อัศวินเพลิง (ไพศาล ชอบอรุณ)

เชื้อเพลิงในรูปก๊าซ หรือแก๊สเชื้อเพลิง

ใน 3 เงื่อนไขขั้นพื้นฐานของการเผาไหม้
อ๊อกซิเจน มีแค่ 3 สภาพ คือ
1 อ๊อกซิเจนบริสุทธิ์สูง 90%+
2 อ๊อกซิเจนในอากาศ 20.9% และ
3 อ๊อกซิเจนที่ผสมโดยมนุษย์ ในสัดส่วนที่ต่างออกไป

อุณหภูมิ ก็ถูกกำหนดโดยกลไกทางเคมี ไม่สามารถปรับเปลี่ยนได้เท่าไดนัก

เชื้อเพลิงจึงเป็นสิ่งที่เราต้องเรียนรู้มากที่สุด และอีกเหตุผลที่ต้องลงลึกเกี่ยวกับเชื้อเพลิง เพราะเราเข้าใจผิดๆกันมาก เช่นการใช้แก๊สจะไม่มีควัน ไม่มีมลพิษ การเผาขยะต้องมีมลพิษ ฯลฯ

เชื้อเพลิงในธรรมชาติ มีทั้ง 3 สถานะ กล่าวคือ ก๊าซ ของเหลว และของแข็ง นอกจากนี้ยังแบ่งเป็นฟอสซิว และไม่ใช้ฟอสซิว เป็นปิโตรเลี่ยม และนอกปิโตรเลี่ยม

เชื้อเพลิงในสถานะก๊าซ ในกลุ่มปิโตรเลี่ยม ซึ่งอยู่ในกลุ่มฟอสซิวด้วย ประกอบด้วย

1. มีเทน CH4 ถึงแม้ว่าในหลุมแก๊สธรรมชาติ เราอาจจะพบแก๊สผสมกันทั้งสามหรือสี่ชนิด รวมไปถึงคาร์บอนไดอ๊อกไซด์ด้วย แต่เพราะมีเทนมีน้ำหนักเบามาก ปริมาตรจึงใหญ่ การอัดเก็บเปลืองพลังงานมาก เราจึงใช้เพื่อการเผาไหม้เป็นหลัก โดยการทำให้มีความบริสุทธิ์สูง (มากกว่า 90%) แล้วส่งตามท่อแรงดันสูงไปใช้ในอุตสาหกรรม สำหรับเมืองไทย โรงไฟฟ้าใช้มากที่สุด เราเรียกเชื้อเพลิงตัวนี้ว่า เชื้อเพลิงแก๊สธรรมชาติ NATURAL GAS (NG) เมื่ออัดเพิ่มแรงดัน เพื่อลดปริมาตรในการขนส่งแล้ว เรียก CNG แต่ถ้าอัดเพิ่มแรงดันจนเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว เรียก LNG ส่วนคำว่า NGV เขาไม่ได้เป็นเชื้อเพลิง แต่หมายถึง ยานพาหนะที่ใช้แก๊สธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิง
   
2. อีเทน C2H6 เราไม่พบอีเทนในระบบเชื้อเพลิง ถึงแม้จะเผาไหม้ได้ง่าย อาจมีปนอยู่ในแก๊สธรรมชาติบ้างเล็กน้อย แต่ตลาดใหญ่น่าจะเป็นวัตถุดิบในการผลิตพลาสติก ในการทำ LNG จะต้องระวังการปนเปลือนของ อีเทน ไม่เช่นนั้นเครื่องอาจแรงไป และพังได้
   
3. โพรเพน C3H8 เวลาพูดถึงแก๊สหุงต้ม LPG ในหลักสากลมักจะหมายถึง โพรเพน แต่ตามข้อกำหนดของเมืองไทย จะหมายถึงโพรเพนและบิวเทนผสมกัน ที่หนักกว่านั้น ส่วนผสมไม่คงที่ สามารถผสมให้โพรเพน : บิวเทน = 70:30 ถึง 30:70
   
4. บิวเทน C4H10 โดยที่เราไม่ได้ปรับแต่งการเผาไหม้ วันไหนเปลวแก๊สเกิดเขียวมากขึ้น หรือออกไปทางเหลือหรือส้ม ให้รู้ไว้ว่า มีบิวเทนในสัดส่วนที่สูง
   

