สรุปปัญหาระบบ DeNOx (ภาค ๔) MO Memoir : Thursday 3 October 2556

เนื้อหาในบันทึกนี้เป็นตอนต่อจากงานที่มอบหมายให้กลุ่ม DeNOx ทดสอบที่กล่าวไว้ในบันทึกปีที่ ๖ ฉบับที่ ๖๗๕ วันอังคารที่ ๑ ตุลาคม พ.ศ. ๒๕๕๖ เรื่อง "แนวทางหัวข้อการทำวิทยานิพนธ์นิสิตรหัส ๕๕ (ตอนที่ ๑๓)" เป็นบันทึกการแก้ปัญหาพีค SO₂ หายไปที่อุณหภูมิสูง ที่ได้กระทำไปในช่วงวันอังคารที่ ๑ - พฤหัสบดีที่ ๓ ตุลาคมที่ผ่านมา
 

สิ่งที่ผมสงสัยคือมันเกิดปัญหาแบบเดียวกับที่เคยกล่าวไว้ในบันทึกปีที่ ๕ ฉบับที่ ๔๙๔ วันเสาร์ที่ ๑๘ สิงหาคม ๒๕๕๕ เรื่อง "สรุปปัญหาระบบ DeNOx (ภาค ๓)" หรือไม่
 

สิ่งแรกที่ได้ให้ทีม DeNOx ทำก็คือ ทดลองลดปริมาณ TiO₂ จาก 0.10 g เหลือ 0.07 g และเปลี่ยนท่อเชื่อมด้านขาออกของ Mass flow controller ของ SO₂ จากท่อสแตนเลสหัก 90º มาเป็นท่อพลาสติกโค้งดังรูปที่ ๑ ข้างล่าง

รูปที่ ๑ สายท่อพลาสติกที่ใช้ในการเชื่อมต่อด้านขาออกของ Mass flow controller ของ SO₂ เข้าเส้นทางการไหลหลัก
 

จากนั้นให้วัดความเข้มข้น SO₂ ด้านขาออกที่อุณหภูมิ 200ºC และ 450ºC โดยที่อุณหภูมิ 200ºC นั้นไม่ต้องรอจนกระทั่งระบบเข้าสู่สมดุล (ที่อุณหภูมิต่ำ TiO₂ จะดูดซับ SO₂ ได้มากกว่าที่อุณหภูมิสูง) เอาแต่เห็นพีคสูงมากพอก็ใช้ได้ แล้วก็ให้ปรับอุณหภูมิ reactor ไปเป็น 450ºC จากนั้นวัดพีค SO₂ ใหม่ ถ้าเห็นพีค SO₂ ที่ 450ºC มีขนาดเท่ากับหรือใหญ่กว่าพีค SO₂ ที่ 200ºC ก็แสดงว่าการลดขนาดเบด (จาก 0.10 g หรือ 0.07 g) และการปรับแนวท่อ (จากท่อหักฉากมาเป็นท่อโค้ง) สามารถลดความต้านทานด้านขาออก และทำให้ SO₂ ไหลได้สม่ำเสมอตลอดทั้งช่วงอุณหภูมิทำการทดลอง (200-450ºC)
 

จากผลการทดสอบที่แสดงในรูปที่ ๒ ข้างล่างจะเห็นว่าได้พีค SO₂ กลับคืนมาเหมือนเดิมที่ 450ºC (ดูจากการที่พีค SO₂ ที่ 450ºC นั้นไม่ได้มีขนาดเล็กกว่าพีค SO₂ ที่ 200ºC)
 

งานส่วนนี้กระทำไปในวันอังคารที่ ๑ ตุลาคม ๒๕๕๖
 

รูปที่ ๒ พีค SO₂ ที่อุณหภูมิ 200ºC และ 450ºC ผ่านเบดที่บรรจุ TiO₂ 0.07 g ที่เห็นว่าพีคที่ 200ºC นั้นต่ำกว่าพีคที่ 450ºC เป็นเพราะไม่ได้รอให้ระบบเข้าสู่สมดุลที่ 200ºC (ถ้ารอก็คงจะได้พีคสูงกว่านี้)

งานถัดมาที่กระทำในวันที่ ๒ ตุลาคม ๒๕๕๖ เป็นการทดสอบว่าตัวปัญหาหลักอยู่ที่ระบบท่อหรืออยู่ที่เบด โดยในการนี้ได้ให้ทำการต่อท่อเข้าเหมือนเดิม (Old line) โดยยังคงใช้เบดที่บรรจุ TiO₂ เอาไว้ 0.07 g จากการทดสอบพบว่าพีค SO₂ ที่ 450ºC นั้นหายไป (Old line ในรูปที่ ๓ ข้างล่าง) แต่เมื่อทำการเปลี่ยนเป็นท่อพลาสติก ก็ได้พีค SO₂ กลับคืนมา แสดงว่าระบบท่อเดิมด้านขาออกของ Mass flow controller ของ SO₂ นั้นได้รับผลกระทบมากจากความต้านทานการไหลที่เพิ่มขึ้นเมื่อเบดมีอุณหภูมิสูงขึ้น
 

รูปที่ ๓ พีค SO₂ ที่อุณหภูมิ 200ºC และ 450ºC ผ่านเบดที่บรรจุ TiO₂ 0.07 g การทดสอบนี้เป็นการทดสอบว่าปัญหาอยู่ที่ตัวเบดหรืออยู่ที่ข้อต่อ 3 ทาง โดยในการนี้ได้ทดลองต่อท่อกลับคืนเดิม (Old line) พบว่าที่ 200ºC พีคยังปรากฏเหมือนเดิม แต่ที่ 450ºC นั้นพีค SO₂ หายไป แต่พอเปลี่ยนมาเป็นท่อพลาสติก (New line) พบว่าที่ 450ºC ก็ได้พีค SO₂ กลับมาเหมือนเดิม แสดงว่าความต้านทานการไหลของข้อต่อสามทางทางด้านขาออกของ Mass flow controller ของ SO₂ นั้น ส่งผลต่อการไหลของ SO₂ ที่อุณหภูมิสูงอย่างมาก

งานสุดท้ายที่ทำการทดสอบในเช้าวันนี้คือทดลองใช้ท่อพลาสติก (New line) แต่ใช้ปริมาณ TiO₂ เป็น 0.10 g (ปริมาณที่ใช้ในการทดลองต่าง ๆ ก่อนหน้านี้) การทดสอบนี้กระทำเพื่อตรวจสอบว่าความต้านทานการไหลระหว่างตัวท่อกับที่เบดนั้น ที่ไหนมีบทบาทสำคัญในการรบกวนการไหลของ SO₂ จาก Mass flow controller การทดสอบนี้กระทำที่อุณหภูมิเดียวคือ 450ºC 
  

ผลการทดสอบที่แสดงในรูปที่ ๔ ข้างล่างชี้ให้เห็นว่าตัวปัญหาหลักคือตัวท่อ ไม่ใช่ตัวเบด เพราะไม่ว่าจะใช้ TiO₂ 0.07 g หรือ 0.10 g ก็ให้พีคที่เหมือนกัน

รูปที่ ๔ พีค SO₂ ที่อุณหภูมิ 200ºC และ 450ºC ผ่านเบดที่บรรจุ TiO₂ 0.10 g การทดสอบนี้เป็นการทดสอบว่าปัญหาอยู่ที่ตัวเบดหรืออยู่ที่ข้อต่อ 3 ทาง โดยในการนี้ได้ใช้ท่อพลาสติก (New line) แต่ใช้ปริมาณ TiO₂ 0.01 g พบว่าที่ 450ºC ก็ได้พีค SO₂ ที่มีขนาดใกล้เคียงกับพีค SO₂ ที่ได้เมื่อใช้ TiO₂ 0.07 g แสดงว่าที่อุณหภูมิสูง ความดันลดคร่อมเบดไม่ได้ส่งผลต่อการไหลของ SO₂ มากเหมือนผลของของข้อต่อสามทางทางด้านขาออกของ Mass flow controller ของ SO₂

ต่อจากนี้หวังว่าคงไม่มีปัญหาภาค ๕ ตามมาอีกนะ 
  

ว่าแต่ว่าพวกคุณเคยสงสัยไหมว่าทำไมผมจึงคิดว่าปัญหามันน่าจะอยู่ตรงท่อตำแหน่งนั้นตั้งแต่แรก