有机物降解装置及有机物降解方法与流程

1.本发明有关于一种降解装置及降解方法，尤其是指一种处理有机物的降解装置及有机物降解方法。


背景技术：

2.现行的降解装置例如中国台湾发明专利公告第twi698292号所揭露的减容装置，主要在反应室内堆积有机物，以使有机物可以缓慢地同时进行干燥、碳化和灰化等步骤，且由于反应室不具有向大气扩散废气的烟囱，为了实现对有机物的干燥、碳化和灰化，故设有从反应室上部空间取出废气的排气管与对废气的后续处理；而为了使有机物下端部的干燥、碳化和灰化等步骤长期持续，所以采用了低氧供气法。供气的方式有如中国发明专利公告第cn104456574b号揭示具备向反应室内供气的供气机构；其中，供气机构具有向主管送风的送风机构和从主管在其长度方向一次分支、向反应室内吹入空气的多根支管。
3.至于有机物下端部的干燥、碳化和灰化，中国台湾发明专利公开第tw200602134号揭露了在反应室的底板的上方依序铺设粉状陶磁层、炭火层、锯屑层及有机废弃物层，利用炭火层对粉状陶磁层预热，使得粉状陶磁层蓄热并达到热辐射作用。然而，陶磁层只能蓄热，陶磁层在蓄热后才能产生热辐射作用。另外，就如同该篇专利所言，当排出残渣的时候必须将粉状陶磁层刮出，而且还要控制所留下来的粉状陶磁层的层厚；换言之，当下一次使用反应室时，就必须考虑前一次所留下的粉状陶磁层的层厚，然后再重新铺设粉状陶磁层。显然地，这造成了操作上的困扰与不便利性，例如可能每一次都要耗时费工地以尺规量测不同位置的粉状陶磁层的层厚，然后将粉状陶磁层以刮刀重复数次地来回刮平，接着还要计算所需添加的粉状陶磁数量，并且于添加后再度以以刮刀重复数次地来回刮平，以使得热辐射对有机废弃物层呈现均匀热效应。
4.tw200602134号专利的技术也揭示热源只有来自于反应室的底部的粉状陶磁层及炭火层。然而，实际上运作时有机废弃物层的厚度是远大于陶磁层及炭火层的厚度，降解有机废弃物的热能只能从反应室的底部的粉状陶磁层及炭火层逐渐地往上层的有机废弃物层传递，通常知识者都知道有机废弃物的热传效应非常差，因此这使得tw200602134号专利的技术将整个有机废弃物层反应转变成碳化层的时间变得非常的长。而且在过程中，从粉状陶磁层及炭火层往上层传递的热能也会由反应室的壁面散逸到反应室之外，这又使得粉状陶磁层及炭火层所产生的热能无法有效地被运用而浪费。


技术实现要素：

5.本发明主要目的为提供一种有机物降解装置及有机物降解方法，该有机物降解装置及有机物降解方法具有主动热辐射以呈现均匀热效应、低耗能及降解时间快的主要优势。
6.本发明所采用的技术手段如下所述。
7.为了达到上述的实施目的，提出一种有机物降解装置，至少包括有：一反应室，该
反应室包含一炉床、一侧壁及一顶盖，该侧壁的两端分别连接该炉床与该顶盖，该炉床、该侧壁及该顶盖共同形成一容置空间；其中，该侧壁至少包含一能量共振/反射/蓄能单元，该能量共振/反射/蓄能单元是由一红外线材料所构成。
8.如上所述的有机物降解装置，其中该红外线材料是一远红外线材料。
9.如上所述的有机物降解装置，其中该远红外线材料包含一远红外线反射材料及一远红外线放射材料。
10.如上所述的有机物降解装置，其中该侧壁的内表层是由该能量共振/反射/蓄能单元所构成。
11.如上所述的有机物降解装置，其中该能量共振/反射/蓄能单元由内而外是叠置该远红外线放射材料所构成的一远红外线放射层及该远红外线反射材料所构成的一远红外线反射层。
12.如上所述的有机物降解装置，其中该远红外线材料更包含一保温材料，该能量共振/反射/蓄能单元由内而外是叠置该远红外线放射层、该远红外线反射层及该保温材料所构成的一保温层。
13.如上所述的有机物降解装置，其中该远红外线反射材料及/或该远红外线放射材料是非金属材料。
