TW398990B - Fume duct and process for handling fume - Google Patents

Description

A7 B7 五、發明説明（' ) 本發明係關於具有反應區及熱交機之煙道氣導管以及 煙道氣的處理方法》 這類的煙道氣導管係用於輸送及處理由燃燒設備，如 燃煤電廠或垃圾焚化設備，所排出之煙道氣或廢氣。 在反應區中，煙道氣係經由熱或催化性處理以分解存 於其中的有害物質。亦可將所謂吸取及貯存有害物質用之 吸附劑置入這類反應區中。該類反應區例子之一爲內部設 有特殊作用之觸媒，並可讓煙道氣自其中流過之反應器。 利用設於其後的熱交換器，在煙道氣排入周圍環境之 前將其冷卻。亦已知道自煙道氣所取得之熱會將燃燒用之 空氣加熱而再回收至燃燒程序。一個適合之熱交換機係稱 爲衍熱型（Regenerative)熱交換器。 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 在有機材料或家庭垃圾（由有機材料及合成材料組成之 混合物）燃燒時，除生成一氧化碳、氮氧化物及烴類，亦 特別地生成戴奧辛（其微量即對人體有害）。”戴奧辛”係一 集合用語，爲環狀鹵化的芳香族多醚族群。屬於該族群者 有環狀魅類（㈦喃）及環狀二醚類（所謂之戴奧辛）。特別毒 者係多氯二苯並戴奥辛（PCDD)及多氯二苯並㈦喃 (PCDF)。 爲去除該有害物質，主要係在煙道氣導管之反應區使 用特殊作用的觸媒。 在EP 0 447 537中，描述一種之觸媒系統用於除去垃 圾焚化裝置之煙道氣之氧化氮及戴奥辛之觸媒系統，其安 -3- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS > A4規格（210X297公釐） / - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7_ 五、發明説明（> ) 置一系列之一般的DeNOx 觸媒，係在添加還原劑下， 依照已知之擇催化還原作用的SCR方法將氮氧化物還原 成氮及水；以及氧化觸媒用於氧化戴奥辛。此二種觸媒基 本上含有二氧化鈦Ti02、三氧化鎢wo3、五氧化二釩V2Os 及視情況添加之三氧化鉬Mo 03。 由DE 43 04 323 A1亦得知用於去除氮氧化物NO,、 —氧化碳CO、及戴奧辛的觸媒系統，其係於該系統中之 相對於焚化設備煙道氣之氣流方向上，還原及SCR觸媒 安裝在氧化觸媒之前，而氧化觸媒則安裝在戴奧辛觸媒 之前。 相對於SCR觸媒而言，亦已知在不分離還原劑下去除 煙道氣中氮氧化物之其他觸媒。這種觸媒主要稱爲選擇 性催化分解（SCD)觸媒。 亦已知將反應區內之煙道氣所含戴奧辛加熱至超過 800°C之溫度予以熱分解。 進一步從DE 0 502 243 B1得知，藉由在衍熱型熱交 換器中添加SCR觸媒使氮氧化物直接於此處進行分解。 藉由在反應區後連接一熱交換器，已顯示出被排至環 境中的煙道氣未含有顯著之新生戴奧辛。 本發明之目的在於使用具有連接在反應區後部的熱交 換器之煙道氣導管時，以阻止戴奥辛流入環境。 前述目的可藉由依照本發明之一種煙道氣導管予以達 成。該煙道氣導管係配備有用於分解煙道氣中有害物質 -4- 本紙張尺度適用中國國家標率（cys )八4規格（210X297公釐） ：----------^------1T------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（3 ) 之反應區及連接於其後之分解戴奥辛用的熱交換器，其 中熱交換器包含分解戴奧辛用之戴奧辛觸媒。 本發明係來自於對以下之理解：在焚化設備之煙道氣 中，在溫度介於250-4〇0°C時，藉由所謂之重新（denovo) 合成而形成大量的戴奧辛。此類重新合成之機制，係詳 細地描述於VDI報導第634號（1987年）第1 557-584頁 中。