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專題文章 : 洗滌塔運作原理介紹
作者 info 於 2014年07月03日 15:30:00 (3777 次閱讀)

目前對於無機酸鹼性氣體之處理方法主要以吸收法為主,其原理為藉由氣液兩相接觸之氣體吸收程序,將氣體中之溶質吸收輸送至液體內部,常見之吸收洗滌裝置有:噴淋塔(spary column)、板式吸收塔(plateabsorption tower)及填充塔(packed tower)等,所用之裝置,必須能使氣體與液體充分接觸,以提高吸收效率。其中又以填充塔為各種氣體吸收洗滌塔中最被廣泛使用,而園區內半導體及光電業廠家,也多以使用濕式洗滌塔來作為處理酸性及鹼性氣體之防制設施。



濕式洗滌塔可處理廢氣中之粒狀物,同時亦可去除廢氣中所含之氣態污染物,而對某些氣態污染物而言,可以生產或回收有用之化學物質,且可緩衝污染物之突增負荷,繼續維持高效率操作。其噴出洗滌液之反應,舉例說明如下:
填充式洗滌塔之構造如下圖所示,塔中通常填充著比表面積甚大之填料物(packing),其目的乃欲使氣體與液體間具有充分接觸之機會。操作時,氣體混合由塔底進入,液體吸收劑則自塔頂由一分佈器噴淋而下,然後在其流經填料的途中,與逆流而上之氣體接觸,並吸收氣相中之溶質,遂成一溶液自塔底流出。一般而言填料在使用時,其堆置的方式常可成兩大類:1.任意堆置(dumped packing)之填料、2.整齊堆置(stacked packing)之填料。

一般在設計洗滌塔時亦須考慮幾個部份:

  1. 尺寸:為使氣體速度均勻一致,並在可能發生迴流之處設置分調節板。
  2. 噴嘴的選擇:一般洗滌液為循環使用,故高壓噴嘴式的洗滌塔對於所使用的液體要求最嚴格。
  3. 液體處理設備:為防止洗滌液造成環境污染問題,因此經常循環使用洗滌液以減少廢水量,但也因此增加了污染物的濃度,另外選擇不同的洗滌液可同時處理不同的氣體。由於洗滌廢液具有腐蝕性,故亦需使用防蝕性材質。
  4. 潤濕因子:填充式洗滌塔為一利用洗滌液體與氣狀污染物之氣液接觸,進而吸收處理污染物之設備。因此,為了使液體能夠均勻分佈在填充物上,已增加氣體與液體完全接觸之面積。所以,洗滌液體的澆注量需符合最小潤濕因子(Minimum-Wetting Factor:MWF)值的要求,其計算公式和規範中所規定的值如下:填充物之比表面積:填充物有非常多種,其可選擇之直徑尺寸從30 mm 到95 mm 都有。在選擇尺寸時,應以塔徑之1/10 至1/8 為原則,過大或過小會影響效率[2]。而材質之選擇以惰性、耐酸鹼及便宜為主。填充物之主要功能為:使液體能均勻分佈而增加質傳效率及氣、液體在槽中的均勻接觸。
  5. 液氣比:洗滌塔是利用液體將空氣中污染物吸收處理,所以液氣比為一相當重要之操作參數,其對洗滌塔的效率有很大的影響。

而由最小潤濕因子(Minimum-Wetting Factor:MWF)值的要求,以填充物之a = 90 m2/m3 為例,其所需之最小液體流速VL=2.5×10-3m/s。而當氣體流速(VG)大於2.5 m/s 時,易導致溢流(flooding)現象之發生。而最佳氣體流速為溢流點(flooding point)流速之60 %至80 %。即VG = 1.75 m/s,則所需液氣比(LM/GM)為:LM/GM = (VL×A×ρL)/(VG×A×ρG) (1)= (2.5×10-3×A×1000)/(1.75×A×1.17)=1.22其中ρL 和ρG 為液體和氣體之比重(Kg/m3)、A 為塔之截面積。