可燃性能源過濾回收系統的製作方法

2023-04-23 10:12:41 1

專利名稱：可燃性能源過濾回收系統的製作方法
技術領域：
本發明關於一種過濾回收系統，尤指關於一種通過文氏管原理及慣性作用等原 理，達到過濾可燃性氣體中的煙塵及雜質，以獲得高質量的可燃性氣體的過濾回收系 統。
背景技術：
由於高科技產業的快速發展，使各國對於能源的需求量大幅上升，此種情況， 造成了全球原油被大量開採及使用，導致目前原油的儲量日益減少，而除了原油外，眾 多研究機關也表示天然氣、煤炭等資源，都可能在未來100年內消耗殆盡，故能源短缺 已成為目前全球極待解決的一大問題。綜上，為能解決能源短缺的問題，諸多業者已朝向新能源的開發進行研究，現 今已有愈來愈多關於太陽能、風力及水力發電等裝置被設計出來，但卻忽略了再生能源 的部分，就臺灣每年會產生上百萬噸的廢棄物，而該等廢棄物除了被掩埋處理外，就是 被焚化處理，一般而言，當廢棄物經過燃燒後，除了產生大量的二氧化碳(CO2)及碳(C) 夕卜，廢棄物中所包含的水分同樣會被蒸發為水氣(H2O),當 二氧化碳與碳產生吸熱反應 時，即會產生一氧化碳(CO)，當水氣與碳產生吸熱反應時，則會產生一氧化碳及氫氣 (H2),而一氧化碳及氫氣皆屬於可燃性氣體，能被收集並輸送至一燃燒發電機構內進行 燃燒發電，或作為其它的替代燃料，因此，已有業者看準了廢棄物經燃燒後所產生的大 量可燃性氣體能帶來的龐大能源及市場利益，進而設計出許多能源再生氣化系統，以使 該氣化系統內的廢棄物不致於完全燃燒(即悶燒)，而能通過重複不斷的吸熱反應及放熱 反應，產生出大量的可燃性氣體。但由於當廢棄物在該能源再生氣化系統中經過燃燒後，往往會產生許多煙塵及 雜質，該些煙塵及雜質通常已無法再被燃燒，且因其本身體積微小輕盈，故會受到燃燒 時所產生的上升氣流影響，隨之飄浮位移，進而與可燃性氣體相混合，因此，當業者在 回收燃燒廢棄物後所產生的可燃性氣體時，常常會連同可燃性氣體與該些煙塵及雜質一 同回收，若業者採用一般的濾網，對回收的可燃性氣體進行過濾時，則僅能攔截住呈片 狀且面積較大的雜質，但該呈片狀且面積較大的雜質極易在受到阻擋後，碎裂為體積較 小的雜質，若業者改用孔洞較細密的濾網進行過濾時，不僅容易阻塞住濾網上的孔洞， 使可燃性氣體不易通過，且燃燒時所產生的高溫也容易加快濾網氧化與脆化的程度，造 成濾網的損壞，而當可燃性氣體中含有愈多不可燃的煙塵及雜質時，將會導致該可燃性 氣體的質量不佳，造成該可燃性氣體再度被燃燒使用時無法產生預期的能量，嚴重影響 回收後可燃性氣體所能提供的燃燒效能，甚至產生嚴重的空氣汙染，除前述的問題外， 業者回收可燃性氣體的時機，通常在廢棄物經過燃燒(悶燒)後，直接自能源再生氣化系 統中回收，此時，可燃性氣體會夾帶高溫湧入回收裝置中，使得回收裝置在長時間的高 溫環境下，容易發生損壞及零件老化等問題，造成業者的生產及維修成本居高不下。因此，為能有效提高可燃性氣體的質量，及延長回收裝置的使用壽命，為能在能源市場中取得較大的競爭力，再生能源系統業者莫不努力提出諸多過濾可燃性氣體中雜質與降溫的方法，以期望通過高質量的可燃性氣體，而能在能源市場中搶佔一席之 地，因此，如何針對可燃性氣體中的煙塵及雜質，設計出一種嶄新的過濾回收系統，同 時，也能達到降溫冷卻可燃性氣體的效果，使得再生能源系統業者能回收高質量且無汙 染的可燃性氣體，即成為目前各製造、設計再生能源系統業者亟欲解決的一重要課題。

發明內容
