88. 經濟部中失標準局負工消费合作枉印^ 410169 第87105116號專利申請案 中文說明書修正頁(88年1月） 五、發明説明（， A7 B7 發明領域輿相關之技藝陳述 本發明乃關於用以完成煙道氣體之至少脫硝作用與脫硫 作用之煙道氣體處理技術，更特別的是，其係關於可能降 低設備之尺寸與提高設備之性能之煙道氣體處理技術。 傳統上，為了移除存在於從火力發電廠等之鍋爐所排出 之煙道氣體中之氮氧化物、硫氧化物（典型為二氧化硫）以 及粉塵（例如飛灰）’係廣泛地採用說明於圖9與1 〇之示範煙 道氣體處理系統或方法。此煙道氣體處理技術係描述於下 文中。 如圖9所說明，從鍋爐（未示於圖9中）中所排放出之未處 理煙道氣體A係首先飼入裝置於鍋爐宣1中之脫硝器2中， 以分解存在於煙道氣體中之氮氧化物。脫硝器2根據催化氨 還原方法使用一催化劑以分解氮氧化物。在此步騾中，傳 統之貫施為將氣B以幾乎等於脫硝作用所需之當量之量注 入煙道氣體中。洩漏進脫硝器2之下游侧之氨量輕微到约 5 ppm ° 然後該煙道氣體係韵入亦裝置於銷爐室1中之空氣加熱器 (或熱交換器）3中。因此，熱從煙道氣體中回收且使用於加 熱供應至鍋爐之氣體C。傳統上係使用所謂Ljungstr0m類之 熱交換器以作為氣體加熱器3。 離開此氣體加熱器3之煙道氣體然後藉煙道4引導離開鍋 爐室1，且飼入裝置於鍋爐室丨外之乾燥靜電集塵器5中。 在此靜電集塵器5中，存在於煙道氣體中之塵埃被捕捉與移 除。 -4 - 請· 先 閲 背- % -事· 項 再 填 寫 本 瓦 1之 訂 衣紙伕尺度適用中國园家標注 CNS ) Λ4規格（2丨0X297公發） 88. 經濟部中失標準局負工消费合作枉印^ 410169 第87105116號專利申請案 中文說明書修正頁(88年1月） 五、發明説明（， A7 B7 發明領域輿相關之技藝陳述 本發明乃關於用以完成煙道氣體之至少脫硝作用與脫硫 作用之煙道氣體處理技術，更特別的是，其係關於可能降 低設備之尺寸與提高設備之性能之煙道氣體處理技術。 傳統上，為了移除存在於從火力發電廠等之鍋爐所排出 之煙道氣體中之氮氧化物、硫氧化物（典型為二氧化硫）以 及粉塵（例如飛灰）’係廣泛地採用說明於圖9與1 〇之示範煙 道氣體處理系統或方法。此煙道氣體處理技術係描述於下 文中。 如圖9所說明，從鍋爐（未示於圖9中）中所排放出之未處 理煙道氣體A係首先飼入裝置於鍋爐宣1中之脫硝器2中， 以分解存在於煙道氣體中之氮氧化物。脫硝器2根據催化氨 還原方法使用一催化劑以分解氮氧化物。在此步騾中，傳 統之貫施為將氣B以幾乎等於脫硝作用所需之當量之量注 入煙道氣體中。洩漏進脫硝器2之下游侧之氨量輕微到约 5 ppm ° 然後該煙道氣體係韵入亦裝置於銷爐室1中之空氣加熱器 (或熱交換器）3中。因此，熱從煙道氣體中回收且使用於加 熱供應至鍋爐之氣體C。傳統上係使用所謂Ljungstr0m類之 熱交換器以作為氣體加熱器3。 離開此氣體加熱器3之煙道氣體然後藉煙道4引導離開鍋 爐室1，且飼入裝置於鍋爐室丨外之乾燥靜電集塵器5中。 在此靜電集塵器5中，存在於煙道氣體中之塵埃被捕捉與移 除。 -4 - 請· 先 閲 背- % -事· 項 再 填 寫 本 瓦 1之 訂 衣紙伕尺度適用中國园家標注 CNS ) Λ4規格（2丨0X297公發） 410169 A7 B7 經濟部中央標準局妈工消资合作社印繁 五、發明説明（2 ) 在熬油鍋爐之例子中，氨亦可以在煙道4中注入煙道氣 體中’以使存在於煙道氣體中之三氧化硫（s〇3)在靜電集 塵器5中以硫酸按[(NH4)2S〇4]被補捉。在另一方面於燃煤 鎮爐之例子中’例如飛灰之大量塵埃係存在於煙道氣體中 ’所以存在於煙道氣體中之s〇3並未生成有害之煙霧（次微 米粒子），但维持冷凝於塵埃粒子上之狀態且在靜電集塵 森5中以及後續將描述之吸收塔8中被補捉。因此，在燃煤 銷壚之例子中，在煙道4中注入氨通常係可以省略的。 然後離開靜電集塵器5之煙道氣體係經煙道6引導且飼入 氣體-氣體加熱器之熱回收g域（或熱交換器P中，其係用 以回收熱量。此後將該煙道氣體飼入作爲脫硫器之吸收塔 S中，將該煙道氣體與具有懸浮於其中之吸收劑（例如石灰 石）之吸收液體（下束中所提及之吸散劑漿液）進行汽液接觸 .，以使存在於煙道氣體中大部份之so2被吸收進吸收劑漿 液中，且此外殘留之塵埃亦被吸收劑漿液所補捉。在吸收 塔δ底部所提供之塔槽中，將已吸收s〇2之漿液氧化以生成 作爲副產物之石膏，其係根據包括中和作用之下述反應。 (吸收槽） S〇2 + H20 -► H+ + HS〇3_ ⑴ (儲槽） H+ + HS03' + 1/2 02 -► 2 H+ + S042' (2) 2 H+ + S042-十 CaC03 + H20 -► CaS04 2H20 + c〇2 ⑶ 然後其S02等已在作爲脱硫器之吸收塔8中移除之煙道氣 -5- J------Ί J--_----装----^---訂 (讀先閱讀背面之法意事項再填{:>i本頁) 本纸張尺反適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公楚） 經濟部中央標準局負工消贤合作社印掣 410169 > A7 . _B7 五、發明説明（3 ) aa係通過氣體-氣體加熱器之再加熱區9，在此藉使用從熱 回收區7所回收之熱將其加熱至利於排放至大氣之溫度。 其後經煙道10、風扇1丨與煙道將該煙道氣體飼入煙自13主 體之下部，且最後從煙自13主體之上方開口排放至大氣中 成爲處理後之煙道氣體D。風扇丨丨之功用爲在壓力下輸送 煙道氣體以使亭抵消設備所造成之壓力降，且最終允許煙 道氣體經煙囱13之主體排放至大氣中。傳統上，馬達Ua 係與風扇U之主體分開安裝。爲了相同之目的，在吸收塔 8之上游側亦可以安裝其他相似之風扇。 此外在此系统中，煙囱】3主.體' 高-於地面所_需之高度 係根據殘留於處理後之煙道.氣體D中之氮氧化物與硫氧化 物濃度以及殘留於其間之塵埃濃度以唯一決定，以使其符 合排放入大氣之標·準.。例如以傳統之性雜-爲基（即脱硝作 用之程度爲稍大於80%且脱硫作用之程度爲稍大於8〇% )， 對1.5 0百萬瓦特等級之發電廠而言，其通常所需之高度（l) 爲約1 50公尺。在此例子中，包括用以支撑與強化煙囪i 3 主體之結構14，裝置煙囪所需之地面面積通常必須爲具有 邊長（W)爲約38公尺之正方形之形式。 圖10爲説明從鍋爐延伸至空氣加熱器3之系統結構之方 塊圖。在此圖10中’鋼壚標示爲數字ia、包含於脱確器2 之脱硝催化劑標示爲數字2a且包含於脱硝器2之氨分解催 化劑標示爲數字2b。氨分解催化劑2b係使用以消除任何戍 漏至下游侧之氨。不過當氨以普通之量注入時，此催化劑 可以省略’因爲所洩漏之氨量係非常之輕微。