589224 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(1 ) 〔發明之技術領域〕 本發明是有關廢氣處理方法及處理裝置,更詳細而言 是關於進行包含垃圾焚化設備的燃燒設備、化學工廠所排 '出之廢氣中酸性氣體成分的脫酸處理之廢氣處理方法及處 理裝置。 〔習知技術〕 以往,垃圾焚化設備中(一般廢棄物或產業廢棄物燃 燒爐等),作爲該等垃圾焚化設備排出之廢氣中所含的 H C 1 ,S Ο X等酸性氣體成分之脫酸處理方法,係以水 洗滌該等酸性氣體成分,利用苛性鈉等的鹼性中和調節至 Ρ Η 6〜7改變爲鹽類後回收的方法最爲一般所採用。 以第1 1圖表示之系統構成圖說明該習知方法如下。 該第1 1圖所示之習知系統中,具備第1洗滌塔5 1及第 2洗滌塔5 2。來自未圖示之垃圾焚化設備的廢氣是通過 煙道5 3導入第1洗滌塔5 1的頂部,殘留在該第1洗滌 塔5 1下部的洗滌液5 4是利用循環泵5 5從配置在其第 1洗滌塔5 1上部的噴嘴5 6噴霧,藉此使導入第1洗滌 塔5 1內之廢氣中的酸性氣體成分(HC 1 ,SOx等) 爲洗滌液5 4所吸收。隨著該酸性氣體成分的吸收形成洗 滌液5 4之小的Ρ Η値,因此從苛性鈉落差儲水池5 7將 苛性鈉補充於循環的洗滌液5 4中,保持該洗滌液5 4之 ΡΗ値於6〜7。並且,第1洗滌塔5 1內多餘的洗滌液 5 4是利用排出泵5 8排出系統外。
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -4 - 589224 Α7 Β7 五、發明說明(2 )
利用煙道5 9將排出上述第1洗滌塔5 1的廢氣導入 第2洗滌塔5 2內。導入該第2洗滌塔5 2的廢氣中仍含 有酸性氣體成分,殘留在該第2洗滌塔5 2下部的洗滌液 6 0是藉著循環泵6 1從其第2洗滌塔5 2的上部投入, 與廢氣氣液接觸而使廢氣中的酸性氣體成分爲洗滌液6 0 所吸收。隨著該酸性氣體成分的吸收也可以形成洗滌液 6 0之小的P Η値,因此與第1洗滌塔5 1相同,從苛性 鈉落差儲水池5 7將苛性鈉補充至循環的洗滌液6 0之中 ,使其洗滌液6 0的Ρ Η値保持於6〜7。並且,從該第 2洗滌塔5 2排出的廢氣是從煙道6 3經由未圖示之氣體 再加熱器等而自煙囪排出至大氣。再者,第1洗滌塔5 1 及第2洗滌塔5 2並未限定於噴霧塔,也可以使用塡充瓷 環等塡充物的方式等其他各種方式。 但是,上述習知之處理方法中,會有以下的問題。 (1) 必須中和酸性氣體成分用的苛性鈉。 (2) 利用苛性鈉中和會產生鹽,但是該鹽不能在習知的 排水處理設備中除去,將其處理水尤其是排放於河川中時 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ,會因地區性而導致有鹽害發生的問題。 (3) 進行生成鹽之再循環的方法有蒸乾技術,但是運用 該技術時必須具備龐大的能源。 (4) 將生成的鹽分解成酸與鹼再利用的方法有雙極性膜 電滲析法,但是該方法由於使用雙極性膜而會導致成本的 增加,又分解後的酸、鹼純度、濃度同樣會有問題,不能 有效利用。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -5- 589224 Α7 _ Β7 五、發明說明(3 ) (5)也可以考慮利用R〇(Reverse Osmosis )膜的脫 鹽技術,但是該方法不僅增加操作成本,同時會殘留有濃 縮鹽處理上的問題。 ’本發明係有鑑於上述之問題,提供可極端地減少中和 用苛性鈉等鹼劑量的同時,減少鹽的排出,並且可回收純 度高的酸進行再循環之廢氣處理方法及處理裝置爲目的。 〔發明說明〕 爲達成上述目的,第1發明(申請專利範圍第1項之 發明)之廢氣處理方法是可選擇性地進行廢氣中所包含之 酸性氣體成分中H C 1氣體的脫酸處理之廢氣處理方法, 其特徵爲:使上述酸性氣體成分中的H C 1氣體一旦爲 H C 1濃度〇 · 〇 4〜1 0重量%的洗滌液所吸收,從 HC 1氣體吸收後的洗滌液藉使用離子交換膜之電滲析分 離回收H C 1。