คู มือเทคโนโลย ีการ ... · คู...

คูมือเทคโนโลยีการควบคุมมลพิษทางอากาศสําหรับอตุสาหกรรมเคลือบผิว

1

สํานักเทคโนโลยีสิ่งแวดลอมโรงงาน กรมโรงงานอุตสาหกรรม กระทรวงอุตสาหกรรม

สถาบันวิจัยและใหคําปรึกษาแหงมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร

คูมือเทคโนโลยีการควบคุมมลพิษทางอากาศ

สําหรับอตุสาหกรรมเคลือบผิว

มกราคม 2547


2

คํานํา

คูมือเทคโนโลยีการควบคุมมลพิษทางอากาศสําหรับอุตสาหกรรมเคลือบผิวฉบับน้ี เปนสวนหนึ่งในการดําเนินโครงการจัดทําคูมือเทคโนโลยีการควบคุมมลพิษทางอากาศและการกําหนด

มาตรฐ านกา ร ร ะบายมลพิ ษทา งอ ากาศจากอุ ต ส าหกร รม เคลื อบผิ ว ข อ งก รม โ ร ง ง าน อุตสาหกรรม ซึ่งไดรับความชวยเหลือทางวิชาการจากรัฐบาลสหพันธสาธารณรัฐเยอรมนี ผานทาง องคกรความรวมมือทางวิชาการไทย-เยอรมัน (GTZ) และไดมอบหมายใหสถาบันวิจัยและให

คําปรึกษาแหงมหาวิทยาลัยธรรมศาสตรเปนผูดําเนินการศึกษาและจัดทําคูมือขึ้น โดยคูมือฯ ฉบับน้ี ครอบคลุมเน้ือหาในดานตาง ๆ ไดแก กระบวนการผลิต แหลงกําเนิดมลสารทางอากาศและระบบ

ควบคุมมลพิษทางอากาศ เทคโนโลยีการควบคุมสารอินทรียระเหยสําหรับอุตสาหกรรมเคลือบผิว และแนวทางการปรับปรุงและออกแบบระบบควบคุมมลพิษทางอากาศ ผูศึกษาหวังเปนอยางยิ่งวากรมโรงงานอุตสาหกรรมและโรงงานอุตสาหกรรมที่มีการ

เคลือบผิวชิ้นงานไดแก โรงงานทําเครื่องเรือน เครื่องตบแตง เฟอรนิเจอร โรงงานซอมแซมยานที่

ขับเคลื่อนดวยเครื่องยนตหรือสวนประกอบ และโรงงานทา พน หรือเคลือบสีจะสามารถนําคูมือฉบับน้ีไป

ใช ในการจัดการปรับปรุ งและออกแบบระบบควบคุมมลพิษทางอากาศที่ ระบายออกจาก

กิจกรรมการพนสีของโรงงานซึ่งจะสามารถลดปญหากลิ่นและอันตรายตอสุขภาพของทั้งพนักงานใน

โรงงานและประชาชนบริเวณใกลเคียงโรงงานที่มีอยูในปจจุบันได

คณะผูศึกษา


3

กิตติกรรมประกาศ

คณะผูศึกษาขอขอบคุณกรมโรงงานอุตสาหกรรม กระทรวงอุตสาหกรรม และ รัฐบาลสหพันธสาธารณรัฐเยอรมนี ผานทางองคกรความรวมมือทางวิชาการไทย-เยอรมัน (GTZ) ที่มอบหมายใหสถาบันวิจัยและใหคําปรึกษาแหงมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร โดยมี ผศ.ดร. วราวุธ เสือดีเปนผูจัดการโครงการเปนผูดําเนินการศึกษาและจัดทําคูมือเทคโนโลยีการควบคุมมลพิษทางอากาศ สําหรับอุตสาหกรรมเคลือบผิวฉบับน้ี ในการดําเนินการศึกษาครั้งน้ี คณะผูศึกษาไดรับคําแนะนํา ขอคิดเห็นตางๆ ตลอดจนความชวยเหลือและประสานงานอยางดียิ่งจากเจาหนาที่สวนมลพิษทางอากาศ สํานักเทคโนโลยี สิ่งแวดลอมโรงงาน กรมโรงงานอุตสาหกรรม จึงใครขอขอบคุณมา ณ ที่น้ี นอกจากนี้ คณะผูศึกษาใครขอขอบคุณ โรงงานอุตสาหกรรมทุกโรงงานที่ไดใหความ

รวมมือในการใหขอมูลตางๆ ที่เปนประโยชนอยางยิ่งในการดําเนินการศึกษาครั้งน้ี รวมทั้งใหความ

อนุเคราะหในการเขาตรวจวัดปริมาณสารอินทรียระเหยของโรงงาน คณะผูศึกษา คณะกรรมการประสานและรับงาน


4

นายขจรศักด์ิ กันตพิทยา ประธานกรรมการ Mr. Magnus Staudte กรรมการ นางสาวพะเยาว คํามุข กรรมการ นายสุทัศน มังคละคีรี กรรมการ นายพรยศ กลั่นกรอง กรรมการ นายวีรพงษ เอี่ยมเจริญชัย กรรมการ นางสาวจันจิรา หงสรพิพัฒน กรรมการและเลขานุการ นางสาวเบญจพร ศิริพรหมโชติ กรรมการและผูชวยเลขานุการ สวนมลพิษทางอากาศ สํานักเทคโนโลยีสิ่งแวดลอมโรงงาน กรมโรงงานอุตสาหกรรม กระทรวงอุตสาหกรรม ถนนพระรามที่ 6 กรุงเทพมหานคร 10400 โทร. 0-2202-4164 โทรสาร 0-2202-4135 ผูศึกษา

ผศ.ดร. วราวุธ เสือดี สถาบันวิจัยและใหัคําปรึกษาแหงมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร ผูชวยนักวิจัย

นางพรนภิส สุดโต นายสุวัชร บัวแยม นายพรปญญา ขันติไพบูลยกุล นางสาวลัดดา ยาวิรัชน นายพงษศักด์ิ เลิศศักด์ิวิมาน นายพงศศักด์ิ โอชารส นางสาวจีรวรรณ ทิพยนอยสงา นายศุภฤกษ โนรี บริษัท เอส ที เอส กรีน จํากัด 212 ถนนประดิพัทธ แขวงสามเสนใน เขตพญาไท กรุงเทพมหานคร 10400 โทร. 0-2618-3133 โทรสาร 0 –2618-5405


5

สารบัญ

คูมือเทคโนโลยีการควบคมุมลพิษทางอากาศสําหรบัอุตสาหกรรมเคลือบผิว หนา 1. ที่มาและความจําเปน 1 2. วัตถุประสงค 1 3. กระบวนการผลิต แหลงกําเนิดมลสารทางอากาศและระบบควบคุมมลพิษทางอากาศ 2 3.1 โรงงานผลิตเฟอรนิเจอร (37) 2 3.1.1 กระบวนการผลิตเฟอรนิเจอร และแหลงกําเนิดมลสารทางอากาศ 2 3.1.2 ระบบควบคุมมลพิษทางอากาศ 2 3.2 อูซอมตัวถังรถยนต (95) 4 3.2.1 ขั้นตอนการซอมและพนสีตัวถังรถยนต และแหลงกําเนิดมลสารทางอากาศ 4 3.2.2 ระบบควบคุมมลพิษทางอากาศ 4 3.3 โรงงานพนหรือเคลือบสี (100) 6 3.3.1 กระบวนการพนหรือเคลือบสี และแหลงกําเนดิมลสารทางอากาศ 6 3.3.2 ระบบควบคุมมลพิษทางอากาศ 7 4. เทคโนโลยีการควบคุมมลพิษทางอากาศสําหรับอตุสาหกรรมเคลือบผิว 7 4.1 มาตรฐานการปลอยสารอินทรียระเหย 7 4.1.1 รูปแบบของคามาตรฐาน 7 4.1.2 คามาตรฐาน 7 4.2 แนวทางการปองกันสารอินทรียระเหย 8 4.3 ระบบการรวบรวม 14 4.4 ระบบควบคุมสารอินทรียระเหย 16 4.4.1 ระบบการเผาทําลาย (Incineration) 16 4.4.2 ระบบการดูดซับ (Adsorption) 23 4.4.3 ระบบการดูดกลืน (Absorption) 31 4.4.4 ระบบการกรองชีวภาพ (Biofiltration) 35 4.5 ขอดีและขอเสียของระบบควบคุมมลพิษทางอากาศแตละระบบ 39 5. แนวทางการปรับปรุงและออกแบบระบบควบคมุมลพิษอากาศ 41 5.1 แนวทางการปรบัปรุงระบบควบคุมมลพิษทางอากาศ 41 5.2 แนวทางการออกแบบระบบควบคุมมลพิษทางอากาศ 42 5.2.1 แนวทางทั่วไป 42 5.2.2 แนวทางการออกแบบ 45 5.3 การประมาณคาใชจายสําหรับระบบควบคุม 52

เอกสารอางองิ


6

ภาคผนวก การตรวจสอบประสิทธิภาพของระบบควบคุมสารอินทรียระเหย


7

คูมือเทคโนโลยีการควบคุมมลพิษทางอากาศ สําหรับอุตสาหกรรมเคลือบผิว

1. ที่มาและความจําเปน ตามบัญชีประเภทโรงงานอุตสาหกรรมจําแนกตามกฎกระทรวง (พ.ศ.2535) ออกตาม

ความในพระราชบัญญัติโรงงาน พ.ศ. 2535 ไดจําแนกอุตสาหกรรมเคลือบผิวเปนกลุมโรงงานประเภท

โรงงานผลิตเครื่องเรือนหรือเครื่องตบแตงภายในอาคาร อูซอมตัวถังรถยนต และโรงงานพนหรือเคลือบสี

ซึ่งจัดเปนโรงงานลําดับที่ 37, 95 และ 100 ตามพระราชบัญญัติโรงงาน พ.ศ. 2535 ตามลําดับ

จากฐานขอมูลโรงงานอุตสาหกรรมของกรมโรงงานอุตสาหกรรม ณ วันที่ 23 พฤษภาคม 2546 มีจํานวนโรงงานแตละประเภทดังน้ี

จํานวนโรงงาน ลําดับที่ ประเภทหรือชนิดของโรงงาน

กรุงเทพมหานคร สมุทรปราการ 37 ผลิตเครื่องเรือนหรือเครื่องตบแตงภายในอาคาร 525 147 95 อูซอมตัวถังรถยนต 1,663 161 100 โรงงานพนหรือเคลือบสี 35 51

กลุมโรงงานประเภทนี้สวนมากเปนโรงงานขนาดเล็กหรือขนาดกลาง มีที่ต้ังอยูใกล ชุมชน มีการใชเทคโนโลยีอยางงาย มีเงินทุนหมุนเวียนไมมาก มีความสามารถในการรับการถายทอดเทคโนโลยีไดนอย ทําใหเกิดเหตุเดือดรอนรําคาญบอยครั้ง เหตุรําคาญดังกลาวสวนใหญเปนเรื่อง มลพิษทางอากาศในรูปของกลิ่นจากสารทําละลาย (Solvent) ที่ใชในการผสมสีพนและลางทําความสะอาดชิ้นงาน ซึ่งการดําเนินการจัดการแกไขจะดําเนินการตามสถานการณในแตละกรณีไมมีรูปแบบ

การดําเนินงานแกไขที่มีทิศทางถูกตองหรือไดมาตรฐาน

จากสถานการณส่ิงแวดลอมที่เกิดจากอุตสาหกรรมดังกลาว จาํเปนตองทําการศึกษาอยางเรงดวนเพื่อ

นําผลการศึกษาที่ไดมากําหนดมาตรการในการจัดการมลพษิทางอากาศทีเ่กิดขึ้นอยางมีประสิทธิภาพ

2. วัตถุประสงค วัตถุประสงคของคูมือ มีดังน้ี 1) เสนอแนะแนวทางการปองกันและควบคุม เพื่อที่จะลดปญหามลพิษทางอากาศ

ที่สําคัญจากอุตสาหกรรมเคลือบผิว

2) เสนอแนะแนวทางในการปรับปรุงระบบควบคุมมลพิษทางอากาศ


8

3. กระบวนการผลิต แหลงกําเนดิมลสารทางอากาศและ

ระบบควบคุมมลพิษทางอากาศ

3.1 โรงงานผลิตเฟอรนิเจอร (37) 3.1.1 กระบวนการผลิตเฟอรนิเจอร และแหลงกําเนิดมลสารทางอากาศ กระบวนการผลิตเฟอรนิเจอรโดยทั่วไป (ดูรูปที่ 1) เริ่มจากการนําวัตถุดิบหลัก คือ ไม

แปรรูปมาตัดหยาบหรือผาไมใหไดขนาดของชิ้นงานตามตองการ จากนั้นนํามาขึ้นรูปราง ปาดโคง ลบ

เหลี่ยม เซาะรอง เจาะรู และขัดผิวดวยกระดาษทราย โรงงานบางแหงมีการแตงสีและเคลือบผิวกอน

นํามายอมสีหรือพนพ้ืนตอไป ลักษณะการพนสีสวนใหญจะใชปนพนสี มีเพียงบางโรงงานเทาน้ันที่มีการ

ยอมหรือพนสีดวยเครื่องจักรอัตโนมัติ ชิ้นงานที่ผานการยอมหรือพนสีแลว จะนําไปตากใหแหงโดยทิ้ง

ชิ้นงานในหองที่มีการระบายอากาศหรือใชความรอนชวยในการอบชิ้นงานใหแหง แลวจึงนําสวนประกอบ

เหลาน้ันเขาสูขั้นตอนการควบคุมคุณภาพโดยการแตงสี เพ่ือตรวจสอบความเรียบรอยของชิ้นงานกอน

ประกอบเปนเฟอรนิเจอร หรือบางแหงจะบรรจุแยกชิ้นเพื่อลดพื้นที่การเก็บและการขนสง กอนสงไป

จําหนายทั้งในประเทศและตางประเทศตอไป กรณีวัตถุดิบเปนไมจริง เชน ไมสัก เปนตน จะไมมีการ

เคลือบผิว ชิ้นงานจะเขาสูขั้นตอนการควบคุมคุณภาพ การประกอบหรือการบรรจุหีบหอเพื่อสงตอใหกับ

ลูกคาตอไป สําหรับสารอินทรียระเหยที่ใชในกระบวนการผลิตเฟอรนิเจอร ที่อาจสงผลกระทบดาน

มลพิษทางอากาศ สามารถแบงเปน 2 กลุมหลักคือ สารเคมีที่เปนตัวทําละลายสําหรับการพนสี และกลุม

สารเคมีใชสําหรับพนกาว ซึ่งโดยทั่วไปจะมีการใชสารเคมีในหนวยตางๆ ของการผลิตดังรูปที่ 1

3.1.2 ระบบควบคุมมลพิษทางอากาศ

ระบบควบคุมมลพิษทางอากาศ จากการพนและเคลือบผิวชิ้นงานเฟอรนิเจอรที่มีใชอยู

ในปจจุบันมี 3 ระบบหลักคือ

- มานน้ํา : ติดต้ังบริเวณหองพนสี หลักการทํางานคือ มานน้ําไหลผานแผนโลหะ

หางจากจุดพนสีประมาณ 0.5-1 เมตร ละอองสีที่มีนํ้าหนักและความเร็วจะ

กระทบแผนเหล็กที่มีนํ้าไหลผานและถูกจับไวดวยน้ํา บริเวณดานลางของแผน

เหล็กจะเปนชองเปดซึ่งอากาศจะถูกดูดผานชองน้ี และน้ําที่ผานจากแผนเหล็กจะ

ไหลผานชองเปด ทําใหมีลักษณะเปนมานน้ําทําใหสารอินทรียระเหย บางสวนที่มี

ลักษณะเปนอนุภาคที่ปนอยูในอากาศเมื่อผานมานน้ําน้ีจะถูกจับโดยน้ํา สวน

อากาศจะผานไปยังปลองระบายโดยพัดลมดูดอากาศ

- กรองใยแกวและคารบอน : ติดต้ังบริเวณหองพนสี หลักการทํางานคืออากาศ

ในหองพนสีจะถูกดูดออกผานแผนกรองใยแกวเพื่อบําบัดฝุนและละอองสาร

เคลือบผิว จากน้ันอากาศที่กรองแลวจะผานไปยังถานกัมมันตเ พ่ือจับไอ

สารอินทรียระเหยที่เกิดจากกระบวนการพนสี และระบายออกทางปลองระบาย


9

ไมแปรรูป

ไมเศรษฐกิจ เชน ไมสัก เปนตน

แปรรูป

ตัด ผา ไส ซอย ขึ้นรูป เซาะรอง เจาะรู ขัดผิว

อัดแผน กาวกาว

ควบคุมคุณภาพ

ขัดผิว แตงสี

เคลือบผิวชิ้นงาน

รองพื้น พนเคลือบ ขัดผิว

ทินเนอร แลคเกอร

ประกอบชิ้นงาน บรรจุหีบหอ แยกสวน

จัดเก็บ/จําหนาย

กาว

รูปที่ 1 กระบวนการผลิตเฟอรนิเจอรและแหลงกําเนิดมลสารทางอากาศ

ปาดโคง

สี

VOCs

VOCs

VOCs

VOCsVOCs

VOCs

อัดแทง


10

- กรองใยแกวและใยมะพราว : ติดต้ังบริเวณหองพนสี หลักการทํางานคือ ใช

ใยมะพราวในการดักละอองสี จากนั้นอากาศจะผานแผนกรองใยแกวเพ่ือบําบัด

ฝุนละอองของสารเคลือบผิว และระบายออกทางปลองระบาย

อากาศจากหองพนสีจะถูกระบายออกทางปลองระบายที่มีความสูงของปลองอยูในชวง

3-20 เมตร เสนผาศูนยกลางปลองอยูในชวง 0.2-1 เมตร

3.2 อูซอมตัวถังรถยนต (95)

