揮發性有機物的淨化回收裝置及方法
2023-09-20 20:30:05 1
專利名稱：揮發性有機物的淨化回收裝置及方法
技術領域：
本發明涉及淨化處理設備及方法，尤其涉及一種由回收設備進行第一階段的淨化 處理，配合進行第二階段淨化處理的轉輪式或轉環式濃縮器，從而構成部分循環式淨化處 理的的揮發性有機物的淨化回收裝置及方法。
背景技術：
生活和生產中廣泛應用的有機溶劑，在室溫下容易揮發成氣體，故又名揮發性有 機物(Volatile Organic Compounds, VOCs)，而多數的VOCs對人體有一定毒性，必須加以 處理 』另，由空氣品質監測資料顯示，VOCs及N0x等臭氣前驅物質與光反應所產生的臭氧， 有取代懸浮微粒成為影響空氣汙染指數(PS1)的主要汙染物的現象，故加強管制VOCs排放 乃是改善空氣品質的當務之急；因此，環境保護部門陸續制定各行業(包括半導體、光電、 汽車塗裝、PU皮革、膠帶等產業)的VOCs排放標準。另，由於以往產業快速發展與著重於削減率的環保政策，造成產業在處理VOCs 時，並未著重資源回收再利用，而是以燃燒處理為主(焚化爐的處理效率約90至99 %，常伴 隨產生大量的二次汙染物(如氮氧化物及其他有害的氧化物)，於是，隨著揮發性有機物的 排放規定日趨嚴格，除考慮處理效率以及二次汙染物之外，還因原物料價格不斷上漲，故採 用活性碳吸脫附回收設備，將有機溶劑回收的應用例將越來越普遍，常見的活性碳吸脫附 回收設備，其特性比較如下表所示，可見其處理效率無法滿足現階段的環保要求 因此，由前述的VOCs處理設備而言，無論是回收後燃燒處理的焚化爐，或是回收 後凝結再利用的固定床式回收設備、流動床式回收設備以及碳纖維筒回收設備，都逐漸難 以滿足日後的VOCs排放規定。
發明內容
本發明的主要目的在於克服現有產品存在的上述缺點，而提供一種揮發性有機物 的淨化回收裝置及方法，具有確保最終所排放氣體濃度符合規定的功效。本發明的另一目的在於提供一種揮發性有機物的淨化回收裝置及方法，具有大幅 提高揮發性有機物回收再利用且降低二次汙染物產生的功效。本發明的又一目的在於提供一種揮發性有機物的淨化回收裝置及方法，具有設備 簡單的功效。本發明的目的是由以下技術方案實現的。本發明揮發性有機物的淨化回收裝置，其特徵在於，包括有一回收設備，由設置 在抽氣管的風機，將待淨化氣體送入吸脫附單元予以濃縮淨化處理，符合排放標準的淨化 氣體由排放管排出，濃縮氣體通過回收管送入終處理單元進行回收處理；一濃縮器，至少被 區隔成一吸附區及一再生區，而將連接在吸附區入口側的吸附進氣管，叉接在該吸脫附單 元的排放管，讓經該回收設備淨化但未符合排放標準的一次濃縮氣體在吸附區再度淨化; 再度淨化氣體由連接在吸附區出口側的吸附排氣管排出，而再生區入口側連接有脫附進氣 管，另把連接在再生區出口側的脫附排氣管，叉接在該風機上遊的抽氣管，將自再生區脫附 的揮發性有機物氣體送回該回收設備。前述的揮發性有機物的淨化回收裝置，其中脫附進氣管設置有脫附加熱器與脫附 氣源，且進一步令該吸附排氣管或者進氣管以叉管叉接在該脫附加熱器上遊的脫附進氣 管，並加設有一控制器，通過設置在該抽氣管的第一濃度偵測器、設置在該排放管的第二 濃度偵測器與設置在該吸附排氣管的第三濃度偵測器，偵測淨化前後的揮發性有機物濃 度，根據所偵測到的濃度訊號及排放標準，控制設置在該排放管的第一控制閥與設置在該 吸附進氣管的第二控制閥的比例開度，確保由回收設備或濃縮器排出的淨化氣體符合排放 標準。前述的揮發性有機物的淨化回收裝置，其中吸脫附單元為固定床式、流動床式或 碳纖維筒式。前述的揮發性有機物的淨化回收裝置，其中吸脫附單元的吸附材為活性碳、沸石、 矽膠、碳分子篩、多孔性樹脂或活性氧化鋁。前述的揮發性有機物的淨化回收裝置，其中終處理單元為冷凝器或者焚化爐。前述的揮發性有機物的淨化回收裝置，其中濃縮器為轉輪式或者轉環式濃縮器。前述的揮發性有機物的淨化回收裝置，其中濃縮器進一步在再生區與吸附區間增
