專利名稱：揮發(fā)性有機物廢氣的吸附處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種揮發(fā)性有機物(Volatile Organic Componds，VOCs)廢氣的吸附 處理技術(shù)，該技術(shù)涉及一種嶄新的活性碳再生并回收熱量的系統(tǒng)。具體地說，涉 及一種能將揮發(fā)性有機物廢氣裂解后作為燃料從而降低能耗，且不會造成二次污 染的揮發(fā)性有機物廢氣的活性碳吸附處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
揮發(fā)性有機氣體(Volatile Organic Componds，VOCs)的最大使用類別為有機溶 劑，且廣泛的用于各種行業(yè)，如涂裝業(yè)、油漆業(yè)、化工業(yè)及半導(dǎo)體封裝業(yè)的溶劑回 收及半導(dǎo)體制造業(yè)、光電業(yè)的稀釋及清洗。
目前國內(nèi)常用的有機溶劑主要種類包括(1)醇類-甲醇、異丙醇、丁醇及異丁 醇等。(2)酮類-丙酮、丁酮、環(huán)己酮等。(3)酯類-醋酸乙酯、醋酸丁酯。(4)含 氯溶劑-三氯甲烷、四氯化碳、二氯甲烷等。(5)其它-苯、甲苯、二甲苯等。而VOC 于環(huán)境、安全及衛(wèi)生方面的主要特性有(1)毒害性。(2)衍生性空氣污染。(3) 臭氧層破壞。(4)爆炸性，因此對于VOC必須有適當(dāng)?shù)奶幚砑夹g(shù)，并且其受國家 法條所管制。
關(guān)于VOC控制技術(shù)分為回收性與破壞性兩種，前者常用活性碳吸附，再脫附 冷凝回收，其存在廢溶劑形成衍生污染物的問題及活性碳廢棄物問題，且處理效率 不佳；后者常用直接焚化及觸媒焚化技術(shù)，卻須使用大量燃料有耗能的缺點，且燃 燒后所引發(fā)的污染問題亦難處理；故以目前所慣用的兩種處理技術(shù)而言，均有其未 盡理想之處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種揮發(fā)性有機物廢氣的吸附處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一種 嶄新的活性碳再生并能回收熱量的系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是將揮發(fā)性有機物VOC廢氣， 利用珠粒狀活性碳予以流體化吸附，并采用熱交換器、正壓風(fēng)車產(chǎn)生熱氣送入流體
化脫附床進(jìn)行脫附，再將脫附后的高濃度voc利用回抽風(fēng)車進(jìn)入voc氧化加熱器，
促該VOC因高溫裂解而釋放熱量，再將此熱量回收后提供用于前述熱交換器裝置；
此系統(tǒng)的特點在于吸附與脫附完全分離，且具有氮氣滅火安全機制，尤其操作成本
低(利用生產(chǎn)排放的voc廢氣可燃燒特性，以產(chǎn)生熱源供應(yīng)系統(tǒng)使用，而不須使
用瓦斯或者重油造成二次污染)、處理效率高(回收排放熱量達(dá)環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的最 佳化)，更大幅提高產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢。
具體來說，本發(fā)明的一種揮發(fā)性有機物廢氣的吸附處理系統(tǒng)，其特征在于，包
括
流體化吸附床將揮發(fā)性有機物廢氣由流體化吸附床底部一側(cè)送入，經(jīng)上方一
連串沖孔板內(nèi)均勻分布的珠粒狀活性碳的吸附作用，將揮發(fā)性有機物污染物予以吸 附去除，并使已除去揮發(fā)性有機物后的凈化空氣由該流體化吸附床上方排出，當(dāng)活 性碳吸附大量揮發(fā)性有機污染物后，將因比重增加掉落而由流體化吸附床底部一側(cè)
排出；
流體化脫附床吸附有揮發(fā)性有機污染物的活性碳由該流體化脫附床上方一側(cè) 送入，且將加熱后的熱風(fēng)由一側(cè)輸入，其內(nèi)設(shè)有連串的多個沖孔板，使吸附于活性 碳的揮發(fā)性有機污染物得以脫附，脫附出的揮發(fā)性有機污染物由上方輸出送至回收 熱處理裝置，至于再生的干凈活性碳則由下方輸出后再送回流體化吸附床內(nèi)繼續(xù)使 用；
回收熱處理裝置用以持續(xù)供應(yīng)自前述流體化脫附床脫附輸出的高濃度揮發(fā)性 有機物當(dāng)燃料，經(jīng)由加熱裂解揮發(fā)性有機物產(chǎn)生高溫，并利用該揮發(fā)性有機物的燃 燒特性生熱，以回收此熱量。
其中，該流體化吸附床包括第一活性碳輸送泵；該流體化脫附床包括第二活性 碳輸送泵；而該回收熱處理裝置進(jìn)一步包括正壓風(fēng)車、脫附塔加熱器、回抽風(fēng)車、 揮發(fā)性有機物氧化加熱器及熱交換器。
茲進(jìn)一步配合附圖，以說明本發(fā)明的較佳實施例，以能對本發(fā)明有更深入且具 體的了解。


圖1是本發(fā)明整體裝置示意圖。 附圖標(biāo)號說明流體化吸附床l;沖孔板10;第一活性碳輸送泵ll;流體化脫 附床2;沖孔板20;第二活性碳輸送泵21;回收熱處理裝置3;正壓風(fēng)車30;脫附 塔加熱器31;回抽風(fēng)車32; VOC氧化加熱器33;熱交換器34;區(qū)隔板341;氮氣35。
具體實施例方式
請參閱圖1所示，是本發(fā)明一較佳實施例的揮發(fā)性有機物廢氣的吸附處理系統(tǒng)， 即活性碳再生回收熱量的系統(tǒng)圖，其組成至少包括-
流體化吸附床l，主要利用活性碳比表面積大的特性(100-1000 m2/g)，產(chǎn)牛大 面積流動增加吸附效果達(dá)到排放干凈的空氣的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)；依圖中所示，VOC廢氣由 流體化吸附床1底部一側(cè)送入后，經(jīng)上方一連串沖孔板10內(nèi)均勻分布的珠粒狀活 性碳的吸附作用，將VOC污染物予以吸附去除，并使凈化VOC后的空氣由該流體 化吸附床l上方排出，當(dāng)活性碳吸附大量VOC污染物后，將因比重增加掉落而由 流體化吸附床1底部一側(cè)排出；且該流體化吸附床1配設(shè)有第一活性碳輸送泵11， 利用空氣壓縮方式單獨供應(yīng)活性碳由流體化吸附床1一側(cè)上方送入， 一旦發(fā)生異常 時，該第一活性碳輸送泵11會停止輸送。
流體化脫附床2，依圖中所示，吸附VOC污染物的活性碳由流體化脫附床2 上方一側(cè)送入，且將加熱后約24(TC的熱風(fēng)由一側(cè)輸入，于流體化脫附床2內(nèi)同樣 設(shè)有連串的多個沖孔板20,且外部亦配設(shè)有獨立輸送的第二活性碳輸送泵21，利 用空氣壓縮使活性碳達(dá)到輸送目的；該流體化脫附床2利用如前述相同于流體化吸 附床l的原理方式，使吸附于活性碳的VOC污染物得以脫附，脫附出的VOC污染 物由上方輸出送至回收熱處理裝置3，至于再生的干凈活性碳則由下方輸出后再送 回流體化吸附床1內(nèi)繼續(xù)使用。
回收熱處理裝置3，持續(xù)供應(yīng)自前述流體化脫附床2脫附輸出的高濃度VOC當(dāng) 燃料，加熱裂解VOC產(chǎn)生高溫，VOC的lkg可產(chǎn)生平均6000kcal熱量，該裝置 可回收這些熱量。其組成如圖面所示，其進(jìn)-步包括
正壓風(fēng)車30，當(dāng)外部空氣(常溫約25。C)經(jīng)熱交換器33的回收熱預(yù)熱后進(jìn)入 正壓風(fēng)車30，并借由正壓風(fēng)車30的正壓力將脫附空氣送入脫附塔加熱器31內(nèi)；
脫附塔加熱器31，利用電熱加熱方式控制脫附空氣的脫附溫度(脫附溫度 240°C，氧化溫度80(TC以上)，且僅需要少許電量便可將脫附空氣立即加熱至所需 的脫附溫度，再送入流體化脫附床2內(nèi)；例如當(dāng)1CMM空氣流量溫度從2(TC加熱 至220'C時須要35KW/HR電量，因回收熱量等于回收能源，所以經(jīng)熱交換器33回 收熱是相當(dāng)省能源的作法；當(dāng)500CMM空氣流量VOC為異丙醇IPA 300ppm濃度 燃燒時，可產(chǎn)生22KW/HR電量，因此利用此回收再生能源的特性將使其操作過程 更加省能源；
回抽風(fēng)車32，將流體化脫附床2的VOC出口回抽，經(jīng)熱交換器34作用，再一 次回收熱使VOC氧化加熱器33只需要些微電量輸出，以具省能效果。
VOC氧化加熱器33，利用電熱或燃料加熱方式，加熱至80(TC使所有VOC可 完成裂解(因目前所有VOC鍵結(jié)能量只要有800°C以上就可完全分解產(chǎn)生二氧化碳 及水，且分解后的二氧化碳及水因無公害問題而可排放至大氣中)；其主要使用由 流體化脫附床2進(jìn)行流體脫附后達(dá)到均溫產(chǎn)生高濃度VOC當(dāng)燃料，當(dāng)送入該VOC 氧化加熱器33內(nèi)加溫至80(TC高溫已能滿足該VOC裂解條件，足以產(chǎn)生相當(dāng)熱量 (lkg的VOC產(chǎn)生平均大約6000kcal熱量)，并輸出至熱交換器34回收此熱量；
熱交換器34，當(dāng)VOC氧化加熱器33完全裂解產(chǎn)生的熱量經(jīng)由熱交換器34回 收大部分熱能后，能達(dá)到更省及更環(huán)保的功效；該熱交換器33依圖面所示為上、 下聯(lián)通的，虛線為區(qū)隔板341，其上、下部都是利用VOC氧化加熱器33排出的溫 度80(TC以上的熱氣，利用如殼管式的熱交換器34，其內(nèi)管為80(TC高溫、外管為 外部空氣，將外部空氣預(yù)熱而回收熱，將減少主加熱器電量輸出，甚至利用完全回 收熱轉(zhuǎn)為再生能源，而達(dá)無電量輸出的完全省能功效；又熱交換器33上半部亦是 利用此作法將流體化脫附床2輸出的脫附溫度約24(TC的脫附空氣作為二次回收熱 加至50(TC以上，再次減少氧化加熱器33的電量輸出。
依據(jù)上述組成的本發(fā)明的活性碳再生回收熱系統(tǒng)，當(dāng)其在實際實施上，大體上 可分為三個過程進(jìn)行，即流體化吸附、流體化脫附及回收熱處理。其中流體化吸 附部分與現(xiàn)有技術(shù)并無差異，而特別是
流體化脫附及回收熱量處理兩部分為技術(shù)特征的所在。換言之，流體化脫附床 2于活性碳脫附過程中包括對外部空氣輸入經(jīng)熱交換器34做預(yù)熱作用，而減低之 后脫附塔加熱器31對其加熱至脫附溫度；供應(yīng)VOC氧化加熱器33的主加熱器欲 將VOC加熱至80(TC所需的部分能源，以減低其電量輸出；以及熱交換器33 h半
部將流體化脫附床2輸出的脫附溫度約24(TC的脫附空氣，做二次回收熱的加溫過 程到50(TC以上，以減少氧化加熱器33的電量輸出。
上述包括流體化脫附床2、脫附塔加熱器31、 VOC氧化加熱器33、熱交換器 34等裝置所需的能源或熱量，部分或全部可由回收熱處理裝置3的回收熱直接提供， 如此，達(dá)到省能又合乎經(jīng)濟的實質(zhì)效益。
此外，在高溫脫附時如有異常溫度大于450度時，如大量VOC進(jìn)入流體化脫 附床內(nèi)產(chǎn)生高溫，此時利用惰性氣體氮氣35來減少空氣含氧量，而達(dá)到低氧滅火 的功效。
由于本發(fā)明活性碳再?；厥諢嵯到y(tǒng)，克服了傳統(tǒng)活性碳流動式吸附配合冷凝回 收所產(chǎn)生廢溶劑二次污染，及冷凝所須消耗大量的電量，且不會衍生其它污染物。 并且克服了傳統(tǒng)沸石轉(zhuǎn)輪所須大量的燃料及衍生氮氧化物二次污染，及沸石轉(zhuǎn)輪有 涂布(coating)高沸點的VOC產(chǎn)生燃燒的安全問題更加不會衍生其它污染物，因 為本發(fā)明系統(tǒng)中吸附及脫附所使用的活性碳是完全分離并且有氮氣滅火安全機制， 且利用生產(chǎn)排放的廢氣VOC可燃燒特性產(chǎn)生熱源，而不須使用瓦斯或者重油造成 二次污染，操作成本降低，及環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的處理效率相當(dāng)高，足可大幅提高產(chǎn)業(yè) 競爭優(yōu)勢。
需說明的是，以上所述乃是本發(fā)明的較佳實施例，如依本發(fā)明的構(gòu)想所作的改 變，其產(chǎn)生的功能、作用仍未超出說明書與附圖所涵蓋的精神時， 一切應(yīng)屬本發(fā)明 的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種揮發(fā)性有機物廢氣的吸附處理系統(tǒng)，其特征在于，包括流體化吸附床將揮發(fā)性有機物廢氣由流體化吸附床底部一側(cè)送入，經(jīng)上方一連串沖孔板內(nèi)均勻分布的珠粒狀活性碳的吸附作用，將揮發(fā)性有機物污染物予以吸附去除，并使已除去揮發(fā)性有機物后的凈化空氣由該流體化吸附床上方排出，當(dāng)活性碳吸附大量揮發(fā)性有機污染物后，將因比重增加掉落而由流體化吸附床底部一側(cè)排出；流體化脫附床吸附有揮發(fā)性有機污染物的活性碳由該流體化脫附床上方一側(cè)送入，且將加熱后的熱風(fēng)由一側(cè)輸入，其內(nèi)設(shè)有連串的多個沖孔板，使吸附于活性碳的揮發(fā)性有機污染物得以脫附，脫附出的揮發(fā)性有機污染物由上方輸出送至回收熱處理裝置，至于再生的干凈活性碳則由下方輸出后再送回流體化吸附床內(nèi)繼續(xù)使用；回收熱處理裝置用以持續(xù)供應(yīng)自前述流體化脫附床脫附輸出的高濃度揮發(fā)性有機物當(dāng)燃料，經(jīng)由加熱裂解揮發(fā)性有機物產(chǎn)生高溫，并利用該揮發(fā)性有機物的燃燒特性生熱，以回收此熱量。
2、 如權(quán)利要求1所述的揮發(fā)性有機物廢氣的吸附處理系統(tǒng)，其中流體吸附床 設(shè)有獨立的第一活性碳輸送泵。
3、 如權(quán)利要求1所述的揮發(fā)性有機物廢氣的吸附處理系統(tǒng)，其特征在于，流 體化脫附床設(shè)有獨立的第二活性碳輸送泵。
4、 如權(quán)利要求1所述的揮發(fā)性有機物廢氣的吸附處理系統(tǒng)， 其特征在于，該回收熱處理裝置進(jìn)一步包括正壓風(fēng)車、脫附塔加熱器、回抽風(fēng)車、 揮發(fā)性有機物氧化加熱器及熱交換器。
5、 如權(quán)利要求4所述的揮發(fā)性有機物廢氣的吸附處理系統(tǒng)，其特征在于，正 壓風(fēng)車是用于將外部空氣經(jīng)熱交換器的回收熱預(yù)熱后送入脫附塔加熱器內(nèi)。
6、 如權(quán)利要求4所述的揮發(fā)性有機物廢氣的吸附處理系統(tǒng)，其特征在于，脫 附塔加熱器是利用電熱加熱方式控制脫附空氣的脫附溫度，并將脫附空氣加熱至所 需脫附溫度，再送入流體化脫附床內(nèi)。
7、 如權(quán)利要求4所述的揮發(fā)性有機物廢氣的吸附處理系統(tǒng)，其特征在于，回抽風(fēng)車是將揮發(fā)性有機物由流體化脫附床出口處回抽，并經(jīng)熱交換器做預(yù)熱作用。
8、 如權(quán)利要求4所述的揮發(fā)性有機物廢氣的吸附處理系統(tǒng)，其特征在于，揮 發(fā)性有機物氧化加熱器是利用電熱或燃料加熱方式，加熱至揮發(fā)性有機物可完成裂 解。
9、 如權(quán)利要求4所述的揮發(fā)性有機物廢氣的吸附處理系統(tǒng)，其特征在于，熱 交換器用以將氧化加熱器完全裂解揮發(fā)性有機物所產(chǎn)生的熱量回收。
10、 如權(quán)利要求9所述的揮發(fā)性有機物廢氣的吸附處理系統(tǒng)，其特征在于，熱 交換器為殼管式熱交換器，內(nèi)管處于揮發(fā)性有機物裂解后的高溫、外管為外部空氣， 由此預(yù)熱該空氣而回收熱。
全文摘要
本發(fā)明提供一種全新的揮發(fā)性有機物廢氣的吸附處理系統(tǒng)，主要克服了傳統(tǒng)活性碳流動式吸附裝置配合冷凝回收裝置會產(chǎn)生廢溶劑二次污染、能耗大等問題。其特點為將揮發(fā)性有機物(VOC)廢氣利用珠粒狀活性碳予以流體化吸附，并采用熱交換器、正壓風(fēng)車產(chǎn)生熱氣送入流體化脫附床進(jìn)行脫附，再將脫附后的高濃度VOC利用回抽風(fēng)車進(jìn)入VOC氧化加熱器，促該VOC因高溫裂解而釋放熱量，再將此熱量回收后提供用于前述裝置。由于本發(fā)明系統(tǒng)中吸附及脫附所使用的活性碳是完全分離并且有氮氣滅火安全機制，且利用生產(chǎn)排放的廢氣VOC可燃燒特性產(chǎn)生熱源，而不須使用瓦斯或者重油使成本降低，環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的處理效率也相當(dāng)高，足可大幅提高產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢。
文檔編號B01D53/12GK101199913SQ20061016119
公開日2008年6月18日 申請日期2006年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月11日
發(fā)明者蔡銘昇 申請人:蔡銘昇