觸媒效能測試

完成觸媒製備後，本研究將建立一套模擬廢氣主要成分之實驗室 SCR 反應測試系統，以了解觸媒對 NO 與 2-氯酚之反應效率。NO 之催化反應實 驗設備之整體架構如圖 3-6 所示，本研究實驗裝置主要由進流氣體、反應 器、分析系統三部份組成，表 3-2為 NO 催化測試操作參數。NO 催化效率 測試系統如下：

1. 進流氣體主要由三道氣體(NO, NH3與空氣)構成，NO 與 NH3之氣體 來源為氣體鋼瓶，而空氣來源則為壓縮空氣，空氣流經裝有矽膠球 的乾燥管(Dryer)與高效率微粒過濾器(HEPA filter)以過濾空氣中的 水分及微粒等雜質，所有氣流均經由浮子流量計調整不同比例的氣 體流量，以獲得實驗所需濃度。所有氣體在混合器內充分混合後流 向觸媒反應器。

2. 觸媒反應器中之玻璃管(內徑 2.5 公分)裝填所需之觸媒量再混合適量 的玻璃珠，以減少反應過程中的壓損，裝填的觸媒顆粒是經由觸媒 粉末壓錠後，16-30 mech 過篩後而得，進行催化效率測試前，觸媒 會先於 250℃下靜置一小時，以去除觸媒表面的雜質。

3. 通過觸媒反應器後的尾氣，連接有二個曝氣瓶，第一個曝氣瓶為流 動的自來水，主要是去除尾氣中殘餘的 NH3以減少對 NO 分析儀的 干擾，第二個曝氣瓶裝有矽膠球，主要是去除尾氣中的水氣以減少 對 NO 分析儀的干擾，之後再通入 NO 分析儀偵測 NO 的濃度變化。

觸媒反應器達到所需反應溫度後，通入反應氣體，採樣時間分別為 30 及 60 分鐘，取一最大值為觸媒催化效率測試結果。

表 3-2 NOx 之 SCR 反應實驗操作參數 實驗操作參數

觸媒填充量(g) 6 ± 0.1 玻璃珠填充量(g) 16 ± 0.1 反應氣體總流量(CCM) 1500 ± 50

反應溫度( )℃ 150 空間速度 GHSV (h^-1) 5000

NO 濃度 (ppm) 200 ± 10 NH3 濃度 (ppm) 200

圖 3-6 deNOx 之 SCR 觸媒反應實驗系統示意圖

2-氯酚催化反應實驗設備之整體架構如圖 3-7所示，本研究實驗裝置主 要由進流氣體、反應器、分析系統三部份組成，表 3-3 為 2-氯酚催化效率 測試操作參數。2-氯酚催化效率測試系統如下：

1. 其進流氣體使用壓縮空氣依序流經裝有矽膠球的乾燥管 (Dryer)與 高效率微粒過濾器(HEPA filter)以過濾空氣中的水分及微粒等雜 質，其後分為兩道氣流，其中一道氣流流經質量流量控制器後通過 裝有 2-氯酚液體的曝氣瓶(曝氣瓶放置於 15℃的水浴中)，產生帶有 2-氯酚之氣流後，流入混合器，另一道則為稀釋氣流以質量流量控 制器控制流量。

2. 觸媒反應器中之玻璃管(內徑 2.5 公分)裝填所需之觸媒量，裝填的觸 媒顆粒是經由觸媒粉末壓錠後，16-30 mech 過篩後而得，進行測試 前，觸媒會先於 250℃下靜置一小時，以去除觸媒表面的雜質。

3. 通過觸媒反應器之尾氣通入氣相層析儀(Gas Chromatography, GC)的 採樣口，以火焰離子化偵測器(Flame Ionization Detector, FID)分析反 應前後氣體中之 2-氯酚濃度。

待觸媒反應器達反應所需溫度後，通入反應氣體一小時後，開始每十分 鐘記錄一次數據，持續一小時後，再取 30~60 分鐘的催化效率平均值，即 為觸媒催化效率測試結果。

表 3-3 觸媒催化 2-氯酚實驗之操作參數 實驗操作參數

觸媒填充量(g) 1 ± 0.1 反應氣體總流量(CCM) 100 ± 2

反應溫度(℃ 150 ) 空間速度 GHSV (h^-1) 5000

2-氯酚濃度 (ppm) 100 ± 5

Air Dryer HEPA

Catalyst

oven

2-Chlorophenol generation

Water bath Mixer

MFC

GC-FID

圖 3-7 2-氯酚觸媒催化反應實驗系統示意圖