รายงานการวจยฉบบสมบรณ

การเลอกดกจบแกสเรอนกระจกคารบอนไดออกไซดจากแกสผสมกระแสไฮโดรเจนเขมขนบนตวดดซบของแขงชนดดนทดดแปร

หมฟงกชนพนผวดวยเอมน

Selective carbon dioxide greenhouse gas capture from H2-rich stream on amine-functionalized clay solid sorbents

รองศาสตรจารย ดร. ณฐธยาน พงศสถาบด และคณะ

โครงการวจยนไดรบการสนบสนน ทนอดหนนการวจย (งบประมาณแผนดน ประจาป พ.ศ. 2558)

บทคดยอและแฟมขอมลฉบบเตมของวทยานพนธตงแตปการศกษา 2554 ทใหบรการในคลงปญญาจฬาฯ (CUIR)

เปนแฟมขอมลของนสตเจาของวทยานพนธทสงผานทางบณฑตวทยาลย

The abstract and full text of theses from the academic year 2011 in Chulalongkorn University Intellectual Repository(CUIR)

are the thesis authors' files submitted through the Graduate School.

ก

 

กตตกรรมประกาศ

คณะผ วจยขอขอบพระคณสานกงานคณะกรรมการวจยแหงชาตและจฬาลงกรณ

มหาวทยาลย ทเลงเหนถงความสาคญของงานวจยและใหทนอดหนนการวจย

ขอขอบคณภาควชาเคมเทคนค คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลยทใหการ

สนบสนนดานสถานทและเครองมอวจย ตลอดจนผประสานงาน เจาหนาทและผ มสวนเกยวของ

กบงานวจยนทอานวยความสะดวกดานตางๆ

คณะผวจย

ข

 

คานา

รายงานความกาวหนางานวจยนเกยวของกบการจบแกสเรอนกระจกคารบอนไดออกไซด

จากแกสผสมกระแสไฮโดรเจนเขมขนบนตวดดซบของแขงชนดดนทดดแปรหมฟงกชนพนผวดวย

เอมน โดยมระยะการดาเนนการ 2 ชวง กลาวคอ ชวงแรกจะดาเนนการศกษาในปท 1 โดยจะ

ศกษาและออกแบบการทดลองโดยใชวธพนผวตอบสนองของตวแปรทสงผลตอคาความสามารถ

ในการดกจบคารบอนไดออกไซด เพอหาสภาวะทเหมาะสมในการดกจบคารบอนไดออกไซดของ

ตวดดซบทเตรยมได ชวงทสองจะดาเนนการศกษาในปท 2 โดยจะศกษาความสามารถในการ

เลอกดกจบแกสคารบอนไดออกไซดในแกสผสม การคายซบแกสคารบอนไดออกไซดออกจากตว

ดดซบทผานการใชงาน และความคงทนของตวดดซบทเตรยม โดยรายงานฉบบสมบรณนจะเปน

ผลการวจยในชวงแรก ซงจะกลาวถงออกแบบการทดลองโดยใชวธพนผวตอบสนองเพอทราบ

อทธพลของตวแปรทมผลตอความสามารถในการดกจบแกสคารบอนไดออกไซดบนตวดดซบท

เตรยม

ค

 

บทคดยอ

งานวจยนมวตถประสงคเพอเตรยมตวดดซบไฮโดรทาลไซตทผานการกระตนดวยความรอนและดาง และฟงกชนดวยเตตระเอทลนเพนตะมนทปรมาณความเขมขนตางๆ และเพอหาสภาวะทดทสดททาใหไดคาความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดสงสดดวยการออกแบบและการวเคราะหทางสถต โดยศกษาลกษณะเฉพาะของตวดดซบดวยเทคนคการเลยวเบนรงสเอกซ ฟเรยรทรานฟอรมอนฟราเรดสเปกโทรสโกป การวเคราะหธาตธาตคารบอน ไฮโดรเจน และไนโตรเจน การหาพนทผวจาเพาะหรอบอท และการวเคราะหการสลายตวทางความรอนหรอทจเอ การดกจบคารบอนไดออกไซดดาเนนการภายใตความดนบรรยากาศและสภาวะทแหง เพอประเมนระดบความสาคญอยางมนยสาคญทมตอคาความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดทเปนผลตอบสนอง ผลกระทบหลกทงส คอ ปรมาณเตตระเอทลนเพนตะมนในตวดดซบ (รอยละ 30-40 โดยมวล) อณหภมการดดซบ (40-80 องศาเซลเซยส) อตราสวน W/F ratio (0.9-1.8 กรม วนาทตอลกบาศกเซนตเมตร) และความเขมขนของคารบอนไดออกไซด (รอยละ 10-30 โดยปรมาตร) และอนตรกรยาของผลกระทบหลก ไดถกวเคราะหดวยการออกแบบ 24 แฟคทอเรยลเตมรปแบบ ซงพบวา ความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดมคาเพมขนเมอเพมคาในแตละผลกระทบหลกทงส นนคอ ผลกระทบหลกทงสมอทธพลในเชงบวกตอการดดซบคารบอนไดออกไซด สภาวะทดทสดททาใหไดคาความสามารถในการดดซบทสงทสดโดยใชการวเคราะหพนผวตอบสนอง อยในชวงของปรมาณ TEPA ในตวดดซบ รอยละ 35-36 โดยมวล อณหภม 74-80 องศาเซลเซยส อตราสวน W/F 1.72-1.80 กรม วนาทตอลกบาศกเซนตเมตร และ ความเขมขนคารบอนไดออกไซด รอยละ 27-30 โดยปรมาตร ซงคาความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดทไดอยในชวง 6.1-6.2 มลลโมลตอกรม จากการทดสอบความคงทนของตวดดซบ พบวา ตวดดซบมความคงทนภายใตสภาวะทศกษา

คาสาคญ: (1) การดกจบคารบอนไดออกไซด (2) การหาสภาวะทดทสด (3) เตตระเอทลนเพนตะ

มน (4) ไฮโดรทาลไซต

ง

 

Abstract

The aim of this study was to prepare the thermal- and basic-treated hydrotalcite

(HT) functionalized with various levels of tetraethylenepentamine (TEPA) and to optimize CO2 adsorption capacity via statistical design and analysis. The TEPA/HT sorbents were characterized by X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectrometry, CHN analysis, Brunauer-Emmet-Teller and Thermogravimetric analysis. The operation of CO2 capture was performed under atmospheric pressure and dry condition. The main effects, which were of TEPA loading (30-40% (w/w)), operating temperature (40-80 °C), W/F ratio (0.9-1.8 g s cm-3), and CO2 concentration (10-30% (v/v)), and their interactions were employed to evaluate a significant influence on the CO2 adsorption capacity by using a full 24 factorial design. The CO2 adsorption capacity increased as each of these four main effects increased. Thus, the four main effects had a positive influence on the CO2 adsorption. The optimal condition for CO2 adsorption on TEPA/HT obtained by a response surface method (RSM) was TEPA loading of 35-36% (w/w), operating temperature of 74-80 °C, W/F ratio of 1.72-1.80 g s cm-3, and CO2 concentration of 27-30% (v/v). The maximum CO2 adsorption capacity was around 6.1-6.2 mmole g-1. The stability test for the CO2 adsorption indicated that the sorbent was stable under the studied condition.

Key Words: (1) Carbon dioxide capture (2) Optimization (3) Tetraethylenepentamine

(4) Hydrotalcite

จ

 

สารบญ

เรอง หนา

กตตกรรมประกาศ ก คานา ข บทคดยอภาษาไทย ค บทคดยอภาษาองกฤษ ง สารบญ จ สารบญภาพ ช สารบญตาราง ฌ บทท 1 บทนา 1 1.1 ทมาและความสาคญของปญหา 1 1.2 วตถประสงคของโครงการวจย 4 1.3 สมมตฐานการวจย 4

1.4 ขอบเขตของการวจย 4 1.5 ตวแปรทใชในการศกษา 5 1.6 คาชแจงเบองตน 5 1.7 ระยะเวลาดาเนนการวจย 5 1.8 ประโยชนทไดรบจากการวจย 5 1.9 นยามศพทเฉพาะ 6

บทท 2 ทฤษฎและงานวจยทเกยวของ 7 2.1 ทฤษฎ 7 2.1.1 การดกจบและการกกเกบคารบอน 7 2.1.2 ประเดนสาคญของการดกจบคารบอนไดออกไซด 8 2.1.3 การดกจบแสคารบอนไดออกไซดจากการผลตไฟฟาและความรอน 8 2.1.4 ประเภทของเทคโนโลยการดกจบแกสคารบอนไดออกไซด 10

ฉ

 

เรอง หนา

2.1.5 ทฤษฎพนฐานในเบองตนสาหรบปฏกรยาการดกจบคารบอนไดออกไซด ของตวดกจบทมหมเอมน และ รปแบบการเตรยมตวดกจบคารบอนได- ออกไซดชนดของแขงทยดตดดวยเอมน 14 2.1.6 ตวดดซบของแขงสาหรบการดกจบคารบอนไดออกไซด 16 2.2 การทบทวนวรรณกรรม/สารสนเทศ (information) หรองานวจยทเกยวของ 20 บทท 3 วธดาเนนการวจย 23 3.1 วสด อปกรณ เครองมอ แกสและสารเคมทใชในการวจย 23 3.1.1 สารเคมทใชในการวจย 23 3.1.2 แกสทใชในการวจย 23 3.1.3 อปกรณทใชในการวจย 24 3.2 วธดาเนนการทดลอง 24 3.2.1 การเตรยมตวดดซบ 24 3.2.2 การทดสอบความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซด 25 3.2.3 การออกแบบการทดลองและการวเคราะหทางสถต 26 3.3 การวเคราะหคณลกษณะตวดดซบ 27 บทท 4 ผลและอภปรายผลการวจย 28 4.1 การวเคราะหลกษณะเฉพาะของตวดดซบ 28 4.2 การออกแบบการทดลอง 24 แฟคทอเรยล 35 4.3 การหาสภาวะทเหมาะสมสาหรบการดดซบดวยวธพนผวตอบสนอง 45 4.4 การทดสอบความคงทนของตวดดซบ 50 บทท 5 สรปผลการวจย 52 บรรณานกรม 53 ผลผลต 58

ช

 

สารบญภาพ

รปท หนา

2.1 เทคนคทใชในการผลตไฮโดรเจน 9

2.2 รปแบบทวไปของกระบวนการแยกหลกทเกยวของกบการดกจบแกสคารบอนได- ออกไซด แกสทถกแยกออกอาจจะเปนแกสคารบอนไดออกไซด แกสไฮโดรเจน หรอแกสออกซเจน ในรปท 2b และ 2c หนงในกระแสแกสทถกแยก (A และ B) คอ กระแสทมความเขมขนของแกสคารบอนไดออกไซด แกสไฮโดรเจน หรอแกส ออกซเจน และอนๆ ทเปนกระแสแกสกบแกสทเหลออยในแกสเดม (A+B) 11

2.3 ขนตอนการเกดปฏกรยาระหวางคารบอนไดออกไซดและเอมนในภาวะทไมมนา โดยท B หมายถง เอมนชนดปฐมภมหรอทตยภม 14 2.4 ขนตอนการเกดปฏกรยาระหวางคารบอนไดออกไซดและเอมนตตยภมในภาวะทมนา 15 2.5 ขนตอนการเกดปฏกรยาระหวางคารบอนไดออกไซดและเอมนปฐมภมหรอเอมน ทตยภมในภาวะทมนา 15 2.6 การเตรยมตวดกจบแกสคารบอนไดออกไซดชนดของแขงทยดตดดวยเอมน ในรปแบบตางๆ 16 4.1 รปแบบการเลยวเบนของรงสเอกซของตวดดซบ (a) ไฮโดรทาลไซตทผานการกระตน ดวยความรอนและดาง (b) เตตระเอทลนเพนตะมน รอยละ 30 โดยมวล บนไฮโดร- ทาลไซต (c) เตตระเอทลนเพนตะมน รอยละ 35 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต และ (d) เตตระเอทลนเพนตะมน รอยละ 40 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต 28 4.2 รปแบบการดดกลนรงสอนฟราเรดดวยเทคนคเอฟทไออารของ (a) ไฮโดรทาลไซต ทผานการกระตนดวยความรอนและดาง (b) เตตระเอทลนเพนตะมน รอยละ 30 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต (c) เตตระเอทลนเพนตะมน รอยละ 35 โดยมวล บน ไฮโดรทาลไซต และ (d) เตตระเอทลนเพนตะมน รอยละ 40 โดยมวล บนไฮโดร- ทาลไซต (เสนทบ หมายถง ตวดดซบกอนใชในการดดซบ และ เสนประ หมายถง ตวดดซบหลงผานการดดซบแลว) 30

ซ

 

รปท หนา

4.3 รปแบบการสลายตวทางความรอนดวยเทคนคทจเอของ (a) ไฮโดรทาลไซตทผาน การกระตนดวยความรอนและดาง (b) เตตระเอทลนเพนตะมน รอยละ 30 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต (c) เตตระเอทลนเพนตะมน รอยละ 35 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต (d) เตตระเอทลนเพนตะมน รอยละ 40 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต และ (e) เตตระ- เอทลนเพนตะมนบรสทธ 32 4.4 แผนภมพาเรโต (Pareto chart) สาหรบการออกแบบ 24 แฟคทอเรยล ซงตวแปร เขารหสแสดงในตารางท 4.3 40 4.5 พลอตความนาจะเปนปกต (Normal probability plot) ของตวแปร 4 ตวแปร (ตวแปร A–E) และอนตรกรยาของตวแปร สาหรบการออกแบบ 24 แฟคทอเรยล ซงตวแปรเขารหสแสดงในตารางท 4.3 41 4.6 พลอตหนงตวแปร (One factor plots) ของตวแปร 4 ตวแปร สาหรบการออกแบบ 24 แฟคทอเรยล 42 4.7 พลอตระหวางคาทไดจากการทดลองจรงและคาทไดจากการทานาย 44 4.8 พลอตความนาจะเปนปกตกบสวนตกคางสาหรบการออกแบบพนผวตอบสนอง 48 4.9 พลอตสวนตกคางกบคาทไดจากการทานายสาหรบการออกแบบพนผวตอบสนอง 49 4.10 พลอตโครงรางของผลกระทบหลกทงสสาหรบการออกแบบพนผวตอบสนอง 49 4.11 วฏจกรการดดซบและการคายซบคารบอนไดออกไซดของตวดดซบเตตระเอทลน- เพนตะมน รอยละ 40 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต ทอณหภม 80 องศาเซลเซยส อตราสวน W/F เทากบ 1.8 กรม วนาทตอลกบาศกเซนตเมตร และความเขมขน ของคารบอนไดออกไซด รอยละ 30 โดยปรมาตร 50

ฌ

 

สารบญตาราง

ตารางท หนา

2.1 ตวอยางวสดของแขงทใชเปนตวดดซบ 19

4.1 การดดกลนรงสอนฟราเรดของคารบาเมตและไบคารบอเนตบนตวดดซบ 32

4.2 ลกษณะเฉพาะของตวดดซบ 34 4.3 ตวแปรการทดลองทถกเขารหสสาหรบการออกแบบ 24 แฟคทอเรยล โดยทดลอง 16 การทดลองและเพม 3 จดกงกลาง 36 4.4 แสดงคาจรงและคาเขารหสของตวแปรสาหรบการออกแบบ 24 แฟคทอเรยล 37 4.5 การวเคราะหความแปรปรวน (ANOVA) ของเทอมทมความสาคญสาหรบการออกแบบ 24 แฟคทอเรยล 39 4.6 ตวแปรการทดลองทถกเขารหสสาหรบการออกแบบพนผวตอบสนอง FCCCD-RSM โดยทดลอง 24 การทดลองและเพม 4 จดกงกลาง 46 4.7 แสดงคาจรงและคาเขารหสของตวแปรสาหรบการออกแบบพนผวตอบสนอง 47

บทท 1

บทนา

1.1 ทมาและความสาคญของปญหา

ปรมาณเฉลยของแกสคารบอนไดออกไซดในชนบรรยากาศมคาเพมสงขนประมาณ 9.6เทาจากปพ.ศ. 2532 จนถงป พ.ศ. 2554 ในป พ.ศ. 2552 ประเทศไทยเปนประเทศอนดบท 24 ของโลกทมการปลดปลอยแกสคารบอนไดออกไซดโดยมอตราการปลดปลอยสงกวาคาเฉลยของโลกถงสองเทา คดเทยบเปนจานวน 351.3 ลานตนตอป หรอรอยละ 0.93 เทยบกบจานวนแกสคารบอนไดออกไซด ทปลดปลอยสบรรยากาศทวโลก [1] การเพ มข นของป รมาณแกสคารบอนไดออกไซดในชนบรรยากาศทาใหเกดการเปลยนแปลงของชนบรรยากาศ ความแปรปรวนของสภาพอากาศ (Climate change) หรอทเรยกวาภาวะโลกรอน ซงประชากรทวโลกตางไดรบผลกระทบทงทางสขภาพ การเปลยนแปลงของฤดกาลทมตอผลผลตทางการเกษตร เปนตน จนในทสดประเทศอตสาหกรรมและประเทศตางๆ ในทวปยโรปรวม 37 ประเทศทตางไดรบผลกระทบ ดาเนนการทาขอตกลงในพธสารเกยวโต (Kyoto Protocal) วาดวยการจากดการปลอยแกสเรอนกระจกโดยเฉพาะแกสคารบอนไดออกไซด นอกจากนยงมขอตกลงโคเปนเฮเกนในการประชมเกยวกบสภาวะอากาศครงท 15 วาดวยการลดการปลอยแกสเรอนกระจกโดยเฉพาะแกสคารบอนไดออกไซดเพออณหภมของโลกสงขนไมเกน 2 องศาเซลเซยส ตามหลกการวทยาศาสตร

แหลงทมาของแกสคารบอนไดออกไซด ทถกปลดปลอยสชนบรรยากาศมาจาก กระบวนการการเผาไหมเชอเพลง การเปลยนรปทางเคมรวมกบการเผาไหมเชอเพลง การเปลยนรปทางเคมกอนการเผาไหม และปฏกรยาเคมตางๆ[2] ดงแสดงในตารางท 1.1 ปรมาณแกสคารบอนไดออกไซดในกระแสแกสขาออกจากกระบวนการจะมคาตางกน โดยความเขมขนของแกสคารบอนไดออกไซดอยในชวงรอยละ 2-35 โดยปรมาตร

2

ตารางท 1.1 ความเขมขนของแกสคารบอนไดออกไซดในกระแสแกสขาออกจากกระบวนการตางๆ (ดดแปลงจาก [8])

แหลง

ความเขมขนของคารบอนไดออกไซด (รอยละโดยปรมาตร) ภายใตสภาวะไมมนา

คารบอนไดออกไซดจากการเผาไหมเชอเพลง + แกสปลองไฟจากโรงไฟฟา

- หมอไอนาทใชแกสธรรมชาตเปนเชอเพลง - กงหนแกส - หมอไอนาทใชนามนเปนเชอเพลง - หมอไอนาทใชถานหนเปนเชอเพลง - IGCC* หลงการเผาไหม

+ โรงกลนนามน/ปโตรเคมทใหความรอนดวยเครองทาความรอน

7 – 10 3 – 4

11 – 13 12 – 14 12 – 14

8 การเปลยนรปทางเคมรวมกบการเผาไหมเชอเพลง + แกสเตาหลอมเหลก

- กอนการเผาไหม** - หลงการเผาไหม

+ แกสจากเตาเผาซเมนต

20 27

14 – 33 การเปลยนรปทางเคมกอนการเผาไหม + IGCC: แกสสงเคราะหหลงกระบวนการแกสซฟเคชน

8 – 20

ปฏกรยาเคม + การผลตแอมโมเนย + เอทลนออกไซด + การผลตไฮโดรเจน + การผลตเมทานอล

18 8 2 – 30

10 * IGCC (Integrated gasification combined cycle): วงจรทรวมกระบวนการแกสซฟเคชนโดยรวม ** แกสเตาหลอมทมแกสคารบอนมอนออกไซดในปรมาณมากทสามารถแปลงเปนคารบอนไดออกไซด โดยใชปฏกรยาวอเตอรแกสชฟต

3

การดกจบแกสคารบอนไดออกไซดมอยดวยกนหลายวธ เชน การใชเยอเลอกผาน[3] การดดซมโดยใชสารละลาย[4] และการดกจบโดยใชตวดกจบชนดของแขง[5] เปนตน การดดซมดวยสารละลายเอมนเปนนยมในเชงพาณชย เนองจากดาเนนการไดงายและใชตนทนตา แตมกประสบปญหาจากสารละลายทใชดดซมแกสคารบอนไดออกไซดมฤทธในการกดกรอนทาใหชนสวนตางๆของหอดดซมเกดความเสยหายอยางรนแรง นอกจากนเมอสารละลายถกใชงานไปไดระยะหนงจะเกดการเสอมสภาพจาเปนอยางยงทตองเปลยนสารละลายใหม โดยในการทาสารละลายขนมาใชใหมจาเปนตองใชปรมาณนามหาศาลดวยเหตทหอดดซมนนมขนาดใหญ อกทงการฟนฟสภาพตวดดซมเพอนากลบมาใชใหมตองใชพลงงานทสงกวามากเมอเทยบกบการฟนฟสภาพตวดดซบชนดของแขง[6] การดกจบแกสคารบอนไดออกไซดโดยใชวธดดซบบนตวดดซบชนดของแขงใชงานไดในชวงอณหภมกวาง มความคงทน ไมมการรวไหลของเอมน สามารถจดเกบและขนสงตวดดซบไดงาย และทสาคญสามารถคนสภาพตวดดซบไดงายโดยใชการเพม-ลดอณหภมหรอความดน[7,8] และใชพลงงานนอยในการคนสภาพตวดดซบ ซงจะไดแกสคารบอนไดออกไซดหลงการคนสภาพตวดดซบหรอการคายซบสามารถนาไปใชประโยชนดานอนตอไปได เชน นาไปเปนสารตงตนในการผลตเชอเพลงสงเคราะห กระบวนการคารบอนไดออกไซดรฟอรมมง การผลตนาแขงแหง การผลตเปนสารดบเพลง เปนตน

ระดบความเขมขนของแกสคารบอนไดออกไซดคอนขางกวางและครอบคลมระดบแกสคารบอนไดออกไซดทไดจากกระบวนการตางๆ ซงมคาประมาณรอยละ 1-30 โดยปรมาตร (ดงแสดงในตารางท 1.1) ทงนขนอยกบสารตงตนทนามาใชในการผลตไฮโดรเจน ตวอยางเชน สดสวนองคประกอบของแกสผสมทเกดจากกระบวนการผลตเชอเพลงไฮโดรเจนจากมเทน[9] ประกอบดวย แกสไฮโดรเจนรอยละ 75.09 โดยปรมาตร แกสคารบอนมอนอกไซดรอยละ 5.3310-5 โดยปรมาตร (หรอประมาณรอยละ 0.00005 โดยปรมาตร) แกสคารบอนไดออกไซดรอยละ 19.28 โดยปรมาตร แกสมเทนรอยละ 0.1214 โดยปรมาตร แกสไนโตรเจนรอยละ 5.248 โดยปรมาตร และแกสออกซเจนรอยละ 0.2591 โดยปรมาตร ซงแกสคารบอนไดออกไซดทถกแยกออกจากกระแสไฮโดรเจนเขมขน ณ ความดนบรรยากาศ สามารถนากลบไปเปนสารตงตนในการผลตแกสไฮโดรเจน ซงจะทาใหเปนการผลตทยงยนและเกดการหมนเวยนโดยไมกอเกดมลพษ

ในงานวจยนจงมงทจะศกษาและพฒนาตวดดซบของแขงชนดดนประเภททมโครงสราง

เปนชน เชน ดนฟอก ไฮโดรทาลไซต ทดดแปรหม ฟงกชนพนผวดวยเอมนเพอดกจบแกส

คารบอนไดออกไซด โดยงานวจยนจะใชดนฟอกในการศกษาเบองตน และใชไฮโดรทาลไซตในการ

4

การศกษาวจย อนงรายละเอยดของการศกษาจะแสดงเฉพาะไฮโดรทาลไซตทดดแปรหมฟงกชน

พนผวดวยเอมน (เนองจากสวนงานวจยทเกยวของกบดนฟอก กาลงดาเนนการยนจดสทธบตร)

1.2 วตถประสงคของโครงการวจย

1.2.1 สงเคราะหตวดดซบของแขงชนดดนประเภทไฮโดรทาลไซตทดดแปรหมฟงกชน

พนผวดวยเอมน

1.2.2 ศกษาอทธพลของตวแปรทมผลตอความสามารถในการดกจบแกสคารบอนได-

ออกไซด ณ ความดบบรรยากาศ และหาภาวะทเหมาะสมสาหรบการดกจบคารบอนไดออกไซด

บนตวดดซบทเตรยม

1.3 สมมตฐานการวจย

1.3.1 การเพมปรมาณเอมนในตวดดซบชวยสงเสรมความสามารถในการดกจบ

คารบอนไดออกไซดสงขน

1.3.2 การใชปรมาณของตวดดซบทเพมขน หรอการเพมอตราสวนนาหนกตวดดซบตอ

อตราเรวสายปอน ทาใหแกสคารบอนไดออกไซดตงตนมเวลาในการสมผสกบพนผวของตวดดซบ

มากขน สงผลใหเกดการดกจบไดดขน

1.3.3 การเพมอณหภมในการดดซบทาใหตวดดซบสามารถดกจบคารบอนไดออกไซดได

ในปรมาณทสงขน

1.3.4 ความเขมขนของคารบอนไดออกไซดในกระแสขาเขาทตางกน สงผลใหไดคา

ความสามารถในการดกจบของตวดดซบทตางกน 1.4 ขอบเขตของการวจย

1.4.1 สงเคราะหตวรองรบไฮโดรทาลไซตแลวดดแปรหมฟงกชนพนผวดวยเอมน

1.4.2 ศกษาผลของตวแปรทมตอตอการดกจบแกสคารบอนไดออกไซดบนตวดดซบไฮโดร

ทาลไซดทเตรยม ไดแก อณหภมทใชในการดดซบ ปรมาณเอมนในตวดดซบ อตราสวนนาหนกตว

ดดซบตออตราเรวสายปอน พรอมทงหาภาวะทเหมาะสมสาหรบการดกจบคารบอนไดออกไซด

ภายใตการออกแบบการทดลองพนทผวตอบสนอง ตลอดทงความคงทนของตวดดซบ

5

1.4.3 วเคราะหเอกลกษณหรอลกษณะเฉพาะของตวดดซบทสงเคราะหทงกอนและหลง

การดกจบคารบอนไดออกไซด

1.5 ตวแปรทใชในการศกษา

ตวแปรตน ปรมาณเอมนในตวดดซบ อตราสวนนาหนกตวดดซบตออตราเรวสายปอน

อณหภมในการดกจบ และความเขมขนของแกสคารบอนไดออกไซดในแกสผสมขาเขา

ตวแปรตาม คาความสามารถในการดกจบของคารบอนไดออกไซด

ตวแปรควบคม ความดนในระบบ ณ ความดนบรรยากาศ และสภาวะการดดซบใน

สภาวะแหง 1.6 คาชแจงเบองตน

1.6.1 ประยกตใชการออกแบบการทดลองหรอ Design of experiments (DOE) สาหรบ

ดวยวธแฟคทอเรยล 4 ตวแปรหรอ 24 factorial และวธพนผวตอบสนองหรอ Response surface

1.6.2 การออกแบบการทดลองทงสองวธมการเพมคากลางหรอ Central point เพอใชใน

การตรวจสอบผลของความโคงหรอ Curvature และใชในการพจารณาความเหมาะสมของสมการ

ถดถอยหรอ Regression model equation

1.6.3 ความสาคญของแฟคเตอรหรอผลกระทบของตวแปรทใชศกษานน พจารณาทระดบ

ความเชอมนหรอ Confidence interval รอยละ 95 1.7 ระยะเวลาดาเนนการวจย

ตงแตเดอนตลาคม พ.ศ. 2557 จนถง กนยายน 2558

1.8 ประโยชนทไดรบจากการวจย

1.8.1 ไดตวดดซบของแขงดนประเภทไฮโดรทาลไซตทดดแปรหมฟงกชนพนผวดวยเอมนท

มความสามารถในการดกจบแกสคารบอนไดออกไซด ณ ความดนบรรยากาศ

1.8.2 เพอเปนตนแบบการดกจบแกสเรอนกระจกคารบอนไดออกไซดและสามารถนากลบ

เปนสารตงตนในการผลตเชอเพลงทางเลอกใหมทไมกอมลพษสาหรบโรงงานอตสาหกรรมและ

6

ชมชนทตองการสรางรายไดจากการขายคารบอนเครดตและลดภาวะโลกรอน หรอสสงคมคารบอน

ตา

1.8.3 เผยแพรผลงาน โดยการนาเสนอผลงานและตพมพผลงานลงในวารสารระดบชาต

และวารสารระดบนานาชาต เพอเปนการถายทอดความรแกผสนใจ

1.9 นยามศพทเฉพาะ

1.9.1 อตราสวนนาหนกของตวดดซบตออตราเรวสายปอนหรอ W/F ratio หมายถง

ปรมาณนาหนกของตวดดซบทใช (หนวยเปน กรม) หารดวยอตราเรวโดยรวมของแกสผสมทกชนด

(หนวยเปน ลกบาศกเซนตเมตรตอวนาท)

1.9.2 ปรมาณเอมนในตวดดซบ หมายถง รอยละโดยมวลของเอมนทมอยบนตวดดซบ

บทท 2

ทฤษฎและงานวจยทเกยวของ

2.1 ทฤษฎ

2.1.1 การดกจบและการกกเกบคารบอน (Carbon capture and storage) การดกจบและการกกเกบคารบอน (CCS) หรอ การดกจบและการคดแยกคารบอน

(Carbon capture and sequestration) เปนกระบวนการในการดกจบคารบอนไดออกไซด (CO2) จากแหลงกาเนดขนาดใหญ เชน โรงไฟฟาทผลตไฟฟาจากเชอเพลงฟอสซล การคมนาคมขนสง อตสาหกรรม และกจกรรมตางๆ ในชวตประจาวน เปนตน จดมงหมายของกระบวนการน คอ การปองกนไมใหปลดปลอยหรอลดการปลดปลอยคารบอนไดออกไซดในปรมาณมากสชนบรรยากาศ อนกอใหเกดการเปลยนแปลงของสภาพภมอากาศหรอทรจกกนดคอภาวะโลกรอน[10] และลดความเปนกรดของมหาสมทร[11] แมวาคารบอนไดออกไซดไดรบการนากลบใตพนโลกเพอกอตวทางธรณ วทยาและก ค น น ามน เปน เวลาหลายทศวรรษ ทผ านมา รวมถ งการกก เกบคารบอนไดออกไซดเปนแนวคดทคอนขางใหม ตวอยางในเชงพาณชยครงแรกเปนของเวยเบอรน เมอป ค.ศ. 2000[12] ตวอยางอน ๆ ไดแก เขอนในเขตแดนของซาซคพาวเวอร (SaskPower's Boundary Dam) และโครงการเคมเปอรพลงงานมสซสซปป (Mississippi Power's Kemper Project Kemper) นอกจากนการดกจบและการกกเกบคารบอนยงสามารถนามาใชเพออธบายการแยกคารบอนไดออกไซดออกจากอากาศทเปนเทคนควศวกรรมสภาพภมอากาศ

การดกจบและบบอดคารบอนไดออกไซดอาจชวยเพมความตองการเชอเพลงรอยละ 25-40 ของโรงดกจบและคดแยกคารบอนไดออกไซดจากการเผาถานหน[13] คาใชจายของระบบเหลานและอนๆ คาดวาจะเพมคาใชจายของพลงงานทผลตรอยละ 21-91 สาหรบโรงทสรางตามวตถประสงค การประยกตใชเทคโนโลยใหกบโรงงานทมอยจะมราคาแพงมากขน โดยเฉพาะอยางยงในพนททอยหางไกลจากโรงคกจบและคดแยกคารบอนไดออกไซด อตสาหกรรมลาสดแสดงใหเหนถงความสาเรจดานการวจยในการพฒนาและการใชงาน ทถกแยกจากการผลตไฟฟาโดยใชถานหนเปนเชอเพลงในป ค.ศ. 2025 จะมคาใชจายนอยกวา การผลตไฟฟาจากถานหนทใชในปจจบน[14]

 

8

การกกเกบคารบอนไดออกไซด ทถกคาดการณทงในกอตวทางธรณวทยาระดบลกหรอในรปแบบของแรคารบอเนต การกกเกบในทะเลลกถอวาเปนไปไดแคเพยงระยะสนเพราะเปนการเพมปญหาอยางมากทกอใหเกดความเปนกรดของมหาสมทร[15] หองปฏบตการเทคโนโลยพลงงานแหงชาต (The National Energy Technology Laboratory หรอ NETL) รายงานวา อเมรกาเหนอมความจในการกกเกบคารบอนไดออกไซดทมากพอในระยะเวลาทมากกวา 900 ปดวยอตราการผลตในปจจบน [16] ปญหาทวไป คอ การคาดการณในระยะยาวเกยวกบความปลอดภยในการกกเกบใตนาหรอใตดนเปนเรองทยากมากและไมแนนอน ทงยงมความเสยงทอาจเกดการรวไหลของคารบอนไดออกไซดสชนบรรยากาศ[17]

2.1.2 ประเดนสาคญของการดกจบคารบอนไดออกไซด การดกจบและการกกเกบคารบอนไดออกไซด (Carbon dioxide capture and

storage หรอ CCS) สามารถนาไปใชกบโรงไฟฟาเชอเพลงฟอสซล (Fossil fuelled power plants) ในกระบวนการทางอตสาหกรรมและในการผลตเช อ เพลงและสวนของการเป ลยนรป (Transformation sectors)

สามตวเลอกหลกของเทคโนโลยสาหรบการดกจบคารบอนไดออกไซด คอ การเผาไหมหลง (Post-combustion) การเผาไหมกอน (Pre-combustion) และกระบวนการเผาไหมในออกซเจน (Oxyfuel combustion) หรอกระบวนการดไน-โตรจเนชน (Denitrogenation)

การลดคาใชจายในการดกจบคารบอนไดออกไซดทผานการออกแบบกระบวนการใหมและการปรบปรงการออกแบบทมอยเปนสงสาคญสาหรบการใชงานขนาดใหญสาหรบการดกจบและการกกเกบคารบอนไดออกไซด

การดกจบคารบอนไดออกไซดจากการแยกกาซธรรมชาต การผลตเอทานอลและการผลตป ยมความเปนไปไดทจะมคาใชจายตากวาการดกจบจากโรงไฟฟา และการผลตไฮโดรเจนและกระบวนการเปลยนรปเชอเพลงอนๆ เปนทนาสนใจสาหรบการดกจบและการกกเกบคารบอนไดออกไซดในทกวนน

2.1.3 การดกจบแสคารบอนไดออกไซดจากการผลตไฟฟาและความรอน (CO2

Capture in Electricity and Heat Generation) มสามตวเลอกหลกสาหรบเทคโนโลยการดกจบคารบอนไดออกไซดในการผลต

ไฟฟาและความรอน คอ การเผาไหมหลง (Post-combustion) ดกจบโดยใชการดดซมทางเคม

 

9

(Chemical absorption) การเผาไหม กอน (Pre-combustion) และกระบวนการเผาไหมในออกซเจน (Oxyfuel combustion หรอ denitrogenation) (รปท 2.1)

รปท 2.1 กระบวนการดกจบคารบอนไดออกไซด[18]

ในกระบวนการเผาไหม แกสคารบอนไดออกไซดจะถกดกจบจากแกสปลองไฟ

(Flue gases) ทมประมาณแกสคารบอนไดออกไซดอยรอยละ 4-8 โดยปรมาตรสาหรบโรงไฟฟาเผาไหมกาซธรรมชาต (Natural gas-fired power plants) และรอยละ 12-15 โดยปรมาตรสาหรบโรงไฟฟาเผาไหมถานหน (Coal-fired power plants) โดยทวไปแกสคารบอนไดออกไซดทถกดกจบมกจะใชตวทาละลายและตวทาละลายภายหลงการฟนฟสภาพ ซงในบางครงรวมกบการแยกดวยเยอเลอกผาน (Membrane separation) เทคโนโลยขนพนฐานทใชตวทาละลายจาพวกสารประกอบเอมนไดถกนามาใชในระดบอตสาหกรรมมานานหลายทศวรรษ แตความทาทายคอการนากลบแกสคารบอนไดออกไซดทใชพลงงานขนตาและคาใชจายทยอมรบได

