แนวทางหัวข้อการทำวิทยานิพนธ์นิสิตรหัส ๕๖ (ตอนที่ ๔) MO Memoir : Wednesday 18 February 2558

เอกสารฉบับนี้แจกจ่ายเป็นการภายใน ไม่นำเนื้อหาลง blog
 

รูปที่ ๑ เปรียบเทียบพีค NO ที่อุณหภูมิ 450ºC เมื่อไม่มี NH₃ (เพื่อให้ความเข้มข้น NO ขาเข้าเท่ากับขาออก) กับเส้น NO ที่อุณหภูมิห้อง (ยังไม่เกิดปฏิกิริยา SCR)

รูปที่ ๒ เปรียบเทียบปริมาณ NO ที่อุณหภูมิต่าง ๆ กันของตัวเร่งปฏิกิริยา V₂O₅/TiO₂ เมื่อใช้ซ้ำสองครั้ง

Selective Catalytic Reduction of NO in Gas Turbine Exhaust Gas with NH3 MO Memoir : Friday 1 February 2556

บทความที่แนบมาด้วยเป็นบทความที่เขียนลงวารสารวิชาการปทุมวัน ปีที่ ๒ ฉบับที่ ๕ ประจำเดือนกันยายน-ธันวาคม ๒๕๕๕ ในหัวข้อเรื่อง "การเลือกรีดิวซ์ไนโตรเจนมอนออกไซด์ในแก๊สไอเสียเครื่องยนต์กังหันแก๊สด้วยแอมโมเนีย" หรือ "Selective Catalytic Reduction of NO in Gas Turbine Exhaust Gas with NH₃" ซึ่งสามารถ download ได้ที่นี่ บทความ SCR

ส่งมาให้กลุ่ม DeNOx เพื่อเอาไว้ใช้เป็นเอกสารอ้างอิง

แนวทางหัวข้อการทำวิทยานิพนธ์นิสิตรหัส ๕๕ (ตอนที่ ๗) MO Memoir : Wednesday 20 March 2556

เอกสารฉบับนี้แจกจ่ายเป็นการภายใน ไม่นำเนื้อหาลง blog

เนื้อหาในเอกสารฉบับนี้เกี่ยวข้องกับงานของกลุ่ม DeNOx ที่จะกระทำในเฟสต่อไป

แนวทางหัวข้อการทำวิทยานิพนธ์นิสิตรหัส ๕๓ (ตอนที่ ๑๐) MO Memoir : Friday 30 December 2554

เนื้อหาในเอกสารฉบับนี้เกี่ยวกับความเป็นมาของงานที่กำลังกระทำอยู่ เพื่อความเข้าใจที่ตรงกันสำหรับผู้ที่กำลังจะทำการสอบโครงร่างวิทยานิพนธ์ในปีหน้า (อันที่จริงก็สัปดาห์หน้านั่นแหละ) และขอให้นิสิตรหัส ๕๔ ศึกษาทำความเข้าใจเอาไว้ด้วย เพราะอีกไม่กี่เดือนข้างหน้าก็ต้องรับช่วงงานต่อแล้ว

เนื้อหาในเอกสารนี้นำลง blog เพียงบางส่วน

๑. การกำจัด NOx ด้วยปฏิกิริยา NH₃ SCR

ผมจะเริ่มจากการปูพื้นฐานทั่วไปก่อนนะ แล้วค่อยให้รายละเอียดว่างานของแต่ละคนนั้นมีจุดที่แตกต่างกันตรงไหน 

 

พร้อมกันนี้ผมได้แนบไฟล์ประกาศกระทรวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสิ่งแวดล้อม เรื่อง

(ก) "กำหนดมาตรฐานการควบคุมการปล่อยทิ้งอากาศเสียจากโรงไฟฟ้า" ที่ประกาศในราชกิจจานุเบกษาเดือนมกราคม พ.ศ. ๒๕๓๙ และ

(ข) "กำหนดมาตรฐานการควบคุมการปล่อยทิ้งอากาศเสียจากโรงไฟฟ้าใหม่" ที่ประกาศในราชกิจจานุเบกษาเดือนมกราคม พ.ศ. ๒๕๕๓

มาให้ด้วยเพื่อที่พวกคุณจะได้มองเห็นภาพของงานที่เรากำลังทำอยู่ได้ชัดเจนขึ้น ปัจจุบันประกาศทั้ง ๒ ฉบับนี้ยังมีผลบังคับใช้อยู่ ผม download มาจาก http://www.pcd.go.th/download/regulation.cfm?task=s2)

ขอเริ่มเป็นข้อ ๆ ไปก็แล้วกัน

๑.๑ องค์ประกอบของแก๊สที่เกิดจากการเผาไหม้นั้นขึ้นอยู่กับเชื้อเพลิงที่ใช้ (ถ่านหิน น้ำมัน และแก๊ส) ถ่านหินจัดว่าเป็นเชื้อเพลิงที่มีสัดส่วนไฮโดรเจนต่ำสุด ในขณะที่แก๊สธรรมชาติจัดว่าเป็นเชื้อเพลิงที่มีสัดส่วนไฮโดรเจนสูงสุด ดังนั้นถ้าพิจารณากันตามนี้ แก๊สที่เกิดจากการเผาถ่านหินก็ควรที่จะมีปริมาณไอน้ำต่ำสุด ในขณะที่แก๊สที่เกิดจากการเผาแก๊สธรรมชาติควรจะมีปริมาณไอน้ำสูงสุด

๑.๒ ในทางทฤษฎีนั้น เพื่อให้การเผาไหม้มีประสิทธิภาพสูงสุด (อุณหภูมิแก๊สร้อนที่ได้จากการเผาไหม้สูงที่สุด) ปริมาณอากาศที่ใช้ต้องอยู่ที่ stoichiometric ratio ซึ่งการเผาไหม้ในสภาวะนี้จะเรียกว่า stoichiometric combustion แต่ในทางปฏิบัตินั้นเพื่อให้การเผาไหม้เกิดได้สมบูรณ์ จะต้องใช้อากาศที่ "มากเกินพอ" อยู่เล็กน้อย

๑.๓ ในภาวะที่มีอากาศมากเกินพอนั้น แก๊สร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้จึงถือได้ว่าปราศจาก CO และเชื้อเพลิงที่เผาไหม้ไม่หมด

