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研究生: 王建富
Wang, Jian-Fu
論文名稱: 水洗飛灰作為生垃圾焚化減氯劑之可行性評估
Feasibility study of washing fly ash for chloride-reducing agent of the incinerator
指導教授: 黃武章
Huang, Wu-Jang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 環境工程與科學系所
Department of Environmental Science and Engineering
畢業學年度: 106
語文別: 中文
論文頁數: 65
中文關鍵詞: 都市垃圾焚化廠飛灰再利用水洗灰生垃圾減氯劑
外文關鍵詞: Municipal solid waste incinerator, Reuse of fly ash, Washing ash, Chlorine-reducing agent
DOI URL: http://doi.org/10.6346/THE.NPUST.ESE.006.2018.E02
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  • 國內外焚化飛灰再利用技術可分為「無害化之前處理技術」以及「再利用技術」兩類,無害化前處理技術包括溶液萃取、高溫破壞、戴奧辛等有機物破壞分解及將有害物質固定其中使其無法轉移出來等技術。其中溶液萃取技術包含水洗前處理及酸洗、鹼洗或添加螯合劑前處理,本研究之目的在於探討飛灰經水洗後作為生垃圾焚化減氯劑之可行性研究。
    經八小時的實廠投入研究結果顯示,除造成煙道氣戴奧辛濃度略高外,未導致飛灰或底渣中之鉛及戴奧辛濃度濃度上升,顯示生垃圾添加水洗飛灰並不會對底渣品質產生任何影響,飛灰經水洗前處理後進生垃圾作減氯劑(底渣化)為一可行方案。

    The incineration fly ash recycling technologies can be divided into two categories: non-hazardous pre-treatment technology and reuse technology. The non-hazardous pre-treatment technologies include solution extraction, high-temperature destruction, damage decomposition of Dioxin, and solidification of harmful substances. The solution extraction technologies include the pretreatment of water washing, acid washing, alkali washing, or the addition of chelator. The purpose of this study was to investigate the feasibility of using watering fly ash as the chlorine-reducing agent.
    The actual plant investment results show that, apart from it caused a slight increase in the production of dioxin in the flue gas, no other adverse effects on the incineration operation, did not lead to an increase in the concentration of lead in fly ash and bottom ash, and no increase in the concentration of dioxin in the bottom ash. Adding washing ash does not have any effect on the quality of the bottom ash. The use of watering fly as a chlorine-reducing agent is a feasible solution.

    目錄
    摘要……………………………………………………………………….…Ⅰ
    目錄……………………………………………………………………….…Ⅳ
    圖目錄……………………………………………………………………….VII
    表目錄……………………………………………………………………….IX
    第一章 前言………………………………………………………………..1
    第二章 文獻回顧…………………………………………………………..3
    2.1 焚化飛灰來源及種類…………………………………………….3
    2.1.1 物理特性…………………………………………………..4
    2.1.2 化學特性…………………………………………………..6
    2.2 飛灰處理方法…………………………………………………….8
    2.3 飛灰再利用技術………………………………………………...11
    2.3.1 飛灰水洗前處理技術……………………………………15
    2.4 國外再利用現況………………………………………….……..15
    2.4.1 德國灰渣再利用概況……………………………………15
    2.4.2 丹麥灰渣再利用概況……………………………………17
    2.4.3 日本灰渣再利用概況……………………………………19
    2.5 國外飛灰再利用探討…………………………………….……..19
    2.5.1 木柵飛灰水洗再利用廠…………………………………23
    2.5.2 北投飛灰水洗再利用廠…………………………………24
    第三章 實驗材料與方法………………………………………………….28
    3.1 實驗材料…………………………………………………………28
    3.2 實驗流程…………………………………………………………28
    3.3 實驗設備及分析方法……………………………………………30
    3.3.1 實驗設備………………………………………………….30
    3.3.2 實驗操作方法…………………………………………….31
    第四章 結果與討論……………………………………………………….35
    4.1 研究材料基本性質分析…………………………………………35
    4.1.1 灰渣產量………………………………………………….35
    4.1.2 飛灰所含有害物質……………………………………….35
    4.2 水洗模廠試驗……………………………………………………38
    4.2.1 水洗飛灰之SEM/EDS分析……………………………..40
    4.2.2 水洗飛灰及廢水中之戴奧辛分析………………………42
    4.3 小型焚化爐混燒試驗……………………………………………42
    4.4 水洗灰實廠投料試驗……………………………………………46
    4.4.1 實廠煙道氣連續監測數據分析………………………….46
    4.4.2 實廠焚化灰渣分析……………………………………….54
    第五章 結論與建議……………………………………………………….59
    5.1 結論………………………………………………………………59
    5.2 建議………………………………………………………………59
    參考文獻…………………………………………………………………….61
    作者簡介…………………………………………………………………….65

