กำลังเป็นประเด็นในสังคม ก็เลยหาข้อมูลมาให้อ่านนะครับ
เทคโนโลยีถ่านหินสะอาด
( Clean Coal Technology)
เทคโนโลยีถ่านหินสะอาด เป็นการพัฒนาด้านเทคโนโลยีการกำจัดหรือลดมลพิษเพื่อนำถ่านหินมาใช้เป็นเชื้อเพลิง ให้เกิดประโยชน์สูงสุด โดยให้มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยที่สุด ซึ่งปัญหามลพิษที่เกิดจากการเผาไหม้ของถ่านหิน ได้แก่ ฝุ่นละออง ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ และคาร์บอนไดออกไซด์ เป็นต้น ปัจจุบันเทคโนโลยีถ่านหินสะอาดได้รับการพัฒนาและสามารถกำจัดปัญหามลพิษที่เกิดจากการเผาไหม้ของถ่านหินได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะปัญหาฝุ่นละออง ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ แต่สำหรับปัญหาก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ยังอยู่ระหว่างการพัฒนาเทคโนโลยีในการควบคุมให้เกิดประสิทธิภาพ
อย่างไรก็ตาม ประเทศญี่ปุ่นในฐานะประเทศผู้นำในการพัฒนาเทคโนโลยีถ่านหินสะอาดในภูมิภาคเอเชีย ได้ดำเนินการพัฒนาการใช้เชื้อเพลิงถ่านหินควบคู่ไปกับเทคโนโลยีถ่านหินสะอาด เพื่อแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะในภาคการผลิตไฟฟ้า
ประเภทของเทคโนโลยีถ่านหินสะอาด
1. เทคโนโลยีถ่านหินสะอาดก่อนการเผาไหม้ (Pre-combustion Technology) เป็นการกำจัดสิ่งเจือปนต่างๆ ออกจากถ่านหิน เช่น ฝุ่นละออง เศษดิน เศษหิน และสารประกอบอนินทรีย์ เช่น Pyritic Sulfur เพื่อลดปริมาณเถ้าและกำมะถัน ซึ่งจะช่วยเพิ่มค่าความร้อนของถ่านหินก่อนนำไปเผาไหม้เป็นเชื้อเพลิงต่อไป โดยมีวิธีการทำความสะอาดดังกล่าว ได้แก่
1.1 การทำความสะอาดโดยวิธีทางกายภาพ (Physical Cleaning) คือ การแยกสารที่ไม่ต้องการ เช่น ฝุ่นละออง เศษดิน เศษหิน และ Pyritic Sulfur ออกจากเนื้อถ่านหิน
1.2 การทำความสะอาดโดยวิธีทางเคมี (Chemical Cleaning) คือ การใช้สารเคมีที่มีคุณสมบัติชะล้างแร่ธาตุและกำมะถันอินทรีย์ ซึ่งไม่สามารถกำจัดได้ด้วยวิธีการทำความสะอาดทางกายภาพ วิธีทางเคมีดังกล่าว เช่น Molten Caustic Leaching
1.3 การทำความสะอาดโดยวิธีทางชีวภาพ (Biological Cleaning) คือ การใช้สิ่งมีชีวิตเล็กๆ เช่น แบคทีเรีย และ เชื้อรา ในการกำจัดกำมะถันในถ่านหิน
2. เทคโนโลยีถ่านหินสะอาดขณะการเผาไหม้ ( Combustion Technology) เป็นการปรับปรุงเตาเผาและหม้อไอน้ำ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการเผาไหม้ถ่านหินและลดมลพิษที่เกิดระหว่างการเผาไหม้ ซึ่งจะควบคุมไม่ให้มีการปล่อยก๊าซมลพิษ (Zero Emission) เทคโนโลยีดังกล่าว ได้แก่
