สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

1

รายงานการวจย

การออกแบบระบบการหมนเวยนความรอนทสงผลตอปฏกรยาการเผาไหม ในกระบวนการรดกชนส าหรบเตาผลตแกสเชอเพลงแบบไหลลง

Design of heat-recirculating system that affect combustion reaction in reduction zone for downdraft gasifier.

นางสาวนาตยา เจรญสข

นายธนกฤต ภทรเกษวทย

งานวจยนไดรบงบประมาณจากเงนกองทนสงเสรมการวจย ป พ.ศ. 2558

มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

2

หวของานวจย การออกแบบระบบการหมนเวยนความรอนทสงผลตอปฏกรยาการเผาไหม ในกระบวนการรดกชนส าหรบเตาผลตแกสเชอเพลงแบบไหลลง ชอนกวจย นางสาวนาตยา เจรญสข

นายธนกฤต ภทรเกษวทย สาขา วศวกรรมเครองกล

คณะ วศวกรรมศาสตรและสถาปตยกรรมศาสตร ปการศกษา 2558

บทคดยอ งานวจยนไดศกษาการออกแบบและทดสอบเตาผลตแกสแบบไหลลงโดยใชเชอเพลง ชวมวลจากกะลามะพราว และไมยคาลปตสทผานการใชงานแลวจากการกอสราง ความชนของชวมวลไมเกน 15 % ลกษณะของเตาเปนถงทรงกระบอกมขนาดเสนผานศนยกลาง 30 cm สง 134 cm และมขนาดเสนผานศนยกลางคอคอดเทากบ 7 cm โดยจะศกษาอทธพลของตวแปรตางๆทมผลตอสมรรถนะของเตาผลตแกสแบบไหลลง เชน อตราการไหลของอากาศและชนดของเชอเพลงทใชทดสอบเพอวเคราะหหาองคประกอบตางๆของแกสชวมวลดวยเครอง Gas Chromatography (GC) จากการทดสอบโดยควบคมอตราการไหลของอากาศในชวง 0.0010 m3/s - 0.0046 m3/s พบวาอตราการไหลของอากาศทเหมาะสมกบการผลตแกสชวมวลจากกะลามะพราวคอ 0.0018 m3/s โดยมองคประกอบของแกสทสามารถเผาไหมไดสงสดคอ แกสคารบอนมอนนอกไซด 34.97 % แกสมเทน 6.41 % และแกสไฮโดรเจน 21.65 % สวนอตราการไหลของอากาศทเหมาะสมกบการผลตแกสชวมวลจากไมยคาลปตสคอ 0.0026 m3/s โดยมองคประกอบของแกสทสามารถเผาไหมไดสงสดคอแกสคารบอนมอนนอกไซด 34.50 % แกสมเทน 5.49 % และแกสไฮโดรเจน 20.96 %

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

3

กตตกรรมประกาศ

งานวจยการศกษาการออกแบบระบบการหมนเวยนความรอนทสงผลตอปฏกรยาการเผาไหม ในกระบวนการรดกชนส าหรบเตาผลตแกสเชอเพลงแบบไหลลง

ส าเรจลลวงได ผจดท าไดรบความอนเคราะหและชวยเหลอจากบคลากรหลายๆทาน และสาขาวศวกรรมเครองกลทใหความอนเคราะหครภณฑ

ในการนทางคณะผจดท าตองขอขอบพระคณแผนกวจย สถาบนวจยและพฒนา และคณะวศวกรรมศาสตรและสถาปตยกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม ทชวยสนบสนนงานวจยเงนงบประมาณผลประโยชน ป พ.ศ. 2558

สดทายนคณะผจดท าหวงเปนอยางยงวา งานวจยน มคณคาและประโยชนทางดานวจยแกผทตองการศกษาขอมลตอไป

คณะผจดท า มถนายน 2558

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

4

สารบญ หนา บทคดยอ 2 กตตกรรมประกาศ 3 บทท 1 บทน า 6

1.1 หลกการและเหตผล 6 1.2 งานวจยทเกยวของ 7 1.3 วตถประสงค 8

1.4 ขอบเขตของการวจย 8 1.5 วธการวจย 9 1.6 ระยะเวลาและแผนด าเนนโครงการวจย 9 1.7 ประโยชนของงานวจย 11

1.8 แผนการใชจายเปนงบประมาณ 11 บทท 2 ทฤษฎและการวเคราะห 12 2.1 ชวมวล 12 2.2 กระบวนการและปฏกรยาการผลตแกสซฟเคชน 15

2.3 ชนดและลกษณะของเตาผลตแกสซไฟเออร 16 2.4 คณสมบตของเชอเพลงชวมวล 20 2.5 ปจจยทมผลตอกระบวนการผลตแกสเชอเพลง 22 2.6 การใชประโยชนจากแกสเชอเพลง 23 2.7 สงเจอปนแกสชวมวล 23 2.8 การวเคราะหทางเศรษฐศาสตร 24 2.9 เครองวเคราะหแกสและความรอนเชอเพลง 26 บทท 3 วธการด าเนนงาน 30 3.1 หลกการออกแบบเตาผลตแกสแบบไหลลง 30 3.2 การออกแบบเตาผลตแกสแบบไหลลง 31 3.3 อปกรณและวธการทดลอง 36 บทท 4 การวเคราะหและผลการทดลอง 39 4.1 ผลการวเคราะหองคประกอบของแกสเมอมการเปลยนแปลงอตราการไหล 39 4.2 ผลการหาคาความรอนของเชอเพลงชวมวล 50

4.3 ผลการผลการวเคราะหทางเศรษฐศาสตร 50

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

5

สารบญ(ตอ) หนา บทท 5 สรปผลและขอเสนอแนะ 53 5.1 สรปผล 53 5.2 ขอเสนอแนะ 53 เอกสารอางอง 54

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

6

บทท 1 บทน า

1.1 หลกการและเหตผล เนองจากประเทศไทยเปนประเทศเกษตรกรรม ประชาชนสวนใหญประกอบอาชพเกษตรกร ผลพลอยไดทส าคญทนอกเหนอจากผลผลตการเกษตรคอวสดทเหลอทงทางการเกษตร เชน กะลามะพราว แกลบ กากออย กากปาลม เปนตน ซงปรมาณวสดทเหลอทงดงกลาวจะแปรผนและขนอยกบปรมาณผลผลตทางการเกษตร

ตารางท 1.1 ศกยภาพชวมวลเชงพนทของประเทศไทยป 2552 [13] ชนด ผลผลต

(ton) ชวมวล ปรมาณชวมวลเหลอใช(ton) คาความรอน

(MJ/kg)

ออย 66,816,446 ชานออย 4,190,794.31 14.40

ยอดและใบ 13,439,727.21 17.39

ขาว แกลบ 3,510,598.90 14.27

ฟางขาว 25,646,547.96 10.24

ถวเหลอง 190,480 ตน/เปลอก/ใบ 170,383.17 19.44

ขาวโพด 4,616,119 ซง 584,539.15 18.04

ล าตน 2,758,777.36 18.04

ปาลมน ามน

8,162,379 ทะลายเปลา 1,024,868.34 17.86

ใย 162,970.06 17.62

กะลา 38,959.04 18.46

กาน 2,203,740 9.83

มนส าปะหลง 30,088,025 ล าตน 2,439,236.19 18.42

เหงา 1,834,466.88 18.42

มะพราว 1,380,980

กาน 628,990.82 15.40

กาบ 464,250.95 16.23

กะลา 128,936.58 17.93

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

7

พลงงานมความส าคญอยางยงตอการด ารงของมนษย พลงจากชวมวลจดวาเปนแหลงพลงงานเรมแรกทมมนษยน ามาใชในการหงตมอาหารและใหความอบอน เมอโลกมการพฒนาสามารถคนพบและน าเชอเพลงฟอสซลจากพภพได เชน ถานหน น ามน แกสธรรมชาตมาใชเปนแหลงพลงงานหลก การใชชวมวลจงไดลดความส าคญลงเนองจากเชอเพลงฟอสซลมความสะดวกและประยกตใชประโยชนไดกวางขวางมากกวา แตปจจบนเชอเพลงฟอสซลมปรมาณจ ากดจงท าใหเกดวกฤตพลงงานขน เนองจากพลงงานเปนปจจยส าคญในการตอบสนองความตองการขนพนฐานของประชาชน และเปนตวแปรส าคญในการขบเคลอนเศรษฐกจ และมอตราการใชพลงงานเพมขนทกป เนองจากเศรษฐกจไทยมการขยายตวสงขน สงผลใหการใชพลงงานเชงพาณชยขนตนทกชนดเพมสงขน

ดงนนงานวจยนจงไดท าการออกแบบและสรางระบบการผลตแกสเชอเพลงจากเศษวสด ชวมวล โดยใชเครองผลตแกสเชอเพลงแบบไหลลง (Down draft Gasifier) ซงเปนเทคโนโลยทนยมใชเพอแกปญหาเกยวกบทารทเกดขนโดยออกแบบเตาใหมคอคอด (Throat) และจดวางคอคอดในโซนเผาไหมเพอลดพนทหนาตดของโซนนใหมการสงผานความรอนในคอคอด นอกจากนยงออกแบบเตาผลตแกสใหมการสงถายความรอนตงแตโซนเผาไหม (Combustion or Oxidation zone) ไปจนถงโซนอบแหง (Drying zone) เชอเพลงทใชในโครงงานนคอ ชวมวลจากไมยคาลปตสทใชงานแลวจากงานกอสราง และกะลามะพราว เพอมงเนนในการลดประมาณเชอเพลงในภาคครวเรอน

1.2 งานวจยทเกยวของ

Mechanical Wood Products Branch (1986) Wood gas as engine fuel ไดออกแบบระบบ ผลตแกสแบบไหลลงเพอใชเปนเชอเพลงในเครองยนต โดยใชไมเปนเชอเพลงในการผลตแกส โดยการออกแบบใหเตาใหมคอคอด (Throat) และจดวางคอคอดในโซนเผาไหม (Combustion or Oxidation zone) เพอลดพนทหนาตดของโซนนใหมการสงผานความรอนในคอคอดนเพยงจดเดยว โดยให combustion products ไหลผานในต าแหนงทมอณหภมสง

สรย จรญศกด (2543) ไดศกษาการใชพลงงานความรอนจากเตาผลตแกสแบบไหลลงเพอใชในการผลตเซรามกโดยใชไมยางพาราเปนเชอเพลง จากการทดลองผลตแกสทอตราการไหลอากาศตางกนพบวาทอตราการไหลอากาศ 1.0 x 10-3m3/s, 3.0 x 10-3m3/s, 5.0 x 10-3m3/s มอตราการสนเปลองเชอเพลง 3.83 kg/h, 5.33 kg/h, 6.17 kg/h และใหคาความรอนเทากบ 3.13 MJ/Nm3, 3.26 MJ/Nm3, 3.52 MJ/Nm3 ตามล าดบ วภาวรรณ แสงสงา (2544) ไดท าการเปรยบเทยบการผลตเซรามก โดยใชพลงงานความ รอนทไดจากเตาผลตแกสแบบ UpDraft และ Downdraft เตาผลตแกสทใชในการทดลองมความจ 0.309m3 จากการทดลองผลตแกสทอตราการไหลอากาศตางกน 3 ระดบพบวาทอตราการ ไหลอากาศ 3.0 x 10-3m3/s, 4.0 x 10-3m3/s, 5.0 x 10-3 m3/s มอตราการสนเปลองเชอเพลง 9 kg/h, 10.79

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

8

kg/h, 18 kg/h และใหคาความรอนเทากบ 4072.32 kJ/Nm3, 4391.87 kJ/Nm3, 3857.35 kJ/Nm3 ตามล าดบ รตน เลหวนช (2550) ไดท าการออกแบบและทดสอบเตาผลตแกสชวมวลแบบไหลลงส าหรบการอบแหงปย จากการทดสอบพบวาเตาชวมวลมศกยภาพในการลดปรมาณการใชเชอเพลงในกระบวนการอบปยไดถง 45.7 % เมอเทยบกบเตาฟน และแกสชวมวลทผลตไดใหความรอนประมาณ 770.66 - 878.74 kw มประสทธภาพทางความรอนประมาณ 76.24 % - 86.93 % ไชยวฒน จวนทอง (2553) ไดศกษาการออกแบบเตาปฏกรณผลตแกสชวมวลจากใบออยโดยใชเทคโนโลยแกสซฟเคชน เตาปฏกรณทออกแบบนเปนชนดทใหแกชชวมวลไหลลงใชใบออยอดแทงขนาดเสนผานศนยกลาง 49 mm เปนเชอเพลง จากการทดสอบพบวาทอตราการไหลของอากาศเทากบ 3.0 m/s ขนาดความยาวแทงเชอเพลง 30 mm ใหปรมาณแกสชวมวลมากทสดคอ 2.46 Nm3/kg

1.3 วตถประสงค 1. เพอศกษาคณสมบตของ ProducerGas จากเตาผลตแกสแบบไหลลง ( Down Draft Gasifier) 2. เพอออกแบบและสรางเตาผลตแกสชวมวลโดยใชไมยคาลปตสทใชงานแลวจากงานกอสราง และกะลามะพราวเปนเชอเพลง

3. ประยกตใชระบบเทคโนโลยแกสซฟเคชนตนแบบไปใชในการหงตมในครวเรอน

1.4 ขอบเขตของการวจย 1. สรางเตาผลตแกสแบบไหลลง(Down Draft Gasifier) อากาศถกน าเขาจากทาดานขาง 2. ผลผลตทางการเกษตรทใชเปนเชอเพลงในการทดสอบคอ ไมยคาลปตสทใชงานแลวจากงาน

กอสราง และกะลามะพราว 3. วเคราะหองคประกอบแกสเชอเพลงไมยคาลปตสทใชงานแลวจากงานกอสราง และ

กะลามะพราวโดยใชเครอง Gas Chromatography 4. แกสทผลตไดใชในการหงตมในครวเรอน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

9

1.5 วธการวจย วธการด าเนนงาน (Methodology) แบงขนตอนการท างานออกเปน 2 สวน โดยมขนตอน

เตรยมขอมล การออกแบบ ทดสอบระบบ และวเคราะหผล สามารถอธบายการด าเนนงานดงน 1.5.1 เตรยมขอมล ขอมล โดยการศกษาถงแนวคดในการออกแบบเตาผลตแกสแบบไหลลง

(Down Draft Gasifier) ในสวนของระบบการหมนเวยนความรอนทสงผลตอปฏกรยาการเผาไหมในกระบวนการรดกชน

1. การศกษาและคนควาหาขอมลเบองตนทเกยวของกบงานวจย 2. ออกแบบเชงแนวคด อปกรณทดสอบ

.3. สรางเตาผลตแกสแบบไหลลง 4. ทดสอบและวเคราะหระบบการหมนเวยนความรอนทสงผลตอปฏกรยาการเผาไหมใน

กระบวนการรดกชนส าหรบเตาผลตแกสเชอเพลงแบบไหลลง

1.5.2 ทดสอบแบบจ าลองและวเคราะหผล โดยการทดสอบระบบการหมนเวยนความรอนทสงผลตอปฏกรยาการเผาไหมในกระบวนการรดกชน ศกษาคณสมบตของ ProducerGas จากเตาผลตแกสแบบไหลลง ( Down Draft Gasifier)และ วเคราะหพารามเตอรตางๆทมผลกระทบตอปฏกรยาการเผาไหมในกระบวนการรดกชน

1.6 ระยะเวลาและแผนด าเนนโครงการวจย ระยะเวลาและแผนด าเนนโครงการวจยนแบงเปน 2 ชวงส าหรบด าเนนงานวจยกจกรรมการ

ด าเนนการในทกๆ 1 เดอน (Gantt chart) สามารถแสดงไดในตารางผลงานในแตละชวงเวลาแผนการท างานตลอดโครงการ 11 เดอน ตามปงบประมาณ 2558 ดงน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

10

กจกรรม (ปงบประมาณ/2558)

กจกรรม ป 2557- 2558 ต.ค. พ.ย. ธ.ค. ม.ค. ก.พ. ม.ค. เม.ย. พ.ค. ม.ย. ก.ค. ส.ค. ก.ย.

1.6.1 เตรยมขอมลและสรางแบบจ าลอง

1) การศกษาและคนควาหาขอมลเบองตนทเกยวของกบงานวจย 2) ออกแบบเชงแนวคด แบบจ าลองและอปกรณ 3) สรางอปกรณทดสอบ พรอมท าการทดสอบ 1.6.2 ทดสอบระบบและออกแบบระบบ 4) ทดสอบระบบการท างาน 5) แกไขขอบกพรองอปกรณ 6) ทดลองและวเคราะหผลการทดสอบ 7) สรปงาน ปดบญช 8) ท ารายงานฉบบสมบรณ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

11

1.7 ประโยชนของงานวจย 1. เพอสรางมลคาแกวสดทเหลอทงจากกระบวนการทางการเกษตร 2. เพอสงเสรมเทคโนโลยระบบผลตแกสเชอเพลงจากชวมวลแบบไหลลง 3. น าแกสทไดไปใชในครวเรอน

4. เปนการอนรกษพลงงานโดยการใชพลงงานทดแทน

1.8 แผนการใชจายเปนงบประมาณ งบประมาณทงโครงการ 30,000 บาท ในเวลา 12 เดอน การคาใชจายในการด าเนนงานตามโครงการวจยส าหรบวงเงนทไดรบในปงบประมาณ พ .ศ.

2558 รายการ วงเงน งปม. ต.ค.-ธ.ค. ม.ค.-ม.ค เม.ย.-ม.ย. ก.ค.-ก.ย.

งบบคลากร - - - - - งบด าเนนการ 27,000 คาจางเหมาส ารวจขอมลเบองตน

1,000 1,000

คาจ างเหมาออกแบบและส ร า ง ร ะบบ ขอ งอปกรณการทดสอบ

17,000 17,000

คาจางเหมาในการตดตงระบบเครองมอวด

5,000 5,000

ค า จ า ง เ ห ม า ว ส ดเชอเพลง

1,500

คาจางพมพเอกสารและเขาเลม

1,500

คาวสดส านกงาน เชน CD กระดาษ หมกพมพ ฯลฯ

1,000

เงนสมทบ มทร.สว 5% 1,500 1,500 เงนสมทบ วจย 5% 1,500 1,500 รวมเงน 30,000 4,000 17,000 5,000

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

12

บทท 2 หลกการและทฤษฎทเกยวของ

เทคโนโลยแกสซฟเคชนเปนกระบวนการทางเคมความรอนโดยใชอากาศในการท าปฏกรยาทางเคมกบชวมวล กระบวนการแปรสภาพแกสเปนการเปลยนรปพลงงานจากชวมวลซงเปนเชอเพลงแขงใหเปนเชอเพลงแกส โดยใหความรอนผานตวกลางของกระบวนการเชน อากาศ ออกซเจนหรอไอน า ซงกระบวนการแกสซฟเคชนจะมความแตกตางจากกระบวนการเผาไหมโดยตรง โดยการเผาไหมโดยตรงเปนการเกดปฏกรยาออกซเดชนอยางสมบรณในหน งกระบวนการ แตส าหรบกระบวนการแกสซฟเคชนเปนการเปลยนรปพลงงานเคมภายในคารบอนของชวมวลไปเปนแกสทสามารถเผาไหมได โดยแกสทผลตไดจะมคณภาพทดกวาและงายตอการใชงาน

2.1 ชวมวล(Biomass) ชวมวล หมายถง วสดอนทรยซงสามารถเปลยนเปนพลงงานได ชวมวลเกดขนจากพชหรอสงมชวตทเตบโตผานการสงเคราะหแสง โดยทพชสงเคราะหคารบอนไดออกไซดและน าเกดเปนคารโบไฮเดรต (น าตาล) เคมทเกดขนจะกกเกบพลงงานแสงอาทตยและท าใหเกดโครงสรางของ ชวมวล ชวมวลเปนพลงงานทมาจากวสดเหลอใชทางการเกษตรทไมมวนหมดไป เพราะวงจรการผลตชวมวลคอวงจรของพชทมระยะเวลาสน ตางจากน ามนหรอถานหนทตองอาศยการทบถมกนเปนเวลาหลายลานป นอกจากนชวมวลสามารถผลตไดภายในประเทศ เกษตรกรจะมรายไดเพมขนจากการจ าหนายชวมวล และยงชวยลดการน าเขาพลงงานจากตางประเทศไดอกดวยขอดทส าคญทางสงแวดลอมคอ การใชชวมวลในการผลตความรอนหรอไฟฟาจะไมเพมปรมาณกาซคารบอนไดออกไซดในชนบรรยากาศ 2.1.1 ประเภทของชวมวล ชวมวลซงสามารถน ามาใชเปนวสดเชอเพลงเพอการแปรเปนพลงงานสามารถจดแบงได 5 ประเภทตามลกษณะของแหลงทมา ไดดงน 1) เชอเพลงชวมวลไดจากวสดเหลอใชทางการเกษตร เชน แกลบ ฟางขาง เมลดนน ซงขาวโพด กากมนส าปะหลง เปลอกถวลสง เปลอกมะพราว เมลดฝาย เปนตน 2) เชอเพลงชวมวลไดจากอตสาหกรรม เชน ชานออยจากกระบวนการผลตน าตาล กากสบปะรดโรงงานสบปะรดกระปอง 3) เชอเพลงชวมวลทไดจากสงทเหลอใชจากคนและสตว เชน เชอเพลงทไดจากเทศบาลและมลสตว เปนตน 4) เชอเพลงชวมวลทไดจากน าซงจดเปนประเภทเชอเพลงทมปรมาณความชนคอนขางสง ไดแก สาหราย และผกตบชวา เปนตน 5) เชอเพลงชวมวลทไดจากสวนเหลอของไม เชน เศษไม กงไม เปลอกไมและขเลอย

2.1.2 การหาคาความรอนของเชอเพลงชวมวล การวดคาความรอนของเชอเพลงชวมวลมวธการวดอยดวยกน 3 แบบคอ

1) คาความรอนต า หรอ Lower Heating Value (LHV) หมายถง การน าชวมวลหนก 1 กโลกรม มาหาคาความรอน คาทวดไดคอคาความรอนต า (LHV) ตอกโลกรม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

13

2) คาความรอนสง หรอ Higher Heating Value (HHV) หมายถงการน าชวมวลหนก 1 กโลกรมมาลดความชนหรอก าจดน าออกใหหมด จากนนน ามาหาคาความรอน คาทวดไดคอคาความรอนสง (HHV) ตอกโลกรม และมความสมพนธกบคาความรอนต าดงน

HHV = LHV +5.72 9H + M (2.1) หรอ

HHV = LHV + 23.95 9H + M (2.2) เมอ HHV คอ คาความรอนสง, kJ/kg

LHV คอ คาความรอนต า, kJ/kg H คอ ปรมาณเปอรเซนตของธาตไฮโดรเจนในชวมวล M คอ ปรมาณเปอรเซนตของความชนในชวมวล

3) คาความรอนแหง หรอ Dry Heating Value หมายถงการน าชวมวลจ านวนหนงมาลดความชนหรอก าจดน าออกใหหมด จากนนแบงมา 1 กโลกรมเพอน ามาหาคาความรอน คาทวดไ ด ค อ ค า ค ว า ม ร อ น แ ห ง ต อ ก โ ล ก ร ม แ ล ะ ม ค ว า ม ส ม พ น ธ ก บ ค า ค ว า ม ร อ น ส ง ด ง น

HHV Dry Heating value =

(1-M/100) (2.3)

2.1.3 ปรมาณความชนของชวมวล เชอเพลงแตละชนดจะมปรมาณความชนอยมากนอยไมเทากน ปรมาณความชนในเชอเพลงนอาจมอยแลวในธรรมชาต เชนความชนทมอยในไม หรอเปนความชนทเกดขนในขบวนการผลต หรอเปนความชนทเชอเพลงดดเขาไปในระหวางทเกบ ใน Down draft gasifier นนความชนของเชอเพลงจะถกก าจดไปในชวงของ Pyrolysis zone ซงอยเหนอ Combustion zone แตถาเชอเพลงมความชนสงมากเกนไป ความชนจะยงคงเหลออยเมอเชอเพลงเคลอนทลงไปถง Combustion zone ซงมอณหภมสงมาก ความชนเหลานนจะระเหยกลายเปนไอน าปนเขาไปกบแกส ผลเสยของเชอเพลงทมความชนสงนน นอกจากจะท าใหอณหภม Combustion zone ต าลง ซงจะสงผลใหแกสทไดมคาความรอนต าลงไปดวยไอน าทปนอยในแกสเชอเพลงจะกลนตวเปนหยดน าเกาะอยบนชนเชอเพลง หลงจากดบเตาหยดน าเหลานจะท าใหการจดเตาอกครงตองใชเวลามากกวาปกตเพราะตองใชเวลาระเหยน าดงกลาว

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

14

ตารางท 2.1 คาความชนเฉลยของเชอเพลงชนดตางๆ [1] ชนดของเชอเพลง คาความชนเปนเปอรเซนตโดยน าหนก

ไมฟน (พรอมทจะใช) 15-25

ไมฟน (ตดมาใหมๆ) สงกวา 60

ถานไม 3-5

พท 20-25

แอนทราไซท 5

กะลามะพราว(ตากแหง) 5

ไมยคาลปตส(ตากแหง) 14

2.1.3.1 การหาคาความชนของเชอเพลงชวมวล ความชนเปนตวบอกปรมาณของน าทมอยในวสด เมอเปรยบเทยบกบมวลวสดของชนหรอแหง ความชนในเนอวสดสามารถแสดงไดเปน 2 แบบ คอ 1) ความชนมาตรฐานเปยก

w

w - dM =

w (2.4)

2) ความชนมาตรฐานแหง

d

w - dM =

d (2.5)

เมอ wM คอ ความชนมาตรฐานเปยก, % dM คอ ความชนมาตรฐานแหง, % w คอ มวลของวสด, kg

d คอ มวลของวสดแหงทไมมความชน, kg

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

15

2.2 กระบวนการและปฏกรยาการผลตแกสซฟเคชน (Gasification Process) 2.2.1 กระบวนการอบแหง (Drying Process) คอกระบวนการระเหยความชนออกจาก เชอเพลงแขง โดยใชความรอนทผานมาจากโซนไพโรไลซส ไอน า และเชอเพลงแหงทไดจากกระบวนการอบแหง จะลงไปสโซนไพโรไลซส ซงอยในโซนถดไปดานลาง ปฏกรยาทเกดขนในกระบวนการอบแหงแสดงไดดงน

เชอเพลงชน+ความรอน ไอน า+เชอเพลงแหง

ชวงอณหภมในโซนอบแหงจะขนอยกบชนดของเชอเพลง ซงสามารถก าหนดไดจากการ วเคราะหเทอรโมกราวเมตรก (Thermogravimetric Analysis) ส าหรบเชอเพลงชวมวลจะมอณหภม ต ากวา 200 °C ความรอนทใชในโซนการอบแหงขนอยกบปรมาณความชนในเชอเพลงแขง 2.2.2 กระบวนการไพโรไลซส (Pyrolysis Process) คอกระบวนการยอยสลายดวยความรอนแบบไมใชออกซเจน สารระเหยทเปนองคประกอบของเชอเพลงแหง จะถกระเหยสลายออกมาจากเชอเพลงแขงดวยความรอนทไดจากโซนการเผาไหมทอยบรเวณดานลางของโซนไพโรไลซส ผลตภณฑทไดจากกระบวนการ ไพโรไลซสคอ ถาน และแกสไพโรไลซส เชน แกสคารบอนมอนอกไซด แกสมเทน แกสอเทน และแกสไฮโดรคารบอนอนๆ ปฏกรยาทเกดขนในกระบวนการไพโรไลซสแสดงไดดงน

เชอเพลงแหง+ไอน า+ความรอน ถาน+แกสไพโรไลซส+ไอน า

แกสไพโรไลซสและถานจากกระบวนการไพโรไลซส จะใชส าหรบกระบวนการเผาไหมเพอผลตพลงงานความรอนในโซนการเผาไหม ชวงอณหภมในโซนไพโรไลซสจะขน อยกบชนดของเชอเพลง ซงสามารถก าหนดไดจากการวเคราะหเทอรโมกราฟวเมตรก (Thermogravimetric Analysis) ส าหรบเชอเพลงชวมวลจะมอณหภม ระหวาง 200°C - 600 °C 2.2.3 กระบวนการเผาไหม (Combustion or Oxidation Process) แกสไพโรไลซสและถานทผานเขามาในโซนการเผาไหมจะท าปฏกรยาออกซเดชนกบอากาศทจายเขาสโซนการเผาไหม เพอผลตพลงงานความรอนส าหรบใชในโซนปฏกรยาอน เนองจากความรอนทใชในกระบวนการผลตแกสเชอเพลงจะไดมาจากโซนการเผาไหมเพยงแหลงเดยว และมอณหภมประมาณ1000°C ดงนนการออกแบบโซนการเผาไหมใหมประสทธภาพสงจงเปนสวนส าคญ ปฏกรยาทเกดขนในกระบวนการเผาไหมแสดงไดดงน

แกสไพโรไลซส+ถาน+ไอน า + อากาศ แกสผลตภณฑ+ถาน+ไอน า + ความรอน

2.2.4 กระบวนรดกชน (Reducetion Process) หลงจากผานโซนการเผาไหมผลตภณฑทเขาสโซนรดกชนประกอบดวยถาน แกสคารบอนไดออกไซด ไอน า แกสไนโตรเจนทเขามาพรอมกบอากาศจากเชอเพลงแกสคารบอนมอนอกไซด และแกสไพโรไลซสทเหลอจากการท าปฏกรยาการเผาไหม ในโซนการเผาไหม ผลตภณฑทออกจากโซนการเผาไหมจะท าปฏกรยาตอในโซนรดกชน เพอผลตแกสทสามารถเผาไหม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

16

ไดซงแกสทออกจากโซนรดกชนจะมองคประกอบของแกสทสามารถเผาไหมไดประกอบดวยแกสคารบอนมอนอกไซด แกสไฮโดรเจน และแกสมเทนซงมความเขมขนเพยงพอทจะน าไปใชเปนแกสเชอเพลง กระบวนการในโซนรดกชนมอณหภมระหวาง 600 °C - 900 °C และสามารถแสดงปฏกรยาทเกดขนในกระบวนการอบแหงแสดงไดดงน

แกสผลตภณฑ + ถาน + ไอน า + ความรอน แกสเชอเพลง+เถา+ไอน า

2.3 ชนดและลกษณะของเตาผลตแกสซไฟเออร 2.3.1 ชนดของเตาผลตแกสซไฟเออร เตาผลตกาซชวมวลแบงออกไดเปน 4 กระบวนการดงทไดกลาวมาในตอนตน ดงนนการออกแบบเตาผลตกาซจากชวมวล แตกตางกนออกไปตามความเหมาะสมของการใชงาน วตถดบทใช และคณสมบตของกาซทได สามารถแบงเตาผลตกาซชวมวลออกเปน 4 แบบดงน

1) เตาผลตแกสชวมวลแบบไหลขน (Updraft gasifier) เตาประเภทนเปนเตาเผาทผลตใชเรมแรกและเปนแบบงายทสด เชอเพลงจะถกปอนเขาทางสวนบนของเตา และอากาศจะถกสงผานตะแกรงเขามาทางดานลางบรเวณเหนอตะแกรงขนไปจะมการเผาไหมของเชอเพลงขน ซงเราเรยกบรเวณสวนนวาโซนสนดาป (Combustion zone) หรอฮารทโซน (Hearth zone) เมออากาศผานเขาไปบรเวณโซนสนดาปจะเกดปฏกรยาขนไดกาซคารบอนไดออกไซดและน า กาซรอนทผานจากโซนเผาไหม จะมอณหภมสงและจะถกสงผานไปยงโซนรดกชน ซงเปนโซนทมปรมาณของคารบอนมากเพยงพอทจะเกดปฏกรยากบคารบอนไดออกไซดกบน า เกดเปนกาซคารบอนมอนอกไซดและไฮโดรเจน หลงจากนนแกสทไดจะไหลเขาสบรเวณทมอณหภมต ากวาในชนของชวมวล และกลนสลายในชวงอณหภม 200°C - 500 °C หลงจากนนแกสจะไหลเขาสชนของชวมวลทชน เนองจากแกสยงคงมอณหภมสงอย จงไประเหยน าทอยในชวมวลเหลานน ท าใหแกสทออกจากเตาเผาชวมวลมอณหภมต าลง เตาเผาประเภทนจะไมซบซอน และแกสชวมวลทไดมอณหภมไมสง แตมขอจ ากดคอ แกสทผลตไดจะมสารเคมประเภทน ามน และน ามนดนเกดขนเปนจ านวนมากในโซนไพโรไลซส (distillation zone) และจะกลนตวเมออยในบรเวณทมอณหภมต ากวา ดงนนแกสทไดจากเตาเผาประเภทนจงเหมาะกบการน าไปใชส าหรบหมอน า หรอการอบแหงวสดทางเกษตรซงแกสทไดจะผสมกบอากาศ และท าการเผาไหมโดยตรงในหองเผาไหมเพอใหความรอนในกระบวนการทใชความรอนตอไป

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

17

รปท 2.1 ลกษณะโครงสรางของเตาผลตกาซแบบไหลขน [7]

2) เตาผลตแกสชวมวลแบบไหลลง (Downdraft gasifier) เตาเผาชวมวลแบบนถกออกแบบขนมาเพอทจะขจดน ามนดน ทมอยภายในเชอเพลงแขงโดยเฉพาะ อากาศจะถกสงจากขางผานกลมของหวฉด บร เวณหวฉดจะเปนบรเวณของโซนสนดาป แกสทไดจากโซนสนดาปจะไหลลงสดานลางและผานชนของคารบอนทรอนซงอยเหนอตะแกรงเลกนอยขณะเดยวกนในชนของชวมวลทอยทางดานบนของโซนสนดาป จะมปรมาณออกซเจนนอยมากท าใหเกดการกลนสลาย และไอของน ามนดนทเกดจากการกลนสลายจะไหลผานชนของคารบอนทรอนท าใหน ามนดนเกดการแตกตวเปนแกส ซงการแตกตวนจะเกดทอณหภมคงทในชวงระหวาง 800°C - 1,000 °C

รปท 2.2 ลกษณะโครงสรางของเตาผลตกาซชวมวลแบบไหลลง [7]

3) เตาผลตแกสชวมวลแบบไหลตดขวาง (Cross-draft gasifier) เตาเผาแบบนอากาศจะถกจายผานหวฉดซงอยในแนวราบ โซนสนดาปจะอยตอจากหวฉดและถดออกไปจะเปนโซนรดกชน แลวกาซชวมวลจะออกสภายนอกโดยผานตะแกรง ซงอยในแนวตง โดยรอบบรเวณโซนสนดาป และโซนรดกชนจะเปนโซนไพโรไลซส น ามนดนทไดจากโซนไพโรไลซสจะผานโซนรดกชนกอนทจะออกไปสภายนอกเตา ซงเปนสาเหตใหน ามนดนเกดการแตกตวเปนแกสกอนทจะออกไปสภายนอก ท าใหแกสชวมวลทไดมปรมาณน ามนดน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

18

ต า เตาผลตแกสชวมวลแบบนไดท าการออกแบบใหสามารถใชกบยานพาหนะ เนองจากมน าหนกเบา และมผลตอบสนองเรวตอการเปลยนแปลงของภาระทกระท าอย เชอเพลงแขงทควรน ามาใชกบเตาเผาแบบนควรเปนถานไมทมคณภาพสง

รปท 2.3 ลกษณะโครงสรางของผลตกาซชวมวลแบบไหลตดขวาง [7]

4) เตาผลตแกสแบบฟลอดไดซเบด (Fluidized Bed gasifier) เตาผลตกาซชวมวลจากทกลาวมาแลวทงสามแบบขางตน การท างานของกระบวนการในระบบขนอยกบปฏกรยาทางเคมและสภาพทางฟสกสของเชอเพลง โดยทจะเกดปญหาทางดาน ขเถาทเกดขนมากเกนไป จงท าใหเกดการอดตนในเตาเผาบอยครง เพอแกปญหาดงกลาวจงไดมการน าเตาเผาแบบฟลอดไดซเบดมาใช เตาเผาแบบนอากาศจะไหลผานชนของเชอเพลงแขง เมอเราเพมความเรวของอากาศทไหลผานสงจนกระทงท าใหเชอเพลงทวางอยเรมลอยตวขน ในขณะทเรมตดไฟนนเบดจะเรมรอนขนจนอณหภมถงจดตดไฟของเชอเพลง หลงจากนนเชอเพลงจงจะถกปอนเขาไปอยางสม าเสมอ ภายในเตาจะใสวสดเฉอย เชนทราย หรอวสดเรงปฏกรยา ไดแก หนปน ซงชวยในการถายเทความรอนและชวยในการท าความสะอาดแกสทไดจากเบด เตาเผาแบบนมขอดคอ การควบคมอณหภมในเตาเผาสามารถท าไดงาย จงสามารถรกษาอณหภมใหต ากวาจดหลอนเหลวของเถาได ท าใหไมเกดการจบตวของเถาทเกดขน จงสามารถใชกบเชอเพลงทมเถามากได แตขอเสยของเตาเผาแบบนคอแกสชวมวลทออกจากเตาเผาจะมปรมาณเถา และฝนถานออกมาดวย

รปท 2.4 ลกษณะโครงสรางของเตาผลตกาซแบบฟลอดไดซเบด [7]

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

19

ตารางท 2.2 การเปรยบเทยบคณสมบตของเตาแกสซไฟเออร [9] ชนดของเตา ทาร สงปนเปอน ความชนชวมวล

เตาแบบไหลขน สง สง สง

เตาแบบไหลลงมคอคอด ต า ต า ต า เตาแบบไหลลงไมมคอคอด ต า ต า ต า

เตาแบบไหลตดขวาง ต า สง ต า

2.3.2 ลกษณะของเตาผลตแกสซไฟเออร Gasification เปนกระบวนการทเกดขนในเตาผลตแกส การเกดกระบวนการ Gasification นนเปนปฎกรยาเคมแบบ Heterogeneous และ Homogeneous คอเปนปฎกรยาระหวางสสารทม 2 สภาวะมาท าปฎกรยาซงกนและกน หรออาจจะอยในสภาวะเดยวกนโดยทวไปในการเกดกระบวนการ Gasification นนจะใช Oxygen ทมอยในอากาศ ในปรมาณทจ ากดไปท าปฎกรยาการเผาไหมกบเชอเพลง เพอใหเกดความรอนและกาซ CO2 เพอน าไปท าปฎกรยาเคมอนๆตอไปสามารถแบงไดดงน 1) Air-Blown Gasification เปนการใชอากาศธรรมดาเปนตวท าปฎกรยากบเชอเพลงในชนการเผาไหมกอน หลงจากนนความรอนและ CO2 ทเกดขนจากชนเผาไหมจะถกใชเพอผลต Producer Gas โดยกระบวนการ Gasification แกสทไดทงหมดจะม N2 ทอยในอากาศเปนสวนประกอบหลกโดยจะมอยราว 60% - 70%

2) Oxldative Gasification เปนการใชกาซ O2 แทนอากาศซงจะสงผลใหประสทธภาพเชงความรอนของ Producer Gas สงขนเพราะไมม N2 ปนมาดวย ท าใหการควบคมกระบวนการเผาไหมจะสามารถท าไดดกวา แตในทางปฎบตนนตองค านงถงดานเศรษฐศาสตรเปนส าคญเพราะราคาของ O2 บรสทธแพงกวาอากาศธรรมดา

3) Steam Gasification จะใชไอน าเขาไปท าปฎกรยากบเชอเพลง ซงจะชวยเพมปรมาณ Producer Gas โดยเฉพาะ H2 แตอณหภมในเตาตองสงพอหรอไมควรต ากวา 8000C จงจะสามารถท าใหปฏกรยาเคมด าเนนไปไดอยางด

4) Hydrogasification เปน Gasification ทใช Hydrogas ท าปฎกรยากบเชอเพลงไมมการใช O2 หรออากาศ โดยปกตจะเกดปฏกรยาขนทอณหภมประมาณ 750 0C และตองใชความดนเขาชวย ซงความดนในเตาปฎกรยาบางชนดอาจจะสงมากถงประมาณ 20 MPa แกสทไดจะเปน CH4

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

20

2.4 คณสมบตของเชอเพลงชวมวล เตาผลตแกสสามารถออกแบบใหใชกบเชอเพลงตางๆไดอยางกวางขวาง เชน ซงขาวโพด ไม

กะลามะพราว กะลาปาลม และแกลบ เปนตน เชอเพลงจากแหลงตางๆ นนจะมคณภาพทแตกตางกนออกไป แตปจจยส าคญทมผลตอคณภาพของเชอเพลงกคอ ปรมาณคารบอนทอยในเชอเพลงนนๆเชอเพลงทมปรมาณคารบอนมากกจะใหแกสทมคาความรอนสง ซงในโครงงานนไดใชแกลบ ไมยคาลปตส และกะลามะพราวมาเปนเชอเพลงในการผลต Producer Gas 2.4.1 แกลบ แกลบคอผลผลตทไดจากการสขาวมลกษณะเปนรปทรงรเมลดยาวสเหลองอมน าตาล เมอน าขาวเปลอก 1 ตนมาผานกระบวนการแปรรปแลวจะไดขาวสารประมาณ 700 kg และจะมวสดทเหลอจากกระบวนการผลตหรอแกลบประมาณ 220 kg เทยบเทากบพลงงานไฟฟาประมาณ 90 kWh - 125 kWh ในแตละปจะมปรมาณแกลบสงถงประมาณ 5,878.14 พนตน จากการส ารวจโดยส านกงานเศรษฐกจ แกลบเหลานบางสวนถกน าไปใชประโยชนเปนปย และในปจจบนประเทศมความตองการพลงงานสง แกลบจงถกน ามาเปนเชอเพลงทดแทนพลงงานจากน ามนดบไดเทยบเทาน ามนดบ 0.63 ลานตนตอป

ตารางท 2.3 คณสมบตทางเคมของชวมวลแตละชนด [14] Proximate analysis กะลามะพราว กะลาปาลม เปลอกล าใย ไมยคาลปตส

Moisture, % 4.23 1.62 14.55 1.14

Ash, % 1.43 4.72 3.33 2.64

Volatile Matter, % 76.00 76.00 70.23 79.70

Fixed Carbon, % 18.22 17.66 51.81 17.90

ตารางท 2.3 (ตอ) คณสมบตทางเคมของชวมวลแตละ [14] Ultimate Analysis กะลามะพราว กะลาปาลม เปลอกล าใย ไมยคาลปตส

Carbon, % 46.20 47.94 52.25 48.93

Hydrogen, % 5.42 7.63 6.31 8.05

Oxygen, % 47.46 43.77 41.35 42.28

Nitrogen, % 0.87 1.63 1.46 0.58 Sulfur, % 0.05 0.03 ND 0.09

Chlorine, % 0.10 7.51 ND 1.67

Heat value กะลามะพราว กะลาปาลม เปลอกล าใย ไมยคาลปตส

HHV, kJ/ kg 20202 17839 18978 18557

LHV, kJ/ kg 20188 17675 18815 18392

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

21

2.4.2 กะลามะพราว มะพราว (Coconut) มชอวทยาศาสตรวา Cocoas Nucifera Linn เปนพชทมความส าคญทางเศรษฐกจของประเทศไทย เนองจากคนไทยนยมใชเนอมะพราวในการบรโ ภคเปนอาหารทงคาวและหวานในชวตประจ าวน ซงจากส านกงานสถตแหงชาตไดส ารวจพบวาประชากรไทย 1 คนจะบรโภคเนอมะพราวประมาณปละ 8,273.2 กรม หรอประมาณ 18 ผล/คน/ป ซงปจจบนประเทศไทยมประชากรประมาณ 70 ลานคน จะใชผลมะพราวประมาณ 1260 ลานผลหรอประมาณรอยละ 65 ของผลผลตทงหมด สวนทเหลอประมาณรอยละ 35 ของผลผลตทงหมดหรอ 489 ลานผลใชในรปของอตสาหกรรมหรอสงออกตอไป ซงสามารถแบงกลมอตสาหกรรมมะพราวใหญๆ ได 2 กลม คอ 1) ผลตภณฑแปรรปเพอการบรโภค เชน อตสาหกรรมมะพราวแหงอตสาหกรรมน ามนมะพราว อตสาหกรรมกะทเขมขน อตสาหกรรมมะพราวขดแหง อตสาหกรรมน าตาลมะพราว 2) ผลตภณฑเพออตสาหกรรมและอปโภคเชนอตสาหกรรมเสนใยมะพราว อตสาหกรรมแทงเพาะช า อตสาหกรรมเผาถานจากกะลามะพราว กะลามะพราวเปนชวมวลทเหลอใชจากมะพราวซงมะพราว 1 ลก จะไดใยรอยละ 36.2 และกะลารอยละ 16 โดยสวนมากมะพราวจะปลกบรเวณภาคใตของประเทศไทย โดยจะใหผลผลตตลอดปแตจะใหผลผลตมากในชวงเดอนพฤษภาคม - สงหาคมประเทศไทยมพนทปลกมะพราวประมาณ 2.43 ลานไรมผลผลตประมาณ 1.63 ลานตนตอป

ตารางท 2.4 คณสมบตของชวมวล [14] ชวมวล สาร

ระเหย ถาน เถา ก ามะถน คาความรอน (

kcal/kg) ขเลอย 71.3 27.2 1.5 - 4990

ขยมะพราว 63.3 29.4 7.1 0.06 4380

กะลามะพราว 73.7 25.5 0.7 0.03 4830

ผกตบชวา 58.9 15.3 25.8 - 3010

ถานกะลามะพราว 15.2 82.4 2.4 - 7760

ไมยคาลปตส 6.4 25.7 3.9 - 4430

2.4.3 ไมยคาลปตส ไมยคาลปตสมลกษณะล าตนเปนไมตรงมความสงประมาณ 28 เมตร สวนของใบออกเปนคตรงขามเรยงสลบกนลกษณะเปนใบรปหอกสเขยวออนทงสองดาน เปลอกมลกษณะเรยบเปนมน สเทาสลบขาว เปลอกนอกจะแตกรอนเปนแผนหลดออกจากผวของล าตนเมอแหง เปลอกนอกหนาประมาณ 0.5 เซนตเมตร เนอไมมลกษณะคอนขางละเอยดบดไปตามแนวล าตน มคาความถวงจ าเพาะอยระหวาง 0.6 – 0.9 ในสภาพแหงแลงซงขนกบอายของไม ลกษณะเนอไมแตกงายหลงจากตดฟนตามแนวยาวขนานล าตน คณภาพเนอไมยคาลปตสเมอแปรรปจงมกบดงองาย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

22

ไมยคาลปตสสามารถน ามาใชประโยชนไดหลายอยาง เชน เฟอรนเจอร เครองเรอน ท ารว ท าเสา นงรานในการกอสราง หรอน ามาเปนสวนประกอบของอาคารบานเรอน รวมทงสามารถน าไปท าไมฟนหรอเผาถาน ซงไมยคาลปตสจะใหพลงงานความรอนสงถง 4,800 kcal/kg สวนถานไมยคาลปตสใหพลงงานความสงถง 7,400 kcal/kg ใกลเคยงกบไมโกงกางซงจดเปนถานไมชนดทสดการเลอกใชไมเปนเชอเพลงมขอดหลายประการไดแก 1) ปรมาณเถาของไมต ามาก คอมคาประมาณ 0.5% - 2% ทงนขนอยกบชนดของไมและปรมาณของเปลอกไมทปนเขาไปดวย 2) ไมไมมซลเฟอรซงเปนสวนประกอบทสามารถจบตวกบน าเปนกรดซลฟรคไดงาย ท าใหเกดการกดกรอนทเครองผลตแกส เครองผลตแกสทใชไมเปนเชอเพลงกมขอเสยเชนกน ขอเสยของไมทเหนไดชดเจนคอไมมความหนาแนนต า และมความชนสงไมทจะน ามาใชเปนเชอเพลงจะตองมความชนไมเกน 15% แตไมทตดมาสด ๆนนจะมความชนสงถง 60% ได กอนทจะน าไมมาเปนเชอเพลงจงตองไลความชนออกเสย กอนการทงไมไวในอากาศจะท าใหไมแหงลงได 12% - 15% หากตองการความชนต ากวานกตองน าไมเขาเตาอบ ซงจะลดความชนลงเหลอประมาณ 5% ไมสดกบไมแหง อาจใหคาความรอนแตกตางกนไดถง 2 เทาดงแสดงในตารางท 2.5

ตารางท 2.5 คาความรอนของไม ทมความชนคาตางๆ [1]

สภาพของไม ความชนในไม (คดจากน าหนกอบแหง)(%)

ความรอนทได kcal / kg

อบแหงดวยเตาอบ 0 - 5 3719 - 3934 ตากแดดหรอผงแหง 10 - 15 3336 - 3519

ไมสด 50 2399

2.5 ปจจยทมผลตอกระบวนการผลตแกสเชอเพลง ปจจยทมผลตอระบบการผลตแกสสามารถจ าแนกออกเปน 2 ปจจย ปจจยแรกคอ ปจจยทางดานสภาพแวดลอม ไดแก ชนดของวสดชวมวล ขนาดวสดชวมวล ความชน และคณลกษณะวสดชวมวล เปนตน ปจจยทสองปจจยทเกยวของกบระบบผลตแกส ซงรวมไปถงเทคโนโลยทใชในระบบดวย ไดแก วธการปอนเชอเพลง และความตอเนองของการปอนเชอเพลง การควบคมการเผาไหม ปรมาณออกซเจนทใช ระบบบ าบดแกส ระบบแยกน ามนทารและขเถาเปนตน ดงนน ปจจยทมผลตอการเผาไหมของเชอเพลงในเตาทส าคญดงน 1) ขนาดของเชอเพลง 2) น าหนกตอปรมาณทงหมด 3) ปรมาณฝนในเชอเพลง 4) ปรมาณความชน 5) ปรมาณเถา 6) ความเสถยรภาพของการเผาไหม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

23

2.6 การใชประโยชนจากแกสเชอเพลง ปรมาณและลกษณะสมบตของแกสทถกผลตไดจากระบบผลตแกสเชอเพลง จะขนอยกบประเภทของระบบผลตแกส และลกษณะของวสดช วมวล นอกจากนยงขนอยกบการควบคมสภาพแวดลอมและปจจยการกกเกบและบ าบดดวยการใชแกสเชอเพลงทผลตไดนนสามารถน าไปใชงานไดโดยตรง แตกอนน ามาใชงานนนจ าเปนตองผานระบบท าความสะอาดกอน และขนอยกบวตถประสงคของการน าไปใชงาน การใชประโยชนของแกสเชอเพลงสามารถแบงออกได 3 ประการคอ 1) การใชพลงงานความรอนโดยตรง สามารถน าแกสเชอเพลงมาเปนแหลงพลงงาน ความรอนโดยตรงเนองจากแกสเชอเพลงสามารถสงไปตามทอในระยะใกลได เชน การใชแกสเชอเพลงทดแทนแกสหงตม (LPG) หรอใชเปนเชอเพลงใหกบหมอตมเพอผลตไอน าและน าไอน ามาใชกบเครองผลตไฟฟา 2) ใชกบเครองยนตสนดาปภายใน โดยน าแกสเชอเพลงสงเขาเครองสนดาปภายในเชนเครองยนตดเซล เครองยนตแกส ในกรณนแกสเชอเพลงจะตองมแยกทารและสงปนเปอนออกจากกระแสแกส เพอไมใหเกดผลกระทบตอการใชงานเครองยนต 3) น ามาใชเปนวตถดบในอตสาหกรรมเคม แกสเชอเพลงสามารถน ามาใชเปนวตถดบใน อตสาหกรรมเคม เชนเซลลเชอเพลง คารบอเนตเหลว และสารตงตนในการผลตเมทานอล นอกจากนขเถาและน ามนทารทเหลอจากกระบวนการผลตแกสเชอเพลงยงสามารถน าไปใชประโยชนไดทางทางการเกษตรไดอกดวย ในงานวจยนจะน าแกสเชอเพลงทไดจากเตาผลตแกส ชวมวลไปใชสรางความรอนโดยตรง โดยน าแกสเชอเพลงทผลตไดไปใชหงตมภายในครวเรอน

2.7 สงเจอปนแกสชวมวล ทาร ( Tar) หมายถงผลตภณฑทไมตองการหรอของเสยทเกดจากกระบวนการแกส ซฟเคชน หรอเกดจากการเผาไหมไมสมบรณโดยทลกษณะของทารนนเปนของเหลวทมความหนดสง (high viscous) และมฤทธกดกรอนโดยทวไปจะมสน าตาลเขมถงด า ประกอบดวยสารไฮโดรคารบอนจ านวนมาก และสมบตของทารจะเปลยนแปลงเมอพบวาอณหภมในกระบวนการสงขน ดงแสดงในตารางท 2.6

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

24

ตารางท 2.6 สวนประกอบของทาร [9] อณหภมปกต

4000C -5000C (Conventional Flah Pyrolysis)

อณหภมสง 6000C -6500C

(Hi-temperature Flah Pyrolysis)

อณหภมปกต 7000C -8000C

(Conventional Flah Pyrolysis)

อณหภมสง 9000C -10000C

(Hi-temperature Flah Pyrolysis)

Acid Aldehydes Ketone Furun Alcohols Complex-Oxygenate Phenols

Benens Phenols Catechols Naphthalene Biphenyls Phenanthrenes Benzofuruns

Naphthalenes Acenaphthalenes Fluorenes Phenanthrenes Benzaldehydes Phenols Naphatofurans

Naphthalenes Acenaphthalenes Phenanthrenes Fluranthrenc Pyrene Acenaphthalenes Benzanthracenes

จากตารางท 2.6 จะพบวาอณหภมมผลท าใหเกดการเปลยนแปลงองคประกอบทอยในทาร กระบวนการแกสซฟเคชนทผลตแกสชวมวลทอณหภมต าๆนนจะเกดสารประกอบกรดมากทสดและทอณหภมสงนนสารกดกรอนประเภทกรดจะลดนอยลงเนองจากทารจะแตกตวในโซนเผาไหมมากขน

2.8 การวเคราะหผลทางเศรษฐศาสตร การวเคราะหดานการเงนเปนการวเคราะหคาใช จายของโครงการหรอเงนทนและผลตอบแทนของโครงการ หรอผลก าไรทางการเงนส าหรบโครงการเอกชน วตถประสงคทส าคญของการวเคราะหดานการเงน คอท าการวเคราะหเพอใหทราบวาโครงการทจดท าขนมความคมทนหรอไม โดยการวเคราะหดานการเงน จะวเคราะหดานตางๆ ดงนคอ 2.8.1 มลคาปจจบนของผลตอบแทนสทธ (Net Present Value, NPV) มลคาปจจบนของผลตอบแทนสทธของโครงการ ไดจากการน ากระแสเงนสดสทธของแตละป มาเทยบใหเปนมลคาปจจบนของกระแสเงนสดสทธ โดยใหอตราสวนลดมคาเทากบอตราดอกเบยเงนกของลกคาของธนาคารพาณชยในปจจบน โดยค านวณสตรตอไปน

NPV = PVC-PVB = 0

n

1t tt C-k1

R

(2.6)

เมอ NPV คอ มลคาปจจบนของผลตอบแทนสทธ, บาท

PVC คอ มลคาปจจบนของตนทน, บาท

PVB คอ มลคาปจจบนของผลไดของโครงการ, บาท

0C คอ เงนสดจายลงทนสทธ, บาท

tR คอ กระแสเงนสดรบสทธรายป, บาท

k คอ อตราผลตอบแทนขนต าทตองการ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

25

t คอ ปทรบ จาย เงนสด (1 ถง n)

n คอ อายของโครงการ, ป

จากสมการขางตนจะเหนไดวาคาของอตราสวนลดมบทบาทส าคญในการก าหนดคาปจจบนของกระแสเงนสดรบ และกระแสเงนสดจายทจะเกดขนในอนาคตคอ เกณฑการประเมนโครงการทหาคาเทยบเทาเงนปจจบนสทธของผลก าไร หรอผลตอบแทนของการลงทนโดยหาจากคาประมาณการของเงนลงทน โครงการนนจะเปนโครงการทขาดทน การพจารณาควรดมลคาปจจบนของผลตอบแทนสทธดงน เมอ NPV > 0 โครงการก าไร ตอบรบโครงการ NPV = 0 โครงการเสมอตว ปฏเสธโครงการ NPV < 0 โครงการขาดทน ปฏเสธโครงการ การเปรยบเทยบโครงการมากกวาหนงโครงการ กรณทโครงการเหลานนนเปนโครงการขดกนใหเลอกโครงการทม NPV มากทสดหรอมากกวา เพราะ NPV คอคาเทยบเทาเงนปจจบนของรายไดสทธหรอผลประโยชนสทธ กรณของการเปรยบเทยบตนทนใหเลอกโครงการทมคาเทยบเทาเงนปจจบนสทธของตนทนนอยทสด 2.8.2 อตราสวนผลตอบแทนตอตนทน (Benefit – Cost Ratio, B/C Ratio) อตราสวนผลตอบแทนตอตนทนหมายถง อตราสวนเปรยบเทยบระหวางผลตอบแทนซงวดออกมาในรปคาปจจบนของผลตอบแทน เทยบกบคาปจจบนของตนทนทจายไปในการด าเนนงานโครงการส าหรบการค านวณอตราสวนผลตอบแทนตอตนทน ซงสามารถค านวณไดจากสมการความสมพนธดงน

B/C Ratio = PVBPVC (2.7)

เมอ PVC คอ มลคาปจจบนของตนทน, บาท

PVB คอ มลคาปจจบนของผลไดของโครงการ, บาท ถาหากผลการค านวณอตราสวนของผลตอบแทนตอตนทนมคามากกวาหรอเทากบ 1 (B/C Ratio เปน 1) แสดงวาผลตอบแทนจากโครงการจะมมากกวา หรออยางนอยทสดเทากบคาใชจายทเสยไปในการด าเนนโครงการนน 2.8.3 อตราสวนผลตอบแทนภายในของโครงการ (Internal Rate of Return, IRR) คอ อตราสวนลดทท าใหมลคาปจจบนของกระแสเงนสดจายสทธ หรอผลตอบแทนในโครงการกจการ เทากบมลคาปจจบนของกระแสเงนสดจายสทธ หรอตนทนในโครงการกจการโดยมสตรทใชค านวณ คอ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

26

IRR =

n1t tr1

tR = 0C (2.8)

เมอ 0C คอ เงนสดจายลงทนสทธ, บาท

tR คอ กระแสเงนสดรบสทธรายป, บาท

t คอ ปทรบ จาย เงนสด (1 ถง n) n คอ อายของโครงการ, ป ส าหรบหลกเกณฑการตดสนใจกคอ ทกโครงการทมคา IRR สงกวาอตราผลตอบแทนของเปาหมายซงกคอ ตนทนของเงนทนหรอคาเสยโอกาสของทนกสามารถยอมรบได แตถา IRR มคาต ากวากไมสมควรลงทน 2.8.4 ระยะเวลาคนทน (Payback Period) จ านวนปในการด าเนนงานซงจะท าใหมลคาในการลงทนสะสม (อยางนอยทสด) เทากบมลคาผลตอบแทนเงนสทธสะสม หรอกลาวไดวาระยะเวลาคนทน คอจ านวนปในการด าเนนการ ซงท าใหผลก าไรทไดรบในแตละปรวมกน แลวมคาเทากบจ านวนเงนลงทนเรมแรก

ระยะเวลาคนทน =

คาใชจายในการลงทน ผลตอบแทนสทธรายเดอน (2.9)

การยอมรบหรอปฏเสธโครงการ ขนอยกบการเปรยบเทยบระหวางระยะเวลาคนทนของโครงการนนกบระยะเวลาคนทนซงสงสดทธรกจก าหนดไว ถานอยกวาหรอเทากบระยะเวลาคนทนทก าหนดไว ถอวายอมรบโครงการ ถามากกวาระยะเวลาคนทนทก าหนดไว ถอวาปฏเสธโครงการในกรณทธรกจตองการเลอกโครงการเพยงโครงการเดยว ควรจะเลอกโครงการทมระยะเวลาคนทนทสนทสดหรอคมทนเรวทสด

2.9 เครองวเคราะหแกสและความรอนเชอเพลง 2.9.1 เครองวเคราะหแกส (Gas Chromatography) Gas Chromatography (GC) เปนเครองทใชส าหรบแยกสารผสมทมคณสมบตทสามารถเปนแกสได โดยใชเฟสเคลอนทเปนแกสเชนกนแตไมท าปฏกรยากบสารผสมเชน ฮเลยม จะท าหนาทเปนตวพาสารผสม สวนเฟสอยกบทอาจจะเปนแกสทบรรจอยในคอลมน เมอทงตวพาและสารผสมเคลอนทผานคอลมนน เฟสอยกบทในคอลมนจะถกดดดวยแรงดงดดไฟฟาสถตตามความเปนขวของสารกบโมเลกลในสารผสม ท าใหองคประกอบในสารผสมถกพาไปดวยอตราเรวทตางกน สารผสมกจะแยกออกจากกน องคประกอบหลกทส าคญของเครอง Gas Chromatography (GC) สามารถแบงออกไดเปน 3 สวน คอ 1) Injector คอ สวนทสารผสมตวอยางจะถกฉดเขาสเครองและระเหยกลายเปนไอกอนทจะเขาสคอลมนอณหภมทเหมาะสมของ injector ควรเปนอณหภมทสงพอทจะท าใหตวอยาง

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

27

ระเหยไดแตตองไมท าใหสารสลาย ตว เชน Split, Splitless injector, On column injector เปนตน 2) Oven คอ สวนทใชส าหรบบรรจคอลมนและเปนสวนทควบคมอณหภมของคอลมนใหเปลยนไปตามความเหมาะสมกบวธการทตองการวเคราะหสารผสม การควบคม อณหภมของ oven นนม 2 แบบ คอ Isothermal จะใชอณหภมเดยวตลอดการวเคราะห และ แบบ temperature program จะสามารถเปลยนอณหภมไดในระหวางการวเคราะห มกจะนยมใชกบสารผสมทมชวงของจดเดอดกวางท าให chromatogram ทไดม peak shape และยงชวยลดเวลาในการวเคราะห 3) Detector คอ สวนทใชส าหรบตรวจวดองคประกอบทมอยในสารตวอยาง และดวาสารตวอยางทสนใจมปรมาณอยเทาใด 2.9.1.1 องคประกอบทส าคญของเครอง Gas Chromatography 1) ถงแกสทใชบรรจแกสตวพาเพอจะพาไอของสารตวอยางผานเขาไปยงคอลมนไดแก ไนโตรเจน ฮเลยม และอารกอน เปนตน 2) สวนทใชควบคมการไหลของแกสตางๆไดแก ไฮโดรเจน อากาศ และไนโตรเจน เปนตน 3) สวนทจะฉดสารตวอยางเขาไป 4) คอลมน (column) ซงเปนสวนทส าคญทสดทใชส าหรบแยกสาร 5) ดเทคเตอรเปนสวนทใชส าหรบตรวจวดสารแตละชนดทถกแยกออกมาจากคอลมน 6) สวนทใชควบคมอณหภมใหกบคอลมนดเทคเตอร 7) สวนทใชประมวลผลและขอมลตางๆ 2.9.1.2 ขนตอนการวเคราะหสารตวอยางดวย Gas Chromatography (GC) 1) ตองตรวจสอบเสยกอนวาสารทจะวเคราะหเปนสารประเภทใด เชน แอลกฮอล หรอกรดไขมน เปนตน 2) สารตวอยางนนมจดเดอด (ของเหลว) หรอมอณหภมทจะกลายเปนไอไดอยในชวงใดถาสารตวอยางเปนแกสกจะสะดวก 3) เลอกคอลมนทจะใชใหเหมาะสม 4) เลอกดเทคเตอรใหเหมาะสมกบสารทจะวเคราะห 5) น าคอลมนไปตดตงในเครองใหถกต าแหนง 6) เปดเครองแลวตงพารามเตอรตางๆใหเหมาะสม เชนอตราการไหลของแกสผานอณหภมของตอบ หรอคอลมน อณหภมของดเทคเตอร และพารามเตอรตางๆทจะใชในการประมวลผล เปนตน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

28

7) เลอกเทคนคทจะตองใชท าการวเคราะห คอ จะใชว เคราะหแบบ isothermal หรอใช temperatureprogram ซงทงนขนอยกบชนดของสารตวอยางและทส าคญทตองไมใชอณหภมของคอลมนสงกวาทก าหนด 8) เลอกโปรแกรมทจะใชในการประมวลผล 9) เมอจดเครองและพารามเตอรตางๆตามทตองการแลวจงเรมท าการวเคราะหได และเมอพารามเตอรบางค าไมเหมาะสมกสามารถทจะเปลยนแปลงไดในภายหลง 2.9.2 บอมบแคลอรมเตอร เชอเพลงมพลงงานสะสมอยในรปของพลงงานเคมซง ไมสามารถมองเหนไดแตสามารถหาคาพลงงานในเชอเพลงในรปของพลงงานความรอนไดโดยน าเชอเพลงเผาไหมในการตมน า พลงงานทสะสมอยในเชอเพลงจะเปลยนรปเปนพลงงานความรอนแลวถายเทพลงงานความรอนใหกบน า น าจงมอณหภมสงขน จากนนจงค านวณหาปรมาณความรอนทท าใหอณหภมสงขนแทนพลงงานความรอนมหนวยวดเปนจล (J) การวดพลงงานความรอนนท าไดโดยใชเครองมอทเรยกวา บอมบแคลอรมเตอร (Bomb calorimeter) ซงเปนการวดพลงงานทสะสมอยในเชอเพลงภายใตสภาวะทมออกซเจน บอมบแคลอรมเตอรเปนเครองมอในการหาพลงงานทใชในการเผาไหม (Enthalpy of combustion) 2.9.2.1 หลกการท างานของบอมบแคลอรมเตอร การท างานของบอมบแคลอรมเตอรจะใชหลกการของ Direct calorimetric ซงเปนการวดปรมาณความรอนทปลดปลอยออกมาเมอการเผาผลาญเชอเพลงทเกดขนอยางสมบรณ เชอเพลงจะถกบรรจใน Chamber และ Charged ดวยออกซเจนภายใตความดนสง จากนนใหกระแสไฟฟาเคลอนทผานฟวส (Fuse) และท าใหเกดการจดระเบด (Ignites) เชอเพลงซงไดแกสวนผสมของน ามนเบนซนหรอเชอเพลงอนๆ ทตดไฟไดและออกซเจน แคลอรมเตอรจะถกหมดวยฉนวนเพอปองกนไมใหความรอนถายเทออกไปสสภาวะแวดลอม การเพมขนของอณหภมของน าท าใหทราบปรมาณความรอนทปลดปลอยจากเชอเพลงแตละชนดจะปลดปลอยปรมาณพลงงานความรอนทเกดจากการเผาไหม (Heat of combustion) ออกมาในปรมาณทแตกตางกน การค านวณคาพลงงานจากสมการ

1 2 3W×Δt = Q×g+e +e +e (2.10) เมอ W คอ คาเทยบเทาน า, cal/0C t คอ อณหภมทเปลยน,0C Q คอ คาความรอนของเชอเพลง, cal/g g คอ ปรมาณของเชอเพลง, g 1e คอ คาความรอนจากกรดไนตรก, cal 2e คอ คาความรอนจากกรดซลฟวรก, cal 3e คอ คาความรอนจากการเผาไหมลวด, cal

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

29

c a 1 2Δt = t -t -r (b-a)-r (c-b) (2.11)

เมอ a คอ เวลาเมอจดระเบด, min b คอ เวลาทอณหภมสงขน 60 %, min c คอ เวลาทเรมคงท หลงการเผาไหม, min at คอ อณหภมเมอจดระเบด,0C ct คอ อณหภม ทเรมคงท,0C 1r คอ ความชนท 5 นาทกอนจดระเบด,0C/min 2r คอ ความชนท 5 นาทแลวเวลาเรมคงท,0C/min

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

30

บทท 3 วธด าเนนงาน

ในการออกแบบและทดสอบเตาผลตแกสแบบไหลลงจะพจารณาจากปจจยของขนาดและทศทางการไหลของแกสชวมวล ซงเตาผลตแกสทออกแบบนจะเปนลกษณะทศทางการไหลของแกสแบบไหลลงมคอคอดหนงคอคอด เนองจากมคณสมบตทแตกตางเตาผลตแกสแบบไหลขน คอปรมาณทารทแตกตวจากโซนไพโลไรซสนนจะไหลลงเขาสโซนเผาไหม จงท าใหทารนนถกเผาไหมในโซนน และไหลลงสโซนรดกชนซงเปนโซนการเกดแกสชวมวล ซงจะท าใหมปรมาณทารเกดขนนอยกวาเตาผลตแกสแบบไหลขน ดงนนในโครงงานนจงเลอกออกแบบเตาผลตแกสแบบไหลลงมคอคอดหนงคอคอดโดยอากาศทปอนเขาสระบบนนจะถกน าเขาทางดานขางในการด าเนนงานสรางและทดสอบเตาผลตแกสแบบไหลลงไดท าการศกษาและออกแบบท ประกอบดวยหวขอดงตอไปน 3.1 หลกการออกแบบเตาผลตแกสแบบไหลลง

กระบวนการเกดปฎกรยาเคมความรอนในสวนตางๆ ของเตาขนอยกบความเรวของอากาศทเขาสโซนเผาไหม นอกจากนยงขนกบชวงระยะเวลาของอากาศและแกสทอยในแตละโซนดวย ตวแปรดงกลาวนจะเปนหลกเกณฑเบองตนในการออกแบบและก าหนดขนาดของโซนตางๆ ของเตาผลตแกส การค านวณหาเวลาทใชจรงในแตละโซนไมสามารถหาได เพราะนอกจากปรมาตรของตวเตา อตราการไหลของแกสและอตราการไหลของวตถดบทเคลอนทลงสตวเตา ซงเปนตวแปรทส าคญแลว ยงมองคประกอบอนๆ ซงมผลตอคณภาพแกสทผลตไดดวย เชน ขนาดและความสงของโซนตางๆภายในเตา จากการศกษาชวงเวลาทใชในการเกดแกสแตละกระบวนการพบวา 1) ชวงเวลาในกระบวนการของการอบแหง ( Drying zone ) จะเปนเวลาทใชในการระเหยน าออกไปหมด 2) ชวงเวลาในกระบวนการไพโรไลซส (Pyrolysis Process) จะเปนเวลาทใชในการยอยสลายดวยความรอนแบบไมใชออกซเจน สารระเหยทเปนองคประกอบของเชอเพลงแหงจะถกสลายออกมาจากเชอเพลงแขงดวยความรอนทไดจากโซนการเผาไหม 3) ชวงเวลาในกระบวนการการเผาไหม วตถดบทไดรบการอบแหงไลน าออกไปแลวจะเกดการเผาไหมอยางสมบรณท าใหเกดกาซคารบอนไดออกไซด ในชางเวลานการเผาไหมจะเกดขนอยางรวดเรว และเกดบรเวณสนๆเทานน 4) ชวงเวลาในกระบวนการ Reduction zone ถาตองการใหเกดแกสเชอเพลง (CO, H2,CH4 ) ในปรมาณสงเวลาทแกสอยในชวงนจะตองการนานพอสมควร อณหภมในบรเวณนจะลดลงต ากวาชวงการเผาไหม 3.1.1 ลกษณะส าคญส าหรบเตาผลตแกสเชอเพลงทดมดงตอไปน 1) แกสเชอเพลงทผลตไดมคาความรอนสงคอมสวนประกอบของแกสทใหพลงงานซงไดแก ไฮโดรเจน ( H2 ) และคารบอนมอนนอกไซด (CO) ในปรมาณสง และมปรมาณของคารบอนไดออกไซด (CO2) ต า แกสทมคณภาพดจะมคาความรอนประมาณ 5,000 kJ/Nm3 ทวตถดบมความชน 10 % – 15 %

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

31

2) น ามนดนมปรมาณต าโดยปกตแกสแหงจะมน ามนดนปะปนอยประมาณ 0.5 g/Nm3 3) กระบวนการเผาไหมของคารบอนควรจะเกดขนอยางสมบรณประสทธภาพของการเผาไหมจะอยท 70 % – 75 % 4) การไหลของเชอเพลงในเตาผลตแกสจะตองงายและสะดวก 5) คาความสญเสยความดนต า 3.1.2 ตวแปรทส าคญส าหรบการออกแบบทจะตองน ามาพจารณาคอ 1) เสนผานศนยกลางของคอคอดภายในเตาผลตแกสเชอเพลง(Throat diameter ) 2) ความยาวของ Reduction zone 3) ต าแหนงทอากาศจะเขาสเตาผลตแกส 4) ขนาดและจ านวนของรอากาศทเขาสเตาผลตแกส 3.2 การออกแบบเตาผลตแกสแบบไหลลง 3. 2.1 การหาขนาดเสนผานศนยกลางของคอคอดหาไดจากสมการ

surface area throat = Gas outletHearth load

(3.1)

Gas outlet หาไดจากการค านวณหาปรมาณความรอนทตองการ โดยเตาผลตแกสแบบ ไหลลงในโครงงานนมวตถประสงคเพอใชประกอบอาหารในครวเรอน ดงนนจงน าปรมาณความรอนทตองใชในการหงตมในครวเรอนมาเปนตวแปรในการก าหนดปรมาณความรอนทตองการ โดยการเทยบกบปรมาณความรอนทใชในการหงขาวปรมาณ1 กโลกรมดวยหมอหงขาวไฟฟาทมก าลงไฟฟา 830 วตต เปนเวลา 30 นาทสามารถหาปรมาณความรอนนไดจากสมการ

W = P × t

เมอ W คอ พลงงานไฟฟา (kWh) P คอ ก าลงไฟฟา (kW) t คอ เวลา (hr)

จากการค านวณหาปรมาณความรอนทตองการใชในการหงขาวปรมาณ 1 kg ไดเทากบ 1.49 MJ แตการประกอบอาหารดวยเตาผลตแกสชวมวลจะตองมการสญเสยพลงงานความรอนใหกบสภาวะแวะลอมอกดวย และหลงจากการหงขาวแลวยงจ าเปนตองใชความรอนในการท ากบขาวตอไปอก ดงนนปรมาณความรอนทตองการจงมมากกวา 1.49 MJ โดยก าหนดใหปรมาณความรอนทตองการมคาเทากบ 6 MJ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

32

ก าหนดใหระยะเวลาในการผลตแกสมเวลาเทากบ

20 min

อตราความรอนทตองการเทากบ 18.2 MJ/ hr

คาความรอนของแกสจากกะลามะพราวเทากบ

31.70 MJ/ Nm

อตราการไหลของแกส 310.71 Nm / hr

Hearth load คออตราการเกดแกสตอพนทหนาตดคอคอด โดย Dr. naksitte coovattanachai ไดกลาวไววาคา Hearth load ทเหมาะสมส าหรบเตาผลตแกสแบบไหลลงมคาอยระหวาง 0.3 - 0.9 Nm3/cm2 – hr ส าหรบในโครงงานนจะเลอกคา Hearth load เทากบ 0.3 Nm3/cm2 – hr เนองจากเปนการออกแบบเตาผลตแกสขนาดเลกส าหรบใชหงตมในครวเรอน แทนคาในสมการท (3.1) จะได Surface area throat = 35.7 cm2

จากสมการ A =

2πD

4

D =

35.7 × 4

π

= 6.74 cm

จากการค านวณหาขนาดของคอคอดไดเทากบ 6.74 cm เพอใหงายตอการสรางเตาผลตแกสแบบไหลลงจงออกแบบเพมอก 3.7 % จงท าใหขนาดของคอคอดมคาเทากบ 7 cm

3.2.2 การหาขนาดและจ านวนของหวฉด

จากการค านวณขนาดของคอคอดแลวไดเทากบ 7 cm สามารถน าขนาดของคอคอดมาเปดตารางเพอหาขนาดและจ านวนของหวฉดได

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

33

ตารางท 3.1 มาตรฐานการหาขนาดของหวฉด [1]

ขนาดคอคอด (mm) ขนาดหวฉด (mm) จ านานหวฉด

70 10.5 3

80 9 5

90 10 5

100 11 5

120 12.7 5

130 13.5 5

150 15 5

170 14.3 7

190 16 7

220 18 7

จากตารางเปดตารางทขนาดคอคอดเทากบ 7 cm จะไดหวฉดจ านวน 3 หว ขนาดเสนผานศนยกลางหวละ10.5 mm

3.2.3 ต าแหนงของหวฉดและความยาว Reduction Zone

อากาศทปอนเขาสเตาผลตแกสนนจะถกน าเขาทางดานขางของเตาบรเวณโซนเผาไหม ซงอากาศจะสามารถเขาสเตาไดโดยใชแรงดนจากพดลมเปาอากาศ (Blower) ปฏกรยาทเกดขนในเตาจะเกดขนไดอยางสมบรณจ าเปนจะตองออกแบบระยะความสง และขนาดของทออากาศเขาใหเหมาะสม ซงจะท าใหมอณหภมเผาไหมสงเพยงพอทจะสลายน ามนดนไดเพอปองกนไมให น ามนดนปะปนไปกบกระแสแกส และในการปองกนจดโซนเยนจงมการออกแบบผนงใหมลกษณะเอยงลง โดยทออากาศเขาจะอยบรเวณเหนอคอคอดและมระยะความสงของทออากาศเขาเหนอคอคอด (ha) ดงรปท 3.1

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

34

รปท 3.1 ลกษณะคอคอดเตาผลตแกสแบบไหลลง

เมอ dt คอ ขนาดคอคอด

da คอ ขนาดหวฉด

ha คอ ความสงระหวางทออากาศเขากบคอคอด

ระยะหางระหวางหวฉดและคอคอดจากผลการทดลองของ Dr. naksitte coovattanachai ไดกลาวไววาระยะหางระหวางหวฉดและคอคอดมระยะเทากบขนาดเสนผานศนยกลางของคอคอด และความยาวของ Reduction Zone มขนาดเทากบ 3 เทาของเสนผานศนยกลางของคอคอดระยะหางระหวางหวฉดกบคอคอดจงมขนาดเทากบ 7 cm และความยาว Reduction Zone มขนาดเทากบ 21 cm

รปท 3.2 แบบเตาผลตแกสแบบไหลลง

1. ถงใสเชอเพลง 2. ทอทางเขาอากาศ 3. Reduction zone 4. วาลวน าขเถาออก 5. ชนเกบขเถา 6. ทอทางออกของแกส

1

2

/

2

/

3

4

5

6

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

35

3.2.4 ชนสวนแตละชนของเตาผลตแกสแบบไหลลง อธบายรายละเอยดชนสวนตางๆ ตามรปท 3.2 ไดดงน 1) ถงใสเชอเพลง (หมายเลข 1) เปนชนสวนทอยบนสดของเตาผลตแกสแบบไหลลง ใชส าหรบบรรจเชอเพลงชวมวล ท าจากเหลกแผนมความหนา 3.5 mm ขนรปดวยการมวนใหมลกษณะเปนทรงกระบอกมขนาดเสนผานศนยกลาง 300 mm มความสง 400 mm 2) ทอทางเขาของอากาศ (หมายเลข 2) ท าหนาทน าอากาศเขาสหอง เผาไหม โดยใชแรงดนอากาศจากพดลมเปาอากาศ (Blower) ทอทางเขาของอากาศท าจากทอเหลก มขนาดเสนผานศนยกลางเทากบ 50 mm วางอยเหนอคอคอด 70 mm 3) Reduction zone (หมายเลข 3) ท าจากวสดเหลกแผนมความหนา 3.5 mm ขนรปดวยการมวนใหมลกษณะเปนทรงกระบอกมขนาดเสนผานศนยกลาง 170 mm มความสง 210 mm ท าหนาทเปนโซนในการกอเกดแกส 4) วาลวน าขเถาออก (หมายเลข 4) ท าหนาทปองกนแกสรวขณะทน าชนขเถาออกออกมาทง ท าใหเตาผลตแกสแบบไหลลงสามารถท างานไดอยางตอเนอง โดยวาลวส าหรบน าขเถาออกนท ามาจากวสดทองเหลองมขนาดเสนผานศนยกลางเทากบ 76.20 mm 5) ชนเกบขเถา (หมายเลข 5) จะอยดานลางของเตาผลตแกสเพอใชรองรบขเถาทเหลอจากการเผาไหมของเชอเพลงชวมวล โดยสรางจากเหลกแผนทมความหนา 2 mm น ามาประกอบขนรปเปนกลองสเหลยมขนาดความกวาง 349 mm x 349 mm สง 250 mm แลวซลดวยประเกนทนความรอนหนา 3 mm เพอปองกนแกสรว 6) ทอทางออกของเตาผลตแกส (หมายเลข 6) ท าหนาทน าแกสทไดจากการเผาไหมออกไปใชงาน ทอทางออกของอากาศท าจากทอเหลกมความหนา 2 mm ขนาดเสนผานศนยกลางเทากบ 50 mm วางอยในแนวเดยวกบคอคอด วธการท างานของเตาผลตแกสแบบไหลลง คอน าเชอเพลงชวมวลทผานการอบหาปรมาณความชนแลวเทใสลงไปในถงบรรจเชอเพลงแลวจงท าการตดไฟ และเปดสวทชเครองเปา อากาศโดยควบคมอตราการไหลของอากาศตามปรมาณทก าหนด แกสทผลตไดจะไหลผาน Reduction zone ซงท าหนาทเปนโซนกอเกดแกส โดยแกสทผลตไดในชวง 5 นาทแรกจะยงไมสามารถจดตดไฟไดเนองจากมปรมาณของแกสคารบอนมอนนอกไซด (CO)ต า แกสทไหลผาน Reduction zone แลวจะไหลผานทอทางออกของเตาผลตแกสเพอน าแกสทไดไปใชงาน สวนขเถาทเหลอจากการเผาไหมของเชอเพลงชวมวลจะไหลลงมาสชองเกบขเถา โดยสามมารถน าขเถาออกมาเททงไดโดยไมตองหยดเครองเนองจากมวาลวปองกนแกสรวขณะทถอดชนเกบขเถา จงท าใหเตาผลตแกสแบบไหลลงสามารถท างานไดอยางตอเนอง จากการหาขนาดตางๆของเตาผลตแกสแบบไหลลงเพอมาใชในการออกแบบแลวท าใหสามารถสรางเตาผลตแกสแบบไหลลงไดดงรปท 3.3

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

36

รปท 3.3 เตาผลตแกสแบบไหลลง

3.3 อปกรณและวธการทดลอง 3.3.1 อปกรณทใชในการทดลอง ในการทดลองโครงงานน มเครองมอและอปกรณตางๆทใชในการทดลองดงน

1) เตาผลตแกสชวมวลแบบไหลลง เตาผลตแกสแบบไหลลงมปรมาตรเทากบ 0.049 m3 ดงรปท 3.3 2) เครองวเคราะหองคประกอบของแกส ในโครงงานนจะน าแกสทไดมาวเคราะหเพอหาองคประกอบของแกส โดยใชเครอง Gas Chromatography

รปท 3.4 เครองวเคราะหแกส Gas Chromatography

3) เครองอบหาคาความชน การหาคาความชนในโครงงานนจะใชวธการอบดวยความรอนจากเตาอบ โดยท าการชงน าหนกชวมวลกอนอบและหลงอบจากนนน าน าหนกทไดมาใชในการค านวณหาเปอรเซนตความชนของชวมวล

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

37

รปท 3.5 เครองอบหาคาความชน

4) เครองชงน าหนก 5) พดลมเปาอากาศ 6) เครองวดความเรวลม 7) เครองบอมบแคลอรมเตอร 8) นาฬกาจบเวลา 9) กระบอกบรรจแกส

3.3.2 วธการทดลองเตาผลตแกสแบบไหลลง

ชวมวลทใชในการทดลองประกอบดวย ไมยคาลปตส และกะลามะพราว โดยสารตวกลางทท าปฏกรยาสนดาปกบชวมวล คอ อากาศ โดยการทดลองจะควบคมอตราการไหลของอากาศเขาหองเผาไหมเพอหาคาปรมาณอากาศทดทสดในการเกดปฏกรยาแกสซฟเคชนกบชวมวล และแกสชวมวลทผลตไดนนจะน าไปวเคราะหหาองคประกอบแกส และหาประสทธภาพเชงความรอน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

38

การทดลองเตาผลตแกสแบบไหลลงมวธการทดลองเพอใหเปนไปอยางมระบบและมประสทธภาพ สามารถเรยงล าดบดงแผนภมตอไปน

รปท 3.12 ขนตอนการทดลองเตาผลตแกสแบบไหลลง

ใสเชอเพลงชวมวลลงไปในเตา

เปดพดลมเปาอากาศ

จดเชอไฟแลวใสไปในเตา

ตดตงเตาผลตแกส

ทดลองโดยใชชวมวลไมยคาลปตส

ทดลองโดยใชชวมวลกะลามะพราว

ควบคมอตราการไหลของอากาศ

ควบคมอตราการไหลของอากาศ

วเคราะหแกส

วเคราะหแกส

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

39

บทท 4 การวเคราะหและผลการทดลอง

โครงงานนเปนการออกแบบและสรางเตาผลตแกสแบบไหลลงเพอวเคราะหหาองคประกอบตางๆของแกสชวมวล และวเคราะหผลทางเศรษฐศาสตรโดยน าคาความรอนของแกสชวมวลจากไมยคาลปตส และกะลามะพราวมาเปรยบเทยบกบคาความรอนของแกส LPG โดยท าการทดสอบทอตราการไหลของอากาศ 10 อตราการไหลไดแก 0.0010m3/s, 0.0014 m3/s, 0.0018 m3/s, 0.0022 m3/s, 0.0026 m3/s, 0.0030 m3/s, 0.0034 m3/s, 0.0038 m3/s, 0.0042 m3/s และ 0.0046 m3/s 4.1 ผลการวเคราะหองคประกอบของแกสเมอมการเปลยนแปลงอตราการไหลของอากาศ ในโครงงานนไดท าการทดลองเตาผลตแกสแบบไหลลง โดยไดก าหนดอตราการไหลของอากาศทเขาสหองเผาไหมท 0.0010 m3/s, 0.0014 m3/s, 0.0018 m3/s, 0.0022 m3/s, 0.0026 m3/s, 0.0030 m3/s, 0.0034 m3/s, 0.0038 m3/s, 0.0042 m3/s และ 0.0046 m3/s โดยใชชวมวลจากกะลามะพราว และไมยคาลปตสมาเปนเชอเพลงในการผลตแกส ในการทดลองนจะปอนชวมวลในปรมาณครงละ 6.5 kg โดยแกสทไดนนจะน ามาวเคราะหหาองคประกอบตางๆของแกสชวมวล

05

1015202530354045

0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0.003 0.0035 0.004 0.0045 0.005

ส ดส

นโดย

ปร าตร

อ ตราการไ ล องอากา m3/s)

H2 CH4 CO CO2 Air

รปท 4.1 ผลการวเคราะหองคประกอบของแกสจากกะลามะพราว

H2 CO2 Air CO CH4

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

40

จากรปท 4.1 ผลการวเคราะหองคประกอบของแกสชวมวลจากกะลามะพราว เมอมการเปลยนแปลงอตราการไหลของอากาศท 0.0010 m3/s - 0.0046 m3/s พบวาเมอมการปรบอตราการไหลของอากาศเพมขนจากท 0.0010 m3/s - 0.0018 m3/s จะสงผลใหปรมาณแกสทสามารถเผาไหมไดคอแกสคารบอนมอนนอกไซด แกสมเทน และแกสไฮโดรเจนมแนวโนมเพมสงขนตามไปดวย แตปรมาณคารบอนไดออกไซดมแนวโนมลดลง และเมอปรบอตราการไหลของอากาศใหเพมสงขนไปอกจาก 0.0018 m3/s - 0.0046 m3/s จะสงผลใหปรมาณแกสทสามารถเผาไหมไดคอ แกสคารบอนมอนนอกไซด แกสมเทน และแกสไฮโดรเจนมแนวโนมลดลง แตปรมาณคารบอนไดออกไซดมแนวโนมเพมสงขน เนองจากปรมาณอากาศทขาไปสนดาปกบเชอเพลง ชวมวลมมากเกนไปจงท าใหเกดปฏกรยาการเผาไหมทสมบรณ ดงนนปรมาณอากาศทเหมาะสม กบการผลตแกสชวมวลจากกะลามะพราวคอ 0.0018 m3/s ซงจะใหปรมาณแกสทสามารถ เผาไหมไดสงสด คอแกสคารบอนมอนนอกไซด (CO) 34.97 % แกสมเทน (CH4) 6.41 % และ แกสไฮโดรเจน (H2) 21.65 % สวนแกสทไมสามารถเผาไหมไมได คอแกสคารบอนไดออกไซด (CO2) 19.62 % และอากาศ (Air) 19.33 %

05

1015202530354045

0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0.003 0.0035 0.004 0.0045 0.005

ส ดส

นโดย

ปร าตร

อ ตราการไ ล องอากา m3/s)

H2 CH4 CO CO2 Air

รปท 4.2 ผลการวเคราะหองคประกอบของแกสจากไมยคาลปตส

จากรปท 4.2 ผลการวเคราะหองคประกอบของแกสชวมวลจากไมยคาลปตส เมอมการเปลยนแปลงอตราการไหลของอากาศท 0.0010 m3/s - 0.0046 m3/s พบวาเมอมการปรบอตราการไหลของอากาศเพมขนจากท 0.0010 m3/s - 0.0026 m3/s จะสงผลใหปรมาณแกสทสามารถเผาไหมไดคอแกสคารบอนมอนนอกไซด แกสมเทน และแกสไฮโดรเจนมแนวโนมเพมสงขนตามไปดวย แตปรมาณคารบอนไดออกไซดมแนวโนมลดลง และเมอปรบอตราการไหลของอากาศใหเพมสงขนไปอกจาก 0.0026 m3/s - 0.0046 m3/s จะสงผลใหปรมาณแกสทสามารถเผาไหมไดคอ แกสคารบอนมอนนอกไซด แกสมเทน และแกสไฮโดรเจนมแนวโนมลดลง แตปรมาณคารบอนไดออกไซด

H2 CO2 Air CO CH4

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

41

มแนวโนมเพมสงขน เนองจากปรมาณอากาศทเขาไปสนดาปกบเชอเพลง ชวมวลมมากเกนไป จงท าใหเกดปฏกรยาการเผาไหมทสมบรณ ดงนนปรมาณอากาศทเหมาะสมกบการผลตแกสชวมวลจากไมยคาลปตสคอ 0.0026 m3/s ซงจะใหปรมาณแกสทสามารถเผาไหมไดสงสดคอแกสคารบอนมอนนอกไซด (CO) 34.50 % แกสมเทน (CH4) 5.49 % และแกสไฮโดรเจน (H2) 20.97 % สวนแกสทไมสามารถเผาไหมไมได คอแกสคารบอนไดออกไซด (CO2) 19.30 % และอากาศ (Air) 19.72 %

05

10152025303540

ส ดส

นโดยปร

าตร

องค ปร กอบ องแกสช ล

ก ลา รา ไ ยคาลปต ส

รปท 4.3 ผลการเปรยบเทยบองคประกอบของแกสจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสทอตราการ ไหลของอากาศ 0.0010 m3/s จากรปท 4.3 เปนกราฟแสดงการเปรยบเทยบผลการวเคราะหองคประกอบของแกสชวมวลจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสทอตราการไหลของอากาศเทากบ 0.0010 m3/s จากการทดลองพบวาองคประกอบของแกสชวมวลทง 2 ชนดทวเคราะหไดมลกษณะไปในทศทางเดยวกน เนองจากคณสมบตทางเคมของชวมวลจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสมลกษณะคลายกน แต ชวมวลจากไมยคาลปตสจะมปรมาณแกสคารบอนไดออกไซดทต า และมปรมาณอากาศทสงกวากะลามะพราว เนองจากชวมวลจากกะลามะพราวมความตองการอากาศทใชการเผาไหมนอยกวาไมยคาลปตสจงเกดการเผาไหมทสมบรณ โดยชวมวลจากกะลามะพราวจะมปรมาณแกสทเผาไหมได คอแกสคารบอนมอนนอกไซด (CO) 30.24 % แกสมเทน (CH4) 5.19 % และแกสไฮโดรเจน (H2) 16.92 % สวนไมยคาลปตสจะมปรมาณแกสคารบอนมอนนอกไซด (CO) 31.33 % แกสมเทน (CH4) 4.96 % และแกสไฮโดรเจน (H2) 16.59 %

CH4 Air CO H2 CO2

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

42

05

10152025303540

ส ดส

นโดย

ปร าตร

องค ปร กอบ องแกสช ล

ก ลา รา ไ ยคาลปต ส

รปท 4.4 ผลการเปรยบเทยบองคประกอบของแกสจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสทอตราการ

ไหลของอากาศ 0.0014 m3/s จากรปท 4.4 เปนกราฟแสดงการเปรยบเทยบผลการวเคราะหองคประกอบของแกสชวมวลจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสทอตราการไหลของอากาศเทากบ 0.0014 m3/s จากการทดลองพบวาองคประกอบของแกสชวมวลทง 2 ชนดทวเคราะหไดมลกษณะไปในทศทางเดยวกน เนองจากคณสมบตทางเคมของชวมวลจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสมลกษณะคลายกน แต ชวมวลจากไมยคาลปตสจะมปรมาณแกสคารบอนมอนนอกไซดทสง และมปรมาณแกสอากาศทต ากวากะลามะพราว เนองจากชวมวลจากกะลามะพราวมการเผาไหมทสมบรณกวาไมยคาลปตส โดยชวมวลจากกะลามะพราวจะมปรมาณแกสทเผาไหมไดคอ แกสคารบอนมอนนอกไซด (CO) 30.56 % แกสมเทน (CH4) 4.61 % และแกสไฮโดรเจน (H2) 19.40 % สวนไมยคาลปตสจะมปรมาณแกสคารบอนมอนนอกไซด (CO) 33.81 % แกสมเทน (CH4) 5.13 % และแกสไฮโดรเจน(H2) 16.58 %

05

10152025303540

ส ดส

นโดยปร

าตร

องค ปร กอบ องแกสช ล

ก ลา รา ไ ยคาลปต ส

รปท 4.5 ผลการเปรยบเทยบองคประกอบของแกสจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสทอตราการ

ไหลของอากาศ 0.0018 m3/s

H2 CH4 CO CO2 Air

H2 CH4 CO CO2 Air

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

43

จากรปท 4.5 เปนกราฟแสดงการเปรยบเทยบผลการวเคราะหองคประกอบของแกสชวมวลจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสทอตราการไหลของอากาศเทากบ 0.0018 m3/s จากการทดลองพบวาองคประกอบของแกสชวมวลทง 2 ชนดทวเคราะหไดมลกษณะไปในทศทางเดยวกน เนองจากคณสมบตทางเคมของชวมวลจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสมลกษณะคลายกน แต ชวมวลจากไมยคาลปตสจะมปรมาณแกสไฮโดรเจนทต า และมปรมาณอากาศทสงกวากะลามะพราว เนองจากชวมวลจากไมยคาลปตสมการเผาไหมทสมบรณกวากะลามะพราว โดยชวมวลจากกะลามะพราวจะมปรมาณแกสทเผาไหมได คอแกสคารบอนมอนนอกไซด (CO) 34.94 % แกสมเทน (CH4) 6.41 % และแกสไฮโดรเจน (H2) 21.65 % สวนไมยคาลปตสจะมปรมาณแกสคารบอนมอนนอกไซด (CO) 34.05 % แกสมเทน (CH4) 6.08 % และแกสไฮโดรเจน (H2) 19.25 %

05

10152025303540

ส ดส

นโดยปร

าตร

องค ปร กอบ องแกสช ล

ก ลา รา ไ ยคาลปต ส

รปท 4.6 ผลการเปรยบเทยบองคประกอบของแกสจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสทอตราการ ไหลของอากาศ 0.0022 m3/s จากรปท 4.6 เปนกราฟแสดงการเปรยบเทยบผลการวเคราะหองคประกอบของแกสชวมวลจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสทอตราการไหลของอากาศเทากบ 0.0022 m3/s จากการทดลองพบวาองคประกอบของแกสชวมวลทง 2 ชนดทวเคราะหไดมลกษณะไปในทศทางเดยวกน เนองจากคณสมบตทางเคมของชวมวลจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสมลกษณะคลายกน แต ชวมวลจากไมยคาลปตสจะมปรมาณแกสคารบอนมอนนอกไซดและแกสไฮโดรเจนทสง และมปรมาณอากาศทต ากวากะลามะพราว เนองจากชวมวลจากกะลามะพราวมการเผาไหมท สมบรณกวาไมยคาลปตส โดยชวมวลจากกะลามะพราวจะมปรมาณแกสทเผาไหมได คอ แกสคารบอนมอนนอกไซด (CO) 32.09 % แกสมเทน (CH4) 5.16 % และแกสไฮโดรเจน (H2) 21.59 % สวนไมยคาลปตสจะมปรมาณแกสคารบอนมอนนอกไซด (CO) 34.47 % แกสมเทน (CH4) 6.16 % และแกสไฮโดรเจน (H2) 20.46 %

H2 CH4 CO CO2 Air

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

44

05

10152025303540

ส ดส

นโดย

ปร าตร

องค ปร กอบ องแกสช ล

ก ลา รา ไ ยคาลปต ส

รปท 4.7 ผลการเปรยบเทยบองคประกอบของแกสจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสทอตราการ

ไหลของอากาศ 0.0026 m3/s จากรปท 4.7 เปนกราฟแสดงการเปรยบเทยบผลการวเคราะหองคประกอบของแกสชวมวลจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสทอตราการไหลของอากาศเทากบ 0.0026 m3/s จากการทดลองพบวาองคประกอบของแกสชวมวลทง 2 ชนดทวเคราะหไดมลกษณะไปในทศทางเดยวกน เนองจากคณสมบตทางเคมของชวมวลจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสมลกษณะคลายกน และมปรมาณของแกสทไมแตกตางกนมากนก เนองจากปรมาณอากาศทเขาไปสนดาประหวางเชอเพลงชวมวลจากไมยคาลปตสและชวมวลจากกะลามะพราวมการเผาไหมทสมดลกนโดยชวมวลจากกะลามะพราวจะมปรมาณแกสทเผาไหมไดคอแกสคารบอนมอนนอกไซด (CO) 33.42 % แกสมเทน (CH4) 4.16 % และแกสไฮโดรเจน (H2) 22.29 % สวนไมยคาลปตสจะมปรมาณแกสคารบอนมอนนอกไซด (CO) 34.50 % แกสมเทน (CH4) 5.49 % และแกสไฮโดรเจน (H2) 20.97 %

05

10152025303540

ส ดส

นโดยปร

าตร

องค ปร กอบ องแกสช ล

ก ลา รา ไ ยคาลปต ส

รปท 4.8 ผลการเปรยบเทยบองคประกอบของแกสจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสทอตราการ

ไหลของอากาศ 0.0030 m3/s

H2 CH4 CO CO2 Air

H2 CH4 CO CO2 Air

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

45

จากรปท 4.8 เปนกราฟแสดงการเปรยบเทยบผลการวเคราะหองคประกอบของแกสชวมวลจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสทอตราการไหลของอากาศเทากบ 0.0030 m3/s จากการทดลองพบวาองคประกอบของแกสชวมวลทง 2 ชนดทวเคราะหไดมลกษณะไปในทศทางเดยวกน เนองจากคณสมบตทางเคมของชวมวลจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสมลกษณะคลายกน แตชวมวลจากไมยคาลปตสจะมปรมาณแกสคารบอนมอนนอกไซดและแกสไฮโดรเจนทต า และมปรมาณแกสคารบอนไดออกไซดทสงกวากะลามะพราว เนองจากชวมวลจากไมยคาลปตสมการเผาไหมทสมบรณกวากะลามะพราว โดยชวมวลจากกะลามะพราวจะมปรมาณแกสทเผาไหมได คอแกสคารบอนมอนนอกไซด (CO) 33.18 % แกสมเทน (CH4) 4.07 % และแกสไฮโดรเจน (H2) 22.77 % สวนไมยคาลปตสจะมปรมาณแกสคารบอนมอนนอกไซด (CO) 32.23 % แกสมเทน (CH4) 5.42 % และแกสไฮโดรเจน (H2) 19.05 %

05

10152025303540

ส ดส

นโดยปร

าตร

องค ปร กอบ องแกสช ล

ก ลา รา ไ ยคาลปต ส

รปท 4.9 ผลการเปรยบเทยบองคประกอบของแกสจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสทอตราการ ไหลของอากาศ 0.0034 m3/s จากรปท 4.9 เปนกราฟแสดงการเปรยบเทยบผลการวเคราะหองคประกอบของแกสชวมวลจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสทอตราการไหลของอากาศเทากบ 0.0034 m3/s จากการทดลองพบวาองคประกอบของแกสชวมวลทง 2 ชนดทวเคราะหไดมลกษณะไปในทศทางเดยวกน เนองจากคณสมบตทางเคมของชวมวลจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสมลกษณะคลายกน แต ชวมวลจากไมยคาลปตสจะมปรมาณแกสคารบอนมอนนอกไซดทต า และมปรมาณแกสคารบอนไดออกไซดทสงกวากะลามะพราว เนองจากชวมวลจากไมยคาลปตสมการเผาไหมทสมบรณกวากะลามะพราวโดยชวมวลจากกะลามะพราวจะมปรมาณแกสทเผาไหมไดคอ แกสคารบอนมอนนอกไซด (CO) 31.45 % แกสมเทน (CH4) 3.43 % และแกสไฮโดรเจน (H2) 18.69 % สวนไมยคาลปตสจะมปรมาณแกสคารบอนมอนนอกไซด (CO) 29.28 % แกสมเทน (CH4) 3.88 % และแกสไฮโดรเจน (H2) 19.01 %

H2 CH4 CO CO2 Air

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

46

05

10152025303540

ส ดส

นโดยปร

าตร

องค ปร กอบ องแกสช ล

ก ลา รา ไ ยคาลปต ส

รปท 4.10 ผลการเปรยบเทยบองคประกอบของแกสจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสทอตราการ

ไหลของอากาศ 0.0038 m3/s จากรปท 4.10 เปนการเปรยบเทยบผลการวเคราะหองคประกอบของแกสชวมวลจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสทอตราการไหลของอากาศเทากบ 0.0038 m3/s จากการทดลองพบวาองคประกอบของแกสชวมวลทง 2 ชนดทวเคราะหไดมลกษณะไปในทศทางเดยวกน เนองจากคณสมบตทางเคมของชวมวลจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสมลกษณะคลายกน แตไมยคาลปตสจะมปรมาณแกสคารบอนมอนนอกไซดทต า และมปรมาณแกสคารบอนไดออกไซดทสงกว ากะลามะพราว เนองจากไมยคาลปตสมการเผาไหมทสมบรณกวากะลามะพราว โดยกะลามะพราวจะมปรมาณแกสทเผาไหมไดคอ แกสคารบอนมอนนอกไซด (CO) 29.54 % แกสมเทน (CH4) 3.43 % และแกสไฮโดรเจน (H2) 17.06 % สวนไมยคาลปตสจะมปรมาณแกสคารบอนมอนนอกไซด (CO) 27.24 % แกสมเทน (CH4) 3.80 % และแกสไฮโดรเจน (H2) 17.73 %

05

10152025303540

ส ดส

นโดยปร

าตร

องค ปร กอบ องแกสช ล

ก ลา รา ไ ยคาลปต ส

รปท 4.11 ผลการเปรยบเทยบองคประกอบของแกสจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสทอตราการ ไหลของอากาศ 0.0042 m3/s

H2 CH4 CO CO2 Air

H2 CH4 CO CO2 Air

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

47

จากรปท 4.11 เปนการเปรยบเทยบผลการวเคราะหองคประกอบของแกสชวมวลจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสทอตราการไหลของอากาศเทากบ 0.0042 m3/s จากการทดลองพบวาองคประกอบของแกสชวมวลทง 2 ชนดทวเคราะหไดมองคประกอบของแกสไปในทศทางเดยวกนเนองจากคณสมบตทางเคมของชวมวลทง 2 ชนดมลกษณะคลายคลงกน และในอตราการไหลของอากาศท 0.0042 m3/s จะพบวามปรมาณอากาศทเหลอจากการเผาไหมสงเนองจากไดมการปรบอตราการไหลของอากาศเขาไปสนดาปกบเชอเพลงชวมวลมากเกนไป โดยชวมวลจากกะลามะพราวจะมปรมาณแกสทเผาไหมไดคอแกสคารบอนมอนนอกไซด (CO) 27.63 % แกสมเทน (CH4) 3.27 % และแกสไฮโดรเจน (H2) 15.35 % สวนแกสทไมสามารถเผาไหมไมได คอแกสคารบอนไดออกไซด (CO2) 22.37 % และอากาศ (Air) 31.38 % สวนไมยคาลปตสจะมปรมาณแกสคารบอนมอนนอกไซด (CO) 25.23 % แกสมเทน (CH4) 2.91 % และแกสไฮโดรเจน(H2) 15.57 % สวนแกสทไมสามารถเผาไหมไมได คอแกสคารบอนไดออกไซด (CO2) 23.67 % และอากาศ (Air) 32.60 %

05

10152025303540

ส ดส

นโดยปร

าตร

องค ปร กอบ องแกสช ล

ก ลา รา ไ ยคาลปต ส

รปท 4.12 ผลการเปรยบเทยบองคประกอบของแกสจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสทอตราการ ไหลของอากาศ 0.0046 m3/s จากรปท 4.12 เปนกราฟแสดงการเปรยบเทยบผลการวเคราะหองคประกอบของแกส ชวมวลจากกะลามะพราวและไมยคาลปตสทอตราการไหลของอากาศเทากบ 0.0046 m3/s จาก การทดลองพบวาองคประกอบของแกสชวมวลทง 2 ชนดทวเคราะหไดจะมปรมาณอากาศทคอนขางสงเนองจากมการปรบอตราการไหลของอากาศเขาไปมากจนเกนความสมดลทจะใชในการเผาไหมแตผลการวเคราะหแกสทง 2 ชนดมลกษณะเปนไปในทศทางเดยวกนเนองจากชวมวลจากกะลามะพราว และไมยคาลปตสมคณสมบตทางเคมทใกลเคยงกนโดยชวมวลจากกะลามะพราวจะมปรมาณแกสทเผาไหมไดคอ แกสคารบอนมอนนอกไซด (CO) 23.67 % แกสมเทน (CH4) 3.32 % และแกสไฮโดรเจน (H2) 15.55 % สวนแกสทไมสามารถเผาไหมไมได คอ แกสคารบอนไดออกไซด (CO2) 24.02 % และอากาศ (Air) 33.44 % สวนไมยคาลปตสจะมปรมาณแกสคารบอนมอนนอกไซด (CO)

H2 CH4 CO CO2 Air

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

48

21.93 % แกสมเทน (CH4) 2.66 % และแกสไฮโดรเจน (H2) 15.57 % สวนแกสทไมสามารถเผาไหมไมได คอแกสคารบอนไดออกไซด (CO2) 25.17 % และอากาศ (Air) 34.65 %

0

5

10

15

20

25

30

35

40

ส ดส

นโดย

ปร าตร

องค ปร กอบ องแกสช ล

รปท 4.13 ผลการวเคราะหองคประกอบของแกสจากกะลามะพราว

จากรปท 4.13 ผลการวเคราะหองคประกอบของแกสชวมวลจากกะลามะพราว เมอมการเปลยนแปลงอตราการไหลของอากาศท 0.0010 m3/s - 0.0046 m3/s จากการทดลองพบวาองคประกอบของแกสชวมวลทวเคราะหไดมปรมาณใกลเคยงกน และมลกษณะไปในทศทางเดยวกนโดยมปรมาณแกสคารบอนมอนนอกไซดมากทสด แตพบวาเมอมการปรบอตราการไหลของอากาศเพมขนจากท 0.0010 m3/s - 0.0018 m3/s จะสงผลใหปรมาณแกสปรมาณคารบอนไดออกไซดและอากาศมแนวโนมลดลงเนองจากอากาศทเขาสเตานนไดถกน าไปใชในกระบวนการเผาไหมในปรมาณมาก จงสงผลท าใหเสนกราฟของคารบอนไดออกไซดและอากาศมแนวโนมลดลง และเมอปรบอตราการไหลของอากาศใหเพมสงขนไปอกจาก 0.0018 m3/s - 0.0046 m3/s จะสงผลใหปรมาณแกสคารบอนไดออกไซดและอากาศมแนวโนมเพมสงขนเนองจากปรมาณอากาศทขาสไปสนดาปกบเชอเพลงชวมวลมมากเกนไปจงท าใหเกดปฏกรยาการเผาไหมทสมบรณ จงสงผลท าใหเสนกราฟของคารบอนไดออกไซดและอากาศมแนวโนมเพมสงขน

H2 CH4 CO CO2 Air

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

49

0

5

10

15

20

25

30

35

40ส ด

ส นโ

ดยปร

าตร

องค ปร กอบ องแกสช ล

รปท 4.14 ผลการวเคราะหองคประกอบของแกสจากไมยคาลปตส

จากรปท 4.14 ผลการวเคราะหองคประกอบของแกสชวมวลจากไมยคาลปตส เมอมการเปลยนแปลงอตราการไหลของอากาศท 0.0010 m3/s - 0.0046 m3/s จากการทดลองพบวาองคประกอบของแกส ชวมวลทวเคราะหไดมปรมาณใกลเคยงกนและมลกษณะไปในทศทางเดยวกนโดยมปรมาณแกสคารบอนมอนนอกไซดมากทสดแตพบวาเมอมการปรบอตราการไหลของอากาศเพมขนจากท 0.0010 m3/s - 0.0026 m3/s จะสงผลใหปรมาณแกสปรมาณคารบอนไดออกไซด และอากาศมแนวโนมลดลงเนองจากอากาศทเขาส เตานนไดถกน าไปใชในกระบวนการเผาไหมในปรมาณมาก จงสงผลท าใหเสนกราฟของคารบอนไดออกไซดและอากาศ มแนวโนมลดลง และเมอปรบอตราการไหลของอากาศใหเพมสงขนไปอกจาก 0.0026 m3/s - 0.0046 m3/s จะสงผลใหปรมาณแกสคารบอนไดออกไซดและอากาศมแนวโนมเพมสงขนเนองจากปรมาณอากาศทขาสไปสนดาปกบเชอเพลงชวมวลมมากเกนไปจงท าใหเกดปฏกรยาการเผาไหมทสมบรณ จงสงผลท าใหเสนกราฟของคารบอนไดออกไซด และอากาศมแนวโนมเพมสงขน

H2 CH4 CO CO2 Air

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

50

4.2 ผลการหาคาความรอนของเชอเพลงชวมวล การหาคาความรอนของเชอเพลงชวมวลจะทดสอบโดยใชเครองบอมบแคลอรมเตอร โดยจะท าการทดลองหาคาความรอนของชวมวลจากกะลามะพราว และไมยคาลปตสอยางละ 3 ครง แลวหาคาเฉลยคาความรอนของชวมวล

02000400060008000

100001200014000

คร งท คร งท คร งท

คาค

า รอ

น ca

l/g)

ไ ยคาลปต สก ลา รา

รปท 4.15 ผลการเปรยบเทยบคาความรอนของเชอเพลงจากกะลามะพราวและไมยคาลปตส

จากรปท 4.15 ผลของการเปรยบเทยบประสทธภาพเชงความรอนของเชอเพล งชวมวลจากกะลามะพราวและไมยคาลปตส โดยท าการทดลองดวยเครองบอมบแคลอรมเตอร จากการทดลองหาคาความรอนพบวาในการทดลองแตละครงกราฟของชวมวลจากกะลามะพราวจะใหคาความรอนมากกวาไมยคาลปตส โดยกะลามะพราวจะใหคาความรอนเฉลย 4885.09 cal/g สวนไมยคาลปตสจะใหคาความรอนเฉลย 4587.73 cal/g เนองจากชวมวลทง 2 ชนดมคณสมบตทางชวภาพทตางกนจงท าใหคาพลงงานความรอนทไดจากการทดลองมความแตกตาง ดงนนในกระบวนการผลตแกสการเลอกใชเชอเพลงชวมวลทตางชนดกนจะสงผลตอคาความรอนของแกสทผลตไดโดยตรง

4.3 ผลการวเคราะหทางเศรษฐศาสตรของกระบวนการผลตแกสชวมวล การวเคาะหทางเศรษฐศาสตรเพอหาจดคมทนนน จะน าคาความรอนของชวมวลจากไมยคาลปตส และกะลามะพราวมาเปรยบเทยบกบคาความรอนของแกส LPG โดยทคาความรอนของแกส LPG มคาเทากบ 50.22 MJ / kg ซงแกส LPG 1 ถงขนาด 15 kg มราคา 290 Bath หากใชหมดภายใน 1 เดอนจะมคาความรอนเทากบ15 kg × 50.22 MJ/kg เทากบ 753.3 MJ ดงนนจงสามารถน าคาความรอนของแกส LPG มาเปรยบเทยบกบคาความรอนของแกสชวมวลไดจาก ตารางท 4.14

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

51

ตารางท 4.14 การเปรยบเทยบคาความรอนจากเชอเพลงชวมวลและแกส LPG รายการ ชวมวลจากะลามะพราว ชวมวลจากไมยคาลปตส

คาความรอน 20448.98 kJ/kg 19204.23 kJ/kg ตองการคาความรอน

753.3 MJ จะใชชวมวล 36.83 kg 39.22 kg

คาใชจายในการผลตแกสชวมวล 1.50 Bath / kg 5 Bath / kg คาใชจายรายเดอน 55.24 Bath 196.10 Bath

จากตาราง 4.14 จะพบวาการผลตแกสชวมวลจากกะลามะพราวใหมคาพลงงานความรอนเทากบแกส LPG ขนาดถง 15 kg จะมคาใชจายประหยดกวาการใชแกส LPG 234.76 Bath/month และจากการลงทนสรางเตาผลตแกสแบบไหลลงมคาใชจายทงหมด 7,200 Bath ถาน าเตาผลตแกสแบบไหลลงมาใชแทนแกส LPG จะใชระยะเวลาในการคนทนเทากบ

ระยะเวลาคนทน =

คาใชจายในการลงทน ผลตอบแทนสทธรายเดอน

= 7200

234.76 Month

BathBath /

= 30.66 Month = 2.5 Year การผลตแกสชวมวลจากไมยคาลปตสใหมคาพลงงานความรอนเทากบแกส LPG ขนาดถง 15 kg จะมคาใชจายประหยดกวาการใชแกส LPG 93.9 Bath/month และจากการลงทนสรางเตาผลตแกสแบบไหลลงมคาใชจายทงหมด 7,200 Bath ถาน าเตาผลตแกสแบบไหลลงมาใชแทนแกสLPG จะใชระยะเวลาในการคนทนเทากบ

ระยะเวลาคนทน = คาใชจายในการลงทน ผลตอบแทนสทธรายเดอน

= 7200

93.9

Month

BathBath /

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

52

= 76.67 Month = 6.38 Year

55.24

196.1234.76

0

50

100

150

200

250

300

ก ลา รา ไ ยคาลปต ส แกส LPG

คาใชจายเช

อเ ล

ง Ba

th/M

onth

ก ลา รา ไ ยคาลปต สแกส LPG

รปท 4.16 การเปรยบเทยบคาใชจายของเชอเพลงแตละชนด

จากรปท 4.16 ผลการเปรยบเทยบคาใชจายของเชอเพลงชวมวลจากกะลามะพราวและเชอเพลงชวมวลจากไมยคาลปตส โดยเปรยบเทยบคาความรอนระหวางคาความรอนของแกส LPG 1 ถงขนาด 15 kg กบชวมวล จากการทดลองพบวาทคาความรอนของแกส LPG และคาความรอนของชวมวลเทากนพบวาการใชชวมวลจากกะลามะพราวจะมคาใชจายประหยดกวาการใชเชอเพลงแก ส LPG 234.76 Bath/month สวนการใชชวมวลจากไมยคาลปตสจะมคาใชจายประหยดกวาการใชเชอเพลงแกส LPG 93.9 Bath/month และในการลงทนสรางเตาผลตแกสชวมวลมคาใชจายสงเมอเทยบกบผลตางของการประหยดคาใชจายระหวางชวมวลกบแกส LPG จงท าใหจดคมทนมระยะเวลานาน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

53

บทท 5 สรปผลและขอเสนอแนะ

5.1 สรปผล จากการศกษาและออกแบบสรางเตาผลตแกสแบบไหลลง เพอหาหาองคประกอบของแกสทผลตได โดยทดสอบทอตราการไหลของอากาศเขาสหองเผาไหมเทากบ 0.0010 m3/s, 0.0014 m3/s, 0.0018 m3/s, 0.0022 m3/s, 0.0026 m3/s, 0.0030 m3/s, 0.0034 m3/s, 0.0038 m3/s, 0.0042 m3/s, 0.0046 m3/s ใชชวมวลในการทดสอบ 2 ชนดคอชวมวลกะลามะพราว และชวมวลไมยคาลปตสหลงท าการทดลองแลวไดอธบายผลการทดลองไวในบทท 4 สามารถสรปผลการทดลองไดดงน 1) จากการทดลองโดยควบคมอตราการไหลของอากาศทงหมด 10 อตราการไหลพบวาทอตราการไหลของอากาศทเหมาะสมกบการผลตแกสชวมวลจากกะลามะพราวคอ 0.0018 m3/s โดยมองคประกอบของแกสทสามารถเผาไหมไดสงสดคอแกสคารบอนมอนนอกไซด (CO) 34.97 %แกสมเทน (CH4) 6.41 % และแกสไฮโดรเจน (H2) 21.65 % สวนแกสทไมสามารถเผาไหมไมได คอแกสคารบอนไดออกไซด (CO2) 19.62 % และอากาศ 19.33 % สวนทอตราการไหลของอากาศทเหมาะสมกบการผลตแกสช วมวลจากไมยคาลปตสคอ 0.0026 m3/s โดยมองค ประกอบของแกสทสามารถเผาไหมไดสงสด คอแกสคารบอนมอนนอกไซด (CO) 34.50 % แกสมเทน (CH4) 5.49 % และแกสไฮโดรเจน (H2) 20.97 % สวนแกสทไมสามารถเผาไหมไมได คอแกสคารบอนไดออกไซด (CO2) 19.30 % และอากาศ 19.72 % ซงชวมวลจากกะลามะพราวจะใชปรมาณอากาศทเหมาะสมในการผลตแกสนอยกวาชวมวลจากไมยคาลปตส ดงนนอตราการไหลของอากาศทเขาสหองเผาไหม และชนดของชวมวลจงมผลตอองคประกอบของแกสชวมวลทผลตได 2) เมอวเคราะหผลทางเศรษฐศาสตรโดยเปรยบเทยบคาความรอนของแกส LPG กบคาความรอนของแกสชวมวลทผลตไดจากเตาผลตแกสแบบไหลลงโดยใชเชอเพลงชวมวลจากกะลามะพราว และไมยคาลปตส พบวาการผลตแกสชวมวลใหมคาความรอนเทากบแกส LPG ขนาดถงบรรจ 15 kg เชอเพลงชวมวลจากกะลามะพราวจะประหยดได 234.76 บาท/เดอนโดยจะคนทนภายในระยะเวลาเทากบ 2.5 ป และเชอเพลงชวมวลจากไมยคาลปตสจะประหยดได 93.90 บาท/เดอนโดยจะคนทนภายในระยะเวลาเทากบ 6.38 ป และในปจจบนราคาแกส LPG มแนวโนมสงขนอยางตอเนอง ดงนนระยะเวลาในการคนทนอาจจะเรวกวาน 5.2 ขอเสนอแนะ จากผลการทดลองและสรปผลการทดลอง พบวาเตาผลตแกสแบบไหลลงสามารถใชเชอเพลงชวมวลมาผลตแกสเพอใชหงตมภายในครวเรอนแทนแกส LPG ได และอาจเปนพลงงานทางเลอกทนาสนใจอกดวย นอกจากนยงเปนการสงเสรมการใชทรพยากรใหเกดประโยชน อก ทงยงเปนการชวยประหยดแกสLPG ทมแนวโนมราคาสงขนอยางตอเนอง ซงแยกประเดนขอเสนอแนะไดดงน 1) ควรแกไขระบบการตดไฟในเตาผลตแกสแบบไหลลงเพอสะดวกตอการใชงานซงการจดตดไฟควรเจาะชองส าหรบตดไฟทบรเวณหองเผาไหม 2) ควรออกแบบเตาผลตแกสแบบไหลลงใหมฉนวนกนความรอนเพอปองกนการสญเสยความรอน เพอเพมประสทธภาพใหกบเตาผลตแกสแบบไหลลง

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

54

เอกสารอางอง

[1] บวรพรรณ คตการ.2529.ตวกรองทเหมาะสมส าหรบระบบผลตกาซเชอเพลงจากถานไม วทยานพนธปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต. มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลา ธนบร. [2] Forest Industries Division (1986). Wood gas as engine fuel. Mechanical Wood Products Branch. [3] สรย จรญศกด. 2543. การศกษาการใชพลงงานความรอนจากเตาผลตแกสชนดไหลลงเพอใช ผลตเซรามก. วทยานพนธปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต. มหาวทยาลยเทคโนโลยพระ จอมเกลาธนบร. [4] วภาวรรณ แสงสงา. 2544. การเปรยบเทยบการผลตเซรามกโดยใชพลงงานความรอนทไดจาก เตากาซซไฟเออรแบบ UpDraft และ Downdraft. วทยานพนธปรญญาวศวกรรมศาสตร มหาบณฑต. มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร. [5] สรพงษ คลายมข. 2545. การศกษาเปรยบเทยบการผลตโปรดวเซอรแกสจากเตาผลตแกสชนด ไหลขนและไหลลงโดยใชผกตบชวาอดแทงเปนเชอเพลง. วทยานพนธปรญญาวศวกรรศาสตร มหาบณฑต. มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร. [6] อ านาจ คงไทย. 2547. ศกยภาพในการใชฟางขาวเปนเชอเพลงชวมวล. วทยานพนธปรญญา วศวกรรมศาสตรมหาบณฑต. มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร. [7] รตน เลหวนช. 2550. การออกแบบและทดสอบเตาผลตแกสชวมวลแบบไหลลงส าหรบการ อบแหงปย. วทยานพนธปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต. มหาวทยาลยเกษตรศาสตร. [8] ศภวทย ลวณะสกล และคณะ. 2551. การผลตไอน า 100 กโลกรมตอชวโมงโดยระบบหมอไอ น าแกสซไฟเออรจากชวมวล.วทยานพนธปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต. มหาวทยาลย เทคโนโลยราชมงคลธญบร. [9] ไชยวฒน จวนทอง. 2553. การศกษาออกแบบเตาปฏกรณผลตแกสชวมวลจากใบออยโดยใช เทคโนโลยแกสซฟเคชน.วทยานพนธปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต. มหาวทยาลยขอนแกน. [10] ชยยทธ ไชยงาม และธงชย ก าลงหาญ. 2554. การศกษาการลดระยะเวลาในการอนเชอเพลง ของหวเผาน ามนพชใชแลว.วทยานพนธปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต.มหาวทยาลย เทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม. [11] Dr.Naksitte Coovattanachai, Biomass Gasification,ASEANSUB-COMMITT on Non- Conventional Energy Research. [12] ศนยพยากรณและสารสนเทศพลงงาน ส านกนโยบายและแผนพลงงาน กระทรวงพลงงาน, สถานการณพลงงานไทยป พ.ศ. 2553 และแนวโนมป พ.ศ. 2554. [13] กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน กระทรวงพลงงาน, การใชพลงงานทดแทน เดอนพฤษภาคม พ.ศ. 2552 – เดอนเดอนพฤษภาคม พ.ศ. 2554.