การวิเคราะห์สมรรถนะและประเมินผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของการผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยเซลล์เชื้อเพลิงชนิดเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอนร่วมกับกระบวนการแก๊สซิฟิเคชันของสารชีวมวลและถ่านหิน

บทคัดย่อ

กระบวนการแก๊สซิฟิเคชันของถ่านหินและสารชีวมวลร่วมกับกระบวนการวอเตอร์ก๊าซชิฟแบบดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ภายในสำหรับการผลิตไฮโดรเจน และกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ ในขั้นตอนเดียวได้ถูกศึกษาในงานวิจัยนี้ พบว่า การใช้กระบวนการวอเตอร์ก๊าซชิฟแบบดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ภายใน ทำให้ปริมาณไฮโดรเจนเพิ่มขึ้น 40% ของกระบวนการแบบเก่า แต่อย่างไรก็ตามการเจือจางของไฮโดรเจนเนื่องจากไนโตรเจนที่ ค่าการเผาไหม้สมบูรณ์มีค่าสูง คือ ปัญหาหลักของกระบวนการนี้ ในขณะที่การใช้ออกซิเจนบริสุทธิ์อาจจะช่วยลดปัญหาดังกล่าวได้ แต่ก็ต้องคำนึงถึง ต้นทุนและค่าใช้จ่ายในการผลิตไฮโดรเจนบริสุทธิ์ด้วย การเพิ่มอัตราส่วนเชิงโมลและอุณหภูมิของแก๊สซิฟายเออร์จะทำให้ความเข้มข้นของไฮโดรเจนมากขึ้นจนถึงจุดสูงสุด แต่อย่างไรก็ตามกระบวนการแก๊สซิฟิเคชันของถ่านหินและสารชีวมวลร่วมกับกระบวนการวอเตอร์ก๊าซชิฟแบบดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ภายใน มีค่าประสิทธิภาพสูงกว่ากระบวนการดั้งเดิมไม่มากนัก เนื่องจากปริมาณความร้อนจำนวนมากที่ต้องใช้ในการนำแคลเซียมออกไซด์กลับมาใช้ใหม่ ในขณะที่ค่าคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปลดปล่อยจากระบวนการแก๊สซิฟิเคชันของถ่านหินและสารชีวมวลร่วมกับกระบวนการวอเตอร์ก๊าซชิฟแบบดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ภายในมีค่าต่ำสุด นอกจากนี้จากผลการศึกษาทางด้านสิ่งแวดล้อมของกระบวนการดังกล่าวพบว่า ระบบเซลล์เชื้อเพลิงชนิดเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอนอุณหภูมิสูงร่วมกับกระบวนการแก๊สซิฟิเคชันของสารชีวมวลและกระบวนการวอเตอร์ก๊าซชิฟ (แบบดั้งเดิม) ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมต่ำสุด เนื่องจากระบบที่มีการใช้เทคโนโลยีดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ จะมีกระบวนการผลิตแคลเซียมออกไซด์ ซึ่งส่งผลกระทบหลักต่อสิ่งแวดล้อม ในขณะที่ระบบเซลล์เชื้อเพลิงชนิดเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอนอุณหภูมิสูงร่วมกับกระบวนการแก๊สซิฟิเคชันของสารชีวมวล และกระบวนการวอเตอร์ก๊าซชิฟแบบดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ภายใน โดยพิจารณาการนำก๊าซจากด้านแอโนดของเซลล์เชื้อเพลิงกลับมาใช้ใหม่ มีประสิทธิภาพของระบบสูงสุด

คำสำคัญ