2.1 Pulverized Fuel Combustion (PFC) คือ วิธีการเผาไหม้ถ่านหินด้วยการบดถ่านหินให้มีขนาดเล็กมาก แล้วพ่นเข้าไปในเตาเผาพร้อมอากาศ เมื่อถ่านหินติดไฟจะให้ความร้อนแก่หม้อไอน้ำ ซึ่งไอน้ำจะไปหมุนกังหันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ในปัจจุบันมีการพัฒนาเทคโนโลยีของเตาเผาทำให้ประสิทธิภาพในการเผาไหม้ถ่านหินเพิ่มขึ้นถึงประมาณร้อยละ 40 สำหรับ ระบบ Advanced Pulverized Coal ผงถ่านหินจะถูกเผาไหม้ในห้องเผาไหม้ของหม้อไอน้ำ และไอน้ำที่ได้นำไปขับกังหันไอน้ำ ประสิทธิภาพการกำเนิดไฟฟ้าขึ้นอยู่กับสภาพของไอน้ำ
2.1 Fluidized Bed Combustion (FBC) คือ วิธีการเผาไหม้ถ่านหินด้วยการนำถ่านหินที่บดจนมีขนาดเล็กมากผสมกับหินปูนพ่นเข้าไปในหม้อไอน้ำพร้อมอากาศร้อน ถ่านหินและหินปูนที่พ่นเข้าไปจะแขวนลอยอยู่ในคลื่นอากาศร้อน โดยมีลักษณะคล้ายของเหลวเดือด ขณะที่ถ่านหินเผาไหม้ หินปูนจะทำหน้าที่คล้ายฟองน้ำดักจับกำมะถันที่เกิดขึ้น ความร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้ถ่านหินจะนำมาต้มน้ำทำให้เกิดไอน้ำไปหมุนกังหันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า กระบวนการนี้สามารถลดปริมาณกำมะถันที่จะถูกปล่อยออกมาจากการเผาไหม้ได้มากถึงร้อยละ 90 นอกจากนี้อุณหภูมิของหม้อไอน้ำที่ใช้กระบวนการนี้ยังต่ำกว่าอุณหภูมิที่ใช้ในวิธีการเดิม ประโยชน์ของการเผาไหม้ที่อุณหภูมิต่ำ คือ ลดปริมาณมลพิษที่เกิดจากไนโตรเจนในถ่านหิน สำหรับ Pressured Fluidized Bed Combustion เป็นการเผาไหม้ถ่านหินแบบ Fluidized Bed ภายใต้ความดันสูง ความร้อนที่ผลิตได้นำไปใช้ผลิตไอน้ำเพื่อขับกังหันไอน้ำ ส่วนก๊าซร้อนที่ได้มีแรงดันและอุณหภูมิสูงสามารถนำไปขับกังหันก๊าซเพื่อผลิตไฟฟ้าร่วม การผลิตพลังงานความร้อนร่วมแบบนี้มีประสิทธิภาพสูง และยังมีการพัฒนาระบบการเผาไหม้ถ่านหินแบบ Fluidized Bed ภายใต้ความดันสูง ชนิดฟองอากาศ (Bubbling Type PFBC)
2.3 Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC) คือ การผสมผสานระหว่างเทคโนโลยีที่เปลี่ยนสถานะถ่านหินให้เป็นก๊าซ (Coal Gasification) กับ โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมกังหันก๊าซ (Gas Fired Combined Cycle Plant) เข้าด้วยกัน โดยกระบวนการเริ่มจากการนำถ่านหินไปผสมกับไอน้ำและออกซิเจน โดยใช้แรงดันและอุณหภูมิสูงจนเกิดปฏิกริยาทางเคมี จะได้ก๊าซที่มีส่วนประกอบของคาร์บอนมอนอกไซด์ และไฮโดรเจน ก๊าซที่นำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงนี้ จะผ่านขั้นตอนในการทำให้สะอาด โดยการสกัดฝุ่นละออง กำมะถัน และไนโตรเจนออกไป ก่อนที่จะนำไปเผาไหม้ผ่านเครื่องกังหันก๊าซ เพื่อหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า นอกจากนี้ ความร้อนหรือก๊าซเสียที่ออกมาจากเครื่องกังหันก๊าซ จะนำไปใช้ให้ความร้อนแก่หม้อกำเนิดไอน้ำ เพื่อหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้อีกทอดหนึ่ง
2.4 Ultra Super Critical (USC) คือ การใช้หม้อกำเนิดไฟฟ้าแรงดันสูง เพื่อกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ปัจจุบันเทคโนโลยีดังกล่าวอยู่ระหว่างการพัฒนาประสิทธิภาพการใช้งาน
3. เทคโนโลยีถ่านหินสะอาดหลังการเผาไหม้ ( Post-Combustion Technology) เป็นการกำจัดมลพิษที่เกิดจากการเผาไหม้และป้องกันผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งจะเกี่ยวข้องกับกระบวนการที่เกิดขึ้นหลังจากถ่านหินเผาไหม้แล้ว เทคโนโลยีดังกล่าว ได้แก่
3.1 Electrostatic Precipitator คือ การดักจับฝุ่นด้วยการใช้ไฟฟ้าสถิตดักจับเถ้าลอย โดยให้ฝุ่นละอองมีประจุไฟฟ้าขั้วหนึ่งและถังเก็บฝุ่นละอองมีประจุไฟฟ้าอีกขั้วหนึ่ง ระบบนี้มีประสิทธิภาพสูงในการดักจับฝุ่น หรือใช้ไซโคลน (Cyclone) ในการแยกฝุ่น โดยใช้หลักของแรงเหวี่ยงเพื่อให้ก๊าซเกิดการหมุนตัว ฝุ่นจะถูกแยกออกมา สามารถใช้ร่วมกับหม้อไอน้ำแบบ Fluidized Bed หรือกับหม้อไอน้ำแบบ Pulverized Coal นอกจากนี้อาจใช้อุปกรณ์ดักจับฝุ่นแบบถุงกรอง (Bag Filter) มีเทคโนโลยีหลักๆ คือ High Temperature ESP, Low temperature ESP และ Low Lower temperature ESP
3.2 Flue Gas Desulfurization (FGD) คือ ขบวนการกำจัดก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่ออกมาพร้อมก๊าซทิ้ง เทคโนโลยีดังกล่าวมี 2 แบบหลักๆ คือ แบบเปียก (Wet Type) และแบบแห้ง (Dry Type) เทคโนโลยีแบบเปียกจะเป็นที่นิยมมาก ส่วนใหญ่ที่ใช้เป็นแบบ Limestone-gypsum คือ ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในก๊าซทิ้งจะทำปฏิกิริยากับของผสมระหว่างน้ำกับหินปูนที่ฉีดเข้าไปในระบบก๊าซทิ้ง เกิดเป็นยิบซัม ซึ่งเป็นสารประกอบที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์อื่นได้
3.3 Flue Gas Denitrifurizer คือ ขบวนการกำจัดก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ในก๊าซทิ้ง มีเทคโนโลยีหลักๆ คือ Selective Catalytic Reduction (SCR), Two Stage Combustion และ Low Nox Burner แต่อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยี SCR นิยมใช้กันแพร่หลายเนื่องจากมีประสิทธิภาพสูง ขบวนการคือ ใช้แอมโมเนียทำปฏิกิริยากับก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ เกิดเป็นไนโตรเจนและน้ำ
4. เทคโนโลยีถ่านหินสะอาดโดยการแปรสภาพถ่านหิน (Coal Conversion) ปัจจุบันได้มีการพัฒนา ดังนี้
4.1 Coal Gasification Technology คือ การแปรสภาพถ่านหินให้เป็นก๊าซ ซึ่งเป็นกระบวนการออกซิเดชั่นถ่านหินเพียงบางส่วน โดยถ่านหินทำปฏิกิริยากับก๊าซออกซิเจนหรืออากาศและไอน้ำภายใต้อุณหภูมิและความดันสูง ให้ก๊าซเชื้อเพลิง (Fuel Gas) ซึ่งประกอบด้วยไฮโดรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ เป็นส่วนใหญ่ ก๊าซเชื้อเพลิงที่ได้จะถูกนำมาทำให้สะอาดโดยการกำจัดมลพิษก่อน ก๊าซที่ได้นี้สามารถนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิง หรือเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์แอมโมเนีย เมทานอล หรือก๊าซไฮโดรเจน