E-book2

หน่วยที่ 2 19 ช่ือวชิ า เช้ือเพลิงและวสั ดุหล่อลื่น รหสั วชิ า 3101-2001 ชื่อหน่วย เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) หน่วยที่ 2 สอนคร้ังที่ 2 ชื่อเร่ือง เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) จานวน 2 ช่ัวโมง หวั ข้อเร่ือง 2.1 คุณลกั ษณะของเช้ือเพลิงแขง็ 2.2 ถ่านหิน และ ประเภทของถ่านหิน 2.3 ประโยชน์ของถ่านหิน สาระสาคญั 1. เช้ือเพลิงแขง็ ไดแ้ ก่ ไมฟ้ ื น ถ่านไม้ ถ่านหิน แกลบ ชานออ้ ย ท่ีใหพ้ ลงั งานความร้อนเป็นประโยชน์ ต่อการดารงชีวติ ของมนุษยแ์ ละอุตสาหกรรม 2. ถ่านหินเป็นเช้ือเพลิงแขง็ ท่ีนิยมใชก้ นั มากทว่ั โลก เนื่องจากใหค้ า่ ความร้อนสูงราคาถูกกวา่ เช้ือเพลิง อ่ืน และมีกระจายอยทู่ ว่ั โลก ถ่านหินเป็นหินตะกอนชนิดหน่ึงประกอบดว้ ย สารอินทรียจ์ าพวกคาร์บอน เป็นส่วนใหญ่และยงั มีธาตุไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน และกามะถนั ปะปนอยู่ 3. ถ่านหินเป็นเช้ือเพลิงแขง็ ที่สามารถนามาใชป้ ระโยชนห์ ลายอยา่ ง เช่นใชส้ าหรับหุงตม้ ใชเ้ ป็น เช้ือเพลิงผลิตพลงั งานไฟฟ้ า ใชเ้ ป็นวตั ถุดิบในการผลิตน้ามนั เช้ือเพลิงสงั เคราะห์ ใชเ้ ป็ นวตั ถุดิบในการผลิต กา๊ ซเช้ือเพลิง ใชเ้ ป็นวตั ถุดิบในการผลิตสารเคมี สมรรถนะทพ่ี งึ ประสงค์ (ความรู้ ทกั ษะ คุณธรรม จริยธรรม จรรยาบรรณวชิ าชีพ) 1. นกั เรียนสามารถบอกคุณลกั ษณะของเช้ือเพลิงแข็งไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง 2. นกั เรียนสามารถบอกถึงความสาคญั ของถ่านหิน และ ประเภทของถ่านหินไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง 3. นกั เรียนสามารถบอกถึงความสาคญั ประโยชนข์ องถ่านหินไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง 4. เพ่อื ใหผ้ เู้ รียนมีรับความผดิ ชอบ และตรงต่อเวลา

20 หน่วยท่ี 2 หน่วยที่ 2 ชื่อวชิ า เช้ือเพลิงและวสั ดุหล่อล่ืน รหสั วชิ า 3101-2001 สอนคร้ังที่ 2 ช่ือหน่วย เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) จานวน 2 ชั่วโมง ชื่อเรื่อง เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) เชื้อเพลงิ แขง็ (Rigid Fuel) 2.1 คุณลกั ษณะของเชื้อเพลงิ แข็ง (Rigid Fuel) เช้ือเพลิงแขง็ ไดแ้ ก่ ไมฟ้ ื น ถ่านไม้ ถ่านหิน แกลบ ชานออ้ ย ที่ใหพ้ ลงั งานความร้อนเป็ นประโยชน์ต่อ การดารง ชีวติ ของมนุษยแ์ ละอุตสาหกรรม ไม่รวมถึงเช้ือเพลิงที่เกิดไฟไหมใ้ นทอ้ งนาหรือไฟไหมป้ ่ า ซ่ึงเป็ น เช้ือเพลิงทาลายธรรมชาติ มีผลกระทบต่อการครองชีพของมนุษยแ์ ละสัตว์ ไมฟ้ ื นยงั คงไดร้ ับความ นิยมใชเ้ ป็นเช้ือเพลิงตามชนบทเพราะหาง่ายไมต่ อ้ งซ้ือ นอกจากน้ียงั สามารถใชช้ ีวมวลเป็นเช้ือเพลิงผลิต กระแสไฟฟ้ าไดด้ ว้ ย ไม้ฟื น (Wood Fuel หรือ Fire Wood) ไมฟ้ ื นเป็นเช้ือเพลิงท่ีใชก้ นั แพร่หลาย ต้งั แต่สมยั ดึกดาบรรพจ์ นถึงปัจจุบนั ใชป้ รุงอาหารในครัวเรือน ใช้ เป็นเช้ือเพลิงในงานอุตสาหกรรมและโรงไฟฟ้ า คือ ใชต้ ม้ น้าในหมอ้ ไอน้า เพ่ือนาไอน้าที่มีความดนั สูงไปขบั เครื่องจกั รกลในโรงงานอุตสาหกรรมหรือหวั จกั รรถไฟ ในช่วงสงครามโลกคร้ังที่ 2 ขาดแคลนน้ามนั เช้ือเพลิงมาก ตอ้ งอาศยั ไมฟ้ ื นเป็นเช้ือเพลิงขบั เครื่องยนตเ์ ป็นก๊าซชีวภาพ ปัจจุบนั แมท้ างราชการจะควบคุม การบุกรุกทาลายป่ า ลดภาษีเช้ือเพลิงกา๊ ซ ใหห้ นั มาใชเ้ ช้ือเพลิงกา๊ ซมากข้ึน หลายทอ้ งถ่ินในชนบทกย็ งั ใชฟ้ ื น เป็นเช้ือเพลิงหุงตม้ ประกอบอาหารและใชใ้ นอุตสาหกรรมขนาดเล็กเช่น เตาเผาปูนขาว เตาเผาเซรามิกเป็ น ตน้ ส่วนประกอบท่ีสาคญั ของไมฟ้ ื นคือ เซลลูโลส(cellulose) และลิกนิน(lignin) ท่ีเหลือเป็น พวกยางเหนียว(resins,gum) น้า น้าตาลและเถา้ - ไมส้ ดจะมีค่าความช้ืนประมาณ 25-60 % ประกอบดว้ ยธาตุคาร์บอน 50-53 % ออกซิเจน 38-44 % ไฮโดรเจน 5.8-7.0% ไนโตรเจน 0-0.3 % กามะถนั 0-0.1% และข้ีเถา้ 0.1-2.0 % - ไมแ้ หง้ จะมีค่าความร้อนประมาณ 19.8-21.0 เมกะจู,/กิโลกรัม (HHV) และ17-19 เมกะจู,/กิโลกรัม (LHV) ความหนาแน่นจะอยรู่ ะหวา่ ง 500-1100 กิโลกรัม/ลูกบาศกเ์ มตร คา่ สภาพการนาความร้อนจะมีค่าอยู่ ระหวา่ ง 0.15-0.45 วตั ต/์ ตารางเมตร.องศาเซลเซียส อุณหภูมิถดั ไปจะมีค่าอยปู่ ระมาณ 295 องศาเซลเซียส แต่ ถา้ เป็นถ่านไมจ้ ะมีคา่ ประมาณ 400-800 องศาเซลเซียส1.2.2 ถ่านไม้ (Charcoal)

