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C公司是北部一家PU合成皮廠商，在設立之初即針對製程尾氣建構一套處理設備，但不知是當初規劃資料有誤或是廢氣處理設備廠商專業性不足，導致系統效能不佳，同時抽氣風量嚴重不足，現場排氣無法有效收集，大量含有揮發性有機物之氣體逸散在作業場所，故必須進行狀況診斷及廢氣處理系統改善。生產廠區共計有離型塗佈機2台，定型機2台，乾式水性機台2台，乾式油性機台1台，印花機2台，另外有一泡料區，機台風量及使用之有機溶劑量如表1所示，總風量大約2900 NCMM，溶劑使用量大約500~700公斤/小時，風量極大且溶劑使用量高。C公司所建構之處理設備為轉環式濃縮系統搭配冷凝回收單元及固定床沸石系統進行處理後，脫附氣體再經冷凝後回到主風管中，就設計理念來說，可以說是不錯的處理流程，但由於設計之初未能針對各機台廢氣風量、溫度、成分及濃度特性進行有效分析，導致廠商將所有機台的製程廢氣不論高低濃度皆共同匯入風管中，經過轉環式濃縮系統吸附處理後經煙囪排放，而經轉圜式濃縮系統脫附之氣體再經過冷卻回收部分溶液之後再進行1次濃縮冷凝(風量較低)，然後再回到主氣體管線。

表1 C公司機台風量及有機溶劑量

現有的處理系統由於之前過於理想但不專業的設計，導致目前系統無法正常運作，經現場量測及診斷，現有廢氣處理系統至少有以下5項缺失:

• 主風管明顯正壓：正常來說主風管應為微負壓或微正壓狀態，各製程匯流後應為負壓，但現況卻是明顯正壓，相當不合理，現場量測時，主風管正壓過高，導致各製程排氣無法順利匯流到主風管，排氣有倒灌回製程之疑慮。(需從新檢討排氣風管分流/增設逆止風門/中繼風車之增設) ，導致現況對於風量及濃度無法在合理排氣條件下進行量測，量測準確性低，需加以改善。
• 設備阻塞：煙囪幾乎無排氣，且沸石轉環設備壓差為0，無風經過，沸石塊恐有阻塞或損壞之疑慮；洗滌塔也需清洗，可能已被被高沸點聚合物質阻塞。
• 管道VOCs濃度高於1/4 LEL：採用小沸石轉塔+冷凝器對於甲苯、MEK 等有機溶劑回收效果很差，且目前出口VOCs總濃度過高(＞ 30,000 ppm as CH4)/含氧量過高(＞5 ％) ，目前處於非安全狀態下操作。
• 設計與運轉資料不符：依原設計資料含氨氮類之二甲基甲醯胺(DMF)產生量僅10％(約7kg/hr)，與實際投料量占40％(平均約110 kg/hr)，差異甚大，若未針對DMF進行有效回收處理，而直接燃燒，將有氮氧化物(NOx)排放濃度超標的疑慮，也會增加空汙費的支出。
• 廢氣溫溼度未控制：現有沸石轉環系統入口端未設置濕度控制單元，致使既有沸石轉環系統幾乎都吸脫附水氣，而無法達到預期功效。

由於目前的廢氣處理系統處於幾乎完全失效的狀況，故需全面性的檢討各機台的風量及廢氣特性，再擬定處理策略。表8是機台的溶劑使用(投入)量，從表中可以看出離型機台的溶劑使用量遠遠大於乾式油性機台，超過5倍以上，且2者的溶劑組成也不相同，乾式油性機台的DMF比例大約7~8%，而離型機台的DMF溶劑比例大約在35~39%之間。進一步以手持式THC分析各機台之VOCs濃度，發現離型機台之濃度大約在2000~5000 ppm之間，而其他機台則多在200~1000 ppm，兩者有一段差距，故建議依各機台排氣之組成特性分開進行處理較為合適。

表2 機台之月溶劑使用量

圖1是C公司重新規劃後之廢氣處理流程，主要分成2個區塊，一個區塊是產生高VOSs濃度之離型機台的廢氣處理，另一個區塊是匯流其他較低風量及低濃度廢氣處理系統，針對離型機台排氣的處理，主要以洗滌回收及RTO焚化為主，將具有高濃度DMF的廢氣先經過洗滌後再以焚化方式處理。其他較低濃度及低風量的機台廢氣匯流後先經洗滌器去除DMF，再經濃縮轉輪吸附處理後排放，而濃縮脫附後的氣體再進入RTO焚化處理。由於現場放置就有之廢氣處理設備，要一次完成所有廢氣處理系統改善工程的困難度頗高，故規劃分期進行改善，首先針對溶劑使用量最大的離型機台排氣進行改善，以求最大幅度降低對環境及人員的危害，同時也針對較易處理的低濃度廢氣進行簡易洗滌處理。第一期工程共建置2座高效洗滌器，風量分別是1000及800 NCMM，及2座冷凝、洗滌、過濾及控濕單元，設計風量皆為600 NCMM，用以進行DMF回收及過濾懸浮微粒和回溫控濕，最後建置1座1400 NCMM 的兩槽式蓄熱焚化爐(2T-RTO)用以處理全廠的廢氣，以上設備建置費含風管、風車及周邊控制系統總共約5,000萬。

