专利名称：：温变式流体化浮动床在线脱附有机物的装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种用于净化处理挥发性有机废气的挥发性有机废气净化装置及方法，特别是涉及一种温变式流体化浮动床在线脱附有机物的装置。
背景技术：
：传统上，利用高孔隙率、高比表面积的吸附材，藉由吸附作用去除挥发性有机气体(VolatileOrganicCompounds,VOCs)的吸附法净化技术，一般多使用固定床的吸附系统；而固定床吸附系统是以两塔或多塔批式操作方式，进行废气的吸附及吸附饱和后的吸附材料再生，唯在遇有高反应性的VOCs处理时，常因被吸附的化学品在吸附时与吸附材产生触媒氧化放热反应(例如酮类与活性碳吸附材)，导致固定床内部散热不佳而大量热聚集，进而发生碳床着火或爆炸问题；于是，为了改善固定床吸附系统此一缺点，而发展出一种流体化浮动床的吸附系统或者是沸石转轮搭配分化炉系统。再者，习知的流体化床吸附系统的吸附流程如图1所示，废气以一风机14自气流入口13送入一吸附塔10的底部，而废气气流藉一气流分散板12分散后，与由上落下的球状吸附材30接触，即可用来净化废气并从塔顶的气流出口15排放该经净化气体；其中，该吸附塔IO的内部是以多数个多孔板11分隔成数层，而该球状吸附材30是经由该吸附塔10的顶端落下，而在该等多孔板11的上方形成浮动层，并沿着该等多孔板11一层一层的开口部落下，当该球状吸附材30与含有V0Cs的废气接触时，将废气中的V0Cs吸附于该球状吸附材30的孔洞内，废气即变成净化气体排放；然而，吸附饱和的球状吸附材30落至该吸附塔10底部的贮槽后，藉由吸附材输送装置20运送至后续的脱附程序，在进行脱附再生工作后送回该吸附塔10的顶端。其次，该流体化浮动床吸附系统的脱附流程如图1右半部所示，吸附饱和的球状吸附材30落至该吸附塔10底部的贮槽后，藉由该吸附材输送装置20的一输送气源22，以其所送出的空气或氮气形成推送力，经由一出料管21、一第一输送转接器23、一输送管路24及一第二输送转接器"送至一脱附塔40的顶端，进行脱附再生的工作；而脱附再生后的球状吸附材30则以一第三输送转接器26、一第四输送转接器27及一进料管28送回该吸附塔10的顶端。接着，待再生的球状吸附材30在该脱附塔40的一脱附反应器41慢慢3往下流动，并经由一脱附热源42加热，再由该脱附塔40下方的一脱附气源43吹入氮气与该球状吸附材30接触，将该球状吸附材30中的VOCs脱附；脱附后的球状吸附材30经该脱附塔40底部冷却后，由上述的输送流程送回该吸附塔10上端，再度吸收VOCs;而经脱附出来的高浓度废气，则以氮气流经由一脱附气体管路44携带至一冷凝;荅50进行冷凝，而冷凝液体由一回收槽52回收，另外，冷凝气体则自一气体出口53排出。然而，习有流体化床吸附系统中，在吸附材料的再生过程中，在该脱附塔中进行脱附反应，而习知的脱附热源是在该脱附塔外部藉由脱附热源进行加热，且该脱附热源一般即为电热式加热，在传热至该脱附j荅内时易产生加热温度不均的现象，且容易造生该脱附塔产生温度过高的情形，另夕卜，活性碳流体化床的脱附，IPA及Acetone可在脱附温度250。C下几乎完全脱附(残存量〈1W，但是含IPA的活性碳在加热热点超过250。C时，会热分解反应出不凝结气体丙烯(Propene),热点温度超过350。C时其转化率分别可高达90%以上。而丙烯(Propene)本身为极低沸点不易凝结的可燃性气体且活性高，尤其在含有铁、钴、镍等还原金属触媒存在的高温条件下更易进行碳化反应，如在活性碳中进行碳化反应，将会生成非定型碳，如此一来将会阻塞活性碳孔洞，加速活性碳的劣化，缩短使用寿命。因此活性碳流体化床处理的VOCs中若同时含有IPA的话，其脱附温度的高低及均匀度，除了要考虑脱附是否完全外，尚须考虑到因为高温热点热分解反应出丙烯(Propene)的问题，此点将会限制住脱附温度的最高值而无法将较高沸点的VOCs完全脱附而限制住脱附的效果，接着影响到活性碳流体化床的效能及活性碳寿命。再者，经加热后的脱附塔的温度进行冷却不易，无法有效使该吸附脱发挥最大效用，所以未能成熟使用于例如PU布上胶业及相关电子业等等大量采用有机溶剂而产生大量有机废气的场合。例如，PU合成皮工艺中，大量采用溶剂如MEK(丁酮)及曱苯(Toluene)及IPA等等，所占比率共约占80%。