3.2.1 ขั้นตอนการซอมและพนสีตัวถังรถยนตและแหลงกําเนิดมลสารทางอากาศ อูซอมตัวถังรถยนต (ดูรูปที่ 2) เริ่มจากการรับรถและประเมินการซอมกอนนํารถเขาแผนกซอมตัวถังรถยนต ซึ่งจะทําการเคาะ/ดึงตัวถัง เชื่อม เคาะรอยเชื่อมและประกอบชิ้นสวนทั้งหมดเขาในรถยนต เพ่ือตรวจสอบสภาพรูปทรงและการใชงานใหเรียบรอย กอนนํารถยนตเขาสูแผนกซอมสีตอไป แผนกสีแบงเปน การขัดสีเกา พนรองพื้น โปวสี พนสีรองพื้น พนสีจริง พนสีเคลือบ ขัดเงาและเคลือบสี ตรวจสอบคุณภาพและสงมอบรถยนต สารอินทรียระเหยที่ใชในอูซอมตัวถังรถยนตที่สงผลกระทบ

ทางดานมลพิษทางอากาศ คือ กลุมสารเคมีที่เปนตัวทําละลายที่ผสมกับสี ไดแก สีเคลือบ สีรองพื้น และ สีจริง

3.2.2 ระบบควบคุมมลพิษทางอากาศ

อูซอมตัวถังรถยนตทั้งหมดจะมีการพนเคลือบในหองพนสี สวนใหญเปนหองพนสี สําเร็จรูปจากผูผลิต

โดยเนนการควบคุมคุณภาพอากาศที่เขาหองพนสีมากเปนพเิศษ เพื่อปองกนัฝุนละอองในบรรยากาศ

เขาสูหองพนสีและอาจทําใหชิ้นงานไมไดคุณภาพตามตองการ อากาศขาเขาที่ผานการกรองเขามาแลว

จะกดใหฝุนและละอองสีที่ฟุงกระจายอยูขณะพนสีตกลงสูดานลางบริเวณพื้นหองพน อากาศเสีย

ภายในหองพนจะถูกดูดออกผานแผนกรองใยแกวซึ่งวางเรียงกันเพื่อกรองละอองสีกอนระบายออกสู

ภายนอกโดยปลองระบายที่ติดตั้งพัดลมดูดอากาศไว สําหรบัปลองระบายมลพิษอากาศจากการสํารวจ

พบวามีความสูงของปลองอยูในชวง 2-15 เมตร เสนผาศูนยกลางปลองมีขนาดอยูในชวง 0.2-2 เมตร


11

รถยนตท่ีเสียหาย

รับรถ และประเมินการซอม

ขัดสีเกาหรือลอกสี

พนรองพื้น

โปวสี

พนสีรองพื้นหรือพนสีชั้นกลาง

พนสีจริง

พนสีเคลือบ

ขัดเคลือบสี

รอสงมอบ

รูปท่ี 2 กระบวนการซอมตัวถังรถยนตและแหลงกําเนิดมลสารทางอากาศ

เคาะ/ดึง

เชื่อม

ประกอบ

ตรวจสอบคุณภาพ

ตรวจสอบ

อบสี

VOCs

VOCs

VOCs

VOCs

VOCs

VOCs

น้ํายาลอกสี

สี / ทินเนอร

สี / ตัวเรง

สี / ฮารดเดนเนอร /

ทินเนอร

แผนกสี

แผนกซอมตัวถัง






12

3.3 โรงงานพนหรือเคลือบสี (100) 3.3.1 กระบวนการพนหรือเคลือบสีและแหลงกําเนิดมลสารทางอากาศ โรงงานพนหรือเคลือบสี (ดูรูปที่ 3) เริ่มจากนําชิ้นสวนโลหะที่ขึ้นรูปเรียบรอยแลวจากลูกคามาทําความสะอาดชิ้นงานเพื่อกําจัดคราบไขมัน สนิมตาง ๆ จนสะอาดและตากแหง จากนั้นนํามาเคลือบฟอสเฟตและเคลือบสีดวยวิธีการตาง ๆ คือ การพนดวยปนพนสีหรือชุบสี โดยเครื่องชุบอัตโนมัติ (เชน ถังชุบสี, ถังชุบสีแบบ Fluidized bed, ถังชุบสีแบบสูญญากาศ เปนตน) ขั้นตอนตอมานําชิ้นสวนมาอบแหง โดยใชความรอนในเตาอบที่อุณหภูมิประมาณ 180-250 oC ทิ้งใหเย็นจากนั้นบรรจุชิ้นงานและสงมอบใหลูกคาตอไป

ช้ินงานโลหะ

เคลือบดวยฟอสเฟต

อบแหง

สงมอบใหลูกคา

รูปที่ 3 กระบวนการผลิตของโรงงานพนหรือเคลือบสี

สี ทินเนอร

ตัวทําละลาย

VOC

- ปนพนสี - Fluidized Bed Tank - ถังสี - ถังชุบสีแบบสุญญากาศ

เคลือบผิว

- ความรอน - ตัวทําละลาย

ทําความสะอาด

VOCs


13

3.3.2 ระบบควบคุมมลพิษทางอากาศ โรงงานพนหรือเคลือบสีมีกระบวนการผลิตทั้งการพนแบบแหง และแบบเปยก กรณี

การพนแบบแหง ระบบควบคุมมลพิษทางอากาศที่ใชจะเปนไซโคลนและไสกรองเพื่อกรองฝุนสีกอน

ระบายออกทางปลอง กรณีการพนแบบเปยก ระบบบําบัดมลพิษที่นิยมใชมี 2 แบบคือ แบบมานน้ํา มีลักษณะการทํางานโดยใชมานน้ําดักฝุนและละอองสีกอนระบายอากาศเสียออกทางปลองระบาย และ

แบบกรองใยแกว มีลักษณะการทํางานโดยใชใยแกวดักจับฝุนและละอองสีกอนระบายอากาศเสียออกทางปลองระบาย ความสูงของปลองระบายอยูในชวง 3-10 เมตร เสนผาศูนยกลางของปลองระบายอยูในชวง 0.15-0.80 เมตร

4. เทคโนโลยีการควบคุมมลพิษทางอากาศสําหรับอุตสาหกรรมเคลอืบผิว 4.1 มาตรฐานการปลอยสารอินทรียระเหย มาตรฐานหรือกฎหมายการปลอยสารอินทรียระเหย มีวัตถุประสงคเพ่ือควบคุมการ

ระบายและการรั่วไหลของสารอินทรียระเหยจากสถานประกอบการ ซึ่งแตละประเทศมีรูปแบบของคา

มาตรฐานและคามาตรฐานดังน้ี

4.1.1 รูปแบบของคามาตรฐาน รูปแบบของการกําหนดคามาตรฐานสามารถสรุปได 3 รูปแบบคือ

1) การกําหนดคาสูงสุดของสารอินทรียระเหยในสารเคลือบผิว (Maximum VOC Content in Coatings)

ประเทศที่กําหนดรูปแบบนี้ เชน สหรัฐอเมริกา (U.S. EPA) และแคนาดา

2) การกําหนดเปนคาความเขมขนที่ปลอง ประเทศที่กําหนดรูปแบบนี้ เชน ไตหวัน และญี่ปุน

3) การกําหนดอัตราการระบายกาซที่ปลอง

ประเทศที่กําหนดรูปแบบนี้ คือ ญ่ีปุน โดยที่อัตราการระบายที่ยอมใหปลอยนี้จะขึ้นอยูกับความสูงของปลองที่ปรับแกแลว (Corrected Height of Stack) และคาความเขมขนสูงสุดที่อนุญาตใหมีไดที่บริเวณริมรั้วของสถานประกอบการ 4.1.2 คามาตรฐาน คามาตรฐานที่เกี่ยวของกับการกําหนด โดยใชคาความเขมขนของสารอินทรียระเหยที่ตําแหนงตาง ๆ ของโรงงานแสดงดังตารางที่ 1


14

อัตราการระบาย Benzene (mg/m3)

ขนาด โรงงานเกา โรงงานใหม

A 200 100

B 100 50

ตารางที่ 1 คามาตรฐานปริมาณสารอินทรียระเหยที่ตําแหนงตาง ๆ ของโรงงาน

ท่ีขอบเขตรั้ว ของโรงงาน (ppm)

ภายในสถานประกอบการ (ppm)

ประเทศ/หนวยงาน ที่ปลองระบาย

1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 1. ประกาศกระทรวง อุตสาหกรรม

Xylene 870 mg/m3 (200 ppm)

- - - - - - - - - -

2. ประกาศกระทรวงมหาดไทย

- - - - - 10 200 100 - - -

3. ไตหวัน VOC 60 mg/m3 - - - - - - - - - - 4. ACGIH (American Conference of Governmental Industrial Hygienists)

- - - - - 10 50 100 150 400 100

5. ญี่ปุน - 10-60 1-5 - - - 100 - - -

หมายเหตุ : 1 = Benzene คา Threshold ของกลิ่น = 4.68 ppm 2 = Toluene คา Threshold ของกลิ่น = 0.17 ppm 3 = Xylenes คา Threshold ของกลิ่น = 0.05 ppm 4 = n-Butyl Acetate คา Threshold ของกลิ่น = 10 ppm 5 = Ethyl Acetate คา Threshold ของกลิ่น = 1 ppm 6 = Ethylbenzene = 140 ppm A = 1,000 ≤ Flow Rate < 3,000 m3/hr B = Flow Rate ≥ 3,000 m3/hr 4.2 แนวทางการปองกนัสารอินทรียระเหย 1) การปองกนัมลพิษ การปองกันสารอินทรียระเหยจะใชหลักการ Pollution Prevention จะ

พิจารณาตามตําแหนงหรือแหลงกําเนิดของสารอินทรียระเหย ในขั้นตอนตาง ๆ ของการผลิตที่มีการใชสารอินทรียระเหย ไดแก

- การจัดเก็บ (VOCs Storage) และการผสมส ี(Mixing) - การทําความสะอาดชิ้นงานหรือการเตรียมชิน้งาน (Surface Preparation) - การพนสี (Coating Application) - การทําความสะอาดอุปกรณ


15

ในแตละขั้นตอนดังกลาวสามารถสรุปแนวทางปองกันสารอินทรียระเหยไดดัง

ตารางที่ 2

ตารางที่ 2 แนวทางการปองกันสารอินทรียระเหยสําหรับอุตสาหกรรมเคลือบผิว

แหลงกําเนิด วิธีการปองกัน

1. การจัดเก็บและการผสมส ี - ถังหรือภาชนะที่ใชในการเก็บ VOCs หรือสารที่ม ีVOCs

เปนองคประกอบ ควรปดเมื่อไมไดใชเพ่ือปองกันการ ระเหยของ VOCs (รูปที่ 4) - บริเวณหองที่ใชผสมส ีควรมีระบบระบายอากาศที่ดี และเพียงพอ เชนการติดต้ัง Exhaust Hood ไว

บริเวณ ดานหลังของโตะผสมสี 2. การทําความสะอาดชิ้นงาน - ในการทําความสะอาดชิ้นงานกอนการพนสีโดยการ จุมชิ้นงานลงไปในอางที่มีตัวทําละลาย ควรติดต้ัง Exhaust Hood เพ่ือระบายสารอนิทรียระเหยออก

จาก บรรยากาศทํางาน (รูปที ่5) 3. การพนสี - หองพนสีของอูซอมรถควรติดต้ังระบบระบายอากาศ ชนิด Downdraft แทนชนิด Crossdraft หรอื

Semi- Downdraft (รูปที ่6) เน่ืองจากระบบ

Downdraft สามารถควบคุมประสิทธภิาพในการพนไดดีกวาระบบ อื่น ทําใหระยะเวลาในการปฏิบัติงานและปริมาณสาร เคมีที่ใชในการพนสีลดลง - การพนกาวหรือพนสีควรทําในหอง (Booth) ที่ม ี ระบบระบายอากาศที่ดีเพ่ือลดการฟุงกระจายของ สารอินทรยีระเหยไปสูบรเิวณอื่นๆ ซึ่งกอใหเกิด อันตรายตอคนงานอื่นๆ ที่ไมเกี่ยวของ และผูทําหนาที่ พนสีควรสวมใสอุปกรณปองกันอันตรายสวนบุคคล โดยเฉพาะหนากากกันสารอินทรียระเหย - ใชปนพนสีที่มีประสทิธิภาพ เชน High-Volume Low-Pressure (HVLP) Spray Gun ซึ่ง


16

จะชวยเพ่ิม ประสิทธภิาพในการพนสี คือ เน้ือสีจะไปอยูที่ชิ้นงาน มากกวาอยูในบรรยากาศการทํางาน ทําใหผูปฏิบัติ งานมีการสมัผัสกับสารเคมีนอยลง - หองพนสีของโรงงานเฟอรนิเจอรและโรงงานพน และเคลือบสีควรมีตําแหนงของระบบระบายอากาศ ที่เหมาะสมเพ่ือใหคนงานสัมผัสสารอินทรียระเหย นอยที่สุด (รูปที ่7) - หลังการพนสีเสร็จไมควรหยุดการทํางานของระบบ ระบายอากาศในหองพนสีทันท ีควร Run ตอไป ประมาณ 5-10 นาที เพ่ือระบายไอระเหยที่ตกคาง

ออก จากหองใหหมด

ตารางท่ี 2 แนวทางการปองกันสารอินทรียระเหยสําหรับอุตสาหกรรมเคลือบผิว

(ตอ)

แหลงกําเนิด วิธีการปองกัน

3. การพนสี - จัดใหมีแผนงานในการตรวจสอบและซอมบํารุงระบบ ระบายอากาศในหองพนสีและอุปกรณที่เกี่ยวของเชน การมีการเปลี่ยน Filter อยางสม่ําเสมอตาม

ระยะเวลา ที่กําหนด 4. การทําความสะอาดอุปกรณ - ตัวทําละลายที่ใชทําความสะอาดถาสามารถนํากลับมา ใชใหมไดควรนํากลับมาใชซ้ํา - ตัวทําละลายที่ใชควรจัดเก็บในภาชนะที่ปด

2) การใชสารทดแทน

การใชตัวทําละลายที่มีอัตราการระเหยต่ํา เชน

สารประกอบ จุดเดือด (oC) สารทีส่ามารถทดแทนได n-Methyl-2-pyrrolidone

202 มีความเปนพิษตํ่าสามารถใชทดแทน Methylene Chloride ในการทําความสะอาดชิ้นงาน


17

Dibasic ester

N/A ใชทดแทน Acetone ในการทําความสะอาด Polyester Resin

Propylene glycol ethers

120-242 เปนตัวทําละลายสําหรับ Waterborne และ High-Solids Coatings

ที่มา : U.S.EPA, Guideline Series Control of Volatile Organic Compound Emission from Wood Furniture Manufacturing Operations, 1996.


