เทคโนโลยีปรับปรุงคุณภาพพลังงานชีวภาพ #bio #gas #domnickhunter #domnick #domnickhunterrl

ในปัจจุบัน ขณะที่พลังงานหลักที่เป็นเชื้อเพลิงที่ต้องมีค่าใช้จ่ายของการนำเข้า รวมถึงปริมาณที่มีอยู่เหลือน้อยลงทุกวัน การหาพลังงานทางเลือกจากธรรมชาติจึงกลายเป็นพลังงานที่เป็นอนาคตสำหรับผู้ประกอบการในภาคอุตสาหกรรม อย่างเช่น ก๊าซชีวภาพ

ปัจจุบันก๊าซชีวภาพเป็นพลังงานทดแทนที่กำาลังได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ในหลายประเทศทั่วโลกโดยเฉพาะในแถบยุโรป ซึ่งมีเยอรมนีเป็นหัวหอกในด้านการผลิต ความนิยมและการยอมรับในเรื่องของก๊าซชีวภาพในฐานะพลังงานทางเลือกที่มีอนาคตที่เกิดขึ้นทั่วโลก ก็เนื่องจากว่า หากพิจารณาทางด้านเศรษฐกิจแล้ว การลงทุนผลิตก๊าซชีวภาพถือเป็นการลงทุนที่ต่ำากว่าเมื่อเทียบกับการผลิตเชื้อเพลิงชนิดอื่นๆ รวมทั้งก๊าซชีวภาพยังสามารถนำมาใช้ทดแทนพลังงานจากเชื้อเพลิงอื่นๆ เช่น ฟืน ถ่าน น้ำามัน ก๊าซหุงต้ม และไฟฟ้า

การที่ก๊าซชีวภาพเป็นพลังงานยั่งยืน และราคาถูกกว่าพลังงานจากเชื้อเพลิงอื่นๆ ก็ด้วยเหตุที่ว่าก๊าซชีวภาพนั้นเกิดขึ้นตามธรรมชาติ คือเกิดจากการย่อยสลายสารอินทรีย์ ไม่ว่าจะเป็นซากพืช ซากสิ่งมีชีวิต ซากและของเสียจากสัตว์ น้ำทิ้งจากโรงงานแปรรูปสินค้าทางการเกษตร ฯลฯ โดยกระบวนการย่อยสลายเกิดขึ้นจากการทำงานของจุลินทรีย์ภายใต้สภาวะที่ปราศจากออกซิเจน

สิ่งที่ได้จากการย่อยสลายนี้จะประกอบด้วยก๊าซหลายชนิด ส่วนใหญ่เป็นก๊าซมีเทน (CH4) 45-80% ซึ่งมีคุณสมบัติไม่มีสี ไม่มีกลิ่นและติดไฟได้ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ประมาณ 30-50% ส่วนที่เหลือจะเป็นก๊าซอื่น ๆ เช่น ไฮโดรเจน (H2) ออกซิเจน (O2) ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) ไนโตรเจน (N2) และไอน้ำา เป็นต้น โดยก๊าซชีวภาพนั้นจะมีค่าความร้อนประมาณ 21 เมกะจูลต่อลูกบาศก์เมตร ที่สัดส่วนของก๊าซมีเทน 60% ทว่าการนำก๊าซธรรมชาติมาใช้ในเชิงอุตสาหกรรมนั้น จำเป็นต้องขจัดสิ่งแปลกปลอม หรือก๊าซที่อาจสร้างความเสียหายต่ออุปกรณ์ในระบบการผลิต เพราะฉะนั้น ก่อนที่นำาก๊าซชีวภาพไปใช้จึงจำาเป็นต้องมีการปรับปรุง เพื่อให้ได้ก๊าซชีวภาพที่บริสุทธิ์

ข้อแรก คือ ต้องลดปริมาณความชื้นและสิ่งแปลกปลอมในท่อส่งก๊าซ เนื่องจากก๊าซชีวภาพนั้นผ่านกระบวนการย่อยสลายแบบไร้อากาศ (Anaerobic Digestion) จึงมักจะมีความชื้นสูงจนเกือบถึงจุดอิ่มตัว เมื่อก๊าซชีวภาพไหลผ่านท่อก๊าซที่มีอุณหภูมิต่ำ จะทำให้ความชื้น (ไอน้ำา) ในก๊าซกลั่นตัวเป็นหยดน้ำโดยเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 35 – 100 g/m3 หรืออาจจะแตกต่างมีปริมาณมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับอุณหภูมิก๊าซที่เข้าไป หากอุณหภูมิก๊าซยิ่งสูง ปริมาณความชื้นจะยิ่งมากขึ้นตามลำาดับ

ข้อสอง คือ การปรับลดก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ H2S เนื่องจากก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่ปะปนมากับก๊าซชีวภาพนั้นจะมีคุณสมบัติของความเป็นก๊าซพิษ หากสัมผัสกับน้ำาหรือไอน้ำจะสามารถเปลี่ยนสถานะเป็นกรดซัลฟูริค ซึ่งมีลักษณะเป็นไอกรดหรือฝนกรด ซึ่งจะทำความเสียหายให้กับวัสดุอุปกรณ์ต่างๆ ได้ เพราะมันมีฤทธิ์ในการกัดกร่อนโลหะเพราะฉะนั้นก่อนนำก๊าซชีวภาพไปใช้ในระบบการผลิต จึงจำเป็นต้องลดปริมาณก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ลง เพื่อว่าจะได้ไม่เกิดสารที่จะไปทำาลาย แล้วยังส่งผลดีต่อสิ่งแวดล้อมรวมถึงการช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ต่างๆ อีกด้วย

เหตุผลสุดท้าย คือ การปรับลดปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด ์ ซึง่ จำเป็นต้องปฏิบัติก็ต่อเมิ่อมีความจำเป็นอย่างเช่น การมีสัดส่วนของก๊าซมีเทนต่ำามากจนอยู่ในระดับที่จุดไฟติดยาก

จากที่กล่าวมา การที่ก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์สามารถทำปฏิกิริยากับไอน้ำในก๊าซชีวภาพ ก่อให้เกิดเป็นไอกรดที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ซึ่งค่าควบคุมก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ในก๊าซชีวภาพที่นำไปเป็นเชื้อเพลิงสำาหรับเครื่องยนต์เพื่อผลิตไฟฟ้าควรต่ำกว่า 500 ppm (part per million) จึงจะเหมาะสมสำาหรับการสันดาปภายในของเครื่องยนต์ ดังนั้น จึงต้องกำจัดปริมาณความชื้นในก๊าซชีวภาพ ก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ ซิลิกอนไดออกไซด์ และรักษาระดับของคาร์บอนไดออกไซด์ให้อยู่ในปริมาณที่เหมาะสม (<5%) เพื่อยืดอายุการใช้งานของชุดผลิตพลังงานไฟฟ้า ลดการสึกหรอของเครื่องยนต์ ลดค่าใช้จ่ายในการบำารุงรักษา ทำให้ประสิทธิภาพการเผาไหม้ดีขึ้น และเพื่อช่วยลดการปลดปล่อยไอเสียสู่ชั้นบรรยากาศลงอีกด้วย

ก่อนนำก๊าซชีวภาพไปใช้ผลิตไฟฟ้าและพลังงานความร้อน โดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า จึงต้องมีการกำจัดสิ่งปนเปื้อนที่ปะปนมากับก๊าซชีวภาพโดยใช้ Biogas Filter ก่อนเข้าเครื่องแลกเปลี่ยนอุณหภูมิ (Biogas Cooler) ซึ่งติดตั้งมาพร้อมกับเครื่องทำความเย็น (Biogas Chiller) ซึ่งสามารถทำความเย็นได้ต่ำถึง 3 องศาเซลเซียส จากนั้นความชื้นที่กลั่นตัวออกมาจะถูกแยกออกจากก๊าซโดย Biogas Separator ซึ่งออกแบบมาให้ลดการสูญเสียความดัน (pressure drop) ที่ต่ำมาก

ก๊าซชีวภาพ ก๊าซตั้งต้น Bio Methane

นอกจากนั้นก๊าซชีวภาพยังสามารถนำไปใช้เป็นก๊าซตั้งต้นในการผลิตเชื้อเพลิง Bio Methane เพราะมีเทนเป็นก๊าซที่จุดติดไฟได้ดี จนถือได้ว่าเป็นพลังงานทางเลือกใหม่ สำหรับเชื้อเพลิงที่ใช้ในยานพาหนะในปัจจุบัน ข้อดีของการใช้ Bio Methane เป็นเชื้อเพลิง คือจะเป็นการช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ลดปริมาณไนตรัสออกไซด์ และอนุภาคฝุ่นต่างๆ ที่จะออกสู่บรรยากาศ เช่นเดียวกับกรณีของการนำก๊าซชีวภาพมาใช้ในระบบการผลิต ที่จะต้องมีการขจัดหรือลดสิ่งปลอมปนที่ปะปนอยู่ในก๊าซชีวภาพ การนำก๊าซชีวภาพใช้เป็นพลังงานเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์ก็จำเป็นต้องปรับปรุงคุณภาพให้ได้มาตรฐานก่อน คือการกรองและกำจัดความชื้น เพื่อป้องกันการเกิดสนิมตระกรัน ลดการกัดกร่อนที่จะเกิดขึ้นใน Gas Tank สิ่งสกปรกอุดตันที่ปั๊มลม เพื่อช่วยลดค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนอะไหล่ในหัวจ่ายก๊าซที่เกิดความสึกหรอก่อนเวลาอันควรนอกจากนั้นยังช่วยลดการสึกหรอของเครื่องยนต์ อันเนื่องมาจากการกัดกร่อนของก๊าซชีวภาพที่ไม่ได้รับการบำบัดให้เหมาะสมก่อนนำามาใช้ โดยสิ่งที่ต้องกำจัดก่อนนำามาใช้สำหรับการเป็นเชื้อเพลิงสำาหรับรถยนต์ คือการกำจัดสิ่งปนเปื้อน ฝุ่นละลอง น้ำมันทาร์ และความชื้น เพื่อให้ได้ก๊าซมีเทนที่มีความบริสุทธิ์สูงขึ้น

การขจัด ซิลิกอนไดออกไซด์ในกรณีที่ก๊าซมาจากหลุมฝังกลบขยะ

นอกจากตัวก๊าซชีวภาพเองที่ต้องมีการนำมาปรับปรุงคุณภาพเพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งาน โดยไม่ก่อให้เกิดผลกระทบต่อระบบการผลิต และผลกระทบทางด้านสิ่งแวดล้อมแล้ว อีกขั้นตอนที่ต้องใส่ใจไม่น้อยไปกว่ากันก็คือการรวบรวมก๊าซชีวภาพจากหลุมฝังกลบขยะ ในขั้นตอนกระบวนการสันดาปจากการผลิตพลังงานก๊าซเชื้อเพลิงที่ผลิตได้ โดยการถ่ายเทความร้อนจากก๊าซร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้ขยะในเตาเผา หรือการให้ความร้อน โดยตรงเป็นเชื้อเพลิงสำาหรับผลิตไฟฟ้าโดยใช้กังหันก๊าซ กระบวนการนี้จะทำให้เกิดซิลิกอนไดออกไซด์ (SiO2 ) ขึ้น ซึ่งถือได้ว่าเป็นปัญหาที่ใหญ่มาก เนื่องจากผลึกของซิลิกอนไดออกไซด์จะเคลือบติดไปกับพื้นผิวร้อนๆ และสัมผัส โดยตรงกับก๊าซชีวภาพที่จะถูกทำให้เย็นตัวลงในหม้อน้ำา ก่อให้เกิดปัญหาหลุดปะปนไปกับก๊าซ จนสามารถทำาความเสียหายให้กับระบบได้

การลดความเสียหายนี้ก็สามารถทำได้โดยการทำความสะอาดและปรับปรุงคุณภาพก๊าซก่อนนำไปใช้ โดยใช้กระบวนการ Adsorbtion System ที่มีประสิทธิภาพสูงในการกำจัด ซิลิกอนไดออกไซด์ออกจากระบบก๊าซ ทำาให้ก๊าซมี

คุณภาพดีขึ้น เท่ากับว่าจะช่วยลดค่าใช้จ่ายในการดูแลและซ่อมบำรุงเครื่องจักร ช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ต่างๆ และลดการปล่อยก๊าซไอเสียสู่บรรยากาศ ซึ่งจะทำให้เกิดภาวะโลกร้อนได้อีกด้วย

แม้ว่าก๊าซชีวภาพจะเป็นแหล่งพลังงานธรรมชาติที่ยั่งยืน และราคาถูก ทำให้กลายเป็นพลังงานทางเลือกที่

เป็นอนาคตในภาคการผลิตอุตสาหกรรม แต่ก๊าซชีวภาพก็ต้องมีการนำมาผ่านกระบวนการปรับปรุงเพื่อขจัดสิ่งแปลกปลอมและทำาให้ก๊าซชีวภาพสะอาดเหมาะสมกับการใช้และไม่ก่อให้เกิดผลเสียต่อระบบการผลิต ซึ่งการจัดการพลังงานธรรมชาติให้เหมาะสมพร้อมใช้ก็ไม่ใช่เรื่องที่ยากเย็นหากได้รับการดูแลจากบริษัทที่เชี่ยวชาญ

อย่างเช่น บริษัท ดอมนิคฮันเตอร์-อาร์แอล (ประเทศไทย) ซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญในการบำบัดลมอัดและก๊าซ มายาวนานกว่า 20 ปี เป็นบริษัทที่มีการค้นคว้าวิจัย และพัฒนาเพิ่มส่วนผลิตภัณฑ์ในการดูแลและปรับปรุงก๊าซชีวภาพตั้งแต่ระบบการกรองเพื่อลดสิ่งแปลกปลอม (Filtration) การกำาจัดความชื้น (Moisture Removal) ลดอุณหภูมิก๊าซ (Cooling) ตลอดจนการทำาให้ก๊าซชีวภาพมีความแห้ง เนื่องจากอุปกรณ์กำเนิดไฟฟ้า (Cogeneration Heat Power) ผลิตภัณฑ์ที่ใช้สำหรับ Bio Methane ในการบำาบัดก๊าซ Bio Methane ก่อนนำาไปใช้งาน โดยรองรับแรงดันได้ถึง 350 bar รวมถึงการบริการจากวิศวกรที่ชำนาญงาน

องค์ประกอบในก๊าซชีวภาพที่ควรกำจัดทิ้ง

1. Hydrogen Sulphide

2. Ammonia (NH3)

3. Siloxane

4. Aromatic Hydrocarbon

5. Halogens (Chlorine, Fluorine)

6. Particulates

สนใจสอบถามข้อมูลเพิ่มเติม domnick hunter-RL(Thailand)

02 678 2224 ต่อ 346 

www.domnickhunterrl.com