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該第1發明中,在第1階段是以洗滌液選擇性地吸收 廢氣中所包含之HC 1 ,SO X等酸性氣體成分中的 H C 1氣體,在第2階段是藉著使用離子交換膜的電滲析 處理該吸收後的洗滌液,進行非中和廢氣中的酸性氣體成 分而係進行脫酸處理。並且,廢氣中所包含的N a,Κ等 同樣在洗滌液中溶解成離子,但是該量較少,對於H C 1 純度降低的影響較少。因此,使用該方法可回收高濃度的 鹽酸進行再循環,並且處理時不需要中和用之苛性鈉等的 鹼劑,並可減少鹽的排出。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -6 - 589224 A7 _ B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(4 ) 其次,第2發明(申請專利範圍第2項之發明)之廢 氣處理方法是可選擇性地進行廢氣中所包含之酸性氣體成 分中H C 1氣體的脫酸處理之廢氣處理方法,其特徵爲: ’使上述酸性氣體成分中的HC 1氣體一旦爲HC 1濃 度0 · 04〜10重量%的洗滌液所吸收,從該HC 1氣 體吸收後的洗滌液藉使用質子選擇穿透性陽離子交換膜之 電滲析分離回收H C 1。 該第2發明中,在第1階段是以洗滌液選擇性地吸收 廢氣中所包含之HC 1 ,SOx等酸性氣體成分中的 H C 1氣體,在第2階段是該吸收後的洗滌液藉質子選擇 穿透性陽離子交換膜利用僅穿透水溶液中之陽離子中的質 子,進行非與廢氣中之酸性氣體成分的中和而係進行脫酸 處理。因此,使用該方法可回收純度高的鹽酸進行再循環 ,並且處理時不需要中和用之苛性鈉等的鹼劑,並可減少 鹽的排出。 另外,第3發明(申請專利範圍第3項之發明)之廢 氣處理方法是可對廢氣中所包含之酸性氣體成分中H C 1 氣體及S Ο X氣體進行脫酸處理之廢氣處理方法,其特徵 爲:使上述酸性氣體成分中的HC 1氣體一旦爲HC 1濃 度0 . 0 4〜1 0重量%的洗滌液所吸收,從該H C 1氣 體吸收後的洗滌液藉使用離子交換膜之電滲析分離回收 HC 1,且未被上述洗滌液所吸收的S〇2氣體爲ΡΗ2 〜5的洗滌液所吸收,使該吸收後的S 0 2氧化形成 H2S 〇4溶液,而自該H2S 〇4溶液藉使用離子交換膜
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -7- 589224 Α7 _ Β7 五、發明說明(5 ) 之電滲析分離回收Η 2 S 0 4。 該第3發明中,在第1階段是以洗滌液選擇性地吸收 廢氣中所包含之HC 1 ,SOx等酸性氣體成分中的 _ H C 1氣體,在第2階段是該吸收後的洗滌液藉使用離子 交換膜之電滲析,進行非與廢氣中之酸性氣體成分的中和 而係進行脫酸處理。因此,使用該方法可回收高濃度的鹽 酸進行再循環,並且處理時不需要中和用之苛性鈉等的鹼 劑,並可減少鹽的排出。之後的第3階段是以Ρ Η 2〜5 (最好是Ρ Η 3〜4 )的洗滌液吸收未被上述洗滌液所吸 收的S 0 2氣體。藉此除了第1階段未被除去的H C 1氣 體外,同樣可去除SOx氣體,尤其是S〇2氣體。並藉 使用離子交換膜之電滲析處理該S〇2氣體氧化所獲得之 H2S〇4溶液,而可分離回收H2S〇4進行再循環。如 上述,可獲得含有上述第1發明及第2發明於第2階段所 產生之N a 2 S 〇4等鹽的溶液排放實質上接近零的效果。 又,第4發明(申請專利範圍第4項之發明)之廢氣 處理方法是可對廢氣中所包含之酸性氣體成分中的H C 1 氣體及S 0 X氣體進行脫酸處理之廢氣處理方法,其特徵 爲:上述酸性氣體成分中的HC1氣體及SOx氣體一旦 爲Ρ Η 6〜7的鹼劑所控制之洗滌液所吸收,從該吸收後 的洗滌液藉使用質子選擇穿透性陽離子交換膜之電滲析分 離回收HC1及H2S〇4 ,以包含分離後殘留之鹼金屬 離子的殘留液作爲洗滌液循環使用。 該第4發明中,第1階段是以Ρ Η 6〜7的淸洗液吸 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 項
頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 589224 A7 _ B7 五、發明說明(8 ) 明至第6發明之廢氣處理方法。 另外,第8發明(申請專利範圍第8項之發明)之廢 氣處理方法是關於具體實施上述第1發明之廢氣處理方法 ’用裝置者。即,該廢氣處理裝置是如第1圖之發明原理圖 所示,係可選擇性地進行廢氣中所包含之酸性氣體成分中 HC 1氣體的脫酸處理之廢氣處理方法,其特徵爲:具備 使上述酸性氣體成分中的HC1氣體爲HC1濃度 0·04〜10重量%洗滌液所吸收之廢氣洗滌裝置1 , 及導入該廢氣洗滌裝置1所抽出之HC1吸收後的洗滌液 之電滲析裝置2,該電滲析裝置2是交互配設陽離子交換 膜與陰離子交換膜而形成隔室,構成可將上述H C 1氣體 吸收後之洗滌液導入各別間隔後的隔室內。 該第8發明中,一旦將廢氣導入廢氣洗滌裝置1時, 該廢氣中所包含之HC 1 ,SOx等酸性氣體成分中的 HC 1氣體係於其廢氣洗滌裝置1中爲洗滌液選擇性地吸 收。此時,上述廢氣洗滌裝置1之洗滌液中的H C 1濃度 是以選擇性吸收H C 1氣體爲目的而控制在例如〇 . 〇 4 〜1 0重量%的一定値。其次,藉此|廢氣洗滌裝置1吸收 H C 1後之洗滌液係被引導至電滲析裝置2中。在該電滲 析裝置2中,交互配設陽離子交換膜與陰離子交換膜而形 成隔室,將上述H C 1氣體吸收後之洗滌液導入該等隔室 中各別間隔後的隔室內時,以充電使Η +通過陽離子交換 膜,但是並未通過陰離子交換膜,且Na+,K+ , Mg2+ ,Ca2 +等陽離子雖然通過陽離子交換膜,但是 I---------I ^------I--^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -11 - 589224 Α7 Β7 五、發明說明(16 ) 此廢氣洗滌裝置1吸收H C 1氣體之洗滌液係被引導至電 滲析裝置2。該電滲析裝置2是交互配置質子選擇穿透性 陽離子交換膜與陰離子交換膜形成隔室,將上述H C 1氣 '體吸收後的洗滌液導入該等各一間隔後的隔室內時,藉充 電使Η +通過質子選擇穿透性陽離子交換膜,但是並未通 過陰離子交換膜,又Na+,K+,Mg2+,Ca2+等的 陽離子由於未通過質子選擇性穿透陽離子交換膜,因此鄰 接之隔室可連結通過質子選擇穿透性陽離子交換膜的Η+ 與通過陰離子交換膜的C 1—進行HC 1的回收.濃縮。 該回收·濃縮之H C 1可作爲副產鹽酸再利用。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其次,第1 7發明(申請專利範圍第1 7項之發明) 之廢氣處理裝置是關於具體實施上述第6發明之廢氣處理 方法用的裝置。即,該廢氣處理裝置係如第6圖之發明原 理圖所示,是進行廢氣中所包含之酸性氣體成份中的 HC 1氣體及SOx氣體的脫酸處理之廢氣處理裝置,其 特徵爲,具備:上述酸性氣體成分中的HC 1氣體一旦爲 鹼劑控制在P Η 0〜2的洗滌液所吸收之第1廢氣洗滌裝 置1 ;導入該第1廢氣洗滌裝置1所抽出之酸性氣體吸收 後的洗滌液之電滲析裝置2 ;以鹼劑控制於Ρ Η 6〜7之 洗滌液吸收上述第1廢氣洗滌裝置1所未吸收之酸性成分 的第2廢氣洗滌裝置3 ;及,導入該第2廢氣洗滌裝置3 所抽出之酸性氣體吸收後的洗滌液之第2電滲析裝置4, 上述第1電滲析裝置2及第2電滲析裝置4是交互配置質 子選擇穿透性陽離子交換膜與陰離子交換膜形成隔室,將 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 589224 Α7 Β7 五、發明說明(19 ) 17 噴嘴 18 泵 19 前處理裝置 2 0 水冷卻器 2 1,2 2 電極 2 3 原液室 2 4 配管 2 5 穿透室 2 6 H C 1 槽 2 7 泵 2 8,2 9 配管 3 0 配管 31 循環槽· 3 2 