TWI537044B - 廢氣處理系統 - Google Patents

Description

廢氣處理系統

本發明是有關於一種氣體處理系統，且特別是有關於一種廢氣處理系統。

一般的煉鐵廠，主要是負責供應煉鋼作業所需要之鐵水，而高爐煉鐵所需煉鐵原料，例如焦碳及燒結礦，係分別由煉焦廠及燒結廠所供應。在燒結廠中，主要是透過燒結機生產燒結礦。燒結礦的製作方式主要是將各種粉鐵礦、石料、焦碳屑及無煙煤等原料，依照預定的成分比例之後，再經過均勻攪拌、造粒等步驟以形成拌合料，之後這些拌合料鋪設在燒結台車上並進行燒結步驟，以使前述的原料形成粒度約為5毫米至55毫米之燒結礦。

一般而言，燒結台車的數量會是多個，並且這些燒結台車是串成類似於腳踏車鍊條狀。在進行燒結步驟時，位於燒結機之頭端的點火爐會點燃鋪設在燒結台車上的拌合料，以使這些拌合料燃燒形成燒結礦。其中，拌合料燃燒時會產生反應氣體及粉塵(後稱廢氣)，可透過設置在燒結台車下方的風箱或鄰近燒結台車的風箱抽取所有燒結台車 上的廢氣，以使廢氣從燒結台車的上方至燒結台車的下方抽出，並將這些廢氣排至大氣中。

然而，由於拌合料包含焦炭以及無煙煤的原料，焦炭與無煙煤的成分皆含有硫成分。當拌合料進行燒結反應時，硫會與氧氣反應產生硫氧化物，因此廢氣的反應氣體中會含有硫氧化物的成分。硫氧化物會造成大氣污染以及環境酸化等環保問題，因此需要經過適當的處理才能向外界排放。

因此，本發明之一目的在於提供一種廢氣處理系統，其可對含硫成分之廢氣進行脫硫處理。

本發明之另一目的在於提供一種廢氣處理系統，其可僅對含高硫成分之氣體進行脫硫處理。

根據本發明之上述目的，提出一種廢氣處理系統，其包含廢氣接收管路、第一閘門、第二閘門或盲板、低硫氣體連接管路、第一靜電集塵裝置、第二靜電集塵裝置、脫硫裝置以及廢氣排出管路。廢氣接收管路具有高硫氣體區、第一低硫氣體區及第二低硫氣體區，其中高硫氣體區位於第一低硫氣體區及第二低硫氣體區之間。第一閘門設於高硫氣體區及第一低硫氣體區之間。第二閘門或盲板設於高硫氣體區及第二低硫氣體區。低硫氣體連接管路連接第一低硫氣體區及第二低硫氣體區。第一靜電集塵裝置連接第一低硫氣體區。第二靜電集塵裝置連接高硫氣體區。脫硫裝置連接 第二靜電集塵裝置。第一風車連接脫硫裝置及第一靜電集塵裝置。廢氣排出管路連接第一風車。當廢氣處理系統進行廢氣處理作業時，位於第一低硫氣體區以及第二低硫氣體區中之第一廢氣係依序經由第一靜電集塵裝置及第一風車而從廢氣排出管路排出。位於高硫氣體區之第二廢氣係依序經由第二靜電集塵裝置、脫硫裝置及第一風車而從廢氣排出管路排出。

依據本發明一實施例，上述廢氣處理系統更包含第一風量調整裝置，設於第一風車之一側。

依據本發明一實施例，上述廢氣處理系統更包含第二風車連接第二靜電集塵裝置及脫硫裝置，其中第二廢氣係自第二靜電集塵裝置，依序經由第二風車及脫硫裝置，且朝第一風車流動。

依據本發明一實施例，上述廢氣處理系統更包含第二風量調整裝置，設於第二風車之一側。

依據本發明一實施例，上述脫硫裝置更包含脫硫設備以及熱交換器。脫硫設備具有氣體入口及氣體出口，其中脫硫設備係用以脫除第二廢氣之硫氧化物成分。熱交換器跨接氣體入口及氣體出口，其中第二廢氣係自第二靜電集塵裝置，依序經由位於氣體入口之熱交換器、脫硫設備以及位於氣體出口之熱交換器且朝第一風車流動。

