專利名稱：具有旋轉(zhuǎn)再生熱交換器的處理臭味和有害氣體的系統(tǒng)及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有害物質(zhì)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)在處理綜合利用設(shè)施、展示商城(display mall)、各種制造工藝和車輛噴漆工藝中產(chǎn)生的、含有有害物 質(zhì)氣體的過程中，用于回收能量并去除有害物質(zhì)，更特別地，涉及一種有害 物質(zhì)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能以高于90%的效率回收空調(diào)設(shè)施中或工藝排出氣體 中所含的能量，該系統(tǒng)用于將內(nèi)部空氣排到外部，從而處理諸如臭味和揮發(fā) 有機(jī)化學(xué)物(VOC)的污染物質(zhì)，同時，通過使用旋轉(zhuǎn)型吸收劑吸收和收集 有害物質(zhì)，以高于90%的高去除效率去除有害物質(zhì)。
背景技術(shù)：
通常，旋轉(zhuǎn)型熱交換器用于在需要大型空調(diào)裝置的設(shè)施中進(jìn)行熱交換， 例如綜合利用設(shè)施、居住設(shè)施以及活動商城(event mall)等。在這些設(shè)施中， 排放到外部的空氣中所含的熱能轉(zhuǎn)移到旋轉(zhuǎn)型熱交換器一側(cè)的熱能貯存部 件并在其相對側(cè)回收，從而回收熱能。但是，目前，在居住和綜合利用設(shè)施中，已經(jīng)增強(qiáng)了關(guān)于引起致病建筑 綜合癥(sick-house syndrome)的物質(zhì)的認(rèn)識，并且已經(jīng)出現(xiàn)了由工廠制造 工藝產(chǎn)生的有害物質(zhì)使工作環(huán)境變差從而降低生產(chǎn)率的問題，因此需要更加 清潔的生活環(huán)境和工廠工作環(huán)境。但是，傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)型熱交換器可以回收能量，但不可能處理從外部引入 的有害物質(zhì)以及排放到外部的有害物質(zhì)。不過，已經(jīng)有幾種有關(guān)從建筑物或 工廠排放到外部的有害物質(zhì)的處理方法，例如使用活性碳的吸附處理法，通 過燃燒去除有害物質(zhì)的直接燃燒法，熱聚積燃燒法，以及催化劑燃燒法等等， 還有通過使用微生物進(jìn)行處理的幾種方法，等等。
但是，根據(jù)這種不同的方法，雖然可能去除將要排放的有害物質(zhì)，但不 可能回收從內(nèi)部排放到外部的氣體中所含的熱能，導(dǎo)致熱能的損失。圖1為顯示了美國專利No. 4542782中公開的傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)型熱交換器的圖。 參看圖1，以如下方式進(jìn)行高溫氣流的排出，熱量通過旋轉(zhuǎn)型熱交換器在熱 交換器的一側(cè)積累，然后傳遞到熱交換器的另一側(cè)，同時熱交換器旋轉(zhuǎn)，與 從外部引入的氣體進(jìn)行熱交換，從而回收熱能。但是，這種方法的問題是不 能去除排放的空氣中所含的有害物質(zhì)。圖2為顯示了韓國專利特許公開No. 2002-0033353中公開的傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)型 熱交換器的另一個例子的圖。在圖2中，顯示出具有清潔區(qū)的旋轉(zhuǎn)型熱交換 器，它可以通過凈化排放的空氣中朝內(nèi)部逆流的空氣，使其流入室內(nèi)而改善 室內(nèi)空氣的清潔度。但是，這種類型的熱交換器，通過在熱交換器的吸入?yún)^(qū)和排出區(qū)之間的 邊界區(qū)提供清潔區(qū)使一部分排放的空氣凈化并流入吸入?yún)^(qū)，在熱交換器從排 出區(qū)轉(zhuǎn)換到吸入?yún)^(qū)的過程中，防止熱交換器介質(zhì)的內(nèi)部空間所含的空氣逆 流。在這一方面，熱交換器中沒有吸附有害物質(zhì)的部件。此外，關(guān)于清潔方 法，利用通過關(guān)閉清潔區(qū)的一側(cè)并使另一側(cè)與朝向排出風(fēng)扇的流動通道流體 (fluidically)相通產(chǎn)生的壓差，可以使熱交換器中接收的空氣自然排出。但是，對于這種結(jié)構(gòu)，仍存在不可能處理排放到外部的有害物質(zhì)以及流 入內(nèi)部的外部空氣中所含的幾種污染物的問題。發(fā)明內(nèi)容因此，產(chǎn)生了本發(fā)明以解決傳統(tǒng)技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題，并且本發(fā)明的 主要目的是提供一種有害物質(zhì)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過使用具有吸附和催化性 能從而去除有害物質(zhì)以及具有高熱能貯存和熱交換容量的材料制作旋轉(zhuǎn)的
