ระบบดูดซับ

สามารถใช้กับโรงงาน

สามารถใช้กับกลิ่น

 

ระบบดูดซับด้วยถ่านกัมมันต์

1, ระบบดูดซับด้วยถ่านกัมมันต์

หลักการ

          ระบบดูดซับด้วยผงถ่านกัมมันต์ (Activated Carbon - Adsorption Process) มีกระบวนการบำบัดกลิ่นโดยสารที่ก่อให้เกิดกลิ่นจะถูกดูดซับด้วยผงถ่านกัมมันต์ (Activated Carbon) ระบบนี้ใช้เสริมการบำบัดกลิ่นร่วมกับระบบอื่น ๆ

ข้อดี

  • เป็นระบบพื้นฐานและง่ายต่อการควบคุมและบำรุงรักษา
  • มีประสิทธิผลสูงในการบำบัดสารอินทรีย์ และสามารถดูดซับสารที่ก่อให้เกิดกลิ่นได้มาก
  • เหมาะสมในการบำบัดอากาศเสียที่มีปริมาตรมาก และความเข้มข้นของกลิ่นต่ำ

ข้อเสีย

  • มีประสิทธิผลต่ำสำหรับการบำบัดสารแอมโมเนีย (Ammonia) เอมีน (Amine) และ อัลดีไฮด์ (Aldehydes)
  • แก๊สที่มีกลิ่นความเข้มข้นสูง ต้องทำการเปลี่ยนผงถ่านกัมมันต์บ่อย หรือต้องทำการปรับสภาพ (Regeneration) บ่อยครั้ง และอาจทำให้ถ่านกัมมันต์ร้อนจัด เพราะการดูดซับเป็นปฎิกิริยาที่คายความร้อน
  • ช่วงเวลาที่ใช้สัมผัส ต้องปรับตามสภาพของอัตราการดูดซับกลิ่น
  • ประสิทธิภาพลดลงหากอากาศที่เข้ามามีความร้อนสูง (ไม่ควรเกิน 50°C)

          สารเคมีที่มีกลิ่นที่เป็นประเภทไฮโดรคาร์บอนจะถูกจับติดอยู่บนผิวของถ่านกัมมันต์ซึ่งมีรูเล็กๆและมีพื้นที่ผิวจำนวนมาก เมื่อสารถูกจับจนถ่านอิ่มตัวก็จะต้องไล่สารเคมีออกไปเพื่อให้ถ่านกลับมาใช้งานได้ใหม่ (Regeneration) จากข้อมูลที่มีการใช้งานในประเทศไทย ระบบดูดซับด้วยผงถ่านกัมมันต์เหมาะสมที่จะใช้กำจัดกลิ่นจากบริเวณที่เก็บวัตถุดิบ ( กองวัตถุดิบ ) ระบบบำบัดน้ำเสีย ที่ทำงานที่มีกลิ่นจากการใช้ตัวทำละลาย เพราะสารมีกลิ่นมีความเข้มข้นไม่สูงมากจึงไม่ต้องเปลี่ยนถ่านบ่อยๆ

รูปที่ 12 แสดงระบบดูดซับด้วยผงถ่านกัมมันต์

 

2. ระบบดูดซับด้วยผงถ่านกัมมันต์ที่เคลือบสารเคมี

หลักการ

          ระบบดูดซับด้วยผงถ่านกัมมันต์ที่เคลือบสารเคมี (Impregnated Activated Carbon (A/C) - Adsorption Process) มีกระบวนการบำบัดกลิ่นโดยใช้ Impregnated A/C ที่ถูกเคลือบด้วยสารเคมีบางชนิด เช่น กรดหรือด่างอย่างใดอย่างหนึ่ง เพื่อให้ความสามารถในการดูดซับมีประสิทธิภาพสูงขึ้นเป็นหลายสิบเท่าของผงถ่านกัมมันต์ (Activated Carbon) ธรรมดา
          Impregnated A/C สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ โดยการบำบัดสารที่ดูดซับไว้และทำการปรับสภาพใหม่

ข้อดี

  • ประสิทธิผลสูงมากในการบำบัดสารที่ก่อให้เกิดกลิ่นหลายชนิด
  • ง่ายต่อการควบคุมและบำรุงรักษา
  • สามารถนำ Impregnated A/C กลับมาใช้ใหม่ได้เมื่อผ่านการปรับสภาพ (Regeneration)

ข้อเสีย

  • การเปลี่ยน หรือการปรับสภาพของ Impregnated A/C จำเป็นต้องเป็นไปตามเวลาที่กำหนดไว้

รูปที่ 13 แสดงระบบดูดซับด้วยผงถ่านกัมมันต์ที่เคลือบสารเคมี

ข้อแนะนำในการใช้ระบบดูดซับ ด้วยถ่านกัมมันต์

          ถ่านกัมมันต์ (Activated Carbon) เป็นปัจจัยสำคัญซึ่งเป็นวัสดุสิ้นเปลืองโดยขึ้นกับการเลือกใช้อาจเป็นชนิดธรรมดา หรือชนิดที่มีการ Impregnate เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการดูดซับสารที่มีกลิ่นได้มากขึ้น

          ในปัจจุบัน ถ่านกัมมันต์ที่มีประสิทธิภาพสูง ทำจากถ่านกะลามะพร้าว ซึ่งอาจมีพื้นที่ผิวได้สูงถึง 1,200 ตารางเมตรต่อน้ำหนักเพียง 1 กรัม นอกจากถ่านกะลามะพร้าวแล้วยังมีการใช้ Zeolites ซึ่งเป็น Aluminosilicates ที่อยู่ในรูปผลึกและสามารถดูดซับโมเลกุลบางชนิดที่ถ่านกัมมันต์มีประสิทธิภาพน้อย พื้นที่ผิวของ Zeolites อาจอยู่ระหว่าง 700-900 ตารางเมตรต่อน้ำหนัก 1 กรัม การเลือกถ่านกัมมันต์ต้องพิจารณาจากค่า Isotherm ซึ่งเป็นกราฟแสดงความสามารถในการดูดซับกับความดันและอุณหภูมิ โดยปกติแล้วถ่านกัมมันต์จะดูดซับสารเคมีได้ไม่มากกว่า 20 เปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักถ่าน แต่การดูดซับที่แท้จริงขึ้นกับปัจจัยดังนี้

  • การจัดเรียงตัวของชั้นถ่านโดยทั่วไปเป็นทรงกระบอก อากาศเข้าด้านใดก็ได้ การบรรจุถ่านจะมีชั้นเดียวหรือทำเป็นหลายชั้นก็ตามแต่ความสะดวกในการใส่และเอาถ่านออก
  • ความเร็วของอากาศที่ผ่านชั้นถ่านไม่เกิน 0.5 เมตรต่อวินาที และไม่น้อยกว่า 0.1 เมตรต่อวินาที จะทำให้ความดันลด (Static Pressure Drop) ในระบบไม่สูงมาก จะไม่เปลืองพลังงานพัดลม
  • จำนวนถ่านที่ใส่ ตามที่เหมาะสมของการอิ่มตัวและการที่ต้องเปลี่ยนหรือนำถ่านไป Regenerate ในบางระบบจะมีการ Regenerate ที่เดียวกับระบบ จึงสามารถทำได้บ่อยครั้ง แต่ส่วนใหญ่จะให้ผู้ขายถ่านมาเปลี่ยนแล้วเอาถ่านที่ใช้งานแล้วกลับไป Regenerate ที่โรงงานของผู้ขาย เพราะการ Regenerate ค่อนข้างยากและต้องมีการใช้กรดและไอน้ำที่อุณหภูมิสูง
  • ถ้ากลิ่นในอากาศมีสารเคมีหลายชนิด สารที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงจะเข้าแทนที่สารที่มีโมเลกุลต่ำ (เบา) ในถ่าน ทำให้สารที่เบามีโอกาสหลุดออกมา และจะต้องเพิ่มความลึกของชั้นดูดซับให้มากขึ้น การตรวจสอบประสิทธิภาพการทำงานจึงมีความสำคัญในช่วงแรกๆ เพื่อปรับระบบให้เข้าที่

          สารอีกชนิดหนึ่งที่มักเติมลงในถ่านกัมมันต์หรือ Zeolites คือ ผงโลหะพวก Rare Earth ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเพิ่มประสิทธิภาพ นอกจากการใช้สารตัวเร่งปฏิกิริยาแล้ว การให้ประจุไฟฟ้าลบแก่ก๊าซที่จะเข้าไปบำบัดก่อน และทำให้ถ่านกัมมันต์เป็นขั้วบวก ก็ช่วยในการดูดซับดีขึ้น

          เนื่องจากถ่านกัมมันต์ หรือ Zeolites มีราคาแพง จึงต้องมีการ Regeneration ให้ใช้งานใหม่ได้หลายๆ ครั้ง ซึ่งอาจใช้การเปลี่ยนถ่านใหม่ แล้วนำถ่านเก่าส่งผู้จำหน่ายเพื่อนำไป Regenerate หรือจะทำการ Regenerate ภายในอุปกรณ์ดูดซับเลยก็ได้
โดยออกแบบให้มีสารเคมีไหลผ่านถ่านกัมมันต์เพื่อชะล้างสิ่งที่ดูดซับออก หากสารที่ดูดซับเป็นพวกสารกำมะถัน (ก๊าซไข่เน่า) ก็สามารถใช้ด่างล้างและตามด้วยน้ำตัวอย่างเช่น

          H2S, Mercaptans, ไอน้ำในอากาศ H2SO 4และ Sulphonic Acid ในถ่านกัมมันต์
          ล้างด้วยสารแอมโมเนีย
          NH3(Ammonia) + H2SO4 (NH4)2SO4

          การใช้ด่างหรือน้ำจะล้างกรดและเกลือที่เกิดขึ้นได้ แต่หลังจากล้างหลายๆ ครั้ง ก็จะต้องส่งไป Regenerate ครั้งใหญ่ รูปแบบระบบบำบัดกลิ่นแบบ Activated Carbon มักจะนำไปใช้หลังระบบบำบัดแบบอื่นๆ เช่น Scrubber อีกชุดหนึ่ง โดยระบบบำบัดแบบ Activated Carbon มักจะอยู่ด้านท้ายเสมอ เพราะหากมีฝุ่นหรือก๊าซที่เป็นกรดด่างมากๆ ก็อาจมีปัญหาได้ จึงควรกำจัดก๊าซอื่นๆ ที่ดูดซับไม่ได้ออกไปก่อน รวมทั้งฝุ่นด้วย

 

การประเมินค่าใช้จ่ายของการบำบัดกลิ่น

ในการประเมินราคา จะมีความคลาดเคลื่อนได้ถึง 30 % เพราะ

  • รายละเอียดเล็กๆน้อยๆ แตกต่างกันได้ถึง 5% ตอนกำหนดลักษณะเฉพาะ (Specification)
  • ถึงขั้นตอนออกแบบให้เพียงพอต่อการใช้งาน แตกต่างกันได้ถึง 20%
  • ถึงขั้นตอนผู้รับเหมา แตกต่างกันได้ถึง 30%

ค่าใช้จ่าย ประกอบด้วย

เงินลงทุนอุปกรณ์

  • ค่าวัสดุก่อสร้างและอุปกรณ์รวมภาษีและค่าขนส่ง
  • ค่าแรงงาน
  • ค่าเตรียมสถานที่
  • ค่าที่ดิน (หากต้องมี)
  • ค่าอุปกรณ์วัดคุม
  • ค่าที่ปรึกษาออกแบบและคุมงาน
  • ค่าทดสอบระบบ
  • ค่าดัดแปลง (หากมีก่อนใช้งานจริง)
  • ค่าเดินระบบน้ำ ไฟฟ้า
  • ค่าทาสี

เงินค่าดำเนินงาน

  • ค่าวัสดุสิ้นเปลือง
  • ค่าไฟฟ้า, น้ำ, ไอน้ำ ฯลฯ
  • ค่าบำบัดของเสียที่เกิดขึ้น (หากมี) เช่น น้ำเสีย กากตะกอน
  • ค่าแรงงาน และผู้ควบคุมดูแล
  • ค่าบำรุงรักษา/อะไหล่
  • ค่าดอกเบี้ย, ค่าประกัน
  • รายได้ (หากมีจากพลังงานหรือวัสดุที่ได้จากการดำเนินการ เช่น สารเคมีที่ได้คืน) นำมาหักออกจากค่าดำเนินงาน

1. ระบบระบายอากาศ หากไม่มีอยู่เดิมหรือไม่พอ จะต้องติดตั้งเพิ่ม ดังนี้
     ประกอบด้วย Hood หรือตู้ดูดอากาศ,ท่อ,พัดลม จนถึงปล่อง โดยระบบบำบัดกลิ่นจะต้องมีระบบระบายอากาศประกอบด้วยเสมอ เพื่อดูดกลิ่นมาเข้าสู่และออกจากระบบบำบัด

  • Hood – ราคาขึ้นกับสถานที่และชนิดที่เหมาะสม แต่ราคาไม่แพงเพราะเป็นโลหะธรรมดา และมีผู้จำหน่ายให้สอบประเมินราคาได้
  • ท่อ – ขายเป็นเมตร ส่วนข้องอ ข้อเชื่อม และ Blast Gate ขึ้นอยู่กับวัสดุว่าเป็นเหล็กคาร์บอน เหล็กชุบสังกะสี เหล็ก สแตนเลส FRP หรือ PVC
  • ค่าติดตั้ง – ประมาณ 30 % ของค่าอุปกรณ์ แต่ขึ้นกับความยากง่ายในการติดตั้ง ควรให้ผู้รับเหมาแจกแจงค่าแรง ค่าทดสอบ ค่าคุมงานมาให้
  • ค่าใช้จ่ายรายปี – ค่าไฟฟ้าของพัดลม ขึ้นโดยตรงกับอัตราการไหลของอากาศในระบบ และ Static Pressure Drop ในระบบ
  • อายุใช้งาน – 5 ถึง 10 ปี

2. ราคาระบบดูดซับด้วยผงถ่านกัมมันต์ ขึ้นกับข้อมูลต่อไปนี้

  • ปริมาณและอัตราการไหลของอากาศที่มีกลิ่น
  • องค์ประกอบทางเคมีของสารที่มีกลิ่น และความเข้มข้น (อาจต้องเจือจางก่อน)
  • อุณหภูมิ และความชื้นของอากาศนั้น อาจมีค่าใช้จ่ายในการลดอุณหภูมิควรลดลงมาเสียก่อนไม่ให้เกิน 40-50°C
  • หากเป็นกลิ่นที่มากับฝุ่นหรือละอองที่มองเห็นได้ ควรดักด้วยที่กรอง เช่น ตะแกรง หรือถุงกรองก่อน
  • ระบบมีราคาไม่แพงเพราะมักเป็นเพียงถังและชั้นใส่คาร์บอน ไม่มีอุปกรณ์จักรกลนอกจากพัดลม

      ค่าใช้จ่ายประจำคือ ค่าถ่านคาร์บอน ราคา 40-60 บาทต่อกิโลกรัม (2546) และจะต้องทิ้งหรือส่งไป Regenerate ใหม่เมื่อหมดอายุใช้งาน ถ่าน 1 กก. อาจดูดซับสารตัวทำละลายได้ 100-200 กรัม ตัวอย่างราคาของระบบดูดซับ Trichloroethylene ขนาดที่ดูดซับได้ชั่วโมงละ 35 กิโลกรัม ใช้ถ่านบรรจุ 250 กิโลกรัมหรือประมาณ 15,000 บาทต่อการบรรจุหนึ่งครั้ง ใช้งานไป 2 ชั่วโมงก็อิ่มตัว (แต่นำไป Regenerate ใช้ใหม่ได้) ส่วนตัวระบบเป็นท่อและถังซึ่งใช้งานได้ตลอดไปเป็นระดับแสนบาท ขึ้นกับวัสดุ ในกรณีนี้จะเห็นได้ว่าควรมีระบบ Regeneration ติดมาด้วยเลยโดยเลือกใช้ไอน้ำแรงดันสูง เพราะการเปลี่ยนถ่านทุก 2 ชั่วโมงเป็นไปไม่ได้ในการทำงาน

      แต่หากสารที่ดูดซับในตัวอย่างมีเพียงชั่วโมงละ 0.5 กิโลกรัม การเปลี่ยนถ่านทำทุกสัปดาห์ก็ไม่ต้องมีระบบ Regeneration ก็ได้ ในประเทศไทยมักจะพบว่าการดูดซับเป็นแบบบรรจุถ่านไว้มากและการเปลี่ยนถ่านอาจทำเดือนละครั้ง เพราะผู้ขายต้องมาเปลี่ยนให้ และคิดค่าบริการ Regeneration       ค่าถ่านคาร์บอนชนิดที่เคลือบสารเคมีตามความต้องการ ราคา 120-250 บาทต่อกิโลกรัม (เป็นราคาในปี พ.ศ. 2546) และจะต้องทิ้งหรือส่งไป Regenerate ใหม่เมื่อหมดอายุใช้งาน ควรศึกษาขีดความสามารถของถ่านจากผู้ขายให้ดีเพราะเป็นการใช้เฉพาะงาน

 

| หน้าแรก |การบำบัดกลิ่น | เลือกวิธีการบำบัด | ระบบสาธิต | อภิธานศัพท์ | ค้นหา | Site Map | ผู้จัดทำ |
กรมควบคุมมลพิษ กระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม