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博碩士論文 etd-0708115-164248 詳細資訊
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論文名稱
Title
排氣中酚之化學洗滌去除
Oxidative scrubbing of gas-borne phenols
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
84
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2015-07-24
繳交日期
Date of Submission
2015-08-12
關鍵字
Keywords
化學洗滌、次氯酸鈉、臭味控制、酚、揮發性有機物
phenol, odor control, oxidative scrubbing, VOCs, NaOCl
統計
Statistics
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中文摘要
酚類化合物存於石油煉製、煉焦、酚樹脂、染料、鋼鐵及紡織等行業原料,於製程中逸散及排放之含酚廢水皆會產生VOC及特殊異味,需加以改善避免影響鄰近居民,造成民眾陳情及抗議。去除排氣中含酚異味,為本研究之目標。
本研究以次氯酸鈉串聯過氧化氫化學洗滌法及鹼洗處理,進行酚廢氣之VOC及異味去除效率試驗並作處理成本估算,找出最佳之處理方式及操作參數。
結果顯示,以次氯酸鈉串聯過氧化氫處理排氣中酚成分效果較佳,將次氯酸鈉洗滌液控制初始pH=6.5且有效氯濃度約200 mg/L、過氧化氫洗滌液控制初始pH=12且過氧化氫濃度為3,330 mg/L時,對氣樣濃度之去除效率達98%以上,處理後最終排氣為無味氣體。估算處理成本約NT$17.1/1,000m3排氣。
以鹼性水洗滌試驗部分,洗滌液pH控制在10左右,對氣樣之酚去除率亦可達到97%,排氣僅存非常細微之酚異味。估算處理成本約NT$ 5.18/1,000m3排氣。
以次氯酸鈉串聯雙氧水及鹼性水洗滌兩種處理方式對酚氣體之THC皆能達到90%以上的去除率;惟異味去除的部分,鹼性水洗雖可大幅降低異味強度,但無法完全去除酚異味,也會在反應中產生沉澱副產物問題;而次氯酸鈉洗滌則有洗滌液pH下降,需要維持系統pH的問題。處理成本以水洗較低,後續處理可考慮結合兩種方式,先以鹼性水洗大幅削減氣體中酚濃度及異味強度後並進行酸鹼中和後,其排氣再串聯次氯酸鈉-過氧化氫洗滌系統,最終將異味完全消除。
Abstract
Gas-borne phenolic compounds originate from oil refining, coke oven, phenolic resin manufacture, vanish coating for copper wire insulation, and finishing operations of textiles. These compounds have peculiar smells and may cause complaints from nearby residents and be harmful to the health when emitted.
One test of this study uses sodium hypochlorite (NaOCl) solution in series with alkaline hydrogen peroxide (H2O2) solution in a two-stage scrubbing process to remove air-borne phenol at a concentration of around 2,840 ppm. Laboratory scrubbing bottles with a liquid volume of 600 mL were used with the test gas injected into the system at a rate of 1 L/min at 25oC. Results indicate that by purging the test gas through a solution with an available chlorine of 200 mg/L at an adjusted pH of 6.5 for oxidation of the absorbed phenol, and followed through a solution with a pH of 12.0 and 3,330 mg/L H2O2 for absorption and reduction of chlorine in the exhaust gas from the oxidation liquid, over 98% of the gaseous phenol was removed. Vented gas from the scrubbing system was odorless. Estimations indicate that it requires a chemical cost of approximately USD 0.53 to treat 1,000 m3 of the gas.
The other test uses sodium hydroxide (NaOH) solution in a laboratory bottle with a liquid volume of 600 mL for scrubbing of the tested phenol-containnng gas. The gas flow rate was also kept at 1 L/min. Results indicate that by purging the gas through a NaOH solution with an adjusted pH of 10, over 98% of the gaseous phenol was removed. However, vented gas from the alkaline scrubber had a little phenol odor. An estimation indicates that it requires a chemical cost of approximately USD 0.17 to treat 1,000 m3 of the gas.
It is suggested that a three-stage (alkaline-oxidative-reductive) scrubbing process may be a cost-effective approach to treat phenol- containing waste gases to an odor-free degree.
目次 Table of Contents
謝誌 i
中文摘要 ii
英文摘要 iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 viii
第一章 前言 1
1.1研究背景及動機 1
1.2研究內容 2
第二章 文獻回顧 3
2.1揮發性有機物概述 3
2.1.1揮發性有機物之定義 3
2.1.2揮發性有機物之來源 4
2.1.3揮發性有機物之危害 6
2.2異味 7
2.2.1異味物質概述 7
2.2.2異味物質定義 7
2.2.3異味物質來源 14
2.2.4異味的表示方式 16
2.2.5異味物質量測方法 21
2.3酚類化合物概述 23
2.3.1酚簡介 23
2.3.2酚類化合物污染來源 25
2.3.3酚類化合物對人體之危害 26
2.4 VOCs異味處理技術 27
2.5化學洗滌法 31
2.5.1化學洗滌反應原理 31
2.5.2化學洗滌方式與適用範圍及藥劑 35
2.5.3化學洗滌之實際技術案例 38
第三章 實驗設備與方法 41
3.1研究架構及流程 41
3.2試驗廢氣來源 43
3.3實驗設備及分析儀器 44
3.3.1實驗設備 44
3.3.3分析儀器 45
3.3.4分析方法 46
3.4實驗方法 50
3.4.1以次氯酸鈉作為吸收劑 51
3.4.2以水為吸收劑 51
第四章 結果與討論 52
4.1以次氯酸鈉為吸收劑之實驗結果 52
4.2以水加酸或鹼為吸收劑試驗 59
4.3最佳組合長效試驗 61
4.4綜合比較 66
4.5藥劑耗用量估算 67
第五章 結論與建議 69
5.1結論 69
5.2建議 70
參考文獻 71
參考文獻 References
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