有鑑於可燃性氣體中所含有的煙塵及雜質，會造成可燃性氣體進行燃燒時，所 產生的效能大打折扣，進而影響到可燃性氣體的利用率及業者的市場競爭力，因此，發 明人經過長久努力研究與實驗，終於開發設計出本發明的一種可燃性能源過濾回收系 統，以期通過本發明的問世，能有效解決前述問題。本發明的一目的為提供一種可燃性能源過濾回收系統，以能有效過濾去除可燃 性氣體中的煙塵及雜質，進而得到高質量的可燃性氣體，該過濾回收系統包括一過濾槽 及具有文氏管結構的一氣體過濾管道，其中該過濾槽內設有一容置空間，以能容納該氣 體過濾管道，該過濾槽內鄰近頂部的周緣設有一排氣口，其內鄰近底部的周緣設有一溢 流口，以在該過濾槽內的底部及該溢流口間形成一集水腔，該氣體過濾管道的一端固定 至該過濾槽內的頂部，並與一進水管相連接，其另一端則向該過濾槽內的底部延伸至該 溢流口的位置，使得該進水管所導入的冷卻水能自該氣體過濾管道的一端向另一端噴 灑，並匯集至該集水腔，當該氣體過濾管道的一端被導入可燃性氣體後，該進水管所導 入的冷卻水會對該可燃性氣體進行降溫，並沾溼其中的煙塵及雜質，進而增加煙塵及雜 質的重量，如此，由於該可燃性氣體及已沾溼的煙塵及雜質通過該氣體過濾管道時，會 受到文氏管原理的影響，而發生蓄壓、加速及再增壓的狀態，並在通過該氣體過濾管道 的另一端開口及集水腔所聚集的液面間縫隙的瞬間，使已沾溼的煙塵及雜質因加速度 及慣性作用，而浸入該集水腔的冷卻水中，反之，該可燃性氣體將因具備不溶於水的特 性，而被導引至該氣體過濾管道外，並通過該排氣口而加以回收，使得業者能快速地將 煙塵及雜質自可燃性氣體中分離，以獲得品質較好的可燃性氣體。本發明的另一目的，是在該過濾回收系統中，並不具有複雜的元件構造，而是 利用文氏管原理，改變氣體的流動速率，且通過可燃性氣體不溶於水的特性，而將煙塵 及雜質分離出可燃性氣體，同時，被導入該氣體過濾管道內的冷卻水，除可沾溼煙塵及 雜質而增加煙塵及雜質的重量，以加大煙塵及雜質的慣性作用外，還能有效降低過濾槽 內的溫度，有效延長過濾回收系統的使用壽命，避免元件受高溫影響，而提早老化。本發明的又一目的，是該過濾回收系統還包括一蓄水槽及一馬達裝置，該蓄水 槽與該過濾槽的溢流口相連通，使得該集水腔的冷卻水在流經該溢流口後，能被蓄積在 該蓄水槽中，該馬達裝置能將蓄水槽中的冷卻水抽出，並重新輸送至該進水管中，使得 該冷卻水能被重複利用，以減少水資源的浪費，且業者在循環使用該冷卻水時，還能經 過一淨化裝置，以去除該冷卻水中所含有的雜質，以避免影響該冷卻水沾溼煙塵及雜質 的能力。


圖1為本發明的過濾回收系統與能源再生氣化系統連接示意圖；圖2為本發明的一實施例；圖3為當氣體過濾管道內的壓力大於冷卻水的液面的壓力時的示意圖。元件符號說明1......過濾回收系統 11......過濾槽110……容置空間 112……排氣口114……溢流口 115……集水腔117……縫隙 118……阻擋部119……間距 12……排氣管13……氣體過濾管道131……喉管處14……進氣管 15……進水管16……蓄水槽 17……馬達裝置19……淨化裝置 2……能源再生氣化系統
