ในกระบวนการเผาไหม้เชื้อเพลิงนั้น ต้องทำให้เกิดปฏิกิริยาที่ดีและได้การเผาไหม้ที่สมบูรณ์หรือเกือบสมบูรณ์
เทคโนโลยีการเผาไหม้ในออกซิเจน
(Oxyfuel Combustion)
ธนกร ณ พัทลุง
ในกระบวนการเผาไหม้เชื้อเพลิงนั้น ต้องทำให้เกิดปฏิกิริยาที่ดีและได้การเผาไหม้ที่สมบูรณ์หรือเกือบสมบูรณ์ และความท้าทายอีกประการหนึ่งคือการปรับปรุงการควบคุมของกระบวนการเผาไหม้โดยรูปแบบใหม่ ๆ ซึ่งช่วยให้ประสิทธิภาพเชิงความร้อนดีขึ้น ลดการใช้พลังงานและรวมทั้งปลดปล่อยมลพิษลดลง
ในการสนองความความท้าทายเหล่านี้นั้น คือการเผาไหม้ในออกซิเจน (Oxyfuel Combustion) แทนการเผาไหม้ในอากาศ ซึ่งคือการเผาไหม้เชื้อเพลิงโดยออกซิเจนโดยตรงหรือที่เรียกว่า ออกซิเจนดิบเป็นออกซิเจนบริสุทธิ์ 90% โดยประมาณ แทนอากาศโดยทั่วไปที่ใช้กันอยู่ ซึ่งการเผาไหม้ในออกซิเจนรุนแรงกว่าการเผาไหม้ในอากาศ (Air-fuel Combustion)
และกระบวนการเผาไหม้ในออกซิเจน (Oxyfuel Combustion)หมายถึงเทคโนโลยีที่ทำให้เกิดการเผาไหม้เชื้อเพลิงโดยที่ใช้ก๊าซออกซิเจนบริสุทธ์ 90% โดยประมาณ (Industrial Grade) โดยความแตกต่างเมื่อเทียบกับอากาศทั่วไปคือ อากาศนั้นจะมีออกซิเจนเพียง 21% ซึ่งก็แค่เพียงปริมาณออกซิเจนเป็นสำคัญที่เป็นสิ่งที่จำเป็นและต้องการจากอากาศเพื่อใช้ในการเผาไหม้เชื้อเพลิงต่าง ๆ
การเผาไหม้และการเผาไหม้ในอากาศ (Air-fuel Combustion)
1. การเผาไหม้ (Combustion)
การเผาไหม้ คือ ปฏิกิริยาเคมีชนิดหนึ่งที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วระหว่างออกซิเจนกับสารเผาไหม้ได้ (Combustible Element) ของเชื้อเพลิงชนิดหนึ่ง ๆ ซึ่งสารเผาไหม้ได้หลัก 3 ตัว คือ คาร์บอน (C), ไฮโดรเจน (H) และ ซัลเฟอร์ (S) แล้วจะปลดปล่อยพลังงานความร้อนออกมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงทางเคมีซึ่งเป็นการรวมตัวของออกซิเจนเข้ากับคาร์บอน ไฮโดรเจนและซัลเฟอร์เกิดสารประกอบใหม่คือ คาร์บอนไดออกไซด์ ไอน้ำและซัลเฟอร์ไดออกไซด์
ปฏิกิริยาออกซิเดชั่นของคาร์บอนจะช้าที่สุดและเกิดยากกว่าของไฮโดรเจนและกำมะถันจุดติดไฟ คือ 407 oC โดยปกติในการเผาไหม้โดยทั่วไปมักจะสมมุติว่าไฮโดรเจนและกำมะถัน จะเผาไหม้หมดก่อนคาร์บอน ซึ่งจะค่อย ๆ ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในขั้นแรกเกิดเป็นคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) จากนั้นจึงรวมตัวกับออกซิเจนต่อไปอีกกลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ ฉะนั้นในการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงแข็ง ถ้าปฏิกิริยาเกิดไม่สมบูรณ์ ท้ายที่สุดจะสมมุติว่าองค์ประกอบที่เหลืออยู่ก็คือคาร์บอนที่ยังไม่ถูกเผาไปอย่างเดียว
