TW201313297A - 揮發性有機物冷凝裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係有關一種揮發性有機物冷凝裝置，其於一廢氣氣流通道內部設置一第一冷凝器，並於該第一冷凝器之下游端設置一灑水器，而先藉該第一冷凝器將大多數之水溶性揮發性有機物分離出來，再由該灑水器對通過之廢氣氣流噴灑水霧，俾對殘餘之水溶性揮發性有機物利用水滴之吸附作用予以分離，且進一步於該灑水器之下游端設置一第二冷凝器者。藉此，用以提供一種揮發性有機物冷凝裝置，而具有提升揮發性有機物回收品質及分離效果之功效。

Description

揮發性有機物冷凝裝置

本發明係有關一種揮發性有機物冷凝裝置，尤指一種先藉上游之冷凝器將大多數之水溶性揮發性有機物分離出來，再由灑水器對通過之廢氣氣流噴灑水霧，俾利用灑水器對通過之廢氣氣流噴灑水霧，令下游端之冷凝器凝結出更多之水滴吸收水溶性揮發性有機物之設計者。

按，生活和生產中廣泛應用的有機溶劑，在室溫下就極易揮發成氣體，故又名揮發性有機物(Volatile Organic Compounds，VOCs)，而多數的揮發性有機物對人體有一定毒性，必須加以處理；然而，若製程所產生之廢氣中含有高沸點低蒸氣壓之水溶性揮發性有機物，通常會先利用冷凝裝置予以分離，再由後續之淨化裝置對未被分離之揮發性有機物，進行諸如焚化或是吸脫附濃縮後冷凝之淨化處理。

次按，如圖1所示，習知用以將水溶性揮發性有機物自廢氣中予以分離之冷凝裝置，通常係於一廢氣氣流通道10內部設置有第一冷凝器11a，俾讓通過第一冷凝器11a之廢氣降至露點溫度以下，而利用揮發性有機物本身之凝結以及凝結水滴之吸附作用，將廢氣中所含之水溶性揮發性有機物予以冷凝分離；因此，把水溶性揮發性有機物予以分離之效果，係與冷凝器之冷凝能力息息相關，故有人乃增設第二冷凝器11b，盼藉第二冷凝器11b再進一步將水溶性揮發性有機物予以冷凝分離；但是，經過第一冷凝器11a降溫降濕之後，第二冷凝器11b之水滴凝結量與降溫幅度乃較為有限，所能產生之吸收分離效果就相對下降。

再按，如圖2所示，另種習知用以將水溶性揮發性有機物自廢氣中予以分離之冷凝裝置，係於一廢氣氣流通道20內部設置有一冷凝器21，並於該冷凝器21之上游端設置一灑水器22；此乃因把水溶性揮發性有機物予以分離之效果，除了冷凝器之冷凝能力之外，亦與廢氣之含濕量息息相關，廢氣之含濕量高乃易凝結出水滴而吸收水溶性揮發性有機物；於是，盼由該灑水器22對通過之廢氣氣流噴灑水霧，俾令廢氣氣流加濕，致使該冷凝器21會因廢氣氣流之含濕量增加，而凝結出更多之水滴吸收水溶性揮發性有機物者；但是，藉該冷凝器21所分離出來之水溶性揮發性有機物因含水率極高，不僅難以純化再使用，且會造成大量之廢水必須再處理。

本發明之主要目的，係欲提供一種揮發性有機物冷凝裝置，而具有提升揮發性有機物回收品質之功效。

本發明之又一目的，乃具有提升揮發性有機物分離效果之功效。

本發明之另一目的，則具有提升懸浮微粒捕捉效果之功效。

為達上述功效，本發明之結構特徵，係於一廢氣氣流通道內部設置一第一冷凝器，並於該第一冷凝器之下游端設置一灑水器，而先藉該第一冷凝器將大多數之水溶性揮發性有機物分離出來，再由該灑水器對通過之廢氣氣流噴灑水霧，俾對殘餘之水溶性揮發性有機物利用水滴之吸附作用予以分離者。

此外，進一步於該灑水器之下游端設置一第二冷凝器。另，進一步於該第二冷凝器之下游端增設一回溫單元。又，進一步令該灑水器噴灑大量之洗滌水。再者，進一步於連結該第一、該第二冷凝器與外部冷源之冷媒進、出管增設一溫差調節單元，俾讓進出該第一、該第二冷凝器之冷媒溫差，由外部冷源之高溫差調節成低溫差，避免通過該第一、該第二冷凝器之水溶性揮發性有機物產生結晶現象。另者，該第一冷凝器與該第二冷凝器為冷凝盤管、板式冷凝器、管殼式冷凝器或鰭片式冷凝器。

