Upload
others
View
1
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
เทคโนโลยการผลตพลงงานจากของเสย
ดร. พรรษา ลบลบ
มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร
แผนพฒนาพลงงานทดแทนและพลงงานทางเลอก พ.ศ. 2558 – 2579 (AEDP) และ
แผนกลยทธการขบเคลอนการใชพลงงานทดแทนและพลงงานทางเลอก
ตามแผน AEDP (พ.ศ. 2558-2579)
3
เปาหมาย AEDP 30% ใน 21 ป (พ.ศ. 2558-2579)
ประเภทพลงงาน ก.ย. 2558 (MW) เปาหมาย (MW)
1. ขยะชมชน 134.72 500.00
2. ขยะอตสาหกรรม - 50.00
3. ชวมวล 2,676.50 5,570.00
4. กาซชวภาพ (นาเสย/ของเสย) 365.10 600.00
5. พลงนาขนาดเลก 172.06 376.00
6. กาซชวภาพ (พชพลงงาน) - 680.00
7. พลงงานลม 225.37 3,002.00
8. พลงงานแสงอาทตย 1,313.65 6,000.00
9. พลงนาขนาดใหญ 2,906.40 2,906.40
รวม 7,793.80 19,684.40
ประเภทพลงงาน ก.ย. 2558 (ktoe) เปาหมาย (ktoe)
1. พลงงานขยะ 63.60 495.00
2. ชวมวล 4,369.00 22,100.00
3. กาซชวภาพ 390.90 1,283.00
4. พลงงานแสงอาทตย 5.60 1,200.00
5. พลงงานความรอนทางเลอกอน* - 10.00
รวม 4,829.10 25,088.00
* พลงงานความรอนทางเลอกอน เชน พลงงานจากใตพภพ นามนจากยางรถยนตทใชแลว
ประเภทพลงงาน ก.ย. 2558 เปาหมาย
เชอเพลงชวภาพ ลานลตร/วน ลานลตร/วน ktoe
1. เอทานอล 3.52 11.30 2,103.50
2. ไบโอดเซล 3.17 14.00 4,404.82
3. นามนไพโรไลซส - 0.53 170.87
4. กาซไบโอมเทนอด (ตน/วน) - 4,800.00 2,023.24
5. เชอเพลงทางเลอกอน * - 10.00
รวม 6.69 8,712.43
ไฟฟา
* พลงงานเชอเพลงทางเลอกอน เชน Bio-oil , Hydrogen เปนตน
ความรอน
เชอเพลงชวภาพ
5,588.24 ktoe
(4.27%)
25,088.00 ktoe
(19.15%)
8,712.43 ktoe
(6.65%)
เปา RE = 30% ตอการใชพลงงานรวม
* ขอมลป 2557 ไมรวมพลงงานนาขนาดใหญ
4
ขาว
ออย
มนสาปะหลง
พลงงานชวมวล คอ วสดหรอสารอนทรยทสามารถเปลยนเปนพลงงานได
หลกการทางาน
วสดเหลอทงทางการเกษตร - ฟางขาว - แกลบ - กากออย - เศษไม / เศษวสดเหลอใชทางการเกษตร - ของเกบจากโรงงานแปรรปทางการเกษตร / ชมชน
พลงงานกาซชวมวล
หลกการทางาน
- นาเสยจากโรงงานอตสาหกรรม (แปงมน , เบยร , สรา , ผลไมกระปอง , ฟารมเลยงสตว)
- นาเสยจากฟารมเลยงสตว
ความรอน
แกสชวมวล
นาไปผลต ไอนา
ผลตไฟฟา
หงตมอาหารในครวเรอน
ผลตกาซเปนเชอเพลง
-กาซชวภาพ (กาซมเทน) ผลตไอนาได
-ใหพลงงานความรอนใน โรงงาน
- ผลตกระแสไฟฟา
