TWI873052B - 碳中和減排捕捉回收碳酸氫鈉系統 - Google Patents
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Abstract
一種碳中和減排捕捉回收碳酸氫鈉系統，係針對焚化廠以及燃煤發電廠含熱電廠脫硫排放之煙道氣以及飛灰處理流程，將含有硫酸鈉的飛灰漿與石灰攪拌溶解反應形成石膏與氫氧化鈉，再經過脫水分離出濾餅與濾液，然後配合氣液混合器吸入煙道氣，讓二氧化碳溶解濾液所含的氫氧化鈉進行中和反應，再實施冷卻結晶與脫水回收取得碳酸氫鈉作為脫硫劑應用，可降低成本，而濾液在脫水過程更實施循環反應淘洗，以省時、節水及減排，並且利用吸收煙道氣來代替使用中和劑，可降低成本以及二氧化碳排放量，達到環境保護與企業永續經營。
Description
本發明有關於飛灰水洗過濾技術領域，尤指一種碳中和減排捕捉回收碳酸氫鈉系統。
按，焚化爐以及燃煤發電廠含熱電廠在燃燒垃圾或煤炭過程中，煙道氣含有二氧化硫與三氧化硫及其他酸性氣體，因此必須使用碳酸氫鈉進行脫硫處理以及後續集塵處理，再將煙道氣從煙囪往外排放至大氣中。而焚化爐以及燃煤發電廠含熱電廠在燃燒垃圾或煤炭過程相對產生大量的飛灰，飛灰中則含有鉀、鈉、氯離子等可溶性物質，以及鈣、矽、鋁、鐵等不可溶物質，而屬於有害事業廢棄物。
目前針對飛灰之處理方式中，首先將飛灰進行水洗處理，以溶解飛灰所含的鉀、鈉、氯離子等可溶性物質，並利用螯合劑捕捉重金屬，然後送入脫水機進行脫水分離出濾液與濾餅，惟此濾液為強鹼性(PH值11~12)，所以濾液中必須再加入酸性劑進行酸鹼中和程序，以致增加成本，並且浪費資源。因此要如何解決上述問題，即為此行業相關業者所亟欲研究之課題所在。
本發明之主要目的在於，將含有硫酸鈉的飛灰漿與石灰攪拌溶解反應
形成石膏與氫氧化鈉，再經過脫水分離出濾餅與濾液，然後配合氣液混合器吸入煙道氣，讓二氧化碳溶解濾液所含的氫氧化鈉進行中和反應，再實施冷卻結晶與脫水回收取得碳酸氫鈉作為脫硫劑應用，可降低成本，而濾液在脫水過程更實施循環反應淘洗，以省時、節水及減排，並且利用吸收煙道氣來代替使用中和劑，可降低成本以及二氧化碳排放量，達到環境保護與企業永續經營。
為達上述目的，本發明碳中和減排捕捉回收碳酸氫鈉系統，係用於焚化廠以及燃煤發電廠所排放的煙道氣以及飛灰處理流程，該煙道氣在排放前利用碳酸氫鈉進行脫硫而形成硫酸鈉，且該硫酸鈉混入於該飛灰中；該碳中和減排捕捉回收碳酸氫鈉系統包含有飛灰供應裝置、煙道氣供應裝置、溶解攪拌反應裝置、第一脫水機、濾液反應槽、氣液混合器、冷卻結晶槽、第二脫水機以及濾液槽，其中：該飛灰供應裝置用以輸送該飛灰；該煙道氣供應裝置用以降溫輸送該煙道氣；該溶解攪拌反應裝置連接該飛灰供應裝置，以接收該飛灰、該硫酸鈉、水、石灰與螯合劑進行攪拌溶解成第一飛灰漿，且該第一飛灰漿中的該硫酸鈉與該石灰反應形成石膏與氫氧化鈉；該第一脫水機連接該溶解攪拌反應裝置，以接收該溶解攪拌反應裝置輸出的該第一飛灰漿，再進行脫水分離出含有該石膏的第一濾餅與含有該氫氧化鈉的第一濾液；該濾液反應槽接收該第一脫水機排出的該第一濾液，該濾液反應槽將該第一濾液通過該氣液混合器產生噴射流，且該氣液混合器分歧連接該煙道氣供應裝置，利用該氣液混合器吸入該煙道氣，讓該煙道氣所含的二氧化碳溶解於該第一濾液中成為碳酸，且該碳酸與該第一濾液所含的該氫氧化鈉中和反應形成碳酸氫鈉；該冷卻結晶槽連接該濾
液反應槽，以接收該濾液反應槽輸出的含有該碳酸氫鈉的該第一濾液，並進行冷卻結晶降低該碳酸氫鈉的溶解率；該第二脫水機連接該冷卻結晶槽，以接收該冷卻結晶槽輸出的含有該碳酸氫鈉的該第一濾液，再從該第一濾液脫水分離取得該碳酸氫鈉以及排放第二濾液；該濾液槽接收該第二脫水機所排出的該第二濾液，該濾液槽輸送該第二濾液依序循環通過該第一脫水機、該濾液反應槽、該冷卻結晶槽、該第二脫水機以及該濾液槽，讓該第二濾液循環淘洗溶解該第一脫水機內部該第一飛灰漿所含的該氫氧化鈉，再繼續進行碳中和以及脫水分離取得該碳酸氫鈉。
前述之碳中和減排捕捉回收碳酸氫鈉系統，其中該溶解攪拌反應裝置包括依序相連的溶解攪拌槽、攪拌反應槽以及暫存攪拌槽，該溶解攪拌槽連接該飛灰供應裝置，以接收該飛灰、該硫酸鈉、該水、該石灰與該螯合劑進行攪拌溶解成該第一飛灰漿，且該第一飛灰漿中的該硫酸鈉與該石灰反應形成該石膏與該氫氧化鈉；該攪拌反應槽連接該溶解攪拌槽，以接收該溶解攪拌槽輸出的該第一飛灰漿加入空氣進行攪拌，讓該第一飛灰漿中的該硫酸鈉與該石灰繼續反應形成該石膏與該氫氧化鈉；該暫存攪拌槽連接該攪拌反應槽，以接收該攪拌反應槽輸出的該第一飛灰漿加入空氣進行攪拌，讓該第一飛灰漿中的該硫酸鈉與該石灰繼續反應形成該石膏與該氫氧化鈉，再輸送該第一飛灰漿進入該第一脫水機進行脫水。
前述之碳中和減排捕捉回收碳酸氫鈉系統，進一步包括有攪拌槽與第三脫水機，該攪拌槽在接收該第一脫水機的該第一濾餅加水粉碎後，再進行攪拌溶解成含有更少量的該氫氧化鈉的第二飛灰漿，該第三脫水機連接該攪拌槽，以接收該攪拌槽輸出的該第二飛灰漿，再進行脫水分離出含有
該石膏的第二濾餅與含有更少量的該氫氧化鈉的第三濾液，且該第三脫水機輸送該第三濾液進入該溶解攪拌槽。
1:飛灰供應裝置
2:煙道氣供應裝置
3:溶解攪拌反應裝置
4:溶解攪拌槽
5:攪拌反應槽
6:暫存攪拌槽
7:石灰
8:螯合劑
9:空氣
10:第一脫水機
11:濾液反應槽
12:氣液混合器
13:冷卻結晶槽
14:第二脫水機
15:濾液槽
16:碳酸氫鈉
17:廢水處理
18:攪拌槽
19:第三脫水機
20:濾餅包裝
21:回收水槽
第一圖係本發明碳中和減排捕捉回收碳酸氫鈉系統之方塊圖。
有關本發明為達成上述目的，所採用之技術手段及其功效，茲舉出可行實施例，並且配合圖式說明如下：
首先，請參閱第一圖所示，由圖中可清楚看出，本發明之碳中和減排捕捉回收碳酸氫鈉系統，係用於焚化廠以及燃煤發電廠含熱電廠脫硫排放的煙道氣以及飛灰處理流程，該煙道氣在排放前利用碳酸氫鈉進行脫硫處理而形成硫酸鈉，且該硫酸鈉混入於該飛灰中；該碳中和減排捕捉回收碳酸氫鈉系統包含有飛灰供應裝置1、煙道氣供應裝置2、溶解攪拌反應裝置3、第一脫水機10、濾液反應槽11、氣液混合器12、冷卻結晶槽13、第二脫水機14、濾液槽15、攪拌槽18以及第三脫水機19，其中：
該飛灰供應裝置1用以輸送含有硫酸鈉的飛灰。
該煙道氣供應裝置2用以降溫輸送已經脫硫的煙道氣。
該溶解攪拌反應裝置3連接該飛灰供應裝置1，該溶解攪拌反應裝置3包括依序相連的溶解攪拌槽4、攪拌反應槽5以及暫存攪拌槽6，該溶解攪拌槽4連接該飛灰供應裝置1，以接收該飛灰、該硫酸鈉、水、石灰7與該螯合劑8進行攪拌溶解成第一飛灰漿，且該第一飛灰漿中的該硫酸鈉與該石灰7反應形成石膏與氫氧化鈉；該攪拌反應槽5連接該溶解攪拌槽4，以接收該溶解攪拌槽4輸出的該第一飛灰漿加入空氣9進行攪拌，讓該
第一飛灰漿中的該硫酸鈉與該石灰7繼續反應形成該石膏與該氫氧化鈉；該暫存攪拌槽6連接該攪拌反應槽5，以接收該攪拌反應槽5輸出的該第一飛灰漿加入空氣9進行攪拌，讓該第一飛灰漿中的該硫酸鈉與該石灰7繼續反應形成該石膏與該氫氧化鈉。
該第一脫水機10連接該溶解攪拌反應裝置3的暫存攪拌槽6，以接收該暫存攪拌槽6輸出的該第一飛灰漿，再進行脫水分離出含有該石膏的第一濾餅與含有該氫氧化鈉的第一濾液，而第一濾餅亦可再進行加水研磨粉碎處理。
該濾液反應槽11接收該第一脫水機10排出的該第一濾液，而該氣液混合器12可設置於該濾液反應槽11的外部或內部中，該濾液反應槽11將該第一濾液循環通過該氣液混合器12產生噴射流，且該氣液混合器12分歧連接該煙道氣供應裝置2，利用該氣液混合器12吸入該煙道氣，讓該煙道氣所含的二氧化碳溶解於該第一濾液中成為碳酸，且該碳酸與該第一濾液所含的該氫氧化鈉中和反應形成碳酸氫鈉16。
該冷卻結晶槽13連接該濾液反應槽11，以接收該濾液反應槽11輸出的含有該碳酸氫鈉16的該第一濾液，並進行冷卻結晶降低該碳酸氫鈉16的溶解率。
該第二脫水機14連接該冷卻結晶槽13，以接收該冷卻結晶槽13輸出的含有該碳酸氫鈉16的該第一濾液，再從該第一濾液脫水分離取得該碳酸氫鈉16以及排放第二濾液。
該濾液槽15接收該第二脫水機14所排出的該第二濾液，該濾液槽15輸送該第二濾液依序循環通過該第一脫水機10、該濾液反應槽11、該冷卻
結晶槽13、該第二脫水機14以及該濾液槽15，讓該第二濾液循環淘洗溶解該第一脫水機10內部該第一飛灰漿所含的該氫氧化鈉，再繼續進行碳中和以及脫水分離取得該碳酸氫鈉16，而且濾液槽15可控制分歧輸送第二濾液進行廢水處理17。
該攪拌槽18接收該第一脫水機10輸出的該第一濾餅，先將該第一濾餅加水研磨粉碎後，再進行攪拌溶解成含有更少量的該氫氧化鈉的第二飛灰漿。
該第三脫水機19則連接該攪拌槽18，以接收該攪拌槽18輸出的該第二飛灰漿，再進行脫水分離出含有該石膏的第二濾餅與含有更少量的該氫氧化鈉的第三濾液，且該第三脫水機19輸送該第三濾液進入回收水槽21，再供應該溶解攪拌槽4使用，而含有石膏的第二濾餅可使用太空包實施濾餅包裝20，然後再供應水泥廠使用。
本發明在針對焚化廠以及燃煤發電廠含熱電廠脫硫排放之煙道氣以及飛灰處理流程中，將含有硫酸鈉的飛灰漿與石灰7攪拌溶解反應形成石膏與氫氧化鈉，再經過脫水分離出濾餅與濾液，然後配合氣液混合器12吸入煙道氣，讓二氧化碳溶解濾液所含的氫氧化鈉進行中和反應，再實施冷卻結晶與脫水回收取得碳酸氫鈉16作為脫硫劑應用，可降低成本，而濾液在脫水過程更實施循環反應淘洗，以省時、節水及減排，並且利用吸收煙道氣來代替使用中和劑，可降低成本以及二氧化碳排放量，達到環境保護與企業永續經營。
以上所舉實施例僅用為方便說明本發明，而並非加以限制，在不離本發明精神範疇，熟悉此一行業技藝人士所可作之各種簡易變化與修飾，均
仍應含括於以下申請專利範圍中。
1:飛灰供應裝置
2:煙道氣供應裝置
3:溶解攪拌反應裝置
4:溶解攪拌槽
5:攪拌反應槽
6:暫存攪拌槽
7:石灰
8:螯合劑
9:空氣
10:第一脫水機
11:濾液反應槽
12:氣液混合器
13:冷卻結晶槽
14:第二脫水機
15:濾液槽
16:碳酸氫鈉
17:廢水處理
18:攪拌槽
19:第三脫水機
20:濾餅包裝
21:回收水槽
Claims (3)
- 一種碳中和減排捕捉回收碳酸氫鈉系統，係用於焚化廠以及燃煤發電廠所排放的煙道氣以及飛灰處理流程，該煙道氣在排放前利用碳酸氫鈉進行脫硫而形成硫酸鈉，且該硫酸鈉混入於該飛灰中；該碳中和減排捕捉回收碳酸氫鈉系統包含有飛灰供應裝置、煙道氣供應裝置、溶解攪拌反應裝置、第一脫水機、濾液反應槽、氣液混合器、冷卻結晶槽、第二脫水機以及濾液槽，其中：該飛灰供應裝置用以輸送該飛灰；該煙道氣供應裝置用以降溫輸送該煙道氣；該溶解攪拌反應裝置連接該飛灰供應裝置，以接收該飛灰、該硫酸鈉、水、石灰與螯合劑進行攪拌溶解成第一飛灰漿，且該第一飛灰漿中的該硫酸鈉與該石灰反應形成石膏與氫氧化鈉；該第一脫水機連接該溶解攪拌反應裝置，以接收該溶解攪拌反應裝置輸出的該第一飛灰漿，再進行脫水分離出含有該石膏的第一濾餅與含有該氫氧化鈉的第一濾液；該濾液反應槽接收該第一脫水機排出的該第一濾液，該濾液反應槽將該第一濾液通過該氣液混合器產生噴射流，且該氣液混合器分歧連接該煙道氣供應裝置，利用該氣液混合器吸入該煙道氣，讓該煙道氣所含的二氧化碳溶解於該第一濾液中成為碳酸，且該碳酸與該第一濾液所含的該氫氧化鈉中和反應形成碳酸氫鈉；該冷卻結晶槽連接該濾液反應槽，以接收該濾液反應槽輸出的含有該 