TWI310025B - - Google Patents

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1310025 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明主要係揭示一種廢液處理方法及裝置，特別是 指利用多次蒸發與多重反覆反應程序之廢液處理方法及裝 置者。 【先前技術】 _ 請參照我國專利公告編號第151744號之「氧化蒸發過 程及裝置」'專利案’為本發明人先前向韵局提出專利申請 之發明專利案’其係一種專為處理廢水或其他含有有機物 或可還原無機物物質水溶液之特殊過程及其裝置。主要係 第一個急驟蒸發罐1 〇能急驟蒸發反應器底部流7及再循環 /a 11 ’再循環流11係在頂部冷凝器6再加溫，之後接著 再循環至第一個急驟蒸發罐1〇，直至鹽濃度能使第二個急 驟蒸發罐13的最終急驟蒸發產生一飽和溶液15為止。 | 該習知結構於實用上必須等待第一個急驟蒸發罐1〇 進行水份蒸發，直至鹽濃度足夠之後，才能將廢水移至第 二個急驟蒸發罐13，如此形成操控上的困難，無法有效的 4握第一個急驟蒸發罐1 〇内廢水飽和的時間點。 再者，其再循環流11於第一個急驟蒸發罐10内僅僅 發生一次蒸發動作’故在濃縮的效果上較不明顯，其再循 環流11必需不斷的循環才能達到濃縮鹽份的效果，如此在 固液分離的能力即較差，亦較為費時，有改良之必要。 有鑑於上述習知結構之缺失，本發明人乃發明出一種 5 1310025 『廢液處理方法及其裝置』，其係可克服上述習知結構之 - 所有缺點。 【發明内容】 本發明『廢液處理方法及其裝置』所欲解決之技術問 題係在於，該習知結構於實用上必須等待第一個急驟蒸發 罐進行水m直至鹽濃度足狀後，才祕廢水移至 • 第二個急驟蒸發罐，如此形成操控上的困難，無法有效的 掌握第一個急驟蒸發罐内廢水飽和的時間點。再者，其再 循裱流於第一個急驟蒸發罐内僅僅發生一次蒸發動作，故 在〉辰縮的效果上較不明顯，其再循環流必需不斷的循環才 月匕達到濃縮鹽份的效果，如此在固液分離的能力即較差， 亦較為費時，故亟有待於改進。 本發明『廢液處理方法及其農置』，其包括有以下步 驟.將廢液送至進料調崎，並調配成驗性之混合液；將 • ⑮合液與氧氣送入氧氣飽和裝置内進行氧化反應並同時蒸 發水知，產生咼溫尚壓氣體及反應後之溢流；將部份溢流 Γ送至進料娜槽與聽混合形錢合液，繼溢流送入 =液交換㈣與高溫高壓氣體進行熱交換作業，使溢流二 4發形絲和溶液，並將水縫排結氣；絲和溶液 ，至冷雜晶㈣冷卻析出固體結晶而縣結晶液；將結 S日液送人陳分離H，將結驗分離為_鹽與母液，回 2固體鹽’並使錢回駐轉継槽與練混合形成混 6 1310025 其他目的、優點和本發明的新賴特性將從以下詳細的 描述與相關的附圖更加顯明。 【實施方式】 有關本發明所採用之技術、手段及其功效，兹舉一較 佳實施例並配合圖式詳述如後，此僅供說明之用，在專利 申請上並不受此種結構之限制。 參照圖一，本發明之裝置包括有一反應單元10與一回 收單元20 ;該反應單元1〇係用以執行廢液3〇中含有至少 一種有機質的氧化反應與蒸發水份的同步效應，並完成濃 縮廢液30中的鹽份及氧化反應產生的鹽份，而該回收單元 20則將反應後的廢液3〇予以析出固狀結晶，以回收鹽份。 其中： 該反應單元10包括有一進料調配槽11、一氧氣飽和 裝置12、一加熱反應器13與一氧氣循環裝置14。 該進料調配槽11係供接受廢液30，該廢液30為含有 多種成份的進料液體，或是含有至少一種有機質的進料液 體。該廢液30必需於進料調配槽11中調配成驗性的混合 液31，使酸鹼（PH)值保持在8至14之間，其可於化學 反應中產生碳酸鹽。 該氧氣飽和裝置12係連通於該進料調配槽11，接受 進料調配槽11送出的混合液31。該進料調配槽11可藉壓 力泵將混合液31輸送至氧氣飽和裝置12上方。而該氧氣 飽和裝置12下方則灌入氧氣4〇，混合液31往下流動，而 1310025 氧氣40向上流動，使混合液31與氧氣4〇相互逆流，並於 t氣餘和裝置12内保持有一定位的氣液分界面，在氣液分 - 界面處氣液分離。而氧氣飽和裝置12内產生的氧化反應與 : 中和反應將產生熱能，使混合液31蒸發產生水蒸氣，此水 蒸氣往上流動而與剩餘氧氣混合成為高溫高壓氣體以，而 自氧氣飽和裝置12頂部排出’此為廢水的第一次蒸發。 該氧氣飽和裝置12内保持有—定的操作溫度與壓 力，溫度的高低依處理廢液3〇之化學成份而有所不同，通 • 常保持在攝氏⑽至25G度之間。混合液31在氣氣飽和裝 置12内進行氧化反應之後即形成溢流32而自底部送至加 熱反應器13。

該加熱反應器13係連通於氧氣飽和裝置12之底部， 係用以提供魏_和裝置12工作時為働反應溫度而 所需之熱能。該加熱反應器13裝設一外接熱源，用以補足 =反應溫度於-定值之所需熱能者。特狀在初啟動時 運作中即可不作功。該加熱反應器13係輔助提 供月“氧_和褒置12，使氧氣飽和裝置^ ==㈣溫_體41(水蒸氣與剩餘: ===氣體41自氣液分界面與混合液31分離之 置12頂賴。該高溫高舰體41送 邱，用循^裝置14係連通於氧氣飽和裝置12之頂 ㈣可將飽Γ置12頂部所排出的高溫高麗氣體 餘氣氣與新鮮的補充氧氣40送入該氧氣餘和 8 1310025 下方。該氧氣循環裝置14自氧氣飽和裝置12 抽取的水減量與剩餘氧氣流量係成正比，因此可 “溫高壓氣體41流量以穫得—定值的蒸氣抽取 二 广鱼該氧氣循環裝置14並可使高溫高壓氣體41中的水蒸 剩餘氧氣分離，形成冷凝水42與氧氣，此冷凝水犯 =循環裝置14底部排出，而分離後的氧氣則可再利用 ς泵回送至氧氣飽和裝置12之下方，以供氧氣飽和褒置 進仃氧化反應者。該氧氣循環裝置14可自外部引入新 消耗=氣^補足在氧氣餘和裝置12内由於氧化反應所 該前述加熱反應器13並接受氧氣飽和農置12内混八 =31經氧化反麟的溢流32，此歸32㈣加熱反應^ 部份回流至進料調配槽u，與顧3G混合成為混 而可再送回氧氣餘和裝置12内進行蒸發的動作， 2的對錢32進行反覆岐應作業1未回流至進料調 配槽11的剩餘溢流32則送往回收單元2〇。 該回收單元20包括有一氣液熱交換器2卜一冷卻結 日日器22與一固液分離器23 〇 該氣液熱交換H 21係連於該加缺應^ 13，接受 加熱反應器13排出的剩餘溢流32。該氣液 ，維持在低於氧氣餘和加2之操働:故溢ί 進入讀熱交換H 21相為急驟蒸發而溫度驟降，形 =溫之溢流32，此為廢水的第二次蒸發。該氧氣飽和裝 内的壓力要歸在比氣液熱交鋪21的壓力為高， 9 1310025 以獲得再次蒸發加熱反應器溢流32中的水份的效果。其中 該氣液熱交換器21之操作壓力可放低至大氣壓力者。 由於減壓後的溢流32溫度比氧氣飽和裝置12排出的 高溫高壓氣體41溫度為低，故位在高溫高壓氣體41路徑 上的氣液熱交換器21可發生間接之熱交換反應，使低溫之 溢流32可以再次進行蒸發，使部份的水蒸氣33自氣液熱 交換器21頂部排出而進入大氣中，此則為廢水的第三次蒸 發。此經蒸發後剩餘的溢流32因固體濃度增加而更驅達到 飽和狀態，形成飽和溶液34。此飽和溶液34隨後即送入 冷卻結晶器22。 該冷卻結晶器22係連通於氣液熱交換器21，用 以接受氣液熱交換器21所排出之飽和溶液34。該冷卻結 晶器22係將飽和溶液34冷卻並析出固體結晶，而形成結 晶液35排出給固液分離器23。 該固液分離器23係連通於冷卻結晶器22，用以接受 結晶液35。該固液分離器22係將結晶液35分離為固體鹽 50與母液36，該固體鹽50即為處理後的最終回收產物。 