Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การจำลองการยึดจับคาร์บอนไดออกไซด์และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ด้วยแคลเซียมออกไซด์ในหม้อไอน้ำแบบฟลูอิไดซ์เบด

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Modeling of carbon dioxide and sulfur dioxide capture using calcium oxide in fluidized bed boiler

Year (A.D.)

2015

Document Type

Thesis

First Advisor

เบญจพล เฉลิมสินสุวรรณ

Second Advisor

พรพจน์ เปี่ยมสมบูรณ์

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

เคมีเทคนิค

DOI

10.58837/CHULA.THE.2015.791

Abstract

คาร์บอนไดออกไซด์และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่ได้จากกระบวนเผาไหม้เชื้อเพลิงในโรงงานไฟฟ้าจากถ่านหิน ส่งผลอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม ดังนั้นจึงต้องมีการยึดจับแก๊สทั้ง 2 ตัวนี้ก่อนปล่อยออกสู่บรรยากาศ ในงานวิจัยนี้ ทำการพัฒนาแบบจำลองพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณสำหรับการยึดจับซัลเฟอร์ไดออกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยตัวดูดซับแคลเซียมออกไซด์ (แคลเซียมคาร์บอเนต) ในหม้อไอน้ำแบบฟลูอิไดซ์เบดในส่วนของท่อไรเซอร์แบบสองมิติ โดยเปรียบเทียบกับผลการทดลองจริง จากนั้นวิเคราะห์ตัวแปรดำเนินการที่มีผลต่อการยึดจับ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยวิธีการออกแบบการทดลองและเสนอแนวทางการยึดจับที่เหมาะสม ผลการศึกษาพบว่า แบบจำลองในงานวิจัยนี้มีความเหมาะสมสำหรับการยึดจับ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ในหม้อไอน้ำแบบฟลูอิไดซ์เบด เนื่องจากผลที่ได้มีค่าใกล้เคียงกับผลการทดลอง ผลของตัวแปรดำเนินการ กรณีศึกษาการป้อนตัวดูดซับแคลเซียมออกไซด์ พบว่า ขนาดของตัวดูดซับแคลเซียมออกไซด์ เป็นตัวแปรที่มีนัยสำคัญต่อการยึดจับซัลฟอร์ไดออกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ ส่วนในกรณีการป้อนตัวดูดซับแคลเซียมคาร์บอเนต พบว่า ขนาดของตัวดูดซับ เป็นตัวแปรที่มีนัยสำคัญต่อการยึดจับซัลเฟอร์ไดออกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ ตำแหน่งการป้อนของตัวดูดซับและอันตรกิริยาระหว่างขนาดของตัวดูดซับและตำแหน่งการป้อนของตัวดูดซับ เป็นตัวแปรที่มีนัยสำคัญต่อการยึดจับคาร์บอนไดออกไซด์ ส่วนในกรณีการป้อนตัวดูดซับผสมแคลเซียมคาร์บอเนตกับแคลเซียมออกไซด์ พบว่า ขนาดของตัวดูดซับ เป็นตัวแปรที่มีนัยสำคัญต่อการยึดจับซัลเฟอร์ไดออกไซด์ อันตรกิริยาระหว่างขนาดของตัวดูดซับกับตำแหน่งการป้อนของตัวดูดซับ เป็นตัวแปรที่มีนัยสำคัญต่อการยึดจับคาร์บอนไดออกไซด์ โดยภาวะดำเนินการที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการยึดจับแก๊สทั้ง 2 คือ กรณีการป้อนตัวดูดซับผสมแคลเซียมคาร์บอเนตกับแคลเซียมออกไซด์ เนื่องจากโรงงานในปัจจุบันใช้แคมเซียมคาร์บอเนตเป็นตัวดูดซับ แต่เมื่อผสมแคลเซียมออกไซด์ทำให้การยึดจับแก๊สทั้ง 2 ได้ดีและเมื่อพิจารณาเรื่องของราคา พบว่า แคลเซียมคาร์บอเนตมีราคาที่ถูกกว่า แคลเซียมออกไซด์

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

CO2 and SO2 from fuel combustion in coal-fired process are the main reason that harms to living life and environment. Therefore, SO2 and CO2 should be captured before releasing them into the atmosphere. In this study, the computational fluid dynamics model was developed for predicting the CO2 and SO2 capture behavior using CaO (CaCO3) in the two-dimensional riser section of fluidized bed boiler comparing with the experiment. Then, the effect of operating variables and appropriate guidelines for CO2 and SO2 capture were proposed using experimental design. From the results, the model was suitable for predicting SO2 and CO2 capture in fluidized bed boiler. This is because the simulation results were consistent with the experimental results. For the CaO feeding case, the particle size had the significant effect on the SO2 and CO2. capture. For the CaCO3 feeding case, the particle size had the significant effect on the SO2 capture while the particle size, feeding position of CaCO3 and the interaction between particle size and feeding position of CaCO3 had the significant effect on the CO2 capture. For the CaCO3 and CaO mixed feeding, the particle size had the significant effect on the SO2 capture. The interaction between particle size and feeding position of CaCO3 and CaO had the significant effect on the CO2 capture. The optimum operating condition was to feed CaCO3 and CaO mixing because CaCO3 and CaO mixing sorbent can be captured both SO2 and CO2 and CaO is expensive comparing to CaCO3.

Link to Full Text

Share

COinS