在涂布后，须再经过烘干处理，将所有溶剂蒸发，平均制造一米合成皮须使用350克溶剂，亦即排放350克溶剂于大气中，造成大量VOCs污染，以全台湾九千万米为产量为单位基础，每年会有三万吨的有机溶剂排放，环境污染量相当，而该等废气排放前若不加以充分有效净化处理，将严重影响到我们的环境，日后将耗费更大量资源来进行该等污染的排除。再者，电子业为了有效处理其工艺所产生的有机废气而采用沸石浓缩转轮搭配焚化炉处理，此方法须耗用大量的焚化燃料及能源，是非去除有机废气中最为经济实用的方法。由此可见，上述现有的流体化浮动床吸附系统在结构与使用上，显然仍4存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的温变式流体化浮动床在线脱附有机物的装置，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。有鉴于上述现有的流体化浮动床吸附系统存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的温变式流体化浮动床在线脱附有机物的装置，能够改进一般现有的流体化浮动床吸附系统，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容本发明的目的在于，克服现有的流体化浮动床吸附系统存在的缺陷，而提供一种新型的温变式流体化浮动床在线脱附有机物的装置，所要解决的技术问题是使其具有均温加热脱附吸收材及加速冷却脱附塔加热部的功效。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达到上述目的，本发明提供了一种温变式流体化浮动床在线脱附有机物的装置，该装置包括一风机，其是用于输送有机废气；一流体化吸附塔，该吸附塔内具球状吸附材用于吸附有机废气，进而排出净化后之气体；吸附材输送机构，具多数个输送管路及装置，用于输送该球状吸附材；一脱附塔，用于脱附该吸附饱和之球状吸附材，使该球状吸附材再生；一终处理单元，将净化所得之有机物进行回收利用；其中该脱附塔加热部是采用一均温热交换结构。该装置中，该均温热交换结构是一均温热交换管壳热交换器或一均温热交换板式热交换器。该装置中，该脱附器进一步包括一加速散热的热交换器。该装置中，该加速散热的热交换器是进一步包括一快速冷却装置，其是由三通阀及冷却器所组成。该装置中，该终处理单元可为一冷凝器，用于回收该有机废气成为一有机溶剂。该装置中，该终处理单元为一热焚化炉，将该有机废气作为燃料使用。5该装置中，该终处理单元为一热变式吸脱附装置，用于回收该有机废气成为一有机溶剂。因此本发明的一种温变式流体化浮动床在线脱附有机物的装置，基于本发中该脱附塔加热部采用均温热交热管壳或板式热交换器的结构，并可增加一加速散热的热交换器，而具有均温加热脱附吸收材及加速冷却脱附塔加热部的功效，可有效的回收在净化有机气体中的有机溶剂或其转化所得的资源，以减少净化有机气体所需花费的成本，更可有助于资源回收再利用。综上所述，本发明是有关一种温变式流体化浮动床在线脱附有机物的装置，该装置包括一流体化吸附塔、一脱附塔、吸附材输送机构、一终处理单元及一风机，在该脱附塔加热部是采用均温热交换管壳或板式热交换器结构，并可增加一加速散热热交换器，而具有均温加热脱附吸附材及加速冷却脱附塔加热部之功效。利用此一装置，进一步搭配相关终处理设备，可有效的回收在净化有机气体中的有机溶剂或其转化的资源，以减少净化有机气体所需花费的成本，更有助于资源回收再利用。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品结构或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的流体化浮动床吸附系统具有增进的突出功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细i兌明如下。图1是一现有习知的流体化浮动床吸附系统吸附流程的一示意图。图2是本发明一种温变式流体化浮动床在线脱附有机物装置的示意图。图3A、图3B是本发明的脱附塔的剖面图。图4是本发明的脱附塔加热部结构及其管线配置图。图5是本发明的一具体实施例装置的示意图。图6是本发明的另一具体实施例装置的示意图。