๑.๔ เช่นเดียวกัน ในทางทฤษฎีนั้น ประสิทธิภาพของวัฏจักรกำลังต่าง ๆ จะขึ้นอยู่กับผลต่างระหว่างอุณหภูมิของแหล่งให้ความร้อนและอุณหภูมิของแหล่งรับความร้อน ยิ่งผลต่างนี้มีค่ามากเท่าใด ประสิทธิภาพก็จะสูงขึ้น แต่เนื่องจากแหล่งรับความร้อนมักจะเป็นน้ำระบายความร้อน และอุณหภูมิของน้ำระบายความร้อนที่ใช้กันจะมีอุณหภูมิประมาณอุณหภูมิห้อง ดังนั้นการเพิ่มประสิทธิภาพจึงต้องไปที่การทำให้อุณหภูมิของแหล่งให้ความร้อนมีค่ามากที่สุดเท่าที่จะทำได้

๑.๕ แต่ปฏิกิริยาการเกิด NOx ก็จะสูงมากตามอุณหภูมิด้วย ดังนั้นยิ่งแก๊สที่เผาไหมม้มีอุณหภูมิสูงมากเท่าใด ปริมาณ NOx ที่เกิดขึ้นก็มากตามไปด้วย

๑.๖ NOx ที่กล่าวถึงในข้อ ๑.๕ นั้นเป็นตัวที่เกิดจาก N₂ กับ O₂ ในอากาศ แต่ยังมี NOx อีกส่วนหนึ่งที่เกิดจากสารประกอบไนโตรเจนที่มีอยู่ในเชื้อเพลิง ซึ่งสารประกอบพวกนี้มักจะมีอยู่แล้วในถ่านหินและน้ำมันเตา ปริมาณที่มีอยู่จะขึ้นอยู่กับชนิดของถ่านหินและน้ำมันที่เอามาเผาไหม้ ดังนั้นถ้าเราไปดูมาตรฐาน NOx สูงสุดที่อนุญาตให้ปล่อยทิ้งได้ จะพบว่าของถ่านหินและน้ำมันเตาจะสูงกว่าของแก๊สธรรมชาติ

๑.๗ อีกแนวทางในการลดการเกิด NOx ได้แก่การลดอุณหภูมิแก๊สร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้ให้ต่ำลง ซึ่งอาจทำโดยการใช้อากาศมากเกินพอ หรือโดยการฉีดไอน้ำเข้าไป แต่การทำดังกล่าวก็จะทำให้ประสิทธิภาพการเผาไหม้ลดลงไปด้วย

๑.๘ องค์ประกอบในแก๊สร้อนที่ออกจากเตาเผา และองค์ประกอบในแก๊สปล่อยทิ้งสู่บรรยากาศทางปล่องนั้น "ไม่จำเป็นต้องเหมือนกัน" เพราะในระหว่างทางนั้นอาจมีการผสมอากาศหรือแก๊สอื่น (เช่นไอน้ำ) เข้าไป เพื่อทำให้ความเข้มข้นของสารพิษต่าง ๆ ในแก๊สนั้นลดลง แต่ปริมาณไม่ได้ลดลงนะ เพราะปริมาตรแก๊สปล่อยทิ้งจะมากขึ้น ดังนั้นเพื่อป้องกันการโกงดังกล่าว ในมาตรฐานจึงต้องกำหนดไว้ว่าการวัดนั้นต้องทำที่ "สภาวะแห้ง" และ "ปริมาตรอากาศส่วนเกินในการเผาไหม้" หรือ "ปริมาตรออกซิเจนส่วนเกินในการเผาไหม้" เอาไว้ด้วย

๑.๙ ในภาวะที่มีออกซิเจนมากเกินพอในแก๊สปล่อยทิ้งนั้น เราไม่สามารถนำตัวเร่งปฏิกิริยา 3-way catalyst ที่ใช้กับรถยนต์ (เครื่องยนต์เบนซิน) มาใช้ได้ เพราะตัวเร่งปฏิกิริยาพวกนั้นจะทำงานได้กับไอเสียที่ได้จากการเผาไหม้ในภาวะที่มีออกซิเจน "พอดี" กับการเผาไหม้เท่านั้น เพราะตัวเร่งปฏิกิริยาดังกล่าวใช้ไฮโดรคาร์บอนที่หลงเหลือจากการเผาไหม้ในการรีดิวซ์ NOx ที่เกิดขึ้น แต่ในภาวะที่มีออกซิเจนและ NOx อยู่ร่วมกันนั้น ตัวเร่งปฏิกิริยาดังกล่าวจะทำปฏิกิริยาระหว่างไฮโดรคาร์บอนกับออกซิเจนก่อน โดยที่ NOx ไม่สามารถเข้าร่วมทำปฏิกิริยาได้จนกว่าออกซิเจนจะหมด ดังนั้นถ้านำเอามาใช้กับแก๊สปล่อยทิ้งจากโรงไฟฟ้าที่มีความเข้มข้นออกซิเจนหลาย % (เช่น 15% ในกรณีของเรา) ในขณะที่มี NOx ต่ำมาก (แค่ระดับ ppm ดังเช่นกรณีของเรา)

๑.๑๐ ตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการกำจัด NOx จากไอเสียดังกล่าวที่ถูกพัฒนาขึ้นมาในยุคแรกคือ V₂O₅ บนตัวรองรับต่าง ๆ โดยใช้ NH₃ เป็นสารรีดิวซ์

๑.๑๑ Alumina เป็นตัวรองรับที่มีพื้นที่ผิวสูงและทนอุณหภูมิสูง แต่ไม่ทนต่อ SO₂ ในแก๊ส ส่วน TiO₂ (anatase) แม้ว่าจะมีพื้นที่ผิวต่ำกว่าและทนอุณหภูมิได้ต่ำกว่า แต่สามารถทนต่อ SO₂ ในแก๊ส ดังนั้นการที่จะเลือกใช้ตัวรองรับเป็นตัวใดนั้นจึงต้องดูองค์ประกอบของแก๊สด้วย

๑.๑๒ แต่ในขณะเดียวกัน V₂O₅ ก็เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในการผลิตกรดกำมะถัน โดยสามารถออกซิไดซ์ SO₂ ให้กลายเป็น SO₂ ได้ ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาคายความร้อนถูกควบคุมด้วยสมดุลเคมี ดังนั้นถ้าพิจารณาจากแง่สมดุลเคมีแล้วปฏิกิริยานี้จะไปข้างหน้าได้มากที่อุณหภูมิต่ำ แต่ที่อุณหภูมิต่ำนั้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาก็จะต่ำลงไปด้วย ด้วยเหตุนี้จึงไม่จำเป็นว่าจะเกิดการออกซิไดซ์ SO₂ ไปเป็น SO₂ ได้มากที่อุณหภูมิต่ำ

๑.๑๓ V₂O₅ จัดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำงานได้ดีในช่วงอุณหภูมิปานกลาง (เอาเป็นว่าไม่เกิน 500ºC ก็แล้วกัน) ในช่วงอุณหภูมิสูงพวก WO₃ จะทำงานได้ดีกว่า ดังนั้นอย่าแปลกใจว่าทำไมในช่วงหลังจึงมีการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ WO₃ เกิดขึ้น แต่นั่นไม่ได้หมายความว่า WO₃ ดีกว่า V₂O₅ แต่เป็นเพราะมีการออกแบบโรงไฟฟ้าที่แก๊สปล่อยทิ้งมีอุณหภูมิสูงมาก (พวกมีแต่กังหันแก๊สโดยที่ยังไม่มีระบบกังหันไอน้ำร่วม) เพราะถ้าเอา WO₃ มาใช้ในช่วงอุณหภูมิปานกลาง มันก็ทำงานสู้ V₂O₅ ไม่ได้

๑.๑๔ ในทำนองเดียวกัน MoO₃ ก็เป็นตัวที่ทำงานได้ดีกว่า V₂O₅ ในช่วงอุณหภูมิต่ำ (เอาเป็นว่าไม่เกิน 250ºC ก็แล้วกัน) แต่ถ้าอุณหภูมิสูงขึ้นก็ทำงานสู้ V₂O₅ ไม่ได้

๑.๑๕ ด้วยเหตุนี้จึงได้มีการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยา V₂O₅- WO₃ สำหรับการทำงานในช่วงอุณหภูมิปานกลางถึงสูง (ถ้าเป็นช่วงอุณหภูมิสูงจะไม่มี V₂O₅ หรือมีอยู่น้อยมาก) และตัวเร่งปฏิกิริยา V₂O₅- MoO₃ สำหรับการทำงานในช่วงอุณหภูมิต่ำถึงปานกลาง

๑.๑๖ ด้วยเหตุนี้เราจึงได้คิดที่จะลองนำโลหะออกไซด์ทั้ง ๓ ชนิดมารวมกัน เพื่อที่จะดูว่าช่วงความสามารถในการทำปฏิกิริยาของตัวเร่งปฏิกิริยาตัวใหม่นี้จะเป็นอย่างไร 

๑.๑๗ เป็นที่ทราบกันมานานแล้ว (อย่างน้อยก็กว่า ๒๐ ปีแล้ว) ว่า V₂O₅ ที่เคลือบลงไปบนพื้นผิว TiO₂ (anatase) จะแตกต่างไปจากบนพื้นผิวอื่น โดยบนพื้นผิว TiO₂ (anatase) V₂O₅ จะกระจายตัวออกเป็นชั้นบาง ๆ ที่เรียกว่า monolayer (มีเพียงชั้นเดียว) ก่อน จนกว่าพื้นผิวจะถูกปกคลุมเอาไว้ทั้งหมด จากนั้นจึงค่อยก่อตัวเป็นผลึก แต่ถ้าเป็นบนพื้นผิวอื่นจะเกาะรวมตัวกันเป็นผลึกได้ตั้งแต่แรก

๑.๑๘ และมีรายงานด้วยว่า V₂O₅ และ MoO₃ สามารถรวมตัวกันเป็นออกไซด์ผสมตัวใหม่ โดยการเกิดออกไซด์ผสมตัวใหม่นี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ถ้าใช้อุณหภูมิสูงก็จะเกิดได้ดีขึ้น

๑.๑๙ ส่วนออกไซด์ผสมระหว่าง V₂O₅ และ WO₃ หรือ WO₃ และ MoO₃ นั้นผมเองยังไม่เคยค้นดู ขอให้พวกคุณลองไปดูกันหน่อยแล้วกันว่ามันเกิดได้หรือเปล่า

ข้อ ๑.๑ ถึง ๑.๑๙ ที่กล่าวมาข้างบนนั้นเป็นการปูพื้นฐานเผื่อต้องใช้ในการบรรยายให้กรรมการสอบได้เห็นภาพที่มาที่ไปของงานที่เรากำลังทำวิจัยอยู่

๑.๒๐

๑.๒๑ 

๑.๒๒ 

๑.๒๓

๑.๒๔ 

๑.๒๕ 

๑.๒๖ ปัญหาที่ทั้งสองคนมีร่วมกันก็คือจะวิเคราะห์ได้อย่างไรว่ามีสารประกอบโลหะออกไซด์ตัวใหม่เกิดขึ้น หรือผลการทำปฏิกิริยาที่แตกต่างกันนั้น (ถ้ามันแตกต่างกัน) เกิดจากอะไร วิธีการวิเคราะห์ที่ผมเห็นว่าควรต้องเตรียมทำก็มี XRD FT-IR และ H₂-TPR

๑.๒๗ ในกรณีของ XRD นั้นผมยังสงสัยอยู่ว่าถ้าหากเกิดออกไซด์ผสมตัวใหม่ขึ้นจริง จะมองเห็นพีคหรือไม่ และถ้าหากเรามองเห็นพีค เราจะสามารถระบุได้หรือไม่ว่าเป็นพีคของอะไร ดังนั้นในขณะนี้ผมจึงยังไม่คาดหวังอะไรจากเทคนิคนี้มากนั้น

