焚化爐NOx排放標準加嚴後有哪些選擇？
從既有脫硝設備的有無出發，整理各選項的條件、限制與選擇順序
01 · REGULATORY PRESSURE
排放標準加嚴後，事業場所會有什麼改變？
改變的不只是濃度上限。在韓國，焚化爐同時承受濃度、總量、費用、許可四種壓力，且各自經由不同途徑發揮作用。
- 濃度：即韓國《大氣環境保全法施行規則》附表8的排放容許標準。數值依焚化設施的種類、容量與設置時期而不同，各設施的現行標準須直接查閱附表8。在2020年1月施行的修正中，就排放設施整體而言，NOx標準平均加嚴約28%（各設施的加嚴幅度不同）。[1]
- 總量：依韓國《大氣管理圈域大氣環境改善特別法》，在大氣管理圈域內排放NOx、SOx、粉塵達一定規模以上的事業場所（第1～3種），除濃度標準外，另獲分配排放容許總量。[2]即使符合濃度標準，若運轉時間或處理量增加，總量也可能先成為瓶頸。
- 排放費：韓國自2020年起將NOx列為排放費課徵對象。即使在排放容許標準以內，只要排放濃度達一定程度以上，就會依排放量課徵基本排放費；超過標準則課徵超標排放費。不過，獲分配NOx排放容許總量的總量管理事業場所免繳NOx基本排放費，但超過總量時須繳納總量超額罰款。[11]因此，比起勉強達標，保留餘裕在成本上往往較為有利。
- 許可：依韓國《環境污染設施整合管理法》屬整合環境許可對象的事業場所，其許可條件會反映各排放設施的標準。[3]許可條件與許可排放標準會定期重新檢討，變更設施時也會再次檢討。
此外還須管理煙囪自動監測系統（TMS）。TMS的30分鐘平均值，是連續6筆5分鐘數據的平均，[4]因此即使平均濃度在標準內，瞬間起伏的區段也可能拉高30分鐘平均值。目標有兩個：降低平均值，以及減少變動。
不一定。有些現場只要檢查既有脫硝設備的運轉條件，就能產生餘裕。選擇設備之前，應先確認現有設備是否發揮設計性能。
02 · EXISTING EQUIPMENT
檢視選項之前，應先確認什麼？
首先要確認的是目前有沒有脫硝設備。即使是同樣的標準加嚴，有設備與沒有設備的現場，需要的東西並不相同。
圖1. 已設置SNCR、SCR的焚化爐（左）與無脫硝設備、僅有袋式集塵器的焚化爐（右）比較（示意圖）
左側為具備爐內噴注（SNCR）與觸媒反應器（SCR）的事業場所，右側為無脫硝設備、僅有袋式集塵器的事業場所。
資料來源：依MICROONE股份有限公司自有技術資料 · AI輔助示意圖 · 與實際形狀、尺寸不同
已有設備時，需要的是補強
若已設有SNCR或SCR，比起換成新設備，應優先考慮補足不足部分的方法。此時要確認的是既有設備為何達到極限：問題出在還原劑的噴注位置與噴注量、溫度不符，還是觸媒劣化，補強方法都會不同。
沒有設備時，需要的是新設方案
沒有脫硝設備的焚化爐，必須從頭選擇方式。此時不應只看效率，而應先畫出目前廢氣處理系統中有哪些設備、以什麼順序配置。系統構成已在「焚化爐廢氣處理系統依什麼順序配置？」中整理。在空間不足或廢氣溫度偏低的系統中，選項會大幅減少。
03 · OPTIONS
有哪些選項？各自的條件與限制是什麼？
焚化爐NOx削減選項大致可分為八種。下表一次比較各方式的成立條件與會遇到的限制。由於效率數值會因現場條件而有很大差異，表中未列出。
| 選項 | 成立條件 | 主要限制 |
|---|---|---|
| 強化SNCR | 已有SNCR，且可在爐內溫度窗設置噴注點 | 偏離溫度窗時效率下降；增加還原劑，氨逸散也會增加。 |
| 前段SCR（高塵） | 集塵前的高溫氣體段有設置反應器的空間與壓損餘裕 | 觸媒直接暴露於粉塵與毒性成分，須管理毒化與磨耗。 |
| 後段SCR（低塵） | 集塵與酸性氣體處理之後有設置反應器的用地 | 氣體溫度低，多數情況需要再加熱，再加熱能源左右營運成本。 |
| 陶瓷濾管觸媒過濾 | 可新設在高溫氣體中同時處理粉塵與NOx的過濾設備 | 以約230～370℃的高溫運轉為前提，因此多半不是沿用低溫段的既有袋式集塵器，而是在高溫位置新設過濾設備，投資規模可能較大。[12] |
| 袋式集塵器上部觸媒模組 | 袋式集塵器上部空間有安裝模組的結構餘裕 | 需以設計確認荷重、氣流與還原劑混合距離，壓差可能增加。 |
| 纖維型觸媒過濾（觸媒濾袋） | 袋式集塵器運轉中，且花板、濾袋骨架規格與操作溫度相符 | 須增設還原劑噴注設備；溫度偏低時，NOx削減幅度會減少。 |
| SNCR最佳化＋後段補強 | SNCR運轉仍有改善空間，且只需補足不足部分 | 須同時管理兩套設備的還原劑用量與逸散。 |
| 臭氧氧化＋濕式洗滌 | 廢氣溫度低於100℃，且洗滌塔的構成能吸收生成的NO₂、N₂O₅ | 臭氧產生的電力與洗滌廢水處理會成為營運成本項目。 |
以下就表中具代表性的四種方式，搭配圖示整理。可在卡片中直接比較各方式削減NOx的位置與前提條件。
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04 · SELECTION CRITERIA
應以什麼為基準、依什麼順序選擇？
基準有五項。其中只要有一項不符，該選項就會從候選中排除。
- 用地：確認是否有設置反應器或附加設備的空間，以及是否有連接既有配管與風管的路徑。沒有空間時，剩下的是在既有設備內解決的方式。
- 投資成本：不只看新設費用，還須納入停機期間與改造範圍。
- 營運成本：還原劑、再加熱燃料、臭氧電力、觸媒更換，以及壓差上升造成的風機動力，構成每年的成本。
- 再加熱：像後段SCR這樣，觸媒越是設在氣體溫度降低的位置，再加熱的負擔就越大。
- 設備相容性：既有袋式集塵器的花板與濾袋骨架規格、荷重、操作溫度範圍，必須能配合欲導入的方式。
依此順序進行檢查
先確認溫度，是因為溫度條件決定了方式本身。爐內有SNCR溫度窗時可考慮SNCR；鍋爐出口氣體落在觸媒溫度區間（約250～430℃）時可考慮前段SCR；袋式集塵器操作溫度落在觸媒活性區間時可考慮觸媒過濾；具備濕式洗滌塔、低於100℃的系統則可考慮臭氧氧化。後段SCR則以再加熱為前提進行評估。[6]若在不清楚溫度的情況下先看效率表，就會拿不適合的方式來比較。
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可以。以SNCR降低平均值、再由後段控制變動部分，是代表性的配置。不過各方式都會使用還原劑，因此須一併管理合計的逸散與還原劑用量。
05 · FIBER-TYPE CATALYTIC FILTER
纖維型觸媒過濾適合在哪些現場評估？
觸媒濾袋是以擔載觸媒的濾材製成的濾袋，在過濾粉塵的同時，讓NOx在觸媒上還原。在既有袋式集塵器運轉中、且花板與濾袋骨架規格相符的現場，只要更換濾袋並增設還原劑噴注設備，即可加入脫硝功能。相較於需要新設設備或設置反應器的方式，用地與改造範圍的負擔較小，這正是評估此方式的理由。
評估前須確認的條件也很明確。第一，操作溫度須落在觸媒活性區間。第二，袋式集塵器的花板與濾袋骨架規格須與新濾袋相符。第三，須確保還原劑的噴注位置與混合距離。第四，若氣體中毒化成分較多，須另行評估觸媒壽命。條件全部通過即可列為候選；只要有一項不符，就與前一章的其他選項比較。
