คุณสมบัติและโครงสร้างของ ไฮโดรเจน (Hydrogen)

 ไฮโดรเจน (Hydrogen) คือธาตุที่มีคุณสมบัติและโครงสร้างทางเคมีดังนี้:

1. คุณสมบัติทางกายภาพ:

   - มวลอะตอม: โปรตอนไฮโดรเจนมีมวลอะตอมประมาณ 1.008 ยูนิตมวลของฮิโดรเจน (atomic mass unit, amu) ซึ่งทำให้เป็นธาตุที่มวลเบาที่สุดในตารางธาตุ.

   - สีและกลิ่น: โปรตอนไฮโดรเจนเป็นสีแดงและไม่มีกลิ่น แต่หากมีรสชาติเป็นกรดิคเมติก.

   - ลักษณะทางกายภาพ: โปรตอนไฮโดรเจนเป็นแก๊สไร้สีไร้กลิ่น และเป็นแก๊สที่ไม่มีรสชาติ มีอุณหภูมิการเดือดที่ -252.87 องศาเซลเซียส (Celsius) และอุณหภูมิการแขวน (จุติ) ที่ -259.16 องศาเซลเซียส.

2. โครงสร้างอะตอม:

   - โปรตอนไฮโดรเจนมีโครงสร้างอะตอมที่เป็นง่าย มีเพียงหนึ่งอิเลกตรอนเท่านั้นที่ห่อหุ้มโน่นเป็นเม็ดอิเลกตรอนเดี่ยวเท่านั้น โครงสร้างนี้ทำให้ฮิโดรเจนเป็นอะตอมที่มีขนาดเล็กและมวลเบา.

3. ความสำคัญ:

   - ฮิโดรเจนเป็นส่วนสำคัญของน้ำ (H2O) ที่เป็นสารสำคัญในการสนับสนุนชีวิตและมีบทบาทในกระบวนการทางชีวภาพของสิ่งมีชีวิต.

   - ฮิโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงในหลายแหล่ง เช่น ในการขับเคลื่อนยานพาหนะที่ใช้เซลล์น้ำเชื้อเพลิง (fuel cell) หรือในอุตสาหกรรมที่ใช้ไฮโดรเจนเป็นแหล่งพลังงาน.

4. การเคลื่อนที่ของโปรตอนไฮโดรเจน:

   - โปรตอนไฮโดรเจนมีขนาดเล็กและมวลเบาทำให้เคลื่อนที่ได้เร็วมาก โปรตอนนี้สามารถเคลื่อนที่ด้วยความเร็วมากในระดับอะตอม.

5. การใช้งาน:

   - ฮิโดรเจนมีการใช้งานหลายที่ เช่น ในอุตสาหกรรมเคมีเพื่อผลิตไอเอสโซไพริท์ (hydrogenation) ในการสร้างสารเคมีอื่น ๆ และในเทคโนโลยีเชื้อเพลิงที่ใช้เซลล์น้ำเชื้อเพลิงในการสร้างพลังงาน.

6. ความสำคัญในการพัฒนาพลังงานสะอาด: 

- การใช้น้ำตาลหรือพลังงานไฮโดรเจนเพื่อผลิตน้ำมันหรือเก็บพลังงานจากแหล่งพลังงานสะอาดเป็นหนึ่งในทางเลือกที่มีความสำคัญในการพัฒนาพลังงานสะอาดและลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก.

    โปรตอนไฮโดรเจนเป็นธาตุที่มีคุณสมบัติพิเศษและมีบทบาทที่สำคัญในต่าง ๆ ด้าน เป็นส่วนหนึ่งของน้ำและมีการใช้งานในหลายอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีที่สำคัญสำหรับความเจริญรุ่งเรืองของสังคมและเศรษฐกิจ.

อธิบายเพิ่มเติม ไฮโดรเจน (Hydrogen)

    ไฮโดรเจน (Hydrogen) เป็นธาตุแก๊สที่อยู่ในอันดับแรกของตารางธาตุ มีจำนวนอะตอมเท่ากับ 1 และมวลอะตอมเล็กที่สุด โดยมวลอะตอมเท่ากับ 1.008 ยูนิตมวล (atomic mass unit, amu) ซึ่งทำให้เป็นธาตุที่มีมวลเบาที่สุดในตารางธาตุ โปรตอนไฮโดรเจนมีความสำคัญมากในหลายด้าน นี่คือข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับไฮโดรเจน: 1. ความรู้สึกเคมี: - ไฮโดรเจนมีโครงสร้างอะตอมที่ง่ายมาก ประกอบด้วยโปรตอนเดี่ยวที่มีหนึ่งอิเลกตรอนเท่านั้น ซึ่งทำให้มีคุณสมบัติเคมีที่น่าสนใจ เนื่องจากมีที่ว่างในเปลือกอิเลกตรอนที่อยู่ห่างจากนิวเคลียส ทำให้ไฮโดรเจนสามารถรวมตัวกับธาตุและอะตอมอื่น ๆ เพื่อสร้างสารประกอบที่น่าสนใจ. 2. การใช้งานในเทคโนโลยีน้ำเชื้อเพลิง (Hydrogen Fuel Cell): - ไฮโดรเจนเป็นส่วนสำคัญของเทคโนโลยีน้ำเชื้อเพลิง (hydrogen fuel cell) ที่ใช้ในการสร้างพลังงานไฟฟ้า โดยการผสมไฮโดรเจนกับออกซิเจน (oxygen) เพื่อสร้างไฟฟ้าและน้ำ โปรตอนไฮโดรเจนในเทคโนโลยีน้ำเชื้อเพลิงสามารถให้พลังงานสะอาดและมีประสิทธิภาพสูง. 3. การใช้งานในอุตสาหกรรม: - ไฮโดรเจนมีการใช้งานในอุตสาหกรรมหลายแห่ง เช่น การใช้เป็นสารประกอบในการผลิตไอเอสโซไพริท์ การใช้ในกระบวนการการผลิตเคมีเพื่อสร้างสารเคมีอื่น ๆ และการใช้ในอุตสาหกรรมการหล่อโลหะ. 4. ความสำคัญในพลังงานสะอาด: - การใช้ไฮโดรเจนในการเก็บพลังงานจากแหล่งพลังงานสะอาดเป็นที่สนใจในการพัฒนาพลังงานสะอาด การผลิตไฮโดรเจนโดยใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์หรือพลังงานจากลมสามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการจัดเก็บพลังงานในรูปแบบที่สะอาดและยั่งยืน. 5. การใช้งานในยานยนต์และการขนส่ง: - การใช้น้ำตาลหรือไฮโดรเจนในยานยนต์และการขนส่งสามารถช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและมลพิษที่เกิดจากการใช้งานรถยนต์ที่ใช้น้ำมันหรือเชื้อเพลิงที่มีการปล่อยก๊าซเสียมาก. 6. การใช้งานในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์: - ไฮโดรเจนสามารถใช้ในกระบวนการผลิตชิพอิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ ซึ่งมีความสำคัญในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร. 7. การใช้ในวิทยาศาสตร์และการวิจัย: - ไฮโดรเจนมีการใช้ในการศึกษาและการวิจัยในหลายสาขาวิทยาศาสตร์ เช่น ในการใช้เป็นสารตัวกลางในการทดลองเคมีและกำหนดโครงสร้างโมเลกุล. 8. ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม: - การใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงและการสร้างพลังงานไฟฟ้าจากน้ำเชื้อเพลิงไม่ผลิตก๊าซเรือนกระจกหรือมลพิษ ซึ่งทำให้เป็นตัวเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม.     ไฮโดรเจนเป็นธาตุที่มีศักยภาพในการพัฒนาเทคโนโลยีที่มีผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมน้อยและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม การนำไฮโดรเจนมาใช้ให้เป็นแหล่งพลังงานและสารประกอบในการผลิตสารเคมีมีศักยภาพในการสร้างสังคมและอุตสาหกรรมที่ยั่งยืนและสะอาดขึ้นในอนาคต.