具體實施例方式為便於審查員能對本發明目的、技術特徵及其功效做更進一步的認識與了解， 茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下由於廢棄物經燃燒(悶燒)後所產生的煙塵及雜質，體積非常微小輕盈，而容 易隨著氣流的變化飄蕩，因此，勢必需增加該些煙塵及雜質的重量，以便於分離可燃性 氣體及該些煙塵與雜質，目前來說，若要對高溫的裝置進行降溫的動作時，業者通常會 在高溫的裝置外殼上噴灑冷卻水，使得冷卻水能吸收裝置所產生的溫度，因此，發明人 利用冷卻水能吸收熱量，且容易沾溼煙塵及雜質，進而能增加煙塵及雜質本身重量的特 性，思及出本發明的可燃性能源過濾回收系統。請參閱圖1所示，本發明的過濾回收系 統1與一能源再生氣化系統2相連接，該能源再生氣化系統2在燃燒(悶燒)廢棄物後， 所產生的可燃性氣體會被輸送至第一個過濾回收系統1中，且在經過冷卻過濾後，再被 輸送至第二個過濾回收系統1中，以能再進行一次冷卻過濾，如此，業者即能獲得高質 量且無汙染的可燃性能源，但業者也可視成本考慮，及不同的市場需求，而只用一個過 濾回收系統1。為能明確揭露本發明的過濾回收系統的整體技術特徵，在本發明的一實施例 中，請參閱圖2所示，該過濾回收系統1包括一過濾槽11及一氣體過濾管道13，其中該 過濾槽11內設有一容置空間110，以容納該氣體過濾管道13及相關元件，並提供足夠的 空間，供可燃性氣體能在其內完成過濾程序，該過濾槽11內鄰近頂部的周緣設有一排氣 口 112，該排氣口 112與一排氣管12相連接，以能導出該過濾槽11內已過濾後的可燃性 氣體，而加以回收，如圖1所示，業者能將該排氣管12與另一過濾回收系統的進氣管相 連接，以進行第二次的過濾回收，由此提高可燃性氣體的質量，或者直接收集該排氣管 12所輸送的可燃性氣體，該過濾槽11內鄰近底部的周緣設有一溢流口 114，使得該過濾 槽11的底部及該溢流口 114間形成一集水腔115，當該集水腔115開始蓄積液體時，至 多僅會蓄積到溢流口 114的位置，超過的水量則會通過該溢流口 114而導引至該過濾槽11外，另外，該氣體過濾管道13的內壁具有文氏管(venturi principle)結構，即該氣體過 濾管道13的兩端內壁管徑會大於其中段位置的內壁管徑，為方便後續說明，將該氣體過 濾管道13的內壁管徑最小的位置，以喉管處131稱之，一般而言，在同一單位時間內， 流經該氣體過濾管道13的各個斷面的空氣體積數量應會相等，由於該氣體過濾管道13的 一端的斷面面積較大，使得該處的空氣流速較慢，造成該處的空氣密度較高，使該處的 靜態壓力(static pressure)較大，而產生蓄壓的效果，但喉管處131的斷面面積較小，使 得此處的空氣流速會較快，造成該處的空氣密度較低，使該處的靜態壓力(staticpressure) 較小，而當氣體經喉管處131流至該氣體過濾管道13的另一端時，會因此處的斷面面積 變大，使得該處的空氣流速又變慢，造成該處的空氣密度較高，使該處的靜態壓力(static pressure)變大，而再一次蓄壓，因此，該氣體過濾管道13的一端至另一端的氣體變化， 會依序產生蓄壓、加速及再增壓的效果。
綜上，請參閱圖2所示，該氣體過濾管道13的一端固定至該過濾槽11內的頂 部，其周緣與該過濾槽11內的周緣保持一預定間隔，且其另一端向該過濾槽11內的底部 延伸至該溢流口 114的位置，該氣體過濾管道13鄰近一端的周緣與一進氣管14相連通， 以使得一能源再生氣化系統2 (如圖1所示)所產生的可燃性氣體能透過該進氣管14導入 該氣體過濾管道13，該氣體過濾管道13的一端開口還與一進水管15相連接，使得該進 水管15所導入的冷卻水能自該氣體過濾管道13的一端向另一端噴灑，並匯集至該集水腔 115，當該冷卻水流經該氣體過濾管道13時，會吸收該可燃性氣體的溫度，而達到降溫 的效果，使得該過濾槽11的元件不致於受高溫影響，而發生提早老化或脆化的情況，有 效延長該過濾槽11的使用壽命，以降低業者的維修成本，且該冷卻水還會沾溼混合在該 