塗佈離型製程(兩台)的高濃度排氣以冷凝/洗滌/DMF回收設備搭配2T-RTO設備進行VOCs排氣處理，因現況製程排氣風量/濃度無法有效量測，因此與業者討論估計製程排氣風量估計為1,200 ACMM，RTO設計風量為(1200+200) ACMM，200 ACMM為印花、乾式油性PU製程排氣(中、低濃度)經沸石濃縮(10倍)裝置濃縮脫附後的排氣風量。製程有機溶劑平均投入量約160 kg/hr (VOCs比例：甲苯(18 %)：MEK (42 ％)：DMF(40 ％)，每小時DMF平均投入量約64 kg/hr，以90%收集效率及DMF回收設備效率90%估算，DMF回收量約52 kg/hr。以16小時/天~24小時/天 ，25天/月估算，每年回收量約250公噸~375公噸，以DMF回收經濟價值約7元/公斤估計，每年DMF回收經濟價值約新台幣180~260萬。另外對於氮氧化物(NOx)之排放，亦可確保排放標準符合“固定污染源空氣污染物排放標準”之排放管道標準，也可避免增加NOx空污費。

 

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乾式水性PU製程(2台)(中、低VOCs濃度排氣)，因製程排氣風量/濃度無法有效量測，因此與業者討論估計每台製程排氣風量估計為800 ACMM，因機台為水性、油性兩用(同時只會有1台進行油性製程)，因此在進行油性製程時，可切換至既有單套洗滌塔後，串聯進沸石濃縮裝置處理，沸石濃縮裝置脫附氣體約1/10入口風量(80 ACMM)再導入2T-RTO設備。在進行水性製程時，亦可切換1台排氣導入新增濕式洗滌塔(設備風量為800 ACMM)處理後直接排放。定型機製程(兩台)(低VOCs濃度排氣)，因製程排氣風量/濃度無法有效量測，而VOCs成分因為商業機密，因此無法確切得知，因此與業者討論估計風量為1,000 ACMM，並於機台模擬排氣條件下量測，其THC約11~16 ppm as CH4，經與業者討論，此股排氣VOCs濃度低，已符合排放標準(300 ppm as CH4)，因此於此VOCs排氣增設1套洗滌塔進行VOCs排氣處理，現場觀察並無明顯大量油霧排出，未來分流後，若有明顯產生油霧，再於製程排氣增設油霧過濾設備(靜電集塵或濾袋方式)。

圖2為C公司第一期PU製程尾氣處理系統的設計圖，右邊2支較高的獨立塔為2台離型機台的冷凝洗滌過濾單元(含回溫控濕)，後邊煙囪前的方型設備即為2T-RTO裝置。2台離型機台之排氣先經冷凝洗滌過濾單元進行降溫，同時將可溶於水之化合物洗滌吸收後，再經回溫控濕以降低其相對濕度﹐此時廢氣中的DMF(約40%)大約有90~95%會被水吸收，而丁酮則有部分被吸收，廢氣濃度會下降大約50%，去除大部分的DMF廢氣再與C公司的舊轉環處理設備脫附廢氣並聯後一起進入2T-RTO進行焚化處理。

 

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表3為新設處理系統入出口氣體風量及VOCs濃度檢測結果，離型機台之排氣風量分別為700及600 ACMM，冷凝洗滌單元入口溫度為50℃， VOCs濃度分別為1800及900 ppm，兩股廢氣經處理後再與B公司的舊處理設備尾端廢氣合併後進入2T-RTO，合併後2T-RTO 入口VOCs濃度1300 ppm， 經處理後2T-RTO出口(煙囪)VOCs濃度16 ppm，2T-RTO處理效率可達98%以上。在DMF前處理單元部分，離型機台之排氣VOCs濃度合計約2700 ppm，經冷凝洗滌過濾單元處理後可降至約1300 ppm，去除率可達50%以上，顯示冷凝洗滌過濾單元對於處理離型機台排氣中之可溶於水的化合物具有優異的處理效果。

表3 新設處理系統入出口分析