而母液36則再回送至進料調配槽11，與廢液30混合成為 混合液3ί，而可再送回氧氣飽和裝置12内進行再氧化與 蒸發的動作，有效的對母液36再次進行反覆的反應作業。 由於進料之廢液30概為含有多種成份的進料溶液，在 同一溫度下，各個成份的氧化速率皆不相同，難以期待所 有的成份都可在固定的反應過程流過一回的情況下，就可 以完全氧化而從廢液30中去除。故對於難於氧化的成份， 1310025 只有把氧化產物（礙酸鹽）分離後，反覆的送回反應單元 10 ’使其可再次的純氣40触，以期所有可以氧化的成 份被氧化而從廢液30中去除。 而本發明混合液31進人氧氣飽和裝置12即產生第一 重反應’而溢流32回送至進料調配槽^與廢液3〇混合形 成混合液31 ’即可送人氧氣飽和裝置12進行第二重反應， 又母㈣回送至進料_槽^與廢㈣混合形成混合液 31 ’之後即y送人氧氣飽和裝置n進行第三重反應，多重 的反覆進行氧化反射將可以氧化的成份從廢液3〇中去 除’達到良好的反應效果。 又本案具有二次洛發程序，可有效的將廢液3〇中的鹽 伤與水離’更谷易獲得趨於飽和的餘和溶液34。如氧 氣飽和，置12為第-次蒸發程序，而於氣液熱交換器21 ^生第―人與第二次的蒸發程序，可有效的使積蓄的鹽 伤/辰度心加’達到良好的飽和效果，亦更利於回收單元 的析出結晶效果。 就以上所述可以歸納出本發明具有以下之優點： 1·本發明『練纽方法及其裝置』，其中本發明之 廢液、溢流及母液皆可反魏回反應單元處理，為一多重 反覆反應的程序’如此可將所有可以氧化的成份從廢液中 去除，達到良好的反應效果。 一^本發明『廢液處理方法及其裝置』，其中本發明具 有三次蒸發料，可有效的將廢液巾的鹽份與水份分離， 更容易獲得趨於飽和的飽和溶液。 11 1310025 其中母液係為 本發明『廢液處理方法及其裝置 ，液分離器將m巾的㈣鹽分賴之絲 飽和裝置物再:欠的氧化反應錢發料，為一=正 可達快速處理廢液並獲得固體鹽的設計。 /、 由是觀之，本發明極具產業上利用價值；且又未見有 相同或類似之發明出現於國内外刊物或公開使用 合專利法規定之積減消極要件，理麟予翻專利。+ 惟上所述者’僅為本發明之較佳實施例而已，& 實施之範圍，故舉凡數值之變更或 午之置換’或依本發日科請專娜_作之 飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範疇。 a 【圖式之簡要說明】 圖一：為本發明結構之流程示意圖。 附件··為我國專财告編號第151744號專。 11 進料調配槽 13 加熱反應器 21氣液熱交換器 23固液分離器 31混合液 33水蒸氣 【主要元件符號說明】 ι〇反應單元 12氧氣飽和裝置 14氧氣循環裝置 20回收單元 22冷卻結晶器 3〇廢液 Μ溢流 12 1310025 34 飽和容液 35 結晶液 36 母液 40 氧氣 41 高溫高壓氣體 42 冷凝水 50 固體鹽

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Claims (1)

1. 1310025 十、申請專利範圍： 1. 一種廢液處理裝置，其包括有一反應單元與一回收 - 單元，其特徵在於： 該反應單元包括有： 一進料調配槽，該進料調配槽係接受廢液，並調配成 驗性的混合液； 一氧氣飽和裝置，係連通於該進料調配槽，接受進料 調配槽送出的混合液，並進行氧化反應與蒸發程序，產生 ® 高溫高壓氣體與溢流； 一加熱反應器，係連通於氧氣飽和裝置之底部，係用 以提供氧氣飽和裝置於工作時所需之補助熱量； 一氧氣循環裝置，係連通於氧氣飽和裝置之頂部，用 以接受氧氣飽和裝置頂部所排出的高溫高壓氣體，並將氧 氣送回該氧氣飽和裝置； 該回收單元，連接於該反應單元，接受經氧化及蒸發 而濃縮的反應單元溢流，該回收單元包括有： * 一氣液熱交換器，接受流經加熱反應器的溢流，並急 驟蒸發產生二次蒸發動作，且該氣液熱交換器係位於高溫 高壓氣體的路徑上，以對減壓後的溢流進行熱交換動作， 並發生三次蒸發程序，產生飽和溶液； 一冷卻結晶器，該冷卻結晶器係連通於上述氣液熱交 換器，用以接受飽和溶液，並將飽和溶液冷卻以析出固體 結晶，而形成結晶液排出給固液分離器； 一固液分離器，該固液分離器係連通於冷卻結晶器， 14 1310025 用以接受結晶液，係將結晶液分離為固體鹽與母液、該分 離的固體鹽即為處理後的最終回收產物，母液回送至該反 應單元反覆進行氧化與蒸發反應者。 