複合型選擇性催化還原觸媒的製備方法

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

中華民國

專利申請案號

104142247

專利證號

I 615198

專利獲證名稱

複合型選擇性催化還原觸媒的製備方法

專利所屬機關 (申請機關)

國立交通大學

獲證日期

2018/02/21

技術說明

於影響低溫SCR之關鍵因子研究中，研究團隊先找出了噴霧乾燥法最佳之製程操作條件為：乾燥溫度250oC與風速40Hz，並以Mn20Fe10之觸媒為最佳，其脫硝效率也已達成第二年之年度目標，其Mn20Fe10-TiO2觸媒在80-300oC操作溫度範圍均有>90%之脫硝效率。此外本計畫研究團隊亦開發更多之低溫SCR觸媒(貴金屬與非貴金屬觸媒)與擔體(Si, Al等擔體)，以擴展低溫觸媒應用領域，並藉由觸媒之物化分析與脫硝效率進行更深入之探討。而抑制毒化之關鍵因子探討中，研究團隊進行以高比表面積的奈米鈦管(TNTs)取代傳統TiO2擔體之可能性探討，發現當觸媒擔體的比表面積提升時，其抗硫毒化之能力顯著提高，在以高濃度SO2毒化6小時後，使用TNTs擔體之觸媒脫硝效率為以TiO2為擔體之觸媒的2~6倍。 於觸媒再生測試中，研究團隊分別進行加溫再生與水洗再生兩種處理方式，結果發現以簡單的水洗方式就可去除因為硫氧化物毒化所產生的硫酸銨鹽與金屬硫化物，其在經過12次SO2毒化及再活化後，觸媒之脫硝效率仍可維持在85%以上。 在小型燃油鍋爐之實地測試中，研究團隊建置一小型之震盪式富氧燃油鍋爐與低溫SCR系統，燃油鍋爐之燃燒條件測試結果顯示，新的節能燃油鍋爐可達8.0%之節能效益。此外於分別有無額外添加之SO2條件下，在150℃下之觸媒脫硝效率可分別達85~95%。且研究結果發現，當高濃度SO2存在時，其脫硝效率下降之主要原因之一為SO2會與NO競爭和NH3反映，導致系統還原劑不足，因此於研究中亦找出最佳之還原劑添加量為接近NO與SO2之總和值([NH3] = [NO] + [SO2])，於此條件下，系統將不會有氨氣洩漏之疑慮，且觸媒有良好之脫硝效率。 本團隊第二年計畫之年度目標：於90℃時之實驗室觸媒脫硝效率可達80%以上(目前已研發之觸媒測試最高效率為>95%)，而在小型燃油鍋爐之測試中，則已完成分別在有無SOx毒化下，150℃時之觸媒脫硝效率可達85~95%。在節能效益之推估上，本計畫所使用之小型燃油鍋爐與SCR系統如果能推廣到工業鍋爐使用，則其預計節能率可達13~15%。 For the laboratory catalyst preparation, the research team has determined the optimal operation condition of a spray dryer. And the optimal weight ratio of Mn-Fe-TiO2 catalyst was determined to be 20% Mn and 10% Fe. The SCR efficiency of MnFe-TiO2 was over 90% at temperature range from 80 to 300oC. This result showed that we have already achieved the first goal of the second year project. For the diesel oil-fired boiler, an optimization process on the oxygen-enriched combustion has been investigated and an energy conservation rate of 8.0% has been achieved. The SCR efficiency was over 84% when added 50~100ppmv of SO2. The presence of SO2 showed a competative reaction with NH3 which led to the decrease in the SCR efficiency. Therefore an optimal NH3 amount was suggested to be equal to or slightly less than the sum of the NO and SO2 concentrations

備註

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