๑.๒๘ ในกรณีของ FT-IR นั้นผมคิดว่ามีโอกาสสูงกว่าที่จะเห็นความแตกต่าง เพราะจากประสบการณ์เท่าที่ผ่านมานั้นพบว่าในกรณีของออกไซด์ที่ไม่ก่อโครงสร้างเป็นผลึกเช่นกรณีของ V₂O₅ บน TiO₂ ที่ V₂O₅ ก่อตัวเป็นชั้น monolayer บน TiO₂ นั้น XRD ไม่สามารถตรวจจับการมีอยู่ของ V₂O₅ ได้ แต่ FT-IR สามารถตรวจจับได้

๑.๒๙ ส่วน H₂-TPR นั้น (งานส่วนนี้ยังไม่ต้องกล่าวถึงในการสอบโครงร่าง) เป็นตัวบอกว่าออกไซด์ของเรานั้นถูกรีดิวซ์ได้ง่ายหรือยาก ซึ่งการวิเคราะห์ความยากง่ายในการหลุดออกของ O^2- นั้นจะให้ข้อมูลที่ดีถ้าหากปฏิกิริยาของเรานั้น สารตั้งต้นต้องมีการมาดึงเอาออกซิเจนออกจากโครงร่างผลึกของตัวเร่งปฏิกิริยาโดยผ่านทางแบบจำลอง REDOX แต่ที่ผ่านมานั้นมีผู้เสนอว่าปฏิกิริยา SCR นี้มันผ่านทางแบบจำลอง Rideal ซึ่งเป็นปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลที่ถูกดูดซับบนพื้นผิวกับโมเลกุลในเฟสแก๊สที่วิ่งเข้ามาชน ซึ่งพิจารณาเพียงแค่แง่มุมนี้การวัด H₂-TPR ก็ไม่น่าจะให้ข้อมูลสำคัญใด ๆ

๑.๓๐ แต่ถ้ามองจากมุมมองที่ว่า NH₃ ต้องลงไปเกาะบนพื้นผิวก่อน ตำแหน่งที่ NH₃ ลงไปเกาะนั้นจะมีส่วนที่เป็น Lewis acid site หรือตำแหน่งที่เป็นไอออนบวกของโลหะ ความยากง่ายในการรีดิวซ์ออกไซด์ของโลหะบนพื้นผิวจะทำให้เลขออกซิเดชันของไอออนบวกของโลหะ V Mo และ W แตกต่างกันไป ซึ่งอาจทำให้ความสามารถของตัวเร่งปฏิกิริยาในการดูดซับ NH₃ แตกต่างกันไปด้วย และอาจเป็นเหตุผลที่ทำให้ตัวเร่งปฏิกิริยามีความว่องไวที่แตกต่างกันได้

ในส่วนของกลุ่ม DeNOx นั้นของฝากเอาไว้แค่ ๓๐ ข้อนี้ก่อน

๒. ปฏิกิริยา Hydroxylation

ผมขอเริ่มด้วยการปูพื้นฐานทั่วไปซ้ำอีกครั้ง เพราะอันที่จริงเรื่องนี้ก็ได้กล่าวไปเยอะแล้วใน Memoir ฉบับที่เกี่ยวข้องกับหัวข้อการทำวิทยานิพนธ์ของนิสิตรหัส ๕๒ (ไม่รู้เหมือนกันว่าตอนนั้นพวกคุณสนใจอ่านกันแค่ไหน)

๒.๑ เป็นที่ทราบว่าพื้นผิวของ TS-1 นั้นเป็นพื้นผิวที่ชอบโมเลกุลไม่มีขั้ว แต่ในการทำปฏิกิริยาของเรานั้นสารตั้งต้นของเราเป็นโมเลกุลที่มีเฉพาะโครงสร้างที่ไม่มีขั้ว (ไฮโดรคาร์บอน) และโมเลกุลที่มีเฉพาะโครงสร้างที่มีขั้ว (H₂O₂)

๒.๒ ดังนั้นถ้าตัวเร่งปฏิกิริยาของเราสัมผัสกับไฮโดรคาร์บอนมากเกินไป ปฏิกิริยาจะไม่สามารถเกิดได้ เพราะ H₂O₂ จะไม่สามารถเข้าไปถึงพื้นผิวได้

๒.๓ แต่พอเรามาแก้ปัญหาด้วยการใช้น้ำเป็นตัวกลางในการทำปฏิกิริยา (จากเหตุผลด้าน ความปลอดภัย ความสะดวกในการปั่นกวน ตัดปัญหาเรื่องการแยกตัวทำละลายประสานเฟส เป็นสิ่งที่หาได้ง่าย ฯลฯ) ก็เกิดปัญหาที่ตรงข้ามกันคือเรามีแต่ H₂O₂ บนพื้นผิว โดยมีไฮโดรคาร์บอนอยู่น้อยมาก ทั้งนี้เป็นเพราะไฮโดรคาร์บอนละลายน้ำได้น้อยมาก

๒.๔ แต่จากงานของศราวดีเราพบว่าถ้าเราสามารถเพิ่มปริมาณ (ปริมาณ = ความเข้มข้น x ปริมาตรน้ำ) ของไฮโดรคาร์บอนที่ละลายอยู่ในเฟสน้ำได้ ปฏิกิริยาจะดำเนินไปข้างหน้าได้ดีขึ้น

๒.๕ ที่ผ่านมานั้นเราพบว่าการเพิ่มปริมาณทำได้โดยการเพิ่มปริมาตรน้ำที่ใช้เป็นตัวกลาง (ในกรณีนี้ความเข้มข้นคงที่) และ/หรือโดยการเพิ่มอุณหภูมิการทำปฏิกิริยา (ในกรณีนี้ความเข้มข้นเพิ่มสูงขึ้น) เพราะที่อุณหภูมิสูงขึ้นไฮโดรคาร์บอนจะละลายน้ำได้มากขึ้น

๒.๖ ต่อมาเราพบว่าการที่น้ำนั้นมีสารประกอบไอออนิกบางชนิดละลายอยู่ อัตราเร็วในการละลายของไฮโดรคาร์บอนเข้าไปในเฟสน้ำ และความความข้นอิ่มตัวของไฮโดรคาร์บอนในเฟสน้ำจะเปลี่ยนไป จึงทำให้เราเกิดแนวความคิดขึ้นมาว่าถ้าเราละลายสารประกอบไอออนิกบางตัวเข้าไปในเฟสน้ำ จะส่งผลต่อการเกิดปฏิกิริยาอย่างไร

