廢氣處理系統的製作方法
2023-05-20 09:12:56
廢氣處理系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種廢氣處理系統，該系統包括一活性炭吸附塔及一焚化爐。活性炭吸附塔連接至一輸送廢氣管道，將流入該輸送廢氣管道且進入該活性炭吸附塔的一第一廢氣吸附及濃縮；焚化爐連接至活性炭吸附塔，處理自該活性炭吸附塔脫附的該第一廢氣。本發明可提高批量處理效率，且節省能源。
【專利說明】廢氣處理系統
【技術領域】
[0001]本發明與廢氣處理系統有關，特別有關於含有揮發性有機物的廢氣處理系統。
【背景技術】
[0002]鋅空氣電池(Zn/Air cell)是使用金屬鋅(Zn)為陽極，陰極則使用空氣中的氧氣
[02]或純氧，故鋅空氣電池的陰極又稱空氣電極(aircathode)，而蓄存在鋅空氣電池內部的電解液，則使用氫氧化鉀或氯化鈉水溶液。鋅空氣電池具有高容量的比能量及穩定的放電電壓輸出等特點，應用範圍相當廣泛，可用於車輛、手機及助聽器的電力來源。
[0003]上述空氣電極的製造流程包括以下步驟:提供金屬絲網為基板、製作擴散層(混合、乾燥、塗布、燒結、冷卻、成型)及製作活化層(混合、塗布、烘烤、燒結、冷卻、成型)，其中活化層塗布步驟是使用附有觸媒的導電碳粉、甲醇、異丙醇、去離子水及粘著劑，會產生高風量低濃度的揮發性有機物(VOCs)，一般在處理高風量低濃度的廢氣時，多會結合兩種以上的處理方式，例如使用沸石轉輪或流體化床，使廢氣吸附濃縮之後，再以燃燒焚化或冷凝等方法進行後處理。
[0004]以處理含有低濃度的VOCs的廢氣而言，現有的系統如圖1所示，當廢氣來源10進入沸石轉輪11吸附後，再經熱交換器12進行熱交換以提高廢氣溫度，經沸石轉輪11將濃縮下來的成份進行脫附，並送入熱交換器13而後進入燃燒室14後再排放，而排放前的熱交換器12、15連貫，其目的在於做熱回收以節省能源。
[0005]具體而言，廢氣在約25°C的溫度進入沸石轉輪11進行吸附及濃縮，而後經熱交換器12後，廢氣的溫度大約為20(T30(TC，將濃縮的成份脫附，於脫附後，廢氣溫度會降至大約70°C，因此需再經過熱交換器13，使其升溫至約500°C，以利燃燒室14加熱至700^800 0C，將廢氣中的有害物質轉變成無害的成份。
[0006]此系統固然可達處理VOCs的功能，但操作溫度需於700°C以上，才能將廢氣做有效處理，因此需要大量的能源(燃料)，以將廢氣加熱至所需的操作溫度，造成廢氣處理上大量能源的浪費。而且，沸石轉輪的初設成本高，增加企業的環保預算。
【發明內容】
[0007]為了解決現有技術中的上述問題，本發明提供了一種廢氣處理系統，可提高批量處理效率，且節省能源。
[0008]本發明提供的廢氣處理系統，包括:
一活性碳吸附塔，連接至一輸送廢氣管道，將流入該輸送廢氣管道且進入該活性碳吸附塔的一第一廢氣吸附及濃縮；及
一焚化爐，連接至該活性碳吸附塔，處理自該活性碳吸附塔脫附的該第一廢氣。
[0009]優選地，該焚化爐為蓄熱式焚化爐、蓄熱式觸媒焚化爐、直燃式焚化爐或觸媒焚化爐。
[0010]優選地，該焚化爐設有一第一蓄熱床、一燃燒室及一第二蓄熱床。[0011]優選地，該第一蓄熱床及該第二蓄熱床內部填充多個蓄熱板材。
[0012]優選地，所述的廢氣處理系統，還包括一熱交換器用於回收該焚化爐的熱能。
[0013]優選地，該第一廢氣包括來自鋅空氣電池製造過程中的空氣電極活化層塗布步驟產生的揮發性有機物。
[0014]優選地，該熱交換器回收的熱能用於鋅空氣電池製造過程中的空氣電極的活化層烘烤步驟。
[0015]優選地，該烘烤步驟產生的一第二廢氣輸送至該焚化爐中焚化。
[0016]本發明的有益效果:
與現有的處理含有VOCs廢氣的系統相比，本發明的廢氣處理系統，提高批量處理效率，且節省能源。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是現有技術處理含有VOCs廢氣的系統示意圖。
[0018]圖2是本發明的一實施例的廢氣處理系統結合於空氣電極製造流程的示意圖；