此外，如前 -6 - 本紙張尺度適用中國國家(士NS )八4"^格_( 2l〇X297公釐) ' ~ ·Γ ΙΊ - -f — 1— ί— -- n n I - ----- II I _ T -s - (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經潢部中戎標準局員工消费合作社印製 410169 A7 ___ B7 五、發明説明（4 ) 所述，冒使用Ljungstram類之熱交換器以作爲氣體加熱器 3。因此如圖1〇中之虛線所示，在此系統中，一部份（例如 約5體積％之煙道氣體）之供應空氣c洩漏進煙道氣體侧， 且在同時一部份（例如約1 %)之煙道氣體洩漏進空氣^側。 在上述所描述之傳統煙道氣體處理中，大尺寸與高設備 費用爲其缺點―。尤其是在發展中國家之市場中之小規模之 發電公司等’除了降低裝置空間與煙囪高度外，在費用上 明顯之降低係強烈所欲的。 更明確地説’傳統系統之安排與構造係使鍋爐室丨與煙 囪13、靜電集塵器5、吸收㉟與直扇Π間係以水平之方 向排列且以煙道4、6、10與12相連接。此在鍋爐室〗與煙 囪13間需要足夠之空間以及許多煙道與用於其中之大量支 撑組件，此造成費用上之增加。一 • —— 再者如前所述，煙自之高度與裝置空間係例如根據殘留 於處理後之煙道氣體D中之氮氧化物與硫氧化物濃度以唯 —決定。結果爲了降低煙囪之尺寸，其終究是需要去提高 設備之性能。在傳統系統之構造上，此亦是困難的。例如 爲了提高脱硫作用之程度，可想到的是藉簡單地放大吸收 塔8以增加氣-液接觸能力。不過'，此與降低設備大小之願 望相左，故因此具有某些限制。 * 此外’爲了在脱硝器2中提昇脱硝作用之程度，達成此 目的可想到的是簡單地增加注入之氨量。在此例子中，傳 統系統係使用氨分解催化劑2b以消除任何洩漏至下游侧之 .氨，此造成相對費用之增加。在此例子中若不使用氨分解 -7- 本紙張尺度適用Ϊ7國國家標ϋ CNS ) Α4Ϊ^格（2!〇'χ 297公釐） ~ ' (請先閱讀背面之注意事項再填巧本百；) 装· 訂 410169 A7 _____________ B7五、發明説明（5 ) 經濟部中央標挛局員工消资合作社印製 催化劑2b »則氨將摩.漏至下游側且施加下述不利之效果。 即若氛殘留於煃道氣體中，則根據下述所給之反應式 (4)將座生具有高附著力之酸性硫酸銨（NH4HS〇d 口該酸性 硫酸按之露點在此類設備之普通條件下係約230°C，但在 普通I 2氣加熱器中煙道氣體係從約35〇γ冷卻至約n〇»c 。結果’當氨殘留於離開脱硝器2之煙道氣體中時，在此 二氣加熱器中將會產生大量之酸性硫酸銨（NH4HS04)。本 X月者所進行之$究曾顯示在傳統之類之空氣 加熱器中，此酸性硫酸銨傾向於沉f在空氣加熱器之熱儲 器之間隙中，且因此需要例；、洗* 乏經常維修操作。 S〇3 + NH3 + H20 -► NH4HSO4 (4) 因此，本發明之第一目標係提供一煙道氣體處理系統， 中係改善叹備之排列與構造’以達到設輪大小與費用之 降低。 本發明疋第二目標係提供一煙道氣體處理方法，此使提 问煙適氣體之處理性能變成可能且藉此達到設備大小等之 降低。 本發明之第二目標係提供一煙道氣體處理方法，其可以 達成前述所提設備大小之降低，且在不減損其維修性下提 昇其性能。 本發明之第四目標係提供一煙道氣體處理方法，其中係 改。汉備之排列與構造且提昇煙道氣體之處理性能，藉此 達成㈣大小舆費用 '包㈣®大小之㈣降低。， 爲了達成上述之目帛，本發明提供一煙道氣體處理系統 ______^_______ · 8 _ (CNS) ( ' ------ .=-' 1 - t -I-- t^l«— ^^^1 ml 1 f^i n^i I . _ nn 一 ^ (請先閲讀背面之注意事項存填转本萸} 經濟部中央標卑局只工消費合作社印架 410169 * A7 ___ _B7_ 五、發明説明（6 ) ，其包括用以將煙道氣體送至與吸收液體進行氣_液接觸 以藉吸收液體之吸收從煙道氣體中至少移除硫氧化物之吸 收塔、用以加熱離開吸收塔之煙道氣體至利於排放至大氣 之溫度之再加熱區、以及在壓力下輸送煙道氣體以使其抵 消由包括吸收塔與苒加熱區之煙道氣禮流動路徑所造成之 壓力降之風扇，其中吸收塔、再加熱區與風扇係在垂直方 向上排成一直線，以作爲用於將處理後之煙道氣體排放至 大氣之煙囪之至少一部份。 本發明亦提供一煙道氣體處理方法，其包括將氨注入至 少含有氮氧化物與硫氧化物趣道'k體中以分解存在於煙 道氣體中之氮氧化物之脱硝步驟、以及將離開脱硝步银之 煙道氣體飼入吸收塔中且在此與吸收液體進行氣-液接觸 以藉吸收液體之吸收從煙道氣體中_至少雙學硫氧化物之脱 硫步驟，其中可在脱硝步驟之下游處將所需要之氨注入煙 道氣體中，且在脱確步躁所注入之氨量及/或在税硝步躁 之下游處所注入之氨量之決定係使其過量，以使按或銨鹽 將殘留於飼入脱硫步驟之煙道氣體中。 在本發明之煙道氣體處理方法中，可以決定在脱硝步驟 所注入之氨量，以使殘留於離開脱硝步驟之煙道氣體中之 氨滚度不低於30 ppm。 本發明之煙道氣體處理方法可以進一步包括將離開脱硝 步驟之煙道氣體飼入在吸收塔上游側之熱交換器中且藉此 從煙道氣體中回收熱量之熱回收步极，且可以採用非淺漏 式之殼管式熱交换器以作爲熱交換器。 -9 - ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A#見格（210X2^7公釐) ~ (請先聞讀背面之注意事項再填艿本頁) 策· ly5 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 410169 A7 _B7 __五、發明説明（7 ) — 本發明之煙道氣體處理方法可以進一步包括將離開脱硝 步騍之煙道氣體飼入在吸收塔上游側之熱交換器中且藉此 從煙道氣體中回收熱量之熱回收步驟，且在脱硝步驟所注 入之氨量及/或在脱硝步驟之下游處所注入之氨量之決定 係使殘留於飼入熱交換器之煙道氣體中之氨濃度超過在此 煙道氣體中之S03濃度13ppm或更多。 本發明之煙道氣體處理方法中，於使煙道氣體與吸收液 體進行氣-液接觸之吸收塔區域之下游側設立一區域，在 其中噴灑具有酸性高於吸收液體之液體，以使氨無法輕易 地釋放至氣相中，藉此使於飼〜入脱硫步驟之煙道氣體 中之氨在吸收塔中被吸收，使其無法殘留於離開吸收塔之 煙道氣體中。 本發明之煙道氣體處理方法進二步包考，煙道氣體飼入 在吸收塔上游側之乾式靜電集塵器且藉此移除存在於煙道 氣體中之塵埃之第一塵埃移除步驟，以及將煙道氣體飼入 在吸收塔下游側之濕式靜電集塵器且藉此移除存在於煙道 氣體中之塵埃之第二塵埃移除步驟。 