能源知識庫

重點摘述

國內工業燃燒設備廣泛應用於鋼鐵、陶瓷、化工等高溫製程中，能源消耗與碳排放長期居高不下，如何提升系統能源效率、降低排放損失，已成為節能減碳的重要課題。輻射管加熱系統為常見之間接燃燒裝置，其節能與排放改善需求日益迫切。現行節能策略如製程參數優化、蓄熱式燃燒器、餘熱回收裝置（如復熱器）及熱傳強化裝置（如擾流組件）等，雖能有效提升熱效率並降低燃料消耗，但對於不完全燃燒所造成的能源浪費與污染物排放，仍缺乏有效對策。為提升系統整體效能，本研究提出一種具熱傳增強與催化淨化雙重功能之創新型催化式節能組件，於多孔陶瓷材料表面塗布高溫觸媒材料，藉由催化氧化作用，促使煙氣中殘存可燃氣體（如 CO、CH₄）轉化為熱能，有效提升燃燒完全度並減少排放損失。研究中選用三種多孔陶瓷材料，γ-Al₂O₃、堇青石（Cordierite）與 3D 列印陶瓷，進行孔隙結構與熱穩定性分析，並評估其於 700–1000 °C 操作溫度下對 CH₄ 的催化轉化效能。結果顯示，Cordierite具高熱穩定性、低成本與良好催化塗層相容性，具作為催化式節能組件之應用潛力，未來可應用於高溫間接加熱爐體，實現節能、減碳與污染控制之整合目標。