以濕式洗滌塔去除酸鹼氣體之理論研究

Abstract

填充式濕式洗滌塔常用來去除煙道中的氣狀污染物，其主要機制是利用噴嘴將循環水均勻噴灑在填充物表面上，使填充物上附著一層水膜，當廢氣在填充物空隙中通過時，被水膜吸收而被去除。本研究之目的將填充塔模擬成數根彎曲的圓管，並利用擴散理論，重新推導出更符合填充式濕式洗滌塔吸收污染物之模式，並與實驗值做比對，來確定本模式之正確性。 本研究假設彎曲圓管內徑與填充物直徑相同，圓管內壁之比表面積與填充床相同。考慮圓管內壁之水膜對氣體污染物為非完全吸收的情況，因此利用氣-液介面的氣相擴散通量必需與介面通量和液相擴散通量相等，推導出本模式。 本研究模擬實驗室一個填充塔的模場吸收效率，其模場風量為4.95 CMM、循環水量25 LPM及氣液比為198，當氣體污染物為HCl，在滯留時間1~3秒時，氣體之理論效率從70 %提升到90 %，與實驗值誤差在10 %以內。與工廠採樣數據做比對發現誤差在10~20 %範圍，模式中改變循環水質發現對於HCl氣體去除效率影響不大。為了討論循環水質對於效率之變化，以NH3氣體做本研究理論模擬，在相同滯留時間1~3秒時，循環水 濃度為50 ppm的去除效率從80 %提升到98 %， 濃度提高至150 ppm時去除效率從60 %提升到80 %，表示循環水質對於NH3氣體去除效率有明顯影響。 污染物為HCl氣體時循環水 值的改變對去除效率沒有太大的變化，如果污染物為NH3氣體，當 值從7上升至8時，效率明顯降低15 %，如果 值範圍在5~6區間內，對於去除效率沒有太大的改變。在進口濃度小於400 ppb循環水 值為8時去除效率小於60 %，調整 值為7後去除效率提升至70 %，進口濃度大於800 ppb後，效率曲線逐漸穩定而達到一平衡的效率。