อบรม gasifier สถผ
TRANSCRIPT
ความรเบองตนเกยวกบเทคโนโลย
การผลตกาซเชอเพลงชวมวล
(Biomass Gasification) (Biomass Gasification)
นายเยาวธร อชวงกลนายเยาวธร อชวงกลนายเยาวธร อชวงกลนายเยาวธร อชวงกลวศวกรเครองกลปฏบตการวศวกรเครองกลปฏบตการ
สานกวจย คนควาพลงงานสานกวจย คนควาพลงงานสานกวจย คนควาพลงงานสานกวจย คนควาพลงงาน
การอบรมความรเรองการผลตกาซชวภาพและเทคโนโลย Gasifier
17 มถนายน 2553
1
17 มถนายน 2553
หองประชม 603 อาคาร 7 พพ.
หวขอการนาเสนอ
ความรเบองตนเกยวกบเทคโนโลย Gasification11
การประยกตใชงานระบบ Gasification2
ตวอยางโรงงานอตสาหกรรมทใช Gasification3 ตวอยางโรงงานอตสาหกรรมทใช Gasification3
ถาม - ตอบ4
2
การเผาไหม
สามารถจาแนกรปแบบของการเผาไหมได 2 ลกษณะ
1. การเผาไหมแบบสมบรณ (Complete Combustion)
CH
O2 CO2 H2O
( p )
HEnergy
2 ไ ไ (I l t C b ti )2. การเผาไหมแบบไมสมบรณ (Incomplete Combustion)
C O C O H OCOCH
O2 C O H2OCO2
HCH4H2 Energy
การเผาไหม
การเผาไหมแบบ Directการเผาไหมแบบสมบรณ
Direct Combustion
CarbonizationCarbonization
การเผาไหมแบบไมสมบรณ
Pyrolysis
GasificationGasification
การเผาไหม
กระบวนการผลตก าซ เช อ เพ ลงช วมวล (Biomass Gasification) คอ การเผาไหมเชอเพลง( o ass Gas cat o ) รเ ไ มเ เ ลงชวมวลโดยการจากดอากาศเขาทาปฏกรยา สงผลใหเกดการเผาไหมทไมสมบรณ ไดผลผลตเปนกาซใหเกดการเผาไหมทไมสมบรณ ไดผลผลตเปนกาซทสามารถตดไฟได เชน คารบอนมอนอกไซด ไฮโมเทน และไฮโดรเจน
C OC H C OC H4 H2
เปรยบเทยบเทคโนโลยการเผาไหมตรงกบ Gasification
• ประสทธภาพการผลตไฟฟา ประมาณ 20-30 %
ระบบเผาไหมตรง (หมอไอนา)
0 30 %
• ตองมวศวกรควบคมระบบ
• ราคาคาลงทนสง• ราคาคาลงทนสง
• เหมาะสมสาหรบโรงไฟฟาและโรงงานอตสาหกรรมขนาดใหญญ
ป ไฟฟ 15 17 %
ระบบ Gasification
• ประสทธภาพการผลตไฟฟา 15 – 17 %
• ราคาลงทนไมสงมากนก
• การ Operate และบารงรกษาทาไดงาย
• เหมาะสมสาหรบโรงไฟฟาขนาดเลก เชน ระดบชมชนชมชน
ประเภทของระบบผลตกาซเชอเพลงชวมวล
ซ ช ใช ใ ป 2 ประบบผลตกาซเชอเพลงทนยมใชกนในปจจบนมอย 2 รปแบบ
เตาผลตกาซเชอเพลงแบบอากาศ เตาผลตกาซเชอเพลงแบบอากาศเตาผลตกาซเชอเพลงแบบอากาศไหลขน (Updraft Gasifier)
เตาผลตกาซเชอเพลงแบบอากาศไหลลง (Downdraft Gasifier)
เปรยบเทยบระบบผลตกาซเชอเพลงแบบ Updraft และ Downdraft
Updraft Downdraft
ขนาดของชวมวล (มม ) 5 - 100 20 - 100ขนาดของชวมวล (มม.) 5 - 100 20 - 100
ความชน (%) <50 <15 - 20
องคประกอบเถา <15 <5องคประกอบเถา <15 <5
ความหนาแนนของชวมวลทใชได (กก./ลบ.ม.)
>400 >500(กก./ลบ.ม.)
อณหภมหลอมเหลวของเถา (C) 1,250 >1,250
ปรมาณนามนดนปะปนในกาซ (กอน 50 - 150 0 - 1ปรมาณนามนดนปะปนในกาซ (กอนผานกระบวนการทาความสะอาด)* (กรม/ลบ.ม.-กาซ)
50 150 0 1
* คณสมบตของกาซเชอเพลงชวมวลทสามารถใชไดกบเครองยนตสนดาปภายใน จะตองมนามนดนปะปนไมเกนกวา 50 มลลกรม/ลบ.ม.-กาซ /(0.05 กรม/ลบ.ม.-กาซ)
เปรยบเทยบระบบผลตกาซเชอเพลงแบบ Updraft และ Downdraft
Updraft Downdraft
• สามารถใชไดกบชวมวลทมความชนสง
• ชวมวลทนามาใชตองมความชนตา
• ปรมาณเถาชวมวลหลงเกดปฏกรยามปรมาณสง ไ
• ปรมาณเถาชวมวลหลงเกดปฏกรยามปรมาณตา ไ • กาซชวมวลทไดคอนขาง
สกปรก• เหมาะสมสาหรบการนาไปใช
• กาซชวมวลทไดคอนขางสะอาด
• เหมาะสมสาหรบนาไปใชเปน• เหมาะสมสาหรบการนาไปใชผลตความรอน (ใชในหมอนาเพอทดแทนนามนเตา / LPG)
• เหมาะสมสาหรบนาไปใชเปนเชอเพลงในเครองยนตสนดาปภายใน (เพราะมป )LPG) ปรมาณนามนดนตา)
ปฏกรยาในการผลตกาซเชอเพลงชวมวล
ขนตอนการอบแหง
(Drying Zone)
เปนขนตอนแรกของการผลตกาซเชอเพลงชวมวล อณหภมในเขตนจะ
(Drying Zone)
เชอเพลงชวมวล อณหภมในเขตนจะอยในระหวาง 100-135 oC ความชนของชวมวลจะถกระเหยออกไปเปนสวนใหญ
ชวมวล + ความรอน ชวมวลแหง +
นา
ขนตอนการกลนสลาย
ปฏกรยาในการผลตกาซเชอเพลงชวมวล
ขนตอนการกลนสลาย (Pyrolysis)
อณหภมในเขตนจะอยในระหวาง 450-600 oC โครงสรางของ450 600 C โครงสรางของเชอเพลงจะถกสบายโดยความรอนไดผลผลตทเปนอนทรยสาร สวน
ใหญเปนของเหลว เชน นามนดน และสารระเหยอนๆ และกาซช ช ส เชอเพลงชวมวลบางสวนจะเกดขนในปรกรยานชวมวล + ความรอน ถาน + CO+CO +ชวมวล + ความรอน ถาน + CO+CO2 +
H2O+ CH4+ C2H6+pyroligneous + นามนดน นามนดน
ไ
ปฏกรยาในการผลตกาซเชอเพลงชวมวล
ขนตอนการเผาไหม(Combustion Zone)
โ หรอเรยกอกอยางวา โซนออกซเดชน (Oxidation zone) อากาศจะถก สงผานเขามาในบรเวณน และสมผส
900 -1,200 0Cสงผานเขามาในบรเวณน และสมผสกบเชอเพลงทาใหเกดปฏกรยาเคมระหวางกาซออกซเจนในอากาศกบคารบอน และไฮโดรเจนในเชอเพลง ทาใหเกดกาซคารบอนไดออกไซด
และนา
2CO + O2 2CO22CO + O2 2CO2
2H2 + O2 2H2O
ปฏกรยาในการผลตกาซเชอเพลงชวมวล
ขนตอนรดคชน
(Reduction Zone)(Reduction Zone)
เปนขนตอนสดทายของการผลตกาซ ใ เชอเพลงชวมวล อณหภมในเขตนจะ
อยในระหวาง 600-700 oC เกดกาซเชอเพลง ไดแก
600 – 700 0C
เชอเพลง ไดแก คารบอนมอนอกไซด (CO) ไฮโดรเจน (H2) และมเทน (CH4)( 2) ( 4)
C + CO2 2COC + H O CO + HC + H2O CO + H2C + 2H2O CO2 + 2H2CO + H2O CO2 + H22 2 2C + 2H2 CH4
ตวอยางการออกแบบระบบ Gasifier โดยสงเขป
จากทฤษฎการออกแบบระบบ Gasifier ของ Venselar
• เสนผานศนยกลางของ Hearth Zone ตองมขนาดใหญกวาคอคอด (throat) ญอยางนอย 10 ซม.
• อากาศทผานหวฉด (Nozzle) เขาสโซนการเผาไหม : 30-35 เมตร / วนาท
• มมบรเวณชวง Throat : 45 – 60O
• ชวงรดคชนจะตองอยตากวา throat อยางนอย 20 cm.
• ขนาดชวมวลทเหมาะสม 5 x 8 ซม.
การคานวณประสทธภาพของระบบ Gasifier
%100)()(×
Δ×××+×= pgggg TCQQH ρ
η %100××
=ss
th MHη
ηth : ประสทธภาพเชงความรอนของระบบ (%)Qg : อตราการไหลเชงปรมาตรของกาซเชอเพลง (ลบ.ม./วนาท)Qg : อตราการไหลเชงปรมาตรของกาซเชอเพลง (ลบ.ม./วนาท)ρg : ความหนาแนนของกาซเชอเพลง (กก./ลบ.ม.)Cp : คาความรอนของกาซเชอเพลง (กโลจลส/กโลกรม)
∆T : ผลตางอณหภมระหวางกาซเชอเพลงกบอณหภมอากาศทเขาทาปฏกรยา (เคลวน)
Hs : คาความรอนของชวมวล (กโลจลส/กโลกรม)Hs : คาความรอนของชวมวล (กโลจลส/กโลกรม)Ms : อตราการสนเปลองชวมวล (กโลกรม/วนาท)
อปกรณทาความสะอาดกาซชวมวล
ไซโคลน (Cyclone)
ทาการคดแยกฝนโดยอาศยแรงเหวยง อนภาคอากาศทหนกกวาจะถกเหวยงออกและปะทะกบผนงและตกลงสเบองลาง สวนลมสะอาดจะหมนวนและออกทางดานบนของชดดกจบฝน
อปกรณทาความสะอาดกาซชวมวล
สครบเบอร (Scrubber)
ทาการคดแยกฝนโดยอาศยการกระจายนาโดยหวฉดความดนตา พนละอองนาผานการไหลของกาซชวมวลทสกปรกเพอคดแยกสงสกปรกละอองนาผานการไหลของกาซชวมวลทสกปรกเพอคดแยกสงสกปรกออกประสทธภาพของระบบมคาประมาณ 70%
อปกรณทาความสะอาดกาซชวมวล
ระบบกรอง (Filter)
ประกอบดวยถงผากรองซงใชในการกรองฝน ประสทธภาพการกรองขนอยกบความละเอยดของถงกรองขนอยกบความละเอยดของถงกรอง
ตวอยางโครงการตดตงและสาธตตวอยางโครงการตดตงและสาธตระบบผลตกาซเชอเพลงชวมวลง
ระบบผลตพลงงานจากชวมวลระดบชมชนแบบ Three Stages Gasifier
-เปนระบบ Gasifier ท พพ. พฒนารวมกบเครอเจรญโภคภณฑ และมหาวทยาลยเกษตรศาสตรมหาวทยาลยเกษตรศาสตร
- เปนระบบแรกในประเทศไทยทมการแยกขนตอนการทาปฏกรยาออกจากเตาเผาหลก
- ปรมาณนามนดนในกาซนอย (21 มก./ ซ)ลบ.ม.-กาซ)
- การ Operate คอนขางซบซอน
- อยระหวางขนตอนการวจยและพฒนาปรบปรงประสทธภาพ
ปจจบนตดตงและสาธตขนาด 400 kW- ปจจบนตดตงและสาธตขนาด 400 kW อยทโรงสขางสหกรณการเกษตรทาโขลง จ.ลพบร
ระบบผลตพลงงานจากชวมวลระดบชมชนแบบ Three Stages Gasifier
ทอลาเลยงชวมวล
1st - Stage
โซนอบแหงชวมวล
กระพอรบชวมวล2nd - Stage
โซนกลนสลายโซนกลนสลาย
3rd - Stage
โซนเผาไหมและรดคชน
โครงการศนยสาธตและพฒนาพลงงานทดแทนจากขาวครบวงจร
อาหารสตวสถานทดาเนนโครงการ
อาหารสตวทงตระพงโคลน อ.ลาดบวหลวง จ.พระนครศรอยธยา
ราขาว
กากราโรงสขาว
แกลบ ไฟฟานามนรา
ไฟฟาไฟฟา
Gasifier ชมชนปยชวภาพเถาแกลบ
ระบบผลตกาซชวมวลเพอผลตพลงงานความรอนในโรงงานอตสาหกรรมขนาดเลก
สถานทตดตง : บรษท อตสาหกรรมการเกษตรเขาคอ จากด (โครงการอนเนองมาจากพระราชดาร)
กาลงการผลตตดตง 320 kW-ความรอน
)
เชอเพลง ถานไม ซงขาวโพด
อตราการ ป
13.75-28 75
47.5-100สนเปลองเชอเพลง(กก./ชวโมง)
28.75
ประสทธภาพเชงความรอน (%)
75.27-95.19
70.57-89.86
ไปใช ผลตนารอนเพอลวกสมนไพรการนาไปใชงาน ผลตนารอนเพอลวกสมนไพร และใชความรอนอบแหงสมนไพรหรอผลไม
ทดแทนนามนเตา 130
(ลตร/ชวโมง)
โรงไฟฟาระบบ Gasification
บรษท ซพรมรนวเอเบล เอนเนอรย จากดบรษท ซพรมรนวเอเบล เอนเนอรย จากด
อ.เวยงแกน จ.เชยงราย
ประเภทของระบบ
Downdraft Gasification
กาลงการผลตตดตง
150 kW (จาหนายไฟฟาแบบ VSPP)
เชอเพลง ซงขาวโพด เศษไมเชอเพลง ซงขาวโพด , เศษไม
ระบบทาความสะอาด
Wet Scrubber and biomass filterความสะอาด
กาซbiomass filter
ผลพลอยไดจากระบบ
เถาชวมวล (ใชทาปย)จากระบบ
โรงไฟฟาระบบ Gasification
มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร
อ.เมอง จ.นครราชสมา
ประเภทของระบบ
Downdraft Gasification
กาลงการ 100 kWกาลงการผลตตดตง
100 kW
เชอเพลง ซงขาวโพด , ไมฟน , เหงามนสาปะหลงมนสาปะหลง
ระบบทาความสะอาด
Cyclone and chiller
กาซ
ผผลตเทคโนโลย
Satake, JAPAN
โครงการความรวมมอดาน Gasifier กบประเทศเพอนบาน
หมบานทบศอก
หมบาน Da Goon Di
แขวงจาปาสก
(48 kW)
Diangเมอง Twantay
(30 kW)
หมบาน Sway Sro NNos
(50 kW)
การพฒนาระบบ Gasifier ในอนาคต
Biomass Integrated Gasification Combine CycleBiomass Integrated Gasification Combine Cycle ((BIGCC)BIGCC)
สนใจขอมลเพมเตม ตดตอนายเยาวธร อชวงกล อาคาร 7 ชน 8 กลมพลงงานชวมวล , สวค.
โทร (02) – 223 – 0021 – 9 ตอ 1220t @d d [email protected]