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瞽猎荀
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1 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 2

3 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 一前言三級防制區新設或變更固定源排放量達一定規模者採最佳可行控制技術採更佳防制技術或其他減量方式降低排放量是依模式模擬規範模擬超過容許增量限值否提報最佳可行技術, 模擬結果及其相關文件及資料檔申請審核文件不完整要求補件 4 主管機關模擬仍超過容許增量限值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 )

5 二排放量規模針對新 ( 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 5

6 二排放量規模排放量計算原則配合空污法定義 ( 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 6

7 三固定污染源最佳可行控制技術公告, 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 7

8 三固定污染源最佳可行控制技術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 8 TSP 之技術主要為靜電集塵器濾袋集塵器

9 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

10 三固定污染源最佳可行控制技術例一 : 事業廢棄物焚化程序條件說明污染物最佳可行控制技術備註焚化爐總設計處理量或總實際處理量在 400 公斤 / 小時以上者硫氧化物氮氧化物粒狀污染物揮發性有機物 - 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. 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. 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/nm 3 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 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排放濃度計算以排氣中氧氣百分率 10 % 為參考基準 - 10

11 三固定污染源最佳可行控制技術例二 : 非屬列表製程之燃燒設備條件說明污染物最佳可行控制技術備註 1. 得引用表中其他製程污染源之控制技術硫氧化物 2. 所採行技術應使空氣污染物符合下列規定之一 : 其他事項適用固定污染源空氣 (1) 使用氣體燃料者, 排放濃度小於或等於 80ppm 污染物排放標準規定 (2) 使用液體或固體燃料者, 排放濃度小於或等於 240ppm 燃燒設備氮氧化物 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 : 其他事項適用固定污染源空氣 (1) 使用氣體燃料者, 排放濃度小於或等於 120ppm 污染物排放標準規定 (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 粒狀污染物 1. 得引用表中其他製程污染源之控制技術其他事項適用固定污染源空氣 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污染物排放標準規定標準附表之粒狀污染物 ( 重量濃度 ) 標準 (2) 規定揮發性有機物

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)% 12

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 13

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 14

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)% 15

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)% 16

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)% 17

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 % 18

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 19

20 四各類空氣污染物控制技術說明硫氧化物控制技術 20 減少 SO 2 的產生燃料脫硫改用低硫份燃料 SO 2 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

21 硫氧化物控制技術去除霧滴煙囪排放鍋爐排放廢氣煙氣冷卻吸收除硫液氣比排放液氧化副產物處理曝氣反應槽吸收劑儲槽溼式除硫主要步驟流程方塊圖 ph 控制 21

22 硫氧化物控制技術常用除硫程序主要反應原理石灰石除硫 / 強制氧化法 CaCO 3 + SO 2 + 2H 2 O+ 1/2O 2 CaSO 4 2H 2 O+ CO 2 溼式氫氧化鎂法 Mg(OH) 2 + SO 2 MgSO 3 + 1/2O 2 MgSO 4 液鹼除硫法 MgSO 3 + H 2 O Na 2 CO 3 + SO 2 Na 2 SO 3 +CO 2 2NaOH + SO 2 Na 2 SO 3 + H 2 O 22

23 影響去除因素 : 硫氧化物控制技術脫硫系統選擇 - 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 SO 2 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 23

24 影響去除因素 : 硫氧化物控制技術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 (CaCO 3 ) 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 24

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 25

26 硫氧化物控制技術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% CaCO 3 /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, Na 2 CO 3, NaOH 等 100~120% 100~110% 較高氧化鎂 >90% MgO 120~170% 110~120% 高噴霧乾燥 >90% Na 2 CO 3, CaO 80~100% 65~90% 低乾式注入法 >50% Na 2 CO 3, CaO 20~30% 20~50% 較高活性碳 >80% Activated Carbon 130~150% 100~120% 高 26

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) 控制設備氮氧化物控制技術選擇性非觸媒還原設備 (SNCR) 選擇性觸媒還原設備 (SCR) 27

28 氮氧化物控制技術二段式燃燒 (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 28

29 氮氧化物控制技術選擇無觸媒還原法 SNCR 原理 : 採 NH 3 直接噴入廢氣中與 NOx 反應, 使 NOx 轉化成 N 2 反應式 NH 2 + NO -> N 2 NH 2 + NO -> N 2 + H + OH + H 2 O H + O 2 -> OH + NH 2 O + NH 3 -> OH + NH 2 OH + NH 3 -> H2O + NH 2 H + NH 3 -> H 2 + NH 2 29

30 氮氧化物控制技術 SNCR 影響去除因素 (I/II) 反應溫度 :900~955 為佳, 過高達 1100 NH 3 會氧化, 增加 NOx 排放, 低於 900, 則 NH3 與 NOx 不會反應, 會增加 NH 3 排放 NH 3 噴射量 :NH 3 /NO 莫耳數= 1-2 為佳氫氣及其他添加劑 : 加 H 2 可增加系統操作彈性, 其他添加劑如 50%H 2 +50% 甲烷, 但會產生氰化物 30

