TWI445572B - 廢氨氣的回收及再利用方法 - Google Patents

Description

廢氨氣的回收及再利用方法

本發明係有關於製程廢氣之回收及再利用技術領域，特別是有關於生產製造流程中所排放的廢氨氣之回收及再利用方法。

已知，國內光電業、半導體業、太陽能業等製造業者的生產製造流程中所產出的廢氨氣，通常係先經集氣系統收集，然後以濕式洗滌方式處理，其洗滌水再經過廢水處理系統(沈澱、過濾、脫水等程序)處理後排放且衍生廢水污泥。

近年來，台灣廢棄物掩埋場收受量已經進入飽和期。因此，衍生廢水污泥面臨最終處置場所難尋及其特性拒收問題，對於相關業者而言，深受困擾。目前業界針對廢氨氣的處理，通常是在洗滌塔中，以酸液(如硫酸)為洗滌液將氨氣加以中和吸收，最後再將處理廢水予以排放。然而，由於國內環保法規(氮、磷等廢水排放標準)日趨嚴格，可預期將來，將擬制定嚴格法令管制，藉以削減營養鹽排放，達到消除污染及維持下游水體環境品質之目的。

基於以上說明可知，隨著國內環保法規針對氮、磷等廢水排放標準的日趨嚴格，衍生廢水污泥處理及廢水處理成本增加及排放風險等問題，勢必影響到國內光電、半導體、太陽能等製造業者。為解決上述困擾，只有呼應政府「零廢棄」政策及產業「環保承諾」目標，確實執行「資源化」才是正道。總之，依上述之主客觀環境因素背景說明，才遂有本發明申請提出。

本發明之主要目的在提供一種廢氨氣的回收及再利用之完整解決方案，以克服先前技藝之不足與缺點。

根據本發明一較佳實施例，本發明提供一種廢氨氣之回收及再利用方法，包含有：將一製程廢氨氣進行一濕式洗滌處理，俾形成至少一第一洗滌回收液以及一第二洗滌回收液，其中該第一洗滌回收液含有氫氧化銨，該第二洗滌回收液含有磷酸銨；以及將該第一洗滌回收液以及該第二洗滌回收液分別以一第一處理流程及一第二處理流程進行再利用處理，俾分別產出一第一產出物及一第二產出物，其中該第一產出物含有氨水，該第二產出物含有磷酸銨鹽結晶。

根據本發明另一實施例，本發明提供一種廢氨氣之回收及再利用方法，包含有：將一製程廢氨氣進行一濕式洗滌處理，俾形成至少一洗滌回收液，其中該洗滌回收液含有磷酸銨；以及將該洗滌回收液以一處理流程進行再利用處理，俾產出一產出物，其中該產出物含有磷酸銨鹽結晶。

根據本發明又另一實施例，本發明提供一種廢氨氣之回收及再利用方法，包含有：將一製程廢氨氣進行一濕式洗滌處理，俾形成至少一洗滌回收液，其中該洗滌回收液含有氫氧化銨；以及將該洗滌回收液以一處理流程進行再利用處理，俾產出一產出物，其中該產出物為氨水。

為讓本發明之上述目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施方式，並配合所附圖式，作詳細說明如下。然而如下之較佳實施方式與圖式僅供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

下文中，將詳細描述本發明之具體實施方式，該些具體實施方式可參考相對應的圖式，俾使該些圖式構成實施方式之一部分。同時也藉由說明，揭露本發明可據以施行之方式。於下文中，將清楚地描述該些實施例之細節，俾使該技術領域中具有通常技術者可據以實施本發明。在不違背於本發明宗旨之前提下，相關之具體實施例亦可被加以施行，且對於其配置上、邏輯上以及流程上所做之改變仍屬本發明所涵蓋之範疇。

雖然本發明以實施例揭露如下，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，且為了不致使本發明之精神晦澀難懂，部分習知結構與製程步驟的細節將不在此揭露。

如前所述，目前業界針對製程廢氨氣的處理，通常是在洗滌塔中，以酸液(如硫酸)或水為洗滌液將氨氣加以中和吸收，最後再將處理廢水予以排放。由於硫酸銨等回收廢液的再利用經濟價值低且處理過程不環保，因此過去少有回收處理業者願意針對這樣的廢液進行回收設備的投資並進行再利用處理。然而，由於國內環保法規(氮、磷等廢水排放標準)日趨嚴格，可預期將來，將擬制定嚴格法令管制，藉以削減營養鹽排放，達到消除污染及維持下游水體環境品質之目的。由此可知目前業界亟需改良的廢氨氣回收與再利用機制。

