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排放量規模及最佳 可行控制技術介紹 國立成功大學 環境工程學系 吳義林副教授

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  • 排放量規模及最佳可行控制技術介紹

    國立成功大學 環境工程學系

    吳義林副教授

  • 2

    簡報 內 容

    一、法源依據

    二、排放量規模

    三、最佳可行控制技術

    四、各類空氣污染物控制技術說明

  • 3

    一、前言

    新設/變更固定源

    三級防制區

    二級防制區

    排放量達一定規模

    符合容許增量限值

    模式模擬

    採行最佳可行控制技術

    法 源 依 據 : 空 污 法 第 六 條

    91年10月30日公告

    92年01月01日實施

  • 4

    一、前言

    提報最佳可行技術,模擬結果及其相關文件及資料檔申請審核

    超過容許增量限值

    採更佳防制技術或其他減量方式降低排放

    三級防制區新設或變更固定源排放量達一定規模者

    依模式模擬規範模擬

    主管機關審核結果

    據此核定許可條件(如操作限制,濃度或削減率限值及年許可排放量等)

    主管機關模擬仍超過容許增量限值

    文件不完整要求補件

    採最佳可行控制技術

    倘工業區之各類空氣污染物總量已依空污法模式

    模擬規範,模擬驗證符合容許增量限值,則不須再

    進行模擬,但須符合工業區總量管制規則

  • 5

    針對新(增)設固定污染源之規模定義(第一項(一)):

    硫氧化物達六十公噸以上者。

    氮氧化物達四十公噸以上者。

    揮發性有機物達三十公噸以上者

    粒狀污染物達十五公噸以上者

    既存固定污染源之規模定義(第一項(二))因設備之更換或擴增、

    製程、原(物)料、燃料或產品之改變,致下列任一空氣污染

    物年排放量規模變更如下:

    1、硫氧化物增加達六十公噸以上者。

    2、氮氧化物增加達四十公噸以上者。

    3、揮發性有機物增加達三十公噸以上者。

    4、粒狀污染物增加達十五公噸以上者。

    二、排放量規模

  • 6

    配合空污法定義(空污法第六條:新設或變更之固定污染源

    污染物排放量達一定規模者)及許可制度作業原則,排放量

    以製程為計算單元

    製程排放總量包括管道排放及逸散源排放

    依處理後排放量規模為判釋基準

    配合許可精神,以最大排放量(PTE)為基準

    維持既有排放量計算單位公噸/年之原則

    排 放 量 計 算 原 則

    二、排放量規模

  • 7

    三、固定污染源最佳可行控制技術

    91.10.30公告, 92.01.01實施

    屬列表之公私場所固定污染源得優先採用附表所列

    BACT

    -公告41種製程/單元之BACT

    -公告非屬前述41種製程之燃燒設備及燃燒以外污染

    源之BACT

    污染物

    -粒狀物、硫氧化物、氮氧化物、揮發性有機物

  • 8

    排放管制彈性

    排放要求非單一性,業者僅需符合排放濃度或削減等其一標準,但

    選擇削減率者有前端排放濃度之限制

    工廠必須提供符合排放要求之驗證資料,倘若工廠能同時提出不同

    排放要求下之具體佐證資料,則依實際管制需求,選擇其中一種管

    制限值加以核定。

    附表技術

    附表所列技術為一般常見可行之技術

    SOx之技術主要為排煙脫硫、洗滌、低硫份燃料

    NOx之技術主要為SCR、SNCR、LNB

    VOC之技術主要為熱焚化技術(焚化爐)、活性碳吸附

    TSP之技術主要為靜電集塵器、濾袋集塵器

    三、固定污染源最佳可行控制技術

  • 9

    檢附文件

    採行附表技術者 依照一般設置/操作許可辦理,不需額外檢附文件

    在排放限值要求依照附表

    非採行附表技術者 依許可辦法第八條規定,額外檢附文件如下:

