TWI454303B - 組合式除臭模組及其應用 - Google Patents

Description

組合式除臭模組及其應用

本發明是有關於一種除臭模組，且特別是有關於一種組合式除臭模組及其應用。

近年來，在鋼鐵工業常會利用呋喃樹脂進行造模作業。呋喃樹脂遇到高溫(1420℃至1480℃)的液態鐵時，會產生濃烈異味污染氣體並擴散到鋼鐵作業廠區以及鄰近的區域，不僅引發當地居民之抗議，對生態環境也會造成極大的影響。

為了清除上述製程所產生的異味污染氣體，習知技術發展出利用活性碳之吸附塔、水洗噴灑裝置、靜電集塵器(Electrostatic Precipitator；EP)、濾網(High Effieiency Particulate Air Filter；HEPA)等裝置以清除異味污染氣體。

然而，利用習知上述裝置的除臭成效不佳。首先，因利用呋喃樹脂進行造模作業所產生之污染氣體組成極為複雜，包含高沸點之大分子芳香烴化合物(Aromatic Hydrocarbons)、低沸點之揮發性有機化合物(Volatile Organic Compounds，VOCs)等沸點分佈67℃至404℃的有機化合物，以及微量的酸性成分。不過，上述裝置只能清除部分異味污染氣體，因此除臭成效不佳。例如利用活性碳之吸附塔則清除例如揮發性有機化合物(Volatile Organic Compounds，VOCs)等揮發性有機化合物氣體，習知水洗噴灑裝置僅能去除污染氣體中水溶性的酸性成分，而EP靜電 集塵器與HEPA濾網主要用以去除塵粒。

其次，習知利用吸附劑除臭後，產生吸附飽和的吸附劑廢棄物，對於環境再度造成污染。

有鑑於此，亟需提出一種脫除清除異味污染氣體的裝置，藉以改善習知清除異味污染氣體裝置的種種缺點。

因此，本發明之一態樣是在提供一種組合式除臭模組，其中此模組內活設之吸附單元包含由褐煤所組成的吸附劑，不僅有效消除利用呋喃樹脂進行造模作業所產生之異味。而且使用過之褐煤可回收作為燃料使用。

根據本發明之上述態樣，提出一種組合式除臭模組至少包含吸附塔、氣罩裝置以及排氣裝置，其中吸附塔至少包含箱體以及複數個吸附單元。

上述箱體之頂部或底部設有進氣口，與進氣口之相對側設有出氣口，且箱體於容置空間內之至少一側壁上設有複數個支撐結構。

上述複數個吸附單元藉由支撐結構彼此平行活設於容置空間內，其中此些吸附單元至少包含至少一活設於容置空間中的吸附裝置以及第一過濾裝置，活設於容置空間中且位於進氣口與至少一吸附裝置之間。其中吸附裝置包括由褐煤所組成的吸附劑，且褐煤具有100平方公尺/公克(m² /g)至300平方公尺/公克之比表面積、1.3奈米(nm)至2.0奈米之孔徑以及0.1立方公尺/公克(m³ /g)至0.2立方公尺/公克之孔徑體積。

上述氣罩裝置用以收集異味污染氣體，其中氣罩裝置係藉由第一管線連接至吸附塔之進氣口。

上述排氣裝置藉由第二管線與出氣口連接，其中排氣裝置包含第一抽氣設備以及第三管線，第三管線之一端與抽氣設備連接，第三管線之另一端係用以排放經吸附塔處理之氣體，且第三管線鄰近另一端設有第二過濾裝置。

應用本發明之優點為，活設於模組中的吸附單元包含由褐煤所組成的吸附劑，不僅有效消除利用呋喃樹脂進行造模作業所產生之異味。而且使用過之褐煤可回收作為燃料使用，以避免造成環境污染。

以下配合本發明之實施例詳細討論本發明之技術內容、構造特徵、所達成目的及功效。

請同時參照第1圖，第1圖係繪示依照本發明一實施例之組合式除臭模組的部分示意圖。在第1圖中，組合式除臭模組100至少包含吸附塔110、氣罩裝置112以及排氣裝置120。其中吸附塔110至少包含箱體111以及複數個吸附單元113。吸附單元113包含由褐煤118c所組成的吸附劑，用以吸附異味污染氣體140。

