專利名稱：烘烤制程排氣系統(tǒng)的凈化節(jié)能裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種烘烤制程排氣系統(tǒng)的凈化節(jié)能裝置與方法。
背景技術(shù)：
日常生活及工廠生產(chǎn)過程中廣泛使用的有機溶劑，在室溫下易揮發(fā)成氣體，故又 名為揮發(fā)性有機氣體(Volatile Organic Compounds VOCs)，而多數(shù)的VOCs對人體具有 一定毒氣，必須加以凈化處理，以減少對人體的傷害。再者，許多產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域常會使用烘箱 (oven)進行烘烤制程，而烘烤制程會致使用于烘烤物的有機溶劑揮發(fā)出來，故如圖1所示， 烘箱10的排氣氣流若含有揮發(fā)性有機物，則會于其排氣管11的下游端設置排放凈化設備 20，而借該排放凈化設備20將氣流中的揮發(fā)性有機物凈化處理，再把凈化后的氣流排放至 大氣中。次按，有人會于烘箱10的排氣管11與進氣管12間設置熱交換器30，以將排氣管 11的廢熱回收并提供進氣管12使用，讓進入烘箱10的進氣氣流升溫，減少烘箱10對于能 源的使用，而達到熱回收的節(jié)能效果。然而，烘箱10的排氣氣流中的揮發(fā)性有機物，常伴隨 著許多有機物(特別是高沸點有機物與聚合物等)，易造成熱交換器30及排氣管11的結(jié)垢 與堵塞，因而產(chǎn)生熱回收的節(jié)能效果不彰及安全疑慮。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的主要技術(shù)問題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，而提供一 種烘烤制程排氣系統(tǒng)的凈化節(jié)能裝置與方法，具有利用觸媒轉(zhuǎn)化揮發(fā)性有機物而將排氣氣 流凈化的功效，還具有因觸媒轉(zhuǎn)化揮發(fā)性有機物的燃燒熱，而提升熱能回收的節(jié)能及潔凈 防污功效，并具有降低后續(xù)排放凈化設備負載的功效。為達到上述功效，本發(fā)明的凈化節(jié)能裝置的結(jié)構(gòu)特性，包括—烘箱，連接有排氣管與進氣管；一熱交換器，令該進氣管由該排氣管回收熱能；一觸媒凈化單元，設置于該排氣管。此外，進一步將一非熱電漿或臭氧產(chǎn)生器設置于該排氣管而位于該熱交換器的上 游處。又，該觸媒凈化單元位于該熱交換器的上游處。另，該熱交換器為鰭管式、管殼式、平 板式、轉(zhuǎn)輪式、蓄熱式或熱管式熱交換器。再者，進一步將一排放凈化設備設置于該排氣管 的下游端。再者，本發(fā)明的凈化節(jié)能方法，是利用觸媒將烘烤制程的排氣氣流所含的揮發(fā)性 有機物轉(zhuǎn)化成無害的二氧化碳及水，以令排氣氣流凈化；而當氣流溫度低于系統(tǒng)根據(jù)觸媒 轉(zhuǎn)化率所設定的溫度時，則進一步于氣流中產(chǎn)生非熱電漿或臭氧，利用電漿或臭氧讓揮發(fā) 性有機物氣化，補足觸媒因低溫所下滑的凈化及潔凈防污效果。其中，將揮發(fā)性有機物利用 觸媒轉(zhuǎn)化的過程所生成的燃燒熱，熱回收給烘烤制程的進氣氣流使用。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
圖1是現(xiàn)有烘烤制程排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是觸媒工作溫度與多種揮發(fā)性有機物轉(zhuǎn)化率的關(guān)系圖。
圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標號說明
10烘箱
11排氣管
12進氣管
20排放凈化設備
30熱交換器
40觸媒凈化單元
50非熱電漿或臭氧產(chǎn)生器
具體實施例方式首先，對于觸媒的轉(zhuǎn)化原理做一簡要的說明，觸媒降低化學反應活化能障礙的特 性，可使揮發(fā)性有機物的氧化反應再較低的溫度(100 400°C )進行，而將揮發(fā)性有機物 轉(zhuǎn)化成無害的二氧化碳及水；接著，利用一實施例說明觸媒的轉(zhuǎn)化效果，將含有SOppm甲苯 (Toluene)、127ppm丁酮(MEK)及115ppm醋酸乙酯(Ethyl acetate)的混合氣體，在空間速 度為ΖδΟΟΟΙΓ1與風量為25NCMM的條件下，利用蜂巢狀觸媒(200cells/in2，15*15*10cm)予 以轉(zhuǎn)化，其溫度與甲苯、丁酮及醋酸乙酯轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如圖2所示；其中，轉(zhuǎn)化過程所生成 的燃燒熱，可令氣流升溫27. 1°C。因此，請參閱圖3所示，本發(fā)明的凈化節(jié)能裝置包括一烘箱10，連接有排氣管11與進氣管12 ；—熱交換器30，令該進氣管12由該排氣管11回收熱能，而可為鰭管式、管殼式、平 板式、轉(zhuǎn)輪式、蓄熱式或熱管式熱交換器；一觸媒凈化單元40，設置于該排氣管11，且位于該熱交換器30的上游處，而將烘 箱10的排氣氣流凈化，亦即將氣流中所含的揮發(fā)性有機物轉(zhuǎn)化成無害的二氧化碳及水，且 因轉(zhuǎn)化過程所生成的燃燒熱讓氣流升溫，提升該熱交換器30的熱回收功效。