    圖目錄
    圖2-1 焚化灰渣粒徑分佈圖………………………………………………5
    圖2-2 北投廠飛灰水洗處理流程………………………………………..24
    圖3-1 模廠實驗流程及檢測項目………………………………………..29
    圖3-2 飛灰水洗試驗系統………………………………………………..30
    圖3-3 小型混燒焚化爐系統……………………………………………...31
    圖4-1 南區廠歷年飛灰重金屬TCLP總鉛溶出檢測值…………………36
    圖4-2 南區廠歷年飛灰重金屬TCLP總鉛溶出檢測值區間百分比.......36
    圖4-3 南區廠103年度飛灰重金屬TCLP總鉛溶出自主品管檢測值….37
    圖4-4 南區廠飛灰戴奧辛毒性當量濃度檢驗結果………….…………..37
    圖4-5 飛灰水洗再利用實廠驗證之模廠處理製程………….…………..38
    圖4-6 水洗飛灰實驗流程及物質流程圖…………………….…………..39
    圖4-7 原始飛灰及水洗飛灰之SEM圖…………………….……………40
    圖4-8 混燒試驗中煙道氣之溫度變化圖…………….…………………..43
    圖4-9 混燒試驗中煙道氣之O2變化圖……………….…………………44
    圖4-10 混燒試驗中煙道氣之NH3變化圖…………….………………….44
    圖4-11 混燒試驗中煙道氣之Cl2變化圖…….………….………………..45
    圖4-12 比較有無添加水洗飛灰之腐蝕氣體與一氧化碳相關圖………...50
    圖4-13 不添加水洗飛灰實廠焚燒之SIMS數據圖………….……………51
    圖4-14 添加3%水洗飛灰實廠焚燒之SIMS數據圖………….………..51
    圖4-15 未添加水洗飛灰之實廠煙道氣監測值變化圖………….………52
    圖4-16 添加3%水洗飛灰之實廠煙道氣監測值變化圖……….………..53
    圖4-17 節熱器煙道中腐蝕氣體與一氧化碳相關圖………….………….53
    圖4-18 歷年南區廠飛灰之戴奧辛總毒性當量濃度檢驗數據圖…..........58
    圖4-19 焚化廠戴奧辛質量平衡圖…………………………………..........58

    表目錄
    表2-1 焚化飛灰粒徑分佈重量百分比…………………………………….5
    表2-2 國內各焚化廠廢氣處理系統……………………………………….6
    表2-3 國內外不同都市垃圾焚化飛灰之元素分析……………………….7
    表2-4 焚化飛灰再利用技術與發展狀況資料分析-無害化前處理…......13
    表2-5 焚化飛灰再利用技術與發展狀況資料分析-再利用技術與去化..14
    表2-6 依照DEV S4(DIN38414)溶出方法之準則……………………….17
    表2-7 參照CEN prEN12457溶出方法之準則………………………….18
    表2-8 參照環境廳第46號方法溶出方法之準則……………………….19
    表2-9 國內灰渣/飛灰水洗之近20年相關研究………………….............21
    表2-9 (續)國內灰渣/飛灰水洗之近20年相關研究……………..…..........22
    表2-10 國內飛灰再利用概況……………………............…………….…..23
    表2-11 木柵廠飛灰水洗再利用統計………………….…………………..25
    表2-12 北投廠飛灰處理再利用統計……………………………………...26
    表4-1 不同批次水洗飛灰之EDS分析結果…………………….……….41
    表4-2 飛灰與不同批次水洗飛灰之戴奧辛分析結果………………...…42
    表4-3 混燒試驗中底渣之TCLP(Pb)結果……………………….………45
    表4-4 混燒試驗中煙道氣之煙道採樣結果…………………….………..45
    表4-5 節熱氣出口之SIMS數據……………………………….………..48
    表4-6 煙囪入口之SIMS數據………………………………….………..49
    表4-7 實廠灰渣之TCLP檢測數據(正修科大)………………….………54
    表4-8 實廠灰渣之TCLP檢測數據(自行分析)………………….………55
    表4-9 實廠飛灰之TCLP檢測數據(自行分析)………………….………56
    表4-10 實廠灰渣之戴奧辛檢測數據(正修科 大)……………….……….57

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