เตาแก๊สชีวมวลปี๊บ

พลังงานชีวมวลเป็นอีกหนึ่งพลังงานทางเลือกที่ใกล้ตัวชุมชน และเตาแก๊สชีวมวล เป็นอีกแนวทางหนึ่งที่เหมาะสมสำหรับการนำไปใช้ในการหุงต้ม เพราะทำให้ครัวเรือนสามารถลดค่าใช้จ่ายทางด้านเชื้อเพลิงแอลพีจีได้

เนื่องจากเตาแก๊สชีวมวลใช้ได้กับวัสดุเหลือใช้จากการเกษตร เช่น เศษไม้จากการตัดแต่งกิ่งไม้ เศษไม้ทั่วไป กะลามะพร้าว ซังข้าวโพด ถือว่าเป็นเชื้อเพลิงที่เหลือใช้มากที่สุดในประเทศไทย

เตาแก๊สชีวมวลเป็นเตาที่จัดสร้างขึ้นเพื่อใช้สำหรับการหุงต้มอาหารในครัวเรือน โดยใช้เศษไม้และเศษวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรเป็นเชื้อเพลิง โดยมีหลักการท างานแบบการผลิตแก๊สเชื้อเพลิงจากชีวมวล(Gasifier) แบบอากาศไหลขึ้น (Updraf Gasifier) เป็นการเผาไหม้เชื้อเพลิงในที่ที่จำกัดปริมาณอากาศให้เกิดความร้อนบางส่วนแล้วไปเร่งปฏิกริยาต่อเนื่องอื่นๆ เพื่อเปลี่ยนเชื้อเพลิงแข็งให้กลายเป็นแก๊สเชื้อเพลิง ที่สามารถติดไฟได้ ได้แก่ แก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) แก๊สไฮโดรเจน (H2) และแก๊สมีเธน (CH2) เป็นต้น

เทคโนโลยี แก๊สซิฟิเคชั่น (Gasification) เป็นเทคโนโลยีสำหรับการเปลี่ยนรูปเชื้อเพลิงแข็งให้กลายเป็นแก๊สเชื้อเพลิง โดยแก๊สที่ผลิตได้ จะเรียกว่า โปรดิวเซอร์แก๊ส ซึ่งประกอบด้วย คาร์บอนมอน๊อคไซด์ (CO) มีเทน (CH4) และไฮโดรเจน (H2) ที่สามารถจุดติดไฟและให้ความร้อนได้

เทคโนโลยี แก๊สซิฟิเคชั่นสำหรับเตาแก๊สชีวมวล เป็นอีกแนวทางหนึ่งที่เหมาะสมสำหรับการนำไปใช้ในการหุงต้มและการให้ความร้อนจากการเผาไหม้ในกิจกรรมอื่น ๆ ในชีวิตประจำวัน ทำให้ครัวเรือนสามารถลดค่าใช้จ่ายทางด้านเชื้อเพลิง LPG ได้ เตาแก๊สชีวมวลใช้ได้กับวัสดุเหลือทิ้งจากการเกษตร เช่น เศษไม้จากการตัดแต่งกิ่งไม้ เศษไม้ทั่วไป กะลามะพร้าว ซังข้าวโพด และโดยเฉพาะแกลบ ถือว่าเป็นเชื้อเพลิงที่เหลือใช้ มากที่สุดในประเทศไทย ทางกลุ่ม KBD เราเคยคุยกันเล่น ๆ ว่า ตราบใดที่คนไทยยังกินข้าว แกลบจะเป็นเชื้อเพลิงที่ไม่มีวันหมด… (แต่อาจจะไม่จริงก็ได้ เพราะตอนนี้บางองค์กรใหญ่ ๆ กว้านซื้อแกลบเอาไปผลิตไฟฟ้า แกลบที่เคยไร้ค่า จึงมีราคาพุ่งสูงขึ้นถึงกิโลกรัมละ 1 บาท) อย่างไรก็ดี ทั้งหมดนี้ ทำให้เกิดแนวคิดที่จะนำเชื้อเพลิงแกลบ มาประยุกต์ใช้ให้เกิดประโยชน์ ในการให้ความร้อน สำหรับเตาเผาดิน

ประโยชน์ของการใช้เตาแก๊สชีวมวลแกลบ

1. ลดการใช้แก๊ส LPG ซึ่งเป็นพลังงานที่ใช้แล้วหมดไป
2. ลดค่าใช้จ่ายภายในครัวเรือน
3. ลดการจัดการวัสดุเหลือใช้จากโรงสีข้าว
4. แก้ปัญหาด้านหมอกควัน
5. ลดปัญหาการเกิดภาวะโลกร้อน
6. ส่งเสริมและเรียนรู้ ภูมิปัญญาชาวบ้าน

แนวคิดที่เกิดการสร้างเตาเผาดินจากแกลบ
จากการศึกษาการสร้างเตาเผาดินในแบบต่าง ในแต่ละยุคสมัย มีรายละเอียดย่อยดังจะกล่าวต่อไปนี้

1. เตาเผาดินแบบใช้ฟืน ใช้วิธีสุมหน้าเตา มีการนำเชื้อเพลิงพื้นฐาน เช่นไม้ ซึ่งถือว่าเหลือใช้และหาได้ง่ายในยุคก่อน แต่สำหรับยุคปัจจุบันการตัดไม้ถือเป็นกระบวนการทำลายสภาพสิ่งแวดล้อม และยังคงส่งปัญหา การปล่อยคาร์บอนมอน๊อคไซด์ (CO) ไว้ในชั้นบรรยากาศ
2. วิธีการเผาอิฐ หรือที่เรียกว่าอิฐมอญ จะเผาโดยการนำแกลบมาเท พอกที่กองอิฐมอญให้ทั่วจนมิด แล้วจึงจุดเผาให้ไฟรามติดไหม้ไปทั่วทั้งกอง วิธีนี้ ก้อนอิฐมอญที่ได้จากการเผามีแค่ 80% ที่ใช้ได้ที่เหลือ 20% จะต้องนำกลับมาเผาอีกครั้ง เนื่องจากไม่สามารถควบคุมความร้อนให้สม่ำเสมอได้ และยังเป็นกระบวนการปล่อยก๊าซเรือนกระจก คาร์บอนมอน๊อคไซด์ (CO) ที่ค่อนข้างสูงอีกด้วย
3. ในยุคปัจจุบันมีการใช้เตาเผาจาก แก็ส LPG ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงที่ใช้แล้วหมดไป และมีราคาต้นทุนที่สูงกว่า แต่วิธีนี้ กระบวนการเผาไหม้จะไม่ปล่อย คาร์บอนมอน๊อคไซด์ (CO) ไว้ในบรรยากาศ

ทั้งสามตัวอย่างที่ยกขึ้นมา เป็นโจทย์ให้คิดอย่างรอบคอบ เพื่อลดและแก้ปัญหาจากการรบกวนเหล่านั้นออกไป และอยู่ร่วมกับธรรมชาติอย่างเป็นมิตร อย่างน้อยที่สุด กระบวนการเผาไหม้ จะต้องไม่กระทบต่อสิ่งแวดล้อม สร้างสภาวะเสื่อมโทรมให้กับธรรมชาติ เช่นภาวะเรือนกระจกจากการเผาไหม้ จึงได้หยิบยกเอาเชื้อเพลิงแกลบ มาใช้เป็นต้นทุนให้เกิดประโยชน์ และได้ค้นคว้าทดลองออกแบบเตาที่ใช้แกลบเป็นเชื้อเพลิง เป็นเตาสำหรับเผาเครื่องปั้นดินเผา

เจ้าของผลงาน คุณสุทธิพร เนียมหอม ฝ่ายเครื่องจักรกลการเกษตรแห่งชาติ สถาบันวิจัยและพัฒนากำแพงแสน ติดต่อสอบถาม โทร.0-3435-1397 ,0-3435-1946

หลักการทำงาน
เชื้อเพลิงจะถูกใส่ด้านบนของเตา อากาศไหลผ่านเข้าตะแกรงเตาด้านล่าง
บริเวณเหนือตะแกรงขึ้นไปจะเกิดการเผาไหม้เชื้อเพลิงเกิดปฏิกิริยาได้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และ
น้ำที่มีอุณหภูมิสูงไหลเข้าสู่ Reduction Zone ที่มีปริมาณคาร์บอนอยู่จำนวนมากและอุณหภูมิสูง
มากกว่า 400 องศาเซลเซียล บริเวณนี้คาร์บอนไดออกไซด์จะทำปฏิกิริยากับคาร์บอนอุณหภูมิสูง
ได้ก๊าซไฮโดรเจนและก๊าซมีเทน ซึ่งก๊าซเหล่านี้สามารถติดไฟได้ แต่ปริมาณเปอร์เซ็นต์ที่เกิดขึ้น
มากน้อยเพียงใดนั้นขึ้นอยู่กับชนิดของเชื้อเพลิงที่เผาไหม้

วัสดุ อุปกรณ์

1. ปี๊บ น้ำมัน
2. ท่อสูบน้ำ (ที่ผุ ไม่สามารถใช้ได้ เลือกส่วนที่ยังดีมาใช้) ขนาด 6 นิ้ว และ 8 นิ้ว)
3. แกลบดำ
4. เหล็กทำตะแกรง

ขั้นตอนการทำ
1. เสื้อเตา ปี๊บขนาด 20 ลิตร หรือถังสี(เหล็ก/สังกะสี)

• นำปี๊ปมาเจาะ และ เปิดฝาด้านบน ช่องลมหน้าเตา เจาะช่องลมห่างจากก้นปี๊บ 1 ซม. โดยช่องลมมีขนาด 7x 13 ซม
• นำฝาปี๊บ มาเจาะเป็นวงกลม(กึ่งกลางฝา)ให้สามารถสวมกับท่อ สูบน้ำหรือท่อเหล็กขนาด 6 นิ้ว ได้

