流體化床製程水溶液處理系統的製作方法
2023-05-15 14:13:01
專利名稱：流體化床製程水溶液處理系統的製作方法
技術領域：
本發明大致系有關於工業製程水溶液或排放廢液之一種處理系統，特別是有關於在最佳反應條件下，利用最小流體化床反應器進行快速製程水溶液或廢液處理之一種系統。
背景技術：
各種工業製程廢液的排放，在環境保護意識高張的今日，已受到環保規章的嚴格規範。為符合廢液排放標準，針對不同產業的不同性質廢液，常須使用一定繁複程度的處理設備，以使排放水及殘餘汙泥分別符合排放及掩埋標準。以流體化床反應器為基礎的處理設備，基於其特性本質，亦應用於多種諸如移除廢液中之滷素(諸如氟)，鹼土金屬(鈣及鎂等)，重金屬(鎳，鎘及鉻等)，以及有機物等的處理系統之中。另一方面，各種工業製程所需含不同濃度之上述金屬非金屬元素或離子的水溶液，同樣亦需使用類似定繁複程度的處理設備，以使水溶液符合製程需求標準。
不過，習知技術之流體化床反應器為基礎之處理系統，其設計並未考量其使用目的之最佳化。若進流液之濃度變化較大，便無法達到其最快速之反應速率。其結果是系統中的處理液，由於反覆循環處理之故而使處理總體積加大，反應時間延長，設施場地需求加大。所有這些不利因素皆直接轉換成為運作成本的增加。處理液量加大表示需要對等較大動力的泵，而較大尺寸體積的設施則需要相對較大的設施場地空間。有時，由於進流液之濃度變動超越原設計的狹小範圍，更可能會使系統完全無法操作。
此外，許多製程排液之中事實上內含了有價值的物質。由於回收此些有用物質的商業價值，時常無法合理彌補回收所需要增加製程設備的成本，因此便被含在排放水或傾倒/掩埋汙泥中而排放丟棄。傳統上，附帶副產品的回收只是製程排液處理的次要目標，次於廢水及汙泥排放掩埋符合規章的主要處理目標。
習知技藝的處理系統之中，縱然其使用目標之處理有某操作條件達到了最佳化，但通常其它的操作條件則無法同時亦達成最佳化。習知技藝以流體化床反應器為基礎的處理系統，其設計時並未將符合於使用目的之系統性最佳化列入主要考量。簡言之，習知的流體化床處理系統離系統複雜度，最快反應速率，以及副產物的產出等使用條件同時最佳化的達成，有相當遙遠的距離。
發明內容
因此，有需要提供可以達成系統性操作條件最佳化之一種流體化床製程水溶液處理系統，以減低處理系統之建造及運轉成本。
另亦有需要提供可以達成系統性操作條件最佳化之一種流體化床製程水溶液處理系統，達成最快可能之反應速率，以及最小可能之設施空間需求。
另亦有需要提供可以達成系統性操作條件最佳化之一種流體化床製程水溶液處理系統，以達成最清潔之排放水及最少之汙泥量。
另亦有需要提供可以達成系統性操作條件最佳化之一種流體化床製程水溶液處理系統，以由排液之中回收有商業價值之物質。
為達成前述及其它目的，本發明提供工業製程水溶液處理系統之一種流體化床反應器，該處理系統之一配管網絡包含有一處理液供應配管系及一反應劑供應配管系，可對該流體化床反應器分別供應處理液及反應劑，以反應處理該工業製程水溶液而排出淨水。該流體化床反應器包含有一反應段，由包含至少一反應單元的一反應器核心組件所構成，並接受該排出淨水之一部份之輸入做為回流水。該至少一反應單元內包含至少一處理液饋入組件，包含有連接至該處理液供應配管系的一處理液配管及其上散布的複數個噴嘴；與至少一反應劑供應組件，包含有連接至該反應劑供應配管系的一反應劑配管及其上散布的複數個噴嘴；其中該些配管上之該些噴嘴之散布可將該處理液及該反應劑與該回流水充份混合，且充份反應形成反應結晶懸浮於該反應段內之處理液流中，以排出處理液為處理完成之淨水。
本發明亦提供一種流體化床製程水溶液處理系統，用於工業製程水溶液之處理，其包含有一配管網絡及一流體化床反應器。該配管網絡包含有一處理液供應配管系及一反應劑供應配管系，可分別供應處理液及反應劑，以反應處理該工業製程水溶液而排出淨水。該流體化床反應器包含有一反應段，由包含至少一反應單元的一反應器核心組件所構成，並接受該排出淨水之一部份之輸入做為回流水；該至少一反應單元內包含有至少一處理液饋入組件，包含有連接至該處理液供應配管系的一處理液配管及其上散布的複數個噴嘴；與至少一反應劑供應組件，包含有連接至該反應劑供應配管系的一反應劑配管及其上散布的複數個噴嘴；其中該些配管上之該些噴嘴之散布可將該處理液及該反應劑與該回流水充份混合，且充份反應形成反應結晶懸浮於該反應段內之處理液流中，以排出處理液為處理完成之淨水。
本發明之其它目的、特徵及優點將配合所附圖式，利用較佳但非限定本明範疇之實施例進行詳細說明。圖式之中
圖1之透視圖顯示依據本發明一較佳實施例之製程水溶液處理系統，其流體化床反應器之構造；圖2顯示本發明較佳實施例之製程水溶液處理系統，其流體化床反應器內外之液流系統；圖3之橫截面圖顯示本發明製程水溶液處理系統其流體化床反應器之反應單元之一較佳實施例構造；圖4之橫截面圖顯示具有一高濃度及一低濃度處理液饋入組件之一反應單元之實施例構造；圖5之橫截面圖顯示具有多層連結反應單元之反應器核心組件之實施例構造；圖6顯示依據本發明較佳實施例之一流體化床製程水溶液處理系統；圖7顯示依據本發明較佳實施例，以流體化床為基礎，並以實時控制系統應用回收水進行處理之一製程水溶液處理系統之流路圖；圖8為一流程圖，其中顯示依據本發明一較佳實施例，用於處理工廠製程設施所排放之含氟廢水之一處理系統之處理流程；與圖9顯示依據本發明較佳實施例，以流體化床為基礎，用於處理含氟廢水之一處理系統。
具體實施例方式
本發明後面的說明文字之中系以製程水溶液來泛指包含工業製程排放廢液及工業製程所需使用之原料水溶液。
圖1之透視圖顯示依據本發明一較佳實施例之製程水溶液處理系統，其流體化床反應器(fluidized-bed reactor，此後簡稱為FBR)之構造。依據本發明較佳實施例之一FBR 1001，係為大致直立之一柱形構造，且其大致柱形之本體具有圓形之橫截面。如同習於本技藝者所可以理解的，雖然非圓形橫截面亦屬可行，但圓形的橫截面至少具有結構強度，體積最佳化，以及反應均勻化等方面的優點。
圖1中所顯示之FBR 1001之較佳實施例系包含有一反應段(reaction section)1100。順著其所處理之製程水溶液由下向上之流動方向，其亦可包含有一主回流饋注段(main recycle flow feed section)1400，一反應穩定段(settlement section)1200，以及一緩衝段(buffersection)1300。圖中以虛線沿著液流方向大致區分FBR 1001的此些構造區段。
反應段1100事實上是為本發明FBR 1001的主要反應構件，其系由反應器核心組件(reactor core assembly)1101所構成。在本發明之較佳實施例之中，反應器核心組件1101可包含一或多組的反應單元(reaction units)，如圖1中所顯示之二組反應單元1110及1120。每一反應單元各包含有至少一處理液饋入組件(process solution influentfeed assembly)及至少一反應劑供應組件(reagent supply assembly)。例如，圖1之實施例中顯示反應段1100之反應單元1110包含有一處理液饋入組件1111及一反應劑供應組件1114。反應單元1120則包含有一處理液饋入組件1121及一反應劑供應組件1124。
每一處理液饋入組件系由一組連接至FBR 1001本體之外的配管及配管上所適當分布的多個噴嘴所構成的。例如，處理液饋入組件1111包含了配管1111T及沿其管路排列的多個處理液噴嘴1111N，處理液饋入組件1121則包含了配管1121T及多個處理液噴嘴1121N。
另一方面，每一反應劑供應組件則是由一組亦連接至FBR 1001本體之外的配管及配管上所適當分布的多個噴嘴所構成。例如，反應劑供應組件1114包含了配管1114T及沿其管路排列的多個反應劑噴嘴1114N，反應劑供應組件1124則包含了配管1124T及多個反應劑噴嘴1124N。
注意到圖中所顯示的配管係為單圈圓形配管，但如同可以理解的，只要有助於處理液與反應劑的充份混合，任合形狀的配管以及噴嘴分布形態，皆是屬可行的作法。此外，每一反應單元中的個別處理液饋入組件系可用以分別對反應器供應不同濃度的處理液。如此，本發明之反應器便可以適用於濃度範圍極大的處理原液之處理應用用途。一般性的原則是，較低濃度的處理液可由位處較下遊(即較上方)的組件來供應，而較高濃的處理液則應由較上遊(較下方)的組件供應。此種作法可令較高濃度的處理液流經相對較長的流路，以便有機會充份與反應劑供應組件所供應的反應劑進行化學反應。
反應穩定段1200基本上是一段沿著主體流路方向逐漸增加流路面積的柱狀管體。圖1之實施例中顯示其反應穩定段1200系具有圓錐體的一個段落的形狀。此種構造可令流經其中的處理液，順著流路的方向，由於流路面積加大而逐漸減緩其流速。
緩衝段1300h之作用系在為經化學反應後的處理液，提供排出FBR 1001之前的一段緩衝距離，其基本上可以是一段單純的圓柱形管體。本發明之製程水溶液處理系統，其主要反應單元FBR 1001系屬一種高效能最佳化之反應單元，系統中之處理液只須流經反應單元一次，不需重複循環回到反應單元，便能獲得完全的處理效果。在圖1之實施例之中，FBR 1001的主要處理反應，如同前述，主要繫於反應段1100所涵蓋之反應區(reaction zone)1100A之中進行並完成的。殘餘的反應可以在反應穩定段1200中充份進行。若因上遊製程條件的變動，處理液本身的成份亦大符變動，緩衝段1300便可以提供緩衝，確保通過緩衝段1300後排出的處理液能夠保持一定的處理水準。
主回流饋注段1400，如圖1之實施例所顯示的，係為連接於FBR1001本體最下端的一段向下縮小的錐形構造。在本發明之處理系統之中，主回流饋注段1400係為整個FBR 1001內流通的處理液的主要供應來源。在典型的廢液處理應用之較佳實施例之中，主回流饋注段1400可能會提供多達六分之五的回流水的流量。
注意到主回流饋注段1400與反應段1100之間系以反應器底板1105實質地互相隔開。底板1105以下的空間1400A系作為回流分配區，而反應器底板1105上則適當地分布配置有多個回流液分配噴嘴1108。透過此些回流液噴嘴1108，系統可以經由主回流饋注段1400其錐形構造錐尖底部的重力逆止閥(checkvalve)1411，將FBR 1001本身將其緩衝段1300所輸出之回流液饋注回到主處理液流之中。
主回流饋注段1400的此種回流饋入，至少有兩個主要目的。其一系在於適當地稀釋系統所要處理，即經由處理液饋入組件(1111等)而饋入系統內之處理液，以使系統得以在最佳條件之下操作。另一目的系在於維持適當之處理液流速，以使處理反應所形成之晶粒，得以相對對地零速度而實質地懸浮於反應單元1100內的反應區1100A之內。如同可以理解者，要形成晶粒懸浮的反應區1100A，則晶粒的沉降速度須與處理液之流速達成平衡。
主回流饋注段1400的回流饋入，至少亦可有另一目的，即對處理液加入其它必要的化學反應劑與/或其它有助於主反應的，諸如輔助攪拌混合的物理作用氣體，例如空氣，或用於殺菌用的臭氧等。如同後面將說明的，透過一個與主回流液供應管路混合的供應管，便可以在控制之下供應此些調節氣/劑/液。當然，在不進行此些額外的調節時，該個混合管道是關閉的。主回流饋注段1400在其錐形構造的錐尖底部的逆止閥1411，除了隨需求而供應調結液之外，亦可以，例如，於FBR 1001進行維修時，用於排空FBR 1001本體內的處理液。
圖1之實施例FBR 1001，於反應段1100的接近底部之處，可以裝設一根反應產物排放管(reaction product discharge port)1109。製程水溶液經過與反應劑進行化學反應之後所形成之結晶體，可經由此反應產物排放管排出。視結晶物之性質而定，此排出之反應產物可以經過再處理，而成為有價值之原料，或成為適於掩埋的無害底泥。
另一方面，FBR 1001亦可在主回流饋注段1400的柱體上接近底部之處裝設一根汙泥排放管1421。FBR 1001的持續長時間反應所累積於主回流饋注段1400內的底汙泥，可以經由此汙泥排放管1421而排出。
圖2顯示本發明較佳實施例之製程水溶液處理系統，其流體化床反應器內外之液流系統。FBR 1001作為本發明流體化床製程水溶液處理系統之反應單元，系由反應段1100中所安排之多組反應單元(諸如圖1中所顯示之多組反應單元1110及1120等)來供應處理流體及必要之化學反應劑。有必要時，主回流饋注段1400亦可對FBR 1001中之主流體供應必要之調節性的反應劑，或其它諸如增進攪拌混合作用的氣體等。
製程水溶液，作為本發明系統之處理液，系在FBR 1001的反應段1100內進行主要的化學反應。當處理液上流至反應穩定段1200時，由於液流截面積加大，流速減緩，故而有機會充份完成化學反應，以便在緩衝段1300的緩衝距離之下，確保處理後排出的水質能夠符合要求。
