การจำลองกระบวนการการปรับปรุงแก๊สซิฟิเคชันชีวมวลร่วมกับการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ แบบแคลเซียมลูปปิงสำหรับการผลิตไฮโดรเจน

Abstract

งานวิจัยนี้ได้นำเสนอเกี่ยวกับการวิเคราะห์สมรรถนะของการปรับปรุงกระบวนการแก๊สซิฟิเคชันชีวมวลร่วมกับการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยวิธีแคลเซียมลูปปิงสำหรับการผลิตไฮโดรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูง โดยใช้ทางปาล์มเป็นวัตถุดิบและใช้แคลเซียมออกไซด์เป็นตัวดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ การจำลองกระบวนการจะถูกพัฒนาโดยใช้แบบจำลองแอสเพนพลัส (Aspen Plus simulator) และใช้ในการวิเคราะห์ผลกระทบของตัวแปรดำเนินการที่ศึกษา เช่น อุณหภูมิแก๊สซิฟิเคชัน อัตราส่วนไอน้ำต่อชีวมวล (S/B) อัตราส่วนแคลเซียมออกไซด์ต่อชีวมวล (CaO/B) และอุณหภูมิไรเซอร์ ต่อประสิทธิภาพของกระบวนการ ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิแก๊สซิฟิเคชันส่งผลดีตต่อการผลิตไฮโดรเจน ปริมาณไอน้ำที่เพิ่มขึ้นส่งผลกระทบอย่างมากต่อการผลิตไฮโดรจน การเพิ่มขึ้นของแคลเซียมออกไซด์ที่ใช้เป็นตัวดูดซับมีบทบาทอย่างสูงต่อการลดการผลิตคาร์บอนไดออกไซด์และสนันสนุนการผลิตไฮโดรเจนให้เพิ่มสูงขึ้น อุณหภูมิไรเซอร์ที่อุณหภูมิต่ำส่งเสริมการผลิตไฮโดรเจน ความเข้มข้นของไฮโดรเจนที่สูงที่สุดคือ 99 % สามารถทำได้ภายใต้สภาวะอุณหภูมิของแก๊สซิฟิเคชันที่ 650 °C อัตราส่วนไอน้ำต่อชีวมวล เท่ากับ 1 อัตราส่วนแคลเซียมออกไซด์ต่อชีวมวล เท่ากับ 1.6 และอุณหภูมิไรเซอร์ เท่ากับ 550 °C ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของกระบวนการได้ถูกปรับปรุงโดยการออกแบบเครือข่ายแลกเปลี่ยนความร้อนตามหลักการการวิเคราะห์จุดพินช์ เพื่อนำพลังงานความร้อนที่เหลือจากกระบวนการกลับมาใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด พบว่าประสิทธิภาพเชิงความร้อนรวมของระบบเพิ่มขึ้นจากเดิม 60.20 % ไปเป็น 75.30 %