ระบบเผาไหม้โดยตรง

สามารถใช้กับโรงงาน

สามารถใช้กับกลิ่น

 

1. หลักการ

         ระบบเผาไหม้โดยตรง (Direct Combustion Process) ใช้หลักการบำบัดกลิ่นโดยอากาศเสียที่มีสารก่อให้เกิดกลิ่นถูกทำให้ร้อนอยู่ระหว่างอุณหภูมิ 550 – 800°C เพื่อออกซิไดซ์ (Oxidize) และสลาย (Decompose) สารที่มีกลิ่นและเผาไหม้ได้ ซึ่งจะทำให้มีกลิ่นเจือจางลงหรือไม่มีกลิ่นเลย

2. ข้อดี

  • ใช้ได้กว้างขวางสามารถ บำบัด กลิ่นได้มากที่สุด
  • ระบบนี้ใช้ได้ดีกับสารที่ก่อให้เกิดกลิ่นที่มีความเข้มข้นสูง ๆ
  • วิธีนี้ค่อนข้างง่ายและในขณะเดียวกันมีผลในการบำบัดกลิ่นสูง

3. ข้อเสีย

  • ค่าเชื้อเพลิงสูง
  • ไม่สามารถกำจัดสารก่อให้เกิดกลิ่นจำพวกอนินทรีย์ที่ไม่สามารถเผาได้เช่น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์
  • ไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) และซัลเฟอร์ออกไซด์ (SOx ) อาจเกิดขึ้นได้ จากการใช้ น้ำมันก๊าด และน้ำมันเตาเป็นเชื้อเพลิง

4. ข้อแนะนำในการใช้ระบบการเผาไหม้โดยตรง

          การเผาโดยตรงจะทำให้เกิดสารเคมีพวกคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ และสารประกอบอื่นๆ ที่อาจมีกลิ่นของตัวมันเองได้ จึงต้องศึกษาให้รอบครอบก่อนที่จะใช้วิธีนี้ ตัวอย่างเช่น การเผาไหม้ก๊าซไข่เน่า (H2S) จะทำให้เกิดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ซึ่งมีกลิ่นฉุนแสบจมูก

          ในการเผาไหม้ก๊าซที่มีกลิ่นจำเป็นต้องใช้เชื้อเพลิง ส่วนใหญ่จะใช้ก๊าซ LPG หรือก๊าซธรรมชาติ เพราะเผาแล้วไม่ทำให้เกิดกลิ่นโดยตัวของเชื้อเพลิงเอง ก่อนส่งอากาศที่มีกลิ่นเข้าสู่เตาเผาควรมีการดึงไอน้ำออกจากอากาศให้มากโดยใช้วิธีการควบแน่นเพราะหากอากาศมีไอน้ำมากจะต้องใช้ความร้อนมากขึ้นในการเผา อากาศที่อิ่มตัวด้วยไอน้ำที่อุณหภูมิ 85°C จะต้องใช้ค่าใช้จ่ายในการเผาถึง 2.22 เท่าของอากาศที่อิ่มตัวด้วยไอน้ำที่อุณหภูมิ 40°C

          นอกจากนี้อุณหภูมิและเวลาที่ใช้ในการเผาไหม้ก็มีความสัมพันธ์กัน โดยหากเผาที่อุณหภูมิ 600-1000°C จะใช้เวลา 0.3-1 วินาที และถ้าใช้เวลาเผามากขึ้น 1 เท่าตัวก็อาจลดอุณหภูมิลงได้ราว 20°C

          อุปกรณ์ในการเผามักเรียกว่า Afterburner เพราะอยู่หลังอุปกรณ์การผลิตต่างๆ ใช้เผาอากาศที่มีกลิ่นก่อนจะระบายออกทางปล่อง โดยมีลักษณะเป็นห้องบุด้วยอิฐทนไฟ และมีหัวเผาที่เชื้อเพลิงและอากาศจะเข้าไป โดยปกติจะทำเป็นสองห้องเพื่อให้ห้องแรกเป็นที่ผสมระหว่างอากาศที่มีกลิ่นกับเชื้อเพลิง โดยมีความเร็วของอากาศในช่วงนี้ราว 8-15 เมตร/วินาที เพื่อให้มีการผสมที่เพียงพอ การเผาไหม้อาจทำในห้องที่สอง แต่การออกแบบจะมีห้องเดียวก็ได้ โดยแบ่งเป็นส่วนผสม และส่วนการเผาไหม้ ส่วนการฉีดอากาศที่มีกลิ่นเข้าไปก็ทำได้ทั้งพร้อมกับเชื้อเพลิง หรือให้ในตอนหลังในลักษณะของ Secondary Air หลังจาการเผาไหม้อากาศร้อนอาจนำไปแลกเปลี่ยนความร้อน (Heat Exchange) เพื่อนำความร้อนไปใช้งานอื่นๆ หรือทำไอน้ำ หรือน้ำร้อน