เชื้อเพลิงนั้นมีองค์ประกอบส่วนใหญ่ คือ คาร์บอนคงที่ ฉะนั้น เมื่อเผาไหม้สารระเหยง่ายและกำมะถันจะทำปฏิกิริยาไปจนหมดก่อน เหลือคาร์บอนเผาไหม้ไปเรื่อย ๆ จะถึงจุดสมบูรณ์หรือไม่ขึ้นกับปริมาณอากาศและเวลาทำปฏิกิริยาโดยทั่วไปมักพบว่ามีส่วนของคาร์บอนหลงเหลืออยู่กับขี้เถ้าด้วยเสมอ
ตัวอย่างปฏิกิริยาการเผาไหม้และพลังงานความร้อนที่ปล่อยออกมาของสารที่อยู่ในเชื้อเพลิงโดยทั่ว ๆ ไป มีดังต่อไปนี้
C + O2 CO2 + 8,083 kcal/kg ของคาร์บอน
C + 1/2O2 CO + 2,450 kcal/kg ของคาร์บอน
CO + 1/2O2 CO2 + 2,414 kcal/kg ของ CO
H2 + 1/2O2 H2O (ไอน้ำ) + 28,800 kcal/kg ของ H2
H2 + 1/2O2 H2O + 34,150 kcal/kg ของ H2
S + O2 SO2 + 2,500 kcal/kg ของกำมะถัน
2. การเผาไหม้ในอากาศ (Air-fuel Combustion)
การเผาไหม้อย่างสมบูรณ์ของเชื้อเพลิงจะเกิดขึ้นได้เมื่อมีปริมาณของออกซิเจนหรืออากาศเพียงพอที่จะทำให้สารในเชื้อเพลิงเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นกับออกซิเจนได้จนหมดสิ้นพอดี ปริมาณอากาศดังกล่าวเรียกว่า ปริมาณอากาศทางทฤษฎี อัตราส่วนระหว่างมวลของอากาศทางทฤษฎีกับมวลเชื้อเพลิง เรียกว่า Stoichiometric Ratio
ในการเผาไหม้เชื้อเพลิงส่วนใหญ่ของการใช้งานจะไม่ใช้ออกซิเจนล้วน ๆ เพราะสิ้นเปลือง โดยทั่วไปจึงใช้อากาศซึ่งหาได้ง่ายในราคาถูกมาใช้เผาไหม้กับเชื้อเพลิงและบรรยากาศของพื้นผิวโลกอากาศจะประกอบด้วยสารประกอบหลายชนิด แต่ที่เป็นตัวประกอบที่สำคัญได้แก่ ออกซิเจนกับไนโตรเจน ถ้าตัดสารประกอบอื่น ๆ ที่มีปริมาณน้อยออกไป อากาศจะประกอบด้วยดังนี้
โดยมวลอากาศ ประกอบด้วย ออกซิเจน 23% ไนโตรเจน 77%
โดยปริมาตรอากาศประกอบด้วย ออกซิเจน 21% ไนโตรเจน 79%
ตัวอย่างแสดงการหาอากาศ ในการสันดาปของ มีเทน (CH4) ให้สมบูรณ์
CH4 + 2(O2 + 79/21N2) CO2 + 2H2O + 2(79/21N2)
1 โมล 2 โมล 1 โมล 1 โมล 2 โมล
16 kg 2 (32+105.3) kg 44 kg 36 kg 210.6 kg
16 kg 274.6 kg 44 kg 36 kg 210.6 kg
จากสมการดังกล่าวข้างต้นจะสามารถคำนวณได้ว่าถ้าต้องการเผาไหม้ให้มีเทน 16 กิโลกรัม ต้องใช้มวลของอากาศ 274.6 กิโลกรัม หรือมีเทน มวล 1 กิโลกรัม ต้องใช้อากาศประมาณ 17.2 กิโลกรัม จึงจะทำให้เกิดการเผาไหม้มีเทนได้อย่างสมบูรณ์ และในการหาปริมาณของอากาศที่ใช้ในการเผาไหม้กับเชื้อเพลิง นอกจากจะหาเป็นมวลหรือน้ำหนักแล้ว ยังนิยมหาเป็นปริมาตรของอากาศ เช่น ลูกบาศก์เมตรหรือลูกบาศก์ฟุต ซึ่งก็สามารถหาได้โดยใช้ความหนาแน่นของอากาศที่มีอุณหภูมิและความดันบรรยากาศที่ต้องการ มาหารเปลี่ยนเป็นหน่วยปริมาตรของอากาศต่อมวลของเชื้อเพลิง