ระบบการผลตกาซ ชวภาพ (ขยายการยอยสลายสารอนทรย) หรอระบบบาบด นาเสยแบบไมใชออกซเจน
พลงงานจากขยะ
9
เมอเวลา 10.00 น. วนท 5 ม.ค.56 รถดบเพลงเทศบาลนครพระนครศรอยธยา จานวน 3 คน สกดเพลง
ภเขาขยะ ‐ ปญหาทเคยเกดขนมาแลว (ต.บานปอม จ. พระนครศรอยธยา)
ไฟไหมบอขยะ (ต.แพรกษา จ. สมทรปราการ)
การจดการขยะมลฝอยของประเทศไทย (เนนการจดการแบบรวมศนย)
12
คดแยกขนตน
ขยะอนทรย
หมกแบบไรอากาศ
หมกแบบใชอากาศ
แกสชวภาพ (ผลตกระแสไฟฟา)
ปยอนทรย
ขยะเกดขน 26.85 ลานตน/ป
ทงลงถง เกบขน
เกบรวบรวมไมหมดบานเรอนกาจดเอง 13.37 ลานตน
เทกอง
เผากลางแจง
กาจดไมถกวธ
กาจดถกวธ
ระบบเตาเผา
8.34 ลานตน/ป
ขยะตกคาง
สถานขนถาย
คดแยกขนตน ศนยคดแยกขนตน
นากลบไปใชประโยชนใหม 4.94 ลานตน/ป
ขยะรไซเคล เชอเพลงขยะ (RDF)
โรงปนซเมนต (เชอเพลงทดแทน)
โรงไฟฟาขยะ (ผลตกระแสไฟฟา)
รอน/คดแยกขนหลง
กาจด
1
2
3
1. ตนทนการขนสงขยะมลฝอยสง / มลพษจากการขนสง
2. ใชพนทฝงกลบมาก/ขยะความชนสงเปนขอจากดของระบบเตาเผา
3. เกดขยะตกคางปรมาณมาก
ระบบฝงกลบ 2
สถานทกาจดขยะมลฝอยทวประเทศ
โรงผลต RDF พรอมกอสราง
โรงผลต RDF ยงไมพรอมกอสราง
สถานทกาจดขยะทไดรบงบประมาณแตไมสามารถดาเนนการได
สถานทกาจดขยะมลฝอยขนาด 0 – 5 ตน/วน
สถานทกาจดขยะมลฝอยขนาด 5 – 10 ตน/วน
สถานทกาจดขยะมลฝอยขนาด 10 – 25 ตน/วน
สถานทกาจดขยะมลฝอยขนาด > 25 ตน/วน
สถานทกาจดขยะถกหลกวชาการ 20%
สถานทกาจดขยะไมถกหลกวชาการ 80%
14
เทศบาลขนาดเลก
เทศบาลขนาดเลก เทศบาลขนาดเลก
ระบบกาจดขยะแบบแยกศนย เนนทองถนบรหารจดการในพนทตนเอง
MBTRDF
ปยอนทรย
เทศบาลขนาดเลก
MBTRDF
ปยอนทรย
เทศบาลขนาดเลก
MBTRDF
ปยอนทรย
เทศบาลขนาดเลก
MBTRDF
ปยอนทรย
ตลาดซอขาย RDF
Plasma Gasification power plant1-MW
โรงไฟฟาขนาดเลกสาหรบชมชน
โรงกลนนามน
ขนสง RDF
โรงแปรรปนามนจากขยะพลาสตก
5000 LPD
20000 LPD
มการจดการทรพยากรธรรมชาตอยางเหมาะสม
วสาหกจชมชน
องคประกอบของขยะมลฝอยในประเทศไทย
พนท(คาเฉลยของภาค)
องคประกอบ (รอยละโดยนาหนก)
เศษอาหาร กระดาษ พลาสตก ยาง/หนง เศษผา ใบ/กงไม แกว/หน โลหะ อนๆ
ภาคเหนอตอนลาง/บน 55.88 7.78 13.20 1.49/2.57 3.43 5.462.2/2.05 4.07 2.00
ภาคตะวนออกเฉยงเหนอ 52.96 10.37 11.09 1.98 2.81 1.62 7.35 2.51 8.82
ภาคกลาง และภาคตะวนออก 50.06 4.06 15.46 2.26/2.47 3.32 8.862.00/1.88 4.09 2.55
ภาคใต 48.78 11.99 14.62 1.67/1.36 1.73 6.565.67/1.33 3.42 2.94
ขยะ มทส. 1) 49.6 15.9 18.7 0.7 1.1 6.9 3.2/1.2 0.5 6.6