然而，該溫差調節單元係於冷媒進、出管跨設一中繼熱交換器，而將該冷媒進、出管分隔成內進、內出管與外進、外出管，進而區分出獨立內循環與獨立外循環，並於該外進、外出管跨設一旁通管及一三通閥，且於該獨立內循環之內進管或內出管設置有大流量泵。或者，該溫差調節單元係於該冷媒進、出管跨設一分流管，而將該冷媒進、出管分段成內進、內出管與外進、外出管，進而區分出混流內循環與混流外循環，並於該外進、外出管跨設一旁通管及一三通閥，且於該混流內循環之內進管或內出管設置有大流量泵。

首先，請參閱圖3所示，本發明之第一實施例係於一廢氣氣流通道30內部設置一第一冷凝器31a，並於該第一冷凝器31a之下游端設置一灑水器32，而先藉該第一冷凝器31a將大多數之水溶性揮發性有機物分離出來，再由該灑水器32對通過之廢氣氣流噴灑水霧，俾對殘餘之水溶性揮發性有機物利用水滴之吸附作用予以分離者。

接著，請參閱圖4所示，本發明之第二實施例係進一步於該灑水器32之下游端設置一第二冷凝器31b，而該第一冷凝器31a與該第二冷凝器31b可為冷凝盤管、板式冷凝器、管殼式冷凝器或鰭片式冷凝器；於是，因該灑水器32噴灑水霧之作用，俾令進入該第二冷凝器31b之廢氣氣流加溫加濕，該第二冷凝器31b會因廢氣氣流之含濕量增加甚至是溫差增加，而凝結出更多之水滴吸收水溶性揮發性有機物者。又，進一步於該第二冷凝器31b之下游端增設一回溫單元40，俾讓後續之吸脫附淨化裝置之吸附材具有更佳之吸附效果。

此外，請參閱圖5A、5B所示，進一步於連結該第一、該第二冷凝器31a、31b與外部冷源(圖未示)之冷媒進、出管34、35增設一溫差調節單元33a、33b，俾讓進出該第一、該第二冷凝器31a、31b之冷媒溫差，由外部冷源之高溫差(通常會有5℃之溫差)調節成低溫差(可定為1℃之溫差)，避免通過該第一、該第二冷凝器31a、31b之水溶性揮發性有機物產生結晶現象(造成阻塞)。

然而，該溫差調節單元33a之第一種型態係於該冷媒進、出管34、35跨設一中繼熱交換器331，而將該冷媒進、出管34、35分隔成內進、內出管34a、35a與外進、外出管34b、35b，進而區分出獨立內循環36a與獨立外循環36b，並於該外進、外出管34b、35b跨設一旁通管332及一三通閥333，且於該獨立內循環36a之內進管34a或內出管35a設置有大流量泵334；再者，該溫差調節單元33b之第二種型態係於該冷媒進、出管34、35跨設一分流管335，而將該冷媒進、出管34、35分段成內進、內出管34a、35a與外進、外出管34b、35b，進而區分出混流內循環37a與混流外循環37b，並於該外進、外出管34b、35b跨設一旁通管332及一三通閥333，且於該混流內循環37a之內進管34a或內出管35a設置有大流量泵334；因此，致使該獨立內循環36a或該混流內循環37a產生大流量低溫差之冷卻循環，且藉該旁通管332及該三通閥333調節該獨立內循環36a與獨立外循環36b或該混流內循環37a與混流外循環37b熱交換之程度，進一步確保該獨立內循環36a或該混流內循環37a維持低溫差之冷卻循環。

是以，本發明第二實施例相較於如圖1所示之習知冷凝裝置，各該第一冷凝器31a、11a之分離效果相當，而各該第二冷凝器31b、11b之分離效果，則因本發明之灑水器32已先將廢氣氣流加溫加濕，故該第二冷凝器31b可較該第二冷凝器11b具有更佳之分離效果；又，本發明第一實施例相較於如圖2所示之習知冷凝裝置，則可先利用該第一冷凝器31a將大多數之水溶性揮發性有機物分離出來，所分離出來之水溶性揮發性因含水率低而具有較高之純化效益，再由該灑水器32將殘餘之水溶性揮發性有機物利用水滴之吸附作用予以分離。

基於如是之構成，本發明先藉該第一冷凝器31a將大多數之水溶性揮發性有機物分離出來，再由該灑水器32對通過之廢氣氣流噴灑水霧，俾對殘餘之水溶性揮發性有機物利用水滴之吸附作用予以分離，而具有提升揮發性有機物回收品質之功效。又，利用該灑水器32對通過之廢氣氣流噴灑水霧，俾對經過該第一冷凝器31a冷凝後之廢氣氣流加溫加濕，致使設置於該灑水器32下游端之第二冷凝器31b，因廢氣氣流之含濕量增加甚至是溫差增加，凝結出更多之水滴吸收水溶性揮發性有機物，而具有提升揮發性有機物分離效果之功效。另，若是令該灑水器32噴灑大量之洗滌水，則可進一步將廢氣氣流中所含之懸浮微粒大量洗滌出來，有助於延長後續吸脫附淨化裝置之吸附材使用壽命，另具有提升懸浮微粒捕捉效果之功效。

