คุณสมบัติที่สำคัญของเชื้อเพลิงชีวมวลที่จะนำมาใช้ผลิตพลังงาน

              1. พลังงานและค่าความร้อนของเชื้อเพลิงชีวมวล (Energy content , heating value or calorific value) ค่าความร้อนสามารถวัดได้ง่ายที่สุดสำหรับการเผาไหม้โดยตรงโดยทำการวัดอุณหภูมิบริเวณเตาเผา แต่ค่าความร้อนที่นิยมนำมาเปรียบเทียบประสิทธิภาพความร้อนสำหรับการเผาไหม้โดยตรง คือ Heating value หรือ Calorific value ซึ่งหมายถึงการนำชีวมวลไปเผาแล้ววิเคราะห์ว่าชีวมวลนั้นให้พลังงานปริมาณเท่าไร มีหน่วยเป็นกิโลจูล หรือ แคลอรี่ต่อชีวมวล 1  กิโลกรัม สหภาพยุโรปได้มีการแบ่งมาตรฐานประสิทธิภาพในการให้พลังงานออกเป็น 4 ระดับ ดังแสดงในตารางที่ 4 (Malatak, J., et al., 2007)

 

ตารางที่ 4 ระดับการปลดปล่อยพลังงานของชีวมวล 

 

ระดับ	ประสิทธิภาพการปลดปล่อยพลังงาน (%)
ระดับ 1	≥70
ระดับ 2	≥60 <70
ระดับ 3	≥50 <60
ระดับ 4	≥30 < 50

ที่มา : Malatak, J., et al (2007)

 

              สำหรับการทำให้เกิดก๊าซนั้นค่าที่นิยมนำมาเปรียบเทียบเพื่อแสดงถึงประสิทธิภาพของชีวมวลนั้น ได้แก่ ค่าความร้อน (Heating value) ระหว่างชีวมวลที่ให้เข้าไปกับก๊าซที่ปล่อยออกมารวมทั้งพลังงานทางเคมี (Chemical energy) ซึ่งคำนวณจากค่าความร้อนและอัตราส่วนขององค์ประกอบทางเคมี (Mass fraction) ถ้าจะพิจารณาลงไปให้ละเอียดยิ่งขึ้นจำเป็นต้องคำนึงถึงค่าต่างๆ ทาง Stoichiometry  ด้วย  เช่น ปริมาณออกซิเจนที่ได้จากการคำนวณ (Theoretical amount of oxygen)  ปริมาณของอากาศที่ใช้ในการเผาไหม้แบบสมบูรณ์ (Air for ideal combustion) ปริมาณก๊าซแห้งที่ไม่ได้ใช้ในการคำนวณ (Theoretical volume amount of dry waste gas) และค่าอื่นๆ ควรตรวจสอบองค์ประกอบชีวมวลที่มีผลต่อค่าทาง Stoichiometry ได้แก่ คาร์บอน (C) ไฮโดรเจน (H) ออกซิเจน (O) ซัลเฟอร์ (S) ไนโตรเจน (N) และน้ำ  แล้วดูค่าการเผาไหม้ เช่น การวัดอุณหภูมิที่อยู่ล้อมรอบ (Temperature of surrounding) และอุณหภูมิของก๊าซที่ไม่ได้ใช้ (Waste gas temperature) แล้วนำไปวัดสมบัติการเผาไหม้ เช่น เชื้อเพลิงที่สูญเสียไป (Flue loss ) ประสิทธิภาพทางความร้อนในการเผาไหม้ (Thermal technical effective of combustion) และปริมาณอากาศที่ต้องเติมเพิ่ม (Air surplus amount) ซึ่งเป็นค่าที่สำคัญสำหรับวัดการปลดปล่อยและประสิทธิภาพในการให้ความร้อน รวมทั้งยังทำให้ทราบถึงปริมาณออกไซด์ และอุณหภูมิของเตาอีกด้วย

              2. ความหนาแน่นของเชื้อเพลิงชีวมวล (Density) เชื้อเพลิงชีวมวลส่วนมากจะมีความหนาแน่นต่ำและมีความชื้นสูงไม่เหมาะสำหรับการนำไปเผาไหม้ทันที ต้องผ่านการทำให้มีความหนาแน่นสูงก่อน โดยการบีบอัดเป็นก้อนซึ่งจะทำให้จัดการได้ง่ายขึ้น อีกทั้งลดจำนวนการขนส่ง และการจัดเก็บลงได้ด้วย (Jamradloedluk, J. and Wiriyaumpaiwong, S., 2007)

