การสอด Thermocouple เข้า Thermowell และการแก้ไขปัญหาท่อฉีดแก๊สตัวอย่างเข้า GC อุดตัน (การทำวิทยานิพนธ์ภาคปฏิบัติ ตอนที่ ๗๙) MO Memoir : Wednesday 17 February 2559

เหตุการณ์มันเริ่มจากการตรวจพบพีคประหลาดระหว่างการวัดความเข้มข้น NO ทำให้สงสัยว่าน่าจะเกิดจากสารประกอบ oxygenate ที่ค้างอยู่ในระบบท่อจากการทดลองก่อนหน้า ตรงตำแหน่งข้อต่อสามทางที่ใช้สอด thermowell เข้าไปยังด้านใต้ catalyst bed ของ reactor (รูปที่ ๑)
 

ในระบบนั้นแก๊สไหลผ่าน catalyst bed จากบนลงล่าง แล้วหักเลี้ยวเป็นมุมฉากที่ข้อต่อสามทาง ข้อต่อสามทางนี้ใช้สำหรับสอดท่อ thermowell (ทำจาก tube O.D. 1/8") เข้าไปยังด้านล่างของ reactor (ทำจาก tube O.D. 1/4") ดังนั้นจุดต่อด้านที่สอด thermowell เข้ามาจะมีลักษณะเป็นปลายตันช่วงสั้น ในกรณีที่ผลิตภัณฑ์จากการทำปฏิกิริยาทั้งหมดนั้นเป็นแก๊สที่อุณหภูมิห้อง ปริมาตรของปลายตันนี้ก็ไม่ได้ก่อให้เกิดปัญหาอะไร ทางกลุ่มเราสงสัยว่ามันจะก่อปัญหาเมื่อเราพบว่าผลิตภัณฑ์จากการทำปฏิกิริยานั้น บางตัวเป็นสารประกอบ oxygenate ที่เป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้อง (แต่ระเหิดได้) และของแข็งที่สะสมอยู่ ณ บริเวณนี้ค่อย ๆ ระเหิดออกมาอย่างช้า ๆ ปะปนไปกับแก๊สตัวอย่างที่ฉีดเข้าเครื่อง GC-2014 ECD ทำให้เกิดพีคประหลาดปรากฏขึ้นในระหว่างการวัดความเข้มข้น NO
 

นอกจากนี้มันยังไปควบแน่นในระบบท่อรับแก๊สตัวอย่างของเครื่อง GC (ท่อขนาด 1/16") ทำให้ไม่สามารถฉีดแก๊สตัวอย่างเข้าเครื่องได้

รูปที่ ๑ จุดที่เกิดปัญหาสารประกอบ oxygenate ตกค้างในระบบ
 

และเมื่อวันจันทร์เมื่อถอดข้อต่อดังกล่าวออกมาดูก็พบว่ามีของแข็งสะสมอยู่จริง ทำให้ต้องทำการรื้อระบบท่อด้านขาออกทางหมดมาล้างทำความสะอาด ปัญหาแรกที่เกิดขึ้นตอนประกอบกลับก็คือการสอด thermocouple กลับเข้า thermowell ที่เมื่อใช้มือสอดเข้าไปได้ถึงระดับหนึ่งแล้วจะดันไม่เข้า คือพอออกแรงดัน ตัว thermocouple จะงอ แทนที่จะเคลื่อนที่เข้าไปใน thermowell
 

การแก้ปัญหาก็ทำได้ไม่ยากด้วยการใช้คีบจับ thermocouple ตรงบริเวณใกล้ ๆ ปลาย thermowell แล้วค่อย ๆ ดันเข้าไป ก็จะทำให้สามารถดัน thermocouple เข้าไปจนสุดปลายท่อ thermowell ได้ (รูปที่ ๒)

รูปที่ ๒ (บน) thermowell ทำจาก tube ขนาด O.D. 1/8" ส่วน thermocouple มีขนาด O.D. 1 mm (ล่าง) เมื่อสอดเข้าไปด้วยมือจนรู้สึกว่าไม่สามารถดัน thermocouple เข้าไปได้อีก ให้ใช้คีบจับ thermocouple ตรงตำแหน่งใกล้ ๆ กับปลายท่อแล้วดันเข้าไป

ปัญหาที่สองที่ทำการแก้ไขกันเมื่อเช้าวันวานคือการตรวจหาตำแหน่งที่เกิดการอุดตันของระบบท่อเก็บแก๊สตัวอย่างของเครื่อง GC-2014 ECD โชคดีที่พบว่าเกิดการอุดตันเฉพาะตรงตำแหน่งท่อชิ้นแรก (เป็น tube ขนาด O.D. 1/16" ดูรูปที่ ๓) เนื่องจากเราคาดการณ์ว่าสิ่งอุดตันเป็นสารประกอบ oxygenate ที่มีจุดหลอมเหลวไม่สูงและยังระเหิดได้ง่าย จึงทำการแก้ปัญหาด้วยการนำเอาชิ้นส่วนท่อดังกล่าวไปอบในตู้อบที่อุณหภูมิ 120ºC (ใส่ในบีกเกอร์โดยจับท่อดังกล่าววางตั้ง เพื่อให้สารอินทรีย์ที่อุดตันท่อนั้นไหลออกหรือระเหยออกไปได้ง่าย) ซึ่งก็พบว่าวิธีการดังกล่าวสามารถกำจัดสิ่งอุดตันได้ จากนั้นจึงทำการล้างท่อดังกล่าวด้วยน้ำ (หรือตัวทำละลายที่เหมาะสม) เพื่อล้างสารอินทรีย์ที่อาจจะยังคงค้างอยู่ตามผิวท่อด้านในออก เพราะถ้าไม่ล้างมันออก มันอาจจะระเหิดและเข้าไปเกาะลึกยังระบบท่อและวาล์วข้างในได้อีก ซึ่งถ้าปัญหานี้มันเกิดขึ้นจะทำให้การแก้ไขปัญหาวุ่นวายมากขึ้นไปอีก

ดังนั้นสิ่งต่อไปที่ทางกลุ่มเราต้องพิจารณากันก็คือ จะหาทางดักสารประกอบ oxygenate อย่างใดโดยไม่ไปรบกวนการวิเคราะห์ความเข้มข้นสารตัวอื่นในแก๊สตัวอย่าง และดูเหมือนว่างานนี้จะเป็นงานเร่งด่วนซะด้วย

รูปที่ ๓ เส้นประสีเหลืองคือท่อรับแก๊สตัวอย่าง (ขนาด 1/16"\) ที่พบว่าอุดตัน ส่วนที่อยู่ในวงกลมสีเหลืองคือวาล์วปิด-เปิดด้านขาเข้าของระบบท่อรับแก๊สตัวอย่าง (Relay 5)