綜上所述，本發明所揭示之技術手段，確具「新穎性」、「進步性」及「可供產業利用」等發明專利要件，祈請　鈞局惠賜專利，以勵發明，無任德感。

惟，上述所揭露之圖式、說明，僅為本發明之較佳實施例，大凡熟悉此項技藝人士，依本案精神範疇所作之修飾或等效變化，仍應包括本案申請專利範圍內。

10．．．廢氣氣流通道

11a．．．第一冷凝器

11b．．．第二冷凝器

20．．．廢氣氣流通道

21．．．冷凝器

22．．．灑水器

30．．．廢氣氣流通道

31a．．．第一冷凝器

31b．．．第二冷凝器

32．．．灑水器

33a、33b．．．溫差調節單元

331．．．中繼熱交換器

332．．．旁通管

333．．．三通閥

334．．．大流量泵

335．．．分流管

34．．．冷媒進管

35．．．冷媒出管

34a．．．內進管

35a．．．內出管

34b．．．外進管

35b．．．外出管

36a．．．獨立內循環

36b．．．獨立外循環

37a．．．混流內循環

37b．．．混流外循環

40．．．回溫單元

圖1係第一種習知冷凝裝置之結構示意圖。

圖2係第二種習知冷凝裝置之結構示意圖。

圖3係本發明第一實施例之結構示意圖。

圖4係本發明第二實施例之結構示意圖。

圖5A係本發明第一種溫差調節單元之結構示意圖。

圖5B係本發明第二種溫差調節單元之結構示意圖。

30．．．廢氣氣流通道

31a．．．第一冷凝器

31b．．．第二冷凝器

32．．．灑水器

40．．．回溫單元

Claims (9)

1. 一種揮發性有機物冷凝裝置，係於一廢氣氣流通道內部設置一第一冷凝器，並於該第一冷凝器之下游端設置一灑水器，而先藉該第一冷凝器將大多數之水溶性揮發性有機物分離出來，再由該灑水器對通過之廢氣氣流噴灑水霧，俾對殘餘之水溶性揮發性有機物利用水滴之吸附作用予以分離者。
2. 如申請專利範圍第1項所述之揮發性有機物冷凝裝置，其中，進一步於該灑水器之下游端設置一第二冷凝器。
3. 如申請專利範圍第2項所述之揮發性有機物冷凝裝置，其中，進一步於該第二冷凝器之下游端增設一回溫單元。
4. 如申請專利範圍第1、2或3項所述之揮發性有機物冷凝裝置，其中，進一步令該灑水器噴灑大量之洗滌水。
5. 如申請專利範圍第4項所述之揮發性有機物冷凝裝置，其中，進一步於連結該第一、該第二冷凝器與外部冷源之冷媒進、出管增設一溫差調節單元，俾讓進出該第一、該第二冷凝器之冷媒溫差，由外部冷源之高溫差調節成低溫差，避免通過該第一、該第二冷凝器之水溶性揮發性有機物產生結晶現象。
6. 如申請專利範圍第5項所述之揮發性有機物冷凝裝置，其中，該溫差調節單元係於冷媒進、出管跨設一中繼熱交換器，而將該冷媒進、出管分隔成內進、內出管與外進、外出管，進而區分出獨立內循環與獨立外循環，並於該外進、外出管跨設一旁通管及一三通閥，且於該獨立內循環之內進管或內出管設置有大流量泵。
7. 如申請專利範圍第6項所述之揮發性有機物冷凝裝置，其中，該第一冷凝器與該第二冷凝器為冷凝盤管、板式冷凝器、管殼式冷凝器或鰭片式冷凝器。
8. 如申請專利範圍第5項所述之揮發性有機物冷凝裝置，其中，該溫差調節單元係於該冷媒進、出管跨設一分流管，而將該冷媒進、出管分段成內進、內出管與外進、外出管，進而區分出混流內循環與混流外循環，並於該外進、外出管跨設一旁通管及一三通閥，且於該混流內循環之內進管或內出管設置有大流量泵。
9. 如申請專利範圍第8項所述之揮發性有機物冷凝裝置，其中，該第一冷凝器與該第二冷凝器為冷凝盤管、板式冷凝器、管殼式冷凝器或鰭片式冷凝器。