[发明专利]低耗能脱附方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱附方法与装置，尤其涉及一种利用通电的方式使材料导 电而进行脱附的一种低耗能脱附方法与装置。

背景技术

常见的吸附材料有多孔性碳材、沸石、硅胶等等，可以吸附空气中的有机 挥发物(volatile organic compound，VOC)或水分，使用时常常是以多塔式构 造或是转轮构造来实现连续的操作。例如某一塔进行吸附时，另一塔就进行脱 附再生，待吸附与脱附再生达到饱和时，就交换流道。如果以转轮式的构造， 则会在转轮的面积上区分出脱附再生与吸附的不同区域，通过转轮的转动，让 材料交替地通过吸附与脱附再生区域，达到连续运转的目的。

再生脱附的方法不外乎通过温度极高的热风，通过热风加热吸附材料与被 吸附的分子，让分子的热运动足以破坏吸附材料与被吸附分子间的键结力或吸 引力，而达到脱附的目的。此种脱附方法必须要先加热空气，再通过空气与吸 附材料间的热传来脱附，由空气加热器至吸附材料之间容易有热损失，再加上 加热器本身的加热效率问题，因此，脱附所需的能源损耗极大。此外在一些要 求轻薄短小的产品中，往往缺乏空间来安装足够面积的加热器，因为热交换面 积不足，因此加热空气时加热器本身的表面温度极高，也造成额外的辐射热损 失。

例如，图1为使用除湿转轮的家用滴水式除湿机能源消耗分析，加热器的 表面温度极高，因此大部分的加热器消耗的电能，是以辐射的方式散出。在图 一中的家用式除湿机的耗能分析中，滴水量约为6.6 liter/day(20C，60％RH)， 加热器耗电量约600瓦特，其中有479瓦特为辐射热，仅有121瓦特使用于加 热空气。

现有技术转轮式吸附除湿机，都是以电热器加热再生侧气流，提高再生空 气温度，该技术的加热脱附机制主要分为两部份：(一)气流热交换汽化：以 加热循环气流产生温度梯度，以热交换所产生的热量汽化除湿体内除湿结构中 的水份。由于需以高温空气才能进行水汽脱附，因此需要极高的耗能量才可达 到烘干除湿的目标。(二)辐射热汽化：加热器中电热丝通过电流后产生高温， 此一热量以辐射热的形式，使除湿体内的结构中的水分子可以直接吸收辐射热 汽化脱附。由于辐射热量与表面温度成四次方正比，电热器表面都高于400℃ 以上，辐射热量极高，因此所产生的水汽脱附效应远较前述(一)中的气流热交 换汽化脱附更为重要。

由上述两项汽化机制分析，现有技术的加热式再生脱附方式，不论是加热 循环气流造成间接汽化脱附，或是辐射热被水分子吸收的同时，大部分辐射热 量也被除湿体所吸收，因此，造成无可避免的耗能来源。另外，辐射热量所造 成吸湿结构体表面温度上升，也不利于水分子的吸附，大幅降低除湿能力。因 此加热式再生脱附法，是造成转轮式除湿装置耗能偏高，除湿效率降低的主因。

为了克服上述的问题，如图2所示，其为日本公开专利特开2001-179037 揭露了一种利用等离子的方式来取代现有技术以加热脱附除湿体水分的方式 示意图。在该技术中，利用设置于除湿单元10两侧的电极11与12产生等离 子使除湿单元10所吸附的水分脱离。不过在该技术中，电极11与12并未直 接与除湿单元10接触，为利用尖端放电产生等离子的方式来脱附除湿单元10。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种低耗能脱附方法，其通过对吸附材 料直接通电使电流通过该吸附材料，以脱附被该吸附材料所吸附的物质，以降 低脱附所需要的能源，并且可以提升脱附效率。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种低耗能脱附装置，其是在吸 附材料两侧设置有电极，通过对该电极通电使得电流得以通过该吸附材料，进 而脱附被该吸附材料所吸附的物质。另外，更可以于对应电极的区域设置导引 气流的通道，使得气流得以通过通电的吸附材料，以增加脱附的速度。

在一实施例中，本发明提供一种低耗能脱附方法，包括有下列步骤：提供 用一吸附材料；于该吸附材料的两侧接上导电电极；以及施加电压于该两侧的 导电电极使该吸附材料导通电流进而脱附。

在另一实施例中，本发明更提供一种低耗能脱附装置，包括有下列步骤： 一吸附材料，其提供吸附至少一物质；一对电极结构，其与该吸附材料的两侧 相偶接；以及一电压源，其与该对电极相偶接，该电压源提供一电压于该对电 极结构使该吸附材料导通电流进而脱附。