การเปรียบเทียบสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ของขุยอ้อยและเส้นใยอ้อยต่อการเป็นเชื้อเพลิงแข็งในโรงไฟฟ้าชีวมวล
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
ชานอ้อยเป็นเชื้อเพลิงหลักในโรงไฟฟ้าชีวมวล แต่ชานอ้อยมีองค์ประกอบเป็นขุยอ้อยถึง 1 ใน 3 ส่วนและมีโครงสร้างที่แตกต่างจากเส้นใยอ้อยซึ่งส่งผลกระทบต่อสมบัติด้านเชื้อเพลิงโดยรวมของชานอ้อย ดังนั้นวัตถุประสงค์การวิจัยคือเปรียบเทียบสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ของขุยอ้อยกับเส้นใยอ้อยสำหรับใช้เป็นเชื้อเพลิงในโรงไฟฟ้าชีวมวล การศึกษาเริ่มต้นจากแยกขุยออกจากเส้นใยอ้อยด้วยวิธีทางกล แล้ววิเคราะห์องค์ประกอบแบบประมาณและละเอียด ค่าความร้อน การสลายตัวทางความร้อน การหลอมของเถ้า องค์ประกอบทางเคมีของชีวมวลและเถ้า พบว่า เส้นใยอ้อยมีปริมาณคาร์บอนคงตัว สารระเหย คาร์บอน ไฮโดรเจน สูงกว่าขุยอ้อย (ร้อยละ 14.4 84.7 48.4 และ 5.8 ตามลำดับ) ส่งผลให้มีค่าความร้อนสูงกว่าขุยอ้อย (19.53 และ 14.28 เมกะจูลต่อกิโลกรัม ตามลำดับ) อีกทั้งมีปริมาณเถ้าน้อยกว่าขุยอ้อยถึงร้อยละ 22.8 ขุยอ้อยมีสารอนินทรีย์สูงกว่าเส้นใยอ้อยอย่างมีนัยสำคัญในเกือบทุกองค์ประกอบ โดยเฉพาะซิลิกอนที่มีปริมาณร้อยละ 21.15 ซึ่งมากกว่าเส้นใยอ้อยถึง 19 เท่า เถ้าจากขุยอ้อยไม่เกิดการหลอมแม้ที่อุณหภูมิ 1,500 องศาเซลเซียส เนื่องจากมีองค์ประกอบ SiO2 สูงถึงร้อยละ 89.89 ขณะที่เถ้าจากเส้นใยอ้อยเริ่มหลอมที่อุณหภูมิต่ำกว่า (1,100 องศาเซลเซียส) ผลวิจัยสรุปว่า เส้นใยอ้อยมีสมบัติเป็นเชื้อเพลิงดีกว่าขุยอ้อย การศึกษานี้บ่งชี้ว่าควรพิจารณาแยกขุยอ้อยออกก่อนนำส่วนที่เหลือไปใช้เป็นเชื้อเพลิงในโรงไฟฟ้า เพื่อลดปัญหาการจัดการเถ้าและช่วยปรับปรุงสมบัติด้านความร้อนของการใช้ชานอ้อยเป็นเชื้อเพลิง ส่วนขุยอ้อยควรพิจารณานำไปใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมกระดาษและบรรจุภัณฑ์ เป็นวัตถุดิบในการผลิตวัสดุก่อสร้างหรือใช้เป็นวัสดุปรับปรุงดินในภาคการเกษตร
Article Details
เอกสารอ้างอิง
กองบริหารสื่อองค์การ (2566). กำลังผลิตตามสัญญาของระบบ. การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย.
Camargo, J. M. de O., Ríos, J. M. G., Antonio, G. C., Leite, J. T. C., Camargo, J. M. de O., Ríos, J. M. G., Antonio, G. C., & Leite, J. T. C. (2021). Physicochemical properties of sugarcane industry residues aiming at their use in energy processes. In sugarcane—biotechnology for biofuels. IntechOpen.
Chambon, C. L., Mkhize, T. Y., Reddy, P., Brandt-Talbot, A., Deenadayalu, N., Fennell, P. S., & Hallett, J. P. (2018). Pretreatment of south african sugarcane bagasse using a low-cost protic ionic liquid: A comparison of whole, depithed, fibrous and pith bagasse fractions. Biotechnology for Biofuels, 11(1), 1–16.
Cheng, B.-H., Huang, B.-C., Zhang, R., Chen, Y.-L., Jiang, S.-F., Lu, Y., Zhang, X.-S., Jiang, H., & Yu, H.-Q. (2020). Bio-coal: A renewable and massively producible fuel from lignocellulosic biomass. Science Advances, 6(1), 1–8.
Demirbas, A. (2001). Relationships between lignin contents and heating values of biomass. Energy Conversion and Management, 42(2), 183–188.
Demirbas, A. (2002). Relationships between heating value and lignin, moisture, ash and extractive contents of biomass fuels. Energy Exploration & Exploitation, 20(1), 105–111.
Du, S., Yang, H., Qian, K., Wang, X., & Chen, H. (2014). Fusion and transformation properties of the inorganic components in biomass ash. Fuel, 117, 1281–1287.
Elbersen, W., Lammens, T. M., Alakangas, E. A., Annevelink, B., Harmsen, P., & Elbersen, B. (2017). Chapter 3 - Lignocellulosic biomass quality: matching characteristics with biomass conversion requirements. In C. Panoutsou (Ed.), Modeling and Optimization of Biomass Supply Chains (pp. 55–78). Academic Press.
Fang, X., & Jia, L. (2012). Experimental study on ash fusion characteristics of biomass. Bioresource Technology, 104, 769–774.
