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來訪人數: 0924623 2014/09/19
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負責人資訊
姓名: 王榮基  教授
電話: (02)2592-5252#2561#124
信箱: rcwang@ttu.edu.tw
學經歷:
  • 美國 Lamar University 化學工程 博士 (1982/9 至 1986/8)
  • 美國 Texas Tech University 化學工程 碩士 (1979/9 至 1981/8)
  • 大同工學院 化學工程學系 學士 (1973/9 至 1977/6)
  • 大同大學 化學工程學系 教授 (2000/8 至 今)
  • 大同工學院 化學工程學系 副教授 (1986/9 至 2000/7)
  • 大同工學院 化學工程學系 講師 (1981/9 至 1982/7)
  • 大同工學院 化學工程學系 助教 (1977/7 至 1979/7)
  • 學術專長:

    流體化技術、化學反應工程、熱傳送

    個人資訊: http://tchinfo.ttu.edu.tw/tchinfo.php?id=rcwang
    研究室資訊
    研究室: 流體化技術研究室
    研究領域:
    (1)為了減少由燃燒系統所排放CO2,以氧化鈣為主的吸附劑已被研究。本實驗以東台灣地區之國產石灰石在流體化床體實驗,探討/碳化循環作用下吸附CO2之能力,藉由添加水蒸氣或含水汽化處理以強化石灰石去除CO2之能力也將進行實驗參數包括吸附劑粒子大小碳化溫度碳化時間等並由實驗數據與所經驗式比較捕捉CO2能力之差異性,而且求出不同操作條件下石灰石在/碳化反應速率之動力數據。
     
    (2)本研究主要探討將Zinc Ferrite/TiO2固定在粒狀活性碳(GAC)上,操作在流體化床內作光催化反應。藉由添加能隙較低的半導體改質二氧化鈦達到能在可見光下進行實驗。Zinc Ferrite/TiO2sol-gel方法來製備,主要藥品為Titanium n-butoxide,配製後放入震盪器經過12小時反應,再經過不同的溫度煅燒而得。由XRDSEMEDSDRS的分析中證實,粒狀活性碳上有尖晶石的鐵酸鋅(spinel zinc ferrite)anatase晶相的TiO2存在,且分佈在粒狀活性碳的表面上。光催化反應是以酸性染料當有機污染物作為分解對象。使用一個圓柱型壓克力流體化床反應器進行分解反應,燈源為150 WCDM-T燈管,以進行可見光光催化反應。
      實驗結果顯示,含Zinc Ferrite/TiO2的粒狀活性碳觸媒在可見光下高於粒狀活性碳的吸附效率。實驗操作的變數包括:含光觸媒之活性碳粒徑、酸性染料起始濃度、與光觸媒活性碳的添加量。光催化反應經由擬一階動力式表示出反應常數隨著染料起始濃度與觸媒粒徑增加而減小;隨著光觸媒活性碳的添加量增加而上升。
    (3)本研究使用甘蔗渣為燃料,以流體化床氣化含觸媒甘蔗渣之實驗探討。實驗是在一直徑90毫米的床體內進行,於不同操作條件下,包括進料溫度,水蒸氣/甘蔗渣比,空氣因子,甘蔗渣粒子大小以及含浸觸媒濃度及種類,探討對於生成氣體組成,碳轉化率,氣體熱值,氣體產率以及能量回收效率之影響。由實驗結果發現,氣體產物如氫氣與二氧化碳會隨著進料溫度及水蒸氣/甘蔗渣比上升而增加,一氧化碳則反之。當增加空氣因子,則二氧化碳上升,但氫氣與一氧化碳會減少。碳轉化率,氣體產率及能量回收效率會隨著進料溫度,水蒸氣/甘蔗渣比及空氣因子上升而增加,氣體熱值則反之。當增加蔗渣粒子大小,則碳轉化率,氣體熱值,氣體產率及能量回收效率會隨之減少;而氣體組成並無影響。氣化含觸媒甘蔗渣時,氣體熱值會較不含觸媒甘蔗渣時為高。在本研究中,就甘蔗渣催化氣化反應來說,含浸10%ZnCl2水溶液有最好的催化效果。
     
    (1999年以前之研究領域如下所述:) 
    1.
    流體化床焚化以捕獲污泥內微量重金屬之研究: (J. Chem. Eng. Japan, Vol. 31, No.6, 1998)
    主要探討流體化床焚化爐來焚化含微量重金屬之映管公司污泥,藉由吸附劑來捕獲污泥內鉛、鋅及鎘等重金屬。實驗是在一直徑90毫米的流體化床焚化爐內,利用吸附劑(包括石灰石、氧化鋁、矽砂及膠質黏土)於不同的操作條件:包括床溫、吸附劑及污泥量比、空氣流量和焚化時間等進行之。分析方法為先將樣品(包括污染、吸附劑底灰及旋風集塵器收集之飛灰)經酸解消化後,利用原子吸收光度計量測焚化前後之樣品重金屬含量。由實驗結果顯示,焚化確可利用加入吸附劑以捕獲污泥內重金屬,並因化學變化而與重金屬生成新物質,其中以氧化鋁吸附劑捕獲重金屬之能力最好;整體而言,焚化後之減積效果在40%以下。且經SEM 分析污泥之成份後,發現取自映管公司之污泥焚化後主要為無機物質。
    2.雙成份/參成份粒子混合物在多噴流床流力行為之研究: (J. Chin. Inst. Chem. Engrs.,1998, revised)
    使用兩種或參種不同大小與密度的粒子混合物在內含一個、兩個與四個噴室(cell)的壓克力製噴流床體(spouted bed)中探討粒子的流力行為。實驗結果發現,最小噴流速度(minimum spouting velocity)、最大床壓差(peak pressure drop)、噴流床壓差(spouting pressure drop)、移動床壓差(moving pressure drop)不受噴室個數多寡影響。在各噴室不均勻進氣的條件下,最小噴流速度會比均勻進氣時較大。不論單一或多噴流床中,最小噴流速度隨著粒子床高、粒子大小、粒子密度以及氣體入口直徑的變大而增加。移動床壓差與噴流床壓差成正比,其斜率為1.09。並且提出用以預測兩種與參種粒子混合的最小噴流速度之經驗式,其估算值與實驗數據的平均誤差分別為2.59%2.61%
    3.液固流體化床應用在活性碳吸附有機化合物之研究:
    (1) 雙成份酚類在粒狀活性碳上之競爭吸附: (J. Chin. Inst. Chem. Engrs., Vol. 28, pp.185-195, 1997)¾代表作
    本研究乃探討粒狀活性碳吸附對硝基酚/酚,對氯酚/酚及對氯酚/對硝基酚的吸附平衡實驗以評估活性碳的吸附能力以及相關吸附平衡模式如Langmuir競爭吸附模式,extended three-parameter吸附模式,理想吸附溶液理論(IAS) 及其修正模式(MIAS)之適用性。由實驗結果得知雙成份酚類在活性碳上之吸附平衡會受到相當顯著的相互干擾;理想吸附溶液理論模式可適用於本實驗之雙成份酚類競爭吸附,而其修正模式可以減少實驗值與計算值之誤差。活性碳吸附能力之了解可提供正確的雙成份吸附平衡行為,作為設計活性碳吸附床體去除廢水中酚類污染物之基礎。
    (2) 液固流體化床應用在粒狀活性碳吸附之床體模式: (J. Chem. Tech. Biotechnol., Vol. 68, pp187-194, 1997)
    在液固流體化床中,實驗探討使用粒狀活性碳吸附酚、對氯酚及對硝基酚。活性碳粒子大小(0.937, 1.524mm),液體流率(1.2, 2.0, 4.0, dm3 min-1),起始酚濃度(1.12×10-4, 5.88×10-4, mol dm-3)和活性碳質量(75, 150, 300g)等因素之影響已被研究。吸附平衡的實驗數據以已知單成份吸附平衡模式加以分析,以了解活性碳吸附的特性。並提出一床體模式考慮外部質傳、表面吸附平衡和內部質傳求得床體之貫穿曲線再與實驗數據作一比較。在使用Langmuir吸附平衡模式時,此床體模式與實驗數據相當吻合,可以作為設計床體與相關參數如外在與內在質傳係數之探討。
    4.氣固流體化床不同粒子混合/分離之研究:
    (1) 參種不同粒子之混合/分離研究:(Can. J. Chem. Eng., Vol. 73, pp.793-799, 1995)
    在不同操作條件下(如粒子組成分率,操作時間,床體高度,粒子形狀等)進行粒子之混合/分離形態之研究。實驗結果與混合指數及轉折速度相關式作一比較。並且提出一包含不同大小,密度之參種粒子所定義之新混合指數即I=Umf rR2.3;並得到另一轉折速度相關式如下所示,與實驗結果比較誤差在15%以內。
     UTO=0.329 Umfc 0.494 IP0.068
    (2) 分散板之影響:(J. Chin. Inst. Chem. Engrs., Vol. 25, pp.23-33, 1994) 以多孔式及穿孔式分散板探討兩種不同粒子在床內分佈。實驗結果顯示分散板孔徑比對於床內兩種粒子之混合度有顯著之影響。在相同操作條件下,低開孔比或孔數少之穿孔板可以得到較好之粒子混合。當開口比一樣時,在某一氣體流速下,較大孔徑之穿孔板可以促進粒子混合;粒子混合不僅隨氣泡大小,也隨分散板上噴氣現象而有影響。
    5.氣固流體化床”格柵區”熱傳研究:(Can. J. Chem. Eng., Vol. 73, pp.66-72, 1995)
    (1) 在定性上,格柵區之熱傳特性不同於氣泡區,較高之噴氣速度或噴氣相面積會有較高之熱傳係數。
    (2) 於格柵區內之每一相,即噴氣相、乳化相與靜滯相之平行管熱傳行為作一探討,以獲得各相熱傳係數之相關式。
    (3) 提出格柵區熱傳模式,以說明熱傳管在此區下之熱傳現象,與實驗數據比較,平均誤差在25%以內。並由實驗數據,獲得格柵區內之熱傳係數相關式,適用於床體熱傳管設計上。
    6.氣固流體化床 “自由區” 熱傳研究:(J. Chin. Inst. Chem. Engrs., Vol. 24, pp.47-51, 1993)
    由所得之實驗結果,與文獻所提之各種模式作一比較,確認氣泡區內之熱傳行為對於自由區中熱傳管之熱傳係數有顯著之影響,可以一簡單之時間分率來表示;並提出一自由區之熱傳係數相關式。
    研究室簡介:
    研究室成員:
    碩士生
    研  二:魏聿宣、陳柏村
    研  一:鄭豐文、莊王吉
    主要儀器設備:
    1電熱式全自動蒸氣鍋爐(8kg/h, 正浚機械工業有限公司)
    2分光光度計(Jasco V-560)
    3氣相色層分析儀China Chromatography 8900, 中國層析)
    研究室活動: