本技術榮獲
- 2016臺灣國家發明獎金牌獎
- 2016日本發明天才會議金牌獎
- 2018中國首届綠色技術應用大賽第二名
工業應用
- 化學及石化工業
- 塑膠及橡膠工業
- 油漆及溶劑工業
- 汽車工業
- 航太工業
- 塗裝及電鍍工業
- 農產及食品加工業
- 電子及電腦工業
- 製藥及醫學工業
高溫脈衝波反應技術(PDR)
當高濃度VOCs與空氣混合,因濃度的改變,容易進入氣體的爆炸區間,若再與火源接觸,極易有意外發生,為有機原料使用產線發生回火、爆炸的主要原因之一,傳統技術多將此股廢氣冷凝回收,或導入DFTO及Flare燃燒,但相關處理方式,在碰上VOCs濃度迅速改變的場合,仍有熄火、爆炸的風險。
可燃氣體與適量空氣或氧之混合氣在一管狀容器中的某點著火時,突然增加燃燒傳播速度,使得火焰面非常快速進行並與其前方壓縮波結合生成衝擊波,且使其速度達音速以上並趨於安定的現象稱為爆轟(Detonation),而此局部反應區域稱為爆轟波。爆轟波通過後,其化學組成即發生變化,此爆轟波若撞到物質,不但在極短時間內給予強烈的衝擊壓力及高溫,同時也會產生機械的破壞作用。
2012年張榮興博士由上述反應為基礎,發明了PDR反應器,其為一具備汽車引擎多行程運作形式,並可處理有害化學廢氣的高溫脈衝波反應器,運作原理如下:
- 將需要使用高溫反應或破壞的有害化學廢氣噴注進高溫脈衝波反應器;
- 將燃料送入高溫脈衝波反應器;
- 將空氣/水/助劑注入高溫脈衝波反應器;
- 利用爆轟促進器促進燃料、有害化學廢氣及空氣/水/助劑的混合;
- 利用安裝於爆轟促進器下游端的點火裝置組將混合氣體點燃;
- 利用爆轟促進器使得該混合氣體回火產生逆流爆轟;
- 當爆轟高溫衝擊波抵達高溫脈衝波反應器進料端時利用爆轟高溫衝擊波使得火焰熄焰;
- 連續重複上述氣體反應物及有害化學廢氣的混合、點燃、逆流爆轟、熄焰的程式,使得有害化學廢氣能連續利用爆轟高溫衝擊波的高溫、高壓進行反應或破壞。
PDR特性
- 本安設計
- 能安全處理各種高濃度VOC廢氣
- 能源使用效率高、設備安全性高
- VOCs處理幾乎不需使用外加熱能(> 500 ppm)
- 系統縮載比大,操作彈性高
- 搭配RTO系統,可處理瞬時高低濃度轉換之VOCs
- 內建火焰防阻器/阻火器設計
成功案例
PDR技術已導入多家大型化工廠,並已運轉超過三年,證明安全、效益兼顧,節錄部分案例如下:
- 中國某石化溴化丁基橡膠廠,VOCs處理系統為PDR-RTO爐體,處理量為 100,000N m3/hr
- 台灣某石化加工廠,VOCs處理系統為PDR-RCO爐體,處理量為 100,000N m3/hr
- 中國某光電厰VOC處理設備,處理量為50,000 CMH
- 台灣某煉油加工廠實驗驗證設備,VOCs處理系統為PDR-DFTO