ถังปฏิกรณ์ไม่อันตรายที่อันตราย MO Memoir : Tuesday 23 July 2562

ช่วงนี้อาจจะเห็นว่างเว้นการเขียน blog หน่อย อย่างแรกเป็นเพราะไม่ค่อยมีอะไรจะเขียน เพราะวิชาการความรู้ที่มีอยู่ก็เขียนไปเยอะแล้วตั้ง ๑๑ ปี อย่างที่สองเป็นเพราะมันมีอะไรต่อมิอะไรก็ไม่รู้ให้ทำเต็มไปหมด แม้ว่าจะยังไม่เปิดเรียนก็ตาม แต่ยังไงก็จะพยายามเขียนให้ได้สัปดาห์ละเรื่อง
 

อย่างเช่นเรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้มันเริ่มจากเมื่อสัปดาห์ที่แล้วผมได้มีโอกาสเข้าไปร่วมในอนุกรรมการพิจารณาร่างกฎหมายฉบับหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับงานของวิศวกรรมเคมี ร่างฉบับนี้มีการแบ่ง chemical reactor หรือที่กฎหมายไทยใช้คำว่า "ถังปฏิกรณ์" ออกเป็น ๓ แบบ คือ ถังปฏิกรณ์ทั่วไป ถังปฏิกรณ์อันตราย และถังปฏิกรณ์อันตรายสูง
 

คำว่า "ถังปฏิกรณ์" ในที่นี้ไม่ได้หมายเพียงแค่ถังปั่นกวน แต่ยังรวม "เครื่องปฏิกรณ์เคมี" ทุกรูปแบบรวมไปถึงรูปแบบที่เป็นท่อหรือ tubular reactor ด้วย ซึ่งตรงนี้มันจะถูกกำหนดไว้ในนิยามของคำว่า "ถังปฏิกรณ์" ที่อยู่ในข้อแรกของร่างกฎหมายว่าหมายถึงอะไร

รูปที่ ๑ ตัวอย่างรูปแบบการระบายความร้อน/ให้ความร้อนแก่เครื่องปฏิกรณ์ (ซ้าย) fixed-bed reactor หรือเบดนิ่ง (ขวา) multi-tubular reactor

ประเด็นที่เป็นที่ถกเถียงกันก็คือ จะใช้เกณฑ์อะไรเป็นตัวกำหนดว่าถังปฏิกรณ์ชนิดไหนเป็นถังปฏิกรณ์ธรรมดาหรือเป็นถังปฏิกรณ์อันตราย และเกณฑ์หนึ่งที่มีการตั้งเป็นตุ๊กตาขึ้นมาก่อนหน้านี้ก็คือพิจารณาจากความร้อนของปฏิกิริยา ว่าเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อนหรือปฏิกิริยาคายความร้อน โดยกำหนดว่าถ้าเป็นปฏิกิริยา "ดูดความร้อน" จะจัดให้เป็นถังปฏิกรณ์ธรรมดา แต่ถ้าเป็นปฏิกิริยา "คายความร้อน" จะจัดให้เป็นถังปฏิกรณ์อันตรายหรืออันตรายสูง ซึ่งขึ้นอยู่กับปริมาณความร้อนที่คายออกมา
 

ความเห็นแย้งของผมในที่ประชุมวันนั้นก็คือ การกำหนดว่าถ้าเป็นปฏิกิริยา "ดูดความร้อน" ก็จะเป็นถังปฏิกรณ์ไม่อันตราย ซึ่งผมเห็นว่าที่ถูกคือควรมีการนิยามคำว่า "อันตราย" ก่อนว่ามันคืออะไร
 

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่สูงขึ้น (โดยไม่สนว่าเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อนหรือคายความร้อน) โดยแต่ละปฏิกิริยานั้นจำเป็นต้องมีอุณหภูมิขั้นต่ำขั้นหนึ่ง ปฏิกิริยาจึงจะเริ่มเกิดได้ รูปที่ ๑ เป็นตัวอย่างการจัดการความร้อนที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยา รูปซ้ายเป็นตัวอย่างหนึ่งของกรณี fixed-bed ที่ไม่มีการถ่ายเทความร้อนที่ตัว fixed-bed โดยตรง สารตั้งต้นจะถูกอุ่นให้ร้อนจนมีอุณหภูมิที่พอเหมาะที่สามารถเริ่มทำปฏิกิริยาได้ จากนั้นจึงไหลเข้าทำปฏิกิริยาใน fixed-bed ถ้าหากปฏิกิริยานั้นเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน เมื่อปฏิกิริยาดำเนินไปข้างหน้าเรื่อย ๆ อุณหภูมิก็จะลดต่ำลง จนปฏิกิริยาเกิดช้าหรือหยุดเกิด แต่ถ้าหากยังไม่ได้ค่า conversion ของสารตั้งต้นดังต้องการ ก็จะเอาเบดแรกนั้นมาอุ่นให้ร้อนใหม่ก่อนป้อนเข้าสู่เบดถัดไป ทำอย่างนี้ไปเรื่อย ๆ จนได้ค่า conversion สารตั้งต้นตามต้องการ
 

