Template Innovation Technology Database

1. ชอเทคโนโลย (Technology Title) : เทคโนโลยรไซเคลเถาลอยถานหนจากโรงไฟฟา (Fly Ash)ดวยการผลตเปนจโอโพลเมอรคอนกรต (Geopolymer concrete) 2. ประเภทกลมอตสาหกรรม (Industrial Sector) : อตสาหกรรมแร อตสาหกรรมโลหการ X อตสาหกรรมรไซเคล 3. ระดบความพรอมของเทคโนโลย (Technology Readiness Levels) : ระดบตา ระดบสง TRL 1 TRL 2 TRL

3 TRL 4 TRL 5 TRL 6 TRL 7 TRL 8 TRL 9

Basic principle observed

and reported

Technology concept and/or

application formulated

Concepts demonstrated analytically or experimentally

Key elements demonstrated in laboratory environment

Key elements demonstrated in simulated environment

Representative of the

deliverable demonstrated

in relevant environments

Final development version of the deliverable

demonstrated in operational environment

Actual deliverable qualified

through test and

demonstration

Operational use of deliverable

องคความรและการวจยพนฐาน ตนแบบหองปฏบตการ ตนแบบภาคสนาม

4. รายละเอยดโดยสงเขป (Details Description) : แนวคด : เถาลอยถานหนเปนของเสยทเหลอจากกระบวนการเผาไหมเชอเพลง โดยลกษณะและองคประกอบ

ของเถาลอยถานหนขนอยกบชนดของวตถดบทนามาใชเปนเชอเพลง เชน ถานหน ชวมวล นามนตางๆ เปนตน เถาลอยถานหนถอเปนของเสยอตสาหกรรมตวหนงทมปรมาณเกดขนมากตามปรมาณการใชถานหนทเปนวตถดบในกระบวนการผลตความรอน โดยเฉพาะอยางยงกบโรงไฟฟาทตองใชพลงงานความรอนอยางมากในการผลตกระแสไฟฟา ทาใหถานหนเปนวตถดบเชอเพลงทางเลอกหนงทถกนามาใช เนองจากถานหนเปนวตถดบเชอเพลงทมราคาถกทสดเมอเทยบกบวตถดบเชอเพลงชนดอนๆ เมอนาถานหนมาเผาไหม โดยเฉลยแลวรอยละ 80 ของนาหนกถานหน จะเปลยนกลายเปนเถาถานหน ซงจะแบงออกเปน 2 ชนด ไดแก 1) เถาลอย (Fly Ash) 2) เถาหนก (Bottom Ash) โดยเถาลอยถานหนจากโรงไฟฟาและโรงงานอตสาหกรรมจดเปนของเสยอตสาหกรรม รหสของเสย 10 01 02 HM เถาลอยจากการเผาไหมถานหน ตามประกาศกระทรวงอตสาหกรรม เรอง การกาจดสงปฏกลหรอวสดทไมใชแลว พ.ศ. 2548 จากการทเถาลอยถานหนจดเปนของเสยอนตรายทสงผลกระทบตอสงแวดลอม และมปรมาณเกดขนจานวนมากทาใหเปนภาระกบสงแวดลอมในการนาไปกาจดโดยเฉพาะในการนาไปฝงกลบ ซงในปจจบนไดมเทคโนโลยในการนาเถาลอยถานหนกลบมาใชประโยชน เชน การนามาใชเปนวตถดบทดแทนในเตาปนซเมนต เปนตน

จากขอมลการขออนญาตนาของเสยออกนอกบรเวณโรงงานอตสาหกรรม (แบบ สก . 2) ของกรมโรงงานอตสาหกรรม เถาลอยถานหนจดอยในกลมตามรหสของเสยและชอวสดไมใชแลว ในนคมอตสาหกรรมมาบ

ตาพด ป พ.ศ. 2556 ดงตารางท 6-4 โดยการจาแนกตามประเภทของเถาลอยถานหน ตามทมการรายงานตอกรมโรงงานอตสาหกรรม พบวามปรมาณเถาลอยถานหนประมาณ 1,045,976.00 ตน ทงนปรมาณทเกดขนยงไมรวมนามนทไมสามารถจาแนกประเภทได และจากการสอบถามผประกอบการ บจก. บแอลซพ เพาเวอร ซงเปนโรงงานผลตกระแสไฟฟา (IPP) ทใชถานหนชนดบทมนสในการผลตไฟฟา ทตงอยในนคมอตสาหกรรมมาบตาพด พบวาทาง โรงงานมเถาลอยถานหนเกดขน ในป พ.ศ. 2556 ประมาณ 567,000 ตน ดงตารางท 6-5 ตารางท 6-4 รหสของเสยและชอวสดทไมใชแลว ประเภทเถาลอย ในนคมอตสาหกรรมมาบตาพด ป พ.ศ. 2556

ของเสยประเภทเถาลอย รหสของเสย ตวอยางชอวสดไมใชแลว ตามแบบ สก. 2 10 01 99 เถาลอย

เถาลอยจากการเผาไหมถานหน 10 01 02 Ash

เขมา Boiler กากขเถาจาก burner

ปรมาณรวม 1,045,976.00 ตน แหลงกาเนด(ประเภทโรงงาน)

42(1), 53(5), 59, 64(10), 88, 89

วธการกาจด 42, 44, 49, 71, 73, 75 ทมา : กรมโรงงานอตสาหกรรม

ตารางท 6-5 ปรมาณเถาลอยถานหนของ บจก. บแอลซพ เพาเวอร ป พ.ศ. 2556 ประเภทโรงงาน ชนด แหลงทมา ปรมาณ(ตน) โรงไฟฟา Fly Ash บรษท บแอลซพ เพาเวอร จากด 567,000

ทมา. จากการสอบถามผประกอบการ เถาลอยถานหนเกดจากการเผาไหมทไมสมบรณ รวมถงการเผาไหมทใชถานหนในกระบวนการผลต

กระแสไฟฟา ทาใหมเถา และเถาทเหลอมสภาพเปนเถาลอย (Fly ash) ปะปนไปพรอมกบกาซเสยในรปของเขมาและควน และเถาบางสวนจะตกลงสกนเตาเผากลายเปนขเถาหนก (Bottom ash) การแยกเถาลอยออกจากกาซเสยสวนใหญโรงไฟฟาจะใชเครองกาจดมลพษทางอากาศ เชน ดวยเครองดกฝนแบบไฟฟาสถต (Electrostatic precipitator : ESP) เครองดกฝนแบบถงกรอง (Fabric filter) และเครองแยกฝนแบบไซโคลน (Cyclone separator) เปนตน เพอดกจบฝน และเถาลอย หลงจากนนจะทาการนาเถาลอยทไดไปเกบรวบรวมและดาเนนการจดการตอไป ซงเถาลอยถานหนจดวาเปนของเสยอตสาหกรรมทมความอนตราย ตามรหส 10 01 02 HM ทตองมวธการเกบรวบรวม และกาจดโดยเฉพาะ โดยไมสามารถนาไปเกบรวบรวม และกาจดรวมกบของเสยทวไปได ทงนแหลงกาเนดหลกของเถาลอยถานหน จากขอมลการขออนญาตนาของเสยออกนอกบรเวณโรงงานอตสาหกรรม (แบบ สก. 2) ของกรมโรงงานอตสาหกรรม ไดแก โรงงานผลตพลงงานไฟฟา (โรงงานประเภท 88) โดยสวนใหญจะถกนาไปกาจด โดยถกนาไปใชเปนวตถดบทดแทนในเตาเผาปนซเมนต (รหสวธกาจด 44) และนา