圖2顯示，一個配管系統1500，包含處理液供應配管系1510及反應劑供應配管系1520，系透過一個控制閥系統而分別對每一組的反應單元1110，1120，...及1130供應處理液及反應劑。例如，處理液供應配管系1510可分別通過受控的閥1116，1126，...及1136而分別對各反應單元(1110，1120等)的處理液饋入組件1111，1121，...及1131供應處理液。另一方面，反應劑供應配管系1520則可分別通過受控的閥1119，1129，...及1139而分別對各反應單元的反應劑供應組件1114，1124，...及1134供應反應劑。
控制閥系統中的每一個控制閥，即圖中之1116，1126，...及1136，1129，以及1119，1129...及1139等，系可依處理液的實際狀態，立用真時控制而實時地分別個別開啟，關斷或適當地控制流量，以便以最佳配方為每一個反應單元1110，1120，...及1130供應比例適量之處理液及反應劑。如此即可以確保每一個反應單元1110，1120，...及1130的個別反應區域內皆得以達成反應的最佳化。閥系統的開啟及關斷控制可利用後面所將詳細說明的實時感應監控系統進行最佳化控制。
配管系統1500更包含有一個回流水配管系1530及一個放流水配管系1540。注意到回流水配管系1530及放流水配管系1540系分別由FBR 1001的緩衝段1300的頂端接管。如此便可以在有需要時接引良好水質的回流水來進行處理液的稀釋。
圖3之橫截面圖顯示本發明製程水溶液處理系統其流體化床反應器之反應單元之一較佳實施例構造。如同圖1及2中所顯示的，本發明流體化床製程水溶液處理系統之中心，即反應器核心組件1101，系可由多個結構相同的反應單元，沿著反應器內處理液的基本液流上下遊方向串接而成。依據系統所需處理之能量而定，反應器核心組件使用單獨一個反應單元，亦可以串接二個以上的反應單元，端視每一個別反應單元的單位處理能量而定。例如，圖1所顯示之反應器核心組件1101即使用了二個反應單元1110及1120。
如圖3之截面圖所顯示的，反應單元1110在其柱形(較佳者為圓柱形)的槽體1102之內包含有兩種組件，即處理液及反應劑之饋入供應組件。圖3之實施例之中，處理液之饋入組件包含有組件1111，1112，...及1113等，而反應劑供應組件則包含有1114及1115等。如同圖1中所說明的，每一個處理液饋入組件及反應劑供應組件各系由一個供應管格及多個適當分布於管格上的供應噴嘴所構成的。
處理液及反應劑的所有此些饋入及供應組件，如圖所示，系沿著反應單元1110內之處理液流方向，依適當間隔而安裝於槽體1102之內。在圖3之實施例之中，處理液饋入組件1111，1112，...及1113等系安裝於反應單元1110內由下向上液流的上遊，而反應劑供應組件1114及1115等則相對安裝於下遊。反應單元1110內之兩種組件可以依任何適當的間插或群組集中的方式排列於槽體1102之內。其排列方式主要的考量系在於可令各噴嘴所噴出之處理液及反應劑達成最大亂流，以便在FBR系統的主回流饋注段1400所饋注的大流量回流液之中使兩者充份混合，達成最大程度的化學反應。
例如，圖4之橫截面圖顯示具有一高濃度1111及一低濃度處理液饋入組件1112之一反應單元110之實施例構造。處理液饋入組件1111可對反應單元1110饋入較高濃度的處理液，而組件1112則用以饋入較低濃度之處理液。如同前述，此種設計可令較高濃度的處理液得以行經較長的流路，有機會充份形成亂流，以與反應劑供應組件1114所供應的反應劑達成最大程度的化學反應。圖4中之反應單元設計可使本發明之系統有能力適應處理液的，由低濃度到高濃度的較大濃度變動範圍。
圖5之橫截面圖顯示具有多層連結反應單元1110，1120，...及1130之反應器核心組件1101之實施例構造。此反應器核心組件1101系由多個與圖4所示者相似之反應單元所串接組成。圖5中之反應器核心組件1101之處理能量，實質上係為其每一個單位反應單元之處理能量的總和。由於主回流饋注段1400所饋注的回流液係為整體處理液流的主要流量部份，因此每一反應單元內的流速，雖依上下遊位置而有所不同，但其差異不大。其間之流速差異，事實上有助於反應晶粒在整個反應區1100A內的充份移動，有助於晶粒之形成。
圖6顯示依據本發明較佳實施例之一流體化床製程水溶液處理系統。圖中大致以參考標號1000標示之製程水溶液處理系統包含有一個流體化床反應器FBR 1001。圖中未顯現的某種工業製程設施，做為製程水溶液之來源，對此反應器1001饋入處理液。