本發明亦提供一藉使用煙道氣體處理系统以純化至少含 有氮氧化物與硫氧化物之煙道氣體之煙道氣體處理方法， 其包括用以將氨注入煙道氣體中以分解存在於其中之氮氧 化物之脱硝器、用以從離開脱硝器之煙道氣體中回收熱量 之熱交換器、用以將離開熱交換器之煙道氣體帶至與吸收 液體進行氣-液接觸以藉吸收液體之吸收從煙道氣體，中至 少移除硫氧化物之吸收塔、藉使用從熱交換器回收之熱之 -10- 本紙張尺度適用中囤國家標率（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） ' ' ~ _ I ; I -I _-··1 Γ !>.v— I ! I 1 I -1— - . 1 I I - ^—J. * - r (讀先閱靖背面之注意事項再填寫本頁) ¾濟部中央榡聿局負工消费合作社印繁 410169 A7 ^____67__ 五、發明説明（8 ) 至少一部份以加熱離開吸收塔之煙道氣體至有利於排放至 大氣之溫度之再加熱區、以及在壓力下輸送煙道氣體以使 其抵消由包括吸收塔與再加熱區之煙道氣體流動路徑所造 成之壓力降之風廣，吸收塔、再加熱區與風扇係在垂直方 向上排成一直線，以作爲用於將處理後之煙道氣體排放至 大氣之煙囪之至少一部份，其中可在脱硝器之下游處將所 需要之氨注入煙道氣體中，且在脱硝器所注入之氨量及， 或在脱硝器之下哼處所注入之氨量之決定係使其過量，以 使按或按鹽將殘留於飼入吸收塔之煙道氣想中。 在本發明之煙道氣趙處理'系說+ —，吸收塔、再加熱區與 風扇係在垂直方向上排成一直線，以作爲用於將處理後之 煙道氣體排放至大氣之煙自之至少一部份。所以，所有這 些傳統上安裝於用於煙囪之結構外_面之装罩或設備，現已 安装至用於煙囪之結構之内部空間中。結果，全部設備之 裝置空間明顯地降低。所以在水平方向上設備大小之明顯 降低可以達成。再者，相當部份之煙道與其支撑組件變的 不需要，且煙自主體變的較從前爲短。最後達成設備費用 上之明顯降低。 在本發明之煙道氣體處理方法中，可在脱靖步驟之下游 處將所需要之氨注入煙道氣體中，且在脱硝步驟中所注入 之氨量及/或在脱硝步躁之下游處所注入之氨量之決定係 使其遇量’以使銨或銨鹽將殘留於飼入脱硫步驟之煙道氣 體中β 所以’至少在脱硫步驟中之脱硫作用程度被提昇且此最 _____ -11 - 本紙張尺度通用巾國國家標卒（CNS ) Λ4規格（210Χ 297公釐） (請先聞讀背6之注意事項再填巧本頁) 袈 -1Τ 經濟部中央標準局貝工消f合作社印繁 410169 ；7 B7_ _五、發明説明（9 ) " 後促成吸收塔與煙&大小之降低。 特別是當在脱確步黎所注入之氨量之決定，係使殘留於 離開脱硝步驟之煙道氣體中之氨濃度不低於30 ppm，尤其 是在脱硝步驟中之脱硝程度明顯地降低且此最後促成煙囪 大小之降低。 再者，當本声明之煙道氣體處理方法進一步包括將離開 脱硝步驟之煙道氣體飼入在吸收塔上游側之熱交換器中且 藉此從煙道氣體中回收熱量之熱回收步驟且可以採用非戌 漏式之殼管式熱交換器以作爲熱交換器時，煙道氣體之熱 量在傳統上可以有效地用於^熱£~用淤鍋壚之空氣或再加 熱處理過之煙道氣體，且因結垢生成所產生之問題亦可以 減少β 也就是即使酸性磲酸銨藉所注入 _之氨考存在於煙道氣體 中之S〇3反應以生成，以及由存在於煙道氣體中之s〇3而生 成之硫酸煙霧冷凝於前述所提之熱交換器中，與傳統所使 用之Ljungstrsm類熱交換器比較，非洩漏式之殼管式熱交 換器結構較不易使此類物質沉積於其換熱面等上或使其阻 塞。 此外，在此例子中拔熱交換器不允許空氣洩漏至煙道氣 體中》此可以降低欲處理之煙道氣體量且因此達成費用之 降低。 再者，當本發明之煙道氣體處理方法進一步包括將離開 脱硝步驟之煙道氣體飼入在吸收塔上游側之熱交換器中且 藉此從煙道氣體中回收熱量之熱回收步驟，且在脱硝步壤 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準icNS ) A4規格（210X 297公釐） '—~ I- 1 * _ -I J - I - - ί — - - ----- -I TJ. (請先閱讀背面之;1意事項再縝寫本頁) 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 410169 μ ___ B7 五、發明説明（10 ) ' 所注入之氨量及/或在税硝步驟之下游處所注入之氨量之 決定係使殘留於飼入熱交換器之煙道氣體中之氨濃度將超 過在此煙道氣體中之SO3濃度13 ppm或更多時，在前述所 提熱交換器中酸性硫酸銨之凝結將減少且將主要產生中性 硫酸銨之細微粉末^所以由酸性硫酸銨所生成之結垢將被 顯著地抑制且ifc將使熱交換器之维修啡常容易。 此外，當於使煙道氣體與吸收液體進行氣-液接觸之吸 收塔區域之下游側設立一區域，在其中噴灑具有酸性高於 吸收液體之液體，以使氨無法輕易地釋放至氣相中，藉此 使殘留於飼入脱硫步驟之煙職, '中之氨在吸收塔中被吸 收，使其無法殘留於離開吸收塔之煙道氣體中時，由於過 量注入氨之反效應（即氨排放至大氣中）可以避免。此可以 克服未來氨之排放標準且亦可以促_成煙考氣體之進一步純 化。 ’— 再者，當本發明之煙道氣體處理方法進一步包括將煙道 氣體飼入在吸收塔上游侧之乾式靜電集麈器且藉此移徐存 在於煙道氣體中之塵埃之第一塵埃移除步驟，以及將煙道 氣體飼入在吸收塔下游側之濕式靜電集麈器且藉此移除存 在於煙道氣體中之塵埃之第二塵埃移除步驟時，整個系統 之脱塵埃能力可以顯著改善。 本發明之其他煙道氣體處理方法爲藉使用煙道氣體處理 系統以純化至少含有氮氧化物與硫氧化物之煙道氣體，該 系統含有脱硝器 '脱硫器等，且具有在垂直方向上排成一 直線4吸收塔（作爲脫硫器）、再加熱區與風扇，以作爲用 _：______-13^ 本紙¥尺度適用中國國家榇準（CNS ) Λ4規格（2】0x—2?7公楚）一---—— (讀先聞讀背面之注意事項再填窍本頁〕 装· 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 — 3； 410169 五、發明説明（”） ~~ 一 於將處理後之煙道氣體排放至大氣之煙囪之至少—部份， 其中可在脱硝器之下游處將所需要之氨注入煙道氣體中， 且在脱硝器所注入之氨量及/或在脱硝器之下游處所注入 之氨量之決定係使其過量，以使按或按鹽將殘留於飼入吸 收塔之煙道氣體中―。 所以由於吸收塔、再加熱區與風扇係在垂直方向上排成 一直線以作爲煙囪之一部份，故設備之裝置空間顯著地減 小.。再者由於過量地注入氨，脱硫作用之程度至少被提异 ’且此最後造成煙®高度之降低D亦即此方法可以產生優 良之效果，例如設備性能之^昇以、及在水平與垂直方向上 設備大小之顯著降低。 