TWM586637U - 揮發性有機化合物氣體輸入裝置及有機揮發氣體處理系統 - Google Patents

Abstract

本新型主要提出一種揮發性有機化合物氣體輸入裝置，其應用於一有機揮發氣體處理系統之中，並位於一揮發性有機化合物氣體容置單元和一蓄熱式揮發性有機化合物熱處理裝置之間。在該蓄熱式揮發性有機化合物熱處理裝置對VOCs氣體執行熱氧化處理的過程中，若流體輸送管路之內的揮發性有機化合物氣體因濃度上升而發生回灌現象，則回灌的揮發性有機化合物氣體最多也只會回流至本新型之揮發性有機化合物氣體輸入裝置，原因在於本新型之揮發性有機化合物氣體輸入裝置具有防止氣體回衝之相關設計及功能。再者，本新型以微波加熱模組、進氣模組、蓄熱模組、及熱交換模組構成有機揮發氣體處理系統內的一蓄熱式微波熱處理裝置。特別地，在使用該蓄熱式微波熱處理裝置對VOCs氣體執行熱氧化處理的整個過程中，不需要使用任何明火。同時，搭配蓄熱模組與熱交換模組之使用，使得整個VOCs氣體之熱氧化處理過程不需要進行開關閥之切換，提升此有機揮發氣體處理系統之安全穩定運作。

Description

揮發性有機化合物氣體輸入裝置及有機揮發氣體處理系統

本新型係關於有機揮發氣體處理之技術領域，尤指一種蓄熱式微波熱處理裝置與具有該蓄熱式微波熱處理裝置的一種有機揮發氣體處理系統。

揮發性有機化合物(Volatile Organic Compounds, VOCs)是一種在常溫常壓下具有高蒸氣壓和易蒸發性能的有機化學物質之總稱，但不包括甲烷、一氧化碳、二氧化碳、二硫化碳、碳酸、碳酸鹽、碳酸銨、氰化物或硫氰化物等化合物。已知，揮發性有機化合物的主要成分是烷烴類(Alkane)、低沸點芳香烴(Aromatic hydrocarbons)與/或鹵代烴(Halogenated hydrocarbon)，而這些有機物在印刷、塗裝、油漆等行業所使用的有機溶劑之中係大量使用。揮發性有機物污染多屬於逸散性排放，且在逸散至大氣後經陽光照射會與氮氧化物反應而生成臭氧，導致大氣中的臭氧濃度上升且同時引發光化學煙霧等環境污染問題。更重要的是，揮發性有機物對人體健康造成許多潛在性威脅，包括：刺激眼睛和呼吸管道、引發頭疼等症狀。目前，苯、甲苯、鹵化碳鹵代烯烴等揮發性有機物已被確定為致癌物質。

熱焚化分解法為眾多已知的揮發性有機物之處理方法的其中一種，而蓄熱焚化爐(Regenerative thermal oxdizer, RTO)便是應用熱焚化分解法的一種揮發性有機物之(熱)處理設備。圖1即顯示習知的一種蓄熱式焚化爐之架構圖。如圖1所示，習知的蓄熱式焚化爐4’的架構係包括：一蓄熱焚化模組41’、一風機4WE’、一主輸入管線4in’、一第一輸入管線42’、一第一調節閥4V1’、一第二輸入管線43’、一第二調節閥4V2’、一第一輸出管線44’、 一第三調節閥4V3’、一第二輸出管線45’、一第四調節閥4V4’、一主輸出管線4out’、以及一煙囪4T’。並且，由圖1可知該蓄熱焚化模組41’包括一第一蓄熱床411’、一燃燒室412’與一第二蓄熱床413’。

值得特別說明的是，於所述蓄熱式焚化爐4’的第一工作模式中，該第一調節閥4V1’與該第四調節閥4V4’為開啟狀態且該第二調節閥4V2’與該第三調節閥4V3’為關閉狀態；此時，風機4WE’吸取揮發性有機物氣體(VOCs gas)並透過主輸入管線4in’與第一輸入管線42’將揮發性有機物氣體送入第一蓄熱床411’，藉由該第一蓄熱床411’完成所述揮發性有機物氣體之預熱後，再接著將其送入燃燒室412’中進行熱氧化反應，藉以將所述揮發性有機物氣體氧化成水和二氧化碳。繼續地，完成熱氧化反應之揮發性有機物氣體、水和二氧化碳接著流向第二蓄熱床413’，經由第二輸出管線45’與主輸出管線4out’送至該煙囪4T’而被排出至大氣中。特別地，完成熱氧化反應之揮發性有機物氣體通過第二蓄熱床413’時，將會伴隨著來自該燃燒室412’的高溫氣流而將該第二蓄熱床413’加熱。

