廢觸媒做為水泥生料燒製環保水泥之研究.pdfVIP

工業污染防治 第 124 期(Nov.2012) 211 廢觸媒做為水泥生料燒製環保水泥 之研究 林凱隆* 、張家祥** 摘要 本研究係廢觸媒、石灰石污泥、石材污泥和煤灰礦泥拌合料等替代性生料以石 灰飽和度(LSF) 、水硬係數(HM) 、矽氧係數(SM)及鋁鐵係數(IM)為邊界條件，利用 電腦程式配比系統 ，以1,400 ℃持溫 120 分鐘後燒製之 3 組環保水泥熟料。結果顯 示，各組環保水泥熟料與波特蘭水泥成份相同，其單礦物組成皆含有 C S 、C S 、 3 2 C A 及 C AF 等晶相物種，但惟 ECO-C 熟料有 α-C S 晶相存在。MIP 結果顯示，環 3 4 2 保水泥漿體之總孔與膠孔體積隨齡期的增加而減少，主要係隨齡期增加，水化產物 亦隨之增加而填塞孔隙，致使孔隙越緻密，抗壓強度有增加之趨勢 。XRD 分析結 果顯示，環保水泥漿體與純水泥漿體之水化產物無明顯差異。綜合上述結果顯示： 廢觸媒、石灰石污泥、石材污泥和煤灰礦泥拌合料具有作為水泥替代生料之潛力 ， 亦能減少生產成本，是一種頗具前景之處理技術。 【關鍵字】廢觸媒、環保水泥、游離石灰、MIP 、XRD *國立宜蘭大學環境工程系 教授 **國立宜蘭大學環境工程系 碩士 212 廢觸媒做為水泥生料燒製環保水泥之研究 一、前 言 國內廢觸媒主要來自於石化工業裂解脫硫程序，原油經過常壓蒸餾和真空蒸餾 後會產生大量的製氣油(Gas Oil)和殘渣油(Resisual Oil) ，這些重油經過觸媒裂解 後，大部分可轉換成汽油。進行觸媒裂解時，原油中含有的重金屬會附著在觸媒表 面上，而減低汽油產量，增加氣體和積碳量，以及降低觸媒活性。為了維持觸媒的 活性，便必須從流體化床移出部份廢觸媒，並不斷補充新觸媒，這些移出的廢觸媒 稱為流體裂解觸媒 (Fluidized Cracking Catalyst, FCC) [1] 。 近年來，由於全球經濟迅速成長，建設工程蓬勃發展，致使全球水泥產量逐年 穩定成長。根據全球水泥報告 (Global Cement Report)統計指出，2010 年全球水泥 產量為 32.94 億公噸，較 2009 年 (29.98 億公噸)成長 9.9% ，其中約有60%集中在 亞洲 [4] 。如何利用現有資源製造如同水泥般的材料，並有效降緩製造水泥時所使用 之原物料，以減緩天然資源的耗損，更是現階段水泥產業必須克服的問題。而環保 水泥就是一個解決的方法，環保水泥係以廢棄物為主要原料以調整水泥特性，與普 通水泥配料所採用之天然原料不同，其化學與礦物特性亦與普通水泥有所差異 [5] 。 環保水泥 (Eco-cement) 一詞乃是日本秩父小野田株式會社與株式會社荏原製 作所於90 年代中期共同研發並由太平洋水泥株式會社於2001 年正式將之商業化營 運 [6,7] 。環保水泥係採用廢棄物為主要原料並添加石灰石等天然礦物以調整其成 分，故其化學及礦物特性與一般水泥有所差異，但生產流程與一般水泥工廠相似 [8] 。因為水泥為民生建設之基本需求，需求量及供給量皆大，但因一般水泥製造會 造成嚴重之環境污染，而環保水泥技術不僅能降低對環境的破壞，亦能減少生產成 本，是一種頗具前景之處理技術。圖 1 為環保水泥之生產流程。 工業污染防治 第 124 期(Nov.2012) 213 圖 1 環保水泥生產流程