2. 如請求項1所述之廢液處理裝置，其中該氧氣飽和 裝置上方係接受進料調配槽輸出之混合液，而該氧氣飽和 裝置下方則供灌入氧氣循環裝置輸出之氧氣。 3. 如請求項1所述之廢液處理裝置，其中該氧氣飽和 裝置内的壓力保持在比氣液熱交換器的壓力為高。 4. 如請求項1所述之廢液處理裝置，其中該氧氣循環 裝置係將高溫高壓氣體中的水蒸氣與氧氣分離，形成冷凝 水與氧氣，此冷凝水自氧氣循環裝置底部排出，而分離後 的氧氣則再利用循環泵回送至氧氣飽和裝置之下方。 5. 如請求項1所述之廢液處理裝置，其中該氧氣循環 裝置自外部引入新鮮的氧氣，以補足在氧氣飽和裝置内消 耗之氧氣量者。 6. 如請求項1所述之廢液處理裝置，其中該加熱反應 器裝設有一外接熱源，用以補足保持反應溫度於一定值之 所需熱能者。 7. —種廢液處理方法，其包括有以下步驟： 將廢液送至進料調配槽，並調配成鹼性之混合液； 利用氧氣循環裝置供給氧氣； 將混合液與氧氣送入氧氣飽和裝置内進行氧化與中和 反應並同時蒸發水份，產生高溫高壓氣體及反應後之液態 溢流； 15 1310025 將反應後之液態溢流直通到加熱反應器，調整液流溫 度後將部份反應後之溢流回送至進料調配槽與廢液混合形 成混合液，剩餘溢流即送入氣液交換器内，剩餘溢流急驟 蒸發形成低溫溢流； 將由氧氣飽和裝置頂部排出的高溫高壓氣體導入氣液 熱交換器，低溫溢流與高溫高壓氣體進行間接熱交換作 業，使溢流多次蒸發而形成飽和溶液，並將水蒸氣排至大 氣； 將前述已進行熱交換作業之氣體送入氧氣循環裝置， 水蒸氣冷卻成冷凝水而與不凝結的剩餘氧氣分離，冷凝水 自氧氣循環裝置排出，而分離後的剩餘氧氣送回氧氣飽和 裝置循環使用； 將飽和溶液送至冷卻結晶器内冷卻析出固體結晶而形 成結晶液， 將結晶液送入固液分離器，將結晶液分離為固體鹽與 母液，回收固體鹽，並使母液回送至進料調配槽與廢液混 合形成混合液。 8. 如請求項7所述之廢液處理方法，其中該進料調配 槽係將混合液調配成酸鹼（PH)值保持在8至14之間。 9. 如請求項7所述之廢液處理方法，其中該氧氣飽和 裝置之操作溫度保持在攝氏100至250度之間。 10. 如請求項7所述之廢液處理方法，其中該氧氣飽和 裝置内進行氧化反應，其氧化劑係採用氧氣，其在反應所 耗的氧氣量將由氧氣循澴裝置自外部引入新鮮氧氣。 16 1310025 11. 如請求項7所述之廢液處理方法，其中該氧氣飽和 裝置内水份的蒸發量，係由氧氣飽和裝置頂部所排出的氣 體流量來調節控制。 12. 如請求項7所述之廢液處理方法，其中一部份加熱 反應斋溢流回送至進料調配槽與廢液混合形成混合液之過 程’係為一種以高溫溢流直接混合低溫廢液的加熱方式。 13. 如請求項7所述之廢液處理方法，其在固液分離器 使與固體鹽分離的母液回送至進料調配槽輿廢液混合而形 成混合液’而再送回氧氣飽和裝置内與新鮮的氧氣再度接 觸，進行反覆的氧化反應作業。 14. 如請求項，7所述之廢液處理方法，其中一部份加熱 反應器溢流導入氣液熱交換器之操作促成一部份水急驟蒸 發而形成低溫之溢流’低溫溢流即與高溫高壓氣體產生間 接之熱交換’再次進行水份的蒸發，水蒸氣自氣液熱交換 器頂邛排出而進入大氣中，而剩餘的溢流形成飽和溶液。 15. 如請求項14所述之廢液處理方法，其中該氣液熱 父換器之操作壓力可玫低至氣壓力者。 17