กระบวนการผลิตซัลเฟอร์ไดอ๊อกไซด์(Sulfur Dioxide )
ในภาคอุตสาหกรรมส่วนใหญ่เกิดขึ้นจากการนำกำมะถันบริสุทธิ์(Elemental Sulfur)มาหลอมละลายและการเผาไหม้ร่วมกับอ๊อกซิเจนในอากาศ โดยมีการควบคุมอุณหภูมิโดยก๊าซซัลเฟอร์ไดอ๊อกไซด์ ใช้ประโยชน์ได้อย่างกว้างขวางและเป็นสารตั้งต้นในการผลิตกรดซัลฟิวริก(H2SO4)และใช้เป็นสารกันเสียในอุตสาหกรรมอาหารและไวน์และการรมควันเพื่อยืดอายุผลไม้(เช่น ลำไย เป็นต้น)
เรามาเจาะลึกกระบวนการผลิตซัลเฟอร์ไดอ๊อกไซด์(SO2)
ก๊าซซัลเฟอร์ไดอ๊อกไซด์คือหนึ่งในสารเคมีพื้นฐานที่มีความสำคัญสูงสุดในซัพพลายเชนอุตสาหกรรมยุคใหม่
1. วิธีการหลักในการผลิตSO2ระดับอุตสาหกรรม
- การเผาไหม้กำมะถันบริสุทธิ์(Sulfur Burning): เป็นวิธีที่นิยมที่สุดและมีความบริสุทธิ์สูงควบคุมสารปนเปื้อนได้ง่าย
- การย่างแร่ซัลไฟด์(Roasting & Sulfide Ores): การนำแร่โลหะที่มีส่วนผสมของกำมะถันมาเผาเพื่อแยกโลหะโดยใช้ก๊าซSO2ออกมาเป็นผลพลอยได้
- การนำก๊าซเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่(Recovery from Waste Gases) : การดักจับก๊าซไฮโดรซัลไฟด์(H2S)จากกระบวนการกลั่นน้ำมันหรือก๊าซธรรมชาติแล้วนำมาเปลี่ยนเป็นSO2เพื่อลดมลพิษทางสิ่งแวดล้อม
เจาะลึกขั้นตอน : กระบวนการผลิตจาก" กำมะถันบริสุทธิ์" มี5 ขั้นตอนที่สำคัญ
1. การเตรียมและการหลอมละลายกำมะถัน(Sulfur Melting & Supply System)
- กำมะถันในรูปของแข็ง(Elemental Sulfur)จะถูกป้อนเข้าสู่ถังหลอมละลาย(Sulfur Melter)
- ใช้ความร้อนจากไอน้ำ(Steam) เพื่อหลอมละลายจนกลายเป็นของเหลว(Molten Sulfur)ที่อุณหภูมิประมาณ140 องศาเซนเซียสซึ่งเป็นจุดที่กำมะถันมีความหนืดต่ำสุดและไหลได้ดี
2. การเผาไหม้และการทำปฎิกิริยาเคมี(Combustion in Sulfur Burner)
- กำมะถันเหลวจะถูกฉีดพ่นผ่าหัวฉีดความดันสูงให้กลายเป็นละอองฝอยขนาดเล็กเข้าไปในเตาเผา
- อากาศที่ใช้ขับเคลื่อนต้องผ่านระบบทำแห้ง(Air Dryer)เพื่อดึงความชื้นออกก่อน เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดกรดซัลฟิวริกค้างในระบบจนกัดกร่อนท่อ
สมการเคมี S(l) + O2(g) ---SO2(g)+H
- ปฎิกิริยานี้เป็นปฎิกิริยาคลายความร้อนสูงมาก(Highly Exothermic)ทำให้อุณหภูมิในห้องเผาสูงถึง 1000-1300เคลวิน ซึ่งจำเก็นต้องควบคุมปริมาณอ๊อกซิเจนให้พอดีเพื่อไม่ให้เกิดก๊าซซัลเฟอร์ไตรอ๊อกไซด์(SO3)
3. การลดอุณหภูมิและการดักจับสิ่งปนเปื้อน(Cooling & Dust Scrubbing)
- ก๊าซร้อนที่ได้จะถูกส่งผ่านระบบแลกเปลี่ยนความร้อน(Wast Heat Boiler)เพื่อลดอุณหภูมิสูงและนำความร้อนดังกล่าวกลับมาผลิตเป็นไอน้ำ ใช้หมุนเวียนในโรงงานจากนั้นก๊าซจะวิ่งผ่านระบบดักจับฝุ่นและสารแขวนลอย เพื่อล้างเศษขี้เถ้าหรือละอองสิ่งสกปรกออกไปเหลือเพียงก๊าซบริสุทธิ์
4. การทำแห้งเพื่อความบริสุทธิ์สูง(Gas Drying Stage)
- ก๊าซที่ผ่านการล้างจะยังคงมีความชื้นปนอยู่จึงต้องส่งเข้าไปในหอทำแห้ง(Drying Tower)โดยใช้ก๊าซสวนทางกัลกรดซัลฟิวริกเข้มข้น เพื่อทำหน้าที่ดูดซับโมเลกุลของน้ำออกทั้งหมดจนเหลือค่าน้ำปนเปื้อนต่ำกว่า20-25 ppm
5. การควบแน่นและการกักเก็บ(Compression & Liquefaction) - ก๊าซSO2บริสุทธิ์จะถูกส่งเข้าเครื่องอัดความดันและผ่านระบบทำความเย็นจัด เพื่อควบแน่นให้กลายเป็นก๊าซซัลเฟอร์ไดอ๊อกไซด์เหลว(Liquid SO2)