2. ห้องเผาไหม้ (ท่อชั้นใน)

• นำท่อสูบน้ำหรือท่อเหล็กดำขนาด ศก. 6 นิ้ว ตัด ความยาว 26 ซม. เชื่อมตะแกรงโดยใช้เหล็กแบน/กลม เชื่อมที่ก้นท่อ ให้มีระยะห่างระหว่างเหล็ก(ช่องลมผ่าน 1 ซม.)
• รูระบายไอร้อนสู่ภายนอกห้องเผาไหม้ จากก้นท่อขึ้นมา 3 5 ซม. เจาะรูขนาด 2-3 มม. โดยรอบท่อฯ โดยมีระยะห่างระหว่างรู 4 ซม.
• รูรับไอร้อนจากภายนอกห้องเผาไหม้จากปากท่อ ลงมา 3.5 ซม. เจาะรูขนาด 6 มม. ตามแนวตั้ง แถวละ 4 รู ระยะห่างระหว่าง รู 2 ซม. โดยเจาะเป็นแถวตามแนวตั้ง รอบตัวท่อ ระยะห่างระหว่างแถว 4 ซม.

3. ขาตั้งห้องเผาไหม้
นำแหล็ก กลมหรือแบบความยาว 9 ซม.มาเชื่อมทำขาตั้ง โดยเมื่อเชื่อมแล้ว ห้องเผาไหม้จะต้องมีความสูง เสมอกับปากของปี๊บ

4. ท่อชั้นที่ 2 (ผนังกั้นไอร้อน และกั้นฉนวนนำท่อ 8 นิ้ว ตัดให้ได้ ความยาว 31 ซม.(จะต่ำกว่าปี๊ป 3 ซม.) ตัดช่องลมหน้าเตา โดยช่องลมมีขนาด 6x 11 ซม.

5. นำห้องเผาไหม่(ท่อชั้นใน) มาเชื่อมยึด กับท่อชั้นนอก

การประกอบเตา

1. นำกระดาษแข็ง ตัดเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ให้มีขนาดใหญ่กว่า ช่องลมที่ชุดใส้เตาและช่องลมหน้าปี๊บเล็กน้อย มาปิดที่ช่องลมใส้เตา และช่องลมหน้าปี๊บโดยใช้เชือกฟางรัดให้แน่น เพื่อป้องกันฉนวน(แกลบดำ)ไหลเข้าในใส้เตา และไหลออกทางช่องลมหน้าปี๊บ ในขณะอัดฉนวน
2. นำชุดใส้เตาใส่ลงในปี๊บจัดระยะให้อยู่กึ่งกลางและให้ช่องลมตรงกัน อัดฉนวนให้แน่นด้วยแกลบดำ หรือแกลบขี้เถ้าขาวหรือ ฉนวนชนิดอื่นๆ เช่น ยิปซั่ม ใยแก้ว แล้วแต่หาได้
3. เมื่อแกลบดำใกล้เต็ม แล้วปิดทับปรับระนาบด้วยดินผสมกับแกลบดำ ให้เสมอกับขอบท่อชั้นนอก (ท่อ 8 นิ้ว) นำฝาปี๊ปที่เจาะไว้มาสวมกับท่อชั้นในเพื่อปิดช่องไอร้อนและเสริมการรับน้ำหนักโครงสร้างเตา แล้วฉาบปิดทับด้วยดินผสมกับแกลบดำ หรือซิเมนต์ผสมทราย 1: 5 ให้เสมอกับขอบท่อ และปากปี๊บ ฉาบแต่งให้เรียบร้อย

6. ช่องลมหน้าเตา
วางปี๊บให้เอียงพิงกับผนัง โดยให้ช่องลมอยู่ด้านบน ตัดเชือกแกะเอากระดาษที่ปิดช่องลมที่ปี๊บ และใส้เตาออก ปรับแต่งช่องหน้าเตาโดยให้รอบช่องหน้าเตามี่พื้นที่สำหรับอัดและฉาบซิเมนต์หน้าเตา 1.5 ซม. ฉาบและแต่งให้เรียบร้อย ทิ้งให้แห้ง จึงนำมาใช้งาน
(ขาตั้งภาชะนะ ใช้หัวรองภาชนะเตาแก๊ส หรือนำเหล็กมาดัดเชื่อมเป็นขาตั้ง )

สำนักงานพลังงานจังหวัดอ่างท่อง
ศาลากลางจังหวัดอ่างทอง อ.เมืองอ่างทอง จ.อ่างทอง 14000
โทรศัพท์ : 0-3561-2019
โทรสาร : 0-3561-2019
http://angthong.energy.go.th
อีเมล์ : angthhong@energy.mail.go.th