FBR 1001系連結至一個配管網絡1500上，透過數個混接配管的混合器(mixer)1562及1564等，整個系統1000的操作系利用數個控制閥來進行控制調節。如同後面所將說明的，此些控制閥可以依附於動力泵1610，1620，1631及1632等之上，泵的發動即同時開啟其所依附之閥，泵的關斷則同時將閥關閉。
圖6所顯示本發明流體化床製程水溶液處理系統之實施例之中，1610系裝設於處理液供應配管系1510上，泵1620系裝設於反應劑供應配管系1520上，而泵1631及1632則系裝設於回流水配管系1530上，分別通過混合器1562及1564而對處理液供應配管系1510內的原始處理液及主回流饋注段1400的供水進行稀釋調節。
在圖6之議統之中，如同前述，混合器1564可用以在必要時供應調節反應所需之氣，液及劑等。例如，透過混合器1564，用以殺菌或將低總有機碳(TOC，total organic content)量之臭氧可以進入主回流之中。此外，混合器1562則容許系統之主處理液在進入FBR 1001之前，得以先行調節其濃度。
圖7顯示依據本發明較佳實施例，以流體化床為基礎，並以實時控制系統應用回收水進行處理之一製程水溶液處理系統之流路圖。如圖所示，系統1000包含有一反應控制器1700，利用分別配置於每一動力泵1610，1620，1631及1632等之處的感應器1610S，1620S，1631S及1632S而分別收集各對應配管1510，1520，1531及1532上的水質資料。所有收集到的感應器資料系透過控制感應配線電路1701而傳回反應控制器1700。反應控制器1700根據預先設定之反應設計條件，便可以利用此些資料進行計算。依據計算結果，反應控制器1700便可以透過控制配線1702而分別利用各動力泵1610，1620，1631及1632上的控制器1610C，1620C，1631C及1632C，而分別控制各動力泵，以進行激活或關斷的控制。在典型的實施例之中，各動力泵1610，1620，1631及1632可以是利用變頻馬達區動的泵，利用變頻控制，動力泵的泵動流量即得以精確控制。當泵速為零，泵停機時，即實質等於關斷了流路上的閥。
本發明之流體化床製程水溶液處理系統，其操作方法之基本原理，如同前述，系以系統之中各個關鍵位置所裝設之各種相關流量，濃度，及酸鹼度等監測感應儀器收集各個操控信息。利用收集到的信息，即可以應用預定之數學模式進行分析計算，並根據分析計算結果，利用裝設於系統中之對應節點上的各種泵，閥與/或混合器等流量控制組件，進行處理液及反應劑/液的流量，濃度及酸鹼度等的調節，以進行實時的反應最佳化控制。本發明系統此種操控方法之結果，便可以達成整體系統的最佳化操作狀態。當然，隨著操作目的之不同，系統最佳化的目標可能是最少用水量，最少用劑量，或最大反應結晶速率，甚或其中的數個參數的最佳組合。例如，以後面所將說明描述之系統為例，在半導體組件製造廠的情況之中，系統所追求的最佳化可能是最少的用水量。
圖8之流程圖即顯示依據本發明一較佳實施例，用於處理諸如半導體，液晶顯示板(LCD，liquid crystal display)，以及鋼鐵廠等製程設施所排放之含氟廢水之一處理系統2000之處理流程。在此應用例之中，本發明類如圖7中之系統可以做為工廠2800含氟製程排液之處理系統的核心1000。此工廠2800典型地可為，例如，排出高、中、低濃度的含氟廢液，分別收集於高、中及低濃度含氟廢水儲槽2802，2803及2804之中。此些不同濃度的含氟廢水在控制之下先於pH值調節槽2515內進行pH值的調控，之後再進入調勻槽2510內充份混合調勻。調勻後的處理液便可作為本發明系統1000的原料處理液，依前述方法進行處理。
另一方面，本發明之流體化床反應系統用於廢液除氟之用途時所須使用之典型反應劑，即選定濃度之氯化鈣(CaCl2)溶劑，可由氯化鈣濃度調節槽2520供應。調節濃度後之氯化鈣溶液可以直接供應給本發明之系統1000。氯化鈣濃度調節槽2520內的氯化鈣溶液則可利用工廠的回收水儲槽2801，適當地混合由氯化鈣原料儲槽2525所供應的反應劑原料，以調製所需濃度的氯化鈣溶劑供本發明之系統1000處理所用。
例如，圖9顯示依據本發明較佳實施例，以流體化床為基礎，用於處理諸如圖8中之工廠含氟廢水之一處理系統。圖9中之系統3000系與圖7中之系統1000相似，同樣運用了以微電腦控制系統為基礎的反應控制器1700，以便進行實時控制，使系統之處理隨時維持在最佳反應條件之下，達成系統操作之最佳化。
