木質材料在石化原料及能源材料轉換之開發應用

「木質材料在石化原料及能源材料轉換之開發應用」之中文摘要： 一、「木質材料之氣化能源回收利用(2)」： 本計畫今年度之目標主要為建立氣化爐焦油取樣檢測系統與方法，進行焦油轉換程序。試驗結果顯示，焦油含量隨ER值及操作溫度的增加而降低。添加50%牡蠣殼粉作為床砂，結果發現可有效將氣化杉木的合成氣焦油含量降低至2.53 g/m3（除焦效率為79.10%），由此可見牡蠣殼粉對於合成氣去除焦油具有很好的活性。另外掛堇青石觸媒反應器，在相同的條件下，焦油含量降至0.05 g/Nm3，除焦效率達99.6%以上，顯示外掛之觸媒反應器有助於焦油之去除與轉換。 二、「木質材料之熱解及其產物應用於生質燃料及化學品之研究(2)」： 本試驗探討木焦油作為生質燃料油之可行性，試驗結果發現，木焦油之黏度、比重、含水率、酸價均以相思樹大於柳杉者，其中黏度及比重且均會經時而增加，依序為50℃封閉、室溫開放及室溫封閉等儲存條件者。含水率經時均以室溫開放及封閉者含水率些微增加，50℃封閉者則略為減少。酸價經時室溫開放及50℃封閉者則均降低。又FTIR光譜及熱值，在各種儲存條件下，經時並未改變。而柳杉焦油之熱值高於相思樹，但均低於燃料油，兩種焦油均較燃料油易燃燒，相思樹焦油可直接燃燒使用，柳杉焦油則以和燃料油混合50/50者最佳。 三、「木質材料溶劑液化產製合成樹脂原料及開發高分子材料(2)」： 本研究將柳杉木材以酚或酚/間苯二酚混合液為溶劑進行液化處理，探討其應用於RF樹脂及Epoxy樹脂製備之可行性，由結果得知，RF樹脂添加酚液化柳杉或液化柳杉為基質之PF樹脂時，其膠合強度膠合強度可符合CNS 11031標準；與間苯二酚及甲醛反應可形成具常溫硬化性之共聚合樹脂。將液化木材與環氧樹脂混合並之添加TETA為架橋硬化劑具常溫硬化性，膠化所需時間較環氧樹脂縮短，DSC熱分析顯示加熱可促進常溫硬化樹脂進一步之架橋反應，利用H2SO4為催化劑之液化柳杉所調配樹脂之耐熱性優於以HCl為催化劑者。 四、「木質材料水解醱酵產製酒精(2)」： 以Cellulomonas uda所釋出之纖維分解酵素進行超微過濾膜反應器之柳杉水解試驗，結果顯示約可獲致0.58 g還原糖(產率5.8%)。另以Zymomonas mobilis進行不同葡萄糖濃度之酒精醱酵試驗，於葡萄糖濃度20 g/L可獲致最大的酒精產生效率83%。此外，另以微波消化器進行柳杉之微波水解預處理，結果顯示當試樣固/液比15%，於180oC之微波30 min，可獲致較佳的還原糖產率0.302 g reducing sugar/g sample。 五、「木質材料產製生物可分解性聚乳酸高分子材料之研究(2)」： 六、「種子油製造生質柴油之開發應用(2)」： 本研究係桐油及無患子油製造生質柴油，得知，油醇比皆以1：6最佳。催化劑的最佳添加量，桐油者KOH 1%、沸石20%及脂肪酶(Novozym 435)4%，而無患子者KOH 2.25%、沸石23%。最佳反應溫度與反應時間，KOH者為65℃與30min，沸石者為210℃，4h。酸催化劑與有機鈦催化劑兩者反應缺點多及轉酯率低，故較不適宜做為桐油與無患子油轉酯化的催化劑。二種油脂以KOH為催化劑所得生質柴油之含酯率皆達CNS規定之96.5%以上。 七、「國產木質顆粒燃料研發與應用(2)」： 本研究主要利用國內的木質廢棄物研製易於運送與儲存的木質顆粒型燃料，以替代部分的石化燃料使用，降低國內的二氧化碳排放。方法係先將木質廢料研磨成木粉，並加入其他的農業廢棄物，以提高成型顆粒的強度與熱值，並擴大生質能源的原料來源。而成型設備則採用現有的工業用造粒機與實驗室專用成型模具進行，以明瞭成型條件對木質顆粒燃料的影響。並研究改進成型機效能的條件。本計畫將能提高木質廢棄物的利用效能，若能以木質顆粒燃料作為替代能源，將可減少二氧化碳排放。未來也可提升國內木質顆粒燃料品質、製造技術與促進相關產業發展。