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火化場含戴奧辛空氣污染物之防制處理探討
尹可倫 1*，曾國書 2，金惠卿 3
1春源環境工程技師事務所技師
2春源環境工程技師事務所專案經理
3春源環境工程技師事務所專案工程師
*Tel: 03-2200779, Fax: 03-2200906, E-mail:
[email protected]
摘要
依內政部據統計，火化數量逐年提高，使得火化伴隨產生空氣污染不可忽視，因此，
發展適當戴奧辛控制技術，提供未來興建火化爐空氣污染防制設備設計時之參考，
實為當務之急。本文以國內運轉中的火化爐為對象，針對火化爐含戴奧辛之空氣污
染物控制設備，最常採用選擇性觸媒反應塔(SCR)及活性碳噴注法(ACI)優缺點進
行探討。結果顯示，新竹市於 95年 08月進行防制設備前及後之戴奧辛濃度檢測，
其檢測值分別為 1.3403 及 0.1131 ng-TEQ/Nm3 (符合法規標準:
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場火化爐空氣污染控制設備之選擇性觸媒反應塔(SCR)及活性碳噴注法(ACI)對戴
奧辛之控制優缺點進行初步探討，除可深入了解觸媒對於火化場戴奧辛去除效果
外，未來亦可作為火化場戴奧辛排放減量之參考及環保主管機關擬定火化場戴奧
辛管制策略之參考。
圖 1 火化場排放黑煙情形
2. 火化場實務應用戴奧辛污染物防制技術介紹
2.1 選擇性觸媒反應塔(SCR)原理與設備
觸媒能將戴奧辛分解成 CO2、H2O及 HCl，以達到戴奧辛減量之目的。其觸媒
分解戴奧辛化學反應方程式，如圖 2所示。選擇性觸媒反應塔(SCR)主要結構是觸
媒及觸媒床，而將觸媒一個接一排列於觸媒床上形成一組觸媒層，通常由 1~3 觸
媒層組成了觸媒反應器。使氣態戴奧辛則穿過觸媒層，促使戴奧辛進行分解。一般
觸媒層可分為水平或直立排列，水平排列係指氣流呈橫向流動。垂直排列係指氣流
大多由上往下，此排列方式優點是可以減少粉塵的堆積。目前已商業化之觸媒包括
顆粒狀、蜂巢狀、塊狀等，其火化場空氣污染防制設備應用上主要以蜂巢狀為主，
其蜂巢狀特性為壓損小、效果佳，適合高風量廢氣處理。其蜂巢狀觸媒外觀，詳如
圖 3 所示。而火化場實務應用之觸媒主要基材(carrier)為 TiO2，活性成分主要為
V2O5，其操作溫度約在 170~350℃之間。
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+ O2
觸媒
CO2+H2O+HCl
圖 2 觸媒分解戴奧辛化學反應方程式
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觸媒反應塔構造 新竹市火化場觸媒反應塔外觀
雲林虎尾火化場觸媒反應塔外觀 資料來源:NIPPON SHOKUBAI CO., LTD
註 1
資料來源:SAKAI CHEMICAL INDUSTRY
CO.,LTD註 2
資料來源:臺北市政府環境保護局木柵垃
圾焚化廠註 3
註:
1.網址: http://www.shokubai.co.jp/ja/products/environment/
2.網址:
http://www.sakai-chem.co.jp/en/products/product0501.html
3.網址:
http://www.mcrip.gov.taipei/ct.asp?xItem=1071537&ctNode=27699&mp=110011
圖 3 觸媒反應塔及蜂巢式觸媒外觀圖
2.2 活性碳噴注法(ACI) 原理與設備
活性碳吸附(adsorption)戴奧辛原理係指利用固體本身表面作用力，將廢氣中有
害物質吸附附著於固體表面上之一種程序，此種具有表面吸附力之固體稱為『吸附
劑』。活性炭主要是利用其表面積的細孔，可以把微細的污染物和有機物塞在細孔
內，達到淨化的目的。活性碳孔隙度大，比表面積大，吸附能力越大。其吸附原理