18

รูปที่ 4 ภาชนะที่ออกแบบสําหรับแบงถายตัวทําละลาย

เพื่อปองกันการระเหยของ VOCs

รูปที่ 5 การติดตั้ง Exhaust Hood บริเวณอางลางชิ้นงาน

5-10

m/s

0.5-


19

รูปที่ 6 ระบบระบายอากาศสําหรับหองพนสีรถยนต


20

BEST AIR INLET

BEST AIR INLET

BEST AIR INLET

PLEN

รูปที่ 7 ตําแหนงที่เหมาะสมของ Air Inlet และ Exhaust

PLEN

UM


21

4.3 ระบบการรวบรวม

สําหรับระบบการรวบรวมกาซหรือไอที่เกิดขึ้นจากกระบวนการผลิตตองคํานึงถึง

ความเร็วที่ผิวหนาของชิ้นงาน (Surface Velocity) ซึ่งกาซและไอของสารอินทรียระเหยสวนใหญที่เกิดขึ้น

ในกระบวนการเคลือบผิวน้ัน ระบบรวบรวมจะตองทําใหเกิดความเร็วที่ผิวชิ้นงานอยางนอย 0.5-1 เมตร

ตอวินาที ดังแสดงในรูปที่ 5

รายละเอียดและรูปแบบของระบบรวบรวม (Hood) ที่จะดูดเอาไอหรือกาซเขาสูระบบ

ทอมีหลายหลากรูปแบบ ขึ้นอยูกับรายละเอียด การจัดวางหรือลักษณะเฉพาะของแตละกระบวนการผลิต

ซึ่งทําใหตองการอัตราการไหลหรือขนาดของพัดลมแตกตางกันรายละเอียดของการออกแบบสามารถ

คนควาไดจากเอกสาร “Industrial Ventilation: A Manual of Recommendation Practice” โดย

American Conference of Governmental Industrial Hygienists สําหรับการจัดวางตําแหนงของระบบ

รวบรวมที่เหมาะสม แสดงดังรูปที่ 7

เมื่อระบบรวบรวมดูดเอาไอของสารอินทรียระเหยเขาสูระบบทอ การออกแบบระบบทอ

ตองทําใหมีความเร็วในระบบทอสูงเพียงพอที่จะไมทําใหมีการตกสะสมของละอองหรือไอของสารอินทรีย

ระเหยในระบบทอ ความเร็วตํ่าที่สุดสําหรับระบบนี้คือ 5-10 เมตรตอวินาที

อัตราการไหลที่ตองการสําหรับฮูดตางๆ

โดยทั่วไปความเร็วของกาซที่ผิวชิ้นงานจะอยูในชวง 0.5-1 เมตรตอวินาที แตรูปแบบ

ของฮูดมีหลากหลาย ขึ้นอยูกับความจําเปนในการจัดวางตําแหนงของฮูดที่ขึ้นอยูกับเน้ือที่และลักษณะ

ของการใชงาน ดังน้ันจึงสามารถคํานวณหาอัตราการไหลของอากาศที่ตองการไดจากรูปแบบของฮูด

ต า ง ๆ

ที่ไดรวบรวมไวดังน้ี

1. ฮูดแบบแขวนที่เคลื่อนยายได (Freely Suspended Hood)

Q = V (10X2 + A)

โดย Q = อัตราการไหลของอากาศในระบบฮูดที่ตองการ, m3/s

X = ระยะทางจากปากฮูดไปจนถึงดานไกลสุดของชิ้นงาน, m.

A = พ้ืนที่ดานหนาฮูด, m2

V = ความเร็วของอากาศที่ผิวชิ้นงานที่ตองการ (0.5-1 m/s)

L

H

SOURCE

X Q


22

2. ฮูดปากกวาง (Large Hood)

Q = V (10X2 + A)

การจัดเปนฮูดแบบนี้ก็ตอเมื่อระยะจากชิ้นงานถึงริมฮูดมากกวา 2 เทาของระยะระหวาง

ชิ้นงานถึงปากฮูด

3. ฮูดที่ตั้งอยูบนโตะหรือพ้ืน (Hood on Bench or Floor)

Q = V (5X2 + A)

4. ฮูดที่มีแถบคาดปากฮูด (Hood with Wide Flange)

Q = V 0.75(10X2 - A)

5. ฮูดเหนือชิ้นงาน (Canopy Hood)

Q = 1.4 PDV

SOURCE

X

2X

SOURCE X Q

SOURCE

X Q

FLANGE WIDTH ≥ √ A

0.4D

45O MINIMUM

D


23

โดย P = ความยาวรอบถัง, m.

D = ระยะหางระหวางปากฮูดและชิ้นงาน, m.

V = ความเร็วของอากาศที่ผิวชิ้นงาน (0.5-1 m/s)

แตในกรณีน้ีอาจเปลี่ยนเปน 0.25-2.5 m/s ขึ้นกับ

การเคลื่อนไหวของของอากาศระหวางปากฮูดกับชิ้นงานวามีหรือไม

4.4 ระบบควบคุมสารอนิทรียระเหย วิธีการโดยทั่วไป การควบคุมการระบายสารอินทรียระเหยจากแหลงกําเนิดที่อยูกับที่ (Stationary หรือ Point Sources) จะทําการติดต้ังอุปกรณควบคุมเพ่ิมเติม (Add-on Control Devices) ความแตกตางของเทคโนโลยีในการควบคุมที่จะนําไปใชมี 2 ประเด็น คือระบบการนํากลับ (Recovery) หรือระบบการกําจัด/ทําลาย (Destroy) โดยทั่วไปการเลือก

เทคโนโลยีใดไปใชน้ันขึ้นอยูกับความเขมขนของสารอินทรียระเหยในกระแสกาซและประสิทธิภาพที่

ตองการ มากกวาการพิจารณาประเภทของแหลงกําเนิด ซึ่งระบบการนํากลับมักตองการความเขมขนของสารอินทรียระเหยสูงกวาระบบการกําจัด/ทําลาย ระบบควบคุมสารอินทรียระเหยที่จะนําเสนอสําหรับอุตสาหกรรมเคลือบผิวน้ี เปน

ระบบการกําจัด/ทําลาย ซึ่งเหมาะสมในการควบคุมการปลอยกาซที่มีสารอินทรียระเหยในปริมาณต่ํา (Control Technologies for Low Concentration Organic Vapor Gas Streams) สามารถแบงประเภทของระบบควบคุมไดเปน 4 ประเภทใหญ ๆ คือ - ระบบการเผาทําลาย - ระบบการดูดซับ - ระบบการดูดกลืน และ - ระบบการกรองชีวภาพ 4.4.1 ระบบการเผาทําลาย (Incineration)

เตาเผา คืออุปกรณควบคุมมลพิษชนิดหนึ่งมีหลักการทํางานคือใหความรอนแกอากาศ

ที่ระบายออกจากสายการผลิตจนทําใหอุณหภูมิของกาซสูงขึ้นจนเพียงพอที่ของเสียอินทรียสามารถ

รวมตัวกับออกซิเจนได ประสิทธิภาพการทํางานของเตาเผาขึ้นอยูกับอุณหภูมิที่ใชในการเผาและ

ระยะเวลาที่ใชในการเผา ซึ่งเปนลักษณะเฉพาะของชนิดของเตาเผาและสารอินทรียที่ถูกเผา ในปจจุบัน

เตาเผาที่ใชเผาสารอินทรียมีใชอยางแพรหลาย ซึ่งเปนการนําเอาเทคโนโลยีมาใชในการควบคุมการ

ปลอยสารมลพิษทางอากาศ


24

เตาเผา แบงออกไดเปน 2 ชนิด คือ 1) เตาเผาที่ใชความรอนโดยตรง เรียกวา Thermal

Incinerator และ 2) Catalytic Incinerator เปนเตาเผาที่ใชอุณหภูมิในการเผาต่ํากวา Thermal Incinerator

และใชเชื้อเพลิงนอยกวา โดยมีสารเรงปฏิกิริยาบรรจุอยู ถึงแมวาเตาเผาแบบนี้ใชเชื้อเพลิงนอยและมีคา

กอสรางและติดต้ังระบบต่ํากวา แตมีคาใชจายในการควบคุมดูแลระบบและคาใชจายของการใชสารเรง

ปฏิกิริยา ซึ่งอาจทําใหคาใชจายสูงกวาเตาเผาแบบใชความรอนในบางกรณีได

ก. เตาเผาที่ใชความรอนโดยตรง (Thermal Incinerator)

Thermal Incinerator อาจประกอบดวยหองเผาเพียงหน่ึงหองเผา หรือมากกวาหน่ึงหอง

เผา ใชความรอนจากเปลวไฟผานเขาเตาเผาเพื่อใหเตาเผามีความรอนสูงจนถึงระดับที่ตองการคือที่

อุณหภูมิการเผาไหมและเปนระยะเวลาพอที่ทําใหเกิดการเผาไหมที่สมบูรณ (รูปที่ 8) ประสิทธิภาพของ

เตาเผาชนิดน้ีมีคาสูงเมื่ออุณหภูมิที่ใชในการเผามีคาอยูในชวง 650 – 800 องศาเซลเซียส ระยะเวลา

ที่ใชในการเผาประมาณ 0.3 – 0.5 วินาที

รูปที่ 8 เตาเผาไหมตาม (after burner)

สารไฮโดรคารบอนหลายชนิดเปนเชื้อเพลิงที่มีคุณคาสูง (มีคาความรอนจากการเผา) และจะสามารถชวยเพ่ิมพลังงานความรอนในเตาเผา ชวยใหมีความตองการความรอนนอยลง อยางไรก็ตาม ขอกําหนดในดานความปลอดภัยกําหนดความเขมขนของสารอินทรียระเหย ไมเกิน 25 เปอรเซ็นตของคา LEL (ระดับความเขมขนตํ่าที่สุดที่อาจเกิดการระเบิด) ซึ่งทําใหความเขมขนของกาซที่จะนํามาเผาจะถูกจํากัดความเขมขนไว 1,000 – 3,000 สวนในลานสวน จากขอกําหนดดังกลาวจึงทําใหความรอนในสวนนี้ถือวาเล็กนอยมาก เมื่อเทียบกับความรอนที่ตองการทั้งหมดในการเผา ประสิทธิภาพของระบบ

เตาเผาเพื่อทําลายสารอินทรียระเหย ตองคํานึงถึงเชื้อเพลิงที่ใชและขนาดของ เตาเผา น่ันคือประสิทธิภาพการเผาขึ้นกับอุณหภูมิของกาซทางเขากอนเผา อุณหภูมิในเตาเผา และ


25

ชวงเวลาที่กาซอยูในหองเผา โดยพิจารณาจากสมการการเผาไหมซึ่งโดยปกติจะสมมุติวาเปนสมการ

ลําดับที่ 1 (first order reaction) และเปนคาเฉพาะสําหรับสารเคมีที่จะทําการเผา (รูปที่ 9)

ขนาดของเตาเผา พิจารณาจากอัตราการไหลของอากาศเสียและอัตราการไหลของกาซ

ที่เกิดขึ้นจากการเผาไหมโดยเชื้อเพลิงที่ใชในการเผาตองเปนเชื้อเพลิงสะอาด เชน กาซธรรมชาติ ซึ่งกาซ

ที่เกิดขึ้นจากการเผาไหมมีคาประมาณ 11.5 เทาของกาซธรรมชาติที่ใชในการเผาไหมอากาศเสีย

ความเร็วของกาซในเตาเผาอาจเปนไดต้ังแต 3 ถึง 15 เมตรตอวินาที แตโดยปกติจะใชคาระหวาง 3 ถึง

6 เมตรตอวินาที ความเร็วของกาซที่สูงขึ้นสามารถชวยลดอันตรายจากการเกิดเปลวไฟยอนกลับ

(Flashback) โดยอัตราสวนระหวางความยาวกับเสนผาศูนยกลางของเตาเผาที่นิยมใชอยูระหวาง 2.0 ถึง

3.0 เวลาที่กาซอยูในหองเผานอยที่สุดเปน 0.20 ถึง 2.0 วินาที ขึ้นอยูกับประสิทธิภาพที่ตองการและ

สารที่ตองการเผา

จากการสํารวจไมพบการใชงานระบบนี้ในอุตสาหกรรมเคลือบผิวของประเทศไทย เพ่ือ

เปนขอมูลเชิงเปรียบเทียบจึงใชผลการสํารวจในสหรัฐอเมริกา สําหรับเทคโนโลยีที่ใชควบคุมสารอินทรียระเหยในเอกสารชื่อ Survey of Control Technologies for Low Concentration Organic Vapor Gas Streams โดย Research Triangle Institute, Research Triangle Park, NC สหรัฐอเมริกา ในป ค.ศ. 1995 ไดผลดังตารางที่ 3

ตารางที่ 3 REECO REGENERATIVE THERMAL INCINERATOR TEST RESULTS

Unit #1 Unit #2

Organic Vapor acetone, butyl acetate, acetic acid, isophthalic,

trimellitic, toluene, and xylene ethyl acetate, anhydride, and

trimethylbenzene

Flow 4,529 scfm 19,475 scfm

Inlet concentration 69 ppmv 96 ppmv

4.2 lb/h 20.2 lb/h

รูปที่ 9 ผลของอุณหภูมิกับเวลาและประสทิธิภาพของระบบ


26

Outlet concentration 0.9 ppmv 0.9 ppmv

0.05 lb/h 0.22 lb/h

Destruction efficiency 98.7 % 98.9 %

คาใชจายของระบบ จากการสํารวจไมพบการใชงานระบบนี้ในอุตสาหกรรมเคลือบผิวในประเทศไทย เพ่ือ

เปนขอมูลเชิงเปรียบเทียบจึงใชผลการสํารวจคาใชจายในการใชระบบเตาเผาแบบใชความรอนใน

สหรัฐอเมริกา แสดงดังตารางที่ 4 ตารางที่ 4 คาใชจายตอปสําหรับการใชเตาเผาที่ใชความรอนสําหรบั 100 ppm benzene Cost item Suggested factor Cost Cost/unit Total Cost

Direct annualized costs, DC

Op. Labor

Operator 0.5 h/shift 25 ฿/h 8,900

Supervisor 15% op. labor -- 1,335

Maintenance

Labor 0.5 h/shift 45 ฿/h 16,020

Materials 100% maint. labor -- 16,020

Utilities

Fuelsa 220 ฿/h 1,760,000

Electricityb 140 ฿/h 1,120,000

Total DC 2,922,275

Indirect annualized costs, IC

25,365 Overhead 60% of sum of op., supv., and

maintenance labor and maintenance materials

Admin. 2% TCI 328,820

Prop. taxes 1% TCI 164,410

Insurance 1% TCI 164,410

Capital recovery (10%/10 years, or 16.275% of TCI) 2,675,783

Total IC 3,358,788

Total annualized cost (rounded) 6,281,063

Cost effectiveness (฿/kg OV removed) 127.77

a Based on ฿147/106 Btu.

b Based on ฿ 2.5/kWh.


27

ข. เตาเผาแบบมีสารเรงปฏกิิริยา (Catalytic Incinerator)

การเผาไหมแบบมีสารเรงปฏิกิริยา โดยทั่วไปแลวคลายกับการเผาไหมแบบใช ความรอน (Thermal Oxidation) สวนขอแตกตางที่สําคัญคือ เตาเผาแบบใชสารเรงปฏิกิริยาเมื่อกาซผานสวนของการเพิ่มความรอนเบื้องตนแลว จะเคลื่อนที่ผานชั้นสารเรงปฏิกิริยา ซึ่งจะชวยให

การทําปฏิกิริยาเกิดขึ้นไดที่อุณหภูมิตํ่ากวาแบบใชความรอน (ดังรูปที่ 10) ตัวเรงปฏิกิริยานั้นอาจเปนวัสดุพรุนที่มีลักษณะเปนทรงกระบอกหรือทรงกลมขนาดเสนผาศูนยกลางตั้งแต 1.5 -12.5 มม. หรืออาจมีลักษณะเปนรวงผึ้ง ริบบิ้น หรือตาขายก็ได สารเรงปฏิกิริยาสวนมากมักเปนโลหะมีคาหรือเกลือของโลหะมีคา เชน พลาตินัม พัลลาเดียม โคบอลท ทองแดง โครเมียม และ โมลิบดินัม เปนตน สวนโลหะจําพวกอลูมิเนียมหรือเหล็กเมื่อสัมผัสและทําปฏิกิริยากับออกซิเจนโดยตรงจะเกิดชั้นของออกไซดขึ้นที่ผิว จึงไมเหมาะตอการเปนตัวเรงปฏิกิริยา สวนโลหะจําพวกพลาตินัมเปนตัวเรงปฏิกิริยาไดดีเพราะโลหะ

เหลาน้ีจะไมทําปฏิกิริยาและเกิดเปนออกไซดทําใหคุณสมบัติการเปนสารเรงปฏิกิริยาไมสูญเสียไปใน

ขณะที่ใชงาน

รูปที่ 10 องคประกอบของเตาเผาแบบมตีัวเรงปฏิกิริยา ประสิทธิภาพของระบบ

เตาเผาแบบใชสารเรงปฏิกิริยา โดยทั่วไปแลวเกิดที่อุณหภูมิตํ่าคือในชวง 250 ถึง 500 องศาเซลเซียส โดยอาศัยกระบวนการเรงปฏิกิริยาของสารเรงปฏิกิริยาแทนการใชอุณหภูมิสูง ปฏิกิริยาจึงสามารถเกิดไดที่อุณหภูมิตํ่ากวา สิ่งที่ตองพิจารณาคืออุณหภูมิของสารเรงปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น

เน่ืองจากกาซไดดูดซับความรอนไวและไดถายเทใหกับตัวเรงปฏิกิริยาเมื่อเคลื่อนที่ผานและอาจทําใหสาร

เรงปฏิกิริยา เสียหาย ประสิทธิภาพของเตาเผาที่ใชสารเรงปฏิกิริยาขึ้นกับองคประกอบของกาซที่จะเขาเตาเผา อุณหภูมิขณะทําปฏิกิริยา ปริมาตรของสารเรงปฏิกิริยา และลักษณะการสัมผัสของสารเรงปฏิกิริยา โดยทั่วไป หากตองการประสิทธิภาพของการทําลายที่ 90–95 เปอรเซ็นต ตองใชสาร เรงปฏิกิริยาประมาณ 1.5–2.0 ลูกบาศกเมตรตอไอเสีย 1,000 ลูกบาศกเมตรตอนาที (ไอเสียและกาซจากการเผาไหมเชื้อเพลิงรวมกัน)


28

รูปที่ 11 กราฟความสัมพันธระหวางอุณหภูมิและประสิทธิภาพในเตาเผาแบบม ี สารเรงปฏกิิริยา (Pt/Al2O3)

ตารางที่ 5 ผลการสํารวจในสหรัฐอเมรกิาสําหรับประสิทธิภาพของ Catalytic Oxidation โดยไอสารอินทรียกอนเขารวมไมเกิน 100 ppm

Vendor Site Gas flow Inlet Outlet Destruction/ Comments/

(scfm) concentration concentration removal Reference

(ppm) (ppm) efficiency(%)

ARI Mobile Unit 500 3-200 NR 72-98 Six gas streams

tested;

Palazzolo et al.,

1986

ARI Wurtsmith 1,200 1-2 0.01 98-99 Major

AFB, MI contaminant is

trichloroethylene;

Hylton, 1990

ARI Wurtsmith 1,200 2.1 .072 96.6 Different feed

AFB, MI

gases from

groundwater

air stripper;

Hylton, 1990

ARI McClellan 348-691 6-44a .05-0.3 >99 Paint spray

AFB, CA booth

emissions;

Ritts, et al.,


29

1990

a Calculated assuming an average molecular weight of 80. Feed consisted of hydrocarbon and oxygenated hydrocarbon

compounds. Up to 100 ppm CO was present in the exhaust. คาใชจายของระบบ

จากการสํารวจไมพบการใชงานระบบนี้ในอุตสาหกรรมเคลือบผิวในประเทศไทย

เพื่อเปนขอมูลเชิงเปรียบเทียบจึงใชผลการสํารวจในสหรัฐอเมริกา ดังตอไปนี้

ตารางที่ 6 คาใชจายตอปสําหรับการใชเตาเผาแบบใชสารเรงปฏิกิริยา สําหรับ 100 ppm benzene Cost item Suggested factor Cost Cost/unit Total Cost


Op. Labor



Maintenance

Labor 0.5 h/shift 45 ฿/h 16,020


Catalyst replacement 100% replacement

every 2 years

26,650 ฿/ft3 533,000

Utilities

Natural gas 6.97 ฿/kg 3,534,828

Electricity 2.5 ฿/kWh 546,000

Total DC 4,656,103




Admin. 2% TCI 344,154




Total IC 3,514,096




4.4.2 ระบบการดูดซับ (Adsorption) ระบบการดูดซับเปนเทคโนโลยีควบคุมสารอินทรียระเหยแบบหนึ่ง ที่ใชแพรหลาย

ที่สุด ระบบการดูดซับมี 2 ชนิด คือ ระบบดูดซับแบบ Nonregenerable ใช Carbon Canisters เปนอุปกรณดูดซับ และระบบดูดซับแบบ Regenerable เชน Fixed Bed System ในกระบวนการของการดูดซับน้ันสารอินทรียจะถูกจับอยูบนผิวของของแข็งที่มีความพรุน โดยถานกัมมันต (Activated Carbon) เปนสารดูดซับที่ใชมากที่สุดสําหรับอากาศทิ้งที่มีความเขมขนของสารอินทรียตํ่าเนื่องจากมีคาใชจายต่ํา ในกระบวนการดูดซับ อนุภาคของสารอินทรียระเหยจะถูกดูดซับออกจากอากาศที่

ระบายออกจากกระบวนการผลิต โดยการจับติดที่ผิวของวัตถุของแข็งที่เรียกวาสารดูดซับซึ่งมีลักษณะ

เปนรูพรุน กระบวนการดูดซับเมื่อดําเนินไประยะหนึ่งผิวของสารดูดซับจะอิ่มตัวดวยสารถูกดูดซับ

ดังน้ันเพื่อใหกระบวนการดูดซับดําเนินตอไปจะตองไลสารถูกดูดซับออกจากสารดูดซับ ซึ่งเรียกวา

ก ร ะ บ ว น ก า ร

ฟนสภาพ (Regeneration) ขั้นตอนการฟนสภาพเริ่มจากการเพิ่มอุณหภูมิที่ชั้นของสารดูดซับซึ่งทําให

สารถูกดูดซับระเหยและหลุดออกจากสารดูดซับ จากนั้นจึงผานสารถูกดูดซับ (สารอินทรียระเหย) ซึ่ง

มีความเขมขนสูงเขาไปในระบบควบแนน ในขั้นตอนนี้จะลดอุณหภูมิลงจนถึงจุดกลั่นตัวของสารถูกดูด

ซับเหลาน้ันและทําใหสารถูกดูดซับที่เปนสารอินทรียระเหยกลายเปนของเหลว ซึ่งสามารถนําสารถูก

ดูดซับไปใชใหมไดหรือกําจัดดวยวิธีที่เหมาะสม ทําใหเสียคาใชจายต่ํากวาการกําจัดสารอินทรียระเหย

โดยใชระบบควบแนนโดยตรง เน่ืองจากความเขมขนของสารอินทรียระเหยในอากาศที่ระบายออกนั้น

มีความเขมขนตํ่ารวมทั้งมีอัตราการไหลสูง ทําใหตองใชระบบควบแนนที่มีขนาดใหญกวาระบบ

ควบแนนที่ติดต้ังกับระบบดูดซับ

สารดูดซับสวนใหญที่ใชในอุตสาหกรรม คือ activated carbon, silica gel, activated

alumina (alumina oxide) และ zeolites (molecular sieves) สารดูดซับมีคุณสมบัติในการดูดซับ

ขึ้นกับธรรมชาติของสารที่นํามาผลิตและขั้นตอนการผลิต คุณสมบัติน้ีรวมถึงพ้ืนที่ผิวของสารดูดซับ

รูปรางและขนาดของชองวาง ปริมาตรของชองวาง คุณสมบัติที่สําคัญอีกอยางหน่ึงในการดูดซับของ

สารดูดซับคือ ประจุไฟฟาที่ผิวสัมผัส ถาสารดูดซับมีประจุไฟฟาจะทําใหไอนํ้าสามารถเกาะและรบกวน

กระบวนการดูดซับสารอินทรียระเหย เน่ืองดวยความชื้นพบไดทั่วไปในอากาศ ดังน้ันการใชสารดูด

ซับที่มีประจุที่ผิวจึงมักใชไมไดผลสําหรับระบบการควบคุมมลพิษอากาศ สําหรับ activated carbon

เปนสารดูดซับที่ไมมีประจุจึงไมถูกรบกวนโดยไอน้ํา

ที่ความชื้นสัมพัทธมากกวา 50% ปริมาณโมเลกุลของน้ําจะเพิ่มขึ้นและเริ่มแขงกับ

โมเลกุลสารถูกดูดซับในกระบวนการดูดซับ การลดลงของความสามารถและประสิทธิภาพของระบบ

การดูดซับดังกลาวนี้ อาจจําเปนตองมีการติดต้ังอุปกรณเพ่ือเอาความชื้นออก หรือเพิ่มอุณหภูมิ เพ่ือ

ลดความชื้นสัมพัทธ


activated carbon อาจทําขึ้นจากวัตถุดิบที่มีคารบอนหลายชนิด เชน ไม ถานหิน

และ ผลิตภัณฑปโตรเลียม คําวา “activated’’ ใชกับสารดูดซับที่ไดรับการเพิ่มพ้ืนที่ผิวทั้งภายในและ

ภายนอก โดยกระบวนการกระตุนหรือการ activate ซึ่งก็คือการใหความรอน และอัดดวยความดันสูง

ในที่ไมมีออกซิเจนทําใหสารที่สะสมอยูในชองวางระเหยออกไปจากผิววัตถุ

activated carbon ใชในระบบการดูดซับสําหรับสารมลพิษที่อยูในรูปกาซหรือไออาจ

ผลิตเปนรูปเม็ด โดยปกติขนาดอยูระหวาง 4x6 ถึง 4x10 mesh ความหนาแนนของกอนคารบอนอยู

ระหวาง 80 ถึง 480 kg/m3 พ้ืนที่ผิวของคารบอนอยูในชวงระหวาง 6x10

5 ถึง 16x10

5 m

2/kg

ตัวเลขดังกลาวนี้แสดงใหเห็นถึงพ้ืนที่ที่สามารถนํามาใชในกระบวนการดูดซับซึ่งประมาณไดเทากับ 2

ถึง 5 เทาของพื้นที่สนามฟุตบอล ตอ 1 กรัมของคารบอน

ลักษณะการดูดซับนั้นมี 2 แบบคือ การดูดซับทางกายภาพ ทีพ่ิจารณาถึงแรงยึด

เหนีย่วระหวางมวล และการดูดซับทางเคมีที่ใชการสรางพนัธะทางเคมีระหวางโมเลกุลของสารดูด

ซับและสารถูกดูดซับ การดูดซับทางกายภาพสามารถเปลี่ยนสารดูดซบักลับสูสภาพเดิมได สวน

การดูดซับทางเคมีใชวิธีการรวมโดยพันธะเคมี เมื่อมีการดูดซับทางเคมจีะยากตอการกลับสูสภาพ

เดิม หรือยากตอการนํากลบัมาใชใหม

กระบวนการดูดซับทั้งหมดเปน ปฏิกิริยาคายความรอน ไมวากระบวนการดูดซับน้ัน

จะเกิดจากแรงทางกายภาพ หรือทางเคมี เน่ืองจากพลังงานในโมเลกุลของสารถูกดูดซับที่กําลัง

เคลื่อนที่จะถายเทไปสูสารดดูซับกลายเปนความรอน การดูดซับทางเคมีคายความรอนทั้งหมด

10,000 cal/mol มากกวาความรอนที่คายออกเนื่องจากการดูดซับทางกายภาพที่มีความรอนเกิดขึ้น

เพียง 100 cal/mol ทําใหเปนอีกเหตุผลหน่ึงที่มักไมนําวิธีการดูดซับทางเคมมีาใชในระบบการ

ควบคุมมลพิษอากาศ

ความจุในการดูดซับของสารดูดซับ


การดูดซับเกิดขึ้นอยางเปนขั้นตอน ในขั้นแรกเกิดการแพรกระจายของโมเลกุลของ

กาซและไอเขาสูผิวนอกของสารดูดซับ ในขั้นตอนที่ 2 โมเลกุลของมลสารจะเคลื่อนที่จากพื้นที่เล็กๆ ของผิวนอก ไปยังโพรงชองวางภายในของสารดูดซับ การดูดซับเกิดขึ้นเมื่อมีความเหมาะสมระหวางรูปรางของโมเลกุลของสารถูกดูดซับและลักษณะของพ้ืนที่ผิวของสารดูดซับ ขั้นตอนที่ 3 โมเลกุลของสารถูกดูดซับจะเกาะติดที่ผิวในโพรงชองวาง โดยปกติทั่วไปขอมูลที่แสดงถึงความจุในการดูดซับของ

สารดูดซับคือ adsorption isotherm ซึ่งหมายถึงเสนกราฟแสดงความสามารถของสารดูดซับกับความเขมขนที่วัดในรูปความดันยอยของสารถูกดูดซับที่อุณหภูมิหน่ึง ความจุของสารดูดซับปกติ

แ ส ด ง อ ยู ใ น รู ป ร อ ย ล ะ โ ด ย นํ้าหนักหรือเปนกรัมของไอสารถูกดูดซับตอ 100 กรัมของสารดูดซับ วิธีการอยางหนึ่งที่นิยมใชในการอธิบายการดูดซับ คือ Langmuir Isotherm (Ruthven,(1984), Noll,(1992)) และอีกทฤษฎีหน่ึงคือ Polanyi Potential Theory ซึ่งทํานายความสามารถในการดูดซับของสารบางชนิดในตารางที่ 7

ตารางที่ 7 ความสามารถในการดูดซับ (We) สําหรับไอสารบางชนิดบน Activated Carbon ขนาด 6x10 mesh

Vapor Liquid density,

ρL (g/cm3)

We (kg pollutant/kg

carbon) Acetamide Acrylonitrile Benzene Carbon tetrachloride Chloroform bis(Chloromethyl) ether Chloromethyl methyl ether 1,2-Dibromo-3-chloropropane 1,1-Dibromoethane 1,2-Dibromoethane 1,2-Dichloroethane Diepoxy butane (meso) 1,1-Dimethyl hydrazine 1,2-Dimethyl hydrazine Dimethyl sulfate p-Dioxane

1.159 0.8060 0.8761 1.5881 1.4832 1.315

1.0605 2.09311 2.0555 2.1792 1.2492 1.1157 0.791

0.8274 1.332

1.0333 0.8321

0.494 0.357 0.409 0.741 0.688 0.608 0.480 0.992 0.962 1.020 0.575 0.510 0.359 0.375 0.615 0.475 0.354


Ethylenimine Hydrazine Methyl methane sulfonate 1-Naphthylamine 2-Naphthylamine N-Nitrosodiethylamine N-Nitrosodimethylamine N-Nitroso-N-methylurethane N-Nitrosopiperidine N-Nitrosopropylamine 1,3-Propane sultone β-Propiolactone Propylenimine Safrole Urethane Vinyl chloride

1.0083 1.2943 1.229

1.0614 0.9422 1.0059 1.133

1.0631 0.9163 1.39310 1.1460 0.802 1.096

0.9862 0.9114

0.380 0.595 0.585 0.506 0.442 0.458 0.534 0.501 0.434 0.646 0.508 0.361 0.522 0.456 0.404

ที่มา : Sansone and Jonas, 1981 ความสามารถในการดูดซับ การจัดเรียงสารดูดซับที่ดี กอใหเกิดประสิทธภิาพในการกําจัดสารมลพิษ ทําให

อากาศที่ปนเปอนสารมลพิษ เปลี่ยนเปนอากาศที่สะอาดเมื่อผานสารดูดซับ (ดังรูป 12)

รูปที่ 12 แสดงความเขมขนที่ลดลงเมื่อผานสารดูดซับ


ตําแหนงที่เขาสูคอลัมนสารดูดซับจะเปนตําแหนงที่สัมผัสอากาศที่มีมลพิษอยาง ตอเนื่อง เมื่อถึง

ระยะเวลาหนึ่งสวนที่สัมผัสกับสารมลพิษจะไมถูกดูดซับโดยตําแหนงที่ดูดซับสารกอนหนานี้ ดังนั้น

สารมลพิษจะมมีากบริเวณทางเขาเปนตําแหนงแรก หลังจากนั้นอาณาเขตจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ

สวนของสารดูดซับที่แสดงใหเห็นการเพิ่มขึน้ความเขมขนของสารจากศนูยไปยังจุด

อิ่มตัว เรียกวา Mass Transfer Zone (MTZ) เปนสวนของสารดูดซับที่กําลังเกิดปฏิกิริยาดูดซับ ความเขมขนของสารมลพิษจะมีการเปลี่ยนแปลงอยางตอเนื่องเมื่อผานสารดูดซับโดยมีความ

เขมขนสูงสุดทีจุ่ดเริ่มตนของ MTZ และมีคาเขาใกลศูนยเมื่อถงึจุดสุดทาย

เมื่อสารดูดซับเกิดการอิ่มตัว การดูดซับจะเริ่มลดลง MTZ จะเคลื่อนไปตามทิศทางการไหลและใน

ที่สุดอากาศจะหลุดออกจากชัน้ของสารดูดซับ ซึ่งจะเห็นไดจากความสัมพนัธระหวางความเขมขนที่

ออกจากสารดูดซับกับเวลา ซึง่จะเรียกวา breakthrough curve (รูปที่ 13) ที่ชวง breakthrough นี้

ความเขมขนทางออกจะเริ่มเพิ่มขึ้นจนในที่สุดจะเทากับความเขมขนทางเขา ซึ่งทั้ง 2 ปจจยันี้มี

ความสําคัญที่ใชอธบิายเรื่องความสามารถในการดูดซับ การ breakthrough นี้อาจเรียกวาเปนจุดที่

ความสามารถดูดซับเร่ิมหมดไป จุดอิ่มตัว (Break Point) คือจุดที่จะดดูซบัไดตอนํ้าหนักของคารบอน

(ซึ่งอานคาไดจาก adsorption isotherm ดังรูปท่ี 14)


รูปที่ 13 การเปลี่ยนแปลงของชั้นความเขมขนของสารดูดซับและ

ความสัมพันธระหวางความเขมขนที่ออกจากตัวกลางกับเวลา

0.01

0.1

1

1 10 100 1000 10000ความเขมขนของมลสาร (สวนในลานสวน)

ความสามารถในการดูดซับ

( กรัมมลสารตอกรัมถานกัมมันต)

รูปที่ 4.4-7 Adsorption Isotherm ของการดูดซับสารอนิทรียระเหย โดยใชถานกัมมันต

• ระบบดูดซับแบบมีการนํากลับมาใชใหม

เมื่อคุณภาพอากาศที่ไหลออกมีความเขมขนสูงเกินไป หรือเมื่อเวลาผานไป

กระบวนการดดูซับภายในคอลัมนหยุดลงและสารดูดซับควรไดรับการฟนสภาพ (regenerate)

เพื่อนาํกลับมาใชใหม สามารถทาํไดโดยการเพิม่อุณหภูมิ

สําหรับการจับกาซในกระบวนการตอเนื่องตองการระบบอยางนอย 2 ชุด ชุดแรกจะใชงาน ขณะที่ชุดที่ 2 จะใชฟนสภาพ เวลาที่พอเพียงจะทําใหระบบมีอุณหภูมิใกลเคียงอุณหภูมิหอง


กอนที่จะนําไปใชงานหลังจากแยก solvent ออก สารดูดซับไมเพียงแตรอนแตจะอิ่มตัวดวยน้ํา การทําใหเย็นและแหงตองทําการเปาสารดูดซับใหสะอาดดวยอากาศบริสุทธิ์ และการอบแหงชวยนํา

ความชื้นออกจากระบบ ปกติระบบดูดซับแบบมีการนํากลับมาใชใหมมีตัวกลางเพียง 2 ชุดก็เพียงพอ ถาการ ฟนสภาพและหลอเย็นของชุดที่ 2 สามารถเสร็จกอนที่ชุดแรกจะถึงจุด breakthrough ในวัฎจักร กรณีที่ใชงาน 3 ชุด คือชุดสําหรับดูดซับหนึ่งชุด สําหรับหลอเย็นหนึ่งชุดและสําหรับฟนสภาพหนึ่งชุด อากาศที่ผานชุดดูดซับ (ที่ยังไมถึงจุด breakthrough) ถือวาเปนอากาศที่แยกเอาไอสารเคมีออกแลวจะผานไปยังชุดฟนสภาพ (ที่ยังคงรอนและอิ่มตัวดวยไอน้ํา) เพ่ือทําใหแหงและเย็นตัวลงในลําดับตอมา ปกติถังดูดซับมีขนาดสูงสุดแปรตามความดันลดครอมผานถัง ความลึกถังถูกควบคุมโดยการสึกกรอนของสารดูดซับเนื่องจากความเร็วของกาซและความดัน ความเร็วกาซสูงสุดถูกจํากัดที่ 100 ฟุตตอนาทีซึ่งจะทําใหเกิดความดันลดประมาณ 18-20 น้ิวนํ้า เมื่อใช activated carbon 4X10 Mesh จะมีความดันตกครอมประมาณ 6 น้ิวนํ้าตอฟุตของความลึกถัง

• ระบบดูดซับแบบไมมีการนํากลับมาใชใหม ในระบบที่มีความเขมขนของไอสารอินทรียตํ่า เชนในกรณีของกลิ่น ทางเลือกที่จะไมตองมีระบบฟนสภาพชั้นของสารดูดซับ คือการเตรียมชั้นดูดซับใหเพียงพอกับการใชงานในชวง

เวลานานๆ เชน 3 เดือน หรือ 6 เดือน และใชวิธีเปลี่ยนชั้นดูดซับชุดใหมเขาแทนที่ ในกรณีน้ี มักมีขอตกลงกับผูขายชั้นดูดซับที่จะตองนําเอาชั้นสารดูดซับที่ใชแลวไปบําบัดดวย Carbon adsorption แบบนี้มีการออกแบบเพื่อใชงานในหลายรูปแบบ เชนอัดเปนรูปทรงกระบอก (canister) แบบแผน (panel) หรือแบบแผนพับ (pleated) และเมื่อนําไปใชจะมีการจัดเรียงซอนในแนวนอน ทําใหความดันลดในชั้นของแผนดูดซับนอยลงและทําให

สามารถใชความเร็วของอากาศผานแผนกรองไดสูงขึ้น ดังแสดงในตารางที่ 8 และรูปที่ 15 ตารางที่ 8 ลักษณะของแผนกรองคารบอน

แบบของแผนกรอง ขนาด ความเร็วของอากาศผานแผนกรอง

ก. Cylindrical Canister ~0.002 m diameter~0.005 m length

0.12 m/s

ข. Pleated Cell ~0.6 m2 4.7 m/s


ค. Multiple Panel Cell ~0.6 m2 9.4 m/s

ก.

แบบ Canister ข. แบบ pleated cell ค. แบบ Panel

รูปที่ 15 แผนกรองคารบอนแบบตางๆ

ตารางที่ 9 แสดงผลของการใชงานจริงสําหรับ ระบบ Carbon Adsorption ในสหรัฐอเมริกา สําหรับระบบที่ใชงานกับกาซจากระบบที่มีอัตราการไหล 10,000 scfm คาใชจายในการใชงานระบบ

จากการสํารวจในสหรัฐอเมริกาเกี่ยวกับคาใชจายในการใชงานระบบแสดงดังตาราง ที่ 10 ตารางที่ 9 ประสิทธิภาพการใชงานจริงสําหรับ ระบบ Carbon Adsorption ในสหรัฐอเมริกา

Application VOC makeup Inlet (ppmv) Outlet (ppmv) Removal (%)


Ink production Toluene, MEK, 350 10 98.2

IPA, etc.

Semiconductor Phenol 200 0.05 >99

Semiconductor Phenol, 100 0.05 >99

solvent blend

Semiconductor Naphthalene, 100 0.05 >99

mixed solvents

LSI Phenol, DCB 250 10 96

Magnetic tape Terpenes, mixed 30 0.01 >99

production solvents

ตารางที่ 10 ผลการสํารวจในสหรัฐอเมรกิาสําหรับคาใชจายของ Carbon Adsorption โดยไอสารอินทรียคือเบนซีนกอนเขาระบบไมเกิน 100 ppm Cost item Suggested factor Cost Cost/unit Total Cost


Op. Labor



Maintenance

Labor 0.5 h/shift 45 ฿/h 16,020


Carbon Regeneration 146,971 kg/yr 60 ฿/kg 8,818,260

Electricity 13.5 kWha 2.5 ฿/kWh 270,000

Total DC 9,130,535




Admin. 2% TCI 80,032



Capital recovery (10%/10 years, or 16.275% of TCI) 651,244

Total IC 836,673



a Based on 7 in. H

2O pressure drop for fan. Electricity for the fan is the only cost accounted for here.

4.4.3 ระบบการดูดกลืน (Absorption)


การดูดกลืนเปนวิธีที่ใชกันอยางแพรหลายในการบําบัดกาซ โดยเปนการทําใหกาซ

เปลี่ยนรูปไปปรากฏอยูในของเหลว การดูดกลืนกาซดวยของเหลวจะเกิดขึ้นเมื่อมีปริมาณสารใน

ของเหลวนอยกวาปริมาณที่ทําใหเกิดสมดุลความเขมขนของกาซ ความแตกตางระหวางความเขมขน

จ ริ ง กั บ

ความเขมขนสมดุลทําใหเกิดแรงขับเคลื่อนของการดูดกลืน อัตราการดูดกลืนขึ้นอยูกับคุณสมบัติทาง

กายภาพของกาซและของเหลว (เชน การแพรกระจาย ความเร็ว ความหนาแนน เปนตน) และสภาวะ

ข อ ง

การดูดกลืน (เชน อุณหภูมิ อัตราการไหลของกาซและของเหลว) กลาวคือเมื่ออุณหภูมิตํ่าลง พ้ืน

ผิวสัมผัสมากขึ้น สัดสวนระหวางปริมาณของเหลวตอกาซสูงขึ้น ความเขมขนของกระแสกาซมากขึ้น

การดูดกลืนจะเกิดไดดีขึ้น

การดูดกลืนเกิดขึ้นไดทั้งแบบกายภาพและแบบเคมี การดูดกลืนแบบกายภาพเกิดขึ้น

เมื่อกาซที่ถูกดูดกลืนละลายอยูในตัวทําละลาย และหากเกิดปฏิกิริยาระหวางกาซที่ถูกดูดกลืนกับตัว

ทําละลาย น่ันคือเกิดการดูดกลืนแบบเคมี ถากาซที่ปนเปอนนั้นละลายในของเหลวไดดี การบําบัด

ดวยวิธีการดูดกลืนจะมีประสิทธิภาพสูง และสําหรับกาซปนเปอนที่ละลายไมดีในตัวทําละลาย

บางครั้งอาจตองมีการเพิ่มสารเคมีเขาไปในระบบเพื่อเพิ่มความสามารถในการละลายของกาซที่

ปนเปอนนั้น สารเคมีเหลาน้ันอาจชวยใหกาซปนเปอนละลายไดมากขึ้น หรือสารเหลาน้ันอาจ

เ กิ ด ป ฏิ กิ ริ ย า กั บ ก า ซ ป น เ ป อ น

ดังน้ันการเลือกคุณสมบัติของของเหลวที่ใชดูดกลืนควรพิจารณาถึงประสิทธิภาพที่ตองการและราคา

ของสารเคมี ซึ่งโดยทั่วไปมักใชนํ้าเนื่องจากกาซที่ปนเปอนสามารถละลายในน้ําได อีกทั้งนํ้ายัง

สามารถหาไดงายและราคาถูก

Packed Column (รูปที่ 16) เปนอุปกรณพ้ืนฐานที่ถูกนํามาใชสําหรับการดูดกลืนกาซ Packed Column จะทําการกระจายของเหลวที่เปนตัวดูดกลืนเหนือตัวกลาง (Packing Materials) ที่เปนตัวทําใหเกิดพ้ืนที่ผิวขนาดใหญสําหรับใหกาซและของเหลวสัมผัสกันอยางตอเนื่อง กระแสของกาซปนเปอนจะถูกปลอยเขามาทางดานลางของคอลัมนและไหลขึ้นสู

ตัวกลาง สวนของเหลวที่เปนตัวดูดกลืนจะถูกนําเขาทางดานบนของตัวกลางโดยวิธีการสเปรย วิธีเชนน้ีจะใหประสิทธิภาพการบําบัดที่สูงสุดหากทําการเจือจางกาซปนเปอนใหมากที่สุดและใหกาซนั้น

สัมผัสกับของเหลวที่เปนตัวดูดกลืนที่สะอาดและใหกระบวนการทั้งหมดเกิดในคอลัมนที่มีความสูง

เพียงพอ ปกติระบบการดูดกลืนโดยใชนํ้าเปนตัวดูดกลืน ใชสําหรับบําบัดกาซอนินทรีย เมื่อจะนํามาใชบําบัดไอสารอินทรียจะตองมีการปรับปรุงเน่ืองจากไอสารอินทรียมีความสามารถในการ

ละลายน้ําตํ่าเชน การใชระบบ QUAD ซึ่งเปนลิขสิทธิ์ของบริษัท QUAD Environmental Technologies Corporation ในสหรัฐอเมริกา และระบบที่เรียกวา DAVIS Process ซึ่งทั้งสองวิธีใชเทคนิคการเติมสารลดแรงตึงผิวลงในน้ําซึ่งเปนสารละลาย sodium hypochlorite ทําใหไอสารอินทรียละลายลงในน้ําไดบางสวน


ประสิทธิภาพของระบบ

Packed Column หรือหอดูดกลืน ถามีการเลือกคูของสารดูดกลืนและสารถูกดูดกลืน

ที่เหมาะสมจะใหประสิทธิภาพในการบําบัดสูง การใชหอดูดกลืนเปนระบบบําบัดสุดทายกอนปลอย

ออกสูสิ่งแวดลอม ตัวกลางเปนหัวใจสําคัญของหอดูดกลืนที่ทําใหเกิดพ้ืนที่ผิวสําหรับการดูดกลืน

ปจจุบันมักทําจากพลาสติกทนความรอนที่มีความหนาแนนสูง (โพลีเอทิลีนและโพลีโพรพิลีน) หอ

ดูดกลืนที่มีลักษณะเฉพาะจะมีการระบุชื่อและขนาดของตัวกลางไว เชน คอลัมนชนิดหน่ึงใชกับวัสดุ

แบบ Raschig rings ขนาด 2 น้ิว หรือแบบ Tellerettes ขนาด 1 น้ิว โดยทั่วไปแลวตัวกลางมักมี

ขนาดตั้งแต ¼ น้ิว ถึง 4 น้ิว การเลือกตัวกลางพิจารณาจากธรรมชาติของกาซปนเปอน รูปแบบของ

ก า ร สั ม ผั ส ข น า ด ข อ ง ส า ร

ดูดกลืนและสารถูกดูดกลืน ปจจัยสําคัญที่มีผลตอการดูดกลืน คือความสามารถในการละลายของสาร

ปนเปอนในสารดูดกลืนที่เปนของเหลว ซึ่งขึ้นกับอุณหภูมิและความดันของระบบ

รูปที่ 16 รูป Packed Column ที่พบโดยทั่วไป

Mist

Liquid

Packing

Liquid

Clean

Liquid

Gas Inlet


ประสิทธิภาพการทํางานของระบบขึ้นกับตัวแปรในการบําบัด ซึ่งประกอบดวยอัตรา การไหล อุณหภูมิและองคประกอบของกาซ รวมถึงอุณหภูมิและองคประกอบของตัวดูดซับที่เปน

ของเหลวที่เขาสูระบบ สิ่งที่ตองทราบในการออกแบบการดูดกลืนคือ 1) อัตราการไหลของของเหลวหรือสารละลายที่ตองการ 2) เสนผาศูนยกลางที่เหมาะสมของหอดูดกลืนที่ใชสําหรับใหกาซและของเหลวไหลสัมผัสกัน 3) ความสูงของหอดูดกลืน ขอมูลที่จะตองนํามาพิจารณาเปนลําดับแรกในการออกแบบคือ อัตราการไหลของกาซที่จะเขาระบบและความเขมขนของสารดูดกลืน

ความเร็วกาซที่ทําใหเกิดการไหลยอนกลับ เน่ืองจากความเร็วกาซที่ไหลสูงเกินไป (เสนผาศูนยกลางหอดูดซับเล็กเกินไป) เรียกวา flooding velocity โดยปกติขนาด

เสนผาศูนยกลางของคอลัมนตองดูคา flooding velocity ที่มีการลดคาลงตามความปลอดภัยที่เหมาะสม โดยความเร็วของกาซควรอยูที่ 50-75% ของ flooding velocity เพ่ือให

ความเร็วของกาซมีคาตํ่ากวาจุด flooding.

