การเพิ่มประสิทธิภาพและอัตราการผลิตแก๊สของแก๊สซิไฟเออร์แบบไหลลงโดยใช้วัสดุพรุน

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อปรับปรุงสมรรถนะของแก๊สซิไฟเออร์แบบไหลลงโดยการนำอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนบรรจุวัสดุพรุน (PMHR) โดยทำการศึกษากรณีมีและไม่มีการติดตั้ง PMHR ทั้งกรณีที่มีและไม่มีวัสดุพรุนเข้าไปในอุปกรณ์นี้ นอกจากนี้ยังมีการศึกษาถึงอิทธิพลของอัตราการป้อนอากาศที่ป้อนเข้าไปยังแก๊สซิไฟเออร์โดยมิได้ผ่านอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อนำผลที่ได้จากการผลิตโปรดิวเซอร์แก๊สมาเปรียบเทียบประสิทธิภาพเชิงความร้อน และคุณภาพผลิตภัณฑ์ที่ผลิตได้ ในการศึกษานี้ได้ทำการทดสอบแก๊สซิไฟเออร์แบบไหลลงและนำคำของอุณหภูมิตามจุดที่ติดตั้งจุดต่าง ๆ อัตราการไหลอากาศเชิงมวล อัตราความสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงชีวมวล ที่วัดมาจากการทดลองมาเปรียบเทียบกันทั้ง 3 กรณี การทดสอบได้ทำการป้อนอากาศด้วยอัตราการไหล 3 คำ สำหรับแต่ละกรณี คือ 0.0109 0.0131 และ 0.0153 kg/s ตามลำดับ เข้าไปยังแก๊สซิไฟเออร์ และการใช้เชื้อเพลิงในแต่ละครั้งประมาณ 25 kg และในแต่ละครั้งจะต้องเก็บค่าอัตราการไหลเชิงมวลของอากาศอัตราความสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงชีวมวล และเก็บตัวอย่างแก๊สสังเคราะห์ไปวิเคราะห์หาองค์ประกอบ ผลจากการทดลองพบว่าผลิตภัณฑ์ประกอบไปด้วย CO 12% H2 2% CO2 18% และ N2 68% ประสิทธิเชิงความร้อนเพิ่มขึ้นประมาณ 77% ค่าทางความร้อนแก๊สจะเพิ่มขึ้นประมาณ 22% เมื่อนำมาเปรียบเทียบกับการป้อนอากาศที่มิได้ผ่านอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนและอุณภูมิของแก๊สที่ทางออกจะลดลงประมาณ 58% ที่อัตราการไหลของอากาศ 0.0131 kg/s ผลทดลองแสดงให้เห็นว่าเครื่องผลิตแก๊สซิฟิชั่นมีผลการทดสอบเป็นที่พอใจเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องผลิตแก๊สซิฟิเคชั่นทั่วไป

This research aimed to enhance the efficiency of a downward-flow gasifier by utilizing a heat exchanger with porous material (PMHR). The study investigated scenarios both with and without the installation of PMHR, while also examining the impact of varying air feed rates entering the gasifier through the heat exchanger. The goal was to compare thermal efficiency, the quality of gasification products, and process temperatures among these scenarios. The experimental process involved testing the downward-flow gasifier and recording temperature readings at multiple installed points. Air mass flow rates and the consumption of biomass feedstock were compared across three different scenarios of 0.0109, 0.0131, and 0.0153 kg/s for air mass flow rates, with each scenario using 25 kg of feedstock. Data collection included measurements of air mass flow rates, biomass feedstock consumption rates, and gas samples for subsequent laboratory analysis. The results revealed that the gasification product comprises approximately 12% CO, 2% H2, 18% CO2 and 68% N2. Notably, there was a 77% increase in thermal efficiency and approximately a 22% rise in gas heat content. These outcomes were compared with scenarios where air bypasses the heat exchanger shows a 58% reduction in exit gas temperature at an air flow rate of 0.0131 kg/s. The findings suggested that this gasification system performs satisfactorily when compared to traditional gasifiers.