การผลิตแก๊สสังเคราะห์จากกลีเซอรอลดิบ โดยการแปรสภาพทางความร้อน จากการเหนี่ยวนำด้วยไมโครเวฟ

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาการผลิตแก๊สสังเคราะห์จากกระบวนการแปรสภาพทางความร้อนกลีเซอรอลดิบภายในเตาปฏิกรณ์แบบเบดนิ่ง ความร้อนที่ใช้ในปฏิกิริยาเกิดจากการเหนี่ยวนำของคลื่นไมโครเวฟร่วมกับเบดซิลิกอนคาร์ไบด์ โดยกลีเซอรอลดิบได้มาจากกระบวนการผลิตไบโอดีเซลภายในประเทศ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการเกิดปฏิกิริยาซึ่งประกอบด้วยอัตราไหลแก๊สขาเข้ารวม อัตราส่วน O2/fuel อุณหภูมิ ปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยา ผลของการรีดิวซ์เบดตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยไฮโดรเจน และผลของการคืนสภาพตัวเร่งปฏิกิริยา โดยพิจารณาสภาวะการเกิดปฏิกิริยาที่ให้ปริมาณแก๊สผลิตภัณฑ์ ร้อยละการแปรสภาพของ C และ H ในวัตถุดิบเป็นแก๊สผลิตภัณฑ์ ค่าประสิทธิภาพเชิงความร้อน ค่าความร้อนต่ำ อัตราส่วนโดยโมลของ H2/CO ที่มีค่าสูงสุด โดยใช้เครื่องวิเคราะห์ร้อยละแก๊สผลิตภัณฑ์ TCD-NDIR analyzer ผลการทดลองพบว่า อัตราการไหลแก๊สขาเข้ารวมที่เหมาะสมเท่ากับ 1 ลิตร/นาที และให้ปริมาณแก๊สสังเคราะห์สูงสุดเท่ากับ 1.6 ลิตร/นาที ที่ 1250°C และ O2/fuel ratio เท่ากับ 0.25 เมื่อเพิ่มอัตราส่วน O2/fuel พบว่าไม่มีผลต่อการผลิตแก๊สอย่างชัดเจน ผลจากการเพิ่มอุณหภูมิพบว่าตั้งแต่ 900°C ขึ้นไป (440 วัตต์) C และ H ในวัตถุดิบถูกแปรสภาพไปเป็นผลิตภัณฑ์อย่างสมบูรณ์ ในชุดการทดลองที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาพบว่าที่ 1%Ni/SiC ให้ผลการทดลองดีที่สุด ช่วยเพิ่มปริมาณแก๊สสังเคราะห์จากที่ไม่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่สภาวะเดียวกันได้ถึง 3.4 เท่า เพิ่มร้อยละการแปรสภาพของ C และ H ในวัตถุดิบเป็นแก๊สผลิตภัณฑ์ได้ 3.8 และ 4.6 เท่าตามลำดับ การทดลองแบบใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ 330 วัตต์ให้ปริมาณแก๊สสังเคราะห์สูงกว่าชุดการทดลองแบบไม่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ 880 วัตต์ในสภาวะเดียวกันถึง 1.8 เท่า การรีดิวซ์เบดตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยไฮโดรเจนและการคืนสภาพตัวเร่งปฏิกิริยา ไม่มีผลอย่างชัดเจนต่อผลิตแก๊สที่เกิดขึ้น การให้ความร้อนด้วยวิธีนี้จึงเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่มีศักยภาพในการแปรสภาพทางความร้อนกลีเซอรอลดิบให้ไปเป็นแก๊สสังเคราะห์ที่มีคุณภาพ ซึ่งไม่เพียงแต่จะเป็นการเพิ่มแหล่งพลังงานทางเลือกในการผลิตพลังงานสะอาดแล้วแต่ยังช่วยส่งเสริมการจัดการกลีเซอรอลดิบให้แก่อุตสาหกรรมผลิตไบโอดีเซลมีอีกด้วย