เรื่อง ทิศทางธุกิจ biomass pellet ส...
TRANSCRIPT
โดย.....
ศภุวทิย ์ลวณะสกล
ภาควิชาวิศวกรรมเคร่ืองกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี
เร่ือง “ทศิทางธุกิจ Biomass pellet ส าหรับประเทศไทย และ เทคโนโลยี Gasification ในภาคอุตสาหกรรม”
โดย บัณฑิตวิทยาลัยร่วมด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม (JGSEE) และส านักงานคณะกรรมการนโยบายวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและ
นวัตกรรมแห่งชาต ิ(สวทน.) ณ ศูนย์นิทรรศการและการประชุมไบเทค ห้อง MR 224
วันศุกร์ที่ 5 มถุินายน 2558 เวลา 08.30 – 16.30 น.
เทคโนโลยีการแปรรูปชีวมวลให้เป็นพลังงาน
• การเผาตรง (Direct Combustion)
• การแก๊สซไิฟร์ (Gasification)
• การอบเป็นถ่าน (Carbonization)
• การผลิตก๊าซชีวภาพ (Biogas)
• การแปรรูปเป็นน า้มัน (จากพืชน า้มัน)
• การแปรรูปเป็นน า้มันจากเนือ้ไม้
หน่วยวิจยัและพฒันาพลงังานชีวมวล ภาควิชาวิศวกรรมเคร่ืองกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลยัเทคโนโลยีราชมงคลธญับรีุ จ.ปทมุธานี
• การท าเชือ้เพลิงอัดแท่ง (Wood Pellet)
Biomass Conversion Technology
ใน Gasification Process นัน้ 1 kg ชวีมวล ใชอ้ากาศ 1.7 kg
จะผลติแกส๊เชือ้เพลงิ ~ 2.5 kg (m3)
หน่วยวิจยัและพฒันาพลงังานชีวมวล ภาควิชาวิศวกรรมเคร่ืองกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลยัเทคโนโลยีราชมงคลธญับรีุ จ.ปทมุธานี
Biomass Conversion Products
Temperature, Time Liquid Char Gas
FAST PYROLYSIS •moderate temperature•short residence time
75% 12% 13%
GASIFICATION •high temperature•long residence time
5% 10% 85%
CARBONIZATION •low temperature•long residence time
30% 35% 35%
คณุสมบตัขิองเชือ้เพลงิส าหรับแกส๊ซไิฟเออร์
ปัจจัยทีม่ผีลตอ่การผลติกา๊ซเชือ้เพลงิชวีมวลทีส่ าคญัมดีงันี้
1. ขนาดของเชือ้เพลงิ
2. น ้าหนักตอ่ปรมิาตรทัง้หมด (bulk weight)
3. ปรมิาณน ้ามันดนิ (tar)
4. ปรมิาณความชืน้ (Moisture Content)
5. ปรมิาณเถา้ (Ash content)
6. reaction response
http://www.ficfb.at/renet_d.htm
Renewable Energy : Biomass energy
BiomassGasification
Syngas(H2, CO, CH4)
Biomass
หน่วยวิจยัและพฒันาพลงังานชีวมวล ภาควิชาวิศวกรรมเคร่ืองกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลยัเทคโนโลยีราชมงคลธญับรีุ จ.ปทมุธานี
Biomass Gasification Technology
Producer gas
H2, CO, CH4
(Combustible gases)
CO2, N2
(Non-combustible gases)
Low heating value gas
หน่วยวิจยัและพฒันาพลงังานชีวมวล ภาควิชาวิศวกรรมเคร่ืองกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลยัเทคโนโลยีราชมงคลธญับรีุ จ.ปทมุธานี
Volumetric composition of biomass based producer gas
On an average 1 kg of biomass produces about 2.5 m3 of producer gas at S.T.P. In thisprocess it consumes about 1.5 m3 of air for combustion. For complete combustion ofwood about 4.5 m3 of air is required. Thus biomass gasification consumes about 33% oftheoretical stoichiometeric ratio for wood burning.
Producer gas contains
Volumetric composition
Carbon monoxide, CO
20 – 22%
Hydrogen, H2 15 – 18%
Methane, CH4 2 – 4 %
Carbon dioxide,CO2 9 – 11%
Nitrogen, N2 50 – 54%
Water vapor, H2O Tar vapor and ash
Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, RMUTT
Operation system of Downdraft Gasifier
Process Temperature
1 Drying Upto 120oC
2 Pyrolysis 200 – 600oC
3 Oxidation 850 – 1200oC
4 Reduction 600 – 900oC
Complete gasification takes place in four processes.
Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, RMUTT
Thermal Conversion Processes and Products
Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, RMUTT
ระบบผลติกา๊ซชวีมวลแบบตา่งๆTypes of Gasifier (Fixed Bed)
แบบไหลขึน้(Updraft)
แบบไหลลง(Downdraft)
แบบไหลขวาง(Crossdraft)
แบบฟลูอดิไดซ์เบด(Fluidized bed)
หน่วยวิจยัและพฒันาพลงังานชีวมวล ภาควิชาวิศวกรรมเคร่ืองกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลยัเทคโนโลยีราชมงคลธญับรีุ จ.ปทมุธานี
กระบวนการทางเคม ี: GasificationDevolatilisation Biomass + Q Char + tars and oils
+ gases (CO, CO2, H2, CH4, CnHm)
(1)
Secondary cracking andReforming
Tars + Q
Tars + H2O
Char + gases (CH4, H2, CnHm)CO, H2
(2)
(3)
Combustion C + O2 CO2 (4)
C + ½ O2 CO (5)
CO + ½ O2 CO2 (6)
H + ½ O2 H2O (7)
Boudouard reaction C + CO2 2CO (8)
Hydrogasification C + 2H2CH4 (9)
Char-steam reforming C + H2O CO + H2 (10)
C + 2H2O CO2 + 2H2 (11)
C + H2O ½CH4 + CO2 (12)
Water-gas shift CO + H2O CO2 + H2 (13)
Methane reforming CH4 + H2O CO + 3H2 (14)
Thermal conversion technologies
MSWBiomassWaste plasticsTyres
Combustion
Gasification
Pyrolysis
Air
Limited air
No air
Flue gas + ash
Syngas +ash
Bio-oil + char + gas
Advanced thermal technologies
หน่วยวิจยัและพฒันาพลงังานชีวมวล ภาควิชาวิศวกรรมเคร่ืองกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลยัเทคโนโลยีราชมงคลธญับรีุ จ.ปทมุธานี
Gasification : Equivalent ratio (ER.)
Biomass Gasification system
• Fixed bed‐ Updraft
- Downdraft‐ Crossdraft
• Fluidized bed‐ Bubbling‐ Circulating‐ Two bed
• Open core• Entrained flow• Multi stage
• Cyclone• Tar cracker• Absorbers
• Gas coolers• Ceramic/
metallic filters• Bag filters
• Scrubbers• ESP• Blowers
Fuelconditioning
and transport
Gasificationprocess
Gas cleaningand
conditioning
Gasutilization
Conditionedfuel
Fuel
Electricity
HeatCleaned
gasRaw gas
Raw fuel
- Chipper- Dryer
- Screens- Fuel feeding
systems
• Burner‐ Stoves‐ Boiler‐ Furnace‐ Co-firing
• IC engine• Gas engine• Gas turbine• Combined
processes‐ CHP‐ IGCC
• Fuel cell• Feed in to gasgrid
1 kg of dried biomass gives 3 – 3.6 kW heat energy
1 kg of dried biomass gives 0.7 – 0.9 kW electricity plus 1.4 kW heat
A gasifier system mainly comprises of a reactor, where the combustible gasis generated and the gas is made available for power generation / thermal applicationafter the required cleaning and cooling process.
Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, RMUTT
การวเิคราะห์การใชพ้ลงังานชีวมวลผลิตไฟฟ้าดว้ยเทคโนโลยแีก๊สซิฟิเคชัน่
หน่วยวิจยัและพฒันาพลงังานชีวมวล ภาควิชาวิศวกรรมเคร่ืองกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลยัเทคโนโลยีราชมงคลธญับรีุ จ.ปทมุธานี
หน่วยวิจยัและพฒันาพลงังานชีวมวล ภาควิชาวิศวกรรมเคร่ืองกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลยัเทคโนโลยีราชมงคลธญับรีุ จ.ปทมุธานี
ชวีมวล(Biomass)
เทคโนโลยี% ผลทีไ่ด้
ความรอ้น แกส๊ ของเหลว
ของแข็ง
ตนัCO2/ตนัชวีมวล
เผาตรง(Direct
Combustion)
100 1.34
แกส๊ซฟิิเคช ัน่(Gasification)
85 10 5 0.96
ไพโรไลซสิ (Pyrolysis)
13 75 12 0.47
ผลทีไ่ดจ้ากการเปลีย่นรปูชวีมวลใหเ้ป็นพลงังาน
How can we increasing the heating value and remove tar?
1. High temperature gasifying
2. High pressure gasifying
3. Using steam or pure O2
as gasifying agent
4. Using catalyst
2. Gasifying medium
5. Moisture content
3. Operating pressure
4. Operating temperature
1. Fuel composition
6. Gasifier design
การใชเ้ทคโนโลยแีก๊สซิฟิเคชัน่ผลิตไฟฟ้าอยา่งเหมาะสมท่ีก าลงัผลิตไฟฟ้าต่างๆ กนั
25
รายละเอยีดข้อมูลอะไรบ้าง ที่เราจะต้องทราบ
• ชนิดของเตาแก๊สซไิฟเออร์
• อัตราการผลิตแก๊ส & คุณภาพแก๊ส
• ความสิน้เปลืองเชือ้เพลิงชีวมวล
• สเป็คของเชือ้เพลิงชีวมวล
• ประสิทธิภาพการผลิตแก๊ส
ปัญหาและแนวทางการแกไ้ข
• ความไม่เสถียร ไม่ตอ่เน่ือง
• ควบคมุยาก (ต้องคมุอะไรบ้าง)
• คา่ความร้อนต ่า (วิธีแก้ไข)
• พลงังานถกูน าไปใช้ไม่เกิดประโยชน์สงูสดุ-ต้องผสมผสาน• ปัญหาเร่ืองความสกปรก (ทาร์ ฝุ่ นและของเหลวท่ีเกิดขึน้)
• ไม่เกิดการยอมรับ พงึพอใจ
อยากใหภ้าครัฐ-เอกชน เขา้มามสีว่นรว่มกนัวจัิยและพัฒนา อยา่งตอ่เนื่อง
จบการน าเสนอขอบคณุครับ
การผลติกา๊ซเชือ้เพลงิใชท้ดแทนกา๊ซแอลพจีเีพือ่หงุตม้
โครงการผลติความรอ้น
ข้อมูลทางเทคนิค- ผลิตก๊าซเชือ้เพลงิต่อเน่ืองในอตัรา 30 Nm3/hrที่ความสิน้เปลืองชีวมวล 15 kg/hr ความชืน้20% คิดเป็น 35 kWth
- ทดแทนก๊าซแอลพีจีได้ในอตัรา 2 kg/hr- ประสิทธิภาพการแปรรูปพลงังาน 72 %
สถานที่ตัง้โครงการ กองบิน 21 โรงเรียนการบิน อ.ก าแพงแสน จ.นครปฐม
สถานะโครงการ เสร็จสมบรูณ์หน่วยวจิยัและพัฒนาพลังงานชีวมวล ภาควชิาวศิวกรรมเคร่ืองกล คณะวศิวกรรมศาสตร์ มหาวทิยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี จ.ปทุมธานี
การผลติก๊าซเชือ้เพลงิใช้ในระบบเชือ้เพลงิร่วมน า้มันดีเซล-ชีวมวลเพื่อผลติไฟฟ้า
โครงการผลติไฟฟ้า-ความรอ้น
หน่วยวจิยัและพัฒนาพลังงานชีวมวล ภาควชิาวศิวกรรมเคร่ืองกล คณะวศิวกรรมศาสตร์ มหาวทิยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี จ.ปทุมธานี
ข้อมูลทางเทคนิค- ผลติก๊าซเชือ้เพลงิตอ่เน่ืองในอตัรา 20
Nm3/hr ท่ีความสิน้เปลืองชีวมวล 9kg/hr ความชืน้ 20% คิดเป็น 25 kWth
- ทดแทนน า้มนัดีเซลได้ 50 – 75%- มีระบบปรับปรุงคณุภาพก๊าซ- มีระบบ Steam oxidizing agent
สถานที่ตัง้โครงการ ศนูย์วิจยัพลงังาน มหาวิทยาลยัเทคโนโลยีราชมงคลธญับรีุสถานะโครงการ เสร็จสมบรูณ์
Wood Pellet เพือ่ใชผ้ลติพลงังานความรอ้น
โครงการผลติ Wood Pellet
วัสดุที่ใช้ท า Wood Pellet - เหง้ามนัส าปะหลงั ไม้กระถิน แกลบ ขีเ้ล่ือย ขีก้บ เปลือกไม้ยคูาลิปตสั เป็นต้น
ข้อมูลสาหรับการลงทนุก าลังผลิตขนาด 1.2 ตันต่อช่ัวโมง วันละ 15 ตัน โดยประมาณต้นทุนการผลิต 1,900 – 2,500 บาทต่อตัน (ที่ราคาเหง้ามันส าปะหลัง 70 สต./กิโล รวมค่าวัสดุ แรงงาน ไฟฟ้า)
สถานที่ตัง้โครงการ อ าเภอพนมสารคาม จงัหวดัฉะเชิงเทรา
งบประมาณโครงการ 13 ล้านบาท (Turnkey)
ระยะเวลาสร้างเคร่ืองจกัร 6 เดือน ติดตัง้พร้อมฝึกอบรมราคาขายในประเทศ 3,300 – 3,400 บาทต่อตนัราคาขายต่างประเทศ 3,750 บาทต่อตนั (FOB)
สถานะโครงการ อยูร่ะหวา่งผลิต Wood pellet
สง่ออก
Specification ของ Wood Pellet1.Calorific value 4,732 kcal/kg2.Moisture 12.25 %3.Diameter 8mm., Length 20-50 mm4.Ash 8.5 % 5 Sulfur 0.12 %
6 Density 650-700 kg/m3
หน่วยวจิยัและพัฒนาพลังงานชีวมวล ภาควชิาวศิวกรรมเคร่ืองกล คณะวศิวกรรมศาสตร์ มหาวทิยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี จ.ปทุมธานี
การผลติก๊าซเชือ้เพลงิสังเคราะห์ใช้ทดแทนแอลพีจีในระบบผลิตไอน า้ขนาดเลก็
โครงการผลติไอน ้า-ความรอ้น
ข้อมูลทางเทคนิค- ใช้เทคโนโลยีแก๊สซิฟิเคชั่นผลิตก๊าซเชือ้เพลิงสังเคราะห์ต่อเน่ืองในอัตรา 60 Nm3/hr ที่ความสิน้เปลืองชวีมวล30 kg/hr ความชืน้ 20% คดิเป็น 70 kWth
- อัตราการผลิตไอน า้ 75 kg/hr ที่ 4 Bar (ต้นแบบ)- มีระบบปรับปรุงคุณภาพก๊าซ
สถานที่ตัง้โครงการ ศูนย์วจิัยพลังงาน มหาวทิยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรีสถานะโครงการ เสร็จสมบูรณ์
หน่วยวจิยัและพัฒนาพลังงานชีวมวล ภาควชิาวศิวกรรมเคร่ืองกล คณะวศิวกรรมศาสตร์ มหาวทิยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี จ.ปทุมธานี