ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

การพัฒนากระบวนการผลิตตัวดูดซับจำพวก "โมเลกูลาร์ซีฟ" จากเถ้าลอยของโรงไฟฟ้าเพื่อใช้ประโยชน์ในการดูดซับน้ำออกจากเอทานอลสำหรับกระบวนการผลิตแก๊สโซฮอล์

หน่วยงาน สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : การพัฒนากระบวนการผลิตตัวดูดซับจำพวก "โมเลกูลาร์ซีฟ" จากเถ้าลอยของโรงไฟฟ้าเพื่อใช้ประโยชน์ในการดูดซับน้ำออกจากเอทานอลสำหรับกระบวนการผลิตแก๊สโซฮอล์
นักวิจัย : ประเสริฐ ภวสันต์
คำค้น : gasohol production process , molecular sieves , the industrial plant , waste fly ash , water removal sorbent , กระบวนการผลิตตัวดูดซับจำ , กระบวนการผลิตแก๊สโซฮอล์ , การดูดซับน้ำออกจากเอทานอล , เถ้าลอยของโรงไฟฟ้า , โมเลกูลาร์ซีฟ
หน่วยงาน : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2556
อ้างอิง : http://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=IUG5280008 , http://research.trf.or.th/node/7386
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

เถ้าลอยจากถ่านหินสามารถนำมาใช้เป็นสารตั้งต้นสำหรับการสังเคราะห์ตัวดูดซับจำพวกโมเลกูลาร์ซีฟ เพื่อใช้ประโยชน์ในการดูดซับน้ำออกจากเอทานอลสำหรับกระบวนการผลิตเอทานอลบริสุทธิ์ โดยขั้นตอนการสังเคราะห์เริ่มจากการปรับปรุงคุณภาพของเถ้าลอย เพื่อลดสัดส่วนของสิ่งเจือปน เช่น Fe2O3, TiO2, MgO, CaO, K2O and SO3 ออก โดยการล้างด้วยกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น 20% โดยน้ำหนัก เป็นเวลา 2 ชั่วโมง ที่อุณหภูมิ 80oC หลังจากนั้นจึงทำการแปรสภาพเถ้าลอยด้วยกระบวนการฟิวชั่นที่อุณหภูมิ 550°C เป็นเวลา 1 ชั่วโมง ด้วยสัดส่วนของโซเดียมไฮดรอกไซด์ 2.25 กรัม ต่อ 1 กรัมของเถ้าลอย ซึ่งในขั้นตอนนี้ ควรต้องปรับสัดส่วนของซิลิกอนต่ออะลูมิเนียม (Si/Al) ของเถ้าลอยให้มีค่าเท่ากับ 4/6 (โดยโมล) หลังจากนั้น จึงนำเถ้าลอยที่แปรสภาพแล้วนี้มาผ่านกระบวนการ Hydrothermal ที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 12 ชั่วโมง แล้วจึงนำสารละลายดังกล่าวมาตกผลึกที่อุณหภูมิ 80°C เป็นเวลา 4 ชั่วโมง โดยซีโอไลท์ที่สังเคราะห์ได้จากสภาวะดังกล่าวจะเป็นซีโอไลท์ประเภทเอ ซึ่งมีค่าผลได้ประมาณ 63-73% เมื่อนำซีโอไลท์ที่สังเคราะห์ได้ดังกล่าวมาทดสอบศักยภาพในการดูดซับน้ำออกจากเอทานอลที่อุณหภูมิ 85ºC พบว่ามีศักยภาพในการดูดซับน้ำออกจากเอทานอลได้ดีเมื่อเทียบกับซีโอไลท์ที่ใช้ในระดับอุตสาหกรรม ซึ่งเอทานอลหลังผ่านกระบวนการดูดซับแล้วมีความบริสุทธิ์สูงมากกว่า 99% โดยน้ำหนัก และจากการศึกษาพบว่าซีโอไลท์ที่สังเคราะห์ได้ดังกล่าวสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้มากกว่า 10 ครั้ง โดยการไล่น้ำด้วยความร้อน ซึ่งซีโอไลท์นี้ยังคงมีศักยภาพในการดูดซับที่มีประสิทธิภาพสูงและใกล้เคียงกับซีโอไลท์ที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่ ในส่วนสุดท้ายของงานวิจัยนี้เป็นการศึกษาความเป็นไปได้และออกแบบระบบการผลิตในระดับประลอง (Pilot Plant Scale) โดยถังปฏิกรณ์ระบบต้นแบบมีปริมาตร 100 ลิตร สามารถแปรสภาพเถ้าลอยเริ่มต้นน้ำหนัก 2 กิโลกรัม เป็นซีโอไลท์ประเภทโซเดีมอะลูมินัมซิลิเกตไฮเดรท โดยมีค่าผลได้ประมาณ 71-74% ซึ่งศักยภาพในการดูดซับน้ำของซีโอไลท์ที่สังเคราะห์จากระบบต้นแบบนี้จะน้อยกว่าศักยภาพในการดูดซับน้ำของซีโอไลท์ที่ใช้ในระดับอุตสาหกรรม เอทานอลหลังผ่านกระบวนการดูดซับโดยใช้ซีโอไลท์ที่สังเคราะห์จากระบบต้นแบบมีความบริสุทธิ์ประมาณ 99% โดยน้ำหนัก และเมื่อประเมินทางเศรษฐศาสตร์ พบว่าค่าใช้จ่ายในการผลิตซีโอไลท์ในระบบขนาดใหญ่มีค่าน้อยกว่าราคาของโมเลกูลาร์ซีฟที่ขายในปัจจุบัน Coal fly ash can be used as a main raw material for the synthesis of zeolites like molecular sieve type which is widely employed in the ethanol purification unit. The synthesis begins with the pretreatment of the raw materials to remove some major impurities, e.g., Fe2O3, TiO2, MgO, CaO, K2O and SO3. This is achieved through the use of 20% wt hydrochloric acid to wash the fly ash for 2 hours at 80oC (acid washing step). Then the pretreated fly ash enters the fusion reactor which converts fly ash to zeolite at the fusion temperature of 550ºC with NaOH/CFA mass ratio of 2.25, Si/Al molar ratio of 4/6. The Si/Al ratio is adjusted by adding Al2O3 to the pretreated raw material. The fusion product is further crystallized at 80ºC for 4 h where Zeolite type A is obtained with the yield in the range of 63-73%. This zeolite has a higher water adsorption capacity than that of the commercial grade molecular sieve. Under ten adsorption testing cycles at 85ºC, high ethanol purity (99%) can still be achieved without the deactivation observed. For the pilot scale production, Zeolite in the phase of sodium aluminum silicate hydrate is synthesized in the reactor volume of 100L, each batch with 2 kg of CFA. This gives the yield in the range of 71-74%. Regarding the water adsorption performance, the synthesized zeolite by this pilot apparatus provides lower adsorption performance than the commercial grade molecular sieve. However, an economic analysis demonstrates that the total expense per batch of zeolite synthesized by pilot scale is relatively low when compared with commercial grade molecular sieve cost.