21 หน่วยที่ 2 หน่วยท่ี 2 ช่ือวชิ า เช้ือเพลิงและวสั ดุหล่อล่ืน รหสั วชิ า 3101-2001 สอนคร้ังที่ 2 ชื่อหน่วย เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) จานวน 2 ช่ัวโมง ช่ือเรื่อง เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) ถ่านไมเ้ ป็นเช้ือเพลิงที่จาเป็นสาหรับปรุงอาหารของคนไทย เพราะอาหารท่ีปรุงดว้ ยไฟจากถ่านไม้ เช่น ไก่ยา่ ง ปลายา่ ง ลาบ น้าตก ตลอดจนจากการปรุงอาหารอื่นๆ มีรสดีและกลิ่นหอมชวนรับประทานการผลิต ถ่านไมท้ าไดโ้ ดยนาไมไ้ ปอบไล่ความช้ืนและสารระเหยออกไปทาใหธ้ าตุคาร์บอนในเน้ือถ่านบริสุทธ์ิข้ึนจึง ไม่มีควนั ขณะลุกไหม้ การใชถ้ ่านไมเ้ ป็นการทาลายป่ าไม้ ทาลายแหล่งตน้ น้าลาธาร ทาลายที่อยขู่ องสตั วป์ ่ า ทาลายสิ่งแวดลอ้ ม ทาใหเ้ กิดความแหง้ แลง้ เกิดโคลนถล่ม และน้าทว่ มฉบั พลนั รัฐบาลพยายามส่งเสริมการปลูกป่ า โดยให้ ประชาชนเป็นส่วนร่วมแตป่ ระชาชนส่วนหน่ึงก็เผาป่ าใหป้ ่ าเส่ือมโทรมเพื่อจบั จองท่ีดินทากินอีกส่วนหน่ึงมี การลกั ลอบตดั ไมแ้ ละมีการทาอุตสาหกรรมป่ าไม้ ทาใหป้ ่ าไมเ้ หลืออยเู่ พยี ง 25 % ของพ้นื ที่ทว่ั ประเทศไทย คงตอ้ งช่วยกนั ลดการใชไ้ มท้ าลายป่ าตอ่ ไป รูปที่ 2.1 ไมฟ้ ื น( ชาญณรงค์ : 08 / 01 / 2553) รูปที่ 2.2 ตน้ ยคู าลิปตสั ( ชาญณรงค์ : 08 / 01 / 2553) ถ่านไม้ ถ่านไมไ้ ดจ้ ากการแปรรูปไมฟ้ ื นเพื่อใหไ้ ดเ้ ช้ือเพลิงแหง้ สงั เคราะห์ ท่ีมีคุณภาพดีข้ึน โดยใชข้ บวนการ คาร์โบไน เซซน่ั เป็นการเผาไมฟ้ ื นในที่จากดั อากาศ เพื่อไล่ความช้ืนและสารระเหยตา่ งออกไป ถ่านไมจ้ ะมี ค่าความร้อนประมาณ 25.1 – 33.5 เมกะจูล/กิโลกรัม เถา้ 2-9 % สารระเหย 9 – 38% คาร์บอนคงตวั 40 – 86 % และความช้ืน 3 – 15 % ถ่านไมน้ อกจากใชเ้ ป็ นเช้ือเพลิงในครัวเรือนแลว้ ถ่านไมค้ ุณภาพดียงั สามารถ ถลุงโลหะข้ึนรูปโลหะหรือใชท้ าการกรองกล่ิน สีจากน้าและแก๊สไดด้ ี

