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以稻草合成高效能碳濾材運用於油煙控制之研究

為了解決高壓油管規格的問題，作者魏合陞 這樣論述：

研究目的：台灣土地面積狹小，居住人口密度高，家戶數量眾多之處亦有許多小型餐館、攤販林立於其中，而大多數業者及家戶受限於空間、經濟、技術等因素未於排油煙管道裝設處理設備，造成許多空氣汙染物無法有效地被捕集，進而散逸於社區中影響民眾健康並造成陳情、糾紛不斷。除此之外，在台灣，每年均有大量的農業廢棄物產生，因分解不易，故早期農民大多將其露天焚燒，既可以殺死病蟲害，也能夠增加土壤鉀肥，不過焚燒稻草對溫室氣體及懸浮微粒的貢獻龐大，廢氣亦容易飄散至住家或影響高速公路行車安全，近年來政府雖有明文禁止農民露天燃燒農業廢棄物，但因政府配套措施不足及清運成本高昂，舊有的習慣仍難以完全根除。因此本研究透過將廢棄稻

稈改質為小型碳濾網，期望於改善社區空氣品質的同時，亦為農廢帶來更多運用價值。研究方法：本研究將收集而來的廢稻稈以稀硫酸與高壓滅菌釜結合進行糖化，後利用水熱碳化法將糖類轉化為碳，並塗覆於鋼絲絨之上，製成碳濾網。後續以廢稻稈改質而成的碳濾網結合負離子產生器於實驗室模場中進行油煙汙染物的去除實驗；以電磁爐加熱市售大豆油至穩定發煙點後依序監測產生源及濾網後端之微粒數、總揮發性有機物等數值，並以吸附管採集氣態醛類樣品，後運用高效液相層析完成汙染物的定性及定量分析；重複進行實驗並以改變抽風速率(0.3m/s、0.6m/s、0.9m/s)測試除汙系統之效能；最終透過採樣數據探討不同風速下模場內的汙染物分布及

安裝設備前後之差異。研究結果：模場內的微粒粒徑分佈集中於100-400nm之間，且主要粒徑分佈隨風速降低而略為增加；總揮發性有機化合物之濃度亦與風速呈現反比，在0.3m/s、0.6 m/s、0.9 m/s的風速條件下，產生源的平均濃度分別為32.023、 21.277、 14.458ppm；氣態醛酮類則在0.6 m/s以下的風速未呈現出明顯差距，唯風速於0.9 m/s時，總排放量減少約兩成。在不同的風速條件下，僅使用空白鋼絲絨濾網之微粒去除率可達28.85%-45.44%，僅適用含碳之鋼絲絨濾網之微粒去除率可達52.91%-60.37%，而開啟負離子產生器則可增加10%-25%的微粒去除效率，

增益效果顯著；總揮發性有機化合物在僅使用空白鋼絲絨濾網之微粒去除率可達27.33%-37.09%，僅適用含碳之鋼絲絨濾網之微粒去除率可達57.18%-74.17%，而負離子產生器的開啟僅提升約1%-5%的去除效率，並不明顯，而這樣的情況也同樣發生於醛類化合物之總去除效率，碳濾網結合負離子之去除效率落在58.96%-72.02%之間。結論：使用碳濾網搭配負離子產生器最高可去除78.67%的微粒、78.78%的總揮發性有機氣體及72.02%的氣態醛類化合物；在所有風速條件中，以0.6m/s以下之風速有較良好的去除效果，此與污染物與濾網作用的時間有關；負離子對於微粒之去除率有良好的增益效果，但卻無法

同樣作用於有機汙染物，原因為負離子對於有機物的反應係數極低。由以上結果可以得知本系統確實可去除油煙中大部分的汙染物，使用時，建議將本系統裝設於排油管道之末端，以利於定期更換及避免過快的風速使系統之去除效果不彰。