การทบทวนเอกสาร: เทคโนโลยีการผลิตแก๊สเชื้อเพลิงจากถ่านหินใต้ดินและศักยภาพในประเทศไทย
คำสำคัญ:
การผลิตแก๊สจากถ่านหินใต้ดิน, เทคโนโลยีถ่านหินสะอาด, ถ่านหินบทคัดย่อ
ในอดีตกระบวนการแปรรูปถ่านหินให้เป็นพลังงานนั้นถูกมองว่าเป็นเชื้อเพลิงที่อันตรายและส่งผลกระทบต่อสุขภาพอีกทั้งยังส่งผลเสียต่อธรรมชาติและระบบนิเวศ แต่ปัจจุบันเทคโนโลยีกระบวนการแปรรูปถ่านหินให้กลายเป็นพลังงานนั้นได้มีการพัฒนาให้ดีขึ้นและเป็นที่ยอมรับในระดับสากล ข้อดีของถ่านหินคือ สามารถพบแหล่งถ่านหินได้ทุกที่ทั่วโลก เป็นเชื้อเพลิงที่ให้ค่าความร้อนสูงและมีต้นทุนต่ำ เมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงชีวมวลแล้วถ่านหินสามารถควบคุมการเผาไหม้ได้ง่ายกว่า มีความเสถียรและไม่ส่งผลเสียต่ออุปกรณ์ที่ใช้ในการเผาไหม้ ราคาของถ่านหินถือว่าคงที่เมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงฟอสซิลชนิดอื่น ๆ จึงนิยมนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงหลักสำหรับผลิตไฟฟ้าในหลาย ๆ ประเทศ ในการทำเหมืองถ่านหิน กรณีที่ถ่านหินอยู่ลึกจากผิวดินไม่มากจะใช้วิธีขุดเปิดหน้าดิน และสำหรับถ่านหินที่อยู่ลึกจากผิวดินจะใช้วิธีทำเหมืองใต้ดิน แต่สำหรับถ่านหินที่อยู่ในระดับความลึกมาก ๆ ซึ่งไม่คุ้มต่อการทำเหมืองใต้ดิน สามารถใช้เทคโนโลยีการผลิตแก๊สจากถ่านหินใต้ดิน (Underground coal gasification, UCG) ได้ โดยฉีดแก๊สซิฟิเคชั่นเอเจนท์ (Gasification agent) ไปยังชั้นถ่านหินใต้ดินเพื่อให้เกิดปฏิกริยาแก๊ส ซิฟิเคชั่น แล้วจึงนำแก๊สเชื้อเพลิง (Syngas) มาใช้ประโยชน์ สำหรับบทความนี้จะมีการทบทวนงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีการผลิตแก๊สเชื้อเพลิงจากถ่านหินใต้ดิน โดยเริ่มต้นจากการกล่าวกระบวนการแก๊สซิฟิเคชั่นทั่วไป จากนั้นจะกล่าวถึงเทคโนโลยีแก๊สซิฟิเคชั่นถ่านหินใต้ดิน บททวนงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง สุดท้ายรายงานเกี่ยวกับเทคโนโลยีแก๊สซิฟิเคชั่นถ่านหินใต้ดินที่นำไปใช้งานจริง และศักยภาพการนำเทคโนโลยีแก๊สซิฟิเคชั่นถ่านหินใต้ดินใช้ในประเทศไทย เป็นต้น
References
สมชาย พุ่มอิ่ม, และ เฉลิมเกียรติ ปลาทอง, "การพัฒนาการใช้เทคโนโลยีที่สะอาดกับถ่านหินในประเทศไทย," Symposium on Mineral, Energy, and Water Resources of Thailand, 2543, หน้า 341-345.
ALL Power Labs, "How Gasification Works: The Basics Explained," allpowerlabs.com, Sep. 7, 2009. [Online]. Available: http://www.allpowerlabs.com/gasification-explained. [Accessed: Mar. 12, 2019].
K. Smuts, “Monetising of South Africa’s economically unmineable coal highlighted,” Mining Weekly. [Online]. Available: https://www.miningweekly.com. [Accessed: 28-Apr-2022].
N. (Norbert) Berkowitz, An introduction to coal technology. Academic Press, 1979.
A. K. Biswas, W. Suksuwan, K. Phoungthong, and M. Wae-hayee, “Effect Of Equivalent Ratio (ER) On the Flow and Combustion Characteristics in A Typical Underground Coal Gasification (UCG) Cavity,” Journal of Advanced Research in Fluid Mechanics and Thermal Sciences, vol. 86, no. 2, Aug., pp. 28–38, 2021.
S. J. Self, B. V. Reddy, and M. A. Rosen, “Review of underground coal gasification technologies and carbon capture,” International Journal of Energy and Environmental Engineering, vol. 3, no. 1, Aug., pp. 1–8, 2012.
E. A. Burton, R. Upadhye, and S. J. Friedmann, “Best Practices in Underground Coal Gasification,” Dec. 2019.
A. Beath, S. Craig, A. Littleboy, R. Mark, and C. Mallett, “Underground coal gasification: evaluating environmental barriers,” Kenmore, Queensland, Australia, CSIRO Exploration and Mining Report, Aug., 2004.
M. Seifi, Z. Chen, and J. Abedi, “Numerical simulation of underground coal gasification using the CRIP method,” The Canadian Journal of Chemical Engineering, vol. 89, no. 6, Dec., pp. 1528–1535, 2011.
A. W. Bhutto, A. A. Bazmi, and G. Zahedi, “Underground coal gasification: From fundamentals to applications,” Progress in Energy and Combustion Science, vol. 39, no. 1, Feb., pp. 189–214, 2013.
G. Perkins, “Underground coal gasification – Part II: Fundamental phenomena and modeling,” Progress in Energy and Combustion Science, vol. 67, pp. 234–274, 2018.
S. Lee, J. G. Speight, and S. K. Loyalka, Handbook of alternative fuel technologies. 2nd ed., U.S.: CRC Press, 2015.
S. M. Elahi, M. Nassir, and Z. Chen, “Effect of various coal constitutive models on coupled thermo- mechanical modeling of underground coal gasification,” Journal of Petroleum Science and Engineering, vol. 154,Jun., pp. 469–478, 2017.
S. Daggupat, N. Ramesh, Mandapati, M. Mahajani Sanjay, A. Ganesh, A.K. Pal, R.K. Sharma, P. Aghalayam, “Compartment Modeling for flow characterization of Undergroung Coal Gasification Cavity,” Industrial & Engineering Chemistry Research, vol. 50, pp. 277-290, 2011.
L. Xin, J. Li, J. Xie, C. Li, L. Han, M. An, M. Xu, Z. Wang, “Simulation of Cavity Extension Formation in the Early Formation in the Early Ignition Stage Based on a Coal Block Gasification Experiment,” Journal of energy Resources Technology., Vol.142, no.6, Jun., 2020.
R. Mandal, T. Maity, S.K. Chaulya, G.M. Prasad, “Laboratory investigation on Underground Coal Gasification Technique with real-time analysis,” Fuel. vol. 275, Sep., 2020.
G. Samdani, P. Aghalayam, A. Ganesh, R. K. Sapru, B. L. Lohar, and S. Mahajani, “A process model for Underground Coal Gasification – Part I : Cavity growth,” Fuel, vol. 181, Oct., pp. 690-703, 2016.
S. Kashyap and P. Vairakannu, “Movable injection point–based syngas production in the context of underground coal gasification,” International Journal of Energy Research, vol. 44, no. 5, Apr., pp. 3574–3586, 2020.
W. gang Huang, Z. tang Wang, T. hong Duan, and L. Xin, “Effect of oxygen and steam on gasification and power generation in industrial tests of underground coal gasification,” Fuel, vol. 289, Apr., pp. 119855, 2021.
R. Zagorščak, S. Sadasivam, H. R. Thomas, K. Stańczyk, and K. Kapusta, “Experimental study of underground coal gasification (UCG) of a high-rank coal using atmospheric and high-pressure conditions in an ex-situ reactor,” Fuel, vol. 270, Jun., pp. 117490, 2020.
S. Sadasivam, R. Zagorščak, H. R. Thomas, K. Kapusta, and K. Stańczyk, “Experimental study of methane-oriented gasification of semi-anthracite and bituminous coals using oxygen and steam in the context of underground coal gasification (UCG): Effects of pressure, temperature, gasification reactant supply rates and coal rank,” Fuel, vol. 268, May., pp. 117330, 2020.
F. Mao, “Underground coal gasification (UCG): A new trend of supply-side economics of fossil fuels,” Natural Gas Industry B, vol. 3, no. 4, Oct., pp. 312–322, 2016.
P. Pei, K. Barse, and J. Nasah, “Competitiveness and cost sensitivity study of underground coal gasification combined cycle using lignite,” Energy Fuels, vol. 30, no. 3, pp. 2111–2118, 2016.
Downloads
เผยแพร่แล้ว
ฉบับ
บท
License
ลิขสิทธิ์ของบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารฉบับนี้จะยังเป็นของผู้แต่งและยินยอมให้สิทธิ์เผยแพร่กับทางวารสาร
การเผยแพร่ในระบบวารสารแบบเปิดนี้ บทความจะสามารถนำไปใช้ได้ฟรีในการศึกษา และในทางที่ไม่เกี่ยวกับการค้า