舅示簡要説明 圖1爲說明根據冬發明之第一具_體實;例之煙道氣體處 理系统之示意圖； 圖2爲説明根據本發明之第二具體實施例之煙道氣體處 理系統之示意圖； 圖3爲説明包含於圖2之煙道氣體處理系統中之脱硫器之 細節之示意圖； 圖4係説明適合與圖2之煙道氣體處理系統一起使用之無 廢水處理系統之示意圈； 圖5係顯示證明本發明之效果（即脱硫作用之程度之改善 )之數據之圖形； 圖6爲説明用以證明本發明之效果（即使在煙道氣體中 SO3之沉積減至最低）之實驗裝置之示意圖； _ ___ -14，______— 本紙張尺度適财關家轉（CNS )滅格（2lQx297公楚〉 C锖先閱读背面之法意事項再填寫本頁) 装 麵藤專利申請案 修正頁(88年1月） A7 B7 五、發明説明（12) 圖7為顯示用以證明本發明之效果（即使在煙道氣體中s〇3 之/儿積減至最低）之實驗結果（在熱交換器中氣體.壓力降之 變化）之圖形； 圖8為顯示用以證明本發明之效果（即使在煙道氣體中s〇3 之沉積減至最低）之實驗結果（在熱交換器中總傳熱係數之 變化）之圖形； 圖9為說明傳統煙道氣體處理系統之示意圖；以及 圖10為說明包括於傳統煙道氣體處理系統中之脫硝器與 其他裝置之示意圖。 符號說明 (請先閲讀背*之注意事項再填寫本頁) *^- 經濟部中央標皋局員工消費合作社印製 1 鍋爐室 la 鍋爐 2 脫硝器 2a 脫硝催化劑 2b 氨分解催化劑 3 空氣加熱器 4 煙道 5 靜電集塵器 6 煙道 7 熱回收區 8 吸收塔 9 再加熱區 10 煙道 11 風扇 11a 馬達 12 煙道 13 煙囪 13a 煙囪主體 13b 煙囪之主體 14 結構 14b 結構 21 吸收塔 21a 吸收塔 22 再加熱區 23 風扇 24 熱回收區 25 煙道 31 空氣加熱器 *·1Τ -15 - 本紙張尺度適用中ϋ國家標车（CNS ) Α4規格（2丨ΟΧ297公釐） 經濟部中央樣準局負工消費合-社印11 410169 第87105116號專利申請案 A7 中文說明書修正頁(88年1月)_B7 五、發明説明（) 32 靜電加熱器 41 桶槽 42 煙道氣體入口區 43 煙道氣體出口區 43a 除霧器 44 噴灑管 45 循環泵 46 循環管線 46a 管線 47 攪拌器 48 空氣供應管線 49 固液分離器 52 漿液製備構槽 53 攪拌器 54 漿液泵 55 喷灑管 61 混合槽 62 p Η調整/還原槽 63 沈澱槽 64 漿液系 65 固液分離器 66 中和槽 67 第一濃縮器 67a 蒸發器 67b 加熱器 67c 循環系 68 漿液泵 69 固體分離器 70 脫水器 71 冷卻器 72 儲槽 73 泵 74 氨濃縮器； 75 蒸發器 81 燃燒爐 82 S氣加熱器 83 冷卻器 84 旋風分離器 85 熱交換器 86 冷卻器 A 未處理之煙道氣體 A1 脫硫後煙道氣體 B 氨 B1 含氧之水 B2 氨 B3 氨 C 空氣 D 處理後之煙道氣體 "153- ---------^----^---γ 訂 ί-，-----線 · Τ . (請先閱讀背面"注意笋項再填軺本頁) 本紙伕尺度適用中國國家標準（CN'S ) Α4規格（2!0Χ 297公釐） 410169 第87105116號專利申請案 A7 中文說明書修正頁(路年1月） B7 五、發明説明（） E 吸收劑漿液 F 空氣 G 石膏 Η1 遽液 H2 脫硫廢水 I 粉末狀石灰石 J 液體 Κ 塵埃 L 煙囪高度 L1 酸 Μ 還原劑 Ν 固體物質 0 化學藥品劑 Ρ 回送廢液 Q 泥漿 S1 漿液 S2 漿液 S3 漿液 S4 廢漿液 S5 漿液 S6 漿液 S7 漿液 S8 漿液 W 結構之寬 W1 熱蒸氣 W2 冷卻水 W3 含氨蒸氣 (請先閱讀背面之注意t項再填寫本頁) 經濟郎中央標準局員工消費合作社印製 較佳具體貫施例之詳述 本發明之許多具體實施例將參考所附之圖示於下文中描 述。 第一具體實施例 本發明之第一具體實施例係參考_丨以敘述，如圖9之傳 統系統所包括之相同組件將標示以相同之數字，且省略其 之重複解釋。 本具體實施例之煙道氣體處理系統之特色為在煙自主體 bai下方，吸收塔21、氣體-氣體加熱器之再加熱區22與 風扇23係在垂直方向上排成一直線以作為煙囱之一部份^ -15b- 本纸張尺度適用中HS家標辛（CNS ) Λ4規格（2!0:<297公| ) 第87105116 at 中文說明書條正百⑽年1月、 B7 五、發明説明（） 氣體-氣體加熱器之熱回收區24係裝置於連接乾式靜電集 塵器5與吸收塔21之煙道25上且在用於煙1¾之結構丨4之侧 邊上。最後，吸收塔21、熱回收區24、氣體-氣體加熱器之 再加熱區22與風扇23全部都安裝於用於煙囪之結構14内部 之未使用空間内= {請先59讀背面之注意Ϋ-項再填寫本頁) 蛵濟部中央標並局Ν工"费合：- 15c- t Si ( CNS J ( 2 丨 tu< 297公釐) 410169 A7 ________ B7 五、發明説明（13 ) - 在此具體實施例中，吸收塔21係使煙道氣體經由其底部 側面部份所生成之入口飼入，使其以反向流之方式與吸收 液體進行氣-液接觸，藉吸收液體之吸收以從煙道氣體中 至少移除硫氧化物，且從其頂端所生成之出口排放。與先 耶在傳繞系統之敘述中相同之方式，例如當使用石灰石以 作爲吸收劑，巧石膏將生成爲副產物。 氣體-氣體加熱器之再加熱區22係直接與吸收塔21之頂 端相連接。因此，從吸收塔2 1之頂部出口所排放之煙道氣 體係從再加熱區22之底側飼入，藉使用在熱回收區24所回 收之熱加熱至有利於排放至氣a度且從其頂部排放D 在此例子中係使用加熱介質循環系統之氣體-氣體加熱 器’且其熱回收區24與再加熱區22構成非戌漏式之殼管式 熱交換器。這些非洩漏式熱交換器之優點爲即使若存在於 埵道氣體中之SO3與存在於其間之氨，根據前述所提之反 應式（4)反應以生成酸性硫酸銨（NH4HS04)，其亦較不易受 到與結垢生成有關之酸性硫酸録之沉積。 經濟部中央標準局兵工消費合作社印繁 \ :·_ II 1^— - - - - -- n^i I- I II ^/ί - -I— . I ^—J (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 風扇23爲軸向流動之風扇，其係安裝於前述所提之再加 熱區22之上方且功能爲將煙道氣體從底部吸入且從其頂部 排放。馬達係裝置於其内部之軸上》 在根據此具體實施例之煙道氣體處理系統之配置與構造 中，與圖9所説明之傳統系統相比，其整個設備之安裝空 間顯著地減小，所以在水平方向上設備大小之顯著減小可 以達成。明確地説，在圖9之系統中安裝吸收塔8、風扇 11與煙道6和10所需之全部空間變成不需要。此外，煙_ -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2!0X 297公釐) " 410169 A7 B7 經滴部中央標率局負工消费合作社印掣 五、發明説明（14 之安裝空間係仍與前相同，因爲允許吸收塔21等安裝之空 間，傳統上保留於用在煙囪之結構12内。 