碳酸氫鈉的該第一濾液，並進行冷卻結晶降低該碳酸氫鈉的溶解率；該第二脫水機連接該冷卻結晶槽，以接收該冷卻結晶槽輸出的含有該碳酸氫鈉的該第一濾液，再從該第一濾液脫水分離取得該碳酸氫鈉以及排放第二濾液；該濾液槽接收該第二脫水機所排出的該第二濾液，該濾液槽輸送該第二濾液依序循環通過該第一脫水機、該濾液反應槽、該冷卻結晶槽、該第二脫水機以及該濾液槽，讓該第二濾液循環淘洗溶解該第一脫水機內部該第一飛灰漿所含的該氫氧化鈉，再繼續進行碳中和以及脫水分離取得該碳酸氫鈉。
- 如申請專利範圍第1項所述之碳中和減排捕捉回收碳酸氫鈉系統，其中該溶解攪拌反應裝置包括依序相連的溶解攪拌槽、攪拌反應槽以及暫存攪拌槽，該溶解攪拌槽連接該飛灰供應裝置，以接收該飛灰、該硫酸鈉、該水、該石灰與該螯合劑進行攪拌溶解成該第一飛灰漿，且該第一飛灰漿中的該硫酸鈉與該石灰反應形成該石膏與該氫氧化鈉；該攪拌反應槽連接該溶解攪拌槽，以接收該溶解攪拌槽輸出的該第一飛灰漿加入空氣進行攪拌，讓該第一飛灰漿中的該硫酸鈉與該石灰繼續反應形成該石膏與該氫氧化鈉；該暫存攪拌槽連接該攪拌反應槽，以接收該攪拌反應槽輸出的該第一飛灰漿加入空氣進行攪拌，讓該第一飛灰漿中的該硫酸鈉與該石灰繼續反應形成該石膏與該氫氧化鈉，再輸送該第一飛灰漿進入該第一脫水機進行脫水。
- 如申請專利範圍第2項所述之碳中和減排捕捉回收碳酸氫鈉系統，進一步 包括有攪拌槽與第三脫水機，該攪拌槽在接收該第一脫水機的該第一濾餅加水粉碎後，再進行攪拌溶解成含有更少量的該氫氧化鈉的第二飛灰漿，該第三脫水機連接該攪拌槽，以接收該攪拌槽輸出的該第二飛灰漿，再進行脫水分離出含有該石膏的第二濾餅與含有更少量的該氫氧化鈉的第三濾液，且該第三脫水機輸送該第三濾液進入該溶解攪拌槽。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW113122798A TWI873052B (zh) | 2024-06-20 | 2024-06-20 | 碳中和減排捕捉回收碳酸氫鈉系統 |
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| TW113122798A TWI873052B (zh) | 2024-06-20 | 2024-06-20 | 碳中和減排捕捉回收碳酸氫鈉系統 |
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| TWI873052B true TWI873052B (zh) | 2025-02-11 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100290967A1 (en) * | 2008-01-07 | 2010-11-18 | Solvay Sa | Process for producing sodium bicarbonate for flue gas desulphurization |
| CN117865182A (zh) * | 2024-01-12 | 2024-04-12 | 嘉兴同济环境研究院 | 一种集成电能回馈系统的捕集二氧化碳制备碳酸氢钠的系统及方法 |
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Patent Citations (2)
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