การเผาไหม้เชื้อเพลิงผสมถ่านหินและชีวมวลในฟลูอิไดซ์เบดแบบหมุนเวียน

Abstract

ศึกษาการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงผสมถ่านหินและแกลบ ในเตาเผาฟลูอิไดซ์เบดแบบหมุนเวียนขนาด 3.5 kW ซึ่งมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของไรเซอร์ 0.1 เมตร และสูง 3.0 เมตร โดยเชื้อเพลิงที่ใช้ในงานวิจัยนี้คือถ่านหินขนาดเฉลี่ย 1128 ไมโครเมตรจากแหล่งแม่ทะ จ.ลำปางและแกลบ ศึกษาถึงแนวโน้มของอุณหภูมิและองค์ประกอบของแก๊สจากการเผาไหม้ ณ ตำแหน่งต่างๆ ตลอดไรเซอร์ เมื่อมีการปรับค่าตัวแปรต่างๆ ได้แก่ สัดส่วนของถ่านหินและแกลบคือ 100:0, 65:35 (แกลบ 7% โดยน้ำหนัก) และ 80:20 (แกลบ 3.5% โดยน้ำหนัก) อัตราการป้อนเชื้อเพลิง 5.8 กก. ต่อ ช.ม. อัตราการป้อนอากาศปฐมภูมิที่ใช้ศึกษามีค่าระหว่าง 480-920 ลิตรต่อนาที (ความเร็วประมาณ 1.0-2.0 เมตรต่อวินาที) ส่วนอัตราการป้อนอากาศทุติยภูมิมีค่าตั้งแต่ 0-330 ลิตรต่อนาที ในการทดลองได้วัดความเข้มข้นของ คาร์บอนมอนอกไวด์ คาร์บอนไดออกไซด์ ออกซิเจน ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ และ ไนโตรเจนไดออกไซด์ ตลอดไรเซอร์โดยใช้เครื่องวิเคราะห์แก๊ส (flue gas analyzer) จากการทดลองพบว่า อุณหภูมิตลอดไรเซอร์อยู่ในช่วงประมาณ 800-1000 องศาเซลเซียส และที่ปริมาณการป้อนอากาศรวมตั้งแต่ 920 ลิตรต่อนาทีขึ้นไป ปริมาณและสัดส่วนของการป้อนอากาศทุติยภูมิ แทบไม่มีผลต่อแนวโน้มของอุณหภูมิตลอดไรเซอร์ แนวโน้มขององค์ประกอบของแก๊สตลอดไรเซอร์คือปริมาณคาร์บอนมอนอกไซด์จะสูงมาก บริเวณส่วนล่างของไรเซอร์และจะลดลงอย่างรวดเร็ว บริเวณตำแหน่งที่มีการป้อนอากาศทุติยภูมิ ปริมาณออกซิเจนลดลงตลอดความสูงไรเซอร์ ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ เพิ่มขึ้นตลอดความสูงไรเซอร์ ปริมาณไนโตรเจออกไซด์และไนโตรเจนไดออกไซด์ ค่อนข้างคงที่ตลอดไรเซอร์ อยู่ในช่วงประมาณ 100 และ 10 ppm ตามลำดับ เมื่อปรับเปลี่ยนเชื้อเพลิงจากถ่านหินเป็นถ่านหินผสมแกลบ พบว่าแนวโน้มอุณหภูมิตลอดไรเซอร์มีแนวโน้มสูงขึ้น ตามปริมาณแกลบที่เพิ่ม ปริมาณคาร์บอนมอนอกไซด์และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ลดลง เมื่อสัดส่วนของแกลบในเชื้อเพลิงผสมสูงขึ้น