              3. ลักษณะทางเคมีของเชื้อเพลิงชีวมวล (Chemical characteristic of biomass) (Laohalidanond, K., 2007)  สำหรับการแปรรูปชีวมวลไปเป็นพลังงานโดยความร้อนวิธีใดก็ตาม  เช่น การเผาไหม้โดยตรง การทำให้เกิดก๊าซ และการเผาไหม้โดยไม่ใช้ออกซิเจน จะต้องมีการนำชีวมวลไปวิเคราะห์หาองค์ประกอบพื้นฐานทางเคมีก่อนทุกครั้ง ส่วนกระบวนการหมักและการใช้ปฏิกิริยาเคมีนั้นไม่ได้มีการวิเคราะห์ โดยองค์ประกอบพื้นฐานทางเคมีนี้สามารถแบ่งเป็น 2 ประเภทคือ

 

ตารางที่ 5  ตัวอย่างการวิเคราะห์หาองค์ประกอบทางเคมีของชีวมวลชนิดต่างๆ  (Laohalidanond, K., 2007)

 

 

              4. ลักษณะทางกายภาพของเชื้อเพลิงชีวมวล (Physical characteristic of biomass)  สำหรับการนำชีวมวลมาอัดเป็นก้อนเพื่อใช้เป็นพลังงานต้องมีการวิเคราะห์ค่าความคงทนและความแข็งแรงของมวลชีวภาพก้อนซึ่งค่าดังกล่าวเรียกว่า  ค่าความทนต่อแรงอัด  (Compressive strength ,Ulimate stress) เป็นค่าความแข็งแรงทนทานของก้อนชีวมวลที่สร้างขึ้น ซึ่งค่านี้หาได้จากใช้น้ำหนัก 2 กิโลนิวตัน กดลงไปด้วยอัตรา 0.5 มิลลิเมตร/นาที จนกระทั่งชีวมวลมีการแตกหรือหัก ค่าความทนต่อแรงอัดขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้โดยพบว่า ชีวมวลที่มีค่าความทนต่อแรงอัดเรียงลำดับจากมากไปน้อยได้ดังนี้ คือ แกลบ ชานอ้อย ฟางข้าว และผักตบชวา จะเห็นได้ว่าแกลบมีค่าความทนต่อแรงอัดสูง เนื่องจากซิลิกาในแกลบเปลี่ยนเป็นซิลิเกตซึ่งเป็นโครงสร้างที่แข็งแรง นอกจากค่าความทนต่อแรงอัดแล้ว ยังมีค่าทางกายภาพที่สำคัญของก้อนชีวมวลคือ ค่าความเหนียว (Toughness) ซึ่งหมายถึง ความสามารถของชีวมวลในการดูดพลังงานก่อนเกิดการแตก โดยความเหนียวนี้หมายรวมถึงความแข็งแรงและความยืด (% ความยาวก่อนการแตก) (Jamradloedluk, J. and Wiriyaumpaiwong, S., 2007)

              5. ปริมาณก๊าซที่ปลดปล่อยออกมา (amount of gas emission) เนื่องจากการใช้พลังงานจากชีวมวลมีเป้าหมายที่สำคัญคือ การลดปริมาณก๊าซพิษที่ปล่อยออกสู่บรรยากาศ  ดังนั้นจึงต้องมีการวิเคราะห์หาปริมาณก๊าซต่างๆ  ที่ปล่อยออกมา เช่น CO₂, CO, NOx , O₂ และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO₂)  ซึ่งก๊าซเหล่านี้ก่อให้เกิดผลเสียต่อสภาพแวดล้อมแตกต่างกัน  ปัจจุบันในทวีปยุโรปมีการกำหนดมาตรฐานไว้เป็นระดับต่างๆ  สำหรับการปลดปล่อย CO จากการเผาไหม้ชีวมวล ดังแสดงในตารางที่ 6 เนื่องจาก CO เป็นตัวชี้วัดที่สำคัญสำหรับ การเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์  ส่วนการปลดปล่อย NO_x  นั้นไม่ได้มีกำหนดไว้เป็นมาตรฐานแต่อย่างใด แต่การปลดปล่อย  NO_x และก๊าซชนิดอื่นๆ ควรจะให้มีปริมาณน้อยที่สุด โดยพบว่า การใช้ชีวมวลที่เป็นผลิตภัณฑ์จากพืชจะมีค่าการปลดปล่อย NO_x ที่ใกล้เคียงกัน (Malatak, J., et al., 2007) 

 

ตารางที่ 6 ระดับการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ 

 

ระดับการปลดปล่อย CO	ปริมาณการปลดปล่อย CO (%)ที่ O2 13 %
ระดับ 1	≤0.3*
ระดับ 2	>0.3 ≤0.8*
ระดับ 3	>0.8 ≤1.0*

หมายเหตุ * 1 mg/m3 = 0.0001 %

ที่มา : Malatak, J., et al (2007)

• < เรื่องน่ารู้เกี่ยวกับไดออกซิน
• อาหารดัดแปรพันธุกรรม >

• < Prev
• Next >