Please use this identifier to cite or link to this item: http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19071
Title: การศึกษาใช้ฟองอากาศระดับไมครอนสำหรับล้างทำความสะอาดผงถ่านหิน
Other Titles: Study of microbubble for cleaning coal powder
Authors: ชยุต นันทดุสิต
ประไพพิศ ถาวรศรี
Faculty of Engineering Mechanical Engineering
คณะวิศวกรรมศาสตร์ ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล
Keywords: การไหลของอากาศ
Issue Date: 2019
Publisher: มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์
Abstract: At this time, Thailand has been using natural gas as its main fuel in electricity generation at the present time. A number of these reserved natural gases are likely to be dramatically decreased in the future. However, Thailand also has abundance of another fuel resource, which the lignite coals that are considered lower quality but cheaper compared to other fuel resources. Even though the coals is not fully accepted and bad reputation for its harmful impact on environment, it is being developed and used with Clean Coal Technology in order to lower the pollution from the coal combustion. The objective of this research is to apply microbubble for coal cleaning. In this study, the microbubble was produced by three different bubble generators: porous stones, ejector nozzle and ejector nozzle combine with pressure tank. The result shows that the size of bubbles produced by porous stones are appeared larger compares to the bubbles produced by the ejector nozzle are smallest. The average diameter of the bubbles from the porous stones and the ejector nozzle is about 385 μm and 85 μm, respectively. In addition, the bubbles from using the ejector nozzle combine with pressure tank are the smallest. The water becomes milky due to the presence of a lot of fine microbubbles. It was found that for case of pressure at 6 bar in compressed tank, the average diameter of the bubbles was 38-40 μm. In addition, the flow characteristics within the flotation column was studied, which the glass plate was installed at the central for dividing the flow channel. From the experiment, it was found that the height of the 50 cm glass plate allows the fluid to flow across the column longer than the 35 cm glass plate. Because the fluid can move in the first flow channel as the entrance is longer before recirculating back to the other side of the flow channel. For the study of cleaning and separating coal powder, the lignite coal samples were crushed to smaller than 250 μm. The 1 kg of coal powder mixed with 2 litre of water was added with diesel oil as collector for 8 kg/tons of coal and pine oil was added as frother for 0.15 kg/tons of coal. After that, the coal slurry was fed into the flotation column containing water of 22.5 liters. The water flow rate and air flow rate were kept constant at 20 litre/min and 0.7 litre/min, respectively. Moreover, the result of cleaning and separating coal powder was also investigates by using 3 bubble generators in order to carry the coal to the water surface or coals concentrate. For the coal cleaning, it is found that the bubbles from the ejector nozzle combined with pressure tank can carry largest amount of coal power to the water surface. The ejector nozzle and porous stones can separate lesser coal. In addition, microbubbles can be caught with the coal powder smaller than 150 μm, up to 93.1 percent of the total coal volume. While the proximate analysis of components in separated coal, it was found that the ash content and volatile matter content were decreased about 20.5% and 14.4%, respectively. On the other hand, the fixed carbon was increasing about 26.0%. In case of increasing pressure in the pressure tank from 3 bar to 6 bar, it was found that the coals concentrate was significantly increased. In addition, the ash content and volatile matter content were decreased about 45.5% and 21.5%, respectively. On the other hand, the fixed carbon was increasing about 38.8%. However, increasing the flotation time for cleaning and separating coal powder, the results show that the coals concentrate had decreased. While the ash content, sulfur content and volatile matter content were also decreased about 20.3%, 13.9% and 11.5%, respectively. On the other hand, the fixed carbon was increasing about 33.1% and the gross calorific value in coal was increases to 9.3%.
