Innovation Owner
Mr. PANOD NILPHAI
Student
Details
During the recent years, PM2.5 concentration is rising above the safety exposure limit in Thailand. PM2.5 could have originated from various sources such as exhaust fumes, open air burning, wildfire, etc. This concludes that all cities or places would have different PM source contributions. Most studies regarding the PM source findings were done based on chemical analysis. Our research team would like to predict the PM sources physically by nanostructures analysis. These methods would require the PM dust to be collected in a limited amount of time and dry. The use of paper filters may cause contamination from filter material which may cause errors in result evaluation. Our team suggests using Electrostatic Precipitator (ESP) where electrostatics is used to capture PM dust. This research mainly focuses on designing and building the ESP system for PM collection whereas the requirement is to collect at least 100 mg of PM dust within 1 day which would be adequate for nanostructure analysis. The study revealed that the customized ESP system could achieve of up to 80% collecting efficiency (which is more than the commercial ESP that we previously used), there’s a also a parametric study of relationships between flow velocity and collecting efficiency where collecting efficiency is inversely proportional to flow velocity. The suggested air velocity is not to exceed 2 m/s. However, there’re still more room for improvement of the ESP system for PM collection such as the convenience of PM collection process which resulted from the ESP construction geometry and sizes.
Objective
ในปัจจุบัน ประเทศไทยกำลังประสบปัญหาฝุ่น PM2.5 ทั่วประเทศ ซึ่งมีแหล่งกำเนิดของฝุ่นได้จากหลายแหล่งที่มา เช่น ควันจากท่อไอเสียรถยนต์ การเผาในที่โล่ง ไฟป่า และอื่นๆ ดังนั้น แหล่งที่มาของฝุ่นในแต่ละพื้นที่จึงมีแนวโน้มที่จะแตกต่างกันไป ในปัจจุบันโดยเป็นการวิเคราะห์เชิงเคมีเป็นหลัก ทางคณะผู้จัดเสนอแนวทางใหม่ในการศึกษาแหล่งที่มาของฝุ่นโดยวิธีการทางกายภาพโดยวิเคราะห์จากขนาดของอนุภาคและโครงสร้างเชิงนาโน การวิเคราะห์ข้างต้นนี้ตัวอย่างฝุ่นจำเป็นที่จะต้องถูกเก็บมาแบบแห้งในระยะเวลาจำกัด โดยไม่ควรใช้แผ่นกรองกระดาษในการเก็บฝุ่น เนื่องจากมีความเป็นไปได้ที่จะเกิดการลอกของแผ่นกรองออกมาด้วยในขั้นตอนการนำฝุ่นออกมา ทางคณะผู้จัดทำเห็นสมควรว่าเครื่อง Electrostatic Precipitator (ESP) หรือ เครื่องดักฝุ่นแบบไฟฟ้าสถิตย์ นั้นมีคุณสมบัติเหมาะสมที่จะนำมาเป็นเครื่องดักฝุ่นเพื่อนำไปทดสอบทางกายภาพตามที่กล่าวไว้ข้างต้น โดยในงานวิจัยนี้มุ่งเน้นไปในส่วนของการออกแบบและสร้างเครื่อง ESP ที่ใช้ในจุดประสงค์เฉพาะดังกล่าวข้างต้น โดยคณะผู้จัดทำสามารถสร้างเครื่องที่เก็บฝุ่นได้อย่างน้อย 100 mg ภายใน 1 วัน ซึ่งเพียงพอกับการนำไปศึกษาโครงสร้างเชิงนาโนใน 1 ครั้ง นอกจากนี้ จากการทดสอบการทำงานเบื้องต้นพบว่าเครื่องมีประสิทธิภาพในการดักฝุ่นถึง 80% (ซึ่งมากกว่าเครื่อง ESP ที่หามาได้ตามท้องตลาด) และยังพบอีกว่าประสิทธิภาพในการดักฝุ่นแปรผกผันกับความเร็วอากาศขาเข้า โดยความเร็วอากาศแนะนำจากการทดลองไม่เกิน 2 m/s อย่างไรก็ตามเครื่อง ESP ที่ใช้ในจุดประสงค์เฉพาะนี้ยังมีจุดที่สามารถพัฒนาได้อีก เช่น ความสะดวกในการเก็บฝุ่นที่เกี่ยวเนื่องมาจากลักษณะโครงสร้างเครื่อง และการปรับขนาดของเครื่องให้กระทัดรัดและเหมาะสมกับการใช้งาน เป็นต้น
มลพิษทางอากาศนั้นส่งผลกระทบโดยตรงต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของสิ่งมีชีวิตทั้งในระยะสั้นและระยะยาว มลพิษทางอากาศนั้นสามารถจำแนกได้เป็นหลายกลุ่ม นั่นคือ มลพิษในรูปแบบสถานะแก๊ส ได้แก่ แก๊สโอโซน แก๊สไนโตรเจนออกไซค์ เป็นต้น และ มลพิษในรูปแบบของแข็ง ได้แก่ ฝุ่นละอองต่างๆ ซึ่งจะถูกจำแนกด้วยขนาดเป็นหลัก ในที่นี้ ฝุ่นละอองขนาดเล็ก (Particulate Matter) ตัวย่อ “PM” จะเป็นประเด็นสำคัญของงานวิจัยนี้เนื่องด้วยในปัจจุบัน สถานการณ์ฝุ่น PM2.5 ใน ประเทศไทยโดยเฉพาะภาคกลางและภาคเหนือ มีแนวโน้มที่จะรุนแรงขึ้นในฤดูหนาวของทุกปี