การกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในก๊าซชีวภาพจากมูลโคด้วยวิธีดักจับด้วยน้ำที่ความดันต่ำ

Abstract

บทคัดย่อ

ในงานวิจัยนี้เป็นการจัดสร้างชุดทดลองการดักจับด้วยน้ำเพื่อเพิ่มสัดส่วนของก๊าซมีเทนในก๊าซชีวภาพที่ได้จากมูลโค โดยการกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากก๊าซชีวภาพเป็นการทำงานที่ความดันก๊าซชีวภาพต่ำขนาด 3 บาร์เพื่อลดค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์ในระบบ ในการทดลองเป็นการศึกษาถึงผลของปริมาตรน้ำในถัง Scrubber จำนวนรอบของการไหลผ่านถัง Scrubber ของก๊าซชีวภาพ และการเพิ่มพื้นที่ผิวในถัง ต่อการเปลี่ยนแปลงสัดส่วนของมีเทนในก๊าซชีวภาพจากผลการทดลองพบว่า ปริมาตรน้ำในถัง Scrubber มีผลต่อการเพิ่มสัดส่วนของมีเทนอย่างมาก กล่าวคือที่ปริมาตรน้ำร้อยละ 75 ของปริมาตรถังสามารถเพิ่มสัดส่วนของมีเทนเมื่อเทียบกับก่อนการทดสอบได้ร้อยละ18.08 โดยปริมาตรในขณะที่สัดส่วนของมีเทนเพิ่มขึ้นเพียงร้อยละ 4.04 ที่ปริมาตรน้ำร้อยละ 25 ของปริมาตรถังและพบว่าผลของการเพิ่มจำนวนรอบให้ก๊าซชีวภาพไหลผ่านถัง Scrubber มีผลต่อการเพิ่มขึ้นของมีเทนน้อยมาก กล่าวคือไม่ถึงร้อยละ 5 ทั้งจากการทดสอบที่ปริมาตรน้ำในถังร้อยละ 25 และ 75 และเมื่อใส่ชิ้นส่วนท่อพีวีซีในถัง Scrubber เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวสัมผัส พบว่าการใส่ชิ้นส่วนท่อพีวีซีที่ปริมาตรน้ำในถังร้อยละ 75 ทำให้สัดส่วนของมีเทนเพิ่มขึ้นเป็นร้อยละ 30.51 และ 34.30 ที่อัตราส่วนระหว่างพื้นที่ผิวพีวีซีทั้งหมดต่อพื้นที่ผิวภายในถังเป็น 1 และ 2 เท่า ตามลำดับ และการใส่ชิ้นส่วนท่อพีวีซีที่ปริมาตรน้ำในถังร้อยละ 25 สามารถเพิ่มสัดส่วนของมีเทนเป็นร้อยละ19.56 และ 25.41 ที่อัตราการเพิ่มพื้นที่ผิว 1 และ 2 เท่าตามลำดับเช่นกัน อย่างไรก็ตามสัดส่วนของก๊าซออกซิเจนในก๊าซชีวภาพมีค่าเพิ่มขึ้นในทุกการทดสอบซึ่งต้องมีการกำจัดต่อไป และจากผลการทดลองที่ได้นี้จะได้นำมาใช้เป็นแนวทางเพื่อหาสภาวะที่เหมาะสมระหว่างปริมาตรน้ำอัตราส่วนการเพิ่มพื้นที่ผิวในถัง Scrubber และรูปร่างที่เหมาะสมของตัวเพิ่มพื้นที่ผิวต่อไป

คำสำคัญ: ก๊าซชีวภาพ มูลโค การดักจับด้วยน้ำ

Abstract

The objective of the research was to set up the water scrubbing experiment to increase the methane fraction in biogas from cow manure by removing carbon dioxide. The experiment was done under 3 bars of biogas pressure in order to reduce the system operating cost. The effects of water volume, a circulation of biogas into a scrubber and an increased surface area in a scrubber on the increased methane fraction in biogas were investigated. The results showed that the water volume in scrubber affected the increase of methane fraction: the methane fraction was increased by 18.08% when the water volume was 75% of the scrubber, but only 4.04% when the water volume was 25%. However, the circulation of biogas into the scrubber had a small effect on the increased methane fraction, less than 5% in 25% and 75% water volume of the scrubber. The increased surface area by adding PVC pipes in the scrubber was also investigated. It was found that when the ratio of total surface area of PVC pipes to the inner surface area of the scrubber was 1: 2, the methane fraction was increased by 30.51% and 34.30% respectively with 75% water volume of the scrubber; and by 19.56% and 25.41% with 75% water volume. However, the fraction of oxygen in biogas was also increased in all tests and needed to be removed. Therefore, the optimum condition of water volume, the ratio of surface area and the quantity or shape of the packed material at low biogas pressure should be further studied.

Keywords: Biogas, Cow Manure, Water Scrubber