此外，於所述蓄熱式焚化爐4’的第二工作模式中，該第二調節閥4V2’與該第三調節閥4V3’為開啟狀態且該第一調節閥4V1’與該第四調節閥4V4’為關閉狀態；此時，風機4WE’吸取揮發性有機物氣體(VOCs gas)並透過主輸入管線4in’與第二輸入管線43’將揮發性有機物氣體送入第二蓄熱床413’，藉由該第二蓄熱床413’完成所述揮發性有機物氣體之預熱後，再接著將其送入燃燒室412’中進行熱氧化反應，藉以將所述揮發性有機物氣體氧化成水和二氧化碳。繼續地，完成熱氧化反應之揮發性有機物氣體、水和二氧化碳接著流向第一蓄熱床411’，經由第一輸出管線44’與主輸出管線4out’送至該煙囪4T’而被排出至大氣中。同樣地，完成熱氧化反應之揮發性有機物氣體通過第一蓄熱床411’時，將會伴隨著來自該燃燒室412’的高溫氣流而將該第一蓄熱床411’加熱。

由上述說明可知，習知技術係透過定時切換蓄熱式焚化爐4’操作於兩個工作模式的方式，控制揮發性有機物氣體與高溫氣流的流向，達到預熱與燃燒揮發性有機物氣體以及同時利用高溫氣流加熱第一蓄熱床411’與第二蓄熱床413’之功效。惟，有關的實務使用經驗指出，該蓄熱式焚化爐4’具有以下之主要缺陷：
(1)於切換揮發性有機物氣體與高溫氣流的流動方向時，若沒有精準地監控各管路的揮發性有機物氣體之濃度，則有可能發生揮發性有機物氣體回衝之現象，嚴重者恐導致蓄熱焚化模組41’發生爆炸；
(2)蓄熱式焚化爐4’的蓄熱焚化模組41’包含一第一蓄熱床411’、一燃燒室412’與一第二蓄熱床413’，導致蓄熱式焚化爐4’之整個體積過於龐大，因而限制了該蓄熱式焚化爐4’之應用；以及
(3)習知的蓄熱式焚化爐4’之整體建置成本非常的高。

由上述說明可以得知，如何針對現有的蓄熱式焚化爐進行結構或成本設計上的改良或者重新設計出新式的揮發性有機物氣體之處理設備，於是成為廢氣處理設備之的製造商的最大課題。有鑑於此，本新型案之創作人係極力加以研究，而終於研發完成本新型之一種蓄熱式微波熱處理裝置以及具有該蓄熱式微波熱處理裝置的一種有機揮發氣體處理系統。

本新型之主要目的在於提出一種蓄熱式微波熱處理裝置與具有該蓄熱式微波熱處理裝置的一種有機揮發氣體處理系統。其中，該揮發性有機化合物氣體輸入裝置主要應用於該有機揮發氣體處理系統之中，並位於一揮發性有機化合物氣體容置單元和一蓄熱式揮發性有機化合物熱處理裝置之間。特別說明的是，在該蓄熱式揮發性有機化合物熱處理裝置對VOCs氣體執行熱氧化處理的過程中，若流體輸送管路之內的揮發性有機化合物氣體因濃度上升而發生回灌現象，則回灌的揮發性有機化合物氣體最多也只會回流至本新型之揮發性有機化合物氣體輸入裝置，原因在於本新型之揮發性有機化合物氣體輸入裝置具有防止氣體回衝之相關設計及功能。

承上述說明，本新型特別以微波加熱模組、進氣模組、蓄熱模組、及熱交換模組構成所述蓄熱式微波熱處理裝置。在使用該蓄熱式微波熱處理裝置對VOCs氣體執行熱氧化處理的整個過程中，不需要使用任何明火。同時，搭配蓄熱模組與熱交換模組之使用，使得整個VOCs氣體之熱氧化處理過程不需要進行開關閥之切換，提升此有機揮發氣體處理系統之安全穩定運作。

為了達成上述本新型之主要目的，本案之新型人係提供所述揮發性有機化合物氣體輸入裝置的一實施例，其用於向一蓄熱式揮發性有機化合物熱處理裝置供給一揮發性有機化合物氣體，且包括：
一過濾單元，具有一輸入埠、一過濾核心、與一輸出埠，且以其該輸入埠與一揮發性有機化合物氣體容置單元相連接，令該揮發性有機化合物氣體容置單元之中的一揮發性有機化合物氣體流入該過濾核心進以接著被執行一過濾處理；
一第一送風機單元，連接該輸出埠；
一水櫃，連接該第一風機單元，其中，該第一風機單元將完成所述過濾處理的該揮發性有機化合物氣體送入該水櫃內，使得該揮發性有機化合物氣體於該水櫃內形成複數氣泡；以及
一安全閥，連接至該水櫃，且用以於該水櫃的一內部壓力超過一臨界值之時，對該水櫃進行一洩壓處理；
其中，一饋入送風機係連接於該水櫃與該蓄熱式揮發性有機化合物熱處理裝置之間，用以自該水櫃處吸入該揮發性有機化合物氣體，並接著將該揮發性有機化合物氣體送入該蓄熱式揮發性有機化合物熱處理裝置之中。