14.如上所述的有机物降解装置，其中该远红外线反射材料是选自由zrc(碳化锆)、tic(碳化钛)、tac(碳化钽)、moc(碳化钼)、wc(碳化钨)、b4c(碳化硼)、sic(碳化硅)、tisi2(硅化钛)、wsi2(硅化钨)、mosi2(二硅化钛)、zrb2(二硼化锆)、tib2(二硼化钛)、crb2(硼化铬)、zrn(氮化锆)、tin(氮化钛)、aln(氮化铝)及si3n4(氮化硅)所组成的群组中至少其中之一。
15.如上所述的有机物降解装置，其中该远红外线放射材料是选自由mgo(氧化镁)、cao(氧化钙)、bao(氧化钡)、zro2(二氧化锆)、tio2(二氧化钛)、cr2o3(三氧化二铬)、mno2(二氧化锰)、fe2o3(氧化铁)、al2o3(氧化铝)、ta(钽)、mo(钼)、w(钨)、fe(铁)、ni(镍)、pt(铂)、cu(铜)及au(金)所组成的群组中至少其中之一。
16.如上所述的有机物降解装置，其中该远红外线反射材料是碳化硅及该远红外线放射材料是氧化镁。
17.如上所述的有机物降解装置，其中该远红外线材料更包含一保温材料，该保温材料为轻质多孔性无机质材料。
18.如上所述的有机物降解装置，其中该远红外线放射材料的粒径为14 μm以下，较佳地粒径分布介于 0.4 至 14 μm(微米)之间，其数目平均粒径为 3.83 μm，且 99% 数目的粉末粒径小于 11.85 μm，平均远红外线放射系数为0.98 以上。
19.为了达到上述的实施目的，又提出一种有机物降解方法，依序包含以下步骤：一提供有机物降解装置步骤：提供一如上所述的有机物降解装置及一起始加热装置，该起始加热装置设置于该侧壁或该炉床；一堆置有机物步骤：将一有机物堆置于该容置空间；一提供热源步骤：开启该起始加热装置并持续一预定时段；一关闭热源步骤：于开启该起始加热装置经过该预定时段之后，关闭该起始加热装置；一持续降解步骤：于关闭该起始加热装置之后，该侧壁的能量共振/反射/蓄能单元的该远红外线反射材料将来自该容置空间中该有机物的降解反应所产生的热能，反射回该容置空间以再度提供给该有机物进行降解反应所需
的热能；被反射回该容置空间的热能，以及来自该远红外线放射材料所放射的远红外线热能，共同提供热能给该容置空间的该有机物以持续进行降解反应；一降解完成步骤：观察该容置空间的状况，直到判定该有机物的降解反应已经完成或达到一预定的降解程度。
附图说明
20.图1：本发明有机物降解装置的整体架构立体示意图。
21.图2：本发明有机物降解装置的反应室剖面示意图。
22.图3：本发明有机物降解装置的侧壁结构示意图(一)。
23.图4：本发明有机物降解装置的侧壁结构示意图(二)。
24.图5：本发明有机物降解装置的侧壁结构示意图(三)。
25.图6：本发明有机物降解方法的步骤流程图。
26.图7：本发明有机物降解装置具有供气单元及负离子产生单元的整体架构立体示意图。
27.图8：本发明有机物降解装置设置负离子产生单元的结构示意图。
28.图9：本发明有机物降解装置的负离子产生单元具有线圈模组的结构示意图。
29.图号说明：1:有机物降解装置10:反应室11:炉床12:侧壁121:观察口122:能量共振/反射/蓄能单元1221:远红外线放射层1222:远红外线反射层1223:保温层123:支撑层13:顶盖131:投入口14:排放口20:供气单元21:风箱22:气管23:支管231:第一子管232:第二子管2321:出气口30:负离子产生单元31:电路模组32:导线模组
(氮化硅)所组成的群组中至少其中之一；该远红外线放射材料是金属氧化物，该远红外线放射材料是选自由mgo(氧化镁)、cao(氧化钙)、bao(氧化钡)、zro2(二氧化锆)、tio2(二氧化钛)、cr2o3(三氧化二铬)、mno2(二氧化锰)、fe2o3(氧化铁)及al2o3(氧化铝)所组成的群组中至少其中之一，或者该远红外线放射材料是金属材料，该远红外线放射材料是选自由ta(钽)、mo(钼)、w(钨)、fe(铁)、ni(镍)、pt(铂)、cu(铜)及au(金)所组成的群组中至少其中之一，该远红外线放射材料能够释放波长介于8微米至12微米之间的远红外线；该保温材料可以是轻质多孔性无机质材料，例如沸石。