การดกจบแกสคารบอนไดออกไซดสาหรบกระบวนการเผาไหมสามารถนามาใชในโรงงานถานหนหรอกาซธรรมชาต โดยเชอเพลงจะทาปฏกรยากบแกสออกซเจนและ/หรอไอนากอน แลวดาเนนการตอไปในเครองปฏกรณชฟต (Shift reactor) เพอผลตแกสผสมระหวางแกสไฮโดรเจนและแกสคารบอนไดออกไซด และจะดกจบแกสคารบอนไดออกไซดออกจากแกสผสมความดนสง (สงถง 70 บาร) ทมปรมาณแกสคารบอนไดออกไซดอยระหวางรอยละ 15 และ 40

 

10

สวนแกสไฮโดรเจนถกนามาใชในการผลตไฟฟาและความรอนในกงหนแกสวงจรรวม (Combined-cycle gas turbine)

กระบวนการเผาไหมในออกซเจนจะเกยวของกบการแยกแกสไนโตรเจนออกจากอากาศในกระแสสารทมแกสออกซเจนเปนองคประกอบ (Oxidant stream) โดยใชหนวยแยกอากาศ (Air separation unit หรอ ASU) หรออาจใชเยอแลกผานในอนาคต เชอเพลงฟอสซลจะถกเผาไหมกบแกสออกซเจนทความเขมขนใกลบรสทธโดยใชแกสปลองไฟทนากลบมาใชใหม (Recycled flue gas) ในการควบคมอณหภมของการเผาไหม

2.1.4 ประเภทของเทคโนโลยการดกจบแกสคารบอนไดออกไซด ระบบดกจบแกสคารบอนไดออกไซดนน ใชหลายเทคโนโลยทเปนทรจกกนสาหรบ

การแยกแกสซงมรวมเขากบระบบพนฐานสาหรบการดกจบแกสคารบอนไดออกไซดทระบไวในสวนสดทาย รายละเอยดวธการแยกมดงตอไปน

1) การแยกดวยตวดดซบ/ตวทาละลาย (Separation with sorbents/solvents) การแยกทาไดโดยการผานแกสทมคารบอนไดออกไซดใหสมผสกบตวดดซม

ของเหลวหรอตวดดซบของแขงทสามารถจบแกสคารบอนมอนอกไซดได รปท 2.2a แสดงผงโดยทวไปของระบบการแยกดวยตวดดซบ /ตวทาละลาย ซงตวดดซบ ท เตมไปดวยแกสคารบอนไดออกไซดทถกดกจบ จะถกสงไปยงภาชนะทแตกตางกน ทซงเมอไดรบความรอนจะปลดปลอยแกสคารบอนไดออกไซดในขนตอนของการฟนฟสภาพ (Regeneration) หลงจากการลดลงความดนหรอหลงการเปลยนแปลงสภาวะอนๆรอบๆตวดดซบ โดยตวดดซบหลงจากขนตอนการฟนฟสภาพจะถกสงกลบเพอดกจบแกสคารบอนไดออกไซด ในลกษณะหมนเวยน ในกรณทตวดดซบเปนของแขงจะไมมการไหลเวยนระหวางภาชนะ เนองจากการดดซบและการฟนฟสภาพทาไดโดยการเปลยนแปลงแบบวงจร (การเพม/ลดความดนหรออณหภม) ในภาชนะทตวดดซบบรรจอย และตองมการเพมตวดดซบใหมเขามาเสมอเพอชดเชยตวดดซบทเสอมสภาพไป ในบางสถานการณ ตวดดซบอาจเปนออกไซดของแขงททาปฏกรยากบเชอเพลงฟอสซลหรอชวมวลในภาชนะไดความรอนและแกสคารบอนไดออกไซดเปนหลก และตวดดซบทใชแลวจะถกหมนเวยนไปยงภาชนะทสองเพอออกซไดซในอากาศอกครง แลวจงนามาใชกบตวดดซบใหมบางสวนทสญเสยไปและทเพมเขามา

ผงทวไปทแสดงในรปท 2.2 มอทธพลตอระบบการดกจบแกสคารบอนไดออกไซดทสาคญมากมาย รวมทงตวเลอกในเชงพาณชยชนนา เชน การดดซมทางเคม การดดซมทาง

 

11

กายภาพ และการดดซบ กระบวนการทเกดขนใหมอนๆ ทใชตวดดซบของเหลวใหมหรอตวดดซบของแขงใหมทนากลบมาใชใหมได ทไดรบการพฒนาโดยมวตถประสงคเพอกาวขามขดจากดของระบบทมอย หนงในปญหาทพบบอยของระบบการดกจบแกสคารบอนไดออกไซดเหลาน คอ การไหลของตวดดซบระหวางภาชนะของรปท 2.2a นนแรง เพอใหสอดคลองกบการไหลทแรงของแกสคารบอนไดออกไซด ทถกดาเนนการในโรงไฟฟา ดงนนขนาดของอปกรณและพลงงานทจาเปนสาหรบการฟนฟสภาพตวดดซบควรมขนาดใหญและมแนวโนมทจะแปลเปนประสทธภาพทสญเสยและคาใชจายเพมขนเปนสาคญ นอกจากนในระบบทใชวสดดดซบทมราคาแพง ทงยงคาใชจายทเพมขนทเกยวของกบการซอตวดดซบและการกาจดสารพษตกคางของตวดดซบทใชแลว ประสทธภาพการทางานของตวดดซบทดภายใตสภาวะทมแกสคารบอนไดออกไซดสงในหลายรอบซาๆ เปนสภาวะทจาเปนในระบบการดกจบแกสคารบอนไดออกไซด

รปท 2.2 รปแบบทวไปของกระบวนการแยกหลกทเกยวของกบการดกจบแกสคารบอนไดออกไซด แกสทถกแยกออกอาจจะเปนแกสคารบอนไดออกไซด แกสไฮโดรเจน หรอแกสออกซเจน ในรปท 2b และ 2c หนงในกระแสแกสทถกแยก (A และ B) คอ กระแสทมความเขมขนของแกสคารบอนไดออกไซด แกสไฮโดรเจน หรอแกสออกซเจน และอนๆ ทเปนกระแสแกสกบแกสทเหลออยในแกสเดม (A+B)[19]

 

12

2) การแยกดวยเยอแผนเลอกผาน (Separation with membranes) เยอแผนเลอกผาน (รปท 2.2b) เปนวสดทผลตขนเปนพเศษทชวยเลอกซมผาน

แกสบางชนดจากแกสผสม ซงการเลอกผานของเยอแผนเลอกผานสาหรบแกสทแตกตางกนขนอยกบธรรมชาตของวสดทใชทาเยอแผน แตการไหลของแกสผานเยอแผนจาเปนทตองใชแรงผลกดนโดยใชความแตกตางความดนผานเยอแผน ดงนนกระแสแรงดนสงเปนสงจาเปนสาหรบการแยกดวยเยอแผนเลอกผาน ซงวสดทใชทาเยอแผนมอยดวยกนหลายประเภท เชน พอลเมอร โลหะ และเซรามก เปนตน ทอาจประยกตใชในการดกจบแกสคารบอนไดออกไซด โดยเฉพาะอยางยงการแยกแกสไฮโดรเจนออกจากกระแสแกสเชอเพลง การแยกแกสคารบอนไดออกไซดจากกระบวนการ หรอ การแยกแกสออกซเจนออกจากอากาศ แกสออกซเจนทถกแยกจะถกสงตอเพอผลตกระแสคารบอนไดออกไซดทมความเขมขนสง แมวาการแยกดวยเยอแผนเลอกผานพบวา ในปจจบนมการใชงานเชงพาณชยอยมากในอตสาหกรรม บางกมขนาดใหญเชนเดยวกบการแยกแกสคารบอนไดออกไซดออกจากกาซธรรมชาต ซงยงไมไดถกนามาประยกตใชสาหรบขนาดใหญและสภาวะทตองการในแงของความนาเชอถอและตนทนทตาสาหรบระบบการดกจบแกสคารบอนไดออกไซด หนวยวจยและพฒนาขนาดใหญระดบโลกมความพยายามทจะตดตามความคบหนา โดยมงเปาไปทการผลตวสดเยอแผนอนๆ ท เหมาะสมกวาสาหรบการดกจบแกสคารบอนไดออกไซดในการใชงานขนาดใหญ

3) การกลนของกระแสแกสเหลวและการแยกทใชความเยน (Distillation of a liquefied gas stream and refrigerated separation)

แกสสามารถทาเปนของเหลวโดยชดของขนตอนการบบอด (Compression) ระบายความรอน (Cooling) และการขยายตว (Expansion) เมออยในรปของเหลวสวนประกอบของแกสสามารถแยกออกจากกนในหอกลน (Distillation column) ในกรณของอากาศการดาเนนการนจะดาเนนการในระดบขนาดใหญในเชงพาณชย แกสออกซเจนสามารถแยกออกจากอากาศได ดงแสดงในรปท 2.2c และจะถกใชในชวงของระบบการดกจบแกสคารบอนไดออกไซด (การเผาไหมในออกซเจนและการดกจบการเผาไหมกอน) ในวรรคกอนหนานปญหาทสาคญสาหรบระบบเหลานคอตองการกระแสแกสออกซเจนปรมาณมาก นอกจากนการแยกทใชความเยนยงสามารถใชในการแยกแกสคารบอนไดออกไซดออกจากแกสอนๆ ซงสามารถใชในการแกสเจอปนออกจากกระแสแกสคารบอนไดออกไซดทคอนขางสงความบรสทธ ตวอยางเชนจากการเผาไหมในแกสออกซเจนและสาหรบการกาจดแกสคารบอนไดออกไซดออกจากกาซธรรมชาตหรอ

 

13

แกสสงเคราะหทไดรบการแปลงจากแกสคารบอนมอนอกไซดไปเปนแกสคารบอนไดออกไซดในปฏกรยาชฟต

การดกจบแกสคารบอนไดออกไซดอาจจะตดตงในโรงงานทมการใชพลงงานแบบใหมหรออาจจะถกดดแปลงใหกบโรงงานทมอย ซงถาการดกจบแกสคารบอนไดออกไซดนนไดรบการแนะนาอยางรวดเรวกอาจจะตองมการดดแปลงบางสวนของโรงงานทมอยหรอโรงงานเหลาน จะตองมหมดอายการใชงานกอนกาหนดและถกแทนทดวยโรงงานใหมทมการดกจบ ขอเสยของการดดแปลงคอ

• อาจจะมขอจากดของสถานท เชน ความพรอมของทดนสาหรบอปกรณการดกจบ

• โรงงานทมอายยาวนานทเหลออยอาจมความจาเปนทจะปรบคาใชจายทจานวนมากสาหรบการตดตงอปกรณการดกจบ

• โรงงานเกามแนวโนมทจะมประสทธภาพในการใชพลงงานตา ซงการเพมสวนการดกจบคารบอนไดออกไซดในโรงงานเกาจะมผลกระทบมากกวาในโรงงานท มประสทธภาพสง

เพอลดขอจากดของสถานทตง โรงงานทใชพลงงานแบบใหมสามารถทจะสรางสวนพรอมดกจบทอยกบการออกแบบกระบวนการโดยใชตวแปรเรมตนในการเปลยนแปลงทจาเปนในการเพมการดกจบและมพนทเพยงพอและสงอานวยความสะดวกใหพรอมสาหรบการตดตงอยางงายของการดกจบคารบอนไดออกไซด ทจะตดตงตอไป สาหรบบางประเภทของการดกจบทปรบปรงใหม ตวอยางเชน การจบภาพการเผาไหมกอนและการเผาไหมในออกซเจน อปกรณทปรบปรงใหมสวนมากสามารถสรางขนบนสถานททแยกตางหากถามความจาเปน อปสรรคอนๆ สามารถแกไขไดโดยสวนใหญจะปรบปรงหรอสรางใหมอยางแขงแรงจากโรงงานทมอยเดมเมอมการปรบปรงการดกจบใหม ตวอยางเชน หมอไอนาและกงหนไอนาเกาทดอยประสทธภาพจะถกแทนทดวยหมอไอนาและกงหนไอนาเหนอวกฤตททนสมยและมประสทธภาพสงหรอโรงงาน IGCC ในขณะทประสทธภาพของเทคโนโลยการผลตพลงงานไฟฟาทเพมขน ประสทธภาพของโรงงานทปรบปรงกบการดกจบคารบอนไดออกไซดอาจจะสงทสดเทยบเทากบของโรงงานเดมโดยปราศจากการดกจบ

 

14

2.1.5 ทฤษฎพนฐานในเบองตนสาหรบปฏกรยาการดกจบคารบอนไดออกไซดของตวดกจบท มหมเอมน และ รปแบบการเตรยมตวดกจบคารบอนไดออกไซดชนดของแขงทยดตดดวยเอมน

ปฏกรยาการดกจบแกสคารบอนไดออกไซดของตวดกจบทมหมเอมน คารบอนไดออกไซดเปนแกสทมความเปนกรดลวอส (Lewis acid) สามารถรบ

อเลกตรอนจากเบสลวอสได เอมนจดวาเปนเบสลวอส (Lewis base) เพราะทหมเอมน (-NH2) ประกอบดวยไนโตรเจนทมอเลกตรอนคโดดเดยวทงสองจงสามารถแลกเปลยนอเลกตรอนได การดกจบคารบอนไดออกไซดดวยเอมนแบงออกเปน 2 กรณ ไดแก กรณทไมมนาเขาทาปฏกรยา และกรณทมนาเขาทาปฏกรยา

กรณทไมมนาเขาทาปฏกรยา (In absence of water) เอมน 1 โมเลกลเขาทาปฏกรยากบคารบอนไดออกไซดโดยใหอเลกตรอนคโดดเดยว

ของไนโตรเจนกบคารบอนไดออกไซด และกลายเปน สวทเทอรอออน (Zwitterion) จากนนเอมนอก 1 โมเลกลทาการดงโปรตรอนจากสวทเทอรอออนเกดเปนเกลอของแอมโมเนยมและคารบาเมท (Carbamate) สดสวนเอมนตอคารบอนไดออกไซดในปฏกรยานคอ 2:1 เกดขนกบเอมนชนดปฐมภมหรอทตยภม (Primary/Secondary amines) ดงแสดงในรปท 2.3

รปท 2.3 ขนตอนการเกดปฏกรยาระหวางคารบอนไดออกไซดและเอมนในภาวะทไมมนา โดยท B หมายถง เอมนชนดปฐมภมหรอทตยภม[20]

กรณทมนาเขาทาปฏกรยา (In presence of water) สาหรบเอมนตตยภม (Tertiary amines) มกจะเกดปฏกรยาประเภทน กลาวคอ

ไนโตรเจนบนเอมนใหอเลกตรอนกบนา ไดควอเทอรนารแคทอออนและไฮดรอกไซดอออน จากนนไฮดรอกไซดอออนจะเขาทาปฏกรยากบคารบอนไดออกไซดกลายเปนไบคารบอเนตแอนอออน จากนนทงสองตวจบกนดวยแรงระหวางอออน ดงแสดงในรปท 2.4

 

15

รปท 2.4 ขนตอนการเกดปฏกรยาระหวางคารบอนไดออกไซดและเอมนตตยภมในภาวะทมนา[20]

นอกจากน เอมนปฐมภมและเอมนทตยภมสามารถเกดปฏกรยานไดเชนกน โดยมพลงงานการกระตนนอยกวาการเกดเปนคารบาเมท สาหรบเอมนปฐมภมหรอเอมนทตยภมจะเกดเปนคารบาเมทกอนแลวจงเกดตอเปนไบคารบอเนต ดงแสดงในรปท 2.5 โดยทสดสวนเอมนตอคารบอนไดออกไซดในปฏกรยานคอ 1:1

รปท 2.5 ขนตอนการเกดปฏกรยาระหวางคารบอนไดออกไซดและ เอมนปฐมภมหรอเอมนทตยภมในภาวะทมนา (ดดแปลงมาจาก [21])

รปแบบการเตรยมตวดกจบคารบอนไดออกไซดชนดของแขงทยดตดดวยเอมน การเตรยมตวดกจบแกสคารบอนไดออกไซดชนดของแขงทยดตดดวยเอมนสามารถ

จาแนกออกเปน 3 วธ ดงแสดงในรปท 6 ดงนคอ 1) การจากดการเคลอนไหว (Immobilization) คอ การนาเอมนไปเคลอบทผวของ

เมดของแขงโดยตรงดวยวธฝงตว (Impregnation)

 

16

2) การสงเคราะห (Synthesis) คอ การทาใหเอมนเกดปฏกรยาเคมหรอเกดการเชอมพนธะระหวางเอมนกบพนผวของของแขง

3) พอลเมอไรเซชน (Polymerization) คอ การนาตวดกจบทไดจากวธท 2 มายดตดกบวสดพอลเมอรทมรพรนสง เพอเพมเสถยรภาพของของแขงเอมน

รปท 2.6 การเตรยมตวดกจบแกสคารบอนไดออกไซดชนดของแขงทยดตดดวยเอมนในรปแบบตางๆ[22]

2.1.6 ตวดดซบของแขงสาหรบการดกจบคารบอนไดออกไซด (Solid sorbents for carbon dioxide capture)

ตวดดซบของแขงสาหรบการดกจบคารบอนไดออกไซด รวมถงวสดของแขงทมขนาดรพรนทหลากหลาย รวมทงซลกาทมรพรนขนาดเมโซ (Mesoporous silicas) ซโอไลต

(Zeolites) และโครงรางโลหะอนทรย (Metal-organic frameworks) ทมศกยภาพในการทางานสงและเปนทางเลอกทมประสทธภาพสาหรบกระบวนการดกจบคารบอนไดออกไซดจากโรงไฟฟาทมขนาดใหญและขนาดยอม[23] ในขณะทความพรอมดานเทคโนโลยของตวดดซบของแขงสาหรบการดกจบคารบอนไดออกไซดมความแตกตางกนระหวางระดบการวจยและระดบสาธต ซงตวดดซบของแขงแสดงใหเหนถง ศกยภาพในเชงพาณชยของตวดดซบในการประยกตใชกบสวนทเกยวของกบการชวยชวตและกระบวนการกลนอณหภมสง อยางไรกตามตวดดซบของแขงนนมความเหมาะสาหรบการดกจบและการกกเกบคารบอนไดออกไซดและไดรบความสนใจในการวจยดานวสด

 