ความเร็วของกาซผานตัวกลางในคอลัมนที่ใชกันโดยทั่วไปจะอยูในชวง 1-1.2 เมตรตอวินาที ซึ่งอาจตองใชคาตํ่าเมื่อนําไปใชกับตัวกลางที่เปนเซรามิคและใชคาสูงเมื่อนําไปใชกับตัวกลางที่เปนพลาสติก สวนความดันลดของหอดูดซับควรมีคา 0.25 น้ิวนํ้าตอฟุตสําหรับตัวกลางที่เปนเซรามิค และเทากับ 0.2 น้ิวนํ้าตอฟุตสําหรับตัวกลางที่เปนพลาสติก สําหรับคอลัมนที่มี

เสนผาศูนยกลางขนาดใหญ จําเปนตองใชตัวกลางที่มีขนาดใหญดวย สําหรับตัวกลางที่เปนพลาสติก อัตราการไหลของของเหลวและกาซโดยทั่วไปควรอยูในชวง 1500–2000 ปอนดตอชั่วโมงตอ

ตารางฟุต สวนตัวกลางที่เปนเซรามิค ควรมีอัตราการไหลอยูในชวง 500-1000 ปอนดตอชั่วโมงตอตารางฟุต และสําหรับกาซที่ดูดซึมยาก ๆ ควรมีคาอัตราการไหลของกาซต่ําและอัตราการไหลของของเหลวอาจจะสูงมากกวาน้ี

สําหรบัประสิทธิภาพของระบบที่ใชงานจริงน้ัน จากการสํารวจไมพบการใชงาน

ระบบนี้ในอุตสาหกรรมเคลือบผิวในประเทศไทย เพ่ือเปนขอมูลเชิงเปรยีบเทียบจึงใชผลการสํารวจใน

สหรัฐอเมริกา สําหรบัเทคโนโลยีที่ใชควบคุมสารอินทรียระเหย ตารางที่ 11 ผลการสํารวจในสหรัฐอเมริกาสําหรับประสิทธิภาพของ QUAD System

Organic Vapor Concentration (ppm) Removal efficiency (%)

Inlet Outlet

Unknown 0.005 NDa >37.5

Benzene 0.279 ND >97.1

Toluene 0.206 0.083 59.7

Total 0.493 0.083 83.16

a ND = Less than 0.005 ppm


คาใชจายของระบบ

จากการสํารวจไมพบการใชงานระบบนี้ในอุตสาหกรรมเคลือบผิวในประเทศไทย เพ่ือเปนขอมูลเชิงเปรียบเทียบจึงใชผลการสํารวจในสหรัฐอเมริกาสําหรับเทคโนโลยีที่ใชควบคุม

สารอินทรียระเหย ดังแสดงในตาราง ที่ 12

ตารางที่ 12 คาใชจายตอปสําหรับการใชระบบ Absorption สําหรับไอสารอินทรีย

GAS STREAMS

Cost item Suggested factor Cost Cost/unit Total Cost


Op. Labor



Maintenance

Labor 0.5 h/shift 45 ฿/h 16,020


Utilities

Cooling water 5 ฿/m3 340,000

Electricity 2.5 ฿/kWh 368,000

Total DC 750,275




Admin. 2% TCI 1,238,200




Total IC 12,577,638




4.4.4 ระบบการกรองชีวภาพ ( ฺBiofiltration)

ระบบการกรองชีวภาพเปนระบบที่ใชวิธีการนําเอาอากาศที่มีกลิ่นหรืออากาศที่มี

กาซที่ตองการกําจัดปะปนอยูผานเขาไปสัมผัสกับมวลจุลินทรียที่เกาะติดอยูกับตัวกลาง ซึ่งไดมีการ

ปรับสภาพใหเหมาะสมกับการเจริญเติบโตของจุลินทรียโดยไมตองทําใหกาซดังกลาวอยูในรูป

สารละลายกอน

ลักษณะของ Biofilter จะมีลักษณะเปนถังหรือปฏิกรณที่บรรจุตัวกลางไว ภายใน ตัวกลางนี้จะทําหนาที่เปนที่ยึดเกาะของจุลินทรีย เปนที่เก็บความชื้นและชวยดูดซับสารมลพิษของ

อากาศ เพ่ือใหจุลินทรียไดใชในการเจริญเติบโต อากาศที่มีกลิ่นหรือกาซที่ตองการกําจัดจะผาน

ตัวกลางดังกลาว กลิ่นหรือกาซจะถูกกําจัดขณะที่อากาศผานตัวกลาง อากาศที่ผานตัวกลางจะมีกลิ่นหรือความเขมขนของกาซลดลงจนสามารถปลอยสูบรรยากาศไดถาระบบ Biofilter ไดรับการ

ออกแบบอยางเหมาะสม กลไกการทํางานของระบบกําจัดกลิ่นทางชีวภาพมีความเกี่ยวของกับกลไกและ ปรากฏการณหลายอยาง ทั้งดานกายภาพ เคมี และทางดานจุลชีววิทยา เริ่มจากสารมลพิษจะแพรหรือละลายในน้ําที่เคลือบผิวตัวกลางอยูจนอยูในรูปสารละลาย จากนั้นจะเริ่มถูกกําจัดโดย 3 กระบวนการหลัก ไดแก 1. การดูดกลืน (Absorption) ภายในแผนฟลมจุลินทรีย (Biofilm) และการแพร (Diffusion) เขาสูจุลินทรีย 2. การดูดซับ (Adsorption) ภายในแผนฟลมจุลินทรีย (Biofilm) ตามดวยการดูดติดผิวตัวกลาง (Adsorption) หลังจากนั้นจึงเกิดกระบวนการทั้ง Cell Uptake และ Exoenzymatic Degradation ขึ้น 3. การดูดกลืนเขาสูจุลชีพโดยตรง (Direct Absorption) โดยจุลินทรียจะนําสารที่ทําใหเกิดกลิ่น ซึ่งถือวาเปนอาหารไปใชในกระบวนการเติบโตของเซลล ทําใหสารที่มีกลิ่น

ดั ง ก ล า ว เ ป ลี่ ย น รู ป ไปเปนเซลลและผลผลิตอื่น ๆ ที่ไมมีกลิ่น

อากาศเสีย BIOFILTER อากาศที่ไมมีกล่ิน

น้ํา


ลักษณะของตัวกลางที่ดี

1. มีความพรุนสูง เพ่ือใหมีความดันลดของระบบต่ํา 2. มีพ้ืนผิวสัมผัสมาก เพ่ือใหเกิดการ Adsorption ไดดี 3. มีความสามารถในการอุมนํ้าไดดี 4. มีองคประกอบของสารอาหารสําหรับจุลินทรีย เชน ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และ โปแตสเซียม พอเพียงตอการเจริญเติบโตของจุลินทรีย 5. มีความสามารถในการรักษาคุณสมบัติของการอุมนํ้าไดดีเหมือนเดิม หลังจากแหงแลว 6. มีความคงตัวพอสมควร เพ่ือใหสามารถใชงานไดนานและจะตองมีราคาไมแพงมากนัก เพ่ือใหไมสิ้นเปลืองคาใชจายในกรณีที่ตองเปลี่ยนตัวกลาง รูปแบบของ Biofilter ระบบ Biofilter จะมีรูปแบบแตกตางกันไปตามลักษณะจําเพาะของการใชงานและความตองการของผูออกแบบ เปนแบบ Single Bed, Multiple Bed, Open Bed, Enclosed Bed ในการเลือกรูปแบบของระบบจะมุงเนนไปที่ความสะดวกในการจัดหาวัสดุและกอสราง ความประหยัด และความงายในการเดินระบบและดูแลรักษาสําหรับลักษณะการใชงาน

ตามปกติ โดยมีรายละเอียด Biofilter รูปแบบ Open Single-Bed ดังสรุปไวในตารางที่ 13 สารมลพิษที่สามารถกําจัดไดดวย Biofilter คุณลักษณะของอากาศเสียที่เหมาะสมกับการบําบัดดวย Biofilter 1. ความเขมขนของมลพิษคอนขางคงที่ 2. มลพิษที่เปนสาเหตุของกลิ่นสามารถละลายน้ําและถูกยอยสลายโดยกลไกทาง ชีวเคมีไดดี เชน สาร Volatile Organic Carbon หรือกาซจากการยอยสลายสารอินทรีย เปนตน 3. มีอากาศเสียเขาระบบ Biofilter ไดอยางตอเนื่องสม่ําเสมอ 4. ไมมีสารพิษที่เปนอันตรายตอจุลินทรีย เชน นํ้ามัน เปนตน 5. อุณหภูมิของอากาศเสียที่เหมาะสมที่สุดที่จะใช Biofilte จะอยูในชวง 20-40 องศาเซลเซียส อยางไรก็ตาม Biofilter สามารถทํางานไดดีจนถึงอุณหภูมิประมาณ 60 องศาเซลเซียส 6. ไมมีอนุภาคเจือปนในอากาศมากจนทําใหพัดลมเสียหายหรือทําใหชัน้ตัวกลางหรือระบบทอกระจายอากาศอุดตัน


ระบบการกรองชีวภาพนับเปนเทคโนโลยีใหมในการกําจัดไอสารอินทรียออกจาก

อากาศ โดยที่ในอากาศดังกลาวมีองคประกอบของกาซที่สามารถยอยสลายไดโดยแบคทีเรียหรือ

สิ่งมีชีวิตเล็กๆอื่นๆ โดยการควบคุมทั้งอุณหภูมิและความชื้น จะเสริมใหสิ่งมีชีวิตเล็กๆ ที่อาศัยอยูในชั้ น ก ร อ ง ชีวภาพ (Biofilter bed) ยอยสลายไอสารอินทรียกลายเปนกาซคารบอนไดออกไซดและน้ํา ร ะ บ บ การกรองชีวภาพนี้มีปรากฏใชอยางกวางขวางในประเทศเยอรมันและเนเธอรแลนด สําหรับการ

ควบคุมกลิ่น VOCs และไอสารอินทรียจากอุตสาหกรรมหลายประเภท อยางไรก็ตามระบบนี้ มักจะใชงานไดกับความเขมขนของไอสารอินทรียที่ไมเกิน 1,000 ppm ประสิทธิภาพการควบคุมโดยทั่วไปจะมากกวา รอยละ 90 สําหรับสารมลพิษอากาศโดยทั่วไป ตารางที่ 13 สรุปรูปแบบของระบบ Biofilter ที่แนะนําเพ่ือการนําไปใชงาน

รายการ รูปแบบ หมายเหตุ

ชนิดของระบบ Open Single-Bed Biofilter

เปนระบบเปดสูบรรยากาศที่ ผิวหนาของชั้นตัวกลาง เหมาะสําหรับกรณีท่ีไมมีขอจํากัดเรื่องพื้นที่สําหรับการ กอสราง ความสูงของชั้นตัวกลางอยูระหวาง 1.00-1.50 ม. จากความสูงของโครงสรางทั้งหมดประมาณ 2.50 ม. เพื่อความสะดวกในการดูแลรักษาสามารถออกแบบให

บางสวนของระบบอยูต่ํากวาระดับผิวดิน แตไมควรลึกกวา 2.00 ม. และสวนที่อยูพนระดับผิวดินควรอยูระหวาง 0.80-1.20 ม. เพื่อปองกันน้ําทวมและสะดวกตอการดูแลระบบ หากระบบอยูนอกอาคารควรมีหลังคาคลุมพื้นผิว

ตัวกลางทั้งหมดเพื่อปองกันปริมาณน้ําฝนที่อาจมากเกินไป

และทวมชั้นตัวกลาง ทิศทางการไหล ของอากาศ

อากาศเสียถูกดูดมาจาก

แหลงกําเนิดมาปลอยเขา

ระบบทอกระจายอากาศ ซ่ึงอยูใตชั้นตัวกลาง

อาจเกิดปญหาตัวกลางดานลางแหงเนื่องจากสัมผัสกับ

อากาศเขาโดยตรง จึงควรหมั่นเติมน้ําใหชื้นอยูเสมอ

ระบบกระจาย

อากาศเขา Air Perforated Pipe วางในชั้นกรวด

ใชทอเจาะรู (Perforated Pipe) คลุมทับดวยชั้นกรวดเพื่อใหกระจายอากาศไดสม่ําเสมอ

วัสดุท่ีใชกอสราง คอนกรีต เปนวัสดุท่ีมีความแข็งแรงนิยมใชกันโดยทั่วไป ผูออกแบบ

อาจเลือกใชวัสดุอ่ืนไดตามความเหมาะสม ขนาด 25-45 m2

(คิดเปนปริมาตรอากาศ 1,500-5,000 ลบ.ม./ชม.)

เพื่อความเหมาะสมในกรณีท่ีระบบจายอากาศเปนแบบ Air Perforated Pipe เปน PVC ทําใหขนาดทอไมใหญเกินไป ถาตองการระบบที่มีขนาดใหญกวานี้ก็สามารถทําได โดยอาจออกแบบใหมี Air Perforated Pipe


มากกวา 1 ชุด หรือใชทอใหญขึ้น ซ่ึงในกรณีหลังอาจจะสิ้นเปลืองกวา เพราะทอ PVC ขนาดใหญจะมีราคาแพง

ระบบระบายน้ํา ใตชั้นตัวกลาง

ระบบทอเจาะรู (Perforated Pipe) วางในชั้นกรวด

ควรติดตั้ง Perforated Pipe รับน้ําระบายทิ้ง วางดวยความลาดชันประมาณ 1: 100 ไวในชั้นกรวด เพื่อใหน้ําไหลออกจากถังไดสะดวกกวาการไหลผานขั้นกรวดเพียง

อยางเดียว ที่มา: กรมควบคุมมลพิษ, 2544.

สําหรับคาใชจายและคาลงทุนตอหนวยของระบบ Biofilter น้ัน จะแปรผันตามขนาด

ของ Biofilter เน่ืองจากตัวแปรหลักที่มีผลตอราคามากที่สุด คือ ราคาของพัดลม นอกจากขนาดของ

พัดลมแลว วัสดุและคุณภาพของพัดลมที่เลือกใชก็มีผลตอราคามาก ในกรณีที่เลือกใชพัดลมที่เปนวัสดุ

ที่ ท น ก า ร

กัดกรอน เชน Fiberglass และเปนผลิตภัณฑจากตางประเทศนั้น ราคาพัดลมดังกลาวจะสูงกวาพัดลม

ที่ประกอบจากเหล็กที่เปนผลิตภัณฑในประเทศนับสิบเทา

ราคาคากอสรางและเดินระบบตอหนวยโดยประมาณสําหรับระบบ Biofilter จะ

เปนไปตามตารางที่ 14 โดยลักษณะของโครงสราง เปนโครงสรางคอนกรีตมีหลังคา สามารถใช

ประมาณราคาการกอสราง Biofilter ไดทุกขนาด ทุกอัตราการไหล สวนคาเดินระบบคํานวณจาก

ระบบ Biofilter แบบ Open Single-Bed Biofilter กําจัดกลิ่นในอากาศจากโรงบําบัดนํ้าเสียซึ่งมี H2S

และ CH3SH เปน องคประกอบหลัก และมีความเขมขนที่ใชออกแบบเทากับ 50 ppmv และ 120

ppmv ตามลําดับ ที่อัตราการไหลของอากาศเทากับ 5,000 ลบ.ม./ชม. อัตราคานํ้าและคาไฟที่คิดอยู

ที่ 10 บาท/ลบ.ม. และ 4 บาท/KW-H ตามลําดับ (กรมควบคุมมลพิษ, 2544)

ตารางที่ 14 ราคาคากอสรางและเดินระบบตอหนวยของระบบ Biofilter โดยประมาณ

ลําดับ หัวขอ หนวย ราคา (บาท)

1 คากอสราง (รวมราคาโครงสราง ไฟฟาและ

อุปกรณทั้งหมด

- บาท/ลบ.ม./ชม.

ของอากาศที่จะบําบัด

- บาท/ลบ.ม.

ของตัวกลางที่ใช

50-60

5,300-5,400

2 คาใชจายในการเดินระบบ (รวมคานํ้า คา

ไฟฟา คาเปลี่ยนตัวกลางทุก 6 เดือน และ

คาบุคลากรในการบํารงุรักษาระบบ)

- บาท/1,000 ลบ.ม.

อากาศที่จะบําบัด

2.50-3.00

ที่มา: กรมควบคุมมลพิษ, 2544.


คาใชจายสําหรับระบบและการเดินระบบจากระบบที่ใชงานอยูทั้งในยุโรปและ

สหรัฐอเมริกามีความหลายหลากมาก แตจากสํารวจในสหรัฐอเมริกาพบวา คาใชจายในการเดินระบบสําหรับ Biofiltration จะต่ํามาก (ในชวงประมาณ $ 0.6-1.50 ตอ 100,000 ลูกบาศกฟุต) ทําใหเปนขอไดเปรียบที่สําคัญที่จะแขงขันกับระบบอื่น ถาใชกับความเขมขนของสารอินทรีย

ระเหยที่ไมสูงมากนัก

รูปที่ 17 ระบบการกรองชีวภาพ (Biofilration)

4.5 ขอดีและขอเสียของระบบควบคุมมลพิษทางอากาศแตละระบบ

จากระบบบาํบดัสารอินทรียระเหยที่กลาวมาขางตนทั้ง 4 ระบบ สามารถสรปุขอดีและขอเสียในดาน

ประสิทธิภาพและการดําเนินการของระบบตาง ๆ ไดดังนี้

ตารางที่ 15 ขอดีและขอเสียของระบบบําบัดสารอินทรียระเหยแตละระบบ

ระบบบําบัด ขอดี ขอเสีย

1. ระบบเผาทาํลาย - เตาเผาที่ใช ความรอนโดยตรง

- ประสิทธิภาพในการกําจัดสาร อินทรียระเหยสูง - งายตอการควบคุมการทํางาน - คาติดต้ังและออกแบบไมสูงมาก

- คาใชจายในการดําเนินการสูง - สิ้นเปลืองเชือ้เพลิง - เกิดมลพิษทางอากาศจากการเผา ไหมเชื้อเพลิง

- เตาเผาแบบม ีสารเรงปฏิกิริยา

- คาใชจายในการดําเนินงานต่ํา เน่ืองจากปฏิกิริยาเกิดที่อุณหภูม ิ ตํ่ากวากรณีใชอุณหภูมิเผาไหม

- อุปกรณมีราคาแพง - เปลี่ยนตัวเรงปฏิกิริยาทุก 2 ป

2. ระบบดูดซับ - ควบคุมการทํางานไดงาย - ออกแบบงาย

- อัตราการไหลของอากาศจะตอง มีคาไมสูงมาก

Clean Gas

Raw Blow Humid Drainag Biofilter

Air Distribution

Filter Media


- การลดลงของอัตราการไหล ของอากาศไมมีผลตอ ประสิทธิภาพของระบบ

- กากของเสียที่เกิดขึ้นตองมีกระบวน การกําจัดตามที่กฎหมายระบุ - ตองมีระบบปองกันอัคคีภัย

