Chapter 8 W10_0426(席老師)
工程師,主要考慮管末控制技術
污染物之類型:
- 粒狀
- 氣狀 gaseous air pollutant 以氣體的方式存在
- organic
- 環保法有嚴格的定義
- VOC (Volatile Organic Compounds 揮發性有機化合物)
- pah(環狀的Polycyclic Aromatic Hydrocarbons多環芳香烴)
- non-organic
- CO2 SO2
- NO/NO2/N2O
- metals (Hg)
- organic
針對不同類型的污染物,其控制技術差異甚大
擬定、制定污染控制策略,要完整考慮:
- 種類
- 量
- 氣體的量【體積:1000m3】
- 污染物的量【濃度:10ppm/1000ppm】
- 質
之後還要考慮設置成本
8.1 控制策略
控制策略
- Catalytic oxidation
- Incineration 燃燒
- Condensation 冷凝
- Absorption 吸收
- Adsorption 吸附
- Biofiltration 生物過濾
- photocatalysis 光催化
8.2 Incineration 燃燒、焚化(c.f.樂色焚化(固體廢棄物,都市樂色是有熱質的,輔以一定程度的輔助燃料))
去除效率的目標,一定大於95,要到99%
一般是用來處理低濃度、高毒性的有機氣體
the process of burning something completely
目的是物質的最終氧化態,destruction
不一定要氧作爲助燃劑。
主要針對有機物
需要混合足夠均匀、足夠的溫度、足夠的停留時間…
3 conditions (3Ts): time, temperature, turbulence
燃燒的效果才會夠好
要有燃料,最好產生的熱是可以被回收的
要讓燃燒發生,需要污染物的濃度要:
- 達到下限值
- 低於上限值
燃燒時往往要添加助燃劑
原污染氣體空氣量不足時,要補入空氣
燃料,一定是容易取得,好操作的
- 天然氣
- 石油(柴油
足夠的停留時間,才能然污染物被完全地破壞
爲了停留時間變長,燃燒器的長度要增加,體積要增大,更占地方,也需要更多燃料
所以燃燒器的大小要適中,
工程設計是考量各個面嚮,權重,權衡之後得到的結果。
一般不會停留超過2秒,不然燃燒器要很大
8.3 Condensation(seperation process)
heat exchange process
冷凝、凝結 phase change
絕大多數用在VOCs
適用於沸點高者。
不是所有的氣狀都可以 destruction
e.g. \(\ce{Hg}\)
有回收價值、滿足可以回收的條件(好分離)
tolune 甲苯
15000ppm
市場價格 200USD/kg
當然可以回收再利用,instead of 破壞掉,為公司節省成本
8.3.1 condensor (cooler) 冷凝
合理地下降溫度、上升壓力
通常是做溫度的限制,而非加壓,因爲加壓的技術難度較高(要滿足密閉性的要求
選擇是有限制性的。
降低其氣體飽和濃度
用熱力學公式計算
溫度的下降一定都是階段性的,不可能在單一設備做超大幅度的降溫,在進入condensor 的前階段,先進行一部分降溫,真正進入condensor的降溫幅度不會很大(是很小的),但是能夠有效地降低其氣體飽和濃度。
熱交換非常重要,熱交換做的不好,就會非常耗能。
Condensation是作爲前期處理,通常不是污染控制的最後端。很難作爲最後的一關,當作守門員,那難度很高(溫度要降到很低很低)。 去除效率的Range 50-95%
冷媒的選用,依據溫度的範圍
e.g. brine solution鹵水(水+鹽)凝固點低
CFCs(Chlorofluorocarbons)用來處理\(\ce{Hg}\)要達到-40°C