กรุณาใช้ตัวระบุนี้เพื่ออ้างอิงหรือเชื่อมต่อรายการนี้: http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/17713
ระเบียนเมทาดาทาแบบเต็ม
ฟิลด์ DC ค่าภาษา
dc.contributor.advisorJuntima Chungsiriporn-
dc.contributor.authorChananchida Dumruangsri-
dc.date.accessioned2022-12-19T08:09:52Z-
dc.date.available2022-12-19T08:09:52Z-
dc.date.issued2019-
dc.identifier.urihttp://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/17713-
dc.descriptionThesis (M.Eng., Chemical Engineering)--Prince of Songkla University, 2019en_US
dc.description.abstractBiomethane is an interesting alternative energy produced from biogas upgrading. Concentration of methane (CH4) in the biogas is increased more than 90% and can be used as a renewable energy. Biogas improvement can be done by eliminating carbon dioxide (CO2) and hydrogen sulfide (H2S) from biogas until meeting biomethane specifications. There are many ways to clean biogas for producing biomethane, such as adsorption, chemical absorption, pressure swing adsorption (PSA), cryogenic separation, biological methane enrichment, and membrane separation. Absorption using water as an absorbent is one of interesting processes which is able to combine with other techniques. The aim of this research project was to study the production of biomethane by using the absorption process with water based absorbent. The absorption was combined with a technique of microbubbles generated by using a venturi ejector, A size 0.25 and 0.5 inches, as a tiny bubble generator can create the bubble size range of 20-30 μm which can be called microbubble gas. The bubbles were mixed with the water before sending through the absorption unit. The treated gas is separated and released out from the water absorbent while CO2 still remains in the water. The simulated biogas was a mixure of CO2 and N2 gas at 20-40% CO2 concentration and biogas from the anaerobic fermentation were finally used as a feed gas in this study. The production of biomethane in this research project was carried out by designing and developing equipment set, as follows; 1) The first step was to design and a gas bubble generation set and equipped with construct a CO2 absorption column with a diameter of 0.18 meters and height 1.0 meters. The simulated biogas was applied to confirm that the CO2 can be removed from the system. Observing the N2 concentration in outlet treated gas stream was monitored and proved the upgrading of biogas to biomethane. 2) Step 2, the experimental prototype was developed to reduce pressure drop. A tube absorber of 0.016 meters in dia. 10 meters long was designed for CO2 absorption in water instead of the absorption column. Treated gas was separated from water absorbent in a series of 2 columns. A spiral nozzle was fixed at top of column to spray the tiny absorbent dropets. 3) The CO2-rich water stream from the gas separator was sent to a column of regeneration unit. The water was sprayed through spray nozzle to make small droplet of water. The counter current flow between the water droplets and air in regeneration column allows the CO2 desorbing from the water which is readity to reuse. The process variables ware studied to produce bio-methane consist of venturi ejector size, gas flow rate, water flow rate, L/G ratio, CO2 concentration in the initial simulated biogas feed. The air flow rate feeding to the regeneration unit was monitored for the effect on the system efficiency. Based on the study, it was found that size of bubble is decreased with decreasing the gas flow rate to the venturi ejector. The 0.5-inch venturi nozzle can produce microbubble size of 20-30 um that helps to increase CO2 absorption in water. The operating condition for the absorption unit with microbubble of 4 L/min gas flow rate, 15 L/min water flow rate, and L/G ratio of 3.75 can effectively capture CO2 for more than 80% from the simulated biogas at 35-50% CO2. The CO2 absorption from real biogas by the prototype experimental was effectively performed with high concentration of methane to 96% by volume, which corresponds to the purity requirements for biomethane. In addition, it was found that the amount of methane loss in the system was only about 0.013%. The economic analysis for the biomethane production system with the absorption column system together with microbubble was found the operating cost of 10.63 baht /1 m3 biogas. The system design approach in this research can be possibly be applied in the production of biomethane from industrial biogas.-
dc.language.isoenen_US
dc.publisherPrince of Songkla Universityen_US
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Thailand*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/th/*
dc.subjectBiogasen_US
dc.titleUpgrading Biomethane from Biogas using Microbubble Technique in Absorption Systemen_US
dc.typeThesisen_US
dc.contributor.departmentFaculty of Engineering Chemical Engineering-
dc.contributor.departmentคณะวิศวกรรมศาสตร์ ภาควิชาวิศวกรรมเคมี-
dc.description.abstract-thไบโอมีเทน (Biomethane) เป็นพลังงานทางเลือกที่น่าสนใจที่ผลิตได้จากการปรับปรุงก๊าซ ชีวภาพ (Biogas upgrading) ให้มีความเข้มข้นของก๊าซมีเทน (Methane) ที่เพิ่มขึ้น สามารถนําไบโอ มีเทนมาใช้เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนได้หลากหลายทั้งในด้านความร้อน ผลิตพลังงานไฟฟ้า และเป็นเชื้อเพลิงสําหรับยานพาหนะ การปรับปรุงก๊าซชีวภาพทําได้โดยการกําจัดองค์ประกอบก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์ (CO) และก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H,S) ออกจากก๊าซชีวภาพจนเหลือก๊าซ มีเทนที่ความเข้มข้นมากกว่า 90% ซึ่งการปรับปรุงก๊าซชีวภาพมีหลายวิธี เช่น การดูดซับ (Adsorption) การดูดซึมทางเคมี (Chemical absorption) การดูดซับสลับความดัน (PSA) และการ แยกด้วยเทคนิคเมแบรน (Membrane separation) เป็นต้น กระบวนการดูดซึมด้วยน้ําร่วมกับเทคนิค อื่นๆ เป็นหนึ่งในกระบวนการที่น่าสนใจ โครงการวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการผลิตไบโอมีเทน โดยการใช้กระบวนการดูดซึม (Absorption) ด้วยสารดูดซึมชนิดน้ําร่วมกับเทคนิคการสร้างไมโครบับเบิลด้วยการใช้หัวฉีดเวนจูรี (Venturi