17

ศาสตร นอกจากนในปจจบนเทคโนโลยดงกลาวยงมอปสรรคในดานขอจากดในการพฒนาเทคโนโลยของการดกจบและการกกเกบคารบอนไดออกไซด

การเปรยบเทยบกบตวดดซมสารละลายเอมน สารละลายเอมนทมนาเปนตวทาละลายสามารถดดซบคารบอนไดออกไซดผานการ

ก อต ว ท ผน กลบ ได  (Reversible formation) ของแอม โม เน ยมคา รบ า เมต  (Ammonium carbamate) แอมโมเนยมคารบอเนต (Ammonium carbonate) และแอมโมเนยมไบคารบอเนต (Ammonium bicarbonate)[24] การกอตวและความเขมขนโดยเทยบเคยงของสารประกอบเหลาน ในสารละลายขนอยกบเอมนทเฉพาะเจาะจงหรอเอมนทถกนามาใช เชนเดยวกบอณหภมและความดนของแกสผสม คารบอนไดออกไซดจะถกดดซมไดดโดยเอมนทอณหภมตาและจะหลดออกทอณหภมสง ในขณะทสารละลายเอมนของเหลวไดถกนามาใชในอตสาหกรรมเพอทจะกาจดแกสทเปนกรดมาเปนเวลาเกอบศตวรรษ เทคโนโลยการคดแยกดวยเอมนยงคงอยภายใตการพฒนาในระดบทจาเปนสาหรบการดกจบคารบอนไดออกไซดจากแกสไอเสย[25]

ขอดของตวดดซบของแขง ขอดของการใชตวดดซบของแขงไดรบรายงานอยจานวนมาก เอมนทแตกตางกน

ของตวดดซบของแขงสามารถเลอกดดซบคารบอนไดออกไซด โดยไมเกดการดดซบทางกายภาพ (Physisorption) ท สาคญคาความรอนของการดดซบท ตากวา (Lower heat of adsorption) สาหรบของแขงตองใชพลงงานทนอยกวาการคายซบ (Desorption) คารบอนไดออกไซดออกจากพนผววสด นอกจากนเอมนปฐมภมหรอทตยภม (Primary or secondary amines) โดยทวไปจะดดซบคารบอนไดออกไซดเดยวๆ ในของเหลว สาหรบพนผวของของแขงแลวความจในการดดซบรวมทสงมากจะสามารถดดซบคารบอนไดออกไซดไดด และในกระบวนการดดซบแบบเปลยนอณหภม (Temperature swing adsorption) ไดมการรายงานคาความรอนของการดดซบทตากวาของของแขงเพอทจะลดการใชพลงงานทเหมาะสมทจาเปนสาหรบการฟนฟตวดดซบ[26] ทสาคญยงมความกงวลดานสงแวดลอมตอผลกระทบทรายแรงของการใชเอมนเหลว โดยหนมาใชตวดดซบของแขงแทน[27]

ขอเสยของตวดดซบของแขง ดวยในการผลตตวดดซบของแขงสาหรบการดกจบคารบอนไดออกไซด โดยคาดวา

มคาใชจายสงกวาคาใชจายของเอมนพนฐานทสามารถผลตไดโดยงายในระดบทใหญอยางม

 

18

นยสาคญ เพราะแกสไอเสยหรอแกสปลองควน (Flue gas) มสงปนเปอนบางสวนทกอใหเกดการเสอมสภาพของตวดดซบ นคอความทาทายทางวศวกรรมอยางมนยสาคญทจะปองกนตวดดซบของแขงจากการใชงานในการดกจบคารบอนไดออกไซด ทงยงพลงงานทเหมาะสมทจาเปนสาหรบการฟนฟตวดดซบนนไมสามารถก คนไดอยางมประสทธภาพถาของแขงถกใชงาน นอกจากนการถายเทความรอนผานเบดของแขงอยางชาๆ และไมมประสทธภาพทาใหยากและมคาใชจายสงในการทาใหตวดดซบเยนลงในระหวางการดดซบและการใหความรอนแกตวดดซบในระหวางการคายซบ ทายทสดตวดดซบของแขงทไดรบความสนใจมากมายมเพยงการวดภายใตเงอนไขทเหมาะสม ซงจะไมสนใจผลกระทบของนาอยางมนยสาคญตอความสามารถในการทางานและพลงงานทใชในการฟนฟ

ตวดดซบทางกายภาพ (Physical adsorbents) การดดซบคารบอนไดออกไซดของวสดทมรพรนจานวนมากจะเกดผานปฏสมพนธแวน

เดอรวาลส (Van der Waals interactions) คารบอนไดออกไซดจะดดซบไดมากกวาอยางมากเมอเทยบกบไนโตรเจนเพราะโมเลกลคารบอนไดออกไซดมความมขวทมากกวา[26] และเกดการดดซบไดดขนในภาวะทมนาทเกยวของกบกลไกการดดซบทางกายภาพ ดงนนการคนพบวสดทมรพรนทสงสามารถเลอกดกจบคารบอนไดออกไซดภายใตสภาวะแกสไอเสยโดยใชเพยงกลไกการดดซบทางกายภาพในขอบเขตงานวจยทศกษา

ตวดดซบทางเคม (Chemical adsorbents) ในทน คอ ของแขงทผานการฝงตวดวยเอมน (Amine impregnated solids) ทพบ

บอยมกเปนตวดดซบทมรพรนมากและมพนทผวสง แตดวยเกดการดดซบอยางออนทาใหมความจไมเพยงพอตอการดดซบคารบอนไดออกไซดในสภาวะความดนบรรยากาศ เพอเพมความจหรอความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดภายใตความดนตา วสดทมรพรนสงจะถกเพมหมเอมนซงไดรบการรายงานวาไดตวดดซบทมความจในการดดซบคารบอนไดออกไซดทสงขน ซงทผานมาไดใชวสดของแขงจาพวกโพลเมอร ซลกา ถาน และโครงรางโลหะอนทรย[23] ของแขงทผานการฝงตวดวยเอมนถกนามาใชประโยชนในปฏกรยาเคมกรดเบสของคารบอนไดออกไซดกบเอมน สามารถเจอจางเอมนผานการบรรจในรพรนของของแขงไดมากกวาทกรณสารละลายเอมนทใชนาเปนตวทาละลาย ในการเปรยบเทยบกบตวดดซบของแขงอนๆ เอมนมการรายงานเพอรกษาขดความสามารถในการดดซบและการเลอกดกจบภายใตสภาวะทชน

 

19

ตารางท 2.1 ตวอยางวสดของแขงทใชเปนตวดดซบ[28] ตวดดซบ ชนด ความจท 0.15 บาร (รอยละโดยมวล) PEI-MIL-101 Amine 17.7

mmen-Mg2(dobpdc) Amine 13.7

Mg-MOF-74 MOF 20.6

SIFSIX-3(Zn) MOF 10.7

HKUST-1 MOF 11.6

Ni-MOF-74 MOF 16.9

Co-MOF-74 MOF 14.2

mmen-CuBTTri MOF 9.5

Zn(ox)(atz)2 MOF 8.3

Zn-MOF-74 MOF 7.6

CuTATB-60 MOF 5.8

bio-MOF-11 MOF 5.4

FeBTT MOF 5.3

MOF-253-Cu(BF4) MOF 4.0

ZIF-78 MOF 3.3

NH2-MIL-53(Al) MOF 3.1

CuBTTri MOF 2.9

SNU-50 MOF 2.9

en-CuBTTri MOF 2.3

USO-2-Ni-A MOF 2.1

MIL-53(Al) MOF 1.7

MIL-47 MOF 1.1

UMCM-150 MOF 1.8

MOF-253 MOF 1.0

ZIF-100 MOF 1.0

MTV-MOF-EHI MOF 1.0

ZIF-8 MOF 0.6

IRMOF-3 MOF 0.6

MOF-177 MOF 0.6

UMCM-1 MOF 0.5

MOF-5 MOF 0.5

13X Zeolite 15.3

Ca-A Zeolite 18.5

 

20

2.2 การทบทวนวรรณกรรม/สารสนเทศ (information) หรองานวจยทเกยวของ

Singh และคณะ[29,30] ศกษาผลความยาวสายโซของเอมนตอความสามารถในการดกจบ และอตราการดกจบแกสคารบอนไดออกไซด พบวาการเพมความยาวสายโซระหวางหมเอมนกบหม ฟงกชนตางๆในโครงสรางของตวดกจบมผลใหอตราการดกจบลดลง แตกลบทาใหมความสามารถในการดกจบเพมขน ศกษาผลจากโซกง จานวนหมฟงกชนบนเอมนโซตรง และการแทนทหมแอลคลบนไดเอมนแอโรแมตกตอความสามารถในการดกจบและอตราการดกจบคารบอนไดออกไซด พบวา การแทนทโซกงดวยหมแอลคลบนเอมนทตาแหนงแอลฟาคารบอนทาใหเกดแรงกดขวางเนองจากขนาดของโซกง สงผลใหความสามารถในการดดซมสงขนเมอเทยบกบการแทนทบนบตาคารบอน การเพมจานวนหมฟงกชนบนเอมนทาใหความสามารถในการดกจบสงขนซงมากถง 3.03 โมลคารบอนไดออกไซดตอโมลเอมนทใช และการแทนทหมแอลคลทตาแหนง 2 และ/หรอ 5 บนไดเอมนอะโรมาตกทาใหความเปนดางของสารประกอบเพมมากขนสงผลใหอตราการดกจบและความสามารถในการดกจบคารบอนไดออกไซดสงขน

Liu และคณะ[31] ศกษาการดกจบคารบอนไดออกไซดแบบผนกลบไดของตวดกจบ SBA-15 ทผานการปรบปรงดวยไทรเอทาโนลามนในแกสผสมระหวางคารบอนไดออกไซดและมเทน พบวา การปรบปรง SBA-15 ดวยไทรเอทาโนลามนชวยเพมการเลอกจบคารบอนไดออกไซดมากกวาการเลอกจบแกสมเทนมากถง 7 เทาเมอเปรยบเทยบกบ SBA-15 ทไมผานการปรบปรง โดยไทรเอทาโนลามนไมไดเขาไปเปลยนโครงสรางของตวดกจบ SBA-15 แตอยางใด การปรบปรงนชวยทาใหกระบวนการดกจบสามารถผนกลบได โดยเกดขนทอณหภมหองโดยใชแกสมเทนบรสทธเปนตวนาพาหรอใชความดนสญญากาศ การทาซาระหวางการดกจบและการผนกลบเปนขอยนยนถงเสถยรภาพและศกยภาพในการแยกคารบอนไดออกไซดและแกสมเทนของตวดกจบน

Gray และคณะ[20] ศกษาประสทธภาพการดกจบแกสคารบอนไดออกไซดของตวดกจบของแขงทตรงดวยเอมนตตยภม ซงแตกตางจากเอมนปฐมภมและทตยภม กลาวคอ อตราสวนในการเขาทาปฏกรยาของเอมนตอแกสคารบอนไดออกไซดของเอมนปฐมภมและทตยภม เทากบ 2:1 ในขณะทอตราสวนในการเขาทาปฏกรยาของเอมนตตยภมอตราสวนเปนเพยง 1:1 เทานน โดยการทดสอบตวดกจบดงกลาวพบวา มความสามารถในการเขาทาปฏกรยาสงถง 3.0 โมลคารบอนไดออกไซดตอกโลกรมตวดกจบ ณ อณหภม 298 เคลวน ซงมประสทธภาพเทยบไดกบการดดซมคารบอนไดออกไซดโดยใชสารละลาย และจากการทดสอบคณลกษณะตวดดซบดวยเทคนค XPS และ TGA พบวาตวดกจบมเสถยรภาพในการดกจบและการผนกลบ ณ อณหภมชวง 298-360 เคลวน

 

21

Khalil และคณะ[32] ศกษาการตรงเอมนสองชนดไดแก โมโนเอทาโนลามน(MEA) และ 2-อะมโน-2-เมทล-1-โพรพานอล(AMP) บนพนผวของถานกมมนตททาจากกะลาปาลมดวยวธการฝงตว พบวา การตรงเอมนลงบนพนผวทาใหพนทผวของถานกมมนตลดลง แตกลบชวยเพมประสทธภาพในการดกจบคารบอนไดออกไซด เนองจากการตรงเอมนบนพนผวเปนการเพมพนทวองไวในการปฏกรยาระหวางเอมนและคารบอนไดออกไซดมากขน โดยถานกมมนตทตรงดวย MEA มความสามารถในการดกจบคารบอนไดออกไซดสงกวาถานกมมนตทตรงดวย AMP จากการทดสอบดวยเทคนค FESEM พบวา การตรงเอมนบนพนผวทาใหรพรนภายในถานกมมนตถกปดกน และการทดสอบการผนกลบของปฏกรยา พบวา ถานกมมนตทไมผานการปรบปรงสามารถเกดการผนกลบได ดวยการผานแกสไนโตรเจนเปนเวลา 4 ชวโมงทอณหภมหอง ทอตราการไหล 60 มลลลตรตอนาท แตกลบไมเพยงพอททาใหถานกมมนตทผานการตรงดวยเอมนเกดการผนกลบได เนองจากมพลงงานไมเพยงพอตอการสลายพนธะทเกดจากกระบวนการดกจบคารบอนไดออกไซด

Kamarudin และคณะ[33] ศกษาการตรงเอมนบนพนผวของ MCM-41 โดยเปรยบเทยบระหวางเอมนสองชนดไดแก โมโนเอทาโนลามน (MEA) และไดเอทาโนลามน (DEA) พบวา การตรงเอมนบนพนผวชวยเพมความสามารถในการดกจบคารบอนไดออกไซดสงขน โดยการดกจบคารบอนไดออกไซดไมไดขนอยกบพนทผวของตวดกจบ แตขนอยกบพนทเขาทาปฏกรยาของเอมนในตวดกจบ การตรง MEA สามารถทาไดสงสดทรอยละ 25 โดยนาหนก มประสทธภาพในการดกจบคารบอนไดออกไซดสงกวาการตรงเอมนดวย DEA บนพนผว MCM-41 การทดสอบการดกจบและการผนกลบโดยใชวธสลบเปลยนความดนแสดงใหเหนถงเสถยรภาพของตวดดซบแมผานการใชงานมากกวา 10 วฏจกร

Belmabkhout และคณะ[34] ศกษาการดกจบของคารบอนไดออกไซดในชวงกวางโดยใชตวดกจบซลกาทมรพรนระดบมโส ซงประกอบดวย MCM-41 ชนดธรรมดา, MCM-41 ขยายรพรน (PE-MCM-41) และ PE-MCM-41 ปรบปรงผวดวยไตรเอมน (TRI-PE-MCM-41) จากการศกษาไอโซเทอมการดกจบคารบอนไดออกไซดและขอมลจลนพลศาสตรแสดงถงศกยภาพทสงของวสด TRI-PE-MCM-41 สาหรบการดกจบคารบอนไดออกไซดในการแยกและการทาใหแกสบรสทธ และมการเลอกจบคารบอนไดออกไซดของเพมขนในชวงกวางเมอเทยบกบซลกาทมรพรนระดบมโซบรสทธ นอกจากนการดกจบสามารถผนกลบไดอยางรวดเรวและทนตอความรอนและความชนไดด

 

22

León และคณะ[35] ศกษาออกไซดคควบของอลมเนยมและแมกนเซยมทไดมาจากการใหความรอนของไฮโดรทาลไซตสาหรบทดสอบการดดซบคารบอนไดออกไซด ผลทไดแสดงใหเหนวาการดดซบนเกยวของกบการกอตวของสปชสยนเดนเทตคารบอนไดออกไซด (Unidentate CO2) กบตวดดซบกบตาแหนงการดดซบอยางแขงแรง ในขณะทไบเดนเทต (Bidentate) และไบคารบอเนต (Bicarbonates) แบบพนผวนาไปสการยอนกลบของการดดซบทสง โดยสรปขนตอนการเตรยมทนาไปสการเพมขนของความแขงแรงของไซตชนดเบสไมไดนาไปสการเพมขนอยางมนยสาคญของความจในการดดซบ แตนาไปสการนากลบมาใชทยากขนของตวรองรบทอมตว

Ebner และคณะ[36] ศกษาเอมนทเปนของแขงประกอบดวย poly (ethylenimine) ตรงเปนพนผวบนซลกา CARiACT G10 ซงเปนสารดดซบสาหรบการใชงานในกระบวนการการดดซบแบบความดน แกว ง (PSA) ส าห รบ การจบ คา รบ อน ไดออก ไซ ด ในช ว งการเผ า ไห ม หล ง (postcombustion) อณหภม ท ใชอย ระหวาง 4-10 องศาเซลเซยส ความดนบางสวนของคารบอนไดออกไซดอยระหวางรอยละ 1.2-100 โดยปรมาตร โดยคงทความดนรวมท 1 บรรยากาศ ความชนสมพทธอยในชวงสภาวะทแหงถงรอยละ 2 โดยปรมาตรและจานวนรอบของการดดซบและคายซบอยในชวง 4-76 รอบ ผลการศกษาพบวา ตวดดซบเอมนของแขงนมเสถยรภาพมากภายใตภาวะทศกษา ไอนาทความชนสมพทธตามผลเพยงเลกนอยและผลยอนกลบในทงอณหพลศาสตรและจลนพลศาสตรของการดดซบและปลดปลอยคารบอนไดออกไซดความจทางานของคารบอนไดออกไซด ทอณหภมคงทอยระหวาง 0.25 และ 2.8 โมลตอกโลกรม เพมขนกบความเขมขนของคารบอนไดออกไซดเพมขน แสดงถงคาสงสดกบอณหภมทเพมขนและการผลตความรอนของการดดซบ/ปฏกรยาราว 50.0 กโลจลตอโมล และถกกาหนดวาอณหภมในการทางานทดท สด ส าห รบกระบวนการ PSA อย ท ป ระมาณ 80 องศาเซล เซ ยส ความดนบางส วนคารบอนไดออกไซด >10 ก โลปาสคาลและ 60-70 องศาเซลเซยส ความดนบางสวนคารบอนไดออกไซด <10 กโลปาสคาล

 

 

บทท 3

วธดาเนนการวจย 3.1 วสด อปกรณ เครองมอ แกสและสารเคมทใชในการวจย

3.1.1 สารเคมทใชในการวจย 1) แมกนเซยมทไนเตรตเฮกสะไฮเดรต หรอ Magnesium (II) nitrate hexahydrate

(Mg(NO3)26H2O) นาหนกโมเลกล เทากบ 256.40 กรมตอโมล ผลตโดยบรษท เมอรค (Merck) 2) อลมเนยมทรไนเตรตโนนาไฮเดรต หรอ Aluminium (III) nitrate nonahydrate

(Al(NO3)3·9H2O) นาหนกโมเลกล เทากบ 375.13 กรมตอโมล ผลตโดยบรษท เมอรค (Merck) 3) โซเดยมไฮดรอกไซดหรอ Sodium hydroxide (NaOH) นาหนกโมเลกล เทากบ

40.00 กรมตอโมล ผลตโดยบรษท เอแจกซ ไฟนเคม จากด มหาชน (Ajax Finechem Pty. Ltd.) 4) โซเดยมคารบอเนต หรอ Sodium carbonate (Na2CO3) นาหนกโมเลกล เทากบ

105.99 กรมตอโมล ผลตโดยบรษท เอแจกซ ไฟนเคม จากด มหาชน (Ajax Finechem Pty. Ltd.) 5) เ ต ต ร ะ เ อ ท ล น เพ น ต า ม น ( Tetraethylenepentamine) ห ร อ TEPA

(NH2CH2CH2NHCH2CH2)2NH) นาหนกโมเลกล เทากบ 189.30 กรมตอโมล ผลตโดยบรษท ซกมาอลดรช จากด (Sigma-Aldrich Co. LLC.) 3.1.2 แกสทใชในการวจย

1) คารบอนไดออกไซดรอยละ 10 โดยปรมาตร ในฮเลยม (10% carbon dioxide (CO2) in helium (He)) ผลตโดยบรษท แพรกซแอร ประเทศไทย จากด (Praxair Thailand Co., Ltd.)

2) คารบอนไดออกไซดรอยละ 30 โดยปรมาตร ในฮเลยม (30% carbon dioxide (CO2) in helium (He)) ผลตโดยบรษท แพรกซแอร ประเทศไทย จากด (Praxair Thailand Co., Ltd.)

3) ฮเลยมบรสทธสงพเศษ (Ultra-high purity helium, He) รอยละความบรสทธ 99.999 ผลตโดยบรษท ไทยอนดสเตรยลแกส จากด (TIG Co., Ltd.)

24

 

3.1.3 อปกรณทใชในการวจย 1) อปกรณควบคมอตราการไหลของแกส (Mass flow controller) ยหออลบรอก

(AALBROG) รน GFC 1715 2) อปกรณควบคมอณหภม ตอเขากบตววดอณหภมและเตาไฟฟาชนดขดลวด

(Temperature controller equipped with thermocouple and solenoid electric furnace) 3) มาตรวดความดน (Pressure gauge) 4) ทอ ขอตอ และวาลวเหลกกลาไรสนมชนด 316 (Stainless steel 316 tube,

fitting, and valve) ยหอสเวกลอก (Swagelok) 5) ทอแกวควอตซ (Quartz tubes) ขนาดเสนผานศนยกลางภายใน 1/4 นว และ 6

มลลเมตร 6) เทปใยแกวความรอน (Heating tab) 7) อปกรณดกจบนา (Glass water trap) 8) เตาไฟฟา (Electric oven) 9) เตาเผาอากาศนง (Static air muffle furnace) 10) อปกรณปรบความดนแกส (Regulator) 11) แกสโครมาโตรกราฟ (Gas chromatography, GC)

3.2 วธดาเนนการทดลอง

3.2.1 การเตรยมตวดดซบ (Sorbent preparation) 3.2.1.1 ตวรองรบไฮโดรทลไซต (Hydrotalcite support) เตรยมโลหะออกไซดดวยวธตกตะกอนรวม เรมจากเตรยมสารละลายเกลอไนเตรต

ผสมของโลหะ ซงประกอบดวย แมกนเซยมทไนเตรตเฮกสะไฮเดรต (Mg(NO3)2·6H2O) และอลมเนยมทรไนเตรตโนนาไฮเดรต (Al(NO3)3·9H2O) ทอตราสวนโมลารของแมกนเซยมตออลมเลยม (Mg/Al molar ratio) เทากบ 3 และอตราสวนโดยนาหนกของนาตอเกลอไนเตรต (W/N ratio) เทากบ 4.50 เตรยมสารละลายผสมของโซเดยมไฮดรอกไซดและโซเดยมคารบอเนต ทอตราสวนของคารบอเนตตอผลรวมของอลมเนยมและแมกนเซยม (CO3

2-/(Al+Mg)) เทากบ 0.67 อตราสวนของไฮดรอกไซดตอผลรวมของอลมเนยมและแมกนเซยม (OH-/(Al+Mg)) เทากบ 2.25 และอตราสวนโดยนาหนกของนาตอโซเดยมไฮดรอกไซดผสมโซเดยมคารบอเนต (W/S ratio) เทากบ 8.32

25

 

นาสารละลายผสมของโซเดยมไฮดรอกไซดและโซเดยมคารบอเนตไปใหความรอนในอางนารอนโดยควบคมอณหภมไวท 60 องศาเซลเซยสและกวนอยางตอเนองดวยเครองกวนแบบแมเหลก (Magnetic stirrer) หยดสารละลายเกลอไนเตรตผสมของโลหะอยางชาๆ ลงในสารละลายผสมของโซเดยมไฮดรอกไซดและโซเดยมคารบอเนต ทาการควบคมอณหภมและกวนตอไปโดยทงไวเปนเวลา 18 ชวโมง เมอครบเวลาตงทงไวใหเยนทอณหภมหอง นาตะกอนทไดมากรองและลางดวยนาปราศจากไอออนในปรมาณมาก

3.2.1.2 ตวรองรบไฮโดรทลไซตไลคทผานการกระตนดวยความรอนและปรบปรง

พนผวดวยดาง นาสารประกอบไฮโดรทลไซตไลคทสงเคราะหได มาเผาทอณหภม 500 องศา

เซลเซยสเปนเวลา 5 ชวโมง ไดของแขงทมลกษณะเปนผงสขาว จากนนเตรยมสารละลายโพแทสเซยมไฮดรอกไซดในเอทานอลทอตราสวนของแขงตอของเหลว 1:2 จากนนเตมตวรองไฮโดรทลไซตไลคทผานการกระตนดวยความรอน 3 กรมแลวกวนผสมเปนเวลา 30 นาททความเรวรอบ 120 รอบตอ ลางดางสวนเกนออกดวยเอทานอล 3-4 รอบแลวทาใหแหงโดยการอบท 60 องศาเซลเซยสภายใตความดนบรรยากาศเปนเวลาหนงคน

3.2.1.3 ตวดดซบไฮโดรทลไซตไลคทดดแปรดวยเตตระเอทลนเพนตามน นาไฮโดรทลไซตไลคทผานการกระตนดวยความรอนและปรบปรงพนผวดวยดาง 3

กรมใสในกบเอทานอล 15 มลลลตร แลวทาการกวนผสมตอเนองนาน 30 นาททความเรวรอบ 120 รอบตอนาท จากนนเตมเตตระเอทลนเพนตามน (TEPA)ในอตราสวนโดยนาหนก เทากบ 30 แลวทาการกวนผสมตออกเปนเวลา 30 นาท จากนนนาไปอบแหงทภายใตความดนบรรยากาศอณหภม 60 องศาเซลเซยส เปนเวลาหนงคน

3.2.2 การทดสอบความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซด การดดซบคารบอนไดออกไซดดาเนนการโดยใชเครองปฏกรณแบบเบดนงหรอคอลมนการดดซบ ภายใตภาวะความดนบรรยากาศ ควบคมอตราการไหลของแกสขาเขาโดยใชเครองควบคมอตราการไหล (AALBROG model: GFC 1715) และอณหภม ทใชดาเนนการควบคมโดยใชเทปเพมความรอนในการใหความรอนแกระบบ ตรวจจบอณหภมภายในเครองปฏกรณโดยใชอปกรณควบคมอณหภม และตรวจวดความเขมขนของคารบอนไดออกไซดขาออก

26

 

ดวยเครองแกสโครมาโทกราฟ (Shimadzu GC-2014) ดวยวธออนไลน สวนของคอลมนการดดซบใชทอควอตซขนาดเสนผานศนยกลางภายนอก 1/4 นว ความยาว 60 เซนตเมตร

การดาเนนการดดซบคารบอนไดออกไซดในภาวะแหง บรรจตวดดซบสงเคราะห 0.3-0.6 กรมในคอลมนการดดซบ กอนเรมทาการดดซบคารบอนไดออกไซดจะทาการใหความรอนเรมตนเพอทาความสะอาดพนผวของตวดดซบ โดยทาการเพมอณหภมไปท 110 องศาเซลเซยส และคงอณหภมไวเปนเวลา 30 นาท พรอมกบผานแกสฮเลยมเขาสคอลมนการดดซบทอตราการไหล 20 มลลลตรตอนาท จากนนลดอณหภมของระบบการดดซบจนถงระดบทตองการ ทอณหภม 40-80 องศาเซลเซยส และเปลยนแกสขาเขาจากแกสฮเลยมเปนแกสผสมซงประกอบดวยคารบอนไดออกไซดดลดวยฮเลยมทความเขมขนรอยละ 10-30 โดยปรมาตร เขาสระบบ ทาการตรวจวดคารบอนไดออกไซดขาออกทกๆ 2 นาทดวยเครองแกสโครมาโทกราฟ สนสดการดดซบทภาวะสมดล โดยความเขมขนคารบอนไดออกไซดขาออกเทากบความเขมขนคารบอนไดออกไซดขาเขา การคานวณหาคาความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดในหนวยของมลลกรมคารบอนไดออกไซดตอกรมของตวดดซบ (mg CO2 /g sorbent) กระทาโดยใชการอนทเกรตพนทใตกราฟของเสนโคงทะลผาน (Breakthrough curves) กบเสนของความเขมขนเรมตนของแกสคารบอนไดออกไซด 3.2.3 การออกแบบการทดลองและการวเคราะหทางสถต (Design of experiments and statistical analysis)

เพอหาสภาวะทเหมาะสมทใหคาความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดสงสดในดวยการออกแบบพนทผวตอบสนอง (FCCCD-RSM) การออกแบบการทดลองแบบแฟคทอเรยลเตมรปแบบสองระดบหรอ Full four-level factorial design (สปจจยและสองระดบ) ทมสามจดกลางไดดาเนนการในสวนแรก (แบบสมโดยสมบรณของการทางาน) เพอประเมนอทธพลของแตละปจจยทสงผลตอความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซด เมอเปลยนแปลงปจจยหนงทอยในระดบของปจจยอนๆ สปจจยทเปนอสระ ไดแก ปรมาณเอมนในตวดดซบ อตราสวนนาหนกตวดดซบตออตราเรวสายปอน อณหภมในการดกจบ และความเขมขนของแกสคารบอนไดออกไซดในแกสผสมขาเขา ในหนวยวดเดมจะถกเขารหสในตวแปรไรมต (Dimensionless variables) ซงในแตละปจจยจะนาเสนอเปนระดบตา (-1), จดกลาง (0) และระดบสง (+1) และกาหนดใหความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดของตวดดซบทใชเปนผลตอบสนอง (Responses) ปจจยอนๆ ทอาจสงผลกระทบตอผลตอบสนองจะถกจากดไว ไดแก

27

 

ความดนในระบบ ณ ความดนบรรยากาศ และสภาวะการดดซบในสภาวะแหง การทดสอบทงหมดไดดาเนนการทดสอบซาสามซาและขอมลทแสดงเปนคาเฉลยของทงสาม

ในสวนทสองถดมาเปนการออกแบบพนทผวตอบสนอง FCCCD-RSM เพอหาสภาวะทเหมาะสมทใหคาความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดสงสด ขนาดของความแตกตางในผลการทดลองทไดจากผลการประเมนถกใชในการสะทอนใหเหนถงความถกตองของแบบจาลองและรายงานผลในรปแบบของรอยละความผดพลาด (Percentage error)

การทดสอบทงหมดไดดาเนนการทาซาสามซาและขอมลเฉลยวเคราะหทระดบความเชอมนรอยละ 95 ดวยโปรแกรมสาเรจรปดไซดเอกซเพอรต 7.0 (Design-Expert 7.0 software package, Stat Ease Inc. Minneapolis, USA) รวมทงการวเคราะหความแปรปรวนห รอ Analysis of variance (ANOVA) รอยละความผน แป ร (Percentage of contribution) แผนภมพาเรโตะ (Pareto chart) ของผลกระทบมาตรฐานสมบรณ (Absolute standardized effects) และแผนภมสวนตกคาง (Residual plot) ผลกระทบของแตละปจจยททดสอบโดยใชการทดสอบแบบสตเดนท (Student test) ทสอดคลองกบคา P-value ปจจยทมคา P-value นอยกวา 0.05 ไดรบการพจารณาใหเปน “นยสาคญทางสถต” 3.3 การวเคราะหคณลกษณะตวดดซบ ตวดดซบไฮโดรทาลไซตทดดแปรดวยเตตระเอทลนเพนตามน จะถกวเคราะห

- หม ฟงกชนบนตวดดซบดวยฟเรยรทรานสฟอรมอนฟราเรตสเปกโตรสโคป (Fourier transform infrared spectroscope, FTIR)

- ปรมาณเอมนในตวดดซบดวยซเอชเอนอนาไลเซอร (CHN analyzer) - โครงส รางผลกของตวดดซบ ดวย เทคนคการเล ยว เบน รงส เอก ซ (X-ray

diffractometer, XRD) - พนทผวจาเพาะ ปรมาตรรพรน และขนาดเสนผาศนยกลางเฉลยของรพรนดวย

เทคนคบอท (The Brunauer-Emmet-Teller, BET) - พฤตกรรมการสลายตวของตวดดซบดวยเทคนคทจเอ (Thermogravimetric

analysis, TGA)

บทท 4

ผลและอภปรายผลการวจย

4.1 การวเคราะหลกษณะเฉพาะของตวดดซบ (Sorbent characterization)

 

รปท 4.1 รปแบบการเลยวเบนของรงสเอกซของตวดดซบ (a) ไฮโดรทาลไซตทผานการกระตนดวยความรอนและดาง (b) เตตระเอทลนเพนตะมน รอยละ 30 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต (c) เตตระเอทลนเพนตะมน รอยละ 35 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต และ (d) เตตระเอทลนเพนตะมน รอยละ 40 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต

29

 

จากการทดสอบรปแบบการเลยวเบนของรงสเอกซของตวดดซบเตตระเอทลนเพนตะมนบนไฮโดรทาลไซต ทปรมาณรอยละโดยมวลของเตตระเอทลนเพนตะมนตางๆ แสดงในรปท 4.1 พบวา พคของแอลฟาอลมเนยมออกไซด (-Al2O3) ปรากฏทองศาการเลยวเบนหรอ 2 Theta เทากบ 28.38 40.55 50.20 58.62 และ 66.35 องศา โดยมระนาบผลกเปน (012) (104) (113) (024) และ (116) ตามลาดบ พคของเพอรเคลสแมกนเซยมอลมเนยมออกไซด (Mg(Al)O periclase) ปรากฏทองศาการเลยวเบนเทากบ 43.59 และ 62.93 องศา โดยมระนาบผลกเปน (200) และ (220) ตามลาดบ พคของแมกนเซยมไฮดรอกไซด (Mg(OH)2) ปรากฏทองศาการเลยวเบนเทากบ 18.67 และ 37.84 องศา โดยมระนาบผลกเปน (001) และ (011) ตามลาดบ พคของอลมเนยมไฮดรอกไซด (Al(OH)3) ปรากฏทองศาการเลยวเบนเทากบ 18.67 และ 20.34 องศา โดยมระนาบผลกเปน (001) และ (110,020) ตามลาดบ พคของอลมเนยมออกไซดไฮดรอกไซด (AlO(OH)) ปรากฏทองศาการเลยวเบนเทากบ 15.65 23.62 และ 27.01 องศา โดยมระนาบผลกเปน (020) (110) และ (120) ตามลาดบ พคของไฮโดรทาลไซต (Hydrotalcite) ปรากฏทองศาการเลยวเบนเทากบ 11.89 23.62 และ 34.62 องศา โดยมระนาบผลกเปน (003) (006) และ (012) ตามลาดบ และพคของแมกนเซยมคารบอเนต (MgCO3) ปรากฏทองศาการเลยวเบนเทากบ 31.37 องศา โดยมระนาบผลกเปน (104) เมอทาการเตมเตตระเอทลนเพนตะมนลงบนไฮโดรทาลไซต พบวา ไมปรากฏพคของแมกนเซยมไฮดรอกไซด อลมเนยมไฮดรอกไซด อลมเนยมออกไซดไฮดรอกไซด ไฮโดรทาลไซต และแมกนเซยมคารบอเนต และความสงของพคทงแอลฟาอะลมเนยมออกไซดและเพอรเคลสของแมกนเซยมอะลมเนยมออกไซดลดตาลง และเมอเพมปรมาณของเตตระเอทลนเพนตะมน จากรอยละ 30 โดยมวล (รปท 4.1b) ไปเปน รอยละ 35 และ 40 โดยมวล ตามลาดบ (รปท 4.1c-4.1d) พบวา ความสงของพคทงแอลฟาอะลมเนยมออกไซดและเพอรเคลสของแมกนเซยมอะลมเนยมออกไซดลดตาลงเมอเพมปรมาณของเตตระเอทลนเพนตะมน ซงกลาวไดวาการเตมเตตระเอทลนเพนตะมนลงในไฮโดรทาลไซต และการเพมปรมาณเตตระเอทลนเพนตะมนในตวดดซบมสวนทาใหเกดการบดบงอนภาคผลกของทงสององคประกอบมากยงขน จากตาแหนงพคการเลยวเบนของรงสเอกซ พบวา ไมมการเลอนของตาแหนงพคในทกๆ พคทปรากฏ แสดงวา ไมเกดการเปลยนแปลงของโครงสรางผลกเนองจากการเตมเตตระเอทลนเพนตะมนลงบนไฮโดรทาลไซต

30

 

รปท 4.2 รปแบบการดดกลนรงสอนฟราเรดดวยเทคนคเอฟทไออารของ (a) ไฮโดรทาลไซตทผานการกระตนดวยความรอนและดาง (b) เตตระเอทลนเพนตะมน รอยละ 30 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต (c) เตตระเอทลนเพนตะมน รอยละ 35 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต และ (d) เตตระเอทลนเพนตะมน รอยละ 40 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต (เสนทบ หมายถง ตวดดซบกอนใชในการดดซบ และ เสนประ หมายถง ตวดดซบหลงผานการดดซบแลว)

