บ้านแปกแซม หมู่ที่ 6 ต.เปียงหลวง อ.เวียงแหง จ.เชียงใหม่

เทคโนโลยีเตาแก๊สชีวมวล

เทคโนโลยีเตาแก๊สชีวมวลที่ฝึกอบรมให้กับชุมชนเป้าหมายในโครงการพระราชดำริ จะเป็นเทคโนโลยีที่ใช้เชื้อเพลิงชีวมวลในการนำมาเป็นเชื้อเพลิงในการเผาไหม้ ซึ่งมีอยู่ในชุมชน ได้แก่ แกลบ ซังข้าวโพด เศษไม้ ฟืน เป็นต้น โดยเตาชีวมวลที่ส่งเสริมและฝึกอบรมให้กับชาวบ้านประกอบไปด้วยเตาชีวมวล 3 แบบ ได้แก่ หลักการของเทคโนโลยีเตาแก๊สชีวมวลแบบใช้ฟืน และแบบใช้แกลบเป็นเชื้อเพลิง จะใช้หลักการของกระบวนการแก๊สซิฟิเคชั่น หรือจำกัดอากาศให้เหมาะสมกับเชื้อเพลิง โดยกระบวนการนี้จะเป็นกระบวนการที่เปลี่ยนเชื้อเพลิงแข็งที่มีคาร์บอนเป็น องค์ ประกอบ เช่น ไม้ ถ่านไม้ ถ่านหิน แกลบ และขี้เลื่อย และวัสดุที่เหลือใช้ทางการเกษตรที่สามารถติดไฟได้ให้กลายเป็นแก๊สที่สามารถเผาไหม้ได้ โดยการเผาไหม้เชื้อเพลิงในที่ ๆ มีออกซิเจนอยู่อย่างจำกัด ซึ่งแก๊สที่ได้มีส่วนประกอบหลักคือ แก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO), ไฮโดรเจน (H2), แก๊สมีเทน (CH4) และพวกสารระเหยต่างๆ ซึ่งแก๊สเชื้อเพลิงที่ผลิตได้นี้เรียกว่า โปรดิวเซอร์แก๊ส (Producer gas) ซึ่งประสิทธิภาพของการผลิตโปรดิวเซอร์แก๊ส ขึ้นกับกระบวนการผลิตและคุณภาพของเชื้อเพลิงที่ใช้ในการผลิตเป็นหลัก ทั้งนี้เตาแก๊สชีวมวลโดยทางวิชาการแล้วแบ่งออกได้เป็น 4 ชนิด คือ แบบ Up-draft Gasifier แบบ Cross-draft Gasifier และแบบ Down-draft Gasifier โดยมีรายละเอียดของเตาแต่ละประเภทดังรูป

เตาแก๊สชีวมวลแบบใช้แกลบเป็นเชื้อเพลิง
เตาแก๊สชีวมวลที่ใช้แกลบเป็นเชื้อเพลิง และที่ศูนย์วิจัยพลังงาน ได้ออกแบบไว้นั้น จากเตาเป็นเตาแก๊สซิไฟเออณชนิด Inverted Down-draft คือ จะมีการเผาไหม้อยู่ด้านบนของเตาทำโดยทำให้โปรดิวเซอร์แก๊สที่ได้มีความสะอาด ขึ้นเนื่องจากแก๊สชีวมวลที่ได้ผ่านชั้นของการเผาไหม้ (Combustion) ทำให้น้ำมันดินที่อยู่ในแก๊สชีวมวลเกิดการแตกตัวกลายเป็นแก๊ส ซึ่งแก๊สเชื้อเพลิงที่ได้สามารถนำไปเป็นเชื้อเพลิงในการประกอบอาหารในครัว เรือนได้ซึ่งลักษณะการเผาไหม้ของแก๊สที่ได้จะคล้ายกับการใช้แก๊สหุงต้ม ปริมาณการใช้เชื้อเพลิง 1.5 kg ใช้ได้ประมาณ 30-45 นาที


เตาแก๊สชีวมวลแบบใช้ฟืนเป็นเชื้อเพลิง
เตา แก๊สชีวมวลแบบใช้ฟืนเป็นเชื้อเพลิงที่ออกแบบจะเป็นเตาแก๊สซิไฟเออร์แบบไหล ขึ้น (Up-draft Gasifier) โดยมีลักษณะเป็นเตาผนัง 2 ชั้น ซึ่งชั้นที่ 1 จะเป็นส่วนของห้องเผาไหม้ ชั้นที่ 2 เป็นช่องสำหรับให้อากาศผ่านและมีช่องสำหรับอากาศไหลออกอยู่ด้านบนของเตา โดยแก๊สชีวมวลที่ผลิตได้นั้นจะลอยขึ้นสู่ด้านบนและเกิดการลุกไหม้บริเวณด้าน บนของเตาโดยอาศัยอากาศร้อนที่ถูกบังคับให้ไหลจากด้านล่างของเตาเข้าสู่ชั้น ที่ 2 โดยการแลกเปลี่ยนความร้อนจากห้องเผาไหม้และไหลออกทางช่องทางออกด้านบนของเตา และเมื่ออากาศมีอุณหภูมิสูงขึ้นจะทำให้เกิดการติดไฟของแก๊สชีวมวลโดยจะ สังเกตได้จากเปลวไฟที่ได้นั้นจะมีลักษณะเป็นลำพุ่งออกมาจากช่องทางออกของ อากาศซึ่งในความเป็นจริงนั้นคืออากาศร้อนที่ไหลออกมาทำปฎิกิริยากับแก๊ส เชื้อเพลิงและเกิดการลุกไหม โดยสามารถใช้เศษไม้ กิ่งไม้ เป็นเชื้อเพลิง และสามารถเติมเชื้อเพลิงได้อย่างต่อเนื่องซึ่งประสิทธิภาพทางความร้อนที่ได้ จากการทำ Boiling Test จะมีค่าอยู่ที่ประมาณ 31.9%


เตาแก๊สชีวมวลแบบใช้ฟืนเป็นเชื้อเพลิง
เตา แก๊สชีวมวลแบบใช้ฟืนเป็นเชื้อเพลิงที่ออกแบบจะเป็นเตาแก๊สซิไฟเออร์แบบไหล ขึ้น (Up-draft Gasifier) โดยมีลักษณะเป็นเตาผนัง 2 ชั้น ซึ่งชั้นที่ 1 จะเป็นส่วนของห้องเผาไหม้ ชั้นที่ 2 เป็นช่องสำหรับให้อากาศผ่านและมีช่องสำหรับอากาศไหลออกอยู่ด้านบนของเตา โดยแก๊สชีวมวลที่ผลิตได้นั้นจะลอยขึ้นสู่ด้านบนและเกิดการลุกไหม้บริเวณด้าน บนของเตาโดยอาศัยอากาศร้อนที่ถูกบังคับให้ไหลจากด้านล่างของเตาเข้าสู่ชั้น ที่ 2 โดยการแลกเปลี่ยนความร้อนจากห้องเผาไหม้และไหลออกทางช่องทางออกด้านบนของเตา และเมื่ออากาศมีอุณหภูมิสูงขึ้นจะทำให้เกิดการติดไฟของแก๊สชีวมวลโดยจะ สังเกตได้จากเปลวไฟที่ได้นั้นจะมีลักษณะเป็นลำพุ่งออกมาจากช่องทางออก2.2.3 เตาแก๊สชีวมวลแบบใช้ฟืนเป็นเชื้อเพลิงขนาดกลางเตาแก๊สชีวมวลแบบใช้ฟืนเป็น เชื้อเพลิงชนิดนี้จะเป็นเตาแบบ Down draft Gasifier โดยข้อดีของเตาชนิดนี้สามารถเติมเชื้อเพลิงได้อย่างต่อเนื่อง และได้ออกแบบหัวเตาเป็น 2 หัวสำหรับใช้งานในชุมชน ซึ่งหลักการคือการเปลี่ยนเชื้อเพลิงชีวมวลไปเป็นโปรดิวเซอร์แก๊ส โดยเตาชนิดนี้จะใช้เชื้อเพลิง 2 ชนิดในเบื้องต้น คือ ถ่านไม้ (Charcoal) และเศษไม้ กิ่งไม้ (Wood) โดยสามารถเติมเชื้อเพลิงได้อย่างต่อเนื่อง


ประโยชน์ของเทคโนโลยีสำหรับชุมชนเป้าหมายในโครงการ
-ชุมชน โรงเรียน โครงการพระราชดำริ สามารถลดพลังงานในการหุงต้มอาหาร ลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงาน
-ลด ปัญหาหมอกควันที่เกิดจากการเผาไหม้ที่ที่โล่งแจ้ง ด้วยการนำวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรมาผลิตเป็นแก๊สชีวมวลทดแทน LPG ในครัวเรือน โรงอาหารในโรงเรียน
-ได้ต้นแบบระดับ หมู่บ้าน/โรงเรียน เทคโนโลยีด้านการเกษตรและพลังทดแทน