较佳地，该远红外线反射材料是sic、该远红外线放射材料是mgo及该保温材料是沸石。该远红外线反射材料将来自该容置空间s中有机物降解反应所产生的热能，反射回该容置空间s以再度提供给有机物进行降解反应所需的热能；被反射回该容置空间s的热能，以及来自该远红外线放射材料所放射的远红外线热能，共同提供热能给该容置空间s的有机物以持续进行降解反应，以形成前述所称的“能量共振”而达到均匀热效应及降解时间快的功效；该保温材料用以防止热能从该容置空间s散逸到外界环境，以使得整个有机物降解装置1可以因为前述所称的“能量共振”及该保温材料的隔热效应，于有机物降解反应过程中得以关闭该起始加热装置40，而达到低耗能的功效。
32.该远红外线放射材料的粒径为14 μm以下，较佳地粒径分布介于 0.4 至 14 μm之间，其数目平均粒径为 3.83 μm，且 99% 数目的粉末粒径小于 11.85 μm，平均远红外线放射系数为 0.98 以上。于制作该能量共振/反射/蓄能单元122时，是将该远红外线反射材料、该远红外线放射材料及该保温材料可以选择性地混合一黏着剂(例如无机黏着剂、无机陶瓷粉末)，然后进行烧结而成。或者如图5所示，该能量共振/反射/蓄能单元122由内而外是叠置该远红外线放射材料所构成的一远红外线放射层1221、该远红外线反射材料所构成的一远红外线反射层1222及该保温材料所构成的一保温层1223，该保温层1223叠置于该支撑层123的内侧。
33.请再度参阅图2，该起始加热装置40可以设置于该侧壁12或该炉床11，较佳地该起始加热装置40是设置于该侧壁12。该起始加热装置40可以是电热器、热风供给器、炭火，或者是其他热源，以于有机物降解反应的起始阶段，提供所需的热能。
34.请一并参阅图6，该有机物降解装置1是借由一种有机物降解方法进行有机物的降解。该有机物降解方法依序包含以下步骤。
35.一提供有机物降解装置步骤s1：提供前述的该有机物降解装置1。
36.一堆置有机物步骤s2：将有机物堆置于该容置空间s，例如有机物从该投入口131的上方经由该投入口131投入该容置空间s，接着再关闭该投入口131的门以确保外界的空气不会从该投入口131进入该容置空间s而破坏反应环境。
37.一提供热源步骤s3：开启该起始加热装置40，例如该起始加热装置40是采用电热器，该起始加热装置40能够提供一初始降解热能，例如该初始降解热能提供有机物的碳-氢键(键能约为100kcal/mol)断裂的活化能，又例如该初始降解热能提供无焰燃烧(也称为熏烧或低氧燃烧)反应的活化能。由于熏烧是放热反应，所以放热反应所释放的能量(热能)多于用来提供给熏烧反应的活化能的该初始降解热能，因此多出来的热能会朝向例如图5中的该侧壁12该能量共振/反射/蓄能单元122传递。开启该起始加热装置40可以持续一预定时段。
38.一关闭热源步骤s4：于开启该起始加热装置40经过该预定时段之后，关闭该起始
加热装置40。
39.一持续降解步骤s5：前述多出来的热能朝向例如图5中的该侧壁12该能量共振/反射/蓄能单元122传递，其中，多出来的热能经由该远红外线反射层1222反射之后，再结合该远红外线放射层1221所释放的热能，重新朝向该容置空间s中未降解的有机物传递，因此再度使得有机物持续进行降解反应。如此，每一回的降解反应都会有多出来的热能经由该远红外线反射层1222反射，以及结合该远红外线放射层1221所释放的热能，重新朝向该容置空间s中未降解的有机物传递，再度使得有机物持续进行降解反应。该保温层1223则可以减少或防止热能从该容置空间s散逸至外界，而且由于该远红外线反射层1222是设置于该远红外线放射层1221的外侧，因此更能确保该远红外线放射层1221所释放的热能被该远红外线反射层1222反射，而能够往内重新朝向该容置空间s中未降解的有机物传递。因此多回之后累积的热能可以达到持续的降解反应，也就是连锁反应，而不需要一直由该起始加热装置40供给后续的热能。