熱交換器，能分別吸附并處理從熱交換器內(nèi)部排放到外部或者從外部排放到 內(nèi)部的有害物質(zhì)，或者利用催化劑直接處理它們，而與熱交換無關(guān)。本發(fā)明的另一個目的是提供一種有害物質(zhì)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能使用一個 處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)回收熱量超過排放能量的90%，并同時以超過卯％的去除百分 比去除有害物質(zhì)。本發(fā)明的再一個目的是提供一種有害物質(zhì)處理系統(tǒng)，由于來自排放源的 排出氣體溫度很高，該系統(tǒng)通過向能吸附有害物質(zhì)的排放源提供額外的熱交 換功能，能吸附和處理有害物質(zhì)。為了解決本發(fā)明的上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種有害物質(zhì)處理系統(tǒng)， 該系統(tǒng)被配置成貯存和回收熱能，該系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子，所述旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn) 子具有熱交換介質(zhì)和熱交換介質(zhì)容納部分，所述熱交換介質(zhì)同時具有吸附有 害物質(zhì)并貯存熱能的功能，所述熱交換介質(zhì)容納部分用于支持并旋轉(zhuǎn)熱交換 介質(zhì)，所述熱交換介質(zhì)分成三個區(qū)，例如吸入空氣的吸入?yún)^(qū)，排出空氣的排 出區(qū)，以及設(shè)置在吸入?yún)^(qū)和排出區(qū)之間、用于收集并去除有害物質(zhì)的收集和 解吸區(qū)；以及驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。而且，為了達(dá)到本發(fā)明的技術(shù)目的，提供一種有害物質(zhì)處理系統(tǒng)，該系 統(tǒng)被配置成再生熱能，該系統(tǒng)被包括熱交換介質(zhì)部分，該熱交換介質(zhì)部分具 有熱交換介質(zhì)，以及用于支持熱交換介質(zhì)的熱交換介質(zhì)容納部分，所述熱交 換介質(zhì)同時具有吸附有害物質(zhì)和貯存熱能的功能，該熱交換介質(zhì)分成至少三 個區(qū)，由吸入空氣的吸入?yún)^(qū)、排出空氣的排出區(qū)以及設(shè)置在吸入?yún)^(qū)和排出區(qū) 之間用于收集和去除臭味、揮發(fā)性有機(jī)化學(xué)物或有害物質(zhì)的收集和解吸區(qū)組 成；以及可轉(zhuǎn)動分配板，該分配板具有分別裝在熱交換介質(zhì)部分上的多個開口，從而熱交換介質(zhì)的各個區(qū)限定了隔開的流動通道使外部空氣流入和內(nèi)部 空氣流出。另外，本發(fā)明還可以包括將流入收集和解吸區(qū)的解吸空氣加熱的加熱裝 置。而且，在旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子的收集和解吸區(qū)中有害物質(zhì)解吸是通過紫外線照 射、利用聲波或減壓空氣進(jìn)行的。在本發(fā)明中，旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子還可以包括設(shè)置于收集和解吸區(qū)與吸入?yún)^(qū)之間 的冷卻區(qū)，用于冷卻為了解吸而加熱的熱交換介質(zhì)。在這種情況下，從冷卻 區(qū)排出的流出空氣，優(yōu)選地流入收集和解吸區(qū)。在本發(fā)明中，作為熱能貯存材料，熱交換介質(zhì)可以使用選自由以下材料 所組成的組中的任一種材料作為熱能貯存材料具有高熱能貯存功能的堇青 石、彎曲型陶瓷片、氧化鋁、石英、聚合物樹脂、鋁、不銹鋼、石棉和天然 纖維，或者使用通過組合這些材料而制成的復(fù)合材料作為熱能貯存材料；并 且熱交換介質(zhì)可以通過在熱能貯存材料上涂覆選自由以下材料所組成的組 中的任一種材料或者由以下材料組合制成的復(fù)合材料而制成的沸石、活性 炭、活性碳纖維、氧化鋁、石英、光催化劑和低溫氧化催化劑，或者熱交換 介質(zhì)也可以通過混合這些材料制成，并且其中熱交換介質(zhì)可以由選自以下材 料所組成的組中的至少一種材料制成具有高熱能貯存性能的沸石、活性炭、 活性碳纖維、氧化鋁和石英。在本發(fā)明中，熱交換介質(zhì)包括熱能貯存層以及吸附層，熱能貯存層可以 由選自以下材料所組成的組中的任一種材料或者由通過組合這些材料而制 成的復(fù)合材料而制成具有高熱能貯存功能的堇青石、彎曲型陶瓷片、氧化 鋁、石英、聚合物樹脂、鋁、不銹鋼、石棉和天然纖維，并且吸收層可以由 選自以下材料所組成的組中的任一種材料或者由以下材料組合制成的復(fù)合 材料而制成的沸石、活性炭、活性碳纖維、氧化鋁、石英、光催化劑和低 溫氧化催化劑。在本發(fā)明中，處理系統(tǒng)還可以包括內(nèi)部管道部分，該內(nèi)部管道部分具有 多個分隔板和允許空氣經(jīng)過由分隔板形成的流動通道流入和流出的多個管 一側(cè)緊密接觸熱交換介質(zhì)，并且在熱交換介質(zhì) 形成隔開的流動通道，對應(yīng)于所述至少三個區(qū)；以及外部管道部分，該外部 管道部分具有多個分隔板和允許空氣經(jīng)過形成的流動通道流入和流出的多 個管道，所述分隔板在熱交換介質(zhì)另一側(cè)緊密接觸熱交換介質(zhì)，并形成隔開 的流動通道與內(nèi)部管道部分流體相通，從而對應(yīng)于熱交換介質(zhì)的至少三個 區(qū)。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，使用一個系統(tǒng)，通過去除從幾個排放源排放的 有害物質(zhì)并同時處理與排出氣體一起排放到外部的熱能，可以實(shí)現(xiàn)熱能回收百分?jǐn)?shù)和有害物質(zhì)回收百分?jǐn)?shù)超過90%。此外，當(dāng)使用沸石作為吸附劑時，可以進(jìn)行將從外部引入的空氣中的水分去除同時富集氧。


圖1為顯示了傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)型熱交換裝置結(jié)構(gòu)的圖； 圖2為顯示了另一種傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)型熱交換裝置的圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)的基本方案圖，該 系統(tǒng)被配置成通過使用轉(zhuǎn)子再生熱能；圖4是根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施方式的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)的基本方案圖， 該系統(tǒng)被配置成通過使用轉(zhuǎn)子再生熱能；圖5是根據(jù)本發(fā)明再一個實(shí)施方式的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)的基本方案圖， 該系統(tǒng)被配置成通過使用轉(zhuǎn)子再生熱能；圖6是本發(fā)明的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)的使用方案圖，該系統(tǒng)被配置成通過 使用轉(zhuǎn)子再生熱能；圖7是本發(fā)明的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)另-^個實(shí)施例的使用方案圖，該系統(tǒng) 被配置成通過使用轉(zhuǎn)子再生熱能；圖8是顯示了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)的圖，該系統(tǒng)被配置成通過使用轉(zhuǎn)子再生熱能；圖9是顯示了根據(jù)本發(fā)明另一個優(yōu)選實(shí)施方式的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)的 圖，該系統(tǒng)被配置成通過使用分配板再生熱能；以及圖10是詳細(xì)表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)的分解透視 圖，該系統(tǒng)被配置成再生熱能。
具體實(shí)施方式
下面將參考附圖詳細(xì)地解釋本發(fā)明最優(yōu)選的實(shí)施方式。 在下面解釋的說明書中，術(shù)語"熱交換介質(zhì)"用于表示它不僅簡單地執(zhí) 行熱交換，而且同時執(zhí)行有害物質(zhì)的吸附。在本發(fā)明中，術(shù)語"熱能貯存" 對于設(shè)計成僅僅執(zhí)行熱交換的介質(zhì)來說，用于代替術(shù)語"熱交換介質(zhì)"。圖3是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)的基本方案圖， 該系統(tǒng)被配置成通過使用轉(zhuǎn)子貯存和回收熱能。在圖3中，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)型 轉(zhuǎn)子1包括熱交換介質(zhì)400和用于支持熱交換介質(zhì)400的熱交換介質(zhì)的容納 部分500。將熱交換介質(zhì)400存在的區(qū)域分成吸入?yún)^(qū)2、排出區(qū)3以及收集和解吸 區(qū)4。熱交換介質(zhì)含有吸附材料，用于通過吸附或反應(yīng)去除有害物質(zhì)，并且 由熱能貯存量高的熱能貯存材料組成。在本發(fā)明中，通過旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子l的旋轉(zhuǎn)，將特定部分的熱交換介質(zhì)400 按先后順序輸送到吸入?yún)^(qū)2、收集和解吸區(qū)4以及排出區(qū)3。為了便于表示，旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子l的旋轉(zhuǎn)軸未圖示出，并且在下面描述的其 它實(shí)施方式中也是如此。已經(jīng)隨著熱交換介質(zhì)400的旋轉(zhuǎn)而流入吸入?yún)^(qū)2的 外部空氣，以超過卯％的效率回收貯存在排出區(qū)3的熱能，并且在排出區(qū)3 中熱交換介質(zhì)吸附的有害物質(zhì)在收集和解吸區(qū)4分離，從而通過在比當(dāng)前濃 度富集-一倍以上的情況下處理有害物質(zhì)，可以經(jīng)濟(jì)地處理有害物質(zhì)。 至于本發(fā)明中吸附和處理有害物質(zhì)的吸附材料，可以使用選自由以下所 組成的組中的一種材料沸石、活性炭、活性碳纖維、氧化鋁、石英、光催 化劑和低溫氧化催化劑，以及從上面的組中選擇的至少兩種材料組合制成的 復(fù)合材料。此外，對于熱能貯存材料，可以使用選自由以下所組成的組中的一種材 料陶瓷材料(例如堇青石、彎曲型陶瓷片、氧化鋁、石英等)、聚合物樹 脂(聚氨酯樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂等)、鋁、不銹鋼、活性炭、天然纖維(棕櫚纖維、松木纖維、日本扁柏纖維、羊毛、棉、滑雪纖維(ski-fiber)、 樅樹纖維(momi-fiber)、 丁納橡膠纖維(bunafiber)、榆樣樹纖維(elm-like tree fiber)和石棉，或者通過組合從上面組中選擇的材料得到的復(fù)合材料。熱交換介質(zhì)400的結(jié)構(gòu)是蜂窩型、彎曲型的低壓力損失型結(jié)構(gòu)或網(wǎng)狀結(jié) 構(gòu)，或者該熱交換介質(zhì)400的結(jié)構(gòu)可以將材料形成預(yù)定形狀然后填充來使用。轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向通過箭頭表示，從而排出區(qū)3的熱交換介質(zhì)400隨著轉(zhuǎn) 子的旋轉(zhuǎn)順序地轉(zhuǎn)換到排出區(qū)3—收集和解吸區(qū)4—吸入?yún)^(qū)2 —排出區(qū)3， 從而可以執(zhí)行熱交換功能和有害物質(zhì)去除功能。當(dāng)從內(nèi)部排出的空氣溫度很高時，從內(nèi)部排出的氣體中所含的熱能被排 出區(qū)3的熱交換介質(zhì)400得到，并且通過熱交換介質(zhì)400吸附有害物質(zhì)，從 而將凈化后的氣體排放到外部。在這種情況下，將在排出區(qū)3貯存熱能并吸附有害物質(zhì)的熱交換介質(zhì) 400輸送到收集和解吸區(qū)4。然后，將收集和解吸區(qū)4中輸送的熱交換介質(zhì) 400通過使用溫度、壓力、光能或聲波分離，并通過分隔的路線輸送，從而 采用能處理有害物質(zhì)的隔開的處理裝置排放到外部。在這種情況下，通過處理裝置凈化的氣體可以再循環(huán)到排出區(qū)3。而且， 流入收集和解吸區(qū)4進(jìn)行解吸的空氣體積小于經(jīng)過排出區(qū)3的空氣體積，并 且這是需要的，只要空氣體積變得更小。 一般地，優(yōu)選的是1/5到1/20。在
這種情況下，需要適當(dāng)?shù)靥幚斫馕鼤r間和方法，從而在解吸過程中不損失熱 交換介質(zhì)400中貯存的能量。如果解吸時間太長，或者如果解吸需要太高的溫度，則會發(fā)生能量損失。因此，在收集和解吸區(qū)4去除了有害物質(zhì)的熱交換介質(zhì)400，被再次輸送到 吸入?yún)^(qū)4，并且它放出貯存在旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子1中貯存的能量，將其轉(zhuǎn)移到吸入 的空氣中。而且，吸入空氣所含的有害物質(zhì)被旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子1的表面吸附，從 而去除它們。經(jīng)過這些過程的熱交換介質(zhì)400最終被輸送到排出區(qū)3，并且這些過程 只要系統(tǒng)運(yùn)行就繼續(xù)進(jìn)行。如果使用本發(fā)明的處理系統(tǒng)，與傳統(tǒng)熱能貯存型 熱交換器相比，就可以得到超過90%的高熱量回收百分?jǐn)?shù)以及超過90%的有 害物質(zhì)去除百分?jǐn)?shù)。圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)的另一個例子的基本方案 圖，該系統(tǒng)被配置成通過使用轉(zhuǎn)子貯存和回收熱能。在此實(shí)施例中，在收集 和解吸區(qū)8與吸收區(qū)6之間還形成冷卻區(qū)9。根據(jù)此實(shí)施方式，當(dāng)通過使用 熱能執(zhí)行收集和解吸過程去除在收集和解吸區(qū)8吸附的有害物質(zhì)時，執(zhí)行解 吸增加的熱能被回收逐漸流入內(nèi)部。在這種情況下，形成冷卻區(qū)9，以減少流入內(nèi)部熱能的量，并將旋轉(zhuǎn)型 轉(zhuǎn)子5的溫度在吸入?yún)^(qū)6保持在很低值，從而可以更好地吸附和處理從外部 流入內(nèi)部的污染物。圖5是顯示了根據(jù)本發(fā)明的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)的另一個實(shí)施方式的圖， 該系統(tǒng)被配置成通過使用轉(zhuǎn)子貯存和回收熱能。在圖5中，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是，將熱交換介質(zhì)分成熱能貯存介質(zhì)13以及 吸附介質(zhì)14，所述熱交換介質(zhì)使用熱能貯存介質(zhì)13執(zhí)行熱交換功能；熱交 換介質(zhì)使用吸附介質(zhì)14執(zhí)行去除有害物質(zhì)的功能。這些結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于難以吸附有害物質(zhì)的情況，因?yàn)閺膬?nèi)部排放到外部的氣體溫度很高。高溫的排出氣體可以在用于執(zhí)行熱交換的熱能貯存介質(zhì)13 中執(zhí)行熱交換功能，并且在低溫下流入吸附介質(zhì)14，容易地去除有害物質(zhì)。 關(guān)于吸附劑的物理吸附性能，吸附在低溫下很好地進(jìn)行，而在高溫下進(jìn)行得不好。 一般地，優(yōu)選地將沸石和活性炭的吸附溫度設(shè)定為低于5(TC。但是，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子51可以將熱能貯存介質(zhì)13和吸附介質(zhì)14 串聯(lián)組合來使用，或者將吸附介質(zhì)14添加或涂覆在熱能貯存介質(zhì)表面上來 使用。此外，可以改變吸附介質(zhì)和熱能貯存介質(zhì)的排列順序，并且將它們設(shè)置成一對以上。換句話說，其結(jié)構(gòu)是如下順序"熱能貯存介質(zhì)—吸附介質(zhì)一熱能貯存介質(zhì)"，或者"吸附介質(zhì)一熱能貯存介質(zhì)一吸附介質(zhì)"。而且，轉(zhuǎn)子 可以構(gòu)成兩套以上的上述組合。圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的例子，其中在諸如大型展示商城的 多功能設(shè)施中回收能量并凈化室內(nèi)空氣。從大型展示商城26排出的空氣通 過排出管線37流入排出區(qū)17。根據(jù)情況，使通過循環(huán)空調(diào)裝置41排出的一 部分氣體再次循環(huán)。通過流入排出區(qū)17的氣體，在展示商城26產(chǎn)生的有害物質(zhì)吸附在位于 排出區(qū)17的旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子15的表面上，且將從室內(nèi)排放到外部的能量轉(zhuǎn)移到 旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子15上。接著，旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子15旋轉(zhuǎn)前進(jìn)到收集和解吸區(qū)20。在這種情況下，應(yīng) 用額外能量將位于收集和解吸區(qū)20的旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子15的表面上附著的有害物 質(zhì)去除，通過解吸裝置21分離能量。至于在此階段增加的解吸能量，可以使用利用溫度、壓力以及二者組合 的解吸裝置21。-一般地，使用利用升高溫度產(chǎn)生熱能的分離方法。此外，可以使用光能量(UV)和微波作為解吸法。因此，可以使用有 害物質(zhì)去除裝置22處理分離的氣體。至于有害物質(zhì)去除裝置22，可以利用 使用普通吸附劑的吸附法，使用吸附劑的吸附法，使用燃燒(直接燃燒、催 化燃燒、熱能貯存燃燒、熱能貯存和催化燃燒、濃縮燃燒)的燃燒系統(tǒng)、使 用微生物的生物處理法。而且，當(dāng)排出氣體的濃度很低時，可以使用光催化裝置和低溫氧化催化 裝置。當(dāng)要使用光催化裝置或低溫氧化催化裝置時，在拆卸有害物質(zhì)去除裝 置22之后，可以通過在旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子表面涂覆光催化劑和低溫氧化催化劑來 使用旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子。通過有害物質(zhì)去除裝置22分解的凈化氣體經(jīng)過鼓風(fēng)機(jī)25排放到外部。 已經(jīng)在收集和解吸區(qū)20去除了有害物質(zhì)的旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子15被輸送到吸入?yún)^(qū) 16，僅僅保持了熱能。輸送的旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子15將通過吸入風(fēng)扇23流入的外部 空氣加熱到預(yù)定溫度，并使其流入展示商城26內(nèi)部。在這種情況下，旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子15旋轉(zhuǎn)時的旋轉(zhuǎn)速度，考慮到裝置的耐用 性，優(yōu)選地低于每分鐘3轉(zhuǎn)，盡管其快速旋轉(zhuǎn)也是優(yōu)選的。圖7顯示了本發(fā)明的另一個實(shí)施例，其中本發(fā)明應(yīng)用于車輛噴漆工藝等。在這種情況下，在噴漆工藝中產(chǎn)生的含有揮發(fā)性有機(jī)化學(xué)物的氣體在80 'C以上的高溫排放。如果排出氣體的溫度如此高，則去除百分?jǐn)?shù)快速下降， 因?yàn)榕懦鰵怏w中包含的、諸如揮發(fā)性有機(jī)化學(xué)物的有害物質(zhì)不能很好地吸附 在諸如沸石或活性炭等吸附劑上。在這種情況下，如果使用本發(fā)明提出的系統(tǒng)，可以利用旋轉(zhuǎn)型吸附劑吸 附并收集有害物質(zhì)同時回收高溫的熱能而排出的有害物質(zhì)的燃燒熱，來運(yùn)行 有害物質(zhì)去除裝置22。這可以更加具體地解釋如下。噴漆工藝36產(chǎn)生的有害物質(zhì)經(jīng)過排出管線40排放到外部。排出的氣體 首先流入排出區(qū)29，接著同時執(zhí)行有害物質(zhì)的熱交換和吸附，再通過排出風(fēng) 扇34排放到外部。在這一方面，熱交換在旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子27的前面執(zhí)行，有害 物質(zhì)的吸附在其后面執(zhí)行。因此，旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子大體上可以由主要在其前部執(zhí)
行熱交換的材料以及在其后部執(zhí)行吸附的材料構(gòu)成。在排出區(qū)29執(zhí)行熱交換和吸附的旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子27被輸送到收集和解吸區(qū)30，其中使用一部分排出 氣體通過可拆卸的燃燒器31升高溫度，從而利用熱能去除旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子27中 的有害物質(zhì)。將已經(jīng)在收集和解吸區(qū)去除有害物質(zhì)的旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子27移動到 吸入?yún)^(qū)28，從而將熱量轉(zhuǎn)移到通過吸入風(fēng)扇33流入的外部空氣，將吸入的 空氣加熱，并轉(zhuǎn)到噴漆場所內(nèi)部。圖8是根據(jù)本發(fā)明使用旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子的系統(tǒng)的方案圖。