ในกระบวนการสันดาปเชื้อเพลิง ถ้าต้องการให้เกิดปฏิกิริยาที่ดีและได้การสันดาปที่สมบูรณ์หรือเกือบสมบูรณ์ จะต้องมีการดูแลควบคุมสภาวะการสันดาปให้เหมาะสมซึ่งจะมีปัจจัยสำคัญ 4 ประการ คือ
1. เวลาต้องนานเพียงพอ เพื่อให้เชื้อเพลิงเผาไหม้หมดโดยไม่ถูกอากาศส่วนเกินนำออกทางปล่องควันก่อนเผาไหม้
2. อุณหภูมิในการเผาไหม้ต้องสูงพอที่จะทำให้เกิดการเผาไหม้อย่างต่อเนื่อง
3. การผสมผสานระหว่างเชื้อเพลิงกับอากาศต้องอยู่ในลักษณะของการไหลผสมแบบปั่นป่วน
4. ปริมาณอากาศที่เข้ารวมเผาไหม้กับเชื้อเพลิงได้เพียงพอในทางปฏิบัติ เป็นการยาก ที่จะควบคุมสภาวะการเผา-ไหม้ของเชื้อเพลิงให้ได้ครบถ้วนทุกประการตามที่การเผาไหม้ต้องการในเตาเผาโดยทั่วไปได้ ดังนั้นเพื่อที่จะให้เกิดปฏิกิริยาการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงอย่างสมบูรณ์ จึงต้องใช้การเพิ่มปริมาณอากาศเข้าไปจนเพียงพอ ทำให้อากาศที่ใช้มากกว่าความต้องการทางทฤษฎี
อากาศส่วนที่เกินไปนี้เรียกว่า ปริมาณอากาศเกิน (Excess Air) ซึ่งมักจะบอกเป็นเปอร์เซ็นต์ของปริมาณอากาศทางทฤษฎี เช่น ถ้าใช้อากาศจริงในปริมาณ 1.5 เท่าของอากาศพอดีเผาไหม้สมบูรณ์ซึ่งคิดเป็น 150% อากาศทฤษฎี บางครั้งเรียกว่า 50% อากาศเกินพอ
การเผาไหม้ในออกซิเจน(Oxyfuel Combustion)
1. กระบวนการเผาไหม้ในออกซิเจน (Oxyfuel Combustion)
การเผาไหม้ในออกซิเจนนั้นเราจะพบเห็นได้ง่ายจากเครื่องตัดแก๊สที่ใช้ในงานตัดเหล็กทั่วไปโดยแก๊สเชื้อเพลิงอะเซทิลีน (Acetylene) กับออกซิเจนดังแสดงในรูปที่ 1
รูปที่ 1 แสดงการเผาไหม้ในออกซิเจนในเครื่องตัดแก๊สและหัวตัดแก๊ส
สำหรับระบบขนาดใหญ่ เชื้อเพลิง เช่น ถ่านหิน ฯลฯ จะถูกเผาไหม้กับออกซิเจนบริสุทธ์แทนอากาศซึ่งการเผาไหม้ในออกซิเจนจะเกิดขึ้นรุนแรงกว่าการเผาไหม้ในอากาศ เช่น มีอุณหภูมิการเผาไหม้สูงกว่า โดยออกซิเจนบริสุทธ์จะได้จากการแยกอากาศ (Air Separator Unit: ASU)
ซึ่งกระบวนการแยกอากาศ (ASU) จะผลิตออกซิเจนบริสุทธิ์โดยแยกก๊าซไนโตรเจน (N2) ออกก่อนการเผาไหม้และจะเกิดไอเสียที่ประกอบด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เป็นส่วนใหญ่ (ประมาณ 85 %) กับไอน้ำ (H2Og) และเชื้อเพลิงจะถูกเผาไหม้ในออกซิเจนและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ในบรรยากาศเท่านั้น
และมีการหมุนวนไอเสีย (Flue Gas Recycle: FGR) เพื่อควบคุมอุณหภูมิการเผาไหม้ที่สูงขึ้นเนื่องจากใช้ออกซิเจนบริสุทธ์ และต้องมีวิธีการในการจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 Compression & Storage) จากโรงไฟฟ้าถ่านหินโรงไฟฟ้าเพราะก๊าซที่ออกจากการเผาไหม้ในออกซิเจนจะตรงข้ามกับอากาศ คือมีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สูงกว่าดังกล่าวข้างต้นและแสดงในรูปที่ 2 และ 3
รูปที่ 2 แสดงไดอะแกรมกระบวนการเผาไหม้ในออกซิเจน (Oxyfuel Combustion)
รูปที่ 3 แสดงไดอะแกรมระบบการเผาไหม้เชื้อเพลิงถ่านหินในออกซิเจน (OxyCoal Combustion)
กระบวนการแยกอากาศ (Air Separator Unit: ASU) ที่ใช้กันส่วนใหญ่คือ กระบวนการทำให้อากาศเป็นของเหลว (Cryogenic Air Separation) และแยกออกซิเจนออกและเก็บในรูปของเหลวเย็นจัด (Cryogenic Liquid) ออกซิเจนสามารถกลั่นออกมาในรูปแบบของเหลวที่ไม่เย็นจัดได้โดยวิธีการเลือกใช้ตัวดูดจับบางตัวเพื่อนำออกซิเจนออกมาในรูปของก๊าซ และกระบวนการแยกอากาศ (ASU) อีกรูปแบบหนึ่งซึ่งยังไม่แพร่หลายเนื่องจากยังเป็นเทคโนโลยีของแต่ละผู้ผลิต คือกระบวนการแยกอากาศโดยการกรองด้วยเมมเบรน (Membrane) ได้แก่ วิธี Ion Transport Membrane ของบริษัท Air Products และวิธีOxygen Transfer Membrane ของบริษัท Praxair เป็นต้น
2. การผลิตออกซิเจนจากอากาศ (Cryogenic Air Separation)
กระบวนการแยกอากาศ (Cryogenic Air Separation) เริ่มต้นที่เครื่องอัดอากาศและสิ้นสุดที่ถังเก็บซึ่งถูกอัดและส่งไปยังระบบแยกความชื้น คาร์บอนไดออกไซด์ และไฮโดรคาร์บอนที่สะอาด การผลิตวิธีนี้จะนำอากาศไปเก็บในถังเก็บและขจัดสิ่งสกปรกออกก่อน
จากนั้นอากาศถูกส่งผ่านไปยังระบบแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งทำให้เย็นลงถึงเย็นจัด คือ ลดอุณหภูมิ ให้ต่ำลงจนถึงอุณหภูมิติดลบ 200 oC และเพิ่มความดันให้มากขึ้นด้วยอุณหภูมิและความดันระดับนี้ทำให้อากาศกลายสภาพจากก๊าซเป็นของเหลว เรียกว่า “อากาศเหลว” อากาศเหลวที่ได้นี้มีทั้งออกซิเจน และไนโตรเจน แต่มีจุดเดือดที่แตกต่างกัน จากจุดเดือดที่แตกต่างกันนั้นให้สามารถแยกไนโตรเจน ออกจากออกซิเจนได้ โดยการเพิ่มอุณหภูมิให้สูงขึ้น และลดความดันลงที่อุณหภูมิ -195.7 oC ก๊าซไนโตรเจนที่เป็นของเหลวอยู่จะกลายเป็นก๊าซระเหยขึ้นมาและนำไปจัดเก็บ
ฉะนั้นอากาศเหลวที่เหลืออยู่ก็จะมีเพียงออกซิเจนเหลวเท่านั้น ดังแสดงในรูปที่ 3 เมื่อลดความดันลงในขณะเดียวกันก็เพิ่มอุณหภูมิอีกประมาณ -182.6 oC ออกซิเจนเหลวก็จะกลายเป็นก๊าซระเหยขึ้นมาเมื่อนำไปจัดเก็บหรือใช้งานซึ่งจะมีความบริสุทธิ์ไม่น้อยกว่า 90% ซึ่งลักษณะทางกายภาพและเคมีของออกซิเจนเหลวแสดงในตารางที่ 1
รูปที่ 4 แสดงลักษณะของออกซิเจนเหลวมีสีน้ำเงินจาง ๆ และเย็นจัด
ตารางที่ 1 แสดงลักษณะทางกายภาพและเคมีของออกซิเจนเหลว
3. เปรียบเทียบลักษณะการเผาไหม้ในออกซิเจนกับการเผาไม้ในอากาศ
จากรูปที่ 5 แสดงลักษณะเปลวไฟที่เกิดจากการเผาไหม้ในอากาศ (Air-fuel Combustion) จะมีลักษณะปั่นป่วน, ไม่สม่ำเสมอ (Non Uniform) และมีความเข้มของสีเปลวสูงและจะมีก๊าซร้อนไนโตรเจนเกิดขึ้นมากรวมทั้งเกิดการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ได้ค่อนข้างยากซึ่งจะต้องใช้อากาศเกินมากจึงจะสมบูรณ์และในรูปที่ 6 แสดงลักษณะเปลวไฟที่เกิดจากการเผาไหม้ในออกซิเจน (Oxyfuel Combustion) เปลวไฟจะเจือจางและเกือบโปร่งใส (Diluted & Almost Transparent), สม่ำเสมอ (Uniform) มีอุณหภูมิการเผาไหม้สูงกว่าการเผาไหม้ในอากาศและเกิดการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ได้ดี
รูปที่ 5 แสดงลักษณะเปลวไฟที่เกิดจากการเผาไหม้ในอากาศ (Air-fuel Combustion)
รูปที่ 6 แสดงลักษณะเปลวไฟที่เกิดจากการเผาไหม้ในออกซิเจน (Oxyfuel Combustion)
ประโยชน์ที่ได้รับจาการใช้งาน
ในการเผาไหม้ใช้อากาศ (Air–fuel Combustion) ในเปลวไฟที่เกิดขึ้นจะมีไนโตรเจนผสมอยู่ซึ่งมาจากอากาศที่ใช้เผาไหม้ เพราะอากาศประกอบด้วย ออกซิเจน 21% ไนโตรเจน 79% (โดยปริมาตร) และพลังงานจากเชื้อเพลิงส่วนหนึ่งจะถูกใช้ในการให้ความร้อนกับไนโตรเจนและกลายเป็นก๊าซไนโตรเจนที่มีอุณหภูมิสูง (ร้อน) จะอยู่ในไอเสียและถูกปล่อยทิ้งทางปล่องไอเสีย (Stack) ซึ่งเป็นความร้อนทิ้งสูญเสีย (Heat Loss
) โดยทั่วไปความร้อนสูญเสียทิ้งทางปล่องไอเสียมีค่าอยู่ในช่วง 5 ถึง 20% หากต้องการหลีกเลี่ยงหรือลดการสูญเสียความร้อนจากไนโตรเจนนี้นั้น ทำได้โดยเปลี่ยนจากการใช้อากาศมาใช้ก๊าซออกซิเจนบริสุทธิ์ (90% โดยประมาณ) แทนในการเผาไหม้ ซึ่งจะทำให้มีประสิทธิภาพในการให้ความร้อนสูงขึ้น
กระบวนการเผาไหม้โดยในออกซิเจน (Oxy-fuel Combustion) ส่งผลดีต่อกระบวนการเผาไหม้ในหลายประการ เช่น เพิ่มประสิทธิภาพเชิงความร้อน (Thermal Efficiency), มีปริมาณของไอเสียลดลง,ปริมาณการแผ่ความร้อนของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ( CO2)และน้ำ (H2O) ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ที่เกิดจาการเผาไหม้ (Product of Combustion) ดีขึ้นและยังลดการใช้เชื้อเพลิงรวมทั้งลดปริมารมลสาร (Emission)
หากเชื้อเพลิงที่ใช้มีกำมะถัน หรือซัลเฟอร์ (S) เป็นส่วนประกอบปริมาณออกไซด์ของซัลเฟอร์ (SOx) ที่ปลดปล่อยก็จะลดลงเช่นเดียวกันและเพราะทำให้ลดปริมาณการใช้เชื้อเพลิงและลดปริมาณมลสารที่เกิดขึ้นจากการเผาไหม้ คือ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และออกไซด์ของไนโตรเจน (NOx) ซึ่งเป็นข้อดีและเหตุผลหลักจากกระบวนการเผาไหม้ในออกซิเจน (Oxy-fuel Combustion) และปัจจุบันกำลังเป็นที่สนใจมากขึ้น
นอกจากนี้ข้อได้เปรียบที่สำคัญกว่าการเผาไหม้แบบเดิม ๆ โดยใช้อากาศ ก็คือ ปริมาณออกไซด์ของไนโตรเจน ( NOx) ในไอเสียมีค่าน้อยมาก, อุณหภูมิเปลวเพลิงสม่ำเสมอและมีปริมาณของไอเสียน้อยกว่า ซึ่งจะส่งผลให้ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนสูงขึ้น
3.1 ตัวอย่างผลที่ได้รับเมื่อนำ Oxyfuel ไปใช้ในอุตสาหกรรมผลิตเหล็ก
ในกระบวนการผลิตเหล็ก (Steel Reheating Furnace) ที่ผลผลิตเท่ากันใน 2 กรณี ระหว่าง
1. ใช้การเผาไหม้ในออกซิเจน (Oxyfuel)
2. ใช้การเผาไหม้โดยอากาศ (Airfuel) เปรียบเทียบปริมาณเชื้อเพลิงที่ใช้, พลังงานที่ใช้, ปริมาณไอเสียที่เกิดหรือปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยทิ้ง ดังแสดงในรูปที่ 7 และในตารางที่ 2
รูปที่ 7 แสดงเปรียบเทียบผลที่ได้จากการเผาไหม้ Airfuel กับ Oxyfuel
ตารางที่ 2 เปรียบเทียบผลที่ได้จากการเผาไหม้ Airfuel กับ Oxyfuel
จากตารางที่ 2 ข้างต้นก็จะเห็นได้ว่าการเผาไหม้ในออกซิเจน (Oxyfuel) จะใช้พลังงานน้อยลง ปริมาณไอเสียที่เกิดขึ้นลดลงรวมทั้งเป็นผลให้ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ปลดปล่อยลดลงด้วยเช่นกันเมื่อเทียบกับการเผาไหม้โดยอากาศซึ่งสามารถสรุปผลที่ได้ดังนี้
1. กระบวนการเผาไหม้ในออกซิเจน (Oxy-fuel Combustion) จะมีประสิทธิภาพเชิงความร้อน (Thermal Efficiency) เท่ากับ 80% ส่วนการเผาไหม้ในอากาศ (Air-fuel Combustion) จะมีประสิทธิภาพเชิงความร้อน เพียง 40–60% ส่งผลให้ ประหยัดเชื้อเพลิงลงได้ถึง 50%
2. ปริมาณไอเสีย (Flue Gas Volume, Dry) ลดลง 75% ถึง 85% (ไอเสียจะมีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นส่วนประกอบถึง 95%) ซึ่งทำให้ลดการปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ ลงได้ถึง 50% และปริมาณออกไซด์ของไนโตรเจน (NOx) มีค่าน้อยมาก
การประยุกต์ใช้งาน
1. กระบวนการผลิตเหล็กเส้นในปัจจุบันการเผาไหม้ในอากาศ (Air–fuel Combustion) จะใช้ปริมาณความร้อน 1.3 GJ/ตัน แต่การเผาไหม้ในออกซิเจน (Oxyfuel Combustion) จะใช้ปริมาณความร้อนเพียง 1.0 GJ/ตัน จะเห็นได้ว่าการเผาไหม้ในออกซิเจน (Oxy-fuel Combustion) สามารถลดการใช้พลังงานลงได้ถึง 25% และระบบการเผาไหม้ในออกซิเจน (Oxyfuel Combustion) นั้นจะมีขนาดของระบบเล็กกว่า ค่อนข้างกะทัดรัด (Compact) เพราะไม่มีการติดตั้งอุปกรณ์เสริมเพื่อนำความร้อนทิ้งกลับมาใช้ (Heat Recovery) เช่น Recuperative หรือ Regenerative เป็นต้น
2. ใช้ในกระบวนการผลิตไฟฟ้า (Power Plant) โดยใช้การเผาไหม้ในออกซิเจนในการเผาไหม้ในหม้อไอน้ำเพื่อผลิตไอน้ำ ดังแสดงในรูปที่ 8
รูปที่ 8 แสดงการใช้เทคโนโลยีการเผาไหม้ในออกซิเจนในกระบวนการผลิตไฟฟ้า
3. อื่น ๆ โดยออกซิเจนช่วยในการทำปฏิกิริยาเผาไหม้ในอุตสาหกรรมการผลิตกระจก อะลูมิเนียม ทองแดง ทอง ตะกั่ว และซีเมนต์ หรือขบวนการที่เกี่ยวข้องกับเตาเผาขยะ หรือการบำบัดของเสีย
สรุป
จากข้างต้นผลที่ได้รับมากที่สุดในการเปลี่ยนการเผาไหม้จากการใช้อากาศ (Air –fuel Combustion) เป็นการใช้ออกซิเจนบริสุทธิ์แทนนั้น คือ ลดการใช้ปริมาณเชื้อเพลิงและลดปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ในไอเสียที่เกิดขึ้นจากการเผาไหม้ ซึ่งเทคโนโลยีการเผาไหม้โดยในออกซิเจน (Oxy-fuel Combustion) นั้นถือว่าเป็นเทคโนโลยีที่ดีมากแต่ข้อเสียคือต้องใช้เวลามากขึ้นและมีค่าใช้จ่ายหรือมีความยุ่งยากมากขึ้นในการผลิตก๊าซออกซิเจนบริสุทธิ์เพื่อนำมาใช้เผาไหม้ดังกล่าวข้างต้น
เอกสารอ้างอิง
1. www.netl.doe.gov/publications/factsheets/rd/R&D127.pdf
2. www.energica.co.th
3. www.bigth.com/corporate/Safetygram-6.pdf
4. www.pcat.ac.th
5. www.engineerknowledge.blogspot.com
6. www.nanocon.cz/data/metal2009/sbornik/Lists/Papers/013.pdf
สงวนลิขสิทธิ์ ตามพระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2539 www.thailandindustry.com
Copyright (C) 2009 www.thailandindustry.com All rights reserved.
ขอสงวนสิทธิ์ ข้อมูล เนื้อหา บทความ และรูปภาพ (ในส่วนที่ทำขึ้นเอง) ทั้งหมดที่ปรากฎอยู่ในเว็บไซต์ www.thailandindustry.com ห้ามมิให้บุคคลใด คัดลอก หรือ ทำสำเนา หรือ ดัดแปลง ข้อความหรือบทความใดๆ ของเว็บไซต์ หากผู้ใดละเมิด ไม่ว่าการลอกเลียน หรือนำส่วนหนึ่งส่วนใดของบทความนี้ไปใช้ ดัดแปลง โดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร จะถูกดำเนินคดี ตามที่กฏหมายบัญญัติไว้สูงสุด
Thailandindustrycom_official
