โดย เกรียงไกร มณีอินทร์ HIGHLIGHTS แหล่งก๊าซเรือนกระจก แหล่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ จากเนื้อหาในบทก่อนหน้านี้ที่เกี่ยวกับก๊าซเรือนกระจก ทำให้เราตระหนักได้ว่าก๊าซดังกล่าวมีประโยชน์และจำเป็นต่อชั้นบรรยากาศของเราตราบเท่าที่มีปริมาณพอเหมาะ ก๊าซเรือนกระจกนั้นมีทั้งที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ และเกิดจากกิจกรรมต่าง ๆ ของมนุษย์ที่ทำขึ้น ก๊าซที่เป็นองค์ประกอบหลัก 3 ลำดับแรกในเชิงปริมาณ CO2 สมมูล ได้แก่ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เกิดจาก การเผาไหม้ในรูปแบบต่างๆ เช่น การเผาถ่านหินในโรงไฟฟ้าและโรงงานอุตสาหกรรม การใช้น้ำมันเชื้อเพลิงในรถยนต์ การหุงต้ม การเกษตร การเลี้ยงปศุสัตว์ การทำฟาร์ม ก๊าซมีเทน (CH4) เกิดจากกระบวนการย่อยสลายสารอินทรีย์โดยจุลินทรีย์ภายใต้สภาวะที่มีออกซิเจนต่ำ หรือไร้ออกซิเจน เช่น การย่อยสลายของซากพืช ซากสัตว์ และของเสียจากสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ก๊าซมีเทนเป็นก๊าซที่มีอยู่ในธรรมชาติ แต่ในหลายกรณีก็เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ เช่น การเลี้ยงปศุสัตว์ มูลสัตว์ การเกษตร การบำบัดน้ำเสีย และอุตสาหกรรมอื่น ๆ ก๊าซไนตรัสออกไซด์ (N2O) ในธรรมชาติเกิดจากกระบวนการย่อยสลายสารประกอบไนโตรเจนของแบคทีเรียในดิน นอกจากนี้ ก๊าซดังกล่าว ส่วนใหญ่เกิดจากผลพลอยได้จากการเลี้ยงปศุสัตว์ มูลสัตว์ และการเกษตร อย่างไรก็ตาม […]
ตอนที่ 3 ผลกระทบด้านลบของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
โดย เกรียงไกร มณีอินทร์ HIGHLIGHTS ก๊าซเรือนกระจก ศักยภาพการเกิดภาวะโลกร้อน คาร์บอนไดออกไซด์สมมูล(หรือเทียบเท่า) ผลกระทบด้านลบของก๊าซเรือนกระจก หลายคนคงเคยได้ยินและรู้จักปรากฏการณ์เรือนกระจก (Greenhouse effect) กันมาแล้ว เพราะก๊าซเรือนกระจกไม่เคยหายไปจากชีวิตของเราและนับวันจะทวีความรุนแรงมากยิ่งขึ้น ดังนั้น วันนี้เรามาทำความรู้จักกับก๊าซเรือนกระจกกันให้มากขึ้น ก๊าซเรือนกระจก (Greenhouse Gas หรือ GHG) (นั่นคือคาร์บอนไดออกไซด์เป็นหลัก) เป็นองค์ประกอบส่วนหนึ่งของบรรยากาศที่ห่อหุ้มโลก ซึ่งมีความสามารถในการดูดกลืนและแผ่คายเฉพาะคลื่นรังสีความร้อนความถี่ต่ำ(หรือรังสีอินฟราเรด) ดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิผิวสูงมาก จึงแผ่รังสีความถี่สูงมากระทบผิวโลกในเวลากลางวันได้โดยไม่ถูกดูดกลืนโดยคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ ในเวลากลางคืนผิวโลกซึ่งมีอุณหภูมิสูงไม่ถึงร้อยองศา จะแผ่คายได้เฉพาะคลื่นรังสีความร้อนความถี่ต่ำเพื่อทิ้งไปในห้วงอวกาศ แต่รังสีดังกล่าวจะถูกดูดกลืนโดยคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศแล้วแผ่คายบางส่วนกลับคืนผิวโลก ยิ่งความเข้มข้นคาร์บอนไดออกไซด์ยิ่งสูง สัดส่วนของรังสีความร้อนความถี่ต่ำที่แผ่คืนผิวโลกจะเพิ่มมากขึ้น ดังนั้นผิวโลกจึงเย็นตัวได้ช้าลง เมื่อปรากฏการณ์ดังกล่าวเกิดซ้ำๆ ทุกวันเป็นเวลาหลายสิบปี อุณหภูมิเฉลี่ยของโลกจึงค่อยๆ เพิ่มสูงขึ้น ทีละนิดๆ อย่างช้าๆ นี่คือสาเหตุต้นตอที่แท้จริงของการเกิดภาวะโลกร้อน ซึ่งนักวิชาการจำนวนไม่น้อยมักจะอธิบายได้ไม่ถูกต้องชัดเจน ก่อนที่จะไปต่อ ผู้เขียนอยากจะให้ผู้อ่านรู้จักศัพท์ที่เกี่ยวข้องกับเรื่องนี้เพิ่มเติมอีก 2 คำ คือ ศักยภาพการเกิดภาวะโลกร้อน (Global Warming Potential, GWP) คาร์บอนไดออกไซด์สมมูล(หรือเทียบเท่า) (Carbon dioxide equivalent) ระดับศักยภาพที่ก๊าซเรือนกระจกสามารถทำให้โลกร้อนขึ้น ถูกวิจัยและกำหนดโดยคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (Intergovernmental Panel […]
ตอนที่ 2 ความคืบหน้าในเรื่องการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ: การประชุม COP 26 นั้นสำคัญไฉน
โดย เกรียงไกร มณีอินทร์ HIGHLIGHTS การประชุม COP 26 กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (Climate change) ที่รุนแรงขึ้นและยากต่อการคาดคะเน ได้ส่งผลให้หลายๆ ประเทศทั่วโลกรวมถึงประเทศไทย ต้องเผชิญกับวิกฤติภัยแล้ง พายุ ระดับน้ำทะเลที่เพิ่มขึ้น คลื่นความร้อน น้ำท่วม และไฟป่า ตลอดจนภัยพิบัติทางธรรมชาติที่เกิดบ่อยครั้งขึ้นและทวีความรุนแรงมากขึ้น จากปัญหาดังกล่าว ประเทศต่างๆ ทั่วโลกได้ตระหนักถึงมหันตภัยที่กำลังจะเกิดขึ้นในอนาคต จึงได้เกิดการประชุมระดับนานาชาติในเรื่องที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เช่น พิธีสารเกียวโต (Kyoto Protocol) ข้อตกลงปารีส (Paris Agreement) เมื่อต้นเดือนพฤศจิกายนที่ผ่านมา ได้มีการจัดการประชุมรัฐภาคีกรอบอนุสัญญาสหประชาชาติว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศสมัยที่ 26 (COP26) ที่เมืองกลาสโกว์ แคว้นสกอตแลนด์ สหราชอาณาจักรตั้งแต่วันที่ 1 ถึง 12 พ.ย. 2564 และได้ปิดฉากลงเมื่อวันที่ 13 พ.ย. 2564 โดยมีการบรรลุข้อตกลงเพื่อควบคุมปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและผลักดันให้ยุติหรือการลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลโดยเฉพาะถ่านหิน การประชุมนี้มีจุดประสงค์หลัก คือ การให้แต่ละประเทศเสนอเป้าหมายการลดก๊าซเรือนกระจก โดยมีเป้าหมายสูงสุดคือ การบรรลุการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์ (Net […]
ตอนที่ 1 ความรู้พื้นฐานและประโยชน์ของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
โดย เกรียงไกร มณีอินทร์ HIGHLIGHTS ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ประโยชน์และข้อดีของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ในปัจจุบัน ทั่วโลกกำลังตระหนักถึงปัญหาเรื่องการปล่อยคาร์บอน (Carbon Emission) ซึ่งเป็นสาเหตุหนึ่งในเรื่องของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (Climate Change) โดยจะมีเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องในเรื่องดังกล่าวคือ เทคโนโลยีการจับ กักเก็บและใช้ประโยชน์คาร์บอน (Carbon Capture, Storage and Utilization หรือCCSU) ดังนั้น ในบทความนี้ ผู้เขียนจึงอยากเสนอชุดบทความในเรื่องที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีดังกล่าวโดยแบ่งออกเป็นตอนที่เกี่ยวเนื่องกัน โดยเริ่มจากความรู้พื้นฐานในเรื่องของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นบทความตอนที่ 1 หลังจากนั้นจะกล่าวถึงหัวข้ออื่นในตอนต่อๆไป ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับคาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ (Carbon Dioxide) เป็นหนึ่งในก๊าซเรือนกระจก (Greenhouse gases) ซึ่งเป็นก๊าซที่มีอยู่ตามธรรมชาติและไม่เป็นอันตรายหากมีในปริมาณน้อย อย่างไรก็ตาม ในสถานการณ์ปัจจุบัน คาร์บอนไดออกไซด์ได้เพิ่มปริมาณขึ้นของเป็นอย่างมาก จนถึงระดับที่ส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงในหลายๆทาง ซึ่งสาเหตุของการเพิ่มขึ้นส่วนใหญ่ก็มาจากฝีมือของมนุษย์ เช่น การผลิตไฟฟ้าและอุตสาหกรรม การใช้น้ำมันในยานพาหนะต่าง ๆ คาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซที่เป็นองค์ประกอบในบรรยากาศ ซึ่งประกอบด้วยคาร์บอน 1 อะตอม และ ออกซิเจน 2 อะตอม ต่อหนึ่งโมเลกุลโดยมีสูตรเคมี CO2 คาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซที่ไม่มีสี […]
ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับน้ำมันดิบ
โดย Nattapong Pongboot HIGHLIGHTS น้ำมันดิบมีคุณสมบัติและแหล่งที่มาหลากหลาย โดยทั่วไปน้ำมันดิบชนิดเบามีราคาที่ถูกกว่าน้ำมันดิบชนิดหนัก การกำหนดราคาน้ำมันดิบโดยทั่วๆไปจะกำนดราคาเทียบกับน้ำมันดิบอ้างอิง (Benchmark Crude) คุณสมบัติโดยทั่วไปของน้ำมันดิบ (Crude Oil) โดยทั่วๆ น้ำมันดิบสามารถแยกตามคุณสมบัติต่างๆได้ดังนี้ 1.ความหนาแน่น (Density) ซึ่งโดยปกติจะใช้หน่วยที่เรียกว่า API API > 10 จะเบากว่าน้ำ API < 10 จะหนักกว่าน้ำ 2.ปริมาณกำมะถัน (Sulfur Content) ซึ่งโดยปกติจะใช้หน่วยร้อยละโดยมวล (weight percent) ถ้าปริมาณกำมะถันน้อยกว่าร้อยละ 0.7 จะเรียกว่า Sweet Crude ถ้าปริมาณกำมะถันมากกว่าร้อยละ 0.7 จะเรียกว่า Sour Crude 3.ค่าความเป็นกรด (Total Acid Number, TAN) ซึ่งโดยปกติจะใช้หน่วย mg KOH/g ถ้าน้ำมันดิบมีค่าความเป็นกรดมากกว่า 0.7 จะถือว่าเป็นน้ำมันดิบที่มีความเป็นกรดสูง น้ำมันดิบที่มีความเป็นกรดสูงจะทำให้อัตราการกัดกร่อน (corrosion) […]
4 เคล็ดลับคำนวณ pressure drop แบบเข้าใจลึกซึ้งจริง ไม่พลาดตลอดชีวิต!!
โดย วิรุฬห์ ตัณฑะพานิชกุล HIGHLIGHTS (Summary) Friction factor (f) มี 2 แบบคือ Darcy หรือ Fanning และสมการ pressure drop ก็มี 2 แบบในตำรา ต้องเลือกใช้กราฟในการอ่านค่า friction factor ให้ถูกต้องสอดคล้องกับสมการ ในกรณีของ gas (compressible fluid) ต้องแยกกรณีคำนวณ pressure drop โดยปรับปลี่ยนสมการและวิธีคำนวณตามค่า pressure-drop-to-inlet pressure ratio ในการคำนวณ Darcy friction factor (turbulent) มี 2 สมการให้เลือกใช้งานได้ คือ Swamee-Jain equation และ Colebrook-White equation แต่แนะนำให้ใช้ Swamee-Jain equation เพราะแก้สมการได้ง่ายกว่า วิศวกรควรมีความรู้ในการ prorate […]
พัฒนาการของโรงงานนำร่อง Part 2 – รวม 8 ข้อเด็ดๆ ของโรงงานนำร่องใน “ยุคใหม่” ฮาวทู Move on อย่างไร ไม่ให้ตกม้าตายจากของเดิม !!!
โดย บำรุง สูงเนิน HIGHLIGHTS ขนาดของโรงงานนำร่องมีขนาดลดลงเนื่องจากอุปกรณ์มีขนาดลดลง จำนวนข้อมูลที่ต้องการน้อยลง ถูกดำเนินการในระยะเวลาที่สั้นลง จึงทำให้สามารถถูกสร้างได้ในราคาที่ถูกกว่า มีการประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์ในหลาย ๆ มิติ เช่น เพื่อทดแทนการทดลองบางส่วน ตลอดจนระบบเครื่องวัดและวิเคราะห์ และระบบความปลอดภัย เป็นต้น สามารถประยุกต์ใช้ระบบทันสมัยในโรงงานขนาดใหญ่กับโรงงานนำร่องได้ดี เช่น การบริหารการเปลี่ยนแปลง (Management of change) ข้อที่หนึ่ง: โรงงานนำร่องมีขนาดเล็กลง ในปัจจุบัน โรงงานนำร่องมีขนาดเล็กลง โดยยกเว้นระดับโรงงานสาธิต (Demonstration plant) เท่านั้นที่ยังคงมีขนาดค่อนข้างใหญ่ เพราะว่าการที่เราจะทำเทคโนโลยีใหม่ที่มีองค์ความรู้จำกัดก็ยังคงมีความจำเป็นต้องมีการผลิตค่อนข้างมากเพื่อตอบสนองจุดประสงค์ที่หลากหลาย โรงงานนำร่องในสมัยนี้สามารถถูกสร้างขึ้นได้ภายในห้องปฏิบัติการหรือแม้กระทั่งภายใน Hood เป็นต้น มากกว่านั้นยังถูกออกแบบให้สามารถทำการทดลองพร้อม ๆ กันในเวลาเดียวกัน ด้วยขนาดที่เล็กลง ยังสามารถทำให้มีการปรับเปลี่ยนทั้งหน่วยได้ง่ายดายขึ้น ต้องการพื้นที่น้อยลง อุปกรณ์น้อยชิ้นลง และจำนวนคนทำงานที่น้อยลงเช่นกัน ข้อที่สอง: มีการประยุกต์ใช้การคำนวนขั้นสูงทดแทนการทดลองจริง ผลจากการที่โลกเข้าสู่ยุกต์ที่มีความสามารถที่สูงในการคำนวณโดยใช้คอมพิวเตอร์ที่มีศักยภาพสูงสามารถนำมาจำลองพฤฒิกรรม (simulate) เพื่อเป็นต้นแบบหรือแทนการทดลองบางส่วน เครื่องมือดังกล่าวที่นิยมใช้กันมีตัวอย่างเช่น การใช้พลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ (Computational fluid dynamics) เพื่อจำลองปรากฏการ์ณต่างๆ ที่สนใจในรูปแบบสามมิติ (3-D […]
การพัฒนาของโรงงานนำร่อง Part 1 – รวม 8 ข้อเด็ดๆ ของโรงงานนำร่องใน “ยุคก่อน” เพราะของเก่า มีทั้งเรื่องเศร้า และเรื่องแซ่บ !!!
โดย บำรุง สูงเนิน HIGHLIGHTS การลงทุนสร้างโรงงานนำร่องในสมัยก่อนมีค่าใช้จ่ายสูง ใช้เวลาการก่อสร้างและดำเนินงานนาน แต่มีความจำเป็น มีความพยายามลดค่าใช้จ่ายในด้านต่าง ๆ ในการดำเนินงาน โดยการใช้คนจำนวนมากทดแทน แต่ก็ยังเกิดปัญหาตามมาที่ยังคงต้องจ่ายเพิ่ม ประสบการ์ณของผู้ดำเนินงานยังคงเป็นตัวชี้วัดความสำเร็จของโรงงานนำร่อง ข้อที่หนึ่ง: เป็นสิ่งก่อสร้างขนาดเล็กกระจัดกระจายรอบ ๆ โรงงานหรือศูนย์การวิจัย โรงงานนำร่องส่วนใหญ่ในช่วงเวลานั้น มีลักษณะเป็นสิ่งก่อสร้างเล็ก ๆ ที่กระจัดการจายอยู่ในบริเวณโรงงานหรือศูนย์วิจัย โดยขนาดของอุปกรณ์ส่วนใหญ่มีขนาดใหญ่กว่าโรงงานนำร่องในทุกวันนี้ หลายๆครั้งจะถูกก่อสร้างอยู่ที่มุมตึกหรือบนแผ่นคอนกรีต (Concrete pad) โดยเป็นเพิงขนาดเล็กใกล้กับหน่วยผลิตที่สนใจ หลายๆ โรงงานนำร่องถูกสร้างภายในคลังเฉพาะ (Open bays) โดยมีที่กั้นชัดเจน หรือถูกสร้างไว้ในห้องปฏิบัติการเป็นครั้งคราว ข้อที่สอง: ยังคงนิยมใช้ท่อแบบ Pipe มากกว่า Tube ลักษณะของท่อที่ใช้จะเป็นลักษณะของ Pipe มากกว่า Tube โดยขนาดจะอยู่ที่ประมาณ ¼ นิ้ว และ ½ นิ้ว ถึงแม้ว่าปัจจุบันจะนิยมใช้ Tube ขนาด ¼ นิ้ว และ ½ นิ้ว ร่วมกับอุปกรณ์ต่อท่อ […]
ระบบอันดับหนึ่งทางวิศวกรรมเคมี (First-order system in chemical engineering) (ตอนที่ 1: ความหมายของระบบอันดับหนึ่ง)
โดย วีรยุทธ เลิศบำรุงสุข HIGHLIGHTS ระบบอันดับหนึ่ง คือระบบที่เอาท์พุทสามารถกำหนดได้ด้วยสมการเชิงอนุพันธ์สามัญอันดับหนึ่ง พารามิเตอร์ที่กำหนดลักษณะสำคัญของระบบอันดับหนึ่งในรูปแบบ first-order lag process คือค่า process gain และ process time constant ระบบอันดับหนึ่งในรูปแบบ integrating process จะแสดงพฤติกรรมแบบ non-self-regulating process ซึ่งต้องการการควบคุมเพื่อสร้างเสถียรภาพ แม้ว่าระบบทางวิศวกรรมเคมีจะมีความหลากหลาย แต่โดยมากจะสามารถกำหนดได้ด้วยหลักการพื้นฐานของกฎอนุรักษ์มวลและอนุรักษ์พลังงาน ในกรณีของระบบอย่างง่าย บ่อยครั้งเมื่อทำการดุลมวลหรือดุลพลังงานจะได้ผลลัพธ์ในรูปของสมการเชิงอนุพันธ์สามัญอันดับหนึ่ง ดังนั้น หากสามารถเรียนรู้เข้าใจสมการเชิงอนุพันธ์สามัญอันดับหนึ่ง (first-order ordinary differential equation หรือ first-order ODE) ได้ ก็จะสามารถทำนายพฤติกรรมของระบบทางวิศวกรรมเคมีอย่างง่ายได้นั่นเอง ระบบอันดับหนึ่งเชิงเส้น (Linear first-order system) ระบบอันดับหนึ่ง คือระบบที่เอาท์พุทสามารถกำหนดได้ด้วยสมการเชิงอนุพันธ์สามัญอันดับหนึ่ง โดยหากเป็นกรณีของระบบเชิงเส้นในรูปแบบ first-order lag process จะสามารถเขียนให้อยู่ในรูปทั่วไปได้ดังนี้ โดยกำหนดเงื่อนไขเริ่มต้น (initial condition) เป็น y(t=0) […]
วิธีง่ายๆในการตรวจสอบ Hydraulic Availability ของระบบที่มีอยู่แล้วในโรงงาน
โดย Nattapong Pongboot HIGHLIGHTS ในกรณีที่มีการติดตั้งอุปกรณ์ใหม่เข้าไปในระบบเดิม วิศวกรสามารถตรวจสอบ Hydraulic Availability ได้ง่ายๆ โดยใช้เพียงแค่ข้อมูลด้านการผลิตของโรงงานและสมการการไหลพื้นฐาน การควบคุมอัตราการไหล (Flow Rate) และ Control Valve โดยทั่วๆไปอัตราการไหลในโรงงานจะถูกควบคุมโดย Control Valve ดังแสดงในภาพที่ 1 ซึ่ง%Travel ของ Control Valve ควรจะอยู่ระหว่าง 20-80% เพื่อให้มั่นใจได้ว่า Control Valve สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ หลักการทำงานง่ายๆคือ ถ้าระบบมีความดันตกคร่อม (pressure drop) ที่เพิ่มขึ้น เช่น ท่อเกิดสนิมหรือมีสิ่งอุดตันจนทำให้พื้นที่หน้าตัดการไหลลดลง จะทำให้ Control Valve เปิดเพิ่ม %Travel เพื่อชดเชยกับความดันตกคร่อมของระบบที่เพิ่มขึ้น เพื่อให้ค่าอัตราการไหลมีค่าเท่ากับเป้าหมายคือค่า Set Point ของ Flow Controller (FC) ในภาพที่ 1 ในทางตรงกันข้าม Control […]