該系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)型 轉(zhuǎn)子44和容納它的殼體45。此系統(tǒng)是殼體45固定而旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子44旋轉(zhuǎn)從 而改變氣流通道的系統(tǒng)。雖然驅(qū)動旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子44的旋轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動裝置未分 別圖示出，但屬于本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域的本領(lǐng)域一般技術(shù)人員通過參考下面描述 的圖IO可以容易地進(jìn)行設(shè)計。而圖9是根據(jù)本發(fā)明的使用分配板的系統(tǒng)的方案圖，其中分配板47、 49 的設(shè)置是用于改變在其前部和后部的流動通道，從而產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子相同 的效果，但不單獨(dú)使用旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子。當(dāng)使用旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子時，由于轉(zhuǎn)子的載荷，可能減少機(jī)器的損壞和磨損， 并可能改變轉(zhuǎn)數(shù)，從而更好地提高熱回收百分?jǐn)?shù)。此外，可以設(shè)計空氣引流 管113和多個開口部分或管道61、 62、 63和64，在熱交換介質(zhì)部分(由數(shù) 字48代表，整體表示熱交換介質(zhì)和殼體)和分配板47、 49之間限定流動通 道。管道包括流入開口62、排出開口61、解吸開口 63和解吸管道64?？梢詫⒖諝饬魅牍艿?13的形狀成形為錐形，從而與熱交換介質(zhì)48連 接的一部分變大，與分配板47、 49連接的一部分變小，從而減小分配板47、 49的直徑。而且，可以相對于氣體泄露和驅(qū)動，減小旋轉(zhuǎn)分配板的尺寸，從 而減小動力支出。圖10是本發(fā)明使用旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)的例子的分解透視圖。
參看圖10，處理系統(tǒng)基本包括內(nèi)部管道部分200、旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子100和外 部管道部分300。至于旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子100，可以使用如上所述的旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子。如附圖所示， 旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子110由分成多個區(qū)115、 116、 117和118的熱交換介質(zhì)112，以 及容納部分120組成，并且由例如電機(jī)150、減速齒輪152和驅(qū)動軸140的 驅(qū)動裝置旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子110的旋轉(zhuǎn)軸未圖示出。在本系統(tǒng)中，驅(qū)動裝置、 減速齒輪152和驅(qū)動軸140可以裝在殼體120內(nèi)部。內(nèi)部管道部分200包括分隔幾個入口和出口流動通道的分隔板210、 212、 214、 216，以及添加到由分隔板分開的區(qū)域的各自流動通道的管道220、 222、 224和226。通過內(nèi)部管道部分的入口管道220流入的內(nèi)部空氣經(jīng)過旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子的排 出區(qū)116前行，通過出口管道320排放到外部。在這種情況下，有害物質(zhì)的 吸附和熱能貯存操作在排出區(qū)116進(jìn)行。將已經(jīng)執(zhí)行吸附和熱能貯存操作的 排出區(qū)116通過轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)到解吸區(qū)，通過從解吸空氣的入口管道324 流入的空氣執(zhí)行解吸操作。解吸后的空氣通過解吸空氣的出口管道320排放 到外部。在這種情況下，解吸的入口空氣被諸如燃燒器等加熱裝置加熱，從 而促進(jìn)解吸。這樣，當(dāng)加熱入口空氣時，優(yōu)選地在熱交換介質(zhì)中形成冷卻區(qū)，如圖所 示。這是因?yàn)?，如果熱交換介質(zhì)處于過高溫度下，則在其再次返回排出區(qū)時 不容易執(zhí)行吸附操作。轉(zhuǎn)動分離的熱交換介質(zhì)112進(jìn)入冷卻區(qū)118，由從冷卻空氣流入開口 326 流入的冷卻空氣冷卻。冷卻空氣通過冷卻空氣出口管道226排出。由于冷卻 空氣處于比外部空氣高的溫度，因此通過在冷卻空氣出口管道226和解吸空 氣入口管道224之間形成流動通道并使之循環(huán)，可以減小加熱流入解吸空氣 入口管道224的空氣的能量。
接著，當(dāng)熱交換介質(zhì)通過轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)進(jìn)入吸入?yún)^(qū)115時，外部空氣通過外部空氣入口開口 322流入經(jīng)過吸入?yún)^(qū)115。在這種情況下，在回收貯存在吸 入?yún)^(qū)115的熱交換介質(zhì)中的熱能之后，經(jīng)過外部空氣出口開口 222流入轉(zhuǎn)子 內(nèi)部。在如上所述的本發(fā)明實(shí)施方式中，優(yōu)選地，在排出區(qū)、吸入?yún)^(qū)、解吸區(qū) 和冷卻區(qū)的各個區(qū)邊界執(zhí)行密封，從而空氣不會混合。優(yōu)選地，使用諸如硅 橡膠、聚四氟乙烯等耐熱材料作為合適的密封材料。也可以在分配板和熱交 換介質(zhì)之間的分配板的合適位置，或者在分隔板與熱交換介質(zhì)之間的分隔板 上提供密封材料來實(shí)現(xiàn)密封。雖然參考優(yōu)選實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但在不偏離本發(fā)明精神或基本特 征的情況下可以按不同形式實(shí)施本發(fā)明。因此，上述實(shí)施例在所有方面僅僅 是解釋性的，不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。本發(fā)明的范圍是由所附的權(quán)利 要求限定的，而不是由說明書的詳細(xì)描述而限定。其結(jié)果是，所有與等同于 所附的權(quán)利要求有關(guān)的修改和變化都屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。工業(yè)適用性因此，本發(fā)明的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)可以有有利地用作提高室內(nèi)空氣質(zhì)量 和處理有害的工業(yè)廢氣的設(shè)施，并用作改善工作環(huán)境的空調(diào)裝置。
權(quán)利要求
1. 一種有害物質(zhì)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)被配置成再生成熱能，該系統(tǒng)包括: 旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子，該旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子具有熱交換介質(zhì)和用于支撐并旋轉(zhuǎn)該熱交換介質(zhì)的熱交換介質(zhì)容納部分，所述熱交換介質(zhì)同時具有吸附所述有害物質(zhì)并 貯存熱能的功能，所述熱交換介質(zhì)分成三個區(qū)吸入空氣的吸入?yún)^(qū)，排出空 氣的排出區(qū)，以及設(shè)置于吸入?yún)^(qū)和排出區(qū)之間、用于收集并去除所述有害物 質(zhì)的收集和解吸區(qū)；以及驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置用于驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括加熱裝置， 該加熱裝置用于對流入所述收集和解吸區(qū)的解吸空氣進(jìn)行加熱。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)，其中，在所述旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn) 子的收集和解吸區(qū)中，有害物質(zhì)的解吸是通過紫外線照射實(shí)現(xiàn)的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)，其中，在所述旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn) 子的收集和解吸區(qū)中，有害物質(zhì)的解吸是通過聲波實(shí)現(xiàn)的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)，其中，在所述旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn) 子的收集和解吸區(qū)中，有害物質(zhì)的解吸是通過減壓空氣實(shí)現(xiàn)的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)，其中，所述旋轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)子 還包括設(shè)置于所述收集和解吸區(qū)與所述吸入?yún)^(qū)之間的冷卻區(qū)，該冷卻區(qū)用于 冷卻為解吸而加熱的熱交換介質(zhì)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)，其中，從所述冷卻區(qū)排 出的流出空氣流入所述收集和解吸區(qū)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)，其中，所述熱交換介質(zhì) 使用選自由以下材料所組成的組中的任一種材料作為熱能貯存材料具有高 熱能貯存功能的堇青石、彎曲型陶瓷片、氧化鋁、石英、聚合物樹脂、鋁、 不銹鋼、石棉和天然纖維，或者使用通過組合這些材料而制成的復(fù)合材料作 為熱能貯存材料；并且所述熱交換介質(zhì)是通過在所述熱能貯存材料上涂覆選 自由以下材料所組成的組中的任一種材料或者由以下材料組合制成的復(fù)合 材料而制成的具有吸附功能的沸石、活性炭、活性碳纖維、氧化鋁、石英、 光催化劑和低溫氧化催化劑，或者所述熱交換介質(zhì)是通過混合這些材料而制 成的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)，其中，所述熱交換介質(zhì) 是由選自由以下材料所組成的組中的至少一種材料制成的具有高熱能貯存 性能的沸石、活性炭、活性碳纖維、氧化鋁和石英。