在本發明之流體化床製程水溶液處理系統應用於含氟製程排液之氟化鈣結晶除氟應用用途之一較佳實施例之中，系統的典型FBR系具有0.6～3m的內徑，4～8m的高度，其中之含氟處理液的原液濃度約在0.8～2kg/hr-m2之間，其在FBR反應區內的流速系控制在30～120m/hr的範圍，且系統中的Ca/F莫耳比(mole ratio)約在0.6～2.0。
雖然本發明已配合圖式以較佳實施例揭示如上，然其並非用以限定本發明。例如，本發明之說明雖然以含氟廢水為例進行詳細說明，但本發明之流體化床製程水溶液處理系統及其方法，如同可以理解的，同樣亦可適用於其它諸如含重金屬或有機物製程排液或廢液之處理。例如，雖然含氟離子及重金屬離子的處理液之處理，其最佳化控制須包含反應段中流速的精確控制以例固形結晶反應物之懸浮，但有含有機物處理液之處理則可令其氣態反應物由反應器之處理液液面直接消散出來。因此，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍之情況下，當可進行此類更動與變化，因此本發明之保護範圍當以後附之申請專利範圍所界定者為準。
權利要求
1.工業製程水溶液處理系統之一種流體化床反應器，該處理系統之一配管網絡包含有一處理液供應配管系及一反應劑供應配管系，可對該流體化床反應器分別供應處理液及反應劑，以反應處理該工業製程水溶液而排出淨水；該流體化床反應器包含有一反應段，由包含至少一反應單元的一反應器核心組件所構成，並接受該排出淨水之一部份之輸入做為回流水；該至少一反應單元內包含至少一處理液饋入組件，包含有連接至該處理液供應配管系的一處理液配管及其上散布的複數個噴嘴；與至少一反應劑供應組件，包含有連接至該反應劑供應配管系的一反應劑配管及其上散布的複數個噴嘴；其中該些配管上之該些噴嘴之散布以最佳化反應條件將該處理液及該反應劑與該回流水充份混合，以充份反應而於該反應段內處理液流中形成反應物，且該流體化床排出不含該反應物之處理液為該排出淨水。
2.根據權利要求1所述的流體化床反應器，更包含有一反應穩定段，連結於該反應段上方，接受該反應段所輸出之處理液流，並具有順著該處理液之流路而逐漸加大之流路截面，以減緩該處理液流之流速。
3.根據權利要求2所述的流體化床反應器，其特徵在於該反應物係為不溶於水之固形結晶物，且該反應穩定段內減緩之該處理液流之流速延長反應時間，增加反應率，減少反應殘餘，並阻絕該些反應結晶隨該處理液流離開該反應穩定段。
4.根據權利要求2所述的流體化床反應器，其特徵在於該反應物係為不溶於水之氣態反應物，且該反應穩定段內減緩之該處理液流之流速延長反應時間，增加反應率，減少反應殘餘。
5.根據權利要求1所述的流體化床反應器，更包含有一緩衝段，連結於該反應穩定段上方，接受該反應穩定段所輸出之處理液流並予緩衝，以排出處理完成之該淨水。
6.根據權利要求1所述的流體化床反應器，更包含有一主回流饋注段，連結於該反應段之下方，以一反應器底板與該反應段隔開，接受該緩衝段所輸出之該回流水，並經由散布於該底板上之複數個回流液噴嘴而對該反應段供應該回流水。
7.根據權利要求1所述的流體化床反應器，其特徵在於該主回流饋注段所供應予該反應段之該回流水佔該反應段內所流動之該處理液之主要部份。
8.根據權利要求7所述的流體化床反應器，其特徵在於該反應物係為不溶於水之固形結晶物，且該主回流饋注段所供應予該反應段之該處理液之主要部份在該反應段內維持處理液之流速，以使處理反應所形成之該些反應物之晶粒之沉降速度與該處理液之流速達成平衡，而得以相對對地零速度而實質地懸浮於該反應單元內。
9.工業製程水溶液處理系統之一種流體化床反應器，該處理系統之一配管網絡包含有一處理液供應配管系及一反應劑供應配管系，可對該流體化床反應器分別供應處理液及反應劑，以反應處理該工業製程水溶液而排出淨水；該流體化床反應器包含有一反應段，由包含至少一反應單元的一反應器核心組件所構成，並接受該排出淨水之一部份之輸入做為回流水；該至少一反應單元內包含至少一處理液饋入組件及至少一反應劑供應組件，其中該每一處理液饋入組件包含有連接至該處理液供應配管系的一處理液配管及其上散布的複數個噴嘴，該每一反應劑供應組件包含有連接至該反應劑供應配管系的一反應劑配管及其上散布的複數個噴嘴；且該些配管上之該些噴嘴之散布可將該處理液及該反應劑與該回流水充份混合，且充份反應而於該反應段內之處理液流中形成反應物；一反應穩定段，連結於該反應段上方，接受該反應段所輸出之處理液流，並具有順著該處理液之流路而逐漸加大之流路截面，以減緩該處理液流之流速；一緩衝段，連結於該反應穩定段上方，接受該反應穩定段所輸出之處理液流，並排出為處理完成之淨水；及一主回流饋注段，連結於該反應段之下方，以一反應器底板與該反應段隔開，接受該緩衝段所輸出之該回流水，並經由散布於該底板上之複數個回流液噴嘴而對該反應段供應該回流水。
