โรงผลิตน้ำมันจากขยะ /

        แนวคิดในการออกแบบและสร้างโรงงานแปรรูปขยะเป็นน้ำมันของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี สืบเนื่องมาจาก ทางมหาวิทยาลัยฯ ได้มีการพัฒนากระบวนการบำบัดขยะทางเชิงกล-ชีวภาพ (Mechanical and Biological Treatment: MBT) ซึ่งอาศัยการปรับสภาพของขยะโดยวิธีการหมัก (ทางชีวภาพ) ก่อนทำการคัดแยก (ทางกล) ทำให้ได้องค์ประกอบหลัก คือ 1) อินทรีย์สารผงละเอียด (ปุ๋ยอินทรีย์) ซึ่งสามารถนำไปใช้ประโยชน์ในการเป็นวัสดุปรับปรุงดิน และ 2) พลาสติก หรือเชื้อเพลิง RDF ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงที่สามารถนำไปทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิสในภาคอุตสาหกรรมได้ แต่อย่างไรก็ตาม สำหรับพื้นที่ห่างไกลจากโรงงานอุตสาหกรรม ขยะส่วนนี้ยังเป็นปัญหา จำเป็นต้องนำไปเผาหรือฝังกลบต่อไป ซึ่งเป็นการสูญเสียพลังงานโดยเปล่าประโยชน์ ดังนั้น ทางมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารีจึงได้ทำการพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อหาทางออกสำหรับปัญหานี้ โดยพัฒนาต้นแบบโรงงานแปรรูปขยะนี้เป็นให้ได้เป็นน้ำมัน
         สำหรับการแปรรูปขยะเป็นน้ำมันของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี อาศัยกระบวนการไพโรไลซิส (Pyrolysis process) ที่ทำให้พลาสติกสลายตัวด้วยความร้อนในสภาวะปราศจากออกซิเจน สามารถผลิตน้ำมันได้ประมาณ 4,000-5,000 ลิตรต่อวัน จากวัตถุดิบพลาสติกประมาณ 6,000 กิโลกรัม โดยขยะพลาสติกที่ได้จากโรงงานบำบัดขยะทางกลและชีวภาพ (MBT) ซึ่งอยู่ในรูปของ RDF-3 จะถูกนำไปผ่านกระบวนการเตรียมวัตถุดิบโดยใช้เครื่องจับตัวเป็นก้อน (Aggromerator) เพื่อทำพลาสติกจับตัวเป็นก้อนเล็กๆ สามารถป้อนเข้าสู่โรงงานแปรรูปน้ำมันได้อย่างต่อเนื่อง
        ในส่วนของตัวโรงงานแปรรูปขยะเป็นน้ำมันมีกระบวนการดังนี้ คือ วัตถุดิบพลาสติกที่ผ่านการเตรียมจะถูกลำเลียงเข้าสู่เครื่องป้อนแบบเกลียว (Screw Feeder) ที่อัตรา ~ 250 กิโลกรัมต่อชั่วโมง โดยที่ตัวสกรูนี้จะมีการให้ความร้อน (Preheating) เพื่อทำให้พลาสติกหลอมเหลวและพร้อมที่จะระเหยออกเป็นไอเมื่อได้รับความร้อนที่สูงขึ้น หลังจากนั้น พลาสติกเหลวจะไหลเข้าสู่เตาปฏิกรณ์แบบ ถังกวนสมบูรณ์ (Continuous Stirred Tank Reactor) ที่มีตัวกวน (Stirrer) ทำงานอย่างต่อเนื่อง เพื่อเพิ่มอัตราการถ่ายเทความร้อน โดยตัวเตาจะมีการความคุมอุณหภูมิที่ 350-400 องศาเซลเซียส เมื่อพลาสติกเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นของไอ จะไหลขึ้นไปสู่ขอกลั่น (Fractional Distillation Tower) ที่อุณหภูมิประมาณ 340 องศาเซลเซียส และที่หอกลั่นนี้จะทำหน้าที่แยกไอน้ำมันโมเลกุลหนักและเบาออกจากกัน หลังจากนั้นไอน้ำมันจะเข้าสู่เครื่องควบแน่น (Condenser) แล้วไหลลงสู่ถังแยกน้ำออกจากน้ำมัน (Oil/water separator) ที่ถังนี้น้ำจะตกอยู่ด้านล่างส่วนน้ำมันจะลอยอยู่ด้านบนของถัง เมื่อน้ำมันที่ได้มีปริมาณค่าหนึ่งก็จะไหลข้ามไปสู่ถังพัก (Storage Tank) ส่วนแก๊สที่เหลือที่ยังไม่ควบแน่นก็จะไหลไปสู่เครื่องควบแน่นอีกตัว ที่ติดตั้งอยู่เหนือถังพักน้ำมัน ซึ่งทำหน้าที่ควบแน่นไอน้ำมันที่เหลือและลดอุณหภูมิของแก๊ส แก๊สที่เหลือนี้เป็นแก๊สธรรมชาติ (Natural Gas) และจะถูกนำกลับมาเป็นเชื้อเพลิงสำหรับให้ความร้อนแก่เตาปฏิกรณ์ต่อไป น้ำมันที่ได้จะเป็นน้ำมันผสม โดยมีองค์ประกอบหลักคือ น้ำมันดีเซล (50-60%) เนปทา (15-20%) น้ำมันเตา (5-10%) ซึ่งมีเป้าหมายที่จะนำไปกลั่นอีกรอบหนึ่ง ให้ได้น้ำมันที่สามารถนำไปใช้งานกับเครื่องยนต์ หรือเครื่องจักรได้ สุดท้าย ส่วนที่ไม่ระเหยในเตาปฏิกรณ์ จะได้ออกมาเป็นกากคาร์บอน (10-25%) ซึ่งสามารถนำไปใช้ทดแทนถ่านหินในงานอุตสาหกรรมได้

จุดเด่นของเครื่องจักรที่ใช้สำหรับโรงงานแปรรูปขยะเป็นน้ำมันของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี
1. สามารถป้อนวัตถุดิบได้ต่อเนื่องโดยใช้สกรูลำเลียง มีระบบป้องกันแก๊สรั่ว
2. สามารถแยกน้ำมันได้เป็นสัดส่วนที่สามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรม
3. สามารถถ่ายกากได้อย่างต่อเนื่อง เพื่อป้องกันการสะสมของเถ้ากากคาร์บอนในเตา
4. มีอุปกรณ์ควบคุมความปลอดภัย ตามมาตรฐานโรงกลั่นน้ำมัน
5. มีการนำแก๊สที่ไม่สามารถควบแน่นได้ มาหมุนเวียนกลับใช้ในกระบวนการให้ความร้อนของระบบต่อไป
6. สามารถผลิตน้ำมันได้ 60 – 80 % โดยขึ้นกับประเภทวัตถุดิบที่ใช้ในการผลิต 

ต้นแบบโรงงานผลิตน้ำมันจากขยะพลาสติกโดยกระบวนการไพโรไลซิส ของ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี

ภาพประกอบ