為了達成上述本新型之主要目的，本新型之創作人係同時提供所述有機揮發氣體處理系統的一實施例，其包括：
如前所述之揮發性有機化合物氣體輸入裝置；
一蓄熱式微波熱處理裝置，包括：
一微波加熱模組，包括一微波腔體與置於該微波腔體內的至少一具微波吸收特性之固定床；其中，通入一微波至該微波腔體之後，該具微波吸收特性之固定床會吸收該微波進而升溫至一加熱溫度，且該加熱溫度係高於該揮發性有機化合物氣體之燃點；
一進氣模組，用以輸送一待加熱流體至該微波腔體之中，令該待加熱流體在該微波腔體內被具有該加熱溫度的該具微波吸收特性之固定床加熱成為一高溫流體；
一蓄熱模組，連接至該微波加熱模組，且包括至少一蓄熱床；其中，該高溫流體進一步地流入該蓄熱模組並對該至少一蓄熱床加熱；及
一熱交換模組，包括一熱交換器，且該熱交換器具有連接至該蓄熱模組的一第一連通埠、連接至該微波腔體的一第二連通埠、一第三連通埠、與一第四連通埠；
其中，該第三連通埠連接至該饋入送風機，且該第四連通埠連接至一排氣管路。

為了能夠更清楚地描述本新型所提出的一種揮發性有機化合物氣體輸入裝置與具有該揮發性有機化合物氣體輸入裝置的一種有機揮發氣體處理系統，以下將配合圖式，詳盡說明本新型之較佳實施例。

揮發性有機化合物氣體輸入裝置的實施例

本新型主要提出一種揮發性有機化合物氣體輸入裝置，其用於向一蓄熱式揮發性有機化合物熱處理裝置供給一揮發性有機化合物(Volatile Organic Compounds, VOCs)氣體。所述蓄熱式揮發性有機化合物熱處理裝置可以是已知的蓄熱式VOCs焚化爐(Regenerative Thermal Oxidizer, RTO)、已知的蓄熱觸媒式焚化爐(Regenerative Catalyst Thermal Oxidizer, RCO)或是經過特別設計的蓄熱式微波熱處理裝置。

圖2顯示本新型之一種揮發性有機化合物氣體輸入裝置的系統架構圖。如圖2所示，本新型之揮發性有機化合物氣體輸入裝置2的主體架構包括：一過濾單元22、一第一送風機單元Fan2、一水櫃23、一安全閥24、以及一最低爆炸極限偵測單元25。其中，該過濾單元22具有一輸入埠、一過濾核心、與一輸出埠，且以其該輸入埠與一揮發性有機化合物氣體容置單元21相連接，令該揮發性有機化合物氣體容置單元21之中的一揮發性有機化合物氣體流入該過濾核心進以接著被執行一過濾處理，藉此方式濾除該揮發性有機化合物氣體所帶有的大顆粒粉塵。

再者，該第一送風機單元Fan2係連接該過濾單元22的該輸出埠。並且，該水櫃23與該第一風機單元Fan2相連接，使得該第一風機單元Fan2可以將完成所述過濾處理的該揮發性有機化合物氣體送入水櫃23內，藉以使得該揮發性有機化合物氣體於該水櫃23內形成複數氣泡。另一方面，所述安全閥24連接至該水櫃23，用以於該水櫃23的一內部壓力超過一臨界值之時，對該水櫃23進行一洩壓處理。由圖2可知，一饋入送風機Fan1係連接於該水櫃23與該蓄熱式揮發性有機化合物熱處理裝置1之間。易於理解的，該饋入送風機Fan1用以自該水櫃23處吸入該揮發性有機化合物氣體，並接著將該揮發性有機化合物氣體送入該蓄熱式揮發性有機化合物熱處理裝置1之中。

特別地， 本新型於該水櫃23與該饋入送風機Fan1之間設有一第一流體傳輸管路L1，並將一最低爆炸極限偵測單元25連接至該第一流體傳輸管路L1，用以偵測該第一流體傳輸管路L1內的該揮發性有機化合物氣體之濃度。並且，本新型還進一步地於所述揮發性有機化合物氣體輸入裝置2的架構中增設一第一電動閥門V1與一第二送風機單元Fan3。如圖2所示，該第一電動閥門V1與該第一流體傳輸管路L1之間進一步設有一第二流體傳輸管路L2。如此設置，在該最低爆炸極限偵測單元25偵測到該第一流體傳輸管路L1內的該揮發性有機化合物氣體的濃度超過臨界值之時，該第一電動閥門V1即被開啟且該第二送風機單元Fan3同時被啟動，進而藉由該第二送風機單元Fan3之運轉以將外界空氣送入該第二流體傳輸管路L2與該第一流體傳輸管路L1之中。

另一方面，本新型又同時令一第一溫度監控單元TM6連接至該第一流體傳輸管路L1。如此設置，在該第一溫度監控單元TM6偵測到該第一流體傳輸管路L1內的該揮發性有機化合物氣體的溫度異常之時，該第一送風機單元Fan2便會立即被關閉，藉以阻斷該揮發性有機化合物氣體繼續地被送入該水櫃23內。特別說明的是，本新型之揮發性有機化合物氣體輸入裝置2具有防止該第一流體傳輸管路L1內的該揮發性有機化合物氣體發生氣體回衝之功能。更詳細地說明，當流動於第一流體傳輸管路L1內的該揮發性有機化合物氣體的濃度不斷上升時，揮發性有機化合物氣體便會回灌至該水櫃23。此時，若該安全閥24偵測到該水櫃23的內部壓力超過臨界值，則其便會自動地對該水櫃23執行一洩壓處理。同時，若該最低爆炸極限偵測單元25也偵測到該第一流體傳輸管路L1內的該揮發性有機化合物氣體之濃度超過臨界值，該第一電動閥門V1便會被開啟且該第二送風機單元Fan3同時被啟動，令外界空氣被送入透過第一電動閥門V1和第二流體傳輸管路L2而被送入該第一流體傳輸管路L1之中，藉此方式降低該第一流體傳輸管路L1內的該揮發性有機化合物氣體之濃度。

由上述說明可知，本新型之揮發性有機化合物氣體輸入裝置2主要是應用於一有機揮發氣體處理系統之中，且位於一揮發性有機化合物氣體容置單元21和一蓄熱式揮發性有機化合物熱處理裝置1之間。如此設置，在該蓄熱式揮發性有機化合物熱處理裝置1對揮發性有機化合物(VOCs)氣體執行熱氧化處理的過程中，若該蓄熱式揮發性有機化合物熱處理裝置1與該揮發性有機化合物氣體容置單元21之間的流體輸送管路之內的揮發性有機化合物氣體因濃度上升而發生回灌現象，則回灌的揮發性有機化合物氣體最多也只會流動至本新型之揮發性有機化合物氣體輸入裝置2，之後便會因為揮發性有機化合物氣體輸入裝置2發揮其功能便停止繼續往該揮發性有機化合物氣體容置單元21處流動。

有機揮發氣體處理系統的實施例

本新型同時提出一種有機揮發氣體處理系統。圖3即顯示本新型之一種有機揮發氣體處理系統的系統架構圖。如圖2與圖3所示，本新型之有機揮發氣體處理系統主要包括一揮發性有機化合物氣體輸入裝置2與一蓄熱式揮發性有機化合物熱處理裝置1；其中，該蓄熱式揮發性有機化合物熱處理裝置1為一特別設計的蓄熱式微波熱處理裝置，且其主體架構係包括：一微波加熱模組11、一進氣模組12、一蓄熱模組13、以及一熱交換模組14。依據本新型之設計，該微波加熱模組11包括一微波腔體與置於該微波腔體內的至少一具微波吸收特性之固定床。所述具微波吸收特性之固定床由一微波吸收材料製成，且該微波吸收材料可為下列任一者：四氧化三鐵(Fe ₃O ₄)、乙炔碳黑(acetylene black)、碳化矽(SiC)、二矽化鉬(MoSi ₂)、鐵氧體基複合材料、羰基鐵粉複合材料、氧化鋅多腳晶鬚(Multipod ZnO whiskers)、上述任兩者之組合、或上述任兩者以上之組合。

將功率為1KW的一微波通入該微波腔體之後，該具微波吸收特性之固定床會吸收該微波進而升溫至一加熱溫度，且該加熱溫度係高於該揮發性有機化合物(VOCs)氣體之燃點。在正常的情況下，本新型之有機揮發氣體處理系統能夠對濃度介於4000ppm至10000ppm之間的揮發性有機化合物(VOCs)氣體進行熱氧化處理。更詳細地說明，如果VOCs氣體的燃點低，則本新型之有機揮發氣體處理系統可處理10000ppm的VOCs氣體；反之，如果VOCs氣體的燃點高，則本新型之有機揮發氣體處理系統可處理之VOCs氣體的濃度只能到4000ppm。

依據本新型之設計，該進氣模組12用以輸送一待加熱流體至該微波腔體之中，令該待加熱流體在該微波腔體內被具有該加熱溫度的該具微波吸收特性之固定床加熱成為一高溫流體。如圖3所示，該進氣模組12包括一送風機Fan4，且一第二電動閥門V2在該送風機Fan4啟動時被連動地打開，令該送風機Fan4可透過該第二電動閥門V2將該待加熱流體吸入，進而將該待加熱流體送入該微波腔體之中。值得注意的是，一第三電動閥門V3設置在該第四連通埠1414與該排氣管路ET之間，且該第三電動閥門V3在該送風機Fan4啟動時係連動地關閉。另一方面，該蓄熱模組13連接至該微波加熱模組11，且其包括至少一蓄熱床131；其中，該蓄熱床131設有一低溫觸媒材料，且該低溫觸媒材料可為下列任一者：鉑(Pt)、鉑複合物、錳(Mn)、錳複合物、金(Ag)、金複合物、上述任兩者之組合、或上述任兩者以上之組合。易於理解的，該微波腔體內的該高溫流體會進一步地流入該蓄熱模組13以對該至少一蓄熱床131加熱。

