การศึกษาการจำลองระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วมกับ ระบบผลิตก๊าซ: กรณีศึกษาขี้เลื่อยไม้ยางพาราและขยะชุมชนอัดแท่ง

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้ทำการศึกษาระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วมกับระบบผลิตก๊าซจากขี้เลื่อยไม้ยางพาราและขยะชุมชนอัดแท่ง โดยใช้เครื่องผลิตก๊าซแบบอากาศไหลลง ซึ่งทำการศึกษาโดยการจำลองกระบวนการด้วยโปรแกรม ASPEN Plus V.12.1 เพื่อศึกษาสภาวะการดำเนินงานที่เหมาะสมเพื่อให้ได้กำลังไฟฟ้าและประสิทธิภาพทางไฟฟ้าสูงสุด ภายใต้    สภาวะการดำเนินงานของตัวแปรที่สำคัญ ได้แก่ อุณหภูมิของกระบวนการผลิตก๊าซ (700-1200 องศาเซลเซียส) สัดส่วนการป้อนไอน้ำต่อชีวมวล (0.2-1) และอัตราส่วนกำลังอัดของเครื่องกังหันก๊าซ (14-22) ผลการศึกษาพบว่าเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นก๊าซไฮโดรเจน ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และก๊าซมีเทน ซึ่งเป็นองค์ประกอบของก๊าซสังเคราะห์จะลดลงแต่ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ และไอน้ำจะเพิ่มขึ้น นอกจากนี้เมื่อสัดส่วนการป้อนไอน้ำต่อชีวมวลเพิ่มขึ้น ก๊าซไฮโดรเจน ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และไอน้ำจะเพิ่มขึ้น แต่ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ และก๊าซมีเทนนั้นจะลดลง ซึ่งก๊าซไฮโดรเจน และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นองค์ประกอบของก๊าซสังเคราะห์นั้นเป็นก๊าซหลักในระบบผลิตพลังงานไฟฟ้า โดยสภาวะการดำเนินงานที่เหมาะสมของระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วมกับระบบผลิตก๊าซจากขี้เลื่อยไม้ยางพาราและขยะชุมชนอัดแท่งที่ทำให้ได้กำลังไฟฟ้าสูง คือ อุณหภูมิของกระบวนการผลิตก๊าซ เท่ากับ 1200 องศาเซลเซียสสัดส่วนการป้อนไอน้ำต่อ  ชีวมวล เท่ากับ 1 และอัตราส่วนกำลังอัด เท่ากับ 14 โดยกำลังไฟฟ้าของขี้เลื่อยไม้ยางพารา และขยะชุมชนอัดแท่งมีค่าเท่ากับ 5.55 และ 5.30 เมกะวัตต์ ตามลำดับ นอกจากนี้สภาวะการดำเนินงานที่เหมาะสมของระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วมกับระบบผลิตก๊าซจากขี้เลื่อยไม้ยางพารา และขยะชุมชนอัดแท่ง ที่ทำให้ได้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าสูง คือ อุณหภูมิของกระบวนการผลิตก๊าซ เท่ากับ 1200 องศาเซลเซียส สัดส่วนการป้อนไอน้ำต่อชีวมวล เท่ากับ 0.2 และอัตราส่วนกำลังอัด เท่ากับ 14 โดยประสิทธิภาพของขี้เลื่อยไม้ยางพารา และขยะชุมชนอัดแท่งมีค่าเท่ากับ 31.85% และ 38.49% ตามลำดับ