Garcia-Maraver, A., Mata-Sanchez, J., Carpio, M., & Perez-Jimenez, J. A. (2017). Critical review of predictive coefficients for biomass ash deposition tendency. Journal of the Energy Institute, 90(2), 214–228.
Horák, J., Kuboňová, L., Dej, M., Laciok, V., Tomšejová, Š., Hopan, F., Krpec, K., & Koloničný, J. (2019). Effects of the type of biomass and ashing temperature on the properties of solid fuel ashes. Polish Journal of Chemical Technology, 21(2), 43–51.
Hrbek, J., Oberndorfer, C., Zanzinger, P., & Pfeifer, C. (2021). Influence of Ca(OH)2 on ash melting behaviour of woody biomass. Carbon Resources Conversion, 4, 84–88.
Kamara, B., Kallon, D. V. V., & Mashinini, P. M. (2022). Fouling and slagging investigation on ash derived from sasol coal using ICP and XRF analytical techniques. Applied Sciences, 12(22), 1–11.
Lois-Correa, J. A. (2012). Depithers for efficient preparation of sugar cane bagasse fibers in pulp and paper industry. Ingeniería, Investigación y Tecnología, 13(4), 417–424.
Megawati, Fardhyanti, D. S., Putri, R. D. A., Fianti, O., Simalango, A. F., & Akhir, A. E. (2018). Synthesis of silica powder from sugar cane bagasse ash and Its application as adsorbent in adsorptive-distillation of ethanol-water solution. MATEC Web of Conferences, 237, 1–6.
Nayak, D. K., Abhilash, P. P., Singh, R., Kumar, R., & Kumar, V. (2022). Fly ash for sustainable construction: A review of fly ash concrete and its beneficial use case studies. Cleaner Materials, 6, 1–35.
Norsuraya, S., Norhasyimi, R., & Fazlena, H. (2017). Characterization of sodium silicate derived from sugarcane bagasse ash. Malaysian Journal of Analytical Science, 21(2), 512–517.
Ozyuguran, A., Akturk, A., & Yaman, S. (2018). Optimal use of condensed parameters of ultimate analysis to predict the calorific value of biomass. Fuel, 214, 640–646.
Palma, K. R. de, Tomaz, E., Soria-Verdugo, A., & Silva, M. A. (2021). The influence of the elemental and structural chemical composition on the ash fusibility of sugarcane bagasse and sugarcane straw. Fuel, 304, 1–14.
Ringdalen, E., & Tangstad, M. (2016). Softening and melting of SiO2, an important parameter for reactions with quartz in Si production. In R. G. Reddy, P. Chaubal, P. C. Pistorius, & U. Pal (Eds.), Advances in molten slags, fluxes, and salts: Proceedings of the 10th International Conference on Molten Slags, Fluxes and Salts 2016 (pp. 43–51). Springer International Publishing.
Rozhina, E., Ishmukhametov, I., Nigamatzyanova, L., Akhatova, F., Batasheva, S., Taskaev, S., Montes, C., Lvov, Y., & Fakhrullin, R. (2021). Comparative toxicity of fly ash: an in vitro study. Molecules, 26(7), 1926.
Sha, D., Li, Y., Zhou, X., Zhang, J., Zhang, H., & Yu, J. (2021). Influence of volatile content on the explosion characteristics of coal dust. ACS Omega, 6(41), 27150–27157.
Suryana, R., Iriani, Y., Nurosyid, F., & Fasquelle, D. (2018). Characteristics of silica rice husk ash from Mojogedang Karanganyar Indonesia. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 367(1), 012008.
Suttibak, S. (2017). Influence of reaction temperature on yields of bio-oil from fast pyrolysis of sugarcane residues. Engineering and Applied Science Research, 44(3), 142–147.
Takehara, H., Fujiwara, M., Arikawa, M., Diener, M. D., & Alford, J. M. (2005). Experimental study of industrial scale fullerene production by combustion synthesis. Carbon, 43(2), 311–319.
Tian, S., Kang, Z., Chen, L., Fang, Y., Zhuo, Y., & Xu, H. (2017). Characterization of aluminosilicates in fly ashes with different melting points using 27al magic-angel spinning nuclear magnetic resonance. Energy & Fuels, 31(9), 10068–10074.
Wang, H., Cheng, L., Pu, J., & Zhao, J. (2021). Melting characteristics of coal ash and properties of fly ash to understand the slag formation in the shell gasifier. ACS Omega, 6(24), 16066–16075.
Winterbone, D. E., & Turan, A. (2015). Chapter 13—effect of dissociation on combustion parameters. In D. E. Winterbone & A. Turan (Eds.), Advanced thermodynamics for engineers (2nd ed., pp. 295–305). Butterworth-Heinemann.
Xiao, H., Shi ,Hao, Li ,Xinyao, Jiang ,Yanfei, & and Li, J. (2024). Effect of potassium-containing sulfates on high-temperature mineral transformation and coal ash fusibility. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 46(1), 12496–12511.
Yang, H., Yan, R., Chen, H., Lee, D. H., & Zheng, C. (2007). Characteristics of hemicellulose, cellulose and lignin pyrolysis. Fuel, 86(12), 1781–1788.
Yunaidi, Surahmanto, F., & Harnowo, S. (2020). The risk analysis of rice husk of co-firing fuel for boilers in sugar mills. Journal of Physics: Conference Series, 1446(1), 1–8.
Zhang, Y., Li, Q., & Zhou, H. (2016). Chapter 6—effects of ash deposition and slagging on heat transfer. In Y. Zhang, Q. Li, & H. Zhou (Eds.), Theory and Calculation of Heat Transfer in Furnaces (pp. 173–191). Academic Press.
