สถานการณ์การวิจัยในประเทศและต่างประเทศ รวมถึงข้อดีและข้อเสีย

Thread Content

สถานะการวิจัยในประเทศและต่างประเทศ รวมถึงข้อดีและข้อเสียของเทคโนโลยีการกำจัดก๊าซบีออไกด์ ได้แก่ วิธีการล้างด้วยน้ำ วิธีการใช้ตัวทำละลาย วิธีการแยกด้วยม่าน วิธีการดูดซับด้วยแรงดันที่เปลี่ยนแปลงได้ และวิธีการทำให้เย็นจัด เป็ เทคโนโลยีการกำจัดสารปนเปื้อนในก๊าซบ่อกระทิงของจีนมีการพัฒนาช้า โดยทั่วไปจะใช้วิธีการล้างด้วยน้ำและวิธีการดูดซับด้วยแรงดันที่เปลี่ยนแปลงได้ เนื่องจากประเทศตะวันตกมีความก้าวหน้าในด้านการใช้เทคโนโลยีการแยกด้วยแผ่นฟิล์มในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ประเทศไทยก็เริ่มมีการพัฒนาในด้านนี้เช่นกัน เนื่องจากวิธีการทำความเย็นระดับต่ำถูกนำมาใช้ในโครงการผลิตก๊าซชีวภาพทั้งขนาดเล็ก ขนาดกลาง และขนาดใหญ่ ซึ่งมีต้นทุนการลงทุนสูง และใช้พลังงานมากเกินไป จึงไม่เหมาะสมที่จะนำมาใช้อย่างแพร่หลาย ดังนั้นจึงไม่มีการกล่าวถึงวิธีนี้ต่อไป 1 วิธีการล้างด้วยน้ำ (อัตราการกู้คืน CH4: 80-90%) หลักการ: ใช้คุณสมบัติที่ออกไซด์ของกรดมีความสามารถในการละลายในน้ำได้ดีกว่า CH4 เพื่อกำจัด CO2 และ H2S ออกไป น้ำสามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้โดยวิธีการลดความดันหรือการดูดขึ้นมา ； หากเงื่อนไขเอื้ออำนวย ก็สามารถใช้น้ำสดทั้งหมดได้ เพื่อหลีกเลี่ยงกระบวนการฟื้นฟูน้ำ กระบวนการล้างด้วยน้ำก็ถือเป็นกระบวนการดูดซับทางฟิสิกส์เช่นกัน โดยเหมาะสำหรับสถานการณ์ที่มีความดันของ CO2 สูง ข้อได้เปรียบ: กระบวนการผลิตง่าย ； เทคโนโลยีพร้อมใช้งานแล้ว ； น้ำในฐานะสารดูดซับนั้นไม่ก่อมลพิษ และหาได้ง่าย ข้อเสีย: อัตราการสูญเสีย CH4 สูงกว่าเทคโนโลยีอื่นๆ ； ประสิทธิภาพในการใช้พลังงานต่ำกว่าเทคโนโลยีอื่นๆ ； ใช้น้ำมากเกินไป ไม่เหมาะสำหรับพื้นที่ที่ขาดแคลนน้ำ ； จุลินทรีย์ที่เติบโตได้ง่ายก่อให้เกิดการอุดตันของหอคอย ； หลังจากการทำให้บริสุทธิ์แล้ว จำเป็นต้องมีการทำให้แห้งด้วย แนวโน้มการพัฒนา: เทคโนโลยีการซักด้วยน้ำนั้นได้พัฒนาจนสมบูรณ์แล้ว โดยมีบริษัทชั้นนำอย่าง Mamberg ในสวีเดน, DMT ในเนเธอร์แลนด์ และ Flotech ในนิวซีแลนด์ เป็นผู้ควบคุมเทคโนโลยีนี้อยู่ ในต่างประเทศ มีการนำเทคโนโลยีการกำจัดก๊าซชีวภาพมาใช้อย่างแพร่หลาย ตามข้อมูลขององค์การพลังงานระหว่างประเทศ (IEA) ในปี 2014 พบว่าจำนวนเครื่องจักรที่ใช้วิธีการล้างด้วยน้ำ รวมถึงปริมาณก๊าซชีวภาพที่ได้จากวิธีนี้ มีสัดส่วนมากกว่า 1/3 ของปริมาณก๊าซชีวภาพทั้งหมด แต่สัดส่วนการใช้เทคโนโลยีนี้ในตลาดกลับมีแนวโน้มลดลง 2 วิธีการใช้ตัวทำละลาย (อัตราการกู้คืน CH4: 98.5%) หลักการ: วิธีการใช้ตัวทำละลายสามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภท ได้แก่ วิธีการใช้ตัวทำละลายทางเคมี และวิธีการใช้ตัวทำละลายทางฟิสิกส์ อันแรกใช้พลังงานสูง จึงมีการนำไปใช้น้อย ； อีกวิธีหนึ่งคือการใช้ความแตกต่างในความสามารถในการละลายของก๊าซที่มีความเป็นกรดและ CH4 ในตัวทำละลาย เพื่อกำจัด CO2 และ H2S ออกไป ตัวทำละลายทางฟิสิกส์ที่ใช้กันบ่อย ได้แก่ โพลีคาร์บอเนตของอะซิลีน (วิธี PC), โพลีเอทิลีนกลีเคิลไดเมอร์ไดเมทิลเอ็ทเทอร์ (วิธี NHD), และตัวทำละลาย Selexol เป็นต้น ； ข้อได้เปรียบ: ความบริสุทธิ์ของก๊าซในผลิตภัณ ； อัตราการกู้คืนมีเทนสูง ； ปริมาณการหมุนเวียนของตัวทำละลายน้อย ทำให้ใช้พลังงานน้อยลง ข้อเสีย: กระบวนการฟื้นฟูตัวทำละลายต้องใช้พลังงานความร้อนในปริมาณมาก ทำให้มีการใช้พลังงานสูง ； ในกระบวนการผลิตก๊าซหนอง จะไม่มีไอน้ำเกิดขึ้นเป็นผลพลอยได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการผลิตไอน้ำขึ้นมาเอง ซึ่งจะส่งผลให้มีการใช้มีเทนมากขึ้น และทำให้ปริมาณก๊าซธรรมชาติที่ได้ลดลง ； ตัวทำละลายทางเคมีมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม จึงจำเป็นต้องมีมาตรการในการควบคุม ในพื้นที่ที่มีข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวด การใช้ตัวทำละลายเหล่านี้จึงถูกจำกัดไว้ แนวโน้มการพัฒนา: ในตลาดการกำจัดก๊าซบีออไรด์ในต่างประเทศ วิธีการใช้สารละลายครองส่วนแบ่งมากกว่า 1/3 กระบวนการผลิตทั้งหมดถูกนำมาใช้ร่วมกับกระบวนการทางเคมีที่เหมาะสม โดยมีสารละลายที่ใช้ เช่น Selexol, Genosorb ฯลฯ เทคโนโลยีการกำจัดคาร์บอนด้วยสารละลายในประเทศนั้นมีความพร้อมในการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมเคมี โดยสามารถนำวิธีการที่ได้รับการปรับปรุง เช่น วิธี MDEA วิธี PC และวิธี NHD ซึ่งพัฒนาขึ้นโดยสถาบันออกแบบอุตสาหกรรมเคมีต่างๆ เช่น สถาบันออกแบบอุตสาหกรรมเคมีนานฮัว มาใช้เป็นแนวทางได้ การนำสารละลายไอออนมาใช้ในการทำให้ก๊าซบีออไรด์บริสุทธิ์ ถือเป็นหัวข้อวิจัยใหม่ที่ได้รับความสนใจอย่างมากในระดับนานาชาติ หลักการของการแยกด้วยม่าน (อัตราการกู้คืน CH4: 95%) คือ วิธีนี้ใช้ความสามารถในการดูดซับของแก๊สแต่ละชนิดบนพื้นผิวม่านที่แตกต่างกัน รวมถึงอัตราการละลายและการแพร่กระจายที่แตกต่างกันด้วย