本发明专利技术是有关一种具高效率降温核凝作用的冷凝装置与方法，而以其冷凝装置所执行的冷凝方法，包含下列步骤：ａ．令废气在风速控制于层流的条件下冷凝；ｂ．在露点温度以下的过饱和环境，让废气中所含的水气或／及ＶＯＣｓ本身产生降温核凝作用，将次微米级细微雾或粒成长成较大微米级微雾或粒，并经由碰撞与合并过程凝结成微雾滴或液膜，而利用所凝结的微雾滴或／及液膜，再自废气大量吸收易溶于水的ＶＯＣｓ、或各种无机盐烟尘与其它物质化合而成的可溶性微粒；Ｃ．令废气在风速控制于紊流的条件下除雾；以及ｄ．将ＶＯＣｓ的微雾滴与废气的液滴收集回收者。借此，用以解决先前技术冷凝回收效率不佳的问题，而具有提升冷凝回收效率的功效。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
生活和生产中广泛应用的有机溶剂，在室温下易挥发成气体，故又名挥发性有机 气体(Volatile Organic Compounds, VOCs)，而多数的VOCs对人体有一定毒性，必须加以 回收处理；而不同的产业领域所使用的有机溶剂亦不同，诸如(PUpolyurethane，聚氨基甲 酸酯)生产业、科技制造业及锂电池制造业等产业，所主要使用的各种有机溶剂，相关的性 质是列于表一 ；其中，PU生产过程所排放的VOCs，主要来自于降低黏度利于加工所添加的 有机溶剂，包括甲苯(Toluene)、甲基乙基酮(MEK)、二甲基甲酰胺(DMF)等；此外，在半导体 晶圆厂及TFT-LCD面板等科技制造业的制程中，将单乙醇胺(MEA)、二甲基亚颯(匿S0)、丙 二醇甲醚乙酯(PGMEA)、环己酮(ANONE)等有机溶剂，应用于诸如光阻剥离液(stripper)的 使用；而锂电池制造的涂布机，则必须将氮-甲基四氢吡咯酮(NMP)的废气回收。 其次，有机溶剂的物化特性，是低沸点、高饱和蒸汽压的有机溶剂易于挥发，但不 易于冷凝；反之，高沸点、低饱和蒸汽压的有机溶剂则不易于挥发，但易于冷凝；然而，由该 有机溶剂性质表一中可看出，所列的有机溶剂多属中高沸点、低饱和蒸汽压的物化特性。 表一 <table>table see original document page 5</column></row><table> 再者，目前相关业者对于VOCs的回收处理，多采用就地装设冷凝器加以回收处 理；此类冷凝回收系统对中高沸点且全溶于水的有机物质，在正确的设计与操作下才可达 到高的回收效率，而除了所冷凝吸收下来的VOCs可回收纯化再利用外，因为中高沸点难处 理VOCs浓度已大幅下降，可降低下游端废气处理设备的负荷及延长吸脱附浓縮设备的寿 命，得以有效提升其整体的处理效率。 然而，以一般传统冷凝法回收VOCs的原理，是利用冷冻设备先将含VOCs废气的温 度冷却至该有机物质的露点温度(饱和温度)以下，即可达到饱和冷凝的效果；其中，一般 常见的VOCs冷凝系统，主要包含除湿器及VOCs冷凝器两项基本设备，装设除湿器的目的在 于将空气中多余的水气去除，避免在VOCs冷凝区的温度降至Ot: (273K)以下时，发生不利 于冷凝的结冰效应；再者，决定冷凝器去除VOCs效能的两项重要关键因素为(l)冷凝系统 需达足够低温(-40°C ) 、 (2)废气中含较高的VOCs浓度(> 10， OOOppmv);又，冷凝器的处 理效能与废气线速度的增加呈反比的趋势，故延长废气的停留时间将可提升去除效率。 因此，由于传统的冷凝回收法，需以冷冻设备将操作温度控制在相当低温以及 够长的停留时间，方能以冷凝机制去除VOCs，并确保处理后废气所含VOCs浓度值达到 最低；不过，如此的传统冷凝回收方式，若应用于排放量相当大而VOCs浓度仅数十到数百PPMv(〈〈 1，000ppmv)的产业，为达到高冷凝效率而须降到极低温(至少须低于零下 20°C )，所需付出的能源耗损及设备维护成本将会相当高；于是，许多业者基于传统冷凝系 统设计的限制，以及节省操作成本的考虑，往往面临冷凝设备回收效率不佳的问题。 