เชื้อเพลิงในสถานะก๊าซ นอกกลุ่มปิโตรเลี่ยม ซึ่งอยู่ในกลุ่มฟอสซิวด้วย ประกอบด้วย

1. แก๊สในเหมืองถ่านหิน เราอาจเคยได้ยินข่าวเหมืองถ่านหินระเบิดบ่อยๆ สาเหตุของการระเบิด ไม่ใช้ถ่านหินติดไฟแล้วระเบิด เพราะถ่านหินไม่ลุกไหม้อย่างรวดเร็ว แต่มักเป็นเพราะแก๊สมีเทนที่เกิดพร้อมๆกับถ่านหิน ซึ่งแทรกชึมอยู่ร่วมกัน การขุดถ่านหินจึงต้องมีระบบดูดแก๊สดังกล่าวออก ปัจจุบันชาวเหมืองก็ดูดเอามาผลิตไฟฟ้าขายหรือใช้เอง หรือไม่ก็ขาย แก๊สดังกล่าว ถึงจะมีความเข้มข้นของมีเทนลดลงไปมาก เมื่อเทียบกับแก๊สธรรมชาติ แต่ก็สามารถใช้ประโยชน์ได้ด้วยเทคโนโลยี่ปัจจุบัน ส่วนเหมืองลิกไนท์บ้านเรา เนื่องจากทำเหมืองในระบบเปิดหน้าดิน ก็ไม่มีการระเบิด และไม่มีแก๊สให้ใช้หรือขาย
   
2. ยังนึกไม่ออก ถ้านึกออกจะมาเพิ่มเติมให้
   

เชื้อเพลิงในสถานะก๊าซ นอกกลุ่มปิโตรเลี่ยม นอกกลุ่มฟอสซิว ในธรรมชาติ ประกอบด้วย

1. ไฮโดรเจน H2 แก๊สที่เบาที่สุด ไวไฟที่สุด จนไม่เหมาะกับเทคโนโลยี่เผาไหม้ในปัจจุบัน และถึงใครต่อใครคิดว่า จะพัฒนาให้ใช้ไฮโรเจนเป็นเชื้อเพลิงเผาไหม้ เพราะผลลัพธ์ของการเผาไหม้ได้น้ำกับความร้อน อัศวินเพลิงก็ยังว่า พวกเขาคิดผิดอยู่ดี ผลของการเผาไฮโครเจนอย่างกว้างขวาง จะทำให้โลกร้อนยิ่งกว่าผลจากคาร์บอนไดออกไซด์ เพราะความชื้นในอากาศที่สูงขึ้น การอมความร้อนของอากาศก็จะมากตาม โลกทั้งใบจะอยู่ในสภาวะก่อนฝนตก คืออึดอัด ร่างกายละบายเหงื่อไม่ได้ ออกซิเจนในอากาศต่ำ สุดท้ายก็ต้องเลิกเผาไฮโดรเจนไปเอง แต่ไฮโดรเจนยังเป็นพระเอกในรูปพลังงานไฟฟ้า จากเทคโนโลยี่เซลเชื้อเพลิง (เอาไว้พูดถึงในหัวข้ออื่น)
   
2. มีเทน สมดุลย์ของธรรมชาติ สร้างแบดทีเรียชนิดไม่ใช้ออกซิเจน กัดกินซากอินทรีย์สาร จนเหลือโครงสร้างทางเคมีที่เล็กที่สุด คือ ไฮโดรเจน มีเทน และคาร์บอนไดออกไซด์ เมื่อซากถูกกินหมด แบดที่เรียเหล่านั้นจะถูกพิษของออกซิเจน(มันแพ้กันอยู่) และตายลง หรือไม่ก็โดนแดดเผา แต่มีเทนเหล่านี้ไม่ถูกรวบรวมมาใช้ประโยชน์
   
   
3. อเซททิลีน C2H2 แก๊สหิน แก๊สก้อน แล้วแต่จะเรียกหรือก็คือแก๊สที่ใช้บ่มผลไม้ เมื่อเราหยดน้ำลงในแร่อเซททิลีน จะเกิดแก๊สที่ติดไฟได้ดี สมัยก่อนใช้ตัดหรือเชื่อมโลหะ ปัจจุบันเนื่องจากความไม่สดวกในการใช้งาน เราหันมาใช้แก๊สหุงต้มกันเป็นส่วนให้

เชื้อเพลิงในสถานะก๊าซ นอกกลุ่มปิโตรเลี่ยม ที่มนุษย์ผลิตหรือควบคุมการผลิตได้ ประกอบด้วย

1. แก๊สชีวมวล แบ่งเป็นสองชนิดตามวิธีผลิต คือ gasify และ pyrolitic
1.1 Gasify gas คือแก๊สที่เมื่อนำอินทรีย์วัตถุ หรือชีวมวลมาเผา โดยจงใจให้เกิดสภาวะการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์คือขาดอ๊อกซิเจน ทำให้เกิดการแย่งอ๊อกซิเจนของคาร์บอนไดอ๊อกไซด์ แล้วกลายเป็นคาร์บอนมอนอ๊อกไซด์ และไฮโดรเจน แล้วจึงรวบรวมแก๊สดังกล่าวมาใช้เป็นเชื้อเพลิง สมัยสงครามโลกเทคโนโลยี่นี้พัฒนามาก แต่พอเราพบน้ำมันดิบปริมาณมาก ซึ่งสามารถนำมาใช้ง่ายกว่ามาก ทำให้เราหยุดพัฒนา และปัจจุบันเริ่มหันกลับมาสนใจกันใหม่ เมื่อน้ำมันราคาแพง นอกเรื่องหน่อย อัศวินเพลิงกำลังหาวิธีให้เหล่ารีสอร์ท ที่ต้องกวาดใบไม้และตัดแต่งกิ่งเสมอๆ ให้หันมาใช้เทคโนโลยี่นี้ผลิตไฟฟ้าหรือน้ำร้อนใช้เอง

1.2 Pyrolitic Gas คือแก๊สที่เมื่อนำอินทรีย์วัตถุ หรือชีวมวลมาอบที่อุณหภูมิสูง จนเกิดการแตกของพันธทางเคมี กลายเป็นอินทรีย์สารที่มีขนาดเล็กลง ซึ่งเราอาจได้ น้ำมัน และแก๊สพร้อมๆกัน แต่มักจะเห็นนักวิจัยสนใจน้ำมันมากกว่า

ไม่ว่าเชื้อแก๊สเพลิงชีวมวลชนิดไหน ประเทศไทยมีวัตถุดิบมหาศาล ซึ่งเราต้องหาทางพัฒนามาใช้ให้ได้ ตามสภาพที่เรามี

2. แก๊สชีวภาพ ในหัวข้อมีเทนนอกกลุ่มปิโตร นอกกลุ่มฟอสซิว ในธรรมชาติ ได้พูดถึงการเกิดแก๊สจากแบตทีเลียไปแล้ว จากจุดดังกล่าว มนุษย์เรียนรู้ธรรมชาติส่วนนี้ และได้สร้างฟาร์มแบตทีเลียเพื่อบำบัดน้ำเสีย หรือย่อยขยะอินทรีย์ พร้อมกับเก็บแก๊สที่เกิดขึ้นมาใช้เป็นเชื้อเพลิง น่าภูมิใจเทคโนโลยี่ด้านนี้ไทยไม่น้อยหน้าใคร หลายปีมานี้ เฉพาะนำแก๊สดังกล่าวมาใช้เป็นพลังงาน ที่ผ่านมืออัศวินเพลิง รวมๆกันแล้วสามารถ ลดการใช้น้ำมันเตาได้ปีละกว่า 20 ล้านลิตร (อัศวินเพลิงไม่ได้ลงทุนเอง ไม่รู้วิธีผลิตแก๊ส เพียงช่วยเรื่องใช้แก็สเท่านั้น)

3. ไอน้ำมัน เพื่อให้การเผาไหม้ง่ายขึ้น สะอาดขึ้น เรานำน้ำมันเชื้อเพลิงใส่ในภาชนะแรงดัน แล้วอัดอากาศเข้าไป ไอของอากาศและน้ำมันที่ปล่อยออกมา สามารถจุดไฟได้เหมือนแก๊ส ถ้าเป็นคนรุ่นเก่า ตะเกียงเจ้าพายุคือตัวอย่าง ใหญ่กว่าตะเกียงเจ้าพายุ ก็แก๊สของช่างทำทอง มีใช้ถึงเตาทำอาหาร แต่สุดท้ายก็ถูกแทนที่ด้วยแก๊สหุงต้มหมด น่าจะนำกลับมาใช้กับกลีเซอลีน ที่เหลือจากการผลิตไบโอดีเซลดู ตลาดจะใหญ่ทันที

4. แก๊สผสม เราอาจผสมแก๊สเชื้อเพลิงให้ได้คุณสมบัติที่ต้องการ เช่นโรงงานที่ใช้แก๊สธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิง และไม่สามารถหยุดเตาได้ ไม่สดวกที่จะเก็บแก๊สธรรมชาติที่มีค่าความร้อนต่ำ ปริมาตรใหญ่ไว้ในถังสำรอง แต่เราจะเปลี่ยนเป็นสำรองแก๊สหุงต้ม ซึ่งค่าความร้อนเป็น 2.5 เท่า แต่แรงดันน้อยกว่าคือประมาณ 1 ใน 4 ส่วน เมื่อแก๊สธรรมชาติขาดส่งชั่วคราว เราก็ผสมอากาศกับแก๊สหุงต้ม ให้ได้ค่าความร้อน และความหนาแน่นใกล้เคียงแก๊สธรรมชาติ จ่ายเข้าเตาได้เลย โดยไม่ต้องปรับแต่งการเผาไหม้ใหม่ เป็นต้น

ยังไม่มีงานเขียน

อัศวินเพลิง
(ไพศาล ชอบอรุณ)

ผู้ชมข้อมูลนี้แล้ว 692 ครั้ง
เป็นสมาชิก: นานกว่า 5 เดือน
แบ่งปันความรู้ 25 ครั้ง
ได้รับดาว 151 ดวง

โหวตเพิ่มดาว