Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การผลิตไบโอออยล์จากผักตบชวาโดยการไพโรไลซิสแบบเร็ว

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Bio-oil production from water hyacinth by fast pyrolysis

Year (A.D.)

2009

Document Type

Thesis

First Advisor

ธราพงษ์ วิทิตศานต์

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

เคมีเทคนิค

DOI

10.58837/CHULA.THE.2009.930

Abstract

ศึกษากระบวนการไพโรไลซิสแบบเร็วของผักตบชวาในเครื่องปฏิกรณ์แบบต่อเนื่อง โดยศึกษาถึงตัวแปรที่มีผลต่อร้อยละผลได้ของน้ำมันชีวภาพ องค์ประกอบทางเคมีและสมบัติทางกายภาพของน้ำมันชีวภาพโดยตัวแปรที่ศึกษา ได้แก่ อุณหภูมิ ขนาดอนุภาค อัตราการป้อน อัตราการไหลของแก๊สตัวพา ศึกษาในช่วงอุณหภูมิ 400, 425, 450, 475 และ 500 องศาเซลเซียส ขนาดอนุภาคต่างกัน 3 ช่วงขนาด ได้แก่ อนุภาคน้อยกว่า 425 ไมโครเมตร, 425-600 ไมโครเมตรและ 600 ไมโครเมตร-1 มิลลิเมตร อัตราการป้อนสาร 1.29, 1.4, 1.6, 1.8 กิโลกรัม/ชั่วโมง อัตราการไหลของแก๊สไนโตรเจน 0, 50, 100, 150, 200, 400 มิลลิลิตร/นาที พบว่าที่อุณหภูมิ 450 องศาเซลเซียส ขนาดอนุภาคที่ 425-600 ไมโครเมตร อัตราการป้อนที่ 1.4 กิโลกรัม/ชั่วโมง และอัตราการไหลของไนโตรเจน 200 มิลลิลิตร/นาที เป็นสภาวะที่เหมาะสมต่อการไพโรไลซิสแบบเร็ว ผลิตภัณฑ์ที่ได้แบ่งออกสามส่วนคือ ส่วนที่เป็นผลิตภัณฑ์เหลว 38.23% แก๊ส 43.36% และถ่านชาร์ 21.10% โดยที่ส่วนที่เป็นผลิตภัณฑ์ของเหลว (38.23%) แบ่งได้สองส่วนคือ น้ำมันเบา (22.98%) และน้ำมันหนัก (15.25%) ค่าความร้อนน้ำมันเบาและน้ำมันหนัก 41.05 และ 31.0 เมกกะจูล/กิโลกรัมตามลำดับ คุณสมบัติทางเคมีของไบโอออยล์พบปริมาณคาร์บอนและไฮโดรเจนในน้ำมันเบามากกว่ามากกว่าในน้ำมันหนัก และน้ำมันทั้งสองมีสภาพเป็นกรดและมีขั้วที่สามารถละลายในอะซีโตนและไฮโดรฟูแรนได้ดี การกัดกร่อนแผ่นทองแดงน้ำมันเบาและหนักอยู่ในระดับเล็กน้อย วิเคราะห์หมู่ฟังก์ชันด้วยเทคนิคฟูเรียร์ทรานสฟอร์มอินฟาเรดพบ หมู่ฟังก์ชัน ไฮดรอกไซด์ อัลคีน คีโตน คาร์บอกซิลิก และอะโรแมติก วิเคราะห์หาองค์ประกอบด้วยเทคนิคแก๊สโครมาโตกราฟี-แมสสเปกโทรสโกปีพบองค์ประกอบหลักในน้ำมันเบาได้แก่ 1,3-ไซโคลเพนเทนไดโอน 2-เพนทาโนน, 4-ไฮดรอกซิล 4-ไดเมทธิล- และ 4-ไพเพอริไดโอน 2, 2, 6, 6-เตระเมทธิล- และในน้ำมันหนักพบ 2-เพนทาโนน 4, ไฮดรอกซีเมทธิล 2-เพนทาโนน, 4-ไฮดรอกซี- และฟีนอล

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

To study the fast pyrolysis of water hyacinth in continuous reactor. The effects of parameters for pyrolysis on bio-oil yield, chemical and physical properties were investigated. The experimental parameters for fast pyrolysis were the temperature range of 400-500 degress Celsius, three particle size as 425 µm, 425-600 µm and 600 µm –1 mm, biomass feed rate of 1.29 -1.8 kg/h, and flow rate of nitrogen using as sweeping gas range of 0-400 ml/min at room condition were varied. The temperature at 450 degress Celsius, particle size of 425-600 µm, biomass feed rate of 1.4 kg/hr and nitrogen flow rate 200 ml/min is the optimum condition. The product of this condition was separated to 3 parts, which was composed of 38.23 % of bio-oil, 40.67 %of gas and 21.10 % char. While the bio-oil, 38.23% could be separated to light and heavy oil portion 22.98% and 15.25 % and giving heating value of 41.05 and 31.0 MJ/kg respectively. The chemical property of bio-oil showed higher content of carbon and hydrogen in light than in heavy oil and both oil were acidic and polar oil, which could well dissolve in acetone and tetrahydrofuran. The copper strip of corrosion of light oil and heavy is in level slight tarnish. FTIR, showed the functional group as hydroxide, alkenes, ketone, carboxylic and aromatic; GC-MS showed 1,3-Cyclopentanedione 2-Pentanone, 4-hydroxy-4-methyl- and 4-Piperidinone, 2, 2, 6, 6-tetramethyl- in light oil and showed 2-Pentanone, 4-hydroxy-4-methyl 2-Pentanone, 4-hydroxy- and phenol in heavy oil.

Link to Full Text

Share

COinS