    1. 採用低污染性原(物)料、燃料、低污染製程或其他減量措施說明;或空氣污染控制技術之空氣污染物去除原理說明資料

    2. 前款減量措施或控制技術之相關操作參數、紀錄方式及頻率

    3. 空氣污染物質能平衡或其他計算說明資料

    4. 其他經主管機關指定之資料。

    排放限值要求依照附表

    三、固定污染源最佳可行控制技術

  • 10

    條件說明 污染物 最佳可行控制技術 備註

    硫氧化物

    1.可行控制技術:洗滌塔+化學吸收法。

    2.所採行技術應符合排放濃度小於或等於 100ppm 或

    排放削減率大於或等於 55%規定。

    1.排放濃度計算以排氣中氧氣百分率

    10%為參考基準。

    2.控制或處理前之污染濃度達 500ppm以上者僅適用排放濃度規定。

    氮氧化物

    1.可行控制技術:低氮氧化物燃燒器。

    2.所採行技術應符合排放濃度小於或等於 150ppm 或

    排放削減率大於或等於 40%規定。

    1.排放濃度計算以排氣中氧氣百分率

    10%為參考基準。

    2.控制或處理前之污染濃度達 460ppm以上者僅適用排放濃度規定。

    粒狀污染物

    1.可行控制技術:濾袋集塵器。

    2.所採行技術應符合排放濃度小於或等於 40

    mg/Nm3規定。

    排放濃度計算以排氣中氧氣百分率 10

    %為參考基準。

    焚化爐總設計處

    理量或總實際處

    理量在 400 公斤/小時以上者

    揮發性有機物 - -

    例一 : 事業廢棄物焚化程序

    三、固定污染源最佳可行控制技術

  • 11

    條件說明 污染物 最佳可行控制技術 備註

    硫氧化物

    1.得引用表中其他製程污染源之控制技術。

    2.所採行技術應使空氣污染物符合下列規定之一:

    (1)使用氣體燃料者,排放濃度小於或等於80ppm。

    (2)使用液體或固體燃料者,排放濃度小於或等於240ppm。

    其他事項適用「固定污染源空氣

    污染物排放標準」規定。

    氮氧化物

    1.得引用表中其他製程污染源之控制技術。

    2.所採行技術應使空氣污染物符合下列規定之一:

    (1)使用氣體燃料者,排放濃度小於或等於 120ppm。

    (2)使用液體燃料者,排放濃度小於或等於200ppm。

    (3)使用固體燃料者,排放濃度小於或等於280ppm。

    其他事項適用「固定污染源空氣

    污染物排放標準」規定。

    粒狀污染物

    1.得引用表中其他製程污染源之控制技術。

    2.所採行技術應使空氣污染物符合固定污染源空氣污染物排放

    標準附表之粒狀污染物(重量濃度)標準(2)規定。

    其他事項適用「固定污染源空氣

    污染物排放標準」規定。

    燃燒設備

    揮發性有機物 - -

    例二 :非屬列表製程之燃燒設備

    三、固定污染源最佳可行控制技術

  • 12

    電力業

    鍋爐蒸汽量八○噸/小時或輸入熱質六十一‧五百萬千卡/小時以上之發電程序之硫氧化物排放濃度為三○(50)ppm或排放削減率大於或等於九十八(90)%;氮氧化物增列選擇性無觸媒還原技術及選擇性觸媒還原技術為可行控制技術,並修正排放濃度為三○(50)ppm或排放削減率大於或等於九○(90)%。

  • 13

    玻璃製造程序

    新增排煙脫硫技術為硫氧化物可行控制技術並刪除燃料含硫份規定,同時修正排放濃度為一○○(150)ppm或排放削減率大於或等於六十五(50)%;另新增純氧燃燒及選擇性觸媒還原技術為氮氧化物可行控制技術並刪除分段燃燒技術,並修正氮氧化物排放濃度規定,以空氣助燃排放濃度為二五○(300)ppm或排放削減率大於或等於五○(30)%,以純氧助燃排放量為一‧八五kg/Gcal

  • 14

    鋼鐵初級熔煉程序

    鐵初級燒結程序之硫氧化物排放濃度為五○(100)ppm或排放削減率大於或等於九十五(90)%;氮氧化物排放濃度為六十五ppm(100)或排放削減率大於或等於八十五(80)%;粒狀物排放濃度為二○mg/Nm3。

  • 15

    廢棄物焚化程序

    排氣中氧氣百分率一一(10)%為參考基準;

    焚化爐總設計或實際處理量一○噸以上者,硫氧化物排放標準為一○(40)ppm或排放削減率大於或等於九十八(90)%,氮氧化物排放標準為八十五(120)ppm或排放削減率大於或等於八十五(80)%;焚化爐總設計或實際處理量二噸以上未達一○噸者,硫氧化物排放標準為二○(50)ppm或排放削減率大於或等於八○(55)%,氮氧化物排放標準為九○(150)ppm或排放削減率大於或等於六十五(40)%。