在一實施例中，上述之箱體111之材料可包括但不限於金屬、塑膠、陶瓷及其任意組合。在一例示中，箱體111之週邊縫隙係以密封劑例如橡膠等進行密封，以避免異味污染氣體140之逸散。

在一實施例中，上述之箱體111之頂部111a或底部 111b設有進氣口110a，與進氣口110a之相對側設有出氣口110b，且箱體111於容置空間110c內之至少一側壁111c上設有複數個支撐結構111d。在一例示中，上述之支撐結構111d係設於容置空間110c內之相對二側壁111c上。在另一例示中，上述之支撐結構111d係條狀、平板或凹槽。在又一例示中，上述之支撐結構111d係網狀結構，以供氣體通過。

在一實施例中，上述之複數個吸附單元113藉由支撐結構111d彼此平行活設於容置空間110c內，其中此些吸附單元113至少包含活設於容置空間110c中的吸附裝置118以及第一過濾裝置114。第一過濾裝置114係活設於容置空間110c中且位於進氣口110a與吸附裝置118之間。第一過濾裝置114係用以吸附異味污染氣體140中固體微粒，以避免影響吸附裝置118之作用。在另一實施例中，上述之第一過濾裝置114可包括但不限於不織布、細網及其任意組合。在一例示中，第一過濾裝置114可耐100℃以上之高溫。在又一實施例中，吸附單元113係平行或垂直於重力方向。

在一實施例中，上述之吸附裝置118包括由褐煤118c所組成的吸附劑，且褐煤118c具有100平方公尺/公克(m² /g)至300平方公尺/公克之比表面積、1.3奈米(nm)至2.0奈米之孔徑以及0.1立方公尺/公克(m³ /g)至0.2立方公尺/公克之孔徑體積。倘若褐煤118c之比表面積小於100平方公尺/公克或大於300平方公尺/公克，褐煤118c無法充分與異味污染氣體140接觸進行吸附作用。當褐煤118c 之孔徑小於1.3奈米或大於2.0奈米時，褐煤118c無法達到好的去除效果。當褐118c煤之孔徑體積小於0.1立方公尺/公克(m³ /g)或大於0.2立方公尺/公克時，褐煤118c無法去除異味污染氣體中所有的有機化合物。

在一實施例中，當褐煤118c之平均厚度為5公分至10公分，可使流經之氣體分佈均勻，而不會造成壓差。

在一實施例中，上述之褐煤118c選擇性可包括未經處理的褐煤、經處理的褐煤或者與其他習知吸附劑混合者。申言之，經處理的褐煤係含浸於鹼劑，例如氫氧化鉀、氫氧化鈉等。上述之褐煤118c亦可與其他習知吸附劑例如活性碳等混合。

在一實施例中，上述之氣罩裝置112用以收集異味污染氣體140，其中氣罩裝置112係藉由第一管線122a連接至吸附塔110之進氣口110a。由於利用呋喃樹脂進行造模作業所產生之異味污染氣體140溫度甚高，在異味污染氣體140進入吸附塔110前，可進行散熱作用使異味污染氣體140溫度小於100℃。在一例示中，上述之氣罩裝置112與吸附塔110之間可不包含散熱裝置150。上述之第一管線長度係5公尺至10公尺，以進行散熱作用。在另一例示中，上述之氣罩裝置112與吸附塔110之間更包含散熱裝置150。在又一例示中，散熱裝置150可包括但不限於氣冷散熱裝置、液冷散熱裝置及其任意組合。在另一實施例中，上述之氣罩裝置112更包含第二抽氣設備(圖未繪示)，以加速收集異味污染氣體140。

在一實施例中，上述之排氣裝置120藉由第二管線 122b與出氣口110b連接，其中排氣裝置120包含第一抽氣設備124以及第三管線126，第三管線126之一端126a與抽氣設備124連接，第三管線126之另一端126b係用以排放經吸附塔110處理之氣體，且第三管線126鄰近另一端126b設有第二過濾裝置128。第二過濾裝置128係用以吸附粉碎的吸附劑，以避免通過吸附塔110後之氣體中含有吸附劑之殘體。

