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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張百成
研究生(外文):Bai-cheng Chang
論文名稱:以填充式濕式洗滌塔之觸媒液吸收揮發性有機物效率研究
論文名稱(外文):Efficiency of the Wetting Packed Scrubber Absorption of Volatile Organic Compounds by Fluid Catalytic
指導教授:顏有利顏有利引用關係
指導教授(外文):You-li Yan
口試委員:賴全裕陳律言劉光宇
口試委員(外文):Chuan-yu LaiLiu-yan ChenLuang-yu Liu
口試日期:2012-07-18
學位類別:碩士
校院名稱:國立聯合大學
系所名稱:環境與安全衛生工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:170
中文關鍵詞:揮發性有機物濕式洗滌填充式洗滌塔觸媒吸收液
外文關鍵詞:volatile organic compoundswashing methodpacked towerliquid catalyst absorbent
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目前國內空氣中揮發性有機污染物(VOC)之處理技術中,吸收法屬處理氣態污染物常見方法,其原理為氣態污染物於廢氣與洗滌液接觸時,藉由分子擴散、紊流等質量傳送及化學反應等現象傳入洗滌液,使污染物質分離而去除,以達到淨化空氣的效果。運用吸收法之設備如:噴霧塔、填充式洗滌塔及板狀式洗滌塔等。基於經濟性與效率的考量,以填充式洗滌塔最常為業者所應用。其吸收的原理可分為物理吸收與化學吸收兩種,化學吸收主要是利用吸收劑與氣體污染物產生反應而予以去除;而物理吸收主要是藉由氣體在液體中的溶解度,而達到去除空氣污染物的目的。
目前對於各產業污染源控制技術方面,較少有設計洗滌塔所需要詳細標準,且依據國內相關學者之研究及環保署公告之揮發性有機物處理技術顯示,濕式洗滌法之處理效率一般只介於10%~40%之間,但是經由添加觸媒於洗滌液中,可有效增加洗滌液吸收揮發性有機物之能力。研究中,空氣採樣袋內污染物經純水吸收後去除效率平均為:苯,50.1%、甲苯,65.4%、乙苯,58.7%、二甲苯,67.3%、丙酮,99.7%、丁酮,98.3%。經振盪去除效率之平均為:苯,73.3%、甲苯,82.2%、乙苯,75.1%、二甲苯,84.3%、丙酮,99.7%、丁酮,98.9%。經添加觸媒液去除效率平均為:苯,87.6%、甲苯,91.6%、乙苯,85.5%、二甲苯,89.4%、丙酮,99.6%、丁酮,94.0 %。苯純物質,在3800ppm的採樣袋經過水洗測試後再添加二號觸媒,可處理至483ppm,總效率高達87.29%,比單純水振盪吸收1026ppm之73%高出14.29%。
本研究之洗滌塔添加觸媒液輸入平均濃度367.8ppm的甲苯,經過水洗吸收後平均排出為333.6ppm,觸媒液吸收處理後平均濃度為367.8及118.5,其純水吸收佔9.3%,觸媒液吸收佔33.0%。針對觸媒液吸收揮發性有機物之能力長期間運轉,探討觸媒液吸收揮發性有機物之轉換能力,降低吸收藥劑更換頻率之成效。

At present, the air of volatile organic compounds (VOC) of the processing technology, the absorption is a common method of dealing with gaseous pollutants, the principle of gaseous pollutants in the exhaust gas in contact with washing liquid, by molecular diffusion, turbulent flow, mass transfer and chemical reaction etc. To separate and removal of pollutants, in order to achieve the net effect of air purification. The equipment using of absorption method such as: spray tower, packed tower, wetted scrubber and plate tower. Based on economy and efficiency, to construct the packed, wetted tower were most commonly applied for the industry. Explored in the principle of absorption can separate to physical and chemical two parts, it is mainly of using of chemical absorption by a absorbent to reaction with gaseous pollutants to be removed; and physical absorption purposes is mainly by the gas solubility in liquids, and to remove air pollutants.
At present, for the industrial pollution control technology, have less designed to detaile criteria required for scrubbers, and based on relevant domestic academic research and EPA announcement of VOC treatment technology, shows that the method of wet washing treatment of efficiency is generally between 10% to 40%, but by adding catalyst in the washing liquid can effectively increase the absorb ability to the volatile organic compounds matter. In this study, the pollutant in washing method removal efficiency by air sampling bags of average value is: benzene 50.1%, toluene 65.4%, ethylbenzene 58.7%, xylene 67.3%, acetone 99.7%, and methyl ethyl ketone 98.3%. The removal efficiency of absorption and oscillation, the average of: benzene 73.3%, toluene 82.2%, ethylbenzene 75.1%, xylene 84.3%, acetone 99.7%, and methyl ethyl ketone 98.9%. After adding II catalyst solution and shaking with the water, compared with removal efficiency of absorption and oscillation, the average is: benzene 87.6%, toluene 91.6%, ethylbenzene 85.5%, xylene 89.4%, acetone 99.6%, and methyl ethyl ketone 94.0%. The pure substance of Benzene, in sampling bags of 3800ppm and adding catalyst with water test, can be treated to 483ppm, the total efficiency up to 87.29%, compared with only water absorption 1026ppm oscillation of 73% higher than 14.29%.
In this study, input average concentration of 367.8ppm toluene into the scrubber aading catalyst solution, , the average discharge for 333.6ppm after catalyst liquid absorption average concentration of 367.8 and 118.5 ppm. Conclusion pure water absorption of 9.3% catalystfluid absorption accounted for 33.0%. A subject about conversion capability of volatile organic compounds after washing with liquid catalyst absorbent. To play streamline maintenance and reduce the replacement frequency of absorption agent pharmaceutical.

誌謝 I
摘要 I
ABSTRACT III
目錄 VI
圖目錄 X
表目錄 XIV
第一章 前言 1
1.1研究動機 1
1.2研究目的 3
1.3研究架構 4
第二章 文獻回顧 6
2.1 常用之VOCS排放控制簡介 6
2.2濕式洗滌塔之設計原理 18
2.2.1洗滌塔構造 18
2.2.2 洗滌塔主要設計規範 21
2.3吸收塔之應用理論 23
2.3.1 潤濕因子(MINIMUM-WETTING FACTOR) 23
2.3.2 液氣比(LIQUID/GAS) 24
2.3.3 空塔停留時間(EBRT): 26
2.4洗滌塔對VOCS去除效率探討 28
2.5觸媒催化氧化反應VOC相關機制 32
第三章 實驗方法 36
3.1 研究方法 36
3.1.1 洗滌液物化性質 36
3.1.2 模場吸收實驗 39
3.1.3觸媒處理能力評估 42
3.2分析設備 42
3.2.1 儀器說明 43
3.3污染物吸收實驗步驟: 47
3.4 模場吸收實驗 56
3.4.1 模場實驗流程 56
3.4.2 填充塔實驗步驟 57
3.5 系統解說 62
3.5.1 進料系統 62
3.5.2 水洗塔系統 62
3.3 實驗揮發性有機物及觸媒吸收液 66
第四章 結果討論 67
4.1 單一物種吸收能力分析 67
4.2 多種有機物競爭分析 100
4.3 洗滌塔採樣過程 102
4.4 洗滌塔對各種揮發性有機物之吸收特性 105
4.5 洗滌塔對不同環境參數下之特性 116
4.6 洗滌塔再揮發實驗 125
4.7 觸媒處理能力評估 132
4.8實驗結論 135
第五章 結論 137
參考文獻 138
附錄一 142


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