  • 16

    膠帶製造業

    增列採用水性膠帶製程及熱焚化技術為最佳可行控制技術,

    揮發性有機物排放濃度標準為九○(100)ppm或排放削減率大於或等於九○(85)%。

  • 17

    聚氨基甲酸酯合成皮製造程序

    增列水性PU合成皮製程、洗滌及熱焚化技術、流體化活性碳吸附為最佳可行控制技術,

    揮發性有機物排放濃度標準為六十五(150)ppm或排放削減率大於或等於九十八(95)%。

  • 18

    光電材料及元件製造程序

    增列沸石濃縮轉輪及蓄熱式焚化為最佳可行控制技術,

    揮發性有機空氣污染物排放量應小於○‧三公斤/小時或排放削減率大於或等於九十二%。

  • 19

    石化業廢氣燃燒塔係屬製程廢氣緊急排放,並非屬於空氣污染防制設備,刪除該項最佳可行控制技術。

    新增各行業逸散性粒狀污染物堆置量大於或等於二五○、○○○噸/年者,應採密閉式儲倉為最佳可行之控制技術。其輸送設備應設置於封閉式建築物內操作或採用密閉式輸送設備。

  • 20

    減少SO2的產生

    燃料脫硫

    改用低硫份燃料

    SO2產生後的減量--排煙脫硫技術

    濕式洗滌法 (市場佔有率超過85%以上)

    半乾式洗滌法

    乾式吸收法

    硫氧化物控制技術

    四、各類空氣污染物控制技術說明

  • 21

    鍋爐排放液

    氧化煙氣冷卻 吸收除硫

    去除霧滴 煙囪排放

    副產物

    處理

    反應槽 吸收劑

    儲槽

    pH控制

    液氣比

    曝氣

    排放廢氣

    溼式除硫主要步驟流程方塊圖

    硫氧化物控制技術控制技術

  • 22

    常用除硫程序主要反應原理

    石灰石除硫/強制氧化法

    CaCO3 + SO2 + 2H2O+ 1/2O2 → CaSO4‧2H2O+ CO2

    溼式氫氧化鎂法

    Mg(OH)2 + SO2 → MgSO3 + H2O

    MgSO3 + 1/2O2 → MgSO4

    液鹼除硫法

    Na2CO3 + SO2 → Na2SO3 +CO2 2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O

    硫氧化物控制技術控制技術

  • 23

    影響去除因素: 脫硫系統選擇-鈉基、鎂基或鈣基。

    吸收塔型式: 噴淋式(Spray Type):噴淋層數及噴嘴佈置

    篩板塔(Sieve Tray):篩板開孔率(Open Ratio)及層數

    填充塔(Packed Tower):填充材料與填充高度

    循環吸收液量與煙氣量之比 (L/G Ratio) L/G Ratio的改變,直接影響 SO2吸收率。

    循環液量以公升,煙氣量以立方米表示,即(L/m3)

    不同吸收塔設計,L/G Ratio亦不同,噴淋塔 L/G約8~12,篩板塔 L/G約 2~6,填充塔 L/G約 2~6

    硫氧化物控制技術控制技術

  • 24

    影響去除因素:

    吸收劑品質與顆粒大小:

    氧化鎂(MgO)

    使用輕燒氧化鎂

    MgO純度須在 90%以上,而顆粒大小要求,最少需

    90% 通過 200mesh。

    氧化鎂經由水解或稱消化反應(Slaking)成氫氧化鎂,轉

    化率需達 90%以上。

    石灰石(CaCO3)

    CaO 53.5% 以上,不溶物在 1.0%以下;而顆粒大小要

    求,最少需 90% 通過 325mesh。

    硫氧化物控制技術控制技術

  • 25

    影響去除因素:

    吸收液 pH值之控制:

    吸收劑為鹼性,易溶解於酸性溶液,始能吸收SO2

    成亞硫酸鹽。

    理想之吸收液 pH值,視不同吸收劑而定:

    石灰石因其較不易解離,為 5.0~6.0。

    氫氧化鎂,較石灰石易解離,為6.0~7.0。

    氫氧化鈉及碳酸鈉,易解離,亦為6.0~7.0。

    循環吸收液量與煙氣量之比 (L/G Ratio)

