第四章 結果與討論
4.4 模場數據與理論之比較
在第二章中我們曾用利用理論公式來模擬噴霧塔在不同滯留時間下 的去除效率，在模場中我們也做了相同條件的實驗數據來和理論比較，比 較結果如圖4.11 到 4.13
這三張圖分別顯示在 pH=7、8 和 10 時，模場實驗數據與理論公式值 的比較，我們可以發現理論值在這三種噴霧水 pH 值下的去除效率都非常 的好，也使得三種條件的去除效率差距非常的小，理論值均能在 0.2 秒內 達到100 %的去除效率，相較於模場實驗值就有一段不小的差距。其中以 pH=7 的情況下差距最大，隨著 pH 的升高，平衡效率的差距及效率上升的 速度與理應論值有逐漸拉近的趨勢。
由此實驗結果發現，理論公式有高估去除效率的現象，經討論後推測 二為由謝(2004)使用的 fortran 程式所計算出來的γ=1.89×10-3。圖中可以發 現由謝所計算出來的γ值是較為接近實驗值的，但仍有很大的差距，表示
表4.1 洗滌水中導電度與氯離子濃度關係
導電度, ms/cm 0.35 2 5 10
[Cl-]濃度, ppb 10000
| 13000
49000
| 53000
140000
| 160000
3600000
| 4200000
表4.2 新式洗滌系統之效率分析Ⅰ
進口濃度Ⅰ, ppb 噴霧塔去除效率, % 整體去除效率, % 填充塔功效
626.04 91.79 95.21 + 386.60 89.08 90.36 + 262.29 84.03 87.49 + 251.45 83.13 87.01 +
189.10 81.41 76.55 −
104.85 76.40 63.01 −
88.44 59.60 52.02 −
進口濃度Ⅰ：進入噴霧塔之HCl 濃度
填充塔功效：+ 為整體效率大於噴霧塔效率，− 為整體效率小於噴霧
塔效率
表4.3 新式洗滌系統之效率分析Ⅱ
進口濃度Ⅱ, ppb 填充塔去除效率, %
51.38 41.61 42.43 23.00 42.22 11.71 41.88 21.68 35.73 -18.75 35.16 -26.11 24.75 -56.70 進口濃度Ⅱ：進入填充塔之HCl 濃度
0 1000 2000 3000 4000
HCl inlet concentration, ppb
30 40 50 60 70 80 90 100 110
rem oval e ff iciency, %
scrubbing water conductivity 0.35 ms/cm 5 ms/cm 10 ms/cm packed tower
scrubbing water pH=7, 25 lpm, retention time=0.706 sec Qg/Ql=196
圖4.1 填充塔內不同循環水質對 HCl 去除效率圖
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
HCl inlet conc., ppb
40 50 60 70 80 90 100 110
removal efficiency, %
scrubbing water pH value pH=10 pH=7 packed tower
scrubbing water 25 lpm, conductivity 10 ms/cm retention time=0.71 sec
Qg/Ql=196
圖4.2 填充塔內不同循環水 pH 值對 HCl 去除效率圖
0 300 600 900 1200 1500
HCl inlet conc., ppb
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
re m o va l e ffi ci e n cy, %
packed tower efficiency with demister without demister
packed tower Qg/Ql=196
scrubbing water 25 lpm, pH=7, 10 ms/cm retention time =0.71 sec
圖4.3 除霧器對去除效率影響比較圖
0.5 1 1.5 2 2.5 3
retention time, sec
68 70 72 74 76 78 80 82 84 86
remov al ef fi c ienc y , %
scrubbing water pH value pH=10
packed tower
scrubbing water pH=10, conductivity 10 ms/cm HCl inlet concentration=220 ppb
圖4.4 填充塔內滯留時間對去除效率圖
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
HCl inlet conc., ppb
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
re m o va l e ffi ci e n cy, %
gas to liquid ratio
Qg/Ql=19500 (4 nozzles) Qg/Ql=13000 (6 nozzles)
圖 4.5 噴霧塔氣液比不同時 HCl 進口濃度對去除效率關係圖
0 200 400 600 800 1000
HCl inlet conc., ppb
30 40 50 60 70 80 90 100 110
removal efficiency, %
spraying water pH valuepH=7 pH=8 pH=10 spray tower
Qg/Ql=19500, retention time=1.17 sec
圖 4.6 不同噴霧 pH 值對 HCl 去除效率關係圖
0.5 1 1.5 2 2.5 3
retention time, sec
65 70 75 80 85 90
removal eff iciency, %
pH, spraying water pH=7 pH=8 pH=10
spray tower
Qg/Ql=19000, HCl inlet conc.=220 ppb
圖4.7 不同噴霧 pH 下之滯留時間對去除效率關係圖
0 300 600 900 1200 1500
HCl inlet conc., ppb
40 50 60 70 80 90 100 110
re m o va l e ff ici e n cy, %
paked tower + spray tower paked tower only
packed tower Qg/Ql=196
scrubbing water pH=7, 25 lpm spray tower
Qg/Ql=13000
spraying water pH=7
圖4.8 新式洗滌系統之去除效率改善圖
0 200 400 600 800 1000
HCl inlet conc., ppb
50 60 70 80 90 100 110
re m o va l e ffi ci e n cy, %
spray tower
spray tower + packed tower spray tower
Qg/Ql=13000
spraying water pH=7 residence time=1.17(s)
packed tower
scrubbing water pH=7, 25 lpm (Qg/Ql=196) conductivity 10 ms/cm
residence time=0.71(s)
圖4.9 噴霧塔去除效率與新式洗滌系統去除效率之關係圖
0.5 1 1.5 2 2.5 3
retention time, sec
15 20 25 30
Outlet HCl concent ration, ppb
packed tower
HCl background conc. =12.69 ppb scrubbing water pH=10, 25 lpm
conductivity 10 ms/cm ([Cl-]=4000 ppm)
[HCl(g)]=14.73 ppb [HCl(g)]=15.09 ppb
[HCl(g)]=21.92 ppb [HCl(g)]=22.79 ppb
[HCl(g)]=25.36 ppb
圖 4.10 填充塔內滯留時間對氣提效率關係圖
0 0.5 1 1.5 2 2.5
retention time, sec
0 20 40 60 80 100 120
re m o va l e ff ici e n cy, %
experimental data
Present model, γ=1.89 Ε−3 Theoretical line, γ=5.7 Ε−3
spray tower
Qg/Ql=19000, pH=7
HCl inlet concentration=220 ppb
圖4.11 噴霧塔在 pH=7 時滯留時間對去除效率圖
0 0.5 1 1.5 2 2.5
retention time, sec
0 20 40 60 80 100 120
re m o val e ffi ci e n c y , %
pH, spraying water pH=8
Theoretical line spray tower
Qg/Ql=19000, pH=8
HCl inlet concentration=220 ppb
圖4.12 噴霧塔在 pH=8 時滯留時間對去除效率圖
0 0.5 1 1.5 2 2.5
retention time, sec
0 20 40 60 80 100 120
re m o val e ffi ci e n c y , %
pH, spraying water pH=10
Theoretical line spray tower
Qg/Ql=19000, pH=10
HCl inlet concentration=220 ppb
圖 4.13 噴霧塔在 pH=10 時滯留時間對去除效率圖
0 0.5 1 1.5 2 2.5
retention time, sec
0 20 40 60 80 100 120
removal efficienciy, %
Experimental data Cooper and Alley, 1998
packed tower
HCl inlet conc. =200 ppb scrubbing wate pH=10, 25 lpm
water conductivity 10 ms/cm ([Cl-]=4000 ppm)
圖 4.14 填充塔滯留時間對去除效率與理論公式之比較