3. ระบบดูดกลืน - กําจัดไดทั้งฝุนและกลิ่นในขณะ เดียวกัน

- เน่ืองจากสารอินทรียระเหยไม ละลายน้ําจึงตองใชสารเคมีในการ ดูดกลืน เชน กรด ดาง หรือ สารลดแรงตึงผิว - มีนํ้าเสียเกิดขึ้นและตองเสยีคา ใชจายในการบําบัดนํ้าเสีย

4. ระบบกรองชีวภาพ - ตนทุนในการดําเนินงานต่ํา - ไมมีกากของเสีย

- เดินระบบยาก - ตองมีอากาศเขาระบบอยางตอเนื่อง - ขนาดและน้ําหนักของระบบคอน ขางสูง ทําใหเสียพื้นที่ในการติดต้ัง

ระบบบําบัดมลพิษทางอากาศที่นําเสนอทั้ง 4 ระบบ ไดแก ระบบเผาทําลาย โดยใช

ความรอนโดยตรงและแบบใชสารเรงปฏิกิริยา ระบบการดูดซับ ระบบการดูดกลืน และระบบกรอง

ชีวภาพ มีขีดจํากัดแตกตางกันออกไปทั้งสภาวะที่ใชงาน ประสิทธิภาพรวมของระบบ โดยทั้งหมดมี

อายุการใชงานขึ้นอยูกับอุปกรณประกอบของระบบ สําหรับคาใชจายของระบบทั้งคาติดต้ัง คา

ดําเนินการ และการบํารุงรักษาแตกตางกันออกไป สามารถสรุปไดดังตารางที่ 16 ซึ่งขอมูลดังกลาวได

จากการสํารวจในประเทศสหรัฐอเมริกาเทาน้ัน


5. แนวทางการปรับปรุงและออกแบบระบบควบคุมมลพิษทางอากาศ

5.1 แนวทางการปรับปรงุระบบควบคุมมลพิษทางอากาศ

จากการศึกษาสถานการณในเรื่องสารอินทรียระเหย (VOCs) ของโรงงาน

อุตสาหกรรมเคลือบผิว สามารถสรุปปญหาหลักของการควบคุม VOCs ไดเปน 4 กรณีดังน้ี

1) โรงงานไมมีระบบรวบรวมสารมลพิษ (Hood) และระบบควบคุมมลพิษทาง

อากาศ

2) โรงงานมีระบบรวบรวมสารมลพิษ แตไมมีระบบควบคุมมลพิษทางอากาศ

3) โรงงานมีระบบรวบรวมสารมลพิษและมีระบบควบคุมละออง (Mist)

แตไมมีระบบควบคุม VOCs

4) โรงงานมีระบบรวบรวมสารมลพิษ และมีระบบควบคุมละออง (Mist)

และระบบควบคุม VOCs แตระบบควบคุม VOCs ยังมีประสิทธิภาพไมดี

ซึ่งจากการตรวจวัดการระบายสารอินทรียระเหยจากปลองของโรงงานอุตสาหกรรม

เคลือบผิว พบวาไมสามารถสรุปประสิทธิภาพของระบบควบคุมสารอินทรียระเหยที่โรงงานใชอยูได

เน่ืองจากไมสามารถตรวจวัดคาสารอินทรียระเหยกอนเขาระบบ (Inlet) ได อยางไรก็ตามสามารถ

สรุปการระบายสารอินทรียระเหยที่ผานระบบควบคุมตางๆ ดังน้ี

ชนิดของระบบควบคุม คาความเขมขนสูงสุดของสารอินทรียระเหย

ที่ตรวจวัดได (สวนในลานสวน)

1. ระบบมานน้ํา 116.511

2. ระบบกรองใยแกวและถานกัมมันต 12.970

3. ระบบกรองใยมะพราว 7.525

4. ระบบกรองใยแกว 30.354

5. การใชสีฝุน ตรวจไมพบ

จะเห็นไดวาคาความเขมขนที่ตรวจวัดไดน้ันมีคาไมสูงมากนัก เน่ืองจากเปน

ลักษณะเฉพาะของกลุมอุตสาหกรรมเคลือบผิว คือ มีคาความเขมขนของมลพิษตํ่า (Low

Concentration) แตมีปริมาณกาซที่ตองบําบัดมากซึ่งจากการสํารวจพบวาคาสูงสุดของอัตราการไหล

ข อ ง ก า ซ 950

ลูกบาศกเมตรตอนาที ซึ่งดัชนีของสารอินทรียระเหยที่ควรใชเปนตัวแทนสารอินทรียระเหยทั้งหมด

สําหรับอุตสาหกรรมเฟอรนิเจอร อูซอมตัวถังรถยนต และอุตสาหกรรมพนหรือเคลือบสี คือ Toluene,

Touene และ Xylene ตามลําดับ


ดังน้ันแนวทางในการปรับปรุง ตองเปนการแกไขปญหาทั้ง 4 กรณีดังกลาว ซึ่ง

สามารถสรุปไดดังน้ี (รูปที่ 18)

กรณีที่ 1 : โรงงานจะตองออกแบบและติดต้ังระบบรวบรวม ระบบระบาย

อากาศและระบบควบคุมมลพิษทั้งระบบควบคุมละออง (Mist)

และระบบควบคุมไอของ VOCs

กรณีที่ 2 : โรงงานจะตองออกแบบและติดต้ังระบบควบคุมมลพิษทั้งระบบ

ควบคุมละออง (Mist) และระบบควบคุมไอของ VOCs เพ่ิมเติม

กรณีที่ 3 : โรงงานจะตองออกแบบและติดต้ังระบบควบคุมไอของ VOCs

เพ่ิมเติม

กรณีที่ 4 : โรงงานจะตองหาสาเหตุที่ระบบควบคุม VOCs มีประสิทธภิาพต่ํา

แลวทําการปรบัปรุง

ในกรณีที่โรงงานมีมานน้ําอยูแลว (กรณีที่ 3) สามารถปรับปรุงระบบไดโดยเปลี่ยน

ระบบมานน้ําเปนระบบกรองแบบแหงและตามดวย Activated Carbon หรือการเติมสารลดแรงตึงผิว

(Surfactants) ลงไปในน้ําที่ใชระบบมานน้ํา สารลดแรงตึงผิวดังกลาวมักเปนสารละลายผสมระหวาง

สารลดแรงตึงผิว (ความเขมขนประมาณ 0–1%) และดาง เชน NaOH หรือ Ca(OH)2 (ความ

เขมขนประมาณ 1% หรือมีคา pH ประมาณ 11.5) ชื่อทางการคาของสารพวกนี้ เชน QUADRALENE

2000 อัตราการใชงานขึ้นอยูกับความเขมขนของสารอินทรียระเหยในกาซที่ระบายออก แตการใชงาน

ตามคําแนะนําของผูผลิตสารเคมีจะเปนแนวทางที่ถูกตองที่สุด และจะสามารถวิเคราะหคาใชจายได

อยางถูกตองและเปรียบเทียบกับการปรับเปลี่ยนไปเปนระบบแหง การเติมสารลดแรงตึงผิวในน้ํา

จะตองพิจารณาปญหาน้ําเสียที่จะเกิดขึ้นและจะตองมีระบบบําบัดนํ้าเสียเพิ่มเติม

5.2 แนวทางการออกแบบระบบควบคุมมลพิษทางอากาศ 5.2.1 แนวทางทั่วไป

จากปญหาที่พบเปนสวนใหญคือทุกโรงงานไมมีระบบควบคุมไอ (ในสภาวะกาซ) ของ VOCs สวนใหญมีเฉพาะระบบควบคุมละอองเทาน้ัน ดังน้ันในการแกไขปญหาทั้งในกรณี VOCs ใ น โรงงานและ VOCs ในสิ่งแวดลอมภายนอก ทุกโรงงานจะตองมีระบบในภาพรวมดังแสดงในรูปที่ 19


รูปที่ 19 รูปแบบแสดงการปลอยสารมลพิษอากาศสูสิ่งแวดลอม

จากการสํารวจโรงงานบางสวนพบวา การควบคุม VOCs สวนที่เปนกาซสามารถเชื่อมตอกับระบบเดิมได เชน สําหรับหองพนสีรถยนต ซึ่งระบบที่ใชคือ แผนกรองที่ packed ดวย activated carbon และคณะผูศึกษามีความเห็นวาในทางเทคนิคเปนวิธีที่เหมาะสมท่ีสุด นอกจากนี้มีขอดีคือสามารถควบคุมการทํางานไดงาย การออกแบบไมยุงยากและการเปลี่ยนแปลง

อัตราการไหลของอากาศไมมีผลตอประสิทธิภาพของระบบ สําหรับระบบอื่นๆ เชนระบบการเผาและระบบดูดซึมน้ันสามารถใชไดกับกาซเทาน้ัน สวนระบบการกรองชีวภาพมีขอเสียคือ เดินระบบยาก

แ ล ะ ต อ ง มี อ า ก า ศ เ ข า ร ะ บ บ อ ย า ง ตอเนื่อง ซึ่งโรงงานอุตสาหกรรมเคลือบผิวสวนใหญทํางานเฉพาะชวงเวลากลางวันเทาน้ัน อยางไรก็ต า ม ประสิทธิภาพของ activated carbon จะลดลงมาก ถาในอากาศที่เขาระบบมีความชื้น (นํ้า) สูง ทําใหระบบมานน้ําซึ่งใชอยูในการบําบัดละอองสารอินทรียในบางโรงงานไมเหมาะสม ดังน้ันจึงเสนอแนวทางการควบคุมที่เปนไปไดมากที่สุดดังรูปที่ 20

ระบบรวบรวม (hood) และ ระบบระบายอากาศ (Ventilation

VOCs (รวมกับอากาศ) จากกระบวนการผลิต

ระบบควบคุมละออง (mist) ของ VOCs

ระบบควบคุมไอ (vapour) ของ VOCs

ปลองระบาย


0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100

อัตราการไหลของกาซ, ลบ.ม./นาที

พื้นที่หนาตัด

, ตารางเมตร

รูปที่ 20 รูปแบบการควบคุมการปลอยสารมลพิษอากาศสูสิ่งแวดลอมที่นําเสนอ 5.2.2 แนวทางการออกแบบ

1) การหาพื้นที่หนาตัดของแผนกรองและ Activated Carbon

ขนาดของพื้นที่หนาตัดของแผนกรองที่เหมาะสม สามารถหาไดจากอัตราการไหลของอากาศ ดังรูปที ่21 สําหรบัคุณสมบัติของแผนกรองละอองและ Activated Carbon แสดงดังตารางที่ 17 และ 18 ตามลําดับ

ระบบรวบรวม (hood) และ ระบบระบายอากาศ (Ventilation

VOCs (รวมกับอากาศ) จากกระบวนการผลิต

ระบบกรองแบบเสนใย (แหง) เพื่อควบคุม ละออง (mist) ของ VOCs

ระบบดูดซับโดยใช activated carbon เพื่อควบคุมไอ (vapour) ของ VOCs

ปลองระบาย

รูปที่ 21 ขนาดของพื้นที่หนาตัดของแผนกรองและ Activated Carbon ที่เหมาะสม ตามอัตราการไหลของอากาศ


ตารางที่ 17 คุณสมบัติทั่วไปของแผนกรองละออง (Mist)

Thickness 2.5 inches

Recommended air velocity 100-200 fpm Pressure drop at: 100 fpm

150 fpm 200 fpm

0.08 inch (W.C.) 0.12 inch (W.C.) 0.16 inch (W.C.)

Maximum recommended pressure drop

0.5 inch (W.C.) possible up to 1 inch (W.C.)

Filtration efficiency at 150 fpm (ASHRAE test modified)

Up to 98.1%

Holding capacity at 150 fpm - 0.5 inch (W.C.)

0.7-4.0 lbs./sq.ft.

Dimensions 240 pleats (90 sq.ft.) Recommended number of pleats 8 pleats per foot

Color Brown Package 1 filter per box

Coating Type Efficiencies Scale Holding Capacities

At 0.5 inch (W.C.) High Solids 97-98.1% 3.1-4.0 lbs./sq.ft.

Bake Enamel 93-94.5% 1.3-2.4 lbs./sq.ft. Fast Dry Enamel 96-96.9% 0.7-0.9 lbs./sq.ft.

ตารางที่ 18 คุณสมบัติของ Activated Carbon

- ขนาดอนุภาค (Particle Size Distribution)

4 x 10 mesh/mm.

- ความหนาแนน (Density) อยางนอย 0.48 g/cc - พื้นที่ผิว (Surface Area) อยางนอย 1,100 m2/g - อัตราการดูดซับเบนซิน (Benzene Adsorption)

อยางนอย 30% w/w

- ความหนารวมทั้งระบบ อยางนอย 4 inches

2) การหาปริมาณคารบอน 2.1) โรงงานผลิตเฟอรนิเจอร


เมื่อทราบอัตราการไหลของอากาศ (ลูกบาศกเมตรตอนาท)ี และความเขมขน

ของมลพิษในหองพนส ีจะสามารถหาปริมาณคารบอนทีต่องใช (กิโลกรัมตอป) ดังรูปที่ 22

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

อัตราการไหลอากาศ, ลบ.ม./นาที

ปริมาณคารบอนที่ตองการตอป, กก.

200 ppm

500 ppm

300 ppm

100 ppm

50 ppm

25 ppm

2.2) อูซอมตัวถังรถยนต

สําหรบัหองอบพนสีโดยทั่วไปมีองคประกอบ ดังรูปที่ 23 และ 24

รูปที่ 23 รูปแบบของหองอบพนส ี

รูปที่ 22 ปริมาณคารบอนที่ตองการตามอัตราการไหลของอากาศ สําหรับโรงงานผลิตเฟอรนิเจอร

100% Exhaust During Painting

Filters

Filtered Fresh Inflow Air

During Painting

90% Recycle During Curing

Ple

nium

Plenium

Filters


รูปที่ 25 ปริมาณคารบอนที่ตองการตามอัตราการไหลของอากาศ สําหรับอูซอมตัวถังรถยนต

รูปที่ 24 รปูแบบของหองอบพนสีขณะใชงานพนสี

เมื่อทราบอัตราการไหลของอากาศ (ลูกบาศกเมตรตอนาท)ี และความเขมขนของ มลพิษใน

หองพนส ีจะสามารถหาปริมาณคารบอนทีต่องการใช (กโิลกรัมตอป) ดังรูปที่ 25

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000



200 ppm

500 ppm

100 ppm

50 ppm

25 ppm

300 ppm


สําหรับอูซอมตัวถังรถยนตซึ่งมีหองพนอบสีอยูแลว สามารถนําชุดของแผนกรอง

ติดต้ังบริเวณหองดานหลังกอนปลอยออก (บริเวณ exhaust plenum) บริเวณหมายเลข 9 ในรูปที่ 24 ซึ่งมักเปนบริเวณที่เตรียมไวสําหรับติดต้ังแผนกรองที่เปนเสนใยอยูกอนแลว และมักจะมีพ้ืนที่เพียงพอในการติดต้ังแผนอัด activated carbon เพ่ิมเติม

2.3) โรงงานพนหรือเคลือบสี เมื่อทราบอัตราการไหลของอากาศ (ลูกบาศกเมตรตอนาที) และความเขมขนของ

มลพิษในหองพนสี จะสามารถหาปริมาณคารบอนที่ตองการใช (กิโลกรัมตอป) ดังรูปที่ 26

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000



60 ppm

100 ppm

40 ppm

20 ppm

5 ppm

3) ขนาดและความสูงของปลอง

3.1) ขนาดของปลอง

ขนาดของปลอง (เสนผาศูนยกลาง) ที่เหมาะสมสามารถกําหนดจากความเร็วใน

ปลองที่เหมาะสมที่ไมทําใหเกิดการกวาดลงต่ําของอากาศที่ปลอยออกจากปลายปลอง (stack tip downwash) โดยความเร็วตํ่าที่สุดของอากาศภายในปลองจะตองมากกวาหรือเทากับ 1.5 เทาของความเร็วลมของอากาศแวดลอมที่ระดับปลายปลอง สําหรับประเทศไทยมีความเร็วลมของอากาศแวดลอมที่ระดับผิวพ้ืน (ที่ระดับ 10 เมตร จากผิวพ้ืน) อยูในชวง 1-2 เมตรตอวินาที อยางไรก็

รูปที่ 26 ปริมาณคารบอนที่ตองการตามอัตราการไหลของอากาศ สําหรับโรงงานพนหรือเคลือบส ี


ตามบางครั้งมีคาเกินกวา 6 เมตรตอวินาที ดังน้ัน การกําหนดขนาดของปลองควรกําหนดให

ความเร็วลมในปลองมีคาอยางนอย 9 เมตรตอวินาที จากชวงของอัตราการไหลของอากาศจากระบบซึ่งเปนผลจากการสํารวจทําใหมี