เตาปฏิกรณ์ที่ใช้ในการผลิตก๊าซเชื้อเพลิงแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภทหญ่ๆ คือ Entraied Flow, Fluidised Bed และ Moving Bed การเลือกใช้จึงขึ้นอยู่กับคุณลักษณะของถ่านหิน และขนาดของโรงงาน นอกจากขบวนการผลิตก๊าซเชื้อเพลิงในโรงงานแล้ว ยังสามารถผลิตก๊าซเชื้อเพลิงจากถ่านหินที่อยู่ใต้ดินซึ่งไม่คุ้มค่าต่อการขุดขึ้นมา กระบวนการนี้เรียกกว่าUnderground Gasification ซึ่งทำโดยการอัดไอน้ำและออกซิเจนเข้าไปในชั้นถ่านหินผ่านหลุมเจาะจากพื้นผิวดิน เมื่อชั้นถ่านหินบางส่วนติดไฟ ความร้อนที่เกิดขึ้นจากการเผาไหม้จะทำให้ถ่านหินที่เหลือผลิตก๊าซเชื้อเพลิงก๊าซที่เกิดขึ้นจะผ่านขึ้นมาตามท่อ และนำไปแยกมลพิษออกก่อนที่จะนำไปใช้ นอกจากนี้สามารถนำมาใช้ร่วมในการผลิตกระแสไฟฟ้า เช่น การผลิตไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วมกับกระบวนการผลิตก๊าซจากถ่านหิน (Integrated coal gasification combined cycle Power Generation, IGCC) และการผลิตไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วมโดยกระบวนการผลิตก๊าซจากถ่านหินและเซลเชื้อเพลิง (Integrated coal gasification fuel cell combined cycle Power Generation, IGFC) เป็นระบบการผลิตไฟฟ้าประสิทธิภาพสูงที่รวมกังหันก๊าซและไอน้ำ ประสิทธิภาพความร้อนสูงถึงร้อยละ 55
4.2 Coal Liquefaction Technology คือ การแปลงถ่านหินให้อยู่ในสภาพของเหลว เป็นการแปรรูปถ่านหิน ให้อยู่ในรูปเชื้อเพลิงเหลว (liquid fuel) โดยทั่วไปการผลิตเชื้อเพลิงเหลวจากถ่านหิน ทำได้โดยการแยกคาร์บอนออก หรือการเติมไฮโดรเจนเข้าไป กรณีแรกเรียกว่า Carbonisation หรือ Pyrolysis สำหรับการเติมไฮโดรเจน เรียกว่า Liquefaction เชื้อเพลิงเหลวที่ได้จากถ่านหิน สามารถนำมากลั่นในขบวนการกลั่นน้ำมัน จะได้น้ำมันสำหรับรถยนต์ และผลิตภัณฑ์อื่นๆ เช่น พลาสติก และสารละลายต่างๆ (Solvent) กระบวนการผลิตเชื้อเพลิงเหลวสามารถแบ่งได้เป็น 2 วิธี คือ การผลิตเชื้อเพลิงเหลวโดยตรง (Direct Liquefaction) เป็นการแปรรูปถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงเหลว โดยใช้กระบวนการเดียว (Single Process) และการผลิตเชื้อเพลิงเหลวโดยทางอ้อม (Indirect Liquefaction) เป็นการนำถ่านหินมาผ่านกระบวนการผลิตก๊าซเชื้อเพลิงก่อน จึงนำมาแปรรูปเป็นของเหลว
4.3 Dimethyl Ether (DME) คือ เทคโนโลยีสังเคราะห์เชื้อเพลิงสะอาด โดยนำก๊าซมีเทน ซึ่งมาจากเหมืองถ่านหิน (CBM) นำมาผ่านกระบวนการสังเคราะห์ทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ คือ DME ซึ่งคุณสมบัติเปรียบเสมือน LPG (liquefied petroleum gas) คาร์บอนไดออกไซด์ และเมธานอล
ที่มา : http://www.eppo.go.th/coal/tech.html
สามารอ่านข้อมูลเพิ่งเติมได้ที่นี้
http://pantip.com/topic/33069217
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น