๒.๗ แต่ทั้งนี้ในขณะนี้เรายังไม่มีข้อมูลว่าสารประกอบไอออนิกที่ละลายนั้นจะไปทำอะไรบ้างกับพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยา และการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นที่เราเห็นนั้นเป็นผลจากพฤติกรรมการละลายที่เปลี่ยนแปลงไป หรือเกิดจากพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาเปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากมีไอออนบางตัวลงไปเกาะเพิ่มขึ้น

๒.๘

๒.๙ 

๒.๑๐ 

๒.๑๑

๒.๑๒ 

๒.๑๓ 

๒.๑๔ 

๒.๑๕ 

๒.๑๖ 

๒.๑๗ 

๒.๑๘ 

๒.๑๙ 

๒.๒๐ อีกสมมุติฐานหนึ่งที่ทั้งสองคนควรพิจาณาคือ เป็นไปได้ไหมว่าไอออนที่เราละลายเข้าไปในน้ำนั้น เข้าไปเกาะบนพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยา ทำให้พื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถดูดซับH₂O₂ ได้ดีขึ้น จึงทำให้ปฏิกิริยาเกิดไปข้างหน้าได้ดีขึ้น

๒.๒๑ งานของพวกคุณทั้งสองคนเป็นการศึกษาผลของไอออน ดังนั้นสิ่งที่เราทำการปรับเปลี่ยนในการทำการทดลองคือชนิดของสารประกอบไอออนิกที่เรานำมาละลายน้ำ และอุณหภูมิการทำปฏิกิริยา โดยที่จะไม่ปรับเปลี่ยนชนิดตัวเร่งปฏิกิริยาหรือสัดส่วนสารตั้งต้นที่ใช้

๒.๒๒ โดยส่วนตัวผมคิดว่าในงานของพวกคุณ การวิเคราะห์ NH₃-TPD คงไม่จำเป็น เพราะเราทำปฏิกิริยาในเฟสของเหลว พื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยามีน้ำปกคลุม แต่การวัด NH₃-TPD นั้นเป็นการวัดในเฟสแก๊สและที่อุณหภูมิที่สูงกว่าที่ใช้ในการทำปฏิกิริยา ดั้งนั้นข้อมูลสภาพพื้นผิวที่ได้จากการวัด NH₃-TPD อาจไม่สะท้อนภาพที่แท้จริงของพื้นผิวเมื่อมีของเหลวปกคลุมอยู่

ปี ๒๕๕๔ นี้ผมของปิดท้ายด้วย Memoir ฉบับนี้ หวังว่าพวกคุณทุกคนคงเที่ยวและพักผ่อนกันเต็มที่ เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการสอบในสัปดาห์หน้า ขอให้สุขสันต์วันปีใหม่กันทุกคน

แนวทางหัวข้อการทำวิทยานิพนธ์นิสิตรหัส ๕๒ (ตอนที่ ๓๑) MO Memoir : Tuesday 21 June 2554

เนื้อหาใน Memoir ฉบับนี้นำลง blog โดยมีการตัดทอนบางส่วนออกไป

เรื่องนี้เกี่ยวพันกับงานของสาวน้อยร้อยห้าสิบเซนฯโดยตรง คนที่จะรับช่วงงานต่อ (หวังว่าคงจะมีต่อ) ก็ขอให้อ่านให้ดีด้วย ส่วนใครอ่านแล้วไม่เข้าใจก็แวะเข้ามาที่แลปแล้วคอยฟังเอาก็แล้วกันว่ามีใครเขาทำอะไรกันบ้าง

๑. การวัดปริมาณ NH₃ ด้วยการไทเทรต

เทคนิคนี้มีที่มาที่ไปอย่างไรก็ลองไปอ่าน Memoir ปีที่ ๒ ฉบับที่ ๔๗ วันเสาร์ที่ ๑ สิงหาคม ๒๕๕๒ เรื่อง "Kjeldahl nitrogen determination method" และในไฟล์ "A guide to Kjeldahl nitrogen determination" ที่แนบมาด้วยเอาเองก็แล้วกัน

สิ่งที่อยากให้อ่านคือการดักจับ NH₃ ซึ่งอาจทำได้โดยใช้สารละลาย boric acid (H₃BO₃) (ในกรณีของ direct titration) หรือสารละลายกรด H₂SO₄ (ในกรณีของ back titration)

สิ่งสำคัญคือต้องมั่นใจว่าสามารถดักจับ NH₃ ที่อยู่ในฟองแก๊สที่ลอยผ่านสารละลายได้หมด ไม่เช่นนั้นจะได้ปริมาณ NH₃ ที่น้อยกว่าความเป็นจริงมาก ยิ่งแก๊สไหลผ่านเร็วเท่าไร โอกาสที่ NH₃ จะหลุดรอดออกไปก็จะมากขึ้น ในความเห็นผมการดักเก็บโดยเอาปลายท่อจุ่มลงในสารละลายกรดนั้นไม่น่าจะให้ผลดี เพราะเราใช้อัตราการไหลของแก๊สที่สูงเมื่อเทียบกับระดับความลึกของปลายท่อที่จุ่มอยู่ในสารละลายกรด

๒. สิทธิบัตรประเทศสหรัฐอเมริกาเลขที่ 7,316,988 วันที่ 8 มกราคม 2008 (พ.ศ. ๒๕๕๑) เรื่อง "Gas turbine single plant modifying method, a catalyst re-using method and a re-produced catalyst"

สิทธิบัตรนี้กล่าวถึงตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับกำจัด NOx ที่อุณหภูมิสูง โดยเน้นไปที่แก๊สไอเสียที่ออกมาจากโรงไฟฟ้ากังหันแก๊ส โดยจดสิทธิบัตรตัวเร่งปฏิกิริยาที่ประกอบด้วยออกไซด์ WO₃ และ MoO₃ อย่างน้อยหนึ่งชนิดบน TiO₂ และมี V₂O₅ ในปริมาณที่ไม่เกิน 0.5 wt% หรือต่ำกว่า โดยตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสมควรมี V₂O₅ ในปริมาณที่ไม่เกิน 0.2 wt% หรือต่ำกว่า หรือไม่ก็ไม่มี V₂O₅ อยู่เลย

คอลัมน์ที่ 1 ของสิทธิบัตรในหัวข้อ 2 Description of the Prior Art กล่าวถึงที่มาที่ไปของปัญหาคือ โรงไฟฟ้ากังหันแก๊สเป็นโรงไฟฟ้าที่สร้างและดำเนินการได้ง่าย ซึ่งสำหรับระยะเวลาสั้น ๆ แล้วจะมีความเหมาะสม (เงินลงทุนต่ำ สร้างได้เร็ว แต่ประสิทธิภาพต่ำ) แต่ในระยะยาวแล้วจะมีข้อเสียด้านประสิทธิภาพและมักต้องปรับเป็นระบบ combined cycle (วัฏจักรร่วมที่ประกอบด้วยกังหันแก๊สและกังหันไอน้ำซึ่งต้องใช้เงินลงทุนสูงกว่า และใช้เวลาสร้างนานกว่า แต่ประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงกว่า ดู Memoir ปีที่ ๒ ฉบับที่ ๙๔ วันอาทิตย์ที่ ๒๗ ธันวาคม ๒๕๕๒ เรื่อง "การเผาแก๊สธรรมชาติ")

ตัวเร่งปฏิกิริยาตระกูล V₂O₅ นั้นเหมาะสมสำหรับการทำงานในช่วงอุณหภูมิ 200-450ºC และในช่วงอุณหภูมิสูงกว่า 450ºC จะถูกทำลายได้ง่าย ดังนั้นสิทธิบัตรฉบับนี้จึงได้นำเสนอตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการทำงานกับแก๊สร้อนที่ออกจากกังหันแก๊สที่มีอุณหภูมิในช่วง 450-600ºC

ดังนั้นสำหรับโรงไฟฟ้ากังหันแก๊สที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา DeNOx ที่ทำงานที่อุณหภูมิสูง (ช่วง 450-600ºC) ซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มี V₂O₅ อยู่น้อยมากหรือไม่มีเลย เมื่อปรับปรุงเป็นระบบ combined cycle จะทำให้แก๊สที่ออกมามีอุณหภูมิลดลง (อยู่ในช่วง 200-450ºC) ตัวเร่งปฏิกิริยาเดิม (ซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มี V₂O₅ อยู่น้อยมากหรือไม่มีเลย) จะทำงานไม่ได้ ทำให้ต้องมีการเปลี่ยนตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่

ดังนั้นเพื่อลดการสิ้นเปลือง สิทธิบัตรฉบับนี้จึงได้นำเสนอให้นำเอาตัวเร่งปฏิกิริยาอุณหภูมิสูงที่ผ่านการใช้งานมาแล้ว มาทำการเติม V₂O₅ เข้าไป (ในปริมาณตั้งแต่ 0.5 wt% ขึ้นไป) ซึ่งก็จะทำให้ได้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำงานในช่วงอุณหภูมิปานกลาง (ซึ่งเป็นที่มาของชื่อ ... a catalyst re-using method and a re-produced catalyst.)

ดังนั้นตอนนี้คงเข้าใจแล้วว่าทำไมเราจึงยืนที่ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ V₂O₅ เป็นตัวหลัก

๓. สิทธิบัตรประเทศสหรัฐอเมริกาเลขที่ 5,827,489 วันที่ 27 ตุลาคม 1998 (พ.ศ. ๒๕๔๑) เรื่อง "V/Mo/W catalysts for the selective reduction of nitrogen oxides"

สิทธิบัตรฉบับนี้อ้างสิทธิตัวเร่งปฏิกิริยา DeNOx ที่ประกอบด้วย

(ก) support ที่เป็นสารประกอบ inorganic oxide ที่ประกอบด้วย alumina, aluminate, titanium dioxide และ/หรือ zirconium dioxide อย่างน้อยหนึ่งชนิด และ

(ข) catalytically active phase ที่ประกอบด้วย vanadium oxide และ/หรือ molybdenum oxide และ/หรือ tungsten oxide อีกอย่างน้อยหนึ่งชนิด

โดยที่พื้นผิวของ support มีการสร้างพันธะทางเคมีกับอะตอมโลหะ V และ/หรือ Mo และ/หรือ W

และตัวเร่งปฏิกิริยาจะไม่มีโครงสร้างผลึกที่เป็น V₂O₅ และ/หรือ MoO₃ และ/หรือ WO₃

ทั้งนี้เพื่อลดการเกิด N₂O ที่เกิดจากการออกซิไดซ์ NH₃ (ดูปฏิกิริยาที่เกิดในคอลัมน์ที่ 2 ของสิทธิบัตร)

ตัวเร่งปฏิกิริยาของสิทธิบัตรนี้สามารถทำงานที่อุณหภูมิตั้งแต่ 300ºC ขึ้นไป

สาเหตุที่ต้องการลดการเกิด N₂O ก็เพราะเชื่อกันว่า N₂O ส่งผลกระทบที่รุนแรงกว่าในฐานะที่เป็นแก๊สเรือนกระจก (greenhouse gas) และมีส่วนสำคัญในการทำลายโอโซน (คงเห็นเหตุผลแล้วนะว่าทำไปเขาจึงต้องการทราบการเกิด N₂O และทำไมเราถึงต้องจัดการเรื่อง GC-2014 ECD ให้ได้ - เราในที่นี้หมายถึงกลุ่ม metal oxide นะ อย่าไปคาดหวังว่าผมจะไปให้คนอื่นมาทำให้)

ที่ทำให้ปวดหัวก็คือสิทธิบัตรฉบับนี้ไม่ได้บอกตรง ๆ ว่าควรมี V และ/หรือ Mo และ/หรือ W ในปริมาณ wt% เท่าใด แต่ดันบอกในรูปแบบว่าควรมีสัดส่วนโดยอะตอมเท่าไร ซึ่งสัดส่วนดังกล่าวบอกไว้ในข้อขอถือสิทธิข้อ 14 ที่อยู่ในคอลัมน์ 12 ของสิทธิบัตร

