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1、1中國鋼鐵股份有限公司 China Steel Corporation板狀環保觸媒板狀環保觸媒經濟部工業局經濟部工業局 產業環保輔導計畫產業環保輔導計畫IDB中華民國中華民國94年年10月月27日日SCR環保觸媒應用介紹環保觸媒應用介紹報告人：楊其偉 報告單位：中國鋼鐵公司新材料研發處報告人：楊其偉 報告單位：中國鋼鐵公司新材料研發處(T64)2中國鋼鐵股份有限公司 China Steel Corporation板狀環保觸媒板狀環保觸媒經濟部工業局經濟部工業局 產業環保輔導計畫產業環保輔導計畫IDB報告內容報告內容 壹、壹、SCR反應觸媒簡介貳、反應觸媒簡介貳、SCR板狀環保觸媒於中鋼燒結場應
2、用參、板狀與蜂巢狀板狀環保觸媒於中鋼燒結場應用參、板狀與蜂巢狀SCR觸媒比較肆、板狀環保觸媒反應機制伍、中鋼燒結場生產流程與原料陸、中鋼燒結場脫硝製程與設備柒、中鋼燒結場脫硝製程操作條件捌、中鋼 脫除戴奧辛與脫除氮氧化物狀況玖、設備投資成本與觸媒使用成本拾、中鋼燒結場觸媒比較肆、板狀環保觸媒反應機制伍、中鋼燒結場生產流程與原料陸、中鋼燒結場脫硝製程與設備柒、中鋼燒結場脫硝製程操作條件捌、中鋼 脫除戴奧辛與脫除氮氧化物狀況玖、設備投資成本與觸媒使用成本拾、中鋼燒結場DXNs減量改善計畫減量改善計畫3中國鋼鐵股份有限公司 China Steel Corporation板狀環保觸媒板狀環保觸媒經濟部
3、工業局經濟部工業局 產業環保輔導計畫產業環保輔導計畫IDB壹、壹、SCR (Selective Catalytic Reduction) 反應觸媒反應觸媒1. 起初此觸媒係針對脫除氮氧化物起初此觸媒係針對脫除氮氧化物 (NOx) ，於空 氣下，通入氨氣與，於空 氣下，通入氨氣與NOx進行進行Oxidative Reduction (氧化還原氧化還原)反應，將反應，將NOx轉化成氮氣與水。 脫硝反應轉化成氮氣與水。 脫硝反應4NO + 4NH3+ O2 4N2+ 6H2O6NO2+ 8NH37N2+ 12H2O250-350 V2O5/WO3/TiO2250-350 V2O5/WO3/TiO24
4、中國鋼鐵股份有限公司 China Steel Corporation板狀環保觸媒板狀環保觸媒經濟部工業局經濟部工業局 產業環保輔導計畫產業環保輔導計畫IDB Dioxins 氧化裂解反應氧化裂解反應(Cl)nO(Cl)n(PCDFs)OO(Cl)n(Cl)n(PCDDs)+ O2CO2+ H2O + HCl250-350 V2O5/WO3/TiO22. 之後發現之後發現SCR反應觸媒亦可用於戴奧辛反應觸媒亦可用於戴奧辛(DXN)裂 解，進行氧化反應，將裂 解，進行氧化反應，將DXN轉化成鹽酸氣、二 氧化碳、與水氣。轉化成鹽酸氣、二 氧化碳、與水氣。5中國鋼鐵股份有限公司 China Steel
5、 Corporation板狀環保觸媒板狀環保觸媒經濟部工業局經濟部工業局 產業環保輔導計畫產業環保輔導計畫IDB貳、貳、SCR環保觸媒於中鋼燒結場應用環保觸媒於中鋼燒結場應用現今世界上鋼鐵公司燒結場以現今世界上鋼鐵公司燒結場以SCR環保觸 媒進行脫除氮氧化物，目前只有環保觸 媒進行脫除氮氧化物，目前只有5座，其 中的座，其 中的3座即位於中鋼公司內，另兩座則為 日本鋼鐵公司。座即位於中鋼公司內，另兩座則為 日本鋼鐵公司。1階燒結廢氣風量：階燒結廢氣風量： 600,000 Nm3/hr 3階燒結廢氣風量：階燒結廢氣風量： 900,000 Nm3/hr 4階燒結廢氣風量：階燒結廢氣風量： 1,20
