烘烤制程排气系统的净化节能装置与方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910169706.X

申请日:

2009.08.28

公开号:

CN101995164A

公开日:

2011.03.30

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):B01D 53/44申请公布日:20110330|||实质审查的生效IPC(主分类):F27D 17/00申请日:20090828|||公开

IPC分类号:

F27D17/00; B01D53/44; B01D53/86

主分类号:

F27D17/00

申请人:

杰智环境科技股份有限公司; 张丰堂

发明人:

张丰堂

地址:

中国台湾桃园县

优先权:

专利代理机构:

天津三元专利商标代理有限责任公司 12203

代理人:

崔钢

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内容摘要

一种烘烤制程排气系统的净化节能装置与方法,其净化节能装置,包括:烘箱连接有排气管与进气管;热交换器令该进气管由该排气管回收热能;一触媒净化单元设置于该排气管;其净化节能方法,利用触媒将烘烤制程的排气气流所含的挥发性有机物转化成无害的二氧化碳及水,以令排气气流净化;而当气流温度低于系统根据触媒转化率所设定的温度时,则进一步于气流中产生非热电浆或臭氧,利用电浆或臭氧让挥发性有机物氧化,补足触媒因低温所下滑的净化及洁净防污效果。本发明具有利用触媒转化挥发性有机物而将排气气流净化的功效,还具有因触媒转化挥发性有机物的燃烧热,而提升热能回收的节能及洁净防污功效,并具有降低后续排放净化设备负载的功效。

权利要求书

1: 一种烘烤制程排气系统的净化节能装置, 其特征在于, 包括 : 一烘箱, 连接有排气管与进气管 ; 一热交换器, 令该进气管由该排气管回收热能 ; 一触媒净化单元, 设置于该排气管。
2: 根据权利要求 1 所述的烘烤制程排气系统的净化节能装置, 其特征在于 : 进一步将 一非热电浆或臭氧产生器设置于该排气管而位于该热交换器的上游处。
3: 根据权利要求 2 所述的烘烤制程排气系统的净化节能装置, 其特征在于 : 所述触媒 净化单元位于该热交换器的上游处。
4: 根据权利要求 3 所述的烘烤制程排气系统的净化节能装置, 其特征在于 : 所述热交 换器为鳍管式、 管壳式、 平板式、 转轮式、 蓄热式或热管式热交换器。
5: 根据权利要求 1 至 4 中任一项所述的烘烤制程排气系统的净化节能装置, 其特征在 于: 进一步将一排放净化设备设置于该排气管的下游端。
6: 一种烘烤制程排气系统的净化节能方法, 其特征在于, 是利用触媒将烘烤制程的排 气气流所含的挥发性有机物转化成无害的二氧化碳及水, 以令排气气流净化 ; 而当气流温 度低于系统根据触媒转化率所设定的温度时, 则进一步于气流中产生非热电浆或臭氧, 利 用电浆或臭氧让挥发性有机物氧化, 补足触媒因低温所下滑的净化及洁净防污效果。
7: 根据权利要求 6 所述的烘烤制程排气系统的净化节能方法, 其特征在于 : 将挥发性 有机物利用触媒转化的过程所生成燃烧热, 热回收给烘烤制程的进气气流使用。