10吸附塔11多孔板12气流分散板13气流入口14风机15气流出口20吸附材输送装置21出料管22输送气源23第一输送转接器输送管路25:第二输送转接器26:第三输送转接器27:第四输送转接器28:进料管3(h球状吸附材40:脱附塔41:脱附反应器42:脱附热源43:脱附气源44:脱附气体管路50:冷凝塔52:回收槽53:气体出口60:脱附塔61:脱附塔加热部62:脱附气体出口63:脱附气体入口64:脱附气体出口65:力口热热々某入口66:管壳交换器67:板式交换器68:分隔层70:冷凝器71:冰水出口72:冰水入口73:脱附氮气出口75:液液分离器81:TIC82:TE83:热i某油循环泵84:热i某油三通阀85:热媒油平衡管86:三通阀86，:三通阀87:开断阀88:冷却器89:热媒油出口90:热i某油入口91:火焰捕捉器92:减压阀93:空气风机94:燃烧空气入口95:热焚化炉96:蒸汽出口97:蒸汽入口100:脱附塔说明书第5/8页具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种温变式流体化浮动床在线脱附有机物的装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细-说明如后。有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。本发明的一种温变式流体化浮动床在线脱附有机物的装置，参见图2，7该装置包括一风机14，其是用于输送有机废气；一流体化吸附塔10，该吸附塔内具球状吸附材用于吸附有机废气，进而排出净化后的气体；吸附材输送机构20,具多数个输送管路及输送装置，用于输送该球状吸附材；一脱附塔60，用于脱附该吸附饱和的球状吸附材，使该球状吸附材再生；及一终处理单元，将净化所得的有机物进行回收利用。本发明的装置其操作是:有机废气以一风机14进入该吸附塔10，与该吸附塔内的球状吸附材30接触，而净化废气，而该球状吸附材30经由该吸附材输送机构2G而进入该脱附塔60进行该球状吸附材的再生，而经脱附的有机废气再由一脱附气体出口62,进入后续终处理单元，而进行有机废气的回收利用。其中该脱附塔60,是采用均温热交换管壳或板式交换器的结构，提供该等球状吸附材的脱附反应的进行，其中若为管壳交换器66，其横切面是如图3A所示，若为板式交换器67，则其横切面则如图3B所示，以下皆以管壳交换器说明本发明中该脱附塔的运作。该脱附塔60包含一加热热々某入口65、一加热热々某出口64、一脱附气体入口63及一脱附气体出口62;而该吸附饱和的球状吸附材由该脱附塔60顶端进入该等管壳交换器之内，经由该管壳交换器进行脱附反应后，自该脱附塔60底部输出至吸附材输送机构20。再者，该吸附:t荅中的加热部结构及其管线配置如图4所示，其中该加热热+某可由一热々某油入口90进入，经一热J某油三通阀84控制后，流经一热々某油循环泵83而进入该加热热i某入口65，由于在该吸附》荅60内部设有多数个分隔层68，使该热媒油沿着图4中的虚线方向前进，均匀的加热于该吸附塔60内的各个管壳交换器，并经由该加热热^f某出口64流出，最终经由一热媒油出口89流出；而在该热媒油三通阀84设有一TIC82，而该吸附塔60底部i殳有一TE81,用于量测二者间的温度差异，以提供该热J某油三通阀84调控热媒油的流量，藉由一热媒油平衡管85，以控制该吸附塔60的温度。再者，在该加热热媒出口64及该热媒油出口89之间可撰择地设有一调控装置，包含一三通阀86、一开断阀87及一冷却器88(可为气冷或水冷)，利用此三者间的构成，作为一加速散热的热交换器，在本装置停机时降温使用；且该加速散热的热交换器，可进一步包含一快速冷却装置，其是由该三通阀86、该冷却器88及另一三通阀86，所构成，是当该吸附^荅60温度过高时，关闭该热媒油三通阀，不再通入热媒，再利用三通岡86及86，使热媒在三通阀86及86，与冷却器88三者间构成一小循环，利用该冷却器88进行装置内热媒的快速冷却。本发明的一具体实施例，请参见图5，该装置包括一风机14、一流体化吸附塔IO、吸附材输送机构20、一脱附塔60及一终处理单元，其是为一冷凝器70。其中该有机废气的吸附及脱附，是如上述的操作，而经脱附而产生的有机废气，进入该冷凝器70，该冷凝器70具一水水入口72、一冰水出口n及一脱附氮气出口73,其中来自该脱附气体出口62的有机废气，是流经该冷凝器70之中，由于该冷凝器70经由该冰水入口72及该冰水出口71的控温，得以将有机废气中的有机物质冷凝成有机溶液，而原本用于带动该有才几废气的氮气由经该脱附氮气出口73流出，而回收的有才几溶液则由该冷凝器70的底端流入一液液分离器(Decanistor)75中所回收。