การจำลองการยึดจับคาร์บอนไดออกไซด์และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ด้วยแคลเซียมออกไซด์ในหม้อไอน้ำแบบฟลูอิไดซ์เบด

Abstract

คาร์บอนไดออกไซด์และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่ได้จากกระบวนเผาไหม้เชื้อเพลิงในโรงงานไฟฟ้าจากถ่านหิน ส่งผลอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม ดังนั้นจึงต้องมีการยึดจับแก๊สทั้ง 2 ตัวนี้ก่อนปล่อยออกสู่บรรยากาศ ในงานวิจัยนี้ ทำการพัฒนาแบบจำลองพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณสำหรับการยึดจับซัลเฟอร์ไดออกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยตัวดูดซับแคลเซียมออกไซด์ (แคลเซียมคาร์บอเนต) ในหม้อไอน้ำแบบฟลูอิไดซ์เบดในส่วนของท่อไรเซอร์แบบสองมิติ โดยเปรียบเทียบกับผลการทดลองจริง จากนั้นวิเคราะห์ตัวแปรดำเนินการที่มีผลต่อการยึดจับ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยวิธีการออกแบบการทดลองและเสนอแนวทางการยึดจับที่เหมาะสม ผลการศึกษาพบว่า แบบจำลองในงานวิจัยนี้มีความเหมาะสมสำหรับการยึดจับ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ในหม้อไอน้ำแบบฟลูอิไดซ์เบด เนื่องจากผลที่ได้มีค่าใกล้เคียงกับผลการทดลอง ผลของตัวแปรดำเนินการ กรณีศึกษาการป้อนตัวดูดซับแคลเซียมออกไซด์ พบว่า ขนาดของตัวดูดซับแคลเซียมออกไซด์ เป็นตัวแปรที่มีนัยสำคัญต่อการยึดจับซัลฟอร์ไดออกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ ส่วนในกรณีการป้อนตัวดูดซับแคลเซียมคาร์บอเนต พบว่า ขนาดของตัวดูดซับ เป็นตัวแปรที่มีนัยสำคัญต่อการยึดจับซัลเฟอร์ไดออกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ ตำแหน่งการป้อนของตัวดูดซับและอันตรกิริยาระหว่างขนาดของตัวดูดซับและตำแหน่งการป้อนของตัวดูดซับ เป็นตัวแปรที่มีนัยสำคัญต่อการยึดจับคาร์บอนไดออกไซด์ ส่วนในกรณีการป้อนตัวดูดซับผสมแคลเซียมคาร์บอเนตกับแคลเซียมออกไซด์ พบว่า ขนาดของตัวดูดซับ เป็นตัวแปรที่มีนัยสำคัญต่อการยึดจับซัลเฟอร์ไดออกไซด์ อันตรกิริยาระหว่างขนาดของตัวดูดซับกับตำแหน่งการป้อนของตัวดูดซับ เป็นตัวแปรที่มีนัยสำคัญต่อการยึดจับคาร์บอนไดออกไซด์ โดยภาวะดำเนินการที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการยึดจับแก๊สทั้ง 2 คือ กรณีการป้อนตัวดูดซับผสมแคลเซียมคาร์บอเนตกับแคลเซียมออกไซด์ เนื่องจากโรงงานในปัจจุบันใช้แคมเซียมคาร์บอเนตเป็นตัวดูดซับ แต่เมื่อผสมแคลเซียมออกไซด์ทำให้การยึดจับแก๊สทั้ง 2 ได้ดีและเมื่อพิจารณาเรื่องของราคา พบว่า แคลเซียมคาร์บอเนตมีราคาที่ถูกกว่า แคลเซียมออกไซด์