เตาแก๊สซิไฟเออร์ชีวมวลแบบหลายขั้นตอน: เทคโนโลยีสะอาดเพื่อการผลิตไบโอชาร์

ภาคเกษตรกรรมของประเทศไทยมีเศษวัสดุชีวมวลเหลือใช้ปริมาณมาก เช่น รำข้าว ซังข้าวโพด ไม้ไผ่ เปลือกมะพร้าว กากปาล์ม และกากอ้อย ซึ่งมักจะถูกนำไปใช้ประโยชน์ได้น้อยหรือถูกกำจัดอย่างไม่เหมาะสม ส่งผลให้เกิดการเผาทำลายและก่อให้เกิดมลพิษทางสิ่งแวดล้อมคณะวิจัยจึงได้ร่วมกันพัฒนาต้นแบบเตาแก๊สซิไฟเออร์ขนาดเล็กแบบหลายขั้นตอน ซึ่งแยกกระบวนการแก๊สซิฟิเคชันออกเป็นโซนย่อยๆ ได้แก่ โซนอบแห้ง โซนไพโรไลซิส และโซนเผาไหม้ระบบนี้ช่วยให้สามารถควบคุมอุณหภูมิในแต่ละโซนได้อย่างยืดหยุ่น และเพิ่มการแตกตัวของสารทาร์ (Tar) ทำให้ได้แก๊สเชื้อเพลิงที่สะอาดและมีประสิทธิภาพในการใช้งานที่สูงกว่าระบบเตาแก๊สซิไฟเออร์แบบดั้งเดิม

กระบวนการทำงาน
กระบวนการทำงานแบ่งแยกตามโซนอุณหภูมิ ดังนี้:

• การป้อนวัตถุดิบเริ่มต้น: ป้อนเศษวัสดุชีวมวลที่มีความชื้นประมาณ 15%-50% และมีสัดส่วนคาร์บอน 30%-50% เข้าสู่ช่องป้อนด้านบน
• ขั้นตอนอบแห้ง (Drying – โซน ก): วัตถุดิบจะเคลื่อนตัวผ่านท่อลำเลียงส่วนบนซึ่งควบคุมอุณหภูมิเฉลี่ยไว้ที่ 110°C (ช่วงอุณหภูมิทำงาน 60°C – 120°C) เป็นเวลาประมาณ 5 นาที เพื่อไล่ความชื้น โดยใช้แก๊สและไอร้อนหมุนเวียนจากการเผาไหม้เข้าช่วยจ่ายความร้อน
• ขั้นตอนไพโรไลซิส (Pyrolysis – โซน ค): วัตถุดิบที่อบแห้งแล้วจะตกลงสู่ท่อลำเลียงส่วนล่างเพื่อทำปฏิกิริยาในสภาวะปราศจากออกซิเจน ควบคุมอุณหภูมิเฉลี่ยที่ 350°C (ช่วงอุณหภูมิทำงาน 300°C – 1100°C) เป็นเวลาประมาณ 15 นาที พร้อมทั้งมีการป้อนไอน้ำร้อนอุณหภูมิ 120°C – 170°C เข้าสู่ระบบร่วมด้วย
• การให้ความร้อนจากห้องเผาไหม้ (โซน ง): ห้องเผาไหม้ด้านล่างสุด (อุณหภูมิทำงาน 500°C – 1200°C) ทำหน้าที่เผาไหม้ชีวมวลเพื่อเป็นแหล่งความร้อนหลักส่งต่อไปยังระบบท่ออบแห้งและท่อทำไพโรไลซิส