該熱交換模組14包括一熱交換器141，且該熱交換器141具有連接至該蓄熱模組13的一第一連通埠1411、連接至該微波腔體的一第二連通埠1412、一第三連通埠1413、與一第四連通埠1414。如圖2與圖3所示，該第三連通埠1413連接至該饋入送風機Fan1，且該第四連通埠1414連接至一排氣管路ET。如圖2與圖3所示，該饋入送風機Fan1透過該第三連通埠1413將該揮發性有機化合物氣體送入該熱交換器141之中，且該蓄熱模組13內的該高溫流體透過該第一連通埠1411流入該熱交換器141，進而對該熱交換器141內的該揮發性有機化合物氣體進行預加熱。舉例而言，揮發性有機化合物氣體的溫度自30 ^oC被加熱至600 ^oC。

必須補充說明的是，該第二電動閥門V2與該第三電動閥門V3在該送風機Fan4關閉時係分別關閉與啟動，且該饋入送風機Fan1接著被啟動；在此設定下，饋入送風機Fan1自該揮發性有機化合物氣體輸入裝置2處吸入該揮發性有機化合物氣體，並透過該第三連通埠1413將該揮發性有機化合物氣體送入該熱交換器141之中。進一步地，於該熱交換器141之中完成所述預加熱的該揮發性有機化合物氣體係透過該第二連通埠1412流入該微波加熱模組11的該微波腔體之中，進而在該微波腔體之中進行一熱氧化反應。並且，於該微波腔體內完成所述熱氧化反應之後，該微波腔體內的該高溫流體係流過該蓄熱模組13進一步地透過該第一連通埠1411流入該熱交換器141內。

承上述說明，在該熱交換器141內與透過該第三連通埠1413流入的該揮發性有機化合物氣體進行熱交換之後，該高溫流體即降溫為一待排放流體，並接著經由該第四連通埠1414與該排氣管路ET排出。簡單地說，本新型係經由特殊的架構設計，令由該微波加熱模組11的該微波腔體送出的高溫流體流過蓄熱模組13與熱交換模組14，同時令該饋入送風機Fan1將揮發性有機化合物氣體送入熱交換模組14之中進行預加熱，且完成預加熱的揮發性有機化合物氣體會進一步地流入該微波腔體內以進行熱氧化反應。並且，在完成熱氧化反應之後，包含反應生成物之高溫流體循環式地流入該蓄熱模組13且又透過該第一連通埠1411流入該熱交換器141內。如此，包含反應生成物之高溫流體會在該熱交換器141內與透過該第三連通埠1413流入的該揮發性有機化合物氣體再次進行熱交換，之後包含反應生成物之高溫流體降溫為待排放流體，並接著經由該第四連通埠1414與該排氣管路ET排出。

此外，為了提升所述有機揮發氣體處理系統之安全穩定運作，本新型係同時在此有機揮發氣體處理系統的蓄熱式微波熱處理裝置11之架構中增設多組監控單元與/或裝置。首先，如圖3所示，一第二溫度監控單元TM1連接至該微波加熱模組11的該微波腔體的一流體輸出管路，用以監測自該微波腔體送出的該高溫流體之溫度。必須特別說明的是，由於圖2之中已經揭示了連接至該第一流體傳輸管路L1的第一溫度監控單元TM6，因此，如圖3所示，配置於蓄熱式微波熱處理裝置11之中的多個監控單元便依序地為第二溫度監控單元TM1、第三溫度監控單元TM2、第四溫度監控單元TM3、第五溫度監控單元TM4、第六溫度監控單元TM5、第一壓差監控單元PDM1、及第二壓差監控單元PDM2。

依據本新型之設計， 該第三溫度監控單元TM2係連接至該蓄熱模組13的一流體輸出管路，用以監測自該蓄熱模組13送出的該高溫流體之溫度。同時，由圖3可知微波加熱模組11更包括一微波產生器111，且本新型特別利用該第三溫度監控單元TM2偵測自該蓄熱模組13所送出的該高溫流體之溫度，一旦該高溫流體的溫度超過臨界值，則該微波產生器便會連動地被停止，進以阻斷功率為1KW的微波被繼續地提供至該微波腔體之中。另一方面，該第四連通埠1414與該第三電動閥門V3之間設有一第三流體傳輸管路L3，且所述第四溫度監控單元TM3係連接至該第三流體傳輸管路L3，用以監測自該熱交換器141的該第三連通埠1413送出的該待排放流體之溫度。進一步地，本新型又於該第三電動閥門V3與該排氣管路ET之間設有一第四流體傳輸管路L4，且一第五溫度監控單元TM4係連接至該第四流體傳輸管路L4，用以監測該待排放流體之溫度。

除此之外，該熱交換器141的該第二連通埠1412與該微波加熱模組11的該微波腔體的流體輸入管路之間亦設有一第五流體傳輸管路L5，且所述第六溫度監控單元TM5係連接至該第五流體傳輸管路L5，用以對於完成預加熱且自該第二連通埠1412送出的該揮發性有機化合物氣體進行溫度監控。值得注意的是，本新型特別將一第一壓差監控單元PDM1連接於該蓄熱模組13的一流體輸入管路與一流體輸出管路之間，用以對流動於該流體輸入管路之中的該高溫流體以及流動於該流體輸出管路之中的該高溫流體進行壓差監控。進一步地，本新型又於該熱交換器141的該第一連通埠1411與該蓄熱模組13的該流體輸出管路之間設有一第六流體傳輸管路L6，且一第二壓差監控單元PDM2係連接於該第六流體傳輸管路L6與該第三流體傳輸管路L3之間，用對流動於該第三流體傳輸管路L3之中的該高溫流體與流動於該第六流體傳輸管路L6之中的該待排放流體進行壓差監控。

如此，上述係已完整且清楚地說明本新型之一種揮發性有機化合物氣體輸入裝置以及具有該揮發性有機化合物氣體輸入裝置的一種有機揮發氣體處理系統之所有實施例及其結構組成；並且，經由上述可知本新型係具有下列之優點：

(1)本新型之揮發性有機化合物氣體輸入裝置2主要是應用於一有機揮發氣體處理系統之中，並位於一揮發性有機化合物氣體容置單元21和一蓄熱式揮發性有機化合物熱處理裝置1之間。如此設置，在該蓄熱式揮發性有機化合物熱處理裝置1對揮發性有機化合物(VOCs)氣體執行熱氧化處理的過程中，若該蓄熱式揮發性有機化合物熱處理裝置1與該揮發性有機化合物氣體容置單元21之間的流體輸送管路之內的揮發性有機化合物氣體因濃度上升而發生回灌現象，則回灌的揮發性有機化合物氣體最多也只會流動至本新型之揮發性有機化合物氣體輸入裝置2，之後便會因為揮發性有機化合物氣體輸入裝置2發揮其功能便停止繼續往該揮發性有機化合物氣體容置單元21處流動。簡單地說，本新型之揮發性有機化合物氣體輸入裝置2具有防止VOCs氣體回衝倒灌之功能。

(2)同時，本新型設計的有機揮發氣體處理系統主要包括前述揮發性有機化合物氣體輸入裝置2和一蓄熱式微波熱處理裝置11，其中該蓄熱式微波熱處理裝置11包括微波加熱模組11、進氣模組12、蓄熱模組13、以及熱交換模組14。特別地，蓄熱式微波熱處理裝置11利用功率為1Kw的微波加熱一具微波吸收特性之固定床，再利用該具微波吸收特性之固定床將流體加熱成為一高溫流體，接著再以該高溫流體和該具微波吸收特性之固定床對通入微波加熱模組11的VOCs氣體進行熱氧化處理，整個處理過程中沒有使用任何明火。同時，搭配蓄熱模組13與熱交換模組14之使用，使得整個VOCs氣體之熱氧化處理過程不需要進行開關閥之切換，提升此有機揮發氣體處理系統之安全穩定運作。

必須加以強調的是，上述之詳細說明係針對本新型可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本新型之專利範圍，凡未脫離本新型之技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