บรรณานุกรม :
ประเสริฐ ภวสันต์ . (2556). การพัฒนากระบวนการผลิตตัวดูดซับจำพวก "โมเลกูลาร์ซีฟ" จากเถ้าลอยของโรงไฟฟ้าเพื่อใช้ประโยชน์ในการดูดซับน้ำออกจากเอทานอลสำหรับกระบวนการผลิตแก๊สโซฮอล์.
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
ประเสริฐ ภวสันต์ . 2556. "การพัฒนากระบวนการผลิตตัวดูดซับจำพวก "โมเลกูลาร์ซีฟ" จากเถ้าลอยของโรงไฟฟ้าเพื่อใช้ประโยชน์ในการดูดซับน้ำออกจากเอทานอลสำหรับกระบวนการผลิตแก๊สโซฮอล์".
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
ประเสริฐ ภวสันต์ . "การพัฒนากระบวนการผลิตตัวดูดซับจำพวก "โมเลกูลาร์ซีฟ" จากเถ้าลอยของโรงไฟฟ้าเพื่อใช้ประโยชน์ในการดูดซับน้ำออกจากเอทานอลสำหรับกระบวนการผลิตแก๊สโซฮอล์."
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย, 2556. Print.
ประเสริฐ ภวสันต์ . การพัฒนากระบวนการผลิตตัวดูดซับจำพวก "โมเลกูลาร์ซีฟ" จากเถ้าลอยของโรงไฟฟ้าเพื่อใช้ประโยชน์ในการดูดซับน้ำออกจากเอทานอลสำหรับกระบวนการผลิตแก๊สโซฮอล์. กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย; 2556.