在一例示中，第二過濾裝置128係位於吸附裝置118與出氣口110b之間(圖未繪示)。在另一例示中，第二過濾裝置128亦可位於第二管線122b中且鄰近出氣口110b(圖未繪示)。在另一例示中，第二過濾裝置128亦可位於第三管線126中且鄰近第三管線126之另一端126b(圖未繪示)。上述第二過濾裝置128之材料為可耐100℃以上之高溫，可包括但不限於不織布、細網及其任意組合。

在一實施例中，上述之組合式除臭模組100更包含設於箱體111之底部的移動裝置130。在一例示中，上述之移動裝置130可包括但不限於履帶、轉輪及其任意組合。

在一實施例中，上述之異味污染氣體140從進氣口110a至出氣口110b之速度大於0公尺/秒(m/s)，但不大於2.0公尺/秒，以讓吸附單元113對於異味污染氣體140充分進行吸附作用。

至於前述管路與連接之各種裝置的排列僅為例示說明之便，並非用以限定本發明，本發明技術領域中具有通常知識者當可理解，亦可以其他排列方式連接前述管路與其他裝置。

以下說明本發明之組合式除臭模組100應用於去除造模作業所產生之異味。請再參閱第1圖。在本發明之一實施例中，首先，氣罩裝置112覆蓋利用呋喃樹脂進行造模作業之模組，將進行造模作業所產生之異味污染氣體140由氣罩裝置112經過第一管線122a進入吸附塔110。

接著，異味污染氣體140依序通過活設於吸附塔110內的第一過濾裝置114、第一吸附裝置118a以及第二吸附裝置118b以進行吸附作用。

之後，已完成吸附作用之氣體經過第二管線122b進入抽氣設備124的一端。隨後，氣體由抽氣設備124的另一端並經由第三管線，通過第二過濾裝置128，將完成吸附作用之氣體排放至大氣中。上述處理後之排氣經測試其異味排放值後，均符合國內環保署相關規定。

以下列舉數個較佳實施例，藉此更詳盡闡述本發明之組合式除臭模組，然其並非用以限定本發明，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

實施例一：組合式除臭模組

本發明之實施例一之組合式除臭模組包含吸附塔、氣罩裝置以及排氣裝置。其中吸附塔至少包含箱體以及複數個吸附單元。上述吸附單元吸附異味污染氣體，其中吸附單元包含由褐煤所組成的吸附劑。且褐煤具有100平方公尺/公克(m² /g)至300平方公尺/公克之比表面積、1.3奈米(nm)至2.0奈米之孔徑以及0.1立方公尺/公克(m³ /g)至0.2立方公尺/公克之孔徑體積。

實施例二：組合式除臭模組吸附異味污染氣體效率之評估

1.異味污染氣體組成分析

為了分析本發明之實施例一吸附異味污染氣體之效果，於採樣點119a、採樣點119b、採樣點119c以及採樣點119d，進行氣體採樣與組成分析。

採樣點119a係位於第一過濾裝置114與第一吸附裝置118a之間。採樣點119b係位於第一吸附裝置118a與第二吸附裝置118b之間且鄰近第一吸附裝置118a。採樣點119c係位於第一吸附裝置118a與第二吸附裝置118b之間且鄰近第二吸附裝置118b。採樣點119d係位於第二吸附裝置118b與出氣口110b之間且鄰近出氣口110b。

將採樣點119a、採樣點119b、採樣點119c以及採樣點119d所採樣之氣體以氣相色層分析儀(gas chromatography；GC)、離子層析儀(Ion Chromatography；IC)、質譜儀(Mass Spectrometry；MS)進行分析，分析結果如第1表至第4表所示之。

