近年來金屬酸洗製程廣泛應用於鋼鐵、金屬表面處理及高科技產業之清洗與蝕刻程序，然而於酸洗反應過程中，常伴隨產生大量含氮氧化物(NOₓ)之黃煙廢氣，其主要成分包括一氧化氮(NO)與二氧化氮(NO₂)。該類污染物除具有明顯腐蝕性與刺激性外，亦可能造成環境空氣品質惡化與作業環境暴露風險，因此如何有效提升酸洗尾氣之黃煙控制與脫硝效率，已成為目前工業污染防制的重要課題。傳統濕式洗滌技術雖可有效去除部分酸性氣體，但由於NO於水中溶解度低，導致整體NOₓ去除效率受限，因此近年研究逐漸朝向結合氧化劑、還原劑及多階段濕式洗滌系統之整合型脫硝技術發展，以提升污染物轉化與吸收效率。本研究彙整目前常見氧化與還原脫硝技術之反應機制、操作條件與去除效能，並探討不同藥劑系統於酸洗黃煙治理之應用特性與實務可行性，作為後續高效率酸洗尾氣控制技術開發之參考。

1. 使用氧化劑搭配濕式洗滌系統來進行脫硝製程部分

PID 酸洗製造作業程序的製程尾氣成分的分析結果顯示，酸洗作業製程所排放的廢氣組成主要為一氧化氮(NO)與二氧化氮(NO₂)，其中NO的濃度明顯高於NO₂，約3至4倍。這是由於NO在水中的溶解度更低，因此難以直接以濕式洗滌吸收方式去除，所以需先經過氧化反應轉化為水中溶解度較高的NO₂ (Ji et al., 2018)。實務上可採用如過氧化氫(H₂O₂)等氧化劑，然後製程再搭配濕式洗滌系統，以達到去除酸性氣體的效果。然而，NO氧化反應本身速率不高，需輔助含有過渡金屬的催化劑來提升反應速率，導致設備運行與維護成本上升(Guo et al., 2011)。

另一方面，ClO₂為另一種具高選擇性的氧化劑，即便在存在其它干擾氣體的條件下亦能維持穩定氧化效率。使用NaClO₂或NaClO進行氧化時，系統必須嚴格控制溶液的pH、溫度與流體流量以維持反應活性，其中NaClO的氧化效果相對較弱(Hao et al., 2017)。

相較之下，也有學者研究使用臭氧(O₃)來提高NO的氧化速率，O₃具備極高的氧化反應速率及選擇性，並適用於廣泛的操作溫度，目前廣泛應用於工業廢氣的淨化與減排技術中。O₃能有效將NO轉化為NO₂，而其與NO之摩爾比對氧化路徑具有決定性影響(Li et al., 2015)。當O₃/NO摩爾比小於1時，反應主要生成NO₂；當比例大於1時，則可能形成NO₂與N₂O₅等複合產物。Zou et al. (2019)的研究指出，在O₃與NO的摩爾比為1.8的條件下，NOₓ (NO+NO₂) 的總體去除率可達96.5%。綜合整理不同氧化劑的優缺點如表1所示。

表1、不同氧化劑的優缺點比較

2. 使用還原劑搭配濕式洗滌系統來進行脫硝製程部分

另一種有效去除NOₓ的方法為使用還原劑將其還原為氮氣(N₂)。此法可透過溶液中加入還原劑，將NO₂轉化為無害氣體N₂，常見藥劑包括亞硫酸鈉(Na₂SO₃)與硫化鈉(Na₂S) (Mok and Lee, 2006)。在溶液中加入亞硫酸根(SO₃²⁻)可提供還原能力，促進NO₂向較穩定的亞硝酸鹽(NO²⁻)方向轉化，典型反應可概念化為：

NO₂ + SO₃²⁻ → NO²⁻ + SO₄²⁻

此反應可迅速消耗液相中的NO₂ / HNO₂，降低界面濃度，進而提升氣液質傳效率，並抑制HNO₂分解所導致的NO再逸散。硫代硫酸根(S₂O₃²⁻)在實務上常作為「還原緩衝」與「ORP穩定劑」：一方面可延緩ORP向氧化方向漂移，另一方面可抑制部分不利副反應，硫代硫酸鹽系統可協助提升系統還原穩定性與吸收效率，對於高波動濃度條件下之脫硝操作具有一定改善效果。此亦解釋為何在相同L/G下，加入sulfite/thiosulfate系統後，可明顯提升NOₓ去除效率與系統穩定性。

Kim et al. (2018)於韓國某半導體工廠實驗結果顯示，在液氣比5 L/m³的條件下，使用Na2S可達到超過90%的NOₓ去除效率，顯著優於Na₂SO₃需至15 L/m³方能達到約80%的表現，如圖1所示。

圖1、不同還原劑下NOₓ去除效率隨氣液比變化的變動(Kim et al., 2018)