請參閱第1圖其為依據本發明一較佳實施例所繪示之製程廢氨氣回收與再利用之基本架構及處理流程簡單示意圖。如第1圖所示，在左邊虛線框框中例示一生產製造端102，例如，光電業、半導體業、太陽能業等製造業者的生產製造流程，在生產製造過程中產生廢氨氣10，經由回收處理設備12進行回收處理，例如，回收處理設備12可以是濕式洗滌塔等。根據本發明之較佳實施例，廢氨氣10在洗滌塔12中係依序以水及磷酸藥劑進行洗滌及吸收，俾至少分別產生洗滌回收液A及洗滌回收液B。洗滌回收液A及洗滌回收液B係分別被儲存於儲存設備14以及儲存設備16中，準備被運送至回收再利用端104。根據本發明之較佳實施例，洗滌回收液A可以是廢氨液(氫氧化銨NH₄ OH)，而洗滌回收液B則可以是廢磷酸銨液。

當然，閱者應當理解第1圖中之流程僅為例示，在其它實施例中，亦可以僅以水或者單獨以磷酸藥劑當作洗滌液進行濕式洗滌處理，其中，在單獨以水作為洗滌液時，僅產出一股含氫氧化銨之洗滌回收液，而在單獨以磷酸藥劑作為洗滌液之例子中，則僅會產出一股含磷酸銨之洗滌回收液。

儲存於儲存設備14以及儲存設備16中的洗滌回收液A及洗滌回收液B可以經由管道22及24輸送至回收再利用端104，例如，回收再利用業者。根據本發明之較佳實施例，回收再利用端104可以是單獨運轉的廢液回收再利用工廠，也可以是製造業者的後端廢液處理設備。當回收再利用端104是單獨運轉的廢液回收再利用工廠時，管道22及24可以是以槽車運送方式進行廢液的輸送，而當回收再利用端104是製造業者的後端廢液處理設備時，管道22及24可以是含有泵浦的輸送管線。

換言之，本發明可應用在工廠現址回收處理及再利用處理，或者廠址外進行再利用處理。當洗滌回收液A及洗滌回收液B經由管道22及24輸送至回收再利用端104之後，則分別在單元32及單元34中以處理流程A及處理流程B進行再利用處理，俾產生產出物A及產出物B，分別儲存在儲存設備42及儲存設備44中。

請參閱第2圖及第3圖，其分別例示本發明較佳實施例之單元32及單元34及處理流程A及處理流程B。根據本發明之較佳實施例，經由處理流程A再利用處理後的產出物A係為達到某種濃度的氨水，經由處理流程B再利用處理後的產出物B係為磷酸銨鹽結晶，茲分別說明如下：首先，如第1圖所示，當洗滌回收液A(廢氨液)經由管道22輸送至回收再利用端104之後，接著在單元32中以處理流程A進行再利用處理。如第2圖所示，廢氨液進料由進料槽321輸送至調和槽322，經由冷凍系統323進行提純處理，過程中可選擇另外加入液氨325，最後得到所要濃度或純度的成品(氨水)324，其符合CNS國家標準規範。

簡言之，處理流程A主要是由適當的調配以及提純等步驟所構成者。第4圖中表列出廢氨液的進料標準、檢測項目：包括濃度、pH值及比重等，以及檢測方法。當然，圖中表列的數值標準僅供參考，熟習該項技藝者應能按照不同應用情況而另行最佳化該些數值標準。

相較於單元32，單元34較為複雜。如第1圖所示，根據本發明之較佳實施例，經由處理流程B再利用處理後的產出物B係為磷酸銨鹽結晶，其可再製為滅火劑成分或其它用途，故回收再利用價值較高，由此更能證明本發明之產業利用性。

如第3圖所示，廢磷酸銨液由進料槽341a輸送至調和槽342，同時，可以選擇將廢氨液341b及新料氨液341c一同輸送至調和槽342，進行一調和步驟，調和過程中亦可添加磷酸348，繼之，於一結晶槽343進行一結晶步驟，繼之，於一脫水機344中進行一脫水步驟，最後得到成品(磷酸銨鹽類)346，其符合CNS國家標準規範。經由脫水步驟產生的濾液，可流至母液槽345，並使母液迴流至調和槽342中。另外，在虛線框框中產生的廢氣，經由廢氣洗滌塔347進行濕式洗滌，產生的洗滌液亦可回到調和槽342中。

磷酸鹽類是一種多型態的質子酸，其解離種類受到pH值的影響，而呈現不同的離子態。在稀釋的水溶液中，磷酸鹽以四種形式存在。在強鹼環境下，磷酸鹽離子(PO₄ ^3- )會較多，而在弱鹼環境下，磷酸氫鹽離子(HPO₄ ^2- )則較多。在弱酸環境下，磷酸二氫鹽離子(H₂ PO₄ ^2- )較為普遍，而在強酸環境下，水溶的磷酸(H₃ PO₄ )是主要存在形式。本發明之產出物B主要是磷酸二銨鹽類及磷酸一銨鹽類，主要化學反應式，如下：