第1表為採樣點119a之分析結果，第2表為採樣點119b之分析結果，第3表為採樣點119c之分析結果，第4表為採樣點119a之分析結果。

由第1表至第4表所示之分析結果可知，實施例一之組合式除臭模組依序吸附沸點高至低的有機化合物。並且可知，異味污染氣體組成極為複雜，包含高沸點之大分子芳香烴化合物(Aromatic Hydrocarbons)與低沸點之揮發性有機化合物(Volatile Organic Compounds，VOCs)等沸點分佈67℃至404℃的有機化合物，以及微量的酸性成分，例 如1,2-苯二甲酸雙(2-乙基己基)酯(1,2-benzenedicarboxylic acid,mono(2-ethylhexyl)ester)、鄰苯二甲酸二丁酯(1,2-benzenedicarboxylic acid)，二異辛酯(diisooctyl ester)、鄰苯二甲酸單(2-乙基己基)酯(1,2-benzenedicarboxylic acid,mono(2-ethylhexyl)ester)。

2.組合式除臭模組吸附異味污染氣體效率之評估

由於利用呋喃樹脂進行造模作業時，產生之異味污染氣體會逸散至鋼鐵作業廠區以及鄰近的區域，引發當地居民之抗議。因此在測試本發明之組合式除臭模組對於異味污染氣體吸附效果時，測試點分別為鋼鐵作業廠區內(測試點1)以及鋼鐵作業廠區外距離30公尺之下風處(測試點2)。

本測試之分析方法係依照國內環保署環境檢驗所公告之異味污染物官能測定法-三點比較式嗅袋法(NIEA A201.13A)，在此不另贅述。簡言之，係由6名合格嗅覺判定員分別於測試點以嗅覺判斷，依據以嗅覺感受之異味濃度進行異味排放值之評估。

請參閱第5表，其係列出測試點1與測試點2在利用本發明之實施例一進行吸附作用前後的異味排放值。其中，「×」表示異味排放值為45以上，「△」表示異味排放值介於15至45，「○」表示異味排放值為15以下。

由第5表測試結果可知，利用本發明之實施例一進行吸附作用前，測試點1與測試點2之異味排放值均為45以上。利用本發明之實施例一進行吸附作用後，測試點1之異味排放值介於15至45，測試點2之異味排放值為15以 下。

由上述結果可知，在利用本發明之實施例一進行吸附作用後，測試點1與測試點2之異味排放值均有明顯之下降，均符合國內環保署之相關規定。因此，利用本發明之組合式除臭模組確實有效吸附異味污染氣體。

惟在此需補充的是，本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者應可輕易理解，本發明之組合式除臭模組僅為例示說明，在其他實施例中亦可使用其他材質之吸附材料。其次，除了呋喃樹脂進行造模作業所產生之異味之外，本發明之組合式除臭模組亦可應用於其他工業或家庭等所產生之異味污染氣體。此為本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者所熟知，不另贅述。

綜言之，由上述本發明實施方式可知，應用本發明之組合式除臭模組，其優點在於活設於模組中的吸附單元包含由褐煤所組成的吸附劑，不僅有效消除利用呋喃樹脂進行造模作業所產生之異味。而且使用過之褐煤可回收作為燃料使用，以避免造成環境污染。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何在此技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧組合式除臭模組