换言之，如前所述，于关闭该起始加热装置40之后，利用该侧壁12的能量共振/反射/蓄能单元122，该远红外线反射材料将来自该容置空间s中有机物降解反应所产生的热能，反射回该容置空间s以再度提供给有机物进行降解反应所需的热能；被反射回该容置空间s的热能，以及来自该远红外线放射材料所放射的远红外线热能，共同提供热能给该容置空间s的有机物以持续进行降解反应，以形成前述所称的“能量共振”而达到均匀热效应及降解时间快的功效；该保温材料用以防止热能从该容置空间s散逸到外界环境，以使得整个该有机物降解装置1可以因为前述所称的“能量共振”及该保温材料的隔热效应，于有机物降解反应过程中得以关闭该起始加热装置40，而达到低耗能的功效。
40.一降解完成步骤s6：经由该观察口121观察该容置空间s的状况，直到判定有机物降解反应已经完成或达到一预定的降解程度。
41.另外，请一并参阅图7、图8及图9，该有机物降解装置1更可以包含一供气单元20及一负离子产生单元30，该供气单元20由一风箱21、复数根气管22与复数根支管23所组合而成，其中该风箱21于该反应室10的外部设置，且大致呈圆柱体的态样，且该风箱21沿该反应室10的高度方向轴向设置，该风箱21利用一风机(图未绘出)向该气管22与该支管23供应气体；此外，该供气单元20包括有多根环绕该反应室10且由上而下平行设置的气管22，其中该气管22分别连接至该风箱21，以接收来自该风箱21的气体；再者，该气管22借由12根该支管23连接该反应室10，也就是说，该支管23的二端部分别连接该气管22与该反应室10的该容置空间s，以使来自该风箱21的气体经由该气管22与该支管23后进入该容置空间s。该支管23由一呈铅直设置的第一子管231及一呈水平设置的第二子管232所组合而成，换言之该第一子管231与该第二子管232呈互相垂直设置，该第一子管231的二端部分别连接该气管22与该第二子管232，而该第二子管232的二端部分别连接该第一子管231与该反应室10的该容置空间s，且该第二子管232连接该反应室10的该容置空间s的一出气口2321呈斜口的态样。该负离子产生单元30设置于该支管23的一端部，例如：该负离子产生单元30设置于呈铅直设置的该第一子管231，或该负离子产生单元30设置于呈水平设置的该第二子管232；较佳地，该负离子产生单元30设置于呈水平设置的该第二子管232，以使得负离子直接进入该反应室10，有效避免该负离子产生单元30所产生的负离子受到阻力。其中该负离子产生单元30包括有一电路模组31，以及一连接该电路模组31的导线模组32，用以产生复数个电子的电路模组31由一电路板(未图示)、一触发电路(未图示)、一变压器(未图示)与一整流电
路(未图示)所组合而成，其中该触发电路、该变压器与该整流电路分别设置于该电路板上，并电性连接该电路板，其中该电路板电性连接一电源(未图示)，以将接收来自该电源的电力提供该触发电路、该变压器与该整流电路运作时所需的电能；该导线模组32远离该电路模组31的一端部延伸至该支管23的该第二子管232内并以尖端放电的形式产生负离子。该负离子产生单元30包括有一环设于该导线模组32外部的线圈模组33，且该线圈模组33的一部分形成一回圈部331并环设于该导线模组32的外部，例如：回圈部331环设于该导线模组32的前段，且该线圈模组33电性连接该电路模组31或该电源。
42.由上述的实施说明可知，本发明的有机物降解装置及有机物降解方法与现有技术相较之下，本发明具有以下优点：远红外线反射材料将来自该容置空间中有机物降解反应所产生的热能，反射回该容置空间以再度提供给有机物进行降解反应所需的热能；被反射回该容置空间的热能，以及来自该远红外线放射材料所放射的远红外线热能，共同提供热能给该容置空间的有机物以持续进行降解反应，以形成“能量共振”而达到均匀热效应及降解时间快的功效；该保温材料用以防止热能从该容置空间散逸到外界环境，以使得整个有机物降解装置可以因为前述所称的“能量共振”及该保温材料的隔热效应，于有机物降解反应过程中得以关闭该起始加热装置，而达到低耗能的功效。