第5圖中表列出廢磷酸銨液的進料標準、檢測項目：包括濃度、pH值及比重等，以及檢測方法。當然，圖中表列的數值標準僅供參考，熟習該項技藝者應能按照不同應用情況而另行最佳化該些數值標準。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10．．．廢氨氣

12．．．回收處理設備

14．．．儲存設備

16．．．儲存設備

22．．．管道

24．．．管道

32．．．單元

34．．．單元

42．．．儲存設備

44．．．儲存設備

102．．．生產製造端

104．．．回收再利用端

321．．．進料槽

322．．．調和槽

323．．．冷凍系統

324．．．成品

325．．．液氨

341a．．．進料槽

341b．．．廢氨液

341c．．．新料氨液

342．．．調和槽

343．．．結晶槽

344．．．脫水機

345．．．母液槽

346．．．成品

347．．．廢氣洗滌塔

348．．．磷酸

第1圖為依據本發明一較佳實施例所繪示之製程廢氨氣回收與再利用之基本架構及處理流程簡單示意圖。

第2圖例示第1圖中回收再利用端之單元32及處理流程A。

第3圖例示第1圖中回收再利用端之單元34及處理流程B。

第4圖中表列出本發明回收及再利用方法之廢氨液進料標準、檢測項目及檢測方法。

第5圖中表列出本發明回收及再利用方法之廢磷酸銨液的進料標準、檢測項目及檢測方法。

10．．．廢氨氣

12．．．回收處理設備

14．．．儲存設備

16．．．儲存設備

22．．．管道

24．．．管道

32．．．單元

34．．．單元

42．．．儲存設備

44．．．儲存設備

102．．．生產製造端

104．．．回收再利用端

Claims (7)

1. 一種廢氨氣之回收及再利用方法，包含有：將一製程廢氨氣進行一濕式洗滌處理，俾形成至少一第一洗滌回收液以及一第二洗滌回收液，其中該第一洗滌回收液含有氫氧化銨，該第二洗滌回收液含有磷酸銨；以及將該第一洗滌回收液以及該第二洗滌回收液分別以一第一處理流程及一第二處理流程進行再利用處理，俾分別產出一第一產出物及一第二產出物，其中，該第一處理流程包含有一調和步驟以及一提純步驟，且該提純步驟係以一冷凍系統進行之，該第二處理流程至少包含有一調和步驟、一結晶步驟及一脫水步驟，該脫水步驟產生之一濾液流至一母液槽中，該母液槽的母液再迴流至一調和槽中進行該調和步驟，該第一產出物含有氨水，該第二產出物含有磷酸銨鹽結晶。
2. 如申請專利範圍第1項所述之廢氨氣之回收及再利用方法，其中該濕式洗滌處理係先將該廢氨氣以水進行洗滌及吸收，俾形成該第一洗滌回收液，再經由磷酸藥劑進行洗滌及吸收，俾形成該第二洗滌回收液。
3. 如申請專利範圍第1項所述之廢氨氣之回收及再利用方法，其中該第一處理流程包含在該調和步驟中加入液氨。
4. 如申請專利範圍第1項所述之廢氨氣之回收及再利用方法，其中該磷酸銨鹽結晶係為磷酸二銨鹽類及磷酸一銨鹽 類。
5. 一種廢氨氣之回收及再利用方法，包含有：將一製程廢氨氣進行一濕式洗滌處理，俾形成至少一洗滌回收液，其中該洗滌回收液含有磷酸銨；以及將該洗滌回收液以一處理流程進行再利用處理，俾產出一產出物，其中，該處理流程至少包含有一調和步驟、一結晶步驟及一脫水步驟，該脫水步驟產生之一濾液流至一母液槽中，該母液槽的母液再迴流至一調和槽中進行該調和步驟，該產出物含有磷酸銨鹽結晶。
6. 如申請專利範圍第5項所述之廢氨氣之回收及再利用方法，其中該磷酸銨鹽結晶係為磷酸二銨鹽類及磷酸一銨鹽類。
7. 一種廢氨氣之回收及再利用方法，包含有：將一製程廢氨氣進行一濕式洗滌處理，俾形成至少一洗滌回收液，其中該洗滌回收液含有氫氧化銨；以及將該洗滌回收液以一處理流程進行再利用處理，俾產出一產出物，其中，處理流程包含有一調和步驟以及一提純步驟，且該提純步驟係以一冷凍系統進行，該產出物為氨水。