ขอแนะนําขนาดเสนผานศูนยกลางของปลองไดดังรูปที่ 27

3.2) ความสูงของปลอง

ความสูงของปลองอาจกําหนดไดจากคาความเขมขนที่ระดับผิวพ้ืนที่จะตองไมเกิน

กวาคาความเขมขนที่เริ่มจะไดกลิ่น โดยจากผลการสํารวจพบวาสารอินทรียระเหยหลักที่พบในโรงงานเฟอรนิเจอรและอูซอมตัวถังรถยนตคือ Toluene ที่มีความเขมขนสูงสุดคือ 257 ppm และ อัตราการไหลของอากาศอยูในชวง 100-950 ลูกบาศกเมตรตอนาที ซึ่งมี ระดับความเขมขนที่เริ่มไดกลิ่นคือ 0.17 ppm สําหรับโรงงานพนหรือเคลือบสีมีสารมลพิษหลักคือ Xylene มีความเขมขนสูงสุดที่พบคือ 10.3 ppm และมีชวงอัตราการไหลของอากาศในปลอง 32 – 350 ลูกบาศกเมตรตอนาทีระดับความเขมขนที่เริ่มจะไดกลิ่นคือ 0.05 ppm

จาก

])(ln)(ln)(lnexp[ 32

max

HdHcHbaQCu

+++=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

0

0.5

1

1.5

2

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

อัตราการไหลอากาศในปลอง. ลบ.ม./นาที

เสนผาศูนยกลางปลอง, เมตร

รูปที่ 27 ความสัมพันธระหวางเสนผาศูนยกลางปลองและอัตราการไหลอากาศในปลอง


โดยที่ C คือ ความเขมขนสูงสุดที่ยอมใหมีไดที่ระดับผิวพ้ืน

Toluene = 0.64 mg/m3 (0.17 ppm) และ Xylene = 0.22 mg/m3 (0.05 ppm)

Q คือ อัตราการระบายสารมลพิษ Toluene อยูในชวง 1,636-18,480 mg/s และ

Xylene อยูในชวง 23.6 – 311.2 mg/s H คือ ความสูงของปลอง (m) u คือ ความเร็วลมในขณะนั้นกําหนดใหเทากับ 6 m/s a, b, c และ d คือ คาคงที่ที่ขึ้นกับสภาวะความคงตัวของบรรยากาศ สําหรับคาออกแบบใชความคงตัวแบบ D ซึ่ง a = -2.5302, b = -1.5610, c = -0.0934 และ d = 0

จากสมการขางตนจึงประมาณความสูงปลองที่อัตราการไหลของอากาศในปลองได

ดังรูปที่ 28 และ 29 ซึ่งกรณีความสูงที่คิดไดตามหลักเกณฑน้ีมีคาตํ่ามาก ในทางปฏิบัติจะกําหนดความสูงปลองใหพนจากสิ่งปลูกสรางโดยรอบ

รูปที่ 28 ความสูงปลองและอัตราการไหลของอากาศในปลองโรงงาน เฟอรนเิจอรและอูซอมตวัถังรถยนต

0

5

10

15

20

25

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

อัตราการไหลของอากาศในปลอง, ลบ.ม./นาที

ความสูงปลอง, เมตร


รูปที่ 29 ความสูงปลองและอัตราการไหลของอากาศในปลอง โรงงานพนหรือเคลือบสี

5.3 การประมาณคาใชจายสําหรับระบบควบคุม

จากการประมาณจาก อัตราการไหลของอุตสาหกรรมทั้งสามกลุม คือ 1. โรงงานผลิตเฟอรนิเจอร มีอัตราการระบายอากาศออกจากการผลิตเฉลี่ย

500 ลูกบาศกเมตร/นาที และมีความเขมขน Toluene เฉลี่ยประมาณ 100 ppm 2. อูซอมตัวถังรถยนต มีอัตราการระบายอากาศออกจากการผลิตเฉลี่ย 150

ลูกบาศกเมตร/นาที และมีความเขมขน Toluene เฉลี่ยประมาณ 50 ppm 3. โรงงานพนหรือเคลือบสี มีอัตราการระบายอากาศออกจากการผลิตเฉลี่ย

200 ลูกบาศกเมตร/นาที และมีความเขมขน Xylene เฉลี่ยประมาณ 5 ppm

โรงงานเฟอรนิเจอร ถาเลือกใชระบบการกรองแหงแลวตามดวย activated carbon จะมีคาใชจายดังน้ี

1. ติดต้ังหองบรรจุแผน filter และแผนผนึก activated carbon เพ่ิมเติม

โดยเปนหองที่มีพ้ืนที่หนาตัดที่ตองการอยางนอยประมาณ 1.77 ตารางเมตร (ตารางที่ 19) ราคาระบบโดยรวมประมาณ 150,000 บาท (รวมพัดลมดูดอากาศ 1 ชุด)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

อัตราการไหลของอากาศในปลอง, ลบ.ม./นาที

ความสูงปลอง, เมตร


ตารางที่ 19 พ้ืนที่แผนกรองที่ตองการ

2. สําหรับแผน panel มาตรฐานคือ 24x24 ตารางนิ้ว หรือประมาณ 0.36

ตารางเมตร ตองใชประมาณ 5 แผน เปลี่ยนทุก 6 เดือน คิดเปนแผนกรองเสนใย 10 แผนตอป ราคาแผนละประมาณ 1,000 บาท รวมราคาแผนกรอง 10,000 บาท/ป

3. ปริมาณการใช activated carbon ตอปประมาณ 60,000 กิโลกรัม ราคากิโลกรัมละ 50 บาท คิดเปนคาใชจายปละ 3,000,000 บาท ในกรณีที่ใชแผนผนึก activated carbon ขนาดเทากันกับแผนกรองไฟเบอรซึ่งขอมูลผูขายพบวา แตละแผนบรรจุไดประมาณ 3.57 กิโลกรัม และมีความจุในการดูดซับประมาณ 60 % ในขณะที่ activated carbon ทั่วไป มีความจุประมาณ 20 % ดังน้ันความตองการแผนผนึก carbon คือประมาณ 5,600 แผนตอป ราคาตอแผนประมาณ 350 บาท คิดเปนปละ 1,960,000 บาทตอป ในตัวอยางดังกลาวนี้มีความเขมขนของ toluene สูง และอัตราการไหลของระบบคอนขางสูง ถาอัตราการไหลและความเขมขนลดลง คาใชจายจะลดลงตามสวน

โดยภาพรวมคาใชจายสวนใหญคือคาแผนกรองคารบอนที่ตองใช

ตารางที่ 20 ปริมาณการใช activated carbon

ประเภท ความเขมขนของ Flow Rate Loading,

carbon carbon

อุตสาหกรรม สารเคมีหลัก m3/mi

n m3/d kg/d kg/d kg/y

เฟอรนิเจอร Toluene 100 ppm 500 120,00

0 45.15 240 60,000

อูซอมตัวถังรถยนต Toluene 50 ppm 150 36,000 6.77 41 10,100

โรงงานพนสี Xylene 5 ppm 200 48,000 1.04 6.5 1,600

หมายเหตุ: ปริมาณการพนสีเฉลี่ย 4 ชั่วโมงตอวัน 250 วนัตอป

ประเภทโรงงาน อัตราการระบายอากาศ,m3/min

ความเร็วอากาศผาน

แผนกรอง, m/s พ้ืนที่แผนกรอง,

m2 โรงงานผลิตเฟอรนิเจอร 500 4.7 1.77 อูซอมตัวถังรถยนต 150 4.7 0.53

โรงงานพนหรือเคลือบสี 200 4.7 0.71


สําหรบัในอุตสาหกรรมอื่นโดยหลักการอยางเดียวกัน สามารถประมาณคาใชจายไดดังน้ี

ประเภท อุตสาหกรรม

ราคา

ระบบ, บาท

ปริมาณการ ใชแผนกรอง เสนใย, แผน/ป

ราคาแผน

กรองเสนใย, บาท/ป

ปริมาณการใช activated carbon ท่ัวไป, kg/y

ปริมาณการ

ใชแผนกรอง carbon, แผน/ป

ราคา แผนกรอง เสนใย, บาท/ป

คาใชจายรวม

, บาท/ป

เฟอรนิเจอร 150,000 10 10,000 60,000 5,600 1,960,00

0 1,970,00

0 อูซอมตัวถัง

รถยนต 130,00

0 4 4,000 10,100 945 330,750 334,750

โรงงานพนสี 100,000 4 4,000 1,600 150 52,500 56,500


เอกสารอางอิง

1. U.S.EPA, Guideline Series Control of Volatile Organic

Compound Emission from Wood Furniture Manufacturing Operations, 1996.

2. U.S.EPA, Survey of Control Technologies for Low Concentration Organic Vapor Gas Streams, 1995.

3. Kenneth Wark, Cecil F. Warner, Wayne T. Davis, Air Pollution : Its Origin and Control, 1998.

4. Sansone, E., Jonas, L., (1981) “Prediction of Activated Carbon Performance for Carcinogenic Vapors” Amer. Ind. Hyg. Assoc. J. 42.

5. กรมควบคุมมลพิษ, โครงการวิจัยพัฒนาเทคโนโลยีการจัดการและควบคุมมลพิษในอากาศ (ระบบกําจัดกลิ่นแบบชีวภาพ), 2544


การตรวจสอบประสทิธิภาพของระบบควบคุม

สารอินทรียระเหย

ภาคผนวก


การตรวจสอบประสิทธิภาพของระบบดูดซับ

ในการตรวจสอบเพื่อใหทราบวาระบบควบคุมสารอินทรียระเหยหรือระบบดูดซับที่ใชงานอยูทํางานไดมีประสิทธิภาพหรือไม ขั้นตอนแรกอาจใชรางกายสัมผัสเชน การดมกลิ่น ในกรณีที่ไมสามารถทดสอบดวยคนได มีวิธีการอื่น ๆ ที่สามารถทดสอบประสิทธิภาพของระบบซึ่งทําไดดังนี้

ก. Solid Sorbent Tube

เปนหลอดบรรจุวัสดุดูดซับเชน แอกติเวตเตตคารบอน ซิลิกาเจล หรือวัสดุอ่ืนๆ ใชสําหรับ เก็บตัวอยาง กาซ หรือ ไอ ท่ีระบายออกจากระบบควบคุม โดยดูดอากาศผานหลอดบรรจุวัสดุดูดซับโดยใชอัตราการดูด และปริมาตรที่ดูดผานหลอด ตามวิธีการมาตรฐานที่อางอิงไดเชน NIOSH หรือ U.S.EPA. เปนตน เม่ือเก็บตัวอยางแลวจะมีจุกปดหัวและทาย แลวนําไปวิเคราะหในหองปฏิบัติการตอไป ซึ่งการตรวจสอบดวยวิธีนี้เปนวิธีการที่เชื่อถือได มีความละเอียดและความถูกตองแมนยําสูง และตองอาศัยเคร่ืองมือวิเคราะหท่ีคอนขางเฉพาะทาง คือ เคร่ืองโครมาโทกราฟ ทําใหคาใชจายในการตรวจสอบคอนขางมีราคาแพง รวมถึงตองมีวิธีการเก็บตัวอยางที่ถูกตองดวยเชนกัน

รูปที่ 1 Sorbent Tube

ข.ระบบ dry chemical detector

เปนระบบตรวจวัดสารถูกดูดซับในอากาศอยางหยาบโดยการดึงอากาศผานหลอดแกวท่ีบรรจุสารเคมีท่ีเฉพาะเจาะจงไวเฉพาะแตละกาซ ท่ีจะเปล่ียนสีไปตามความเขมขนของกาซหรือไอท่ีสอดคลองกัน สามารถอานคาความเขมขนของกาซไดทันทีจากความยาวของการเปลี่ยนสี หลอดแกวบรรจุสารเคมีดังกลาวจะใชไดคร้ังเดียว แตมีราคาไมสูงนัก ซึ่งเหมาะและสะดวกในการนํามาใชการตรวจสอบประสิทธิภาพของระบบควบคุมเพื่อทําการปรับปรุงหรือบํารุงรักษาตอไป


รูปท่ี 2 ระบบ dry chemical detector

ตําแหนงเก็บตัวอยางที่ใชในการทดสอบประสิทธิภาพของระบบควบคุมคือ จุดทางเขาของ

อากาศกอนผานระบบควบคุม และจุดทางออกของอากาศที่ผานระบบควบคุมแลว เมื่อไดผล

การตรวจวัดทัง้สองจะไดคาประสิทธิภาพของระบบ โดยที่ประสิทธิภาพของระบบคํานวณได

จาก

ประสิทธิภาพของระบบ (%) = านที่ทางเขความเขมข

นที่ทางออกความเขมขานที่ทางเขความเขมข − x 100

คาที่ไดควรมีคาสูงกวา 85 เปอรเซ็นต ซึ่งสามารถบงบอกไดวาระบบควบคุมท่ีใชงานอยูมีประสิทธิภาพในการควบคุมสารอินทรียระเหยจากการพนเคลือบสี หรือในอีกกรณีหนึ่งใหใชปริมาณท่ีอานหรือวิเคราะหไดของความเขมขนที่ทางออกเทียบกับคามาตรฐานที่กําหนดขึ้น ซึ่งบงบอกไดวาโรงงานหรืออุตสาหกรรมเหลานั้นมีการปลอยสารมลพิษเปนไปตามมาตรฐานหรือไม รวมท้ังสามารถบงบอกไดวาระบบควบคุมท่ีใชงานอยูจะตองมีการบํารุงรักษาเพื่อใหคาที่ตรวจวัดไดอยูในเกณฑมาตรฐาน

รูปที่ 3 ตําแหนงการวัดโดยใช dry chemical detector

รูปที่ 18 แนวทางในการปรับปรุงระบบควบคุมมลพิษทางอากาศ

กรณีที่ 1 VOCs

จากกระบวนการผลิต







ระบบรวบรวม โรงงานไมมีระบบรวบรวม โรงงานมีระบบรวบรวม โรงงานมีระบบรวบรวม โรงงานมีระบบรวบรวม

ระบบควบคุม ไมมีระบบควบคุม

ละออง ไมมีระบบควบคุม

ละออง มีระบบควบคุม

ละออง • ควบคุมละออง

• ควบคุมไอ ไมมีระบบควบคุมไอ ไมมีระบบควบคุมไอ ไมมีระบบควบคุมไอ

แนวทางการ ปรับปรุงระบบ

ติดตั้งระบบรวบรวม

ปรับปรุงมานน้ํา

เปนระบบ ควบคุมละออง แบบแหง

ปรับปรุงระบบ เชนเปลี่ยน carbon และ

ควบคุมความเร็วของกาซใหเหมาะสม ติดตั้งระบบควบคุมไอ

แบบเปยก

(มานน้ํา) แบบแหง

(กรอง)

ติดตั้งระบบควบคุม

ละออง (Mist) ติดตั้งระบบควบคุม

ละออง (Mist)

มีระบบควบคุมละออง

มีระบบควบคุมไอ

เติมสาร

ลดแรง

ตึงผิว ในน้ํา

ตารางที่ 16 เปรียบเทียบประสิทธิภาพและคาใชจายของระบบควบคุมมลพิษทางอากาศแตละระบบ

คาใชจาย

*

ระบบบําบัด ประสิทธภิาพ

ของระบบ

(%) การบํารงุรักษา

ติดตั้ง (บาท/ลบ.ม./

ชม.)

ดําเนินการ1

(บาท/1,000 ลบ.ม.)

คาแรงในการ

บํารุงรักษา (บาท/ป)

ราคาตอประสิทธิภาพ (บาท/กก.ของ

VOCs) 1. ระบบการเผาทําลาย (Incineration)

1.1 เตาเผาใชความรอนโดยตรง (Thermal Incinerator)

99 - ซอมอุปกรณ 1 ครั้งตอป 967.6 21.25 32,040 127.77

1.2 เตาเผาแบบมสีารเรงปฏิกิริยา (Catalytic Incinerator)

95->99 - เปลี่ยนสารเรงปฏิกิริยาทุก 2 ป 1,012.7 34.0 32,040 164.90

2. ระบบการดูดซับ (Adsorption)

95->99 - เปลี่ยนสารดดูซับทุก 6 เดือน 235.5 66.9 32,040 201.17

3. ระบบการดูดกลืน (Absorption)

60-85 - ทําความสะอาดปละครั้ง - เปลี่ยนตัวกลางทุก 1 ป

3,643.5 5.3 32,040 269.01

4. ระบบกรองชีวภาพ (Biofiltration)

80-90 - เติมน้ําเขาระบบตลอดเวลา 60 3.0 32,040 -

หมายเหตุ : * เทียบจากการกําจัดเบนซีน (Benzene) ที่ความเขมขน 100 สวนในลานสวน

1 รวมคาเปลี่ยนอุปกรณของระบบบบําบัดมลพิษทางอากาศ ที่มา : ปรับปรุงจาก Control Technology Center, U.S.EPA., 1995.

40

คู มือเทคโนโลย ีการ ... · คู...

Documents

Transcript of คู มือเทคโนโลย ีการ ... · คู...