กลบมาใชประโยชนอกดวยวธอนๆ (รหสวธกาจด 49) แตกมบางสวนถกนาไปกาจดดวยวธฝงกลบตามหลกสขาภบาล (รหสวธกาจด 71) จากการศกษาพบการจดการเถาลอยถานหนของโรงไฟฟาในปจจบน พบวา โรงงานไฟฟาจะทาการรวบรวมเถาลอยทไดจากกระบวนการผลตไวทโรงงาน และทาการแจงปรมาณของเถาลอยทไดเพอขออนญาตนาของเสยออกนอกโรงงานเพอกาจด พรอมสงตวอยางทาการตรวจวเคราะหความเปนพษ หลงจากนนจะมผรบซอหรอรบจดการเถาลอยนารถขนสงเฉพาะมาทโรงงาน

จากการสบคนขอมลพบวาในประเทศสหรฐอเมรกาในป ค.ศ.2006 [1] นนไดมการนาเถาลอยจากการเผาไหมถานหนไปทาการรไซเคลประมาณ 29.3 - 32.4 ลานเมตรกตน โดยมการใชงานสวนใหญในดานคอนกรต ผลตภณฑตางๆ ของคอนกรต งานโครงสราง และการผสมกบปน ดงแสดงดงรปท 6-6 ซงในปจจบนทางบรษท บแอลซพ เพาเวอรจากด ไดขายเถาลอยจากการเผาไหมทงหมดไปยงบรษทดานงานกอสรางและคอนกรต [3] ดงน

- บรษทผลตภณฑและวสดกอสราง (CPAC) - บรษทนครหลวงคอนกรตจากด (SCCO) - บรษทบอรอลคอนกรตจากด (BORAL) - บรษททอรส พอซโวลานซจากด (TARUS) ทง 4 บรษทขางตนนนนาเถาลอยไปผสมทดแทนปนซแมนตในการผลตและปรบปรงคอนกรตใหด

ยงขน

รปท 6-6 แสดงการรไซเคลถานหนในในงานคอนกรต

การใชเถาลอยถานหนในงานคอนกรตนนสามารถเตมเถาลอยถานหนแทนทปนซเมนตไดมากถงรอย

ละ 35 โดยนาหนก ขนอยกบการใชงานและชนดของปนซเมนตนนๆ ซงจะชวยสามารถประหยดคาใชจายได (ราคาปนซเมนตจะอยในชวง 50-75 ยเอสดอลลารตอตน สวนเถาลอยจะมราคา 15-40 ยเอสดอลลารตอตน)

ปจจบนในประเทศไทย เถาลอยถานหนทเกดขนจากกระบวนการผลตไฟฟาของโรงไฟฟาสวนใหญสามารถขายไดเกอบทงหมด ซงสวนใหญจะสงไปทโรงงานทเกยวของกบการผลตปนซเมนต เนองจากเถาลอยถาน

หนนนสามารถนาไปใชเปนวตถดบทดแทนตามสดสวนทกาหนดในการผลตคอนกรตได โดยราคาในการซอขายนนจะอยททางโรงไฟฟาและผประกอบการเปนผตกลงซอขายเถาลอยเอง เนองจากทางโรงไฟฟาเปนผกอกาเนดของเสยและมตนทนในการสงไปกาจด สวนทางผรบซอเถาลอยมความตองการไดเถาลอยไปเปนวตถดบในการผลต จากการสอบถามผรบซอรายยอย พบวาราคาซอขายเถาลอยถานหนอยทประมาณ 300 – 1000 บาทตอตน (ตามเกรดหรอคณภาพของเถาถานหน)

ลกษณะและองคประกอบของวสดตงตน :

สมบตทวไป เถาลอยถานหนจะอยในรปอนภาคผง มรปรางทรงกลม มทงทเปนแบบทรงแขงตน (Solid) และกลวง (Hollow) โดยสวนใหญจะมโครงสรางแบบอสณฐาน (Amorphous) กลมไฮโดรคารบอนในเถาลอยจะเปนอนภาคเชงมม (angular particles) แสดงดงรปท 6-1 เถาลอยจากการเผาไหมถานหนบทมนส (Bituminous coal fly ash) จะมขนาดนอยกวา 0.075 มลลเมตรคาความถวงจาเพาะมประมาณ 2.1 -3.0 ในขณะทคา พนทผวจาเพาะ (Specific surface area) มคาอยในชวง 170- 1000 ตร.มตอกโลกรม

รปท 6-1 อนภาคของเถาลอยถานหน

รปท 6-2 แสดงเถาลอยถานหนแบบตางๆ

สวนประกอบของเถาลอยถานหนทไดจากการเผาไหมถานหนจะแสดงดงรปท 6-2 ซงมสวนประกอบตางๆทสาคญดงน

1) อนภาคทรงกลมทมสมบตทางแมเหลก (Magnetic sphere) จะมปรมาณ 1 เปอรเซนตโดยนาหนกจากเถาลอยถานหนทงหมด แบงออกเปน 2 ชนด ไดแก สเพยรรไรท (Spherulites) จะมรปรางของอนภาคทรงกลมทมสมบตทางแมเหลก มสดา ซงมประมาณ 90 เปอรเซนตโดยนาหนก และอนภาคทไมเปนแม เหลก คอม โครงผลกท ไม ใชแมกน ไทตท เปนโครงสรางออกตะฮดรอน (Magnetite crystal) อนภาค สเพยรรไรทจะมสมบตทางแมเหลกทนอยกวาหากเทยบกบอนภาคแมกนไทตทวไป (Regular magnetite) อนภาคสเพยรรไรทจะมความเปราะ แตกหกไดงาย จงจะสามารถนาไปบดแลวนาไปใชประโยชนอยางอนได ซงอนภาคนจะมาสามารถนาไปใชในการทาความสะอาดถานหน (Coal cleaning) [3, 4]

2) คารบอน (Carbon) คารบอนทเกดการเผาไหมทไมสมบรณ (Unburned carbon) ในเถาลอยถานหนนนจะมปรมาณรอยละ 3 - 70 โดยนาหนก ขนอยกบการเผาไหมถานหนในแตละแหลง พนทผวของความเขมขนคารบอนมคาประมาณ 11 ตารางเมตรตอกรม ในระหวางการแยกนนจะทาใหเกดการหายไปของนาหนกรอยละ 18 และทาใหพนทผวเพมขนเปน 160 ตารางเมตรตอกรม คารบอนทมพนทผวนอย (Low-surface-area carbon) จะสามารถนาไปใชงานตอได ทนยมนาไปใชคอ การนาไปใชในกระบวนการดดกลนสารพษจากเตาเผาขยะ (Waste incinerator) และปลองควน [5, 6] โดยบรษท STEAG ทเปนบรษทของประเทศเยอรมนไดจดสทธบตรน ไว ซงเทคโนโลยนมไวสาหรบ ใชในการดดกลนสารพษในกระบวนการต างๆ ทใชคารบอนใน

อตสาหกรรมนน [5] สมบตทางเคมของเถาลอยถานหนนนขนอยกบลกษณะของถานหนนนๆ นอกจากน ยงเกยวของกบ

ลกษณะการเกบถานหน ซงสงผลตอคาความชนของเถาลอยถานหน และปฏกรยาเคมทเกดขนจากบรรยากาศทแตกตางกนในการเกบเถาลอยถานหน จากตารางท 6-1 แสดงสวนผสมทางเคมของเถาลอยจากการเผาไหมถานหนบทมนส ถานหนลกไนต และถานหนซบบทมนส ซงพบวาถานหนลกไนตและซบบทมนสจะมปรมาณแคลเซยมออกไซดและซลเฟตทมากกวาถานหนบทมนส แตจะมปรมาณ LOI (Loss of ignition) ทนอยกวา ในบางครงเถาลอยจากถานหนทเกดขนอาจจะมองคประกอบบางอยางหรอโลหะหนกทมความเปนพษปะปนอย ตามแหลงทมา เชน อารซนกหรอสารหน (As) และ โครเมยม (Cr) เปนตน ตามแสดงตารางท 6-3 ทแสดงปรมาณโลหะหนกในเถาลอยถานหน นอกจากนตวเถาลอยถานหนยงเปนฝนผงทมอนภาคขนาดเลกทสามารถฟงกระจายได อาจจะกอใหเกดมลพษทางอากาศทสงผลตอระบบทางเดนหายใจได นอกจากนถาทงหรอฝงดนกจะกอใหเกดปญหาแกดนและแหลงนาใตดน

เถาลอยถานหนจากโรงไฟฟาเกดจากการเผาไหมทไมสมบรณ ในกระบวนการผลตกระแสไฟฟา ทาใหมเถา มสภาพเปนเถา ม 2 ลกษณะคอ 1) เถาลอย (Fly ash) มลกษณะเปนฝนผงละเอยดขนาดเลกสเทาออน ซงจะลอยปะปนไปพรอมกบกาซเสยในรปของเขมาและควน เกดขนประมาณรอยละ 80 - 90 ของนาหนกเถาทงหมด และ 2) เถาหนก (Bottom ash) มลกษณะเปนตะกอนดนขนาดเลก สเทาเขมและดา เปนเถาทไมไดลอยไปกบควนเขมาและตกลงสกนเตาเผา เกดขนประมาณรอยละ 10 - 20 ของนาหนกเถาทงหมด ตารางท 6-1 แสดงสวนผสมของเถาลอยจากการเผาไหมถานหน [1]

สวนประกอบ บทมนส (รอยละ) ซบมทมนส (รอยละ) ลกไนต (รอยละ) SiO2 20-60 40-60 15-45 Al2O3 5-35 20-30 10-25 Fe2O3 10-40 4-10 4-15 CaO 1-12 5-30 15-40 MgO 0-5 1-6 3-10 SO3 0-4 0-2 0-6 Na2O 0-4 0-2 0-6 K2O 0-3 0-4 0-4 LOI 0-15 0-3 0-5

* LOI = Loss of ignition ในการศกษาครงนทางทปรกษาฯ ไดรบความอนเคราะหเถาลอยถานหนจากโรงงานผลตพลงงาน

ไฟฟาแหงหนงในนคมอตสาหกรรมมาบตาพด จงหวดระยอง ซงตวอยางเถาลอยถานหนทงหมดเปนเถาลอยถานหนทเกดจากกระบวนการผลตโดยเปนถานหนประเภทบทมนส โดยทางโรงงานมเถาลอยถานหนทเ กดจากกระบวนการผลต 2 ประเภท คอ

1) เตาเผาทใชปนขาวในกระบวนดกจบมลพษทางอากาศ (เปนเทคโนโลยดกจบมลพษทางอากาศท

โรงไฟฟาสวนใหญใชอย) เถาทไดจะมปนขาวผสมอย 2) เตาเผาทไมตองใชปนขาวในกระบวนการดกจบมลพษทางอากาศ เถาทไดจะไมมปนขาว

เถาลอยทไมมปนขาวผสม เถามปนขาวผสม

รปท 6-3 ตวอยางเถาลอย ทง 2 แบบ ทางทปรกษาฯ ไดนาตวอยางเถาลอยทง 2 ชนด วเคราะหดวยเครอง XRF (X-ray Fluorescence)

เพอหาสดสวนองคประกอบของเถาลอย และทาการทดสอบการชะละลายโลหะหนกจากเถาลอยดวยวธ TCLP (Toxicity Characteristic Leaching Procedure) และภาพถาย SEM (Scanning Electron Microscope) ซงผลการวเคราะห แสดงในตารางท 6-2 –6-3 และรปท 6-4 -6-5 ตารางท 6-2 สดสวนองคประกอบของเถาลอยทง 2 ชนด วเคราะหดวย XRF

Formula Concentration(%wt)

ไมผสมปนขาว ผสมปนขาว SiO2 48.50% 24.20% Al2O3 20.00% 12.50% Fe2O3 13.40% 8.55% CaO 8.47% 37.60% MgO 3.41% 3.27% K2O 2.18% 0.93% Na2O 1.37% 3.58% TiO2 1.02% 0.73% SO3 0.98% 7.86% P2O5 0.20% 0.11% BaO 0.14% 0.20% MnO 0.11% 0.05%

SrO 0.00% 0.27% Sum 99.78% 99.84%

ตารางท 6-3 ผลการทดสอบการชะละลายโลหะหนกจากเถาลอยดวยวธ TCLP

ตวอยาง

ความเขมขน (mg/L)

As (std <0.25)

Zn (std <5)

Pb (std <0.20)

Cd (std

<0.03)

Cr (std <0.25)

Ba (std <1.00)

ผสมปนขาว

0.0±0.0 (√)

0.15±0.254 (√)

0.101±0.004 (√)

0±0 (√)

0±0 (√)

0.537±0.348 (√)

ไมผสมปนขาว

1.90±0.127 (x)

1.38±0.373 (√)

0.19±0.012 (√)

0±0 (√)

0.33±0.026 (x)

0.15±0.016 (√)

หมายเหต 1) TCLP คอ การชะละลายโลหะหนกดวยกรดอะซตก ท pH 2.88 เปนเวลา 18 ชวโมง และการวเคราะห โลหะหนกทาโดยใช เครอง ICP-OES ณ หองปฏบตการภาควชาวศวกรรมส งแวดลอม คณะวศวกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย โดยทาการวเคราะห 3 ซา 2) คาโลหะหนกอางองจาก มาตรฐานคณภาพนาทงจากโรงงานอตสาหกรรมและนคมอตสาหกรรม

รปท 6-4 ภาพถาย SEM ของเถาลอยทไมผสมปนขาว

รปท 6-5 ภาพถาย SEM ของเถาลอยทผสมปนขาว (ตอ)

จากผลการทดสอบการชะละลายโลหะหนกดวยวธ TCLP พบวา เถาลอยทผสมปนขาวผานเกณฑมาตรฐานทกตว และเถาลอยทไมผสมปนขาว มปรมาณสารหน (1.90±0.127 mg/L) และโครเมยม (0.33±0.026 mg/L) ทเกนมาตรฐานคณภาพนาทงจากโรงงานอตสาหกรรมและนคมอตสาหกรรม

ลกษณะและองคประกอบของผลตภณฑทได :

วสดจโอโพลเมอรเปนวสดทมคณสมบตทางกายภาพทด วสดชนดนมโครงสรางทางเคมตามโครงสราง ของสารโพลไซอะเลต (Polysialate) ทมซลกอน (Si) เกดพนธะกบอะลมเนยม (Al) ไดผลตภณฑเปนสารประกอบ

