การไพโรไลซิสร่วมระหว่างชีวมวลและขยะพลาสติก

Abstract

โครงการทางวิศวกรรมเคมีนี้ศึกษาผลกระทบของอัตราส่วนระหว่างชีวมวลและพลาสติกต่อปริมาณผลิตภัณฑ์ต่างๆ ที่ได้จากการแปรรูปโดยกระบวนการไพโรไลซิสแบบเร็ว โดยใช้ชีวมวล คือเปลือกไม้ยูคาลิปตัส ขนาด 0.60-1.18 มิลลิเมตร และใช้พลสติกคือ พอลิเอทิลีนความหนาแน่นต่ำขนาด 0.60-1.18 มิลลิเมตรโดยผสมชีวมวลและพลาสติกเข้าด้วยกันในอัตราส่วน 1:1 1:9 และ 9:1 ป้อนเข้าเครื่องปฏิกรณ์ไรโรไลซิสแบบเร็วอย่างต่อเนื่องจำนวน 250 กรัมแนเวลาประมาณ 90 นาที ด้วยอัตรา 3กรัม/นาที ที่อุณหภูมิไพโรไลซิส600 องศาเซลเซียส และยังคงอุณหภูมิไว้อย่างต่อเนื่องเป็นเวลาอีก 90 นาที เพื่อการย่อยสลายที่สมบูรณ์ของพลาสติก โดยการศึกษาปริมาณของเหลวและของแข็งทีได้จากการชั่งน้ำหนัก และหาปริมาณก๊าซที่ได้จากผลต่างระหว่างปริมาณสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ของเหลวและของแข็ง พบว่าพลาสติกบริสุทธิ์สามารถสลายตัวได้ทั้งของแข็ง ของเหลว และก๊าซ โดยที่พลาสติกให้ปริมาณของเหลวหรือน้ำมันที่ได้ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ที่ต้องการจากกระบวนการไพโรไลซิสนี้สูงกว่าชีวมวล แต่เมื่อทำการไพโรไลซิสร่วมระหว่างสารตั้งต้นทั้งสองนี้พบว่าจะได้ปริมาณน้ำมันเพิ่มขึ้น โดยที่อัตราส่วน 1:1 ให้ปริมาณน้ำมันมากที่สุด เมื่อทำการเพิ่มอัตราส่วนของพลาสติกให้มากขึ้นจะทำให้ได้ปริมาณของเหลวหรือน้ำมันลดลง แต่ได้ปริมาณก๊าซเพิ่มขึ้น แต่ถ้าเพิ่มอัตราในส่วนของชีวมวลให้มากขึ้นก็จะได้ของเหลวหรือน้ำมัน และก๊าซน้อยลง และมีส่วนที่เป็นของแข๋งเพิ่มมากขึ้น ซึ่งผลการทดลองที่พบได้สอดคล้องกับงานวิจัยที่ผ่านมา นอกจากนี้เมื่อทำการเปรียบเทียบผลกระทบขององค์ประกอบทางเคมีที่มีต่อปริมาณผลิตภัณฑ์กับงานวิจัยที่ผ่านมา พบว่าชีวมวลที่มีปริมาณเซลลูโลสและเฮมิเซลลูโลสสูง จะได้ผลิตภัณฑ์น้ำมันที่สูง This research studied the effects of biomass/plastic ratio on the pyrolytic products from continuous fast pyrolysis process. The biomass used was Eucalyptus of the particle sizes of 0.06-1.18 mm whereas the plastic used was low density polyethylene (LDPE) of the same particle size. The biomass/plastic ratios of interest were 1:1 , 1:9 and 9:1. The continuous feed of 250 grams were feeding at the rate of 3g/min for about 90 minutes at the pyrolyzer temperature of 600C. After the feeding was completed, the pyrolyzer was maintained at the temperature for another 90 minutes to ensure the complete decomposition of the plastic. The quantities of liquid and solid products were determined by their weight whereas the quantity of gas product was a result from a difference between feed and liquid and solid product. It was found that pyrolysis of pure plastic resulted in liquid and gas products. The amount of liquid product which is desirable bio-oil increased when copyrolysis between biomass and plastic. At the biomass plastic ratio of 1:1 resulted in the highest amount of bio-oil. When increased the plastic amount, the bio-oil decreased but the amount of gas product increased whereas the amount of both bio-oil and gas decreased when increased the biomass amount due to the fact that the amount of char (solid) increased. In addition, when compared the results from previous studies it was found that biomass which has high cellulose and semi-cellulose contents resulted in high amount of bio-oil products.