第一過濾氣體，用以吸附第一過濾氣體中的至少一部分揮發性有機化合物並送出一第二過濾氣體；該第二冷卻區係供導入一第二冷卻氣體，用以使因進行脫附而累積熱量並且升溫的該第二轉輪降溫，該第二冷卻氣體為該第一過濾氣體之一部分分流或外部氣體；該第二脫附區係供導入一第二脫附氣體，用以脫附該第二轉輪所吸附的揮發性有機化合物並送出一第二VOC濃縮氣體；該第二冷卻區、該第二加熱器、該第二脫附區、該第三加熱器、及該第一脫附區依序氣體連通；以及該焚化設備係用以焚燒該第一VOC濃縮氣體中的揮發性有機化合物而生成一焚化後氣體並排出。
- 如請求項1所述之高效能廢氣淨化系統，其中從該第二冷卻區排出的該第二冷卻氣體被導入該第二加熱器中進行加熱後輸出為該第二脫附氣體，該第二脫附氣體進入該第二脫附區後輸出為該第二VOC濃縮氣體，該第二VOC濃縮氣體被導入該第三加熱器中進行加熱後輸出為該第一脫附氣體。
- 一種高效能廢氣淨化系統，其係用以處理含揮發性有機化合物之製程廢氣，且該高效能廢氣淨化系統包括：至少一個淨化單元，其包含有一第一轉輪以及設置於該第一轉輪之下游端的一第二轉輪；加熱單元，其係包含有一第三加熱器以及一第二加熱器；以及一焚化單元，其係至少具有一焚化設備並且與該淨化單元連通；其中該第一轉輪可被區分為一第一吸附區、一第一冷卻區、及一第一脫附區；該第一吸附區係供導入該製程廢氣，用以吸附該製程廢氣中的至少一部分揮發性有機化合物並送出一第一過濾氣體；該第一冷卻區係供導入一第一冷卻氣體，用以使因進行脫附而累積熱量並且升溫的該第一轉輪降溫，該第一冷卻氣體為該製程廢氣的一部分分流或外部氣體；該第一脫附區係供導入一第一脫附氣體，用以脫附該第一轉輪所吸附的揮發性有機化合物並送出一第一VOC濃縮氣體；該第二轉輪可被區分為一第二吸附區、一第二冷卻區、及一第二脫附區；該第二吸附區係供導入該第一過濾氣體，用以吸附第一過濾氣體中的至少一部分揮發性有機化合物並送出一第二過濾氣體；該第二冷卻區係供導入一第二冷卻氣體，用以使因進行脫附而累積熱量並且升溫的該第二轉輪降溫，該第二冷卻氣體為該第一過濾氣體之一部分分流或外部氣體；該第二脫附區係供導入一第二脫附氣體，用以脫附該第二轉輪所吸附的揮發性有機化合物並送出一第二VOC濃縮氣體； 該第一冷卻區、該第二加熱器、該第二脫附區、該第三加熱器、及該第一脫附區依序氣體連通；以及該焚化設備係用以焚燒該第一VOC濃縮氣體中的揮發性有機化合物而生成一焚化後氣體並排出。
- 如請求項3所述之高效能廢氣淨化系統，其中從該第一冷卻區排出的該第一冷卻氣體被導入該第二加熱器中進行加熱後輸出為該第二脫附氣體，該第二脫附氣體進入該第二脫附區後輸出為該第二VOC濃縮氣體，該第二VOC濃縮氣體被導入該第三加熱器中進行加熱後輸出為該第一脫附氣體。
- 如請求項2或4所述的高效能廢氣淨化系統，其中更包括一第一加熱器，該第一VOC濃縮氣體在導入該焚化設備之前先被導入該第一加熱器進行加熱。
- 如請求項5所述之高效能廢氣淨化系統，其中該第三加熱器、該第二加熱器、以及該第一加熱器分別為熱交換器，且該焚化後氣體依序流經該第一加熱器、該第二加熱器、及該第三加熱器以作為進行熱交換所使用的熱源。
- 一種高效能廢氣淨化方法，其係應用於一高效能廢氣淨化系統，該高效能廢氣淨化系統包括至少一個淨化單元及一焚化單元；該淨化單元包含有第一轉輪及第二轉輪；該第一轉輪包含有一第一吸附區、第一冷卻區、及一第一脫附區，該第二轉輪包含有一第二吸附區、一第二冷卻區、及一第二脫附區；該高效能廢氣淨化方法包括下列步驟：第一吸附步驟：一含揮發性有機化合物的製程廢氣輸送至該第一吸附區，並經該第一吸附區吸附至少一部分所述揮發性有機化合物後送出一第一過濾氣體； 