處理有機氣體之流體化床

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在製程的排氣中,處理有機氣體的方式有很多種,其中使用流體化床的方式已從1976年發展至今。處理有機氣體(以下簡稱VOCs)的目的主要分為二類,一是回收,另一個則是無害化後排放至大氣。一般來說,無害化的方式通常是使用焚化的處理方法,使VOCs變成二氧化碳後排放至大氣,通常使用這種方式,是非常簡易而有效果的方式,焚化的處理效率至少都可達到99%以上的去除效率。回收的方式,依據濃度的不同,分為冷凝回收與濃縮冷凝法。依據各種不同成份的飽和溫度對應的飽和濃度,低於飽和濃度以下的VOCs將無法被冷凝回收。流體化床則是可藉由其系統的特性,將VOCs濃縮,使VOCs的濃度高於飽和濃度,以便冷凝回收下來。

流體化床的技術核心是系統中所使用的活性碳,一般常見的活性碳,因耐磨耗特性不佳,無法使用在氣固相的流體化床中,故目前全世界僅日本大量的使用這套系統,因生產這種特殊的活性碳,僅由日本吳羽化工獨家擁有生產技術。故其在世界的普遍性並不佳。

所謂流體化床,即是將系統中的活性碳(固體),利用氣體由下往上移動的力量,將固體控制在吸附塔的機械結構孔板(tray板)上,使其不斷的上下跳動,一般而言,跳動的高度小於5公分。在不斷的跳動下,活性碳即擁有流體的特性。故稱為流體化床。該系統在日本已由吳羽化工註冊其名稱為GASTAK。

由於活性碳本身具有非常多的孔洞,孔洞由大到小。當空氣中的有機氣體分子接觸到活性碳時,即從表面附吸至孔洞裡,變成液態分子,此時氣體分子經過相變的過程,故會釋放出熱量,不過此熱量通常會比相變潛熱還要來的大。一般的活性碳處理酮類等有機成份時,易有碳床著火的風險,此流體化床所使用的特殊活性碳,因其結構與成份,不會引發前述問題,加上系統本身流體化的特性,不蓄積熱源,故有極高的安全性。

在這個系統可分為簡單的四個部份, 第一個部份就是處理廢氣的吸附塔,活性碳在此完成吸附的過程,並將淨化過的廢氣排放至大氣。 第二個部份是脫附塔,吸附過溶劑的活性碳,在此完成脫附過程,將吸附在活性碳裡的溶劑釋放出來,通常會導入惰性氣體,將溶劑帶出系統。 第三個部份是冷凝器,其功能在將脫附塔脫出的有機溶劑,以低溫的冰水,將其冷凝成液態的有機溶劑,並做一個收集。 第四個部份是輸送器,其功能是將吸附塔內吸附過溶劑的活性碳輸送至脫附塔,並將脫附塔脫附過的活性碳輸送到吸附塔內。於是完成了一個連續的的吸脫附處理設備。

系統的應用場合針對於中高濃度的有機溶劑,有很好的應用性, 唯此系統仍有一些缺點,由於系統的設計條件,對於排氣風量的變化,只能承受較低的變動範圍。 對於成份複雜的排氣,不適合做為溶劑回收的系統, 粘性物質會造成活性碳流動性,與吸附性問題。

資料來源[编辑]

吳羽化工技術資料