ทดลอง gasifier กระป๋อง
จากบันทึก [แบบสำหรับสร้างเตา Gasification แบบ Updraft] อ.ทวิชให้ความเห็นว่า
…แต่ว่าเตานี้มี secondary air มาช่วยลด CO ลง (CO เป็นสารพิษในการเผาไหม้ บางทีมีมากบางทีมีน้อย และยังทำให้เตามีปสภ. ต่ำ ถ้าเอา 2nd air เข้ามาทำให้เป็น CO_2 ก็จะได้สองต่อคือ ลดมลพิษ และ เพิ่ม ปสภ.การเผาไหม้ครับ)
กะกะดูด้วยตา ผมยังเห็นว่า 2nd air อาจมากเกินจำเป็น ซึ่งจะมีข้อเสียคือ ทำให้เปลวไฟมีอุณหภูมิต่ำ ทำให้ลดปสภ.การหุงต้ม (ถ้านี่จะเอาไปใช้ในการหุงต้ม)…
เรื่องนี้น่าคิดครับ ถ้า secondary air มากเกินไป ก็จะเป็นอย่าง อ.ทวิชว่าไว้ ดังนั้นผมก็จะลองดัดแปลงแบบของเตาเสียใหม่ ยังไม่รู้เหมือนกันว่าจะเป็นอย่างไรนะครับ
กระบอกใน (burn chamber) ใช้กระป๋องน้ำอัดลมเพื่อให้ผิวกระป๋องนำความร้อนจากภายใน ออกมาอุ่นอากาศที่อยู่ระหว่างผิวของกระป๋องทั้งสอง กระป๋องในเจาะรูขนาด 4 มม.รอบกระป๋องตามแบบเก่า
ส่วนกระป๋องนอกเป็นดินเหนียว เผอิญได้กระป๋องขนาดพอเหมาะ แต่ของข้างในยังไม่หมด ก็เลยเอากระดาษห่อ แล้วเอาดินเหนียวมาพอก จะได้เส้นผ่าศูนย์กลางขนาดพอดี จากนั้นก็เอาดอกส่วนขนาด 13 มม. แทงทะลุดินเหนียว
ดินเหนียวที่เป็นกระป๋องนอก มีความสูงเท่ากับกระป๋องน้ำอัดลมพอดี ทั้งนี้เป็นเพราะผมจะทำแผ่นเป็นฝามาปิดอีกทีหนึ่ง โดยบังคับอากาศระหว่างผิวของกระป๋องทั้งสอง ให้หมุนเป็นเกลียว (vortex) พุ่งเข้าสู่ใจกลางเตา
เดี๋ยวจะลองทดสอบกระบอกในดูก่อนนะครับ ใส่เศษไม้ (เป็นเศษของเศษ แบบที่เห็นกิ่งไม้ตกอยู่ ก็ไม่รู้จะเอาไปทำอะไรเหมือนกัน) เอาที่ตัดกิ่งไม้ ตัดเป็นท่อนเล็กๆ ใส่ลงไปในกระป๋องน้ำอัดลมสัก 2/3 ของกระป๋อง ลองเผาดูครับ ดูซิว่าถ้าไม่มีการบังคับอากาศ จะติดอยู่ได้นานเท่าไหร่ เกิดควัน เกิดถ่านหรือไม่ หรือว่ากลายเป็นขี้เถ้าไปหมด จะดูด้วยว่าดินเหนียว ทนความร้อนแบบนี้ได้ไหม
ลองจุดไฟดูแล้ว ไฟติดอยู่ประมาณ 5 นาทีครับ ระหว่างไฟติด มีเสียงครอกๆ เหมือนกับว่าเกิดลมพัดไปบนเปลวไฟ ถ่ายรูปมาแต่ไม่เห็นเปลวไฟและควันจากไม้ที่อยากให้เห็น แล้วก็เป็นอาการเหมือนการทดลองครั้งเก่า คือก๊าซออกมาเยอะจนดันให้เปลวไฟดับไป ผมมีทางเลือกสองทางคือลดปริมาณเศษไม้ลง หรือไม่ก็เพิ่ม secondary air เข้าไปเพื่อให้เผาไหม้ได้ทัน ยังไม่รู้จะเอายังไงเหมือนกัน
รูปข้างบนสี่รูป รูปแรกเริ่มจุดไฟนะครับ อาจจะเห็นควันจางๆ ทางของซ้าย รูปถัดมา ผ่านไปแล้วสามนาทีหลังจุดไฟ เห็นควันอยู่ขอบกระป๋องด้านใกล้กล้อง รูปถัดมาอีก เวลาผ่านไปห้านาที เป็นรูปที่ไฟดับไปแต่ผมรีบจุดไฟบนควันนั้นอีกที ปรากฏว่าควันหายไปหมด ควันนั้นล่ะครับ คือก๊าซเชื้อเพลิงที่เราต้องการ แต่ในรูปที่สามมันมีปัญหาคือก๊าซออกมาเยอะแล้ว เลยเผาไหม้ไม่ทัน ทำให้ไฟดับ โดยที่การดับนั้น ไฟลอยสูงขึ้นเรื่อยๆ จนหายไปนะครับ หลังจากนั้นก็มีควันโขมงเลย ผมก็เอาคีมมาคีบกระป๋องในไปแช่น้ำจนควันหมดไป รูปสุดท้าย จะเห็นว่าห้านาทีที่เกิดไฟนั้น ไม้ยังอยู่ทั้งนั้นเลยครับ มีดำไปบ้าง-เปลี่ยนเป็นถ่านไป แต่ก็ยังมีเศษไม้แห้งอยู่ที่ผิวหน้า
ทั้งนี้เป็นเพราะการเผาไหม้นั้น ไม่ใช่การเผาไม้ (เมื่อเทออกมาดู ไม่ปรากฏขี้เถ้า) แต่เป็นการเผาไหม้ก๊าซ — เมื่อก๊าซเผาไหม้ บริเวณนั้นจึงร้อน พอร้อน ไม้เปลี่ยนเป็นถ่าน อะไรที่ไม่ใช่ถ่าน ไม้ก็ปล่อยออกมาเป็นก๊าซ พอปล่อยก๊าซออกมา ก๊าซก็เผาไหม้ วนไปวนมาอยู่อย่างนี้
ผ่านไปสามชั่วโมง ดินเหนียวที่ใช้ทำกระบอกนอก ก็เริ่มหดตัว ความสูงที่วัดมาแล้วว่าพอดี กลับไม่พอดี ซึ่งก็ไม่มีปัญหาอะไร เมื่อไม่พอดี ผมก็แก้เกม ทำแผ่นรองขึ้นมาแผ่นหนึ่ง ใช้ปรับความสูง (รูปล่างขวา) ส่วนฝาปิด ก็ลองทำ vortex ดูครับ (รูปล่างซ้าย) ไม่รู้ vortex หมุนถูกทางหรือเปล่า มันกลับไปกลับมาหลายทอดจนงงครับ vortex คือการบังคับอากาศให้เข้าไปผสมกับก๊าซในลักษณะหมุนวน จะเวิร์คหรือไม่เวิร์ค เดี๋ยวก็รู้ครับ
ไปลองมาแล้วครับ ฝาบนไม่ฟิตกับกระบอกนอก ทั้งนี้ก็เพราะว่าดินเหนียว หดตัวลงไปอีก เอาไว้วันหลังค่อยทดลองใหม่อีกที รอให้ดินเหนียวที่เป็นกระบอกนอก หดตัวให้นิ่งเสียก่อนดีกว่า แล้วค่อยปั้นฝาใหม่อีกทีนะครับ
Next : เตากระป๋องแบบ down draft gasifier » »
5 ความคิดเห็น
ในการทำ gasification ที่สมบูรณ์นั้นจะเหลือแต่ขี้เถ้านะครับ ไม่ใช่เหลือถ่าน ถ้าเหลือถ่าน แสดงว่าเฉพาะตัว volatile เท่านั้นที่ถูกทำปฏิกิริยาออกไป ส่วน cellulose และ lignin ถูก crack ให้เป็นถ่าน ซึ่งถ่านนี้ยังเหลือพลังงานที่สามารถปลดปล่อยได้อีกมากครับ
นอกเสียจากว่า ต้องการเผาถ่าน แล้วใช้ประโยชน์จาก volatile ที่จะถูกทิ้งไปเฉยๆ อย่างนี้ก็อีกเรื่องครับ ก็น่าจะดี แต่พล้งงานจาก volatile มันน้อยมากนะครับ ขึ้นอยู่กับแต่ละชนิดไม้
ต้องขอชมเชยในความพยายามครับ ขนาดแบบจำลองอาจเล็กไปจนไม่ได้ critical mass นะครับ (ซึ่งเป็นขนาดไหนผมก็ไม่ทราบเหมือนกัน) แต่วิศวกะเอาว่าขวดในน่าจะประมาณขวดเบียร์นะครับ และพท.วงแหวนระหว่างกระบอกทั้งสองน่าจะประมาณ เท่ากับครึ่งหนึ่งของพท.หน้าตัดของกระบอกใน เริ่มต้นทดลอง ณ จุดนี้แล้วปรับไปเรื่อยๆ ก็ได้ โดยการปรับนั้นอาจทำได้ง่ายๆ เพียงแค่ปิดรูอากาศบางส่วนตรงทางออกของ 2 nd air ที่จะผสมกันไว้ก็ได้ครับ โดยเปิดรูทางเข้าเท่าเดิม
ถ้าทำเป็นวงแหวนซ้อนกันสองวง แล้วมีรูเจาะให้เลื่อนเหลื่อมกันไปมาได้ แล้วเอาไปจุกไว้ตรงคอทางออกที่อากาศสองกระแสจะผสมกัน จะเป็นการคอนโทรลเพื่อปรับปริมาณการไหลของ 2 nd air อย่างต่อเนื่องได้โดยง่ายดายครับ ไม่ต้องไปปรับช่องวงแหวนระหว่างสองกระบอกหรือ รูเจาะให้ยุ่งยาก (ลักษณะเหมือนหน้าต่างเลื่อนของบ้านไทยโบราณน่ะครับ)
แต่กระบวนการเรียนรู้ (ซึ่งต่างจากการรับรู้) ก็เดินมาเรื่อยๆ ตั้งแต่ใช้ฟอล์ยห่ออาหารทำกระป๋องทั้งสองชั้น จนเปลี่ยนกระป๋องในเป็นกระป๋องน้ำอัดลม+กระป๋องนอกยังเป็นฟอล์ย แล้วเปลี่ยนกระป๋องนอกเป็นดินเหนียว — ทั้งนี้ไม่ได้เปลี่ยนแปลงปริมาตรของไม้เชื้อเพลิง เพื่อเปรียบเทียบผลของการทดลองต่างๆ
แบบต่างๆ ที่ศึกษามา มีลิ้นปรับ secondary air แบบที่พี่ว่าจริงๆ ครับ บางทีเค้าก็เจาะรูใหญ่ไว้แค่ครึ่งกระป๋อง แล้วใช้หมุนกระป๋องไปรับลมมากน้อยตามความจำเป็น… ซึ่งก็น่าจะสามารถปรับส่วนผสมของอากาศได้จริงๆ เนื่องจากส่วนผสมตอนเริ่มต้นจุดไฟ กับตอนที่ก๊าซออกมาเยอะแล้วนั้น ไม่เท่ากัน ทำให้ไฟดับไปก่อนกลางคัน ทำให้ผมไม่สามารถจะรอจนจบกระบวนการได้ (เพราะไม่มีลิ้นปรับส่วนผสมของอากาศ)
ที่ผมเอามาทดลองทั้งหมดนั้น พยายามจะหาแหล่งกำเนิดความร้อนแบบที่ชาวบ้านทำได้เอง ไม่ใช้เครื่องมือมากนัก ไม่ต้องไปจ้างใครทำ ไม่ต้องเชื่อม ไม่ต้องลงทุนโดยหาวัสดุเหลือใช้ในชุมชนมาทำ ถึงจะไม่มีประสิทธิภาพสูงสุด แต่ถ้าให้ความร้อนพอบรรเทาความหนาวเย็นได้นาน โดยใช้เศษไม้ที่ไม่มีราคาค่างวดอะไร ผมก็ดีใจแล้วครับ…เป็นกังวลจริงๆ กับการไปหาฟืนมาผิงไฟ ตอนนี้พม่ามีหิมะตกหนักแล้วนะครับ
ประเด็นทำลิ้นบังคับอากาศแบบต่อเนื่องเนี่ย ผมหมายความว่าเราทำเฉพาะตอนทดลองเท่านั้น เพื่อหาจุดที่ดีที่สุด แต่พอสร้างใช้งานจริงเราก็ไม่ต้องมีหรอก แต่เราสามารถกำหนดขนาดรูเจาะแบบตายตัวให้ได้ขนาดที่ดีตามการทดลองได้
ช่วง transient กับช่วง steady มันก็ต้องต่างกันแหละครับ ที่เราต้องสนใจให้มากกว่าคือช่วงทำงาน (เกือบ steady) ปริมาณอาจดูมาก แต่คุณภาพ (ความร้อน ไอพิษ) อาจไม่ดีก็ได้นะครับ ถ้าจะให้ดีต้องวัด และ quantify ให้ได้ แม้การวัดแบบง่ายๆ ก็ทำได้ครับ เช่น เอามือไปอังวัดความร้อน เอาจมูกไปดมความฉุน (ประการหลังนี้เสี่ยงต่อสุขภาพหน่อยครับ คนมีคุณภาพต้องถนอมตัวหน่อยนะครับ ไม่ใช่เห็นแก่ตัวหรอกแต่เห็นแก่สังคมน่ะ)
(แหม..ผมเขียนสามบรรทัดนี้ใช้ภาษาประกิดมากกว่าที่ผมเขียนมาทั้งปีอีกกระมัง)