泵 3 3 煙道 3 4 洗滌液 3 5 循環泵 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 36 落差儲水池 3 7 配管 3 8 噴嘴 39 電滲析槽 4 0 泵 4 1 H 2 S〇4槽 4 2 泵 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 589224 A7 *_________B7___ 五、發明說明(20 ) 4 3 配管 51 第1洗滌塔 5 2 第2洗滌塔 ‘ 5 3 煙道 5 4 洗滌液 5 5 循環泵 5 6 噴嘴 5 7 落差儲水池 5 8 排出泵 5 9 煙道 6 0 洗滌液 6 1 煙道 〔實施發明之最佳形態〕 其次’參閱圖示說明本發明之廢氣處理裝置及處理裝 置的具體實施形態如下。(第1實施例) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第7圖係表示本發明第1實施例之廢氣處理裝置的系 統構成圖。 本實施例之廢氣處理裝置中,具備第1洗滌塔(廢氣 洗滌裝置)1 1及第2洗滌塔(第2廢氣洗滌裝置)1 2 及電滲析槽(電滲析裝置)1 3。從未圖示之垃圾焚化設 備經由煙道1 4送來的廢氣是從第1洗滌塔1 1的頂部導 入其第1洗滌塔1 1內,殘留在該第1洗滌塔1 1下部的 洗滌液1 5是藉循環泵1 6朝著上方循環而自上部之噴嘴 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 589224 Α7 Β7 五、發明說明(21 ) 1 7噴霧至塔內,藉此吸收導入第1洗滌塔1 1內之廢氣 中的HC1氣體(未吸收S〇2 )。隨著該HC1氣體的 吸收可提高洗滌液1 5中的H C 1濃度,因此藉後述之電 滲析槽1 3的處理使其濃度例如控制在0 . 0 4〜1 0重 量%的範圍。其中,限定HC 1濃度於上述範圍是由於不 滿0 · 0 4重量%時,回收的H C 1濃度薄使其效果不佳 之故,形成1 0重量%以上時會使HC 1氣體吸收率大爲 降低。洗滌液之ΡΗ越接近酸性側,S〇2成分幾乎不爲 洗滌液所吸收,可僅僅回收H C 1成分。 該H C 1氣體吸收後的洗滌液1 5係以泵1 8傳送, 並藉前處理裝置19除去對電滲析槽13之穩定運轉有害 之固體物(SS)、重金屬等之後,利用水冷卻器20下 降至溫度6 0°C以下,送入電滲析槽1 3內。該前處理裝 置1 9與水冷卻器2 0當然也可以相反的順序設置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上述電滲析槽1 3是在兩端分別交互配置陽極2 1與 陰極2 2的同時,並在該等電極2 1、2 2間交互設置多 數片後述之陽離子交換膜C與陰離子交換膜A。再者,鄰 接陽極、陰極之陽離子交換膜C係至少設置1片以上。如 上述,經前處理裝置1 9及水冷卻器2 0送入之洗滌液係 流入原液室2 3內,藉此電滲析槽1 3的處理使H C 1濃 度降低後之洗滌液經由配管2 4回到第1洗滌塔1 1內。 另一方面,利用泵2 7將來自HC 1槽2 6的稀薄 HC 1液送入上述電滲析槽1 3之穿透室2 5內。該稀薄 HC 1液是從原液室2 3藉穿透離子交換膜的Η +離子及 -24 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 589224 A7 _______B7 ___ 五、發明說明(22 ) C 1 —離子予以濃縮,該濃縮HC 1液是從配管2 8送回 H C 1槽2 6的同時,將其一部份作爲製品H C 1從配管 2 9抽出於系統外。此外,對應該製品H C 1抽出量的純 '水是經由配管3 0供應至H C 1槽2 6內。 又,陽極2 1與陰極2 2之接液流路係因應其使用目 的而使NaN〇3 、Na2S〇4等的中性鹽及HN〇3、 H 2 S 0 4等水溶液流通。該等水溶液係儲存於循環槽3 1 內,藉泵3 2送液至陽極2 1及陰極2 2側,同時出電滲 析槽1 3之後,再次回到循環槽3 1內。