ข้อมูลผลงานวิจัยของคณาจารย์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ชื่อผลงานวิจัย : ความว่องไวต่อปฏิกิริยาของถ่านชาร์จากถ่านหินในประเทศไทย
Library Call : PJ.2544 / 2247  
สถานที่ตั้งห้องสมุด : ห้องสมุดคณะวิทยาศาสตร์
ตัวอย่างบทคัดย่อ : การไพโรไลส์ถ่านหิน คือ กระบวนการสลายตัวด้วยความร้อนของถ่านหินเมื่อได้รับความร้อนในที่ไม่มีหรือจำกัดอากาศ โดยการสลายตัวของถ่านหินได้ผลิตภัณฑ์ของแข็งที่เรียกว่า ถ่านชาร์ซึ่งเป็นวัตถุดิบที่สำคัญที่ได้จากการแปรรูปถ่านหินไปเป็นเชื้อเพลิงชนิดต่างๆ คุณสมบัติและความว่องไวของถ่านชาร์นั้นขึ้นกับสภาวะที่ใช้ในการไพโรไลส์ งานวิจัยนี้ศึกษาถึงผลของอัตราการให้ความร้อนและอุณหภูมิสุดท้ายของการไพโรไลส์ต่อคุณสมบัติและความว่องไวของถ่านชาร์ โดยการไพโรไลส์ถ่านหิน ซึ่งมีปริมาณร้อยละคาร์บอนคงตัว 47.41 ร้อยละสารระเหยได้ 52.59 และค่าความร้อนเท่ากับ 4,082 กิโลแคลอรีต่อกิโลกรัม ในเครื่องปฏิกรณ์แบบท่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 24 มิลลิเมตรที่อุณหภูมิ 300-700 องศาเซลเซียส อัตราการให้ความร้อน 20, 40 และ60 องศาเซลเซียสต่อนาที และระยะเวลาที่อุณหภูมิสุดท้ายเป็นเวลา 30 นาที จากนั้นนำถ่านชาร์ไปวิเคราะห์ด้วยเทคนิคต่างๆ เช่น การหาปริมาณพื้นที่ผิวจำเพาะโดยวิธี BET และการวิเคราะห์ลักษณะพื้นผิวด้วย Scanning Electron Microscope (SEM) จากผลการวิเคราะห์ พบว่า ความแตกต่างของอัตราการให้ความร้อนมีผลต่อคุณสมบัติถ่านชาร์ไม่มากนัก แต่สามารถเห็นผลจากความแตกต่างของอุณหภูมิอย่างชัดเจน กล่าวคือ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นจาก 300 ถึง 700 องศาเซลเซียส จะได้ร้อยละของผลได้ของถ่านชาร์ลดลงอยู่ในช่วงร้อยละ 73.67-44.36 แต่ถ่านชาร์ที่ได้นั้นมีคุณภาพดีขึ้นโดยมีร้อยละของสารระเหยลดลงในช่วงร้อยละ 35.90-5.16 ร้อยละของคาร์บอนคงตัวและค่าความร้อนเพิ่มขึ้นในช่วง 53.44-82.12 และ 6,067-9,186 กิโลแคลอรีต่อกิโลกรัม ตามลำดับ สำหรับผลการวิเคราะห์ลักษณะพื้นผิวด้วยเครื่อง SEM และผลการวิเคราะห์ปริมาณพื้นที่ผิวจำเพาะด้วยวิธี BET ของถ่านชาร์ที่อัตราการให้ความร้อน 40 องศาเซลเซียสต่อนาที อุณหภูมิสุดท้ายแตกต่างกัน พบว่า ถ่านชาร์มีปริมาณพื้นที่ผิวจำเพาะมากกว่าถ่านหินซึ่งมีค่า 2.54 ตารางเมตรต่อกรัม และปริมาณพื้นที่ผิวจำเพาะนี้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิระหว่าง 500-700 องศาเซลเซียส โดยมีค่าเท่ากับ 14.27, 132.70 และ 303.00 ตารางเมตรต่อกรัม ตามลำดับ แสดงว่าความว่องไวของถ่านชาร์ก็เพิ่มขึ้นด้วยเช่นกัน นั่นคือ การไพโรไลส์ถ่านหินที่อัตราการให้ความร้อน 40 องศาเซลเซียสต่อนาที อุณหภูมิสุดท้าย 700 องศาเซลเซียส จะได้ถ่านชาร์ที่มีคุณสมบัติดีที่สุด