    SO2濃度

    硫氧化物控制技術控制技術

  • 26

    程序種類 除硫效率 吸收劑 空間需求 投資費用 操作費用

    石灰石 >90% CaCO3/CaO 100% 100% 低

    氫氧化鎂 >90% Mg(OH)2 80~100% 50~90% 較高

    海水/石灰 >90% 海水, CaO 50~70% 80~100% 低

    Wellman-Load >90% NaOH 150~170% 110~120% 高

    雙鹼除硫 >90%CaO, Na2CO3,

    NaOH等100~120% 100~110% 較高

    氧化鎂 >90% MgO 120~170% 110~120% 高

    噴霧乾燥 >90% Na2CO3, CaO 80~100% 65~90% 低

    乾式注入法 >50% Na2CO3, CaO 20~30% 20~50% 較高

    活性碳 >80%Activated

    Carbon130~150% 100~120% 高

    硫氧化物控制技術控制技術

  • 27

    燃燒改善

    少量過剩空氣(Excess Air Combustion)

    二段式燃燒(Two Stage Combustion)

    排氣循環(FGR)

    燃燒器設計之改良(Low NOx Burner)

    控制設備

    選擇性非觸媒還原設備(SNCR)

    選擇性觸媒還原設備(SCR)

    氮氧化物控制技術控制技術

  • 28

    二段式燃燒(Two Stage Combustion)

    主要為降低高峰火焰溫度

    僅供應95%空氣在一次燃燒室,另供應一部份至第二

    燃燒室,以求完全燃燒。

    排氣循環(FGR)

    回送部份之排氣回至燃燒室,回流氣中氧氣已不充

    分,可使尖峰溫度降低,減少NOx排放

    鍋爐於增加燃燒量時,可採此法

    燃燒器設計之改良(Low NOx Burner)

    將燃燒器採為切線式燃燒

    氮氧化物控制技術控制技術

  • 29

    選擇無觸媒還原法SNCR 原理:採NH3直接噴入廢氣中與NOx反應,使NOx轉化成N2

    反應式 NH2 + NO -> N2 + H + OH

    NH2 + NO -> N2 + H2O

    H + O2 -> OH + NH2 O + NH3 -> OH + NH2 OH + NH3 -> H2O + NH2 H + NH3 -> H2 + NH2

    氮氧化物控制技術控制技術

  • 30

    SNCR影響去除因素(I/II)

    反應溫度:900~955 ℃為佳,過高達1100

    ℃NH3會氧化,增加NOx排放,低於900

    ℃,則NH3與NOx不會反應,會增加NH3排放。

    NH3噴射量:NH3/NO莫耳數﹦1-2為佳

    氫氣及其他添加劑:加H2可增加系統操作

    彈性,其他添加劑如 50%H2+50%甲烷,

    但會產生氰化物

    氮氧化物控制技術控制技術

  • 31

    SNCR影響去除因素(II/II)

    NH3之洩漏量與混合技術:混合不均,會

    反應不完全,若洩漏可能會與SO3反應,

    形成硫酸銨,於147-450 ℃時因黏度高,

    易附著於其他金屬表面造成腐蝕。

    滯留時間:反應溫度950 ℃,滯留時間在

    0.4秒內NOx降低快速,超過0.4秒則不再

    降低

    氮氧化物控制技術控制技術

  • 32

    選擇觸媒還原法SCR

    原理 加入NH3,並使用觸媒

    加速NOx轉化成N2及H2O

    使用觸媒包括陶瓷(TiO2,V2O5)、鐵鉻氧化物、矽、鋁及鹼金屬類活性碳

    反應式 4NH3 + 4NO +O2 ->

    4N2+ 6H20

    4NH3 + 2NO2 +O2 -> 3N2+ 6H20

    氮氧化物控制技術控制技術

  • 33

    SCR影響去除因素

    反應溫度:343~399oC為佳,過高會使觸媒發生相變

    化,減少觸媒通氣體積及接觸表面積,使觸媒功能降

    低或損壞;低於343oC ,則NH3與SO3會使觸媒失效,

    不會反應,會增加NH3排放。

    NH3噴射量:為NOx減少量與NOx初始濃度及NH3洩

    漏量函數,為避免硫酸銨腐蝕效應,通常多加裝空氣

    預熱器。

    觸媒之活性與壽命

    滯留時間

    氮氧化物控制技術控制技術

  • 34

    控制技術 原理去除率

    (%)二次污染 備註

    階段燃燒法•減少供氧量

    •降低峰焰溫度30-50 無

    •舊廠之鍋爐改裝不易

    •影響鍋爐之效率

    排氣循環法 同上 30-50 無 需裝設風車和煙道

    濃淡燃燒法 同上 20 無 管理上相當復雜

    水或蒸氣注入法

    降低火焰之溫度

  • 35

    控制技術 原理去除率

    (%)二次污染 備註

    低NOx燃燒器

    •減少供氧量

    •降低峰焰溫度40-60 無 舊鍋爐改裝不易

    選擇無觸媒還原法(SNCR)

