奧特拉斯2023/9 完工的 VOCs 熱處理設備開始連續運轉,該廢氣熱處理設備的最大特色是能『安全處理氫氣』。
氫氣是最難處理的VOCs之一,極廣的爆炸區間 (LEL:4 ~ UEL:75) ,會大幅提昇其與其他混合氣體的燃爆風險 (濃糖漿加到清水裡,就會讓水變甜),當需要處理工廠製程排放,流量、濃度均呈不穩定快速變化的高濃度氫氣時,有高度風險。
奧特拉斯專為具燃爆特性氣體特別開發的『PDR脈衝波反應器』,能安全的『燃燒氫氣』。透過反應器產生的往復式高壓脈衝波,一秒內能使氫氣反應超過1500次,藉由這1500次的能量釋放,氫氣的爆炸能量能平緩滑順的釋放。
2023Q4上線的設備,設計基礎如下:
- 處理廢氣最大流量 500 Nm3/hr
- 廢氣中常態氫氣濃度為 50~70%
- 廢氣其餘成份包含丁二烯、環己烷
- 廢氣進料熱值 > 10,000 Kcal/hr
由於氫氣濃度已在爆炸區間,且廢氣進料熱值高,熱處理設備的設計需要格外用心。
奧特拉斯為此案例,整合『PDR脈衝波反應器』、『熱處理爐』『廢熱回收設備』,打造了兼具節能、減碳、安全的復熱式直燃爐 (Recuperative Thermal Oxidizer),為ESG做出積極貢獻,製程如下:
- 廢氣經過『PDR脈衝波反應器』安全進料反應
- 經釋放能量的廢氣,在安全的燃燒爐環境下滯留超過兩秒,充分完成氧化
- 高溫廢氣經過『降膜式水管廢熱鍋爐』回收廢熱
- 廢熱再經燃燒空氣預熱器、節熱器、尾蒸汽回收器,極大化提升廢熱回收率
- 廢氣經過處理及能量回收後達標排放
- 全系統搭配火焰防阻器/阻火器,安全可靠
本案經上線後實測指標如下:
- VOCs及氫氣處理濃度為0~100%
- VOCs進料破壞效率超過99%
- 連續全流量進料時,每小時產生 12.5 kg/cm2g 蒸汽超過 2 噸
- 連續全流量進料時,每小時耗用天然氣 < 1m3
- CO2排放較傳統TO爐設備少了1680噸 / yr
- 三重串級能源回收
- 設備導入成本約兩年即可回收
目前『PDR脈衝波反應器』已導入台灣多個大型石化工廠中,應用於VOCs熱處理,典型案例的氫氣進料濃度為20~75%,反應器皆能安全處理,實證『PDR脈衝波反應器』在處理高濃度VOCs的安全有效,同時也鋪平了使用製程尾氫『零碳發電』的最後一哩路,在處理石化、高科技行業棘手高濃度VOCs廢氣的同時,對安全、零碳綠色循環,作出積極貢獻。