依據本發明一實施例，上述廢氣處理系統更包含第三閘門及第四閘門。第三閘門設於高硫氣體區及第二靜電集塵裝置之間。第四閘門設於第一風車及脫硫裝置之間。

依據本發明一實施例，上述廢氣處理系統更包含緊急排風門設於脫硫裝置與第四閘門之間，且可電性連接壓力計，當此壓力變成正壓時即自動打開緊急排風門。

依據本發明一實施例，上述廢氣接收管路更包含多個廢氣輸入管以及廢氣總管。一部分之廢氣輸入管用以輸入第一廢氣，以及剩餘部分之廢氣輸入管用以輸入第二廢氣。廢氣總管連接此些廢氣輸入管，其中廢氣總管具有高硫氣體區、第一低硫氣體區以及第二低硫氣體區。

依據本發明一實施例，上述廢氣輸入管包含數個切換器，以控制廢氣輸入管輸入高硫氣體區與低硫氣體區(包括第一及第二低硫氣體區)之廢氣輸入管的個數。

依據本發明一實施例，上述第二廢氣之含硫量係大於第一廢氣之含硫量。

本發明一種廢氣處理系統之優點在於透過第一靜電集塵裝置、第二靜電集塵裝置以及脫硫裝置，藉以處理含硫氧化物之廢氣，以使排放至外界之含硫氧化物降低。此外，本發明實施例之廢氣處理系統還可針對高硫氣體處理，兼顧降低脫硫設備的投資成本以及環保問題。

100‧‧‧廢氣處理系統

102‧‧‧廢氣接收管路

104‧‧‧第一閘門

106‧‧‧第二閘門或盲板

108‧‧‧低硫氣體連接管路

110‧‧‧第一靜電集塵裝置

112‧‧‧第二靜電集塵裝置

114‧‧‧脫硫裝置

116‧‧‧第一風車

118‧‧‧廢氣排出管路

120‧‧‧高硫氣體區

122‧‧‧第一低硫氣體區

124‧‧‧第二低硫氣體區

126‧‧‧脫硫設備

126A‧‧‧氣體入口

126B‧‧‧氣體出口

128‧‧‧熱交換器

130‧‧‧第一風量調整裝置

132‧‧‧第二風車

134‧‧‧第二風量調整裝置

138‧‧‧第三閘門

140‧‧‧第四閘門

144‧‧‧脫硝及脫戴奧辛裝置

146‧‧‧緊急排風門

148‧‧‧廢氣輸入管

150‧‧‧廢氣總管

152‧‧‧切換器

900‧‧‧風箱

為讓本發明之上述含其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：〔圖1〕係繪示依照本發明實施例之一種廢氣處理系統的示意圖。

以下配合本發明之實施例詳細說明本發明之技術內容、構造特徵、所達成目的及功效。

請參照圖1，圖1係繪示依照本發明實施例之一種廢氣處理系統100的示意圖。廢氣處理系統100可用來處理含硫廢氣。例如，廢氣處理系統100可用來處理製造燒結礦時所產生含硫廢氣。廢氣處理系統100包含廢氣接收管路102、第一閘門104、第二閘門或盲板106、低硫氣體連接管路108、第一靜電集塵裝置110、第二靜電集塵裝置112、脫硫裝置114、第一風車116以及廢氣排出管路118。廢氣接收管路102具有高硫氣體區120、第一低硫氣體區122以及第二低硫氣體區124，其中高硫氣體區120位於第一低硫氣體區122以及第二低硫氣體區124之間。在一例子中，廢氣接收管路102可用來接收來自燒結機的廢氣。在一示範例子中，例如中國鋼鐵公司的中鋼四號燒結機之多個風箱900是沿著廢氣接收管路102排列。這些風箱900輸出的廢氣係輸送至廢氣接收管路102中，其中位於頭尾兩側區段的風箱900所輸出的廢氣的含硫量較低(後稱第一廢氣)，分別輸送到第一低硫氣體區122以及第二低硫氣體區124中。另一方面，位於中間區段的風箱900所輸出的廢氣的含硫量較高(後稱第二廢氣)，則輸送到高硫氣體區120中。

第一閘門104係設於高硫氣體區120及第一低硫氣體區122之間。第二閘門或盲板106係設於高硫氣體區120及第二低硫氣體區124之間。在一例子中，可透過開啟 或關閉第一閘門104與第二閘門或盲板106來使高硫氣體區120連通第一低硫氣體區122或第二低硫氣體區124。

低硫氣體連接管路108連接第一低硫氣體區122以及第二低硫氣體區124。當第一閘門104與第二閘門或盲板106同時關閉時，第一廢氣可透過低硫氣體連接管路108流通於第一低硫氣體區122以及第二低硫氣體區124之間。

第一靜電集塵裝置110連接第一低硫氣體區122。第一靜電集塵裝置110可用來處理廢氣中所含有之粉塵，以使處理後之廢氣之含塵量符合環境法規之限制。第二靜電集塵裝置112連接高硫氣體區120。第二靜電集塵裝置112是類似於第一靜電集塵裝置110，可用來處理廢氣中所含有之粉塵。惟其不同點在於，第一靜電集塵裝置110主要是用來處理第一廢氣中所含有之粉塵，第二靜電集塵裝置112主要是用來處理第二廢氣中所含有之粉塵。

脫硫裝置114連接第二靜電集塵裝置112。脫硫裝置114主要是用來降低或脫除第二廢氣中的硫氧化物含量。在一例子中，脫硫裝置114是採用溼式脫硫的方式。在另一例子中，脫硫裝置114可採用活性碳法、噴入褐煤法、石灰或活性碳之高性能燒結廢氣淨化(Maximized Emission Reduction of Sintering；MEROS)法、硫酸銨鹽法、氨/硫氨法、氧化鎂、石灰/石膏法、海水脫硫法、鹼吸收法(例如可使用氫氧化鈉)、雙鹼法、循環流化床法、新型一體化脫硫法(New Integrated Desulphurization； NID)或密相乾塔法。在其他例子中，脫硫裝置114包含脫硫設備126以及熱交換器128。脫硫設備126具有氣體入口126A及氣體出口126B，脫硫設備126係用以脫除第二廢氣之硫成分。熱交換器128跨接氣體入口126A及氣體出口126B。在一例子中，第二廢氣係經過第二靜電集塵裝置112，藉以除去廢氣中的粉塵。然後，經過位於氣體入口126A處之熱交換器128，藉以將第二廢氣的溫度降低至攝氏約100度以下。之後，第二廢氣再經過脫硫設備126，藉以脫除第二廢氣之硫成分。然後，經脫除硫成分之第二廢氣再經過位於氣體出口126B處之熱交換器128，藉以將第二廢氣的溫度回升至攝氏約100度以上。前述將第二廢氣降溫再升溫的方式主要是為了避免高溫的第二廢氣在經過脫硫設備126之後降低溫度而導致廢氣處理系統100的管路被低溫的第二廢氣腐蝕，所以透過熱交換器128先將保存第二廢氣之熱量，待第二廢氣經過脫硫設備126之後再將第二廢氣加熱至攝氏100度以上。在一示範例子中，透過此種加熱方式可使第二廢氣平均達攝氏約116.9度。在另一例子中，位於氣體入口126A以及氣體出口126B的管路內部可設有玻璃鱗片及耐腐蝕樹脂，藉以減少管路受到低溫的第二廢氣的腐蝕。

第一風車116連接脫硫裝置114及第一靜電集塵裝置110。第一風車116主要是用來控制第一廢氣以及第二廢氣的流量。在一例子中，第一風車116做為整個廢氣處理系統100的主要風車，藉以控制第一廢氣與第二廢氣的流 量。在另一例子中，第一風車116之一側可設有第一風量調整裝置130，藉以調整第一風車116輸出之風量。

廢氣排出管路118連接第一風車116，可用以將經過處理之第一廢氣與第二廢氣排放至外界。在一例子中，廢氣排出管路118可為煙囪。

在一例子中，本發明實施例之廢氣處理系統100可更包含第二風車132，第二風車132連接第二靜電集塵裝置112及脫硫裝置114。在一例子中，第二風車132位於第二靜電集塵裝置112及脫硫裝置114之間，藉以輔助控制第二廢氣的流量，以使第二廢氣依序經由第二風車132及脫硫裝置114，且朝第一風車116流動。在另一例子中，第二風車132之一側可設有第二風量調整裝置134，藉以調整第二風車132輸出之風量。

