電觸媒轉化器處理鍋爐廢氣中之氮氧化物

Treatment of nitrogen oxides from boiler exhaust gas via electro-catalytic converter

吳昇憲

指導教授 ： 汪上曉

國立清華大學/工學院/化學工程學系/碩士(2013年)

摘要

提升能源使用效率的最好方法就是提高燃燒效率，但在提高燃燒效率的同時，也會增加氮氧化物(NOx)的排放。為了發展更有效的氮氧化物處理技術，本研究將以電觸媒(electro-catalytic cells,or electro-catalytic converter, ECC)理論為基礎，進行鍋爐燃燒廢氣中的NOx處理。
為了實現處理真實鍋爐廢氣的目標，本研究先設計了一可達35000 kcal/hr熱量輸出之燃燒器，並且安裝了後續的燃燒後處理室，以供熱交換器以及ECC反應器安裝使用。
本研究模擬了燃燒燃料產生之廢氣組成。依此模擬結果，設計了後續所需的熱交換器的大小，以及ECC處理器所需要的面積。並根據此結果，比較了管式、板式、蜂巢狀等不同ECC處理器的優缺。最終決定選用平板式ECC處理器。
接著製作三明治型ECC，從小型實驗開始著手。證明陽極側用如碳粉等固體填料作為還原氛圍的結構可行性。並且進行了真實氣體的模擬實驗。最後以多組串接的方式探討scale-up可能會有的問題。
最終以此35000kcal/hr的燃燒器進行實際的燃燒廢氣測試，作為工廠實際使用的前導實驗，證明三明治型ECC在實際廢氣測試時也能發揮良好的效果。
本研究以前人的文獻為基礎，證實了三明治ECC這種陽極外側不用氫氣等氣體填充，而採用固體填料的結構可行。並且將之量產，以量產的產品進行大型的實驗，確認此結構處理實際廢氣的效果良好。

關鍵字

脫硝 ； 電觸媒 ； 氮氧化物 ； 鍋爐

參考文獻

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