[发明专利]处理VOCs废气的蓄热再生型催化氧化器

说明书

一种处理VOCs废气的蓄热再生型催化氧化器，其中，含有二个以上的催化蓄热室、一个高温氧化反应室及超温逻辑控制器，其催化蓄热室内有多孔材料堆积成的多孔蓄热床、在该多孔蓄热床上方有一多孔触媒床，高温氧化反应室位于催化蓄热室上方并与催化蓄热室结合，在该多孔蓄热床内有部分多孔材料采用孔隙度大、热容量低的材料构成蓄热槽内部的气体冷旁通快速通道，且在气体冷旁通快速通道底部设有由超温逻辑控制器控制的流量调节阀。在VOC废气浓度超过限值导致温度升高时，利用超温逻辑控制器控制流量调节阀，导引部分VOC废气经由气体冷旁通快速通道进入高温氧化反应室，调节控制高温氧化反应室的操作温度，以避免系统发生超温意外。

技术领域

本发明的主要目的是供一种处理VOC废气的蓄热再生型催化氧化器(Regenerative Catalytic Oxidizer，RCO)，其特征是在催化蓄热室内设有冷旁通快速通道及流量控制阀门，经由高温氧化反应室超温逻辑控制器，使得部分VOCs废气可以维持在较低温度直接进入高温氧化反应室，可以彻底解决蓄热再生型催化氧化器(RCO)在VOC废气浓度超限时，经常发生的高温氧化反应室超温及燃爆的问题。

背景技术

挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds，VOCs)是工业界常见空气污染物之一，其主要来源为化工厂、石化工业、橡胶业、塑料业、印刷业、涂装业、胶带业、电路板业以及近年来新兴的高科技半导体集成电路制造与光电液晶显示器产业。由于VOCs具有毒性以及容易破坏大气臭氧层，所以必须加以控制以避免危害地球环境。现行已开发及商业化的VOCs污染防制设备技术包含焚化、吸附、吸收、冷凝等方法，其基本上可分为破坏性及非破坏性两种方法。破坏性方法包括焚化、高温氧化与触媒氧化，在此机制下VOCs将转化为CO₂及水或其他惰性等污染性较小的物质；而非破坏性方法则是利用吸附、吸收及冷凝等物理方法，将VOCs自排放废气中以物理方法转移，使其成为干净气体。

目前商业化技术，一般而言，低浓度排气(＜10-20mg/m³)大部分以活性碳吸附处理，中低浓度废气(50-1000mg/m³)使用吸附浓缩/脱附焚化法处理，中浓度废气(500-5,000mg/m³)使用蓄热式氧化法(RTO)处理或蓄热催化氧化(RCO)处理，高浓度废气(＞5,000-10,000mg/m³)则以火焰焚化(DFTO)、高温脉冲波反应器结合RTO(PDR-RTO)、冷凝回收处理。若含中低浓度硫或氮成分臭气，则可以用化学洗涤法处理。然而，上述各常用的处理方法中均有其优缺点及适用的场合，尤其对于VOCs浓度较高的情况，目前商业化的处理方法，除了PDR-RTO以外，均面对处理操作成本高、容易产生爆炸或火灾风险的困扰。

再生蓄热催化氧化法(RCO)是在蓄热床顶部填充一层多孔性催化材料及一层多孔性保护材料，利用催化剂的低温氧化特性，控制高温氧化反应室操作温度于300～450℃间的最适催化反应温度，提供VOC废气催化反应条件，达成破坏效率的要求。但由于催化剂对于温度具有较高的敏感性，高温氧化反应室温度控制就变成极为重要的参数。

典型的蓄热再生型催化氧化器(RCO)如图1所示。蓄热再生型催化氧化器1至少包括二个催化蓄热室(包含：第一催化蓄热室10、第二催化蓄热室20)、进气控制设备(包含：第一催化蓄热室入气阀110、第二催化蓄热室入气阀112)、出气控制设备(包含：第一催化蓄热室排气阀130、第二催化蓄热室排气阀132)、加热设备(包含：燃烧机60、辅助燃料供应管线201、辅助燃料流量调节阀202、空气流量调节阀212)及温度控制设备(包含：燃烧安全控制器300、温度感测传送器301)，蓄热床内填充石质或陶瓷蓄热材料(包含：第一催化蓄热室的多孔蓄热床12、及第二催化蓄热室的多孔蓄热床22)及多孔触媒床(包含：第一催化蓄热室的多孔触媒床13，及第二催化蓄热室的多孔触媒床23)。