Gasification of wastewater sludge from industrial estate in a downdraft gasifier for power generation

การผลิตก๊าซเชื้อเพลิงจากตะกอนน้ำเสียของนิคมอุตสาหกรรมเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้า

Name: Nimit Nipattummakul

ThaSH: BIOMASS GASIFICATION

ThaSH: GAS AS FUEL

ThaSH: PYROLYSIS

ThaSH: REFUSE AS FUEL

ThaSH: SEWAGE SLUDGE

Abstract: Wastewater sludge from wastewater treatment plant typically consists of organic, inorganic and toxic substance, heavy metal, and pathogenic or diseasecausing microorganisms, which are harmful to the environment and all living organisms. Therefore, appropriate technologies are necessary for safe and efficient sludge disposal. Gasification technology is one of the most promising options for wastewater sludge disposal as well as waste to energy conversion. This technology for the thermal treatment can extract chemical energy from wastewater sludge and simultaneously produce energy. The energy produced may can be used in the wastewater treatment plant or for other purposes. It also stabilizes the harmful substances in the residual char. Accordingly, this research is aimed at investigating the potential of electricity generation from wastewater sludge gasification in a 50 kg/h downdraft gasifier. The study includes the preparation (briquetting) and characterization of the wastewater sludge, the analysis of the syngas properties, and the estimation of gasification efficiency in order to find the optimum operational conditions for the gasification system. The experiments were conducted at three different air volumetric flow rates of 75, 100, and 125 m3 N/hr. At the optimum air volumetric flow rate of 100 m3 N/hr, the syngas consisted of 14.95% CO, 1.13% CH4, 9.92% H2, 61.50% N2, 0.67% O2, and 11.83% CO2, and thus provided the higher heating value (HHV) of 3.30 MJ/m3 N and the cold gas efficiency of 55.69%. The results from the diesel engine tests fuelled dually with the syngas produced at the optimum operation showed that the maximum diesel replacement rate was about 72.05% at 43.48% engine load (24 kWe), with specific energy consumption of about 14.48 MJ/kW-h. The electrical power generation could be run at optimum operation without the air pollution control, while the overall efficiency was 11.22% at the optimum operating condition with wastewater sludge consumption rate of 52.52 kg/h, 20.7 kg/h of char residual, and syngas flow rate of 132.2 m3 N/h. The results suggest that wastewater sludge can be considered as renewable energy through downdraft gasification.

Abstract: เนื่องจากตะกอนน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมมีส่วนประกอบของสารที่เป็นอันตรายกับ สิ่งมีชีวิต ดังนั้นควรถูกกำจัดอย่างถูกวิธี การศึกษานี้ได้นำเสนอเทคโนโลยีผิตก๊าซเชื้อเพลิง ซึ่งเป็น เทคโนโลยีสะอาดและสามารถเปลี่ยนพลังงานเคมีภายในตะกอนน้ำเสียเป็นพลังงานไฟฟ้า เพื่อใช้ ประโยชน์ภายในโรงงานบำบัดน้ำเสีย โดยการศึกษามีวัตถุประสงค์เพื่อหาสภาวะที่เหมาะสม สำหรับการผลิตก๊าซเชื้อเพลิงจากเครื่องผลิตก๊าซเชื้อเพลิงแบบไหลลง ขนาด 50 กิโลกรัมต่อชั่วโมง และประเมินสมรรถภาพการผลิตไฟฟ้าจากตะกอนน้ำเสีย รวมทั้งประเมินมลพิษทางอากาศที่ เกิดขึ้นจากการผลิตไฟฟ้า ผลการศึกษาพบว่าสภาวะที่เหมาะสมของเครื่องผลิตก๊าซเชื้อเพลิงที่การ จ่ายอากาศ 100 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง อุณหภูมิโซนการเผาไหม้ 1,000 องศาเซลเซียส องค์ประกอบก๊าซเชื้อเพลิงประกอบด้วย ก๊าซคาร์บอนมอนออกไซด์ 14.95% ก๊าซมีเทน 1.13% ก๊าซไฮโดรเจน 9.92% ก๊าซไนโตรเจน 61.50% ก๊าซออกซิเจน 0.67% และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ร้อยละ 11.83 โดยมีค่าความร้อนค่าสูง 3.30 เมกกะจูลต่อลูกบาศก์เมตร และมีประสิทธิภาพเชิง ความร้อน 55.69% ที่อัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงตะกอนน้ำเสีย 52.52 กิโลกรัมต่อชั่วโมง อัตราการ เกิดถ่านชาร์ 20.7 กิโลกรัมต่อชั่วโมง และอัตราการไหลของก๊าซเชื้อเพลิง 132.2 ลูกบาศก์เมตรต่อ ชั่วโมง สำหรับสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการผลิตไฟฟ้าจากตะกอนน้ำเสียของเครื่องยนต์แบบ เชื้อเพลิงร่วม ซึ่งมีอัตราการทดแทนน้ำมันดีเซลร้อยละ 72.05 ที่ อัตราการผลิตพลังงานไฟฟ้า 24 กิโลวัตต์ชั่วโมง และมีประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าโดยรวม 11.12 %

King Mongkut's University of Technology North Bangkok. Central Library

Address: Bangkok

Email: library@kmutnb.ac.th

Name: Somrat Kerdsuwan

Role: Thesis advisors

Email : srk@kmutnb.ac.th

Created: 2010

Modified: 2011-11-23

Issued: 2011-11-23

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: Dissert DME N5N

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Mechanical Engineering

Grantor: King Mongkut's University of Technology North Bangkok

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	B15420760.pdf	94.44 MB	600	2024-12-14 09:56:58

ใช้เวลา

0.035492 วินาที