採用32%液鹼(NaOH 32%)設計酸霧廢氣填料噴淋塔(Wet Scrubber):HCl、SO2、HF、Cl2中和計算與防結垢控制(QCVN 19:2024/BTNMT)
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採用32%工業液鹼 NaOH 32%迴圈噴淋的逆流填料溼式洗滌塔(Packed Bed Wet Scrubber),是鋼鐵酸洗線、電鍍車間、PCB 蝕刻房及鍋爐尾氣治理的核心大氣汙染控制(APC)裝置。為確保煙囪排放口穩定達到越南 QCVN 19:2024/BTNMT B列標準(HCl ≤ 50 mg/Nm³、SO₂ ≤ 300 mg/Nm³、HF ≤ 5 mg/Nm³、Cl₂ ≤ 10 mg/Nm³),系統需將空塔氣速控制在 1.2–1.8 m/s、液氣比維持在 L/G = 1.5–3.0 L/m³,並將線上 pH 自動加藥設定點鎖定在 pH 8.5–9.5,從而在實現 98.5% 以上酸霧捕集率的同時徹底杜絕碳酸鹽結晶堵塔。

1. 填料塔氣液雙膜傳質動力學與酸鹼瞬時中和反應計量
在採用32%工業鹽酸 HCl、98%濃硫酸 H₂SO₄或 HNO₃ + HF 的金屬酸洗槽上方,槽邊側吸罩收集的酸霧由防腐風機送入填料塔底部,自下而上逆流穿過比表面積高達 110–220 m²/m³ 的多面空心球或泰勒花環填料層,與塔頂噴淋而下的 NaOH 鹼液膜充分接觸。
根據雙膜傳質理論(Two-Film Theory),由於液膜中含有充足的遊離氫氧根(OH⁻),酸分子一旦進入液相介面即發生瞬時不可逆中和反應,使氣液介面處的酸性氣體平衡分壓降為零:
- 氯化氫酸霧中和:
HCl (氣) + NaOH (液) → NaCl + H₂O(ΔH = -55.8 kJ/mol) - 氟化氫酸霧中和:
HF (氣) + NaOH (液) → NaF + H₂O - 二氧化硫吸收:
SO₂ (氣) + 2NaOH (液) → Na₂SO₃ + H₂O - 遊離氯氣吸收:
Cl₂ (氣) + 2NaOH (液) → NaOCl + NaCl + H₂O - 二氧化氮吸收:
2NO₂ (氣) + 2NaOH (液) → NaNO₂ + NaNO₃ + H₂O
表 1:QCVN 19:2024/BTNMT 無機廢氣排放限值與 32% 液鹼單耗核算表
| 工業廢氣汙染物種類 | 摩爾質量 (M, g/mol) | 迴圈水箱生成鹽類 | QCVN 19:2024/BTNMT B列限值 (mg/Nm³) | 每中和 1 kg 廢氣理論耗 100% NaOH (kg) | 工程實際 NaOH 32% 投加定額 (含 1.12 安全係數) |
|---|---|---|---|---|---|
氯化氫酸霧 (HCl) | 36.46 | 氯化鈉 (NaCl) | ≤ 50 | 1.097 kg | 3.84 kg NaOH 32% / kg HCl |
氟化氫酸霧 (HF) | 20.01 | 氟化鈉 (NaF) | ≤ 5 | 1.999 kg | 7.00 kg NaOH 32% / kg HF |
硫酸霧 (H₂SO₄) | 98.08 | 硫酸鈉 (Na₂SO₄) | ≤ 35 | 0.816 kg | 2.86 kg NaOH 32% / kg H₂SO₄ |
二氧化硫 (SO₂) | 64.06 | 亞硫酸鈉 (Na₂SO₃) | ≤ 300 | 1.249 kg | 4.37 kg NaOH 32% / kg SO₂ |
遊離氯氣 (Cl₂) | 70.91 | NaOCl + NaCl 混合鹽 | ≤ 10 | 1.128 kg | 3.95 kg NaOH 32% / kg Cl₂ |
氮氧化物 (NOₓ 按 NO₂ 計) | 46.01 | NaNO₂ + NaNO₃ 混合鹽 | ≤ 400 | 0.869 kg | 3.04 kg NaOH 32% / kg NO₂ |
2. 填料吸收塔水力設計準則與 15,000 m³/h 工程計算示例
表 2:逆流式填料溼式洗滌塔(Counter-Current Packed Tower)標準設計引數
| 工程設計引數 | 單位 | HCl / HF / SO₂ 標準設計區間 | 偏離標準區間的工程後果 |
|---|---|---|---|
空塔截面氣速 (vg) | m/s | 1.2 – 1.8 | 若 ≥ 2.2 m/s:發生液泛(Flooding)及煙囪飄鹼霧;若 ≤ 0.8 m/s:塔徑過大、氣流偏流。 |