คณสมบต / ความหนาแนน ความชน ความรอนของขยะแหง ปรมาณเถา ปรมาณสารทเผาไหมได
พนท (คาเฉลย) (kg/m3) (รอยละ) HHV (kJ/kg) (รอยละ) (รอยละ)
ภาคเหนอตอนลาง/บน 256.25 58.5 18,774.34 27.97 89.79
ภาคตะวนออกเฉยงเหนอ 191.7-204.2 50.5 16,104.55 - 80.83
ภาคกลาง และภาคตะวนออก 260.25 57.83 17,003.19 26.775 89.49
ภาคใต 214.5 53.25 16,895.137 21.61 86.6925
ขยะ มทส. 1) 204 62.7 18,557 23.10 93.9
ทมา : กระทรวงพลงงาน, 2551, 1) วรชย อาจหาญ และคณะ, 2553 15
องคประกอบแบบประมาณ
คณลกษณะของขยะชมชน เปรยบเทยบกบชวมวลท วๆ ไป
องคประกอบ คาควมรอน (kJ/kg)
เศษอาหาร 16,747
กระดาษ 16,282
กลองกระดาษ 17,445
พลาสตก 32,564
สงทอ 17,445
ยาง 17,445
หนง 16,513
เศษหญา,ใบไม 18,608
องคประกอบ C H O N S
สารอนทรย เศษอาหาร 48.0 6.4 37.6 2.6 0.4 กระดาษ 43.5 6.0 44.0 0.3 0.2 พลาสตก 60.0 7.2 22.8 - - สงทอ 55.0 6.6 31.2 4.6 0.15 ยาง 78.0 10.0 - 2.0 - หนง 60.0 8.0 11.6 10.0 0.4
ชนดชวมวลสดสวนของธาต (รอยละ)
C H N S O
ไมกระถนยกษ 46.12 7.55 1.13 0.03 54.83
ไมยคาลปตส 46.91 6.50 1.70 0.007 44.88
องคประกอบของธาต ในขยะ / ของเสยท วไป
ชนดProximate Value
%MC %VM %Ash %FC
ไมกระถนยกษ 0.63 81.00 1.78 16.59
ไมยคาลปตส 1.14 79.00 2.64 17.22
คณลกษณะของชวมวล
16
องคประกอบแบบประมาณคณลกษณะของขยะชมชน
เทคโนโลยการผลตพลงงานจากขยะ
ขยะทเผาไหมได
เทคโนโลยการจดการขยะมลฝอย
เทคโนโลยทางความรอน(Thermal Technology)
เทคโนโลยการผลตเชอเพลงขยะ (Refuse-derived Fuel : RDF)
เทคโนโลยทางชวภาพ(Biological Technology)
เทคโนโลยเตาเผาขยะมลฝอย(Incineration, Combustion)
เทคโนโลยไพโรไรซส (Pyrolysis Oil)
เทคโนโลยพลาสมา- Plasma combustion- Plasma pyrolysis/gasification
พลงงานความรอน (ผลตไฟฟา, ผลตไอนา)
นามนไบโอพลาสตก(ทดแทนนามนเชอเพลง)
เทคโนโลยแกสซฟเคชน(Gasification)
แกสเชอเพลง(ผลตไฟฟา,ผลตความรอน)
พลงงานความรอน
แกสเชอเพลงเทคโนโลยไอนาอณหภมสง
(Autoclaving)
เทคโนโลยยอยสลายแบบไมใชออกซเจน
(Anaerobic Digestion)
เทคโนโลยฝงกลบขยะ/ ผลตแกสชวภาพจากบอฝงกลบ(Land fill / Land fill gas to energy)
ขยะทยอยสลายได
แกสมเทน(ผลตไฟฟา ความรอน)
โ โ เทคโนโลยทางกลและชวภาพ(Mechanical Biological
Treatment)
18
ตนแบบการจดการขยะชมชนแบบครบวงจร : มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร
ตนแบบการจดการขยะชมชนแบบครบวงจร : มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร
19
สานกงานพฒนาการวจยการเกษตร(สวก.) ป 2549
สานกงานคณะกรรมการวจยแหงชาต (วช.) ป 2552
เพอสนบสนนการศกษาการบรหารจดการขยะเพอนามาผลตเปนพลงงานทดแทนอยางครบวงจร
เพอสนบสนนการ พฒนาตนแบบโรงงานผลตปยอนทรยและปยอนทรยชวภาพเชงพาณชย
สานกงานนโยบายและแผนพลงงาน (สนพ.) ป 2552-2557
2552 สนบสนนการศกษาตนแบบโรงงานกาจดขยะเพอนาไปผลตเชอเพลงและปยอนทรยโดยใชเทคโนโลย MBT และการผลตพลงงานทดแทนจาก RDF
2557 - การศกษาตนแบบการบรหารจดการเชอเพลงขยะพลาสตกสาหรบใช
ในการผลตนามนจากขยะพลาสตกแบบครบวงจร
2556 - โครงการการศกษาการผลตพลงงานจากขยะชมชนโดยใชเทคโนโลย
พลาสมาอารค
ทมาและความสาคญ
2554 - โครงการศกษาความเปนไปไดเชงเทคนคในการผลตเชอเพลงขยะ (RDF) ใหไดมาตรฐานสาหรบใชเปนพลงงานทดแทนใน
โรงงานอตสาหกรรม
การจดการขยะมลฝอยของ มทส. ในอดต
รวมทงบอฝงกลบเอกชน
85%
จดการ ณ ศนยคดแยก มทส.
15%
รถขนขยะ 2 คน (17 เทยว/วน/คน) ศนยคดแยก มทส.
ปญหาการจดการขยะมลฝอยของ มทส.
ขยะมลฝอยทตกคางในศนยคดแยกขยะมลฝอย
ขยะทคดแยกทศนยฯ กาจดโดยการเผา ในเตาเผาขยะ (จานวน 2 เตา)
สามารถเผาและกาจดขยะไดประมาณ 0.5 ตนตอวน (พลาสตก โฟม และกระดาษ ความชนเฉลย 17%)
อณหภมการเผาอยในชวง 118-392 oCท งนอณหภมเตาเผาดงกลาว มคาตากวาชวงอณหภมของการเผาไหมทสมบรณ (680 - 1,110 oC)
22
ตนแบบการจดการขยะชมชนแบบครบวงจร : มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร
สวนหลงสวนหนา สวนหลก
โรงงานบาบดขยะทางกลและชวภาพ (Mechanical and Biological Treatment ; MBT)
MSW Belt conveyor Recyclables
Shredder
Hazardous waste
Composting plant (MBT)
Fertilizer
TrommelMagnetic separator / Air classifierPelletizing Machine
Agglomerator
Reject WasteRDF-3RDF-5 RDF-4
MSW and RDF system at Suranaree University of Technology
25
26
แนวทางการผลตพลงงานจาก RDF
ไฟฟา ความรอน นามน
ระบบเตาเผาขยะแบบตะกรบ ระบบเตาเผาขยะแบบ Fluidized Bed ระบบเตาเผาขยะแบบ Rotary
GasesCO2 H2O NOx SOx HCl, Dioxins, โลหะหนก, ฝน
ละออง
(Ash)
ใช Air หรอ O2 เกนพอ
กระบวนการ Incineration มลฝอยจะเผาไหมหมดโดยอากาศทมากเกนพอและใชความรอนทเกดจากการเผาไหมเผาไหมตวเอง
ระบบบาบดมลพษอากาศ