หน่วยที่ 2 22 ช่ือวชิ า เช้ือเพลิงและวสั ดุหล่อลื่น รหสั วชิ า 3101-2001 ชื่อหน่วย เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) หน่วยที่ 2 สอนคร้ังที่ 2 ชื่อเร่ือง เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) จานวน 2 ช่ัวโมง รูปที่ 2.3 ถ่านไม(้ ชาญณรงค์ : 10 / 01 / 2553) รูปท่ี 2.4 เตาเผาถ่าน(ชาญณรงค์ : 10 / 01 / 2553) 2.2 ถ่านหิน (Coals) ถ่านหินเป็นเช้ือเพลิงแข็งท่ีนิยมใชก้ นั มากทวั่ โลก เน่ืองจากใหค้ า่ ความร้อนสูง ราคาถูกกวา่ เช้ือเพลิงอื่น และมีกระจายอยทู่ ว่ั โลก ถ่านหินเป็นหินตะกอนชนิดหน่ึงประกอบดว้ ย สารอินทรียจ์ าพวกคาร์บอนเป็นส่วนใหญ่และยงั มีธาตุไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน และ กามะถนั ปะปนอยบู่ า้ ง ถ่านหินเกิดจากการทบั ถมกนั ของซากพืชท่ีทบั ถมกนั เม่ือเกิดการเปลี่ยน แปลงของผวิ โลก ช้นั ของซากพืชถูกกดทบั ดว้ ยดินหิน และถูกความร้อนจากใตผ้ วิ โลกอบเป็นเวลา หลายลา้ นปี ทาใหส้ ารระเหยต่าง ๆ ระเหยออกไป จนแปรสภาพเป็นถ่านเน้ือแน่น ปริมาณคาร์บอน จะมากหรือนอ้ ยข้ึนอยกู่ บั อายขุ องถ่านหิน แหล่งถ่านหินพบอยทู่ ุกทวปี ในทวปี ยโุ รป อเมริกาเหนือ และสหราชอาณาจกั ร เป็นถ่านหินในยคุ Carboniferous มีอายปุ ระมาณ 250 ลา้ นปี ส่วนในทวปี เอเชียและประเทศไทยจะเป็นถ่านหินในยคุ Cretaerous และ Tertiary และมีอายนุ อ้ ยประมาณ 20 ลา้ นปี

23 หน่วยที่ 2 หน่วยท่ี 2 ชื่อวชิ า เช้ือเพลิงและวสั ดุหล่อล่ืน รหสั วชิ า 3101-2001 สอนคร้ังที่ 2 ชื่อหน่วย เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) จานวน 2 ช่ัวโมง ชื่อเรื่อง เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) ข้นั ตอนการกาเนิดถ่านหนิ ลาดับแรก ถ่านหินจะเกิดบริเวณท่ีเป็นหนอง บึง แอ่งน้า หรือที่ช้ืนแฉะ ริมแมน่ ้า ริมทะเล ที่มีระดบั ต่ากวา่ บริเวณรอบขา้ งซ่ึงเกิดจากการยบุ ตวั ลง หรือบริเวณรอบขา้ งมีการยกตวั สูงข้ึน เน่ืองจากการปรับตวั ของผวิ โลก ลาดับทสี่ อง บริเวณน้ีมีสภาพแวดลอ้ มท่ีอานวยใหม้ ีพืชเกิดข้ึนและ อาศยั อยอู่ ยา่ งหนาแน่น มีวงจรชีวิตหลายคร้ัง มีท้งั เกิดข้ึนและลม้ ตายลง ติดต่อกนั เป็ นช่วงๆ ทาใหม้ ีซากพชื ตา่ งๆ สะสมทบั ถมกนั เป็นจานวน มาก ลาดับทส่ี าม เม่ือบริเวณน้ีมีการผพุ งั เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของผวิ โลกทาใหม้ ีตะกอนดินมาทบั ถมซากพืชและซากส่ิงมีชีวติ อื่น รวมท้งั มี การเปล่ียนแปลงสภาพแวดลอ้ ม ลาดับทส่ี ่ี อิทธิพลจากท้งั แรงกดดนั แลความร้อนภายในโลกเป็น เวลานานๆ ทาใหถ้ ่านพีตถูกอดั ตวั กลายเป็นถ่านหิน ซ่ึงมีคุณลกั ษณะ แตกต่างกนั ในแต่ละแห่ง ท้งั น้ีข้ึนอยกู่ บั ลกั ษณะและชนิดของพืชพนั ธุ์ ลาดบั ทห่ี ้า เมื่อเวลาผา่ นไปนานๆ อาจมีดินและหินมาทบั ถมแหล่ง ซากเหล่าน้นั และปกคลุมช้นั ถ่านหินเอาไวจ้ นอยใู่ นสภาพปัจจุบนั

24 หน่วยท่ี 2 หน่วยที่ 2 ชื่อวชิ า เช้ือเพลิงและวสั ดุหล่อลื่น รหสั วชิ า 3101-2001 สอนคร้ังท่ี 2 ชื่อหน่วย เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) จานวน 2 ช่ัวโมง ช่ือเรื่อง เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) ประเภทของถ่านหนิ ถ่านหินอาจจาแนกออกไดเ้ ป็น 4 ประเภทใหญ่ ๆ ตาม คุณภาพและอายขุ องถ่านหิน ดงั ตอ่ ไปน้ี 1. ถ่านพตี (Peat) เป็นถ่านหินอายนุ อ้ ยคุณภาพต่าท่ีสุด ยงั ปรากฏใหเ้ ห็นร่องรอย เศษซากเน้ือไมอ้ ยมู่ าก มีปริมาณสารระเหยความช้ืน และออกซิเจนค่อนขา้ งสูง ใหค้ ่าความร้อนต่า และมีควนั มากเม่ือเผาไหมถ้ ่านพตี นบั ไดว้ า่ เป็นผลผลิตข้นั เร่ิมตน้ ในกระบวนกลายเป็นถ่านหิน รูปที่ 2.6 ถ่านพตี (http://www.promma.ac.th : 10 / 01 / 2553) 2. ถ่านลกิ ไนต์ (Lignites) เป็นถ่านหินสีน้าตาล โครงสร้างเป็ นแผน่ ยงั ปรากฏวา่ มี รอยเน้ือไมอ้ ยบู่ า้ ง มีสารระเหยค่อนขา้ งสูง ความช้ืนสูง และปริมาณกามะกนั สูง รูปท่ี 2.7 ถ่านลิกไนต(์ http://www.promma.ac.th : 10 / 01 / 2553)