再者，煙道6和10本身與其支撑组件變成不需要，且煙 囪13a之本體變的-較前爲短。結果，設備費用上之明顯降 低可以達成。 第二具體實施例 其次，本發明之第二具體實施例係藉麥考圖2以描述。 如第一具體實施巧所包括之相同组件將標示以相同之數字 ，且省略其之重複解釋。 此具體實施例之特徵爲其$裝善-有啡洩漏式之殼管式熱 父換器之空氣加熱器（或熱交換器）31，以及安裝於吸收塔 21a與再加熱區22間之濕式靜電集塵器32。在此具體實施 例中，前述所提之空氣加熱器3丨與前述描述之氣體-氣 體加熱器之熱回收區24構成用以進行本發明之熱回收步驟 疋熱交換器。此外，描述於傳統系統之乾式靜電集塵器5 係使用以進行本發明之第—塵埃移除步驟，且前述所提之 濕式靜電集塵器32係使用以進行本發明之第二塵埃移除步 驟。 上述所提之結構具有下述之優點。首先，因爲空氣加熱 器h含㈣㈣式之熱交換器’故所沉積之結垢物量相當 地^即使如前所迷酸性硫酸按在飼人空氣加熱器^之煙 道氣體中生成。從維修之觀點而言’此係非常有利的。 更月確地説’如刖所描述當氨殘留於離開脱硝器2之煙 道氣趙中時，酸性硫酸㈣別會在空氣加熱器η中生成。 17- 表纸張尺度適财@_縣(^Γα4規格（ (請先間讀背面之注意事項再填寫本瓦) 袈
、1T 41〇169 - A7 ------------------______ 五、發明説明（15 ) 根據本發明者所進行之研究曾經發現，裊傳統Ljungstrsm 類熱交換器之例子中，此酸性硫酸銨傾向於沉積在空氣加 熱器之熱儲器之間隙中，且因此需要例如清洗之經常维修 操作。 > 不過’本發明者所進行之研究曾經顯示非洩漏式之殼管 式熱交換器較不易受到此酸性硫酸銨之沉積或使其阻 塞。與酸性疏酸接之製造以及其沉積於熱交換器之内表面 有關之問題亦可以藉將過量之氨注入煙道氣醴中以減輕亦 是已知的’且此將在下文中明確地描述。 此外，當空氣加熱器31含有非ΐξ、漏式之熱交換器時，飼 入鍋爐之空氣C並不會洩漏至煙道氣體中.此造成欲處理 之煙道氣趙之流量之減小且因此在風扇23與煙道和動力消 耗上對應之降低。 _ 再者’因爲安裝了濕式靜電集塵器32，可以移除在吸收 塔21 a中未被捕捉之細微粒子與其他之外在物質。所以， 在處理後之煙道氣體D中之殘留塵埃濃度可降低。此提异 設備之性能且促成煙函高度之降低。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 - .1^ ·* I _ -· -·ίι - - I I I - I _ I 1·-— , - I * I - . - .¾. 、-e (請先閱讀背面之注意事項再填艿本頁) 其次，藉使用前述所提之具體實施例中之煙道氣體處理 系統，本發明之煙道氣體處理方法之構造與效益之特徵部 份係描述於下文中。 根據此方法，不使用氨分解催化劑，而是使注入脱硝器 2之氨量之決定，係使其過量以使大量之氨或銨g仍殘留 於飼入吸收塔21a之煙道氣體中。 若氨或銨鹽殘留於飼入吸收塔21a之煙道氣體中，由於 -18- 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS)A4規格（2丨0〆297公釐） $7105116號專利申請案41016冗 土文說明書修正頁(88年1月) t 五、發明説明（16) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 煙道氣體與吸收劑漿進行液氣-液接觸之結果，此氨或銨鹽 將溶解於吸收塔21a之漿液中。此提昇在吸收塔21a中循環 之漿液之液相中之銨鹽濃度（換句話說，氨離子濃度）。 由本發明者所進行之研究曾經顯示，當吸收塔之循環流 扯中之銨鹽濃度（或氨離子濃度）提高至1ί()毫莫耳/升或更 少時，在吸收塔中從煙道氣體中移除二氧化硫之程度（即脫 硫作用疋程度），如圖5所示，即使其他條件維持相同仍提 开至接近95%。結果，根據此注入脫硝器2之氨量B之決定 係使其如前所述般過量之具體實施例，與昔之技藝相比吸 收塔21a之大小可以降低。此外，殘留於處理後之煙道氣體
D中之硫氧化物（典型為二氧化硫）濃度可以進一步降低且 因此煙囪之高度可以降低D 再者，由於所注入之氨量B本質上係超過脫硝作用所需 t當量，故可提昇脫硝器2 (或脫硝步騾）之脫硝能力。根據 本發明者所進行之研究曾發現，若所注入之氨量β之決定 係使其超過脫硝作用所需之當量，且再者殘留於離開脫硝 步騾之煙道氣體中之氨濃度（即洩漏之氨）不低於3〇 ppm， 則脫硝作用之程度從傳統約80%之程度提昇至約9〇%，且 殘留於處理後之煙道氣體D中之氮氧化物濃度可以降低一 半。 — 在此關聯上，由本發明者根據150百萬瓦特等級之發電廠 所作之試誤計算顯示，若脫硫作用之程度與脫硝作用之程 度如上所述般提昇，且塵埃之移除程度亦藉濕式靜電集塵 器32之安裝以提昇，則煙囪高度（L)可以從约公尺 -19- { CNS i A4».fS· ί 2!0> ：9'ό·.ί·--- 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 第871051臟專辦請g 101 6 9 A7 中文說明書修正頁(88年1月)__B7_ 五、發明説明（17) 之傳統值顯者地降低至約90公尺。此外由其之結果，用於 煙囪之結構14b之安裝空間之寬度（W)可以從約38公尺之傳 統值顯著地降低至約25公尺。 在此例子中’所注入氨B之特定量必須加以決定，不僅 需較脫硝作用所需當量為過量’且亦需考慮煙道氣體中 之濃度。 明確地說，殘留於離開脫硝器2 (或脫硝步騾）之煙道氣體 中之氣之至少一部份係與存在於此煙道氣體中之S〇3反應以 .生成例如如前所描述之硫酸按或酸性硫酸按之銨鹽。在此 例子中，大部份的這些銨鹽係藉靜電集麈器5以捕捉。所 以’在殘留於離開脫硝器2之煙道氣體中之氨氣中，只有超 過用於SO3之當量之氣氣量仍殘留於飼入吸收塔2ia之煙道 氣體中。 更明確地說’去決定所注入之氨量是所欲的，以使殘留 於飼入空氣加熱器3 1與氣體-氣體加熱器之熱回收區（或熱 交換器）24之煙道氣體中之氨濃度超過在此煙道氣體中之 S〇3濃度13 ppm或更多。 如將於後所描述之實驗所證明，此使抑制酸性硫酸銨在 前述所提之熱交換器冷凝之沉積成為可能。所以在熱交換 器之傳熱面與其他内表面上之況積物（或結垢）之生成變的 輕微且使熱交換器之維修更為容易。 亦即在圖9所說明之傳統系統中，殘留於飼入空氣加熱器 3 1之煙道氣體中之氣濃度為輕至約5 ppm，所以酸性硫酸铵 較一般之硫酸铵生成更大之量D此酸性硫酸按特別傾 -20- 本纸張尺度適用中國國家標注（CNS > A4規格（2丨Ο X 297公釐） ---------太----^---^訂--------%----— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁，) 經满部中央標準扃負工消费合作社印繁 410169 - A7 _B7五、發明説明（18 ) 向於冷凝於空氣加熱器3Ί中且於其中結垢。