液氣比 (L/G Ratio) | L/m³ 氣 | 1.5 – 3.0 | 若 ≤ 1.0 L/m³:填料表面區域性幹區(Channeling),酸霧穿流逃逸。 |
填料層總高度 (Z = NTU × HTU) | m | 1.5 – 2.5 | 對應 5–8 個傳質單元數(NTU),確保酸霧去除率 η ≥ 98.5–99.5%。 |
| 散堆填料選型 (Random Packing) | — | PP 鮑爾環 / 泰勒花環 D50 – D76 mm | 空隙率 90–93%,比表面積 110–190 m²/m³,床層壓降僅 150–350 Pa/m。 |
| 塔頂除霧層厚度 (Demister Pad) | mm | 150 – 200 | PP 絲網或折流板除霧器,攔截 99% 粒徑 ≥ 15 µm 的夾帶鹼液滴。 |
| 塔底迴圈水箱停留時間 | 分鐘 | 5 – 10 | 保證中和反應完全並防止立式迴圈泵氣蝕(Cavitation)。 |
工程技術計算示例(參考計算模型): 某鋼絲酸洗車間抽風量
Qg = 15,000 m³/h(4.167 m³/s),進口HCl濃度Cin = 850 mg/Nm³,設計出口Cout ≤ 15 mg/Nm³(去除率98.2%):
- 塔體直徑(
D): 取設計空塔氣速vg = 1.5 m/s,塔橫截面積A = 4.167 ÷ 1.5 = 2.778 m²→ 塔內徑D = 1.88 m(選定標準塔徑D = 1,900 mm)。- 迴圈噴淋泵流量(
QL): 取液氣比L/G = 2.0 L/m³,則QL = 15,000 m³/h × 2.0 L/m³ = 30,000 L/h = 30 m³/h。- 每小時
NaOH 32%加藥計量泵流量:
- 每小時捕集
HCl質量:M(HCl) = 15,000 × (850 - 15) × 10⁻⁶ = 12.525 kg HCl/h。- 需補充
NaOH 32%(比重1.35 kg/L):12.525 × 3.84 = 48.10 kg/h(摺合體積流量35.6 L/h)。
3. 鎖定 pH 8.5–9.5 防碳酸鹽結垢機理與含氯廢氣雙藥劑控制
抽風系統吸入的氣體中超過 99% 是含 400 ppm CO₂ 的車間空氣。若將噴淋塔迴圈液 pH 設在 11.0–13.0,過量 NaOH 會大量吸收空氣中的 CO₂ 生成難溶的碳酸氫鈉(NaHCO₃)結晶硬垢:
CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂ONa₂CO₃ + CO₂ + H₂O → 2NaHCO₃↓ (白色硬垢堵塞填料與噴嘴)
工程控制黃金法則: 將線上 pH 計自動加藥區間鎖定在 pH = 8.5 – 9.3,不僅可削減 18–25% 的液鹼無效損耗,還能保證填料層連續執行 6–12 個月 不結垢;同時在處理含氯(Cl₂)廢氣時,採用 NaOH 32% + Na₂SO₃(亞硫酸鈉) 雙藥劑聯控(維持 ORP ≤ +150 至 +250 mV),防止水箱內的次氯酸鈉(NaOCl)在 pH 波動時重新釋放劇毒氯氣。

4. 祿天化學(Loc Thien Chemical)ZDHC MRSL v3.1 認證液鹼(NaOH 32%–50%)供應實力
祿天投資發展有限公司(LOC THIEN INVESTMENT DEVELOPMENT COMPANY LIMITED — 稅號:0313650856)是越南知名的一級工業化學品供應商與貿易商:
- 權威
ZDHC MRSL Version 3.1 Conformance Level 1認證: 祿天化學供應的NaOH(氫氧化鈉) 榮獲TÜV SÜD Product Service GmbH/TÜV SÜD Vietnam頒發的CERTIFICATE (ZDHC MRSL Conformance Level 1)證書(證書編號:ZDHC1 127736 0001 Rev. 00,檢測報告編號:2486017672-Q24VPS-CHM2869)。 - 全越 6 大標準倉庫(月產能
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相關產品與技術資料連結
- 核心產品頁: 32%–50%工業液鹼 NaOH | 99%工業片鹼 NaOH
- 化學品安全技術說明書(MSDS): 氫氧化鈉 NaOH MSDS | 32%工業鹽酸 HCl MSDS
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