[發明專利]溫變式流體化浮動床在線脫附有機物的裝置

有效

• 申請號: 200810211882.0
• 申請日: 2008-09-18
• 公開（公告）號: CN101676017A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發明（設計）人: 張豐堂;王秉才;呂紹安
• 申請（專利權）人: 杰智環境科技股份有限公司;華智系統科技股份有限公司
• 主分類號: B01D53/12
• 分類號: B01D53/12;B01J20/34
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 壽 寧;張華輝

技術領域

本發明涉及一種用于凈化處理揮發性有機廢氣的揮發性有機廢氣凈化 裝置及方法，特別是涉及一種溫變式流體化浮動床在線脫附有機物的裝置。

背景技術

傳統上，利用高孔隙率、高比表面積的吸附材，藉由吸附作用去除揮發 性有機氣體(Volatile?Organic?Compounds，VOCs)的吸附法凈化技術，一般 多使用固定床的吸附系統；而固定床吸附系統是以兩塔或多塔批式操作方 式，進行廢氣的吸附及吸附飽和后的吸附材料再生，唯在遇有高反應性的 VOCs處理時，常因被吸附的化學品在吸附時與吸附材產生觸媒氧化放熱反 應(例如酮類與活性碳吸附材)，導致固定床內部散熱不佳而大量熱聚集，進 而發生碳床著火或爆炸問題；于是，為了改善固定床吸附系統此一缺點，而 發展出一種流體化浮動床的吸附系統或者是沸石轉輪搭配分化爐系統。

再者，習知的流體化床吸附系統的吸附流程如圖1所示，廢氣以一風 機14自氣流入口13送入一吸附塔10的底部，而廢氣氣流藉一氣流分散板 12分散后，與由上落下的球狀吸附材30接觸，即可用來凈化廢氣并從塔頂 的氣流出口15排放該經凈化氣體；其中，該吸附塔10的內部是以多數個多 孔板11分隔成數層，而該球狀吸附材30是經由該吸附塔10的頂端落下，而 在該等多孔板11的上方形成浮動層，并沿著該等多孔板11一層一層的開 口部落下，當該球狀吸附材30與含有VOCs的廢氣接觸時，將廢氣中的VOCs 吸附于該球狀吸附材30的孔洞內，廢氣即變成凈化氣體排放；然而，吸附 飽和的球狀吸附材30落至該吸附塔10底部的貯槽后，藉由吸附材輸送裝 置20運送至后續的脫附程序，在進行脫附再生工作后送回該吸附塔10的 頂端。

其次，該流體化浮動床吸附系統的脫附流程如圖1右半部所示，吸附 飽和的球狀吸附材30落至該吸附塔10底部的貯槽后，藉由該吸附材輸送 裝置20的一輸送氣源22，以其所送出的空氣或氮氣形成推送力，經由一出 料管21、一第一輸送轉接器23、一輸送管路24及一第二輸送轉接器25送 至一脫附塔的頂端，進行脫附再生的工作；而脫附再生后的球狀吸附材30 則以一第三輸送轉接器26、一第四輸送轉接器27及一進料管28送回該吸 附塔10的頂端。

接著，待再生的球狀吸附材30在該脫附塔的一脫附反應器慢慢往下流 動，并經由一脫附熱源加熱，再由該脫附塔下方的一脫附氣源吹入氮氣與 該球狀吸附材30接觸，將該球狀吸附材30中的VOCs脫附；脫附后的球狀 吸附材30經該脫附塔底部冷卻后，由上述的輸送流程送回該吸附塔10上 端，再度吸收VOCs；而經脫附出來的高濃度廢氣，則以氮氣流經由一脫附氣 體管路攜帶至一冷凝塔進行冷凝，而冷凝液體由一回收槽回收，另外，冷 凝氣體則自一氣體出口排出。

然而，習有流體化床吸附系統中，在吸附材料的再生過程中，在該脫 附塔中進行脫附反應，而習知的脫附熱源是在該脫附塔外部藉由脫附熱源 進行加熱，且該脫附熱源一般即為電熱式加熱，在傳熱至該脫附塔內時易 產生加熱溫度不均的現象，且容易造生該脫附塔產生溫度過高的情形，另 外，活性碳流體化床的脫附，IPA及Acetone可在脫附溫度250℃下幾乎完 全脫附(殘存量＜1％)，但是含IPA的活性碳在加熱熱點超過250℃時，會熱 分解反應出不凝結氣體丙烯(Propene)，熱點溫度超過350℃時其轉化率分 別可高達90％以上。而丙烯(Propene)本身為極低沸點不易凝結的可燃性 氣體且活性高，尤其在含有鐵、鈷、鎳等還原金屬觸媒存在的高溫條件下 更易進行碳化反應，如在活性碳中進行碳化反應，將會生成非定型碳，如此 一來將會阻塞活性碳孔洞，加速活性碳的劣化，縮短使用壽命。因此活性 碳流體化床處理的VOCs中若同時含有IPA的話，其脫附溫度的高低及均勻 度，除了要考慮脫附是否完全外，尚須考慮到因為高溫熱點熱分解反應出丙 烯(Propene)的問題，此點將會限制住脫附溫度的最高值而無法將較高沸 點的VOCs完全脫附而限制住脫附的效果，接著影響到活性碳流體化床的效 能及活性碳壽命。

再者，經加熱后的脫附塔的溫度進行冷卻不易，無法有效使該吸附脫 發揮最大效用，所以未能成熟使用于例如PU布上膠業及相關電子業等等大 量采用有機溶劑而產生大量有機廢氣的場合。