燃煤煙氣微量汞控制技術:利用過渡金屬改質選擇性還原觸媒同步控制Hg0/SOx/NOx

摘要

汞排放议题近年来倍受国际关注,特别是人为排放源,其中人为排放原又以燃煤电厂汞排放为最主要来源,因此如何控制汞排放为当前重要之课题.本研究使用商用DeNOxSCR触媒做为多污染物去除探讨对象,配合过渡金属锰改质程序,开发出具有催化还原/氧化之SCR触媒,并探讨改质前后SCR触媒理化特性及评估其对于汞氧化能力,并附带观察SO2、NO转化效率.材料物化分析结果显示,SCR触媒改质后,多数材料BET表面积皆有微幅上升之趋势.SEM结果显示,SCR触媒经不同比例锰改质前后其表面粒径大小皆介于10-30nm之间.XRD图谱观察得知改质前后,表面晶相结构主要为锐钛矿相TiO2,且晶相结构并无明显之变化,显示过渡金属能均匀分布于SCR触媒表面或均匀掺入TiO2结构之中.XPS分析结果指出,Mn3+、Mn4+为MnOx改质触媒表面所存在之主要物种,其中又以Mn4+占90％为最高.Hg0/SO2/NO去除试验结果显示,不同比例锰金属改质将导致污染物不同的去除效率,并随着改质比例增加明显提升Hg0氧化及NO还原效率,而SO2去除率则是微幅增加.惟大部分的SO2去除可能是仰赖SO2转换SO3所致,此物种亦会造成后端管路腐蚀.此外,当改质比例提升至10％,SCR触媒对于Hg0氧化效率则有下降之趋势.变更烟气浓度实验结果指出,烟气中通入适当浓度的SO2、HCl及O2将能有效提升SCR触媒对于Hg0催化氧化效率.整体而言,不同比例锰改质SCR触媒皆能有效控制Hg0/NO排放,且导致较低的SO2-SO3转换率,其中又以5％锰改质最具多重污染物控制潜力.