เทคโนโลยเตาเผาขยะมลฝอย (Incineration, Combustion)
28
กระบวนการเผาขยะกระบวนการเผาขยะ
1
1
2
3
4
5
6
7 8
9
1. ระบบรบมลฝอย2. ระบบเตาเผามลฝอย3. ระบบผลตไอนา4. ระบบผลตไฟฟาโดยเครองกาเนดไฟฟาแบบกงหนไอนา5. ระบบผลตนา6. ระบบกาจดมลพษทางอากาศ7. ระบบจดการเถาหนก8. ระบบจดการเถาเบา9. ระบบระบายอากาศสบรรยากาศ
เตาเผาแบบ พนเตาเคลอนท (moving grate) ขนาด 250 ตน/วน
(โรงงานเผาขยะมลฝอย เทศบาลนครภเกต เตาท 1 )
ผลตกระแสไฟฟาได 2.5 MW เปดดาเนนการมาตอเนองตงแตเดอน พ.ค. 2542 ถงป 2554 ปดดาเนนการมา
ประมาณ 2 ป เพอรองบประมาณซอมบารง
เตาเผาแบบ พนเตาเคลอนท (moving grate) ขนาด 350 ตน/วน จานวน 2 เตา
(โรงงานเผาขยะมลฝอย เทศบาลนครภเกต เตาเผาท 2)
เปดดาเนนการเผาเมอเดอนมนาคม 2555กาลงการผลตกระแสไฟฟารวม 2 เตาได 10 MW
เทคโนโลยไพโรไรซส (Pyrolysis Oil)
กระบวนการไพโรไลซส (pyrolysis Process)กระบวนการ pyrolysis คอกระบวนการแตกตวของโพลเมอรในขยะพลาสตกดวยกระบวนการทางความรอนภายใตสภาวะปราศจากอากาศ ทอณหภม 400 ºC โดยไดผลตภณฑ 3 ชนดตามสถานะคอ แกส ของเหลว และของแขง (แกสมเทน (CH4) จนถงแกสโพรเพน (C4H10) ของเหลวมคณลกษณะทวไปคลายนามน เทยบไดกบนามนดบ
เทคโนโลยไพโรไรซส (Pyrolysis Oil)
32
MBT plant
Pyrolysis oil plant
ตนแบบโรงงานแปรรปขยะเปนนามนของ มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร โดยระบบจะใชขยะพลาสตกวนละ 5 ตน สามารถผลตนามนไดวนละประมาณ 4,000-5,000 ลตร โดยการนาขยะพลาสตกจากระบบ MBT และ โรงงานผลตเชอเพลงขยะ (RDF-3) ของมหาวทยาลยฯ มาเปนเชอเพลง
SUT – Pyrolysis Oil Plants โรงงานแปรรปขยะพลาสตกเปนนามนขนาด 5,000 ลตรตอวน : มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร
SUT – Pyrolysis Oil Plantsการผลตนามนจากขยะพลาสตก
รองรบขยะพลาสตก 5 ตน/วน (ขยะสด 25 ตน/วน)
SUT – Pyrolysis Plants
Drying Zone (100-200 0C)
Pyrolysis or Distillation Zone (200-500 0C)Dry Biomass+Heat Charcoal+CO+CO2+
H2O +CH4 + C2H6+ Pyroligneous Acid+Tar
Combustion or Oxidation Zone (1000-1500 0C)C+O2 CO2
2H2+O2 2H2OHeat source
Reduction Zone C+CO2 2CO C+H20 CO+H2 (Boundouard Reduction) 900 0CC+2H2O CO2+H2 (Water gas Reduction) 500-600 0CCO+H2O CO2+H2
C+2H CH4 (Methane Production)
ReductionCO・H2・CH4
900~400
PyrolisisCH,4 Tar , H2O
900~300
DRYINGMoisture to Vapor