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示意圖，如圖 4。
一般活性碳形狀，包括粉末狀(PAC)、粒狀活性碳或活性碳纖維等，其火化場
空氣污染防制設備應用上主要以粉末為主。而火化場採用活性碳噴注系統(ACI)，
係將粉狀活性碳(PAC)直接藉壓縮空氣噴入煙道內，與廢氣均勻混合後，廢氣中戴
奧辛被活性碳吸附，然後利用集塵器設備，將此吸附粒狀物與其他飛灰一同分離去
除，而達到去除戴奧辛目的。主要設施包含活性碳儲存槽、注入設備、攪拌裝置等。
資料來源：揮發性有機物廢氣減量及處理技術手冊，經濟部工業局，2004 年
圖 4 活性碳吸附原理示意圖
3.火化場實務應用選擇性觸媒反應塔(SCR)及活性碳噴注法(ACI)分析
比較
火化場應用觸媒分解戴奧辛與活性碳吸附戴奧辛之技術分析比較表，如表 1所
示。由於火化爐火化棺木時，火化廢氣產出量變化極大，尤其「破棺」時間內，其
產出之火化廢氣約為平均廢氣量之 2 至 3 倍，以活性碳注入處方式極難調整其注
入量(定時定量)，其結果可能使排放廢氣中戴奧辛濃度超過標準；另由過去檢測報
告得知(如表 2)，於火化爐在未設置氣態戴奧辛去除設備狀況下，亦有可能符合國
內之固定污染源戴奧辛管制標準，此時，若再用活性碳噴注則會過度消耗活性碳注
入量，浪費活性碳及增加活性碳費用支出。故以活性碳注入袋式集塵器入口處以吸
附戴奧辛之方式，並不適合使用於火化廢氣中。
以活性碳吸附戴奧辛之方式將產生廢活性碳再處理之後續顧慮，由於本工程
空氣污染防制設備係處理火化爐產出之火化廢氣，飽和吸附之活性碳常常須另委
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外處理，而委外清理商處理來自火化場之廢活性碳時，往往難於面對其心理之顧慮，
造成廢活性碳清理意願較低。此外，目前使用活性碳之火化場，大都以露天貯存，
導致廢活性碳經雨天淋洗後，造成滲出水污染地面，以及包裝袋破裂造成廢活性碳
逸散，污染環境之情形發生。火化場使用活性碳造成環境二次污染實務案例，如圖
5所示。因此，火化場之廢活性碳清理及管理上，勢必造成業主未來營運困擾。
由於活性碳噴注系統設施構造需設置活性碳儲存槽、注入設備、攪拌裝置、活
性碳防潮、溫控系統等，並配合操作溫度、風量、活性碳注入量、活性碳殘餘量等
操作技術，且運轉後一年內，活性碳注入系統常阻塞及造成故障。然觸媒反應塔僅
需注意操作溫度即可，且新竹市羽化館火化場為國內第一座採用觸媒反應塔之使
用已 10年以上，不需進行複雜維修。因此，使用觸媒反應塔可替主辦機關節省「操
作費用」及「維修費用」。
在設備費用方面，活性碳注入技術所要投資之初設費便宜，但是操作維護費用
很高，然而觸媒分解法剛好相反，初設費很高，但不需要填加活性碳，操作成本低。
以觸媒分解戴奧辛之方式，其觸媒之更換頻率遠較活性碳為低，亦即經ㄧ長時期之
運轉後觸媒損耗量遠低於活性碳之消耗量，委託處理戴奧辛之頻率及數量遠低於
處理活性碳。另其新竹市羽化館火化場採用觸媒反應塔之實例(目前觸媒已使用 10
年以上)，雖然其設置費用較高，然而操作費用相形較低。
火化場應用之觸媒反應塔及活性碳噴注之永續發展比較表，如表 3 所示。配
合行政院環保署推動永續發展之理念，選擇觸媒分解可『節約自然資源使用』、『減
少廢棄物產生』、『物質回收再利用』及『減輕環境負荷』，因此，在火化場使用
觸媒分解戴奧辛是未來防制設備上的趨勢。
綜合以上說明：本計畫參酌日本火化場已全然改用觸媒反應塔之方式分解戴
奧辛，雖然其設置費用較高，然而以其操作費用相形較低、操作簡單、安全性較高
及戴奧辛去除效果較穩定之原因，故建議火化場採用觸媒反應塔為戴奧辛污染物
之防制設備。
4. 國內火化場戴奧辛檢測值比較
國內火化場戴奧辛檢測值比較，如表 2。由表 2可知，(行政院環境保護署，93
年)指出宜蘭縣立羅東火化場、雲林縣惠來火化場及高雄縣仁武火化場，各火化場
防制設備僅旋風集塵器，在 92年進行煙囪排放口之戴奧辛檢測，其檢測範圍為值
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0.04 ~0.77 ng TEQ/Nm3。(行政院環境保護署，2015年)指出竹東鎮公所火化場未設
置防制設備，在 104年進行火化爐出口戴奧辛檢測，其檢測值為 4.023 ng TEQ/Nm3。
然中壢區火化場防制設備為空氣直接混合冷卻及袋式集塵器，在 102年 10月進行
煙囪出口戴奧辛檢測，其檢測值 0.146 ng TEQ/Nm3；台南柳營火化場防制設備為
空氣直接混合冷卻及袋式集塵器，在 106 年 9 月進行煙囪出口戴奧辛檢測，其檢
測值 0.008 ng TEQ/Nm3。由上述資料顯示，國內火化場在未設置空污防制設備或
氣態戴奧辛去除設備狀況時，其煙道廢氣中戴奧辛排放濃度範圍約為 0.04~4.023 ng
TEQ/Nm3，推測可能原因為不同之火化操作條件、冷卻方式、棺木及陪葬品種類，
導致煙道廢氣中戴奧辛濃度之分布範圍很大。但同時可知，火化爐在未設置空污防
制設備或氣態戴奧辛去除設備狀況下，亦有可能符合國內之固定污染源戴奧辛管
制標準。
此外，花蓮吉安於 105 年 11 月進行煙囪出口戴奧辛檢測，其檢測值 3.64 ng
TEQ/Nm3，已超出法規標準約 7.5 倍，推測其原因可能為活性碳噴注量不足、活性
碳品質過低、混合效果不佳或操作不當等因素，造成戴奧辛超過排放摽準。
新竹市為國內第一座使用觸媒分解戴奧辛，新竹市於 95 年 08 月進行防制設
備前及後之戴奧辛濃度檢測，其檢測值分別為 1.3403及 0.1131 ng-TEQ/Nm3 (符合
法規標準:
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表 1 火化場應用觸媒分解戴奧辛與活性碳吸附戴奧辛之技術分析比較
項目 優點 缺點
共同 個別 共同 個別
觸
媒
分
解
法
觸媒反應塔
1.分解戴奧辛成為 CO2、
H2O及微量 HCl，且處
理效率較高及法規符合
度佳。
2.無二污染及後續處理問
題，對環境衝擊小。
3.安全性較高。
4.操作簡單。
1.處理濃度範圍較廣，處理廢氣量
變化或濃度增加時，仍能維持穩
定功能，尤其適用於火化爐「破
棺」期間內瞬間大量廢氣產生之
情況。
2.操作費低。
1.初設費用高。
2.技術門檻較高
3.操作溫度需維持
在約 170~350℃之
間。
1.須獨立設置觸媒塔空間。
2.需克服堵塞、毒化問題（於觸媒塔
前設置袋式集塵器）。
3.需定期更換。(新竹市使用至今已
超過 10 年仍運轉順利)
觸媒濾袋
(火化場尚無實績)
1.可同時去除氣、固戴奧辛及粉塵。
2.既設之袋式集塵器，僅更新濾袋
即可，無需額外增設硬體設施。
3.無需額外提供設備空間。
1.操作溫度受限於濾布承受溫度。
2.易受粒狀物毒化、阻塞等困擾，使
得戴奧辛去除率較低。
3.使用年限短（當濾袋破損時，觸媒
需一併更換）
4.維護費用高（當濾袋破損時，觸媒
需一併更換）
活
性
碳
吸
附
法
噴注式
1.技術門檻較 SCR低。
2.初設費用較低。
3.廣泛使用於廢氣量變化
幅度較小之廢棄物焚化
爐
1.初設費用便宜(配合集塵機)。
2.注入足夠量即可確保達到所需效
率。
1.僅吸附戴奧辛，無
破壞分解機制。
2.有二次污染及後
續處理問題，對環
境衝擊大。
3.操作費用高。
4.有著火危險性
5.吸附後之廢活性
碳常造成社會事
件。
1.火化廢氣量變化或濃度增加時，
難以控制噴注量。
2.戴奧辛仍然存在活性碳中，成為
二次污染，未來活性碳委外處理
可能發生困擾。
3.故障率高。
固定式
(火化場尚無實績)
更換時間需估算。 1.初設費用較噴注式高。 2.安全性較差。
3.需定期更換。
註：1.資料來源為粘竺耕等人(2004)及本計畫彙整。
2.觸媒過濾系統：指統將觸媒混入濾袋中，並結合表面過濾與催化劑之技術，同時具有催化戴奧辛與表面過濾之功能。
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表 2 國內火化場戴奧辛檢測值比較
項次 區域
(火化場)
檢測日
期
防制設
備種類
採樣位置
(煙囪編號)
戴奧辛排放濃
度 (ng-TEQ/Nm3)
資料來
源 實測值
1.