110‧‧‧吸附塔

110a‧‧‧進氣口

110b‧‧‧出氣口

110c‧‧‧容置空間

111‧‧‧箱體

111a‧‧‧頂部

111b‧‧‧底部

111c‧‧‧側壁

111d‧‧‧支撐結構

112‧‧‧氣罩裝置

113‧‧‧吸附單元

114‧‧‧第一過濾裝置

118‧‧‧吸附裝置

118a‧‧‧第一吸附裝置

118b‧‧‧第二吸附裝置

118c‧‧‧褐煤

119a/119b/119c/119d‧‧‧採樣點

120‧‧‧排氣裝置

122a‧‧‧第一管線

122b‧‧‧第二管線

124‧‧‧抽氣設備

126‧‧‧第三管線

126a‧‧‧第三管線之一端

126b‧‧‧第三管線之另一端

128‧‧‧第二過濾裝置

130‧‧‧移動裝置

140‧‧‧異味污染氣體

150‧‧‧散熱裝置

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種組合式除臭模組的部分示意圖。

100‧‧‧組合式除臭模組

110‧‧‧吸附塔

110a‧‧‧進氣口

110b‧‧‧出氣口

110c‧‧‧容置空間

111‧‧‧箱體

111a‧‧‧頂部

111b‧‧‧底部

111c‧‧‧側壁

111d‧‧‧支撐結構

112‧‧‧氣罩裝置

113‧‧‧吸附單元

114‧‧‧第一過濾裝置

118‧‧‧吸附裝置

118a‧‧‧第一吸附裝置

118b‧‧‧第二吸附裝置

118c‧‧‧褐煤

119a/119b/119c/119d‧‧‧採樣點

120‧‧‧排氣裝置

122a‧‧‧第一管線

122b‧‧‧第二管線

124‧‧‧抽氣設備

126‧‧‧第三管線

126a‧‧‧第三管線之一端

126b‧‧‧第三管線之另一端

128‧‧‧第二過濾裝置

130‧‧‧移動裝置

140‧‧‧異味污染氣體

150‧‧‧散熱裝置

Claims (13)

1. 一種組合式除臭模組，至少包含：一吸附塔，其中該吸附塔至少包含：一箱體，其中該箱體之一頂部或一底部設有一進氣口，與該進氣口之一相對側設有一出氣口，且該箱體於一容置空間內之至少一側壁上設有複數個支撐結構；複數個吸附單元藉由該些支撐結構彼此平行活設於該容置空間內，其中該些吸附單元至少包含：至少一吸附裝置，活設於該容置空間中，其中該至少一吸附裝置包括一吸附劑，該吸附劑係由褐煤所組成，且該褐煤具有100平方公尺/公克(m² /g)至300平方公尺/公克之一比表面積、1.3奈米(nm)至2.0奈米之一孔徑以及0.1立方公尺/公克(m³ /g)至0.2立方公尺/公克之一孔徑體積，其中該褐煤之一平均厚度為5公分至10公分；以及一第一過濾裝置，活設於該容置空間中且位於該進氣口與該至少一吸附裝置之間；一氣罩裝置，用以收集一異味污染氣體，其中該氣罩裝置係藉由一第一管線連接至該吸附塔之該進氣口，其中該第一管線長度係為5公尺至10公尺；以及一排氣裝置，藉由一第二管線與該出氣口連接，其中該排氣裝置包含：一第一抽氣設備以及一第三管線，該第三管線之一端與該抽氣設備連接，該第三管線之另一端係用以 排放經該吸附塔處理之一氣體，且該第三管線鄰近該另一端設有一第二過濾裝置。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之組合式除臭模組，更包含一移動裝置，設於該箱體之該底部。
3. 根據申請專利範圍第2項所述之組合式除臭模組，其中該移動裝置係選自於由履帶、轉輪及其任意組合所組成之一族群。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之組合式除臭模組，其中該些支撐結構係設於該容置空間內之相對二側壁上。
5. 根據申請專利範圍第1項所述之組合式除臭模組，其中該些支撐結構係條狀、平板或凹槽。
6. 根據申請專利範圍第1項所述之組合式除臭模組，其中該第一過濾裝置係選自於由不織布、細網及其任意組合所組成之一族群。
7. 根據申請專利範圍第1項所述之組合式除臭模組，其中該氣罩裝置更包含一第二抽氣設備。
8. 根據申請專利範圍第1項所述之組合式除臭模組， 其中該氣罩裝置與該吸附塔之間更包含一散熱裝置。
9. 根據申請專利範圍第1項所述之組合式除臭模組，其中該第二過濾裝置係位於該吸附裝置與該出氣口之間。
10. 根據申請專利範圍第1項所述之組合式除臭模組，其中該第二過濾裝置係位於該第二管線中且鄰近該出氣口。
11. 根據申請專利範圍第1項所述之組合式除臭模組，其中該第二過濾裝置係位於該第三管線中且鄰近該第三管線之該另一端。
12. 根據申請專利範圍第1項所述之組合式除臭模組，其中該第二過濾裝置係選自於由不織布、細網及其任意組合所組成之一族群。
13. 根據申請專利範圍第1項所述之組合式除臭模組，其中該異味污染氣體從該進氣口至該出氣口之速度大於0公尺/秒(m/s)，但不大於2.0公尺/秒。