แต่ถ้าเป็นปฏิกิริยาคายความร้อนนั้น เมื่อปฏิกิริยาดำเนินไปข้างหน้า อุณหภูมิภายในเบดจะเพิ่มสูงขึ้น ทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น (แม้ว่าความเข้มข้นสารตั้งต้นจะลดลง) ถ้าอุณหภูมิในเบดสูงเกินไปก็อาจทำให้อัตราเร็วในการเกิดปฏิกิริยาอยู่นอกเหนือการควบคุม (ที่เรียกว่า runaway) ในกรณีนี้จะปล่อยให้สารตั้งต้นทำปฏิกิริยาจนอุณหภูมิเบดเพิ่มสูงถึงระดับหนึ่ง จากนั้นก็จะนำมาผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อดึงเอาความร้อนออก ก่อนจะป้อนเข้าสู่เบดถัดไปเพื่อให้ได้ค่า conversion สารตั้งต้นดังต้องการ
 

แต่ถ้าเป็นปฏิกิริยาที่คายความร้อนสูงมาก (เช่นปฏิกิริยา gas phase partial oxidation สารไฮโดรคาร์บอนไปเป็น oxygenate) รูปแบบที่กล่าวมาข้างต้นนั้นจะไม่สามารถระบายความร้อนได้ทัน ในกรณีนี้จำเป็นต้องมีการดึงเอาความร้อนออกจากตัวเบดโดยตรงเพื่อไม่ให้อุณหภูมิของตัวเบดสูงเกินไป รูปขวาในรูปที่ ๑ เป็นตัวอย่างกรณีของ multi-tubular reactor ที่มีลักษณะเหมือน shell and tube heatexchanger ขนาดใหญ่ โดย tube ต่าง ๆ ก็คือ fixed-bed ส่วนด้าน shell นั้นจะเป็นด้านของของเหลวระบายความร้อน

รูปที่ ๒ ปฏิกิริยาที่ต้องการพลังงานกระตุ้นมากหรือดูดความร้อนมาก เช่นปฏิกิริยา steam reforming หรือ thermal cracking ต่าง ๆ จะให้ความร้อนแก่สารตั้งต้นด้วยการใช้เปลวไฟ โดยสารตั้งต้นจะไหลอยู่ในท่อที่มีเปลวไฟให้ความร้อนอยู่ภายนอก (แต่ต้องระวังไม่ให้เปลวไฟสัมผัสกับท่อนั้นโดยตรง)

ในกรณีของปฏิกิริยาที่ต้องการพลังงานกระตุ้นสูงหรือดูดความร้อนมากนั้น การให้ความร้อนด้วย heating media จะทำไม่ได้เนื่องจากมีอุณหภูมิไม่สูงพอ ในกรณีเช่นนี้ก็จะใช้การให้ความร้อนด้วยเปลวไฟ โดยสารตั้งต้นจะไหลอยู่ในท่อที่ติดตั้งอยู่ใน furnace และมีเปลวไฟให้ความร้อนอยู่ภายนอกท่อ ปฏิกิริยารูปแบบนี้อาจมีการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาก็ได้ (เช่นปฏิกิริยา steam reforming) หรือไม่มีการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา (เช่นพวก thermal cracking ต่าง ๆ) อุณหภูมิการทำปฏิกิริยาอยู่ได้ในช่วงตั้งแต่ระดับ 400 ไปจนถึงระดับ 1000ºC
 