其中，戴奧辛係於氧存在時由未燃燒之有機化合物 及金屬氯化物而形成的，此時存於其中的重金屬成分係 在第一階段時催化由金屬氯化物所產生的氯。 在燃煤發電廠或垃圾焚化設備的煙道氣中，由於起因 於重新合成的化合物亦因催化反應而存於煙道氣中》因 爲流過其中之煙道氣溫度下降，故每一個連接於反應區 之後的熱交換器，成爲新戴奧辛生成的潛在來源d尤其， 通常是在所連接之熱交換機中煙道氣被冷卻至400 °C以下 的溫度時。 在有害物質處理之後將煙道氣中，若在後連接的熱交 換機之反應區使含有分解戴奧辛用之觸媒，則尙可小心 地避免生成戴奧辛。藉此方法，一方面可避免在溫度下 降時產生戴奧辛，另一方面，則使流過其間的已生成之 戴奧辛分解成無害物質。 作爲戴奧辛觸媒之例子爲Ti02、wo3、及視情況 添加之 Mo03。V2Os之含量係依煙道氣之條件而 定。於此處，合適的觸媒爲平板、蜂巢或顆粒形狀。 -5- 本紙張尺度適用中國國家揉準（C^iS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 缭 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __B7 五、發明説明（Μ·) 若熱交換機之熱交換元件可由戴奥辛觸媒構成，並在 熱交換元件可發生熱交換時，則可特別地節省成本地而 且可在技術上簡單地實現。此時由基於高比表面積及高 導熱能力，較佳地適合使用蜂巢或平板狀觸媒。 若使用衍熱型熱交換器作爲熱交換器，則焚化設備之 加工等級提高。此類衍熱型熱交換器，一方面從煙道氣 中提取熱量，一方面將熱再導至焚化處理的焚化設備。 此係可藉由（例如）將燃燒的空氣之加溫而達成。 煙道氣之戴奧辛成分，係經由附加在反應區內之戴奧 辛觸媒或戴奧辛吸附劑，而得以進一步減低。作爲戴奥 辛觸媒之例子，係爲前述組成物以二氧化鈦作爲基料之 蜂巢或平板狀觸媒。戴奧辛觸媒也可爲碎粒或顆粒狀。 在反應區內連接串聯之戴奧辛觸媒及DeN Ox觸媒亦有 利的，因爲可藉此在基本上相同之反應條件下同時去除 煙道氣之氮氧化物及戴奧辛。因爲此二種觸媒具有相似 之化學組成，而可以使用單一之載體。 本發明目的進一步藉煙道氣處理而解決，其中焚化設 備的煙道氣首先送至反應區予以分解有害物質，接著藉 由連接於後之熱交換器予以冷卻，於此處，煙道氣在熱 交換器中與用於分解戴奧辛之戴奧辛觸媒接觸。 在以下情況中，係能特別有效的分解戴奧辛及氮氧化 物。首先，在300-500°C溫度時，在反應區之煙道氣係與 DeNOx及/或附加之第二戴奧辛觸媒接觸，接著輸送至 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CpS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __B7__ 五、發明説明（$ ) 熱交換器中冷卻並與第一戴奧辛觸媒接觸》 本發明之實施例將藉圖式更詳細地說明。 圖式簡單說明： 第1圖係具有反應區及連接於其後之熱交大機的煙道 氣導管的截面示意圖。 第2圖係具有反應區及連接於其後之熱交換機的煙道 氣導管的截面示意圖，其中反應區包含相結合之DeNOx /戴奧辛觸媒。 第1圖爲未在此處圖示之焚化設備（尤其是垃圾焚化 設備）之煙道氣導管1。煙道氣導管1包含反應區2及 連接於其後的由蓄熱型熱交換器組成之熱交換機3。在 廢氣處理中，除了含有氣體有害物質（如氧化氮、一氧化 碳、未燃燒之有機化合物及戴奥辛）亦含有固態成分（如 含重金屬之灰塵及金屬氯化物）的煙道氣G首先係至反 應區進行有害物質之分解。於此處，氣體有害物質（例如） 係藉由催化或熱予以去除。催化去除氮氧化物或戴奥辛 的一般溫度係約 300-500 °C。當熱分解戴奥辛時，則煙 道氣溫度需加熱至800"C以上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 降低有害物質完成之後，煙道氣G流至連接於後部 之熱交換器3。