ผลกระทบสิ่งแวดล้อมของ ไฮโดรเจน (Hydrogen) ที่เกี่ยวกับโรงไฟฟ้า

    การใช้ไฮโดรเจน (Hydrogen) ในโรงไฟฟ้ามีผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมที่ต่างกันในหลายด้าน: 1. การปล่อยก๊าซเสีย: การใช้ไฮโดรเจนในกระบวนการผลิตไฟฟ้าในเซลล์น้ำเชื้อเพลิง (hydrogen fuel cells) ไม่ปล่อยก๊าซเรือนกระจก (greenhouse gases) หรือสารมลพิษทางอากาศ เนื่องจากสารตัวประกอบหลักในกระบวนการนี้คือน้ำ (water) ที่ไม่สร้างปัญหาสิ่งแวดล้อม แต่ในกระบวนการผลิตไฟฟ้าจากไฮโดรเจนโดยใช้การสัพเพสันต์ (hydrogen combustion) อาจมีการปล่อยก๊าซออกไปทางอากาศ และสารประกอบอื่น ๆ ซึ่งอาจมีผลกระทบต่อคุณภาพอากาศและสิ่งแวดล้อม. 2. การผลิตไฟฟ้าเพียงพอ: การใช้ไฮโดรเจนในเซลล์น้ำเชื้อเพลิงมีศักยภาพในการผลิตไฟฟ้าเพียงพอและมีประสิทธิภาพสูง แต่ความสามารถในการผลิตไฟฟ้าขึ้นอยู่กับการสร้างและการจัดหาไฮโดรเจนที่มีประสิทธิภาพและยั่งยืน การผลิตไฟฟ้าจากไฮโดรเจนอาจมีความต้องการในการใช้พลังงานเพิ่มเติมเมื่อเปรียบเทียบกับการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานที่ใช้เชื้อเพลิงธรรมดา เช่น น้ำมันหรือถ่านหิน. 3. การผลิตและการจัดหาไฮโดรเจน: การผลิตและการจัดหาไฮโดรเจนในปริมาณมากสามารถมีผลกระทบทางสิ่งแวดล้อม เช่น การใช้กระบวนการไฮโดรเจนเข้ากับก๊าซธรรมชาติหรือการสร้างไฮโดรเจนจากการสเปลตรีนโรยเม็ดหิน การนำเข้าไฮโดรเจนสามารถมีการขนส่งและการเก็บรักษาที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมหรือไม่ก็ขึ้นอยู่กับวิธีการและแหล่งที่มาของไฮโดรเจนนั้น. 4. การใช้น้ำเป็นสารตัวกลาง: การใช้ไฮโดรเจนในเซลล์น้ำเชื้อเพลิงทำให้น้ำเป็นผลิตภัณฑ์ของกระบวนการ น้ำเชิงนี้สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ในกระบวนการหรือในการประมาณการสภาพอากาศ แต่การจัดการน้ำที่เกิดขึ้นในการผลิตไฟฟ้าจากไฮโดรเจนอาจมีผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมในสถานที่ที่มีขาดแคลนน้ำ. 5. ความยั่งยืนของไฮโดรเจน: ความสามารถในการผลิตไฟฟ้าจากไฮโดรเจนจะขึ้นอยู่กับความยั่งยืนของแหล่งจ่ายไฮโดรเจน การนำไฮโดรเจนออกมาจากแหล่งจ่ายในลักษณะที่ยั่งยืนและมีคุณภาพสูงเป็นสิ่งสำคัญในการลดผลกระทบทางสิ่งแวดล้อม. 6. การพัฒนาเทคโนโลยี: การนำเทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าจากไฮโดรเจนมีความสำคัญในการลดการใช้เชื้อเพลิงที่สร้างปัญหาสิ่งแวดล้อม เช่น การใช้น้ำมันหรือถ่านหิน การพัฒนาเทคโนโลยีนี้อาจมีผลกระทบในการลดการใช้เชื้อเพลิงที่เป็นแหล่งสร้างก๊าซเรือนกระจกและมลพิษทางอากาศในระยะยาว.     การใช้ไฮโดรเจนในโรงไฟฟ้ามีความศักยภาพในการลดผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมของก๊าซเรือนกระจกและมลพิษทางอากาศ แต่ต้องพิจารณาความยั่งยืนของแหล่งจ่ายไฮโดรเจนและกระบวนการผลิตไฟฟ้าอย่างรอบคอบเพื่อลดผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นในขั้นตอนอื่น ๆ ของกระบวนการผลิตและการใช้งาน.

การเผาไหม้ของ ไฮโดรเจน (Hydrogen) ในห้องเผาไหม้โรงไฟฟ้า

การเผาไหม้ของไฮโดรเจน (Hydrogen) ในห้องเผาไหม้โรงไฟฟ้ามีลักษณะเฉพาะเนื่องจากไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบที่ไม่มีคาร์บอนและมีพลังงานที่สูง การเผาไหม้ไฮโดรเจนมักเกิดกระบวนการแก๊สภายในห้องเผาไหม้ตามลำดับดังนี้:

1. การให้น้ำมันหรือเชื้อเพลิงหลัก: เพื่อให้เริ่มกระบวนการเผาไหม้ไฮโดรเจน, ต้องใช้น้ำมันหรือเชื้อเพลิงหลักอื่น ๆ เป็นแหล่งพลังงานในการสร้างความร้อนแรงโดยใช้การเผาไหม้ตัวแรก ซึ่งมักเป็นการเผาไหม้น้ำมันหรือถ่านหิน.

2. การนำเข้าไฮโดรเจน: ไฮโดรเจนจะถูกนำเข้ามาในห้องเผาไหม้ โดยมักใช้การสังเคราะห์น้ำ (steam methane reforming) หรือกระบวนการในการผลิตน้ำมันครีโอล (hydrocracking) เพื่อสร้างไฮโดรเจนแบบไอน้ำ (steam) และนำไฮโดรเจนเหล่านี้เข้าสู่ห้องเผาไหม้.

3. กระบวนการเผาไหม้ไฮโดรเจน: ไฮโดรเจนจะถูกเผาไหม้ด้วยการสังเคราะห์กับออกซิเจน (oxygen) ซึ่งอาจมีการนำเข้าจากอากาศ การเผาไหม้ไฮโดรเจนมักให้ผลิตพลังงานความร้อนสูงและก๊าซน้ำ (water vapor) เป็นผลิตภัณฑ์หลัก โดยไม่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจก (greenhouse gas) เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ (carbon dioxide, CO2) หรือมลพิษทางอากาศอื่น ๆ

4. การผลิตพลังงาน: พลังงานความร้อนที่สร้างจากการเผาไหม้ไฮโดรเจนสามารถนำมาใช้ในการสร้างไฟฟ้าผ่านการผลิตไอน้ำเพื่อขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เป็นต้น

5. การควบคุมกระบวนการ: การควบคุมการเผาไหม้ไฮโดรเจนมีความสำคัญในการให้ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัย การควบคุมอัตราการให้น้ำมันหรือเชื้อเพลิงหลัก การควบคุมอัตราการนำเข้าไฮโดรเจน และการควบคุมอัตราการเผาไหม้เป็นตัวช่วยในการรักษาประสิทธิภาพและความปลอดภัยของกระบวนการ.

การเผาไหม้ไฮโดรเจนในโรงไฟฟ้ามีประสิทธิภาพสูงและไม่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกหรือมลพิษทางอากาศในกระบวนการ แต่การนำเข้าและการควบคุมกระบวนการเผาไหม้จำเป็นต้องทำอย่างระมัดระวังเพื่อประสิทธิภาพและความปลอดภัย.

หมายเหตุเกี่ยวกับการปล่อยไอเสียความสําคัญของการวิเคราะห์ก๊าซไอเสีย

 หมายเหตุเกี่ยวกับการปล่อยไอเสียความสําคัญของการวิเคราะห์ก๊าซไอเสีย

    มีความสัมพันธ์ที่ดีระหว่างแรงบิดการสิ้นเปลืองน้ํามันเชื้อเพลิงและส่วนประกอบก๊าซดิบ (เช่นก่อนตัวเร่งปฏิกิริยา) (ดูเส้นทึบในรูปที่ 1) ซึ่งสามารถบอกได้อย่างมากเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นภายในเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยประกายไฟเนื่องจากการเติมเชื้อเพลิงถูกเลื่อนไปด้านใดด้านหนึ่งของจุดที่ถูกต้องทางเคมี (stoichiometric) นั่นคือเหตุผลที่เรามักจะสนับสนุนการวิเคราะห์ก๊าซไอเสียเป็นตัวช่วยสําคัญสําหรับการวินิจฉัยข้อผิดพลาด

    การเติมเชื้อเพลิงที่อุดมไปด้วยประมาณ 10-15% มักจะผลิตแรงบิดที่ดีที่สุด (หรือกําลัง) และการเติมเชื้อเพลิงที่อ่อนแอในปริมาณที่ใกล้เคียงกันจะทําให้เกิดความประหยัดที่ดีที่สุด CO (คาร์บอนมอนอกไซด์) สามารถใช้เป็นตัวชี้วัดการเติมเชื้อเพลิงที่อุดมไปด้วย แต่ O2 ต้องใช้ปริมาณ (ออกซิเจน) เพื่อให้การวัดการเติมเชื้อเพลิงที่อ่อนแอและ CO2 (คาร์บอนไดออกไซด์) ถึงจุดสูงสุด 14 - 15% ที่จุด stoichiometric เครื่องวิเคราะห์ก๊าซบางชนิดสามารถแสดงอัตราส่วนอากาศ/เชื้อเพลิงที่ได้จากระดับก๊าซเหล่านี้

    HC (ไฮโดรคาร์บอนที่ไม่เผาไหม้ต่างๆ) ถึงจุดต่ําสุดรอบจุดเศรษฐกิจที่ดีที่สุดจากนั้นเพิ่มขึ้นพร้อมกับเชื้อเพลิงที่อ่อนแอกว่าเนื่องจากการเผาไหม้ช้าลงหรือเสื่อมสภาพ

รูปที่. 1. การตอบสนองของสมรรถนะของเครื่องยนต์และอัตราการปล่อยมลพิษต่ออากาศ/เชื้อเพลิง

    HC ที่มากเกินไปเป็นตัวบ่งชี้ที่แน่นอนของการเผาไหม้ที่ไม่ดีและจะมาพร้อมกับแนวโน้มที่จะยิงผิดก่อนที่จะปรากฏแก่ผู้ขับขี่

    NOx (ออกไซด์ของไนโตรเจน) ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิความดันและเวลาดังนั้นถึงจุดสูงสุดด้วยการเติมเชื้อเพลิงที่อ่อนแอเล็กน้อยเมื่ออุณหภูมิยังคงสูง แต่การเผาไหม้ใช้เวลานานขึ้น ระดับ NOx ลดลงด้วยการเติมเชื้อเพลิงที่อ่อนแอกว่ามากเนื่องจากอุณหภูมิเปลวไฟต่ํากว่า แต่มีเพียงเครื่องยนต์ที่ออกแบบมาสําหรับการเผาไหม้แบบลีนเท่านั้นที่สามารถใช้ประโยชน์จากสิ่งนี้ได้โดยที่ HC ไม่เพิ่มขึ้น

    การก่อตัวของ NOx 'ขโมย' O2 ที่มิฉะนั้นจะสามารถใช้ได้สําหรับการเผาไหม้ปกติดังนั้นถ้าการเติมเชื้อเพลิงสามารถจัดขึ้นตรงที่จุด stoichiometric และ O2 prised ห่างจาก NOx จะมีปริมาณที่เหมาะสมที่จะเสร็จสิ้นการปิด CO และ HC สิ่งนี้ไม่สามารถเกิดขึ้นภายในเครื่องยนต์ได้ แต่ตัวเร่งปฏิกิริยาสามทางสามารถทําให้มันเกิดขึ้นที่ปลายน้ําได้ หากการเติมเชื้อเพลิงนั้นสมบูรณ์กว่า stoichiometric แล้วจะมี O2 ไม่เพียงพอเพื่อทําปฏิกิริยากับ CO และ HC ทั้งหมด แต่ถ้าการเติมเชื้อเพลิงอ่อนแอกว่า stoichiometric แล้วใน O2 นี้สภาพแวดล้อมที่อุดมสมบูรณ์ต่อไป O2 จะไม่แยกออกจาก NOx ซึ่งเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วดังที่แสดงโดยเส้นประในแผนภาพ มันเป็นเทคนิคการตอบรับจากเซ็นเซอร์แลมบ์ดา (ออกซิเจน) ในกระแสไอเสียก่อนตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทําให้สามารถรักษาเชื้อเพลิงให้ใกล้เคียงกับจุด stoichiometric มากพอสําหรับตัวเร่งปฏิกิริยาสามทางในการทํางาน นี่คือเหตุผลที่ MOT ของสหราชอาณาจักรกําหนดให้อัตราส่วนอากาศ/เชื้อเพลิงของ Lambda ต้องอยู่ระหว่างขีดจํากัด 0.97 ถึง 1.03 (รูปที่ 2)

รูปที่. 2. "หน้าต่าง" ของ Lambda เพื่อประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาสูงสุด

    มีความสัมพันธ์ที่เป็นที่รู้จักระหว่าง CO, CO2 และ O2 %ปริมาณอายุในกระแสไอเสียเมื่ออัตราส่วนอากาศ/เชื้อเพลิง (หรือค่าแลมบ์ดา) เปลี่ยนไป (รูปที่ 3) สิ่งหนึ่งที่น่าสังเกตคือด้วยระบบตอบรับของ Lambda ที่ถือจุด stoichiometric ปริมาณ CO ในไอเสียควรต่ํามาก - ไม่เกินประมาณ 0.1% - โดยไม่ต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาใด ๆ

 รูปที่.3. ความเข้มข้นของก๊าซหลักในกระแสไอเสียตามอัตราส่วนอากาศ/เชื้อเพลิง

    การปล่อย HC มักใช้เป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพการเผาไหม้และถึงขั้นต่ําที่ประมาณ 10-15% ที่อ่อนแอกว่า stoichiometric HC จะเพิ่มขึ้นด้วยความร่ํารวยหรือความอ่อนแอมากเกินไปและจะเพิ่มขึ้นอย่างมากด้วยเงื่อนไขที่ผิดพลาด เครื่องยนต์ที่ดีต่อสุขภาพที่ทํางานด้วยการตอบสนองที่จุด stoichiometric มีแนวโน้มที่จะแสดง HC ก่อนตัวเร่งปฏิกิริยาใด ๆ ประมาณ 100-150 น. ที่รอบเดินเบาและโหลดเบา

การตั้งค่าไม่ได้ใช้งานและแนวโน้มพื้นฐาน

    การปล่อยมลพิษที่ไม่ได้ใช้งาน

    ในช่วงหลายวันก่อนตัวเร่งปฏิกิริยาการตั้งค่ารอบเดินเบาสําหรับเครื่องยนต์ที่มีการฉีดเชื้อเพลิงอิเล็กทรอนิกส์มีวัตถุประสงค์เพื่อให้บรรลุรอบเดินเบาที่มั่นคงโดยมี CO ขั้นต่ําที่สอดคล้องกับการปล่อย HC ต่ําและมีเสถียรภาพ

    โดยทั่วไปจะหมายถึงความเร็วรอบเดินเบาประมาณ 750 - 800 รอบต่อนาทีโดยมี CO ที่ประมาณ 1 - 2% และ HC ที่ประมาณ 150 - 200 น. เครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์มีแนวโน้มที่จะต้องการการตั้งค่าที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นประมาณ 3% CO เพื่อให้ได้สภาพที่มั่นคงใกล้เคียงกัน หากการปล่อย HC ไม่เสถียรและสูงกว่าประมาณ 350 น. แสดงว่าอาจมีบางอย่างที่ต้องการความสนใจ การยิงผิดจะส่งผลให้การอ่านค่า HC สูงเสมอ 1000,<> p.p.m. หรือมากกว่า

    เมื่อเดินเบาผลรวมของสูญญากาศท่อร่วมสูงและความเร็วต่ําส่งผลให้เกิดการเจือจางไอเสียอย่างมากของประจุที่เข้ามาจําเป็นต้องมีส่วนผสมที่อุดมไปด้วยเล็กน้อยเพื่อให้ได้การเผาไหม้ที่มั่นคง รูปแบบการผลิตเล็กน้อยถือว่ามีความสําคัญอย่างยิ่งในสถานการณ์เหล่านี้ และในขณะที่การเติมเชื้อเพลิงโดยรวมสามารถแก้ไขได้ แต่โดยปกติแล้วจําเป็นต้องสามารถตัดแต่งส่วนผสมที่ไม่ได้ใช้งานเพื่อให้เหมาะกับรถยนต์แต่ละคันเว้นแต่จะมีข้อเสนอแนะของ Lambda ที่บรรลุผลเช่นเดียวกัน

    ระบบป้อนกลับของ Lambda ควรอยู่ใกล้กับจุด stoichiometric ที่มีระดับ CO ดิบประมาณ 0.1% และ HC เสถียรและต่ํา การสูญเสียคุณภาพที่ไม่ได้ใช้งานเล็กน้อยมักพบได้จากการติดตั้งในช่วงต้นซึ่งปรับปรุงด้วยการออกแบบห้องเผาไหม้ที่ทันสมัย

    เพื่อให้แน่ใจว่าไม่ควรวัดการปล่อยมลพิษที่สม่ําเสมอหลังจากไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานานหรือในขณะที่พัดลมไฟฟ้าหรือโหลดเครื่องยนต์อื่น ๆ กําลังทํางาน ควรล้างเครื่องยนต์ทุกสองสามนาทีโดยยก r.p.m. เป็น 2 - 3000 ประมาณ 20 วินาที นอกจากนี้ยังจะรักษาตัวเร่งปฏิกิริยาและเซ็นเซอร์แลมบ์ดา (ชนิดไม่ร้อน) จนถึงอุณหภูมิในการทํางาน ปล่อยให้เครื่องยนต์กลับสู่รอบเดินเบาและทําการวัดเมื่อเสถียรอีกครั้งโดยปกติจะหลังจากนั้นอีก 10-20 วินาทีหรือมากกว่านั้น แน่นอนว่าสิ่งสําคัญคือต้องแน่ใจว่าความเร็วรอบเดินเบานั้นถูกต้องเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงที่สําคัญของการเติมน้ํามันรอบเดินเบาอาจเปลี่ยนความเร็วได้เว้นแต่จะมีการควบคุมความเร็วรอบเดินเบาแบบอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งในกรณีนี้การตั้งค่าพื้นฐานจะต้องถูกต้อง

การปล่อยคันเร่งเบา

     ในสภาพการล่องเรือที่มีน้ําหนักเบาเครื่องยนต์ฉีดที่ไม่ใช่ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทันสมัยจะทํางานด้วยส่วนผสมที่อ่อนแอเพื่อความประหยัดที่ดีที่สุดดังนั้น CO จะน้อยที่สุดและการมีอากาศส่วนเกินเล็กน้อยและการกําจัดไอเสียที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับการเดินเบาจะลด HC ลงเหลือ 50-100 หรือดังนั้น p.p.m. เงื่อนไขนี้สามารถจําลองได้ไม่มากก็น้อยเพียงแค่เปิดคันเร่งเล็กน้อยเพื่อยกความเร็วรอบเครื่องยนต์เป็นประมาณ 1500-2000 รอบต่อนาที หากความเร็วเพิ่มขึ้นสูงกว่านี้มากโดยไม่มีโหลดเครื่องยนต์อาจทํางานในสภาพที่ไม่สมจริงและสิ่งที่ดูเหมือนไฟผิดพลาดที่คลุมเครืออาจเห็นได้ชัดแม้จากเครื่องยนต์ที่มีสุขภาพดีเนื่องจากสุญญากาศสูงมีผลเสียเนื่องจากการกักเก็บไอเสียและวงจรที่ตามมาเพื่อความแปรปรวนของการเผาไหม้รอบ

    การปล่อยมลพิษดิบจากระบบตรวจจับแลมบ์ดาควรบ่งบอกถึงการเติมเชื้อเพลิงแบบสโตอิจิโอเมตริกและ HC ต่ํา

การปล่อยคันเร่งเต็มรูปแบบ

     โหลดเต็มมักจะต้องการการเพิ่มคุณค่าสําหรับพลังงานสูงสุดและระดับ CO ของ 3 - 5% จะเป็นเรื่องปกติอย่างไรก็ตามสัดส่วนที่ยุติธรรมของรถยนต์ที่ผลิตในปัจจุบันดูเหมือนจะสามารถทํางานอ่อนแอลงที่ประมาณ 2% โดยไม่สูญเสียพลังงานใด ๆ ไม่ทราบว่าจะพบโหลดเต็มความเร็วต่ําที่ผลิต 6 - 7% CO เพื่อป้องกันการระเบิด การปล่อย HC ที่โหลดเต็มอาจเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 400-800 p.p.m. ด้วยการเพิ่มภาระเต็มหรือจะยังคงต่ํามากหากไม่มีมัน

    เป็นเรื่องปกติที่ระบบป้อนกลับของ Lambda จะถูกปิดใช้งานที่คันเร่งเต็มดังนั้นการปล่อยมลพิษดิบจะเหมือนกับเครื่องยนต์ที่ไม่ใช่ระบบป้อนกลับ ในบางสถานการณ์ ข้อเสนอแนะของ Lambda อาจดําเนินต่อไปที่คันเร่งเต็มที่ แต่ก่อนที่จะยอมรับสิ่งนี้ตามปกติ ควรตรวจสอบข้อมูลการปรับแต่งที่เกี่ยวข้อง

การเร่งความเร็วและการลดความเร็ว

     การเปิดคันเร่งตามปกติจะทําให้ทั้ง HC และ CO เพิ่มขึ้นชั่วคราวอย่างเห็นได้ชัดจากการเร่งความเร็ว การปิดคันเร่งอาจทําให้ HC เพิ่มขึ้นในช่วงสั้น ๆ เนื่องจากร่องรอยของคราบน้ํามันเชื้อเพลิงระเหยออกจากผนังพอร์ตด้วยสุญญากาศที่เพิ่มขึ้น CO แทบจะไม่เปลี่ยนแปลงหรืออาจเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดขึ้นอยู่กับระบบ บางคนมีการชดเชยที่อ่อนแอลง (การย้อนกลับของการเพิ่มความเร่ง) ด้วยการปิดคันเร่ง

    การตอบสนองระยะสั้นที่คล้ายกันมักจะเห็นได้จากระบบ Lambda ก่อนที่จะแก้ไขกลับไปเป็นเชื้อเพลิงแบบ stoichiometric

การทดสอบการปล่อยไอเสีย

    ขีด จํากัด การทดสอบ MOT ของสหราชอาณาจักรในปัจจุบันระบุ CO สูงสุดเป็น 0.3% ที่ไม่ได้ใช้งานปกติหรือ 0.2% ที่ไม่ได้ใช้งานที่เพิ่มขึ้น (2500-3000 โดยไม่มีโหลด) HC สูงสุดที่ยกว่างคือ 200 น.

    เมื่อพิจารณาว่ารถยนต์ที่ไม่ใช่ตัวเร่งปฏิกิริยาจากปี 1980 ที่ไม่มีข้อเสนอแนะของ Lambda มักจะผลิต HC ประมาณ 100-150 และ CO ต่ํากว่า 0.5% ในสถานการณ์ที่ไม่ได้ใช้งานที่เพิ่มขึ้น ควรชัดเจนว่ารถยนต์สมัยใหม่ที่มีข้อเสนอแนะของ Lambda ในสภาพเสียงไม่ควรมีปัญหาในการปฏิบัติตามข้อกําหนดเหล่านี้โดยไม่ต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา หากรถยนต์ล้มเหลวในการตรวจสอบการปล่อยมลพิษด้วย CO ที่มากเกินไปปัญหาไม่ใช่ตัวเร่งปฏิกิริยา แต่ไม่สามารถเติมเชื้อเพลิงได้อย่างถูกต้องแม้ว่าจะเป็นไปได้ว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพจะช่วยบรรเทาสถานการณ์ได้ในระดับหนึ่ง

    มักสังเกตเห็นว่าเมื่อรถยนต์มีตัวเร่งปฏิกิริยาแตกหรือละลายการอ่าน CO นั้นสูงเกินไปซึ่งอาจนําไปสู่ข้อสรุปที่ผิดพลาดว่าตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นสิ่งจําเป็นเพื่อให้ได้ตัวเลข CO ต่ําที่ต้องการ ในความเป็นจริงตัวเร่งปฏิกิริยามักจะล้มเหลวเนื่องจากสภาพความผิดพลาดที่ส่งผลให้เกิด CO มากเกินไป

    ตัวอย่างเช่น หากการทดสอบการปล่อยมลพิษที่ล้มเหลวทําให้เกิดการพิมพ์ออกมาแสดงเนื้อหา CO ที่บอกว่า 0.35% แต่การอ่านแลมบ์ดาพร้อมกันที่ 1.00 แสดงว่ามีความไม่สอดคล้องกันซึ่งบ่งชี้ว่าต้องมีปัญหาการเผาไหม้บางประเภท อาจเป็นหัวฉีดเปรอะเปื้อนหรือหัวเทียน ความผิดพลาดบางส่วนที่เกิดขึ้นจะทิ้งออกซิเจนสํารองไว้ในกระแสไอเสีย (แน่นอนว่าการรั่วไหลของอากาศเข้าสู่ระบบ) ซึ่งระบบตอบรับของ Lambda จะพยายามกําจัดโดยใช้การแก้ไขที่หลากหลาย ในกรณีที่รุนแรงกระบอกสูบที่ผิดพลาดอาจดูปกติและคนอื่น ๆ จะดูร่ํารวยซึ่งอาจทําให้เกิดความสับสนกับผู้ที่ไม่ได้ฝึกหัด การยิงผิดพลาดดังกล่าวจะนําไปสู่กิจกรรมที่มีพลังมากขึ้นในตัวเร่งปฏิกิริยาทําให้มันร้อนเกินไปและอาจละลายลงซึ่งแน่นอนว่าเป็นอาการไม่ใช่สาเหตุของความล้มเหลวในการปฏิบัติตามมาตรฐานการปล่อยมลพิษ

 

ประโยชน์ของกฎหมายการปล่อยมลพิษในสหรัฐอเมริกา

     เมื่อมองไปที่การลดการปล่อยมลพิษของยานพาหนะที่ประสบความสําเร็จจากจุดเริ่มต้นในปี 1967 (รูปที่ 4) ความต้องการการปล่อยมลพิษเป็นศูนย์อาจดูเหมือนเป็นตัวอย่างของความคิดครอบงํา ต้นทุนและทรัพยากรที่เพิ่มขึ้นอย่างมหาศาลที่จําเป็นสําหรับการเปลี่ยนแปลงที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยครั้งสุดท้ายดูเหมือนจะไม่เป็นไปตามสัดส่วนทั้งหมดเพื่อประโยชน์ในทางปฏิบัติ การระดมทุนสามารถออกมาจากการจัดเก็บภาษีการทํากําไรหรือราคาโชว์รูมเท่านั้นดังนั้นในที่สุดผู้บริโภคคือผู้ที่จ่ายทั้งหมด

    ภายในปี 2000 การปล่อยมลพิษจากยานพาหนะใหม่ลดลงจริงประมาณ 95% จากจุดเริ่มต้นในปี 1960 ซึ่งเป็นความสําเร็จที่น่าเชื่อถือ การไล่ตามการลดต่อไปจะยากขึ้นมีราคาแพงขึ้นและมีประโยชน์ที่น่าสงสัยมากขึ้น แต่วิธีการที่มีอยู่ในขณะนี้เพื่อเรียกร้องมันเพื่อให้เป็นอย่างนั้น หากรัฐบาลเท่านั้นที่สามารถควบคุมกองกําลังทางเศรษฐกิจได้ดีและลดอาชญากรรมและสาเหตุอื่น ๆ ของความทุกข์ยากตามสัดส่วนดังกล่าว บางทีมันอาจจะดึงดูดเกินไปสําหรับนักการเมืองที่จะมุ่งเน้นไปที่เป้าหมายที่นุ่มนวลกว่า

    การลดการปล่อยมลพิษจํานวนมากเช่นนี้เป็นการปรับปรุงที่สําคัญอย่างไม่ต้องสงสัย แต่แน่นอนว่ามันจะไม่หยุดเพียงแค่นั้น เรื่องเหล่านี้ดูเหมือนจะตกเป็นเหยื่อของหลักการวงล้อเสมอ

โครงสร้างและคุณสมบัติของคาร์บอน (C)

 โครงสร้างและคุณสมบัติของคาร์บอน (C) ได้แก่ดังนี้:

    1. โครงสร้าง: คาร์บอน (C) เป็นธาตุที่มีโครงสร้างอะตอมเดี่ยวคัน มีหน้าตาเป็นตัวหนังสือ "C" และมีจำนวนโปรตอนและอิเลกตรอนดังนี้:

   - จำนวนโปรตอน: 6

   - จำนวนอิเลกตรอน (ในการลงเรียงอย่างง่าย): 2, 4, 2 (ตามลำดับของเขียว, เหลือง, แดง)

    2. ความสามารถในการรวมตัว: คาร์บอนมีความสามารถในการรวมตัวกับธาตุอื่น ๆ เพื่อสร้างสารประกอบเคมีต่าง ๆ ซึ่งทำให้มีความหลากหลายในสร้างสารเคมี..

    3. ลักษณะทางกายภาพ: คาร์บอนมีรูปแบบอลลอทรอปเปียก ซึ่งจะมีหลายรูปแบบในรูปของแม่แบบ (allotropes) เช่น แกรไฟท์ (graphite), แม่แบบกระบวนการโซนายต์ (diamond), และแม่แบบกลุ่ม (amorphous carbon) ที่มีคุณสมบัติทางกายภาพแตกต่างกัน.

    4. สภาวะของคาร์บอน: คาร์บอนที่พบในสภาวะธรรมชาติสามารถพบในรูปแบบที่แตกต่างกัน เช่น กราฟไอท์ (graphite) เป็นรูปแบบของคาร์บอนที่ใช้ในดินน้ำมันหรือแม้กระทั่งดินเหลือง เทอร์มาน์ (diamond) เป็นรูปแบบของคาร์บอนที่มีความหนาแน่นสูงและมีความแข็งแกร่ง.

    5. การใช้งาน: คาร์บอนมีการใช้งานหลากหลายในชีวิตประจำวัน สำหรับยุคโบราณเคยใช้แกรไฟท์ในการเขียน และเครื่องมือของทรานนิสเตอร์เป็นต้น เราใช้แม่แบบกระบวนการโซนายต์ในเพชรเพื่อการเจียระห์และเนื่องจากคาร์บอนเป็นธาตุที่สำคัญในชีวิต ซึ่งเกี่ยวข้องกับอินทรีย์ที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตและประยุกต์ในสร้างสารเคมีอื่น ๆ และวัสดุต่าง ๆ ในอุตสาหกรรมและเทคโนโลยี.

    6. ความสำคัญ: คาร์บอนเป็นธาตุที่สำคัญมากในสร้างสารอินทรีย์และสารเคมี มันมีบทบาทสำคัญในเคมีอินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับชีวิตและอุตสาหกรรม เช่น โปรเตอริน (proteins), ไนโตรเจน (nitrogen), และไครโอเทคนิค (carbohydrates) ซึ่งเป็นสารอินทรีย์ที่มีค่าสำคัญในการสร้างสิ่งมีชีวิต.

    ในสรุป, คาร์บอน (C) เป็นธาตุที่สำคัญและหลากหลายทั้งในรูปแบบแม่แบบและสภาวะทางกายภาพ มีความสำคัญในสายตาสาขาต่าง ๆ ของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี และมีบทบาทสำคัญในชีวิตประจำวันของมนุษย์และสิ่งมีชีวิตทั่วไป.

อธิบายเพิ่มเติม คาร์บอน (C)

    คาร์บอน (Carbon) เป็นธาตุที่มีความสำคัญและมีความหลากหลายในสายตาสาขาต่าง ๆ ของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี นอกจากความสำคัญในเคมีอินทรีย์และชีววิทยาที่เกี่ยวข้องกับชีวิตและสิ่งมีชีวิต คาร์บอนยังมีความสำคัญในวิทยาศาสตร์วัสดุ วิทยาศาสตร์ดาราศาสตร์ และอุตสาหกรรม เพราะมีคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ดังนี้:

    1. ความหลากหลายของรูปแบบ: คาร์บอนมีความสามารถในการรวมตัวเป็นโมเลกุลที่มีรูปแบบและคุณสมบัติทางกายภาพที่แตกต่างกัน ทำให้เกิดแม่แบบหลายรูปแบบ เช่น แกรไฟท์ (graphite) และเพชร (diamond) ที่เป็นแม่แบบที่มีความแข็งแกร่งแตกต่างกัน.

    2. การรวมตัวเป็นสารประกอบ: คาร์บอนสามารถรวมตัวกับธาตุและอะตอมอื่น ๆ เพื่อสร้างสารประกอบเคมีที่หลากหลาย เช่น คาร์บอนสามารถรวมตัวกับไฮโดรเจน (H) เพื่อสร้างน้ำมันและไอซ์ รวมถึงรวมตัวกับตัวอื่นในสร้างสารอินทรีย์ที่มีความหลากหลายเช่น โปรเตอริน (proteins), ไนโตรเจน (nitrogen), และไครโอเทคนิค (carbohydrates) ที่สำคัญสำหรับชีวิต.

   3. การใช้งานในวิทยาศาสตร์ดาราศาสตร์: คาร์บอนมีบทบาทสำคัญในการศึกษาดาราศาสตร์และประยุกต์ในการวิจัยทางดาราศาสตร์ เนื่องจากมีอุณหภูมิเดียวกันกับสามสถานีระหว่างการศึกษาดาราศาสตร์ คาร์บอนที่มีชีวิตบนโลกเป็นส่วนสำคัญของสารอินทรีย์ที่มีอยู่ในการศึกษาดาราศาสตร์.

    4. การใช้งานในอุตสาหกรรม: คาร์บอนมีการใช้งานหลายอย่างในอุตสาหกรรม เช่น ในการผลิตเหล็กและเหล็กกล้า, การสร้างวัสดุที่ใช้ในการก่อสร้าง, การผลิตเส้นใยคาร์บอนสำหรับการทำให้เครื่องบินเบาขึ้น (composite materials), และการใช้เป็นสารตัวกลางในการผลิตสารเคมีอื่น ๆ.

    5. ความสำคัญในชีวิต: คาร์บอนเป็นธาตุที่สำคัญในการสร้างสารอินทรีย์และเป็นส่วนสำคัญของโครมโบมอเลกุลในสิ่งมีชีวิต การเชื่อมโยงระหว่างอะตอมคาร์บอนในโครมโบมอเลกุลทำให้เกิดความหลากหลายในโครมโบมอเลกุลและสร้างความหลากหลายในสารชีวภาพ.

    6. การเป็นแหล่งพลังงาน: คาร์บอนเป็นส่วนหนึ่งของเชื้อเพลิงที่ใช้ในการผลิตพลังงานในรูปแบบของคาร์บอนไดออกไซด์ (carbon dioxide) ในกระบวนการเผาไหม้.

    คาร์บอนเป็นธาตุที่มีความสำคัญอย่างมากในโลกและมีบทบาทสำคัญในหลายสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี การศึกษาและการใช้งานคาร์บอนที่ถูกวิจัยอย่างละเอียดมีผลทำให้เราทราบถึงคุณสมบัติและประโยชน์ของธาตุนี้ในรูปแบบที่มีประสิทธิภาพและยั่งยืนในสิ่งแวดล้อมและอุตสาหกรรมทั่วไป.

ผลกระทบสิ่งแวดล้อมของ คาร์บอน (Carbon) ที่เกี่ยวกับโรงไฟฟ้า

    การใช้คาร์บอน (Carbon) ในโรงไฟฟ้ามีผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมต่างกันขึ้นอยู่กับวิธีการใช้และปริมาณของคาร์บอนที่เกิดขึ้น โดยทั่วไปแล้วมีผลกระทบดังนี้:

1. ปล่อยก๊าซเรือนกระจก: การใช้น้ำมันหรือถ่านหินในการสร้างไฟฟ้าโดยการเผาไหม้ทำให้ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (carbon dioxide, CO2) เป็นประจุเกลือธรรมชาติ (greenhouse gas) ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การปล่อย CO2 เป็นปัญหาสิ่งแวดล้อมและมีผลกระทบต่อการกระตุ้นการกระจายความร้อนในโลก.

2. การสร้างมลพิษทางอากาศ: กระบวนการการเผาไหม้คาร์บอนอาจสร้างสารมลพิษทางอากาศเช่น ก๊าซออกซิเจนอนิเตอร์ (nitrogen oxides, NOx) และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (sulfur dioxide, SO2) ที่มีผลกระทบต่อคุณภาพอากาศและสุขภาพมนุษย์.

3. การปกคลุมพื้นที่: การขุดถล่มหรือดำเนินกิจกรรมที่ใช้คาร์บอนเป็นเชื้อเพลิงหรือวัสดุหลักอาจมีผลกระทบต่อการปกคลุมพื้นที่ที่เป็นป่า ที่ดิน และชุมชนที่อาศัยอยู่ในพื้นที่นั้น การลดป่าและการทำลายระบบนิเวศศาสตร์ในระยะยาวอาจส่งผลทำให้เสื่อมถอยและสิ่งแวดล้อมท้องถิ่นเสี่ยงต่ออันตราย.

4. การจราจรและการขนส่ง: การใช้คาร์บอนในการขนส่งและการทำลายรถยนต์เป็นแหล่งปล่อย CO2 และมลพิษอื่น ๆ ที่มีผลกระทบต่อคุณภาพอากาศและสิ่งแวดล้อมท้องถิ่น.

5. การผลิตและการขนส่งเชื้อเพลิง: การผลิตและการขนส่งเชื้อเพลิงที่ใช้คาร์บอนเป็นส่วนประกอบหลัก เช่น น้ำมันหรือแก๊สธรรมชาติ สามารถมีผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมในการขุดถล่มและการขนส่งในสถานที่ที่มีขาดแคลนน้ำและอื่น ๆ

6. การกำจัดขยะพลังงาน: การใช้คาร์บอนในกระบวนการกำจัดขยะพลังงาน (waste-to-energy) อาจสร้างไฟฟ้าจากขยะแต่ก็มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมโดยการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและมลพิษในกระบวนการนี้.

    การใช้คาร์บอนในโรงไฟฟ้ามีผลกระทบสิ่งแวดล้อมในรูปแบบที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับวิธีการใช้และการจัดการ การพัฒนาและการใช้เทคโนโลยีที่มีผลกระทบสิ่งแวดล้อมน้อยและการปล่อย CO2 ลดลงเป็นสิ่งสำคัญในการลดผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมของโรงไฟฟ้าและระบบพลังงานในอนาคต.

การเผาไหม้ของ คาร์บอน (C)

    การเผาไหม้ของคาร์บอน (C) เป็นกระบวนการที่น่าสนใจและสำคัญในเคมีและพลังงาน. กระบวนการนี้มีหลายขั้นตอนและมีผลิตภัณฑ์หลายชนิดขึ้นอยู่กับเงื่อนไขและสภาพต่าง ๆ ดังนี้: 1. การยับยั้งการเผาไหม้ (Pyrolysis): ในขั้นตอนแรกของการเผาไหม้คาร์บอนหรือคอก, การยับยั้งการเผาไหม้หมายถึงกระบวนการที่คาร์บอนถูกทำให้ร้อนโดยใช้ความร้อนแต่ไม่มีการให้ก๊าซออกไป ซึ่งสร้างสารที่เรียกว่า คาร์บอนชาคราเทอร์ (char) หรือแคลคุลส์ (coke) และสารอื่น ๆ ออกมา คาร์บอนชาคราเทอร์มักถูกใช้เป็นวัสดุหรือเชื้อเพลิง. 2. การเผาไหม้แบบไม่ครบการเผาไหม้ (Incomplete Combustion): ในกระบวนการนี้, คาร์บอนเผาไหม้ไปเป็นก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (carbon monoxide, CO) และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (carbon dioxide, CO2) โดยมีการใช้ออกซิเจนในปริมาณไม่เพียงพอ การเผาไหม้แบบไม่ครบการเผาไหม้มักเกิดในสภาวะที่อากาศหรือออกซิเจนมีจำกัดหรือไม่เพียงพอ. 3. การเผาไหม้แบบครบการเผาไหม้ (Complete Combustion): ในกระบวนการนี้, คาร์บอนเผาไหม้ไปเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (carbon dioxide, CO2) โดยมีการใช้ออกซิเจนในปริมาณเพียงพอ การเผาไหม้แบบครบการเผาไหม้เป็นกระบวนการที่สมบูรณ์และมีประสิทธิภาพสูงในการผลิตพลังงาน. 4. การเผาไหม้ในสภาวะความดันสูง (High-Pressure Combustion): การเผาไหม้คาร์บอนในสภาวะความดันสูงเช่นในเครื่องยนต์เนื้อเหล็กหรือระบบการผลิตไฟฟ้าสามารถทำให้ได้ประสิทธิภาพสูงและผลิตพลังงานอย่างมาก โดยการใช้การเผาไหม้นี้สามารถควบคุมออกซิเจนและเชื้อเพลิงเพื่อผลิตไฟฟ้าหรือพลังงานคราวนั้น     การเผาไหม้ในสภาวะความดันสูงมักให้ผลิตภัณฑ์เป็นน้ำและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) โดยหลัก.     การเผาไหม้ของคาร์บอนมีความสำคัญในการผลิตพลังงานและวัสดุหลายชนิด แต่การควบคุมกระบวนการเผาไหม้เพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและมลพิษทางอากาศมีความสำคัญเพื่อลดผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมและความยั่งยืนของการใช้พลังงานในอนาคต.

คุณสมบัติและโครงสร้างของ ไฮโดรเจนคลอไรด์ (Hydrogen Chloride)

     ไฮโดรเจนคลอไรด์ (Hydrogen Chloride) หรือ HCl เป็นก๊าซไม่มีสีและไม่มีกลิ่นเป็นแก๊สกระตุ้นที่สร้างกรดแร่และมีความเป็นกรดสูง โดยมีลักษณะสำคัญดังนี้:

1. โครงสร้างโมเลกุล: โมเลกุลของ HCl ประกอบด้วยอะตอมของไฮโดรเจน (H) และอะตอมของคลอไรด์ (Cl) ที่ประมาณ 1:1 โมเลกุล HCl เป็นโมเลกุลที่แบ่งตัวออกเป็น H+ (ไฮโดรนบลัส) และ Cl- (คลอไรด์อะนิออน) เมื่อละลายในน้ำ.

2. ลักษณะทางกายภาพ: HCl เป็นก๊าซไม่มีสีและไม่มีกลิ่นและมีขอบเขตการเก็บรักษาในสภาวะเหลวที่ -85.05°C และ -85.05°C ในรูปของแก๊ส HCl จะไม่มีสีและให้ดูดสีในสภาวะเหลว.

3. สมบัติเคมี: HCl เป็นกรดแร่ที่แข็งแรง มันสามารถปฏิกิริยากับสารบางอย่างและสร้างปฏิกิริยากรด-เบส โดย HCl สามารถละลายในน้ำเกิดเป็นกรดไฮโดรคลอริก (Hydrochloric acid) ที่มีความเข้มข้นของ HCl และ H2O.

4. การใช้งาน: HCl มีหลายการใช้งานในอุตสาหกรรมและกระบวนการต่าง ๆ เช่น ในการผลิตกระเบื้องเซรามิก การผลิตสารเคมี เช่น แคลเซียมคลอไรด์ และการใช้เป็นสารเคมีในห้องเผาไหม้เพื่อทำลายสารอินคิเนอร์ต่าง ๆ ที่มีความเป็นอันตราย.

5. ความปลอดภัย: HCl เป็นสารกระตุ้นที่มีความเสี่ยงต่อความปลอดภัยเนื่องจากเป็นกรดแร่และมีความกัดกร่อน การใช้งาน HCl จำเป็นต้องควบคุมและปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัยที่เข้มงวดและใช้น้ำยาละลายเมื่อจำเป็น.

อุณหภูมิในห้องเผาไหม้สำหรับเผา HCl (ไฮโดรเจนคลอไรด์)

     การเผา HCl (ไฮโดรเจนคลอไรด์) ในห้องเผาไหม้จำเป็นต้องควบคุมอุณหภูมิอย่างระมัดระวังเนื่องจาก HCl เป็นก๊าซที่มีความเสี่ยงต่อความปลอดภัยและสามารถสร้างกรดแร่กระตุ้นได้ ในบางกรณี, การเผา HCl จะเกิดขึ้นในกระบวนการอุณหภูมิสูง เช่น ในห้องเผาไหม้ที่ใช้ในการทำลายสารอินคิเนอร์เช่นพลาสติกหรือขยะอันตราย.

    อุณหภูมิที่เหมาะสมในห้องเผาไหม้เพื่อเผา HCl จะขึ้นอยู่กับการประยุกต์ใช้และกระบวนการที่ใช้ โดยทั่วไปแล้ว:

1. การทำลายสารอินคิเนอร์: ในกรณีที่เป็นการทำลายสารอินคิเนอร์ เช่น พลาสติกหรือขยะอันตรายที่มี HCl, อุณหภูมิสามารถถูกเพิ่มขึ้นไปยังระดับที่สูงมาก เช่น 1000°C หรือมากกว่านี้ เพื่อให้ HCl เผาไหม้และสร้างสารที่ไม่เป็นอันตราย.

2. การควบคุมการเผาไหม้: ในกรณีที่เผา HCl ในกระบวนการอุตสาหกรรมเช่นการผลิตสารเคมี อุณหภูมิจะถูกควบคุมให้อยู่ในช่วงที่เหมาะสมในการให้กระบวนการเผาไหม้เป็นไปอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ อุณหภูมินี้อาจอยู่ในช่วงระหว่าง 400°C ถึง 900°C ตามกระบวนการและการใช้งาน.

3. ระบบควบคุม: การควบคุมอุณหภูมิในห้องเผาไหม้จะใช้ระบบควบคุมอุณหภูมิที่เป็นประสิทธิภาพเพื่อให้ปราศจากการแพร่กรด HCl ไปยังบริเวณที่ไม่เหมาะสม.

    การควบคุมอุณหภูมิในห้องเผาไหม้เพื่อเผา HCl จำเป็นต้องปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัยและการใช้งานอย่างระมัดระวังเพื่อป้องกันความเสี่ยงต่อความปลอดภัยของบุคคลที่ทำงานและสิ่งแวดล้อมในบริเวณนั้น.

ไฮโดรเจนคลอไรด์ (Hydrogen Chloride) หรือ HCl

     ไฮโดรเจนคลอไรด์ (Hydrogen Chloride) หรือ HCl เป็นสารประกอบที่ประกอบด้วยอะตอมของไฮโดรเจนและคลอไรด์ มีสูตรเคมี HCl และเป็นแก๊สที่มีกลิ่นร้อนและกระดาษ pH สามารถตรวจวัดได้ด้วยกระดาษ pH. น้ำยา HCl ที่แข็งเข้มมีมลค่ามวลเฉลี่ยประมาณ 36.46 g/mol.

    นอกจากนี้ HCl ยังเป็นกรดที่สำคัญในสาขาเคมี มีความหนักทางอุตสาหกรรมในการผลิตสารเคมีและในกระบวนการหลากหลาย เช่น การผลิตกระเบื้องเซรามิก, การผลิตสารเคมีเบสิก, และในกระบวนการทำความสะอาดโลหะ.

    HCl เป็นกรดที่แข็งแรงและสามารถกระทำกับหลายสารและพวกโลหะได้ มันมีคุณสมบัติทางเคมีที่ทำให้เป็นสารที่สำคัญในหลายกระบวนการเคมีและอุตสาหกรรม แต่ในรูปแบบของก๊าซ HCl มีกลิ่นร้อนและมีความเป็นพิษหากถูกดูดอย่างเข้มข้น เพราะฉะนั้นการใช้ HCl จำเป็นต้องมีความระมัดระวังและปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัย.

การลดค่า HCL ของห้องเผาไหม้ของโรงไฟฟ้า

    การลดค่า HCl (ไฮโดรเจนคลอไรด์) ในห้องเผาไหม้ของโรงไฟฟ้าเป็นกระบวนการสำคัญเพื่อควบคุมมลพิษและรักษาความปลอดภัยสำหรับบุคคลที่ทำงานในบริเวณนั้นและป้องกันการส่งออกมลพิษต่าง ๆ ออกไปยังสภาพแวดล้อม. ดังนั้น, มีการใช้เทคโนโลยีและมาตรการหลายอย่างเพื่อลดระดับ HCl ในห้องเผาไหม้: 1. ใช้ระบบกรองแก๊ส: การใช้ระบบกรองแก๊ส (Gas Scrubber) เป็นวิธีที่ได้รับการยอมรับในการลดค่า HCl ในแก๊สที่เกิดขึ้นในห้องเผาไหม้ โดยระบบนี้จะใช้สารละลายเพื่อดูดออกซิเจนที่มีค่า HCl และสร้างสารเกลี้ยงที่ไม่ก่อให้เกิดการปล่อย HCl ไปยังอากาศ. 2. การควบคุมอุณหภูมิ: การควบคุมอุณหภูมิในห้องเผาไหม้สามารถช่วยลดการสะสมของ HCl ในแก๊สที่สร้างขึ้นในกระบวนการเผาไหม้ การใช้อุณหภูมิที่เหมาะสมสามารถช่วยให้กระบวนการเผาไหม้เป็นไปอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ. 3. การควบคุมการเผาไหม้: การควบคุมการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงและการเปิดปิดหน้าต่างการรับอากาศเข้าสู่ห้องเผาไหม้สามารถช่วยลดปริมาณ HCl ที่เกิดขึ้นในกระบวนการเผาไหม้. 4. การใช้ระบบหมู่บรรจุ: การใช้ระบบหมู่บรรจุเพื่อเก็บแก๊สที่เกิดขึ้นในห้องเผาไหม้และนำไปประมวลผลหรือทำลายสารพิษเพื่อลดค่า HCl. 5. การควบคุมการประกาศเผาไหม้: การควบคุมปริมาณเชื้อเพลิงที่เผาไหม้และการใช้เทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพในการเผาไหม้สามารถช่วยลดปล่อย HCl ในแก๊สที่เกิดขึ้น.     สิ่งสำคัญคือการลดระดับ HCl ในห้องเผาไหม้ต้องทำตามมาตรฐานความปลอดภัยและข้อกำหนดที่เกี่ยวข้อง และต้องมีการตรวจสอบและบำรุงรักษาระบบอย่างสม่ำเสมอเพื่อให้ระบบทำงานอย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัยตลอดเวลา.

โมล ของ HCL

 โมลของสารไฮโดรเจนคลอไรด์ (Hydrogen Chloride) หรือ HCl คือประมาณ 36.46 g/mol หรือ 36.46 กรัมต่อมูลค่ามวลโมเลกุลหนึ่งของ HCl.

Ratio Air ต่อ เชื้อเพลิง 1 mole

     สัดส่วนอากาศ (Air) ต่อเชื้อเพลิง 1 โมล (mole) จะขึ้นอยู่กับสมการการเผาเชื้อเพลิงและสมรรถภาพการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงนั้น ๆ โดยทั่วไปแล้ว เชื้อเพลิงส่วนใหญ่เผาไหม้ในอากาศที่ปกติ ที่ประกอบด้วยปริมาณออกซิเจนและไนโตรเจน โดยออกซิเจนเป็นส่วนสำคัญที่ใช้ในกระบวนการการเผาไหม้.

    สัดส่วนทั่วไปของอากาศที่ปกติคือ 20.95% ออกซิเจนและ 78.09% ไนโตรเจน เราสามารถใช้ข้อมูลนี้เพื่อคำนวณสัดส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิง 1 โมลได้ดังนี้:

1. คำนวณสัดส่วนออกซิเจน (Oxygen) ต่อเชื้อเพลิง 1 โมล:

   สัดส่วนออกซิเจนในอากาศ = 20.95% = 0.2095

   สัดส่วนออกซิเจนต่อเชื้อเพลิง 1 โมล = 0.2095

2. คำนวณสัดส่วนไนโตรเจน (Nitrogen) ต่อเชื้อเพลิง 1 โมล:

   สัดส่วนไนโตรเจนในอากาศ = 78.09% = 0.7809

   สัดส่วนไนโตรเจนต่อเชื้อเพลิง 1 โมล = 0.7809

    ดังนั้น, สัดส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิง 1 โมลจะเป็น 0.2095 (สำหรับออกซิเจน) และ 0.7809 (สำหรับไนโตรเจน) หรือสามารถรวมกันเป็น 1 โมล เนื่องจากสัดส่วนทั้งสองต้องรวมกันให้ได้ 1 โมล และทั้งสองสารนี้ปรากฏในสมรรถภาพการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงแบบทั่วไป.

สัดส่วนอากาศ (Air) ต่อเชื้อเพลิง 1 โมล (mole) ที่ใช้ในการเผาไหม้ให้สมบูรณ์

     สัดส่วนอากาศ (Air) ที่ใช้ในกระบวนการเผาไหม้ให้สมบูรณ์ (complete combustion) จะต้องมีสัดส่วนที่มีออกซิเจน (Oxygen) ให้เพียงพอในการเผาไหม้เชื้อเพลิงให้สมบูรณ์ การเผาไหม้เชื้อเพลิงให้สมบูรณ์คือกระบวนการที่เชื้อเพลิงไหม้หมดทั้งหมดและไม่เหลือสารปฏิกิริยา (products) ที่ไม่ได้รับออกซิเจนจากอากาศเข้าไปด้วย สัดส่วนอากาศที่ใช้ในกระบวนการนี้มีสัดส่วนออกซิเจนต่อเชื้อเพลิงที่เผาไหม้เท่ากับ 1 ต่อ 1 (1:1) หรือ 1 โมลต่อ 1 โมล (1:1 mole ratio) 

อากาศปกติมีสัดส่วนที่เป็นเชื้อเพลิงต่อออกซิเจนตามนี้:

- ออกซิเจน (O2) ประมาณ 20.95% ของปริมาณอากาศที่ปกติ

    ดังนั้น, สัดส่วนอากาศ (Air) ต่อเชื้อเพลิง 1 โมลที่ใช้ในกระบวนการเผาไหม้ให้สมบูรณ์ จะเป็น 1 โมลออกซิเจนต่อ 1 โมลเชื้อเพลิง (1:1 mole ratio) หรือเท่ากับ 1:1.

โมล ของ AIR

     "Air" ไม่ใช่สารเคมีเป็นองค์ประกอบที่มีโมลของตนเอง เนื่องจากมันเป็นสารผสมของหลายก๊าซที่อยู่ในช่วงประจุสถานที่มีออกซิเจน (O2), ไนโตรเจน (N2), แร่ธาตุในรูปของก๊าซเล็กๆ, และองค์ประกอบอื่น ๆ ที่อาจเปลี่ยนแปลงได้ตามสภาวะและสภาพแวดล้อมต่าง ๆ ซึ่งไม่มีสูตรเคมีเดียวที่สามารถใช้คำนวณโมลได้.

    อย่างไรก็ตาม, คุณสามารถหาค่าเฉลี่ยของโมลของอากาศที่ปกติในสภาวะที่มีออกซิเจนและไนโตรเจนดังนี้:

- ออกซิเจน (O2) มีโมลประมาณ 32.00 g/mol (16.00 g/mol ต่ออะตอมออกซิเจน 2 ตัว)

- ไนโตรเจน (N2) มีโมลประมาณ 28.01 g/mol (14.01 g/mol ต่ออะตอมไนโตรเจน 2 ตัว)

    สามารถคำนวณค่าเฉลี่ยของโมลของอากาศที่ปกติได้โดยใช้สัดส่วนของออกซิเจนและไนโตรเจน:

(สัดส่วนของออกซิเจน * โมลของ O2) + (สัดส่วนของไนโตรเจน * โมลของ N2) = โมลเฉลี่ยของอากาศ

   สัดส่วนของออกซิเจนและไนโตรเจนในอากาศที่ปกติประมาณเป็นไปตามนี้:

- ออกซิเจน (O2) ประมาณ 20.95% ของปริมาณอากาศที่ปกติ

- ไนโตรเจน (N2) ประมาณ 78.09% ของปริมาณอากาศที่ปกติ

ดังนั้น:

(0.2095 * 32.00 g/mol) + (0.7809 * 28.01 g/mol) ≈ 32.00 g/mol

    โมลเฉลี่ยของอากาศที่ปกติประมาณ 32.00 g/mol หรือ 32.00 กรัมต่อมูลค่ามวลโมเลกุลหนึ่งของ "อากาศ" ที่ปกติในสภาวะที่มีออกซิเจนและไนโตรเจนอยู่ในสัดส่วนที่ระบุไว้ข้างต้น.

\