อะลมโนซลเกต [Si O Al O] ดงสมการเคมตอไปน

Mn [ (SiO2)z AlO2 ]n wH2O โดยท z ซงหมายถงจานวนโมเลกลของ SiO2 เมอมคาแตกตางกน จะมชอเรยกและคณสมบตทม

ความแตกตางกนตามไปดวย ดงตอไปน ถา z มคาเปน 1 เรยกวา โพลไซอะเลต (PS) ถา z มคาเปน 2 เรยกวา โพลไซอะเลตไซลอกโซ (PSS) ถา z มคาเปน 3 เรยกวา โพลไซอะเลตไดไซลอกโซ (PSDS) โดยอตราสวนอะตอมของ Si : Al จะเปนคาทบงบอกถงคณสมบตของวสด และประเภทของการใช

งานวสดนนๆ ยกตวอยางเชน ทอตราสวน Si : Al เทากบ 1, 2 และ 3 จะไดสารทมลกษณะของโครงสรางเปนสามมต แตถาหากอตราสวนมคาสงกวา 3 จะเกดการเชอมแบบขวางขน ดงแสดงในรปท 6 -7 และทอตราสวนมคาเทากบ 15 หรอมากกวา จะทาใหไดสารประกอบทมความเปนวสดโพลเมอรมากยงขน โดยตวอยางคณสมบตของจโอโพลเมอรและลกษณะของการนาไปประยกตใชงานทอตราสวนตางๆ มรายละเอยดดงตอไปน

อตราสวน 2 : 1 เหมาะสาหรบงานซเมนตและคอนกรต อตราสวน 3 : 1 สารประกอบไฟเบอรกลาสและวสดสาหรบกระบวนการผลตไททาเนยม

ทสามารถนาไปใชงานไดทอณหภมสง ระหวาง 200 - 1,000 องศาเซลเซยส

Si : Al = 1 โพลไซอะเลต (PS)

Si : Al = 2 โพลไซอะเลตไซลอกโซ (PSS)

Si : Al = 3 โพลไซอะเลตไดไซลอกโซ (PSDS)

Si : Al > 3 ไซอะเลตเชอมขวางกน

อตราสวน 20 : 1 ถง 35 : 1 ไดสารทมโครงสรางเปนแบบเชอมขวาง (Crosslink) ในสองมตมคณสมบตเปนสารประกอบไฟเบอรกลาสทมประสทธภาพสง (High Performance Fiber Composites)

รปท 6-7 สตรโครงสรางการเชอมพนธะของโพลไซอะเลต

ซงจะเปนการศกษา การทดลองเทคโนโลยรไซเคล ทงในระดบหองปฏบตการ (Lab scale) และระดบโรงงานตนแบบ (Pilot scale)

ชนดของเทคโนโลย :

เทคโนโลยรไซเคลดวยการผลตเปนจโอโพลเมอรคอนกรต (Geopolymer concrete) ผลตภณฑทไดจากกระบวนการเกดจโอโพลเมอร (Geopolymer) ซงเกดจากกระบวนการโพลเมอร

ไรเซชน (Polimerization) 5. การรวบรวมองคความรและการวจยพนฐาน (Literature Review)

ในปจจบนน นกวจยหลายกลมมความพยายามในการคดคนและผลตคอนกรตสาหรบงานกอสรางสมยใหมโดยใชสารจโอโพลเมอรเปนวสดเชอมประสานทดแทนปนซเมนตปอรตแลนด ซงจโอโพลเมอรคอนกรตทผลตไดน จะมสวนประกอบอนๆ เชนเดยวกบคอนกรตโดยทวไปทผลตจากปนซเมนตปอรตแลนด เชน มวลรวมละเอยด (Fine Aggregate) ซงไดแก วสดจาพวกทราย และมวลรวมหยาบ (Coarse Aggregate) ซงไดแก วสดจาพวกหน ประมาณรอยละ 70-80 และมเถาถานหนเปนวสดเชอมประสานหลก โดยใชสารละลายโซเดยมซลเกต (Na2SiO3) รวมกบสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซด (NaOH) หรอโซดาไฟ เปนตวกระตนใหเกดกระบวนการโพลเมอรไรเซชนในขนตอนการสงเคราะหจโอโพลเมอร เนองจากโดยทวไป ปฏกรยาทเกดขนในคอนกรตทมเถาถานหนเปนสวนผสม ไดแก ปฏกรยาไฮเดรชน (Hydration) ซงเกดจากการทาปฏกรยาระหวางปนซเมนตปอรตแลนดและนา ทาใหเกดผลตภณฑเปนสารประกอบแคลเซยมซลเกตไฮเดรต (3CaO.2SiO2.3H2O) แคลเซยมอะลมเนตไฮเดรต (3CaO.2Al2O3.3H2O) และแคลเซยมไฮดรอกไซด (Ca(OH)2) หลงจากนนสารปอซโซลานชนดเถาถานหน (Fly Ash) ซงมองคประกอบทางเคมของซลกาออกไซด (SiO2) และอะลมนาออกไซด (Al2O3) เปนองคประกอบหลก จะเกดการทาปฏกรยากบสารประกอบแคลเซยมไฮดรอกไซด ซงเปนสวนทเหลอจากปฏกรยาไฮเดรชนของปนซเมนตปอรตแลนด กอใหเกดปฏกรยาปอซโซลานก (Pozzolanic Reaction) และเกดผลตภณฑเปนสารประกอบไดแคลเซยมซลเกต (2CaO.SiO2) และไตรแคลเซยมซลเกต (3CaO.SiO2) ซงเปนผลตภณฑเดยวกบผลตภณฑจากปฏกรยาไฮเดรชนของปนซเมนตปอรตแลนด แตอยางไรกตาม ผลตภณฑทไดจากปฏกรยาปอซโซลานกน จะมความแตกตางจากผลตภณฑท ไดจากกระบวนการเกดจโอโพลเมอร (Geopolymer) ซงเกดจากกระบวนการโพลเมอรไรเซชน (Polimerization)

6. การทดลองในระดบหองปฏบตการ (Lab Scale) : วสด/อปกรณ /สารเคม :

วตถดบและสารเคมทใช 1) เถาลอยถานหน

รปท 6-8 เถาลอย (Fly Ash)

2) ทรายแมนา

รปท 6-9 ทรายแมนา

3) สารละลายโซเดยมไฮดรอกไซด

รปท 6-10 สารละลายโซเดยมไฮดรอกไซด

4) สารละลายโซเดยมซลเกต

รปท 6-11 สารละลายโซเดยมซลเกต

เครองจกรและอปกรณทสาคญ 1) ตราชง ใชสาหรบชางวตถดบ และสารเคม

รปท 6-12 ตราชง

2) เครองผสมคอนกรตแบบ Pan Mixer ใชสาหรบผสมสวนผสมใหเขากน

รปท 6-13 เครองผสมคอนกรตแบบ Pan Mixer

3) ตอบความรอนควบคมอณหภม สาหรบอบตวอยางทดสอบใหแขงเรวขน

รปท 6-14 ตอบความรอนควบคมอณหภม

4) ตวอยางทดสอบรปทรงลกบาศก ขนาด 5x5x5 เซนตเมตร สาหรบหลอตวอยางทดสอบ

รปท 6-15 ตวอยางทดสอบรปทรงลกบาศก ขนาด 5x5x5 เซนตเมตร

ขนตอนการทดลอง :