6、0,000 Nm3/hr6中國鋼鐵股份有限公司 China Steel Corporation板狀環保觸媒板狀環保觸媒經濟部工業局經濟部工業局 產業環保輔導計畫產業環保輔導計畫IDB1.第一階段採用脫除氮氧化物第一階段採用脫除氮氧化物SCR觸媒， 操 作期間由民國觸媒， 操 作期間由民國85年至年至93年。年。2. 配合改善戴奧辛排放濃度，第二階段於配合改善戴奧辛排放濃度，第二階段於94 年採用同時具有脫除氮氧化物與脫除戴奧 辛雙功能的年採用同時具有脫除氮氧化物與脫除戴奧 辛雙功能的SCR觸媒，其中觸媒，其中3階與階與4階 燒結場已於最近安裝完成，而階 燒結場已於最近安裝完成，而1階燒結場 則
7、預計於階燒結場 則預計於95年初安裝完成。年初安裝完成。7中國鋼鐵股份有限公司 China Steel Corporation板狀環保觸媒板狀環保觸媒經濟部工業局經濟部工業局 產業環保輔導計畫產業環保輔導計畫IDB3. 特性特性 1、具脫戴奧辛及脫硝雙功能、具脫戴奧辛及脫硝雙功能 2、低壓損、高氣體流量低壓損、高氣體流量 3、耐高粉塵、耐高粉塵 4. 規格規格 1、組成：、組成：V2O5/WO3/TiO2 或或V2O5/MoO3/TiO2 2、形狀：鋸齒型板狀、形狀：鋸齒型板狀 3、單片觸媒大小：、單片觸媒大小：465mmx1100mm(Max.) 5. 目標目標 1、de-DXN脫除率：脫除
8、率： 80% 2、de-NOx脫除率：脫除率： 80%8中國鋼鐵股份有限公司 China Steel Corporation板狀環保觸媒板狀環保觸媒經濟部工業局經濟部工業局 產業環保輔導計畫產業環保輔導計畫IDB板狀環保觸媒實物板狀環保觸媒實物(一一)6. SCR板狀環保觸媒模組板狀環保觸媒模組9中國鋼鐵股份有限公司 China Steel Corporation板狀環保觸媒板狀環保觸媒經濟部工業局經濟部工業局 產業環保輔導計畫產業環保輔導計畫IDB單片板狀環保觸媒實際樣式單片板狀環保觸媒實際樣式(二二)10中國鋼鐵股份有限公司 China Steel Corporation板狀環保觸媒板狀環
9、保觸媒經濟部工業局經濟部工業局 產業環保輔導計畫產業環保輔導計畫IDB板狀環保觸媒模組板狀環保觸媒模組(三三)11中國鋼鐵股份有限公司 China Steel Corporation板狀環保觸媒板狀環保觸媒經濟部工業局經濟部工業局 產業環保輔導計畫產業環保輔導計畫IDB板狀環保觸媒模組板狀環保觸媒模組(四四)12中國鋼鐵股份有限公司 China Steel Corporation板狀環保觸媒板狀環保觸媒經濟部工業局經濟部工業局 產業環保輔導計畫產業環保輔導計畫IDB飛灰累積於板狀環保觸媒模組( 五)飛灰累積於板狀環保觸媒模組( 五)13中國鋼鐵股份有限公司 China Steel Corpor
10、ation板狀環保觸媒板狀環保觸媒經濟部工業局經濟部工業局 產業環保輔導計畫產業環保輔導計畫IDB使用過多年板狀環保觸媒實物使用過多年板狀環保觸媒實物(六六)14中國鋼鐵股份有限公司 China Steel Corporation板狀環保觸媒板狀環保觸媒經濟部工業局經濟部工業局 產業環保輔導計畫產業環保輔導計畫IDB所需使用觸媒体積較小所需使用觸媒体積較大較大所需使用觸媒体積較小所需使用觸媒体積較大較大(比表面積比表面積/体積体積)比較小比較小(比表面積比表面積/体積体積)比產生壓差較高產生壓差較低單價較高單價較低較易累積飛灰不易累積飛灰四方形，比產生壓差較高產生壓差較低單價較高單價較低較易累
11、積飛灰不易累積飛灰四方形，Pitch由由2.1mm至至9.2mmZig-Zag形狀形狀蜂巢狀觸媒板狀觸媒蜂巢狀觸媒板狀觸媒參、板狀與蜂巢狀參、板狀與蜂巢狀SCR觸媒的比較觸媒的比較15中國鋼鐵股份有限公司 China Steel Corporation板狀環保觸媒板狀環保觸媒經濟部工業局經濟部工業局 產業環保輔導計畫產業環保輔導計畫IDB肆、板狀環保觸媒之反應機制肆、板狀環保觸媒之反應機制1. DXN 擴散至觸媒表層擴散至觸媒表層 2. DXN擴散至觸媒孔洞擴散至觸媒孔洞 3. DXN吸附在活化中心 點吸附在活化中心 點 4. O2由氣相擴散至由氣相擴散至DXN 吸附點吸附點 5. O2與與D
