รู้ทันนักวิจัย (๒๔) ไฮโดรเจนมาจากไหน MO Memoir : Sunday 28 June 2563

หลายสิ่งหลายอย่างนะครับที่เขาอ้างว่ามันสะอาด ไม่ก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมเมื่อนำไปใช้งาน มันก็ทำให้รู้สึกเช่นนั้นได้ครับ ตราบเท่าที่ไม่ได้ไปดูว่ามันได้มายังไง มันมีทางเลือกอื่นที่ดีกว่าหรือไม่ และหลังจากใช้งานไปแล้ว มันเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมจริงอย่างที่เขาอ้างหรือไม่

  

ไฮโดรเจนเป็นสารที่ไม่ได้มีอยู่อย่างอิสระในธรรมชาติ เราจำเป็นต้องผลิตมันขึ้นจากวัตถุดิบที่มีอยู่ในธรรมชาติ ไฮโดรเจนถูกมองว่าเป็นพลังงาน "สะอาด" เนื่องจากการเผาไหม้มันนั้นทำให้เกิด "น้ำ - H₂O" เท่านั้น โดยไม่ทำให้เกิด "คาร์บอนไดออกไซด์ - CO₂" ที่เป็นแก๊สเรือนกระจก ซึ่งถ้ามองแค่นี้มันก็ถูกอย่างที่เขาอ้าง ตราบเท่าที่ยังไม่ไปดูว่าเราไปได้ไฮโดรเจนมาจากไหน

รูปที่ ๑ เส้นทางการผลิตไฮโดรเจน (๑) คือ Steam reforming ที่เป็นเส้นทางใหญ่ที่สุดของอุตสาหกรรมปิโตรเคมี เส้นทาง (๒) คือกระบวนการผลิตโซดาไฟ ไฮโดรเจนส่วนหนึ่งจากกระบวนการนี้ถูกนำไปผลิต HCl ด้วยการทำปฏิกิริยากับแก๊สคลอรีนที่เกิดร่วม เส้นทาง (๓) คือกระบวนการทำให้ไฮโดรคาร์บอนโมเลกุลใหญ่แตกออกเป็นโมเลกุลที่เล็กลง หรือดึงไฮโดรเจนออกจากโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวโดยตรง ปฏิกิริยานี้ใช้การเปลี่ยนน้ำมันหนัก (เช่นน้ำมันเตา) ให้เป็นน้ำมันเบา (เช่นเบนซิน ดีเซล) ที่มีความต้องการมากกว่าและมีมูลค่าสูงกว่า และใช้ในการผลิตโอเลฟินส์ที่เป็นสารตั้งต้งของอุตสาหกรรมปิโตรเคมี ส่วนเส้นทางล่างสุด (๔) คือความฝันที่ยังไม่เป็นจริงเสียทีคือจากกระบวนการ Cold fusion

   

สารอินทรีย์ในธรรมชาติที่มีสัดส่วนอะตอม H ในโมเลกุลมากที่สุดคือมีเทน CH₄ และบังเอิญว่าเรามีแหล่งแก๊สมีเทนอยู่ตามธรรมชาติในปริมาณมากด้วย แต่ปัญหาก็คือพันธะ C-H ของมีเทนนั้นมีพลังงานพันธะที่สูงเมื่อเทียบกับพันธะ C-H ของคาร์บอนอิ่มตัวด้วยกัน ทำให้การแตกพันธะ C-H ของมีเทนไม่ใช่เรื่องง่าย กระบวนการหลักในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีที่ใช้ผลิตไฮโดรเจนจากมีเทนคือปฏิกิริยา steam reforming (รูปที่ ๑ (๑)) โดยนำมีเทนมาทำปฏิกิริยากับไอน้ำที่อุณหภูมิสูง (ระดับ 1,000ºC) และยังต้องมีตัวเร่งปฏิกิริยาช่วยอีก ผลิตภัณฑ์ที่ได้เรียกว่าแก๊สสังเคราะห์ (synthesis gas หรือนิยมเรียกกันย่อ ๆ ว่า syn gas) ที่ประกอบด้วย CO, CO₂ และ H₂ 

   

กระบวนการที่สอง (รูปที่ ๑ (๒)) ที่เป็นแหล่งที่มาของไฮโดรเจนอีกแหล่งหนึ่งได้แก่การผลิตโซดาไฟ (NaOH) ที่ได้จากการนำเอาสารละลายเกลือ (NaCl) มาเข้ากระบวนการ electrolysis ที่ใช้กระแสไฟฟ้า ในกระบวนการนี้จะได้แก๊สไฮโดรเจนและคลอรีนเป็นผลพลอยได้ (บางโรงงานอาจเอาไฮโดรเจนและคลอรีนไปผลิตเป็นกรดเกลือ HCl ต่อเลย จะได้ไม่มีปัญหาเรื่องการเก็บแก๊สคลอรีนที่เป็นแก๊สพิษ) พวกอุตสาหกรรมกลั่นน้ำมันหรือปิโตรเคมีจะไม่นิยมใช้กระบวนการนี้ (เพราะไม่รู้ว่าจะเอาสารละลายโซดาไฟกับแก๊สคลอรีนไปทำอะไร ต้องหาตลาดให้มันอีก) เว้นแต่จะเป็นกระบวนการที่มีความจำเป็นต้องใช้แก๊สคลอรีน (เช่นในการผลิตไวนิลคลอไรด์ H₂C=CHCl) 

   

กระบวนการที่สามที่เป็นแหล่งที่มาของไฮโดรเจนคือ thermal cracking/catalytic cracking/catalytic dehydrogenation (รูปที่ ๑ (๓)) สำหรับโรงกลั่นน้ำมันกระบวนการ cracking เป็นการทำให้โมเลกุลไฮโดรคาร์บอนขนาดใหญ่แตกออกเป็นโมเลกุลที่เล็กลง แต่สำหรับปิโตรเคมีจะเป็นการผลิตสารประกอบโอเลฟินส์ (พวกที่มีพันธะไม่อิ่มตัว C=C) เพื่อนำไปใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตสารอื่นต่อ ปฏิกิริยา thermal cracking นี้เป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน ส่วนจะใช้อุณหภูมิระดับไหนก็ขึ้นอยู่กับสารตั้งต้น ถ้าเป็นพวกไฮโดรคาร์บอนโมเลกุลใหญ่ก็อาจอยู่ที่ระดับราว ๆ 500ºC ถ้าเป็นอีเทนก็อยู่ที่ระดับราว ๆ 900ºC ถ้าเป็นโรงงานที่อยู่ในกลุ่มอุตสาหกรรมที่มีโรงโอเลฟินส์ตั้งอยู่ด้วย ก็สามารถรับเอาไฮโดรเจนจากโรงงานผลิตโอเลฟินส์มาใช้ (ถ้าเขามีเหลือขายให้) แต่สำหรับโรงงานที่ตั้งอยู่โดดเดี่ยวหรือแยกห่างออกมานั้น (เช่นโรงงานผลิตเหล็กกล้าที่ปรกติก็ไม่ได้ตั้งอยู่ร่วมกับนิคมอุตสาหกรรมปิโตรเคมี) ก็อาจตั้งหน่วย thermal cracking ขึ้นมาเองโดยใช้แก๊สปิโตรเลียมเหลว (LPG) เป็นสารตั้งต้น

  

ทั้งสามกระบวนการหลักที่กล่าวมาข้างต้นจะเห็นว่ามีการใช้ "ความร้อน" และ "กระแสไฟฟ้า" เพื่อให้ได้มาซึ่งแก๊สไฮโดรเจน และในปัจจุบันการให้ได้มาซึ่งความร้อนและกระแสไฟฟเในการผลิตในระดับอุตสาหกรรม ยังพึ่งพาการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นหลักที่เป็นตัวปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ ถึงแม้ว่าการผลิตไฟฟ้านั้นอาจจะมีจากแหล่งอื่นที่ไม่ได้มีการปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์อยู่บ้างก็ตาม

  

กระบวนการที่สี่หรือ Cold fusion นั้นเคยเล่าไว้บ้างแล้วใน Memoir ฉบับวันเสาร์ที่ ๑๐ สิงหาคม ๒๕๖๒ เรื่อง "รู้ทันนักวิจัย (๒๒) ไฮโดรเจนจากน้ำและแสงอาทิตย์" คือเมื่อกว่า ๓๐ ปีที่แล้วมีความคาดหวังกันสูงว่าจะสามารถสร้างปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เรียกว่า cold fusion ได้ ซึ่งจะทำให้ได้แหล่งพลังงานที่มีการปลดปล่อยกัมมันตรังสีที่ต่ำกว่า nuclear fission ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันมาก และสามารถที่จะนำเอาความร้อนที่ได้นั้นไปผลิตกระแสไฟฟ้าเพื่อทำการแยกน้ำออกเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน จากนั้นก็จะแยกเอาดิวทีเรียมออกจากน้ำเพื่อนำมาป้อนเข้าสู่กระบวนการ cold fusion ส่วนไฮโดรเจนที่เป็นผลิตภัณฑ์หลักที่ได้จากการแยกน้ำนั้นก็จะกลายมาเป็นเชื้อเพลิงสะอาด

