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 圖1、硫酸經冷凝收集調整後再供製程使用流程  圖3、廢硫酸回收系統P&ID及節點標示圖


 廢氣處理  廢氣處理
 冷凝裝置  冷凝裝置  超純水
 廢水處理

 硫酸廢液  廢液貯槽  水分餾除器  雜質餾除器  硫酸濃度調整槽  回收高純度硫酸溶液

 廢水處理            W-H 2SO 4



 圖2、廢硫酸去除雙氧水系統流程圖

                  32% HCL
 EXHAUST

 鹽酸劑量槽
 HCL  及PUMP
 1 set

 A路徑  C路徑  B路徑
 廢硫酸暫存槽  廢硫酸輸送泵浦  硫酸反應器A  反應輸送泵浦  熱交換器
 既有  既有  1 set  2 set  1 set  D路徑

                    S01: 5% 2O 2/60%H 2SO 4  S03: 31% HCL  S01: 32% HCL  S04: 32% HCL  S05: H 2O 2/HCL/H 2SO 4  S05: H 2O 2/HCL/H 2SO 4
                    P01: 1~3 kg/cm 2  P03: 1~3 kg/cm 2  P01: 3 kg/cm 2  P04: 3kg/cm 2  P05: 3 kg/cm 2  P05: 3 kg/cm 2
 洗滌塔(NAOH)          T01: RT         T03: RT      T01: RT      T04: 22°C~75°C  T05: RT     T05: RT
 H 2SO 4 TANK (既有管路)  EXHAUST  H 2SO 4 TANK
 2 set              F01: 50 lpm                  F01: 1 lpm 電流管  F04: 1~30 lpm  F05: 30 lpm  F05: 30 lpm
 CL 2 監測器                                                     V04: 6.4m 3
 壓力傳訊器  C路徑  B路徑
 PH 監測器  硫酸反應器A  反應輸送泵浦  熱交換器
 溫度傳訊器  1 set  2 set  1 set  D路徑
 比重計
 H 2O 2 監測器(共用)
 鹽酸劑量槽
 CL 離子監測器(共用)  HCL  及PUMP  加HCl氧化法雖不必耗用大量能    護，包括廢硫酸反應槽過壓、液位                  及相關影響後果，進而提出防止偏
 導電度計  1 set  庫板隔間  源，但因反應過程會釋出大量有毒           異常連鎖停止Pump輸送及閥件關                 離的預防措施。
              氯氣，考量工安問題，使其在推廣                 閉；廢硫酸反應槽過溫連鎖系統停
 A路徑(補酸)：補新一批廢硫酸至硫酸反應槽內
 B路徑(降溫)：當產酸後槽內溫度過高時，預防處理新一批廢硫酸後溫度過高，廢硫酸會經過  應用上受到諸多限制。  止；鹽酸槽體液位異常停止Pump
 熱交換器進行降溫                                     輸送及閥件關閉；熱交換器導電度
 C路徑(量測與加藥)：內循環並測量H 2O 2 濃度，及計算出需添加之HCL量，做去除H 2O 2 處理
 D路徑(產酸並降溫)：處理完後並經熱交換器降溫後產酸                   異常連鎖系統停止及排水至AWD；                 結果與分析
              廢硫酸去除雙氧水系統介紹
                                              洗滌塔流量異常、pH異常、導電度
              廢硫酸去除雙氧水回收系統的流程                 異常、壓力異常時連鎖廢硫酸系統
                                                                               風險評估結果
              如  圖2所示，廢硫酸收集至暫存槽               及鹽酸加藥停止；環境氯氣GMS偵
              後，經由輸送泵浦傳送至硫酸反應                 測值異常連鎖系統停止…等。                    經HAZOP分析結果，廢硫酸去除雙
 本文主要使用危害與可操作性分析  法。  氧水反應進而產生水。此方法安全
              器槽與鹽酸HCl進行反應，廢硫酸                                                 氧水回收系統風險防護措施彙整如
 (Hazard  and  Operability  Analysis,   性高，但因活性碳需定期更換，且
              在系中持續循環反應，廢硫酸溫度
 HAZOP)評估手法及收集13個廠區  真空蒸餾法 [6]  處理操作較繁複，整體處理成本較                                表2，主要有三個風險，各風險之
 運轉經驗探討廢硫酸去除雙氧水系  高。  >75℃經熱交換器進行降溫循環，                                         可能原因及其防護措施分別說明如
 利用常壓蒸餾方式，將廢硫酸溶液
 統運轉風險，比較各廠安全防護設  直到廢硫酸內雙氧水濃度降至50             研究方法                             下：
 加熱至340℃(硫酸沸點)，去除水  ppm以下才完成去雙氧水程序。而
 計，提出硬體安全設計及操作安全  加HCl催化法                                                      – 桶槽內失控反應造成槽體破裂，
 分與雜質，硫酸經冷凝收集調整後  循環反應過程中產生的廢氣，會經
 防護，作為未來新系統規劃參考。                                                                 導致廢硫酸及氯氣外洩
 再供製程使用(如 圖1)。廢硫酸回收  以HCl為催化劑，與廢硫酸中的雙  由洗滌塔  (Local  Scrubber)  NaOH  本文以台南C廠廢硫酸去除雙氧水
 率可達95%以上。但缺點為耗能，  氧水反應生成氯氣、氧氣、水  中和洗滌後排放至中央廢氣洗滌塔  系統進行HAZOP製程危害評估，            – 管中加藥失控導致反應管線爆
                                                                                 裂，造成廢硫酸及氯氣外洩
 需負擔較大的成本。    (Central  Scrubber)處理後，排放至      P&ID 圖3所示。由具有安全衛生、
 文獻探討  H O 2  + HCl → H 2 O + HOCl   大氣。      工程經驗及製程操作人員等共同組                  – Local  Scrubber失效造成氯氣外
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 活性碳催化法  [7]  HOCl + HCl ↹ H 2 O + Cl 2       成小組進行研討，藉由腦力激盪方                    洩
 HOCl + H 2 O 2 → H 2 O + HCl + O 2
 廢硫酸去除雙氧水方法探討  以活性碳進行H 2 O 2 催化的機制：  廢硫酸去雙氧水系統的安全機制   式找出本系統運作上潛在危害區段
 蒐集目前業界針對廢硫酸去雙氧水  透過活性碳表面的氫氧根離子與離  H 2 O 2  + Cl 2  → 2HCl + O 2  介紹  及操作程序。透過製程或操作程序  桶槽內失控反應造成槽體破裂，導
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 處理方式大致有三種方法：真空蒸  子態雙氧水(HO 2 )進行交換進而產  總反應：2H 2 O 2 → O 2  + 2H 2 O  (HCl  廠商原始廢硫酸去除雙氧水系統安  研討節點  表1 ，利用引導字與操作  致廢硫酸及氯氣外洩
 餾法、活性碳催化法、加HCl催化  生過氧化自由基，此自由基再與雙  為催化劑)   全設計，共有多項的安全連鎖保  參數列出製程偏離，找出可能原因    – HCl加藥過量，造成失控反應



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