Please use this identifier to cite or link to this item: http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/12284
Title: การศึกษาเตาฟลูอิไดซ์เบดแก๊สซิไฟเออร์แบบหมุนควงสำหรับเชื้อเพลิงชีวมวลแบบผง
Other Titles: Study of Swirt Fluidized Bed Gasifier for Powder Biomass
Authors: มักตาร์ แวหะยี
วสุ สุขสุวรรณ
Faculty of Engineering Mechanical Engineering
คณะวิศวกรรมศาสตร์ ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล
Keywords: ชีวมวล;เชื้อเพลิง
Issue Date: 2561
Publisher: มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์
Abstract: The purpose of this thesis was to design a small fluidized bed gasifier using palm cake as fuel. In beginning, the diameter of fluidized bed gasifier (D) was designed at D=20 cm. Then, the reactor of fluidized bed gasifier was studied numerically. A 3-D numerical model of the reactor was created using a commercial software of ANSYS Ver.15.0 (Fluent). The reactor was cylindrical, and the reactor length was 7.5D. The comparison of the effect of (1) single air inlet, (2) double air inlets and (3) air inlet positions on swirling flow in a fluidized bed gasifier were studied based on the same mass flow rate. The air inlet pipe was assembled tangentially to the bottom of the reactor. The geometry of the reactor bottom was conical. The results showed that swirling flow at the bottom of the reactor for the case of double inlets at position of Y/D=0.75 (Y/D=0 was the end of reactor bottom) was the most suitable. In the next step, a small pilot scale of bubbling fluidized bed gasifier was designed and fabricated. The feedstock was palm cake with the size was less than 10 mm. The mass feeding rate of feedstock was fixed at 0.05 kg/min, and flow rate of air was varied according to Equivalent Ratio (ER) at 0.03, 0.06, 0.19, 0.31, 0.49, 1.17, 1.43 and 2.64, respectively. Based on the result obtained in this study, it was found that the ER which can be provided for continuous operation was 0.19<ER≤1.17. For the syngas production study at the ER of 0.06 and 1.43 could not run continuously. Moreover, the result found that the syngas production was incombustible at ER=0.03 and 2.64. Finally, the thermal efficiency of the fluidized bed gasifier was evaluated, which Equivalent Ratio at ER = 1.17, 0.49 and 0.31. It can be concluded that the thermal efficiency of the reactor is increased.
Abstract(Thai): งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อออกแบบเตาฟลูอิไดซ์เบดแก๊สซิไฟเออร์แบบหมุนควง โดย ใช้เชื้อเพลิงจากกากปาล์ม ในงานวิจัยนี้เริ่มจากการออกแบบขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเตาฟลูอิไดซ์ เบดแก๊สซิไฟเออร์ที่เหมาะสม ซึ่งมีขนาด (D) 20 เซนติมเตร จากนั้นนําไปออกแบบโดยใช้วิธีการคํานวณ เชิงตัวเลขแบบ 3 มิติ โดยใช้ซอฟต์แวร์ ANSYS Ver.15.0 (Fluent) สําหรับรูปทรงของเตาเป็นแบบ ทรงกระบอกที่มีความสูง 7.5D โดยศึกษาผลของท่อทางเข้าอากาศ (1) แบบท่อทางเข้าอากาศทางเดียว, (2) แบบท่อทางเข้าอากาศสองทาง และ (3) ศึกษาตําแหน่งของท่อทางเข้าอากาศ ที่มีผลต่อการไหลใน ลักษณะหมุนควงภายในเตาปฏิกรณ์ ท่อทางเข้าอากาศจะถูกติดตั้งอยู่ที่ส่วนล่างของเตาซึ่งมีลักษณะเป็น ทรงกรวย โดยต่อกับเตาปฏิกรณ์ในแนวสัมผัสเพื่อสร้างการไหลแบบหมุนควง ในการศึกษาได้ทําการ ควบคุมอัตราการไหลของอากาศให้คงที่ทั้งสองกรณี จากการศึกษาพบว่าตําแหน่งท่อทางเข้าอากาศที่ทํา ให้เกิดการไหลแบบหมุนควงดีที่สุดคือ ท่อทางเข้าอากาศแบบสองทางที่ตําแหน่งความสูง Y/D=0.75 (Y/D=0 คือตําแหน่งล่างสุดของเตา) ในขั้นตอนต่อมาได้ออกแบบและสร้างเตาฟลูอิไดซ์เบดแก๊สซิไฟ เออร์แบบหมุนควง โดยใช้ผลที่ได้ศึกษาข้างต้น ในการทดสอบใช้เชื้อเพลิงจากกากปาล์ม ที่มีขนาดไม่เกิน 10 มม. สําหรับสัดส่วนของปริมาณเชื้อเพลิงที่ป้อนถูกควบคุมให้คงที่ที่ 0.05 กิโลกรัมต่อนาที และปรับ ปริมาณอากาศตามอัตราส่วนสมมูล (ER) ดังนี้ 0.03, 0.06, 0.19, 0.31, 0.49, 1.17, 1.43 และ 2.64 ผลทดสอบสรุปได้ว่า อัตราส่วนสมมูลในช่วง 0.19%ER≤1.17 เป็นช่วงที่สามารถผลิตแก๊สเชื้อเพลิง (Syngas) โดยสามารถจุดติดไฟได้อย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 12 ชั่วโมง แต่ที่อัตราส่วนสมมูลที่ 0.06 และ 1.43 แก๊สเชื้อเพลิงไม่สามารถเผาได้อย่างต่อเนื่อง สําหรับที่อัตราส่วนสมมูลที่ 0.03 และ 2.64 แก๊ส เชื้อเพลิงไม่สามารถจุดติดไฟได้ เนื่องจากมีปริมาณของแก๊สเชื้อเพลิงต่ําหรือมีปริมาณอากาศที่มากทําให้ แก๊สเชื้อเพลิงเจือจาง สําหรับการวัดประสิทธิภาพเชิงความร้อนของเตาฟลูอิไดซ์เบดแก๊สซิไฟเออร์ ได้นํา แก๊สเชื้อเพลิงที่ในช่วงอัตราส่วนสมมูลที่ ER = 1.17, 0.49 และ 0.31 มาตรวจวัดคุณภาพแก๊สเชื้อเพลิง โดยใช้เครื่องมือวิเคราะห์ความเข้มข้นของแก๊สเชื้อเพลิง ทําให้สามารถสรุปได้เบื้องต้นว่าประสิทธิภาพ เชิงความร้อนของเตาปฏิกรณ์จะเพิ่มขึ้นเมื่ออัตราส่วนสมมูลลดลง
Description: วิทยานิพนธ์ (วศ.ม. (วิศวกรรมเครื่องกล))--มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์, 2561
URI: http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/12284
Appears in Collections:215 Thesis

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
426652.pdf11.01 MBAdobe PDFView/Open


Items in PSU Knowledge Bank are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.