  

บทความเรื่อง cold fusion นี้ (รูปที่ ๒) เป็นที่ฮือฮามากในช่วงเดือนมีนาคม-เมษายน ค.ศ. ๑๙๘๙ (พ.ศ. ๒๕๓๒) เรียกว่าเป็นข่าวใหญ่ในตอนนั้นเลย ทำให้หลายคณะวิจัยพยายามที่จะทำซ้ำการทดลองดังกล่าว แต่ดูเหมือนจะไม่มีใครสามารถทำซ้ำได้ ผ่านไปเพียงแค่เดือนเดียวพอเข้าต้นเดือนพฤษภาคมข้อสงสัยเรื่องความถูกต้องของการทำ cold fusion นี้ก็สะสมมากขึ้นเรื่อย ๆ จนถึงกับมีบทความตีพิมพ์ออกมา (รูปที่ ๓)

  

แต่จะว่าไปแล้วดูเหมือนว่าปัจจุบันก็ยังมีบางกลุ่มวิจัยยังทำวิจัยเรื่องนี้อยู่ เพียงแต่มันแทบจะไม่มีข่าวให้เห็น คงเกรงว่าจะเกิดเหตุการณ์ประวัติศาสตร์ซ้ำรอย

  

 รูปที่ ๒ บทความที่เป็นต้นเรื่อง cold fusion ที่ทำให้เกิดข่าวดังไปทั่วโลกเมื่อ ๓๐ ปีที่แล้ว ก่อนที่จะพบต่อมาว่าเป็นการทดลองที่ยังไม่มีใครสามารถทำซ้ำได้

ช่วงเวลาเดียวกันนั้น ในขณะที่มีความเชื่อว่าจะมีไฮโดรเจนราคาถูกในเวลาไม่นาน งานวิจัยในอีกสาขาหนึ่งก็มีการทำกันอย่างแพร่หลาย นั่นก็คือ "เซลล์เชื้อเพลิงหรือ Fuel cell" มีทั้งการศึกษาทั้งภาคปฏิบัติและภาคทฤษฎีกันอย่างแพร่หลาย ก่อนที่จะมีการแตกแนวทางออกไปเป็นการผลิตไฮโดรเจนจากชีวมวล (biomass, การผลิตไฮโดรเจนจาก "ไฮโดรคาร์บอน" แล้วป้อนให้เซลล์เชื้อเพลิงโดยตรง รวมทั้งการใช้สารอินทรีย์โมเลกุลเล็กเป็นเชื้อเพลิงของเซลล์เชื้อเพลิง

  

การเปลี่ยนชีวมวล (ซึ่งรวมเชื้อเพลิงฟอสซิลด้วย) เป็นพลังงานความร้อน แล้วจึงนำเอาพลังงานความร้อนนั้นไปเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าหรือขับเคลื่อนยานพาหนะ เมื่อเทียบกับการใช้ทำให้ชีวมวลสลายตัวเพื่อนำเอาเฉพาะไฮโดรเจนมาเป็นเชื้อเพลิงให้กับเซลล์เชื้อเพลิงนั้น กระบวนการใดมีความคุ้มค่าไม่ว่าจะเป็นในแง่ของเศรษฐศาสตร์หรือสิ่งแวดล้อมนั้น ก็คงตอบได้ไม่ยากด้วยการมองรอบตัวเราว่าในขณะนี้ในชีวิตประจำวันเราใช้วิธีการใดอยู่

  

รูปที่ ๓ บทความหนึ่งที่กล่าวถึงความพยายามที่จะทำซ้ำผลการทดลอง บทความต้นฉบับนั้นยาวกว่านี้ ผมตัดข้อความมาบางส่วนเฉพาะตรงเนื้อหาส่วนที่เกี่ยวกับความพยายามที่จะทำซ้ำการทดลองด้วยคณะวิจัยอื่น แต่ไม่ประสบความสำเร็จ หรือพบว่าสิ่งที่มีการกล่าวอ้างนั้นเป็นผลจาก error ในการทำการทดลอง

  

ชีวมวลประกอบด้วยธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจนเป็นหลัก การผลิตไฮโดรเจนจากชีวมวลจำเป็นต้องทิ้งคาร์บอนออกไปในรูปของ CO₂ ดังนั้นการเอาไฮโดรเจนที่ได้จากชีวมวลไปใช้เป็นเชื้อเพลิง "สะอาด" มันก็อ้างได้ถ้าหากจำกัดการมองเพียงแค่ว่าตอนใช้งานไฮโดรเจน โดยห้ามมองย้อนกลับไปว่าไฮโดรเจนนั้นได้มาอย่างไร

  

ในทำนองเดียวกันความพยายามที่จะเปลี่ยน CO₂ กลับไปเป็นสารอินทรีย์ที่มีสัดส่วนไฮโดรเจนในโมเลกุลสูงขึ้นด้วยการอ้างว่าเป็นการลดภาวะโลกร้อนด้วยการนำเอา CO₂ มาใช้ประโยชน์นั้น มันก็อ้างได้ตราบเท่าที่ไม่หันไปมองว่าได้ไฮโดรเจนนั้นมาอย่างไร (ได้จากกระบวนการที่ปลดปล่อย CO₂ หรือไม่) และพลังงานจำนวนมากที่ต้องใส่เข้าไปเพื่อเปลี่ยน CO₂ นั้นให้กลายเป็นสารอินทรีย์ได้มาจากไหน (ได้จากกระบวนการที่ปลดปล่อย CO₂ หรือไม่)

  

ความพยายามที่จะเปลี่ยน CO₂ กลับไปเป็นสารอินทรีย์ที่มีสัดส่วนไฮโดรเจนในโมเลกุลสูงขึ้น (โดยเฉพาะพวกที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงเหลว) ด้วยการใช้ไฮโดรเจนที่แยกออกมาจากน้ำนั้นมีอยู่ แต่วัตถุประสงค์หลักนั้นไม่ใช่เพื่อการลดภาวะโลกร้อน แต่เป็นการผลิตเชื้อเพลิงเหลวให้กับอากาศยาน ลองนึกภาพกองเรือที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานนิวเคลียร์ที่มีอากาศยานประจำอยู่ที่ท่องเที่ยวไปในท้องทะเล สิ่งหนึ่งที่เป็นขีดจำกัดของกองเรือนี้คือเชื้อเพลิงอากาศยาน ไฮโดรเจนนั้นสามารถใช้ไฟฟ้าที่ได้จากเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในเรือเป็นตัวผลิต ส่วน CO₂ นั้นก็อาจได้จากอากาศหรือน้ำทะเล ดังนั้นถ้าสามารถทำได้ กองเรือนี้ก็จะไม่ต้องกังวลเรื่องการส่งกำลังบำรุง โดยเฉพาะเชื้อเพลิงอากาศยาน

เวลาที่ผมอ่านโครงการที่มีคนขอให้ช่วยพิจารณา เนื้อหาส่วนบทนำหรือที่มาของปัญหานั้นเป็นส่วนหนึ่งที่ผมให้ความสำคัญมากเพราะเป็นส่วนที่แสดงให้เห็นว่าผู้ที่ทำวิจัยเรื่องนั้นมองเห็นภาพรวมของงานทั้งหมดหรือเปล่ามาอันที่จริงมันมีที่มาที่ไปอย่างไร หรือสักแต่ว่าเห็นบทความโน้นบทความนี้เขาว่าอะไร ก็ว่าตามนั้นไปโดยที่ไม่ได้พิจารณาถึงความสมเหตุสมผลของข้ออ้าง

เมื่อลูกลอยก่อปัญหา MO Memoir : Wednesday 24 June 2563

ลูกลอยเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ตรวจวัดระดับของเหลวที่อาศัยการลอยอยู่บนผิวของเหลว ที่ใช้กันในบ้านเรือนทั่วไปก็คือลูกลอยที่อยู่ในถังพักน้ำของโถส้วมชักโครกและถังเก็บน้ำตามบ้าน (ที่รับน้ำประปาเข้ามาเก็บก่อนทำการสูบจ่ายด้วยปั๊มน้ำอีกที) โดยลูกลอยเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมการปิดเปิดน้ำ เมื่อระดับน้ำลดลงลูกลอยจะตก วาล์วเปิดให้น้ำไหลเข้าถังก็จะเปิด และเมื่อลูกลอยลอยสูงขึ้น วาล์วก็จะปิด แต่ถ้าหากลูกลอยมีปัญหา เช่นค้างอยู่ที่ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง หรือหลุดออกจากก้านที่ยึดมันไว้ ก็จะก่อปัญหาน้ำไม่ไหลเข้าถังเก็บหรือไหลเข้าไม่หยุดได้

  

ในอุตสาหกรรมก็มีการใช้ลูกลอยทั้งในการ วัดระดับของเหลว วัดระดับรอยต่อของของเหลวสองชนิดที่ไม่ละลายเข้าด้วยกัน (เช่นน้ำกับน้ำมัน) ใช้เป็นสวิตช์ควบคุมการเปิดปิดการจ่ายของเหลว ฯลฯ ในอดีตก็เคยมีเหตุการณ์การระเบิดที่เกี่ยวข้องกับการติดตั้งอุปกรณ์วัดระดับที่ใช้ลูกลอยเป็นตัววัดและการแปลผลการอ่านผิดอันได้แก่กรณีการระเบิดที่หน่วย Hydrocracker ที่โรงกลั่นน้ำมัน BP Oil Refinery (Grangemouth) เมื่อปีพ.ศ. ๒๕๓๐ (ดูเรื่อง "เพลิงไหม้และการระเบิดที่ BP Oil (Grangemouth) Refinery 2530(1987) Case 2 การระเบิดที่หน่วย Hydrocraker ตอนที่ ๓" ใน Memoir ฉบับวันอาทิตย์ที่ ๑๑ พฤศจิกายน ๒๕๖๑) และในบ้านเราก็เคยมีเหตุการณ์การระเบิดที่เกี่ยวข้องกับการอ่านค่าผิดพลาดของระดับลูกลอยที่ใช้วัดระดับรอยต่อระหว่างน้ำกับน้ำมัน (ดูเรื่อง "UVCE case 2 TOC 2539(1996)" ใน Memoir ฉบับวันอาทิตย์ที่ ๒ กันยายน ๒๕๖๑)

  

สำหรับวันนี้ก็จะเป็นการนำเอาสองเหตุการณ์ที่มีการบันทึกไว้ใน ICI Safety Newsletter ที่เกี่ยวข้องกับการที่ลูกลอยหลุดออกจากตัวอุปกรณ์วัดระดับ และลอยไปอุดท่อของระบบ แต่โชคดีที่ทั้งสองเหตุการณ์นั้นตรวจพบก่อนจะเกิดเหตุร้ายแรงตามมา

เรื่องที่ ๑ ลูกลอยไปอุดท่อระบายไปยัง relief valve

การเลือกถังสำหรับเก็บแก๊สที่สามารถทำให้เป็นของเหลวได้ด้วยการเพิ่มความดันที่อุณหภูมิห้องขึ้นอยู่กับปริมาตรที่ทำการเก็บ ถ้าเป็นการเก็บในปริมาตรไม่มากก็มักจะเก็บในถังทรงกระบอก (ที่เรียกว่า bullet หรือ cylindrical type) วางนอน ถ้าเก็บในปริมาตรที่มากขึ้นก็จะใช้ถังเก็บแบบลูกโลก (ที่เรียกว่า spherical type) แต่ถ้าเก็บในปริมาณที่มากขึ้นไปอีกก็จะเปลี่ยนไปใช้การลดอุณหภูมิเพื่อให้กลายเป็นของเหลวที่ความดันบรรยากาศแทน (ใช้ระบบ cryogenic เข้าช่วย)

รูปที่ ๑ เหตุการณ์ลูกลอยหลุดและลอยไปอุดท่อระบายความดันของถังเก็บแก๊ส LPG

  

ในกรณีของการเก็บในรูปแบบทำให้เป็นของเหลวด้วยการใช้ความดันนั้น ตราบเท่าที่ในถังนั้นยังมีที่ว่างเหนือผิวของเหลวอยู่ ความดันในถังจะคงที่ ไม่ขึ้นกับระดับของเหลวในถัง (ณ อุณหภูมิหนึ่ง ของเหลวจะมีความดันไอคงที่ที่ค่าหนึ่งเท่านั้น) เพราะถ้าระดับของเหลวในถังลดต่ำลง ของเหลวจะระเหยกลายเป็นไอขึ้นมามากขึ้น แต่ถ้าระดับของเหลวในถังเพิ่มสูงขึ้น ส่วนที่เป็นไอบางส่วนจะควบแน่นกลายเป็นของเหลว ดังนั้นความดันในถังจะเพิ่มสูงขึ้นได้ก็ต่อเมื่อในถังนั้นมีของเหลวบรรจุอยู่เต็มจนไม่มีที่ว่างสำหรับให้เกิดไอ

  

เรื่องแรกนี้นำมาจาก ICI Safety Newsletter ฉบับที่ ๑๔ เดือนพฤศจิกายน ค.ศ. ๑๙๖๙ (พ.ศ. ๑๕๑๒) เป็นเหตุที่เกิดขึ้นกับถังเก็บแก๊สโพรเพน เมื่อลูกลอยที่ติดตั้งอยู่ภายในถังนั้นหลุดออกมา และไปอุด relief pipe หรือท่อระบายความดัน (ซึ่งน่าจะเป็นท่อที่ต่อไปยัง relief valve) รายงานไม่ได้ระบุว่าเป็นถังที่เกิดเหตุเป็นถังเก็บชนิดไหน แต่ดูจากขนาดของถังที่พองขึ้นถึง ๖ นิ้ว (โดยที่ยังไม่เกิดความเสียหาย) และการมีขั้นบันได้สำหรับปีนขึ้นไป ก็เดาว่าถังนั้นน่าจะเป็นถังแบบลูกโลก

  

ย่อหน้าสุดท้ายของเรื่องดังกล่าวยังกล่าวไว้ว่า เหตุการณ์นี้อาจเป็นเหตุการณ์ประเภทที่มีโอกาสเกิด ๑ ในล้าน แต่กระนั้นก็ได้ขอให้ช่วยกันตรวจสอบดูแลว่ามันจะไม่เกิดขึ้น

 

แต่เอาเข้าจริงไม่ต้องรอถึงหนึ่งล้านปี เพราะแค่สิบปีต่อมาก็มีเรื่องทำนองเดียวกันอีก

เรื่องที่ ๒ เมื่อลูกลอยไปอุดท่อ vapour return line

คำว่า "still" เราอาจชินกับความหมายว่า "ยังคง ... อยู่" (เช่น still busy ที่แปลว่ายังคงยุ่งอยู่) หรือ "อยู่นิ่ง" (เช่นในคำว่า stand still ที่แปลว่ายืนนิ่ง ๆ) แต่คำนี้ก็ยังมีอีกความหมายหนึ่งก็คือ "หม้อต้ม" ที่เป็นศัพท์ที่ใช้กันในวงการต้มเหล้า ที่ต้องมีการกลั่นแยกน้ำและแอลกอฮอล์ออกจากกันเพื่อให้ได้ความเข้มข้นแอลกอฮอล์สูงขึ้น ทำให้คำนี้ลากเข้ามาเกี่ยวข้องกับกระบวนการกลั่นที่ต้องมีการต้มของเหลวบางส่วนให้กลายเป็นไอและป้อนกลับเข้าไปในหอใหม่ โดยเรียกอุปกรณ์ตัวนี้ว่า "still" หรือ "reboiler" ที่มีคนแปลเป็นไทยว่า "หม้อต้มซ้ำ"

  

ในหอกลั่นนั้นจะมีการสัมผัสกับระหว่างของเหลวที่ไหลลงล่างและไอที่ลอยขึ้นบน การเพิ่มพื้นที่สัมผัสระหว่างของเหลวและไอทำได้ด้วยการติดตั้งสิ่งที่เรียกว่า "plate" หรือ "tray" หรือวัสดุที่เรียกว่า "packing" ตัว packing นั้นอาจเป็นวัสดุชิ้นใหญ่ (เช่นแบบที่เราจะเห็นได้ในหอทำน้ำเย็นของเครื่องปรับอากาศที่ใช้กับเครื่องปรับอากาศขนาดใหญ่) หรือเป็นวัสดุชิ้นเล็ก (ที่อาจมีขนาดเพียงไม่กี่เซนติเมตรไปจนถึงหลายเซนติเมตร) ในกรณีของ packing ที่เป็นชิ้นเล็กนั้น การติดตั้งต้องระวังไม่ให้มันหลุดตกลงมาข้างล่างได้ เพราะมันอาจอุดตันท่อที่อยู่ข้างล่างหอกลั่นนั้นได้

  

การกลั่นสุญญากาศ (vacuum distillation) ไม่ได้หมายความว่าในหอกลั่นไม่มีความดันเลยนะครับ แต่หมายถึงการกลั่นที่ความดันในหอกลั่นนั้นต่ำกว่าความดันบรรยากาศ การกลั่นที่ความดันต่ำกว่าบรรยากาศนี้ทำเพื่อลดอุณหภูมิจุดเดือดของของเหลว ทำให้กลั่นแยกของเหลวได้ที่อุณหภูมิที่ต่ำลง และยังป้องกันการสลายตัวของสารเนื่องจากอุณหภูมิสูงได้ (สารหลายชนิดนั้นมันไม่มีจุดเดือดที่ความดันบรรยากาศ คือถ้าให้ความร้อนแก่มัน มันจะสลายตัวก่อนที่จะระเหยกลายเป็นไอ) ตัวอย่างการใช้การกลั่นสุญญากาศได้แก่การกลั่นน้ำมันดิบ โดยปรกติจะนำเอาน้ำมันดิบมากลั่นที่ความดันบรรยากาศก่อนเพื่อแยกเอาองค์ประกอบที่มีจุดเดือดต่ำออกไปก่อน (เช่นพวกน้ำมันก๊าดและพวกที่มีจุดเดือดต่ำกว่า) จากนั้นจึงนำน้ำมันส่วนที่เหลือมากลั่นแยกในหอกลั่นสุญญากาศอีกที เพื่อแยกพวกที่มีจุดเดือดสูงออกจากกัน (เช่นดีเซล น้ำมันเตา น้ำมันที่ใช้เป็นน้ำมันพื้นฐานสำหรับผลิตน้ำมันหล่อลื่น ยางมะตอย) การทำสุญญากาศในหอกลั่นจะกระทำที่ยอดหอ ในกรณีของการทำสุญญากาศต่ำไม่มากกับระบบที่มีขนาดใหญ่มาก (เช่นหอกลั่นน้ำมัน) จะนิยมใช้ steam ejector เป็นตัวทำสุญญากาศ ที่อาจติดตั้งเพียงตัวเดียวหรือหลายตัวต่ออนุกรมกัน

 

ของเหลวที่ออกทางด้านล่างของหอกลั่นนั้นจะไหลเข้าสู่หม้อต้ม (still หรือ reboiler) หม้อต้มนี้จะต้มของเหลวเพื่อระเหยองค์ประกอบที่มีจุดเดือดต่ำให้ระเหยกลายเป็นไอกลับเข้าไปในหอใหม่

  

เรื่องที่สองนี้นำมาจาก ICI Safety Newsletter ฉบับที่ ๑๒๒ ประจำเดือนเมษายน ค.ศ. ๑๙๗๙ (พ.ศ. ๒๕๒๒) เนื้อหาเหตุการณ์มีเพียงแค่ ๓ บรรทัดเศษ ไม่ได้บรรยายด้วยไวยากรณ์ที่ซับซ้อนหรือศัพท์ที่คนปรกติเขาไม่ใช้กัน แต่สำหรับคนที่เพิ่งจะเรียนวิศวกรรมเคมีหรือไม่เคยเห็นของจริง อาจอ่านไม่รู้เรื่องเลยก็ได้ว่าคำต่าง ๆ ที่ปรากฏนั้นมันคืออะไร เพราะถ้าค้นความหมายดูก็มักจะเจอกับความหมายที่ใช้กันในชีวิตประจำวันทั่วไป แต่ความหมายทางเทคนิคนั้นแตกต่างออกไป ก็เลยต้องขอปูพื้นฐานซะยาวเหยียด

  

รูปที่ ๒ เหตุการณ์ลูกลอยหลุดเข้าไปอุด vapour return line ของหม้อต้ม

เหตุการณ์ก็ไม่มีอะไรมาก ลูกลอยหลุดและไปอุดท่อ vapour line พอไอที่เกิดขึ้นนั้นไหลกลับเข้าหอกลั่นไม่ได้ ความดันในหม้อต้มก็สูงขึ้น ทำให้อุณหภูมิในหม้อต้มสูงตามไปด้วย ตอนแรกนั้นพนักคิดว่าการอุดตันนั้นเกิดจาก packing แต่เมื่อถอดออกดูกลับพบว่าเป็นลูกลอยที่ใช้วัดระดับของเหลวสูงเกิน ในกรณีเช่นนี้ของเหลวไม่จำเป็นต้องท่วมหม้อต้ม การเดือดของของเหลวในหม้อต้มและความเร็วของไอที่ไหลออกไปทางท่อ vapour line นั้นสามารถพัดพาลูกลอยเข้าไปในท่อ vapour line ได้

สิบปีก่อนหน้านั้นเขายังคิดว่ามันเป็นเหตุการณ์ที่มีโอกาสเพียงแค่หนึ่งในล้าน เอาเข้าจริง ๆ มันก็เกิดได้ในเวลาเพียงแค่สิบปี นั่นก็แสดงให้เห็นความสำคัญของการที่เราควรต้องเรียนรู้เหตุการณ์ที่เคยเกิดขึ้นในอดีต เพื่อป้องกันไม่ให้มันเกิดซ้ำได้อีกในอนาคต

เมื่อขุดบ่อน้ำ แต่กลับเจอบ่อแก๊ส MO Memoir : Sunday 21 June 2563

เวลาที่ฝนตกลงพื้นดิน น้ำฝนบางส่วนจะซึมลงสู่พื้นดิน ส่วนที่ว่าจะซึมได้ลึกแค่ไหนได้เร็วแค่ไหนก็คงขึ้นอยู่กับชนิดของพื้นดินว่าเป็นดินเหนียว ดินทราย หรือความแน่นของพื้นดิน แต่โดยทั่วไปอัตราการซึมนั้นค่อนข้างจะช้า เวลาที่ฝนตกลงมาหนัก ๆ มันก็เลยไหลล้นไปบนผิวดินไปยังที่ต่ำกว่า

  

แต่ถ้าเราให้เวลาน้ำซึมลงดินได้นานพอ เราก็สามารถใช้ดินเป็นที่เก็บน้ำไว้ใช้ได้ สังเกตได้เวลาที่บางสถานที่นั้นขุดดินลึงลงไป ก็จะเจอตาน้ำที่มีน้ำซึมออกมา หลุมนั้นก็จะกลายเป็นบ่อบาดาลน้ำตื้นไป ต้นไม้ใหญ่ ๆ ที่รากอยู่ลึกมันก็อาศัยน้ำส่วนนี้ดำรงชีวิตในช่วงฤดูแล้งหรือฝนทิ้งช่วงเป็นเวลานาน บ่อแบบนี้มันไม่ค่อยมีปัญหาเรื่องแก๊สพิษตอนขุด ตอนขุดจะมีปัญหาก็เรื่องดินถล่มลงไปทับคนที่กำลังขุดอยู่มากกว่า และอีกทีก็ตอนที่ส่งคนลงไปล้างบ่อที่ขุดเอาไว้นานแล้วที่มีการขาดอากาศหรือได้รับแก๊สพิษที่สะสมอยู่ที่ก้นบ่อจนเสียชีวิต 

  

แหล่งน้ำใต้ดินที่ใหญ่กว่าจะเป็นพวกบ่อบาดาลน้ำลึก ที่ต้องทำการขุดเจาะลงไปลึกในระดับหลายสิบเมตรหรือหลายร้อยเมตร แต่ก่อนหมู่บ้านจัดสรรหลาย ๆ หมู่บ้านในกรุงเทพก็ใช้น้ำบาดาลนี้มาทำเป็นน้ำประปาแจกจ่ายให้บ้านเรือนในหมู่บ้านก่อนที่ระบบประปาจะขยายไปจนถึง ดังจะเห็นได้จากหมู่บ้านจัดสรรเก่า ๆ บางหมู่บ้านยังมีถังน้ำประปาตั้งสูงให้เห็นอยู่ หลายโรงงานที่ผลิตภัณฑ์ใช้น้ำปริมาณมากเป็นวัตถุดิบ ก็จะใช้น้ำบาดาล ในช่วงฤดูแล้วที่ผ่านมาหรือไม่กี่ปีก่อนหน้านี้ ในหลายจังหวัดก็มีการขุดเจาะบ่อบาดาลน้ำลึกเหล่านี้ เพื่อนำน้ำขึ้นมาใช้บรรเทาความเดือดร้อนของชาวบ้าน

  

รูปที่ ๑ ที่ตั้งของหมู่บ้านคีรีราบ อ.กาญจนดิษฐ์ จ.สุราษฎร์ธานี (ก็คงอยู่แถวโรงเรียนบ้านคีรีราบในรูปที่นำมาจาก google map นี้) ที่เกิดเหตุแก๊สไข่เน่าพุ่งขึ้นมาจากหลุมขุดเจาะน้ำบาดาลจนทำให้เด็กเสียชีวิต ๒ ราย

  

รูปที่ ๒ รายงานการสำรวจโครงสร้างทางธรณีวิทยาบริเวณหมู่บ้านคีรีรอบ ซึ่งเข้าไปสำรวจหลังเกิดเหตุการณ์ไม่นาน รายงานนี้ดาวน์โหลดจาก http://www.dmr.go.th/bgs_ebook3/document/DMR-06_0572.PDF

รูปที่ ๓ คำนำของรายงาน ระบุไว้ว่าเหตุการณ์เกิดขึ้นเมื่อวันที่ ๑๘ พฤษภาคม ๒๕๔๒ เป็นเหตุให้มีผู้เสียชีวิต ๒ ราย (ทั้งคู่เป็นเด็กในหมู่บ้าน) จากแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟล์หรือแก๊สไข่เน่าที่พุ่งขึ้นมา

  

แต่บางครั้งการขุดเจาะบ่อบาดาลน้ำลึกก็ก่อให้เกิดเหตุการณ์ที่ไม่คาดคิดเกิดขึ้นได้ ดังเช่นกรณีที่เกิดที่บ้านคีรีรอบ อ.กาญจนดิษฐ์ จ.สุราษฎร์ธานี เมื่อวันที่ ๑๘ พฤษภาคม พ.ศ. ๒๕๔๒ (รูปที่ ๒ และ ๓) คือแทนที่จะขุดเจาะลงไปเจอบ่อน้ำ กลับไปเจอเอาบ่อแก๊สธรรมชาติแทน และที่สำคัญก็คือแก๊สที่พุ่งขึ้นมานั้นมีไฮโดรเจนซัลไฟล์ (H₂S หรือแก๊สไข่เน่า) ในปริมาณมาก และด้วยแก๊สที่เป็นแก๊สที่หนักกว่าอากาศ เมื่อรั่วไหลออกมาจึงตกลงสู่พื้นดิน เข้าไปปกคลุมหมู่บ้านที่อยู่บริเวณนั้น ส่งผลให้เด็กเสียชีวิต ๒ ราย และเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลอีก ๒๕ ราย ชาวบ้านต้องอพยพออกจากหมู่บ้านเป็นการชั่วคราว แม้ว่าในวันรุ่งขึ้นจะได้ทำการอุดบ่อนั้นด้วยการใช้คอนกรีตกว่า ๒ ตันเทอัดลงไป ต้องรออีกร่วม ๑๐ วันหลังจากได้ทำพิธีสวดภาณยักษ์ จึงได้กลับเข้าไป (รูปที่ ๔)

รูปที่ ๔ บทคัดย่อรายงานการสำรวจสภาวะสุขภาพจิตของชาวบ้านที่ประสบเหตุ โดยเจ้าหน้าที่ของทีมงานกรมสุขภาพจิต เสียดายที่ไม่มีรายงานฉบับเต็มให้อ่านได้ทางอินเทอร์เน็ต มีแต่เฉพาะบทคัดย่อให้ดู

ช่วงปี ๒๕๕๘ ก็มีเหตุการณ์คล้ายกันเกิดขึ้นอีก (รูปที่ ๕) คราวนี้ที่จังหวัดตาก อาจโชคดีตรงที่ไม่ได้มีแก๊สรั่วออกมาในปริมาณมาก และคงมีแก๊สไข่เน่าไม่มาก (แก๊สไฮโดรคาร์บอนมันไม่มีสีไม่มีกลิ่น ที่แก๊สหุงต้มมันมีกลิ่นก็เพราะเขาเติมสารให้กลิ่นลงไป) ก็เลยไม่เกิดเหตุการณ์เศร้าสลดเหมือนกับที่เกิดที่บ้านคีรีรอบ

  

รูปที่ ๕ ข่าวนี้เกิดขึ้นเมื่อไม่นานนี้ โชคดีที่คงมีแก๊สรั่วออกมาไม่มากและมีแก๊สไข่เน่าไม่มาก ก็เลยไม่เกิดเรื่องเหมือนที่หมู่บ้านคีรีรอบ

ขนาดเตรียมถังอากาศหายใจก็ยังพลาดได้ MO Memoir : Wednesday 17 June 2563

เมื่อวันศุกร์ที่ ๑๒ ที่ผ่านมาได้เล่าเรื่องกรณีของการเสียชีวิตจากการขาดอากาศเนื่องจากเผลอเข้าไปในพื้นที่อับอากาศ แม้ว่าจะเข้าไปเพียงแค่ครึ่งตัวก็ตาม (เรื่อง "ขาดอากาศ แบบไม่ทันคาดคิด")

  

และเมื่อวันจันทร์ที่ ๑๕ ที่ผ่านมาก็เป็นกรณีของการไม่ได้คิดจะเข้าไปในพื้นที่อับอากาศแต่แรก เพียงแค่อยู่ตรงปากช่องทางที่แก๊สเฉื่อยในปริมาณมากรั่วไหลออกมา (เรื่อง "ขาดอากาศในสถานที่ที่ไม่ใช่ที่อับอากาศ")

 

สำหรับวันนี้มีอยู่สองเรื่องด้วยกัน เรื่องแรกเป็นกรณีของการตั้งใจที่จะเข้าไปในพื้นที่ที่รู้อยู่แล้วว่าเป็นที่อับอากาศและมีแก๊สที่เป็นพิษ (แก๊สไข่เน่าหรือไฮโดรเจนซัลไฟด์ H₂S) และได้มีการเตรียมถังอากาศติดตัวสำหรับหายใจก่อนที่จะเข้าไป แต่ก็ไม่วายที่จะเกิดเหตุเศร้าสลดจนได้ เนื่องจากคาดไม่ถึงว่ารัศมีอันตรายของการแพร่กระจายของแก๊สพิษนั้นมันกว้างกว่าที่คิด ส่วนเรื่องที่สองเห็นเหตุการณ์ที่เกิดในบ้านเรา เพียงแต่ข้อมูลแต่ละแหล่งนั้นมันมีความสับสน

เรื่องที่ ๑ ขนาดเตรียมถังอากาศหายใจก็ยังพลาดได้

เรื่องแรกที่นำมาเล่าในวันนี้นำมาจาก ICI Safety Newsletter เช่นเคย โดยเป็นฉบับที่ ๕๕ เดือนสิงหาคม ปีค.ศ. ๑๙๗๓ (พ.ศ. ๒๕๑๖) เรื่องที่ 55/1 (รูปที่ ๑ และ ๒)

รูปที่ ๑ ภาพจำลองเหตุการณ์ของสถานที่เกิดเหตุจาก ICI Safety Newsletter เรื่องที่ 55/1

เหตุการณ์เกิดขณะที่พนักงานผู้หนึ่งเตรียมลงไปในระบบท่อระบายผ่านทาง man-hole ของบ่อพักเพื่อเข้าไปอุดท่อ ๆ หนึ่ง โดยเริ่มจากการหย่อนบันไดลงไปก่อน และเนื่องจากเขาทราบว่าในบ่อนี้มีแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่เป็นพิษอยู่ จึงได้เตรียมถังอากาศหายใจไว้สำหรับการทำงานด้วย

  

รูปที่ ๒ เหตุการณ์ที่คนงานที่เตรียมจะลงไปในบ่อที่มีแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟล์เสียชีวิต แม้ว่าจะมีการเตรียมถังอากาศหายใจเอาไว้แล้วก็ตาม (ย่อหน้าที่ ๔ และ ๕)

ตอนที่เขาขึ้นไปยืนบนบันไดนั้น เท้าของเขาอยู่ที่ระดับพื้น และยังไม่ได้สวมหน้ากากเครื่องช่วยหายใน (รูปที่ ๑) ขณะที่เขาเตรียมสวม safety harness (ขอแปลว่า "เข็มขัดนิรภัยกันตก" ก็แล้วกัน) เพื่อนร่วมงานสองคนก็ได้ยินเสียงตะโกนและเห็นพนักผู้ที่ยืนอยู่ตรงบันไดนั้นลื่นไถลเข้าไปใน man-hole โดยที่ทั้งสองนั้นเข้าไปคว้าตัวไม่ทัน

  

พนักงานที่ตกลงไปในบ่อพักเสียชีวิตเนื่องจากแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟล์ที่ออกมาจากท่อระบาย แม้ว่าในขณะนั้นใบหน้าของเขาจะอยู่สูงกว่าระดับพื้นถึง 5 ฟุตด้วยกัน (ก็ประมาณเมตรครึ่ง) และไฮโดรเจนซัลไฟล์ก็เป็นแก๊สที่หนักกว่าอากาศ

  

ตรงนี้ขอนำเสนอศัพท์ภาษาอังกฤษนิดนึง คำว่า casualty หรือรูปพหูพจน์คือ casualties นั้นเป็นการนับรวมทั้งผู้บาดเจ็บและเสียชีวิต ในขณะที่คำว่า fatality หรือรูปพหูพจน์คือ fatalities เป็นการนับเฉพาะผู้เสียชีวิต ในบทความนี้เขาใช้คำว่า "fatal accident" นั่นก็แสดงว่าเป็นอุบัติเหตุที่มีผู้เสียชีวิต

เรื่องที่ ๒ แม้แต่เจ้าหน้าที่กู้ชีพก็ยังเกือบไปด้วย

ช่วงระหว่างเวลากลางคืนของคืนวันเสาร์ที่ ๒๒ ต่อวันอาทิตย์ที่ ๒๓ ธันวาคม พ.ศ. ๒๕๕๕ (รูปที่ ๓ บอกสี่ทุ่มคืนวันเสาร์ ส่วนรูปที่ ๕ บอกตีสองคืนวันอาทิตย์แล้ว) คนงาน ๒ คนที่เข้าไปซ่อมปิดรูรั่วผ้าใบปิดคลุมบ่อหมักไบโอแก๊สของโรงงานแป้งมัน บ้านโป่ง จ.ราชบุรี ได้รับพิษจากแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์จนเสียชีวิตไป ๑ ราย รูปที่ ๓ เป็นสถานที่เกิดเหตุ ส่วนเหตุการณ์เป็นอย่างไรนั้นอยากให้ลองอ่านที่นำมาแสดงในรูปที่ ๔ (เอกสารกรณีศึกษาจัดทำโดยกรมโรงงานอุตสาหกรรม) และรูปที่ ๕ (ข่าวจากเว็บหนังสือพิมพ์ผู้จัดการ) ดูก่อน

  

แถมให้อีกข้อหนึ่ง ลองสังเกตหน้ากากที่คนในรูปที่ ๓ ใส่ดูซิครับ คุณคิดว่ามันสามารถป้องกันแก๊สพิษได้หรือไม่

  

รูปที่ ๓ ภาพนี้ได้มาจากสไลด์ประกอบการบรรยาย "ก๊าซชีวภาพ; กรณีศึกษาความปลอดภัย" วันที่ ๔ มิถุนายน ๒๕๕๘ ณ ศูนย์นิทรรศการและการประชุมไบเทค จัดทำโดย ศุภวัฒน์ ธาดาจารุมงคล ผู้อำนวยการกลุ่มวิศวกรรมเครื่อกล สำนักเทคโนโลยีความปลอดภัย กรมโรงงานอุตสาหกรรม (ผมไม่ได้เข้าร่วมประชุมหรอกครับ แต่ค้นเจอทางอินเทอร์เน็ต)

แก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์หรือที่เราเรียกว่าแก๊สไข่เน่าเนี่ย ถ้าได้รับในปริมาณน้อย ๆ เราจะได้กลิ่นเหม็นของมัน แต่ถ้าได้รับมากเกินไปเราจะไม่ได้กลิ่น เพราะประสาทรับกลิ่นมันไปซะแล้ว

   

รูปที่ ๔ จากเอกสาร "กรณีศึกษาอุบัติเหตุ การเสียชีวิตของคนงานบริเวณบ่อเก็บก๊าซชีวภาพ" จัดทำโดย วัฒนา อายตวงษ์ สำนักเทคโนโลยีความปลอดภัย กรมโรงงานอุตสาหกรรม ผมตัดมาเฉพาะส่วนส่วนที่เกี่ยวข้อง

ถ้าอ่านข้อมูลในรูปที่ ๔ ก็ทำให้เข้าว่า เหตุการณ์นั้นไม่ได้เกิดในที่อับอากาศ แต่ภาพเหตุการณ์ตามรายงานข่าวในรูปที่ ๕ นั้นแตกต่างกันออกไป

  

ผมคงไม่สามารถบอกได้ว่าเหตุการณ์จริงที่เกิดขึ้นนั้นเป็นอย่างไร แต่โดยทั่วไปแล้วถ้าเราถามผู้เห็นเหตุการณ์หลังเหตุการณ์เกิดขึ้นใหม่ ๆ เขามักจะบอกในสิ่งที่เขาเห็นออกมาตรง ๆ โดยไม่คิดอะไร แต่ถ้าปล่อยให้เวลาผ่านไปแล้วค่อยไปถามเขา ช่วงเวลานี้เขามีเวลาคิดว่าสิ่งที่จะพูดออกไปนั้นจะส่งผลถึงใครบ้าง หรือจะผูกพันมายังตัวเขาหรือไม่ ดังนั้นจึงอาจเป็นไปได้ว่าสิ่งที่เขาบอกนั้นอาจไม่ตรงกับสิ่งที่เขาเห็นทั้งหมด

   

รูปที่ ๕ รายงานเหตุการณ์เดียวกันที่ได้มาจากเว็บหนังสือพิมพ์ผู้จัดการ 

แต่มีจุดหนึ่งที่ข่าวในรูปที่ ๕ รายงานไว้และผมเห็นว่าน่าสนใจตรงที่ "เจ้าหน้าที่กู้ชีพ" ที่เข้าไปค้นหาผู้ที่ตกลงไปในบ่อนั้นถึงกับเป็นลมไป ๒ ราย เนื่องจากทนต่อกลิ่นเหม็นที่รั่วออกมาจากบ่อไม่ไหว

  

เจ้าหน้าที่กู้ภัยก็ยังมีโอกาสพลาดได้ครับ ทั้งนี้อาจเป็นเพราะว่าด้วยความเร่งรีบที่จะเข้าไปช่วยเหลือผู้ประสบเหตุ และอาจไม่ทราบว่าเหตุที่เกิดนั้นเกี่ยวข้องกับแก๊สพิษ (เช่นอาจได้รับแจ้งเพียงว่ามีคนตกบ่อจมหายไปก็ได้ ถ้าเหตุการณ์เกิดตามข่าวในรูปที่ ๕) เหตุการณ์ทำนองนี้เหมือนกับกรณีรายสุดท้ายที่เล่าไว้ในเรื่อง "ขาดอากาศในสถานที่ที่ไม่ใช่ที่อับอากาศ" ในบทความเมื่อวันจันทร์ที่ ๑๕ ที่ผ่านมา ซึ่งผู้เสียชีวิตรายนั้น ใช่ว่าเป็นผู้ไม่มีประสบการณ์ เป็นผู้ไม่เคยได้รับการอบรม แต่ด้วยความต้องการที่จะเข้าไปช่วยผู้ที่ประสบ ทำให้ลืมขั้นตอนการทำงานต่าง ๆ ไปหมด 

  

แก๊สพิษทำให้คนเสียชีวิตได้แม้ว่าอากาศในบริเวณนั้นจะมีออกซิเจนมากเพียงพอต่อการหายใจ ดังนั้นหน้ากากป้องกันความเป็นพิษของแก๊ส (ในกรณีที่อากาศในพื้นที่นั้นมีออกซิเจนมากเพียงพอต่อการหายใจ) จึงอาจมีเพียงแค่ไส้กรองอากาศที่จะดูดซับแก๊สพิษที่ติดมากับอากาศที่ไหลผ่าน แต่ทั้งนี้ก็ต้องเลือกไส้กรองให้ถูกต้องกับชนิดของแก๊สพิษนั้นด้วย แต่ถ้าเลือกใช้เครื่องช่วยหายใจแบบ self-contained breathing appartus (คือมีถังอากาศสำหรับหายใจเลย) ก็ไม่ต้องกังวลว่าที่เกิดเหตุนั้นเป็นบริเวณที่มีแก๊สพิษรั่วไหลหรือมีออกซิเจนไม่เพียงพอ หรือเป็นทั้งสองอย่าง แต่สิ่งที่ต้องระวังก็คืออย่าให้แก๊สพิษนั้นมีฤทธิ์กัดกร่อนผิวหนังหรือซึมผ่านผิวหนังได้ (แก๊สบางตัวเป็นเช่นนี้ เช่น ไฮโดรเจนฟลูออไรด์ HF)

 

การเข้าไปในที่เปิดโล่งที่มีแก๊ส H₂S รั่วไหลจนทำให้มีการเสียขีวิตเกิดขึ้น (ถ้าเหตุการณ์เป็นดังเช่นข้อมูลในรูปที่ ๔) จะว่าไปแล้วเหตุการณ์นี้ก็ไม่ใช่ครั้งแรกที่เพิ่งเกิด ก่อนหน้านั้น ๓ ปีในวันที่ ๑๘ ธันวาคม พ.ศ. ๒๕๕๒ ก็เกิดเหตุการณ์แก๊ส H₂S รั่วไหลที่โรงงานผลิตเส้นใยแห่งหนึ่งในจังหวัดสระบุรี ในเหตุการณ์นั้นได้ยินมาว่ามีสัญญาณเตือนว่ามีแก๊ส H₂S รั่วไหล โอเปอเรเตอร์จึงเข้าไปตรวจสอบ แต่เนื่องจากสัญญาณเตือนนั้นมันจะดังเมื่อความเข้มข้นของแก๊สสูงถึงระดับหนึ่ง (ซึ่งโดยทั่วไปก็จะตั้งค่านี้ไว้ให้ต่ำกว่าค่าที่เป็นอันตรายต่อคน) มันไม่ได้บอกว่าความเข้มข้นแก๊สที่รั่วนั้นสูงจนทำให้เกิดอันตรายได้ทันทีหรือไม่ ดังนั้นเมื่อโอเปอร์เรเตอร์เข้าไปในหมอกแก๊สที่รั่วออกมา จึงหมดสติโดยไม่ทันตั้งตัว เรื่องนี้เคยเล่าไว้ใน Memoir วันอาทิตย์ที่ ๓ มกราคม ๒๕๕๓ เรื่อง "การเสียชีวิตเนื่องจากแก๊ส" และวันอาทิตย์ที่ ๑๔ พฤศจิกายน ๒๕๕๓ เรื่อง "Reactions of hydroxyl group (ตอนที่ ๒)"

 

บางคนอาจสงสัยว่าทำไมหลายครั้งผมมักจะระบุ "วัน" ที่เกิดเหตุเอาไว้ด้วยแม้ว่าข่าวจะระบุเพียงแค่ "วันที่" ก็ตาม เพราะมันมีกรณีที่ว่า สมาธิของคนหลังจากทำงานมาตลอดทั้งสัปดาห์ ช่วงสุดท้ายของชั่วโมงทำงานก่อนเป็นวันหยุดยาวในวันรุ่งขึ้น จิตใจเขาน่าจะไปจดจ่อว่าในวันหยุดยาวจะทำอะไร ทำให้ไม่มีสมาธิเต็มที่ในการทำงาน จึงทำให้เกิดอุบัติเหตุในขณะทำงานได้จากการพลั้งพลาดหรือหลงลืมขั้นตอนที่ควรทำ เอาไว้มีโอกาสจะนำเรื่องนี้มาเล่าให้ฟัง

ขาดอากาศในสถานที่ที่ไม่ใช่ที่อับอากาศ MO Memoir : Monday 15 June 2563

ตามกฎกระทรวง กำหนดมาตรฐานในการบริหาร จัดการ และดำเนินการด้านความปลอดภัย อาชีวอนามัย และสภาพแวดล้อมในการทำงานที่เกี่ยวกับที่อับอากาศ พ.ศ. ๒๕๖๒ ที่ประกาศในราชกิจจานุเบกษา เมื่อวันที่ ๑๕ กุมภาพันธ์ พ.ศ. ๒๕๖๒ นั้น ในมาตรา ๑ ของกฎกระทรวงดังกล่าว ได้ให้คำนิยามของ "ที่อับอากาศ (Confined Space)" ว่า "ที่ซึ่งมีทางเข้าออกจำกัดและไม่ได้ออกแบบไว้สำหรับเป็นสถานที่ทำงานอย่างต่อเนื่องเป็นประจำ และมีสภาพอันตรายหรือมีบรรยากาศอันตราย เช่น อุโมงค์ ถ้ำ บ่อ หลุม ห้องใต้ดิน ห้องนิรภัย ถังน้ำมัน ถังหมัก ถัง ไซโล ท่อ เตา ภาชนะ หรือสิ่งอื่นที่มีลักษณะคล้ายกัน" (รูปที่ ๑)

   

รูปที่ ๑ นิยามของพื้นที่อับอากาศ ตามกฎกระทรวงที่ประกาศโดยรัฐมนตรีว่าการกระทรวงแรงงาน

ถ้าว่ากันตามนิยามนี้ ลักษณะร่วมอันหนึ่งของ "ที่อับอากาศ" ที่นิยามไม่ได้ระบุไว้ชัดเจน แต่พอจะดึงออกมาได้จากตัวอย่างที่กฎกระทรวงยกมาก็คือ "การมีผนังล้อมรอบ" แต่เอาเข้าจริง ๆ แล้วมันก็มีกรณีตัวอย่างที่ผู้ปฏิบัติงานนั้นหมดสติเพราะขาดอากาศ แม้ว่าจะอยู่ในพื้นที่เปิดโล่ง แต่เป็นเพราะมีแก๊สเฉื่อยรั่วไหลออกมาในปริมาณมาก ทำให้บริเวณที่เกิดการรั่วไหลนั้นมีออกซิเจนไม่เพียงพอต่อการหายใจ และบังเอิญผู้ปฏิบัติงานก็ทำงานอยู่ตรงนั้นพอดี ดังตัวอย่างหนึ่งที่เคยเล่าไว้ใน Memoir ปีที่ ๑๐ ฉบับที่ ๑๕๑๙ วันพฤหัสบดีที่ ๒๒ กุมภาพันธ์ ๒๕๖๑ เรื่อง "ขาดอากาศเพราะ ขาดอากาศเพราะ "Chimney effect"" ที่คนงานที่เข้าไปเปิดหน้าแปลนของ man hole บนยอดหอกลั่นสูง ๗๐ เมตร หมดสติเนื่องจากแก๊สไนโตรเจนที่ไหลออกมาจาก man hole เมื่อเปิด man hole

  

หอกลั่นสูง ๗๐ เมตรนี้เป็นหออะไรก็ไม่รู้ เคยเห็นแต่หอกลั่นแยกโพรเพน-โพรพิลีนที่สูงเกือบ ๑๐๐ เมตร (มี ๒ หออีกต่างหาก) หอกลั่นพวกนี้มันตั้งอยู่ด้วยตัวมันเองได้ ดังนั้นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางมันก็ต้องใหญ่ระดับหนึ่ง ปริมาตรภายในจึงมากตามไปด้วย ดังนั้นจึงไม่น่าจะเป็นเรื่องแปลกที่การเปิด man hole จะทำให้แก๊สเฉื่อยที่อยู่ภายในนั้นรั่วไหลออกมาในปริมาณมากในเวลาอันสั้น จนส่งผลทำให้บริเวณรอบ ๆ man hole นั้นไม่มีออกซิเจนเพียงพอต่อการหายใจ 

  

แต่จะว่าไปแล้วกรณีเช่นนี้ก็น่าเห็นใจผู้ประสบเหตุ ถ้าเราลองคิดว่าถ้าเราต้องขึ้นไปทำงานบนดาดฟ้าอาคารสูงที่ไม่มีหลังคาปิดคลุม ไม่มีกำแพงสูงล้อมรอบ โดยงานที่ไปทำนั้นเป็นงานที่เราเองก็อยู่ในที่โล่ง เราจะคิดไหมว่าพื้นที่ตรงนั้นจะเป็นที่อับอากาศได้ การทำงานในพื้นที่เปิดโล่งแบบนี้คงจะไม่มีใครคิดที่จะวัดปริมาณออกซิเจนว่าเพียงพอต่อการหายใจหรือไม่ แต่ถ้ากังวลเรื่องมีแก๊สพิษนั่นก็อีกอย่าง
  

เมื่อวันศุกร์ได้เล่าเรื่องเหตุการณ์อุบัติเหตุที่เกี่ยวข้องกับแก๊สเฉื่อย โดยผู้ที่ประสบอุบัติเหตุนั้นไม่จำเป็นต้องเข้าไปในพื้นที่อับอากาศทั้งตัว คือแค่ยื่นหน้าเข้าไปแค่นั้นก็พอ แต่เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้จะแตกต่างไปหน่อยตรงที่ เขาไม่ได้ยื่นหน้าเข้าไปในพื้นที่อับอากาศนั้นเลย แค่อยู่ตรงช่องทางที่มีแก๊สรั่วออกมาแค่นั้นเอง

  

เรื่องที่ ๑ และ ๒ แก๊สไนโตรเจนที่รั่วออกมาสามารถทำให้หมดสติได้

สองเรื่องแรกนำมาจาก ICI Safety Newsletter ฉบับที่ ๒๒ เดือนกันยายน ค.ศ. ๑๙๗๐ (พ.ศ. ๒๕๑๓) ในหัวข้อ 22/1 ที่เล่าถึงเหตุการณ์ที่ผู้ทำงานหมดสติหรือได้รับผลกระทบจากแก๊สไนโตรเจนที่รั่วออกมา (รูปที่ ๒) แม้ว่าในทั้งสองกรณีนี้ผู้ที่ได้รับผลกระทบจะไม่ได้เข้าไปใน "พื้นที่อับอากาศ" ก็ตาม

  

เหตุการณ์แรกเกิดระหว่างการไล่อากาศออกจาก vessel ด้วยการใช้แก๊สไนโตรเจน โดยที่ man-hole ทางด้านบนของ vessel นั้นเปิดอยู่ คนงานคนหนึ่งตัดสินใจที่จะไปเก็บเชือกที่ห้อยเข้าไปใน vessel อยู่ครึ่งหนึ่งและติดพันกับบางอย่างอยู่ภายใน ทำให้ดึงออกมาไม่ได้ ในขณะที่เขาคุกเข่าลงเพื่อจะคลายเชือกที่ติดอยู่ข้างในนั้น เขาก็หมดสติไปเนื่องจากแก๊สไนโตรเจน (ที่ไปทำให้บริเวณที่เขาคุกเข่ายื่นหน้าไปดูนั้นมีออกซิเจนไม่เพียงพอต่อการหายใจ)

  

รายนี้โชคดีที่ไม่เสียชีวิต แต่หลังจากฟื้นขึ้นมาแล้วเขาก็ยอมรับว่า ในขณะนั้นเขาคิดว่าถ้าคลายเชือกออกมาไม่ได้ ก็จะมุดเข้าไปข้างใน vessel งานนี้จะเรียกว่าโชคดีที่หมดสติอยู่ที่หน้า man-hole ก่อนก็ได้

  

รูปที่ ๒ เหตุการณ์ที่คนงานที่อยู่เหนือ man-hole ทางด้านบนของ vessel หมดสติเนื่องจากแก๊สไนโตรเจนที่ออกมาจาก man-hole และเหตุการณ์ที่คนงานที่กำลังจะสลับ spectacle plate ได้รับผลกระทบจากไนโตรเจนที่รั่วออกมา

เหตุการณ์ที่สองเกิดขณะทำการสลับตำแหน่ง spectacle plate ถ้าใครไม่รู้ว่า spectacle plate หน้าตาเป็นอย่างไรก็ดูในรูปที่ ๓ ได้ spectacle plate นี้เปรียบเสมือนกับการนำเอา slip-plate (หรือ spade) มาเชื่อมติดกับ ring spacer ข้อดีของเจ้าตัวนี้ก็คือทำให้เรารู้ว่าไอ้ที่สอดคั่นอยู่ระหว่างหน้าแปลนนั้น สอดไว้เพื่อปิดกั้นการไหลหรือเพื่อให้ไหลผ่านได้ ชิ้นส่วนนี้จะติดตั้งถาวรอยู่กับแนวเส้นท่อ ดังนั้นการติดตั้งจึงมีการระบุไว้ใน P&I Diagram เพราะมันต้องมีการเว้นช่องว่างระหว่างหน้าแปลนเพื่อให้สอดมันเข้าไปได้ เพราะมันมีความหนาอยู่เหมือนกันเพราะต้องสามารถรับความดันของระบบได้ถ้าหาก โดยเฉพาะเมื่ออยู่ในตำแหน่งปิดกั้นการไหล

รูปที่ ๓ Spectacle plate และการติดตั้ง รูปซ้ายนำมาจาก https://www.indiamart.com เป็นรูปตัวเต็มแสดงขนาดเทียบกับหน้าแปลน ส่วนสองรูปขวานำมาจาก http://www.wermac.org เป็นรูปที่แสดงการติดตั้งในตำแหน่งปิดกั้นการไหล (รูปบน) และตำแหน่งเปิดให้ไหลผ่านได้ (รูปล่าง)

เหตุการณ์นี้เกิดขณะที่กำลังทำการสลับตำแหน่ง spectacle plate คนงานสองคนที่ทำงานดังกล่าวได้รับผลกระทบจากไนโตรเจนที่รั่วออกมาเนื่องจากในเส้นท่อมีความดันอยู่เล็กน้อย (การสลับ spectacle plate ต้องมีการถอดนอตหน้าแปลน ดึงเอา spectacle plate ออก สลับด้าน เปลี่ยนปะเก็น และใส่กลับเข้าไปใหม่) โชคดีที่ยังมีหัวหน้างานอีกคนหนึ่งอยู่ทางด้านเหนือลม ก็เลยไม่ได้รับผลกระทบดังกล่าว

  

ตรงนี้อาจมีคนสงสัยว่าถ้าเช่นนั้นทำการระบายความดันออกจากเส้นท่อก่อนทำงานไม่ดีหรือ ตรงนี้ก็ต้องไปดูเหมือนกันว่าการที่เขาต้องการให้ในเส้นท่อนั้นมีความดันอยู่ก็เพื่อป้องกันไม่ให้อากาศรั่วไหลเข้าไปข้างในหรือไม่ (ก็อุตส่าห์ไล่อากาศออกไปจากระบบจนหมดแล้ว) คำถามถัดมาก็คือถ้าเช่นนั้นระหว่างทำงานก็ควรมีการติดตั้งพัดลมช่วยเป่าลมระบายอากาศดีไหม ตรงนี้ก็ต้องไปดูอีกเช่นกันว่าในขณะนั้นโรงงานกำลังอยู่ในสถานะใด ไม่ใช่อยู่ระหว่างหน่วยผลิตข้าง ๆ มีการเดินเครื่องแล้วเอาอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ไม่ใช่ชนิด explosion proof เข้าไปใช้งาน

เรื่องที่ ๓ แก๊สเฉื่อยที่รั่วออกมาสามารถทำให้เสียชีวิตได้

เรื่องที่สามนี้นำมาจาก ICI Safety Newsletter ฉบับเดือนมกราคม ค.ศ. ๑๙๗๑ (พ.ศ. ๒๕๑๔) เรื่องที่ 25/3 (รูปที่ ๔) เนื้อหาเหตุการณ์มีเพียงแค่ ๒ บรรทัดเท่านั้นเอง คือคนงานที่ทำงานใกล้กับ man-hole ที่เปิดอยู่ของ vessel ตัวหนึ่ง เสียชีวิตในขณะที่กำลังจะปิด man-hole นั้น

  

ในหัวข้อนี้ยังกล่าวถึงปัญหาการเข้าไปช่วยคนใน vessel ด้วยชุดถังอากาศหายใจแบบที่ใช้กันทั่วไป (self-contained breathing apparatus) ที่ต้องสะพายถังติดตัว ทำให้เกิดปัญหาเวลามุดเข้าออก man-hole โดยกล่าวว่าทางหน่วยงานได้ทำการแก้ปัญหาด้วยการมีถังอากาศชนิดมีหูหิ้วและมีท่ออากาศที่ยาวที่ต่อเข้ากับหน้ากาก ทำให้ผู้ช่วยเหลือนั้นสามารถวางถังอากาศไว้ข้างนอกในขณะที่เข้าไปทำการช่วยเหลือภายใน vessel

  

รูปที่ ๔ เหตุการณ์คนงานเสียชีวิตจากแก๊สเฉื่อยที่รั่วออกมาจาก man-hole ในขณะที่เขาจะเข้าไปปิด man-hole นั้น

เรื่องที่ ๔ ๓๕ ปีจากเหตุการณ์ที่ ๑

เรื่องที่นำมาเล่านี้ ถ้านับเวลาถึงปัจจุบันก็เรียกว่า ๕๐ ปีไปแล้ว บางคนก็อาจคิดว่าไม่เก่าไปหน่อยหรือไง แต่ในเดือนพฤศจิกายนปีค.ศ. ๒๐๐๕ (พ.ศ. ๒๕๔๘) หรือเรียกว่าเวลาผ่านไปอย่างน้อย ๓๕ ปีหลังจากเหตุการณ์ที่เล่าไว้ในเรื่องที่ ๑ (ที่คนงานพยายามจะคลายเชือกที่ติดอยู่ใน vessel ด้วยการชะโงกหน้าดูว่ามันติดอยู่อย่างใด) ก็เกิดเหตุการณ์ทำนองเดียวกันที่โรงกลั่นน้ำมัน Valero ประเทศสหรัฐอเมริกา (รูปที่ ๕ และ ๖)

  

เหตเกิดหลังจากทำการบรรจุตัวเร่งปฏิกิริยาเข้าไปใน reactor แล้ว (ที่ต้องมีการเปิดท่อทางด้านบนเพื่อทำการบรรจุตัวเร่งปฏิกิริยา) ก็ต้องมีการใช้ไนโตรเจน purge ระบบป้องกันไม่ให้อากาศเข้าไป ในระหว่างการปิดท่อเข้าที่เดิมนั้นช่างที่เข้าไปทำงานทางด้านบนของ reactor สองคนเห็นมีม้วนเทปกาวตกอยู่ข้างบน tray ที่ต่ำลงไปจากปากทางประมาณ ๕ ฟุต (tray นี้ทำหน้าที่กระจายของไหลที่ไหลเข้าจากท่อทางด้านบนที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของ veseel มาก เพื่อกระจายให้ของไหลไหลเต็มพื้นที่หน้าตัดของเบด ไม่ใช่ฉีดพ่นลงไปเฉพาะตรงตำแหน่งที่อยู่ตรงกับปากท่อ) 

   

จากการปรึกษากับหัวหน้างาน ถ้าทำตามขั้นตอนปรกติก็ต้องมีการเตรียมการกันอีกนาน เกรงว่างานจะไม่เสร็จสิ้นภายในกะที่เขาทำงานอยู่ จากหลักฐานที่พบและจากผู้เห็นเหตุการณ์ ทำให้เชื่อว่าคนงานคนหนึ่งตัดสินใจที่จะใช้วิธีเอาลวดมางอเป็นขอเกี่ยว เพื่อหย่อนลงไปคล้องเอาม้วนเทปขึ้นมาโดยไม่ต้องเข้าไปในตัว reactor แต่ในขณะที่พยายามจะหย่อนลวดลงไปนั้นเขาเกิดหมดสติ (จากการสูดหายใจเอาแก๊สไนโตรเจนที่ purge ระบบและระบายออกทางช่องทางที่เปิดอยู่) และตกลงไปใน reactor เพื่อนร่วมงานอีกคนที่เห็นเข้าจึงรีบเอาบันไดมาพาดเพื่อจะปีนลงไปช่วย ทำให้เสียชีวิตตามไปอีกราย

  

ในหัวข้อ 3.3 ของรายงานการสอบสวนยังกล่าวไว้ด้วยว่า ผู้เสียชีวิตรายที่สองนั้นไม่ใช่ว่าไม่มีประสบการณ์ ไม่เคยได้รับการอบรม แต่ด้วยความต้องการที่จะช่วยเพื่อนร่วมงานที่ประสบอุบัติเหตุอยู่ต่อหน้าต่อตาโดยทันที ทำให้ลืมขั้นตอนการทำงานต่าง ๆ ไปหมด (รูปที่ ๖)

เรื่องที่น่าจะฝึกกันยากที่สุดก็คือ "การคุมสติให้ได้เมื่อต้องประสบกับสถานการณ์จริง"

  

รูปที่ ๕ รายงานการสอบสวนคนงานเสียชีวิตเนื่องจากขาดอากาศที่ปาก man-hole จากแก๊สไนโตรเจนที่รั่วออกมา สามารถดาวน์โหลดฉบับเต็มได้จาก https://www.csb.gov/valero-refinery-asphyxiation-incident/ ช่องที่เห็นมีเทปแดงพันทางมุมซ้ายล่าง คือจุดที่เกิดเหตุ พึงสังเกตว่าบริเวณรอบข้างต่างเป็นที่โล่งและอยู่บนที่สูงด้วย

  

รูปที่ ๖ ข้อความจากส่วนหนึ่งของรายงาน ผู้เสียชีวิตรายที่สองนั้นไม่ใช่ว่าไม่มีประสบการณ์ ไม่เคยได้รับการอบรม แต่ด้วยความต้องการที่จะช่วยเพื่อนร่วมงานที่ประสบอุบัติเหตุอยู่ต่อหน้าต่อตา ทำให้ลืมขั้นตอนการทำงานต่าง ๆ ไปหมด