TW200424136A - Fluidized-bed process drain treatment system - Google Patents

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TW200424136A TW92112800A TW92112800A TW200424136A TW 200424136 A TW200424136 A TW 200424136A TW 92112800 A TW92112800 A TW 92112800A TW 92112800 A TW92112800 A TW 92112800A TW 200424136 A TW200424136 A TW 200424136A
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Ming-Gi Lu
Ping-Shen Tsen
Panchien Lin
Yie-Lu Ho
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Earthrive Technologies Inc
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流體化床製程水溶液處理系統 發明背景 發明範固 5 本發明大致係有關於工業製程水溶液或排放廢液之-種處理系統, 特別是有關於在最佳反應條件下,利用最小流體化床反應器進行快速製程 水溶液或廢液處理之一種系統。 技術背景 各種工業製程廢液的排放,在環境保護意識高張的今日,已受到環 10保規章的嚴格規範。為符合廢液排放標準,針對不同產業的不同性質廢鲁 液、’ W使用-定繁複程度的處理設備’以使排放水及雜污泥分別符合 排放及掩埋標準。以流體化床反應器為基礎的處理設備,基於其特性本 質’亦應用於多種諸如移除廢液中之_素(諸如氟),鹼土金屬_錢旬, 重金屬(鎳’鎘及鉻等),以及有機物等的處理系統之中。另一方面,各種 b工業縣所需含不Μ度之上述金_金屬元素_子的水職,同樣亦 需使用類似定繁複程度的處理設備,以使水溶液符合製程需求標準。 不過,習知技術之流體化床反應器為基礎之處理系統,=設計並未 考量其使用目的之最佳化。若進流液之濃度變化較大,便無法達到宜最快籲 速之反率。其縣是系統中的處難,峨反複純處理之故而使處 20理總體積加大,反應時間延長,設施場地需求加大。所有這些不利因素皆 直接轉換成為運作成本的增加。處理液量加大表示需要對等較大動力的 栗,而較大尺寸體積__需要贿較大的設施場地空間。有時,由於 造流液之濃度變動超越原設計的狹小範圍,更可能會使系統完全無法操 作。 25 此外,許多製程排液之中事實上內含了有價值的物質。由於回收此 1 200424136 些有用物質的賴價值,時絲法合賴補回收㈣要增純程設備的成 本,因此㈣含在《水或傾倒/掩㈣泥中放錢。傳統上,附帶 副產品的回收只是製程排液處_次要目標,次於廢水及污泥排放掩埋符 合規章的主要處理目標。 5 卵浦的處《統之中,縱然其使用目標之處《«作條件達 到了最佳化,但通常其他_作條件難法_亦達成最佳化。習知技藝 以机體化床反應器為基礎的處理n其設計時並未將符合於使用目的之 系統性最佳制人主要考;t。簡言之,f知的流難床處理紐離系統複 雜度,最快反顏率,以及物的產出等使用條件同時最佳化的達成, 10 有相當遥遠的距離。 發明概要 因此,有需要提供可以達成系統性操作條件最佳化之一種流體化床 製%水溶液處理系統,以減低處理系統之建造及運轉成本。 15 P另亦有需要難可以賴系雜操雜件最佳化之—種流體化床製 程水溶液處《統,達成最快可能之反朗率,以及最何能之設施空間 需求。 另亦有需要提供可以達成系統性操作條件最佳化之一種流體化床製 2〇程水溶液處理系統,以達成最清潔之排放水及最少之污泥量。 20 、另亦有需要提供可以達成系統性操作條件最佳化之-種流體化床製 程水溶液處理系統,以由μ之巾回收有«健之物質。 、、為逹成前述及其他目的,本發明提供工業製程水溶液處理系統之一 種流體化床反應器,誠理系統之—配管娜包含有-處理液供應配管系 及反應劑供應配管系,可對該流體化床反應器分別供應處理液及反應 w以反應處理該工業製程水溶液而排出淨水。該流體化床反應器包含有 200424136 -反應:含至一反應單元的__器核心組件所構成,並接受該 排出#水之-部份之輸人做為迴流水。該至少—反應單㈣包含至少一處 理液饋入組件,包含有連接至該處理液供應配管系的_越液配 散佈=數《嘴;與至少-反應劑供應組件,包含有連接至該反應劑 應配管系^反應麵管及其上散佈;其中該些配管上之該 些喷嘴之散料將誠理液及應__絲充錢合,且充份反= 形成反應結晶於該反«內之處理液流中,以排出處理液為處理完成、 之淨水。 不發明亦提供-種流體化床製程水溶液處理系統,用於工業製程水 溶液之處理,魏含有路及化歧絲。該配管網路包含 有一處理液供應配管系及一反應劑供鹿西?替 hi 如m虚命畑、、專 、〜、配营系’可分別供應處理液及反應 15 25 劑,賴㈣⑽嶋細㈣。___包含有 -反紐,由包含至少-反應單元的—反絲核心組件所構成,並接受該 排出淨水之1份之输人做為職水;該至少-反應單涵包含有至少-處理瑕饋人組件,包含有連接至該處理液供應配管系的-處理液配管及发 上散佈的複數個喷嘴;與至少—反應劑供應組件,包劑 供應配管系的—反應劑配管及其上散佈的複數個噴嘴;其中該些之 該些喷嘴讀糾贿處及歡應_贿流水歸齡 20 成之淨水 f成麟縣懸浮於該反賴内之處理液射,以排出處理液為處理完 圖式之簡要説明 本發.月之,、他目的、特徵及優點將配合所附圖式,利用較佳但非限 定本明_之實施例進行詳細説明。圖式之中: 一 圖1之透視圖顯示依據本發明—較佳實施例之製程水溶液處理系 200424136 統,其流體化床反應器之構造; ,其流體化床反 之二刪細繼錢娜化床反應器 反應阜顯示具有-高濃度及-低*度處理賴入组件之- 施例構圖造5;讀截顚_具有錢賴反鮮元之反應器核々組件之實 、、行依據本發明較佳實施例之—流體化床製程水溶液處理系 •我i, 圖7顯示依據本發明較佳實施例,以流體化床為基礎,並以即時控 制系統應用时水進行處理之_製程水溶液處理系統之流路圖; 15 圖8為-流程圖,其中顯示依據本發明一較佳實施例,用於處理工 廠製程設缝Μ之含氟廢水之_處理雜之處理流程;與 圖9顯示依據本發明較佳實施例,以流體化床為墓礎,用於處理含 氟廢水之一處理系統。 ®式參考標號對照表 1000, 2000, 3000 流體化床製程水溶液處理系統 1001 FBR,流體化床反應器 1100,1100Α 反應段,反應區 1101 反應器核心組件 1102 反應器核心組件槽體 1105 反應器底板 20 25 200424136 ίο 15 1108 迴流液分配噴嘴 1109 反應產物排放管 1110,1120,1130 反應單元 1111,1112,1113 處理液饋入組件 1111N,1112N,1113N 處理液分配嘖嘴 1111T,1112T,1113T 處理液供應管格 1114, 1115 反應劑供應組件 1114N,1115N 反應劑分配喷嘴 1114T,1115T 反應劑分配管格 1116, 1117, 1118 處理液饋入控制閥(高,中,低濃度) 1119 反應劑供應控制閥 1121,1122,1131,1132 處理液饋入組件 1125,1135 反應劑供應組件 1200, 1200A 反應穩定段,反應穩定 1300,1300A 緩衡段,緩衡區 1400,1400A 主迴流饋注段,迴流分配區 1411 逆止閥 1421 污泥排放管 1500 配管網路,配管系統 1510 處理液供應配管系 1511 處理液供應管 1520 反應劑供應配管系 1521 反應劑供應管 1530 回流水配管系
20 200424136 1531 主迴流供應管 1532 調節液供應管 1540 放流水配管系 1562,1564 (配管)混合器 5 1610, 1620, 1631, 1632 泵 1700 反應控制器 1701 感應配線電路 1702 控制配線電路 10 較佳實施例之詳細説明 本發明後面的説明文字之中係以製程水溶液來泛指包含工業製程排 放廢液及工業製程所需使用之原料水溶液。 圆1之透視圖顯示依據本發明-較佳實施例之製程水溶液處理系 統,其流體化床反應器(fkacWbed reactor,此後簡稱為FBR)之構造。依 15據本發明較佳實施例之一 FBR 1〇〇1,係為大致直立之一柱形構造,且其大 致柱形之本體具有圓形之横截面。如同習於本技藝者所可以理解的,雖然 非圓形横截面亦屬可行,但圓形的横截面至少具有結構強度,體積最佳 化,以及反應均勻化等方面的優點。 圖1中所顯示之FBR 1001之較佳實施例係包含有一反應段扣⑽ 2〇 seCtlon) 1100。順著其所處理之製程水溶液由下向上之流動方向,其亦可包 &有一主迴流饋注段(main recycle flow feed section) 1400 , —反庳穩定段 (setdement section) l·,以及一缓衡段sectj〇n) 13〇〇。圖中以虚線沿 著液流方向大致區分FBR 1001的此些構造區段。 反應段1100事實上是為本發明FBRl〇01的主要反應構件,其係由反 25應器核心組件(reactor core assembly) 1101所構成。在本發明之較佳實施例之 200424136 中,反應器核心組件1101可包含一或多組的反應單元(reacti〇n umts),如圖 1中所顯示之二組反應單元1Π0及1120。每一反應單元各包含有至少一處 理液饋入組件(process solution influent feed assembly)及至少一反應劑供應組 件(reagent supply assembly)。例如,圖1之實施例中顯示反應段11〇〇之反應 5單兀1110包含有一處理液饋入組件1111及一反應劑供應組件1114。反應 單元1120則包含有一處理液饋入組件1121及一反應劑供應組件ιΐ24。 每一處理液饋入組件係由一組連接至FBR 1001本體之外的配管及配 管上所適當分佈的多個喷嘴所構成的。例如,處理液饋入組件mi包含了 配管1111T及沿其管路排列的多個處理液噴嘴1111N,處理液饋入組件 10 則包含了配管1121T及多個處理液噴嘴1121N。 另方面,每一反應劑供應組件則是由一組亦連接至FBR 1001本體 之外的配管及配管上卿當分㈣多㈣賴構成。例如,反細供應組 件1114包含了配管1114T及沿其管路排列的多個反應劑嗔嘴1114N,反應 劑供應組件1124則包含了配管imr及多個反應劑喷嘴1124N。 注思到圖中所顯示的配管係為單圈圓形配管,但如同可以理解的, 只要有助於處理液與反應_充份混合,任合形狀的配管以及噴嘴分佈形 態,皆是屬可行的作法。此外,每—反應單元中的個別處理液饋入組件係 可用以分韻反應器供應不同難_難。如此,本發明之反應器便可 以適用於濃度範菌極大的處理原液之處理應用用途。一般性的原則是,較 2〇低濃度的處理液可由位處較下游(即較上方)的組件來供應,而較高濃的處 ^液則應婦上游(較下方)的組龍應。賴作法可令較誠度的處理液 机㈣對|父長誠路,以便有齡充份與反纏供舰件所供應的反應 進行化學反應。 〜 反應穩疋段_基本上是一段沿著主體流路方向逐渐增加流路職 200424136 管^。® 1之實施例中顯示其反應穩定段讀)係具有画錐體的一個 又洛、A、此種構造可令流經其中的處理液,顺著流㈣方向,由於流 路面積加大而逐渐減缓其流速。 、 、缓衝段1300之作用係在為經化學反應後的處理液,提供排出顺 _之前的一段緩衝距離,其基本上可以是一段單純的 圓柱形管體。本發 之製程^液處理錢,其主要反鮮元顺讎侧—種高效能最佳 4、反應單彡統中之處理液只彡頁流經反應單元一次,不需重覆循環回 到反應單元,便難得完全的處麵果。之實顧之巾,舰讎 的王要處理反應,如同前逑,主聽於反職11(χ)所涵蓋之反應區 (r⑽on zone) 1100A之中進行並完成的。錢的反應可以在反應穩定段 謂中充份進彳了。若因上賴絲件的制,處理液本身誠份亦大符變 動’緩衝段13ΰ()便可以提供贿,雜通過賴段測後排出的處理液 能夠保持一定的處理水準。 王迴流饋注段1400,如圖〗之實施例所顯示的,係為連接於FBR 15 _本體最下端的-段向下縮小的錐形構造。在本發明之處理系統之中, 主迴流饋注段1400係為整個FBR 1〇〇1內流通的處理液的主要供應來源。 在典型的廢液處理應用之較佳實施例之中,主迴流饋注段14〇〇可能會提供 多達六分之五的回流水的流量。 注意到主迴流饋注段1400與反應段11〇〇之間係以反應器底板1105 2〇實質地互相隔開。底板11〇5以下的空間1400Α係作為迴流分配區,而反應 器底板1105上則適當地分佈配置有多個迴流液分配喷嘴11〇8。透過此些迴 流液噴嘴1108,系統可以經由主迴流饋注段1400其錐形構造錐尖底部的重 力逆止閥(checkvalve) 1411,將FBR 1001本身將其缓衝段1300所输出之迴 流液饋注回到主處理液流之中。 200424136 主迴流饋注段1400的此種迥流饋入,至少有兩個主要目的。其一係 在於適當地稀釋系統所要處理,即經由處理液饋入組件㈣等)而饋入系 統內之處理液,以使系統得以在最佳條件之下操作。另一目的係在於維持 適當之處理液流速,以使處理反應所形成之晶粒,得以相對對地零速度而 5實質地懸浮於反應單元1100内的反應區11〇〇A之內。如同可以理解者,要 形成晶粒懸浮的反應區謂A,則晶粒的沉降速度須與處理液之流速達成 平衡。 主迴流饋注段1400的迴流饋入,至少亦可有另一目的,即對處理液 加入其他必要的化學反應劑與/或其他有助於主反應的,諸如辅助搜拌混 10合的物理作用氣體,例如空氣,或用於殺菌用的臭氧等。如同後面將説明鲁 的,透過一個與主迴流液供應管路混合的供應管,便可以在控制之下供應 此些調節氣/劑/液。當然,在不進行此些額外的調節時,該個混合管道是 關閉的。主迴流饋注段H00在其錐形構造的錐尖底部的逆止閥,除了 隨需求而供賴結液之外,亦可以,例如,於FBR_進行轉時,用於 15 排空FBR 1001本體内的處理液。 圖1之實施例FBR 1001,於反應段1100的接近底部之處,可以裝設 也ί反應產物排放管(reaction pr〇duct discharge port) 1109。製程水溶液經過 與反應劑進行化學反應之後所形成之結晶體,可經由此反應產物排放管排* 出。視結晶物之性質而定,此排出之反應產物可以經過再處理,而成為有 20價值之原料,或成為適於掩埋的無害底泥。 另一方面,FBR 1001亦可在主迴流饋注段14〇()的柱體上接近底部之 處裝設-根汙泥排放管1421。舰1001的持續長時間反應所累積於主遐流 饋注段1400內的底汙泥,可以經由此汙泥排放管1421而排出。 圖2顯示本發明較佳實施例之製程水溶液處理系統,其流體化床反 9 200424136 應器㈣之液流系統Q FBR !⑻〗作為本發_體化床製程水溶液處理系統 之反應單兀’係由反應段测中所安排之多組反應單元(諸如圖1中所顯 不之多組反解元11κ)及112Q等)來鶴處理顏及必要之化學反應劑。 有必要時,王迥流饋注段1400亦可對FBR 1001巾之主流體供應必要之調 5節ϋ的反應劑,或其他諸如增進授拌混合作用的氣體等。 製程水溶液,作為本發Μ統之處理液,财FBR 1GG1的反應段 〇内進行主要的化學反應。當處理液上流至反應穩定段讓)時,由於液 流截職加λ,故紐錢鮮践,_在缓衝段 130(3的_㈣之下,雜《«出的水龍_合要求。 1〇 圖2顯示,一個配管系統1500,包含處理液供應配管系1510及反應 劑供應配管系1520,係透過一個控制閥系統而分別對每一組的反應單元 1110 , 1120,...及113〇供應處理液及反應劑。例如,處理液供應配管系 1510可分別通過受控的_ 1116,1126,…及1136而分別對各反應單元 (mo ’ mo等)的處理液饋入組件lm,mi,·及1131供應處理液。另 15 一方面,反應劑供應配管系1520則可分別通過受控的閥1119,1129,·及 II39而分別對各反應單元的反應劑供應組件im,Π24,…及11M供應反 應劃。 控制閥系統中的每一個控制閥,即圖中之1116,1126,…及1136, 1129,以及1119,1129··.及1139等,係可依處理液的實際狀態,立用真時 20控制而即時地分別個別開啟,關斷或適當地控制流量,以便以最佳配方為 每一個反應單元1110,1120,…及1130供應比例適量之處理液及反應劑。 如此即可以確保每一個反應單元1110,112〇,…及113〇的個別反應區域內 皆得以達成反應的最佳化。閥系統的開啟及關斷控制可利用後面所將詳細 説明的即時感應監控系統進行最佳化控制。 200424136 配管系統·更包含有-個回流水配管系·及一個放流水配管系 侧。注意到回流水配管系153〇及放流水配管彡154〇係分別由舰· 的緩衝段1300的頂端接管。如此便可以在有需要時接引良好水質的回流水 來進行處理液的稀釋。 5 I之横截面Μ示本發_程水溶液處理系統其_化床反應器 之反應單元之-較佳實施例構造。如同圖】& 2中所顯示的,本發明流體 化床製程水Μ處Μ統之料、,即反絲核德件施,係可由多個結 構相同的反應單元,沿著反應器內處理液的基本液流上下游方向串接而 成。依據系統所需處理之能量而定,反應器核心組件使用單獨一個反應單 元,亦可以串接二個以上的反應單元,端视每一個別反應單元的單位處理 能量而定。例如,圖1所顯示之反應器核心組件11〇1即使用了二個反應單 元 1110 及 1120。 如圖3之截面_顯示的,反應單元111Q在其㈣(較佳者為圓柱形) 的槽體1102之内包含有兩種組件,即處理液及反應劑之饋入供應組件。圖 15 3之實施例之中,處理液之饋入組件包含有組件mi,1112,.及ιιΐ3 等’而反應劑供應組件則包含有1114及1115等。如同圖1中所説明的, 每一個處理液饋入組件及反應劑供應組件各係由一個供應管格及多個適當 分佈於管格上的供應喷嘴所構成的。 處理液及反應劑的所有此些饋入及供應組件,如圖所示,係沿著反 20應單元1110内之處理液流方向,依適當間隔而安裝於槽體1102之內。在 圖3之實施例之中,處理液饋入組件1111,1112,…及1Π3等係安裝於反 應單元1110内由下向上液流的上游,而反應劑供應組件1114及1115等則 相對安裝於下游。反應單元1110内之兩種組件可以依任何適當的間插或群 組集中的方式排列於槽體11〇2之内。其排列方式主要的考量係在於可令各 11 200424136 噴嘴所噴出之處理液及反應劑達成最大亂流,以便在FBR系統的主迴流饋 注段1400所饋注的大流量迴流液之中使兩者充份混合,達成最大程度的化 學反應。 例如,圖4之横截面圖顯示具有一高濃度1111及一低濃度處理液饋 5入組件ill2之一反應單元110之實施例構造。處理液饋入組件1111可對反 10 15 20
應單元1110饋入較高濃度的處理液,而組件1112則用以饋入較低濃度之 處理液。如同前述,此種設計可令較高濃度的處理液得以行經較長的流 路γ有機會充份形成亂流,以與反應劑供應組件1114所供應的反應劑達成 最大程度的化學反應。圖4中之反應單元設計可使本發明之系統有能力適 應處理液的,由低濃度到高濃度的較大濃度變動範圍。 圖5之横截面圖顯示具有多層連結反應單元m ,...及mo 之反應器核德件讓之實施例構造。此反應器核德件讓係由則丨 與圖4所示者相似之反應單元卿接組成。圖5中之反應器核心組件iir 之處理能量,實質上係為其ι解似鮮元之處理缝_和。由2 主迴流饋 _所流液係為整顏難_主要脑部份,^ 此每-反鮮元_流速’職上獨健職财同,健差異不大
其間之流縣異,《切雜反觸_做魅删Α _充例 動,有助於晶粒之形成。 圖6顯示依據本發明較佳實施 統。圖中大致以參考標號1_標 ^ 1程水溶液處写 化床反應器FBR聰。圖中未二錄處理系統包含有一㈣ 之來源,臟嫩咖賴,綱秘 舰讓係連結至_她管網路测上 器(譲er) 1562及1564 #,整個系統誦 k數個混接配管的il ' @_彳_職彳目控制閥來i 12 200424136 控制調節。如同後面所將説明的,此些控制閥可以依附於 1620,刪及1632等之上,泵的發動即同時開啟其所依附之肖,栗的關斷 則同時將閥關閉。 圖6所顯示本發明流體化床製程水溶液處理系統之實施例之中,“ίο 5係裝設於處難供應配管系1Μΰ上,泵162〔)健設於反應賴應配管系 1520上,而泵1631及1632則係裝設於回流水配管系153〇上,分別通過混 合器1562及1564而對處理液供應配管系151〇內的原始處理液及主迥流饋 注段1400的供水進行稀釋調節。 在圖6之議統之中,如同前述,混合器1564可用以在必要時供應調 10節反應所需之氣,液及劑等。例如,透過混合器脱4,用以殺菌或將低總 有機碳CT〇C,total oirgamc content)量之臭氧可以進入主迴流之中。此外,混 合器1562則容許系統之主處理液在進入FBR 1〇〇1之前,得以先行調節其 濃度。 ^ 圖7顯示依據本發明較佳實施例,以流體化床為基礎,並以即時控 15制系統應用回收水進行處理之一製程水溶液處理系統之流路圖。如圖所 示,系統1000包含有一反應控制器17⑻,利用分別配置於每一動力泵 1610,1620,1631 及 1632 等之處的感應器 i6i〇S,1620S,1631S 及 1632S 而 分別收集各對應配管1510,152〇,1531及1532上的水質資料。所有收集到 ® 的感應器資料係透過控制感應配線電路1701而傳回反應控制器17〇〇。反應 20控制器1700根據預先設定之反應設計條件,便可以利用此些資料進行計 算。依據計算結果,反應控制器1700便可以透過控制配線17〇2而分別利 用各動力泵1610,1620 , 1631及1632上的控制器1610C,1620C,1631C及 1632C,而分別控制各動力泵,以進行啟動或關斷的控制。在典型的實施 例之中,各動力泵1610 , 162〇,1631及1632可以是利用變頻馬達區動的 13 200424136 ==於==卩得_控制,速為零,, 本發明之流體化床製程水溶液處理系統,其操作方法之 如同前述,係以系統之中各個關鍵位置所裝設之各種相關流量产、及 酸驗度等監測感應儀器收集各個操控資訊。利用收集到的資訊,即^以^ ίο 15 中之對應節點上的各種泵,閥與/或混合器等流量控制元件,進行處理液 及反應劑/液m,難及賴度料㈣,以進__反應最佳化 控制本發明系統此種操控方法之結果,便可以達成整體系統的最佳化操 作狀感。^然’隨著操作目的之不同,系統最佳化的目標可能是最少用水 量’取少賴量’或最大反應結晶速率,甚或其中的數個參數的最佳組 口例如’以後面所將説明描述之系統為例,在半導體元件製造廠的情況 之中,系統所追求的最佳化可能是最少的用水量。 圖8之流程圖即顯示依據本發明一較佳實施例,用於處理諸如半導 體,液晶顯示板(LCD,liquid crystal display),以及鋼鐵廠等製程設施所排放 之含氟廢水之一處理系統2〇00之處理流程。在此應用例之中,本發明類如 圖7中之系統可以做為工廠2800含氟製程排液之處理系統的核心1000。此 工廠2800典型地可為,例如,排出高、中、低濃度的含氟廢液,分別收集 於高、中及低濃度含氟廢水儲槽28〇2,2803及28CH之中。此些不同濃度 的含氟廢水在控制之下先於pH值調節槽2515內進行pH值的調控,之後 再進入調勻槽2510內充份混合調匀。調勻後的處理液便可作為本發明系統 1〇〇〇的原料處理液,依前述方法進行處理。 另一方面,本發明之流體化床反應系統用於廢液除氟之用途時所須 使用之典型反應劑,即選定濃度之氯化鈣(CaCl2)溶劑,可由氯化鈣濃度調 20 200424136 節槽252G供應。卿濃度後之氯化麟液可以直接供應給本發明之系統 1〇〇〇。氯摘濃度調_ _氯化_液則可利用王廠咖收 2801 9 ^ -Wr 'β a ^ w 週也混5由氯化聰料儲槽2525所供應的反應劑原料,以調製所 需濃度_化_麵本個之雜薩處理所用。 5 、例如’圖9顯示依據本發明較佳實施例,以流體化床為基礎,用於 處理諸如圖8中之工廠含氟廢水之一處理系統。圖9中之系統麵係與圖 7中《紐1_相似,同樣了以微賴_紐為基礎·應控制器 ’以便進行g卩時控制,使系統之處理隨_持在最佳反賴件之下, 達成系統操作之最佳化。 1〇 纟本發明之流體化床製程水溶液處理系統應用於含氟製程排液之氟 化_晶除氟應用用途之一較佳實施例之中,系統的典型腿係具有 0.6〜3m的內徑,4〜8m的高度,料之含氟處理液的原液濃度約在 〇.8〜2kg/h㈣2之間,其在FBR反應區內的流速係控制在3〇〜12〇1^的範 圍且系統中的Ca/F莫耳& (m〇ie rati〇)約在0.6〜2.〇。 15 雜核明已配合®絲較佳實_揭示如上,然其並非用以限定 本發明。例如,本發明之説明雜以含氟廢水為例進行詳細説明,但本= 明之流體化床製程水溶液處理顏及其方法,如同可以理解的,同樣亦可 適用於其他諸如含重金屬或有機物製程排液或廢液之處理。例如,雖然含 氟離子及重金聽子_理液之處理,其最佳健_包含反紐中^速 的精確控制以例固形結晶反應物之懸浮,但有含有機物處理社處理^ 令其氣態反應物由反應器之處理液液面直接消散出來。因此,任何熟習此 技藝者,在不脱離本發明之㈣和Μ之舰下,t可職賴更動與變 化,因此本發明之保護範圍當以後附之申請專利範圍所界定者為準。 15

Claims (1)

  1. 200424136 申請專利範圍: ι·工業製程水溶液處理系統之一種流體化床反應器,該處理系統之 2 一配管網路包含有一處理液供應配管系及一反應劑供應配管系,可對該流 體化床反應器分別供應處理液及反應劑,以反應處理該工業製程水溶液而 4 排出淨水;該流體化床反應器包含有·· 5 —反應段,由包含至少-反應單減—反應器核心組件所構成,並 6接受該排出淨水之一部份之輸入做為迴流水;該至少一反應單元内包含·· 至少-處理液饋入組件,包含有連接至該處理液供應配管系的 8 一處理液配管及其上散佈的複數個喷嘴;與 至少-反應劑供應組件,包含有連接至該反應劑供應配管系的 10 一反應劑配管及其上散佈的複數個噴嘴;其中 11 該些配管上之該些喷嘴之散佈以最佳化反應條件將該處理液及該反 =應劑與_流水贿混合,以充份反應而於該反應段内處理液流中形成反 J應物,且龍體化床排出不含該反應物之處理液為該排出淨水。 2·申請專麵8項〗之流體化床反應器,更包含有: 、、-反應穩定段,連結於該反紐上方,接受該反應段所輸出之處理籲 «,並具錢著該處理液之流路而逐渐加大之流路截面,以減緩該處理 '申^專利範®項2之流體化床反應器,其中該反應物係為不溶於 且⑦反龍定段誠缓之該處理液流之流速延長反應時 ^^加反應率,減少反應殘餘,並阻絶該些反應結晶隨該處理液流離開 16 4.申請專麵M 2之顏化床反應器,其帽反應純為不溶於 水之氣態反應物,且該反應穩定段_緩之該處理液流之流速延長反應時 間,增加反應率,減少反應殘餘。 5·申請專利範圍項1之流體化床反應器,更包含有·· -緩衝段,連緒獄減錢上方,接受賴定段所輪出之 處理液流並予缓衝,以排出處理完成之該淨水。 6.申請專利範圍項1之流體化床反應器,更包含有: -主迥流段,連·驗之下方,以—反縫底板與該反 應段關,接受紐讎麵出之簡流水,散倾誠板上之複 數個迴流液喷嘴而對該反應段供應該迴流水。 7·申請專__〗之流龍床反絲,其帽主職舰段所供 應予該反應段之_流水⑽反驗_流動之誠雖之主要部份。 8·申請專__ 7之顏化床反絲,其帽反應物係為不溶於 水之固_晶物,且齡迴_錄顏料賴之誠理液之主要 |«維持處理液之流速,以使處理反應所形成之該些反應物 之曰曰m降速度與該處理液之流速達成平衡,而得以韻對地零速度而 實質地懸浮於該反應單元內。 200424136 3體化床反應器分別供應處理液及反應劑,以反應處理該工業製程水溶液而 4排出淨水;該流體化床反應器包含有: 5 一反應段,由包含至少一反應單元的一反應器核心組件所構成,並 6接受Μ出淨水之-部份之輸人做為迥流水;該至少—反應單元內包含至 7少-處理液饋人組件及至少—反應劑供應組件,其中該每_處理液饋入組 8件包含有連接至誠難供雜管絲_處理液配管及其上散侧複數個 9噴嘴’該每—反應劑供應組件包含有連接至該反應劑供應配管系的一反應 10劑配★及其上散佈的複數個喷嘴;且該些配管上之該些喷嘴之散佈可將該 11處理液及舰應__流水充㈣合,且絲反應賴應段內之處 12理液流中形成反應物; 13 —反顏懸,連結触反紐上方,接受該反紐㈣出之處理 μ液流,並具有順著該處理液之流路而逐渐加大之流路截面,⑽緩該處理 15液流之流速; 16 —雜段,連結於該反顏定段上方,接受該反賴定段所輸出之 17處理液流,並排出為處理完成之淨水;及 18 ―王舰饋錄,連結於減應段之下方,以-反應器底板與該反 19應段Μ,接受歷衝段難[B之該職水,並經由散佩誠板上之複 20數個迴流液喷嘴而對該反應段供應該迴流水。 1 1G.申請專利顚項9之流體化床反應器,其中該主迴流饋注段所供 2應予該反應段之該迴流水佔該反應段内所流動之該處理液之主要部份。 1 1L —観體化雜程水《處«統,職X㈣程水溶液之處 2理,包含有: 3 -配管網路,包含有—處理液供應配管系及-反應劑供應配管系, 18 424136 4可分難賴《及反_,以反應處賴工業難水溶液网 5與 她體化床反應器,包含有—反應段,由包含至少_反應單元的一 I反應器核德件賴成,錄受漏出淨水之—部份之輸讀純流水; 8孩至少-反應單元内包含至少—處理液饋人組件,包含有連接至該處理液 9供應配管系的-處理液配管及其上散佈的複數個噴嘴;與至少—反應劑供 10應組件,包含有連接至該反應劑供龍管系的—反應舰管及其上散佈的 複數個噴嘴’其中該些配管上之該㈣嘴之散佈可將該處理液及該反應劑 u與㈣流水充舰合,JL充份反應賴該反應㈣之處理液流巾形成反應 13物,以排出處理液為處理完成之淨水。 1 12·申請專利範圍項11之處理系統,其中該流體化床反應器更包含 2有一反應穩定段,連結於該反應段上方,接受該反應段所輸出之處理液 3流,並具有顺著該處理液之流路而逐渐加大之流路截面,以減緩該處理液 4 流之流速。 1 13·申請專利範圍項11之處理系統,其中該流體化床反應器更包含 2有一缓衡段,連結於該反應穩定段上方,接受該反應穩定段所輸出之處理 · 3 液流,並排出為處理完成之淨水。 1 14·申請專利範圍項11之處理系統,其中該流體化床反應器更包含 2有一主迴流饋注段,連結於該反應段之下方,以一反應器底板與該反應段 3隔開,接受該緩衝段所輸出之該迴流水,並經由散佈於該底板上之複數個 4 迴流液喷嘴而對該反應段供應該迴流水。 19 亨15·畅賴_3:Ιη之處m其巾該主迴韻錄所供應予 該反應段之_流水_賴段__之_理液之主要部份。 16·-種賴化床雜水歸處縣統,顺工錢程水溶液之處 理’包含有: 一配管網路,包含有一處理液供應配管系及一反應劑供應配管系, 7分別供應處理液及反賴,以反賴理該^練水雜雜出淨水; 與 一流體化床反應器,包含有.· 、、一反應段,由包含至少-反應單元的-反應器核心組件所構 成’並接受祕出淨水之_部份之輸人做為迴流水;該至少一反應 單元内包含有至少-處理液紅組件,包含有連接至該處理液供應 配管系的-處理液配管及其上散佈的複數個喷嘴;與至少—反應劑 供應組件、,包含有連接至該反應難舰管系的—反朗配管^其 上散佈的複數個喷嘴;且該龍管上之触噴嘴之散佈可將該處理 液及該反賴㈣職水充㈣合,且充肢應祕較 處理液流中形成反應物; 、 -反應穩雜,料賴麟社較鼓賴所輪 處理《,並具有縣_賴之祕而騎加大找路截面 滅缓該處理液社㈣,@賴賴些反絲 該反應段; ㈤ -缓衝段’ __反_定段上方,接綠反 出之處理液流,並«為處理完成之淨水;及 疋扠所輸 -主迴流段,連結漏反織之下方,以_反 該反應段隔開,接受該緩衝段所輸出之該迴流 ^氏扳與 凡水並經由散佈於該 200424136 23 底板上之複數個迥流液嘖嘴而對該反應段供應該迴流水。 1 申請專利範圍項16之處理系統,其中該主迴流饋注段所供應予 2該反應段之該迴流水佔該反應段內所流動之該處理液之主要部份。 1 Μ. 一種流體化床含氟製程水溶液處理系統,用於工業製程含氟水溶 2 液之處理,包含有: 3 一配管網路,包含有一含氟處理液供應配管系及一氯化鈣反應劑供 4應配管系,可分別供應含氟處理液及氯化鈣反應劑,以反應處理該工業含 5氟製程水溶液而排出淨水;與 · 6 一流體化床反應器,包含有: 7 一反應段,由包含至少一反應單元的一反應器核心組件所構 8 成,並接受該排出淨水之一部份之輸入做為迴流水;該至少一反應 9 里元內包含有至少一處理液饋入組件,包含有連接至該處理液供應 10 配管系的一處理液配管及其上散佈的複數個噴嘴;與至少一反應劑 11 供應組件’包含有連接至該反應劑供應配管系的-反應劑配管及其 12 上散佈的複數個噴嘴;且該些配管上之該些噴嘴之散佈可將續含惫 13 貞理液及該氯⑽反應劑與該迴流水充份混合,且充份反應形成氟馨 14 化鈣反應結晶懸浮於該反應段內之處理液流中; 15 、一反應穩定段,連結於該反應段上方,接受該反應段所輸出之 16 冑魏* ’並具魏著祕理液之祕而麵加大之祕截面,以 17 減緩該處理液流之流速,因而阻絶該些氟化應結晶隨該處理液 18 流離開該反應穩定段; -缓衝段’連結賴反賴紐上方,射該反賴定段所輸 出之處理液流,並排出為處理完成之淨水;及 21 20 y 一王迥流魅段,連結於該反應段之下方,以_反應器底板與 孩反應段隔開,接受該缓衝段所輸出之該迥流水,並經由散怖於該 底板上之複數個迺流液喷嘴而對該反應段供應該迴流水。 仪-種流體化床含重金屬製程水溶液處理系統,用於工業 金屬水溶液之處理,包含有: s A -配管網路,包含有—含重金屬處理液健配管系及_反應劑供應 配管系’可分難應含重金屬處理液及反賴,以反應處理紅業含重金 屬製程水溶液而排出淨水;與 一流體化床反應器,包含有·· 、-反應段,由包含至少-反應單元的_反應器核々組件所構 1 ’並接受_出淨水之—部份之輸人做為迴流水;該至少一反應 單元內包含有至少一處理液饋入組件,包含有連接至該處理液供應 配管系的一處理液配管及其上散佈的複數個嗔嘴;與至少一反應劑 供應組件,包含有連接至該反應劑供應配管系的一反應劑配管及其 上散佈的複數個喷嘴;且該些配管上之該些喷嘴之散佈可將該含重 金屬處理液及該反應劑與該迴流水充份混合,且充份反應形成反應 結晶懸浮於該反應段內之處理液流中; -反應穩定段,料題反賴上方,接錄反織麵出之 處理液流,並具有顺著該處理液之流路而逐衡加大之流路截面,以 減缓該處理液流之流速,因而阻絶該些反應結晶隨該處理液流離開 該反應穩定段; -缓衝段,連結賴反應穩定段上^,錄紐麟定段所輸 出之處理液流,並排出為處理完成之淨水;及 -主迴流舰段,連減賴之下方,以器底板與 200424136 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 該反應段隔開,接受該緩衝段所输出之該迴流水,並經由散佈於該 底板上之複數個迴流液喷嘴而對該反應段供應該迴流水。 20· —種流體化床含有機物製程水溶液處理系統,用於工業製程含有 機物水溶液之處理,包含有: 一配管網路,包含有一含有機物處理液供應配管系及一反應劑供應 配管系,可分別供應含有機物處理液及反應劑,以反應處理該工業含有機 物製程水溶液而排出淨水;與 一流體化床反應器,包含有: 、一反應段,由包含至少一反應單元的一反應器核心組件所構 成,並接受該排出淨水之一部份之輸入做為迥流水;該至少一反應 單元內包含有至少-處理液饋入組件,包含有連接至該處理液供應 配管系的一處理液配管及其上散佈的複數個噴嘴;與至少一反應齋 | 供應組件,包含有連接至該反應劑供應配管系的一反應劑配管及其 上散饰的複數個喷嘴;且該些配管上之該些喷嘴之散怖可將該含有 機物處理液及該反應劑與該迴流水充份混合,且充份反應而於該反 應段內之處理液流中形成氣態反應物; -反應穩定段,連紐獻舰上方,接綠反應髓輸出之 處理液流,並具有顺著該處理液之流路而逐渐加大之流路截面,以 減緩該處理液流之流速,因而阻絶該些反應結晶隨該處理液流離開 該反應穩定段; 、一缓讎,連賴綠_定段上方,接受紐_定段麵 出之處理液流,並排出為處理完成之淨水,並由液面排出該氣 應物;及 一主迴韻錄,料賴反顧之下方,以器底扳與 200424136 23 24 該反應段隔開,接受該缓衝段所輸出之該迴流水,並經由散佈於該 底板上之複數個迴流液喷嘴而對該反應段供應該迴流水。
    24
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