说明书


烘烤制程排气系统的净化节能装置与方法

    【技术领域】
     本发明涉及一种烘烤制程排气系统的净化节能装置与方法。背景技术 日常生活及工厂生产过程中广泛使用的有机溶剂, 在室温下易挥发成气体, 故又 名为挥发性有机气体 (Volatile Organic Compounds VOCs), 而多数的 VOCs 对人体具有 一定毒气, 必须加以净化处理, 以减少对人体的伤害。再者, 许多产业领域常会使用烘箱 (oven) 进行烘烤制程, 而烘烤制程会致使用于烘烤物的有机溶剂挥发出来, 故如图 1 所示, 烘箱 10 的排气气流若含有挥发性有机物, 则会于其排气管 11 的下游端设置排放净化设备 20, 而借该排放净化设备 20 将气流中的挥发性有机物净化处理, 再把净化后的气流排放至 大气中。
     次按, 有人会于烘箱 10 的排气管 11 与进气管 12 间设置热交换器 30, 以将排气管 11 的废热回收并提供进气管 12 使用, 让进入烘箱 10 的进气气流升温, 减少烘箱 10 对于能 源的使用, 而达到热回收的节能效果。然而, 烘箱 10 的排气气流中的挥发性有机物, 常伴随 着许多有机物 ( 特别是高沸点有机物与聚合物等 ), 易造成热交换器 30 及排气管 11 的结垢 与堵塞, 因而产生热回收的节能效果不彰及安全疑虑。
     发明内容
     本发明所要解决的主要技术问题在于, 克服现有技术存在的上述缺陷, 而提供一 种烘烤制程排气系统的净化节能装置与方法, 具有利用触媒转化挥发性有机物而将排气气 流净化的功效, 还具有因触媒转化挥发性有机物的燃烧热, 而提升热能回收的节能及洁净 防污功效, 并具有降低后续排放净化设备负载的功效。
     为达到上述功效, 本发明的净化节能装置的结构特性,
     包括 :
     一烘箱, 连接有排气管与进气管 ;
     一热交换器, 令该进气管由该排气管回收热能 ;
     一触媒净化单元, 设置于该排气管。
     此外, 进一步将一非热电浆或臭氧产生器设置于该排气管而位于该热交换器的上 游处。又, 该触媒净化单元位于该热交换器的上游处。另, 该热交换器为鳍管式、 管壳式、 平 板式、 转轮式、 蓄热式或热管式热交换器。再者, 进一步将一排放净化设备设置于该排气管 的下游端。
     再者, 本发明的净化节能方法, 是利用触媒将烘烤制程的排气气流所含的挥发性 有机物转化成无害的二氧化碳及水, 以令排气气流净化 ; 而当气流温度低于系统根据触媒 转化率所设定的温度时, 则进一步于气流中产生非热电浆或臭氧, 利用电浆或臭氧让挥发 性有机物气化, 补足触媒因低温所下滑的净化及洁净防污效果。 其中, 将挥发性有机物利用 触媒转化的过程所生成的燃烧热, 热回收给烘烤制程的进气气流使用。附图说明
     下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 图 1 是现有烘烤制程排气系统的结构示意图。 图 2 是触媒工作温度与多种挥发性有机物转化率的关系图。 图 3 是本发明的结构示意图。 图中标号说明 : 10 烘箱 11 排气管 12 进气管 20 排放净化设备 30 热交换器 40 触媒净化单元 50 非热电浆或臭氧产生器具体实施方式 首先, 对于触媒的转化原理做一简要的说明, 触媒降低化学反应活化能障碍的特 性, 可使挥发性有机物的氧化反应再较低的温度 (100 ~ 400℃ ) 进行, 而将挥发性有机物 转化成无害的二氧化碳及水 ; 接着, 利用一实施例说明触媒的转化效果, 将含有 80ppm 甲苯 (Toluene)、 127ppm 丁酮 (MEK) 及 115ppm 醋酸乙酯 (Ethyl acetate) 的混合气体, 在空间速 -1 2 度为 25000h 与风量为 25NCMM 的条件下, 利用蜂巢状触媒 (200cells/in , 15*15*10cm) 予 以转化, 其温度与甲苯、 丁酮及醋酸乙酯转化率的关系如图 2 所示 ; 其中, 转化过程所生成 的燃烧热, 可令气流升温 27.1℃。
     因此, 请参阅图 3 所示, 本发明的净化节能装置包括 :
     一烘箱 10, 连接有排气管 11 与进气管 12 ;
     一热交换器 30, 令该进气管 12 由该排气管 11 回收热能, 而可为鳍管式、 管壳式、 平 板式、 转轮式、 蓄热式或热管式热交换器 ;
     一触媒净化单元 40, 设置于该排气管 11, 且位于该热交换器 30 的上游处, 而将烘 箱 10 的排气气流净化, 亦即将气流中所含的挥发性有机物转化成无害的二氧化碳及水, 且 因转化过程所生成的燃烧热让气流升温, 提升该热交换器 30 的热回收功效。
     此外, 由于经过该触媒净化单元 40 净化后的气流, 已能满足一般烘烤制程的排气 净化需求, 但为因应少数的特殊需求, 乃进一步将一排放净化设备 20 设置于该排气管 11 的下游端, 而由于该触媒净化单元 40 以完成第一重的净化工作, 遂可减轻该排放净化设备 20 的净化负担 ; 又, 为了适应较低温时触媒转化率较差的特性 ( 请参阅图 2 所示, 温度低于 220℃时, 转化率将明显变差 ), 致使该触媒净化单元 40 的净化效果不良, 进一步将一非热 电浆 (Non-thermal Plasma) 或臭氧产生器 50 设置于该排气管 11 而位于该热交换器 30 的 上游处, 补足该触媒净化单元 40 于较低温时所滑落的触媒转化净化效果。
     基于如上构成, 本发明的净化节能装置, 主要是于该烘箱 10 的排气管 11 设置有 触媒净化单元 40, 利用触媒降低化学反应活化能障碍的特性, 让挥发性有机物的氧化反应
     在较低温 (100 ~ 400℃ ) 的条件下即可进行, 而烘烤制程的排气温度恰符合此等条件。是 故, 该触媒净化单元 40 的设置, ( 一 ) 可将烘箱 10 的排气气流所含的挥发性有机物转化成 无害的二氧化碳及水, 具有利用触媒转化挥发性有机物而将排气气流净化及洁净防污的功 效; ( 二 ) 因挥发性有机物转化过程所生成的燃烧热让气流升温, 致使该热交换器 30 可回 收更多的热能, 具有因触媒转化挥发性有机物的燃烧热而提升热能回收的节能功效 ; (三) 经过触媒净化单元 40 触媒转化后的净化气流, 通常可直接排放 ; 但若因应少数特殊需求而 进一步设置有排放净化设备 20 的话, 则具有降低后续排放净化设备负载的功效。
     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, 凡 是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。
     综上所述, 本发明在结构设计、 使用实用性及成本效益上, 完全符合产业发展所 需, 且所揭示的结构亦是具有前所未有的创新构造, 具有新颖性、 创造性、 实用性, 符合有关 发明专利要件的规定, 故依法提起申请。