再者,循環槽 3 1及泵3 2係分別於陽極2 1側、陰極2 2側設置可專 用者。 爲吸收以S Ο X爲主之酸性氣體成分及上述第1洗滌 塔1 1所未吸收之H C 1氣體等的酸性氣體成分,從第1 洗滌塔1 1排出的廢棄是經由煙道3 3導入第2洗滌塔 1 2內。該洗滌塔1 2中,將下部儲留之洗滌液3 4藉循 環泵3 5朝著上方循環投入,藉此與導入第2洗滌塔1 2 內的廢氣氣液接觸,形成可吸收該廢氣中的S 〇2氣體及 第1洗滌塔1 1所未吸收之H C 1氣體等的酸性氣體成分 。又,由於維持該第2洗滌塔1 2之洗滌液3 4的ΡΗ於 6〜7,因此可從落差儲水池3 6將苛性鈉等鹼劑補給於 洗滌液3 4內。並且,排出該第2洗滌塔1 2的廢氣是從 配管3 7經由再加熱器等而自煙囪(皆未圖示)排出於大 氣中。 該電滲析槽1 3中,陽極2 1與陰極2 2之間交互配 請 先 閱 讀 背 之 注 意 項
頁 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(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -25 589224 A7 B7 五、發明說明(26 ) 又,本實施例中,設有第2洗滌塔1 2之洗滌液3 4 中注入氧化劑用的噴嘴3 8,從該噴嘴3 8注入作爲氧化 劑的臭氧、過氧化氫水溶液。或者,將鐵、錳系觸媒注入 淸洗液中。藉著該氧化劑的作用使洗滌液3 4所吸收的 SO 2氧化形成H2S〇4,可藉洗滌液3 4容易抽出。 即,利用臭氧、過氧化氫,使洗滌液3 4所吸收的 S〇2氧化,最後移至H2S〇4。又藉著鐵、錳系觸媒的 作用,與廢氣中所含之1 0%左右的氧反應,使洗滌液 3 4所吸收之S 〇2氧化,最後移至H2S 〇4。如上述, 降低溶解於洗滌液3 4之S 0 2的濃度時,更將廢氣中的 S〇2溶解於洗滌液3 4中。一旦溶解於該洗滌液3 4之 S〇2的氧化速度越快時,形成大的廢氣中之SO 2的吸收 速度,因此在洗滌液3 4中注入氧化劑尤其具有可提高 S〇2之吸收速度的效果。再者,上述第2洗滌塔1 2排 出之廢氣是從配管3 7經由氣體再加熱氣等從煙囪排出於 大氣中係與先前之實施例相同。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外,本實施例中,由於提高上述第2洗滌塔1 2之 洗滌液3 4中的硫酸濃度,因此設有第2電滲析槽3 9, 藉此第2電滲析槽3 9可進行硫酸回收。並且,該第2電 滲析槽3 9具有與第7圖及第8表示之電滲析層1 3相同 之構成,因此該等第7圖、第8圖之對應處的符號賦予「 >」記號而省略其詳細說明。 上述之構成中,於第2洗滌塔12中S〇2氣體吸收 後的洗滌液3 4是藉泵4 0送液至第2電滲析槽3 9內, -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 589224 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(27 ) 供給於該第2電滲析槽3 9之陽離子交換膜C與陰離子交 換膜A所劃分之各間隔後的隔室內。該第2電滲析槽3 9 中,藉電滲析使其H2 S 〇4水溶液中的氫離子H+通過陽 •離子交換膜C,但並未通過陰離子交換膜A,且Na + 、 K +、Mg2 +、C a 2 +等之陽離子的量雖是非常少但是通 過陽離子交換膜C。因此,於鄰接之隔室連結通過陽離子 交換膜C的氫離子H +及通過陰離子交換膜A的硫酸離子 S〇4 2 '進行Η 2 S 0 4的回收·濃縮。該回收·濃縮之 H 2 S 0 4係形成濃縮Η 2 S 0 4液而從配管2 8 ’回到 Η 2 S 0 4槽41內。又,陽極21’與陰極22’的接 液流路上如上述從循環槽3 1 ’流通金屬鹽水溶液’形成 僅於陽極21’生成氧,僅於陰極22’生成氫。 如上述,根據本實施例之廢氣處理裝置,可藉第1段 電滲析回收純度高的H C 1 ,同時可藉第2段電滲析回收 再循環H2S〇4低濃度HC1的混酸。並且,其處理時 可極端減少苛性鈉等之鹼劑的消耗量’又可抑制鹽之排出 量於最小限。 本實施例雖已說明廢氣中以含HC1氣體及S〇2氣 體時爲前提而設置2段電滲析槽的場合’但是無H C 1氣 體,僅S 0 2氣體時,也可以僅設置1段電滲析槽構成可 回收H 2 S〇4液者。 (第4實施例) 上述第3實施例雖是在陽極21(21’ )與陰極 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) · 3〇 _
589224 A7 B7 五、發明說明(28 ) 22 (22’ )之間,交互配置多數片陽離子交換膜C與 陰極交換膜A形成電滲析槽1 3及第2電滲析槽3 9的構 造,但是本第4實施例是使用質子選擇穿透性陽離子交換 '膜代替陽離子交換膜。 本實施例中,使用第1段之電滲析槽1 3係與上述第 2實施例相同,因此省略其詳細說明,僅針對藉第2段之 電滲析槽3 9的處理說明如下。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於第2洗滌塔1 2中,將S 0 2氣體吸收後的洗滌液 3 4供應於第2電滲析槽3 9之質子選擇穿透性陽離子交 換膜C與陰離子交換膜A所區劃之各間隔後的隔室內時, 藉電滲析使H2 S 〇4水溶液中的氫離子H +通過質子選擇 穿透性陽離子交換膜C,但是並未通過陰離子交換膜A, 且Na +,K +,Mg2 +,C a2 +等的陽離子亦未通過質 子選擇穿透性陽離子交換膜C。藉此可於鄰接之隔室間連 結通過質子選擇穿透性陽離子交換膜C的氫離子H+ ,與 通過陰離子交換膜A的硫酸離子S 〇4進行H2 S 04的回 收·濃縮。該回收·濃縮後的Η 2 S〇4係形成濃縮 H2S〇4液而自配管28>回到H2S〇4槽41。並且, 在洗滌液的循環線中,由於N a +,K +,M g 2 +, C a 2 +等陽離子受到濃縮,可適當地噴灑。又,陽極2 1 與陰極2 2的接液流路是從循環槽3 1流通金屬水溶液, 陽極2 1僅氧氣,而在陰極2 2上僅生成氫氣。 (第5實施例) -31 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 589224 A7 ------ B7 五、發明說明(29 ) 第1 0圖是表示本發明第5實施例之廢氣處理裝置的 系統構成圖。 本實施例之廢氣處理裝置是構成使存留在第2洗滌塔 ’1 2下部的洗滌液3 4藉著泵4 2經由配管4 3回到第1 洗滌塔1 1內,藉此可使儲留在第1洗滌塔1 1下部的洗 滌液1 5維持在含鹽的P Η 6〜7。 本實施例之廢氣處理裝置中,從垃圾焚化設備經由煙 道1 5送來的廢氣是從第1洗滌塔1 1的頂部導入其第1 洗滌塔1 1內,利用循環泵1 6使儲留在該第1洗滌塔 1 1下部之含鹽ΡΗ6〜7的洗滌液1 5朝著上方循環, 從上部的噴嘴1 7朝著塔內噴霧,藉此使導入第1洗滌塔 1 1內之廢氣中的HC 1氣體及SOx氣體形成鹽的方式 加以吸收。隨著該HC 1氣體及SOx氣體的吸收可提高 洗滌液1 5中鹽的濃度,因此與上述各實施例相同,可利 用電滲析槽1 3處理。 另外,上述第1洗滌塔1 1中,將H C 1氣體及 S〇X氣體以鹽的方式吸收後的洗滌液1 5是利用泵1 8 送液,藉前處理裝置19除去對固體物(SS)、重金屬 等、對電滲析槽1 3的穩定運轉的有害物除去後,以水冷 卻器2 0使溫度下降至6 0 t以下送入電滲析槽1 3內。 該電滲析1 3之構成是與第8圖表示者相同,在兩端 分別配置陽極2 1與陰極2 2,同時在該等電極2 1、 2 2間交互設置多數片質子選擇穿透性陽離子交換膜C與 陰離子交換膜A。如上述,送入電滲析槽1 3內之洗滌液 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -32 - 589224 Α7 Β7 五、發明說明(30 ) 係流入原液室2 3內,藉電滲析槽1 3的處理除去HC 1 與H2 S 〇4,使殘留有鹽及鹼金屬離子的洗滌液經由配管 2 4回到第1洗滌塔1 1內。 