25 หน่วยที่ 2 หน่วยที่ 2 ชื่อวชิ า เช้ือเพลิงและวสั ดุหล่อลื่น รหสั วชิ า 3101-2001 สอนคร้ังที่ 2 ช่ือหน่วย เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) จานวน 2 ช่ัวโมง ชื่อเร่ือง เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) 3. ถ่านบิทมู นิ ัส ( Bituminous) เป็นถ่านท่ีมีปริมาณคาร์บอนคงที่นอ้ ยกวา่ แอนทรา ไซด์ แต่มีสารระเหยมากกวา่ จึงติดไฟง่ายใหค้ ่าความร้อนสูง เน้ือถ่านเป็ นสีดา เป็นมนั วาวและมี กามะถนั ต่า นิยมใชเ้ ป็นเช้ือเพลิงในระบบเผาไหมข้ นาดใหญ่ รูปท่ี 2.8 ถ่านบิทมู ินสั (http://www.promma.ac.th : 10 / 01 / 2553) รูปที่ 2.11 การทาเหมืองใตด้ ิน(http://pix.com.ua/th/people : 10 / 01 / 2553)

26 หน่วยท่ี 2 หน่วยที่ 2 ช่ือวชิ า เช้ือเพลิงและวสั ดุหล่อลื่น รหสั วชิ า 3101-2001 สอนคร้ังที่ 2 ช่ือหน่วย เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) จานวน 2 ชั่วโมง ชื่อเรื่อง เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) 4. ถ่านแอนทราไซด์ (Anthracite) เป็นถ่านหินคุณภาพสูงที่สุด มีลกั ษณะแขง็ เปราะมีสีดาสนิทเป็นมนั แวววาว และเป็นเน้ือเดียวกนั มีปริมาณคาร์บอนคงตวั สูง มีสารระเหยต่า ปริมาณกามะถนั ต่า ติดไฟยาก แต่เมื่อติดไฟแลว้ จะใหค้ วามร้อนสูงและติดไฟอยไู่ ดน้ าน มีราคาแพง จึงไมน่ ิยมนามาใชเ้ ป็นเช้ือเพลิงโดยตรง แต่จะใชเ้ ป็ นวตั ถุดิบในอุตสาหกรรมอื่น ๆ รูปท่ี 2.9 ถ่านแอนทราไซด์(http://www.promma.ac.th : 10 / 01 / 2553) การสารวจหาแหล่งถ่านหิน การสารวจหาแหล่งถ่านหินมีข้นั ตอนเหมือนการสารวจหาแหล่งแร่หรือสารวจหา ปิ โตรเลียม แต่ค่อนขา้ งง่ายกวา่ เนื่องจากช้นั ถ่านหินอยใู่ นระดบั ต้ืนกวา่ ปิ โตรเลียม ในบางแหล่งเพยี งแค่ สารวจเบ้ืองตน้ ทางธรณีวทิ ยากส็ ามารถคาดคะเนถึงแหล่งถ่านหินไดแ้ ลว้ แต่อยา่ งไรก็ตามเพอ่ื ศึกษาถึง ปริมาณสารองของถ่านหินวา่ จะคุม้ ค่ากบั การลงทุนหรือไม่จึงจาเป็นตอ้ งสารวจโดยละเอียดทางธรณีฟิ สิกส์ และเจาะสารวจเพ่ือคานวณหาปริมาณสารองที่แน่นอนเสียก่อนจึงจะดาเนินการในข้นั ต่อไป การสารวจทางธรณีวทิ ยาจะใชแ้ ผนที่ทางธรณีวทิ ยา ภาพถ่ายทางอากาศ ภาพถ่ายดาวเทียมประกอบกบั การเขา้ ไปศึกษาลกั ษณะภูมิประเทศ เกบ็ ตวั อยา่ งหิน วเิ คราะห์ตวั อยา่ งหินและถ่านหินท่ีพบเพือ่ เป็น ขอ้ พจิ ารณาในการสารวจข้นั ต่อไป การสารวจทางธรณีฟิ สิกส์จะทาใหไ้ ดข้ อ้ มลู ที่รวดเร็วคลอบคุมพ้นื ท่ีไดก้ วา้ งกวา่ และทาใหท้ ราบถึง โครงสร้างของช้นั หินประเภทต่าง ๆ รวมถึงช้นั ของถ่านหินวา่ อยทู่ ี่ระดบั ความลึกเทา่ ใดมีขอบเขตกวา้ งขวาง แค่ไหนเพื่อนาขอ้ มูลไปวเิ คราะห์แปลความหมายเชิงธรณีวทิ ยาโดยละเอียดอีกคร้ังหน่ึง

หน่วยท่ี 2 27 ช่ือวชิ า เช้ือเพลิงและวสั ดุหล่อล่ืน รหสั วชิ า 3101-2001 ช่ือหน่วย เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) หน่วยท่ี 2 สอนคร้ังท่ี 2 ช่ือเร่ือง เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) จานวน 2 ช่ัวโมง วธิ ีสารวจทางธรณีฟิ สิกส์ที่นิยมใชใ้ นการสารวจหาถ่านหินมีหลายวธิ ีเช่น การสารวจโดยวดั แรงโนม้ ถ่วงของโลก การสารวจโดยวธิ ีวดั คลื่นไหวสะเทือนและการสารวจโดยวธิ ีวดั ความเขม้ ของสนามแมเ่ หลก็ เป็น ตน้ หลงั จากน้นั จึงจะทาการเจาะสารวจเพื่อศึกษาปริมาณสารอง ขอบเขตการแผก่ ระจายของถ่านหินเพ่ือเป็น ขอ้ มูลประกอบการทาเหมืองตอ่ ไป การทาเหมืองถ่านหิน การทาเหมืองถ่านหินเพื่อนาถ่านหินมาใชป้ ระโยชน์แบง่ เป็น 2 แบบดว้ ยกนั คือการทาเหมืองแบบเหมือง เปิ ด (Surface mining) และการทาเหมืองแบบเหมืองใตด้ ิน (Underground mining) ในการพิจารณาเลือก รูปแบบการทาเหมืองน้นั แต่ละแบบมีขอ้ จากดั ขอ้ ดีขอ้ เสียต่างกนั ซ่ึงจะตอ้ งยดึ เอาลกั ษณะทางธรณีวทิ ยาของ แหล่งถ่านหินและความคุม้ ค่าทางเศรษฐศาสตร์เป็ นหลกั ในการพิจารณา การทาเหมืองแบบเหมืองเปิ ดเหมาะ กบั กรณีท่ีแหล่งถ่านหินอยไู่ มล่ ึกจากผวิ ดินมากนกั การทาเหมืองแบบน้ีจะใชเ้ คร่ืองจกั รเปิ ดนา้ ดินออกจนถึงช้นั ถ่านหินแลว้ ขดุ ถ่านหินข้ึนมาใชก้ ารทาเหมืองแบบน้ีจะปลอดภยั ที่สุด

28 หน่วยท่ี 2 หน่วยท่ี 2 ชื่อวชิ า เช้ือเพลิงและวสั ดุหล่อลื่น รหสั วชิ า 3101-2001 สอนคร้ังที่ 2 ช่ือหน่วย เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) จานวน 2 ช่ัวโมง ช่ือเรื่อง เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) การทาเหมืองแบบเหมืองใตด้ ินเหมาะกบั แหล่งถ่านหินที่อยลู่ ึกจากผวิ ดินมาก ๆ หรือแหล่งถ่านหินอยู่ ใกลช้ ุมชนการทาเหมืองใตด้ ินค่อนขา้ งอนั ตรายเนื่องจากกา๊ ซมีเทนในช้นั ถ่านหินจะถูกระบายออกมาสะสมใน บริเวณหนา้ งานซ่ึงอาจจะลุกติดไฟไดห้ ากมีประกายไฟนอกจากน้ียงั มีปัญหาการฟ้ ุงกระจายของฝ่ นุ ผงถ่านหิน ในการขนยา้ ย ถา้ ความหนาแน่นของฝ่ นุ สะสมถึงจุดท่ีเหมาะสม ประกอบกบั อุณหภูมิและความดนั เหมาะสม อาจทาใหเ้ กิดการระเบิดอยา่ งรุนแรงได้ รูปท่ี 2.10 การทาเหมืองแบบเหมอื งเปิ ด (http://th.wikipedia.org: 10 / 01 / 2553) แหล่งถ่านหินในประเทศไทย ปริมาณสารองถ่านหินของโลกสารวจปี พ.ศ. 2548 มีปริมาณสารอง 909 พนั ลา้ นตนั มีอตั ราการผลิต 5.85 พนั ลา้ นตนั ประเทศท่ีมีปริมาณสารองสูงสุด 5 ประเทศแรก ไดแ้ ก่ สหรัฐอเมริกา รัสเซีย จีน อินเดีย และออสเตรเลีย ประเทศไทยมีปริมาณสารองถ่านหิน 1.4 พนั ลา้ นตนั คิดเป็น 0.1 % ของปริมาณสารองถ่านหินท้งั โลก การใชถ้ ่านหินนบั วนั ยง่ิ จะเพิ่มมากข้ึน ซ่ึงเป็นผลมาจากปิ โตรเลียมมีราคาสูงข้ึน โดยเฉพาะน้ามนั ดิบ ราคาขยบั สูงข้ึนทุกปี ถ่านหินจึงถูกนามาใชเ้ ป็นเช้ือเพลิง ทดแทนโดยเฉพาะ ใชเ้ ป็นเช้ือเพลิงผลิตพลงั งานไฟฟ้ า การสารวจหาแหล่งถ่านหินในประเทศไทย เป็นหนา้ ท่ีของ กรมทรัพยากรธรณี การสารวจหาแหล่งถ่านหิน ต้งั แต่ปี พ.ศ. 2530 – 2539 พบแหล่งถ่านหินรวมท้งั สิ้น 75 แห่ง มีแอง่ ที่มีศกั ยภาพสูง 20 แอง่ คิดเป็นปริมาณสารอง 870.05 ลา้ นตนั ดงั แสดงในตาราง 2.1

29 หน่วยที่ 2 หน่วยท่ี 2 ช่ือวชิ า เช้ือเพลิงและวสั ดุหล่อลื่น รหสั วชิ า 3101-2001 สอนคร้ังที่ 2 ช่ือหน่วย เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) จานวน 2 ชั่วโมง ชื่อเร่ือง เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) 2.3 ประโยชน์ของถ่านหิน ถ่านหินเป็นเช้ือเพลิงแขง็ ที่สามารถนามาใชป้ ระโยชน์หลายอยา่ ง เช่น 1. ใชเ้ ป็นเช้ือเพลิงสาหรับหุงตม้ ในครัวเรือน ใหค้ วามอบอุ่นในบา้ น 2. ใชเ้ ป็นเช้ือเพลิงใหค้ วามร้อน ในอุตสาหกรรม เช่น การผลิตปูนซีเมนต์ การถลุงเหลก็ และ อุตสาหกรรมกระดาษ เป็นตน้ 3. ใชเ้ ป็นเช้ือเพลิงผลิตพลงั งานไฟฟ้ า 4. ใชเ้ ป็นวตั ถุดิบในการผลิตน้ามนั เช้ือเพลิงสังเคราะห์ 5. ใชเ้ ป็นวตั ถุดิบในการผลิตกา๊ ซเช้ือเพลิง 6. ใชเ้ ป็นวตั ถุดิบในการผลิตสารเคมี 7. ใชท้ าผวิ หนา้ แบบหล่อโลหะ เพอ่ื ให้น้าโลหะไหลไดด้ ีข้ึน การแปรรูปถ่านหิน ถา่ นหินนอกจากจะใชเ้ ป็นเช้ือเพลิง โดยตรงแลว้ ยงั สามารถแปรรูปเป็ น ผลิตภณั ฑอ์ ื่น ๆ เพอ่ื ใหไ้ ดเ้ ช้ือเพลิงท่ีมีคุณภาพและสะอาด กระบวนการแปรรูปแบ่งไดด้ งั น้ี 2.3.7.1 การคาร์โบไนซ์ถ่านหิน (Coal carbonization) เป็ นการเพิม่ ปริมาณ คาร์บอนใหถ้ ่านหิน โดยนาถ่านหินไปอบในท่ีไม่มีอากาศ เป็นการไล่ความช้ืน และสารระเหยออกไป ผลผลติ ทไี่ ด้คือ ถ่านโค้กนั่นเอง การคาร์โบไนซ์ ถ่านหิน มี 2 วธิ ี คอื 1) การคาร์โบไนซ์ถ่านหินท่ีอุณหภูมิต่า โดยใชอ้ ุณหภูมิประมาณ 600 องศาเซลเซียส จะไดถ้ ่านโคก้ และก๊าซถ่านหิน (Coke oven gas) ถ่านโคก้ ที่ไดส้ ามารรถนาไปใชใ้ นครัวเรือนได้ 2) การคาร์โบไนซ์ถ่านหินอุณหภูมิสูง โดยใชอ้ ุณหภูมิ ประมาณ 1,000 องศาเซลเซียส จะไดถ้ ่านโคก้ น้ามนั รวมท้งั กา๊ ซถ่านหินดว้ ย โดยทว่ั ไปแลว้ ถ่านหินที่ใชใ้ นการผลิตถ่านโคก้ จะใช้ บิทมู ินสั 2.3.7.2 การแกซิฟายถ่านหิน(Gasification of coal) เป็นกระบวนการเผาไหม้ ถ่านหินในท่ีจากดั อากาศโดยใหถ้ ่านหินทาปฏิกิริยากบั อากาศและไอน้าภายใตอ้ ุณหภมู ิและความดนั สูงจะไดก้ ๊าซเช้ือเพลิงที่ประกอบดว้ ย ก๊าซไฮโดรเจนและก๊าซคาร์บอนมอนน็อกไซดเ์ ป็ นส่วนใหญ่ ก๊าซจะถูกนาไปทาความสะอาดโดยกาจดั มลพิษก่อนส่งไปใชง้ าน กระบวนการน้ีเป็นวธิ ีการผลิตเช้ือ

30 หน่วยท่ี 2 หน่วยที่ 2 ช่ือวชิ า เช้ือเพลิงและวสั ดุหล่อล่ืน รหสั วชิ า 3101-2001 สอนคร้ังท่ี 2 ช่ือหน่วย เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) จานวน 2 ชั่วโมง ชื่อเร่ือง เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) เพลิงสะอาดจากถ่านหินที่ดีที่สุดวธิ ีหน่ึง สามารถใชก้ บั ถ่านหินคุณภาพต่าปริมาณกามะถนั สูง เป็นการ ลดปัญหามลภาวะจากการใชถ้ ่านหินเป็นเช้ือเพลิงโดยตรง ปัจจุบนั การพฒั นากระบวนการแกซิฟายเนน้ การ ผลิตกา๊ ซท่ีมีคุณภาพเทียบเทา่ ก๊าซธรรมชาติ เรียกวา่ ก๊าซธรรมชาติสงั เคราะห์(Synthetic natural gas) โดย อาศยั ปฏิกิริยาการเกิดก๊าซมีเทนขณะแกซิฟายหรือปฏิกิริยาภายหลงั แกซิฟายดว้ ยตวั เร่งปฏิกิริยา ของก๊าซ คาร์บอนมอนอกไซดแ์ ละไฮโดรเจน C + 2H2  CH4 CO + 3H2  CH4 + H2O นอกจากการแกซิฟายถ่านหินเพอื่ ผลิตกา๊ ซเช้ือเพลิงคุณภาพดีแลว้ ยงั พฒั นาการผลิต ก๊าซเพอื่ เป็นสารต้งั ตน้ สาหรับอุตสาหกรรมปิ โตรเคมีอ่ืน ๆ โดยผลิตเป็นกา๊ ซสังเคราะห์ท่ีประกอบดว้ ยกา๊ ซ หลกั สองชนิด คือก๊าซคาร์บอนมอนอกไซดแ์ ละไฮโดรเจนในสดั ส่วนตา่ ง ๆ เช่น CO : H2 เทา่ กบั 1 : 2 เพอ่ื เป็ นสารต้งั ตน้ ผลิตเมทานอลเป็นตน้ กระแสไฟฟ้ า เป็นการใชป้ ระโยชน์จากกา๊ ซใหม้ ากท่ีสุดก่อนที่จะปล่อยทิ้งไป การผลิตเช้ือเพลิงเหลวสงั เคราะห์จากถ่านหิน 1. กระบวนการฟิ ชเชอร์ทรอปส์ เป็นกระบวนการผลิตเช้ือเพลิงเหลวจากถ่านหินทางออ้ ม โดย ข้นั ตอนแรกจะเป็นการแกซิฟายใหไ้ ดก้ ๊าซคาร์บอนมอนอกไซดแ์ ละไฮโดรเจนที่ความดนั สูงและใช้ ออกซิเจนบริสุทธ์ิแทนอากาศ จากน้นั นาก๊าซท้งั สองเขา้ ทาปฏิกิริยาฟิ ชเชอร์ทรอปส์ โดยใชต้ วั เร่งปฏิกิริยา เขา้ ช่วยที่อุณหภูมิประมาณ 315 – 370 องศาเซลเซียส จะไดผ้ ลผลิตท้งั กา๊ ซและน้ามนั ท่ีคลา้ ยปิ โตรเลียม สามารถนาไปกลน่ั เป็นเช้ือเพลิงชนิดตา่ ง ๆ ต่อไป 2. กระบวนการไฮโดรจีเนชนั่ เป็นกระบวนการผลิตเช้ือเพลิงเหลวจากถ่านหินโดยตรง โดยเติม ไฮโดรเจนท่ีอยใู่ นรูปของก๊าซหรือสารละลายใหถ้ ่านหินที่ความดนั ระหวา่ ง 200 -680 บาร์ อุณหภูมิ ประมาณ 500 องศาเซลเซียส ไฮโดรเจนจะเขา้ ทาปฏิกิริยากบั คาร์บอนกลายเป็นสารประกอบ ไฮโดรคาร์บอนว่งึ จะอยใู่ นรูปของกา๊ ซและของเหลวคลา้ ยปิ โตรเลียมซ่ึงตอ้ งนาไปผา่ นกระบวนการกลน่ั และปรับปรุงคุณภาพก่อนนาไปใชง้ านตอ่ ไป

31 หน่วยท่ี 2 หน่วยท่ี 2 ชื่อวชิ า เช้ือเพลิงและวสั ดุหล่อลื่น รหสั วชิ า 3101-2001 สอนคร้ังที่ 2 ช่ือหน่วย เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) จานวน 2 ชั่วโมง ช่ือเรื่อง เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) จากรูปท่ี 2.12 ถ่านหินจะถูกส่งเขา้ ไปในเตาเพอ่ื ทาปฏิกิริยากบั อากาศซ่ึงจะไดก้ ๊าซ คาร์บอนมอนอกไซดแ์ ละไฮโดรเจนเป็นส่วนใหญ่ จากน้กั ๊าซไหลผา่ นเครื่องทาความสะอาดและหล่อเยน็ ก่อนที่จะถูกส่งเขา้ ไปจุดระเบิดท่ีเคร่ืองกงั หนั กา๊ ซ ก๊าซไอเสียท่ีมีความร้อนและ แรงดนั สูงจะขบั กงั หนั ท่ีต่อเพลาขบั เยนเนอเรเตอร์ทาใหไ้ ดก้ ระแสไฟฟ้ าออกมา กา๊ ซไอเสียเม่ือออกจาก กงั หนั จะถูกส่งเขา้ ไปในหมอ้ ไอน้าซ่ึงจะไดไ้ อน้าไปขบั กงั หนั ไอน้าอีกคร้ังหน่ึงเพื่อผลิต 2.12 การแกซิฟายถ่านหิน(http://criepi.denken.or.jp :12 / 01 / 2553)

หน่วยท่ี 2 32 ชื่อวชิ า เช้ือเพลิงและวสั ดุหล่อลื่น รหสั วชิ า 3101-2001 หน่วยท่ี 2 สอนคร้ังท่ี 2 ช่ือหน่วย เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) จานวน 2 ช่ัวโมง ช่ือเร่ือง เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) แบบทดสอบก่อนเรียน - หลงั เรียน คาสั่ง : จงทาเคร่ืองหมายกากบาท ( X ) เลือกขอ้ ที่ถูกท่ีสุดเพยี งคาตอบเดียว 1. ถ่านหินชนิดใดมีคุณภาพดีที่สุด ก. ถ่านฟี ท ข. ถ่านลิกไนต์ ค. ถ่านบิทูมินสั ง. ถ่านแอนทราไซด์ 2. ถ่านหินท่ีมีความช้ืนสูงให้ความร้อนต่า คือ ข. ถ่านลิกไนต์ ก. ถ่านพที ง. ถ่านแอนทราไซด์ ค. ถ่านบิทมู ินสั ข. ถ่านลิกไนต์ 3. ถ่านหินชนิดใดที่นาไปผลิตถ่านโคก้ ง. ถ่านแอนทราไซด์ ก. ถ่านพีท ค. ถ่านบิทูมินสั ข. ใชห้ ุงตม้ ง. เผาปนู ซีเมนต์ 4. ถ่านโคก้ สามารถนาไปใชป้ ระโยชนค์ ือ ก. ผลิตภณั ฑถ์ ่านหิน ค. ถลุงเหล็ก 5. ประเทศไทยมีถ่านหินชนิดใดมากท่ีสุด ข. ถ่านลิกไนต์ ก. ถ่านพีท ง. ถ่านแอนทราไซด์ ค. ถ่านบิทมู ินสั ข. การแก๊สซิฟาย 6. ก๊าซถ่านหินไดม้ าจากกระบวนการใด ง. การใชต้ วั เร่งปฏิกิริยา ก. การไฮโดรจีเนชน่ั ค. การฟิ ชเชอร์ทรอปร์ ข. การแก๊สซิฟาย ง. ถูกทุกขอ้ 7. กระบวนการผลิตน้ามนั จากถ่านหิน คือ ก. การไฮโดรจีเนชนั่ ค. การคาร์โบไนต์

หน่วยที่ 2 33 ชื่อวชิ า เช้ือเพลิงและวสั ดุหล่อลื่น รหสั วชิ า 3101-2001 ช่ือหน่วย เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) หน่วยที่ 2 สอนคร้ังที่ 2 จานวน 2 ชั่วโมง ชื่อเรื่อง เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) ข. ไฮโดรเจน 8. ธาตุใดในถ่านหินที่เป็ นสิ่งไม่ตอ้ งการ ง. ออกซิเจน ก. คาร์บอน ค. กามะถนั 9. ขอ้ ดีของเช้ือเพลิงอดั แทง่ คือ ก. คา่ ความร้อนสูง ข. เผาไหมไ้ ดน้ าน ค. ใชแ้ ทนฟื นได้ ง. มีควนั นอ้ ยมาก 10. แหล่งถ่านหินของประเทศไทย ที่มีปริมาณมากที่สุดอยทู่ ่ีใด ก. จงั หวดั อุดรธานี ข. จงั หวดั กระบ่ี ข. จงั หวดั ตาก ง. จงั หวดั ลาปาง

หน่วยที่ 2 34 ชื่อวชิ า เช้ือเพลิงและวสั ดุหล่อล่ืน รหสั วชิ า 3101-2001 ช่ือหน่วย เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) หน่วยท่ี 2 สอนคร้ังท่ี 2 จานวน 2 ชั่วโมง ช่ือเร่ือง เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) เฉลยแบบทดสอบท่ี 2 1. ง 2. ก 3. ค 4. ค 5ข 6. ข 7. ก 8. ค 9. ค 10. ข

35 หน่วยที่ 2 หน่วยที่ 2 ชื่อวชิ า เช้ือเพลิงและวสั ดุหล่อลื่น รหสั วชิ า 3101-2001 สอนคร้ังที่ 2 ช่ือหน่วย เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) จานวน 2 ชั่วโมง ชื่อเร่ือง เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) กจิ กรรมการเรียนการสอน นาเข้าสู่บทเรียน 1. ครูใหผ้ เู้ รียนลงมือทาขอ้ สอบในเรื่องพลงั งานและ ( 10 นาที) 2. ครูใหผ้ เู้ รียนส่งขอ้ สอบพร้อมกระดาษคาตอบ 3. กล่าวนาเขา้ สู่บทเรียนโดยพดู คุยถึงเรื่องการใชเ้ ช้ือเพลิง ( 5 นาที ) 4. ครูแจกเอกสารประกอบการเรียนการสอนการหน่วยที่ 2 (เรื่องเช้ือเพลิงแขง็ ) และครูสุ่มถามทบทวน เรื่องท่ีเรียนในสปั ดาห์ที่แลว้ (10 นาที) ข้ันให้ความรู้ 1. ครูอธิบายรายละเอียดตามเอกสารประกอบการสอนคร้ังที่ 2 พร้อมแผน่ ใส และต้งั คาถามเป็นระยะๆ เพ่ือกระตุน้ ใหผ้ เู้ รียน มีความกระตือรือร้นอยตู่ ลอดเวลาและจดบนั ทึกยอ่ ส่ง (40 นาที ) 2. ครูใหผ้ เู้ รียนสรุปเรื่องท่ีสอนมาส่งรายบุคคล( 40 นาที ) ข้ันสรุป 1. ครูและผเู้ รียน ช่วยกนั สรุปเน้ือหาตามท่ีครูไดท้ าการสอนมา แลว้ เปิ ดโอกาสใหผ้ เู้ รียนไดช้ กั ถามขอ้ สงสยั (15 นาที )

หน่วยที่ 2 36 ช่ือวชิ า เช้ือเพลิงและวสั ดุหล่อลื่น รหสั วชิ า 3101-2001 ช่ือหน่วย เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) หน่วยท่ี 2 สอนคร้ังที่ 2 ชื่อเรื่อง เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) จานวน 2 ช่ัวโมง ข้นั ประเมินผลและวดั ผล 1. ครูประเมินความรู้ของผเู้ รียนโดยการสุ่มถาม 2. ครูใหผ้ เู้ รียนทาใบงานเร่ืองท่ีสอนเพอ่ื ประเมินความเขา้ ใจในเรื่องท่ีสอน 3. ครูมอบหมายแบบฝึกหดั ใหก้ ลบั ไปทาเป็นการบา้ นส่งก่อนเขา้ เรียนคร้ังต่อไป 4. แจกเอกสารประกอบการเรียนคร้ังที่ 3 ใหผ้ เู้ รียน ไปอา่ นเตรียมเรียนในคร้ังตอ่ ไป 5. ครูใหผ้ เู้ รียนทาแบบทดสอบหลงั เรียน สื่อการเรียนการสอน ส่ือสิ่งพมิ พ์ 1. แผนการสอนรายวชิ าเช้ือเพลิงและวสั ดุหล่อลื่น 2. เอกสารประกอบการสอนหน่วยที่ 2 ในหวั ขอ้ เรื่องเช้ือเพลิงแขง็ 3. แผน่ ใสประกอบการสอนในหวั ขอ้ เร่ืองเช้ือเพลิงแขง็ การวดั ผลและประเมนิ ผล 1. สังเกตความสนใจผเู้ รียน 2. ความรับผดิ ชอบต่องานท่ีมอบหมาย 3. การใหค้ วามร่วมมือในการทากิจกรรมระหวา่ งเรียน 4. ใหท้ าแบบทดสอบ 5. ตรงตอ่ เวลา

37 หน่วยที่ 2 หน่วยที่ 2 ช่ือวชิ า เช้ือเพลิงและวสั ดุหล่อลื่น รหสั วชิ า 3101-2001 สอนคร้ังที่ 2 ชื่อหน่วย เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) จานวน 2 ช่ัวโมง ช่ือเร่ือง เช้ือเพลิงแขง็ (Rigid Fuel) บนั ทกึ หลงั การสอน ผลการใชแ้ ผนการสอน………………………………………………………......................................... …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… ผลการเรียนของนกั เรียน…………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… ผลการสอนของครู………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………..