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)，其中，所述熱交換介質(zhì) 是在形成蜂窩型或彎曲型的低壓力損失型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或者預(yù)定形狀，然 后填充之后使用的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)，其中，所述熱交換介質(zhì) 包括熱能貯存層和吸附層。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)，其中，所述熱能貯存 層是由選自由以下材料所組成的組中的任一種材料或者由以下材料組合制 成的復(fù)合材料制成的具有高熱能貯存功能的堇青石、彎曲型陶瓷片、氧化 鋁、石英、聚合物樹脂、鋁、不銹鋼、石棉和天然纖維，以及所述吸收層是由選自由以下所組成的組中的任 一 種材料或者由以下材料組合制成的復(fù)合材料制成的沸石、活性炭、活性碳纖維、氧化鋁、石英、 光催化劑和低溫氧化催化劑。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)，其中，所述熱能貯存 層是在形成蜂窩型或彎曲型的低壓力損失型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或者預(yù)定形狀， 然后填充之后使用的。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有害物質(zhì)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括 內(nèi)部管道部分，所述內(nèi)部管道部分具有多個分隔板，所述多個分隔板在熱交換介質(zhì)的一側(cè)與所述熱交換介質(zhì)緊密接觸，并且在所述熱交換介質(zhì)形成 隔開的流動通道以對應(yīng)于所述至少三個區(qū)，所述內(nèi)部管道部分還具有允許空 氣經(jīng)過由分隔板所形成的流動通道流入和流出的多個管道；以及外部管道部分，所述外部管道部分具有多個分隔板，所述多個分隔板在 所述熱交換介質(zhì)的另一側(cè)與所述熱交換介質(zhì)緊密接觸，并形成隔開的流動通 道與內(nèi)部管道部分流體相通，以對應(yīng)于所述熱交換介質(zhì)的至少三個區(qū)，所述 外部管道部分還具有允許空氣經(jīng)過形成的流動通道流入和流出的多個管道。
15. —種有害物質(zhì)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)被配置成再生成熱能，該系統(tǒng)包括 熱交換介質(zhì)部分，該熱交換介質(zhì)部分具有熱交換介質(zhì)、以及用于支持該熱交換介質(zhì)的熱交換介質(zhì)容納部分，所述熱交換介質(zhì)同時具有吸附有害物質(zhì) 和貯存熱能的功能，所述熱交換介質(zhì)分成至少三個區(qū)，包括吸入空氣的吸入 區(qū)，排出空氣的排出區(qū)，以及設(shè)置在吸入?yún)^(qū)和排出區(qū)之間用于收集和去除臭 味、揮發(fā)性有機(jī)化學(xué)物或有害物質(zhì)的收集和解吸區(qū)；以及可轉(zhuǎn)動分配板，該可轉(zhuǎn)動分配板具有分別裝在所述熱交換介質(zhì)部分上的 多個開口，由此所述熱交換介質(zhì)的各個區(qū)限定了隔開的流動通道使外部空氣 流入并使內(nèi)部空氣流出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有害物質(zhì)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)在處理多功能設(shè)施、展示商城、各種制造工藝和車輛噴漆工藝中產(chǎn)生的、含有有害物質(zhì)的氣體的過程中，用于回收能量并去除有害物質(zhì)，更特別地，涉及一種有害物質(zhì)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以在高于90％的效率下回收空調(diào)設(shè)施中或工藝排出廢氣中所含的能量，該系統(tǒng)將內(nèi)部空氣排到外部，從而處理諸如臭味和揮發(fā)有機(jī)化學(xué)物(VOC)的污染物質(zhì)，并且通過使用旋轉(zhuǎn)型吸收劑吸收和收集有害物質(zhì)，以高于90％的去除效率去除有害物質(zhì)。在本發(fā)明中，通過涂覆或添加具有吸附功能的吸附劑制成熱交換介質(zhì)，用于吸附有害物質(zhì)，解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，并且熱交換介質(zhì)分成吸入?yún)^(qū)，排出區(qū)，以及設(shè)置于吸入?yún)^(qū)和排出區(qū)之間、用于回收能量并去除有害物質(zhì)的收集和解吸區(qū)。
文檔編號B01D53/02GK101146592SQ200680009033
公開日2008年3月19日 申請日期2006年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月24日
發(fā)明者尹明洙, 李賢宰, 申民守, 鄭元文, 閔丁基 申請人:恩必安有限公司