อันตรายหนึ่งที่สำคัญของเครื่องปฏิกรณ์รูปแบบนี้คือเฟสที่ไหลอยู่ในท่อนั้นเป็น "แก๊ส" ไม่ใช่ "ของเหลว" แก๊สนั้นรับความร้อนได้แย่กว่าของเหลวมาก ตรงนี้ลองนึกภาพถ้าคุณเอาหม้อเคลือบเทฟลอนใส่น้ำไปต้มบนเตาแก๊ส ไม่ว่าคุณจะเปิดแก๊สให้ความร้อนที่ก้นหม้อแรงเท่าใด เทฟลอนที่เคลือบผิวหม้อนั้นจะไม่เป็นอะไร เพราะมันจะมีอุณหภูมิที่จุดเดือดของน้ำ แต่ถ้าน้ำแห้งเมื่อใด เทฟลอนจะไหม้ได้ ด้วยเหตุนี้เครื่องปฏิกรณ์ในรูปแบบนี้จึงต้องระวังไม่ให้เปลวไฟสัมผัสกับผิวท่อโดยตรง เพราะจะทำให้โลหะตรงจุดนั้นร้อนจัด จนอาจเกิดการฉีกขาดตามมาได้
 

และเมื่อสารตั้งต้นที่ไหลอยู่ในท่อนั้นเป็นสารที่ติดไฟได้ เมื่อรั่วออกมาเจอกับเปลวไฟที่อยู่ข้างนอก ก็คงจะจินตนาการได้ไม่ยากว่าจะเกิดอะไรขึ้นตามมา
 

ด้วยเหตุนี้ผมจึงเสนอความเห็นแย้งในที่ประชุมวันนั้นว่า การมองแต่เพียงว่าปฏิกิริยาดูดความร้อนนั้นมันมีแนวโน้มที่จะหยุดตนเอง ดังนั้นเครื่องปฏิกรณ์ที่เกิดปฏิกิริยาดูดความร้อนนั้นจัดเป็นเครื่องปฏิกรณ์ธรรมดาที่ไม่อันตราย จึงเป็นสิ่งที่ไม่ถูกต้อง สิ่งสำคัญกว่าก็คือรูปแบบการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์นั้นว่ามันมี "อันตราย" สูงหรือไม่ ซึ่งตรงนี้การจำแนกประเภทนั้นจึงควรพิจารณานิยามของคำว่า "อันตราย" ก่อนว่าจะให้ครอบคลุมแค่ไหน จะพิจารณาในแง่ ความเสี่ยงที่จะเกิดการรั่วไหล (โดยไม่พิจารณาถึงสารที่อยู่ข้างใน) อันตรายที่อาจเกิดขึ้นถ้าหากเกิดการรั่วไหล ความเสี่ยงที่จะเกิดการ runaway ฯลฯ เพราะจากตัวอย่างที่ยกมานี้ก็เห็นได้ชัดว่าเครื่องปฏิกรณ์ปฏิกิริยาดูดความร้อนนั้นใฃ่ว่าจะไม่อันตรายเสมอไป

อันที่จริงแล้วยังมีประเด็นอื่นอีกที่ผมเห็นว่าไม่เหมาะสมที่จะนำมาใช้เป็นเกณฑ์ในการจำแนกความอันตรายของถังปฏิกิริยา ถ้าหากมีโอกาสก็จะนำมาเล่าให้ฟัง 
  

กฎหมายฉบับนี้ขณะนี้อยู่ในระหว่างการร่างและปรับแก้ สุดท้ายแล้วจะออกมาอย่างไรนั้นก็คงต้องคอยดูกันต่อไป ที่ผมแปลกใจอย่างหนึ่งเกี่ยวกับร่างกฎหมายฉบับนี้ก็คือ ดูเหมือนตามกฎหมายเดิมนั้นคนทำงานเขาก็ทำงานกันได้โดยไม่มีปัญหาอะไร แล้วอยู่ดี ๆ มีการนำเสนอร่างกฎหมายใหม่มาเพื่อให้เขาทำงานได้ยากขึ้น แถมไปเชิญเขามาร่วมเขียนอีก ผมจึงไม่แปลกใจที่จะเห็นคนทำงานนั้นเขาไม่ค่อยอยากจะให้ความร่วมมือในการออกร่างกฎหมายฉบับนี้เท่าใดนั้น

พลังงานกระตุ้นกับปฏิกิริยาคายความร้อนในเครื่องปฏิกรณ์เบดนิ่ง MO Memoir : Friday 10 February 2560