10.根據權利要求9所述的流體化床反應器，其特徵在於該主回流饋注段所供應予該反應段之該回流水佔該反應段內所流動之該處理液之主要部份。
11.一種流體化床製程水溶液處理系統，用於工業製程水溶液之處理，包含有一配管網絡，包含有一處理液供應配管系及一反應劑供應配管系，可分別供應處理液及反應劑，以反應處理該工業製程水溶液而排出淨水；與一流體化床反應器，包含有一反應段，由包含至少一反應單元的一反應器核心組件所構成，並接受該排出淨水之一部份之輸入做為回流水；該至少一反應單元內包含至少一處理液饋入組件，包含有連接至該處理液供應配管系的一處理液配管及其上散布的複數個噴嘴；與至少一反應劑供應組件，包含有連接至該反應劑供應配管系的一反應劑配管及其上散布的複數個噴嘴；其中該些配管上之該些噴嘴之散布可將該處理液及該反應劑與該回流水充份混合，且充份反應而於該反應段內之處理液流中形成反應物，以排出處理液為處理完成之淨水。
12.根據權利要求11所述的處理系統，特徵在於該流體化床反應器更包含有一反應穩定段，連結於該反應段上方，接受該反應段所輸出之處理液流，並具有順著該處理液之流路而逐漸加大之流路截面，以減緩該處理液流之流速。
13.根據權利要求11所述的處理系統，特徵在於該流體化床反應器更包含有一緩衝段，連結於該反應穩定段上方，接受該反應穩定段所輸出之處理液流，並排出為處理完成之淨水。
14.根據權利要求11所述的處理系統，特徵在於該流體化床反應器更包含有一主回流饋注段，連結於該反應段之下方，以一反應器底板與該反應段隔開，接受該緩衝段所輸出之該回流水，並經由散布於該底板上之複數個回流液噴嘴而對該反應段供應該回流水。
15.根據權利要求11所述的處理系統，特徵在於該主回流饋注段所供應予該反應段之該回流水佔該反應段內所流動之該處理液之主要部份。
16.一種流體化床製程水溶液處理系統，用於工業製程水溶液之處理，包含有一配管網絡，包含有一處理液供應配管系及一反應劑供應配管系，可分別供應處理液及反應劑，以反應處理該工業製程水溶液而排出淨水；與一流體化床反應器，包含有一反應段，由包含至少一反應單元的一反應器核心組件所構成，並接受該排出淨水之一部份之輸入做為回流水；該至少一反應單元內包含有至少一處理液饋入組件，包含有連接至該處理液供應配管系的一處理液配管及其上散布的複數個噴嘴；與至少一反應劑供應組件，包含有連接至該反應劑供應配管系的一反應劑配管及其上散布的複數個噴嘴；且該些配管上之該些噴嘴之散布可將該處理液及該反應劑與該回流水充份混合，且充份反應而於該反應段內之處理液流中形成反應物；一反應穩定段，連結於該反應段上方，接受該反應段所輸出之處理液流，並具有順著該處理液之流路而逐漸加大之流路截面，以減緩該處理液流之流速，因而阻絕該些反應結晶隨該處理液流離開該反應穩定段；一緩衝段，連結於該反應穩定段上方，接受該反應穩定段所輸出之處理液流，並排出為處理完成之淨水；及一主回流饋注段，連結於該反應段之下方，以一反應器底板與該反應段隔開，接受該緩衝段所輸出之該回流水，並經由散布於該底板上之複數個回流液噴嘴而對該反應段供應該回流水。
17.根據權利要求16所述的處理系統，特徵在於該主回流饋注段所供應予該反應段之該回流水佔該反應段內所流動之該處理液之主要部份。
18.一種流體化床含氟製程水溶液處理系統，用於工業製程含氟水溶液之處理，包含有一配管網絡，包含有一含氟處理液供應配管系及一氯化鈣反應劑供應配管系，可分別供應含氟處理液及氯化鈣反應劑，以反應處理該工業含氟製程水溶液而排出淨水；與一流體化床反應器，包含有一反應段，由包含至少一反應單元的一反應器核心組件所構成，並接受該排出淨水之一部份之輸入做為回流水；該至少一反應單元內包含有至少一處理液饋入組件，包含有連接至該處理液供應配管系的一處理液配管及其上散布的複數個噴嘴；與至少一反應劑供應組件，包含有連接至該反應劑供應配管系的一反應劑配管及其上散布的複數個噴嘴；且該些配管上之該些噴嘴之散布可將該含氟處理液及該氯化鈣反應劑與該回流水充份混合，且充份反應形成氟化鈣反應結晶懸浮於該反應段內之處理液流中；一反應穩定段，連結於該反應段上方，接受該反應段所輸出之處理液流，並具有順著該處理液之流路而逐漸加大之流路截面，以減緩該處理液流之流速，因而阻絕該些氟化鈣反應結晶隨該處理液流離開該反應穩定段；一緩衝段，連結於該反應穩定段上方，接受該反應穩定段所輸出之處理液流，並排出為處理完成之淨水；及一主回流饋注段，連結於該反應段之下方，以一反應器底板與該反應段隔開，接受該緩衝段所輸出之該回流水，並經由散布於該底板上之複數個回流液噴嘴而對該反應段供應該回流水。
