การศึกษาความเป็นไปได้ของการนำชีวมวลเพื่อเป็นเชื้อเพลิงทดแทนการใช้แกลบ

Abstract

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นศึกษาถึงความเป็นไปได้ในการนำชีวมวล ได้แก่ ผักตบชวา ธูปฤาษี เปลือกไม้ ยูคาลิปตัส มาใช้ทดแทนแกลบที่ซึ่งเป็นชีวมวลที่ใช้อยู่ทั่วไป โดยได้ศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพและ เคมี ได้แก่ ค่าความร้อน ปริมาณความชื้น ปริมาณสารระเหย ปริมาณเถ้า และปริมาณคาร์บอนคงตัว และศึกษาการระบายมลพิษเมื่อมีการเผาไหม้ชีวมวล ได้แก่ ฝุ่นละอองและโลหะในฝุ่น รวมถึง วิเคราะห์ต้นทุนของผักตบชวาในการผลิตเป็นเชื้อเพลิงในระดับชุมชนทดแทนการใช้แกลบ ผลการ ทดลองพบว่าผักตบชวามีค่าความร้อน 12.06 เมกะจูลต่อกิโลกรัม ปริมาณความชื้น ปริมาณสาร ระเหย ปริมาณเถ้า และปริมาณคาร์บอนคงตัวร้อยละ 9.57 68.93 11.92 และ 10.08 ตามลำดับ ธูปฤาษีมีค่าความร้อน 16.01 เมกะจูลต่อกิโลกรัม มีค่าสูงที่สุดเมื่อเทียบกับชีวมวลชนิดอื่น ๆ ใน งานวิจัย ปริมาณความชื้น ปริมาณสารระเหย ปริมาณเถ้า และปริมาณคาร์บอนคงตัวร้อยละ 6.51 65.98 9.56 และ 17.95 ตามลำดับ เปลือกไม้ยูคาลิปตัสมีค่าความร้อน 15.21 เมกะจูลต่อกิโลกรัม ปริมาณความชื้น ปริมาณสารระเหย ปริมาณเถ้า และปริมาณคาร์บอนคงตัวร้อยละ 8.42 65.19 13.57 และ 12.83 ตามลำดับ และแกลบมีค่าความร้อน 15.63 เมกะจูลต่อกิโลกรัม ปริมาณความชื้น ปริมาณสารระเหย ปริมาณเถ้า และปริมาณคาร์บอนคงตัวร้อยละ 7.77 63.50 12.42 และ 16.30 ตามลาดับ ผลการทดลองในส่วนของการปลดปล่อยมลพิษพบว่า ผักตบชวาก่อให้เกิดปริมาณฝุ่น ละอองมากที่สุดที่ 27.6376 มิลลิกรัมต่อลูกบาศก์เมตร รองลงมาคือเปลือกไม้ยูคาลิปตัส ธูปฤาษี และ แกลบ ซึ่งเกิดปริมาณฝุ่น เท่ากับ 16.8527 16.3914 และ 13.6843 มิลลิกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ตามลำดับ สำหรับปริมาณโลหะหนักต่าง ๆ ได้แก่ แคดเมียม ตะกั่ว และสังกะสี พบว่า แกลบ ก่อให้เกิดแคดเมียมมากที่สุดที่ 0.0047 มิลลิกรัมต่อลูกบาศก์เมตร และธูปฤาษีก่อให้เกิดน้อยที่สุดที่ 0.0002 มิลลิกรัมต่อลูกบาศก์เมตร เปลือกไม้ยูคาลิปตัสก่อให้เกิดตะกั่วมากที่สุด 5.4407 มิลลิกรัมต่อ ลูกบาศก์เมตร และธูปฤาษีก่อให้เกิดปริมาณน้อยที่สุดที่ 0.0037 มิลลิกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ส่วน ปริมาณสังกะสีพบว่าเปลือกไม้ยูคาลิปตัสก่อให้เกิดค่ามากที่สุดที่ 27.3875 มิลลิกรัมต่อลูกบาศก์เมตร และธูปฤาษีก่อให้เกิดน้อยที่สุดที่ 1.2445 มิลลิกรัมต่อลูกบาศก์เมตร สำหรับผลการวิเคราะห์ต้นทุน การนำผักตบชวามาผลิตเป็นเชื้อเพลิงชีวมวลในระดับชุมชนพบว่ามีต้นทุนเท่ากับ 1.16 บาทต่อ กิโลกรัมซึ่งมีต้นทุนต่ำกว่าแกลบ

This research is focused on a feasible of introducing biomass, i.e., water hyacinth, cattail, and eucalyptus bark, to replace a conventional biomass fuel - paddy husk. Analysis of physical and chemical properties, i.e., heating value, moisture content, volatile matters, ash and fixed carbon were included in this study. Emission of particulate matter (PM) and its metals, as well as cost analysis for substitution water hyacinth for paddy husk were also studied. The results found that water hyacinth had the heating value of 12.06 MJ/kg, with its moisture content, volatile matters, ash and fixed carbon of 9.57%, 68.93%, 11.92% and 10.08%, respectively. Cattail contained the heating value of 16.01 MJ/kg the highest one as compared to the other types of biomass studied and its moisture content, volatile matters, ash and fixed carbon of 6.51%, 65.98%, 9.56% and 17.95%, respectively. Eucalyptus bark had the heating value of 15.21 MJ/kg with its moisture content, volatile matters, ash and fixed carbon of 8.42%, 65.19%, 13.57% and 12.83%, respectively. Paddy husk contained the heating value of 15.63 MJ/kg, and having its moisture content, volatile matters, ash and fixed carbon of 7.77%, 63.50%, 12.42% and 16.30%, respectively. The results of pollution emission study found that water hyacinth had the highest Memission of 27.6379 mg/m3, followed by eucalyptus bark, cattail and paddy husk, with the values of 16.8527, 16.3914 and 13.6843 mg/m3, respectively. For heavy metals, cadmium, lead and zinc, paddy husk had the highest cadmium quantity of 0.0047 mg/m3, while those in cattail had the least one of 0.0002 mg/m3. Eucalyptus bark had the highest lead concentration of 5.4407 mg/m3, while those contained in cattail had the least one of 0.0037 mg/m3. As for zinc, eucalyptus bark contained the highest quantity of 27.3875 mg/m3, while those found in cattail was the lowest one of 1.2445 mg/m3. The cost analysis indicated that introducing water hyacinth for producing biomass as in a community level had a cost of 1.16 Baht/kg, lower than those in paddy husk.