300~100
Partial OxidationCO2・H2O ・ CO ・H2
CH4, 1200 over
BIOMASS
Down Draft Gasifier
Ash
airair
AIR
Tar free
Gas(450 )
BIOMASS
เทคโนโลยแกสซฟเคชน (Gasification)
GasificationReactor
Ash
Scrubber-1
Scrubber-2
Engine Generator
WaterTreatmentUnit HEAT
BiomassFeed
Blower Filter
POWER
Cyclone
Flare
Moisture < 15%
Heat Utilization
Electricity
Ash
Dryer for Food Process
Fertilizer, AC for Water Treatment
Air
5% of Raw Material
CPP , SCPP , VSPP
ChillerUnit
Mixer
Air
H2 18~20% CO 18~20%CH4 1~2% CO2 12~14%N 45~48% 02 1~2% HHV 4.5~4.8MJ/m3
Biomass Gas
Heat Exchanger
Process
Radiator
Air
Air
DRYING AIR
การประเมนประสทธภาพการผลตพลงงานจากขยะโดยใช
เทคโนโลยแกสซฟเคช น : สมบตของแกสเชอเพลง
0.0000
10.0000
20.0000
30.0000
40.0000
50.0000
60.0000
70.00000:00:00
0:30:00
1:00:00
1:30:00
2:00:00
2:30:00
3:00:00
3:30:00
4:00:00
4:30:00
5:00:00
5:30:00
6:00:00
6:30:00
7:00:00
7:30:00
8:00:00
8:30:00
9:00:00
Gas
Com
posi
tion
(% V
ol)
Time
H2 Air CO CH4 CO2
สมบตของแกสเชอเพลง (Properties of Producer Gas) คาความรอนของแกสเชอเพลง (ช วโมงท 0 – ช วโมงท 9)
คณภาพของแกสเชอเพลงทผลตอยในชวง 4.38 – 5.24 MJ/Nm3
ระบบการผลตพลงงานจากขยะชมชนโดยใชเทคโนโลยพลาสมาอารค
38
เศษมลฝอยเหลอทง (เชอเพลงขยะเกรด B)
เทคโนโลยพลาสมา
ความรอนนไปใชในการเผาทาลายขยะมลฝอยทมความแปรปรวน ทมองคประกอบหลากหลายทงสารอนทรยและอนนทรยได เนองจากสามารถควบคมอณหภมในเตาปฏกรณใหสงอยตลอดเวลา ยงไปกวานน ซงมประสทธภาพสงในการทาลายองคประกอบทเปนพษในขยะไดด Moustakas et al., 2005; Bert et al., 2006; Ojha et al., 2012; Yoon et al., 2013)
เทคโนโลยพลาสมาอารค คอการอาศยหลกการปลอยกระแสไฟฟาเพอใหความรอนกบแกส (เชน O2, N2, Air) เมอแกสไดรบพลงงานและรอนขนจงสงผลใหโมเลกลของแกสบางสวนแตกตวเกดเปนพลงงานทมความรอนสง ในสถานะพลาสมา ( >5,000 C)
39
40
SUT : Integrated Solid Waste Management Systems
SUT – Pyrolysis Plant SUT – Plasma – assisted downdraft gasifier power plant
สนบสนนโดย กองทนเพอการสงเสรมการอนรกษพลงงาน สานกงานนโยบายและแผนพลงงาน กระทรวงพลงงาน ดาเนนงานโดย ศนยความเปนเลศทางดานชวมวล มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร