เอกสารการประชุมวิชาการและนำเสนอผลงานวิจัย ครั้งที่ 21 / 2554 (Oral) - page 476

2
บทนํา
ก๊าซชี วภาพทีÉเกิ ดจากการย่อยสลายสารอินทรี ย์ โดยกระบวนการย่อยสลายทัÊ งหมดเกิดขึÊ นจากการทํางานของ
จุลินทรี ย์ชนิดต่ างๆ ในสภาวะทีÉไร้ อากาศ ก๊าซชี วภาพเป็ นแหล่งเชืÊ อเพลิงเพืÉอผลิตพลังงานความร้อน สามารถนํามาใช้ทํา
ประโยชน์ได้ องค์ประกอบของก๊าซชี วภาพ ประกอบด้วยมีเทน (CH4) ร้อยละ 55-60 คาร์ บอนไดออกไซด์ (CO2) ร้ อยละ
39-44 และอืÉนๆ ประมาณร้อยละ 2 ได้แก่ ก๊ าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) และไอนํÊ า ก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็ นก๊าซพิษการลด
ปริ มาณ ก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ ในก๊าซชีวภาพก่อนการนําไปใช้ประโยชน์นัÊ นจะเป็ นผลดีต่อสิÉ งแวดล้อมโดยทัÉวไป และจะ
ช่วยยื ดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ การลดปริ มาณก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์นัÊ นสามารถบําบัดได้หลายวิธี ได้แก่ กระบวนการ
ซิงด์ออกซิเดชัน (zinc Oxidation) กระบวนการผ่านเมมเบรน (Membrane process) การกําจัดด้วยการดูดซึมด้วยเอมีน (Amine
Absorption Unit) กระบวนการดูดซับ (Adsorption) เป็ นต้น ซึÉ งกระบวนการดู ดซับเป็ นกระบวนการทีÉตัวถูกดูดซับจะเกาะอยู่
บริ เวณผิวของตัวดูดซับ ทําให้สามารถแยกของผสมออกจากกันได้
ในงานนีÊ จึงมีความสนใจศึกษาการดูดซับก๊าซผสม (H2S, CO 2 และ CH4) ทีÉเป็ นก๊าซองค์ประกอบของก๊ าซชี วภาพ
โดยใช้ซีโอไลต์เป็ นวัสดุดูดซับ เนืÉองจากซี โอไลต์มีโครงสร้ างทีÉเป็ นแบบเปิ ดประกอบด้วยช่องว่างจํานวนมาก การเชืÉ อมต่อ
ระหว่างโมเลกุลจํานวนมาก ซึÉ งมีแคทไอออน และโมเลกุลของนํÊ าเกาะอยู่ภายใน โดยสามารถแลกเปลีÉ ยนกับแคทไอออนอืÉน
ได้ และยังมีคุณสมบัติ เป็ น resersible dehydration ซึÉ งเป็ น Molecular sieve ทีÉ ทําให้ซีโอไลต์มีคุ ณสมบัติ เป็ นสารดู ดซับทีÉ ดี
สามารถแยกแก๊ส และไอของผสมได้ โดยใช้เคมีคอมพิวเตอร์ ในการศึกษาการเกิ ดอันตรกิ ริ ยาระหว่างไฮโดรเจนซั ลไฟด์
มีเทน และคาร์ บอนไดออกไซด์ บนโครงสร้างของซี โอไลต์ชนิด H-FER ขนาดโครงสร้าง 5T, 12T และ 34T คํานวณด้วย
ระเบียบ ONIOM (HF/6-31G (d,p):UFF) และ ONIOM (B3LYP/6-31G (d,p):UFF) ซึÉ งผลจากการคํานวณอาจเป็ นแนวทาง
ในการใช้ซีโอไลต์ดูดซับก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ทีÉปนเปืÊ อนในก๊าซชีวภาพ
วิธีการวิจัย
ศึ กษาอันตรกิ ริ ยาระหว่างโมเลกุ ลไฮโดรเจนซัลไฟด์ คาร์ บอนไดออกไซด์ และมีเทนบนโครงสร้ างของ
ซีโอไลต์ชนิด H-FER ด้วยระเบียบวิธี การคํานวณทางเคมีคอมพิวเตอร์ แบบ ONIOM (HF/6-31G(d,p):UFF) และ ONIOM
(B3LYP/6-31G(d,p):UFF) บนระบบปฏิบัติ การ Linux โดยสร้ างระบบการดูดซับระหว่ างโครงสร้างซี โอไลต์ชนิด H-FER
กับโมเลกุลไฮโดรเจนซัลไฟด์ คาร์บอนไดออกไซด์ และมีเทนดังนีÊ
1.1. [H2S]/[ H-FER]; 5T quantum cluster
1.2. [H2S]/[ H- FER]; 12T ONIOM
1.3. [H2S]/[ H- FER]; 34T ONIOM
1.4. [CO2]/[ H-FER]; 5T quantum cluster
1.5. [CO2]/[ H- FER]; 12T ONIOM
1.6. [CO2]/[ H- FER]; 34T ONIOM