National Innovation Awards Winners

ผลงานที่ได้รับรางวัลนวัตกรรมแห่งชาติ

Back
National Innovation Award 2016

รางวัลรองชนะเลิศอันดับ 1 ด้านเศรษฐกิจ ประจำปี 2016

โครงการนวัตกรรม
Hydrothermal process for sludge moisture reduction
ผู้เสนอผลงาน
Dr. Kriengkrai Suksankraisorn and Mr. Korakoch Phetdee
บริษัท เอสซีจี ซิเมนต์ จำกัด
ความเป็นนวัตกรรม

1. ปัญหาในการจัดการกากตะกอนน้ำเสียอุสาหกรรมที่มีความชื้นสูง ในปัจจุบันกากตะกอนน้ำเสียจากอุตสาหกรรมนับว่าเป็นของเสียที่ยากต่อการจัดการเนื่องจากมีปริมาณมากและมีความชื้นสูง ยิ่งไปกว่านั้นน้ำหรือความชื้นที่อยู่กากตะกอนนี้ยังอยู่ในรูปของ Bound water กล่าวคือจะเป็นลักษณะของเนื้อกากตะกอนที่ห่อหุ้มน้ำไว้ทำให้การบีบหรืออัดเพื่อลดความชื้นด้วยเครื่องลดความชื้นทางกล เช่น Filter press หรือ belt press นั้นไม่มีประสิทธิภาพ โดยทั่วไปกากตะกอนน้ำเสียที่ผ่านกระบวนการลดความชื้นทางกลแล้วจะมีความชื้นอยู่ที่ 80 เปอเซนต์ ซึ่งในปัจจุบันภายใน SCG การจัดการกากตะกอนน้ำเสียเหล่านี้จะกระทำโดยการเผากำจัดภายในเตาเผา หรือการว่าจ้างกำจัด ซึ่งวิธีที่เลือกใช้ในการกำจัดจะแตกต่างกันไปในแต่ละอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตามเนื่องจากกากตะกอนน้ำเสียนั้นมีความชื้นสูงทำให้มีค่าใช้จ่ายในการกำจัดที่สูง ไม่ว่าจะเป็นค่าใช้จ่ายทางด้านพลังงานที่ใช้ในการเผากำจัด และค่าใช้จ่ายในการว่าจ้างกำจัด ดังนั้นเพื่อเป็นการลดค่าใช้จ่ายในการกำจัดกากตะกอนน้ำเสียดังกล่าว จึงต้องมีการจัดการกากตะกอนน้ำเสียให้มีคุณสมบัติที่เหมาะสมก่อนที่จะทำการกำจัด นั่นคือการพยายามทำให้มีกากตะกอนน้ำเสียมีความชื้นต่ำลงมากที่สุด ยิ่งไปกว่านั้นการทำให้กากตะกอนน้ำเสียมีความชื้นต่ำลงยังทำให้กากตะกอนน้ำเสียเหล่านี้มีค่าความร้อนที่สูงขึ้น และมีคุณสมบัติใกล้เคียงกับเชื้อเพลิงทดแทนมากขึ้นอีกด้วย 2. เทคโนโลยีการลดความชื้นกากตะกอนน้ำเสียที่ใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตามในปัจจุบันเทคโนโลยีที่นิยมใช้ในการลดความชื้นของกากตะกอนคือวิธีการอบแห้ง (Dryer) ซึ่งมีหลักการทำงานคือการใช้พลังงานความร้อนเพื่อระเหยน้ำส่วนเกินออกจากกากตะกอนน้ำเสียจนกระทั่งกากตะกอนน้ำเสียมีความชื้นลดลงตามที่ต้องการ การลดความชื้นของกากตะกอนน้ำเสียด้วย Dryer นั้นเป็นกระบวนการที่ใช้พลังงานมากเนื่องจากต้องใช้พลังงานความร้อนในการระเหยน้ำตั้งแต่เริ่มต้นจนจบกระบวนการทำให้มีค่าใช้จ่ายด้านพลังงานที่สูงมากและไม่คุ้มค่าต่อการลงทุน ดังนั้นจึงต้องมองหาเทคโนโลยีอื่นๆที่มีการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพและคุ้มค่าต่อการลงทุน Hydrothermal นั้นนับว่าเป็นเทคโนโลยีที่มีศักยภาพและใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพในการลดความชื้นของกากตะกอนน้ำเสีย Hydrothermal เป็นกระบวนการที่ใช้น้ำ, ความร้อน และความดันร่วมกันในการทำปฏิกริยาเพื่อแปลงสภาพของตะกอนน้ำเสีย โดยกากตะกอนน้ำเสียที่ผ่านกระบวนการ Hydrothermal นั้นจะมีลักษณะเป็นรูพรุนเนื่องจากผนังเซลล์ของกากตะกอนน้ำเสียจะถูกทำลายทำให้น้ำที่ถูกห่อหุ้มอยู่ภายในเนื้อกากตะกอน (Bound water) นั้นสามารถแยกออกมาจากส่วนเนื้อของกากตะกอนได้ ทำให้เกิดการแยกชั้นระหว่างน้ำและเนื้อของกากตะกอนน้ำเสีย โดยกากตะกอนน้ำเสียเมื่อผ่านกระบวนการ Hydrothermal นั้นสามารถนำไปลดความชื้นต่อด้วยกระบวนการลดความชื้นทางกลด้วยวิธีการบีบ หรือ อัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ยิ่งไปกว่านั้นกระบวนการ Hydrothermal ยังใช้พลังงานความร้อนน้อยกว่ากระบวนการอบแห้งถึง 4 เท่า เนื่องจากพลังงานความร้อนนั้นต้องการเพื่อกระตุ้นให้เกิดปฏิกริยา Hydrothermal เท่านั้น 3. ความพร้อมของเทคโนโลยี Hydrothermal และแนวคิดในการพัฒนาต่อยอด องค์ความรู้ของเทคโนโลยี Hydrothermal เพื่อใช้ในการจัดการกากตะกอนน้ำเสียนั้นโดยมากจะอยู่ที่มหาวิทยาลัย และบริษัทในต่างประเทศเท่านั้น โดยขนาดของเครื่องจักรส่วนใหญ่ยังอยู่ในระดับห้องทดลอง (Lab scale) และเครื่องจักรต้นแบบ (Pilot scale) โดยมีเพียงจำนวนหนึ่งที่ได้ขยายผลไปสู่ขนาดอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตามเครื่องจักรเหล่านั้นยังไม่ได้ถูกออกแบบให้เหมาะสมต่อการทำงาน กล่าวคือกระบวนการทำงานยังเป็นในรูปแบบกะ (Batch wise) และใช้คนในการทำงานค่อนข้างมาก อีกทั้งยังมีการลงทุนที่สูงมากทำให้ไม่คุ้มค่าต่อการลงทุน ดังนั้น SCG จึงมีแนวคิดที่จะพัฒนาองค์ความรู้เรื่อง Hydrothermal ขึ้นภายในองค์กรและเพื่อขยายผลไปสู่การใช้งานในเชิงพาณิชญ์ โดย SCG ได้ริเริ่มโครงการ Hydrothermal มาตั้งแต่ปี 2012 โดยมีลำดับขั้นตอนการพัฒนาดังนี้ - ปี 2012: ทำการวิจัยร่วมกับผู้เชี่ยวชาญจากมหาวิทยาลัย Tokyo Institute of technology ประเทศญี่ปุ่นในการทดลองระดับห้องทดลองโดยมุ่งเน้นไปที่การหาพารามิเตอร์สำคัญต่างๆจากการทดลองกับกากตะกอนน้ำเสียในเครือ SCG - ปี 2013: ทำการขยายผลสู่เครื่องจักรต้นแบบขนาด 5 ตันต่อวันที่ติดตั้งอยู่ที่ บริษัทปูนซิเมนต์ไทย แก่งคอย จำกัด เพื่อเป็นการวิเคราะห์ผลกระทบจากขนาดของอุปกรณ์ (Scaling effect) และเพื่อยืนยันถึงความสอดคล้องกันระหว่างการทดลองในระดับห้องทดลอง และ การทดลองในระดับเครื่องจักรต้นแบบ - ปี 2014 ทำการขยายผลสู่โครงการระดับพาณิชญ์ขนาด 100 ตันต่อวันที่ติดตั้งอยูที่ บริษัทสยามคราฟอุสาหกรรม จำกัด โรงงานบ้านโป่ง โดยโครงการ Hydrothermal ขนาด 100 ตันต่อวันนี้มีเป้าหมายเพื่อที่จะลดค่าใช้จ่ายในการกำจัดกากตะกอนน้ำเสีย และเพื่อเปลี่ยนคุณลักษณะของกากตะกอนน้ำเสียให้สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงทดแทนถ่านหินในเตาเผา ยิ่งไปกว่านั้นโครงการนี้ยังเป็นการพิสูจน์เทคโนโลยี Hydrothermal ในระดับพานิชย์ซึ่งสามารถที่จะสามารถพัฒนาต่อยอดและขยายผลไปยังอุตสาหกรรมต่างๆทั้งในเครือและนอกเครือ SCG ได้อีกด้วย

ประโยชน์ด้านเศรษฐกิจ

โครงการ Hydrothermal ขนาด 100 ตันต่อวันนั้นก่อให้ผลการประหยัดพลังงานจากถ่านหินที่ใช้ในการเผากากตะกอนน้ำเสีย 7 ล้านบาทต่อปี หรือประหยัดค่าใช้จ่ายในการว่าจ้างกำจัดถึง 20 ล้านบาทต่อปี นอกจากนี้ยังสามารถสร้างผลประหยัดจากการนำเข้าเครื่องจักรจากต่างประเทศที่มีราคาสูงกว่า 3 – 4 เท่าอีกเป็นจำนวน 100 ล้านบาท และนับเป็นการริเริ่มการนำเทคโนโลยี Hydrothermal มาใช้ในประเทศไทยอีกด้วย

ยิ่งไปกว่านั้นโครงการนี้ยังมีศักยภาพในการขยายผลเพื่อการนำไปประยุกต์ใช้ทั้งภายในและภายนอกเครือ SCG ได้อีกด้วยโดยกลุ่มเป้าหมายจะเป็นกลุ่มอุตสาหกรรมที่มีระบบบำบัดน้ำเสียที่ก่อให้เกิดกากตะกอนน้ำเสียปริมาณมาก