อนึ่งเวลาอ่านสิทธิบัตรเรามักจะเจอคำว่า "...และ/หรือ... อย่างน้อยหนึ่งชนิด" เป็นประจำ การเขียนอย่างนี้เป็นเทคนิคการเขียนเพื่อให้ครอบคลุมให้กว้างที่สุด ตัวอย่างเช่นในข้อ (ข) ข้างบนจะครอบคลุมถึงการ

- มีเพียง vanadium oxide อย่างเดียว หรือ

- มีเพียง molybdenum oxide อย่างเดียว หรือ

- มีเพียง tungsten oxide อย่างเดียว หรือ

- มี vanadium oxide ร่วมกับ molybdenum oxide หรือ

- มี vanadium oxide ร่วมกับ tungsten oxide หรือ

- มี molybdenum oxide ร่วมกับ molybdenum oxide หรือ

- มีออกไซด์ทั้งสามชนิดร่วมกัน

๔. สิทธิบัตรประเทศสหรัฐอเมริกาเลขที่ 7,585,807 วันที่ 8 กันยายน 2009 (พ.ศ. ๒๕๕๒) เรื่อง "Production of catalyst for removal of nitrogen oxides"

สิทธิบัตรฉบับนี้กล่าวถึงตัวเร่งปฏิกิริยา DeNOx ที่ใช้ TiO₂ ที่เตรียมจาก hydrated titanium dioxide โดยมี WO₃ และ CeO₂ (cerium dioxide) เป็น active phase

ในส่วน Background art กล่าวไว้ว่าต้องการหาตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำงานที่อุณหภูมิสูง (450-600ºC) เพื่อใช้กับแก๊สร้อนที่ออกมาจากกังหันแก๊ส และในรูปที่ 3 ของสิทธิบัตร (ที่นำมาแสดงข้างล่าง) ก็แสดงให้เห็นการทำงานในช่วงอุณหภูมิ 350-600ºC และเห็นได้ชัดว่าที่ช่วงอุณหภูมิต่ำนั้นตัวเร่งปฏิกิริยาจะทำงานได้ไม่ดี

รูปที่ ๑ รูปแสดงความสามารถในการกำจัด NO เข้มข้น 200 ppm โดยใช้ NH₃ เข้มข้น 240 ppm (รูปที่ 3 ของสิทธิบัตรเลขที่ 7,585,807) ออกซิเจน 10% และน้ำ 5%

อีกจุดที่น่าสังเกตคือการทดลองกำจัด NO นั้นใช้ NH₃ มากกว่า NO อยู่ 20% กล่าวคือใช้แก๊สที่มี NO 200 ppm แต่มี NH₃ 240 ppm ซึ่งตรงจุดนี้ผมไม่แน่ใจว่าทำไปเพื่อให้ผลออกมาดูดีหรือต้องใส่มากเกินพอเพื่อเข้าไปชดเชย NH₃ ที่สูญเสียไปกับปฏิกิริยากับออกซิเจน

ตรงหัวข้อ ii) ของคอลัมน์ 3 และต่อไปยังส่วนต้นของคอลัมน์ 4 ยังได้กล่าวถึงผลของ Ce ที่มีต่อโครงสร้าง TiO₂ โดย Ce สามารถไปเร่งการเกิด sintering ของ TiO₂ ได้ และดูเหมือนว่าจะไม่มีการกล่าวว่า TiO₂ อยู่ในเฟสไหน

ทีนี้คงเห็นภาพแล้วนะว่าทำไมทางกลุ่มเราถึงไม่มุ่งไปทางการลดปริมาณ V ที่ใช้ให้เหลือน้อยที่สุด และทำไมเราไม่คิดที่จะเติม Ce เข้าไปในตัวเร่งปฏิกิริยาของเรา

คงจะเห็นแล้วว่าทำไปเวลาอ่านบทความพวกนี้ผมถึงบอกให้อ่านให้ดี อย่าอ่านแบบฉาบฉวยหรืออ่านเฉพาะบทสรุปโดยไม่ดูที่มาที่ไปของปัญหา การที่ผมไม่เพียงแต่จะต้องการให้พวกคุณอ่านเอง ผมยังต้องเอามาอ่านเองด้วยก็เพื่อเป็นการตรวจสอบว่าความเข้าใจภาษาของพวกคุณใช้ได้ ดังนั้นอย่าไปคิดว่าเมื่ออาจารย์อ่านและสรุปให้แล้วก็ไม่ต้องไปอ่านเอง รอสรุปจากอาจารย์ก็แล้วกัน

แนวทางหัวข้อการทำวิทยานิพนธ์นิสิตรหัส ๕๓ (ตอนที่ ๓) MO Memoir : Saturday 11 June 2554

บันทึกนี้แจกจ่ายเป็นการภายใน ไม่นำเนื้อหาลง blog

ตัวไหนดีกว่ากัน (Catalyst) MO Memoir : Saturday 7 November 2552

ในการพูดคุยกับวิศวกรที่ทำงานอยู่ในโรงงานเมื่อวันศุกร์ที่ผ่านมานั้น มีอยู่ 3 หัวข้อด้วยกันที่ผมเห็นว่าเป็นประเด็นที่สำคัญและน่าสนใจ และควรที่จะทำความเข้าใจเพื่อที่จะได้มองเห็นมุมมองที่แตกต่างกันระหว่างผู้ที่ทำวิจัยและผู้ที่ทำงานจริง

เรื่องแรกคือ GHSV หรือ WHSV ที่ได้กล่าวไว้ใน Memoir ฉบับเมื่อวาน (MO Memoir 2552 Nov 6 Fri GHSV หรือ WHSV) เรื่องที่สองคือการเลือกตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งจะกล่าวถึงใน Memoir ฉบับนี้ และเรื่องที่สามคือเรื่องความเร็วการไหลซึ่งจะกล่าวถึงเป็นเรื่องถัดไป

ในการสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาตัวใหม่นั้น ผู้วิจัยมักเน้นไปที่การหาปริมาณองค์ประกอบที่ทำให้ได้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีความว่องไว (ต่อหน่วยน้ำหนักตัวเร่งปฏิกิริยา) มากที่สุด ในที่นี้สมมุติว่าเราเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา V₂O₅/TiO₂ ขึ้นมา 2 ตัวที่มีปริมาณ V₂O₅ แตกต่างกัน โดยตัวแรกมี V₂O₅ 2 wt% และตัวที่สองมี V₂O₅ 4 wt% ซึ่งเมื่อนำไปทดสอบการทำปฏิกิริยา ปรากฏว่าได้ค่า conversion ที่อุณหภูมิต่าง ๆ กันดังแสดงในรูปข้างล่าง


ซึ่งผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีปริมาณ V₂O₅ 4 wt% นั้นมีความว่องไวสูงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีปริมาณ V₂O₅ 2 wt%

คำถามที่น่าสนใจคือตัวเร่งปฏิกิริยาตัวไหน "ดี" กว่ากัน

การใช้คำว่า "ดี" นั้นบางครั้งก็อาจทำให้ไขว้เขวได้ เพราะการที่จะบอกว่าสิ่งใด "ดี" หรือ "ไม่ดี" นั้นขึ้นอยู่กับเหตุผลในการพิจารณาว่าเรามองจากมุมใด บางครั้งถ้าใช้คำว่า "เหมาะสมที่จะนำมาใช้งาน" อาจทำให้เรามองเห็นภาพได้หลายภาพมากกว่า ดังเช่นในกรณีนี้

ถ้าเรามองในแง่ของความว่องไวในการทำปฏิกิริยาต่อหน่วยน้ำหนักของตัวเร่งปฏิกิริยา (ซึ่งในที่นี้อาจพิจารณาเป็นต่อหน่วยปริมาตรได้ เพราะตัวเร่งปฏิกิริยาทั้งสองใช้ TiO2 เป็น support เหมือนกัน และปริมาณ V₂O₅ ที่เติมเข้าไปก็ไม่ได้มากอะไร ดังนั้นจึงถือได้ว่าตัวเร่งปฏิกิริยาทั้งสองควรมีความหนาแน่นที่เท่ากัน ดังนั้นที่น้ำหนักเท่ากันก็ควรมีปริมาตรเท่ากันด้วย) เราก็จะเห็นว่าตัวที่มี V₂O₅ 4 wt% นั้นดีกว่า เพราะที่ค่า conversion เท่ากันจะใช้ reactor ที่มีขนาดเล็กกว่า

ถ้าเราพิจารณาในแง่ของต้นทุนการผลิตตัวเร่งปฏิกิริยาแล้ว ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีปริมาณ V₂O₅ 4 wt% นั้นจะมีต้นทุนค่าสารเคมีในส่วนของ V₂O₅ เป็น 2 เท่าของตัวเร่งปฏิกิริยาที่มี V₂O₅ 2 wt% แต่ความว่องไวของตัวเร่งปฏิกิริยาที่มี V₂O₅ 4 wt% นั้นไม่ได้สูงเป็น 2 เท่าของตัวเร่งปฏิกิริยาที่มี V₂O₅ 2 wt% ซึ่งอาจสูงกว่าเพียง (สมมุติว่า) 20% เท่านั้น ดังนั้นถ้าเลือกใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มี V₂O₅ 2 wt% ก็จะต้องใช้ reactor ที่มีขนาดใหญ่กว่าการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มี V₂O₅ 4 wt% ประมาณ 20%

กล่าวโดยสรุปคือจากมุมมองของผู้ที่สังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อใช้งานเองแล้ว การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มี V₂O₅ 4 wt% จะมีค่าใช้จ่ายสำหรับ TiO₂ และขนาดเครื่องปฏิกรณ์น้อยกว่าการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มี V₂O₅ 2 wt% แต่ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มี V₂O₅ 4 wt% จะมีค่าใช้จ่ายในด้านสารเคมีสำหรับเติมวานาเดียมสูงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่มี V₂O₅ 2 wt% เกือบ 2 เท่า (ที่บอกว่าเป็นเกือบ 2 เท่าก็เพราะถ้าใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มี V₂O₅ 2 wt% จะต้องใช้ในปริมาณมากกว่าการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มี V₂O₅ 4 wt% เล็กน้อย ซึ่งของตัวอย่างนี้คือต้องใช้ประมาณ 1.2 เท่า ดังนั้นค่าใช้จ่ายด้านสารเคมีสำหรับเติมวานาเดียมของตัวเร่งปฏิกิริยาที่มี V₂O₅ 4 wt% ก็จะเป็น 2/1.2 เท่าของตัวเร่งปฏิกิริยาที่มี V₂O₅ 2 wt%)

ปัจจัยต่อมาที่ควรนำมาพิจารณาคือ "มี" reactor ที่จะใช้ตัวเร่งปฏิกิริยานั้นอยู่แล้วหรือยัง ในกรณีของการเริ่มต้นจากศูนย์ เช่นเป็นการออกแบบหน่วยการผลิตใหม่ เราไม่มีข้อจำกัดเรื่องขนาดของเครื่องปฏิกรณ์ เราสามารถกำหนดขนาดเครื่องปฏิกรณ์ให้เหมาะสมกับตัวเร่งปฏิกิริยาที่เลือกใช้ได้ ดังนั้นในที่นี้การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีอัตราการเกิดปฏิกิริยาต่อหน่วยน้ำหนักต่ำกว่า (เช่น V₂O₅ 2 wt% ในที่นี้) แต่มีราคาถูกกว่าก็ "อาจจะ" คุ้มค่ากว่า

แต่ในกรณีที่มีเครื่องปฏิกรณ์อยู่แล้วและเป็นการนำตัวเร่งปฏิกิริยาตัวใหม่มาใช้ทดแทนตัวเดิม เราต้องมั่นใจว่าปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยาตัวใหม่ที่สามารถให้ค่า conversion ได้เหมือนเดิมต้องสามารถบรรจุลงในเครื่องปฏิกรณ์เครื่องเดิมได้ หรือในกรณีที่ต้องการเพิ่มค่า conversion โดยไม่ต้องการเพิ่มขนาดเครื่องปฏิกรณ์ เราอาจเห็นว่าการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีอัตราการเกิดปฏิกิริยาต่อหน่วยน้ำหนักสูงกว่า (เช่น V₂O₅ 4 wt% ในที่นี้) แม้ว่าจะมีราคาสูงกว่าก็ "อาจจะ" เป็นทางเลือกเดียวก็ได้