TWM580008U - High efficiency volatile organic waste gas treatment system - Google Patents

Abstract

本創作為一種高效率揮發有機廢氣處理系統，主要係透過一焚燒爐、一第一吸附轉輪及一第二吸附轉輪之組合設計，且該焚燒爐內係設有一爐膛、一第一熱交換器、一第二熱交換器、一第三熱交換器及一第四熱交換器，而該第一吸附轉輪係與該焚燒爐之第二熱交換器連接，另該第二吸附轉輪係與該焚燒爐之第三熱交換器連接，藉此，透過該焚燒爐之第二熱交換器及第三熱交換器，使該第一吸附轉輪及第二吸附轉輪能具有脫附熱風，以將被該第一吸附轉輪及第二吸附轉輪所吸附的有機化合物脫出，而具有節省脫附能源，再結合該第一吸附轉輪與該第二吸附轉輪之串聯，使處理效能由以往的95%提昇至97%以上。

Description

高效率揮發有機廢氣處理系統

本創作係有關於一種高效率揮發有機廢氣處理系統，尤指一種使處理效能由以往的95%提昇至97%以上之效率，且節省能耗，而適用於半導體產業、光電產業或化學相關產業之廠房的廢氣處理。

習知的揮發有機廢氣處理系統的沸石轉輪與一焚燒爐及一次熱交換器與一二次熱交換器與一二次熱交換器所組成，並應用如半導體產業，且通常整體處理效率約在90%~95%。

而當環保觀念愈來愈受重視，目前的產業在新設廠時會遇到總量管制，以現有的排放量為基準，要求不要再增加排放量，所以過去的處理效率面臨需要增加，以減少揮發性有機廢氣排放量，這成為一個選項。

因為近年的環保意識提升，增加處理效率，也會增加能源消耗，例如燃料費，對安裝設備的廠商來說是一筆不小的開銷及負擔。

因此，本創作人有鑑於上述缺失，期能提出一種具有較高的處理效率且節能之高效率揮發有機廢氣處理系統，由於處理效率提高使排氣的VOC揮發有氣氣體總量減少，又具節能功效令使用者可輕易操作組裝，乃潛心研思、設計組製，以提供使用者便利性，為本創作人所欲研創之創作動機者。

本創作之主要目的，在於提供一種高效率揮發有機廢氣處理系統，主要係透過一焚燒爐、一第一吸附轉輪及一第二吸附轉輪之組合設計，且該焚燒爐內係設有一爐膛、一第一熱交換器、一第二熱交換器、一第三熱交換器及一第四熱交換器，而該第一吸附轉輪係與該焚燒爐之第二熱交換器連接，另該第二吸附轉輪係與該焚燒爐之第三熱交換器連接，藉此，透過該焚燒爐之第二熱交換器及第三熱交換器，使該第一吸附轉輪及第二吸附轉輪能具有脫附熱風，以將被該第一吸附轉輪及第二吸附轉輪所吸附的有機化合物脫出，而具有節省脫附能源，再結合該第一吸附轉輪與該第二吸附轉輪之串聯，使處理效能由以往的95%提昇至97%以上，進而增加整體之實用性者。

本創作之另一目的，在於提供一種高效率揮發有機廢氣處理系統，透過該第一吸附轉輪之第一冷卻氣輸送管路與該第一熱氣輸送管路之間係設有一第一旁通管路，且該第一旁通管路係設有一閥門，而該第一冷卻氣輸送管路係設有一閥門，及該第二吸附轉輪之第二冷卻氣輸送管路與該第二熱氣輸送管路之間係設有一第二旁通管路，且該第二旁通管路係設有一閥門，而該第二冷卻氣輸送管路係設有一閥門，藉此，透過閥門之設計來形成具有比例風門之效能，以能調整控制風力之大小，讓該第一吸附轉輪之第一熱氣輸送管路內的溫度及該第二吸附轉輪之第二熱氣輸送管路內的溫度能進行加熱來產生高溫，以便於作為脫附使用，並具有節省能源，進而增加整體之使用性者。

為達上述目的，本創作為一種高效率揮發有機廢氣處理系 統，係設有：一焚燒爐、一第一吸附轉輪及一第二吸附轉輪，該焚燒爐內係設有一爐膛、一第一熱交換器、一第二熱交換器、一第三熱交換器及一第四熱交換器，該爐膛係設有爐膛入口及爐膛出口，該第一熱交換器係設有第一入口及第一出口，該第二熱交換器係設有第二入口及第二出口，該第三熱交換器係設有第三入口及第三出口，該第四熱交換器係設有第四入口及第四出口，其中該第四熱交換器之第四出口與該第一熱交換器之第一入口係設有一第一氣體輸送管路連接，而該第一熱交換器之第一出口與該爐膛之爐膛入口係設有一第二氣體輸送管路連接；該第一吸附轉輪內係設有吸附區、冷卻區及脫附區，該第一吸附轉輪係設有一廢氣進氣管路、一第一淨氣排放管路、一第一冷卻氣進氣管路、一第一冷卻氣輸送管路、一第一熱氣輸送管路及一第一濃縮廢氣管路，該廢氣進氣管路係連接至該第一吸附轉輪之吸附區，該第一淨氣排放管路之一端係與該第一吸附轉輪之吸附區連接，該第一冷卻氣進氣管路係連接該第一吸附轉輪之冷卻區，該第一冷卻氣輸送管路係設於該第一吸附轉輪之冷卻區與該焚燒爐之第二熱交換器的第二入口之間，該第一熱氣輸送管路係設於該焚燒爐之第二熱交換器的第二出口與該第一吸附轉輪之脫附區之間，該第一濃縮廢氣管路係設於該第一吸附轉輪之脫附區與該焚燒爐之第四熱交換器的第四入口之間；以及該第二吸附轉輪內係設有吸附區、冷卻區及脫附區，該第二吸附轉輪係設有一第二淨氣排放管路、一第二冷卻氣進氣管路、一第二冷卻氣輸送管路、一第二熱氣輸送管路及一第二濃縮廢氣管路，該第二吸附轉輪之吸附區係與該第一吸附轉輪之第一淨氣排放管路的另一端相連接，該第二淨氣排放管路之一端係與該第二吸附轉輪之吸附區連接，該第二冷卻氣 進氣管路係連接該第二吸附轉輪之冷卻區，該第二冷卻氣輸送管路係設於該第二吸附轉輪之冷卻區與該焚燒爐之第三熱交換器的第三入口之間，該第二熱氣輸送管路係設於該焚燒爐之第三熱交換器的第三出口與該第二吸附轉輪之脫附區之間，該第二濃縮廢氣管路係設於該第二吸附轉輪之脫附區與該第一吸附轉輪之廢氣進氣管路之間。

為了能夠更進一步瞭解本創作之特徵、特點和技術內容，請參閱以下有關本創作之詳細說明與附圖，惟所附圖式僅提供參考與說明用，非用以限制本創作。

10‧‧‧焚燒爐

11‧‧‧爐膛

111‧‧‧爐膛入口

112‧‧‧爐膛出口

12‧‧‧第一熱交換器

121‧‧‧第一入口

122‧‧‧第一出口

123‧‧‧第一熱側入口

124‧‧‧第一熱側出口

13‧‧‧第二熱交換器

131‧‧‧第二入口

132‧‧‧第二出口

133‧‧‧第二熱側入口

134‧‧‧第二熱側出口

14‧‧‧第三熱交換器

141‧‧‧第三入口

142‧‧‧第三出口

143‧‧‧第三熱側入口

144‧‧‧第三熱側出口

15‧‧‧第四熱交換器

151‧‧‧第四入口

152‧‧‧第四出口

153‧‧‧第四熱側入口

154‧‧‧第四熱側出口

16‧‧‧第一氣體輸送管路

17‧‧‧第二氣體輸送管路

20‧‧‧第一吸附轉輪

21‧‧‧吸附區

22‧‧‧冷卻區

23‧‧‧脫附區

24‧‧‧廢氣進氣管路

25‧‧‧第一淨氣排放管路

26‧‧‧第一冷卻氣進氣管路

27‧‧‧第一冷卻氣輸送管路

271‧‧‧閥門

28‧‧‧第一熱氣輸送管路

29‧‧‧第一濃縮廢氣管路

291‧‧‧風機

30‧‧‧第二吸附轉輪

31‧‧‧吸附區

32‧‧‧冷卻區

33‧‧‧脫附區

34‧‧‧第二淨氣排放管路

341‧‧‧風機

35‧‧‧第二冷卻氣進氣管路

36‧‧‧第二冷卻氣輸送管路

361‧‧‧閥門

37‧‧‧第二熱氣輸送管路

38‧‧‧第二濃縮廢氣管路

381‧‧‧風機

40‧‧‧煙囪

50‧‧‧第一旁通管路

51‧‧‧閥門

60‧‧‧第二旁通管路

61‧‧‧閥門

第1圖係為本創作之系統架構示意圖。

第2圖係為本創作之具比例風門之系統架構示意圖。

請參閱第1圖至第2圖，係為本創作實施例之示意圖。而本創作之高效率揮發有機廢氣處理系統的最佳實施方式係運用於半導體產業、光電產業或化學相關產業之廠房的廢氣處理，透過本創作之設計，除了廢氣之處理效率由以往的95%提昇至97%以上外，其濃縮廢氣的倍數也由以往的15倍來提高到20倍至30倍之間，且能大幅減少運轉能源的消耗，並能充份回收熱能，來作為脫附的使用，以將吸附轉輪上所殘留的有機化合物脫出，使吸附轉輪能恢復吸附之能力。

而本創作之高效率揮發有機廢氣處理系統，主要係透過一焚燒爐10、一第一吸附轉輪20及一第二吸附轉輪30之組合設計(如第 1圖及第2圖所示)，其中該焚燒爐10係為直燃式焚燒爐(TO)，而該焚燒爐10內係設有一爐膛11、一第一熱交換器12、一第二熱交換器13、一第三熱交換器14及一第四熱交換器15，該爐膛11係設有爐膛入口111及爐膛出口112，該第一熱交換器12係設有第一入口121及第一出口122，另該第一熱交換器12於兩側邊分別設有第一熱側入口123及第一熱側出口124，該第二熱交換器13係設有第二入口131及第二出口132，另該第二熱交換器13於兩側邊分別設有第二熱側入口133及第二熱側出口134，該第三熱交換器14係設有第三入口141及第三出口142，另該第三熱交換器14於兩側邊分別設有第三熱側入口143及第三熱側出口144，該第四熱交換器15係設有第四入口151及第四出口152，另該第四熱交換器15於兩側邊分別設有第四熱側入口143及第四熱側出口144，其中該第四熱交換器15之第四出口152與該第一熱交換器12之第一入口121係設有一第一氣體輸送管路16連接，而該第一熱交換器12之第一出口122與該爐膛11之爐膛入口111係設有一第二氣體輸送管17路連接。

而該第一吸附轉輪20係為沸石濃縮轉輪或是其他材質之濃縮轉輪，且該第一吸附轉輪20內係設有吸附區21、冷卻區22及脫附區23，該第一吸附轉輪20係設有一廢氣進氣管路24、一第一淨氣排放管路25、一第一冷卻氣進氣管路26、一第一冷卻氣輸送管路27、一第一熱氣輸送管路28及一第一濃縮廢氣管路29(如第1圖及第2圖所示)，而該廢氣進氣管路24係連接至該第一吸附轉輪20之吸附區21，以使第一吸附轉輪20之吸附區21能吸附該廢氣進氣管路24內的 廢氣，且該第一淨氣排放管路25之一端係與該第一吸附轉輪20之吸附區21連接，讓該廢氣經第一吸附轉輪20之吸附區21淨化後再由該第一淨氣排放管路25來輸送。

另該第一冷卻氣進氣管路26係連接該第一吸附轉輪20之冷卻區22，而該第一冷卻氣進氣管路26係有兩種實施方式，其中第一種實施方式為該第一冷卻氣進氣管路26乃是供新鮮空氣進入(圖未示)，透過該新鮮空氣來提供該第一吸附轉輪20之冷卻區22降溫用，另第二種實施方式係該第一冷卻氣進氣管路26係與該廢氣進氣管路24連接(如第1圖及第2圖所示)，透過該廢氣進氣管路24來提供給該第一吸附轉輪20之冷卻區22降溫使用。

再者，該第一冷卻氣輸送管路27係設於該第一吸附轉輪20之冷卻區22與該焚燒爐10之第二熱交換器13的第二入口131之間，而該第一熱氣輸送管路28係設於該焚燒爐10之第二熱交換器13的第二出口132與該第一吸附轉輪20之脫附區23之間，其中該第一吸附轉輪20之第一冷卻氣輸送管路27與該第一熱氣輸送管路28之間係設有一第一旁通管路50，且該第一旁通管路50係設有一閥門51，而該第一冷卻氣輸送管路27係設有一閥門271，藉此，透過閥門51、271之設計來形成具有比例風門之效能(如第2圖所示)，以能調整控制風力之大小，讓透過該焚燒爐10之第二熱交換器13於平常時能將該第二出口132之溫度控制在200℃上下進行脫附加熱使用。

另該第一濃縮廢氣管路29係設於該第一吸附轉輪20之脫附區23與該焚燒爐10之第四熱交換器15的第四入口151之間， 其中該第一吸附轉輪20之第一濃縮廢氣管路29係設有一風機291，以將濃縮廢氣輸送至第四熱交換器15內(如第1圖及第2圖所示)，並透過該第一氣體輸送管路16來輸送至該第一熱交換器12，再透過第二氣體輸送管路17來將濃縮廢氣由第一熱交換器12輸送至該焚燒爐10之爐膛11內進行高溫燒裂，而該焚燒爐10之爐膛11的爐膛出口112係與該一煙囪40連接，以將經該焚燒爐10之爐膛11燒裂後之乾淨之氣體，能透過該煙囪40來進行排放。

而本創作係透過第一吸附轉輪20及第二吸附轉輪30之串聯設計，其中該第一吸附轉輪20及第二吸附轉輪30係以每小時1~6轉之轉速運轉。該第二吸附轉輪30係為沸石濃縮轉輪或是其他材質之濃縮轉輪，且該第二吸附轉輪30內係設有吸附區31、冷卻區32及脫附區33，該第二吸附轉輪30係設有一第二淨氣排放管路34、一第二冷卻氣進氣管路35、一第二冷卻氣輸送管路36、一第二熱氣輸送管路37及一第二濃縮廢氣管路38(如第1圖及第2圖所示)，而該第二吸附轉輪30之吸附區31係與該第一吸附轉輪20之第一淨氣排放管路25的另一端相連接，使該第一吸附轉輪20之第一淨氣排放管路25內的氣體能直接再輸送到第二吸附轉輪30之吸附區31內進行吸附，且該第二淨氣排放管路34之一端係與該第二吸附轉輪30之吸附區31連接，而該第二淨氣排放管路34之另一端則與一煙囪40連接，以方便將經由第一吸附轉輪20之吸附區21及第二吸附轉輪30之吸附區31所吸附過的乾淨之氣體，透過該煙囪40來進行排放，其中該第二吸附轉輪30之第二淨氣排放管路34係設有一風機341，以增加氣體之流速。

另該第二冷卻氣進氣管路35係連接該第二吸附轉輪30之冷卻區32，而該第二冷卻氣進氣管路35係有兩種實施方式，其中第一種實施方式為該第二冷卻氣進氣管路35乃是供新鮮空氣進入(圖未示)，透過該新鮮空氣來提供該第二吸附轉輪30之冷卻區32降溫用，另第二種實施方式係該第二冷卻氣進氣管路35係與該第一淨氣排放管路25連接(如第1圖及第2圖所示)，透過該第一淨氣排放管路25來提供給該第二吸附轉輪30之冷卻區32降溫使用。

再者，該第二冷卻氣輸送管路36係設於該第二吸附轉輪30之冷卻區32與該焚燒爐10之第三熱交換器14的第三入口141之間，而該第二熱氣輸送管路36係設於該焚燒爐10之第三熱交換器14的第三出口142與該第二吸附轉輪30之脫附區33之間，其中該第二吸附轉輪30之第二冷卻氣輸送管路36與該第二熱氣輸送管路37之間係設有一第二旁通管路60，且該第二旁通管路60係設有一閥門61，而該第二冷卻氣輸送管路36係設有一閥門361，藉此，透過閥門61、361之設計來形成具有比例風門之效能(如第2圖所示)，以能調整控制風力之大小，讓透過該焚燒爐10之第三熱交換器14於平常時能將該第三出口142之溫度控制在200℃上下進行脫附加熱使用。

另該第二吸附轉輪30之第二濃縮廢氣管路38係設與該第一吸附轉輪20之廢氣進氣管路24連接，其中該第二吸附轉輪30之第二濃縮廢氣管路38係設有一風機381，以能將該第二濃縮廢氣管路38內的濃縮廢氣傳輸到該廢氣進氣管路24內(如第1圖及第2圖所示)，讓濃縮廢氣再一次經由該第一吸附轉輪20之吸附區21來進行吸 附，使本創作之系統能透過第一吸附轉輪20與第二吸附轉輪30之串聯的方式，讓濃縮廢氣的濃縮倍數能由以往的15倍來提高到20倍至30倍之間，且能大幅減少運轉能源的消耗，並將處理效率能提昇至97%以上。

藉由以上詳細說明，可使熟知本項技藝者明瞭本創作的確可達成前述目的，實已符合專利法之規定，爰提出專利申請。

惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，當不能以此限定本創作實施之範圍；故，凡依本創作申請專利範圍及創作說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本創作專利涵蓋之範圍內。

Claims (10)

1. 一種高效率揮發有機廢氣處理系統，係設有：一焚燒爐，該焚燒爐內係設有一爐膛、一第一熱交換器、一第二熱交換器、一第三熱交換器及一第四熱交換器，該爐膛係設有爐膛入口及爐膛出口，該第一熱交換器係設有第一入口及第一出口，該第二熱交換器係設有第二入口及第二出口，該第三熱交換器係設有第三入口及第三出口，該第四熱交換器係設有第四入口及第四出口，其中該第四熱交換器之第四出口與該第一熱交換器之第一入口係設有一第一氣體輸送管路連接，而該第一熱交換器之第一出口與該爐膛之爐膛入口係設有一第二氣體輸送管路連接；一第一吸附轉輪，該第一吸附轉輪內係設有吸附區、冷卻區及脫附區，該第一吸附轉輪係設有一廢氣進氣管路、一第一淨氣排放管路、一第一冷卻氣進氣管路、一第一冷卻氣輸送管路、一第一熱氣輸送管路及一第一濃縮廢氣管路，該廢氣進氣管路係連接至該第一吸附轉輪之吸附區，該第一淨氣排放管路之一端係與該第一吸附轉輪之吸附區連接，該第一冷卻氣進氣管路係連接該第一吸附轉輪之冷卻區，該第一冷卻氣輸送管路係設於該第一吸附轉輪之冷卻區與該焚燒爐之第二熱交換器的第二入口之間，該第一熱氣輸送管路係設於該焚燒爐之第二熱交換器的第二出口與該第一吸附轉輪之脫附區之間，該第一濃縮廢氣管路係設於該第一吸附轉輪之脫附區與該焚燒爐之第四熱交換器的第四入口之間；以及一第二吸附轉輪，該第二吸附轉輪內係設有吸附區、冷卻區及脫附區，該第二吸附轉輪係設有一第二淨氣排放管路、一第二冷卻氣進氣管路、 一第二冷卻氣輸送管路、一第二熱氣輸送管路及一第二濃縮廢氣管路，該第二吸附轉輪之吸附區係與該第一吸附轉輪之第一淨氣排放管路的另一端相連接，該第二淨氣排放管路之一端係與該第二吸附轉輪之吸附區連接，該第二冷卻氣進氣管路係連接該第二吸附轉輪之冷卻區，該第二冷卻氣輸送管路係設於該第二吸附轉輪之冷卻區與該焚燒爐之第三熱交換器的第三入口之間，該第二熱氣輸送管路係設於該焚燒爐之第三熱交換器的第三出口與該第二吸附轉輪之脫附區之間，該第二濃縮廢氣管路係設於該第二吸附轉輪之脫附區與該第一吸附轉輪之廢氣進氣管路之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之高效率揮發有機廢氣處理系統，其中該第一吸附轉輪之第一冷卻氣輸送管路與該第一熱氣輸送管路之間係進一步設有一第一旁通管路，且該第一旁通管路係設有一閥門，而該第一冷卻氣輸送管路係進一步設有一閥門。
3. 如申請專利範圍第1項所述之高效率揮發有機廢氣處理系統，其中該第二吸附轉輪之第二冷卻氣輸送管路與該第二熱氣輸送管路之間係進一步設有一第二旁通管路，且該第二旁通管路係設有一閥門，而該第二冷卻氣輸送管路係進一步設有一閥門。
4. 如申請專利範圍第1項所述之高效率揮發有機廢氣處理系統，其中該第一吸附轉輪之第一濃縮廢氣管路係進一步設有一風機。
5. 如申請專利範圍第1項所述之高效率揮發有機廢氣處理系統，其中該第二吸附轉輪之第二淨氣排放管路係進一步設有一風機。
6. 如申請專利範圍第1項所述之高效率揮發有機廢氣處理系統，其中該第二吸附轉輪之第二濃縮廢氣管路係進一步設有一風機。
7. 如申請專利範圍第1項所述之高效率揮發有機廢氣處理系統，其中該第一吸附轉輪之第一冷卻氣進氣管路係進一步與該廢氣進氣管路連接。
8. 如申請專利範圍第1項所述之高效率揮發有機廢氣處理系統，其中該第二吸附轉輪之第二冷卻氣進氣管路係進一步與該第一吸附轉輪之第一淨氣排放管路連接。
9. 如申請專利範圍第1項所述之高效率揮發有機廢氣處理系統，其中該第一吸附轉輪之第一冷卻氣進氣管路與該第二吸附轉輪之第二冷卻氣進氣管路係進一步為新鮮空氣進入。
10. 如申請專利範圍第1項所述之高效率揮發有機廢氣處理系統，其中該第二吸附轉輪之第二淨氣排放管路的另一端係進一步與一煙囪連接，而該焚燒爐之爐膛的爐膛出口係進一步與一煙囪連接。