TWM586636U - 甲酸尾氣處理系統 - Google Patents

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TWM586636U
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TW108210648U
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陳瑜濤
彭榮貴
葉國良
黃文鼎
黃正尚
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廣化科技股份有限公司
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Abstract

本創作係一種甲酸尾氣處理系統,其包含有依序排列且依序連通的一進氣端、一大氣電漿產生器、一觸媒載體及一出氣端。大氣電漿產生器能產生大氣電漿。藉由使甲酸尾氣依序通過大氣電漿產生器及觸媒載體,藉此利用大氣電漿來激發甲酸尾氣至激發態,使其跨越反應所需要的活化能,並進一步以觸媒降低反應活化能,使較低能量的分子也能跨越活化能進行反應。甲酸尾氣經電漿活化後於低溫即具有活性,於是不再需要浪費能源維持觸媒的高溫,省去了加熱裝置的成本與體積,也不需要等待熱機時間而可增加整體效率。

Description

甲酸尾氣處理系統
本創作係涉及一種廢氣處理系統。
現今製造業發展出一種以氣態甲酸取代助焊劑的焊接技術,這項技術必須要將使用過後的甲酸氣體(下稱甲酸尾氣)回收處理,藉以避免造成環境與人體的危害。甲酸尾氣的處理方式一般是使其與氧氣反應,並轉化為二氧化碳及水。而在前述的化學反應中,甲酸尾氣的分子能量必須越過活化能才能進行反應,於是現有技術中會使甲酸尾氣通過觸媒,藉以降低其反應所需要的活化能來達到目的。
然而,傳統利用觸媒分解甲酸尾氣的方式具有下列缺點:
第一,觸媒必須在極高的溫度下(大於攝氏200度)才具有活性,導致持續維持觸媒的高溫會浪費過多的能量。
第二,欲加熱至如此高溫必定需要額外的加熱裝置,也就是說成本與設備體積會進一步增加。
第三,運轉前必須等待熱機至工作溫度才可以開始處理甲酸尾氣,造成整體效率降低。
有鑑於前述之現有技術的缺點及不足,本創作提供一種甲酸尾氣處理系統,其利用大氣電漿活化甲酸尾氣的分子,進而具有處理效能高且同時耗能低的優點。
為達到上述的創作目的,本創作所採用的技術手段為設計一種甲酸尾氣處理系統,其中包含:
一反應裝置,其包含有依序排列的
一進氣端;
一大氣電漿產生器,其連通於該進氣端且能產生大氣電漿;
一觸媒載體,其連通於該大氣電漿產生器,並包含有甲酸氧化觸媒;
一出氣端,其連通於該觸媒載體。
本創作的優點在於,藉由使甲酸尾氣由反應裝置的進氣端依序通過大氣電漿產生器及觸媒載體,藉此便可利用大氣電漿產生器所產生的大氣電漿來激發甲酸尾氣至激發態,也就是使甲酸尾氣本身的分子能量跨越反應所需要的活化能。如此則可以增加越過活化能分子的比例,並且可以進一步以觸媒降低反應活化能,使較低能量的分子也能跨越活化能進行反應。甲酸尾氣經電漿活化後於低溫即具有活性,於是不再需要持續浪費能源維持觸媒的高溫,也就進一步省去了加熱裝置的成本與體積,並且也不需要等待熱機時間,進而可以增加整體效率。
進一步而言,所述之甲酸尾氣處理系統,其中該反應裝置的該大氣電漿產生器包含有一框體,其包含有相對的一第一邊及一第二邊;複數電極件,其設於該框體的該第一邊或該第二邊,且該等電極件相互間隔排列,並自該框體的該第一邊向框體的該第二邊延伸,或自該框體的該第二邊向框體的該第一邊延伸。
進一步而言,所述之甲酸尾氣處理系統,其中進一步包含有一混合裝置,其包含有一第一管路,其包含有一第一閥;一第二管路,其包含有一第二閥;一混合管路,其一端連通於該第一閥及該第二閥,且另一端連通於該反應裝置的該進氣端。
進一步而言,所述之甲酸尾氣處理系統,其中進一步包含有一偵測裝置,其設於該反應裝置的該出氣端;該偵測裝置能偵測甲酸、二氧化碳及水;一控制單元,其電連接於該反應裝置、該混合裝置及該偵測裝置;該控制單元能控制該大氣電漿產生器、該第一閥及該第二閥。
以下配合圖式及本創作之較佳實施例,進一步闡述本創作為達成預定創作目的所採取的技術手段。
請參閱圖1所示,本創作之甲酸尾氣處理系統包含有一反應裝置10。
反應裝置10包含有依序排列的一進氣端11、一大氣電漿產生器12、一包含有甲酸氧化觸媒的觸媒載體13及一出氣端14。大氣電漿產生器12連通於進氣端11,觸媒載體13連通於大氣電漿產生器12,出氣端14連通於觸媒載體13。也就是說,甲酸尾氣可以由進氣端11進入反應裝置10,接著依序通過大氣電漿產生器12與觸媒載體13,最後由出氣端14離開反應裝置10。
其中,大氣電漿產生器12能產生大氣電漿,藉此當甲酸尾氣通過大氣電漿產生器12時即會穿越大氣電漿層,此時其分子便會受到大氣電漿的激發而進入激發態,而受到激發後大部分的甲酸尾氣分子的能量已經足以跨越反應所需的活化能,進而開始與氧氣進行反應分解成二氧化碳與水。
接著,剩餘尚未跨越活化能的甲酸尾氣與反應後的二氧化碳與水一併進入觸媒載體13,此時二氧化碳與水不再進行反應;而甲酸尾氣雖尚未跨越活化能,但因其已受到大氣電漿的激發,故不再需要加熱至高溫便能受到觸媒作用,藉此甲酸尾氣便會受到觸媒的作用而降低其反應所需的活化能。於是,原本通過大氣電漿產生器12後仍未能跨越活化能的甲酸尾氣分子便會因其反應所需的活化能降低而開始進行反應,分解成二氧化碳與水。如此一來,依序通過大氣電漿產生器12及觸媒載體13的甲酸尾氣最後即會完全分解成對環境及人體無害的二氧化碳與水,達到淨化的效果。
此外,大氣電漿產生器12能產生大氣電漿的具體方式與結構有多種態樣,例如噴射式電漿、介電質放電及電暈放電等等,其各自具有其優缺點,而在本實施例中係採用介電質放電,但不以此為限。
具體來說請參閱圖2。採用介電質放電的大氣電漿產生器12在本實施例中包含有一框體121及複數電極件122。框體121包含有相對的一第一邊及一第二邊。該等電極件122在本實施例中為圓柱狀但不以此為限,也可以是平板狀。各電極件122設於框體121的第一邊或第二邊,且該等電極件122相互間隔排列,並自框體121的第一邊朝向框體121的第二邊延伸,或自框體121的第二邊朝向框體121的第一邊延伸。藉此,便可對任兩相鄰的電極件122通以高頻率、高電壓的電位。如此則可在二電極間看到週期性的絲狀放電。利用此絲狀的微放電將流過的氣體活化分解之。這種放電方式結合了能常壓下操作的優點及低壓下輝光放電可大量活化、分解氣體的特性。
較佳地,請進一步參閱圖3。由於甲酸尾氣分解反應需要氧氣,故在本實施例中可以進一步包含有一混合裝置20,一方面可以補足所需的氧氣分子,另一方面也可以用來均勻混合甲酸尾氣與空氣或氧氣,進而使得分解的效率更佳。但不以此為限,甲酸尾氣也可以藉由空氣中既有的氧氣來進行反應,也就是說不一定需要有混合裝置20。具體來說,混合裝置20包含有一第一管路21、一第二管路22及一混合管路23。第一管路21包含有一第一閥211。第二管路22包含有一第二閥221。混合管路23的一端同時連通於第一閥211及第二閥221,且另一端連通於反應裝置10的進氣端11。藉此,可以透過控制第一閥211及第二閥221來調節甲酸尾氣與氧氣的混合比,來達到最佳的分解效率。
再者,為了更完整的監控反應成效與效率,並且為了能在監控的同時即時調整各項反應參數,於是在本實施例中還可以進一步包含有一偵測裝置30及一控制單元(圖中未示)。偵測裝置30設於反應裝置10的出氣端14,而控制單元電連接於反應裝置10、混合裝置20及偵測裝置30。藉此,控制單元便可以藉由偵測裝置30來判斷甲酸尾氣分解反應的結果,並且進一步透過控制第一閥211、第二閥221及大氣電漿產生器12來調整電漿功率、流量、溫度等等,藉以達到最理想的反應成效與效率。
藉由使甲酸尾氣由反應裝置10的進氣端11依序通過大氣電漿產生器12及觸媒載體13,藉此便可利用大氣電漿產生器12所產生的大氣電漿來激發甲酸尾氣至激發態,也就是使甲酸尾氣本身的分子能量跨越反應所需要的活化能。如此則可以增加越過活化能分子的比例,並且可以進一步以觸媒降低反應活化能,使較低能量的分子也能跨越活化能進行反應。甲酸尾氣經電漿活化後於低溫即具有活性,於是不再需要持續浪費能源維持觸媒的高溫,也就進一步省去了加熱裝置的成本與體積,並且也不需要等待熱機時間,進而可以增加整體效率。
此外,雖大氣電漿本身即具有裂解甲酸的功效,但若僅使用大氣電漿而不使用觸媒,則會導致僅有部分甲酸被裂解,也就是說整個甲酸尾氣的處理不完全,因此仍會造成環境與人體的危害;並且,大氣電漿本身會產生臭氧,於是需要使用觸媒進一步將臭氧完全分解。綜上所述,本創作以大氣電漿搭配觸媒,便可完全地將甲酸裂解,並且同時分解大氣電漿所產生之臭氧,最終對於甲酸尾氣將具有最完善的尾氣處理成效
以上所述僅是本創作的較佳實施例而已,並非對本創作做任何形式上的限制,雖然本創作已以較佳實施例揭露如上,然而並非用以限定本創作,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本創作技術方案的範圍內,當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例,但凡是未脫離本創作技術方案的內容,依據本創作的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾,均仍屬於本創作技術方案的範圍內。
10‧‧‧反應裝置
11‧‧‧進氣端
12‧‧‧大氣電漿產生器
121‧‧‧框體
122‧‧‧電極件
13‧‧‧觸媒載體
14‧‧‧出氣端
20‧‧‧混合裝置
21‧‧‧第一管路
211‧‧‧第一閥
22‧‧‧第二管路
221‧‧‧第二閥
23‧‧‧混合管路
30‧‧‧偵測裝置
圖1係本創作的反應裝置的元件分解圖。
圖2係本創作的大氣電漿產生器的正視圖。
圖3係本創作的甲酸尾氣處理系統的示意圖。

Claims (4)

  1. 一種甲酸尾氣處理系統,其中包含
    一反應裝置,其包含有依序排列的
    一進氣端;
    一大氣電漿產生器,其連通於該進氣端且能產生大氣電漿;
    一觸媒載體,其連通於該大氣電漿產生器,並包含有甲酸氧化觸媒;
    一出氣端,其連通於該觸媒載體。
  2. 如請求項1所述之甲酸尾氣處理系統,其中該反應裝置的該大氣電漿產生器包含有
    一框體,其包含有相對的一第一邊及一第二邊;
    複數電極件,其設於該框體的該第一邊或該第二邊,且該等電極件相互間隔排列,並自該框體的該第一邊向框體的該第二邊延伸,或自該框體的該第二邊向框體的該第一邊延伸。
  3. 如請求項1或2所述之甲酸尾氣處理系統,其中進一步包含有
    一混合裝置,其包含有
    一第一管路,其包含有一第一閥;
    一第二管路,其包含有一第二閥;
    一混合管路,其一端連通於該第一閥及該第二閥,且另一端連通於該反應裝置的該進氣端。
  4. 如請求項3所述之甲酸尾氣處理系統,其中進一步包含有
    一偵測裝置,其設於該反應裝置的該出氣端;該偵測裝置能偵測甲酸、二氧化碳及水;
    一控制單元,其電連接於該反應裝置、該混合裝置及該偵測裝置;該控制單元能控制該大氣電漿產生器、該第一閥及該第二閥。
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