另一方面’上述電滲析槽1 3中,送入其原液室2 3 之洗滌液係使氫離子H +透質子選擇穿透性陽離子交換膜 C的同時,使氯離子C 1 —硫離子S 〇42 -穿透陰離子交 換膜A,分別進入穿透室2 5內,可將HC 1及H2S〇4 抽出·濃縮。該濃縮液是送入H C 1槽2 6加以儲存而以 製品自配管2 9抽出系統外。 又,因應使用目的使NaN〇3,Na2S〇4等的中 性鹽或Η N 0 3,Η 2 S 0 4等的水溶液流通於陽極2 1與 陰極2 2之接液流路內。該等水溶液是儲存在循環槽3 1 內,利用泵3 2送液至陽極2 1側及陰極2 2側,同時出 了電滲槽1 3之後,再次回到循環槽3 1內。並且,循環 槽3 1及泵3 2係分別於陽極2 1側、陰極2 2側分別設 置可專用者。 爲了吸收未被上述第1洗滌塔1 1所吸收之H C 1氣 體等的酸性氣體成份,第1洗滌塔1 1排出的廢氣是利用 煙道3 3導入第2洗滌塔1 2中。該第2洗滌塔1 2中, 利用循環泵3 5使儲存下部之ΡΗ6〜7的洗滌液3 4朝 上方循環投入,藉此可與導入第2洗滌塔1 2的廢氣氣液 接觸,可吸收該廢氣中的S〇2氣體及未被第1洗滌塔 1 1所吸收之H C 1氣體等的酸性氣體成份。又,爲了維 持該第2洗滌塔1 2之洗滌液3 4的ΡΗ6〜7,可將苛 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -33- 589224 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(31 ) 性鈉等的鹼劑從落差儲水池3 6補給於洗滌液3 4中。此 外,該第2洗滌塔1 2排出的廢氣是從配管3 7經由未圖 示之氣體再加熱器等從煙囪放出至大氣中。 ‘ 上述電滲槽1 3中,從第1洗滌塔1 1抽出經由前處 理裝置1 9及水冷卻器2 0送入的洗滌液一旦供應質子選 擇穿透性陽離子交換膜C與陰離子交換膜A所間隔而成之 各間隔後的隔室內時,藉電滲析使其水溶液中的氫離子 H +過質子選擇穿透性陽離子交換膜C,但並未通過陰離 子交換膜A,且Na+’K:+,Mg2+,Ca2+等的陽離 子亦未通過質子選擇穿透性陽離子交換膜C,因此於鄰接 之隔室間可連結通過質子選擇穿透性陽離子交換膜C的氫 離子H +與通過陰離子交換膜A的離子C 1 —及硫酸離子 S〇42—進行HC1及H2S〇4的回收·濃縮。該回收 •濃縮後的H C 1及Η 2 S 0 4係如上述從配管2 8儲存於 槽2 6中。並且,在淸洗液的循環線中,由於N a +,Κ + ,Mg2+,Ca2+等陽離子受到濃縮,可藉配管24回 到洗滌塔1 1。而可作爲洗滌液循環使用。如此可增加洗 滌液的離子濃度,提高電滲析槽1 3的質子效率。 根據本實施例之廢氣處理裝置,可回收濃度高的 HC1及H2S〇4環,並且可具有在其處理時可極端地 減少苛性鈉等鹼劑消耗量的效果。又,同樣可將鹽的排出 量抑制在最小限,可消除鹽害的發生或鹽再循環時的各種 問題。 本實施例的處理方法除了濃縮H C 1等的精製以外, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ΓΤ~"
589224 Α7 ___ Β7 五、發明說明(32 ) 也可以應用於其他酸的精製、回收。例如從不含H C 1氣 體,僅含S Ο X氣體的廢氣回收硫酸時,可使用本實施例 之裝置。 (第6實施例) 本實施例係以添加鹼劑之洗滌液吸收廢氣爲目的,因 此淸洗液可藉使用質子選擇穿透性陽離子交換膜之電子透 析法分離回收H C 1 ,使殘留液循環以爲H C 1氣體吸收 之用。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本實施例中,係使用與第7圖表示之第1實施例相同 的裝置,經由煙道1 4將以HC 1氣體爲主的廢氣導入第 1洗滌塔1 1內。該淸洗塔1 1中是以鹼劑將洗滌液1 5 的ΡΗ値控制在ΡΗΟ〜2,最好是ΡΗ1左右。因此, 該廢氣中的H C 1氣體爲洗滌液有效地吸收形成N a C 1 。