ejector) ขนาด 0.25 และ 0.5 นิ้ว ที่ทําหน้าที่การสร้างฟองก๊าซขนาด 20-30 ไมครอน หรือ เรียกอีกอย่างหนึ่งว่าไมโครบับเบิลให้ผสมแทรกตัวอยู่ในน้ําเพื่อให้เกิดการดูดซึมของก๊าซ CO, เมื่อ ผ่านคอลัมน์ดูดซึม โดยการใช้ก๊าซชีวภาพจําลอง (Simulated biogas) ที่เกิดจากการผสมของก๊าซ CO, และก๊าซ N, ที่ความเข้มข้นของก๊าซ CO, 20-40% และก๊าซชีวภาพจากการหมักแบบไร้อากาศ ในการศึกษา การผลิตไบโอมีเทนในโครงการวิจัยนี้ดําเนินด้วยการออกแบบและพัฒนาชุดอุปกรณ์การ ทดลองใน 3 ขั้นตอน คือ 1) ทําการออกแบบและติดตั้งชุดทดลองและทําการทดลองด้วยชุดสร้างฟองขนาดเล็กและ คอลัมน์ดูดซึมที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.18 เมตร และมีความสูง 1 เมตร โดยการใช้ก๊าซชีวภาพ จําลอง (Simulated biogas) โดยการศึกษาผลของความเข้มข้นของก๊าซ N, ทางขาออก เพื่อยืนยันว่า ระบบสามารถล้างก๊าซ CO, ออกจากกระแสก๊าซชีวภาพจําลองได้ 2) ทําการศึกษาชุดอุปกรณ์ต้นแบบ (Prototype) ที่ผ่านการพัฒนาปรับปรุงเทคนิคและ อุปกรณ์สําหรับการศึกษาการผลิตไบโอมีเทนเพื่อลดความต่างของความความดัน (Pressure drop) ด้วยอุปกรณ์หลักที่ประกอบด้วยชุดสร้างฟองก๊าซขนาดไมครอนแบบหัวฉีดเวนจูรีขนาด 0.25 และ 0.5 นิ้ว คอลัมน์ดูดซึมแบบในท่อที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.016 เมตร และมีความยาว 10 เมตร คอลัมน์แยกไบโอมีเทนต่ออนุกรมกันจํานวน 2 คอลัมน์ ด้วยการใช้หัวสเปรย์ชนิดเกลียวเดือยหมู ที่ทําให้สารดูดซึมกระจายตัวเป็นหยดขนาดเล็กส่งผลให้ไบโอมีเทนแยกตัวออก (Spiral nozzle) 3) ทําการศึกษาชุดฟื้นฟูสภาพสารดูดซึมด้วยการใช้คอลัมน์ที่ทําให้เกิดการไหลสวนทาง ระหว่างหยดของสารดูดซึมกับอากาศ ทําให้สามารถนําน้ํากลับมาวนซ้ํากลับมาใช้ใหม่ในระบบได้ ตัวแปรที่ศึกษาในการผลิตไบโอมีเทนประกอบด้วยขนาดของฟองก๊าซที่ผลิตได้จากหัวฉีด แบบเวนจูรี อัตราการไหลของก๊าซ อัตราการไหลของน้ํา ค่า L/G Ratio ความเข้มข้นของก๊าซ CO, ในกระแสก๊าซชีวภาพจําลองตั้งต้น และอัตราการไหลของอากาศสําหรับการฟื้นฟูสภาพสารดูดซึม จากการศึกษา พบว่าขนาดของฟองก๊าซขึ้นอยู่กับอัตราการไหลของก๊าซ ซึ่งอัตราการไหลของก๊าซ ต่ําส่งผลให้ฟองก๊าซมีขนาดที่เล็กลง และหัวฉีดเวนจูรีขนาด 0.5 นิ้ว สามารถผลิตฟองก๊าซขนาด 20 -30 ไมครอน ที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการดูดซึมก๊าซ CO, ในน้ํา ซึ่งสภาวะที่เหมาะสมในการ ดําเนินการ คือ อัตราการไหลก๊าซ 4 L/min อัตราการไหลน้ํา 15 L/min และ ค่า L/G Ratio เท่ากับ 3.75 ซึ่งสามารถดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ประสิทธิภาพมากว่า 80% จากก๊าซชีวภาพจําลอง ที่ความเข้มข้นตั้งต้น 35-50% เมื่อนําก๊าซชีวภาพไปทดลองการดูดซึมก๊าซ CO, ด้วยชุดต้นแบบ พบว่า ได้ความเข้มข้นของก๊าซมีเทนสูงถึง 96% โดยปริมาตร ซึ่งตรงกับข้อกําหนดความบริสุทธิ์ สําหรับไบโอมีเทน นอกจากนี้ยังพบว่ามีปริมาณการสูญเสียมีเทน (Methane loss) ในระบบ 0.013% จากการ วิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์เบื้องต้น พบว่า ค่าใช้จ่ายในการดําเนินการ (Operating cost) ของระบบ การผลิตไบโอมีเทนด้วยระบบคอลัมน์ดูดซึมร่วมกับไมโครบับเบิล เท่ากับ 10.63 บาท/1 ลบ.ม. ก๊าซ ชีวภาพ และมีผลของแนวทางการออกแบบระบบที่จะสามารถนําไปประยุกต์ใช้งานจริงในการ ผลิตไบโอมีเทนจากก๊าซชีวภาพในระดับอุตสาหกรรม-
ปรากฏในกลุ่มข้อมูล:230 Thesis

แฟ้มในรายการข้อมูลนี้:
แฟ้ม รายละเอียด ขนาดรูปแบบ 
440259.pdf2.36 MBAdobe PDFดู/เปิด


รายการนี้ได้รับอนุญาตภายใต้ Creative Commons License Creative Commons