การประเมินกระบวนการการเปลี่ยนแปลงของเสียแบบแข็งให้เป็นเชื้อเพลิงเหลว

บทคัดย่อ

ประเทศไทยเป็นประเทศเกษตรกรรมที่เต็มไปด้วยผลผลิตและของเสียชีวมวล (biomass) ของเสียชีวมวลสามารถนำมาเพิ่มมูลค่าได้โดยการเปลี่ยนของเสียดังกล่าวให้เป็นเชื้อเพลิงเหลวที่สามารถนำมาใช้แทนเชื้อเพลิงปิโตรเลียมในอนาคต นอกจากของเสียจากเกษตรกรรมแล้ว ยังมีของเสียที่มาจากบ้านเรือนและโรงงานอุตสาหกรรม อย่างพลาสติกที่ควรพิจารณาเพราะเป็นของเสียที่ยากต่อการกำจัด ดังนั้นในงานวิจัยนี้จึงสนใจศึกษากระบวนการผลิตเชื้อเพลิงเหลวจากของเสียแบบแข็ง โดยจะเรียกกระบวนการดังกล่าวว่ากระบวนการทำให้ของแข็งเป็นของเหลว(solid to liquid (SLT) process) ซึ่งการศึกษาจะดำเนินการผ่านการจำลองกระบวนการโดยใช้โปรแกรม Aspen Plus เป็นหลัก กระบวนการผลิตเชื้อเพลิงเหลวจากของเสียแข็งผ่านกระบวนการความร้อน-เคมี (thermochemical process) มีอยู่ด้วยกัน 2 วิธี คือ กระบวนการโดยตรง(direct SLTprocess) และกระบวนการโดยอ้อม(indirect SLTprocess)สำหรับกระบวนการแรก ของเสียแข็งสามารถถูกเปลี่ยนให้เป็นเชื้อเพลิงเหลวได้โดยตรงผ่านกระบวนการไพโรไลซิส (pyrolysis)ส่วนกรณีของกระบวนการโดยอ้อม แก๊สสังเคราะห์จะถูกผลิตขึ้นจากกระบวนการแก๊สซิฟิเคชั่น จากนั้นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ก็จะถูกกำจัดก่อนที่จะป้อนเข้าสู่กระบวนการฟิชเชอร์โทร์ป(Fischer-Tropsch)เพื่อผลิตเชื้อเพลิงเหลว เนื่องจากทั้งสองกระบวนการมีความแตกต่างกันในเรื่องของลักษณะการดำเนินกระบวนการและสภาวะที่ใช้ ทำให้งานวิจัยนี้สนใจที่ศึกษาสมรรถนะการดำเนินงานของการผลิตเชื้อเพลิงเหลวที่ได้จากทั้ง 2 กระบวนการและเปรียบเทียบทั้งในแง่ปริมาณและคุณภาพของเชื้อเพลิงเหลวที่ได้ปัจจัยทางด้านสิ่งแวดล้อมเองก็เป็นอีกปัจจัยสำคัญที่จะบ่งชี้สมรรถนะของกระบวนการเชื้อเพลิงเหลวทั้งสองกระบวนการ และยังทำการวิเคราะห์ทางด้านพลังงานและเอ็กเซอร์จีเพื่อให้แน่ใจว่าทั้งสองกระบวนการเป็นกระบวนการที่ควรจะนำมาใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงเหลวจริง เนื่องจากองค์ประกอบของสายป้อนมีผลสำคัญต่อปริมาณและคุณภาพของเชื้อเพลิงเหลวที่ได้ ในงานวิจัยนี้จะพิจารณาว่าของเสียแช็งนั้นประกอบไปด้วยของเสียที่มีส่วนประกอบของไม้ (woody biomass)ของเสียที่ไม่มีส่วนประกอบของไม้ (non-woody biomass) และของเสียพลาสติก (plastic waste) เพื่อให้ครอบคลุมของเสียแข็งที่มีอยู่ในประเทศไทย ของเสียชีวมวลอาจจะถูกนำมาผสมกับของเสียพลาสติกเพื่อทำการปรับปรุงคุณภาพของเชื้อเพลิงเหลวเพื่อให้ได้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับใช้ในการขนส่ง เมื่อพิจารณากระบวนการผลิตเชื้อเพลิงเหลวโดยอ้อม จะเห็นได้ว่ากระบวนการนี้จะผลิตแก๊สสังเคราะห์ได้ในระหว่างการผลิตเชื้อเพลิงเหลว ดังนั้นสภาวะดำเนินงานในแต่ละกระบวนการย่อยควรเลือกอย่างระมัดระวังเพื่อให้ได้เชื้อเพลิงเหลวตามที่ต้องการ โดยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกกำจัดออกในกระบวนการทำความสะอาดแก๊สสามารถถูกนำมาใช้ใหม่เป็นสารในการทำปฏิกิริยา (gasifying agent)ในกระบวนการแก๊สซิฟิเคชั่น ดังนั้นการนำแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์มาใช้ใหม่ในกระบวนการผลิตเชื้อเพลิงเหลวแบบโดยอ้อมจะถูกพิจารณาในงานวิจัยนี้ด้วย

คำสำคัญ