การปรับปรุงคุณภาพเศษถ่านหินโดยวิธีคาร์บอนไนเซชัน

Abstract

การทำเหมืองถ่านหินมีเศษถ่านเหลือทิ้งประมาณร้อยละ 35 ของที่ขุดได้ จึงสนใจนำมาศึกษาการปรับปรุงคุณภาพโดยวีคาร์บอไนเซชัน นำไปอัดก้อนผลิตเป็นถ่านสังเคราะห์หรือถ่านไร้ควัน ทั้งยังได้ผลิตผลพลอยได้คือน้ำมันทาร์และก๊าซถ่านหิน โดยบดเศษถ่านหินจากเหมืองแม่ตีบ จังหวัดลำปาง แยกขนาดนำมาศึกษา 4 ช่วงขนาด คือ 2-7 มม. 1-2 มม. 0.5-1.0 มม. และ 0.25-0.50 มม. คาร์บอไนซ์ในรีทอร์ทมาตรฐานแบบฟิชเชอร์ที่อุณหภูมิ 300-1,000 องศาเซลเซียส ทุกระดับ 100 องศาเซลเซียส อัตราการให้ความร้อน 10-25 องศาเซลเซียสต่อนาที หาสภาวะและขนาดของเศษถ่านหินที่เหมาะสมในการคาร์บอไนซ์จากปริมาณและคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์แล้วนำมาคาร์บอไนซ์ในรีทอร์ทขนาดห้องปฏิบัติการเพื่อผลิตถ่านสังเคราะห์อัดก้อน ผลการคาร์บอไนซ์ในรีทอร์ทแบบฟิชเชอร์ พบว่าช่วงขนาดที่เหมาะสมคือ 0.5-7.0 มม. คาร์บอไนซ์ที่อุณหภูมิ 600 และ 700 องศาเซลเซียส นำมาทดลองผลิตถ่านชาร์ในรีทอร์ทขนาดห้องปฏิบัติการ ซึ่งให้ปริมาณถ่านชาร์และก๊าซถ่านหินใกล้เคียงกับการทดลองในรีทอร์ทแบบฟิชเชอร์อัดก้อนถ่านชาร์โดยใช้ตัวประสานแป้งเปียกร้อยละ 25 หรือร้อยละ 5.8 ของแป้งมันสำปะหลังในถ่านผลิตถ่านสังเคราะห์รูปไข่ด้วยเครื่องอัดระบบ Double Ring Roll ส่วนตัวประสานแบลคลิกเคอร์ต้องใช้แรงอัดสูงและความร้อนที่อุณหภูมิประมาณ 100 องศาเซลเซียสอัดเป็นก้อนทรงกระบอกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 นิ้ว โดยใช้แบลคลิกเคอร์คิดเป็นปริมาณของแข็งทั้งหมดร้อยละ 5.6 ด้วยเครื่องอัดไฮดรอลิกส์ ถ่านสังเคราะห์ทั้ง 4 ตัวอย่างนี้ให้ประสิทธิภาพการเผาไหม้ในเตาอั้งโล่เท่ากับถ่านไม้คือร้อยละ 28 และถ่านสังเคราะห์ทั้ง 2 อุณหภูมิไม่ให้ความแตกต่างอย่างชัดเจน สามารถใช้ทดแทนถ่านไม้ได้ถึงแม้ว่ามีค่าความร้อนน้อยกว่าถ่านไม้ประมาณร้อยละ 35 แต่ข้อดีของถ่านสังเคราะห์คือมีรูปร่างเหมือนกันทำให้สะดวกในการใช้งานและขนส่ง เถ้ารวมตัวเป็นก้อนไม่ปลิวฟุ้งเหมือนถ่านไม้ ทำให้บริเวณที่เผาไหม้สะอาดและไม่ก่อให้เกิดปัญหามลภาวะเช่นการเผาไหม้ถ่านหิน