＜本新型＞

1‧‧‧蓄熱式揮發性有機化合物熱處理裝置

11‧‧‧微波加熱模組

12‧‧‧進氣模組

13‧‧‧蓄熱模組

14‧‧‧熱交換模組

2‧‧‧揮發性有機化合物氣體輸入裝置

21‧‧‧揮發性有機化合物氣體容置單元

22‧‧‧過濾單元

23‧‧‧水櫃

24‧‧‧安全閥

25‧‧‧最低爆炸極限偵測單元

111‧‧‧微波產生器

131‧‧‧蓄熱床

141‧‧‧熱交換器

1411‧‧‧第一連通埠

1412‧‧‧第二連通埠

1413‧‧‧第三連通埠

1414‧‧‧第四連通埠

ET‧‧‧排氣管路

Fan1‧‧‧饋入送風機

Fan2‧‧‧第一送風機單元

Fan3‧‧‧第二送風機單元

Fan4‧‧‧送風機

L1‧‧‧第一流體傳輸管路

L2‧‧‧第二流體傳輸管路

L3‧‧‧第三流體傳輸管路

L4‧‧‧第四流體傳輸管路

L5‧‧‧第五流體傳輸管路

L6‧‧‧第六流體傳輸管路

V1‧‧‧第一電動閥門

V2‧‧‧第二電動閥門

V3‧‧‧第三電動閥門

TM1‧‧‧第二溫度監控單元

TM2‧‧‧第三溫度監控單元

TM3‧‧‧第四溫度監控單元

TM4‧‧‧第五溫度監控單元

TM5‧‧‧第六溫度監控單元

TM6‧‧‧第一溫度監控單元

PDM1‧‧‧第一壓差監控單元

PDM2‧‧‧第二壓差監控單元

＜習知＞

4’‧‧‧蓄熱式焚化爐

41’‧‧‧蓄熱焚化模組

42’‧‧‧第一輸入管線

43’‧‧‧第二輸入管線

44’‧‧‧第一輸出管線

45’‧‧‧第二輸出管線

4in’‧‧‧主輸入管線

4out’‧‧‧主輸出管線

4EW’‧‧‧風機

4T’‧‧‧煙囪

4V1’‧‧‧第一調節閥

4V2’‧‧‧第二調節閥

4V3’‧‧‧第三調節閥

4V4’‧‧‧第四調節閥

411’‧‧‧第一蓄熱床

412’‧‧‧燃燒室

413’‧‧‧第二蓄熱床

圖1顯示習知的一種蓄熱式焚化爐之架構圖；
圖2顯示本新型之一種揮發性有機化合物氣體輸入裝置的系統架構圖；以及
圖3顯示本新型之一種有機揮發氣體處理系統的系統架構圖。

Claims (20)

1. 一種揮發性有機化合物氣體輸入裝置，用於向一蓄熱式揮發性有機化合物熱處理裝置供給一揮發性有機化合物氣體，且包括：
   一過濾單元，具有一輸入埠、一過濾核心、與一輸出埠，且以其該輸入埠與一揮發性有機化合物氣體容置單元相連接，令該揮發性有機化合物氣體容置單元之中的一揮發性有機化合物氣體流入該過濾核心進以接著被執行一過濾處理；
   一第一送風機單元，連接該輸出埠；
   一水櫃，連接該第一風機單元，其中，該第一風機單元將完成所述過濾處理的該揮發性有機化合物氣體送入該水櫃內，使得該揮發性有機化合物氣體於該水櫃內形成複數氣泡；以及
   一安全閥，連接至該水櫃，且用以於該水櫃的一內部壓力超過一臨界值之時，對該水櫃進行一洩壓處理；
   其中，一饋入送風機係連接於該水櫃與該蓄熱式揮發性有機化合物熱處理裝置之間，用以自該水櫃處吸入該揮發性有機化合物氣體，並接著將該揮發性有機化合物氣體送入該蓄熱式揮發性有機化合物熱處理裝置之中。
2. 如申請專利範圍第1項所述之揮發性有機化合物氣體輸入裝置，更包括：
   一最低爆炸極限偵測單元，其中，該水櫃與該饋入送風機之間設有一第一流體傳輸管路，且該最低爆炸極限偵測單元連接至該第一流體傳輸管路，用以偵測該第一流體傳輸管路內的該揮發性有機化合物氣體之濃度；
   一第一電動閥門，其中，該第一電動閥門與該第一流體傳輸管路之間進一步設有一第二流體傳輸管路；以及
   一第二送風機單元，連接該第一電動閥門；
   其中，在該最低爆炸極限偵測單元偵測到該第一流體傳輸管路內的該揮發性有機化合物氣體的濃度超過臨界值時，該第一電動閥門被開啟且該第二送風機單元被啟動，進而將外界空氣送入該第二流體傳輸管路與該第一流體傳輸管路之中。
3. 如申請專利範圍第2項所述之揮發性有機化合物氣體輸入裝置，更包括連接至該第一流體傳輸管路的一第一溫度監控單元，其中，在該第一溫度監控單元偵測到該第一流體傳輸管路內的該揮發性有機化合物氣體的溫度異常時，該第一送風機單元被關閉。
4. 一種有機揮發氣體處理系統，包括：
   如申請專利範圍第1項至第3項之中任一項所述之揮發性有機化合物氣體輸入裝置；以及
   一蓄熱式微波熱處理裝置，包括：
   一微波加熱模組，包括一微波腔體與置於該微波腔體內的至少一具微波吸收特性之固定床；其中，通入一微波至該微波腔體之後，該具微波吸收特性之固定床會吸收該微波進而升溫至一加熱溫度，且該加熱溫度係高於該揮發性有機化合物氣體之燃點；
   一進氣模組，用以輸送一待加熱流體至該微波腔體之中，令該待加熱流體在該微波腔體內被具有該加熱溫度的該具微波吸收特性之固定床加熱成為一高溫流體；
   一蓄熱模組，連接至該微波加熱模組，且包括至少一蓄熱床；其中，該高溫流體進一步地流入該蓄熱模組並對該至少一蓄熱床加熱；及
   一熱交換模組，包括一熱交換器，且該熱交換器具有連接至該蓄熱模組的一第一連通埠、連接至該微波腔體的一第二連通埠、一第三連通埠、與一第四連通埠；
   其中，該第三連通埠連接至該饋入送風機，且該第四連通埠連接至一排氣管路。
5. 如申請專利範圍第4項所述之有機揮發氣體處理系統，其中，所述具微波吸收特性之固定床由一微波吸收材料製成，且該微波吸收材料可為下列任一者：四氧化三鐵(Fe ₃O ₄)、乙炔碳黑、碳化矽(SiC)、二矽化鉬(MoSi ₂)、鐵氧體基複合材料、羰基鐵粉複合材料、上述任兩者之組合、或上述任兩者以上之組合。
6. 如申請專利範圍第4項所述之有機揮發氣體處理系統，其中，該蓄熱床設有一低溫觸媒材料，且該低溫觸媒材料可為下列任一者：鉑(Pt)、鉑複合物、錳(Mn)、錳複合物、金(Ag)、金複合物、上述任兩者之組合、或上述任兩者以上之組合。
7. 如申請專利範圍第4項所述之有機揮發氣體處理系統，其中，該微波的功率為1KW，且該揮發性有機化合物氣體之一揮發性有機化合物濃度係介於4000ppm至10000ppm之間。
8. 如申請專利範圍第4項所述之有機揮發氣體處理系統，其中，該饋入送風機透過該第三連通埠將該揮發性有機化合物氣體送入該熱交換器之中，且該蓄熱模組內的該高溫流體透過該第一連通埠流入該熱交換器，進而對該熱交換器內的該揮發性有機化合物氣體進行預加熱。
9. 如申請專利範圍第8項所述之有機揮發氣體處理系統，其中，於該熱交換器之中完成所述預加熱的該揮發性有機化合物氣體係進一步透過該第二連通埠流入該微波腔體之中，進而在該微波腔體之中進行一熱氧化反應。
10. 如申請專利範圍第9項所述之有機揮發氣體處理系統，其中，於該微波腔體內完成所述熱氧化反應之後，該微波腔體內的該高溫流體係流過該蓄熱模組進一步地透過該第一連通埠流入該熱交換器內；並且，在該熱交換器內與透過該第三連通埠流入的該揮發性有機化合物氣體進行熱交換之後，該高溫流體即降溫為一待排放流體，並接著經由該第四連通埠與該排氣管路排出。
11. 如申請專利範圍第4項所述之有機揮發氣體處理系統，其中，該進氣模組包括一送風機，且一第二電動閥門在該送風機啟動時被連動地打開，令該送風機可透過該第二電動閥門將該待加熱流體吸入，進而將該待加熱流體送入該微波腔體之中。
12. 如申請專利範圍第11項所述之有機揮發氣體處理系統，其中，一第三電動閥門設置在該第四連通埠與該排氣管路之間，且該第三電動閥門在該送風機啟動時係連動地關閉。
13. 如申請專利範圍第12項所述之有機揮發氣體處理系統，其中，該第二電動閥門與該第三電動閥門在該送風機關閉時分別關閉與啟動，且該饋入送風機接著被啟動，進而自該揮發性有機化合物氣體輸入裝置處吸入該揮發性有機化合物氣體，並透過該第三連通埠將該揮發性有機化合物氣體送入該熱交換器之中。
14. 如申請專利範圍第12項所述之有機揮發氣體處理系統，其中，一第二溫度監控單元係連接至該微波腔體的一流體輸出管路，用以監測自該微波腔體送出的該高溫流體之溫度。
15. 如申請專利範圍第14項所述之有機揮發氣體處理系統，其中，一第三溫度監控單元係連接至該蓄熱模組的一流體輸出管路，用以監測自該蓄熱模組送出的該高溫流體之溫度；並且，該微波加熱模組更包括一微波產生器，且該第三溫度監控單元偵測到自該蓄熱模組送出的該高溫流體之溫度超過臨界值之時，即連動地停止該微波產生器繼續提供該微波至該微波腔體之中。
16. 如申請專利範圍第15項所述之有機揮發氣體處理系統，其中，該第四連通埠與該第三電動閥門之間設有一第三流體傳輸管路，且一第四溫度監控單元係連接至該第三流體傳輸管路，用以監測自該熱交換器的該第三連通埠送出的該待排放流體之溫度。
17. 如申請專利範圍第16項所述之有機揮發氣體處理系統，其中，該第三電動閥門與該排氣管路之間亦設有一第四流體傳輸管路，且一第五溫度監控單元係連接至該第四流體傳輸管路，用以監測該待排放流體之溫度。
18. 如申請專利範圍第17項所述之有機揮發氣體處理系統，其中，該熱交換器的該第二連通埠與該微波腔體的一流體輸入管路之間亦設有一第五流體傳輸管路，且一第六溫度監控單元係連接至該第五流體傳輸管路，用以對於完成預加熱的該揮發性有機化合物氣體進行溫度監控。
19. 如申請專利範圍第18項所述之有機揮發氣體處理系統，其中，一第一壓差監控單元係連接於該蓄熱模組的一流體輸入管路與一流體輸出管路之間，用以對流動於該流體輸入管路之中的該高溫流體以及流動於該流體輸出管路之中的該高溫流體進行壓差監控。
20. 如申請專利範圍第19項所述之有機揮發氣體處理系統，其中，該熱交換器的該第一連通埠與該蓄熱模組的該流體輸出管路之間亦設有一第六流體傳輸管路，且一第二壓差監控單元係連接於該第六流體傳輸管路與該第三流體傳輸管路之間，用對流動於該第三流體傳輸管路之中的該高溫流體與流動於該第六流體傳輸管路之中的該待排放流體進行壓差監控。