ผลของอุณหภูมิไพโรไลซิสของชีวมวลต่อการลดทาร์ในแกซิฟิเคชันด้วยไอน้ำโดยใช้ชาร์จากของผสมถ่านหิน/ชีวมวล

EFFECT OF PYROLYSIS TEMPERATURE OF BIOMASS ON TAR REDUCTION IN STEAM GASIFICATION WITH CHAR FROM COAL/BIOMASS BLEND

Name: สุวัฒน์ เมืองทะ

Abstract: งานวิจัยนี้ศึกษาผลของอุณหภูมิปลดปล่อยสารระเหยของชีวมวลต่อการลดทาร์ในแกซิฟิเคชันด้วยไอน้ำโดยใช้ชาร์จากของผสมถ่านหิน/ชีวมวล ในเครื่องปฏิกรณ์แบบเบดนิ่งสองขั้นตอน ช่วงอุณหภูมิที่ศึกษา คือ 600 ถึง 800 องศาเซลเซียส ชีวมวลที่ใช้ศึกษาประกอบด้วย ฟางข้าวและไม้กระถินยักษ์ ตัวเร่งปฏิกิริยาคือชาร์ เตรียมได้จากการไพโรไลซิสที่อุณหภูมิ 600 องศาเซลเซียส อุณหภูมิส่วนแกซิฟิเคชันคงที่ที่ 800 องศาเซลเซียส โดยผลิตภัณฑ์แก๊สที่เกิดขึ้นจากแกซิฟิเคชันของชีวมวลจะถูกนำไปวิเคราะห์ด้วยเครื่องแก๊สโครมาโทกราฟี (GC/TCD) ส่วนทาร์ถูกนำไปวิเคราะห์ด้วยเครื่องแก๊สโครมาโทกราฟี-แมสสเปกโทรเมตรี (GC-MS) จากผลการทดลอง พบว่า ที่อุณหภูมิปลดปล่อยสารระเหย 800 องศาเซลเซียส ตัวเร่งปฏิกิริยาชาร์ทั้งหมดที่เตรียมได้ สามารถเร่งปฏิกิริยาการแตกตัวของทาร์จากชีวมวลในแกซิฟิเคชันด้วยไอน้ำได้ โดยทาร์จากชีวมวลเกิดการแตกตัวบนพื้นที่ผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาชาร์กลายเป็นแก๊สเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ร้อยละการเปลี่ยนของคาร์บอนในผลิตภัณฑ์แก๊สเพิ่มขึ้น นอกจากนี้อุณหภูมิปลดปล่อยสารระเหยที่แตกต่างกัน ส่งผลต่อองค์ประกอบของทาร์จากชีวมวล ทำให้ค่าร้อยละการเปลี่ยนของทาร์ต่างกัน โดยพบว่าที่อุณหภูมิปลดปล่อยสารระเหย 700 องศาเซลเซียส มีค่าร้อยละการเปลี่ยนของทาร์มากกว่าที่อุณหภูมิปลดปล่อยสารระเหย 800 องศาเซลเซียส เป็นผลมาจากองค์ประกอบของแนฟทาลีน ซึ่งเป็นสารประกอบแอโรแมติกที่มีเสถียรภาพสูง และพบว่ามีปริมาณมากในทาร์ที่อุณหภูมิปลดปล่อยสารระเหย 800 องศาเซลเซียส ทำให้การแตกตัวบนพื้นผิวเกิดขึ้นได้ยาก นอกจากนี้พบว่า ลักษณะทางกายภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาชาร์ อาทิเช่น พื้นที่ผิว ขนาดรูพรุน และแร่ธาตุในตัวเร่งปฏิกิริยาชาร์ มีผลต่อความสามารถในการแตกตัวของทาร์ได้ เมื่อเปรียบเทียบชีวมวลทั้ง 2 ชนิด พบว่า องค์ประกอบของทาร์ไม่แตกต่างกันมากนัก แต่อย่างไรก็ตาม จากการทดลองนี้พบว่า ตัวเร่งปฏิกิริยาชาร์ที่เตรียมได้สามารถแตกตัวทาร์ประเภทแอโรแมติกวงเดียวที่มีออกซิเจนเป็นองค์ประกอบได้ดีกว่าทาร์ประเภทอื่น ดังนั้น ปริมาณและองค์ประกอบของทาร์จากชีวมวลที่แตกต่างกัน เป็นปัจจัยที่มีผลต่อความสามารถของตัวเร่งปฏิกิริยาในการแตกตัวของทาร์

Abstract: Effect of devolatilization temperature of biomass on tar reduction in steam gasification with char from coal/biomass blend was studied in this research. The steam gasification was conducted in a two-stage fixed bed reactor. The influence of devolatilization temperature in range of 600 to 800 °C was investigated on tar gasification with steam at 800 °C. Rice straw and leucaena wood were used in this work. Char as a catalyst was produced by pyrolysis at 600 °C. The gas products and tar were analyzed by using gas chromatography and gas chromatography-mass spectrometry, respectively. The results indicated that at devolatilization temperature of 800 °C, all prepared chars had a catalytic effect on tar cracking in steam gasification. Tar can be decomposed on the surface of char resulting in the higher carbon conversion into gas production. In addition, the difference in devolatilization temperature affected on tar compositions from biomass as well as tar conversion. Devolatilization at 700 °C give higher tar conversion than devolatilization at 800 °C. It was attributable to the naphthalene which was observed as a major composition in tar from 800 °C. The naphthalene is a high stable aromatic compound and could be difficult to decompose on the char surface. Also, the physical and chemical properties of char (e.g. surface area, pore volume, mineral) influenced on the catalytic role in the tar cracking. Moreover, the compositions of tar were not significantly different comparing between rice straw and leucaena wood. Furthermore, this work revealed that the all prepared char can effectively decompose the oxygenated-single aromatic tar rather than any other compounds in tar. Therefore, it can be concluded that the composition in tar from pyrolyzed biomass has a significant effect on the catalyst performance in tar reduction.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: ประพันธ์ คูชลธารา

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2557

Modified: 2559-07-14

Issued: 2559-07-14

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/44582

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เคมีเทคนิค

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	5572163323.pdf	4.67 MB	20	2021-09-08 00:10:55

ใช้เวลา

0.034437 วินาที