รปแบบการดดกลนรงสอนฟราเรดของตวดดซบไฮโดรทาลไซตและเตตระเอทลนเพนตะมนบนไฮโดรทาลไซต ทปรมาณเตตระเอทลนเพนตะมนในตวดดซบ รอยละ 30 35 และ 40 โดยมวล แสดงในรปท 4.2 เมอพจารณาการดดกลนรงสอนฟราเรดของตวดดซบไฮโดรทาลไซต ดงแสดงในรปท 4.2a (เสนทบ) พบวา พบพคการดดกลนท 3460 เซนตเมตร-1 เปนการดดกลนเนองจากการสนแบบยดหด (O-H stretching vibration) ของโมเลกลนาทผวและระหวางชนบลไซตของไฮโดรทาลไซต การดดกลนท 1630 เซนตเมตร-1 เปนการดดกลนเนองจากการสนแบบงอ (HOH bending vibration) ของโมเลกล

31

 

นาระหวางชน[37] การดดกลนท 1476 เซนตเมตร-1 เปนการดดกลนเนองจากการสนแบบยดหดของคารบอเนตแอนไอออน[38] การดดกลนท 1383 เซนตเมตร-1 เปนการดดกลนเนองจากการสนแบบสมดลตากวา (Lowering of the symmetry) ของคารบอเนตแอนไอออน จากระนาบ D3h ไประนาบ

C2ν และการดดกลนเนองจากการสนแบบงอของคารบอเนตแอนไอออน ท 870 เซนตเมตร-1 การดดกลนเนองจากการสนของ Al–O or Mg–Al–O ในชนบลไซตไลคท 785 เซนตเมตร-1[39] นอกจากน การดดกลนท 639 565 และ 446 เซนตเมตร-1 เปนการดดกลนเนองจากการสนแบบงอของคารบอเนต การสนแบบยดหดและแบบงอของ M–O M–O–M และ O–M–O และการสนของ Mg–OH Al–OH และ Zn–OH จากโครงสรางออกตะฮดรอลของไฮโดรทาลไซต ตามลาดบ ซงการดดกลนทสองพคสดทายเปนเอกลกษณของชนบลไซตไลค เมอพจารณาการดดกลนรงสอนฟราเรดของตวดดซบเตตระเอทลนเพนตะมน รอยละ 30 35 และ 40 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต ดงแสดงในรปท 4.2b-4.2d (เสนทบ) พบวา พบพคการดดกลนของเตตระเอทลนเพนตะมนปรากฎขน[40] คอ การดดกลนท 3345 และ 3270 เซนตเมตร-1 เปนการดดกลนเนองจากการสนแบบยดหดของ N–H แบบไมสมมาตรและสมมาตรของเตตระเอทลนเพนตะมน ตามลาดบ การดดกลนท 2930 และ 2800 เซนตเมตร-1 เปนการดดกลนเนองจากการสนแบบยดหดของ C–H แบบไมสมมาตรและ N–CH2 ของเตตระเอทลนเพนตะมน ตามลาดบ การดดกลนท 1581 เซนตเมตร-1 เปนการดดกลนเนองจากการสนแบบงอเขา (Scissoring) ของ N–H ทตาแหนง NH2 ของเตตระเอทลนเพนตะมน การดดกลนท 1323 เซนตเมตร-1 เปนการดดกลนเนองจากการสนแบบเบนจากระนาบ (Wagging) ของ C–H ทตาแหนง CH2 ของเตตระเอทลนเพนตะมน และการดดกลนท 1110 เซนตเมตร-1 เปนการดดกลนเนองจากการสนแบบยดหดของ C–N ทตาแหนง R–N–R ของเตตระเอทลนเพนตะมน

เมอพจารณาตวดดซบหลงการดดซบคารบอนไดออกไซดของตวดดซบเตตระเอทลนเพนตะมนบนไฮโดรทาลไซต แสดงในรปท 4.2b-4.2d (เสนประ) พบวา พคการดดกลนของโมเลกลนาทผวและระหวางชนบลไซตของไฮโดรทาลไซตท 3460 เซนตเมตร-1 มขนาดเลกลง แสดงวานาบางสวนไดทาปฏกรยากบคารบอนไดออกไซดเกดเปนไบคารบอเนต อกทงพคการดดกลนในชวง 1200-1600 เซนตเมตร-1 มความสงทเพมขนเมอเทยบกบตวดดซบกอนการดดซบ เนองจากมคารบาเมตเกดขนดงแสดงในตารางท 4.1 และเกดการลดลงของพคท 3392 เซนตเมตร-1 เนองจากการสนแบบยดหดของ NH

32

 

ตารางท 4.1 การดดกลนรงสอนฟราเรดของคารบาเมตและไบคารบอเนตบนตวดดซบ

Wavenumber (cm-1) Assignment Reference 1323, 1384 symmetric CO2

- stretching [41-43] 1476 symmetric NH3

+ deformation [42-44] 1581 asymmetric CO2

- stretching [43,44] 1630 NH3

+ deformation [42] symmetric C–O stretching of bicarbonate [45] 3392 loss band NH stretching [44]

รปท 4.3 รปแบบการสลายตวทางความรอนดวยเทคนคทจเอของ (a) ไฮโดรทาลไซตทผานการกระตนดวยความรอนและดาง (b) เตตระเอทลนเพนตะมน รอยละ 30 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต (c) เตตระเอทลนเพนตะมน รอยละ 35 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต (d) เตตระเอทลนเพนตะมน รอยละ 40 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต และ (e) เตตระเอทลนเพนตะมนบรสทธ

33

 

จากการทดสอบรปแบบการสลายตวทางความรอนดวยเทคนคทจเอของตวดดซบทปรมาณรอยละโดยมวลของเตตระเอทลนเพนตะมนตางๆ รวมถงไฮโดรทาลไซตทผานการกระตนดวยความรอนและดาง และเตตระเอทลนเพนตะมนบรสทธ ดงแสดงในรปท 4.3 พบวา การสลายตวทางความรอนของไฮโดรทาลไซตทผานการกระตนดวยความรอน (ในรปท 4.3a) มการสลายตวอยสองชวง คอ ชวงแรก รอยละ 16 โดยมวล ทอณหภม 215 องศาเซลเซยส เนองจากการสญเสยโมเลกลนาจากพนผวภายนอกและภายในรพรนของไฮโดรทาลไซต และการสลายตวในชวงทสอง รอยละ 18 โดยมวล ในชวงอณหภม 215-500 องศาเซลเซยส เนองจากการกาจดหมไฮดรอกซลออกจากระหวางชน (Interlayer) ของไฮโดรทาลไซต สาหรบการสลายตวของตวดดซบเตตระเอทลนเพนตะมนบนไฮโดรทาลไซตทปรมาณของเตตระเอทลนเพนตะมน รอยละ 30 35 และ 40 โดยมวล (แสดงในรปท 4.3b-4.3d) มการสลายตวอยสองชวง คอ ชวงแรก ประมาณรอยละ 18 โดยมวล สาหรบทกปรมาณของเตตระเอทลนเพนตะมน ทอณหภม 215 องศาเซลเซยส เนองจากการสญเสยโมเลกลนาจากพนผวภายนอกและภายในรพรนของไฮโดรทาลไซตและนาภายในเตตระเอทลนเพนตะมน และการสลายตวในชวงทสอง ประมาณรอยละ 47 51 และ 56 โดยมวล สาหรบปรมาณของเตตระเอทลนเพนตะมน รอยละ 30 35 และ 40 โดยมวล ตามลาดบในชวงอณหภม 215-500 องศาเซลเซยส เนองจากการกาจดหมไฮดรอกซลออกจากระหวางชน (Interlayer) ของไฮโดรทาลไซตและการสลายตวของเตตระเอทลนเพนตะมนบนไฮโดรทาลไซต และสาหรบการสลายตวของเตตระเอทลนเพนตะมน (แสดงในรปท 4.3e) พบการสลายสองชวง คอ ประมาณรอยละ 3 โดยมวล ทอณหภม 120 องศาเซลเซยส เนองจากการสญเสยนาภายในเตตระเอทลนเพนตะมน และในชวงทสอง ประมาณรอยละ 97 โดยมวล ในชวงอณหภม 120-260 องศาเซลเซยส เนองจากการสลายตวของเตตระเอทลนเพนตะมน

จากการวเคราะหหารอยละองคประกอบของธาตคารบอน ไฮโดรเจน และไนโตรเจน เพอตรวจสอบปรมาณเตตระเอทลนเพนตะมนในตวดดซบดวยเทคนค CHN analysis พบวา ตวดดซบมปรมาณเตตระเอทลนเพนตะมนในตวดดซบใกลเคยงกบคาทกาหนดไวเรมตน ดงนนจงสรปไดวา ตวดดซบทเตรยมมปรมาณเตตระเอทลนเพนตะมนในตวดดซบตามจรง ดงแสดงในตารางท 4.2

34

 

ตารางท 4.2 ลกษณะเฉพาะของตวดดซบ ตวดดซบ ปรมาณ TEPAa

(รอยละโดยมวล) SBET

b (ตารางเมตรตอกรม)

Vpb

(ลกบาศกเซนตเมตรตอกรม)

Dpb

(องสตรอม) Amine surface density (หมตอตารางนาโนเมตร)

ไฮโดรทาลไซตทผานการกระตนดวยความรอนและดาง

- 165.2 0.574 124.9 -

TEPA รอยละ 30 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต

28.1 38.2 0.120 46.9 23.4

TEPA รอยละ 35 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต

34.6 31.0 0.060 38.9 35.5

TEPA รอยละ 40 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต

39.7 21.8 0.061 37.0 58.0

a ไดจากการวเคราะหดวยเครอง CHN analyzer

b SBET Vp

และ Dp คอ พนทผวจาเพาะบอท ปรมาตรรพรน และขนาดของรพรน ตามลาดบ

เมอพจารณาพนทผวจาเพาะบอท ปรมาตรรพรน และขนาดของรพรน กอนการเตมเตตระเอ

ทลนเพนตะมนลงบนไฮโดรทาลไซต พบวา ไฮโดรทาลไซตทผานการกระตนดวยความรอนและดางมพนทผวจาเพาะบอท ปรมาตรรพรน และขนาดของรพรน เทากบ 165.2 ตารางเมตรตอกรม 0.574 ลกบาศกเซนตเมตรตอกรม และ 124.9 องสตรอม ตามลาดบ และเมอเตมเตตระเอทลนเพนตะมนลงบนไฮโดรทาลไซต ทปรมาณเตตระเอทลนเพนตะมนรอยละ 30 35 และ 40 โดยมวล พบวา พนทผวจาเพาะบอท ปรมาตรรพรน และขนาดของรพรน ลดลงเปน 38.2 ตารางเมตรตอกรม 0.120 ลกบาศกเซนตเมตรตอกรม และ 46.9 องสตรอม ตามลาดบ สาหรบตวดดซบ TEPA รอยละ 30 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต 31.0 ตารางเมตรตอกรม 0.060 ลกบาศกเซนตเมตรตอกรม และ 38.9 องสตรอม ตามลาดบ สาหรบตวดดซบ TEPA รอยละ 35 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต และ 21.8 ตารางเมตรตอกรม 0.061 ลกบาศกเซนตเมตรตอกรม และ 37.0 องสตรอม ตามลาดบ สาหรบตวดดซบ TEPA รอยละ 40 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต จะเหนไดวา การเตมเตตระเอทลนเพนตะมนลงบนไฮโดรทาลไซตและการเพมปรมาณเตตระเอทลนเพนตะมนทาใหพนทผวจาเพาะบอท ปรมาตรรพรน และขนาดของร

35

 

พรนมคาลดลง และเมอพจารณาทความหนาแนนพนผวของเอมน (Amine surface density) พบวา ตวดดซบ TEPA รอยละ 40 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต มคาความหนาแนนพนผวของเอมนสงทสดท 58.0 หมตอตารางนาโนเมตร รองลงมาคอ ตวดดซบ TEPA รอยละ 35 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต และตวดดซบ TEPA รอยละ 30 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต ท 35.5 และ 23.4 หมตอตารางนาโนเมตร ตามลาดบ 4.2 การออกแบบการทดลอง 24 แฟคทอเรยล (24 factorial design) เพอทจะศกษาอทธพลของตวแปรและอนตรกรยาของตวแปรทสงผลอยางมนยสาคญตอความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดของตวดดซบทเตรยม ตารางท 4.3 แสดงเมทรกซของสปจจยในรปคาทเขารหสและผลตอบสนองทผานการออกแบบการทดลองดวย 24 แฟคทอเรยลแบบเตมรปแบบ (Full 24 factorial design) โดยมการเพมจดกลางเขาไปสามจด เพอตรวจสอบความมสวนโคงของโมเดลทออกแบบ ขอมลจะผานการวเคราะหทระดบความเชอมนรอยละ 95 สาหรบผลกระทบมาตรฐาน (Standardized effect) ของปจจยและอนตรกรยาของตวแปร รวมถงคาเอฟ (F-value) และคาพ (P-value) ของผลกระทบในโมเดลการออกแบบทได ซงคาคาจรงและคาเขารหสของตวแปรสาหรบการออกแบบ 24 แฟคทอเรยลจะแสดงใน ตารางท 4.4

36

 

ตารางท 4.3 ตวแปรการทดลองทถกเขารหสสาหรบการออกแบบ 24 แฟคทอเรยล โดยทดลอง 16 การทดลองและเพม 3 จดกงกลาง ลาดบ

มาตรฐาน

ลาดบทดลอง

A ปรมาณ TEPA ในตวดดซบ (รอยละโดย

มวล)

B อณหภม (องศา

เซลเซยส)

C อตราสวน W/F (กรม วนาทตอลกบาศกเซนตเมตร)

D ความเขมขน

คารบอนไดออกไซด (รอยละโดยปรมาตร)

คาความสามารถในการดดซบ (มลลโมลตอ

กรม)

1 10 -1 -1 -1 -1 2.03 2 17 1 -1 -1 -1 2.31 3 5 -1 +1 -1 -1 2.59 4 14 1 +1 -1 -1 3.01 5 13 -1 -1 +1 -1 3.27 6 2 1 -1 +1 -1 3.41 7 7 -1 +1 +1 -1 3.44 8 12 +1 +1 +1 -1 3.58 9 1 -1 -1 -1 +1 2.96 10 19 +1 -1 -1 +1 4.21 11 9 -1 1 -1 +1 3.78 12 3 1 1 -1 +1 4.79 13 11 -1 -1 1 +1 5.29 14 15 1 -1 1 +1 5.36 15 4 -1 1 1 +1 5.81 16 8 1 1 1 +1 6.14 17 6 0 0 0 0 4.87 18 16 0 0 0 0 4.87 19 18 0 0 0 0 4.89

37

 

ตารางท 4.4 แสดงคาจรงและคาเขารหสของตวแปรสาหรบการออกแบบ 24 แฟคทอเรยล ตวแปร คาเขารหส (Coded values) หนวย

คาสง (+1)

คากลาง (0)

คาตา (-1)

A: ปรมาณ TEPA ในตวดดซบ 0.3 0.45 0.6 รอยละโดยมวล B: อณหภม 40 60 80 องศาเซลเซยส C: อตราสวน W/F 0.9 1.35 1.8 กรม วนาทตอ

ลกบาศกเซนตเมตร D: ความเขมขนคารบอนไดออกไซด 10 20 30 รอยละโดยปรมาตร

การวเคราะหความแปรปรวน (ANOVA) ทระดบความเชอมนรอยละ 95 พจารณาจากการทดสอบคาเอฟของฟชเชอร (Fisher’s F-test) และคาความนาจะเปนของตวแปรหลกทงส (ไดแก (1) ปรมาณ TEPA ในตวดดซบ หรอตวแปร A (2) อณหภม หรอตวแปร B (3) อตราสวน W/F หรอตวแปร C และ (4) ความเขมขนคารบอนไดออกไซด หรอตวแปร D) และอนตรกรยาของตวแปร โดยสรปไวในตารางท 4.5 เมอทาการทดสอบความเหมาะสมของสมการถดถอย (Lack of fit) วามความเหมาะสมกบขอมลการทดลองหรอไม พบวา ทคาเอฟ เทากบ 10.16 แสดงถงไมมผลกระทบอยางมนยสาคญเมอเทยบกบคาความผดพลาดบรสท ธ (Pure error) ท ไดตดเทอมทไมสาคญออกจากโมเดล นอกจากนจากคา R2 ทบงบอกถงคาทเปรยบเทยบระหวางคาทไดจากการทดลองและคาทไดจากการทานาย มคาเทากบ 0.9999 และคา Adj. R2 (มคาเทากบ 0.9995) มคาใกลเคยงกนกบคา R2 ซงบงบอกวาไมมปจจยหรออนตรกรยาทไมมความสาคญรวมอยในโมเดล

ความสาคญของแตละปจจยและอนตรกรยาระหวางปจจยทสงผลตอความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดแสดงในเทอมของรอยละความผนแปร (Percent Contribution) ของแตละปจจย (แสดงในตารางท 4.5) ปจจยหลกมสวนทสงผลตอการเปลยนแปลงความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซด รอยละ 81.83 ในขณะทรอยละความผนแปรของอนตรกรยาของปจจยอยท 18.17 รอยละความผนแปรเรยงลาดบจากมากไปหานอย ไดแก ความเขมขนคารบอนไดออกไซดหรอผลกระทบ D (รอยละ 50.90) อตราสวน W/F หรอผลกระทบ C (รอยละ 26.60) อณหภมหรอ

38

 

ผลกระทบ B (รอยละ 4.32) ปรมาณ TEPA ในตวดดซบหรอผลกระทบ A (รอยละ 3.14) อนตรกรยาของอตราสวน W/F และความเขมขนคารบอนไดออกไซดหรอผลกระทบ CD (รอยละ 2.24) อนตรกรยาของปรมาณ TEPA ในตวดดซบและอตราสวน W/F หรอผลกระทบ AC (รอยละ 1.23) อนตรกรยาของปรมาณ TEPA ในตวดดซบและความเขมขนคารบอนไดออกไซดหรอผลกระทบ AD (รอยละ 0.67) อ น ต ร ก รย า ข อ งป รม าณ TEPA ใน ต ว ด ด ซ บ อต ราส วน W/F แ ล ะค วาม เข ม ข นคารบอนไดออกไซดหรอผลกระทบ ACD (รอยละ 0.49) อนตรกรยาของอณหภมและความเขมขนคารบอนไดออกไซดหรอผลกระทบ BD (รอยละ 0.28) อนตรกรยาของอณหภมและอตราสวน W/F หรอผลกระทบ BC (รอยละ 0.25) อนตรกรยาของอณหภม อตราสวน W/F และความเขมขนคารบอนไดออกไซดหรอผลกระทบ BCD (รอยละ 0.16) อนตรกรยาของปรมาณ TEPA ในตวดดซบ อณหภม อตราสวน W/F และความเขมขนคารบอนไดออกไซดหรอผลกระทบ ABCD (รอยละ 0.10) และ อนตรกรยาของปรมาณ TEPA ในตวดดซบ อณหภม และอตราสวน W/F หรอผลกระทบ ABC (รอยละ 0.03) ตามลาดบ ซงคาทอยในวงเลบ คอ คารอยละความผนแปร นอกจากนเมอพจารณาทคา P-value ของความมสวนโคงหรอ Curvature พบวา มความสาคญอยางมนยสาคญ ซงทาใหทราบวา สมการเสนตรงไม เพยงพอตอการทานายผลตอบสนองอยางคาความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซด

เพอประเมนระดบความสาคญของตวแปรหลกและอนตรกรยาของตวแปรทสงผลกระทบตอผลตอบสนอง รปท 4.4 แสดงแผนภมพาเรโตทพลอตระหวางตวแปรหลกและอนตรกรยาของตวแปรกบคา t-value ของผลกระทบสมบรณ ซงคา t-value ไดมาจากการหารผลกระทบเชงตวเลข (Numerical effect) ดวยคาความผดพลาดมาตรฐาน (Standard error) ทเกยวของ และความสงของแตละแถบในแนวตง ในรปท 4.4 เปนคาของ t-value โดยผลกระทบหรอตวแปรหลกและอนตรกรยาของตวแปรทมคา t-value สงกวาคาจากด t-value (t-value limit) ทคา 2.77645 แสดงวาผลกระทบนนมสงผลกระทบตอผลตอบสนองอยางมนยสาคญ นอกจากนความสงของแถบยงบงบอกถงระดบความสาคญของตวแปรหลกและอนตรกรยาของตวแปรทสงผลกระทบตอผลตอบสนอง ซงเรยงลาดบจากมากไปหานอย ดงแสดงในรปท 4.4 เรยงจากซายไปขวา ตามลาดบ โดยแถบสสมและแถบสฟาแสดงถงผลกระทบในเชงบวกและผลกระทบในเชงลบ ตามลาดบ

39

 

ตารางท 4.5 การวเคราะหความแปรปรวน (ANOVA) ของเทอมทมความสาคญสาหรบการออกแบบ 24 แฟคทอเรยล

Sourcea Sum of

Squares DF

Mean Square

F-value P-valueb Percent

Contribution Model 24.010 13 1.850 2632.23 < 0.0001 A 0.830 1 0.830 1187.48 < 0.0001 3.14 B 1.150 1 1.150 1637.23 < 0.0001 4.32 C 7.060 1 7.060 10061.12 < 0.0001 26.60 D 13.520 1 13.520 19271.29 < 0.0001 50.90 AC 0.330 1 0.330 465.67 < 0.0001 1.23 AD 0.180 1 0.180 253.07 < 0.0001 0.67 BC 0.066 1 0.066 94.15 0.0006 0.25 BD 0.073 1 0.073 104.02 0.0005 0.28 CD 0.600 1 0.600 849.53 < 0.0001 2.24 ABC 0.008 1 0.008 11.86 0.0262 0.03 ACD 0.130 1 0.130 185.33 0.0002 0.49 BCD 0.042 1 0.042 60.16 0.0015 0.16 ABCD 0.027 1 0.027 38.15 0.0035 0.10

Curvature 2.550 1 2.550 3640.49 < 0.0001 9.61 Residual 0.003 4 0.001

Lack of Fit 0.003 2 0.001 10.16 0.0896 0.00 Pure Error 0.000 2 0.000 0.00

Total 26.56 18

R2 0.9999 C.V. % 0.66

Adj. R2 0.9995 Adeq. Precision 175.367

a The factor codes (A, B, C, and D) are as defined in Table 2 Codes for the factors b P-value is based on the 95 percent confidence interval.

40

 

รปท 4.4 แผนภมพาเรโต (Pareto chart) สาหรบการออกแบบ 24 แฟคทอเรยล ซงตวแปรเขารหสแสดงในตารางท 4.3

41

 

รปท 4.5 พลอตความนาจะเปนปกต (Normal probability plot) ของตวแปร 4 ตวแปร (ตวแปร A–E) และอนตรกรยาของตวแปร สาหรบการออกแบบ 24 แฟคทอเรยล ซงตวแปรเขารหสแสดงในตารางท 4.4

พลอตความนาจะเปนปกตของผลกระทบเพอประเมนความสาคญของแตละตวแปรและอนตรกรยาของตวแปร แสดงในรปท 4.5 จากรปแสดงใหเหนวามเพยงอนตรกรยาของปรมาณ TEPA ในตวดดซบและอณหภม (เทอม AB) และอนตรกรยาของปรมาณ TEPA ในตวดดซบ อณหภมและความเขมขนคารบอนไดออกไซด (เทอม ABD) อยตามแนวเสนตรงซงแสดงใหเหนวาผลกระทบเหลานมแนวโนมทจะไมมอยางมนยสาคญ โดยสามารถละทงจากโมเดลได ในทางกลบกนผลกระทบทสงผลอยางมนยสาคญจะเบนออกนอกแนวเสนตรง ซงผลกระทบใดมแนวโนมทจะเบนออกนอกเสนมาก ยงสงผลอยางมนยสาคญตอผลตอบสนองมากเชนกน ดงนนตวแปรและอนตรกรยาของตวแปรทสงผลอยางมนยสาคญ ไดแก D C B A CD AC AD ACD BD BC BCD ABCD และ ABC ซงรายละเอยดตวแปรและอนตรกรยาของตวแปรแสดงในตารางท 4.4 ตวแปรและอนตรกรยาของตวแปรทเบนออกจากเสนตรงทมคาความนาจะเปนปกต นอยกวา รอยละ 20 ไดแก AC ACD และ BC สงผลตอ

42

 

ผลตอบสนอง (หรอคาความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซด) ในเชงลบ (Negative effects) ในขณะทตวแปรและอนตรกรยาของตวแปรทเบนออกจากเสนตรงทมคาความนาจะเปนปกต มากกวา รอยละ 20 ไดแก D C B A CD AD BD BCD ABCD และ ABC สงผลตอผลตอบสนองในเชงบวก (Positive effects) โดยขอมลดงกลาวสนบสนนผลการทดลองและผลทางทฤษฎ ดงแสดงในแผนภมพาเรโตและการวเคราะหความแปรปรวน

30.0 32.5 35.0 37.5 40.0

2.00

3.05

4.10

5.15

6.20

A: TEPA loading

Qe

333

40.0 50.0 60.0 70.0 80.0

2.00

3.05

4.10

5.15

6.20

B: Temperature

Qe

333

0.20 0.25 0.30 0.35 0.40

2.00

3.05

4.10

5.15

6.20

C: W/F ratio

Qe

333

10.00 15.00 20.00 25.00 30.00

2.00

3.05

4.10

5.15

6.20

D: CO2 concentration

Qe

333

รปท 4.6 พลอตหนงตวแปร (One factor plots) ของตวแปร 4 ตวแปร สาหรบการออกแบบ 24 แฟคทอเรยล

(a) (b)

(c) (d)

Central point Central point

Central point Central point

43

 

จากผลกระทบของปรมาณ TEPA ในตวดดซบ ดงแสดงในรปท 4.6a พบวา คาความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดมคา 3.64 มลลกรมตอกรม ณ ปรมาณ TEPA ในตวดดซบรอยละ 30โดยมวล โดยมคาเพมขนเปน 4.87 มลลกรมตอกรม ณ ปรมาณ TEPA ในตวดดซบรอยละ 35 โดยมวล และมคาลดลงเปน 4.10 มลลกรมตอกรม ณ ปรมาณ TEPA ในตวดดซบรอยละ 40 โดยมวล เมอทดสอบทอณหภมในการดดซบ 60 องศาเซลเซยส อตราสวน W/F เทากบ 1.35 กรม วนาทตอลกบาศกเซนตเมตร และความเขมขนของคารบอนไดออกไซดรอยละ 20 โดยปรมาตร จากผลกระทบของอณหภมในการดดซบ ดงแสดงในรปท 4.6b พบวา คาความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดมคา 3.61 มลลกรมตอกรม ณ อณหภมในการดดซบ 40 องศาเซลเซยส โดยมคาเพมขนเปน 4.87 มลลกรมตอกรม ณ อณหภมในการดดซบ 60 องศาเซลเซยส และมคาลดลงเปน 4.14 มลลกรมตอกรม ณ อณหภมในการดดซบ 80 องศาเซลเซยส เมอทดสอบทปรมาณ TEPA ในตวดดซบรอยละ 35 โดยมวล อตราสวน W/F เทากบ 1.35 กรม วนาทตอลกบาศกเซนตเมตร และความเขมขนของคารบอนไดออกไซดรอยละ 20 โดยปรมาตร จากผลกระทบของอตราสวน W/F ดงแสดงในรปท 4.6c พบวา คาความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดมคา 3.21 มลลกรมตอกรม ณ อตราสวน W/F เทากบ 0.90 กรม วนาทตอลกบาศกเซนตเมตร โดยมคาเพมขนเปน 4.87 มลลกรมตอกรม ณ อตราสวน W/F เทากบ 1.35 กรม วนาทตอลกบาศกเซนตเมตร และมคาลดลงเปน 4.54 มลลกรมตอกรม ณ อตราสวน W/F เทากบ 1.80 กรม วนาทตอลกบาศกเซนตเมตร เมอทดสอบทปรมาณ TEPA ในตวดดซบรอยละ 35 โดยมวล อณหภมในการดดซบ 60 องศาเซลเซยส และความเขมขนของคารบอนไดออกไซดรอยละ 20 โดยปรมาตร จากผลกระทบของความเขมขนของคารบอนไดออกไซด ดงแสดงในรปท 4.6d พบวา คาความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดมคา 2.95 มลลกรมตอกรม ณ ความเขมขนของคารบอนไดออกไซดรอยละ 10 โดยปรมาตร โดยมคาเพมขนเปน 4.87 มลลกรมตอกรม ณ ความเขมขนของคารบอนไดออกไซดรอยละ 20 โดยปรมาตร และมคาลดลงเปน 4.79 มลลกรมตอกรม ณ ความเขมขนของคารบอนไดออกไซดรอยละ 30 โดยปรมาตร เมอทดสอบทปรมาณ TEPA ในตวดดซบรอยละ 35 โดยมวล อณหภมในการดดซบ 60 องศาเซลเซยส และอตราสวน W/F เทากบ 1.35 กรม วนาทตอลกบาศกเซนตเมตร

44

 

จากการเปรยบเทยบความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดเมอเพมระดบปจจยจากระดบตา (Low level) ไปเปนระดบสง (High level) พบวา ความแตกตางหรอการเปลยนแปลงของความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดทระดบตาเทยบเคยงกบระดบสงของปรมาณ TEPA ในตวดดซบ มความแตกตางกน (0.46) นอยกวากรณของอณหภมในการดดซบ (0.53) อตราสวน W/F (1.33) และความเขมขนของคารบอนไดออกไซด (1.84) ตามลาดบ ซงความแตกตางนบงบอกถงความมผลกระทบตอความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซด ยงมความแตกตางมากกจะมผลกระทบมาก ดงนนจงแสดงใหเหนวา การเปลยนแปลงในระดบทมผลกระทบอยางมนยสาคญกบความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดนน ผลทไดนสอดคลองกบผลของแผนภมพาเรโต (รปท 4.4) พลอตความนาจะเปนปกตของสปจจย (รปท 4.5) และการวเคราะหความแปรปรวนในตารางท 4.5 นอกจากนยงแสดงใหเหนวา การทจดกงกลาง (Central points) ไมถกตดผานดวยเสนตรงบงบอกถงความมสวนโคงมผลกระทบอยางมนยสาคญตอผลตอบสนอง ทาใหทราบวาสมการเสนตรงทไดจากการออกแบบ 24 แฟคทอเรยลไมเพยงพอตอการทานายผลตอบสนอง และรปท 4.7 แสดงการเปรยบเทยบระหวางคาทไดจากการทดลองจรงและคาทไดจากการทานาย พบวา จดทกจดอยในแนวเสนตรง ซงแสดงใหเหนวา โมเดลทไดมความสมบรณ ไมไดละทงผลกระทบทสงผลอยางมนยสาคญตอผลตอบสนองและการวเคราะหนประสบผลสาเรจเปนทยอมรบได

45

 

Actual

Pre

dict

ed

2 .00

3.05

4.10

5.15

6.20

2.01 3.04 4.07 5.11 6.14

 

รปท 4.7 พลอตระหวางคาทไดจากการทดลองจรงและคาทไดจากการทานาย 

4.3 การหาสภาวะท เหมาะสมสาหรบการดดซบดวยวธพนผวตอบสนอง (FCCC-RSM analysis)

เนองจากความมสวนโคงในโมเดลทพบจากการออกแบบ 24 แฟคทอเรยล ดงนนในสวนถดมาจะทาการการวเคราะหพนผวตอบสนองเพอใหโมเดลมความถกตองมากขนและสามารถหาสภาวะทเหมาะสมสาหรบการดดซบคารบอนไดออกไซดของตวดดซบทเตรยม โดยกาหนดเงอนไขการดาเนนการทเหมาะสมในการดดซบภายใตอทธพลของผลกระทบหลกทงส (ไดแก (1) ปรมาณ TEPA ในตวดดซบ หรอตวแปร A (2) อณหภม หรอตวแปร B (3) อตราสวน W/F หรอตวแปร C และ (4) ความเขมขนคารบอนไดออกไซด หรอตวแปร D) ซงเมทรกซของการทดลองแสดงในตารางท 4.6 สมการพนผวตอบสนองของคาความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดในเทอมของปจจยเขารหส (Coded factors) แสดงในสมการ (1)

Qe = +4.88 +0.24A +0.25B +0.66C +0.91D -0.14AC +0.11AD +0.19CD -0.79A2 +0.46C2 -0.68D2 (1)

46

 

ตารางท 4.6 ตวแปรการทดลองทถกเขารหสสาหรบการออกแบบพนผวตอบสนอง FCCCD-RSM โดยทดลอง 24 การทดลองและเพม 4 จดกงกลาง ลาดบ

มาตรฐาน

ลาดบทดลอง

A ปรมาณ TEPA ในตวดดซบ (รอยละโดย

มวล)

B อณหภม (องศา

เซลเซยส)

C อตราสวน W/F (กรม วนาทตอลกบาศกเซนตเมตร)

D ความเขมขน

คารบอนไดออกไซด (รอยละโดยปรมาตร)

คาความสามารถในการดดซบ (มลลโมลตอ

กรม) 1 25 -1 -1 -1 -1 2.03 2 28 +1 -1 -1 -1 2.31 3 5 -1 +1 -1 -1 2.59 4 15 +1 +1 -1 -1 3.01 5 11 -1 -1 +1 -1 3.27 6 24 +1 -1 +1 -1 3.41 7 13 -1 +1 +1 -1 3.44 8 12 +1 +1 +1 -1 3.58 9 16 -1 -1 -1 +1 2.96 10 19 +1 -1 -1 +1 4.21 11 14 -1 +1 -1 +1 3.78 12 7 +1 +1 -1 +1 4.79 13 4 -1 -1 +1 +1 5.29 14 6 +1 -1 +1 +1 5.36 15 8 -1 +1 +1 +1 5.80 16 17 +1 +1 +1 +1 6.14 17 1 -1 0 0 0 3.78 18 26 +1 0 0 0 4.39 19 22 0 -1 0 0 4.76 20 21 0 +1 0 0 5.06

47

 

ตารางท 4.7 แสดงคาจรงและคาเขารหสของตวแปรสาหรบการออกแบบพนผวตอบสนอง

ตวแปร คาเขารหส (Coded values)

หนวย คาตา (-1)

คากลาง (0)

คาสง (+1)

A: ปรมาณ TEPA ในตวดดซบ 0.3 0.45 0.6 รอยละโดยมวล B: อณหภม 40 60 80 องศาเซลเซยส C: อตราสวน W/F 0.9 1.35 1.8 กรม วนาทตอ

ลกบาศกเซนตเมตร D: ความเขมขนคารบอนไดออกไซด 10 20 30 รอยละโดยปรมาตร

ตารางท 4.6 (ตอ) ลาดบ

มาตรฐาน

ลาดบทดลอง

A ปรมาณ TEPA ในตวดดซบ (รอยละโดย

มวล)

B อณหภม (องศา

เซลเซยส)

C อตราสวน W/F (กรม วนาทตอลกบาศกเซนตเมตร)

D ความเขมขน

คารบอนไดออกไซด (รอยละโดยปรมาตร)

คาความสามารถในการดดซบ (มลลโมลตอ

กรม) 21 20 0 0 -1 0 4.71 22 9 0 0 +1 0 5.95 23 23 0 0 0 -1 3.39 24 27 0 0 0 +1 4.99 25 10 0 0 0 0 4.87 26 3 0 0 0 0 4.87 27 18 0 0 0 0 4.89 28 2 0 0 0 0 4.87

48

 

เมอพจารณาทคาสมประสทธการตดสนใจ (r2) และคาสมประสทธการตดสนใจทปรบแก (Adjusted r2) ของโมเดลอย ท 0.9876 และ 0.9802 ตามลาดบ ซงแสดงใหเหนวาโมเดลพนผวตอบสนองมความถกตองสง คาความแมนยาเพยงพอ (Adequate precision) เทากบ 41.980 ซงคาน เมอมคามากกวา 4 แสดงวา โมเดลทไดมเทอมผลกระทบทเพยงพอตอการทานายผลตอบสนอง นอกจากนเมอพจารณาท (ก) พลอตความนาจะเปนปกตกบสวนตกคาง แสดงในรปท 4.8 พบวา การกระจายของจดขอมลอยในแนวเสนตรง และ (ข) พลอตสวนตกคางกบคาทไดจากการทานาย แสดงในรปท 4.9 พบวา ไมมรปแบบทชดเจนของการกระจายตวของจดขอมล ดงนนจงกลาวไดวา โมเดลหรอสมการพนผวตอบสนองทไดมการกระจายตวแบบสมสมบรณ (Complete randomized distribution) และมความเทยงตรงเพยงพอทจะทานายผลตอบสนอง

Internally Studentized Residuals

Nor

mal

% P

roba

bilit

y

-1.73 -0.82 0.10 1.02 1.93

1

510

2030

50

7080

9095

99

รปท 4.8 พลอตความนาจะเปนปกตกบสวนตกคางสาหรบการออกแบบพนผวตอบสนอง

49

 

Predicted

Inte

rnal

ly S

tude

ntiz

ed R

esid

uals

-3.00

-1.50

0.00

1.50

3.00

1.97 3.00 4.03 5.06 6.08

รปท 4.9 พลอตสวนตกคางกบคาทไดจากการทานายสาหรบการออกแบบพนผวตอบสนอง

รปท 4.10 พลอตโครงรางของผลกระทบหลกทงสสาหรบการออกแบบพนผวตอบสนอง

50

 

พลอตโครงราง (Contour plot) ของผลกระทบหลกทงสสาหรบการออกแบบพนผวตอบสนอง แสดงในรปท 4.10 ซงบงบอกถงแนวโนมของคาความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดและใหไดมาซงชวงของแตละปจจยหลกททาใหไดคาความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดทดทสด สวนทแรงเงาสนาเงนแสดงใหเหนถงความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดทดทสดทเปนไปไดและสภาวะทดทสดททาใหไดคาความสามารถในการดดซบทสงทสดอยในชวงของปรมาณ TEPA ในตวดดซบ รอยละ 35-36 โดยมวล อณหภม 74-80 องศาเซลเซยส อตราสวน W/F 1.72-1.80 กรม วนาทตอลกบาศกเซนตเมตร และ ความเขมขนคารบอนไดออกไซด รอยละ 27-30 โดยปรมาตร ซงคาความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดทไดอยในชวง 6.1-6.2 มลลโมลตอกรม 4.4 การทดสอบความคงทนของตวดดซบ (Stability test of the sorbent)

 

รปท 4.11 วฏจกรการดดซบและการคายซบคารบอนไดออกไซดของตวดดซบเตตระเอทลนเพนตะมน รอยละ 40 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต ทอณหภม 80 องศาเซลเซยส อตราสวน W/F เทากบ 1.8 กรม วนาทตอลกบาศกเซนตเมตร และความเขมขนของคารบอนไดออกไซด รอยละ 30 โดยปรมาตร

   จากการทดสอบการดดและคายซบคารบอนไดออกไซดแบบเปนวฏจกรของตวดดซบเตตระเอทลนเพนตะมน รอยละ 40 โดยมวล บนไฮโดรทาลไซต เพอตรวจสอบพฤตกรรมการดดซบและคายซบ และความคงทนของตวดดซบทเตรยม ดงแสดงในรปท 4.11 พบวา การคายซบในวฏจกรทหนง มคา

51

 

ความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดลดลงเปน 5.39 มลลกรมตอกรม จากการดดซบเดมท 6.14 ม ลลก รมตอก รม แสดงวา เกดการคายซบ ได ไม สมบ รณ เน องจากเกดการคายซบคารบอนไดออกไซดเฉพาะจากการสลายตวของคารบาเมต ( ท เกดจากการฟอรมตวของคารบอนไดออกไซดกบเตตระเอทลนเพนตะมน) โดยไมเกดการสลายตวของไบคารบอเนต (ทเกดจากการฟอรมตวของคารบอนไดออกไซดกบหมไฮดรอกซลบนไฮโดรทาลไซตทผานการกระตนดวยความรอนและด าง ) หลงจากวฏจก ร ท สองเปน ตน ไป พบวา ค าความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดมแนวโนมลดลงเพยงเลกนอยในระหวางการดดซบและการคายซบ ทาใหทราบวา มการคายซบทไมสมบรณของตวดดซบ ตองใชระยะเวลาในการคายซบทมากขน

บทท 5

สรปผลการวจย

จากการศกษาอทธพลของปจจยหลกทงสและอนตรกรยาของปจจยทสงผลกระทบตอความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดของตวดดซบเตตระเอทลนเพนตะมนบนไฮโดรทาลไซตทเตรยม การออกแบบการทดลอง 24 แฟคทอเรยลทาใหทราบถงปจจยและอนตรกรยาของปจจยทสงผลอยางมนยสาคญตอผลตอบสนอง โดยเรยงลาดบระดบความสาคญจากมากไปหานอย ไดแก ความเขมขนคารบอนไดออกไซด (ผลกระทบ D) อตราสวน W/F (ผลกระทบ C) อณหภม (ผลกระทบ B) ปรมาณ TEPA ในตวดดซบ (ผลกระทบ A) อนตรกรยาของอตราสวน W/F และความเขมขนคารบอนไดออกไซด (ผลกระทบ CD) อนตรกรยาของปรมาณ TEPA ในตวดดซบและอตราสวน W/F (ผลกระทบ AC) อนตรกรยาของปรมาณ TEPA ในตวดดซบและความเขมขนคารบอนไดออกไซด (ผลกระทบ AD) อนตรกรยาของปรมาณ TEPA ในตวดดซบ อตราสวน W/F และความเขมขนคารบอนไดออกไซด (ผลกระทบ ACD) อนตรกรยาของอณหภมและความเขมขนคารบอนไดออกไซด (ผลกระทบ BD) อนตรกรยาของอณหภมและอตราสวน W/F (ผลกระทบ BC) อนตรกรยาของอณหภม อตราสวน W/F และความเขมขนคารบอนไดออกไซด (ผลกระทบ BCD) อนตรก รยาของปรมาณ TEPA ในตวดดซบ อณหภม อตราสวน W/F และความเขมขนคารบอนไดออกไซด (ผลกระทบ ABCD) และ อนตรกรยาของปรมาณ TEPA ในตวดดซบ อณหภม และอตราสวน W/F (ผลกระทบ ABC) ตามลาดบ

จากการวเคราะหพนผวตอบสนอง พบวา สมการพนผวตอบสนองทไดมความเทยงตรงเพยงพอทจะทานายผลตอบสนอง และสภาวะทดทสดททาใหไดคาความสามารถในการดดซบทสงทสดอยในชวงของปรมาณ TEPA ในตวดดซบ รอยละ 35-36 โดยมวล อณหภม 74-80 องศาเซลเซยส อตราสวน W/F 1.72-1.80 กรม วนาทตอลกบาศกเซนตเมตร และ ความเขมขนคา รบอน ไดออกไซ ด รอยละ 27-30 โดยป รมาตร ซ งค าความสามารถในการดดซบคารบอนไดออกไซดทไดอยในชวง 6.1-6.2 มลลโมลตอกรม

จากการทดสอบความคงทนของตวดดซบ พบวา ตวดดซบมความคงทนภายใตสภาวะทศกษา

บรรณานกรม [1] สานกงานนโยบายและแผนพลงงาน กระทรวงพลงงาน. การปลอยกาซคารบอนไดออกไซด

(CO2) จากการใชพลงงาน ป 2554 [2] Metz, B., Davidson, O., Coninck, H., Loos, M., and Meyer L. Carbon Dioxide Capture

and Storage. IPCC, 2005: IPCC Special Report on Carbon Dioxide Capture and Storage. Prepared by Working Group III of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 442 pp.

[3] Brunetti, A., Scura, F., Barbieri, G., and Drioli, E. Membrane technologies for CO2 separation, Journal of Membrane Science 359 (2010): 115–125.

[4] Hasib-ur-Rahman, M., Siaj, M., and Larachi, F. Ionic liquids for CO2 capture, Chemical Engineering and Processing 49 (2010): 313–322.

[5] Araki, S., Doi, H., Sano, Y., Tanaka, S., and Miyake, Y. Preparation and CO2 adsorption properties of aminopropyl functionalized mesoporous silica microspheres, Journal of Colloid and Interface Science 339 (2009): 382–389.

[6] Choi, S., Drese, J.H., and Jones, C.W. Adsorbent materials for carbon dioxide capture from large anthropogenic point sources, ChemSusChem 2 (2009): 796–854.

[7] Kondo, A., Noguchi, H., Ohnishi, S., Kajiro, H., Tohdoh, A., Hattori, Y., Xu, W., Tanaka, C., Kanoh, H., and Kaneko, K. Novel expansion/shrinkage modulation of 2D layered MOF triggered by clathrate formation with CO2 molecules. Nano Letters 6 (2006): 2581–2584.

[8] Langeroudi, E.G., Kleitz, F., Iliuta, M.C., and Larachi, F. Grafted amine/CO2 interactions in gas-liquid-solid adsorption/absorption equilibria. The Journal of Physical Chemistry C 113 (2009): 21866–21876.

[9] Koenig, P., and Ivers-Tiffee, E. Modular Testing and Simulation Environment for Analysis and Optimization of Fuel Cell Systems ECS Trans. 5(1) (2007): 297–308.

[10] "IPCC Special Report Carbon Dioxide Capture and Storage Summary for Policymakers" (PDF). Intergovernmental Panel on Climate Change. Retrieved 2011-

54

10-05. Available from: http://www.ipcc.ch/pdf/special-reports/srccs/srccs_summary forpolicymakers.pdf.

[11] "Introduction to Carbon Capture and Storage - Carbon storage and ocean acidification activity". Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) and the Global CCS Institute. Retrieved 2013-07-03. Available from: http://www.globalccsinstitute.com/publications/introduction-carbon-capture-and-storage/online/43531.

[12] Burying the problem., Canadian Geographic. Available from: http://www.canadian geographic.ca/ magazine/jf08/indepth/

[13] [IPCC, 2015] ICPC special report on Cobonum Drioximide Capture and Storage. Prepared by working group III of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Metz, B., O. Davidson, H. C. de Coninck, M. Loos, and L.A. Meyer (eds.). Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 442 pp. Available in full at www.ipcc.ch.

[14] Coal Utilization Research Council (CURC) Technology Roadmap, 2005. Available from: http://www.coal.org/roadmap/index.asp.

[15] Scientific Facts on CO2 Capture and Storage, 2012. Available from: http://www.greenfacts.org/en/co2-capture-storage/.

[16] NETL 2007 Carbon Sequestration Atlas, 2007. Available from: http://www. netl.doe. gov/technologies/carbon_seq/refshelf/atlas/index.html.

[17] Phelps, J., Blackford, J., Holt, J., and Polton, J., Modelling Large-Scale CO2 Leakages in the North Sea, International Journal of Greenhouse Gas Control, 38 (2015) 210–220.

[18] Tanaka, N. CO2 CAPTURE AND STORAGE: A key carbon abatement option.

International Energy Agency (IEA) Publications, France, 2008, ISBN: 978-92-64-04140-0.

[19] Oh, T.H. Carbon Capture and Storage Potential in Coal-fired Plant in Malaysia-a Review, Renewable Sustainable Energy reviews 14 (2010) 2697–2709.

55

[20] Gray, M.L., Champagne, K.J., Fauth, D., Baltrus, J.P., and Pennline, H. Performance of immobilized tertiary amine solid sorbents for the capture of carbon dioxide, International Journal of Greenhouse Gas Control 2 (2008): 3–8.

[21] Gray, M.L., Soong, Y., Champagne, K.J., Pennline, H., Baltrus, J.P., Stevens Jr., R.W., Khatri, R., Chuang, S.S.C., and Filburn, T. Improved immobilized carbon dioxide capture sorbents, Fuel Processing Technology 86 (2005): 1449–1455.

[22] Gray, M.L., Champagne, K., Hoffman, J., Hedge, S., Fauth, D., Baltrus, J., and Pennline, H. Systematic Design of Immobilized Solid Amine Sorbents for the Capture of Carbon Dioxide, The National Energy Technology Laboratory (NETL), Proceeding paper.

[23] Lu, A.H., and Dai, S. Porous Materials for Carbon Dioxide Capture, Springer, 2014. [24] Boot-Handford, M.E., Abanades, J.C., Anthony, E.J., Blunt, M.J., Brandani, S.,

Dowell, N.M., Fernández, J.R., Ferrari, M.-C., Gross, R., Hallett, J.P., Haszeldine, R.S., Heptonstall, P., Lyngfelt, A., Makuch, Z., Mangano, E., Porter R.T.J., Pourkashanian M., Rochelle, G.T., Shah, N., Yaoa, J.G., and Fennell, P.S. Carbon capture and storage update, Energy & Environmental Science 7 (2014) 130–189.

[25] Rochelle, G. Amine scrubbing for CO2 capture, Science 325 (2009) 1652-1654. [26] Sumida, K. Rogow, D.L., Mason, J.A., McDonald, T.M., Bloch, E.D., Herm, Z.R., Bae

T.-H., and Long, J.R. Carbon dioxide capture in metal–organic frameworks. Chemical Reviews 112 (2012) 724–781.

[27] NETL, "Cost and Performance Baseline for Fossil Energy Plants" Volume 1: Bituminous Coal and Natural Gas to Electricity. Available from: http://www.netl. doe.gov/energy-analyses/pubs/BitBase_FinRep_Rev2.pdf.

[28] Solid sorbents for carbon capture, Available from: https://en.wikipedia.org/wiki/ Solid_sorbents_for_carbon_capture.

[29] Singh, P., Niederer, J.P.M. and Versteeg, G.F. Structure and activity relationships for amine based CO2 absorbents-I, International Journal of Greenhouse Gas Control 1 (2007): 5-10.

56

[30] Singh, P., Niederer, J.P.M. and Versteeg, G.F. Structure and activity relationships for amine based CO2 absorbents-II, Chemical Engineering Research and Design 87 (2008): 135-144.

[31] Liu, X.W., Zhou, L., Fu, X., Sun, Y., Su, W., and Zhou, Y.P. Adsorption and regeneration study of the mesoporous adsorbent SBA-15 adapted to the capture/separation of CO2 and CH4, Chemical Engineering Science 62 (2007): 1101-1110.

[32] Khalil, S.H., Aroua, M.K., and Daud, W.M.A.W. Study on the improvement of the capacity of amine-impregnated commercial activated carbon beds for CO2 adsorbing, Chemical Engineering Journal 183 (2012): 15–20.

[33] Kamarudin, K.S.N., and Alias, N. Adsorption performance of MCM-41 impregnated with amine for CO2 removal, Fuel Processing Technology 106 (2013): 332–337.

[34] Belmabkhout, Y., and Sayari, A. Effect of pore expansion and amine functionalization of mesoporous silica on CO2 adsorption over a wide range of conditions. Adsorption 15 (2009): 318–328.

[35] León, M., Díaz, E., Bennici, S., Vega, A., Ordóñez, S., Auroux, A. Adsorption of CO2 on Hydrotalcite-Derived Mixed Oxides: Sorption Mechanisms and Consequences for Adsorption Irreversibility. Industrial & Engineering Chemistry Research 49 (2010): 3663–3671.

[36] Ebner, A.D., Gray, M.L., Chisholm, N.G., Black, Q.T., Mumford, D.D., Nicholson, M.A., Ritter, J.A. Suitability of a Solid Amine Sorbent for CO2 Capture by Pressure Swing Adsorption. Industrial & Engineering Chemistry Research 50 (2011): 5634–5641.

[37] Cavani, F., Trifiro, F., and Vaccari, A. Hydrotalcite-type anionic clays: preparation, properties and applications. Catalysis Today 11 (1991): 173–301.

[38] Davila, V., Lima, E., Bulbulian, S., and Bosch, P. Mixed Mg(Al)O oxides synthesized by the combustion method and their recrystallization to hydrotalcites. Microporous and Mesoporous Materials 107 (2008): 240–246.

57

[39] Prikhodko, R.V., Sychev, M.V., Astrelin, I.M., Erdmann, K., Mangel, A., and van Santen, R.A. Russ. Synthesis and Structural Transformations of Hydrotalcite-like Materials Mg3Al and Zn3Al. Russian Journal of Applied Chemistry 74 (2001): 1573–1577.

[40] Yang, Y.-H., Li, F.-F., Yang, C., Zhang, W.-Y., and Wu, J.-H. Grafting morphologies of TEPA on SBA-15(P) and its effect on CO2 adsorption performance. Acta Physico-Chimica Sinica 28 (2012):195–200.

[41] Knofel, C., Martin, C., Hornebecq, V., and Llewellyn, P.L. Study of Carbon Dioxide Adsorption on Mesoporous Aminopropylsilane-Functionalized Silica and Titania Combining Microcalorimetry and in Situ Infrared Spectroscopy. The Journal of Physical Chemistry C 113 (2009): 21726–21734.

[42] Bossa, J.B., Theule, P., Duvernay, F., Borget, F., and Chiavassa, T. Carbamic acid and carbamate formation in NH3:CO2 ices-UV irradiation versus thermal processes. Astronomy & Astrophysics 492 (2008): 719–724.

[43] Robinson, K., McCluskey, A., and Attalla M.I. An ATR-FTIR Study on the Effect of Molecular Structural Variations on the CO2 Absorption Characteristics of Heterocyclic Amines, Part II. ChemPhysChem 13 (2012) 2331–2341.

[44] Bossa, J. B., Borget, F., Duvernay, F., Theule, P., and Chiavassa, T. Formation of neutral methylcarbamic acid (CH3NHCOOH) and methylammonium methylcarbamate [CH3NH3

+][CH3NHCO2-] at low temperature. The Journal of

Physical Chemistry A 112 (2008): 5113–5120. [45] Robinson K., McCluskey A., and Attalla, M. An spectroscopic study on the effect of

molecular structural variations on the CO2 absorption characteristics of heterocyclic amines. ChemPhysChem 12 (2011): 1088–1099.

ผลผลต ผลผลตทเกดจากงานวจยน [1] Phuwadej Pornaroonthama, Nutthavich Thouchprasitchai, Sangobtip Pongstabodee,

“CO2 adsorption on diatomaceous earth modified with cetyltrimethylammonium bromide and functionalized with tetraethylenepentamine: Optimization and kinetics”, Journal of Environmental Management 157 (2015) 194-204. (Impact factor = 2.723)

[2] ยนจดสทธบตร เลขทคาขอรบสทธบตร คอ 1401006072 ชอ ตวดดซบแรดนทปรบปรงพนผวดวยกรด/ดางและดดแปรฟงกชนดวยเอมนสาหรบใชในกระบวนการดกจบคารบอนไดออกไซด