不過若此氨濃 度較煙道氣體中之SO3濃度過量13 ppm或更多，存在於煙 道氣體中之大部份SO3將轉化成含有（nh4)2S04之中性硫酸 按之細微粉末，且傾向於結垢之高黏性酸性硫酸銨支生成 將非常地少。此外’根據使用殼管式結構之空氣加熱器Η 之本具體實施酆。與使用Ljungstram類之空氣加熱器之傳 統系統相比’由結垢生成所引起之問題較少。結果，由於 酸性硫酸銨所引起之結垢生成問題可以實際地解決且脱硝 器不需要再提供氨分解催化劑。 在此具盘實施例中’明確i也注入過量之氨，以使太量之 氨或銨鹽將殘留於飼入吸收塔2ia之煙道氣體中。因此， 在吸收塔21 a中被漿液所吸收之氨以及洩漏至處理後之煙 道亂體中之氣之處置將引起問題。一不過，這些問題可以藉 採用已存在之無廢水處理技術以解決（所謂之A WMT)，其 中氨係藉遇合從靜電集塵器來之塵埃與從脱硫器來之廢水 以回收且再使用，或藉本發明者所新設計之氨吸收技術以 解決。 參考圖3與4以於下逑描述這些技藝之某些具體實施例。 圖3爲.適合使用於説明於圖2之此具體實施例之煙道氣體處 理系統之脱硫器之細節之示意圖，且圖4係適合舆此具體 實施例（在燃油鍋爐之例子中）之煙道氣體處理系統一起使 用之示範用之無廢水處理系統之示意圖。 在此例子中’如圖3所説明作爲脱硫器之吸收塔21a爲一 液體塔式之吸收塔，其在底部提供-桶槽41以儲存具有懸 ._ -21-_ 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2丨OX 297公釐] ' ' I - tfc - I - f I -- I , - - 1-11 ^ ^ (請先閱讀f面之注意事項再填寫本頁) 410169 Α7 Β7 經濟部中央標準局負工消f合作社印5< 五、發明説明（19 ) ' 浮於其中之吸收劑（即石-灰石）之吸收液體E(下文中所提到 之吸收劑漿液E)且具有從桶槽41上延伸出之氣_液接觸區 以使煙道氣體與桶槽41内之漿液進行氣-液接觸。 此吸收塔2 1 a爲'一所謂之反向流吸收塔，其中用以飼入 煙道氣體之煙道氣體入口區42係在其底部形成，且用以排 放脱硫後之煙道氣體A1之煙道氣體出口區43係在其頂部 形成，以使煙道氣體從吸收塔之底部進入且向上流動。 除霧器43a係裝置於煙道氣體出口區43。此除霧器43a係 用以收集任何因氣：液接觸以及被煙道氣體所挾帶之結果 而生成之霧滴，所以冬量含孑二鼠、化硫、氨等之霧滴不會 隨著脱硫後之煙道氣體Α1—起排放 在此具體實施例中， 藉此除霧器43a所收集之霧滴係允許從其底部往下流動且 直接回至桶槽41中〇 r - 一 Λ •a·-/ 再者在吸收塔2 la中平行裝1許多噴灑管44。在這些噴 麗管44中形成許多用以以向上之液柱之形式噴射桶槽41内 之漿液之噴嘴（未示）。 此外’用以取出以及提昇桶槽41内之吸收劑漿液之循環 泵45隹裝置於桶槽4〗之外侧。所以漿液係經循環管線46 飼入噴濃管44中。 在圖3所説明之具體實施例中，桶槽4丨係有提供吹送以 微小氣泡之形式用於氧化使用之空氣F且同時攪拌桶槽41 内之漿液之設備》此設備含有一授拌器47以及一用以吹送 空氣F進入攪拌器47之攪拌葉附近之漿液之空氣供應管線 48。所以已經吸收有二氧化硫之吸收劑漿液在桶槽41内與 -22- (瘦先閱讀"-面之注意事項再填寫本頁} 衮 丁 本紙乐尺度適用中國國家標丰（CNS ) Λ4規格（2Ι〇Χ297公釐} 經濟部中央標準局員工消費合作社印^ 410169 A7 _B7_ 五、發明説明（20 ) _ 空氣充份接觸且藉此完成氧化以生成石膏。 更明確地説，從位於吸收塔21a之喷灑管44所嘴出之吸 收劑漿液向下流動，且同時藉與煙道氣體氣-液接觸之結 果吸收二氧化硫與塵埃（含有例如硫酸銨之銨鹽）以及氧氣 ，且進入桶槽41，_在此其藉與大量吹入之氣泡接觸且藉授 拌器47與空氣供應管線48之攪拌以氧化，且然後進行—中 和反應以變成含有高濃度石膏之衆液。發生於這些處理過 程之主要反應係以前述所提之反應式（1)至（3)以表示。 因此從煙道氣體中所收集之大量之石膏、少量之石灰石 (使用作爲吸收劑）以及微量[塵‘~與氨係穩定地懸浮或溶 解於桶槽4〗之漿液中。在此具體實施例中，桶槽41内之衆 液係取出且經從循環管線4 6所分支之管線4 6 a送至固-液分 離器49中。該漿液_在固-液分離器_49中考;產以得到具有低 水含量之石膏G。在另一方面，從因·液分離器49來之遽 液之郅份Η1係飼入漿液製備桶槽52中以作爲水構成吸收 劑漿液Ε，且剩餘之部份爲了防止雜質之累積，係排放以 作爲脱硫廢水Η2。 由於從煙道氣體中所吸收之氨與銨鹽（例如硫酸銨）具有 高溶解度，其之大部份係包含於漿液Ε之液相中且最後與 聪硫廢水Η2 —起排放。 在此具體實施例中，當操作時，含有石灰石以作爲吸收 劑之漿液係從漿液製備桶槽52飼入桶槽41中。此漿液製備 桶槽52裝置有一攪拌器53，且係藉混合從儲塔中飼入之粉 末狀石灰石I與前述所提飼入之濾液扪且攪掉此混合物以 23- 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) Α4規格（210X297公_ ----------------- (請先聞讀背面之注意事項再填艿本頁) 装. 410169 經漪部中央標隼局貝工消贤合作社印粟 Α7 Β7 五、發明説明（21 ) 製備吸收劑漿液E。在漿液製備桶槽52中之吸收劑漿液E 藉一漿液泵以適當地飼入桶槽41中。再者，爲了補充在吸 收塔2U等中因蒸發而逐漸損失之水量，補充之水量（例如 工業用水）係適當訑補充例如至桶槽41中或漿液製備桶槽 52中》 當操作時，，述所提供應至桶槽41之補充水流量、漿液 經管、線46a取出之流量等係適當地控制。所以桶槽41所維 持之狀態爲、具有石膏與吸收劑在預定濃度之漿液係總是 以在某限制内之程度儲存於其中。 同樣於操作中，爲了維持i破作“’用之程度與石膏之高純 度’該鍋壚之負荷（即煙道氣體A之流量）、飼入吸收塔21a 之煙道氣體中之二氧化硫之濃度、在桶槽41内之吸收劑漿 液之pH値與石灰石濃度等需用偵澉器加以偵測。在偵測之 -t~* _ 結果之基礎上，石灰石送至桶槽4〗之流量與其他參數係藉 控制器（未示）以適當地控制。結果，在桶槽4丨内之吸收劑 漿液之pH値係通常調整至約6.0，以使高純度之石膏可以 藉加速前述所提之氧化反應且同時維持吸收二氧化硫之高 能力以生成。 再者’噴灑管55係安裝於噴灑管44之上方，其功用爲防 止注入之氨超過殘留於脱硫後之煙道氣體八〗中。這些喷灑 管55係用以將一具有較桶槽41内之漿液爲低之pH値之液 體J(其形式可以爲漿液）噴灑入吸收塔2U中，且藉此在吸 收塔21a之上方產生一不允許氨輕易地釋入氣相之區域。 