Material development for biogas upgrading by adsorption technology

การพัฒนาวัสดุสำหรับการปรับปรุงคุณภาพก๊าซชีวภาพด้วยเทคโนโลยีการดูดซับ

รายงานฉบับสมบูรณ์โครงการวิจัยเรื่องการพัฒนาวัสดุสำหรับการปรับปรุงคุณภาพก๊าซชีวภาพด้วยเทคโนโลยีการดูดซับ

Name: Chantaraporn Phalakornkule

Organization : King Mongkut's University of Technology North Bangkok

Email : cpk@kmutnb.ac.th

Name: จันทรพร ผลากรกุล

Organization : King Mongkut's University of Technology North Bangkok

Email : cpk@kmutnb.ac.th

keyword: งานวิจัยคณะวิศวกรรมศาสตร์

ThaSH: ก๊าซ -- การดูดซึมและการดูดซับ

Classification :.LCCS: TP359.B48

; Pressure swing adsorption.

ThaSH: ก๊าซชีวภาพ

; กระบวนการดูดซับแบบสลับความดัน

LCSH: BIOGAS

LCSH: GASES -- ABSORPTION AND ADSORPTION

Noted: งานวิจัยนี้ได้รับการสนับสนุนจากทุนสนับสนุนการวิจัยจากเงินงบประมาณแผ่นดินประจำปี 2555.

Abstract: In the first part of this report, a pressure swing adsorption (PSA) process cycle with nitrogen purge and vacuum regeneration has been studied for the purification of methane from a methane/carbon dioxide gas mixture (CH4/CO2 60:40 % by volume). The separation process used zeolite 13X pellets and was carried out at an adsorption pressure of 400 kPa (abs) and a vacuum pressure of 8 kPa (abs). A four-column PSA process with nine operating steps including nitrogen purge and vacuum regeneration of adsorbent yielded a CH4 product flowrate of 0.06 m3 STP/min with 99% CH4 purity and a methane recovery of 93%. The methane recovery obtained in this study was higher than that of PSA processes which employ the product gas to purge the adsorption columns. It was found that a PSA process which used only vacuum regeneration of adsorption columns gave 90% CH4. However, as a result of using pure nitrogen generated from air by another PSA process, the electrical energy consumption with both nitrogen purging and vacuum regeneration was approximately 0.10 kWh per m3 of CH4 higher than for the process with only vacuum regeneration. In the second part, a novel bio-based adsorbent was developed for CO2 adsorption. Palm shell activated carbons were immersed in chitosan solutions at the concentrations between 0.1-2 g/L under agitation. A series of chitosan impregnated activated carbon was obtained: 0.12-0.98 wt% chitosan. The chitosan impregnated activated carbon that was the most suitable for CO2/H2 separation was the one impregnated with 0.1 g/L chitosan solution yielding 0.12 g chitosan per one hundred gram activated carbon. A lab-scale pressure swing adsorption process using the modified activated carbon as the adsorbent (adsorption pressure of 4 bar and the feed flowrate of 2 L/min 50-50 mixture of H2 and CO2 for a period of 2 min) yielded ultra pure H2 for 8 cycles before the breakthrough of CO2, while only 3 cycles were achieved with the native activated carbon. The chitosan impregnated activated carbon that was the most suitable for CO2/CH4 separation was the one impregnated with 2 g/L chitosan solution yielding 0.76 g chitosan per one hundred gram activated carbon. The lab-scale adsorption process using the modified activated carbon as the adsorbent yielded ultra pure CH4 for 3 cycles before the breakthrough of CO2, while only 1 cycle was achieved with the native activated carbon. For the CO2/N2 dynamic adsorption of 0.12 wt% CHI/AC, 100% nitrogen was achieved for 1-8 cycles. For the CO2/N2 dynamic adsorption of 0.76 wt% CHI/AC, 100% nitrogen was achieved for 1-9 cycles.

Abstract: กระบวนการดูดซับแบบสลับความดัน (Pressure Swing Adsorption, PSA) เป็นกระบวนการทำแก๊สบริสุทธิ์ เทคโนโลยีนี้ใช้สำหรับการปรับปรุงคุณภาพแก๊สชีวภาพมากเป็นอันดับสองรองจากการดูดซึมด้วยน้ำ (Water Scrubbing) กระบวนการดูดซับแบบสลับความดันมีข้อได้เปรียบกว่าการดูดซึมด้วยน้ำ ในแง่ที่ไม่มีการใช้น้ำในกระบวนการ โครงการวิจัยนี้ทำการแยกคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากแก๊สผสมสังเคราะห์มีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์ โดยศึกษาการออกแบบระบบและการออกแบบวัฏจักรในการทำงานซึ่งเป็นหลักสำคัญของกระบวนการดูดซับแบบสลับความดันและเป็น “ความรู้เชิงปฏิบัติการ” ผลการศึกษานี้สามารถนำไปใช้ในการปรับปรุงคุณภาพแก๊สชีวภาพ แก๊สธรรมชาติ และแก๊สจากการฝังกลบ เพื่อให้ได้แก๊สมีเทนที่มีความบริสุทธิ์สูงกว่าร้อยละ 96 ซึ่งเป็นค่ามาตรฐานสำหรับการใช้เป็นพลังงานขับเคลื่อนยนต์ที่กำหนดโดยสหพันธ์ยุโรป

King Mongkut University of Technology North Bangkok. Central Library

Address: Bangkok

Email: library@kmutnb.ac.th

Name: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

Role: funding agency

Created: 2016

Modified: 2559-10-06

Issued: 2016-10-06

งานวิจัย/Research report

application/pdf

E-RESEARCH

eng

©copyrights King Mongkut's University of Technology North Bangkok

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	B1599854x.pdf	1.27 MB	56	2019-12-13 01:40:55

ใช้เวลา

0.021219 วินาที