    在930-1030℃ 60廢棄物

    CO

    對含硫份高之燃料之適用

    選擇觸媒還原法(SCR)

    同上

    溫度在250-400℃

    90觸媒老化廢棄

    不適於處理含硫份高之燃料所產生之煙氣

    氮氧化物控制技術(2/3)控制技術

  • 36

    控制技術 原理去除率

    (%)二次污染 備註

    濕式同時脫硝、脫硫法

    吸收/還原 30-35廢水和固體廢棄物

    •流程復雜

    •應用受限制

    •同時去除NOx及SOx

    氧化/吸收/還原

    90廢水和固體廢棄物

    •流程復雜

    •應用受限制

    •同時去除NOx及SOx

    電子光束法 >80 固體廢棄物適合與乾式FGD系統並用

    氮氧化物控制技術(3/3)

  • 37

    旋風集塵噐(Cyclone)

    濕式洗塵器(Scrubbers)

    噴水式洗塵器(Spray-Chamber Scrubbers)

    旋風式洗塵器(Cyclone Spray Chambers)

    開孔及濕式衝擊濕式洗塵器 (Wet Scrubber)

    文氏洗塵器(Venturi Scrubber)

    靜電集塵噐(ESP)

    濾袋集塵噐(Bag Filter)

    粒狀污染物防制設備控制技術 粒狀污染物防制設備

  • 38

    • 利用螺旋氣流離心力及塵粒慣性,收集粒狀污染物

    • 傳統式旋風塵器對粒徑大於20μm以上之塵粒處理效率約在85% ,高效率旋風集塵器則可達90%以上

    • 適合做為操作較為昂貴之最後處理設備(如:袋式集塵器、靜電集塵器)之前處理裝置

    操作參數

    旋風集塵器(Cyclone)粒狀污染物防制設備控制技術

  • 39

    旋風集塵器(Cyclone)粒狀污染物防制設備控制技術

  • 40

    操作因素:•噴水口水壓•水珠半徑•操作的溫度、壓力及煙氣組成•廢氣流量設計因素:•壓損•用水量範圍•接觸電力•其它周邊設備

    操作參數

    濕式洗塵器(Scrubbers)粒狀污染物防制設備控制技術

  • 41

    濕式洗塵器 文式洗塵器

    粒狀污染物防制設備控制技術

  • 42

    設計參數

    噴水式洗塵器(Spray-Chamber Scrubbers)

    • 用水量:10 ~ 20 gal/100ft3

    • 噴水口水壓:35 ~ 50 psi

    • 粒狀物削減率:> 90% (大於8um微粒)

    • 氣體流速:3 ~ 6ft/s

    • 壓損:1 ~ 4英吋水柱高

    粒狀污染物防制設備控制技術

  • 43

    開孔洗塵器設計參數

    開孔及濕式衝擊洗塵器(Wet Scrubber)

    • 用水量:0.5 gal/100ft3

    • 粒狀物削減率:> 90% (大於2um微粒)

    • 壓損:8 ~ 12英吋水柱高

    • 所耗電力:2 ~ 4 hp/100cfm

    濕式衝擊洗塵器設計參數

    • 用水量:2 ~ 3 gal/100ft3

    • 粒狀物削減率:> 97% (大於5um微粒)

    • 所耗電力:2 ~ 5 hp/100cfm

    粒狀污染物防制設備控制技術

  • 44

    設計參數

    旋風式洗塵器(Cyclone Spray Chambers)

    • 用水量:10 ~ 20 gal/100ft3

    • 粒狀物削減率:> 95% (大於5um微粒)

    • 氣體流速:150 ~ 250ft/s

    • 壓損:4 ~ 8英吋水柱高

    • 所耗電力:1 ~ 3.5 hp/100cfm

    粒狀污染物防制設備控制技術

  • 45

    設計參數

    文式洗塵器(Venturi Scrubber)

    • 用水量:3 ~ 10 gal/100ft3

    • 粒狀物削減率:> 98% (大於0.5um微粒)

    • 氣體流速:150 ~ 500ft/s

    • 所耗電力:3 ~ 12 hp/100cfm

    粒狀污染物防制設備控制技術

  • 46

    • 利用電力使氣流中的塵粒帶電,然後再依「異性電相吸」的原理將微粒子捕集• 收集機制:

    第一步驟→氣體離子化第二步驟→使氣流中之粒子帶電

    • 收集之粒徑可小至0.1微米• 效率在90%以上,某些情形下效率可高達99.9%

    設計原理

    靜電集塵器(ESP)粒狀污染物防制設備控制技術

  • 47

    靜電集塵器(ESP)粒狀污染物防制設備控制技術

  • 48

    靜電集塵器(ESP)粒狀污染物防制設備控制技術

  • 49

    操作因素:•塵粒粒徑分佈•塵粒的電阻率•操作的溫度、壓力及煙氣組成•火花放電頻率設計因素:•極板與極線的設計•集塵板面積與煙氣流量的比例•供電設備•其它周邊設備

    操作參數

    靜電集塵器(ESP)粒狀污染物防制設備控制技術

  • 50

    設計參數

    • 粉塵比電阻係數:107~1010歐姆‧公分

    • 收集比面積:11~45m2/(1000立方米/小時)

    • 粒狀物削減率:> 99.5%

    • 入口溫度:200。C ~ 250。C

    • 縱橫比:0.5 ~ 2

    • 氣體流速:0.6~2.4

    • 電力分隔區:>7

    靜電集塵器(ESP)粒狀污染物防制設備控制技術

  • 51

    設計參數

    • 收集電極距離:20 ~ 30cm

    • 電暈電力:59 ~ 295 瓦特/100立方米小時

    • 電暈電流/收集面積:107 ~ 860微安培/平方米

    • 收集面積:465 ~ 7430平方米/T-R組

    最佳值932 ~ 2790平方米/T-R組

    • 飄移速度:3 ~ 15 cm/sec

    靜電集塵器(ESP)粒狀污染物防制設備控制技術

  • 52

    • 利用濾袋作為塵粒依附體,對小粒徑塵粒產生高效率過濾作用• 依材質不同可區分:

    「高溫型袋式集塵器」(T>120ºC) 「中溫型袋式集塵器」(80ºC<T<120ºF)「低溫型袋式集塵器」(T<80ºC)

    • 處理之煙塵粒徑約在20~0.1μm • 操作良好者其對次微米至幾百微米之塵粒攔阻效果可達99%以上

    設計原理

    濾袋集塵器(Bag Filter)粒狀污染物防制設備控制技術

  • 53

    濾袋集塵器(Bag Filter)粒狀污染物防制設備控制技術

  • 54

    濾袋集塵器(Bag Filter)粒狀污染物防制設備控制技術

  • 55

    操作因素:•過濾器規格•濾袋清灰方式•操作溫度、壓降及煙氣組成•氣布比設計因素:•濾袋形狀•粉塵振落方式•過濾方向•煙道氣抽引方式

    操作參數

    濾袋集塵器(Bag Filter)粒狀污染物防制設備控制技術

  • 56

    操作參數

    • 氣布比(A/C):

    •反洗空氣式 0.5~ 1.5 cm/sec

    •震盪式 1.0~3.0 cm/sec

    •脈衝噴氣式 1.0~7.5 cm/sec

    • 壓力降:< 15.0公分水柱

    • 粒狀物削減率:> 99%

    • 入口溫度:袋子能承受之最高或最低值之間

    濾袋集塵器(Bag Filter)粒狀污染物防制設備控制技術

  • 57

    可收集最小粒徑

    收集效率 適用時機

    重力塵降室 50 m < 50%用於前處理去除粒徑大粉塵以減輕後段設備負荷

    旋風集塵噐 5~25 m 50~90% 粉塵顆粒粗大﹔粉塵濃度高﹔不需很高效率

    噴水洗塵器 > 8 m 5 m 2 m 5 m 0.5 m 99%需很高的去除效率﹔需乾燥地收集有價物質﹔氣

    體溫度恆高於露點溫度﹔氣體體積流量不大

    靜電集塵噐 < 1 m 95~95%需很高的去除小顆粒粉塵﹔氣體體積流率很大﹔

    需回收有價物質

    各種粒狀物防制設備之比較控制技術 粒狀污染物防制設備

  • 58

    燃燒式控制技術:

    破壞排氣中之揮發性有機物成份

    控制技術:熱焚化法、觸媒焚化法、廢氣燃燒塔

    對大部份氣態有機污染物之去除效率甚高,因此應用較多

    非燃燒式控制技術:

    主要是以回收揮發性有機物以達成污染控制目的

    控制技術:吸附法、吸收法及冷凝法

    揮發性有機物控制技術

  • 59周明顯(2007)”臭味及揮發性有機物控制,” 9-5頁

  • 60

    熱焚化技術

    利用燃燒造成高溫直接破壞排放廢氣之有機成份。

    不同化合物之氧化溫度差異很大;故成份之燃燒溫度設定極為重要。

    熱焚化效率亦受滯留時間、氣體混合狀況之影響 。

    揮發性有機物控制技術

  • 61

    熱焚化系統應符合下列要件:

    足夠大之燃燒室,使氧化反應完成;

    充足紊流條件使熱焚化產物、被熱焚化物質與空氣有良好混合

    足夠高之操作溫度以發生完全氧化反應

    在熱焚化爐中,進流廢氣和燃燒空氣在預混室內充份混合(預熱),然後入燃燒室。大部份廢氣在700°C至1000°C爐溫及O.5至1.O秒滯留時間之條件下,voc去除率可達98%以上。

    揮發性有機物控制技術

    3 T: Temperature, (Residence) Time,

    Turbulence (Mixing)

  • 62

    Compound

    Acrylonitrile

    Benzene

    Chlorobenzene

    Ethane

    Methane

    Methyl Ethyl

    Ketone

    Methyl Chloride

    Toluene

    Auto-ignition

    Temperature(F)

    800

    1,044

    1,180

    959

    999

    960

    1,170

    997

    882

    T99.99 at 1 sec

    residence time

    1,020

    1,351

    1,408

    1,368

    1,545

    1,290

    1,597

    1,340

    1,371

    T99.99 at 2 sec

    residence time

    975

    1,322

    1,372

    1,328

    1,486

    1,247

    1,514

    1,295

    1,332

  • 63

    Types of Thermal Oxidizer

    Thermal recuperative oxidizer (RCO, TO)

    Catalytic oxidizer (CO)

    Regenerative thermal oxidizer (RTO)

    Direct fired thermal oxidizer(process heater, boiler)

  • 64

    • 高流率:1.8m3/sec

    • 停留時間:> 0.12 sec

    • VOCs削減率:> 95%

    • 入口溫度:200。C ~ 250。C

    • 觸媒溫度:350~450℃

    • 壓力降:60mm Aq

    • 相關參數(溫度、停留時間)與效率關係之文件

    觸媒燃燒操作條件參數

    揮發性有機物防制設備

    控制技術

  • 65

    Regenerative Thermal Oxidizer

    Regenerative Thermal Oxidizer is very versatile and extremely energy efficiency

    can reach 95%. This is achieved through the storage of heat by dense ceramic

    stoneware. Regenerative Thermal Oxidizers are ideal in low VOC concentrations

    and during long continuous operations. There are currently Regenerative

    Thermal Oxidizers on the market with the capabitlity of 99+% Volatile Organic

    Compound (VOC) destruction efficiencies. The ceramic heat exchanger(s) can

    be designed for thermal efficiencies as high as 97+%.

    http://www.thecmmgroup.com/img/ThermalOxidizers5large.jpg

  • 66

    提高溫度

    乾淨空氣A

    PR

    濃縮後廢氣

    製程廢氣入口

    焚化設備

    熱交換器

    排放口

    乾淨空氣

    A : 吸附區;R : 再生區;P:冷卻區

    沸石濃縮轉輪-VOCs

    揮發性有機物防制設備

    控制技術

  • 67

    • 流率:>250CMM

    • 低VOCs濃度:95%

    • 入口溫度:

  • 68

    Direct fired thermal oxidizer(process heater, boiler)

    A direct-fired oxidizer is the simplest technology of thermal

    oxidation. A process stream is introduced into a firing box

    through or near the burner and enough residence time is

    provided to get the desired destruction removal efficiency

    (DRE) of the VOCs.