         เตาเผาจะมีลักษณะดังรูปที่ 10 โดยอากาศที่มีกลิ่นและก๊าซเชื้อเพลิงจะผสมเข้าด้วยกันและฉีดเข้าไปในเตาเผา โดยอุณหภูมิที่เผาประมาณ 550°C ขึ้นไปเพื่อให้มั่นใจว่าเผาก๊าซที่มีกลิ่นได้อย่างสมบูรณ์ ก๊าซบางชนิดเช่นคาร์บอนมอนอกไซด์และพวก VOC อาจต้องใช้อุณหภูมิสูงกว่านี้ เมื่ออากาศถูกทำให้ร้อนในระดับที่ต้องการแล้วจะต้องการเวลาที่อุณหภูมินี้ (Residence Time) เพื่อออกซิไดซ์สารที่มีกลิ่นให้เปลี่ยนเป็นสารอื่น เช่น พวกกำมะถัน ก็จะเป็นซัลเฟอร์ไดออกไซด์ เป็นต้น
       ในกรณีที่จะนำความร้อนที่เกิดขึ้นไปใช้ เตาเผาก็จะมีลักษณะคล้ายหม้อต้มน้ำอุตสาหกรรม หัวฉีดจะเป็นลักษณะ Forced Draft Burner เพื่อให้มีประสิทธิภาพในการเผาไหม้สูงและคงที่ แล้วนำก๊าซร้อนที่ได้ไปแลกเปลี่ยนความร้อนกับน้ำในท่อน้ำ ( Water-Tube)

                        

         

รูปที่ 1 0 แสดงลักษณะของเตาเผาระบบเผาไหม้โดยตรง

 

รูปที่ 11 การเผาไหม้โดยส่งอากาศที่มีกลิ่นไปเผาในหม้อน้ำ หรือเตาเผาที่มีอยู่แล้ว

           นอกจากนี้ยังสามารถดำเนินการเผาไหม้โดยส่งอากาศเข้าไปเป็นอากาศที่ใช้ในการเผาไหม้ของเตาหรือหม้อน้ำที่มีอยู่แล้ว แต่ต้องระมัดระวัง เพราะในกระบวนการอุตสาหกรรม เตาหรือหม้อน้ำมักจะไม่ได้ใช้งานต่อเนื่อง เช่น บางครั้งจะตัดการทำงาน และจะต้องมีเตาเผาเสริมสำหรับในช่วงที่เตาหรือหม้อน้ำตัด การส่งอากาศที่มีกลิ่นไปเผานี้ควรไปเป็น Primary Air พร้อมกับการฉีดเชื้อเพลิง


ระบบการเผาไหม้โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา

          การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาช่วยลดอุณหภูมิที่ใช้ในการเผาไหม้ จึงช่วยลดค่าใช้จ่ายเชื้อเพลิง แต่ตัวเร่งปฏิกิริยามักจะทำงานได้ในกรณีที่อุณหภูมิเหมาะสมในช่วงแคบๆ และจะต้องไม่มีสารที่ทำลายคุณสมบัติของตัวเร่งปฏิกิริยาทำให้เสื่อมสภาพ หรือมีสารไปปกคลุมพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยา

          อุณหภูมิที่ใช้กันประมาณ 500°C และต่ำกว่านั้น ปัญหาของการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาในประเทศไทย คือ ราคาแพง และบางชนิดเป็นสารที่เป็นโลหะหนัก และเมื่อต้องทิ้งจัดเป็นกากของเสียอันตรายที่มีค่าใช้จ่ายในการบำบัดสูง นอกจากนั้นในกรณีของโรงงานที่มีการผลิตไม่ต่อเนื่อง ทำให้อากาศที่มีกลิ่นมีอุณหภูมิไม่คงที่เมื่อระบายออก และทำให้ต้องควบคุมอุณหภูมิในห้องเผาไหม้ให้คงที่เหมาะสมกับตัวตัวเร่งปฏิกิริยาตลอดเวลา (เพราะตัวเร่งปฏิกิริยาจะใช้เวลามากในการอุ่นก่อนจะทำงานได้เต็มที่ จึงไม่อาจติดๆ ดับๆ อุปกรณ์ได้บ่อยครั้ง )

 

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) 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 เหล็กสแตนเลส 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. ราคาระบบ ขึ้นกับข้อมูลต่อไปนี้

  • ปริมาณและอัตราการไหลของอากาศที่มีกลิ่น
  • องค์ประกอบทางเคมีของสารที่มีกลิ่นและความเข้มข้น (หากเข้มข้นและมีค่าความร้อนจะประหยัดเชื้อเพลิง)
  • อุณหภูมิ และความชื้นของอากาศนั้น (หากอุณหภูมิสูงและความชื้นต่ำ จะประหยัดเชื้อเพลิง)
  • หากเป็นกลิ่นที่มากับฝุ่นหรือละอองที่มองเห็นได้ ควรดักด้วยที่กรอง เช่น ตะแกรง หรือถุงกรองก่อน
  • เตาเผาอากาศมีราคาขึ้นกับค่าสร้างเตา ฉนวน หัวเผา ซึ่งราคาในประเทศมักจะตกในระหว่าง 0.5-5.0 ล้านบาท โดยมีผู้ผลิตในประเทศที่มักทำเตาเผาขยะด้วย จึงสามารถสอบราคาได้
  • กรณีของ Flare ชนิดต่างๆต้องติดต่อผู้จำหน่ายโดยตรงเพราะจะมีการออกแบบรายละเอียด
  • ค่าใช้จ่ายหลักของระบบไม่ใช่ตัวอุปกรณ์แต่คือ ค่าเชื้อเพลิง ซึ่งหากไม่มีการนำความร้อนมาใช้ใหม่จะสิ้นเปลืองมาก

 

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