設一隔離區。前述的揮發性有機物的淨化回收裝置，其中濃縮器吸附材為沸石、矽膠、活性碳、 碳分子篩、多孔性樹脂或活性氧化鋁。前述的揮發性有機物的淨化回收裝置，其中濃縮器濃縮倍率較佳為5至100倍，最 佳為8至20倍。
前述的揮發性有機物的淨化回收裝置，其中脫附排氣管設置有脫附風機。本發明揮發性有機物的淨化回收方法，其特徵在於，包括下列步驟a.利用回收設備將揮發性有機物濃縮淨化，並進行回收處理；b.偵測回收設備淨化前後的揮發性有機物濃度，判斷淨化前後濃度的處理效率是 否符合排放標準，若是，則進至步驟e，若否，則進行下一步驟；c.將經回收設備濃縮後的揮發性有機物，全部或依比例部分分流至濃縮器，利用 濃縮器將揮發性有機物再度濃縮淨化並排放；d.將經濃縮器濃縮後的揮發性有機物，部分導引至回收設備入口側匯流並進行步 驟a，構成部分循環式的淨化處理；e.將符合排放標準的淨化氣體排放。前述的揮發性有機物的淨化回收方法，其中步驟c進一步增加下列程序偵測濃縮器及回收設備淨化前後的揮發性有機物濃度，判斷淨化前後濃度的總處 理效率是否符合排放標準，若是，則進至步驟e，若否，則加大分流至濃縮器的風量比例，直 到總處理效率符合排放標準。本發明揮發性有機物的淨化回收裝置及方法的有益效果，其設備簡單，具有確保 最終所排放氣體濃度符合規定的功效，以及大幅提高揮發性有機物回收再利用且降低二次 汙染物產生的功效。
圖1為本發明採用轉輪式濃縮器的結構示意圖一。圖2為本發明採用轉環式濃縮器的結構示意圖二。圖中主要元件標號說明10回收設備、11抽氣管、12風機、13吸脫附單元、14排放 管、15回收管、16終處理單元、20a濃縮器、20b濃縮器、21吸附區、22再生區、23吸附進氣 管、24吸附排氣管、241叉管、25脫附進氣管、26脫附排氣管、27脫附加熱器、28脫附氣源、 29脫附風機、30控制器、31第一濃度偵測器、32第二濃度偵測器、33第三濃度偵測器、34第 一控制閥、35第二控制閥。
具體實施例方式參閱圖1、圖2所示，本發明揮發性有機物的淨化回收裝置，其包括有一回收設備 10，由設置在抽氣管11的風機12，將含有揮發性有機物的待淨化氣體，送入吸脫附單元13 予以濃縮淨化處理，符合排放標準的淨化氣體由排放管14排出，濃縮的揮發性有機物氣體 通過回收管15，送入冷凝器或焚化爐的終處理單元16進行回收處理；其中，該吸脫附單元 13為固定床式、流動床式或碳纖維筒式(圖示以流動床式代表)，而其吸附材為活性碳、沸 石、矽膠、碳分子篩、多孔性樹脂或活性氧化鋁；一轉輪式或轉環式濃縮器20a或20b，其吸 附材為沸石、矽膠、活性碳、碳分子篩、多孔性樹脂或活性氧化鋁，利用風量變小、濃度變高 的濃縮效果，將揮發性有機物氣體予以濃縮，而區隔成至少一吸附區21及一再生區22，亦 可在再生區22與吸附區21之間增設一隔離區(圖中未示)，並將連接在吸附區21入口側 的吸附進氣管23，叉接在該吸脫附單元13的排放管14，讓經該回收設備10淨化但未符合 排放標準的一次濃縮氣體在吸附區21再度淨化，再度淨化氣體由連接在吸附區21出口側的吸附排氣管24排出，而再生區22入口側連接有脫附進氣管25，另把連接在再生區22出 口側的脫附排氣管26，叉接在該風機12上遊的抽氣管11，將自再生區22脫附的揮發性有 機物氣體送回該回收設備10 ；其中，該脫附進氣管25設置有脫附加熱器27與脫附氣源28， 而該吸附排氣管24或吸附進氣管23得以叉管241叉接在該脫附加熱器27上遊的脫附進 氣管25，可用以取代脫附氣源28且形成部分循環管路，該脫附排氣管26可設置有脫附風機 29。此外，揮發性有機物的排放規定，除了排放濃度外，有時也根據排放口的有機物質 量流率(另稱總排放量)，或是排放消減率來規範，而不同的製造業也有不同的規定；於是， 為了精準控制揮發性有機物的處理效能，以符合揮發性有機物的排放規定，本發明揮發性 有機物的淨化回收裝置進一步包括有一控制器30，通過設置在該抽氣管11的第一濃度偵 測器31、設置在該排放管14的第二濃度偵測器32與設置在該吸附排氣管24的第三濃度偵 測器33，偵測淨化前後的揮發性有機物濃度，從而根據偵測到的濃度訊號及排放標準，控制 設置在該排放管14的第一控制閥34與設置在該吸附進氣管23的第二控制閥35的比例開 度，以確保由回收設備10或濃縮器20排出的淨化氣體符合排放標準；其中，以循環淨化的 實施例說明控制閥的比例開度，當該排放管14的揮發性有機物濃度未達排放標準，第一控 制閥34關閉且第二控制閥35開啟，讓經該回收設備10淨化的氣體，再通過該濃縮器20a 或20b 二度淨化，並自該吸附排氣管24排放；又，若設置有叉管241，則可進一步迫使部分 二度淨化後的氣體經由該叉管241、脫附進氣管25與脫附排氣管26，回到該回收設備10而 循環淨化。此外，該轉輪式或轉環式濃縮器20a或20b的吸附氣流與脫附氣流，其氣流方向不 限定為逆向流或順向流；其中圖1為逆向流(吸附氣流與脫附氣流的流向相反)，圖2為順 向流(吸附氣流與脫附氣流均自環外流向環內)的示意。基於上述構成，本發明揮發性有機物的淨化回收裝置，是將含有揮發性有機物的 待淨化氣體，先通過該回收設備10進行第一階段的淨化處理，再由濃縮器20a或20b進行 第二階段的淨化處理，列舉三個實施例與現有技術單一階段的淨化處理比較，其操作結果 如下表所示 表中nl =(第一濃度_第二濃度)/第一濃度n2 =(第二濃度_第三濃度)/第二濃度n3 = nl+(100% ~nl)/n2所以，本發明是由回收設備10進行第一階段的淨化處理，配合進行第二階段淨化 處理的轉輪式或轉環式濃縮器20a或20b，甚至是構成循環式的淨化處理；因此，具有不必 採用複雜處理設備，即可以確保最終所排放的氣體符合規定，且將揮發性有機物回收再利 用的功效。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，凡 是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於 本發明技術方案的範圍內。
權利要求
一種揮發性有機物的淨化回收裝置，其特徵在於，包括有一回收設備，由設置在抽氣管的風機，將待淨化氣體送入吸脫附單元予以濃縮淨化處理，符合排放標準的淨化氣體由排放管排出，濃縮氣體通過回收管送入終處理單元進行回收處理；一濃縮器，至少被區隔成一吸附區及一再生區，而將連接在吸附區入口側的吸附進氣管，叉接在該吸脫附單元的排放管，讓經該回收設備淨化但未符合排放標準的一次濃縮氣體在吸附區再度淨化；再度淨化氣體由連接在吸附區出口側的吸附排氣管排出，而再生區入口側連接有脫附進氣管，另把連接在再生區出口側的脫附排氣管，叉接在該風機上遊的抽氣管，將自再生區脫附的揮發性有機物氣體送回該回收設備。