  • 69

  • 70

    鍋爐之NMHC去除效率

    廢氣濃度(ppmC) 去除效率(%) 廢氣成份

    A廠 623 98.7 丙烯、丙烷、醋酸乙烯

    B廠 245000 99.0 聚乙烯

    C廠 1320 98.8 甲醛

    8 to 16 ppmC of NMHC from

    oil-fueled boiler

  • 71

    提高溫度

    乾淨空氣A

    PR

    濃縮後廢氣

    製程廢氣入口

    焚化設備

    熱交換器

    排放口

    乾淨空氣

    A : 吸附區;R : 再生區;P:冷卻區

    沸石濃縮轉輪

    VOCs Concentrator

    http://www.thecmmgroup.com/img/RotaryConcentratorSystems4L.jpg

  • 72

    活性碳(流體化床)濃縮冷凝

    揮發性有機物防制設備

    控制技術

  • 73

    • VOC s 沸點: 20。C ~ 175。C

    • VOC s 分子量(lb/lb-mol): 50 ~ 200

    • VOCs濃度:500PPM(V) ~ 5,000PPM(V)

    • 碳床深度:18 ~ 48 in

    • 壓力降:6 inch /ft 吸附床

    • 吸附溫度:

  • 74

    •吸附周期

    •活性碳(吸附劑)特徵參數

    •材質

    •比表面積:50~1500m2/g

    •比吸附量

    •孔隙率

    活性碳(流體化床)濃縮冷凝操作參數(續)

    揮發性有機物防制設備

    控制技術

  • 75

    活性碳吸附效率與影響因子關係圖

    Air Pollution Control - A Design Approach(by C.David Cooper , F.C.Alley)

    揮發性有機物防制設備

    控制技術

  • 76

    廢氣

    補充水

    增濕系統

    補充水

    營養劑添加

    濾床

    灑水系統

    排氣

    生物濾床-VOCs

    揮發性有機物防制設備

    控制技術

  • 77

    • VOC 成份: 不含硫、氮或鹵素化合物

    • VOC濃度

    • 濾料厚度:

  • 78

    處理方法

    項目活性碳吸附法 直接燃燒法 觸煤燃燒法

    ( 1)設備費 低 中 高

    ( 2)處理成本 中 高

    ( 3)安全性 最安全 安全對策必要 比直接燃燒法安全

    ( 4)操作的難易 容易 稍為複雜 稍為複雜

    ( 5)處理溫度(℃) 40 以下 700 300

    ( 6)排氣量的製限 小容量 小~中容量 小~大容量

    ( 7)處理氣體濃度 爆炸下限的 1/2 以下 爆炸下限的 1/3~1/4

    以下

    爆炸下限的 1/3~1/4

    以下

    ( 8)停留時間(秒) 1~2 0.3~0.5 0.1~0.3

    ( 9 )空間速度( h1) 30cm/sec 7,500~12,000 15,000~25,000

    ( 10)氣體的前處理 視情形需要 不要 視情形需要

    ( 11)再生處理 必要 不要 不要

    揮發性有機物防制設備之比較

    控制技術

  • 79

    VOCs成分技術名稱

    醚醇類 酮類 酯類 醇類含硫或胺類

    備 註

    沸石濃縮後焚化 適合 適合 適合 適合 不適合需水洗去除高沸點物質,產生廢水

    活性碳濃縮後冷凝(氮氣流體化床)

    適合 適合 適合 適合 不適合 高沸點物質會阻塞吸收材質

    化學氧化洗滌 適合 適合 適合 適合 適合 廢水之產生

    活性碳吸附 適合 不適合 適合 適合 適合 有著火之危險

    冷凝技術 不適合 不適合 不適合 不適合 不適合廢氣濃度低於1000ppm,不適合冷凝技術

    生物濾床 適合 適合 適合 適合 不適合 硫或胺類對生物會有抑制性

    揮發性有機物防制設備可行性評估

    控制技術

  • 80

    濕式洗滌塔-無機酸鹼

    ORP PH

    氧化劑 酸

    或鹼

    廢氣

    乾淨空氣

    至廢水處理場

    加藥機循環幫浦

    風車

    填料

    濕式洗滌除臭技術示意圖

    酸鹼氣體防制設備(濕式洗滌塔)

    控制技術

  • 81

    • 流量: 300 m3/min

    • 風速:低於 1 m/s

    • 壓力降: 100 ~ 300 mm H2O

    • 氣液比: 1 ~ 10 L/ m3 gas

    • 吸收液pH值

    填充塔操作條件參數

    酸鹼氣體防制設備(填充塔)

    控制技術

  • 82

    • 流量: 1,000 m3/min

    • 風速:低於 50 ~ 120 m/s

    • 壓力降: 300 ~ 800 mm H2O

    • 氣液比: 3 ~ 10 L/ m3 gas

    • 吸收液pH值

    文式洗滌塔操作條件參數

    酸鹼氣體防制設備(文式洗滌塔)

    控制技術

  • 83