宜蘭羅
東
92 CY CY煙囪出
口 0.04 ~0.77
行政院
環境保
護署(2004)
雲林惠
來
高雄仁
武
2. 新竹竹
東 104 無 火化爐出口 4.023
行政院
環境保
護署
(2015)
3. 花蓮吉
安 104
HC+CY
+ACI+B
H
BH煙囪出
口(P011)
0.563
(開罰)
行政院
環境保
護署(2015)
4. 花蓮吉
安 105.11
HC+CY
+ACI+B
H
煙囪出口(P011)
3.64
(開罰)
花蓮吉
安鄉公
所
5. 新竹市 95.08 AC+
BH+
SCR
BH入口 1.3403 本事務
所實績 煙囪出口 (P001)
0.1131
6. 台南新
營 99.11
AC+
BH+
SCR
煙囪出口 (P001)
0.032 本事務
所實績
7. 嘉義水
上 101.03
AC+
BH+
SCR
煙囪出口 (P003)
0.006 本事務
所實績
8. 雲林惠
來 101.06
AC+
CY+
BH+
SCR
煙囪出口
(P001) 0.030
本事務
所實績
9. 中壢區 102.10 AC+BH 煙囪出口(P003)
0.146 本事務
所實績
10. 台南柳
營 106.09 AC+BH
煙囪出口 (P001)
0.008 本事務
所實績
註:AC為空氣直接混合冷卻，HC為熱交換器，CY為旋風集塵器，BH為袋式集塵
器，SCR為觸媒反應塔，ACI為活性碳噴注法。
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表 3 火化場應用之觸媒反應塔及活性碳噴注之永續發展比較表
防制技術
永續發展理念 觸媒反應塔 活性碳噴注
節約自然資源使用 有 無
(需不斷添加活性碳)
減少廢棄物產生 有
(戴奧辛直接分解)
無
(不斷產生廢活性碳)
物質回收再利用 可
(提煉貴金屬或再生)
無
(僅能掩埋或熔融)
減輕環境負荷 有 無
(需不斷開採原料，生產活性碳)
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A火化場(105年拍攝)
露天堆置
A火化場(105年拍攝)
廢活性碳淋雨
B火化場(105年拍攝)
露天堆置
C 火化場(104年拍攝)
破袋、露天堆置
D火化場(105年拍攝)
露天堆置
E火化場(101年拍攝)(註 1)
環境髒亂
註:資料來源為高雄市殯葬管理處火化設施使用及維護管理情形，審計部專案審計
報告，104年
圖 5 火化場使用活性碳造成環境二次污染實務案例
5. 結論與建議
5.1 本計畫參酌日本火化場已全然改用觸媒反應塔之方式分解戴奧辛，雖然其設置
費用較高，然而以其操作費用相形較低、操作簡單、安全性較高及戴奧辛去除
效果較穩定之原因，故建議火化場採用觸媒反應塔為戴奧辛污染物之防制設備。
5.2火化場採用活性碳噴注法，不僅消耗大量活性碳，且仍有活性碳後續處理之問
題，完全「不符合」永續發展之理念。有鑑於此，本事務所建議環保署應擬推
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5-12
展觸媒分解技術於火化爐之二次污染物之控制，這才是最符合永續發展的策略
之一。
參考文獻
[1] NIPPON SHOKUBAI CO., LTD，
http://www.shokubai.co.jp/ja/products/environment/
[2] SAKAI CHEMICAL INDUSTRY CO.,LTD， http://www.sakai-
chem.co.jp/en/products/ product0501.html
[3] 行政院環境保護署，“九十一、九十二、九十三年度建立台灣地區戴奧辛排放
清冊及排放資料庫三年工作計畫”，九十三年度報告，(2004)
[4] 行政院環境保護署，“固定污染源戴奧辛及重金屬管制策略與調查計畫”，
(2015)
[5] 高雄市殯葬管理處火化設施使用及維護管理情形，審計部專案審計報告(2015)
[6] 粘竺耕、張良嘉、邊德明、曹銘政，“戴奧辛法規與處理技術探討”，工業污染
防治季刊，經濟部工業局，92期，(2004)
[7] 揮發性有機物廢氣減量及處理技術手冊，經濟部工業局，(2004 )
[8] 經濟部工業局，揮發性有機物廢氣減量及處理技術手冊，(2004)
[9] 臺北市政府環境保護局木柵垃圾焚化廠，
http://www.mcrip.gov.taipei/ct.asp?xItem= 1071537&ctNode
=27699&mp=110011
http://www.shokubai.co.jp/ja/products/