其次,從該第1洗滌塔1 1使吸收H C 1氣體的洗滌液 1 5進入電滲析槽1 3的原液室2 3時,使氫離子Η +穿 透質子選擇穿透性陽離子交換膜C,C 1 -穿透陰離子交 換膜Α而進入穿透室25,抽出·濃縮HC1。由於該濃 縮後的H C 1的純度極高,可容易進行再利用。 此外,第1洗滌塔1 1之洗滌液1 5是利用電滲析槽 1 3循環使用含分離H C 1後殘留鹼金屬離子的殘留液控 制其ΡΗ爲0〜2,最好是ΡΗ1左右,因此可增加洗滌 液1 5的離子濃度而可提高電滲析槽1 3的設備效率。 -35- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 589224 A7 B7 五、發明說明(33 ) (第7實施例) 本第7實施例之系統構成圖是與第9所示之第3實施 例的系統構成圖相同。因此,根據該第9圖說明如下。 ‘ 本實施例中,與第6圖相同,藉鹼劑將第1洗滌塔 1 1之淸洗液1 5的P Η値控制在P Η 〇〜2,最好是 pHl左右。在該ΡΗ領域中廢氣中的HC1氣體可順利 吸收淸洗液形成N a C 1,但是幾乎不吸收S Ο X氣體而 殘留在廢氣中。 因此,從第1洗滌塔1 1選擇性吸收H C 1氣體之淸 洗液1 5 —旦進入電滲析槽1 3的原液室2 3時,氫離子 Η +穿透質子選擇穿透性陽離子交換膜C,C 1 —穿透陰 離子交換膜Α而進入穿透室25,抽出·濃縮HC 1。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另一方面,包含第1洗滌塔11所未吸收之SOx氣 體的廢氣被導入第2洗滌塔12,其中PH2〜7,最好 是以PH6〜7的洗滌液3 4,可藉第1洗滌塔1 1吸收 而可與殘留的H C 1氣體同時被順利地吸收,可除去廢氣 中的酸性氣體成份。該第2洗滌塔1 2之洗滌液3 4係以 鹼劑控制維持其Ρ Η値2〜7,最好是6〜7。因此’在 此Ρ Η領域中,廢氣中的S 0 X氣體可順利地爲洗滌液 3 4所吸收,並隨之氧化而形成如N a 2 S 0 4的鹽。 如上述,吸收、氧化S 0 2氣體,使溶解如 N a 2S〇4鹽的洗滌液進入第2電滲析槽3 9的原液室 2 3’時,分別使氫離子H +穿透質子選擇穿透性陽離子 交換膜C、S〇2穿透陰離子交換膜A而進入穿透室 >紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐] _ 36 _ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 589224 Α7 _ Β7 五、發明說明(34 ) 25’ ,可抽出·濃縮含少量HC1的H2S〇4。 此外,與第6實施例相同,第1洗滌塔1 1的洗滌液 1 5是利用電滲析槽1 3循環使用含分離H C 1後殘餘的 '鹽及鹼金屬離子的殘留液而控制其Ρ Η於〇〜2,最好是 在PH 1左右,因此可增加洗滌液1 5的離子濃度,使電 滲析槽13的設備效率上升。又,第2洗滌塔12之洗滌 液3 4是利用第2電滲析槽3 9循環使用含分離1123〇4 後殘餘的鹽及鹼金屬離子的殘留液而控制其Ρ Η於2〜7 ’最好是在ΡΗ6〜7左右,因此可增加洗滌液3 4的離 子濃度,使第2電滲析槽3 4的設備效率上升。 根據本實施之廢氣處理裝置,與上述第2實施例的系 統比較可大幅改善設備效率。 於上述各實施例中,雖已說明垃圾焚化設備的廢氣處 理裝置,但是本發明可運用於產業廢棄物設備及其他燃燒 等所產生之廢氣中的氧化氣體成份或者化學設備所排出之 酸性氣體成份的分離技術。 又,上述各實施例之處理方法是除了濃縮H C 1及 H2S〇4之精製以外,並可應用於ΗΝ〇3等酸的精製· 回收。並同時可應用於各種陽離子的除去。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -37- ----------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)