NOx พิษภัย

คำว่า NOx หมายถึงไนโตรเจนออกไซด์ - ไนตริกออกไซด์ (NO) และไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO2)ซึ่งเป็นชุดของก๊าซที่มีปฏิกิริยาทางเคมีซึ่งประกอบ

ด้วยโมเลกุลไนโตรเจนและออกซิเจนในปริมาณที่แตกต่างกัน NOx เป็นการก่อตัวของก๊าซ (ส่วนใหญ่เป็น NO และ NO2) เกิดจากปฏิกิริยาดูดความร้อน

ในระหว่างกระบวนการเผาไหม้ระหว่าง Oxygen, O2

(คิดเป็น 20.9% ของอากาศ) และไนโตรเจน, N2 (คิดเป็น 78% ของอากาศ).

ไนโตรเจนออกไซด์มีความเป็นพิษและเป็นกรดสูงและถือว่าเป็นสารมลพิษทางอากาศโดย US EPA และหน่วยงานด้านสิ่งแวดล้อมอื่น ๆ

ตอนนี้เราได้อธิบายสิ่งที่ NOx คือเรามาดูกันว่าทำไม NOx จึงเป็นประเด็นที่น่ากังวล

ไนโตรเจนออกไซด์ (อังกฤษ: Nitrogen Oxide (NOx) หรือ กลุ่มก๊าซที่มีความไว (Highly reactive gases)
เป็นก๊าซซึ่งมีองค์ประกอบทางเคมีของไนโตรเจนและออกซิเจน ในอัตราส่วนแตกต่างกัน ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ยกเว้นก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์

เมื่อรวมตัวกับอนุภาคอื่น ๆ ในอากาศ จะเห็นเป็นชั้นสีน้ำตาลแดง

ลักษณะที่มีปฏิกิริยาสูงของ NO และ NO2 เพิ่มโอกาสและความถี่ในการผลิตสารประกอบในอากาศที่เป็นอันตราย เมื่อก๊าซ NOx ทำปฏิกิริยา

กับออกซิเจนในบรรยากาศโอโซนระดับพื้นดิน (O3)กรดไนตริกที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและไนเตรท
อินทรีย์ที่เป็นพิษจะเกิดขึ้น

NOx เป็นการปรากฏตัวของสารเหล่านี้ในอากาศทำให้เกิดปัญหาสุขภาพของมนุษย์ที่สำคัญและก่อให้เกิดฝนกรดและทำให้คุณภาพน้ำและอากาศแย่ลง

นอกจากนี้สภาพแวดล้อมที่อ่อนแอเหล่านี้ยังส่งผลเสียต่อการเกษตรโดยการฆ่าเนื้อเยื่อพืชและลดอัตราการเจริญเติบโตของพืช

 

 สาเหตุการเกิดก๊าซ NOx

 

ก๊าซจำพวกไนโตรเจนออกไซด์ จะเกิดขึ้นได้เองตามธรรมชาติ แต่เกิดในปริมาณไม่มากนัก ส่วนสาเหตุหลักมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงชนิดต่าง ๆ

ในอุณหภูมิสูง เช่น การเผาไหม้เชื้อเพลิงเครื่องยนต์ของรถยนต์ โรงไฟฟ้า อุตสาหกรรมต่าง ๆ การเผาไหม้เชื้อเพลิงในครัวเรือน โดยสัดส่วน

การเกิดจากรถยนต์มีสูงถึงร้อยละ 55 ของการเกิดทั้งหมด

 ก๊าซในกลุ่มไนโตรเจนออกไซด์มีดังต่อไปนี้ ได้แก่

 1.ไนตริกออกไซด์ (Nitric oxide) หรือ ไนโตรเจนมอนอกไซด์
2.ไนโตรเจนไดออกไซด์
3.ไนโตรซิลาไซด์ (Nitrosylazide, N4O)
4.ไนเตรทเรดิคัล (Nitrate radical, NO3)
5.ไดไนโตรเจนไตรออกไซด์ (Dinitrogen trioxide, N2O3)
6.ไดไนโตรเจนเตตรอกไซด์ (Dinitrogen tetroxide, N2O4)
7.ไดไนโตรเจนเพนตอกไซด์ (Dinitrogen pentoxide, N2O5)
8.ไตรไนเตรไมด์ (Trinitramide, N(NO2)3)

 

 ผลกระทบต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม

ด้วยอัตราส่วนผสมที่แตกต่างในแต่ละตัวของไนโตรเจน จึงส่งผลต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อมที่แตกต่างกัน และก๊าซในกลุ่มนี้สามารถเคลื่อนที่ไปจากแหล่งกำเนิด