雖然硫化鈉(Na₂S)在去除二氧化氮(NO₂)方面表現出高度效率，但研究亦指出，其最佳運作條件需維持在pH值高於10的鹼性環境中，才能確保反應的穩定性與處理效能。一旦系統pH下降至10以下，將會促使硫化氫(H₂S)逸出，不僅影響處理效果，亦對作業安全與周遭環境構成潛在風險，如圖2所示。不同還原劑的優缺點比較如表2所示。

然而，單一測站之回推結果通常僅能判斷污染物可能來自的方向，尚無法精確定位污染源。因此，智慧圍籬系統會同步整合多個監測站之分析結果，進行交叉比對。例如，不同站點在相近時間內均偵測到污染濃度升高時，系統便可分別依各站當下風場條件進行逆軌跡回推。當多條逆推路徑於特定區域產生交會時，即代表該區域極可能為污染來源位置。此種分析方式類似於「三角定位」原理，可透過多點資訊逐步縮小污染源範圍，提升污染溯源之準確性。

此外，系統亦可結合污染濃度高低變化進一步判讀污染源特性。例如，若某測站濃度峰值明顯高於其他站點，且出現時間較早，則代表該站可能更接近污染源；反之，若濃度較低且到達時間較晚，則可能屬於污染羽流擴散後之下風區域。透過多站點濃度變化、時間序列與風場資訊之綜合分析，系統可建立污染事件之時空傳輸過程，協助快速掌握污染物擴散方向與可能來源。

最後，系統會將分析結果呈現於圖台介面，並針對疑似污染熱區進行精準定位，同時可透過 LINE、Email 或平台儀表板等方式發送告警通知，協助管理單位即時掌握異常排放情形。整體而言，智慧圍籬系統可提供 24 小時連續監測、多點聯防與污染快速定位等功能，不僅有助於提升空氣污染事件之掌握效率，亦可作為後續環境稽查與污染管制之重要參考依據。

圖2、將Na₂S加入濕式洗滌器，H₂S產生量和pH值的變化(Kim et al., 2018)

表2、不同還原劑的優缺點比較

3. 不同還原劑濃度對於去除不同NO₂的濃度的效應

本團隊測試比較不同吸收劑系統對於NO₂的去除效率是否有濃度效應現象，實驗結果從圖中可知，不同吸收劑系統均呈現去除效率隨NO₂入口濃度增加而下降之濃度效應。僅使用吸收劑NaOH效率低且衰減明顯；低濃度還原劑系統維持約55%但仍緩降；高濃度還原劑系統可維持約70%，顯示提高還原劑濃度可鈍化濃度效應（如圖3）。惟濃度過高亦將增加藥耗與成本，需在效率需求與成本間取得平衡。

圖3、不同還原劑濃度對於去除不同NO₂的濃度的效應（廣泰環境科技，2025）

綜上所述，金屬酸洗製程所產生之黃煙廢氣，因含有高濃度NO與NO₂等氮氧化物，不僅具腐蝕性與刺激性，亦可能造成空氣污染及職業暴露風險，因此建立高效率且穩定之脫硝與黃煙控制技術，已成為目前金屬表面處理與高科技製程的重要環保課題。本研究彙整目前常見氧化劑與還原劑搭配濕式洗滌系統之脫硝技術特性，結果顯示，不同技術各具優缺點。氧化法可有效提升NO氧化為較易吸收之NO₂，其中臭氧(O₃)具備高氧化效率與快速反應特性，可顯著提升NOₓ整體去除效率；然而其操作上仍須考量臭氧投加量、氧化副產物生成及設備成本等問題。另一方面，還原法則可藉由亞硫酸鹽或硫化物等藥劑，降低液相NO₂濃度並提升氣液傳質驅動力，其中Na₂S雖具較高脫硝效率，但須維持高pH環境以避免H₂S逸散風險，因此實務操作安全性與系統穩定性亦為重要考量。

本研究進一步比較不同還原劑濃度對NO₂去除效率之影響，結果顯示所有系統皆存在明顯濃度效應，即隨NO₂入口濃度提升，去除效率呈下降趨勢。然而添加還原劑後，可有效降低效率衰減程度，較高濃度還原劑系統具有較佳NO₂去除穩定性與濃度耐受能力，顯示提高還原劑濃度確實有助於提升系統緩衝能力與穩定性。研究結果亦指出，單純使用NaOH吸收之脫硝效率有限，顯示傳統濕式洗滌系統若未搭配氧化或還原機制，難以有效處理高濃度NO₂形成的黃煙污染。

因此，未來酸洗黃煙控制技術發展方向，應朝向複合技術進行，亦建議導入即時ORP、pH與NOₓ濃度監測系統，建立智慧化藥劑控制與操作管理機制，以降低藥耗與提升系統穩定性。未來研究，除應持續探討不同氧化還原藥劑間之協同反應機制外，也建議進一步評估不同L/G條件、停留時間、溫度與多污染物共存情境下之處理效能與副產物生成特性，並結合實廠長期操作驗證與經濟評估分析，以建立兼具高效率、低成本與高安全性之酸洗黃煙治理技術，作為未來相關產業污染防制與淨零減排之重要參考依據。

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