ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการทำให้ถ่านหินเป็นคาร์บอนและการแปรสภาพเป็นแก๊สคือการทำให้ถ่านหินเป็นคาร์บอนคือการปลดปล่อยผลิตภัณฑ์ที่ระเหยง่ายจากถ่านหินเมื่อได้รับความร้อน ในขณะที่การทำให้เป็นแก๊สคือการเปลี่ยนชีวมวลเป็นก๊าซผู้ผลิต (syngas) เมื่อให้ความร้อน
ถ่านกัมมันต์และการแปรสภาพเป็นแก๊สเป็นกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่สำคัญซึ่งรวมถึงถ่านหินเป็นสารตั้งต้นหลัก กระบวนการเหล่านี้ทำให้เกิดสารตกค้างที่สำคัญเมื่อผ่านกรรมวิธีทางความร้อน
ถ่านกัมมันต์คืออะไร
ถ่านกัมมันต์เป็นกระบวนการให้ความร้อนแก่ถ่านหิน ซึ่งทำให้ผลิตภัณฑ์ที่ระเหยได้ปลดปล่อยจากถ่านหิน ทิ้งคราบที่เป็นของแข็งสารตกค้างที่เป็นของแข็งนี้มีชื่อว่าโค้ก ผลิตภัณฑ์ที่ระเหยง่ายในถ่านหินอาจเป็นของเหลวหรือก๊าซ หรืออาจเป็นทั้งสองอย่างก็ได้ ในกระบวนการนี้ เราจำเป็นต้องให้ความร้อนแก่ถ่านหินที่อุณหภูมิสูง เราสามารถทำความร้อนได้ทั้งในกรณีที่ไม่มีออกซิเจนหรืออยู่ในระดับควบคุมของก๊าซออกซิเจน
รูปที่ 01: Carbonization
โดยปกติ คำว่า carbonization หมายถึงการแปลงอินทรียวัตถุ (เช่น พืชและวัสดุจากสัตว์ที่ตายแล้ว) เป็นคาร์บอนผ่านกระบวนการวิเคราะห์ที่เรียกว่าการกลั่นแบบทำลายล้าง การกลั่นแบบทำลายล้างคือการสลายตัวของวัสดุที่ยังไม่ผ่านกระบวนการโดยใช้ความร้อน ตามด้วยการสกัดที่เหมาะสม
กระบวนการของคาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้นเป็นปฏิกิริยาไพโรไลติก และเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนซึ่งปฏิกิริยาเคมีหลายอย่างเกิดขึ้นพร้อมกัน ปฏิกิริยาเหล่านี้รวมถึงการดีไฮโดรจีเนชัน การควบแน่น การถ่ายเทไฮโดรเจน และไอโซเมอไรเซชัน
ยิ่งไปกว่านั้น การทำให้เป็นคาร์บอนแตกต่างจากการรวมตัวเนื่องจากการรวมเป็นถ่านหินค่อนข้างเร็วมากเนื่องจากอัตราการเกิดปฏิกิริยาสูง
การแปรสภาพเป็นแก๊สคืออะไร
การทำให้เป็นแก๊สเป็นกระบวนการเทอร์โมเคมีที่เปลี่ยนชีวมวลเป็นก๊าซที่ติดไฟได้ที่เรียกว่าก๊าซผู้ผลิต (syngas) ที่นี่ วัสดุจะสลายตัวในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนอยู่เล็กน้อย อย่างไรก็ตาม ปริมาณออกซิเจนนี้ไม่เพียงพอสำหรับการเผาไหม้ ผลิตภัณฑ์จากการแปรสภาพเป็นแก๊สคือความร้อนและก๊าซที่ติดไฟได้
นอกจากนี้ กระบวนการยังดำเนินการที่อุณหภูมิตั้งแต่ 8000°C – 12000°C ส่วนประกอบหลักในก๊าซที่ติดไฟได้ที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการนี้ ได้แก่ คาร์บอนมอนอกไซด์และก๊าซไฮโดรเจน นอกจากนี้ยังมีส่วนประกอบอื่นๆ เช่น ไอน้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ ไอน้ำมันทาร์ และเถ้า
รูปที่ 02: Gasifiers ประเภทต่างๆ
ในเครื่องผลิตแก๊สที่มีการแปรสภาพเป็นแก๊สในระดับอุตสาหกรรม เราสามารถใช้วัตถุดิบประเภทต่างๆ เราสามารถจำแนกตามลักษณะ เช่น ขนาด รูปทรง ความหนาแน่นรวม ปริมาณความชื้น ปริมาณพลังงาน องค์ประกอบทางเคมี ความเป็นเนื้อเดียวกัน เป็นต้น ประเภทวัตถุดิบ ได้แก่ การกำจัดของเสีย เช่น เศษไม้ เม็ดและเศษ พลาสติกและอลูมิเนียม น้ำเสีย กากตะกอน ฯลฯ
ความแตกต่างระหว่างถ่านกัมมันต์กับการแปรสภาพเป็นแก๊สคืออะไร
ถ่านกัมมันต์และการแปรสภาพเป็นแก๊สเป็นกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่สำคัญซึ่งรวมถึงถ่านหินเป็นสารตั้งต้นหลัก ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการทำให้เป็นคาร์บอนของถ่านหินและการแปรสภาพเป็นแก๊สก็คือ การทำให้ถ่านหินเป็นคาร์บอนคือการปลดปล่อยผลิตภัณฑ์ที่ระเหยง่ายจากถ่านหินเมื่อได้รับความร้อน ในขณะที่การแปรสภาพเป็นแก๊สคือการเปลี่ยนชีวมวลเป็น syngas เมื่อให้ความร้อน นอกจากนี้ ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของถ่านหินเป็นถ่านกัมมันต์ ได้แก่ โค้ก น้ำมันถ่านหิน เขม่า และก๊าซไฮโดรคาร์บอน ในขณะที่ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของการแปรสภาพเป็นแก๊ส ได้แก่ ของแข็ง เถ้า ตะกรัน และซินแก๊ส
อินโฟกราฟิกด้านล่างแสดงความแตกต่างระหว่างการทำให้เป็นคาร์บอนของถ่านหินและการทำให้เป็นแก๊สในรูปแบบตารางสำหรับการเปรียบเทียบแบบเคียงข้างกัน
สรุป – ถ่านกัมมันต์เทียบกับการทำให้เป็นแก๊ส
ในอุตสาหกรรมไฮโดรคาร์บอน ถ่านหินเป็นสารตั้งต้นที่สำคัญที่สามารถผ่านกระบวนการต่างๆ ได้หลายอย่าง เช่น การทำให้เป็นคาร์บอนและการแปรสภาพเป็นแก๊ส ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการทำให้เป็นคาร์บอนของถ่านหินและการแปรสภาพเป็นแก๊สก็คือ การทำให้ถ่านหินเป็นคาร์บอนคือการปลดปล่อยผลิตภัณฑ์ที่ระเหยง่ายจากถ่านหินเมื่อได้รับความร้อน ในขณะที่การแปรสภาพเป็นแก๊สคือการเปลี่ยนชีวมวลเป็น syngas เมื่อให้ความร้อน