村田首款用於廢氣處理的耐熱活性陶瓷材料

~ 化石燃料消耗減少高達53.0% ~

【株式會社村田製作所】廢氣處理的耐熱活性陶瓷材料 (照片:美國商業資訊))

日本京都--()--(美國商業資訊)-- 株式會社村田製作所(以下簡稱「村田」)(Murata Manufacturing Co., Ltd., TOKYO: 6981) (ISIN: JP3914400001)應用陶瓷電容器的材料設計技術,開發出了村田首款用於廢氣處理的耐熱活性陶瓷材料(以下簡稱「該材料」),並且透過此前的應用事例確認,在處理VOC(1)等廢氣時,使用由該材料製成的活性陶瓷可減少高達53.0%(2)的化石燃料消耗量。此外,該材料已經開始量產,使用該材料的廢氣處理用活性陶瓷已由中國觸媒製造商上海斐騰科技公司(Shanghai FT Technology Co., Ltd.,以下簡稱「F-Tech公司」)製造和銷售。F-Tech公司將參加2024年4月18日至20日在上海舉行的IE Expo China 2024。村田的產品工程師也將在現場進行相關介紹。
(1) 揮發性有機化合物Volatile Organic Compound的縮寫。釋放到大氣中後,會引起污染等,可能會導致健康問題和環境污染。
(2) 將一定期間內的平均燃料消耗量與村田的標準比較。

近年來,製造業被要求採取強化措施來減少企業活動對自然環境造成的影響。其中之一便是對工廠生產活動中產生的廢氣進行處理。

工廠排放的甲苯、二甲苯、醋酸乙酯等廢氣如果排放到自然界中,會對生物健康造成損害,也有可能對自然環境造成破壞。因此通常會使用蓄熱燃燒式廢氣處理裝置(RTO(3)),透過以天然氣為燃料的燃燒器將其加熱至數百℃進行分解處理。然而,這個過程伴隨著能源消耗和CO2排放,會對氣候變遷等其他環境問題產生負面影響。
(3) Regenerative Thermal Oxidizer的縮寫。

通常來說,作為減少廢氣處理過程中熱能損失的方法,一般會採用含有鈀和鉑等貴金屬的觸媒。這些貴金屬能夠產生促進分解廢氣的化學反應,因此用它們作為觸媒可以降低廢氣處理裝置的設定溫度。雖然目前已有此類貴金屬觸媒的使用實例,但這些貴金屬觸媒不可避免地會因在廢氣處理裝置內加熱而劣化。

因此,村田開發了應用陶瓷電容器的材料設計技術的該材料。它在高耐熱陶瓷結構中加入了促進VOC分解反應的活性元素,即使燃燒室的溫度超過850℃也不會發生熱劣化。因此,即使因濃度波動而導致溫度上升,也可以安全、高效地使用。

該材料已經開始量產,中國的工業觸媒製造商F-Tech公司正在加工和銷售用於廢氣處理裝置的活性陶瓷(4)。這種廢氣處理用活性陶瓷已在村田的工廠(中國無錫2台、日本滋賀2台、日本島根1台)和公司外部合作企業的工廠先行引進,已經確認其能將燃燒器在處理過程中消耗的天然氣減少53.0%。根據這一結果,村田計畫在集團下屬的海內外據點全面推廣用於廢氣處理的活性陶瓷,預計到2024年度末將總共有10台(包括已引進的5台)投入運行。
(4) 一種放入廢氣處理裝置中的陶瓷材料,用於提高廢氣處理時的能源效率。

村田今後將繼續致力於開發支援自然環境保護的技術和商品,同時,在公司內部積極利用由此獲得的成果,從而推進環境經營,為實現永續發展社會做貢獻。

該材料的主要特點

  1. 耐熱性出色,可處理高濃度廢氣
    在該材料的結構中填入了活性元素,因此即使在高溫環境下也不會劣化。它可以承受高濃度廢氣燃燒時的高溫。因此該材料可以用於無法使用傳統觸媒的裝置,進一步減少對環境的影響。
  2. 減少化石燃料消耗量
    透過使用塗有該材料的廢氣處理用活性陶瓷,可以降低廢氣處理裝置的設定溫度,提高熱回收率和自燃率,從而減少燃燒器加熱使用的燃料及燃料產生的CO2排放量。這將有助於減少一直難以減少的範疇一(5)溫室效應氣體(GHG(6))排放量。
    (5)  在業務活動產生的溫室效應氣體排放總量中,企業本身透過燃燒化石燃料等直接排放的溫室效應氣體。其他公司在生成供應的電力、熱力、蒸汽等的過程中排放的溫室效應氣體稱為範疇二,供應鏈上其他公司在零組件生產和物流等當中排放的溫室效應氣體稱為範疇三。
    (6)  Greenhouse Gas的縮寫。

廢氣處理用活性陶瓷的主要規格

形狀

蜂巢

尺寸

100×100×50tmm、150×150×50tmm

單元數量

100cpsi、200cpsi

工作溫度範圍

短時間(3個小時)~1,000℃

長期(3年)~850℃

產品壽命

3年 1年保固期(7)

劣化原因

硫磺、鹵素、有機磷、有機矽等多種有毒成分

(7)與傳統觸媒相同,如果廢氣中有毒成分濃度較高,則不能使用該活性陶瓷,因為它會在短時間內劣化。

主要用途

  • 汽車、摩托車、鐵路、船舶、重型機械及各種元件製造等的塗裝工序
  • 印刷、電子元件、化學等的多品種製造工序

引進事例

引進企業1:河南博愛強力車輪製造有限公司(河南省)
適用工序:商用車輪轂塗布塗料工序
問題:廢氣的主要成分是乙酸乙酯。廢氣濃度較低,但波動較大,因此在進行處理時將燃燒室溫度設定得較高(850℃),但燃料消耗量較大,每年的燃料費為50萬元人民幣(LNG)。處理風量為38,000N㎥/h,出口廢氣濃度約為30mg/㎥以下。
解決方案:2021年2月,在RTO中投入了用於廢氣處理的活性陶瓷。在確認滿足排放標準的同時,將燃燒室溫度降低至700℃。
引進效果:實現了53.0%的燃料削減率。特別是在廢氣濃度高的高負荷運行時可以自燃,實現了很大的燃料減少率。引進後,連續使用了三年,一直在穩定運行。

引進企業2:無錫村田電子有限公司(江蘇省無錫市新吳區)
適用工序:電子元件的脫脂工序
問題:廢氣濃度低、波動大。為了遵守規定,RTO的燃燒室溫度被設定為高達870℃,以降低出口濃度,導致RTO燃料消耗量較大。年間燃料費用為165萬元(LNG)。處理風量為44,000N㎥/h,出口廢氣濃度約為5-10mgC/㎥。
解決方案:2021年5月,將用於廢氣處理的活性陶瓷投入RTO。在確認滿足排放標準的同時,將燃燒室溫度降低至750℃。
引進效果:燃料削減率達到38.2%。引進後已連續使用2年零9個月,一直在穩定運行。

諮詢

由此進行該材料的諮詢。

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聯絡人

如欲瞭解更多資訊,請聯絡:
株式會社村田製作所
Tatsuki Ichioka, prsec_mmc@murata.com
企業傳播部

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