12、XN反應生成反應生成 CO2、 H2O及及HCl 6. CO2、 H2O及及HCl從 觸媒表層脫附從 觸媒表層脫附 7. CO2、 H2O及及HCl擴 散進入氣相中擴 散進入氣相中 氣體與觸媒反應機制氣體流經觸媒床途徑氣體與觸媒反應機制氣體流經觸媒床途徑CatalystGas PhaseCatalyst surface214375616中國鋼鐵股份有限公司 China Steel Corporation板狀環保觸媒板狀環保觸媒經濟部工業局經濟部工業局 產業環保輔導計畫產業環保輔導計畫IDB伍、中鋼燒結場原料與生產流程伍、中鋼燒結場原料與生產流程主要包含鐵礦砂、細焦炭、助熔劑、廢鐵主要包含鐵礦砂
13、、細焦炭、助熔劑、廢鐵 (Scraps)、爐渣、爐渣(Slag)等原料，均勻混合於移 動之履帶上，通過燃燒器點燃進行燒結。其 中鐵礦砂、廢鐵、爐渣中均含有少量氯及其 他有機物的成份，因此燒結過程會產生戴奧 辛。另燒結過程中係於等原料，均勻混合於移 動之履帶上，通過燃燒器點燃進行燒結。其 中鐵礦砂、廢鐵、爐渣中均含有少量氯及其 他有機物的成份，因此燒結過程會產生戴奧 辛。另燒結過程中係於1, 000 高溫下進 行燒結，因此會有氮氧化物高溫下進 行燒結，因此會有氮氧化物(NOx)形成。形成。1. 燒結原料燒結原料17中國鋼鐵股份有限公司 China Steel Corporation板狀環保觸媒板
14、狀環保觸媒經濟部工業局經濟部工業局 產業環保輔導計畫產業環保輔導計畫IDB2.燒結生產流程燒結生產流程往高爐配料間往高爐配料間靜電集塵器-5mm篩選機鍋爐冷 卻 器燃燒空氣燒結機17/1518中國鋼鐵股份有限公司 China Steel Corporation板狀環保觸媒板狀環保觸媒經濟部工業局經濟部工業局 產業環保輔導計畫產業環保輔導計畫IDB陸、中鋼燒結場脫硝製程與設備陸、中鋼燒結場脫硝製程與設備觸 媒 反 應 器321 NH3燃 燒 器 預 熱 器GGH273 大風車EP煙 囪170 D601 DamperD602 Damper124 170 V2O5 氧化觸媒氧化觸媒 DXNs Oxi
15、dation HCl+CO2+H2O1.脫硝製程1.脫硝製程2. 脫硝設備流程圖脫硝設備流程圖空氣預熱器空氣預熱器循環P U M P 污水P U M P循環P U M P 污水P U M P( 蒸汽)吹灰器( 蒸汽)吹灰器EP大風車至廢水系統大風車至廢水系統煙囪高壓泵浦高壓泵浦風門風門閘門吹灰器( N吹灰器( N22) )觸媒反應器觸媒反應器N HN H33注入器注入器O2NOxNH3稀釋風車稀釋風車COGNOxO2NH3燃燒器燃燒器PP20中國鋼鐵股份有限公司 China Steel Corporation板狀環保觸媒板狀環保觸媒經濟部工業局經濟部工業局 產業環保輔導計畫產業環保輔導計畫ID
16、B進 氣 管進 氣 管排 氣 管排 氣 管觸媒層位置觸媒層位置3. #4燒結機脫硝設備外觀燒結機脫硝設備外觀中鋼燒結工場，中鋼燒結工場，#1，#3，#4 燒結機各安裝一套燒結機各安裝一套SCR脫硝系統，共投資約脫硝系統，共投資約12億元億元21中國鋼鐵股份有限公司 China Steel Corporation板狀環保觸媒板狀環保觸媒經濟部工業局經濟部工業局 產業環保輔導計畫產業環保輔導計畫IDB4. 板狀環保觸媒反應系統示意圖板狀環保觸媒反應系統示意圖DXN，NOX，O2NH3Flue Gas22中國鋼鐵股份有限公司 China Steel Corporation板狀環保觸媒板狀環保觸媒經濟部工業局經濟部工業局 產業環保輔導計畫產業環保輔導計畫IDB柒、 中鋼燒結場脫硝製程操作條件柒、 中鋼燒結場脫硝製程操作條件1. 燒結廢氣流量：燒結廢氣流量： 900,000 Nm3/hr 2. 反應溫度 ：反應溫度 ：320