ตั้งชื่อบทความวันนี้ด้วยภาษาไทย บางคนอาจรู้สึกแปลก ๆ ตอนแรกคิดว่าจะตั้งชื่อเป็นภาษาอังกฤษว่า "Activation energy and exothermic reaction in a fixed-bed catalytic reactor" ก็เกรงว่ามันจะไม่เข้ากับบทความที่เขียนด้วยภาษาไทยฉบับนี้
 

ช่วงสายวันวาน ได้มีโอกาสสนทนาทางไกลกับนักวิจัยท่านหนึ่งที่กำลังทำ post-doc อยู่ที่มหาวิทยาลัยแห่งหนึ่งในประเทศญี่ปุ่น เนื่องด้วยเขามีคำถามในหัวข้อเกี่ยวกับการเกิดปฏิกิริยาคายความร้อนในเครื่องปฏิกรณ์ชนิดเบดนิ่งทั้งที่เป็นเบดชนิดบรรจุอนุภาคของแข็งและก้อนโมโนลิท ในการสนทนานั้นผมได้ให้ความเห็นเขาไปสองเรื่องด้วยกัน คือพลังงานกระตุ้นของการเกิดปฏิกิริยา และรูปแบบการไหลผ่านเบดของแข็ง แต่สำหรับวันนี้ขอเอาเรื่องพลังงานกระตุ้นมาแบ่งปันก่อน
 

"เบดนิ่ง" เป็นศัพท์ที่แปลมาจากภาษาอังกฤษว่า "fixed-bed" หรือ "packed-bed" หมายถึง vessel หรือ tube ที่ภายในบรรจุอนุภาคของแข็งเอาไว้ อนุภาคของแข็งนี้อาจทำหน้าที่เป็นสารดูดซับ ตัวเร่งปฏิกิริยา หรืออะไรก็ตามแต่ กับของไหล (ที่อาจเป็นของเหลวหรือแก๊ส หรือทั้งสองเฟส) ที่ไหลผ่าน เครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดเบดนิ่ง (fixed-bed catalytic reactor) มีใช้กันแพร่หลายทั่วไปในอุตสาหกรรมเคมี ปิโตรเคมี กลั่นน้ำมัน ด้วยเหตุผลสำคัญหลายเหตุผลเช่น โครงสร้างที่เรียบง่าย พฤติกรรมการไหลที่ไม่ซับซ้อน ทำการขยายขนาดได้ง่าย และที่สำคัญก็คือมันไม่ก่อให้เกิดการกระทบกระทั่งของของอนุภาคของแข็งที่อยู่ในเบด ซึ่งนำไปสู่การบดกันเองของอนุภาคขนาดใหญ่ให้กลายเป็นอนุภาคเล็กลง จนหลุดร่อนออกไปจากตัวเบดได้ อันหลังนี้เป็นเหตุผลหลักที่ว่าทำไปเครื่องปฏิกรณ์ชนิดเบดฟลูอิไดซ์ (fluidised-bed) จึงมีการใช้งานค่อนข้างจำกัด แม้ว่าจะสามารถควบคุมอุณหภูมิการทำปฏิกิริยาในเบดให้สม่ำเสมอได้ดีกว่า
 

รูปแบบการการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ชนิดเบดนิ่งนั้น ขึ้นอยู่กับความร้อนที่คายออกมาจากปฏิกิริยา สำหรับปฏิกิริยาที่มีการเปลี่ยนแปลงความร้อนไม่มาก (enthalpy of reaction มีค่าต่ำ) ก็สามารถสมมุติได้ว่าเป็นการทำงานที่อุณหภูมิคงที่ (isothermal) ถ้ามีการดูดหรือคายความร้อนมากในระดับหนึ่ง แต่ยังไม่สูงเกินไป ก็จะทำงานในสภาวะที่ไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อน (adiabatic) กล่าวคือถ้าเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน ก็จะปล่อยให้อุณหภูมิการทำปฏิกิริยาสูงขึ้นจนถึงระดับหนึ่ง จากนั้นจึงค่อยลดอุณหภูมิของไหล ก่อนส่งต่อเข้าเบดถัดไป ทำอย่างนี้ไปเรื่อย ๆ เพื่อให้ได้ค่า conversion ตามต้องการ (ถ้าเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อนก็จะกลับกัน คือพอของไหลในระบบมีอุณหภูมิลดต่ำลงจนถึงระดับหนึ่งก็จะนำออกมาให้ความร้อน แล้วส่งต่อเข้าเบดถัดไป)
 

