第四章 結果與討論
4.7 成本效益分析表
表 4-9 與表 4-10 為中孔洞顆粒 SBA-15-0.01、SBA-15-0.02、
WP-Nano-0.01、WP-Nano-0.02 及 MCM-41 之試藥級和工業級成本比 較 。 由 結 果 發 現 ， SBA-15-0.01 、 SBA-15-0.02 、 WP-Nano-0.01 、 WP-Nano-0.02 及 MCM-41 在單位公克中孔洞材料進行二氧化碳吸附 後其飽和吸附量分別為 58、61、52、80 與 71(mg CO2/ g adsorbent)。
然而，本研究之研究重心在於對環境友善及富含經濟效益之考量前提 下，進行化學品之成本估算。
MCM-41 雖然在二氧化碳吸附量上相對於其他中孔洞材料有相當 之吸附效果，但由於矽烷基化學品與烷基類界面活性劑價格昂貴，使 其合成成本初估大約 32 (NTD/g adsorbent)、相對使用價格較便宜之中 性界面活性劑合成之 SBA-15-0.01(9.1 NTD/g adsorbent)氧化矽材高出 約四倍之成本，及相較於使用較高 P123/Si 莫耳係數比 0.02 合成之 SBA-15-0.02 氧化矽材料高出約二點六倍之成本；此外，由於環境因 素及廢棄物再利用之考量，本研究使用 TFT-LCD 光電面板廠之二氧 化矽粉末廢棄物在萃取處理後取得之無機矽源，將其應用在與中性界 面 活 性 劑 之 中 孔 洞 無 機 模 板 - 有 機 矽 源 合 成 反 應 中 ， 使 其 WP-Nano-0.02 材 料 合 成 成 本 可 更 進 一 步 降 低 至 7.69 (NTD/g adsorbent)，為 SBA-15-0.02 的 60 %，MCM-41 的 24.6 %。
進一步的在 WP-Nano 材料合成上做成本減省之考量，因為 NaOH 為材料合成成本中占約 50%之花費，所以若使用工業級氫氧化鈉大量 取代萃取過程中所需之試藥級之氫氧化鈉，預估可大幅降低成本，使 WP-Nano-0.01 之氧化矽材料成本可降低至 1.3 (NTD/g adsorbent)，由 表 4-9 和表 4-10 可知為試藥級 WP-Nano-0.01 成本之 21 %，MCM-41
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的 4.2 %；而在 WP-Nano-0.02 合成上氧化矽材料成本可降低至 2.5 (NTD/g adsorbent)，為試藥級 WP-Nano-0.02 成本之 32.5 %，更為 MCM-41 的 8 %。
而結合材料處理二氧化碳成本部分，SBA-15-0.01、SBA-15-0.02、
WP-Nano-0.01、WP-Nano-0.02 及 MCM-41 分別花費為 0.15、0.21、
0.12、0.096 與 0.44 ( NTD / mg CO2)，相對使用廢棄粉末合成出來之 WP-Nano-0.02 材料，單位二氧化碳處理量所需花費之化學材料成本 只有 SBA-15-0.02 的 46 %，更只有 MCM-41 的 21 %。但是在表 4-10 中 以 工 業 級 價 錢 估 算 處 理 二 氧 化 碳 成 本 部 分 ， SBA-15-0.01 、 SBA-15-0.02、WP-Nano-0.01 及 WP-Nano-0.02 分別花費為 0.046、
0.088、0.025 與 0.0312 ( NTD / mg CO2)，此時則以 WP-Nano-0.01 有 最低二氧化碳吸附成本，主要原因為中性界面活性劑為以廢棄物合成 中孔洞材料之主要成本考量，但工業級包裝目前只為 20 L，未能大幅 降低成本，導致工業級成本估算中 WP-Nano-0.02 低於 WP-Nano-0.01 單位二氧化碳吸附處理成本，未來如能再尋得更大包裝之工業級界面 活性劑，相信能大幅降低 WP-Nano-0.02 合成材料之成本。而無論以 試藥級或是工業級進行成本考量，此初步實驗為僅單次吸附所估算之 吸附量對價錢之估算，未來如能進行材料重複吸附之測試，相信將能 更大幅降低材料成本。
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Chemical Cost of One Batch (NTD)
Si Surfactant H2SO4 NaOH
WP-Nano-0.01 TFT-LCD waste
powder 436 12.5 - 3.36(24.5 %) 3.325(24.2 %) 7.008(51 %) 2.26 52 6.06 0.117
WP-Nano-0.02 TFT-LCD waste
powder 661 9.1 - 7.05(40.5 %) 3.325(19 %) 7.008(40.5 %) 2.26 80 7.69 0.096
a consider only one CO2 adsorption cycle. This is the cost of mesoporous material not concluding amine.
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Chemical Cost of One Batch (NTD)
Si Surfactant H2SO4 NaOH
WP-Nano-0.01 TFT-LCD waste
powder 436 12.5 - 2.47(84 %) 0.222(8 %) 0.234(8 %) 2.26 52 1.30 0.025
WP-Nano-0.02 TFT-LCD waste
powder 661 9.1 - 5.19(92 %) 0.222(4 %) 0.234(4 %) 2.26 80 2.50 0.0312
a consider only one CO2 adsorption cycle. This is the cost of mesoporous material not concluding amine.
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圖 4-16 相對中孔洞吸附材價錢成本
表 4-11 藥品單價表
藥品名 容量 單價
工業級
NaOH 25kg 0.02 NT/g
H2SO4 30kg 0.03 NT/g
P123 20.36kg 2.46 NT/g
Sodium Silicate Na2Si3O7 30kg 0.05 NT/g
試藥級
NaOH 500g 0.6 NT/g
H2SO4 1000ml 0.5 NT/ml
P123 1018g 3.34 NT/g
Sodium Silicate Na2Si3O7 1390g 1.29 NT/g
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