งานด้านพลังงานต้องอาศัยปฏิกรณ์เคมีเป็นอุปกรณ์สำคัญเพื่อใช้เปลี่ยนแปลงสารตั้งต้นชนิดต่างๆให้เป็นเชื้อเพลิงที่มีประโยชน์ หรือเพื่อใช้กำจัดสารเจือปนในเชื้อเพลิง ตัวอย่างเช่น ปฏิกรณ์เคมีชนิดก๊าซบับเบิล (Bubble Column) เพื่อกำจัดไฮโดรเจนซัลไฟด์ออกจากก๊าซชีวภาพ  ปฏิกรณ์เคมีชนิดฟลูอิไดซ์เบดเพื่อเปลี่ยนก๊าซธรรมชาติให้เป็นเชื้อเพลิงที่มีโมเลกุลใหญ่ขึ้น เช่น ไดเมทิลอีเธอร์ (Dimethyl ether, DME)   และปฏิกรณ์เคมีชนิดฟลูอิ-ไดซ์เบดเพื่อเปลี่ยนสารไฮโดรคาร์บอนที่เป็นส่วนประกอบของเศษพลาสติกให้เป็นน้ำมันเชื้อเพลิง

ปัจจุบันนี้ ปฏิกรณ์เคมีที่ใช้แพร่หลายแบ่งได้เป็นหลายชนิด เช่น การแบ่งตามเฟสในปฏิกรณ์เป็นปฏิกรณ์สำหรับการเกิดปฏิกิริยาระหว่างก๊าซ-ของเหลว ก๊าซ-ของแข็ง ก๊าซ-ของเหลว-ของแข็ง ซึ่งจะขึ้นอยู่กับการประยุกต์ใช้งาน และรูปร่างของปฏิกรณ์เคมี ตัวอย่างปฏิกรณ์ที่เป็นที่รู้จักและใช้กันอย่างแพร่หลาย ได้แก่ ปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบด ปฏิกรณ์เบดนิ่ง ปฏิกรณ์บับเบิล ปฏิกรณ์แก๊สลิฟท์  การเลือกใช้ปฏิกรณ์ชนิดใดจะพิจารณาจากลักษณะของการเกิดปฏิกิริยาเคมี  ร่วมกับการถ่ายเทมวล และความร้อนที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยานั้น

1. ปฏิกรณ์การผลิตก๊าซไดเมทิลอีเธอร์สำหรับทดแทนดีเซล

            ไดเมทิลอีเธอร์ (Dimethyl ether, DME) เป็นพลังงานทดแทนสะอาดที่สามารถนำมาใช้แทนน้ำมันดีเซลได้ เนื่องจากมีคุณสมบัติใกล้เคียงกับก๊าซปิโตรเลียมเหลว (liquefied petroleum gas, LPG) ดังนั้น จึงสามารถใช้เทคโนโลยีเดียวกันในการขนส่งและแจกจำหน่ายได้  ไดเมทิลอีเธอร์สามารถผลิตได้จากก๊าซสังเคราะห์โดยตรง โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา CuO-ZnO-Al2O3/HZSM-5 ซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแบบไบฟังก์ชัน (bi-function) กลุ่มงานวิจัยกระบวนการผลิตดีเอ็มอีได้ทำการออกแบบกระบวนการ และสร้างเครื่องสังเคราะห์ไดเมทิลอีเธอร์จากก๊าซสังเคราะห์โดยใช้ปฏิกรณ์ปฏิกรณ์แบบ เบดนิ่ง (fixed bed) และปฏิกรณ์แบบฟลูอิไดซ์ (fluidized bed) ที่ความดันสูง พร้อมทั้งทำการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา งานวิจัยนี้ศึกษาสมรรถภาพของปฏิกรณ์ และข้อมูลการออกแบบปฏิกรณ์ เพื่อนำไปประยุกต์ใช้ในระดับอุตสาหกรรม

รูปที่  1.1  แผนผังการประยุกต์ใช้งานในด้านต่างๆ ของไดเมทิลอีเธอร์

รูปที่ 1.2  ปฏิกรณ์ปฏิกรณ์แบบเบดนิ่ง และปฏิกรณ์แบบฟลูอิไดซ์

2. ปฏิกรณ์การกำจัดไฮโดรเจนซัลไฟด์ในก๊าซชีวภาพ

            ปัจจุบันมีการผลิตก๊าซชีวภาพใช้ในฟาร์มเลี้ยงสัตว์มากขึ้น เพื่อลดปัญหาการปล่อยของเสียและน้ำเน่าสู่สิ่งแวดล้อม  ก๊าซชีวภาพสามารถนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า แต่การนำมาใช้มีปัญหาการกัดกร่อนของเครื่องยนต์และท่อนำก๊าซ  เนื่องจากก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่เจือปนอยู่ ซึ่งเป็นก๊าซกรดที่กัดกร่อนวัสดุเกือบทุกชนิด  จึงมีความจำเป็นที่จะต้องมีการบำบัดก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ออกก่อน  เพื่อยืดอายุเครื่องยนต์ อุปกรณ์ที่ใช้ก๊าซชีวภาพและประหยัดค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุง  โดยกลุ่มวิจัยได้ทำการออกแบบและสร้างปฏิกรณ์การกำจัดก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ โดยทำปฏิกิริยาออกซิเดชันด้วยสารละลายเหล็กคีเลท ข้อดีของกระบวนการนี้คือไม่จำกัดความเข้มข้น และปริมาณของก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์  ประสิทธิภาพในการบำบัดมากกว่า 98%  และยังสามารถฟื้นสภาพสารเคมีได้  ผลิตภัณฑ์เป็นกำมะถันที่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อีกด้วย

รูปที่ 2.1 บ่อก๊าซชีวภาพของฟาร์ม

รูปที่ 2.2 ถังปฏิกรณ์แบบหมุนเวียนอัตโนมัติ

3. ปฏิกรณ์การเปลี่ยนพลาสติกเป็นน้ำมันเชื้อเพลิง

            กระบวนการไพโรไลซิสสามารถเปลี่ยนขยะพลาสติกให้เป็นน้ำมันเชื้อเพลิง โดยอาศัยการแตกสลายด้วยความร้อน โดยมีหรือไม่มีตัวเร่งปฎิกริยา ภายใต้สภาวะที่ปราศจากตัวออกซิไดซ์ กระบวนการนี้ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่าการกำจัดขยะพลาสติกด้วยวิธีเผา และฝั่งกลบ ผลิตภัณฑ์หลักที่ได้จากการไพโรไลซิสประกอบด้วยก๊าซ และไฮโดรคาร์บอนเหลว  ปฏิกรณ์ชนิดฟลูอิดไดซ์เหมาะสมสำหรับการแตกตัวนี้ เนื่องจากมีการถ่ายเทความร้อน และมวลดี น้ำมันเชื้อเพลิงได้ร้อยละ 40.37 โดยมวล โดยแบ่งเป็นแก๊สโซลีน (C5-C12) เคโรซีน (C13-C17) และแก๊สออยล์ (>C18) เป็นร้อยละ 26.74,  63.11 และ 10.15 ตามลำดับ

รูปที่ 3.1 ปฎิกรณ์ไพโรไลซิส ชนิด ฟลูอิไดซ์เบต

รูปที่ 3.2 ปฎิกรณ์ไพโรไลซิส