ภายใต้แรงดันต่างกันที่เกิดขึ้นทั้งสองด้านของม่าน ทำให้แก๊สอย่าง CO2 และแก๊สอื่นๆ ส่วนใหญ่ รวมถึง CH4 ในปริมาณน้อย สามารถซึมผ่านม่านเข้าไปยังด้านที่มีแรงดันสูงได้ ส่วน CH4 ส่วนใหญ่จะถูกนำออกมาใช้เป็นส่วนประกอบหลักของก๊าซธรรมชาติชีวภาพในด้านที่มีแรงดันสูงนั้นเอง ข้อดี: ใช้พื้นที่น้อย การใช้งานง่าย และมีการใช้พลังงานต่ำ ข้อเสีย: องค์ประกอบของแผ่นมีราคาแพง และเสียหายได้ง่าย การเปลี่ยนแปลงทางโครงสร้างและการเสื่อมสภาพจะทำให้อายุการใช้งานของแผ่นสั้นลง นอกจากนี้ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาก็สูงด้วย ； ชิ้นส่วนแผ่นฟิล์มมีความไวต่อน้ำมันและฝุ่น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องกำจัดน้ำมันและฝุ่นออกให้หมดก่อนใช้งาน ； อัตราการกู้คืน CH4 (≥95%) อยู่ในระดับต่ำ สถานการณ์การนำไปใช้และการพัฒนา: ตามข้อมูลจากองค์การพลังงานระหว่างประเทศ (IEA) พบว่าในยุโรปและอเมริกา ตั้งแต่ปี 2010 เป็นต้นมา จำนวนอุปกรณ์สำหรับการแยกก๊าซมีเทนด้วยเทคโนโลยีการแยกด้วยม่าน รวมถึงขนาดการประมวลผลก็เพิ่มขึ้นอย่างมาก จากแนวโน้มการพัฒนา คาดว่าภายในปี 2016 ส่วนแบ่งตลาดของอุปกรณ์ดังกล่าวน่าจะอยู่ที่ประมาณ 10% 4. การดูดซับแบบเปลี่ยนแรงดัน การดูดซับแบบเปลี่ยนแรงดันถือเป็นเทคโนโลยีในการทำให้ก๊าซบริสุทธิ์ที่มีต้นทุนการดำเนินการต่ำที่สุด แต่เนื่องจากอัตราการกู้คืนมีเทนนั้นต่ำ จึงไม่สามารถนำไปใช้ในการกำจัดสารปนเปื้อนในก๊าซบีออได้อย่างแพร่หลาย การพัฒนาสารดูดซับที่เหมาะสมสำหรับการใช้กับก๊าซบีออไกด์ จะช่วยเพิ่มค่าอัตราส่วนการแยก CH4/CO2 และเพิ่มความสามารถในการดูดซับ CO2 ซึ่งจะช่วยแก้ปัญหานี้ได้ และยังเป็นการสร้างรากฐานทางเทคโนโลยีเพื่อให้สามารถนำเทคโนโลยีการดูดซับแบบเปลี่ยนแรงดันมาใช้ในการกำจัดสิ่งปนเปื้อนในก๊าซบีออไกด์ได้อย่างแพร่หลาย เทคโนโลยีการดูดซับก๊าซด้วยแรงดันของบริษัท ฮงหู่ เทคโนโลยีส์ ช่วยในการทำให้ก๊าซบีออไกด์บริสุทธิ์ขึ้น โดยมีอัตราการกู้คืน CH4 ได้ถึง 99% ส่วนปริมาณ CH4 ในก๊าซเสียจะอยู่ที่น้อยกว่า 1% และความบริสุทธิ์ของก๊าซที่ได้จะอยู่ที่ 97%–99% (สามารถปรับได้) รวมข้อดีของเทคโนโลยีการดูดซับด้วยแรงดันไว้ด้วยกัน ช่วยแก้ปัญหาอัตราการกู้คืนที่ต่ำ ในขณะเดียวกันก็ช่วยลดขนาดของอุปกรณ์ ลดต้นทุนการลงทุน และลดค่าใช้จ่ายในการดำเนินการด้วย ต้นทุนการผลิต SNG จากก๊าซบ่อหนองอยู่ที่ 0.25 หยวนต่อลูกบาศก์เมตรของก๊าซบ่อหนอง