กรรมวธการผลตจโอโพลเมอร ปฏกรยาเคมทเกดขนระหวางสารทมซลกา (SiO2) และอะลมนา (Al2O3) เปนองคประกอบหลกกบสารละลายซลเกตและสารละลายดางแกเขมขนน เรยกวา ปฏกรยาโพลคอนเดเซชน (Polycondensation) ซงเปนปฏกรยาททาใหเกดผลตภณฑเปนสารประกอบอะลมโนซลเกต (Aluminosilicate) ทมคณสมบตคลายปนซเมนตปอรตแลนด ซงมชอเรยกวา จโอโพลเมอรและมสตรทางเคม ดงตอไปน

Mn [ (SiO2)z AlO2 ]n wH2O

โดยท M คอ ธาตโลหะอลคาไลน

คอ การยดเกาะพนธะ z คอ จานวนโมเลกลของ SiO2 (โดยมคาเปนตวเลข 1, 2 หรอ 3) w คอ จานวนโมเลกลของนา n คอ จานวนหนวยโมเลกลทตอกนเปนสายโซ

หรอ Degree of Polycondensation ถงแมวาในปจจบนนปฏกรยาโพลคอนเดนเซชนของจโอโพลเมอรยงไมเปนทเขาใจอยางชดเจนเทาใด

นก แตอยางไรกตาม Hua และ Ven Deventer [15] ไดเสนอกลไกความนาจะเปนของการเกดปฏกรยาไวดงตอไปน

จากผลการวจยทผานมา พบวา เถาถานหน มสวนประกอบของ SiO2 และ Al2O3 เปนองคประกอบ

หลก ซงหากนามาทาปฏกรยากบสารละลายดางทมความเขมขนมากเพยงพอ จะสามารถเกดเปนสารประกอบจโอโพลเมอรทมคณสมบตดานการแขงตวได เชนเดยวกบปนซเมนตปอรตแลนด จากการทองคประกอบของซลกาและอะลมนามความสามารถในการรวมตวกนได ดงแสดงในรปท 6-4 เมอนาไปรวมตวกบสารประกอบอนๆ ทมคณสมบตในดานความเฉอยตอปฏกรยาเคม จะเกดการอดตวแนนทาใหมความแขงแรงมากยงขน ซงมความคลายคลงกบลกษณะของการเกดแคลเซยมซลเกตไฮเดรต (C-S-H) ในกระบวนการแขงตวของซเมนตเพสตจากปนซเมนตปอรตแลนด และมลกษณะโครงสรางโดยทวไปเปนโครงสรางแบบบลอก (Block) ซงเปนหนวยทรงเหลยมสหนา (Tetrahedral) ของ AlO4 และ SiO4 ดงแสดงในรปท 6-16

รปท 6-16 แผนภมการเกดสารจโอโพลเมอร (ปฏกรยาโพลเมอรไรเซชน)

รปท 6-17 โครงสรางของสารจโอโพลเมอรหรอโพลไซอะเลต

nR2O (หรอ nRO) nAl2O3.mSiO2

ซง n 2m

สารละลาย Na- หรอ K-ซลเกต (ทละลายนาได)

ของผสมเหนยวขน (slurry)

จโอโพลเมอร

ใหความรอนทอณหภม ประมาณ 100 oc

NaOH หรอ KOH

ขนตอนการทดสอบ

รปท 6-18 แผนภาพขนตอนการทดสอบ

ศกษารายละเอยดและวเคราะหขอมล

เตรยมสารเคมทใชในการทดสอบ

ผสมวสดทใชท าการทดสอบตามอตราสวนทก าหนด

สรปผลการทดสอบ

ท าการบมทอณหภม 60 องศาเซลเซยสเปนเวลา 24 ชวโมง

จดเตรยมวสดอปกรณทใชในการทดสอบ

วเคราะหผลการทดสอบ

ทดสอบคณสมบตเชงกลของจโอโพลเมอร

รายงานผลการวจย

ท าการทดสอบหาสดสวนสารละลาย NaOH ตอ Na2OSiO2 ทเหมาะสม

วธการทดลอง การทดสอบหาอตราสวนของสารละลายและความเขมทเหมาะสม

ในการทดสอบมขนตอนการเลอกอตราสวนปรมาณของสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดและสารละลายโซเดยมซลเกต เพอใชในการสงเคราะหจโอโพลเมอร ซงทาไดโดยการจดเตรยมตวอยางทดสอบจโอโพลเมอรมอรตารรปทรงลกบาศกขนาด 5 x 5 x 5 เซนตเมตร ดวยอตราสวนรอยละโดยนาหนกระหวางสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดและสารละลายโซเดยมซลเกต และความเขมขนของสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดทแตกตางกน โดยมวตถดบอนๆ ซงไดแก เถาถานหน ชนดและปรมาณของมวลรวม โดยมความเขมขนและอตราสวนดงแสดงตามตารางท 6-6 และ 6-7 ตามลาดบ ภายใตสภาวะการบมตวอยางทดสอบจนมอายครบ 24 ชวโมง จานวนทงสน 4 อตราสวน (อตราสวนรอยละโดยนาหนก) ดงตอไปน

1. สารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดและสารละลายโซเดยมซลเกต 1 : 1 2. สารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดและสารละลายโซเดยมซลเกต 1 : 1.5 3. สารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดและสารละลายโซเดยมซลเกต 1 : 2 4. สารละลายโซดยมไฮดรอกไซดและสารละลายโซเดยมซลเกต 1 : 2.5 จากนนทาการทดสอบความสามารถดานกาลงอดของตวอยางทดสอบตามอตราสวนดงกลาวขา งตน

เพอใชในการหาอตราสวนของปรมาณทเหมาะสมทสดของสารตงตนดงกลาว และนามาใชในการสงเคราะหจโอโพลเมอรในขนตอนการทดสอบตอไป ตารางท 6-6 องคประกอบทางเคมและสวนผสมของสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดทความเขมขนตางๆ NaOH (Molarity)

Percent by Weight Density (g/cc)

Volume 500 ml. Na2O H2O NaOH (g) H2O (g)

8M 25.32 74.68 1.264 160 472 10M 30.40 69.60 1.316 200 458 12M 35.20 64.80 1.364 240 442 14M 39.79 60.21 1.407 280 424

ตารางท 6-7 ปรมาณสวนผสมทใชเพอหาสดสวนระหวางสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดและสารละลายโซเดยมซลเกต ทเหมาะสม

วตถดบ ปรมาณทใช (kg/m³) 1:1* 1:1.5* 1:2* 1:2.5*

FA 381 381 381 381 NaOH 59 59 59 59

Na2OSiO2 59 88.5 118 147.5 RiverSand 1,613 1,613 1,613 1,613

*อตราสวนระหวางสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซด และสารละลายโซเดยมซลเกต

ผลการทดลอง :

ผลการทดสอบกาลงอดของจโอโพลเมอร หลงจากไดจโอโพลเมอรมอรตารรปทรงลกบาศกขนาด 5 x 5 x 5 เซนตเมตร แลวจะนามาทดสอบ

เพอหาอตราสวนของสารละลายและความเขมทเหมาะสม ดวยอตราสวนรอยละโดยนาหนกระหวางสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดและสารละลายโซเดยมซลเกตเทากบ 1 ตอ 1 1 ตอ 1.5 1 ตอ 2 และ 1 ตอ 2.5 ตามลาดบ และความเขมขนของสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดเทากบ 8 10 12 และ 14 โมลารตามลาดบ

จากผลการทดสอบ พบวา คากาลงอดของตวอยางทดสอบภายใตสภาวะการอบในเตาอบทอณหภม 60 องศาเซลเซยส เปนเวลา 24 ชวโมง ของตวอยางทดสอบทสวนผสมสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดทความเขมขนเทากบ 8 โมลาร ทมอตราสวนผสมสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดและสารละลายโซเดยมซลเกต เทากบ 1 ตอ 1 มคากาลงอดเทากบ 3.63 MPa ท อตราสวนผสม 1 ตอ 1.5 มคากาลงอดเทากบ 11.11 MPa ทอตราสวนผสม 1 ตอ 2 มคากาลงอดเทากบ 9.24 MPa และทอตราสวนผสม 1 ตอ 2.5 มคากาลงอดเทากบ 11.57 MPa

รปท 6-19 คากาลงอดของจโอโพลเมอรเมอแปรผนปรมาณสารละลายทความเขมขน NaOH 8 โมลาร

ทสวนผสมสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดทความเขมขนเทากบ 10 โมลาร ทมอตราสวนผสมสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดและสารละลายโซเดยมซลเกต เทากบ 1 ตอ 1 มคากาลงอดเทากบ 10.66 MPa ทอตราสวนผสม 1 ตอ 1.5 มคากาลงอดเทากบ 8.52 MPa ทอตราสวนผสม 1 ตอ 2 มคากาลงอดเทากบ 11.36 MPa และทอตราสวนผสม 1 ตอ 2.5 มคากาลงอดเทากบ 10.62 MPa

3.63

11.11

9.24

11.57

0

2

4

6

8

10

12

14

8M (1) 8M (1.5) 8M (2) 8M (2.5)

8M

Co

mp

ress

ive

str

en

gth

( M

pa)

รปท 6-20 คากาลงอดของจโอโพลเมอรเมอแปรผนปรมาณสารละลายทความเขมขน NaOH 10 โมลาร

ทสวนผสมสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดทความเขมขนเทากบ 12 โมลาร ทมอตราสวนผสมสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดและสารละลายโซเดยมซลเกต เทากบ 1 ตอ 1 มคากาลงอดเทากบ 7.14 MPa ทอตราสวนผสม 1 ตอ 1.5 มคากาลงอดเทากบ 13.10 MPa ทอตราสวนผสม 1 ตอ 2 มคากาลงอดเทากบ 11.80 MPa ทอตราสวนผสม 1 ตอ 2.5 มคากาลงอดเทากบ 13.42 MPa

รปท 6-21 คากาลงอดของจโอโพลเมอรเมอแปรผนปรมาณสารละลายทความเขมขน NaOH 12 โมลาร

ทสวนผสมสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดทความเขมขนเทากบ 14 โมลาร ทมอตราสวนผสมสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดและสารละลายโซเดยมซลเกต เทากบ 1 ตอ 1 มคากาลงอดเทากบ 8.02 MPa ทอตราสวนผสม 1 ตอ 1.5 มคากาลงอดเทากบ 8.91 MPa ทอตราสวนผสม 1 ตอ 2 มคากาลงอดเทากบ 9.71 MPa และ ทอตราสวนผสม 1 ตอ 2.5 มคากาลงอดเทากบ 13.73 MPa

10.66

8.52

11.3610.62

0

2

4

6

8

10

12

10M (1) 10M (1.5) 10M (2) 10M (2.5)

10M

Co

mp

ress

ive

stre

ngt

h (

Mp

a)

7.14

13.111.8

13.42

0

2

4

6

8

10

12

14

16

12M (1) 12M (1.5) 12M (2) 12M (2.5)

12M

Co

mp

ress

ive

stre

ngt

h (

Mp

a)

รปท 6-22 คากาลงอดของจโอโพลเมอรเมอแปรผนปรมาณสารละลายทความเขมขน NaOH 14 โมลาร

ผลตภณฑทได เถาถานหนทผลตจโอโพลเมอรคอนกรต ซงเปนผลตภณฑทางเลอกในการทดแทนคอนกรตสาหรบ

ผประกอบการ ซงในการออกแบบการผลตของจโอโพลเมอรคอนกรต กาหนดใหมคณสมบตเทยบเทาคอนกรตมวลเบา และใชในงานผลตผนงคอนกรตสาเรจรปทใชในงานตกแตงอาคาร

จากผลการทดสอบหาอตราสวนผสมดงกลาวขางตนทาใหทราบวา ทสวนผสมสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดทความเขมขนเทากบ 14 โมลาร ทมอตราสวนผสมสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดและสารละลายโซเดยมซลเกต เทากบ 1 ตอ 2.5 มคากาลงอดสงสดเทากบ 13.73 MPa จงเลอกใชความเขมขนและสดสวนผสมนตลอดการทดสอบ ตารางท 6-8 แสดงกาลงอดของจโอโพลเมอร

สดสวนผสมและความเขมขน กาลงอด (MPa)

อบทอณหภม 60 องศาเซลเซยส เวลา 24 ชวโมง

8M (1) 3.63 8M (1.5) 11.11 8M (2) 9.24

8M (2.5) 11.57 10M (1) 10.66

10M (1.5) 8.52 10M (2) 11.36

10M (2.5) 10.62 12M (1) 7.14

8.028.91

9.71

13.73

0

2

4

6

8

10

12

14

16

14M (1) 14M (1.5) 14M (2) 14M (2.5)

14M

Co

mp

ress

ive

stre

ngt

h (

Mp

a)

12M (1.5) 13.1 12M (2) 11.8

12M (2.5) 13.42 14M (1) 8.02

14M (1.5) 8.91 14M (2) 9.71

14M (2.5) 13.73

7. การทดลองในระดบโรงงานตนแบบ (Pilot Scale) : วสด/อปกรณ /สารเคม :

ขนตอนการทดลอง :

ผลการทดลอง :

8. การวเคราะหความเปนไปไดทางเศรษฐศาสตร (Economic Feasibility Study) : NPV : การวเคราะหความเปนไปไดในเชงพาณชยเบองตน

จากขอมลการขออนญาตนาของเสยออกนอกบรเวณโรงงานอตสาหกรรม (แบบ สก.2) ของกรมโรงงานอตสาหกรรม ในป พ.ศ. 2556 พบวาของเสยประเภทเถาลอยทขออนญาตออกนอกโรงงาน ของนคมอตสาหกรรมมาบตาพต ตามรหสของเสย 10 01 02 HM มปรมาณสะสมทงสนประมาณ 1,045,976 ตน (หมายเหต ปรมาณแสดงอาจคลาดเคลอน เนองจากตวเลขทรายงานการนาของเสยออกนอกโรงงานตามแบบ สก.2 ยงไมสามารถรวบรวมขอมลทงหมดได หรอคดเปนเพยง รอยละ 8 ของโรงงานทตองรายงานทงหมด) ซงเปนของเสยทมจานวนมากทสดทเกดขนในนคมฯ หรอทสดสวนรอยละ 50 ของปรมาณของเสยทงหมดในนคมฯ จากขอมลดานปรมาณมปรมาณของเสยเพยงพอทจะนามาศกษา ทปรกษาฯ จงเหนสมควรเลอกตวอยางเถาลอยถานหนเปนของเสยเปาหมายทจะทาการทดลองในระดบปฏบตการ ซงจากการศกษารายละเอยดในการจดการหรอการกาจดตลอดจนการนาเถาลอยถานหนกลบมาใชประโยชน พบวาในอดตไดมการจดการทงแบบถกตองและไมถกตอง โดยนาเถาลอยถานหนไปกาจดโดยสงใหกบผรบจดการของเสยดวยวธการฝงกลบ และเนองจากเถาลอยเถาหนเปนของเสยอตสาหกรรมทเปนของเสยอนตราย เปนฝนละอองฟงกระจาย มปรมาณมาก ทาใหเปนภาระแกผประกอบการ ตงแตการขนออกนอกโรงงาน ตลอดจนการขนสง และขนถายไปยงผรบกาจด แตในปจจบนมเทคโนโยลการนาเถาลอยถานหนกลบไปใชประโยชนมากมาย เชน การนาไปเปนวตถดบทดแทนในการผลตคอนกรตมวลเบา การนาไปใชเปนวตถปรบปรงคณภาพดน เปนตน ทาใหเถาลอยถานหนเปนทตองการของผประกอบการท

ตองการนาไปใชในกระบวนการผลต ทาใหของเสยเถาลอยถานหน โดยเฉพาะเถาลอยจากโรงไฟฟากลายเปนวตถดบทมราคา ดงนนจากเถาลอยทเกดขนและตองเปนภาระในการเสยคากาจด กลายเปนของเสยทเปนทตองการและมราคา การนาเถาลอยไปรไซเคลจงตองคานงถงคาใชจายในการไดมาของเถาลอยถานหนรวมเขาไปดวย จากการศกษาในดานเทคโนโลยการรไซเคลเถาลอยถานหน โดยการนาไปผลตเปนจโอโพลเมอรคอนกรต ซงเปนผลตภณฑทมลกษณะคณสมบตและการใชคลายกบผลตภณฑคอนกรต ซงจโอโพลเมอรคอนกรตนนถอเปนผลตภณฑทางเลอกในการนาไปทดแทนการใชงานคอนกรตในบางผลตภณฑได ซงจะใหผลทางดานภาพลกษณในดานสงแวดลอม ในการใชและลดปรมาณของเสยจากสงแวดลอมอยางเปนประโยชน

โดยมจดมงหมายเพอนาเถาถานหนไปผลตจโอโพลเมอรคอนกรต ซงเปนผลตภณฑทางเลอกในการทดแทนคอนกรตสาหรบผประกอบการ ซงในการออกแบบการผลตของจโอโพลเมอรคอนกรต กาหนดใหมคณสมบตเทยบเทาคอนกรตมวลเบา และใชในงานผลตผนงคอนกรตสาเรจรปทใชในงานตกแตงอาคาร โดยขอมลสาหรบการวเคราะหความเปนไปไดเชงเศรษฐศาสตรเบองตนในการนาเถาถานหนไปผลตจโอโพลเมอรคอนกรต มรายละเอยดดงน

1 ดานตนทน (Cost) ในการลงทนเทคโนโลยฯ ตนทนหรอคาใชจายในการลงทนเทคโนโลยฯ แบงออกเปน 2 สวนหลกๆ คอ

1) ตนทนคงท (Fix cost) เปนตนทนหรอคาใชจายทเกดจากการลงทนในปแรก ไดแก เครองจกรและอปกรณตางๆ ทเกยวของ คากอสรางและตดตงระบบตางๆ คาระบบและอปกรณปองกนผลกระทบทางสงแวดลอม โดยมรายละเอยดดงในตารางท 6-9

1.1 คาปรบพนท คากอสรางอาคารโรงงาน ระบบไฟฟา – ประปาภายในโรงงาน โดยกาหนดพนทภายในโรงงานสาหรบการตดตงเครองจกรและสถานทหรอโกดงจดเกบวตถดบและผลตภณฑซงในพนทเทากบ 100 ตารางเมตร คดเปนเงนประมาณ 300,000 บาท

1.2 คาเครองจกรและอปกรณ ซงใชอปกรณแบบเดยวกนกบการผลตคอนกรตสาเรจรป เชน เครองผสมซเมนตหรอจโอโพลเมอรคอนกรต แบบหลอหรอเปาสาเรจรปทรงตางๆ เครองอบหรอบมซเมนต เปนตนเทากบ 300,000 บาท

1.3 คาชดอปกรณและการตดตงระบบรกษาความปลอดภยและระบบปองการมลพษ สาหรบกระบวนการ เทากบ 60,000 บาท (คดทรอยละ 10 ของตนทนคงท) ตารางท 6-9 ตารางสรปตนทนคงทในการผลตจโอโพลเมอรคอนกรต

ลาดบ รายการ รายละเอยด บาท 1 คาปรบพนท 100 ตร.ม ระบบไฟฟา-ประปา

อาคารเกบกอง ฯลฯ 300,000.00

2 คาเครองจกรอปกรณ อปกรณทงหมด 300,000.00 3 คาชดอปกรณและการตดตงระบบรกษา

ความปลอดภยและระบบปองกนมลพษ เครองดดควนและอปกรณปองกนความรอน

60,000.00

2 ตนทนดาเนนการ (Operation cost) เปนตนทนหรอคาใชจายทเกดจากการดาเนนการตลอดอายโครงการ ไดแก คาวตถดบ คาไฟฟา คาแรงงาน คาอปกรณ คาบารงรกษาตางๆ เปนตน โดยมรายละเอยดดงในตารางท 6-10

2.1 คาใชจายดานบคลากร ใช พนกงาน 1 คน ในการดาเนนการงาน (8 ช.ม. ตอวน) อตราจาง 15,000 บาทตอเดอน

2.2 คาใชจายดานวตถดบและสารเคม ไดแก 1) เถาลอยถานหนจากโรงไฟฟา 300 บาทตอตน 2) โซเดยมซลเกต (Na2OSi2O) 8 บาทตอกโลกรม 3) โซเดยมไฮดรอไซด (NaOH) 12 บาทตอกโลกรม 4) ทรายแมนา 400 บาทตอตน

2.3 คาใชจายดานพลงงาน จากการประเมนกาลงไฟฟาของเครองกวนผสม ประมาณ 300 บาทตอรอบ และเครองบมซเมนต ในกรณทใช 600 บาทตอรอบ (คดคาไฟฟาท 3 บาทตอหนวยไฟฟา)

2.4 คาใชจายดานอปกรณอนๆ เชน ถงโลหะความจ 200 ลตร ใสวตถดบ สารเคม และใสผลตภณฑ (สามารถใชซาได) ราคาประมาณถงละ 500 บาท

2.6 คาใชจายในการซอมบารงเครองจกรอปกรณ และอปกรณปองกนของพนกงาน เฉลยปละ 2 ครง ครงละ 5,000 บาท เทากบ 10,000 บาทตอป

โดยตารางสรปดานตนทนดาเนนการผลตจโอโพลเมอรคอนกรต ตามตารางท 6-10 ตารางท 6-10 สรปตนทนดาเนนการผลตจโอพอลเมอรคอนกรต

รวม 660,000.00

ลาดบ ตนทนดาเนนการ รายละเอยด ตนทน หนวย 1 คาใชจายดานบคลากร 1 คน (8 ชวโมงตอวน) 15,000 บาทตอเดอน 2 คาใชจายดานวตถดบ

-เถาลอยถานหน 300 บาท/ตน -โซเดยมซลเกต (Na2OSi2O) 8 บาท/กก. -โซเดยมไฮดรอกไซด (NaOH) 12 บาท/ กก. -ทรายแมนา 400 บาท/ตน

3 คาใชจายดานพลงงาน เครองกวนและเครองบม 900 บาทตอวน 5 คาใชจายดานอปกรณอนๆ

เชน ถงโลหะความจ 200 ลตร ถงสารเคม

500 บาทตอถง

1. ดานประโยชน (Benefit) เปนผลประโยชนทเกดจากการผลตจโอพอลเมอรคอนกรต โดยมรายละเอยดดงในตารางท 6-11

ตารางท 6-11 สรปดานประโยชนทเกดจากการผลตจโอพอลเมอรคอนกรต ลาดบ ดานผลประโยชน รายละเอยด ราคา

1 ผลตภณฑจโอพอลเมอรคอนกรตสาเรจรป

แผนผนงคอนกรตสาเรจรป ขนาด กวางยาว 1 ตร.ม. หนา 5 ซม.