19.一種流體化床含重金屬製程水溶液處理系統，用於工業製程含重金屬水溶液之處理，包含有一配管網絡，包含有一含重金屬處理液供應配管系及一反應劑供應配管系，可分別供應含重金屬處理液及反應劑，以反應處理該工業含重金屬製程水溶液而排出淨水；與一流體化床反應器，包含有一反應段，由包含至少一反應單元的一反應器核心組件所構成，並接受該排出淨水之一部份之輸入做為回流水；該至少一反應單元內包含有至少一處理液饋入組件，包含有連接至該處理液供應配管系的一處理液配管及其上散布的複數個噴嘴；與至少一反應劑供應組件，包含有連接至該反應劑供應配管系的一反應劑配管及其上散布的複數個噴嘴；且該些配管上之該些噴嘴之散布可將該含重金屬處理液及該反應劑與該回流水充份混合，且充份反應形成反應結晶懸浮於該反應段內之處理液流中；一反應穩定段，連結於該反應段上方，接受該反應段所輸出之處理液流，並具有順著該處理液之流路而逐漸加大之流路截面，以減緩該處理液流之流速，因而阻絕該些反應結晶隨該處理液流離開該反應穩定段；一緩衝段，連結於該反應穩定段上方，接受該反應穩定段所輸出之處理液流，並排出為處理完成之淨水；及一主回流饋注段，連結於該反應段之下方，以一反應器底板與該反應段隔開，接受該緩衝段所輸出之該回流水，並經由散布於該底板上之複數個回流液噴嘴而對該反應段供應該回流水。
20.一種流體化床含有機物製程水溶液處理系統，用於工業製程含有機物水溶液之處理，包含有一配管網絡，包含有一含有機物處理液供應配管系及一反應劑供應配管系，可分別供應含有機物處理液及反應劑，以反應處理該工業含有機物製程水溶液而排出淨水；與一流體化床反應器，包含有一反應段，由包含至少一反應單元的一反應器核心組件所構成，並接受該排出淨水之一部份之輸入做為回流水；該至少一反應單元內包含有至少一處理液饋入組件，包含有連接至該處理液供應配管系的一處理液配管及其上散布的複數個噴嘴；與至少一反應劑供應組件，包含有連接至該反應劑供應配管系的一反應劑配管及其上散布的複數個噴嘴；且該些配管上之該些噴嘴之散布可將該含有機物處理液及該反應劑與該回流水充份混合，且充份反應而於該反應段內之處理液流中形成氣態反應物；一反應穩定段，連結於該反應段上方，接受該反應段所輸出之處理液流，並具有順著該處理液之流路而逐漸加大之流路截面，以減緩該處理液流之流速，因而阻絕該些反應結晶隨該處理液流離開該反應穩定段；一緩衝段，連結於該反應穩定段上方，接受該反應穩定段所輸出之處理液流，並排出為處理完成之淨水，並由液面排出該氣態反應物；及一主回流饋注段，連結於該反應段之下方，以一反應器底板與該反應段隔開，接受該緩衝段所輸出之該回流水，並經由散布於該底板上之複數個回流液噴嘴而對該反應段供應該回流水。
全文摘要
本發明揭示工業製程水溶液處理系統之一種流體化床反應器。該處理系統之一配管網絡包含有一處理液供應配管系及一反應劑供應配管系，可對該流體化床反應器分別供應處理液及反應劑，以反應處理該工業製程水溶液而排出淨水。該流體化床反應器包含有一反應段，由包含至少一反應單元的一反應器核心組件所構成，並接受該排出淨水之一部分之輸入做為回流水。該至少一反應單元內包含至少一處理液饋入組件，包含有連接至該處理液供應配管系的一處理液配管及其上散布的複數個噴嘴；與至少一反應劑供應組件，包含有連接至該反應劑供應配管系的一反應劑配管及其上散布的複數個噴嘴；其中該些配管上之該些噴嘴之散布可將該處理液及該反應劑與該回流水充份混合，且充份反應形成反應結晶懸浮於該反應段內之處理液流中，以排出處理液成為處理完成之淨水。
文檔編號C02F1/00GK1552631SQ0313836
公開日2004年12月8日 申請日期2003年5月28日 優先權日2003年5月28日
發明者呂明吉, 曾坪賢, 林頒千, 何義爐 申請人:京旺科技股份有限公司