TWM640826U - 基於微波技術的物料乾燥設備系統及並聯式物料乾燥設備系統 - Google Patents

Abstract

本揭露提出一種基於微波技術的物料乾燥設備系統，包含送料模組、入料控制器、出料控制器、乾化裝置、以及熱脫附裝置。送料模組配置以運送物料，且具有入料口與出料口。入料控制器連接入料口，配置以控制物料進入送料模組中的入料量與入料速度。出料控制器連接出料口，配置以控制物料離開送料模組的出料量與出料速度。乾化裝置設在鄰近入料控制器之送料模組的第一區域上，且配置以對物料進行乾化處理。熱脫附裝置設在遠離入料控制器之送料模組的第二區域上，且配置以對物料進行熱脫附處理。

Description

基於微波技術的物料乾燥設備系統及並聯式物料乾燥設備系統

本揭露是有關於一種物料乾燥設備系統，且特別是有關於一種基於微波技術的物料乾燥設備系統，及並聯多組此物料乾燥設備系統而成的並聯式物料乾燥設備系統。

在物料遭受汙染嚴重的情況下，人們經常使用間接或直接加熱的方式對物料進行加熱，以使物料中的水分、油汙、以及其餘有機汙染物從物料中蒸發或分離，此種過程稱為熱脫附。傳統的熱脫附設備為燃燒爐形式，熱量的來源為燃料加熱(燃料如：柴油、天然氣、瓦斯等)，透過熱的傳導及對流的方式，以高溫燃燒的方式讓物料內部的汙染物脫離。

惟，習知之熱脫附設備具有幾個缺點。一是當物料中含有水分時，物料中的水分必須加熱至100 ℃時，才會變成水蒸氣脫離，而傳統的燃燒爐是透過傳導及對流的方式，將熱能逐漸傳遞到物料的內部，因此物料的乾化過程是由外部至內部逐漸的乾化。故，此方式需要較長的時間才能讓物料完全乾化，乾化效率較差且耗能。

再者，習知之熱脫附爐在加熱時會同時將水分、油汙等汙染物由物料中脫離，而因為水的熱焓較大，所以會吸收大量的熱能，且熱脫附爐體龐大，故在實際作業時容易發生燃燒效率不佳的現象。

因此，亟需一種新的熱脫附設備，能改善習知熱脫附設備乾化效率較差且耗能的同時，又能增加加熱效率，以提升整體熱脫附過程的效率以及產能。

因此，本揭露之實施例之一目的是在於提供一種基於微波技術的物料乾燥設備系統，其同時包含乾化裝置以及熱脫附裝置，故可先對物料進行乾化處理後再進行熱脫附處理，以提升整體的乾化效率以及加熱效率。其中，乾化裝置可使用微波乾化裝置，使物料的內外部均勻受熱，並可在短時間內達到乾化的效果。

根據本揭露之上述目的，提出一種基於微波技術的物料乾燥設備系統，包含送料模組、入料控制器、出料控制器、乾化裝置、以及熱脫附裝置。送料模組配置以運送物料，且具有入料口與出料口。入料控制器連接入料口，配置以控制物料進入送料模組中的入料量與入料速度。出料控制器連接出料口，配置以控制物料離開送料模組的出料量與出料速度。乾化裝置設在鄰近入料控制器之送料模組的第一區域上，且配置以對物料進行乾化處理。熱脫附裝置設在遠離入料控制器之送料模組的第二區域上，且配置以對物料進行熱脫附處理。

根據本揭露之一些實施例，上述之物料乾燥設備系統更包含氣體排放口。氣體排放口設在第二區域上，且配置以排放揮發性氣體。

根據本揭露之一些實施例，上述之物料乾燥設備系統更包含紅外線溫度監控裝置、入料溫度計、以及出料溫度計。紅外線溫度監控裝置連接第一區域，且配置以量測第一區域的第一溫度。入料溫度計設在第二區域的前端上，且配置以量測第二區域之前端的入料溫度。出料溫度計鄰設在該出料控制器旁，且配置以量測出料控制器周圍的出料溫度。