Abstract(Thai): ปัจจุบันประเทศไทยใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงหลักสําหรับการผลิตไฟฟ้า ซึ่งใน อนาคตปริมาณก๊าซธรรมชาติมีแนวโน้มลดลง แต่ยังคงมีแหล่งเชื้อเพลิงสํารองจากถ่านหิน ซึ่งเป็นถ่านหินลิกไนต์อยู่เป็นจํานวนมากและมีราคาถูกเมื่อเปรียบเทียบกับเชื้อเพลิงชนิดอื่น แม้ว่าเชื้อเพลิง ถ่านหินยังไม่เป็นที่ยอมรับ อีกทั้งมีภาพลักษณ์ที่ไม่ดีด้านผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม แต่ได้มีการ พัฒนาการนําถ่านหินมาใช้ควบคู่กับเทคโนโลยีถ่านหินสะอาด เพื่อทําให้มลพิษที่เกิดจากการใช้ถ่านหินลดลง งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประยุกต์ใช้ฟองอากาศระดับไมครอนสําหรับล้างทําความ สะอาดผงถ่านหิน ในงานวิจัยนี้ได้ใช้ตัวกําเนิดฟองอากาศ 3 รูปแบบ ได้แก่ วัสดุพรุนหรือหัวทราย แบบจาน หัวฉีดแบบอีเจ็คเตอร์ และการใช้หัวฉีดแบบอีเจ็คเตอร์คู่กับถังความดัน ในการสร้าง ฟองอากาศระดับไมครอน ซึ่งพบว่าขนาดของฟองอากาศที่เกิดจากการอัดอากาศผ่านวัสดุพรุนหรือ หัวทรายแบบจาน มีขนาดใหญ่กว่าเมื่อเทียบกับการใช้หัวฉีดแบบอีเจ็คเตอร์ในการสร้างฟองอากาศ โดยขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของฟองอากาศจากหัวทรายแบบจานและหัวฉีดแบบอีเจ็คเตอร์ ประมาณ 385 ไมครอน และ 85 ไมครอน ตามลําดับ ส่วนการใช้หัวฉีดแบบอีเจ็คเตอร์คู่กับถัง ความดัน นอกจากฟองอากาศที่ได้มีขนาดเล็กแล้ว ยังสามารถเพิ่มปริมาณฟองอากาศในระบบได้โดย การเพิ่มความดันในถังอัด ช่วยให้อากาศสามารถละลายในน้ําได้มากขึ้น พบว่าที่ความดันอากาศในถัง อัด 6 บาร์ ขนาดของฟองอากาศมีเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยประมาณ 38-40 ไมครอน นอกจากนี้ยัง ศึกษาลักษณะการไหลของไหลภายในคอลัมน์ลอยแร่ ซึ่งมีการติดตั้งแผ่นกั้นกลางสําหรับแบ่งช่องการ ไหล จากการทดลองพบว่าความสูงของแผ่นกั้น 50 เซนติเมตร ช่วยให้ของไหลไหลได้ทั่วทั้งคอลัมน์ มากกว่าแผ่นกั้น 35 เซนติเมตร เนื่องจากของไหลสามารถเคลื่อนที่ในช่องการไหลฝั่งเดียวกับทาง เข้าได้นานกว่า ก่อนการวนกลับมาอีกฝั่งของช่องการไหล สําหรับการศึกษาผลของการล้างและแยก ผงถ่านหินด้วยฟองอากาศขนาดเล็ก จะใช้ถ่านหินลิกไนต์ขนาดเล็กกว่า 250 ไมครอน ปริมาณ 1 กิโลกรัมผสมกับน้ํา 2 ลิตร เติมน้ํามันดีเซลปริมาณ 8 กิโลกรัมต่อตันของถ่านหิน เพื่อปรับสภาพ ผิวถ่านหินและเติมน้ํามันสนปริมาณ 0.15 กิโลกรัมต่อตันของถ่านหินเพื่อปรับสภาพผิวฟองอากาศ ลงในคอลัมน์ลอยแร่ที่มีน้ํา 22.5 ลิตร กําหนดให้อัตราการไหลของน้ําเท่ากับ 20 ลิตรต่อนาที และ อัตราการไหลของอากาศเท่ากับ 0.7 ลิตรต่อนาที โดยเปรียบเทียบผลการล้างและแยกผงถ่านหินด้วยฟองอากาศที่เกิดจากตัวกําเนิดฟองทั้ง 3 รูปแบบ พบว่าหัวแร่ที่เก็บได้มีปริมาณที่แตกต่างกัน โดยการ ใช้หัวฉีดแบบอีเจ็คเตอร์คู่กับถังความดัน มีผลทําให้หัวแร่ที่ได้มีปริมาณมากที่สุด รองลงมา คือ ฟองอากาศจากหัวฉีดแบบอีเจ็คเตอร์และวัสดุพรุนหรือหัวทรายแบบจาน ตามลําดับ นอกจากนี้ยัง พบว่าฟองอากาศขนาดเล็กสามารถจับกับผงถ่านหินที่มีขนาดเล็กกว่า 150 ไมครอน ได้มากถึงร้อยละ 93.1 ของปริมาณถ่านหินทั้งหมด ในขณะที่ผลการวิเคราะห์ปริมาณองค์ประกอบในถ่านหิน พบว่า ปริมาณขี้เถ้าและปริมาณสารระเหยมีค่าลดลงใกล้เคียงกันประมาณ 20.5% และ 14.4% ตามลําดับ ในขณะเดียวกันช่วยให้ปริมาณคาร์บอนคงที่ในถ่านหินมีค่าเพิ่มขึ้นประมาณ 26.0% ส่วนการศึกษา การล้างและแยกผงถ่านหินกรณีความดันภายในถังอัดความดันเพิ่มขึ้นจาก 3 บาร์ เป็น 6 บาร์ พบว่า หัวแร่ที่เก็บได้มีปริมาณมากขึ้นอย่างมีนัยสําคัญ นอกจากนี้ยังสามารถลดปริมาณขี้เถ้าและสารระเหย ในถ่านหินลงได้ประมาณ 45.5% และ 21.5% ตามลําดับ ในขณะเดียวกันช่วยให้ปริมาณคาร์บอน คงที่ในถ่านหินมีค่าเพิ่มขึ้นประมาณ 38.8% อย่างไรก็ตามการเพิ่มระยะเวลาที่ใช้ในการล้างและแยก ผงถ่านหิน จากการทดลองพบว่าหัวแร่ที่ได้มีปริมาณลดลง ในขณะที่ปริมาณองค์ประกอบมีอยู่ในถ่าน หิน ได้แก่ ปริมาณขี้เถ้า ปริมาณซัลเฟอร์ และปริมาณสารระเหยมีค่าลดลงเช่นเดียวกัน คือ 20.3%, 13.9% และ 11.5% ตามลําดับ ในทางกลับกันระยะเวลาในการล้างและแยกผงถ่านหินเพิ่มขึ้น สามารถเพิ่มปริมาณคาร์บอนคงที่ให้เพิ่มขึ้นประมาณ 33.1% และค่าความร้อนในถ่านหินเพิ่มขึ้น 9.3%
Description: วิทยานิพนธ์ (วศ.ม. (วิศวกรรมเครื่องกล))--มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์, 2562
URI: http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19071
Appears in Collections:215 Thesis

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
434786.pdf66.1 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons