ก๊าซชีวภาพ คือ ก๊าซที่เกิดจากกระบวนการย่อยสลายของมูลสัตว์ หรือสารอินทรีย์ต่างๆ โดยเชื้อจุลินทรีย์ในสภาพไม่มีอากาศ ทำให้เกิดก๊าซชีวภาพขึ้นในกระบวนการ ซึ่งก๊าซชีวภาพที่เกิดขึ้นจะเป็นก๊าซผสมของก๊าซชนิดต่าง ๆ ได้แก่ ก๊าซมีเทน (CH4) ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ก๊าซไนโตรเจน (N2) และก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) แต่ก๊าซมีเทนจะมีปริมาณมากถึงร้อยละ 60-70 จึงสามารถนำไปใช้เป็นก๊าซเชื้อเพลิงและใช้งานได้อย่างต่อเนื่องสม่ำเสมอ อีกทั้งยังสามารถนำไปใช้ชดเชยหรือทดแทนการใช้เชื้อเพลิงต่างๆ ได้เป็นอย่างดี
ก๊าซมีเทนเป็นก๊าซที่มีค่าความร้อนสูง แต่อย่างไรก็ตามเมื่อมีสัดส่วนของปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ผสมอยู่จะเป็นผลทำให้ค่าความร้อนรวมของก๊าซลดลง (สำหรับก๊าซมีเทนบริสุทธิ์จะมีค่าความร้อนสูงถึง 35.64 เมกะจูลต่อลูกบาศก์เมตร แต่ก๊าซชีวภาพ (ที่สัดส่วนก๊าซมีเทนต่อก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เท่ากับร้อยละ 60 ต่อ 40) จะมีค่าความร้อนรวมเพียง 21.6 เมกะจูลต่อลูกบาศก์เมตร เท่านั้น
สัดส่วนของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นส่วนผสมในก๊าซชีวภาพนั้น นอกจากจะมีผลทำให้ค่าความร้อนรวมของก๊าซลดลงแล้ว ยังส่งผลทำให้ความเข้มข้นของก๊าซมีเทนไม่คงที่ ทำให้เกิดปัญหาการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์เปลวไฟไม่นิ่ง หรืออาจจะเกิดปัญหาไฟดับและเกิดปัญหาการระเบิดเกิดขั้นในห้องเผาไหม้ ส่งผลทำให้ประสิทธิภาพการทำงานของระบบลดลง อีกทั้งยังมีผลทำให้เกิดการกัดกร่อนภายในท่อส่งก๊าซอีกด้วย ดังนั้นการปรับปรุงคุณภาพก๊าซชีวภาพ หรือการลดสัดส่วนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในก๊าซชีวภาพลง จะเป็นให้สามารถลดปัญหาข้างต้นลงได้ และก๊าซชีวภาพที่ผ่านการปรับปรุงคุณภาพแล้ว เรียกว่า ไบโอมีเทน
กระบวนการในการแยกและดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในกระแสก๊าซชีวภาพ หรือกระแสก๊าซต่าง ๆ โดยทั่วไปจะใช้เทคนิคต่าง ๆ ในการแยก ซึ่งแต่ละเทคนิคมีศักยภาพที่จะสามารถนำมาพัฒนาให้สามารถใช้ปรับปรุงก๊าซชีวภาพเพื่อผลิตไบโอมีเทนได้ เทคนิคที่ใช้ในการแยกก๊าซโดยทั่วไป ได้แก่
จากตารางที่ 1 จะเห็นว่าเทคนิคต่าง ๆ จะถูกนำมาใช้ในการแยกก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ แต่อย่างไรก็ตามการปรับปรุงคุณภาพก๊าซด้วยเทคนิคดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยสารละลายเอมีน (MEA) เป็นเทคนิคที่ผู้วิจัยให้ความสนใจ และทำการศึกษา เนื่องจากเทคนิค MEA นี้ ระบบจะทำงานที่ความดันบรรยากาศ, ในกระบวนการมีการสูญเสียก๊าซมีเทนน้อยมาก, พลังงานที่ใช้ในระบบน้อยเนื่องจากไม่มีการใช้ปั๊มความดัน
จากการศึกษา การแยกก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยใช้สารละลายเอทาโนลามีน พบว่า สารละลายเอทาโนลามีนที่ความเข้มข้น 0.1 โมลาร์ ขึ้นไป (หรือสารละลายเอทาโนลามีนเข้มข้น 98 % ปริมาตร 61.5 มิลลิลิตร ผสมน้ำเป็น 10 ลิตร)สามารถดูดซึมก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ดี และมีผลทำให้ทำให้ก๊าซไบโอมีเทนที่ได้มีสัดส่วนของก๊าซมีเทน มากกว่าร้อยละ 90 นอกจากนี้สารละลายที่ผ่านการใช้งานแล้วยังสามารถนำไปทำการคืนสภาพสารละลายและสามารถนำกลับมาใช้ได้อีกครั้งต่อไป
เอกสารอ้างอิง
[1] รายงานฉบับสมบูรณ์ "โครงการปรับปรุงก๊าซชีวภาพเพื่อผลิตไบโอมีเทน" เสนอต่อสำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน กระทรวงพลังงาน โดย สถาบันวิจัยและพัฒนาพลังงาน, มหาวิทยาลัยเชียงใหม่.
การคืนสภาพสารละลายเอทาโนลามีนด้วยการใช้คลื่นอัลตราโซนิค |
การปรับปรุงคุณภาพก๊าซชีวภาพด้วยเทคนิคดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยสารละลายเอมีน ( MEA ) |
โรคของผลไม้หลังเก็บเกี่ยว |
ทำไมเปิดไฟให้ต้นไม้ |
สะแล พืชพื้นบ้านที่มากด้วยคุณค่าทางโภชนาการ |
ความสับสนในสมุนไพรวงศ์ขิง |
Internet of Things สำหรับ Smart Farmer |
บทความทั้งหมด |