根據本揭露之一些實施例，上述之物料乾燥設備系統更包含中央控制系統。中央控制系統訊號連接送料模組、入料控制器、出料控制器、乾化裝置、熱脫附裝置、紅外線溫度監控裝置、入料溫度計、以及出料溫度計，且配置以控制物料乾燥設備系統的物料處理參數。

根據本揭露之一些實施例，上述之物料處理參數包含紅外線溫度、含水率、入料速度、入料溫度、送料速度、加熱能量、加熱時間、出料速度、以及出料溫度。

根據本揭露之一些實施例，上述之送料模組包含送料器、兩外蓋、以及送料馬達。送料器配置以容置物料，且具有分別設在送料器相對兩端的第一開口與第二開口。兩外蓋分別套設在第一開口與第二開口上，配置以密封第一開口與第二開口。送料馬達配置以驅動送料器運轉。

根據本揭露之一些實施例，上述之乾化裝置為微波乾化裝置。

根據本揭露之一些實施例，上述之熱脫附裝置是電加熱式熱脫附裝置。

根據本揭露之上述目的，另提出一種並聯式物料乾燥設備系統，包含物料槽、分料機、以及複數個上述之物料乾燥設備系統。物料槽配置以儲放物料。分料機連接物料槽，且配置以從物料槽中抽出物料，其中分料機包含複數個分料管。分料管連接分料機，且配置以分流物料。物料乾燥設備系統之每一者的入料控制器對應地連接分料管。

根據本揭露之一些實施例，上述之並聯式物料乾燥設備系統更包含中控式內分組監控模組，訊號連接物料乾燥設備系統，其中中控式內分組監控模組包含複數個中央控制系統。中央控制系統對應地訊號連接物料乾燥設備系統的送料模組、入料控制器、出料控制器、乾化裝置、熱脫附裝置、紅外線溫度監控裝置、入料溫度計、以及出料溫度計，且配置以控制物料乾燥設備系統的複數個物料處理參數。

由上述本揭露實施方式可知，本揭露主要是透過乾化裝置的設計，先對欲進行熱脫附處理的物料進行微波乾化處理，使物料中的水分變成水蒸氣脫離物料後，再利用熱脫附裝置對物料進行熱脫附處理，以達到提升本揭露之乾化效率的功效。此微波加熱方式不僅可使物料的內外部均勻受熱，更可在短時間內達到乾化的效果。另外，本揭露之物料乾燥設備系統還包含中央控制系統，其訊號連接物料乾燥設備系統的送料模組、入料控制器、出料控制器、乾化裝置、熱脫附裝置、紅外線溫度監控裝置、入料溫度計、以及出料溫度計，故可即時收集各物料處理參數的數據，並自動回授給中央控制系統，以檢測整體熱脫附過程是否有異常。若有須調整的參數，中央控制系統亦可發送訊號精準控制對應的元件。再者，更可將複數個本揭露之物料乾燥設備系統並聯，形成並聯式物料乾燥設備系統。透過並列物料乾燥設備系統，可以將產能以倍數方式進行提升，有效提升效率。並列之多組熱脫附設備將訊號同時回傳至同一個中控式內分組監控模組，由中控式統一控制製程參數，以達成最佳化控制。

以下仔細討論本揭露的實施例。然而，可以理解的是，實施例提供許多可應用的概念，其可實施於各式各樣的特定內容中。所討論與揭示之實施例僅供說明，並非用以限定本揭露之範圍。

請參照圖1，圖1係繪示依照本揭露之一些實施方式之基於微波技術的物料乾燥設備系統的示意圖。在一些實施方式中，物料乾燥設備系統100包含送料模組200、入料控制器300、出料控制器400、乾化裝置500、以及熱脫附裝置600。物料乾燥設備系統100配置以對物料進行乾化處理以及熱脫附處理，藉以去除物料中的汙染物。在一些實施方式中，汙染物可包含，但不限於，含氯有機物、苯系、石油烴類、汞、農藥、多氯聯苯、油汙等汙染物。

送料模組200配置以運送複數個物料，且具有入料口201與出料口202。如圖1所示，在一些實施方式中，送料模組200包含送料器210、兩外蓋220、以及送料馬達230。具體而言，在進行乾化處理以及熱脫附處理時，欲處理的物料首先將從送料模組200的前端，即入料口201，進入送料模組200，並在密閉環境下經由送料模組200的作動移動至送料模組200的尾端，即出料口202。

送料器210配置以容置物料，且具有分別設在送料器210相對兩端的第一開口211與第二開口212。須強調的是，送料器210的形狀不限定於S形，而可以是任何形狀，惟只須能使物料可在其中正常運輸而不停滯即可。本揭露的圖式僅用以說明，而非用以限定為目的。

請參照圖1，在一些實施方式中，兩外蓋220分別套設在第一開口211與第二開口212上。兩外蓋220配置以密封第一開口211與第二開口212，以防止物料在運輸過程中外洩。

送料馬達230配置以驅動送料器210運轉，是送料的動力來源。送料馬達230可以是任何種類的馬達，惟只須能驅動送料器210運轉即可。在一些實施方式中，送料馬達230是變頻馬達。藉此，使用者可根據需求而即時調整物料運輸速度。

如圖1所示，入料控制器300連接入料口201。在一些實施方式中，入料控制器300內部包含馬達，故可調整物料在送料模組200之入料口201處進入送料模組200的入料量與入料速度。

出料控制器400連接出料口202。在一些實施方式中，出料控制器400內部包含馬達，故可調整物料在送料模組200之出料口202處離開送料模組200的出料量與出料速度。

乾化裝置500設在鄰近入料控制器300之送料模組200的第一區域A1上，且配置以對物料進行乾化處理。具體而言，當物料從入料口201進入送料模組200後，在進行有機汙染物以及金屬的熱脫附處理之前，物料會在第一區域A1內先進行溫度相對較低的乾化處理。在一些實施方式中，乾化裝置500為微波乾化裝置，且運用微波輻射的原理，透過發射微波的方式，針對物料內部的水分進行加熱。由於水分子帶有極性，在微波場作用下，水分子的偶極矩會依極性而進行規則性的排列，而當微波場消失時，水分子則會趨向最大亂度的排列。隨著微波場的反覆變化，水分子會因為轉動摩擦而產生熱能，水的溫度也隨之提高。故針對物料內部的水分，利用微波使其瞬間升溫，可在短時間內讓水產生相變化，以蒸汽的形式離開物料，提升水分蒸發的效率。此外，此加熱方式可使物料的內外部的水分均勻受熱，故可在短時間內達到乾化的效果。

熱脫附裝置600設在遠離入料控制器300之送料模組200的第二區域A2上，且配置以對物料進行熱脫附處理。具體而言，在物料經過第一區域A1的乾化處理而運送至送料模組200的第二區域A2後，熱脫附裝置600會進行加熱，以對位於第二區域A2中的物料進行相對溫度較乾化處理高的熱脫附處理。由於此時的物料含有較低或趨近於零的含水率，故可防止傳統熱脫附爐在加熱時同時將水分、油汙等汙染物由物料中脫離，因為水的熱焓較大，所以會吸收大量的熱能，而導致熱脫附效果不佳的問題。在一些實施方式中，熱脫附裝置600可以是傳統之燃燒爐，其將燃料(例如，柴油、天然氣、以及瓦斯等等)加熱，且透過熱的傳導及對流的方式，以高溫燃燒的方式讓物料內部的汙染物脫離。在另一些實施方式中，熱脫附裝置600可以是電加熱式熱脫附裝置。

如圖1所示，在一些實施方式中，物料乾燥設備系統100更包含氣體排放口700。氣體排放口700設在第二區域A2上。具體而言，物料在受到熱脫附裝置600加熱後所排出的水分、油汙、以及其他揮發性物質會因為高溫而形成蒸氣，且經由氣體排放口700排出送料模組200。在一些實施方式中，氣體排放口700可以是脈衝式文氏管，其應用文氏效應(Venturi effect)將揮發性氣體迅速排出送料模組200外，故可達成濾淨送料模組200的功效。

請再參照圖1，在一些實施方式中，物料乾燥設備系統100更包含紅外線溫度監控裝置800。紅外線溫度監控裝置800連接第一區域A1，且配置以量測第一區域A1的第一溫度。具體而言，由於乾化裝置500在第一區域A1中對水分的加熱是經由水分子之偶極矩的快速振盪所實現的，因此乾化裝置500的加熱僅針對物料中的水分，而對物料本身以及第一區域A1的空間本身並無加熱效果，故一般的數位式溫度計的溫度量測效果不彰。因此，本實施方式使用紅外線溫度監控裝置800偵測第一區域A1內的紅外線強度，可準確地測量溫度。

如圖1所示，在一些實施方式中，物料乾燥設備系統100更包含入料溫度計900。入料溫度計900設在第二區域A2的前端上，且配置以量測第二區域A2之前端的入料溫度。具體而言，入料溫度計900偵測物料進入第二區域A2時的溫度。使用者可依據入料溫度判定進行熱脫附處理時所需施加的熱量，藉以調整熱脫附的效率。在一些實施方式中，入料溫度計900可以是，但不限於，數位式溫度計。入料溫度計900可以是任何種類的溫度計，惟只須能精準偵測入料溫度即可。

在一些實施方式中，物料乾燥設備系統100更包含出料溫度計1000。出料溫度計1000鄰設在出料控制器400旁，且配置以量測出料控制器400周圍的出料溫度。具體而言，出料溫度計1000偵測物料從第二區域A2離開時的溫度。使用者可依據出料溫度判定熱脫附處理的結果，並判斷是否須調整熱脫附處理的製程參數。出料溫度計1000可以是，但不限於，數位式溫度計。出料溫度計1000可以是任何種類的溫度計，惟只須能精準偵測出料溫度即可。

請再參照圖1，在一些實施方式中，物料乾燥設備系統100更包含中央控制系統1100。中央控制系統1100訊號連接送料模組200、入料控制器300、出料控制器400、乾化裝置500、熱脫附裝置600、紅外線溫度監控裝置800、入料溫度計900、以及出料溫度計1000，且配置以控制物料乾燥設備系統100的複數個物料處理參數。在一些例子中，物料處理參數包含，但不限於，紅外線溫度、含水率、入料速度、入料溫度、送料速度、加熱能量、加熱時間、出料速度、以及出料溫度。具體而言，在物料乾燥設備系統100運作時，中央控制系統1100可收集與中央控制系統1100連接之各元件所產生的各物料處理參數。使用者可預先設定各物料處理參數的標準值範圍，並在各元件所回授之物料處理參數落在標準值範圍外時自動調整對應的元件，以達到精準控制的功效。

請參照圖2，圖2係繪示依照本揭露之一些實施方式之基於微波技術的並聯式物料乾燥設備系統的示意圖。在一些實施方式中，並聯式物料乾燥設備系統1200包含物料槽1300、分料機1400、以及複數個如圖1所示的物料乾燥設備系統100。由於並聯式物料乾燥設備系統1200並聯使用一組以上之物料乾燥設備系統100，物料槽1300的物料將透過分料機1400分配到並列之各物料乾燥設備系統100。此外，透過並聯式的設計，可以將產能以倍數方式進行提升，有效提升效率。惟須再次強調的是，本文之圖式僅以說明，而非限制作為目的，故，儘管圖2中並聯式物料乾燥設備系統1200僅並聯2組物料乾燥設備系統100，然而實際上並聯式物料乾燥設備系統1200可並聯2組以上的物料乾燥設備系統100。

物料槽1300配置以儲放物料。分料機1400連接物料槽1300，且配置以從物料槽1300中抽出物料。在一些實施方式中，分料機1400包含複數個分料管1410。分料管1410連接分料機1400，且配置以分流物料至各物料乾燥設備系統100。

如圖2所示，在一些實施方式中，並聯式物料乾燥設備系統1200更包含中控式內分組監控模組1500。中控式內分組監控模組1500訊號連接物料乾燥設備系統100，且中控式內分組監控模組1500包含複數個中央控制系統1600。中央控制系統1600對應地訊號連接物料乾燥設備系統100的送料模組200、入料控制器300、出料控制器400、乾化裝置500、熱脫附裝置600、紅外線溫度監控裝置800、入料溫度計900、以及出料溫度計1000，且配置以控制物料乾燥設備系統100的複數個物料處理參數。具體而言，在使用並聯式物料乾燥設備系統1200時，各並列之物料乾燥設備系統100在中控式內分組監控模組1500中皆有個對應的中央控制系統1600，故在各物料乾燥設備系統100運作時，各對應之中央控制系統1600可收集與中央控制系統1600連接之各元件所產生的各物料處理參數。使用者可預先設定各物料處理參數的標準值範圍，並在各元件所回授之物料處理參數落在標準值範圍外時設定中控式內分組監控模組1500自動調整對應的元件，以達到精準控制的功效。

由上述本揭露實施方式可知，本揭露主要是透過乾化裝置的設計，先對欲進行熱脫附處理的物料進行微波乾化處理，使物料中的水分變成水蒸氣脫離物料後，再利用熱脫附裝置對物料進行熱脫附處理，以達到提升本揭露之乾化效率的功效。此微波加熱方式不僅可使物料的內外部均勻受熱，更可在短時間內達到乾化的效果。另外，本揭露之物料乾燥設備系統還包含中央控制系統，其訊號連接物料乾燥設備系統的送料模組、入料控制器、出料控制器、乾化裝置、熱脫附裝置、紅外線溫度監控裝置、入料溫度計、以及出料溫度計，故可即時收集各物料處理參數的數據，並自動回授給中央控制系統，以檢測整體熱脫附過程是否有異常。若有須調整的參數，中央控制系統亦可發送訊號精準控制對應的元件。再者，更可將複數個本揭露之物料乾燥設備系統並聯，形成並聯式物料乾燥設備系統。透過並列物料乾燥設備系統，可以將產能以倍數方式進行提升，有效提升效率。並列之多組熱脫附設備將訊號同時回傳至同一個中控式內分組監控模組，由中控式統一控制製程參數，以達成最佳化控制。

雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本揭露的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100:物料乾燥設備系統 200:送料模組 201:入料口 202:出料口 210:送料器 211:第一開口 212:第二開口 220:外蓋 230:送料馬達 300:入料控制器 400:出料控制器 500:乾化裝置 600:熱脫附裝置 700:氣體排放口 800:紅外線溫度監控裝置 900:入料溫度計 1000:出料溫度計 1100:中央控制系統 1200:並聯式物料乾燥設備系統 1300:物料槽 1400:分料機 1410:分料管 1500:中控式內分組監控模組 1600:中央控制系統 A1:第一區域 A2:第二區域

為讓本新型之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下： 圖1係繪示依照本揭露之一些實施方式之基於微波技術的物料乾燥設備系統的示意圖。 圖2係繪示依照本揭露之一些實施方式之基於微波技術的並聯式物料乾燥設備系統的示意圖。

100:物料乾燥設備系統

200:送料模組

201:入料口

202:出料口

210:送料器

211:第一開口

212:第二開口

220:外蓋

230:送料馬達

300:入料控制器

400:出料控制器

500:乾化裝置

600:熱脫附裝置

700:氣體排放口

800:紅外線溫度監控裝置

900:入料溫度計

1000:出料溫度計

1100:中央控制系統

A1:第一區域

A2:第二區域

Claims (10)

1. 一種基於微波技術的物料乾燥設備系統，包含：一送料模組，配置以運送複數個物料，且具有一入料口與一出料口；一入料控制器，連接該入料口，配置以控制該些物料進入該送料模組中的一入料量與一入料速度；一出料控制器，連接該出料口，配置以控制該些物料離開該送料模組的一出料量與一出料速度；一乾化裝置，設在鄰近該入料控制器之該送料模組的一第一區域上，且配置以對該些物料進行一乾化處理；以及一熱脫附裝置，設在遠離該入料控制器之該送料模組的一第二區域上，且配置以對該些物料進行一熱脫附處理。
2. 如請求項1所述之物料乾燥設備系統，其中該物料乾燥設備系統更包含：一氣體排放口，設在該第二區域上，且配置以排放一揮發性氣體。
3. 如請求項1所述之物料乾燥設備系統，其中該物料乾燥設備系統更包含：一紅外線溫度監控裝置，連接該第一區域，且配置以量測該第一區域的一第一溫度；一入料溫度計，設在該第二區域的一前端上，且配置以 量測該第二區域之該前端的一入料溫度；以及一出料溫度計，鄰設在該出料控制器旁，且配置以量測該出料控制器周圍的一出料溫度。
4. 如請求項3所述之物料乾燥設備系統，其中該物料乾燥設備系統更包含：一中央控制系統，訊號連接該送料模組、該入料控制器、該出料控制器、該乾化裝置、該熱脫附裝置、該紅外線溫度監控裝置、該入料溫度計、以及該出料溫度計，且配置以控制該物料乾燥設備系統的複數個物料處理參數。
5. 如請求項4所述之物料乾燥設備系統，其中該些物料處理參數包含紅外線溫度、含水率、入料速度、入料溫度、送料速度、加熱能量、加熱時間、出料速度、以及出料溫度。
6. 如請求項1所述之物料乾燥設備系統，其中該送料模組包含：一送料器，配置以容置該些物料，且具有分別設在該送料器相對兩端的一第一開口與一第二開口；兩外蓋，分別套設在該第一開口與該第二開口上，配置以密封該第一開口與該第二開口；以及一送料馬達，配置以驅動該送料器運轉。
7. 如請求項1所述之物料乾燥設備系統，其中該乾化裝置為一微波乾化裝置。
8. 如請求項1所述之物料乾燥設備系統，其中該熱脫附裝置是電加熱式熱脫附裝置。
9. 一種基於微波技術的並聯式物料乾燥設備系統，包含：一物料槽，配置以儲放複數個物料；一分料機，連接該物料槽，且配置以從該物料槽中抽出該些物料，其中該分料機包含：複數個分料管，連接該分料機，且配置以分流該些物料；以及複數個如請求項1所述之物料乾燥設備系統，其中該些物料乾燥設備系統之每一者的該入料控制器對應地連接該些分料管。
10. 如請求項9所述之並聯式物料乾燥設備系統，該些物料乾燥設備系統之每一者更包含：一紅外線溫度監控裝置，連接該第一區域，且配置以量測該第一區域的一第一溫度；一入料溫度計，設在該第二區域的一前端上，且配置以量測該第二區域之該前端的一入料溫度；以及一出料溫度計，鄰設在該出料控制器旁，且配置以量測 該出料控制器周圍的一出料溫度；其中該並聯式物料乾燥設備系統更包含：一中控式內分組監控模組，訊號連接該些物料乾燥設備系統，其中該中控式內分組監控模組包含：複數個中央控制系統，對應地訊號連接該些物料乾燥設備系統的該些送料模組、該些入料控制器、該些出料控制器、該些乾化裝置、該些熱脫附裝置、該些紅外線溫度監控裝置、該些入料溫度計、以及該些出料溫度計，且配置以控制該些物料乾燥設備系統的複數個物料處理參數。

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