เปลี่ยนคาร์บอนเป็นน้ำมันดิบ
อยากให้ดูวิดีโอคลิปอันหนึ่งครับ เป็นเรื่องเกี่ยวกับการดูดคาร์บอนจากอากาศ แล้วใช้กระบวนการซึ่งมีชื่อว่า Thermal Depolymerization Process หรือ TDP เปลี่ยนคาร์บอนที่ดูดมาไปเป็นน้ำมัน(ดิบ) เศษที่เหลือฝังกลบไว้
อย่าเพิ่งกลัวว่าเป็นเรื่องเทคนิคแล้วจะไม่รู้เรื่องนะครับ มันเป็นเรื่องเทคนิคแน่! แต่ไม่ยากเกินเข้าใจหลักการ เพราะ TDP เป็นกระบวนการเลียนแบบธรรมชาติในการสร้างน้ำมันดิบ อาศัยความร้อน-ความกดดัน แยกสลายสารประกอบต่างๆ ลงเป็นระดับอะตอม เมื่อรวมตัวกันอีกครั้ง จึงเกิดสารประกอบไฮโดรคาร์บอนหลายชนิด ทั้งของแข็ง ของเหลว และก๊าซ มีคุณสมบัติเหมือนที่เกิดขึ้นในบ่อน้ำมัน
กระบวนการ TDP นี้ เป็นสิ่งที่ทำได้จริง แต่ว่าพอจะนำมาทำจริงในระดับอุตสาหกรรมแล้ว เป็นเรื่องท้าทายมาก
ในสหรัฐมีคนพยายามจะทำ [วิดีโอคลิป] แต่ระดมทุนผ่านตลาดหลักทรัพย์ในจังหวะที่ไม่ดี ในเมื่อไม่สามารถระดมทุนได้ บริษัทจึงปิดไป แต่กระบวนการ TDP เป็นเรื่องที่ญี่ปุ่น จีน และเกาหลีให้ความสนใจมาก [วิดีโอคลิป จากเกาหลี] — ทั้งสองอันนี้ ใช้ยางเป็นวัตถุดิบ เนื่องจากยางก็เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอน
แต่ก็มีงานวิจัยอีกอันหนึ่งตั้งแต่ปี 2542 ใช้มูลสุกรมาเป็นวัตถุดิบ; มูลสัตว์ กิ่งไม้ ใบไม้ ต่างเป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนด้วยกันทั้งนั้น งานวิจัยอันนี้ให้ตัวเลขน่าสนใจดังนี้ครับ
2.2.3 Thermochemical Conversion of Livestock Manure
So far, nearly all of the available literatures on the studies of the thermochemical conversion of livestock manure were carried out during the 1970’s. And almost all of these studies were concentrated on the pyrolysis or gasification of cattle manure to produce combustible gases. Kreis (1979) had summarized these studies in the decade with tables and illustrations from more than 65 references. Studies of cost analysis of the pyrolysis and other thermal processes were also made to explore the economical feasibility of practical operations of these processes.
White and Taiganides’ work (1971) was possibly the first who published research on livestock manure pyrolysis. The main purpose of White and Taiganides’ research was to obtain combustible gases from animal wastes through pyrolysis process. The feedstock was the animal waste of swine, beef, dairy, as well as poultry. The manure was dried and then grounded through a 40-mesh screen in most of the experiments. The samples were then heated from room temperature and pressure to 800?C at a controlled rate. The gaseous products were collected and the heating values were determined. Based on the conditions, dairy waste produced the most gas followed by chicken, beef, and swine. The combustible portion of the gases was between 50 ~ 60%. The calculated heating values for the gas product from swine waste was 3,256 kJ/kg (1,400 Btu/bI). The interesting founding is that the heating value of gas from newspaper appeared to be lower than that from animal wastes, only 1,410 kJ/kg (607 Btu/bI) based on total solids basis. The gas from swine waste had the lowest heating value of the wastes tested. When coupled with its high moisture content it would not produce enough heat to vaporize the moisture (1,025 kJ or 972 Btu is needed to vaporize one pound of water at 100°C). This was a feasibility study and no systematically experiments, such as the effects of temperature and pressure were performed.
Appell and colleagues (1980) focused on converting organic wastes to oil in batch and continuous mode. The results show that bovine (dairy) manure was not readily to be converted to oil at 250°C or lower, but with the treatment of CO and steam at 380°C and 40 MPa (6,000 psi) resulted in high conversions of dairy manure to oil. The conversion rate was 99% and the oil yield was 47%. Reactions were carried out in the presence of catalyst, sodium carbonate. Carbon monoxide and water were added as reductants. They found that the presence of CO heavily affected the oil yield as well as the organic matter conversion rate. Another important finding in Appell’s research is the function of water in the thermal conversion process as a solvent and a reactant. This is even more important in the conversion of livestock manure slurry where a large quantity of water exists and dewatering is infeasible costly. Taking advantage of water content in raw manure will greatly value the conversion process, not only producing energy but also lightening the wastewater intense from livestock farm.
In Duun and associates’ work (1976), a semi-continuous pyrolysis machine was used to process the cattle manure. The feed was dried out before the pyrolysis began. Low operation temperatures were adapted and varied from 200 to 400 ° C under ambient pressure. Even a weak negative pressure was applied to draw the produced gas products out of the reaction chamber. This is unique and quite different from the others’ work. The yield of solids product (char) was 25.0 ~ 53.5%, and that of liquid was 11.4 ~ 32.1%. More char formed because of the low pyrolysis temperature. The dry-up of feedstock is the major drawback of the process that is costly and environment-negative.
Garner and Smith (1973) conducted similar studies on pyrolysis of cattle waste. The purposes was to explore if pyrolysis of cattle feedlot waste was a possible solution to the pollution of livestock waste and livestock manure could be used as an energy source or even a basic material source for chemical industry. They found that the maximum oil yields were obtained with the pyrolysis temperature of 400 ~ 500 ° C and low pressures. The pyrolysis produced a combustible gas with a fuel content of 695 ~ 930 kJ/kg (300 ~ 400 Btu/ft3) that contained H2, CH4, CO, CO2, and N2 with traces of C2H6 and C2H4. About 20~30% of the fuel value was recovered from the dry raw manure.
Though there were some research that converted organic waste into oil (e.g., Appell et al., 1980), most of them are the conversion of manure, through pyrolysis process, to gaseous products. Conversion of swine manure was rarely the topic in these studies.
ผมไม่ใช่นักเคมีหรอกครับ แต่ถ้ามูลสัตว์ หรือพืชเอามาผลิตเป็นน้ำมันได้ คิดว่าตัวเลขอุณหภูมิ/ความดันต่างๆ ที่รายงานกล่าวเอาไว้นั้น น่าสนใจมาก
กระบวนการย่อยสลายด้วยความร้อน (pyrolysis) ในระดับ 400-500°C นั้น อยู่ในวิสัยที่จะนำความร้อนจากดวงอาทิตย์มาใช้ได้ และกระบวนการ TDP แบบนี้ มีข้อดีคือใช้ความดันต่ำ (เนื่องจากเร่งอุณหภูมิให้สูงกว่าที่ธรรมชาติเคยทำใต้ผิวดิน จึงต้องใช้ความดันหรือน้ำหนักของดินที่กดทับบ่อน้ำมันสูงมาก)
ความคิดเห็นสำหรับ "เปลี่ยนคาร์บอนเป็นน้ำมันดิบ"