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资源描述

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1、10申请公布号CN101995164A43申请公布日20110330CN101995164ACN101995164A21申请号200910169706X22申请日20090828F27D17/00200601B01D53/44200601B01D53/8620060171申请人杰智环境科技股份有限公司地址中国台湾桃园县申请人张丰堂72发明人张丰堂74专利代理机构天津三元专利商标代理有限责任公司12203代理人崔钢54发明名称烘烤制程排气系统的净化节能装置与方法57摘要一种烘烤制程排气系统的净化节能装置与方法,其净化节能装置,包括烘箱连接有排气管与进气管;热交换器令该进气管由该排气管回收热能;一。

2、触媒净化单元设置于该排气管;其净化节能方法,利用触媒将烘烤制程的排气气流所含的挥发性有机物转化成无害的二氧化碳及水,以令排气气流净化;而当气流温度低于系统根据触媒转化率所设定的温度时,则进一步于气流中产生非热电浆或臭氧,利用电浆或臭氧让挥发性有机物氧化,补足触媒因低温所下滑的净化及洁净防污效果。本发明具有利用触媒转化挥发性有机物而将排气气流净化的功效,还具有因触媒转化挥发性有机物的燃烧热,而提升热能回收的节能及洁净防污功效,并具有降低后续排放净化设备负载的功效。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN101995169A1/1页21一种。