สำหรับปฏิกิริยาที่มีการคายความร้อนสูงนั้น จะไม่สามารถใช้การทำงานในสภาวะที่ไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อนได้ เพราะอุณหภูมิในเบดจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วมากตามระยะทางในเบด ในกรณีเช่นนี้จะทำปฏิกิริยาในสภาวะที่เรียกว่า non-isothermal non-adiabatic คือจะมีของเหลวรับความร้อนอยู่รอบนอกเบด ลักษณะเครื่องปฏิกิรณ์แบบนี้จะคล้ายกับ shell and tube heatexchanger ขนาดใหญ่ที่วางตั้ง โดยตัว tube แต่ละ tube ทำหน้าที่เป็นเบดนิ่งขนาดเล็กที่มีตัวเร่งปฏิกิริยาบรรจุอยู่ ของเหลวที่มารับความร้อนจะอยู่ในส่วน shell แต่ทั้งนี้ไม่ได้หมายความว่าเมื่อใช้เครื่องปฏิกรณ์รูปแบบนี้แล้วจะไม่มีปัญหาในการควบคุมการทำปฏิกิริยา มันยังมีโอกาสเกิดอยู่ ถ้าการควบคุมอุณหภูมินั้นไม่ดีพอ และตรงนี้มันมีเรื่องของค่าพลังงานกระตุ้น (activation energy) ของการเกิดปฏิกิริยาเข้ามาเกี่ยวข้อง
 

สำหรับผู้ที่เรียนทางจลนศาสตร์การเกิดปฏิกิริยามาแล้วคงจะทราบว่า อัตราการเกิดปฏิกิริยาแปรผันตามอุณหภูมิในรูปแบบฟังก์ชัน e^-Ea/RT เมื่อ Ea คือค่าพลังงานกระตุ้น R คือค่าคงที่ของแก๊ส และ T คืออุณหภูมิในหน่วยเคลวิน K (ตรงนี้ขอละค่า pre-exponential factor เอาไว้ก่อนนะ เนื่องจากมันเป็นค่าคงที่)

รูปที่ ๑ แกนตั้งของกราฟ (log scale) แสดงค่า e^-Ea/RT ที่อุณหภูมิต่าง ๆ โดยให้ค่า Ea/R ที่ Reference เท่ากับ 14000 และเปรียบเทียบกับกรณีที่ค่า Ea/R นั้นสูงหรือต่ำกว่า 20% และ 40%

การเกิดปฏิกิริยาดูดความร้อน (endothermic reaction) ในเครื่องปฏิกรณ์แบบเบดนิ่งนั้นมีความปลอดภัยตรงที่ เมื่อปฏิกิริยาดำเนินไปข้างหน้าเรื่อย ๆ ความเข้มข้นสารตั้งต้นจะลดลง และอุณหภูมิการทำปฏิกิริยาจะลดลง ทั้งสองปัจจัยนี้ส่งผลให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาลดลง
 

แต่ในกรณีของปฏิกิริยาคายความร้อนนั้น (exothermic reaction) เมื่อปฏิกิริยาดำเนินไปข้างหน้าเรื่อย ๆ ความเข้มข้นสารตั้งต้นจะลดลง แต่อุณหภูมิการทำปฏิกิริยาจะเพิ่มสูงขึ้น สองปัจจัยนี้ส่งผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ตรงข้ามกัน ถ้าผลของความเข้มข้นที่ลดลงนั้นเด่นกว่าผลของอุณภูมิที่เพิ่มสูงขึ้น อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะลดต่ำลง แต่ถ้าผลของอุณหภูมิที่เพิ่มสูงขึ้นเด่นกว่าผลของความเข้มข้นที่ลดลง อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะสูงขึ้น และในกรณีหลังนี้ถ้าไม่สามารถควบคุมการเพิ่มของอุณหภูมิได้ การเกิดปฏิกิริยาจะเร่งตนเองจนอยู่นอกเหนือการควบคุมหรือที่เรียกว่า run away สำหรับเครื่องปฏิกรณ์ขนาดใหญ่แล้ว ผลของ run away นี้สามารถทำให้เกิดความเสียหายหนักได้ (เช่นการระเบิด)
 