例如，從噴灑管55所喷灑之液體j含有一稀釋之硫酸溶 -24 ' 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297心楚） I rI I nn ^^^1 I \ J 1 .-¾-° (誇先閱讀膂面之注意事項再填艿本頁) t 410169 經濟部中央標孥局員工消贤合作社印¾ Α7 Β7 五、發明説明（22 ) 液，且其pH値係調整至使氨不輕易地釋入煙道氣體中之値 (例如4.0至5‘0)。 在前述所提之構造中，經煙道氣體入口區42飼入吸收塔 21a之煙道氣體係·首先與從喷灑管44以液柱之形式注入之 漿液進行氣-液接觸，且然後再與喷灑管55注入之液體進 行氣··液接觸。因此，塵埃與氨以及二氧化硫被吸收或捕 捉。 在此過程中，從在吸收塔21a之出口區（或頂部）之噴灑 管55所注入液體係調整至其pH値能使氨不輕易地釋入煙 道氣體中。結果在吸收塔2 1 a逵了貝一却之氨之分壓被降低， 以使氨一旦溶解於漿液之液相時相反地再釋放回吸收塔頂 部之煙道氣體之現象被避免。 所以，脱硫後具有非常低濃度之二氧化硫、塵埃與氨之 . —^ — 煙道氣體A1最後係從在吸收塔21a之頂部所形成之煙道氣 體出口區43排放。在此例子中，由本發明者所做之計算曾 顯示氨之移除程度約90%。結果，儘管該構造曾明確地注 入過量之氨，很少之氨仍存在於處理後之煙道氣體D(圏 2)中且沒有氨排放至大氣之問題發生。 不過，從空氣污染防治之觀點來看，減少排放至大氣之 處理後之煙道氣體D中之氨濃度是所欲的。因此，對可以 達成設備大小之降低與高程度之脱硫作用之煙道氣體處理 技術而言，使排放之氨量減至最低是有此需求的《 其次，説明於圖4之示範用之無廢水處理系統之結構係 描述於下文中。此範例係與燃油鍋爐之煙道氣體之處理有 -25- _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2IGX297公釐） -- I n 1^1 JIf— n^i — J —^n - I ί t - I 1^^^ —J - -"*-έ (靖先閱讀背面之注意事項再填ΪΪΤ本ϊί-) 410169 第87105116號專利申請案 中文說明書修正頁(88年1月） A7 B7 五、發明説明（ 23 關=在此例子中’從煙道氣體中藉圖2與3所說明之乾式靜 電集塵器5所收集之塵埃K，除了構成其主要成份之未燃 燒碳外’其尚含有例如釩（其為有毒之重金屬）與鎂、從注 入之氨與存在於煙道氣體中之SO3所生成之硫酸銨等之雜 質， 在此系統中如圖4所說明，顯示於圖3之脫硫廢水H2係首 先飼入混合槽61中，在此與從乾式靜電集塵器5所伺入之 塵埃K混合且攪拌以生成混合之漿液s ^。在此步驟中，包 含於塵埃K之氨與銨鹽係溶解於漿液51之液相中，且其大 部份以硫酸根離子或按離子存在，與包含於廢水H2中者相 似。然後’混合之榮:液S 1係輸送至pΗ調整/還原槽62中， 在此加入一酸L 1 [例如硫酸（H：2S〇4)]。因此混合之漿液s ! 被調整至其pH值（約2或更低）可允許釩之還原。此外，加 入一還原劑Μ [例如亞硫酸鈉（Na2S〇3)]且與漿液混合。所以 根據下述之反應式（5) ’存在於漿液中之五價釩被還原成其 四價之狀態，以使釩可溶解於液相中。
请 -先 閔 讀 S - 面 之. 注.. 意 事-項 真 填 寫 ^ 本 X 订 2V〇2+ + S032' + 2H+-► 2 V02++ S042_+ H2〇 (5) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 然後*已經歷鈒還原之混合蒙液S 2係輸送至沉殿槽6 3， 在此將氣B 3加入且與衆液混合。在此步驟中，存在於漿液 中之四價釩與氨根據下述之反應式（6)反應且生成產物沉澱 物。
VO + 2 NH4OH V0(0H)2 + 2 NH4 ⑹ 在處理釩之沉澱物後，混合之漿液S3從沉殿槽63中取出 26 本纸疚尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） 經濟部中夬標準局員工消費合作杜印製 第87105116號專《车备套6 9 A7 中文說明書修正頁(88年1月)_B7_ 五、發明説明（24) 且藉漿液泵64輸送至含有凝聚沉降器及/或真空式帶濾器之 固-液分離器65。所以，固體物質N係以泥漿或泥餅之形式 從其中分離出。分離出之固體物質N本質上含有存在於塵 埃K中之未燃燒碳，以及額外含有沉澱之釩。 然後，從含有釩之固體物質中所移除之廢液S4係輸送至 中和槽66中，在此加入化學藥品劑Ο [例如熟石灰（Ca(OH)2)] 以及回送之廢液P(將於後描述）且攪拌。所以，存在於廢液 中之硫離子與銨離子將轉化成石膏或氫氧化銨。 含有作為固體成份之石膏與氫氧化銨之所生成之漿液S5 係然後輸送至第一濃縮器67中，在此藉蒸發以將氨B 1分離 出。含有石膏與其他高濃度之固體物質之所生成之漿液S6 係藉漿液泵68以從其中取出。 第一濃縮器67包括蒸發器67a、加熱器67b與循環泵67c， 且其功用為用例如從發電廠之鍋爐所產生之熱蒸汽W1加熱 該漿液且藉此蒸發含有氨之水B 1。 除了石膏外，包含於漿液66中之固體物質主要含有氫氧 化鎂[Mg(OH)2]。此氫氧化鎂係藉存在於麈埃K中作為雜質 之鎮與存在於漿液中之氫氧根合併以生成。 其後，此漿液66係飼入含有旋風分離器或沉降離心分離 器之固體分離器69中，其中漿液66係分離成主要含有石膏 (粗大之微粒固體物質）之漿液S7與含有其他細小之微粒固 體物質（主要包括前述所提之氫氧化鎂）之漿液S8。漿液S7 係回送至說明於圖3中構成脫硫器之吸收塔桶槽4 1。在另 一方面，一部份之漿液S8係在脫水器（或第二濃縮器）70中 -27 - 本纸張尺度適用中國國家揉辛（CNS ) Λ4規格（2Ϊ0Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁_) 艮--------^訂 ------- 經濟部中央標準局貝工消费合作社印" 410169 at _______B7______ 五、發明説明（25 ) " 脱水，且主要含有氫氧化鎂之所生成之固體物質係棄置以 作爲泥漿Q。 未飼入脱水器70之漿液S8之剩餘部份係回送至中和槽 66中，以作爲回送之廢液P。 藉在第一濃縮器_67中蒸發所製備之氨水BI係在冷卻器 71中使用·作爲冷卻劑之冷卻水W2以冷卻且冷凝，且儲存 於儲槽72中。 由於儲槽72中之氨水B 1通常具有约3_6 %之低濃度，其 係藉栗73以飼入氨濃縮器74中，且+其中濃縮以產生具有 10-20 %濃度之氨水。此氨f乏一”每份係在蒸發器75中氣 化且所生成之氨B2係在前述所提之脱硝器2中注入煙道氣 體中以作爲含有蒸汽W3之氨B。