3、烘烤制程排气系统的净化节能装置,其特征在于,包括一烘箱,连接有排气管与进气管;一热交换器,令该进气管由该排气管回收热能;一触媒净化单元,设置于该排气管。2根据权利要求1所述的烘烤制程排气系统的净化节能装置,其特征在于进一步将一非热电浆或臭氧产生器设置于该排气管而位于该热交换器的上游处。3根据权利要求2所述的烘烤制程排气系统的净化节能装置,其特征在于所述触媒净化单元位于该热交换器的上游处。4根据权利要求3所述的烘烤制程排气系统的净化节能装置,其特征在于所述热交换器为鳍管式、管壳式、平板式、转轮式、蓄热式或热管式热交换器。5根据权利要求1至4中任一项所述的烘烤制程排气系统的净化节能装置,其特征在于。

4、进一步将一排放净化设备设置于该排气管的下游端。6一种烘烤制程排气系统的净化节能方法,其特征在于,是利用触媒将烘烤制程的排气气流所含的挥发性有机物转化成无害的二氧化碳及水,以令排气气流净化;而当气流温度低于系统根据触媒转化率所设定的温度时,则进一步于气流中产生非热电浆或臭氧,利用电浆或臭氧让挥发性有机物氧化,补足触媒因低温所下滑的净化及洁净防污效果。7根据权利要求6所述的烘烤制程排气系统的净化节能方法,其特征在于将挥发性有机物利用触媒转化的过程所生成燃烧热,热回收给烘烤制程的进气气流使用。权利要求书CN101995164ACN101995169A1/3页3烘烤制程排气系统的净化节能装置与方法技术。

5、领域0001本发明涉及一种烘烤制程排气系统的净化节能装置与方法。背景技术0002日常生活及工厂生产过程中广泛使用的有机溶剂,在室温下易挥发成气体,故又名为挥发性有机气体VOLATILEORGANICCOMPOUNDSVOCS,而多数的VOCS对人体具有一定毒气,必须加以净化处理,以减少对人体的伤害。再者,许多产业领域常会使用烘箱OVEN进行烘烤制程,而烘烤制程会致使用于烘烤物的有机溶剂挥发出来,故如图1所示,烘箱10的排气气流若含有挥发性有机物,则会于其排气管11的下游端设置排放净化设备20,而借该排放净化设备20将气流中的挥发性有机物净化处理,再把净化后的气流排放至大气中。0003次按,有人。

6、会于烘箱10的排气管11与进气管12间设置热交换器30,以将排气管11的废热回收并提供进气管12使用,让进入烘箱10的进气气流升温,减少烘箱10对于能源的使用,而达到热回收的节能效果。然而,烘箱10的排气气流中的挥发性有机物,常伴随着许多有机物特别是高沸点有机物与聚合物等,易造成热交换器30及排气管11的结垢与堵塞,因而产生热回收的节能效果不彰及安全疑虑。发明内容0004本发明所要解决的主要技术问题在于,克服现有技术存在的上述缺陷,而提供一种烘烤制程排气系统的净化节能装置与方法,具有利用触媒转化挥发性有机物而将排气气流净化的功效,还具有因触媒转化挥发性有机物的燃烧热,而提升热能回收的节能及洁净。

7、防污功效,并具有降低后续排放净化设备负载的功效。0005为达到上述功效,本发明的净化节能装置的结构特性,0006包括0007一烘箱,连接有排气管与进气管;0008一热交换器,令该进气管由该排气管回收热能;0009一触媒净化单元,设置于该排气管。0010此外,进一步将一非热电浆或臭氧产生器设置于该排气管而位于该热交换器的上游处。又,该触媒净化单元位于该热交换器的上游处。另,该热交换器为鳍管式、管壳式、平板式、转轮式、蓄热式或热管式热交换器。再者,进一步将一排放净化设备设置于该排气管的下游端。0011再者,本发明的净化节能方法,是利用触媒将烘烤制程的排气气流所含的挥发性有机物转化成无害的二氧化碳及。

8、水,以令排气气流净化;而当气流温度低于系统根据触媒转化率所设定的温度时,则进一步于气流中产生非热电浆或臭氧,利用电浆或臭氧让挥发性有机物气化,补足触媒因低温所下滑的净化及洁净防污效果。其中,将挥发性有机物利用触媒转化的过程所生成的燃烧热,热回收给烘烤制程的进气气流使用。说明书CN101995164ACN101995169A2/3页4附图说明0012下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。0013图1是现有烘烤制程排气系统的结构示意图。0014图2是触媒工作温度与多种挥发性有机物转化率的关系图。0015图3是本发明的结构示意图。0016图中标号说明001710烘箱001811排气管001912进。

9、气管002020排放净化设备002130热交换器002240触媒净化单元002350非热电浆或臭氧产生器具体实施方式0024首先,对于触媒的转化原理做一简要的说明,触媒降低化学反应活化能障碍的特性,可使挥发性有机物的氧化反应再较低的温度100400进行,而将挥发性有机物转化成无害的二氧化碳及水;接着,利用一实施例说明触媒的转化效果,将含有80PPM甲苯TOLUENE、127PPM丁酮MEK及115PPM醋酸乙酯ETHYLACETATE的混合气体,在空间速度为25000H1与风量为25NCMM的条件下,利用蜂巢状触媒200CELLS/IN2,151510CM予以转化,其温度与甲苯、丁酮及醋酸乙酯。

10、转化率的关系如图2所示;其中,转化过程所生成的燃烧热,可令气流升温271。0025因此,请参阅图3所示,本发明的净化节能装置包括0026一烘箱10,连接有排气管11与进气管12;0027一热交换器30,令该进气管12由该排气管11回收热能,而可为鳍管式、管壳式、平板式、转轮式、蓄热式或热管式热交换器;0028一触媒净化单元40,设置于该排气管11,且位于该热交换器30的上游处,而将烘箱10的排气气流净化,亦即将气流中所含的挥发性有机物转化成无害的二氧化碳及水,且因转化过程所生成的燃烧热让气流升温,提升该热交换器30的热回收功效。0029此外,由于经过该触媒净化单元40净化后的气流,已能满足一般。

11、烘烤制程的排气净化需求,但为因应少数的特殊需求,乃进一步将一排放净化设备20设置于该排气管11的下游端,而由于该触媒净化单元40以完成第一重的净化工作,遂可减轻该排放净化设备20的净化负担;又,为了适应较低温时触媒转化率较差的特性请参阅图2所示,温度低于220时,转化率将明显变差,致使该触媒净化单元40的净化效果不良,进一步将一非热电浆NONTHERMALPLASMA或臭氧产生器50设置于该排气管11而位于该热交换器30的上游处,补足该触媒净化单元40于较低温时所滑落的触媒转化净化效果。0030基于如上构成,本发明的净化节能装置,主要是于该烘箱10的排气管11设置有触媒净化单元40,利用触媒降。

12、低化学反应活化能障碍的特性,让挥发性有机物的氧化反应说明书CN101995164ACN101995169A3/3页5在较低温100400的条件下即可进行,而烘烤制程的排气温度恰符合此等条件。是故,该触媒净化单元40的设置,一可将烘箱10的排气气流所含的挥发性有机物转化成无害的二氧化碳及水,具有利用触媒转化挥发性有机物而将排气气流净化及洁净防污的功效;二因挥发性有机物转化过程所生成的燃烧热让气流升温,致使该热交换器30可回收更多的热能,具有因触媒转化挥发性有机物的燃烧热而提升热能回收的节能功效;三经过触媒净化单元40触媒转化后的净化气流,通常可直接排放;但若因应少数特殊需求而进一步设置有排放净化设备20的话,则具有降低后续排放净化设备负载的功效。0031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,凡是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。0032综上所述,本发明在结构设计、使用实用性及成本效益上,完全符合产业发展所需,且所揭示的结构亦是具有前所未有的创新构造,具有新颖性、创造性、实用性,符合有关发明专利要件的规定,故依法提起申请。说明书CN101995164ACN101995169A1/1页6图1图2图3说明书附图CN101995164A。

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