可燃性氣體中的煙塵及雜質，進而增加煙塵及雜質的重量，如此，當蓄積在該集水腔115 的冷卻水的液面上升至溢流口 114的位置時，將恰好堵住該氣體過濾管道13的另一端開 口，請參閱圖2和圖3所示，由於該進水管15會不斷地自該氣體過濾管道13內注入冷 卻水，因此，該氣體過濾管道13內的可燃性氣體並無法自該進水管15導出，而僅得以朝 該氣體過濾管道13的另一端流動，但該氣體過濾管道13的另一端被冷卻水的液面堵住， 且該可燃性氣體並不溶於水，因此，該氣體過濾管道13內的可燃性氣體的壓力會逐漸提 高，當該氣體過濾管道13的另一端的可燃性氣體的壓力蓄積至能克服冷卻水的液面壓力 時，將迫使該冷卻水通過該溢流口 114流出，令該冷卻水的液面朝該過濾槽11的底部位 移，而在該氣體過濾管道13的另一端開口及冷卻水的液面間產生一縫隙117，使得該可 燃性氣體能自該縫隙117被導引出該氣體過濾管道13 (如圖3中的虛線箭頭所示)，當已 沾溼的煙塵及雜質流經喉管處131時，由於受到氣體流速變快的影響，將使已沾溼的煙 塵及雜質的加速度增加，且由於已沾溼的煙塵及雜質的重量較重，因此較不容易改變原 有的慣性運動狀態(即朝該過濾槽11的底部位移)，使得已沾溼的煙塵及雜質不易受到 可燃性氣體的流動方向影響，而會保持原有的運動方向，且浸入該集水腔115的冷卻水 中(如圖3中的實線箭頭所示)，如此一來，即可有效將可燃性氣體中所混合的煙塵與雜 質，自可燃性氣體中分離出來，而過濾後的可燃性氣體便會依序通過該氣體過濾管道13 與該過濾槽11間的預定間隔，及該過濾槽11內鄰近頂部的該排氣口 112，以供業者進行 下一個處理程序(如直接回收或再被導入另一過濾回收系統進行二次過濾等)，使業者 能通過本發明的過濾回收系統，而獲得高質量且無汙染的可燃性氣體，提高業者在能源市場中的競爭力。 請參閱圖2所示，該過濾槽11內鄰近該溢流口 114的位置，還設有一阻擋部 118，該阻擋部118的一端固設於該過濾槽11上，其另一端則朝該過濾槽11的底部延 伸，並與該過濾槽11的底部間形成一 間距119，由於該間距119與冷卻水的液面有一段距 離，因此，可燃性氣體並不會自該溢流口 114導出，以避免造成業者在回收上的困擾， 再者，該過濾回收系統1還包括一蓄水槽16，該蓄水槽16與該溢流口 114相連接，使得 該集水腔115內的冷卻水能通過該溢流口 114而流入該蓄水槽16中，且業者還能透過一 馬達裝置17將蓄水槽16內的冷卻水抽出，並輸送至該進水管15中，以能重複利用該冷 卻水，避免水資源的浪費，且業者還能在溢流口 114與蓄水槽16之間，或者馬達裝置17 與蓄水槽16之間，亦或在馬達裝置17與氣體過濾管道13之間，設有一淨化裝置19，以 去除冷卻水中的雜質，使得該冷卻水沾溼煙塵及雜質的能力不會受到影響。在本實施例 中，該蓄水槽16設在該過濾槽11的下方，但在本發明的其它實施例中，該蓄水槽16能 設置在任何位置，只要該集水腔115內的冷卻水能通過該溢流口 114流至該蓄水槽16即 可，本實施例的冷卻水的液面會恰恰堵住該氣體過濾管道13的另一端的開口，但在實際 實施上，該冷卻水的液面能略低於該氣體過濾管道13的另一端的開口(意即溢流口 114 的位置略低於氣體過濾管道13的另一端的開口)，或者略高於該氣體過濾管道13的另一 端的開口(意即溢流口 114的位置略高於氣體過濾管道13的另一端的開口)，而非僅限 定於恰好等於該氣體過濾管道13的另一端的開口，再者，本發明的進氣管14能直接與該 氣體過濾管道13的一端相連接，而非僅限定於在該氣體過濾管道13鄰近一端的位置，熟 悉該領域的技術人員，當能在掌握本發明的主要技術特徵後，以其它結構、元件加以實 現，從而達成本發明的目的。因此，本發明的保護範圍應包含不脫離本發明精神與範圍的相等結構，即本發 明所主張的權利要求範圍，並不局限於前述實施例，凡熟悉該項技藝人士，依據本發明 所揭露的技術內容，可輕易思及的等效變化，均不脫離本發明的保護範疇。
權利要求
1.一種可燃性能源過濾回收系統，其特徵在於包括一過濾槽，其內設有一容置空間，該過濾槽內鄰近頂部的周緣設有一排氣口，該 過濾槽內鄰近底部的周緣設有一溢流口，以在該過濾槽的底部及該溢流口間形成一集水 腔；及一氣體過濾管道，具有文氏管結構，其一端固定至該過濾槽內的頂部，其另一端向 該過濾槽內的底部延伸至該溢流口的位置，該氣體過濾管道與一進氣管相連通，以透過 該進氣管將可燃性氣體導入該氣體過濾管道的一端內，該氣體過濾管道的一端開口與一 進水管相連接，以透過該進水管將冷卻水導入該氣體過濾管道內，且使得該冷卻水能經 過該氣體過濾管道的另一端開口匯集至該集水腔。
2.如權利要求1所述的可燃性能源過濾回收系統，其特徵在於該氣體過濾管道的 周緣與過濾槽內的周緣保持一預定間隔。
3.如權利要求2所述的可燃性能源過濾回收系統，其特徵在於該氣體過濾管道的 另一端開口位於該溢流口的水平位置。
4.如權利要求3所述的可燃性能源過濾回收系統，其特徵在於該過濾槽內還設有 一阻擋部，該阻擋部的一端固設於該過濾槽上，其另一端則朝該過濾槽的底部延伸，並 與該過濾槽的底部間形成一間距。
5.如權利要求4所述的可燃性能源過濾回收系統，其特徵在於該過濾回收系統還 包括一蓄水槽，該蓄水槽與該溢流口相連接，以能接收來自該溢流口的冷卻水。
6.如權利要求5所述的可燃性能源過濾回收系統，其特徵在於該過濾回收系統還 包括一馬達裝置，該馬達裝置與該蓄水槽相連接，以能將該蓄水槽內的冷卻水導入至該 進水管中。
7.如權利要求6所述的可燃性能源過濾回收系統，其特徵在於該過濾回收系統還 包括一淨化裝置，該淨化裝置設在該溢流口及該蓄水槽之間，以去除流經該淨化裝置的 冷卻水中的雜質。
8.如權利要求6所述的可燃性能源過濾回收系統，其特徵在於該過濾回收系統還 包括一淨化裝置，該淨化裝置設在該蓄水槽及該馬達裝置之間，以去除流經該淨化裝置 的冷卻水中的雜質。
9.如權利要求6所述的可燃性能源過濾回收系統，其特徵在於該過濾回收系統還 包括一淨化裝置，該淨化裝置設在該馬達裝置及該氣體過濾管道之間，以去除流經該淨 化裝置的冷卻水中的雜質。
全文摘要
一種可燃性能源過濾回收系統，包括一過濾槽，其內鄰近頂部的周緣設有一排氣口，其內鄰近底部的周緣則設有一溢流口，以在該過濾槽的底部及該溢流口間形成一集水腔；一氣體過濾管道具有文氏管結構，其一端固定至該過濾槽內的頂部，並與一進氣管相連接，透過該進氣管將可燃性氣體導入該氣體過濾管道的一端內，其另一端向該過濾槽內的底部延伸至該溢流口的位置，該氣體過濾管道的一端開口與一進水管相連接，使進水管所導入的冷卻水能自氣體過濾管道的一端流至氣體過濾管道的另一端，並匯集至集水腔，該可燃性氣體中所包含的煙塵及雜質在被冷卻水沾溼後，會浸入該冷卻水中，不溶於水的可燃性氣體被導入該排氣口中，能回收高質量且無汙染的可燃性氣體。
文檔編號B01D47/10GK102019123SQ200910172170
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月15日 優先權日2009年9月15日
發明者羅煥和 申請人:弘致有限公司