在一例子中，在高硫氣體區120及第二靜電集塵裝置112之間可設有第三閘門138，以及在第一風車116及脫硫裝置114之間可設有第四閘門140。第三閘門138與第四閘門140的開啟或關閉需和第一閘門104與第二閘門或盲板106的開啟或關閉配合。例如，在需要進行高硫的第二廢氣的脫硫作業時，將第一閘門104與第二閘門或盲板106關閉，以避免高硫的第二廢氣混入低硫的第一廢氣中。然後，將第三閘門138與第四閘門140開啟，藉以對高硫的第二廢氣進行脫硫作業。同理，若是在無需對第二廢氣進行脫硫作業，或是位於第三閘門138與第四閘門140之間的裝置或元件故障時，可以將第一閘門104與第二閘門或盲板106 開啟(若選擇設置盲板即為關閉，因有設置低硫氣體連接管路108可連接第一低硫氣體區及第二低硫氣體區)，且將第三閘門138與第四閘門140關閉，藉以使第一廢氣與第二廢氣依序經由第一靜電集塵裝置110及第一風車116而從廢氣排出管路118排出。

在一例子中，本發明實施例之廢氣處理系統100可更包含脫硝及脫戴奧辛裝置144，脫硝及脫戴奧辛裝置144設於第一風車116與廢氣排出管路118之間。脫硝及脫戴奧辛裝置144可用來脫除或減少第一廢氣與第二廢氣中所含有之氮氧化物。

在一例子中，本發明實施例之廢氣處理系統100可更包含緊急排風門146，緊急排風門146設於脫硫裝置114與第四閘門140之間。在一示範例子中，當第一風車116故障且第二風車132正常運作時，此時位於第二風車132後的脫硫裝置114或其他設備將會從負壓狀態轉換成正壓狀態，此將會造成脫硫裝置114或其他設備的儀表或膨脹接頭損壞。在一例子中，緊急排風門146可電性連接脫硫裝置114或其他設備的壓力計，當壓力變成正壓時即自動打開緊急排風門146，藉以避免脫硫裝置114或其他設備的損壞。

為進一步說明本發明實施例之廢氣處理系統100之優點，以下說明本發明實施例之廢氣處理系統100的實際使用狀態。首先，廢氣接收管路102可包含多個廢氣輸入管148以及廢氣總管150，其中廢氣總管150連接這些廢氣輸入管148，且廢氣總管150中具有高硫氣體區120、第 一低硫氣體區122以及第二低硫氣體區124。燒結機的風箱900所產生之第一廢氣與第二廢氣分別透過一部分之廢氣輸入管148以及剩餘部分之廢氣輸入管148輸入至廢氣總管150中。根據廢氣中的硫氧化物含量，若是硫氧化物含量符合於環境法規之限制，則可將低硫含量的廢氣歸類為第一廢氣；反之，若是硫氧化物含量不符合於環境法規之限制，則可將高硫含量的廢氣歸類為第二廢氣。在一例子中，第一廢氣係輸入至廢氣總管150的第一低硫氣體區122或第二低硫氣體區124，以及第二廢氣係輸入至廢氣總管150的高硫氣體區120。在另一例子中，廢氣輸入管148可包含切換器152。根據廢氣的含硫量以及廢氣輸入管148的位置，可透過操作這些切換器152，來控制廢氣輸入管148輸入高硫氣體區120與低硫氣體區(包括第一低硫氣體區122及第二低硫氣體區124)之廢氣輸入管148的個數。

在進行廢氣處理作業時，需先將第一閘門104與第二閘門或盲板106關閉，以使位於第一低硫氣體區122以及第二低硫氣體區124的第一廢氣隔絕位於高硫氣體區120的第二廢氣。其中，位於第一低硫氣體區122以及第二低硫氣體區124的第一廢氣主要是透過第一風車116來控制流量，以使第一廢氣依序經過第一靜電集塵裝置110、第一風車116以及脫硝及脫戴奧辛裝置144，而從廢氣排出管路118排出。另一方面，位於高硫氣體區120之第二廢氣受到第一風車116以及第二風車132的導引，而依序經由第二靜電集塵裝置112、第二風車132、脫硫裝置114及第一風車 116而從廢氣排出管路118排出。在一例子中，使用本發明實施例之廢氣處理系統100後，硫氧化物的排放平均值從90.86百萬分率(ppm)降低至24.22百萬分率。

根據上述，由於第一廢氣的含硫量較低，所以第一廢氣只要進行脫除粉塵的處理後(亦可選擇性增加脫硝及脫戴奧辛之處理)，就可以排放至外界。另一方面，由於第二廢氣的含硫量較高，所以第二廢氣需要進行脫除粉塵以及脫硫的處理(亦可選擇性增加脫硝及脫戴奧辛之處理)，始排放至外界。換言之，本發明實施例之廢氣處理系統可依據廢氣的含硫量選擇性進行脫硫處理，因此可以兼顧脫硫的支出成本以及環保問題。

100‧‧‧廢氣處理系統

102‧‧‧廢氣接收管路

104‧‧‧第一閘門

106‧‧‧第二閘門或盲板

108‧‧‧低硫氣體連接管路

110‧‧‧第一靜電集塵裝置

112‧‧‧第二靜電集塵裝置

114‧‧‧脫硫裝置

116‧‧‧第一風車

118‧‧‧廢氣排出管路

120‧‧‧高硫氣體區

122‧‧‧第一低硫氣體區

124‧‧‧第二低硫氣體區

126‧‧‧脫硫設備

126A‧‧‧氣體入口

126B‧‧‧氣體出口

128‧‧‧熱交換器

130‧‧‧第一風量調整裝置

132‧‧‧第二風車

134‧‧‧第二風量調整裝置

138‧‧‧第三閘門

140‧‧‧第四閘門

144‧‧‧脫硝及脫戴奧辛裝置

146‧‧‧緊急排風門

148‧‧‧廢氣輸入管

150‧‧‧廢氣總管

152‧‧‧切換器

900‧‧‧風箱

Claims (9)

1. 一種廢氣處理系統，包含：一廢氣接收管路，具有一高硫氣體區、一第一低硫氣體區以及一第二低硫氣體區，其中該高硫氣體區位於該第一低硫氣體區以及該第二低硫氣體區之間；一第一閘門，設於該高硫氣體區及該第一低硫氣體區之間；一第二閘門或一盲板，設於該高硫氣體區及該第二低硫氣體區之間；一低硫氣體連接管路，連接該第一低硫氣體區以及該第二低硫氣體區；一第一靜電集塵裝置，連接該第一低硫氣體區；一第二靜電集塵裝置，連接該高硫氣體區；一脫硫裝置，連接該第二靜電集塵裝置，其中該脫硫裝置包含：一脫硫設備，具有一氣體入口及一氣體出口；以及一熱交換器，跨接該氣體入口及該氣體出口；一第一風車，連接該脫硫裝置及該第一靜電集塵裝置；以及一廢氣排出管路，連接該第一風車，其中，當該廢氣處理系統進行一廢氣處理作業時，位於該第一低硫氣體區以及該第二低硫氣體區中之一第一廢氣係依序經由該第一靜電集塵裝置及該第一風車而從該廢氣排出管路排出，以及位於該高硫氣體區之一第二廢氣係 自該第二靜電集塵裝置，依序經過位於該氣體入口處之該熱交換器、該脫硫設備以及位於該氣體出口處之該熱交換器，且朝該第一風車流動，而從該廢氣排出管路排出，該脫硫設備係用以脫除該第二廢氣之硫氧化物成分。
2. 如請求項1所述之廢氣處理系統，更包含一第一風量調整裝置，設於該第一風車之一側。
3. 如請求項1所述之廢氣處理系統，更包含一第二風車連接該第二靜電集塵裝置及該脫硫裝置，其中該第二廢氣係自該第二靜電集塵裝置，依序經由該第二風車及該脫硫裝置，且朝該第一風車流動。
4. 如請求項3所述之廢氣處理系統，更包含一第二風量調整裝置，設於該第二風車之一側。
5. 如請求項1所述之廢氣處理系統，更包含：一第三閘門，設於該高硫氣體區及該第二靜電集塵裝置之間；以及一第四閘門，設於該第一風車及該脫硫裝置之間。
6. 如請求項5所述之廢氣處理系統，更包含一緊急排風門，設於該脫硫裝置與該第四閘門之間，且可電性連接一壓力計，當該壓力變成正壓時即自動打開該緊急排風門。
7. 如請求項1所述之廢氣處理系統，其中該廢氣接收管路更包含：複數個廢氣輸入管，其中一部分之該些廢氣輸入管用以輸入該第一廢氣，以及剩餘部分之該些廢氣輸入管用以輸入該第二廢氣；以及一廢氣總管，連接該些廢氣輸入管，其中該廢氣總管具有該高硫氣體區、該第一低硫氣體區以及該第二低硫氣體區。
8. 如請求項7所述之廢氣處理系統，其中該些廢氣輸入管包含複數個切換器，以控制該些廢氣輸入管輸入該高硫氣體區、以及該第一低硫氣體區與該第二低硫氣體區之該些廢氣輸入管的個數。
9. 如請求項1所述之廢氣處理系統，其中該第二廢氣之含硫量係大於該第一廢氣之含硫量。