- บรรจุลงในถังเหล็กกล้าทนความร้อนสูงเพื่อความปลอดภัยในการขนส่งและนำไปใช้งาน
ด้วยทางบริษัท วิริยะอินเตอร์เคม จำกัด ได้ค้นคว้าและนำบทความดังกล่าวมาลงเพื่อเป็นความรู้ให้แก่ลูกค้าทุกท่านครับ
เรามาเจาะลึกกระบวนการผลิตซัลเฟอร์ไดอ๊อกไซด์(SO2)
ก๊าซซัลเฟอร์ไดอ๊อกไซด์คือหนึ่งในสารเคมีพื้นฐานที่มีความสำคัญสูงสุดในซัพพลายเชนอุตสาหกรรมยุคใหม่
1. วิธีการหลักในการผลิตSO2ระดับอุตสาหกรรม
- การเผาไหม้กำมะถันบริสุทธิ์(Sulfur Burning): เป็นวิธีที่นิยมที่สุดและมีความบริสุทธิ์สูงควบคุมสารปนเปื้อนได้ง่าย
- การย่างแร่ซัลไฟด์(Roasting & Sulfide Ores): การนำแร่โลหะที่มีส่วนผสมของกำมะถันมาเผาเพื่อแยกโลหะโดยใช้ก๊าซSO2ออกมาเป็นผลพลอยได้
- การนำก๊าซเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่(Recovery from Waste Gases) : การดักจับก๊าซไฮโดรซัลไฟด์(H2S)จากกระบวนการกลั่นน้ำมันหรือก๊าซธรรมชาติแล้วนำมาเปลี่ยนเป็นSO2เพื่อลดมลพิษทางสิ่งแวดล้อม
เจาะลึกขั้นตอน : กระบวนการผลิตจาก" กำมะถันบริสุทธิ์" มี5 ขั้นตอนที่สำคัญ
1. การเตรียมและการหลอมละลายกำมะถัน(Sulfur Melting & Supply System)
- กำมะถันในรูปของแข็ง(Elemental Sulfur)จะถูกป้อนเข้าสู่ถังหลอมละลาย(Sulfur Melter)
- ใช้ความร้อนจากไอน้ำ(Steam) เพื่อหลอมละลายจนกลายเป็นของเหลว(Molten Sulfur)ที่อุณหภูมิประมาณ140 องศาเซนเซียสซึ่งเป็นจุดที่กำมะถันมีความหนืดต่ำสุดและไหลได้ดี
2. การเผาไหม้และการทำปฎิกิริยาเคมี(Combustion in Sulfur Burner)
- กำมะถันเหลวจะถูกฉีดพ่นผ่าหัวฉีดความดันสูงให้กลายเป็นละอองฝอยขนาดเล็กเข้าไปในเตาเผา
- อากาศที่ใช้ขับเคลื่อนต้องผ่านระบบทำแห้ง(Air Dryer)เพื่อดึงความชื้นออกก่อน เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดกรดซัลฟิวริกค้างในระบบจนกัดกร่อนท่อ
สมการเคมี S(l) + O2(g) ---SO2(g)+H
- ปฎิกิริยานี้เป็นปฎิกิริยาคลายความร้อนสูงมาก(Highly Exothermic)ทำให้อุณหภูมิในห้องเผาสูงถึง 1000-1300เคลวิน ซึ่งจำเก็นต้องควบคุมปริมาณอ๊อกซิเจนให้พอดีเพื่อไม่ให้เกิดก๊าซซัลเฟอร์ไตรอ๊อกไซด์(SO3)
3. การลดอุณหภูมิและการดักจับสิ่งปนเปื้อน(Cooling & Dust Scrubbing)
- ก๊าซร้อนที่ได้จะถูกส่งผ่านระบบแลกเปลี่ยนความร้อน(Wast Heat Boiler)เพื่อลดอุณหภูมิสูงและนำความร้อนดังกล่าวกลับมาผลิตเป็นไอน้ำ ใช้หมุนเวียนในโรงงานจากนั้นก๊าซจะวิ่งผ่านระบบดักจับฝุ่นและสารแขวนลอย เพื่อล้างเศษขี้เถ้าหรือละอองสิ่งสกปรกออกไปเหลือเพียงก๊าซบริสุทธิ์
4. การทำแห้งเพื่อความบริสุทธิ์สูง(Gas Drying Stage)
- ก๊าซที่ผ่านการล้างจะยังคงมีความชื้นปนอยู่จึงต้องส่งเข้าไปในหอทำแห้ง(Drying Tower)โดยใช้ก๊าซสวนทางกัลกรดซัลฟิวริกเข้มข้น เพื่อทำหน้าที่ดูดซับโมเลกุลของน้ำออกทั้งหมดจนเหลือค่าน้ำปนเปื้อนต่ำกว่า20-25 ppm
5. การควบแน่นและการกักเก็บ(Compression & Liquefaction) - ก๊าซSO2บริสุทธิ์จะถูกส่งเข้าเครื่องอัดความดันและผ่านระบบทำความเย็นจัด เพื่อควบแน่นให้กลายเป็นก๊าซซัลเฟอร์ไดอ๊อกไซด์เหลว(Liquid SO2)
- บรรจุลงในถังเหล็กกล้าทนความร้อนสูงเพื่อความปลอดภัยในการขนส่งและนำไปใช้งาน
ด้วยทางบริษัท วิริยะอินเตอร์เคม จำกัด ได้ค้นคว้าและนำบทความดังกล่าวมาลงเพื่อเป็นความรู้ให้แก่ลูกค้าทุกท่านครับ
