การกำจัด (ต้นเหตุ)
ฝนกรดด้วยไฟฟ้า
|
ปัญหาสิ่งแวดล้อมเป็นปัญหาที่ทั่วโลกกำลังให้ความสนใจเป็นอย่างมากในขณะนี้
โรงไฟฟ้าและโรงงาน
อุตสาหกรรมที่ใช้ถ่านหินและน้ำมันเป็นเชื้อเพลิง
ได้ปล่อยซัลเฟอร์ไดออกไซด์
ซึ่งเกิดจากการเผาไหม้
เชื้อเพลิงดังกล่าวออกมาทางปล่องควัน
เมื่อซัลเฟอร์ไดออกไซด์ลอยขึ้นไปถึงก้อนเมฆมันก็จะรวมตัวกับ
ละอองน้ำเล็ก ๆ
ในก้อนเมฆเป็นกรดซัลฟิวริกเจือจาง
เกิดเป็นฝนกรดซึ่งเป็นปัญหาสิ่งแวดล้อมที่ประเทศ
อุตสาหกรรมกำลังประสบอยู่
นักวิจัยในประเทศญี่ปุ่น
ได้วิจัยและพบว่า
กรดซัลฟิวริกที่ปนอยู่ในน้ำฝนนั้น ประมาณ
70% มาจากโรงงานอุตสาหกรรม และ 30%
มาจากธรรมชาติ
นักวิทยาศาสตร์ยังไม่รู้อย่างแท้จริง
ว่าฝนกรดและหิมะทำลายป่าและทะเลสาปอย่างไร
เขารู้แต่เพียงว่าซัลเฟอร์ไดออกไซด์และทะเลสาปอย่างไร
เขารู้แต่เพียงว่าซัลเฟอร์ไดออกไซด์และสารมลพิษอื่น
ๆ เช่น ไนโตรเจนออกไซด์ คลอรีน มีส่วนร่วมใน
กระบวนการดังกล่าว
ประเทศอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ได้ใช้จ่ายเงินเป็นจำนวนมากในการกำจัดสารมลพิษ
พวกนี้
|
ในกระบวนการกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่ใช้กันในปัจจุบัน
ใช้วิธีเอาหินปูนเพิ่มเข้าไปในก๊าซที่เกิดจาก
การเผาไหม้ ซึ่งจะปล่อยออกทางปล่องควัน
หินปูนและซัลเฟอร์ไดออกไซด์จะรวมกันเป็นแคลเซี่ยมซัลเฟต
หรือยิปซัม (CaSO4)
ซึ่งสามารถนำเอาไปขายเป็นวัสดุก่อสร้างได้
แต่มีปัญหาที่เหมืองหินปูนอยู่ในที่ห่างไกล
และยิปซัมที่ผลิตได้ขายได้ Jack Winnich และ
Mark Frank
วิศวกรที่สถาบันเทคโนโลยีจอเจียร์ในแอตแลนตา
ได้คิดประดิษฐ์เครื่องกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ราคาถูกขึ้น
ซึ่งในระบบใหม่นี้ไม่ต้องใช้วัสดุอื่นเพิ่มเข้าไป
เครื่องมือดังกล่าวจะเปลี่ยนซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในก๊าซที่เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงเป็น
Oleum ซึ่งสามารถ
นำเอาไปใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมกรดซัลฟิวริก
ประสิทธิภาพของเครื่องมือนี้ในห้องทดลองเท่ากับ
|
จุดสำคัญของกระบวนการนี้ คือ
เซลล์ไฟฟ้าเคมี
ซึ่งเป็นตัวดึงซัลเฟอร์ไดออกไซด์ออกจากก๊าซและเปลี่ยนเป็น
ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO3)
ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของกรดซัลฟิวริก
ขั้วไฟฟ้าทั้งสองทำจากเซรามิกมี
ลักษณะเป็นรูพรุนเรียกว่า perovskite
ระหว่างขั้วไฟฟ้าทั้งสองมีอิเล็กโทรไลต์ที่มีชื่อว่า
โพแทสเซียมไพโรซัลเฟต (potassium pyrosulphate)
ซึ่งทำจากการผสมโพแทสเซียมกับวานาเดียมเพนตอกไซด์
(vanadium pentoxide)
|
|
เซลล์แซนต์วิชที่ใช้กำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ออกจากก๊าซที่เกิดจากการเผาไหม้ถ่านหินและน้ำมัน
|
ขั้วลบจะจับเฉพาะสารประกอบออกไซด์ของซัลเฟอร์จากก๊าซที่ปล่อยออกทางปล่องควัน
และส่งซัลเฟอร์ ไดออกไซด์ไปยังอิเล็กโทรไลต์
แล้วผ่านข้ามอิเล็กโท รไลต์ไปยังขั้วบวก
และจะถูกออกซิไดซ์เป็นซัลเฟอร์ ไดออกไซด์
(SO3) แล้วปล่อยออกมา
|
ในปัจจุบัน Winnich และ Frank
กำลังหาทางปรับปรุงประสิทธิภาพของเซลล์ของเขา
เนื่องจากปัญหา
การอุดตันของขั้วไฟฟ้าซึ่งทำให้ลดการแพร่ของ
SO2
นักวิจัยทั้งสองหวังว่าแบบซึ่งประกอบด้วยเซลล์
16000
เซลล์จะใช้การได้อย่างสมบูรณ์เพื่อขายให้โรงไฟฟ้า
และโรงงานอุตสาหกรรมได้ใน 2
ปีข้างหน้านี้ |