圖3是本發明的一實施例的廢氣處理系統的示意圖；
圖4是本發明的另一實施例的廢氣處理系統的示意圖。
[0019]主要元件符號說明:
10廢氣來源；11沸石轉輪；
12熱交換器；13熱交換器；
14燃燒室；15熱交換器；
20廢氣處理系統；22活性碳吸附塔；
24焚化爐；26熱交換器；
27淨化空氣；28活性碳吸附塔出口閥門；
30第一廢氣；
32焚化爐入口管道；34焚化爐入口管道；
36焚化爐出口管道；38焚化爐出口管道；
40輸送廢氣管道；42管道；
44管道；46管道；
48烘箱；49烘箱；
50鼓風機；52閥；
54閥；56閥；
58閥；60淨化排氣管道；
62煙囪；
242第一蓄熱床；244燃燒室；
246第二蓄熱床；248燃燒器；
29新鮮空氣；63脫附用熱氣；
Sf S3步驟；221活性碳吸附塔脫附入口閥門；
261比例式溫度調節閥門；262熱交換器出口閥門；
263切換閥門；264切換閥門。【具體實施方式】
[0020]有關本發明的詳細說明及技術內容，配合圖式說明如下，所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制。
[0021]請參照圖2，圖2是本發明的一實施例的廢氣處理系統結合於空氣電極製造流程的示意圖，用於說明本實施例的廢氣處理系統結合於空氣電極製造流程的項目。空氣電極的製造流程包括以下步驟:步驟SI，提供一金屬絲網為基板、步驟S2，製作擴散層(包括混合、乾燥、塗布、燒結、冷卻、成型等步驟)及步驟S3，製作活化層(包括混合、塗布、烘烤、燒結、冷卻、成型等步驟)，其中活化層塗布步驟(步驟S3的子步驟)是使用附有觸媒的導電碳粉、甲醇、異丙醇、去離子水及粘著劑，會產生高風量低濃度的揮發性有機物(VOCs)，以及活化層烘烤步驟(步驟S3的子步驟)會產生低風量高濃度的VOCs。
[0022]活化層塗布步驟產生的第一廢氣進入活性碳吸附塔22中，活性碳將第一廢氣吸附，淨化空氣則經由排風管排至大氣。當活性碳吸附塔22飽和後，利用焚化爐24的熱將高濃度的VOCs脫附，並進入焚化爐24進行焚化。本實施例適用的焚化爐可以是蓄熱式焚化爐、蓄熱式觸媒焚化爐、直燃式焚化爐或觸媒焚化爐。本實施例還設置有熱交換器26用於回收焚化爐24的熱能，其功能有(I)使補充的新鮮空氣29升溫；(2)控制脫附用熱氣63的溫度；(3)提供活化層的烘烤工藝使用。
[0023]接著，請參照圖3，圖3為本發明的一實施例的廢氣處理系統示意圖。本實施例的廢氣處理系統20包括活性碳吸附塔22及焚化爐24。
[0024]第一廢氣30經由輸送廢氣管道40進入活性碳吸附塔22進行吸附及濃縮，淨化空氣27則經由系統出口閥門28排放至大氣。當活性碳吸附塔22飽和後，利用焚化爐24的熱，通過熱交換器26回收的熱將活性碳吸附塔22中高濃度的VOCs脫附，並進入焚化爐24進行焚化。脫附用熱氣63的溫度控制可通過比例式溫度調節閥門261實現，而脫附用熱氣63進入活性碳吸附塔22的量可通過活性碳吸附塔脫附入口閥門221控制。熱交換器26尚連接有熱交換器出口閥門262將多餘的熱氣經由煙囪62排至大氣中，以達到系統的熱平衡。如此可提高批量處理效率，且節省能源。此處的第一廢氣30可為但不限定於來自空氣電極製造流程的活化層塗布步驟產生的高風量低濃度VOCs，例如也可以是半導體製造業及光電業排放的高風量低濃度VOCs。
[0025]焚化爐24設有第一蓄熱床242、燃燒室244及第二蓄熱床246。第一蓄熱床242及第二蓄熱床246內部填充多個蓄熱板材。本實施例的焚化爐24使用多個閥52、54、56、58以控制來自活性碳吸附塔22脫附的高濃度VOCs進入焚化爐24，最後淨化空氣自焚化爐24排出。
[0026]利用鼓風機50使來自活性碳吸附塔22脫附的高濃度VOCs經由管道42進入焚化爐24中進行焚化。由於焚化爐24設有第一蓄熱床242及第二蓄熱床246，所以可以有兩種操作循環。在第一操作循環中，閥52打開，閥54關閉，以使第一蓄熱床242為注入床，而第二蓄熱床246為排出床。第二蓄熱床246內部的蓄熱板材可吸收經燃燒器248燃燒的揮發性有機物的熱能。來自活性碳吸附塔22脫附的高濃度VOCs經由管道42、鼓風機50、閥52及焚化爐入口管道32至第一蓄熱床242，經由第一蓄熱床242的預熱，接著流出第一蓄熱床242的氣體進入燃燒室244，提高至燃燒室244溫度，停留例如0.5秒時間，對未反應的揮發性有機物進行燃燒，提高本實施例的廢氣處理系統的效率。
[0027]接著流出燃燒室244的淨化後的氣體進入第二蓄熱床246、焚化爐出口管道38、閥58至淨化排氣管道60經由煙? 62排至大氣中。
[0028]在第二操作循環中，閥54打開，閥52關閉，以使第二蓄熱床246為注入床，而第一蓄熱床242為排出床。第一蓄熱床242內部的蓄熱板材可吸收經燃燒器248燃燒的揮發性有機物的熱能。來自活性碳吸附塔22脫附的高濃度VOCs經由管道42、鼓風機50、閥54及焚化爐入口管道34至第二蓄熱床246，經由第二蓄熱床246的預熱，接著流出第二蓄熱床246的氣體進入燃燒室244，提高至燃燒室244溫度，停留例如0.5秒時間，對未反應的揮發性有機物進行燃燒，提高本實施例的廢氣處理系統的效率。
[0029]接著流出燃燒室244的淨化後的氣體進入第一蓄熱床242、焚化爐出口管道36、閥56至淨化排氣管道60經由煙? 62排至大氣中。
[0030]接著，請參照圖4，圖4是本發明的另一實施例的廢氣處理系統示意圖，用於說明廢氣處理流程及回流至空氣電極製造流程的流向。與圖3所示的實施例的差異在於，本實施例將熱交換器26回收的熱用於空氣電極活化層烘烤步驟。也就是說，利用熱交換器26回收的熱經由管道44、46加熱烘箱48、49進行空氣電極活化層的烘烤。活化層烘烤步驟產生的第二廢氣輸送至該焚化爐24中焚化，作為燃料來源，節省能源的損耗。本實施例適用的焚化爐可以是蓄熱式焚化爐、蓄熱式觸媒焚化爐、直燃式焚化爐或觸媒焚化爐。此處的第二廢氣可為但不限定於來自空氣電極製造流程的空氣電極活化層烘烤步驟產生的低風量高濃度VOCs。而且，本實施例於管道44上設置有切換閥門263、264，通過切換閥門263、264的切換以控制熱氣是要經由煙囪62排至大氣中或是要進入烘箱48進行空氣電極活化層的烘烤。
[0031]以上所述僅為本發明的較佳實施例，並非用以限定本發明的專利範圍，例如上述實施例的廢氣處理系統中的焚化爐設有第一蓄熱床及第二蓄熱床，只是舉例說明，本【技術領域】中具有通常知識者可視設計需要增加額外的蓄熱床，成為三床式、四床式，甚至多床式的焚化爐。任何運用本發明專利精神的等效變化，均應俱屬本發明的專利範圍。本發明的保護範圍以權利要求書為準。
【權利要求】
1.一種廢氣處理系統，其特徵在於，包括: 一活性碳吸附塔，連接至一輸送廢氣管道，將流入該輸送廢氣管道且進入該活性碳吸附塔的一第一廢氣吸附及濃縮；及 一焚化爐，連接至該活性碳吸附塔，處理自該活性碳吸附塔脫附的該第一廢氣。
2.如權利要求1所述的廢氣處理系統，其特徵在於，該焚化爐為蓄熱式焚化爐、蓄熱式觸媒焚化爐、直燃式焚化爐或觸媒焚化爐。
3.如權利要求2所述的廢氣處理系統，其特徵在於，該焚化爐設有一第一蓄熱床、一燃燒室及一第二蓄熱床。
4.如權利要求3所述的廢氣處理系統，其特徵在於，該第一蓄熱床及該第二蓄熱床內部填充多個蓄熱板材。
5.如權利要求1所述的廢氣處理系統，其特徵在於，還包括一熱交換器用於回收該焚化爐的熱能。
6.如權利要求1所述的廢氣處理系統，其特徵在於，該第一廢氣包括來自鋅空氣電池製造過程中的空氣電極活化層塗布步驟產生的揮發性有機物。
7.如權利要求5所述的廢氣處理系統，其特徵在於，該熱交換器回收的熱能用於鋅空氣電池製造過程中的空氣電極的活化層烘烤步驟。
8.如權利要求7所述的廢氣處理系統，其特徵在於，該烘烤步驟產生的一第二廢氣輸送至該焚化爐中焚化。
【文檔編號】F23G7/06GK103925600SQ201310014074
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年1月15日 優先權日:2013年1月15日
【發明者】莊錦烽 申請人:力技科技工程股份有限公司, 宏達國際電池股份有限公司