圖3. 裝設一般濾袋的袋式集塵器（左）與增設還原劑噴注設備並更換為觸媒濾袋的袋式集塵器（右）比較（示意圖）
左側為裝設一般濾袋（米色）的袋式集塵器，右側為增設還原劑噴注設備、並將濾袋更換為觸媒濾袋（淺灰色）的袋式集塵器。
資料來源：依MICROONE股份有限公司自有技術資料 · AI輔助示意圖 · 與實際形狀、尺寸不同
在這個領域，實際交付客戶現場並累積運轉實績的觸媒濾袋供應商屈指可數，例如Gore、Topsoe、MICROONE等。2024年，MICROONE向台灣崁頂焚化廠交付了CataFill™觸媒濾袋3,300支。無論哪一種產品，是否符合現場條件都需要個別評估。
FAQ
常見問題
排放標準加嚴時，只強化既有SNCR就夠了嗎？
視現場而定，有可能。若所需削減幅度小，且可在爐內溫度窗增設噴注點，強化SNCR可能就已足夠。若削減幅度大或溫度變動劇烈，會因逸散增加而遇到極限，因此須一併評估後段補強。
在運轉中的焚化爐增設脫硝設備，需要多長的停機期間？
依方式與改造範圍而異。新設反應器的方式需要風管連接與基礎工程，停機期間較長；只需更換濾袋的方式，有時可配合定期歲修排程進行。確切期間須於現場調查後決定。
觸媒過濾的營運成本比後段SCR低嗎？
依條件而異。後段SCR的再加熱能源佔營運成本很大一部分；觸媒過濾則是在過濾系統內反應，有時不需另行再加熱。但須一併比較濾袋更換週期與還原劑成本。
臭氧氧化適用於所有焚化爐嗎？
不是。廢氣溫度須低於100℃，且須具備能吸收經臭氧氧化之水溶性NOx的洗滌塔。不具備這些條件時，也無法期待最高80～95%的削減率。
- 韓國環境部，「大氣環境保全法施行規則修正相關新聞稿」，大韓民國政策簡報（韓文）。 政策簡報新聞稿
- 《大氣管理圈域大氣環境改善特別法》，韓國法制處國家法令資訊中心（第17條、第19條，韓文）。 大氣管理圈域法
- 《環境污染設施整合管理法》，韓國法制處國家法令資訊中心（第8條、第9條，韓文）。 環境污染設施法
- 韓國環境公團，「CleanSYS用語辭典」（30分鐘平均資料，韓文）。 CleanSYS用語辭典
- 美國環境保護署（U.S. EPA），「Air Pollution Control Cost Manual, Section 4 Chapter 1: Selective Noncatalytic Reduction」，2016。 EPA SNCR Cost Manual
- 美國環境保護署（U.S. EPA），「Air Pollution Control Technology Fact Sheet: Selective Catalytic Reduction (SCR)」。 EPA SCR Fact Sheet
- GEA，「BisCat catalytic ceramic candle filter」。 GEA BisCat
- Topsoe，「CataFlex™」。 Topsoe CataFlex
- Gore，「GORE® DeNOx Catalytic Filter Bags」。 Gore DeNOx觸媒濾袋
- Suchak, N. J.，US Patent 9,440,188 B2，「Method for removing contaminants from exhaust gases」。 US 9440188 B2
- 韓國法制處「易查生活法令資訊」，「總量管理事業者的排放費免除」（與大氣管理圈域法第19條相關，韓文）。 易查生活法令資訊
- Tri-Mer，「Ceramic Filter Systems」（觸媒陶瓷濾管的操作溫度）。 Tri-Mer Ceramic Filter Systems