第二吸附步驟：將該第一過濾氣體導入至該第二吸附區，並經該第二吸附區吸附至少一部分所述揮發性有機化合物後送出一第二過濾氣體；脫附步驟：使一第二冷卻氣體通過該第二冷卻區後將該第二冷卻氣體升溫生成第二脫附氣體，再將該第二脫附氣體輸送該第二脫附區，該第二脫附氣體將該第二轉輪所吸附的揮發性有機化合物自該第二轉輪脫附並送出一第二VOC濃縮氣體，然後將該第二VOC濃縮氣體升溫生成第一脫附氣體，再將第一脫附氣體輸送該第一脫附區，該第一脫附氣體將該第一轉輪所吸附的揮發性有機化合物自該第一轉輪脫附並送出一第一VOC濃縮氣體；以及焚化步驟：將該第一VOC濃縮氣體輸送至該焚化單元；該焚化單元包含有一焚化設備，能夠將第一VOC濃縮氣體中的揮發性有機化合物焚燒處理而生成一焚化後氣體並排出；其中該第二冷卻氣體為該第一過濾氣體之一部分分流或外部氣體；該第二冷卻氣體在進入該第二冷卻區時的第二冷卻溫度為在40℃以下，從該第二冷卻區排出時的溫度為在100~130℃之間；該第二脫附氣體在進入該第二脫附區時的第二脫附溫度為在180~220℃之間；以及該第一脫附氣體在進入該第一脫附區時的第一脫附溫度為在180~220℃之間。
- 如請求項6所述之高效能廢氣淨化方法，其係進一步包含使一第一冷卻氣體通過該第一冷卻區，該第一冷卻氣體為該待處理廢氣之一部分分流或外部氣體，且該第一冷卻氣體在進入該第一冷卻區時的第一冷卻溫度為在40℃以下，從該第一冷卻區排出時的溫度為在100~130℃之間。
- 如請求項6所述之高效能廢氣淨化方法，其中該焚化後氣體是作為使該第二冷卻氣體以及該第二VOC濃縮氣體升溫所使用的熱源，且其最終溫度為在200~280℃之間。
- 一種高效能廢氣淨化方法，其係應用於一高效能廢氣淨化系統，該高效能廢氣淨化系統包括至少一個淨化單元及一焚化單元；該淨化單元包含有第一轉輪及第二轉輪；該第一轉輪包含有一第一吸附區、第一冷卻區、及一第一脫附區，該第二轉輪包含有一第二吸附區、一第二冷卻區、及一第二脫附區；該高效能廢氣淨化方法包括下列步驟：第一吸附步驟：一含揮發性有機化合物的製程廢氣輸送至該第一吸附區，並經該第一吸附區吸附至少一部分所述揮發性有機化合物後送出一第一過濾氣體；第二吸附步驟：將該第一過濾氣體導入至該第二吸附區，並經該第二吸附區吸附至少一部分所述揮發性有機化合物後送出一第二過濾氣體；脫附步驟：使一第一冷卻氣體通過該第一冷卻區後將該第一冷卻氣體升溫生成第二脫附氣體，再將該第二脫附氣體輸送該第二脫附區，該第二脫附氣體將該第二轉輪所吸附的揮發性有機化合物自該第二轉輪脫附並送出一第二VOC濃縮氣體，然後將該第二VOC濃縮氣體升溫生成第一脫附氣體，再將第一脫附氣體輸送該第一脫附區，該第一脫附氣體將該第一轉輪所吸附的揮發性有機化合物自該第一轉輪脫附並送出一第一VOC濃縮氣體；以及焚化步驟：將該第一VOC濃縮氣體輸送至該焚化單元；該焚化單元包含有一焚化設備，能夠將第一VOC濃縮氣體中的揮發性有機化合物焚燒處理而生成一焚化後氣體並排出；其中該第一冷卻氣體為該待處理廢氣之一部分分流或外部氣體； 該第一冷卻氣體在進入該第一冷卻區時的第一冷卻溫度為在40℃以下，從該第一冷卻區排出時的溫度為在100~130℃之間；該第一脫附氣體在進入該第一脫附區時的第一脫附溫度為在180~220℃之間；以及該第二脫附氣體在進入該第二脫附區時的第二脫附溫度為在180~220℃之間。
- 如請求項9所述之高效能廢氣淨化方法，其係進一步包含使一第二冷卻氣體通過該第二冷卻區，該第二冷卻氣體為該待處理廢氣之一部分分流或外部氣體，且該第二冷卻氣體在進入該第二冷卻區時的第二冷卻溫度為在40℃以下，從該第二冷卻區排出時的溫度為在100~130℃之間。
- 如請求項9所述之高效能廢氣淨化方法，其中該焚化後氣體是作為使該第一冷卻氣體以及該第二VOC濃縮氣體升溫所使用的熱源，且其最終溫度為在200~280℃之間。
- 如請求項6至11中任一項所述的高效能廢氣淨化方法，其中該第一VOC濃縮氣體在被導入該焚化設備之前先被導入一加熱器中進行加熱。
- 如請求項6至11中任一項所述之高效能廢氣淨化方法，其中該第一轉輪的轉速相對於第二轉輪的轉速的比值為在16：1至1：10之間。
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