300 บาทตอแผน

หมายเหต - ราคาขายผลตภณฑแผนผนงคอนกรตสาเรจรป 1 ตร.ม หนา 5 เซนตเมตร เทากบ 200 บาทตอแผน - ราคาขายผลตภณฑแผนผนงคอนกรตสาเรจรปจากจโอพอลเมอร 1 ตร.ม หนา 5 เซนตเมตร เทากบ 300

บาทตอแผน สรปการเปรยบเทยบการตอทนตอหนวยของการผลตจโอพอลเมอรคอนกรตและคอนกรต เนองจากการใชจโอพอลเมอรคอนกรตในการผลตแผนคอนกรตสาเรจรป เครองจกรและอปกรณการ

การผสมและหลอแบบ ใชแบบเดยวกนกบงานคอนกรตทวไป ดงนนในการเปรยบเทยบตนทนตอหนวยระหวางการผลตจโอพอลเมอรคอนกรตและคอนกรตจะใชตนทนทเกดจากการดาเนนงานดานวตถดบและองคประกอบในการผลตทปรมาตร 1 ลบ. ม โดยการผลตจโอพอลเมอรคอนกรต ใชความเขมขนของโซเดยมไฮดรอไซด 14 molar ทสดสวนโซเดยมไฮดรอกไซดตอโซเดยมซลเกต 1:2.5 ทแรงอด 14 Mpa โดยมตารางเปรยบเทยบทแสดงในตารางท 6-12 ดงน ตารางท 6-12 เปรยบเทยบการผลตจโอพอลเมอรคอนกรตและคอนกรต

สวนผสมคอนกรต (1 ลบ.ม.) สวนผสมจโอพอลเมอรคอนกรต (1 ลบ.ม.)

รายการ ปรมาณ(กก.)

ราคา (บาท/กก.)

รวม (บาท)

รายการ ปรมาณ

ราคา

(บาท/กก.) รวม

ปนซเมนต 529 2.10 1,110.90 เถาลอย 381 0.3 114.3

นา 139 0.03 4.17 NaOH 59 12 708

ทราย 713 0.3 213.90 Na2OSiO2 147.5 8 1,180

ทรายแมนา 1,613 0.4 645.2

6 คาใชจายในการซอมบารงเครองจกรอปกรณ และอปกรณปองกนของพนกงาน

5,000 บาทตอรอบ ปละ 2 ครง

10,000 บาทตอป

นายาผสมคอนกรต

6 15 90

รวม 1,328.97

รวม 2,737.5

จากตารางขางตน พบวาการผลตจโอโพลเมอรคอนกรตมตนทนทสงกวาคอนกรตทใชปนซเมนตเปน

สวนผสมอยมาก โดยจโอโพลเมอรคอนกรตมตนทนสงกวาประมาณรอยละ 50 ของตนทนการผลต โดยมตวแปรทสาคญ 2 ประการ ททาใหมตนทนการผลตสง คอ 1) ราคาของสารเคมโซเดยมไฮดรอไซดและโซเดยมซลเกต และ 2) ความตองการของเถาลอยถานหนทนาไปใชทดแทนผสมซเมนตในการผสมคอนกรต ทาใหจโอโพลเมอรคอนกรต ไมเปนทนยมในการนาไปใชกอสรางมากนก แตในปจจบนคอนกรตสาเรจรปหรอทขนรปไวแลวถกนามาใชมากขนในการกอสรางเพอความรวดเรวและการคานงถงวสดทเปนมตรตอสงแวดลอมถกนามาเปนเกณฑหรอการโฆษณาในการกอสรางมากขน ซงจโอโพลเมอรคอนกรตมขอไดเปรยบในการเปนวสดทเปนมตรตอสงแวดลอมมากกวาคอนกรตทวไป โดยเฉพาะในเรองของการนาของเสยเถาลอยถานหนกลบมาใชประโยชนและการผลตไมตองใชพลงงานมากซงเปนการชวยลดการปลดปลอยคารบอนไดออกไซดสบรรยากาศ หรอทนยมเรยกวาแนวคด “Green Concept” หรอ “Green Building” ซงจะทาใหผลตภณฑทผลตไดนนมราคาทสงขนได

B/C : IRR : 9. กฎหมายและกฎระเบยบทเกยวของ :

กฎหมายทเกยวของ เถาลอยถานหนจากโรงไฟฟา จดเปนสงปฏกลหรอวสดไมใชแลว ตามประกาศกระทรวงอตสาหกรรม เรอง การกาจดสง

ปฏกลหรอวสดทไมใชแลว พ.ศ. 2548 มรหสของเสย คอ 10 01 02 HM เปนของเสยทตองมการวเคราะหความเปนพษกอนสงไปกาจดหรอจดการออกนอกโรงงาน เนองจากในบางครงเถาลอยจากถานหนทเกดขนอาจจะมองคประกอบบางอยางหรอโลหะหนกทมความเปนพษปะปนอยตามแหลงทมา เชน อารซนกหรอสารหน (As) และ โครเมยม (Cr) เปนตน ตามแสดงตารางท 6-3 ขางตนทแสดงปรมาณโลหะหนกในเถาลอยถานหน นอกจากนตวเถาลอยถานหนยงเปนฝนผงทมอนภาคขนาดเลกทสามารถฟงกระจายได อาจจะกอใหเกดมลพษทางอากาศทสงผลตอระบบทางเดนหายใจได นอกจากนถาทงหรอฝงดนกจะกอใหเกดปญหาแกดนและแหลงนาใตดน

10. เอกสารอางอง (References) :

หมายเหต 1. ระดบความพรอมของเทคโนโลย

Technology Readiness Level (TRL: 1 - 9) TRL เปน เครองมอบรหารจดการโครงการหรอโปรแกรมทนามาประยกตใช เพอสรางความเขาใจรวมกนระหวางนกพฒนาเทคโนโลยกบผทจะนาเทคโนโลยไปถายทอดสลกคา และสามารถเปรยบเทยบความพรอมและเสถยรภาพของเทคโนโลยระหวางเทคโนโลยทแตกตางกนได

2. การวเคราะหความเปนไปไดทางเศรษฐศาสตร

ตารางแสดงหลกเกณฑในการพจารณาความเปนไปไดของโครงการโดยการปรบคาของเงนตามเวลา NPV B/C IRR ความเปนไปไดของการลงทน

เปนบวก (NPV > 0) มากกวา 1 มากกวาคาเสยโอกาส (i) เปนไปได เปนศนย (NPV = 0) เทากบ 1 เทากบคาเสยโอกาส (i) ยงพอไปได เปนลบ (NPV < 0) นอยกวา 1 นอยกวาคาเสยโอกาส (i) ไมควรลงทน