31 氮氧化物控制技術 SNCR 影響去除因素 (II/II) NH 3 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 SO 3 反應, 形成硫酸銨, 於時因黏度高, 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 31

32 選擇觸媒還原法 SCR 原理加入 NH 3, 並使用觸媒加速 NOx 轉化成 N 2 及 H 2 O 使用觸媒包括陶瓷 (TiO 2,V 2 O 5 ) 鐵鉻氧化物矽鋁及鹼金屬類活性碳反應式 4NH 3 + 4NO +O 2 -> 4N 2 + 6H 2 0 4NH 3 + 2NO 2 +O 2 -> 3N 2 + 6H 2 0 氮氧化物控制技術 32

33 SCR 影響去除因素反應溫度 :343~399 o C 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 343 o C, 則 NH 3 與 SO 3 會使觸媒失效, 不會反應, 會增加 NH 3 排放 NH3 噴射量 : 為 NOx 減少量與 NOx 初始濃度及 NH 3 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 33

34 氮氧化物控制技術 (1/3) 控制技術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無舊廠之鍋爐改裝不易影響鍋爐之效率排氣循環法同上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 <70 HC, CO 耗費能源 34

35 氮氧化物控制技術 (2/3) 控制技術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無舊鍋爐改裝不易選擇無觸媒還原法 (SNCR) 在廢棄物 CO 對含硫份高之燃料之適用選擇觸媒還原法 (SCR) 同上溫度在觸媒老化廢棄不適於處理含硫份高之燃料所產生之煙氣 35

36 氮氧化物控制技術 (3/3) 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 36

37 粒狀污染物防制設備粒狀污染物防制設備旋風集塵噐 (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) 37

38 粒狀污染物防制設備旋風集塵器 (Cyclone) 操作參數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 38

39 粒狀污染物防制設備旋風集塵器 (Cyclone) 39

40 粒狀污染物防制設備濕式洗塵器 (Scrubbers) 操作參數操作因素 : 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 40

41 濕式洗塵器粒狀污染物防制設備文式洗塵器 41

42 粒狀污染物防制設備噴水式洗塵器 (Spray-Chamber Scrubbers) 設計參數用水量 :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 42

43 開孔及濕式衝擊洗塵器 (Wet Scrubber) 開孔洗塵器設計參數用水量 :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粒狀污染物防制設備 43 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

44 粒狀污染物防制設備旋風式洗塵器 (Cyclone Spray Chambers) 設計參數用水量 :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 44

45 文式洗塵器 (Venturi Scrubber) 粒狀污染物防制設備設計參數用水量 :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 45

46 粒狀污染物防制設備靜電集塵器 (ESP) 設計原理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% 46

47 粒狀污染物防制設備靜電集塵器 (ESP) 47

48 粒狀污染物防制設備靜電集塵器 (ESP) 48

49 粒狀污染物防制設備靜電集塵器 (ESP) 操作參數操作因素 : 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 49

50 粒狀污染物防制設備靜電集塵器 (ESP) 設計參數粉塵比電阻係數 :10 7 ~10 10 歐姆公分收集比面積 :11~45m 2 /(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 50

51 粒狀污染物防制設備靜電集塵器 (ESP) 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 51

52 粒狀污染物防制設備濾袋集塵器 (Bag Filter) 設計原理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 52

53 粒狀污染物防制設備濾袋集塵器 (Bag Filter) 53

54 粒狀污染物防制設備濾袋集塵器 (Bag Filter) 54

55 粒狀污染物防制設備濾袋集塵器 (Bag Filter) 操作參數操作因素 : 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 55

56 粒狀污染物防制設備濾袋集塵器 (Bag Filter) 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 56

57 粒狀污染物防制設備各種粒狀物防制設備之比較可收集最小粒徑收集效率重力塵降室 50 m < 50% 適用時機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 <90% 需高效率去除細微粒;需冷卻處理且濕氣存在影旋風洗塵器 > 5 m <95% 響不大;氣體具可燃性;氣態及粒狀污染物需同時去除開孔洗塵器 > 2 m <90% 衝擊洗塵器 > 5 m <97% 文式洗塵器 > 0.5 m <98% 袋式集塵噐 < 1 m >99% 靜電集塵噐 < 1 m 95~95% 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 57

58 揮發性有機物控制技術燃燒式控制技術 : 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 58

59 59 周明顯 (2007) 臭味及揮發性有機物控制, 9-5 頁

60 熱焚化技術揮發性有機物控制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 60

61 揮發性有機物控制技術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 3 T: Temperature, (Residence) Time, Turbulence (Mixing) 61

62 Compound Auto-ignition T at 1 sec T at 2 sec Temperature(F) residence time residence time Acrylonitrile 800 1, Benzene 1,044 1,351 1,322 Chlorobenzene 1,180 1,408 1,372 Ethane 959 1,368 1,328 Methane 999 1,545 1,486 Methyl Ethyl 960 1,290 1,247 Ketone 1,170 1,597 1,514 Methyl Chloride 997 1,340 1,295 Toluene 882 1,371 1,332 62

63 Types of Thermal Oxidizer Thermal recuperative oxidizer (RCO, TO) Catalytic oxidizer (CO) Regenerative thermal oxidizer (RTO) Direct fired thermal oxidizer (process heater, boiler) 63

64 揮發性有機物防制設備觸媒燃燒操作條件參數高流率 :1.8m 3 /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 64

65 Regenerative Thermal Oxidizer 65 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+%.

66 揮發性有機物防制設備沸石濃縮轉輪 -VOCs 乾淨空氣焚化設備濃縮後廢氣 R P 提高溫度熱交換器製程廢氣入口 A 乾淨空氣排放口 A : 吸附區 ;R : 再生區 ;P: 冷卻區 66

67 揮發性有機物防制設備沸石濃縮轉輪操作參數流率 :>250CMM 低 VOCs 濃度 :<500PPM(V) 或 1000mg/m 3 VOCs 削減率 :>95% 入口溫度 :<100 F 壓力降 :100mmAq 相關參數與效率關係之文件 67

68 Direct fired thermal oxidizer (process heater, boiler) 68 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 69

70 鍋爐之 NMHC 去除效率廢氣濃度 (ppmc) 去除效率 (%) 廢氣成份 A 廠丙烯丙烷醋酸乙烯 B 廠聚乙烯 C 廠甲醛 8 to 16 ppmc of NMHC from oil-fueled boiler 70

71 VOCs Concentrator 沸石濃縮轉輪乾淨空氣焚化設備濃縮後廢氣 R P 提高溫度熱交換器製程廢氣入口 A 乾淨空氣排放口 A : 吸附區 ;R : 再生區 ;P: 冷卻區 71

72 揮發性有機物防制設備活性碳 ( 流體化床 ) 濃縮冷凝 72

73 揮發性有機物防制設備活性碳 ( 流體化床 ) 濃縮冷凝操作參數 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 :<40 停留時間 73

74 揮發性有機物防制設備活性碳 ( 流體化床 ) 濃縮冷凝操作參數 ( 續 ) 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 74

75 揮發性有機物防制設備活性碳吸附效率與影響因子關係圖 75 Air Pollution Control - A Design Approach(by C.David Cooper, F.C.Alley)

76 揮發性有機物防制設備生物濾床 -VOCs 補充水灑水系統營養劑添加濾床排氣廢氣補充水增濕系統 76

77 揮發性有機物防制設備生物濾床操作參數 VOC 成份 : 不含硫氮或鹵素化合物 VOC 濃度濾料厚度 :<1 m 停留時間 :0.5~3mins 廢氣溫度 :20~45 有機物負荷 : 30~60g/m 3 h 壓力損失 77

78 揮發性有機物防制設備之比較項目處理方法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 ( 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 爆炸下限的 1/3~1/4 以下以下 ( 8) 停留時間 ( 秒 ) 1~2 0.3~ ~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 78

79 揮發性有機物防制設備可行性評估技術名稱 VOCs 成分醚醇類酮類酯類醇類含硫或胺類沸石濃縮後焚化適合適合適合適合不適合活性碳濃縮後冷凝 ( 氮氣流體化床 ) 備註需水洗去除高沸點物質, 產生廢水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 79

80 酸鹼氣體防制設備 ( 濕式洗滌塔 ) 濕式洗滌塔 - 無機酸鹼乾淨空氣填料循環幫浦 ORP PH 加藥機氧化劑酸或鹼廢氣風車至廢水處理場濕式洗滌除臭技術示意圖 80

81 酸鹼氣體防制設備 ( 填充塔 ) 填充塔操作條件參數流量 : 300 m 3 /min 風速 : 低於 1 m/s 壓力降 : 100 ~ 300 mm H 2 O 氣液比 : 1 ~ 10 L/ m 3 gas 吸收液 ph 值 81

82 酸鹼氣體防制設備 ( 文式洗滌塔 ) 文式洗滌塔操作條件參數流量 : 1,000 m 3 /min 風速 : 低於 50 ~ 120 m/s 壓力降 : 300 ~ 800 mm H 2 O 氣液比 : 3 ~ 10 L/ m 3 gas 吸收液 ph 值 82

83 83

( ) 30% ( ) ( ) (CIC) 60% 70% [1]

1. 2. 3. 4. 5. - 1 - ( ) 30% ( ) ( ) (CIC) 60% 70% [1] 57 10 62 65 65 73-2 - ( ) 16.4% 12% 70% [2] ( 1) [3] ( 2) ( ) 11 384 555 770,000 270,000 ( ) 106 106 ( ) 21-3 - ( ) 64 10 67 391 79 312 72 75 7% (