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姓名 徐洪陞(HSU HUNG-SHENG)  查詢紙本館藏   畢業系所 環境工程研究所在職專班
論文名稱 都市垃圾焚化爐廢氣處理系統除酸功能穩定度提升之研究
(Study on enhancing the stability of acid gas removal efficiency for the flue gas treatment system of municipal solid waste incinerator)
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摘要(中) 近年來一般家戶垃圾的收集量顯著的減少,使得在台灣的大型都市垃圾焚化爐,具有餘裕處理一般事業廢棄物,但由於進入焚化爐的垃圾性質和組成,產生極大的變化,使得酸性氣體污染物的排放濃度,經常發生起伏變化的情形。本研究為了瞭解酸性氣體控制設施之操作的穩定度,以台灣北部地區某大型都市垃圾焚化爐,採用半乾式洗煙塔去除廢氣中酸性氣體,做為實廠研究對象,藉以探討各項操作變數,包括化學藥劑種類、反應溫度及化學藥劑計量比,對於酸性氣體去除效率的影響,並以情境模擬實驗,了解維持廢氣處理系統穩定度的策略。
研究結果顯示,當廢氣反應溫度在150℃時,採用消石灰或氫氧化鈉作為化學藥劑,化學藥劑計量比分別在2.4及1.6時,對於酸性氣體中的HCl,均可達到96%以上的去除效率,SOx的去除效率,分別可達到86%及78%以上,不過隨廢氣反應溫度升高,酸性氣體中HCl及SOx的去除效率會逐漸下降。本研究亦發現,當廢氣反應溫度升高至210℃時,只有碳酸氫鈉,在化學藥劑計量比1.6時,對於HCl及SOx的去除效率,可以分別維持在96%及85%以上。
此另本研究結果指出,維持除酸系統功能穩定的策略,可藉由額外增設冷卻水噴入系統,依須要隨時控制廢氣反應溫度約在140~150℃之間,如此可以在最低的消石灰化學藥劑計量比下,得到最佳的除酸效率;增設一套乾式消石灰噴入系統,當廢氣中酸性氣體監測濃度發生較大變化時,可以立即調整增加化學藥劑計量比,以提高酸性氣體的去除效率。此外在垃圾儲坑,利用抓斗充份攪拌混和各類廢棄物,使投入焚化爐的進料性質,隨時維持在均勻穩定狀態。
摘要(英) In recent year, the collected amounts of the general household solid wastes decreased significantly, thus the large municipal solid waste incinerators (MSWI) in Taiwan have headroom capacity to handle the general industrial solid waste. Consequently, due to the great changes in nature and composition of the solid wastes into MSWI, the emission concentration of acid gas pollutants with high fluctuating conditions was occurred frequently. In order to realize the stability of the facility for controlling the acid gas pollutants, a full scale of MSWI in northern Taiwan, using semi-dry scrubbers to remove acid pollutants in the flue gas, was employed in this study. The effects of the operating variables, include type of chemicals, reaction temperature and stoichiometric ratio of chemical, on the removal efficiency of acid gas pollutants were investigated. Scenario simulation experiments were also carried out to understand the strategies for maintaining stability of the flue gas control system.
The results shown that when the flue gas at the temperature of 150 ℃ and using hydrate lime and sodium hydroxide as chemical agent at the stoichiometric ratio of excess dosing was 2.4 and 1.6, respectively, the HCl acid gas removal efficiency were both of over 96% and the SOx removal efficiency was above 86% and 78%, respectively. However, the increase of temperature of the flue gas, the HCI and SOx acid gas removal efficiency was gradually decreased. It also found that when the temperature of the flue gas increased to 210 ℃, only bicarbonate sodium at the stoichiometric chemical dosing ratio of 1.6, the HCl and SOx acid gas removal efficiency could be maintained above 96% and 85%, respectively.
In addition, the strategies for maintaining stability of the acid gas control system, the result of this study indicated that adding an extra cooling water spray system to control the temperature of flue gas approximately between 140 ~ 150 ℃ if at the necessary. So that the best acid gas removal efficiency could be obtained at the lowest stoichiometric dosing ratio of hydrate lime. Establish a new dry hydrated lime spray system for supplying the extra hydrate lime to enhance the removal efficiency of acid gases, when the exhaust gas emission concentration of acid gases suddenly changes. Besides, use crane to blend all kinds of solid wastes in the refuse bunker in order to make the nature of the feed into the waste incinerator maintaining at a uniform steady state at all operation time.
關鍵字(中) ★ 垃圾焚化爐
★ 廢氣處理系統
★ 半乾式洗煙塔
★ 酸性氣體
★ 去除效率
關鍵字(英) ★ Waste incinerator
★ Flue gas treatment system
★ Semi-dry scrubber
★ Acid gas
★ Removal efficiency
論文目次 摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VIII
第一章 前言 1
1.1 研究緣起 1
1.2 研究目的 2
第二章 文獻回顧 4
2.1 廢棄物焚化之種類及相關法規 4
2.1.1 廢棄物之定義 4
2.1.2 一般廢棄物焚化廠焚化之廢棄物種類 6
2.1.3 台灣地區垃圾焚化處理趨勢 6
2.1.4 一般廢棄物之組成分析 8
2.1.5 廢棄物焚化爐空氣污染物排放標準 11
2.2 台灣地區都市垃圾焚化廠現況 14
2.2.1 台灣地區都市垃圾焚化廠分布及處理量 14
2.2.2 台灣地區都市垃圾焚化廠廢氣處理系統 16
2.3 廢棄物焚化處理 18
2.3.1 焚化的原理 20
2.3.2 焚化處理流程 23
2.3.3 焚化熱能回收 29
2.4 焚化處理的廢氣污染防制控制 30
2.4.1 焚化過程中產生之空氣污染物 30
2.4.2 焚化爐酸性氣體控制技術 32
2.4.3 焚化後酸性氣體控制設備與比較 38
2.5 總結 46
第三章 研究方法 47
3.1 研究架構 48
3.2 研究對象 50
3.3 實驗規劃與步驟 53
3.4 分析方法與監測儀器 57
第四章 結果與討論 60
4.1 廢氣除酸系統設計與實際運轉現況 60
4.1.1 廢氣除酸系統設計資訊 60
4.1.2 廢氣除酸系統實際運轉現況 63
4.2 進廠垃圾組成成份特性探討 66
4.2.1 物理組成特性 66
4.2.2 化學組成中三成份特性 71
4.2.3 化學組成中元素分析特性 74
4.2.4 垃圾的發熱量特性 80
4.2.5 進廠垃圾分析結果綜合討論 82
4.3 影響酸性氣體之處理成效因素探討 84
4.3.1 化學藥劑種類的影響 84
4.3.2 廢氣反應溫度的影響 88
4.3.3 化學藥劑計量比的影響 91
4.3.4 酸性氣體處理成效綜合討論 98
4.4 影響廢氣處理系統穩定度因素探討 100
4.4.1 廢棄物性質發生變化,原有廢氣處理系統去除率已飽和100
4.4.2 反應溫度升高或處理效率降低 102
4.4.3 防制設備異常或故障 103
4.5 除酸功能穩定度提升最佳策略探討 106
4.5.1 垃圾性質均質化策略探討 106
4.5.2 化學藥劑選用策略探討 108
4.5.3 污染防制設備操作參數最佳化策略探討 111
4.5.4 除酸功能穩定度探討綜合討論 116
第五章 結論與建議 118
5.1 結論 118
5.2 建議 120
參考文獻 121
附錄一 廢棄物樣品化驗原始數據 124
附錄二 建廠設計資訊 127
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指導教授 曾迪華(Dyi-Hwa Tseng) 審核日期 2014-7-8
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