2.根據權利要求1所述的揮發性有機物的淨化回收裝置，其特徵在於，所述脫附進氣 管設置有脫附加熱器與脫附氣源，且進一步令該吸附排氣管或進氣管以叉管叉接在該脫附 加熱器上遊的脫附進氣管，並加設有一控制器，通過設置在該抽氣管的第一濃度偵測器、設置在該排放管的第二濃度偵測 器與設置在該吸附排氣管的第三濃度偵測器，偵測淨化前後的揮發性有機物濃度，根據所 偵測到的濃度訊號及排放標準，控制設置在該排放管的第一控制閥與設置在該吸附進氣管 的第二控制閥的比例開度，確保由回收設備或濃縮器排出的淨化氣體符合排放標準。
3.根據權利要求1所述的揮發性有機物的淨化回收裝置，其特徵在於，所述吸脫附單 元為固定床式、流動床式或碳纖維筒式。
4.根據權利要求1所述的揮發性有機物的淨化回收裝置，其特徵在於，所述吸脫附單 元的吸附材為活性碳、沸石、矽膠、碳分子篩、多孔性樹脂或活性氧化鋁。
5.根據權利要求1所述的揮發性有機物的淨化回收裝置，其特徵在於，所述終處理單 元為冷凝器或焚化爐。
6.根據權利要求1所述的揮發性有機物的淨化回收裝置，其特徵在於，所述濃縮器為 轉輪式或轉環式濃縮器。
7.根據權利要求6所述的揮發性有機物的淨化回收裝置，其特徵在於，所述濃縮器進 一步在再生區與吸附區間增設一隔離區。
8.根據權利要求7所述的揮發性有機物的淨化回收裝置，其特徵在於，所述濃縮器吸 附材為沸石、矽膠、活性碳、碳分子篩、多孔性樹脂或活性氧化鋁。
9.根據權利要求8所述的揮發性有機物的淨化回收裝置，其特徵在於，所述濃縮器濃 縮倍率較佳為5至100倍，最佳為8至20倍。
10.根據權利要求1至9項任一項所述的揮發性有機物的淨化回收裝置，其特徵在於， 所述脫附排氣管設置有脫附風機。
11.一種揮發性有機物的淨化回收方法，其特徵在於，包括下列步驟a.利用回收設備將揮發性有機物濃縮淨化，並進行回收處理；b.偵測回收設備淨化前後的揮發性有機物濃度，判斷淨化前後濃度的處理效率是否符 合排放標準，若是，則進至步驟e，若否，則進行下一步驟；c.將經回收設備濃縮後的揮發性有機物，全部或依比例部分分流至濃縮器，利用濃縮 器將揮發性有機物再度濃縮淨化並排放；d.將經濃縮器濃縮後的揮發性有機物，部分導引至回收設備入口側匯流並進行步驟a，構成部分循環式的淨化處理；e.將符合排放標準的淨化氣體排放。
12.根據權利要求11所述的揮發性有機物的淨化回收方法，其特徵在於，步驟c進一步 增加下列程序偵測濃縮器及回收設備淨化前後的揮發性有機物濃度，判斷淨化前後濃度的總處理效 率是否符合排放標準，若是，則進至步驟e，若否，則加大分流至濃縮器的風量比例，直到總 處理效率符合排放標準。
全文摘要
一種揮發性有機物的淨化回收裝置，包括一回收設備，由設在抽氣管的風機，將待淨化氣體送入吸脫附單元以濃縮淨化處理，符合排放標準的淨化氣體由排放管排出，濃縮氣體通過回收管送入終處理單元回收處理；一濃縮器，至少被區隔成一吸附區及一再生區，將連接在吸附區入口側的吸附進氣管，叉接在吸脫附單元的排放管，讓經回收設備淨化但未符合排放標準的一次濃縮氣體在吸附區再度淨化；再度淨化氣體由連接在吸附區出口側的吸附排氣管排出，再生區入口側連接脫附進氣管，另把連接在再生區出口側的脫附排氣管，叉接在該風機上遊的抽氣管，將自再生區脫附的揮發性有機物氣體送回回收設備；提高揮發性有機物回收再利用且降低二次汙染物產生。
文檔編號B01D53/04GK101850208SQ200910131120
公開日2010年10月6日 申請日期2009年4月3日 優先權日2009年4月3日
發明者張豐堂, 謝紹祖 申請人:傑智環境科技股份有限公司;張豐堂;承傑有限公司