另一方面，针对次微米级的细微雾或粒，目前均无较佳且经济的方法与装置，例 如一般常用的文式洗涤塔而言，若欲针对0. 3 m次微米级的细微雾或粒(去除约50%效 率)，则其所需的压力降将近需高达35英时水柱高，液气比约2. 0公升/立方公尺，其去除 效率有限外且其操作成本也相当的高；因此，如何将废气中欲处理的次微米级细微雾或粒， 先行将其粒径成长增大到较易处理的微米级微雾或粒，以便在合理的操作成本下，以期去 除次微米级细微雾或粒的效率达到更高，将是一重要课题。
技术实现思路
本专利技术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，具有提升冷凝效率，兼具提高次微米级涤尘、 除雾的功效，且能够降低能源耗损及设备维护成本。本专利技术具高效率降温核凝作用的冷凝装置是 —种具高效率降温核凝作用的冷凝装置，其特征在于，包括由至少一核凝冷凝器 与至少一除雾器所组成的冷凝单元，以及一非偶合定风量控制单元；其中， 该核凝冷凝器，设置于废气排出口的下游端，将废气所含的水气或/及VOCs本身， 降温到低于露点温度的过饱和状态； 该除雾器，设置于该核凝冷凝器的下游端，将成长为细微雾或粒的废气水气或/ 及VOCs本身收集回收； 该非偶合定风量控制单元，令废气通过该核凝冷凝器的气流风速控制于层流条件 下，并将通过该除雾器的气流风速控制于紊流条件下。 前述的具高效率降温核凝作用的冷凝装置，其中非偶合定风量控制单元于该冷凝 单元的上或下游端设置一风机与一流量计，该风机连接一变频器，且于流量计与变频器间 设置一流量控制器， 一非偶合平衡管跨设于该冷凝单元与风机的两端。 前述的具高效率降温核凝作用的冷凝装置，其中非偶合定风量控制单元于该冷凝单元的下游端设置一风机，该风机连接一变频器，一设有控制风门的非偶合平衡管的一端连接于风机的下游端，而非偶合平衡管的另端连接至核凝冷凝器与除雾器之间。 前述的具高效率降温核凝作用的冷凝装置，其中冷凝器与除雾器以数组串联及/或并联的方式设置。 前述的具高效率降温核凝作用的冷凝装置，其中核凝冷凝器为盘管鳍片式、板式 或洗涤骤冷式；又，该洗涤骤冷式的核凝冷凝器至少包括一核凝洗涤喷雾管路组，亦可进一 步与一核凝洗涤填充材所组成。 前述的具高效率降温核凝作用的冷凝装置，其中除雾器的操作机制为拦截式、惯 量式或扩散式，其形式为V型格片式、编织网目式、V型编织网蜂巢式、多通道蜂巢式、石墨 发泡式、碳硅发泡式、PU发泡式或拉西环式。 前述的具高效率降温核凝作用的冷凝装置，其中核凝冷凝器形成1 30°C (最佳 为5 20°C )的低温环境；该非偶合定风量控制单元，令废气通过该核凝冷凝器的气流风6速控制为1. 5m/s以下，并将通过该除雾器的气流风速控制为2. 0m/s以上。 本专利技术具高效率降温核凝作用的冷凝方法是 —种具高效率降温核凝作用的冷凝方法，其特征在于，包括下列步骤 a.令废气在风速控制于层流(Laminar Flow)的条件下冷凝，较佳风速约为1. 5m/s以下； b.在露点温度以下(温度约1 30°C ，最佳为5 20°C )的过饱和环境，让废气 中所含的水气或/及V0Cs本身产生降温核凝作用，将次微米级细微雾或粒成长成较大微米 级微雾或粒，并经由碰撞与合并过程凝结成微雾滴或液膜，而利用所凝结的微雾滴或/及 液膜，再自废气大量吸收易溶于水的VOCs、或各种无机盐烟尘与其它物质化合而成的可溶 性微粒； C.令废气在风速控制于紊流(Turbulent Flow)的条件下除雾，较佳风速约为 2. Om/s以上； d.将VOCs的微雾滴与废气的液滴收集回收。 前述的具高效率降温核凝作用的冷凝方法，其中废气风速控制于约为1. 5m/s以 下的层流条件下冷凝，将所述废气风速控制于约为2. Om/s以上的紊流条件下除雾。 前述的具高效率降温核凝作用的冷凝方法，其中过饱和环本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具高效率降温核凝作用的冷凝装置，其特征在于，包括：由至少一核凝冷凝器与至少一除雾器所组成的冷凝单元，以及一非偶合定风量控制单元；其中，该核凝冷凝器，设置于废气排出口的下游端，将废气所含的水气或／及ＶＯＣｓ本身，降温到低于露点温度的过饱和状态；该除雾器，设置于该核凝冷凝器的下游端，将成长为细微雾或粒的废气水气或／及ＶＯＣｓ本身收集回收；该非偶合定风量控制单元，令废气通过该核凝冷凝器的气流风速控制于层流条件下，并将通过该除雾器的气流风速控制于紊流条件下。
【技术特征摘要】
一种具高效率降温核凝作用的冷凝装置，其特征在于，包括由至少一核凝冷凝器与至少一除雾器所组成的冷凝单元，以及一非偶合定风量控制单元；其中，该核凝冷凝器，设置于废气排出口的下游端，将废气所含的水气或/及VOCs本身，降温到低于露点温度的过饱和状态；该除雾器，设置于该核凝冷凝器的下游端，将成长为细微雾或粒的废气水气或/及VOCs本身收集回收；该非偶合定风量控制单元，令废气通过该核凝冷凝器的气流风速控制于层流条件下，并将通过该除雾器的气流风速控制于紊流条件下。2. 根据权利要求1所述的具高效率降温核凝作用的冷凝装置，其特征在于所述非偶合定风量控制单元于该冷凝单元的上或下游端设置一风机与一流量计，该风机连接一变频器，且于流量计与变频器间设置一流量控制器， 一非偶合平衡管跨设于该冷凝单元与风机的两端。3. 根据权利要求1所述的具高效率降温核凝作用的冷凝装置，其特征在于所述非偶合定风量控制单元于该冷凝单元的下游端设置一风机，该风机连接一变频器， 一设有控制风门的非偶合平衡管的一端连接于风机的下游端，而非偶合平衡管的另端连接至核凝冷凝器与除雾器之间。4. 根据权利要求1、2或3所述的具高效率降温核凝作用的冷凝装置，其特征在于所述冷凝器与除雾器以数组串联及/或并联的方式设置。5. 根据权利要求1、2或3所述的具高效率降温核凝作用的冷凝装置，其特征在于所述核凝冷凝器为盘管鳍片式、板式或洗涤骤冷式；又，该洗涤骤冷式的核凝冷凝器至少包括一核凝洗涤喷雾管路组，亦可进一步与一核凝洗涤填充材所组成。6. 根据权利要求1、2或3所述的具高效率降温核凝作用的冷凝装置，其特征在于所述除雾器的操作机制为拦截式、惯量式或扩散式，其形式为V型格片式、编织网目式、V型编织网蜂巢式、多通道蜂巢式、石墨发泡式、碳硅发泡式、PU发泡式或拉西环式。7. 根据权利要求1、2或3所述的具高效率降温核凝作用的冷凝装置，其特征在于所述核凝冷凝器形成1 30°C (最佳为5 20°C )的低温环境；该非偶合定风量控制单元，令废气通过该核凝冷凝器的气流风速控制为1.5m/s以下，并将通过该除雾器的气流风速控制为2. 0m/s以上。8. —种具高效率降温核凝作用的冷凝方法，其特征在于，包括下列步骤a. 令废气在风速控制于层流的条件下冷凝；b. 在露点温度以下的过饱和环境，让废气中所含的水气或/及VOCs本身产生降温核凝作用，将次微米级细微雾...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢绍祖，张丰堂，王秉才，
申请(专利权)人：华智系统科技股份有限公司，承杰有限公司，吕丽红，林美玲，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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