โดย ศ.ดร.สมศักดิ์ ดำรงค์เลิศ ภาควิชาเคมีเทคนิค จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
สิทธิบัตรเลขที่ 8959 ลว ลงวันที่15 มิถุนายน 2542

ความเป็นมาของโครงการ

จากปริมาณขยะที่มากขึ้นทุกวัน จึงมีโครงการวิจัยเพื่อจัดสร้างเตาเผาขยะแบบไร้กลิ่น ไร้ควัน ด้วยเทคนิคฟลูอิไดเซชัน งานวิจัยนี้ใช้เวลาประมาณ 10 ปี จนได้รับรางวัลสิ่งประดิษฐ์จากจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ในปีพ.ศ.2536 และได้นำระบบนี้ มาขยายให้ใหญ่ขึ้น จัดสร้างเป็นเตาเผาที่ติดตั้งในจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ความสามารถของเตา

เตาแบบ นี้เผาขยะได้ทั้งของเหลว ของเหลวกึ่งของแข็ง และของแข็งในเตาเดียวกันได้ สามารถเผาขยะจากบ้านเรือน ตลาดสด โรงงานอุตสาหกรรม และขยะติดเชื้อจากโรงพยาบาล

ลักษณะของเตาและการเผาใหม้

ตัวเตามีรูปร่างเป็นทรงกระบอกวางในแนวตั้ง ผนังเตาเป็นเหล็กกล้าบุด้วยอิฐทนไฟตลอดความสูงของเตา ภายในเตา บุด้วยวัสดุทนไฟ วัสดุเม็ดของแข็งภายในเตาเมื่อได้รับความร้อนจนแดงจะเคลื่อนตัว ในลักษณะฟลูอิไดเซชัน (คล้ายสายธาร ของ ลาวาจากปล่องภูเขาไฟ) เมื่อขยะถูกป้อนเข้าในเตา ขยะจะสัมผัสและคลุกเคล้ากับวัสดุทนไฟร้อนแดง ขยะนี้จะติดไฟทันที เมื่อมีอากาศจากพัดลมเป่า เข้าไปพร้อมกับการป้อนขยะ จะเป็นตัวช่วยให้เกิดการเผาใหม้อย่างสมบูรณ์

คุณสมบัติ

เตาเผาขยะแบบฟลูอิไดเซชัน เป็นเตาแบบประหยัดต้นทุน ค่าการดำเนินการต่ำ ทั้งนี้เพราะความร้อนที่เกิด

จากการเผาขยะส่วนหนึ่งถูกสะสมไว้ในเบดหรือชั้นเม็ดของแข็ง เมื่อขยะใหม่ถูกป้อนเข้ามาพอสัมผัสกับชั้น

เม็ดของแข็งนี้ก็ติดไฟทันที่ไม่ต้องเสียเวลารอให้ขยะร้อนจึงติด ไฟ ความร้อนส่วนที่เหลือเอาไปใช้ต้มน้ำให้

กลายเป็นไอเพื่อใช้ประโยชน์ต่อไป นอกจากนี้การเผาใหม้ที่เกิดขึ้นในเตาเป็นไปอย่างสมบูรณ์ และสามารถ

ควบคุมอุณหภูมิเพราะมีปริมาณออกซิเจนมากเกินพอทางค่าทฤษฎีของกา รเผาใหม้ จากการตรวจ

วิเคราะห์แก๊สที่ปล่องพบว่า มีปริมาณของแก๊สคาร์บอนมอนออกไซด์และไนโตรเจนออกไซด์ไม่เกิน 100

ส่วนในอากาศหนึ่งล้านส่วน จึงเป็นอากาศที่สะอาดตามมาตรฐานสากล นับได้ว่าเตาเผาขยะแบบฟลูอิไดเซ

ชันมีความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าเตาเผาขยะระบบอื่นที่ใช ้อยู่ทั่วไปในปัจจุบัน

ประสิทธิภาพ

ขยะที่เป็น ของแข็ง และของเหลว ได้ในคราวเดียวกัน

เผาขยะจากโรงงานอุตสาหกรรม และสารเคมีเหลือทิ้ง

เผาขยะติดเชื้อ จากโรงพยาบาลได้ โดยทำการเพิ่มอุปกรณ์พิเศษเล็กน้อย

เผาขยะได้มากตั้งแต่ 400 กก.ต่อชม. จนถึงขีดจำกัดสูงสุดได้ 10 ตันต่อชม.

ปราศจากมลพิษและปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม แก๊สที่ปล่อยออกมามีค่าอยู่ในเกณฑ์มาตรฐานของ     กระทรวงวิทยาศาสตร์เทคโนโลยี และสิ่งแวดล้อม

ใช้พื้นที่ในการติดตั้งเตาเผาน้อยกว่าระบบอื่น เพราะเป็นเตาที่ตั้งในแนวดิ่ง วางบนพื้นคอนกรีต     ธรรมดาโดยไม่จำเป็นต้องเสริมฐาน รากพิเศษเพื่อรองรับเตาสามารถนำ

นำพลังงานความร้อน แก๊ส และไอน้ำ มาใช้ประโยชน์ ในการผลิตกระแสไฟฟ้า หรือใช้เป็น     เชื้อเพลิงในการอุตสาหกรรม

ส่วนประกอบของเตาเผาขยะ

1. ส่วนเตรียมและคัดแยกขยะ
	1.1 ชุดแยกเหล็ก 1.2 สายพานขนส่งขยะ
	1.3 เครื่องย่อยขยะ 1.4 กระพ้อขนส่ง
2. ส่วนเตาเผาขยะ
	2.1 ระบบป้อนขยะ 2.2 ระบบเผาขยะ
3. ส่วนกำจัดมลพิษ
	3.1 ไซโคลน (ดักจับฝุ่นละออง) 3.2 ชุดดักจับก๊าซเสีย 3.3 ระบบทำน้ำเย็น

ขั้นตอนการทำงานของเตาเผาขยะระบบฟลูอิไดเซชัน

ขั้นตอนที่ 1	ขยะ	รวบรวมขยะจากสถานที่ต่าง ๆ มาเก็บไว้ในอาคารก็บ เพื่อรอการลำเลียงเข้าสู่ระบบ
ขั้นตอนที่ 2	แยกโลหะ	ขยะถูกลำเลียงด้วยสายพานผ่านเครื่องแยกโลหะ โลหะที่แยกได้สามารถนำไป ใช้ประโยชน์ต่อไป
ขั้นตอนที่ 3	แยกแก้ว	ขยะที่ปราศจากโลหะถูกลำเลียงสู่เครื่องแยกแก้ว เซรามิค ทราย กรวด หิน อิฐ โดยแก้วที่แยกจะถูกตีเป็นชิ้นเล็ก ๆ แล้วไหลตกลงสู่ช่องเก็บเพื่อนำไป ใช้ประโยชน์ต่อไป
ขั้นตอนที่ 4	เผาขยะ	ขยะถูกทำการคัดแยกวัสดุแล้ว ถูกลำเลียงเข้าสู่ขั้นตอนการเผา ในสภาพที่เรียกว่า "ฟลูอิไดเซซั่น" สามารถปรับและควบคุมอุณหภูมิประมาณ 700 ถึง 900 องศาเซลเซียส ซึ่งเกิดการเผาไหม้อย่างสมบูรณ์ และที่อุณหภูมินี้ไม่ทำให้เกิดสารพิษ ที่เรียกว่า "ไดออกซิน" และไม่เกิดแก๊ส "ไนโตรเจนออกไซด์"
ขั้นตอนที่ 5	ดักฝุ่นละออง	หลังจากที่ขยะถูกเผาไหม้อย่างสมบูรณ์ มีแก๊สและฝุ่นละอองของเถ้าลอยปนอยู่จะ ไหลตรงเข้าสู่อุปกรณ์ดักฝุ่น (ไซโคลน) ประสิทธิภาพสูง ฝุ่นที่ถูกดักได้นี้จะนำมา ใช้ประโยชน์ได้อีก เช่น นำมาผสมกับดินใช้เป็นปุ๋ยได้อย่างดี
ขั้นตอนที่ 6	บำบัดอากาศ	แก๊สที่ไม่มีฝุ่นละอองไหลเข้าสู่เครื่องบำบัดแก๊สระบบเปียก ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงใน การบำบัดแก๊สได้มากกว่า 99% ซึ่งในกระบวนการเผาปกติแล้วจะไม่เกิด สารไดออกซิน (Dioxin) แต่ถ้าหากเกิดไดออกซินก็จะถูกจับ โดยเครื่องบำบัดแก๊ส ระบบทำให้เย็นทันที
ขั้นตอนที่ 7	อากาศปลอดมลพิษ	แก๊สที่ผ่านขั้นตอนการบำบัดจนอยู่ในระดับความปลอดภัยตามเกณฑ์มา ตรฐานของกระทรวง วิทยาศาสตร์เทคโนโลยีและสิ่งแวดล้อม ถูกปล่อยสู่บรรยากาศอย่าง ปลอดภัย

ผลการตรวจสอบและวิเคราะห์แก๊สที่ปล่อยออกมาจากปล่อง

รายการ	ปริมาณแกสที่วัด ได้จากปล่อง	ค่าที่ได้จากการคำนวนตามวิธี ของกระทรวงวิทยาศาสตร์	ค่าที่วัดโดยภาควิชาวิศวกรรม สิ่งแวดล้อม จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	ค่ามาตรฐานของ กระทรวงวิทยาศาสตร์
ฝุ่นละออง (SS)	51.00	205.00	26	400
ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2)	15.00	23.88	0	30
ไนโตรเจนออกไซด์ (Nox)	51.42	103.76	52	250
ความทึบแสง	-	-	5	20

ผลการทดสอบการเผาขยะในเตาเผาแบบฟลูอิไดเซชัน และปริมาณแก๊สคาร์บอนมอนนอกไวด์ที่ปล่องทางออก

ปริมาณขยะที่เผา อุณหภูมิ เถ้า ปริมาณน้ำมันที่ใช้ ปริมาณไฟฟ้าที่ใช้ แกสCOที่ปล่อย แก๊สCO2ที่ปล่อย (กก/ชม.) (C) (%น้ำหนัก) (ลิตร/ชม) (kw/hr) (ppm) (%) 100 600 1.02 18 16 340 4.3 100 650 1.13 18 16 360 6.7 150 700 0.97 18 16 90 - 200 4.2 200 750 1.15 18 16 98 - 140 5.5 200 800 1.08 18 16 51 - 62 5.1 250 850 1.17 18 16 37 - 59 4.9 250 900 1.07 18 16 47 - 76 5.6 250 950 0.93 18 16 41 - 46 5.8 250 1000 0.92 18 16 43 - 150 6.3 หมายเหตุ : CO ตามาตรฐานของสหรัฐอเมริกาไม่เกิน 100 ppm ฝุ่นละอองไม่เกิน 180 ppm CO ตามาตรฐานกระทรวงวิทยาศาสตร์ และกระทรวงอุตสาหกรรม ไม่เกิน 1000 ppm

ขนาด ประสิทธิภาพ และกำลังคนใช้ในการเดินเครื่องเตาเผาขยะ

ชนิดเตาเผา อัตราการเผา เส้นผ่าศูนย์กลาง สูง น้ำมันเชื้อเพลิง ไฟฟ้า กำลังคน ค่าใช้จ่ายในการเผา เฉพาะน้ำมันและไฟฟ้า (ตัน/วัน) (ม.) (ม.) (ลิตร/ชม.) (kw/hr) (คน) (บาท/กก.) FL-400 4 0.30 1.20 20 18 3 1.2 FL-600 6 0.50 1.80 20 18 3 0.86 FL-1000 10 0.60 2.00 30 24 4 0.75 FL-2000 20 0.70 2.00 60 48 8 0.75 FL-4000 40 1.00 2.00 120 92 15 0.75 FL-8000 80 1.50 3.50 240 198 24 0.75 FL-20000 200 - - 800 480 60 0.70