ผ่านมาตั้งสองหน้าแล้ว แล้วมันเกี่ยวข้องกับพลังงานกระตุ้น (activation energy) อย่างไร ลองพิจารณากราฟในรูปที่ ๑ ข้างบนเล่น ๆ ก่อนไหมครับ กราฟรูปนี้ผมเขียนเฉพาะค่า e^-Ea/RT เท่านั้นนะครับ (ขอละค่า pre-exponential factor ที่เป็นค่าคงที่เอาไว้ โดยใช้ค่า Ea/R ที่ 14000 (ก็เรียกว่ามีค่า Ea สูงอยู่เหมือนกัน) เป็นตัวเปรียบเทียบกับกรณีที่ค่า Ea/R สูงหรือต่ำกว่าค่าที่ใช้เปรียบเทียบ สิ่งที่อยากให้สังเกตคืออัตราการเพิ่มขึ้นครับ (แกนตั้งของกราฟเป็น log-scale นะครับ)
 

ที่อุณหภูมิใดอุณหภูมิหนึ่งนั้น ปฏิกิริยาที่มีค่า Ea/R ต่ำกว่าจะมีอัตราเร็วในการเกิดปฏิกิริยาสูงกว่า และเมื่อเพิ่มอุณหภูมิให้สูงขึ้น อัตราการเกิดปฏิกิริยาก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย แต่สำหรับปฏิกิริยาที่มีค่า Ea/R สูงนั้นจะพบว่า "อัตราการเพิ่ม" นั้นจะสูงกว่าปฏิกิริยาที่มีค่า Ea/R ต่ำกว่า เช่นในกรณีที่ยกตัวอย่างมานี้ เมื่อเพิ่มอุณหภูมิจาก 200ºC เป็น 400ºC อัตราการเกิดปฏิกิริยาของค่าอ้างอิง (Ea/R = 14000) จะเพิ่มขึ้นประมาณ 5200 เท่า สำหรับปฏิกิริยาที่มีค่า Ea/R ต่ำกว่า 40% และ 20% นั้น อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นเพียงประมาณ 170 เท่ากับ 940 เท่าตามลำดับ แต่ถ้าเป็นปฏิกิริยาที่มีค่า Ea/R สูงกว่า 20% และ 40% นั้น พบว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นถึง 29000 และ 160000 เท่าตามลำดับ
 

นี่คือส่วนหนึ่งของเรื่องที่ผมได้เล่าให้เขาฟังไว้ในการสนทนาทางไกลเมื่อวาน ที่บอกเขาไปว่ามันไม่ใช่เรื่องแปลกที่จะพบว่าในกรณีของปฏิกิริยาคายความร้อนสูงที่มีค่าพลังงานกระตุ้นสูงนั้น การที่ปฏิกิริยาจะเกิดการrun away ก็ไม่ใช่เรื่องผิดคาด เพราะถ้าใช้อุณหภูมิต่ำเกินไปปฏิกิริยามันจะไม่เกิด (หรือเกิดน้อยมาก ๆ) แต่ถ้าใช้อุณหภูมิการทำปฏิกิริยาที่สูงเกินไป อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วมาก และถ้าไม่สามารถดึงเอาความร้อนนั้นออกมาได้มากพอ ความร้อนที่สะสมในเบดจะทำให้อุณหภูมิภายในเบดนั้นเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจนก่อให้เกิดความเสียหายตามมาได้
 

ด้วยเหตุนี้จึงได้มีการหาวิธีการต่าง ๆ ที่จะเพิ่มการระบายความร้อนออกจากเครื่องปฏิกรณ์ชนิดนี้เพื่อไม่ให้อุณหภูมิภายในเบดเพิ่มสูงเกินไป ไม่ว่าจะเป็นการใช้ tube ขนาดเล็กมาทำเป็นเบดนิ่ง (tube ขนาดเล็กจะมีพื้นที่ผิวต่อปริมาตรสูงกว่า tube ที่มีขนาดใหญ่กว่า) การเลือกใช้อนุภาคตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีขนาดและรูปร่างที่เหมาะสม รวมไปทั้งการวางตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีความว่องไวแตกต่างกัน ณ ตำแหน่งต่าง ๆ ภายในเบดเป็นต้น

รูปที่ ๒ ตัวอย่างการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในเบดนิ่งในส่วนของปฏิกิริยาคายความร้อน เส้นประคือความเข้มข้น เส้นทึบคืออุณหภูมิ

สำหรับวันนี้คงจะขอพักไว้แค่นี้ก่อน ตอนต่อไปยังคงเกี่ยวข้องกับเรื่องนี้อยู่ แต่จะเป็นเรื่องของรูปร่างของตัวเร่งปฏิกิริยาที่จะบรรจุเข้าไปในเบด