ได้เป็นระยะทางไกลกว่าร้อยกิโลเมตร

1.โอโซน เมื่อไนโตรเจนออกไซด์ทำปฏิกิริยากับสารระเหยอินทรีย์ (Volatile Organic Compound) และมีพลังงานจากแสงอาทิตย์ช่วยเร่งปฏิกิริยา จะทำให้

เกิดหมอกควัน (Smog) ในระดับภาคพื้นดิน เมื่อมนุษย์สูดดมก๊าซนี้เข้าไปเป็นเวลานาน เนื้อปอดจะถูกทำลาย ทำให้ประสิทธิภาพการทำงานของปอด

ลดลงโดยเฉพาะผู้ที่อยู่ในกลุ่มเสี่ยง

เช่น เด็ก ผู้สูงอายุ ผู้ป่วยโรคปอดหรือระบบทางเดินหายใจ แม้พื้นที่ไกลจากจุดกำเนิดก๊าซก็ได้รับผลกระทบได้เนื่องจากก๊าซสามารถเคลื่อนที่ไปสู่ที่ต่าง ๆ

ได้ด้วยการพัดพาของกระแสลม

2.ฝนกรด เมื่อไนโตรเจนออกไซด์ หรือ ก๊าซในกลุ่มซัลเฟอร์ออกไซด์ ทำปฏิกิริยากับสารตัวอื่นที่อยู่ในชั้นบรรยากาศของโลก หากตกลงสู่พื้นดินในรูปแบบ

ฝน หมอก หิมะ หรืออนุภาคอื่น ๆ ที่ไม่มีองค์ประกอบของน้ำ หากวัตถุใดสัมผัสจะทำให้เกิดภาวะการกัดกร่อน หากตกลงในแหล่งน้ำจะทำให้เกิดภาวะ

ความเป็นกรด ส่งผลต่อสภาพแวดล้อม

เหล่านั้นทำให้ไม่เหมาะสำหรับการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตว์

3.กรดไนตริก เกิดจากก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ ทำปฏิกิริยากับสารประกอบตัวอื่น ๆ เช่น แอมโมเนีย หรือ ไอน้ำ ทำให้เกิดฝุ่นละอองที่มีอนุภาคเล็ก

หากสูดดมเข้าไปจะส่งผลต่อระบบทางเดินหายใจ ทำลายปอด ส่วนผู้ที่มีภาวะโรคเกี่ยวกับระบบทางเดินหายใจอยู่แล้วจะส่งผลกระทบรุนแรงขึ้น

หรือกลุ่มผู้ป่วยโรคหัวใจ

4.ไนเตรท หากอยู่ในแหล่งน้ำมากเกินไปจะทำพืชน้ำเจริญเติบโตมากจนทำลายระบบนิเวศในแหล่งน้ำนั้น

5.ภาวะเรือนกระจก (Greenhouse effect) เกิดจากก๊าซไนตรัสออกไซด์ ทำให้อุณหภูมิของโลกสูงขึ้น

6.สารประกอบทางเคมีเป็นพิษอื่น ๆ เช่น ไนเตรทเรดิคัล ไนโตรเรนส์ ไนโตรซาไมด์ ซึ่งอาจส่งผลต่อการกลายพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต

7.บดบังทัศนวิสัยการมองเห็น ไนเตรท และ ไนโตรเจนไดออกไซด์ บดบังหรือขัดขวางการเดินทางของแสงอาทิตย์ ส่งผลให้ทัศนวิสัยการมองเห็นสั้นลง

                แหล่งที่ทำให้เกิดที่มาของ NOx คือพวกอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ ขึ้นอยู่กับระบบการเผาไหม้เช่นหม้อไอน้ำและเครื่องยนต์เพื่อให้ความร้อน

หรือพลังงานในรูปแบบอื่น ๆ เพื่อดำเนินกระบวนการของพวกเขา ที่สำคัญระบบเผาไหม้เชื้อเพลิงที่มนุษย์สร้างขึ้นแต่ละระบบก่อให้เกิด NOx 

การปล่อยมลพิษในระดับต่างๆ

 ภาคส่วนที่มีส่วนแบ่งมากที่สุดของ NOx การปล่อยมลพิษ ได้แก่ การขนส่งการผลิตไฟฟ้าการแปรรูปทางอุตสาหกรรมและการทำความร้อน

เชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมและด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการควบคุมมลพิษทางอากาศและความเป็นไปได้ที่จะมีค่าปรับหรือการ

ดำเนินการทางกฎหมายที่เพิ่มขึ้นคุณจะต้องสามารถแสดง

ให้เห็นอย่างเป็นรูปธรรมว่าคุณได้ปฏิบัติงานในฐานะมืออาชีพและได้ทำทุกวิถีทางเพื่อให้แน่ใจว่ามีการปฏิบัติตามข้อกำหนดในนั้นประโยชน์ของ

ก๊าซเผาไหม้แบบพกพาและ เครื่องวิเคราะห์

การปล่อยซึ่งช่วยให้คุณสามารถ ทดสอบปรับแต่งและรับรองหม้อไอน้ำในเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมเครื่องยนต์คอมเพรสเซอร์

และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ในตอนท้ายของวันธุรกิจมีความรับผิดชอบในการจัด

การการปล่อยก๊าซ NOx อย่างมีประสิทธิภาพและ Bacharach อยู่ที่นี่เพื่อช่วยให้คุณมั่นใจได้ว่าการตรวจสอบ

การปล่อยของคุณเป็นไปอย่างรวดเร็วง่ายและแม่นยำ

 การควบคุม NOx ในโรงงานอุตสาหกรรม

การเกิด NOx ในอุตสาหกรรม มีแหล่งกำเนิดหลักเกิดจากกระบวนการเผาไหม้ และบางโรงงานอุตสาหกรรมได้พบปัญหานี้

และต้องการควบคุม NOx ให้การปล่อยออกจากปล่องระบายอากาศผ่านเกณฑ์มาตรฐานตามที่กฎหมายกำหนด

การเกิด NOx ในอุตสาหกรรม มีแหล่งกำเนิดหลักจากกระบวนการเผาไหม้ โดยเฉพาะหม้อไอน้ำที่มีการใช้งานเกือบทุกโรงงาน บางครั้งก็

เป็นปัญหาชวนปวดหัวในการควบคุมให้การปล่อยออกจากปล่องระบายอากาศผ่านเกณฑ์มาตรฐานตามที่กฎหมายกำหนด เรามาดูกันสิว่ามี

วิธีไหนบ้างที่จะช่วยควบคุมการเกิด  NOx

1.เลือกเชื้อเพลิงที่มีส่วนประกอบของไนโตรเจนน้อย
2.ควบคุมปริมาณออกซิเจนในบริเวณที่เกิดการเผาไหม้ ไม่ให้มากจนเกินไป
3.ควบคุมระยะเวลาการคงอยู่ของก๊าซจากการเผาไหม้ในบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงให้ สั้นลง
4.ลดอุณหภูมิการเผาไหม้ลง และควบคุมไม่ให้มีบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงเฉพาะบางจุด

 การปรับปรุงการเผาไหม้ มี 3 วิธี หลัก ดังนี้
1.ปรับเปลี่ยนเงื่อนไขการเผาไหม้

- การเผาไหม้โดยใช้อัตราอากาศต่ำ ทำให้ปริมาณอากาศส่วนเกินน้อยลง (เผาไหม้ด้วยปริมาณอากาศใกล้เคียงทฤษฎี) ได้ผลดีในเชิงประหยัดพลังงานด้วย

แต่ต้องระวัง ถ้าลดอากาศต่ำจนเกินไปก็จะทำให้เกิดเขม่าได้ง่าย

 - การลดโหลดความร้อนในห้องเผาไหม้ โดยการลดอุณหภูมิภายในเตาและอุณหภูมิเปลวไฟ แต่ก็อาจจะทำให้ผลผลิตของเตาและหม้อไอน้ำลดลง

- ลดอุณหภูมิการอุ่นอากาศ ถ้าลดอุณหภูมิก็สามารถลดปริมาณ NOx ได้ แต่ก็อาจจะทำให้ผลผลิตของเตาและหม้อไอน้ำลดลง เช่นกัน

 2.วิธีการปรับปรุงอุปกรณ์เผาไหม้ วิธีนี้อาจต้องปรับโครงสร้างซึ่งยุ่งยากพอสมควร แต่ก็ยั่งยืน

 - การเผาไหม้แบบสองขั้นตอน อากาศสำหรับการเผาไหม้จะถูกแยกจ่ายเข้าไปสองครั้ง ครั้งแรกจ่ายอากาศปริมาณเพียง 80 – 90 % ของปริมาณอากาศตาม

ทฤษฎี จากนั้นจึงจ่ายส่วนที่ไม่เพียงพอในขั้นตอนที่สอง เพื่อให้เกิดการเผาไหม้อย่างสมบูรณ์ของทั้งระบบ วิธีนี้จะมีประสิทธิภาพ แต่ต้องระวังการ

เกิดการเผาไหม้

ไม่สม่ำเสมอเกิดจากการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์

 - การเผาไหม้แบบหมุนเวียนไอเสียกลับ ไอเสียจากการเผาไหม้บางส่วนจะถูกนำไปใช้ในการเผาไหม้ วิธีนี้จะใช้ได้ผลกับ Thermal NOx 