本发明的另一具体实施例，请参见图6,该装置包括一风机14、一流体化吸附塔10、吸附材输送机构20、一脱附塔100及一终处理单元，其是为一热焚化炉95。其中该有机废气的吸附及脱附，是如上述的操作，唯该脱附塔100,是具一蒸汽入口97、一蒸汽出口96，乃改以蒸汽加热来加热该等管壳交换器；另该脱附气体入口63是导入氮气做为携带经脱附后的有机废气的溶剂，而将该脱附后的有机废气自该脱附气体出口62输出，而流经一火焰捕捉器91，以避免该等有机废气的自燃产生，进而提供进入一热焚化炉95,而该热焚化炉可由一空气风才几93自一燃烧空气入口94导入空气以助燃，并于该焚化炉95及该空气风机93之间设有一TIC82及一TE81，以调控该等空气的流量，而利用该回收的有机废气做为资源回收，以供燃烧做为能量的来源。实施例一使用本发明的装置在一PU布上胶工艺排气中，进行有机废气的处理，其来源风量250NCMM(NmVmin);溶剂丁酮(MEK)35kgs/hr及曱苯(Toluene)35kgs/hr;入风温度2540。C，入风相对湿度35~75%RH。实施例二使用本发明的装置在一般电子工艺排气中，进行有机废气的处理，其来源风量100NC應(NmVmin);溶剂异丙醇(IPA)5kgs/hr及丙酮(Acetone)5kgs/hr;入风温度20-25。C，入风相对湿度45~55%RH。比较实施例是使用如习知的(图l)所示的装置，进行有机废气的处理。9上述各实施例的结果，如下表一所示:<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>经由上述的实例可证明，本发明的一种温变式流体化浮动床在线脱附有机物的装置，可有效进行有机废气处理中的脱附反应，并可提升温度的较高稳定度，不易产生火灾，且不会造成在脱附过程中的过温而劣化吸附材的使用寿命，实为一经济、有效的有机废气处理装置。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。权利要求1、一种温变式流体化浮动床在线脱附有机物的装置，该装置包括一风机，其是用于输送有机废气；一流体化吸附塔，其内具球状吸附材用于吸附有机废气，进而排出净化后的气体；吸附材输送机构，具多数个输送管路及输送装置，用于输送该球状吸附材；一脱附塔，用于脱附该吸附饱和的球状吸附材，使该球状吸附材再生；以及一终处理单元，将净化所得的有机物进行回收利用；该装置的特征在于该脱附塔加热部是采用一均温热交换结构。2、根据权利要求1所述的温变式流体化浮动床在线脱附有机物的装置，其特征在于其中所述的均温热交换结构是一均温热交换管壳热交换器或一均温热交换板式热交换器。3、根据权利要求1所述的温变式流体化浮动床在线脱附有机物的装置，其特征在于其中所述的脱附塔进一步包括一加速散热的热交换器。4、根据权利要求3所述的温变式流体化浮动床在线脱附有机物的装置，其特征在于其中所述的加速散热的热交换器进一步包含一快速冷却装置，其是由三通阀及冷却器所组成。5、根据权利要求1所述的温变式流体化浮动床在线脱附有机物的装置，其特征在于其中所述的终处理单元为一冷凝器，用于回收该有机废气成为一有机溶剂。6、根据权利要求1所述的温变式流体化浮动床在线脱附有机物的装置，其特征在于其中所述的终处理单元为一热焚化炉，将该有机废气作为燃料使用。7、根据权利要求1所述的一种温变式流体化浮动床在线脱附有机物的装置，其特征在于其中所述的终处理单元为一热变式吸脱附装置，用于回收该有机废气成为一有机溶剂。全文摘要本发明是有关一种温变式流体化浮动床在线脱附有机物的装置，该装置包括一流体化吸附塔、一脱附塔、吸附材输送机构、一终处理单元及一风机，在该脱附塔加热部是采用均温热交换管壳或板式热交换器结构，并可增加一加速散热热交换器，而具有均温加热脱附吸附材及加速冷却脱附塔加热部之功效。利用此一装置，进一步搭配相关终处理设备，可有效的回收在净化有机气体中的有机溶剂或其转化的资源，以减少净化有机气体所需花费的成本，更有助于资源回收再利用。文档编号B01D53/06GK101676017SQ20081021188公开日2010年3月24日申请日期2008年9月18日优先权日2008年9月18日发明者吕绍安,张丰堂,王秉才申请人:杰智环境科技股份有限公司;华智系统科技股份有限公司