於此處，以在400°C以下之溫度進行冷卻 煙道氣G。被提取之熱則傳送至焚化處理焚化設備之而 予以再利用。煙道氣流過熱交換器3之熱交換元件（在 第1圖例子中係爲結構成蜂巢狀之戴奧辛觸媒4)。戴奧 本紙張尺度逍用中國國家棣準（cys ) A4規格（210X297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ___B7__ 五、發明説明（t ) 辛觸媒基本上由二氧化鈦TiC^及三氧化鎢w〇3組成。 五氧化二釩V205約佔開口表面之20 %。在煙道氣導管i 之戴奧辛觸媒經由其在徑向上之轉動，使得戴奧辛觸媒 4之受熱部分轉向被安裝於側邊之淨化氣導管，此時其 所貯存之熱量被傳送至在淨化氣導管內流動的淨化氣 R。於其中流經提升之流動的淨化氣R(於圖中未示出）被 送至焚燒之焚化設備。流過熱交換器3後，煙道氣G最 後經過未圖示出之煙囟排放。 由於在熱交換器3中安裝戴奧辛觸媒4作爲熱交換 元件，阻止戴奧辛在熱交換器3之溫度下因重新合成作 用而生成。 第2圖所示爲類似第1圖之煙道氣導管1，其中在 反應區2中安裝DeNOx觸媒5及成串聯連結的戴奥辛 觸媒6。此二觸媒係具有蜂巢狀載體之載體，基本上係 由二氧化鈦Ti02及三氧化鎢W03組成。DeNOx觸媒5及 戴奥辛觸媒6均具有五氧化二釩V2Os，其係位於煙道 氣可自由到達之表面上。 元件符號說明 1.. ...煙道氣導管 2.....反應區 3.. ...熱交換器 4 .....戴奧辛觸媒 5 .....DeNOx 觸媒 -8- 本紙張Xjt適用中國國家標準（CNS )八4^格（2丨0X297公釐） ----------Λ-------、玎------il (請先閲讀背面之注意事項再填«!'本頁) A7 B7 五、發明説明（、） 6.....戴奧辛觸媒 G.....煙道氣 R.....淨化氣 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -1*-^-

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CpS ) Α4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 第87111796號「煙道氣管及煙道氣處理方法」專利案 (88年12月修正） 六申請專利範圍： 1. 一種煙道氣導管（1>，其係具有用於分解煙道氣內有害物 質之反應區（2)及連接於後部之冷卻煙道氣用之熱交 換器（3)，其中熱交換器（3)包含分解戴奧辛用之戴奧辛 觸媒，其特徴在於戴奥辛觸媒（4>係作爲發生熱交換作用 之熱交換器（3)的元件。 2. 如申請專利範圍第1項之煙道氣導管（1)，其中熱交換器 (3)係形成衍熱型熱交換器。 3. 如申請專利範圍第1或2項之煙道氣導管（1)，其中反 應區（2)另外包含戴奥辛觸媒（6)。 4. 如申請專利範圍第3項之煙道氣導管（1)，其中在反應 區（2)中使DeNOx觸媒（5)，與附加的戴奧辛觸媒（6)接 通而成串聯，以去除氮氧化物。 5. —種煙道氣處理方法，其中焚化設備之煙道氣（R)首先 引導至反應區（2)予以分解有害物質，接著在熱交換器（3) 中冷卻，其中在元件中之煙道氣（R)在熱交換器（3)中係 與用於分解戴奥辛之第一戴奧辛觸媒（4)接觸。 6. 如申請專利範圍第5項之煙道氣處理方法，其中煙道 氣（R)在反應區（2)中於300至S00°C之溫度下和分解氮 氧化物的DeNOx觸媒（5)及分解戴奥辛之附加的第二戴 奥辛觸媒（6)接觸，並在連接於其後之熱交換器（3)中被 冷卻至400 °C以下之溫度。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逋用中B國家揉準（CMS ) A4規格（210X297公釐）