และต้องติดตั้งพัดลมเป่าไอเสียกลับหรือท่อต่าง ๆ เพิ่มขึ้น

- การเผาไหม้แบบ Concentration การเผาไหม้แบบนี้จะมี Burner หลายอัน วัตถุประสงค์เดียวกับการเผาไหม้สองขั้นตอน ข้อเสียของวิธีนี้ คือ

การควบคุมการเผาไหม้จะซับซ้อนและยุ่งยาก ยากต่อการนำไปใช้จริง

- การพ่นน้ำหรือไอน้ำเข้าไปในเปลวไฟจาการการเผาไหม้ จะทำให้ความร้อนแฝง และ Sensible heat ถูกนำมาใช้ประโยชน์ทำให้ปริมาณความร้อนกลับเพิ่มขึ้น

มาอีก วิธีนี้จะมีประสิทธิภาพในการลด Thermal NOx ได้ดีเทียบเท่ากับปริมาณการฉีดน้ำเข้าไป แต่ประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำก็ลดลงเนื่องจาก

สูญเสียความร้อนไปกับความชื้นในไอเสีย

และใช้ไม่ได้ผลกับการลด NOx  ในการใช้น้ำมันเตาเป็นเชื้อเพลิง

- Low NOx  Burner  เป็นการพัฒนาและนำกลไกวิธีการต่าง ๆ ตามทฤษฎี มาใช้จริง เช่น การลดความเข้มข้นของออกซิเจน การลดอุณหภูมิสูงสุดของเปลวไฟ

การลดระยะเวลาที่ก๊าซตกค้างอยู่ในช่วงที่มีอุณหภูมิสูงให้สั้นลง เหล่านี้นำมาผสมผสานผลิต Burner เพื่อลด NOx

- วิธีกำจัดออกไซด์ของไนโตรเจนภายในเตา ใช้ประโยชน์จากปฏิกิริยา Reduction ของ NOx 

  วิธีนี้ใช้ได้ผลดีกับเชื้อเพลิงที่เป็นถ่านหินละเอียด วิธีนี้เป็นการเผาไหม้ถึงสามครั้ง

3.เทคโนโลยีในการกำจัดกำมะถัน และออกไซด์ของไนโตรเจนพร้อมกัน

 - วิธีใช้ Activated Carbon วิธีนี้จำกัดออกไซด์กำมะถัน และออกไซด์ของไนโตรเจนพร้อมกัน โดย SOx จะถูกดูดซับด้วย Activated Carbon ส่วน NOx 

 จะเกิดปฏิกิริยา Reduction กลายเป็นไนโตรเจนด้วย NH3 โดยมี Activated Carbon เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา

 - วิธีฉายลำอิเลคตรอน กำจัดออกไซด์กำมะถัน และออกไซด์ของไนโตรเจน โดยการเติม NH3 ลงไปในไอเสีย แล้วฉายลำอิเล็คตรอนลงไปเพื่อให้ SOx 

 กลายเป็นแอมโมเนียมซัลเฟต และ  NOx  กลายเป็นแอมโมเนียมไนเตรท

 

 

 

 

 

 อ้างอิง :

 https://www.mybacharach.com/th/%E0%B9%81%E0%B8%AB%E0%B8%A5%E0%B9%88%E0%B8%87

%E0%B8%97%E0%B8%B5%E0%B9%88%E0%B8%A1%E0%B8%B2%E0%B8%82%E0%B8%AD%E0%

B8%87%E0%B8%81%E0%B8%B2%E0%B8%A3%E0%B8%9B%E0%B8%A5%E0%B9%88%E0%B8%AD%

E0%B8%A2%E0%B8%81%E0%B9%8A%E0%B8%B2%E0%B8%8B%E0%B8%9E%E0%B8%B4%E0%B8%A9/

 

https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B9%84%E0%B8%99%E0%B9%82%E0%B8%95%E0%B8%A3%E0%B9

%80%E0%B8%88%E0%B8%99%E0%B8%

AD%E0%B8%AD%E0%B8%81%E0%B9%84%E0%B8%8B%E0%B8%94%E0%B9%8C

 

 https://siammat.com/%E0%B8%81%E0%B8%B2%E0%B8%A3%E0%B8%84%E0%B8%A7%E0%B8%9A%E0%B8%84%E0%B8%B8%E0%B8%A1-nox-%E0%B9%83%E0%B8%99%E0%B9%82%E0%B8%A3%E0%B8%87%E0%B8%87%E0%B8%B2%E0%B8%99%E0%B8%AD%E0%B8%B8%E0%B8%95%E0%B8%AA/