此外，由于經(jīng)過該觸媒凈化單元40凈化后的氣流，已能滿足一般烘烤制程的排氣 凈化需求，但為因應少數(shù)的特殊需求，乃進一步將一排放凈化設備20設置于該排氣管11 的下游端，而由于該觸媒凈化單元40以完成第一重的凈化工作，遂可減輕該排放凈化設備 20的凈化負擔；又，為了適應較低溫時觸媒轉(zhuǎn)化率較差的特性(請參閱圖2所示，溫度低于 220°C時，轉(zhuǎn)化率將明顯變差)，致使該觸媒凈化單元40的凈化效果不良，進一步將一非熱 電漿(Non-thermal Plasma)或臭氧產(chǎn)生器50設置于該排氣管11而位于該熱交換器30的 上游處，補足該觸媒凈化單元40于較低溫時所滑落的觸媒轉(zhuǎn)化凈化效果?；谌缟蠘?gòu)成，本發(fā)明的凈化節(jié)能裝置，主要是于該烘箱10的排氣管11設置有 觸媒凈化單元40，利用觸媒降低化學反應活化能障礙的特性，讓揮發(fā)性有機物的氧化反應在較低溫(100 400°C )的條件下即可進行，而烘烤制程的排氣溫度恰符合此等條件。是 故，該觸媒凈化單元40的設置，(一)可將烘箱10的排氣氣流所含的揮發(fā)性有機物轉(zhuǎn)化成 無害的二氧化碳及水，具有利用觸媒轉(zhuǎn)化揮發(fā)性有機物而將排氣氣流凈化及潔凈防污的功 效；(二)因揮發(fā)性有機物轉(zhuǎn)化過程所生成的燃燒熱讓氣流升溫，致使該熱交換器30可回 收更多的熱能，具有因觸媒轉(zhuǎn)化揮發(fā)性有機物的燃燒熱而提升熱能回收的節(jié)能功效；(三) 經(jīng)過觸媒凈化單元40觸媒轉(zhuǎn)化后的凈化氣流，通常可直接排放；但若因應少數(shù)特殊需求而 進一步設置有排放凈化設備20的話，則具有降低后續(xù)排放凈化設備負載的功效。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡 是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于 本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。綜上所述，本發(fā)明在結(jié)構(gòu)設計、使用實用性及成本效益上，完全符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展所 需，且所揭示的結(jié)構(gòu)亦是具有前所未有的創(chuàng)新構(gòu)造，具有新穎性、創(chuàng)造性、實用性，符合有關(guān) 發(fā)明專利要件的規(guī)定，故依法提起申請。
權(quán)利要求
1. 一種烘烤制程排氣系統(tǒng)的凈化節(jié)能裝置，其特征在于，包括一烘箱，連接有排氣管與進氣管；一熱交換器，令該進氣管由該排氣管回收熱能；一觸媒凈化單元，設置于該排氣管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烘烤制程排氣系統(tǒng)的凈化節(jié)能裝置，其特征在于進一步將 一非熱電漿或臭氧產(chǎn)生器設置于該排氣管而位于該熱交換器的上游處。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的烘烤制程排氣系統(tǒng)的凈化節(jié)能裝置，其特征在于所述觸媒 凈化單元位于該熱交換器的上游處。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的烘烤制程排氣系統(tǒng)的凈化節(jié)能裝置，其特征在于所述熱交 換器為鰭管式、管殼式、平板式、轉(zhuǎn)輪式、蓄熱式或熱管式熱交換器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的烘烤制程排氣系統(tǒng)的凈化節(jié)能裝置，其特征在 于進一步將一排放凈化設備設置于該排氣管的下游端。
6. 一種烘烤制程排氣系統(tǒng)的凈化節(jié)能方法，其特征在于，是利用觸媒將烘烤制程的排 氣氣流所含的揮發(fā)性有機物轉(zhuǎn)化成無害的二氧化碳及水，以令排氣氣流凈化；而當氣流溫 度低于系統(tǒng)根據(jù)觸媒轉(zhuǎn)化率所設定的溫度時，則進一步于氣流中產(chǎn)生非熱電漿或臭氧，利 用電漿或臭氧讓揮發(fā)性有機物氧化，補足觸媒因低溫所下滑的凈化及潔凈防污效果。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的烘烤制程排氣系統(tǒng)的凈化節(jié)能方法，其特征在于將揮發(fā)性 有機物利用觸媒轉(zhuǎn)化的過程所生成燃燒熱，熱回收給烘烤制程的進氣氣流使用。
全文摘要
一種烘烤制程排氣系統(tǒng)的凈化節(jié)能裝置與方法，其凈化節(jié)能裝置，包括烘箱連接有排氣管與進氣管；熱交換器令該進氣管由該排氣管回收熱能；一觸媒凈化單元設置于該排氣管；其凈化節(jié)能方法，利用觸媒將烘烤制程的排氣氣流所含的揮發(fā)性有機物轉(zhuǎn)化成無害的二氧化碳及水，以令排氣氣流凈化；而當氣流溫度低于系統(tǒng)根據(jù)觸媒轉(zhuǎn)化率所設定的溫度時，則進一步于氣流中產(chǎn)生非熱電漿或臭氧，利用電漿或臭氧讓揮發(fā)性有機物氧化，補足觸媒因低溫所下滑的凈化及潔凈防污效果。本發(fā)明具有利用觸媒轉(zhuǎn)化揮發(fā)性有機物而將排氣氣流凈化的功效，還具有因觸媒轉(zhuǎn)化揮發(fā)性有機物的燃燒熱，而提升熱能回收的節(jié)能及潔凈防污功效，并具有降低后續(xù)排放凈化設備負載的功效。
文檔編號B01D53/86GK101995164SQ20091016970
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者張豐堂 申請人:杰智環(huán)境科技股份有限公司;張豐堂