該氨水之剩餘部份保飼入 前述所提之沉澱槽63中以作爲氨B3。 在則述所提之無廢水處理系統中，由脫硫操作所生成之 脱硫廢水H2係藉與移除之塵埃κ混合以處理，以得到處理 性上之改善。所生成之混合漿液經一系列之處理以還原' 沉澱以及固-液分離存在於其中之釩，且所分離之釩係棄 置以作爲泥漿。此外，該混合漿液之濃縮與處理係使石膏 、水與氨最後係回到煙道氣體中或回到系統之上游側（例 如構成脱硫器之吸收塔）。所以，以循環之方式使用氨係 成爲可能的且瞭解所謂之無廢水閉路系統保不會製造需要 棄置之廢水。此消除其棄置前之廢水處理之需求且可有效 地使用氨。 實驗 : __- _____-28- 本紙乐(CNS ) Α4祕（21GX297公釐） J--L--^--Γ -----装------訂 (诗先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 410169 經濟部中央標準局員工消资合作社印繁 A7 B7 五、發明説明（26 ) 現在一些藉本發明.者所進之實驗係描述於後。這些實驗 之目的係用以證明在熱回收步驟中，當根據本發明之特色 將過量之氨注入且使用非洩漏式之殼管式熱交換器以作爲 熱交換器時’在熱交換器之内表面（例如熱傳表面）上由酸 性硫酸銨所生成之结垢被抑制。 首先’使用筝明於圖6之實驗裝置。明確地，空氣加熱 器82與冷卻器83係安裝於燃燒壚81之下游。再者，用以 分離與移除例如未燃燒之碳之塵埃之旋風分離器84保裝置 於其下游。離開此旋風分離器84之煙道氣體係飼入非或漏 式之殼管式構造之熱交換器hV:、在泚例子中，該煙道氣 體係通過熱交換器85之殼侧（即加熱管之外側），而加熱介 質係通過熱交換器S5之加熱管。此在熱交換器以中藉煙道 氣體之熱量以加熱之加熱介質，係_在冷奄爭％中使用冷卻 水以冷卻與再生 煙道氣體中之S〇3濃度係藉在空氣加熱器82之下游處與 冷卻器83之上游處將SR注入煙道氣體中以調整。此外了 煙道氣體中氨之濃度係藉在旋風分離器84之下游處輿熱交 換器85之上游處將氨注入煙道氣體中以調整。熱交換器s5 能夠藉連續在其殼側散射鋼珠以進行所謂之鋼珠清潔，且 有需要時可接受鋼珠清潔測試。 其他之實驗條件如下： (燃料） 種類：燃料油A 燃燒速率M5升/小時 -29- 本紙^尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（210X297公楚) ----- _Γ L | 1 ΙΊ 1 衣 、1T (請先閱讀"-面之注意事項再填寫本頁) 410169 A7 _______B7 五、發明説明（27 ) ~"~ (煙道氣體） J 一 ^ ^---- I 策-- (請先閲讀背面之注意事項再填艿本頁) 流動速率：200標準立方公尺/小時 S〇3濃度：25 ppm NH3濃度：63 ppm 旋風分離器出口溫度：17〇°C 熱交換器入口 /出口溫度：13〇/9〇°C (加熱介質） 入口溫度：75X (鋼珠） 散射速率：2,280公斤/平時 在此例子中，煙道氣體中之氨濃度係決定爲63 ppm，以使其較與S〇3反應生成硫酸銨所需之 當量過量丨3 ppm。前述所提之當量係等殄s〇3莫耳數之二 倍’且在此例子中對應於5〇 (=25 X 2) ppm。 在前述所提之條件下，在無鋼珠清潔下連續操作該實驗 裝置8 3小時。其後進行癖[珠清潔2小時。 經濟部中央標準局負工消费合作社印取 圖7顯示熱交換器85中氣體壓力損失改變之眞實測量結 果’且圖8顯示熱交換器85中作爲傳熱性能之指標之總熱 傳係數改變之眞實測量結果。 從這些結果中可以看出，即使在83小時之連續操作後氣 體壓力損失與總熱傳係數之改變係相當地輕微，其可以藉 鋼珠清潔以完全恢復其原始程度。 再者，當熱交換器85之加熱管之表面在83小時之連_續操 作後經攝影與肉眼觀察，所累積之沉積物相當地少^經分 -30- 伕尺度適iif中國國家樣车（CNS ) Α4現格（210X297公釐）~ ' A7 B7 410169 五、發明説明（28 ) — 析，此沉積物主要包括硫酸銨類之化合物，其具有1.5至 1.9之NH4/S04莫耳比。 所以可以看出的是，若注入之氨量係使其較S03之濃I 高13 ppm或更多，-則酸性硫酸銨之製造被抑制且大大地有 利於移除沉積物之操作。 本發明並非只限制於前述所提之具體實施例，而是亦可 以以各種其他之方式實施係可以暸解的。 例如，氨之注入並不需要只在脫硝器（或脱硝作用）中進 行，而是亦可以在脱硝器下游與吸化塔之上游之任何點處 進行°藉由範例，在® 2之爲''了捕捉so3與提昇脱 硫能力之目的，氨可以在煙道4處注入煙道氣體中，或爲 了提昇脱硫能力等之目的，氨可以在煙道25處（乾式靜電 集塵器5之下游惻）注入煙道氣體中_。 __ 在此例子中，爲了提昇吸收塔之脱硫能力，在脱硝步驟 所注入之氨量及/或在脱硝步驟之下游處所注入之氨量之 決定係使超過脱硝作用所需之當量或用於so3之當量，且 因此銨或銨鹽（例如硫酸銨）將殘留於飼入脱硫步驟之煙道 氣體中 再者，爲了在空氣加熱器31中與氣體-氣體加熱器之熱 回收區24中完全抑制由s〇3所生成之垢，在脱硝步骤所注 入之氨量及/或在脱硝步驟之下游處所注入之氨量之決定 係使殘留於飼入這些熱交換器之煙道氣體中之氨濃度超過 在此煙道氣體中之S03濃度13 ppm或更多。 此外，空氣加熱器31與氣體-氣體加熱器之熱回收區24 * 31 - 本紙張尺度適用中國國家標卒（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填巧本頁) 經濟部中央標隼局—工消费合作社印装
A7 B7 29 410169 第87105116號專利申請案 中文說明書修正頁(88年1月） 五、發明説明（ 係分開裝置，例如在圖2之先前所描述之具體實施例中。不 過，其可以合併成單一之單元。即該系統可以如此構造使 飼入鍋爐之空氣C藉安裝於例如空氣加熱器31(圖2)處之熱 交換器所回收之熱以加熱，且一部份之加熱介質係輸送至 氣體-氣體加熱器之熱回收區24中且使用以加熱處理後之煙 道氣體D。 即使空氣加熱器與氣體-氣體加熱器之熱回收區係分開安 裝，該氣體-氣體加熱器之熱回收區可以安裝於靜電集塵器 5之上游處。 在此關聯上，若從煙道氣體中回收熱量係在靜電集塵器5 之上游處完全進行且飼入靜電集塵器5之煙道氣體之溫度進 一步降低，對來自燃煤鍋爐之煙道氣體之例子，此是特別 有利的，因為以其增加之電阻率為基，在靜電集塵器5中移 除塵埃（例如飛灰）之程度係顯著地改善° (諳先聞讀背面之注意事項再填寫本頁.) • 經濟部中央標隼局員工消費合作杜印刻衣 -32- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐）