Transcript โครงงาน - เว็บไซต์นิสิตมหาวิทยาลัยนเรศวร

E-Learning : Waste-to-Energy Technology
สื่ อการเรียนการสอนอิเลคทรอนิกส์ : เทคโนโลยีการกาจัดขยะเพือ่ ใช้ เป็ น
พลังงาน
ผู้ทาโครงงาน
ชนะพล บัวเผือ่ น 50360715
คณิ น หิ รัญนาค 50364003
อาจารย์ทปี่ รึกษา
ดร.ภาณุ พุทธวงศ์
วัตถุประสงค์
เพื่อให้นิสิตและผูท้ ี่สนใจสามารถศึกษาค้นคว้าข้อมูลเทคโนโลยีการ
กาจัดขยะเพื่อใช้เป็ นพลังงานได้ดว้ ยตนเองอย่างสะดวก โดยผ่านสื่ อการ
เรี ยนอิเลคทรอนิกส์
ขอบเขต
1.
2.
3.
ศึกษาเกี่ ยวกับการใช้งานโปรแกรมและออกแบบสร้ างสื่ อการเรี ยนการสอน
อิเลคทรอนิกส์
สร้างสื่ อการเรี ยนการสอนอิเลคทรอนิ กส์ในเรื่ องของเทคโนโลยีการกาจัดขยะ
ที่เป็ นของแข็งเพื่อใช้เป็ นพลังงาน ซึ่ งประกอบไปด้วยเนื้อหาและบทเรี ยน
สารวจความพึงพอใจผูใ้ ช้งาน โดยนิสิตมหาวิทยาลัยนเรศวร
ผลที่คาดว่ าจะได้ รับ
1. ได้สื่อการเรี ยนการสอนอิเลคทรอนิ กส์ในเรื่ องของเทคโนโลยีการกาจัดขยะเพื่อ
ใช้เป็ นพลังงาน
2. นิสิต คณะวิศวกรรมศาสตร์ ภาควิชาวิศวกรรมเครื่ องกล มหาวิทยาลัยนเรศวร
และบุคคลภายนอกสามารถเข้ามาศึกษาเรี ยนรู ้เรื่ องเทคโนโลยีการกาจัดขยะเพื่อ
ใช้เป็ นพลังงานได้สะดวกโดยการศึกษาผ่านทางเว็บไซต์
e-Learning
E-Learning คือ การเรี ยนรู ้ผ่านสื่ ออิเล็กทรอนิ กส์ โดยใช้เทคโนโลยีหรื ออินเทอร์เน็ต ใน
ปั จจุบนั เทคโนโลยีและอินเทอร์ เน็ตมีความก้าวหน้าเป็ นอย่างมาก จะทาให้การเรี ยนรู ้ผ่านสื่ อ
อิเล็กทรอนิกส์เกิดประสิ ทธิผลมากขึ้น
รู ปที่ 1 E-Learning [1]
องค์ ประกอบของ e-Learning
1.
2.
3.
4.
เนือ้ หา (Contents)
แยกเป็ นบทและหัวข้อ และทาสรุ ปเนื้อหาไว้ตอนท้ายของแต่ละบท
ระบบจัดการจัดการศึกษา (Management Education System)
เป็ นองค์ประกอบที่สาคัญที่สุด เพราะทาหน้าที่ในการวางแผน กาหนดหลักสู ตร ตารางเวลา
รวมถึงการประเมิน และตรวจสอบกระบวนการต่างๆ ในระบบ
การสื่ อสาร (Communication)
สามารถติดต่อสื่ อสารกัน เพื่อหาข้อมูล ช่วยเหลือ แลกเปลี่ยนความคิดเห็น เพื่อให้การเรี ยนรู้
ได้ประสิ ทธิผลสูงสุ ด
การประเมินผล (Evaluation)
การเรี ย นรู้ และแบบฝึ กหัด จะทาให้ผูเ้ รี ย นมี ประสบการณ์ และเข้าใจเนื้ อ หามากขึ้ น จน
สามารถนาไปประยุกต์ใช้ได้ ก็ไม่สามารถรับรองได้ว่า ผูเ้ รี ยนรู ้น้ นั ผ่านมาตรฐาน ดังนั้น การ
วัดผลการเรี ยน จึงเป็ นการสร้างมาตรฐาน ว่าผ่านเกณฑ์มาตรฐานหรื อไม่
ประโยชน์ ของ e-Learning
ประหยัดเวลา สะดวกและง่ ายต่ อ การแก้ไขหรื อ ปรั บ ปรุ งเนื้ อ หาให้
ทันสมัย เพราะใช้คอมพิวเตอร์ เป็ นองค์ประกอบหลัก จึ งสามารถแก้ไขโดยใช้
เครื่ องคอมพิวเตอร์ เครื่ องใดก็ได้ นอกจากนี้ ยงั สามารถนาไปใช้สนับสนุ นการ
เรี ยนการสอน เพื่อเพิ่มประสิ ทธิ ภาพการเรี ยนการสอน
การแปรรู ปขยะไปเป็ นพลังงานด้ วยกระบวนการทางความร้ อน
โดยใช้ เตาเผา
Incineration คือ การเผาขยะในเตาที่ได้มีการออกแบบมาเพื่อให้เข้ากับลักษณะสมบัติของ
ขยะ คือ มีอตั ราความชื้นสูง และมีค่าความร้อนที่แปรผันได้ กระบวนการในการเผาไหม้จะต้องมี
การควบคุมที่ดี เพื่อป้ องกันไม่ให้เกิดการรบกวนและมลพิษต่อสิ่ งแวดล้อม พลังงานความร้อนที่
ได้สามารถนาไปใช้ในการผลิ ตไอน้ า ทาน้ าร้ อน หรื อผลิ ตกระแสไฟฟ้ า โดยกระบวนการเผา
ไหม้ ขยะจะถูกเผาไหม้โดยป้ อนอากาศเข้าโดยตรง สามารถแบ่งเป็ น 4 ระบบ คือ
ระบบรองรับขยะ คัดแยกขยะที่สามารถนาไปรี ไซเคิลได้ และคัดแยกขยะที่ เป็ น
อันตรายออก
2.
ระบบเตาเผาขยะ ระบบการเผาไหม้ของเตาเผา สามารถแบ่งออกได้เป็ น 2
ประเภท คือ
- ระบบการเผาไหม้ มวล (Mass Burn System) คือ การเผาทาลายขยะมูลฝอยใน
สภาพที่รับเข้ามาโดยไม่ตอ้ งมีกระบวนการจัดการเบื้องต้นก่อน เทคโนโลยีที่ใช้
กับการเผาไหม้ประเภทนี้ คือ เตาเผาแบบตะกรั บ (Stoker-Fired Incinerator)
และ เตาเผาแบบหมุน (Rotary Kiln Incinerator)
- ระบบที่มีการจัดการขยะเบือ้ งต้ นก่ อนทาการเผา เช่น ระบบลดขนาด ระบบการ
บดตัด และระบบการคัดแยก เทคโนโลยีที่ ใช้กับ การเผาไหม้ป ระเภทนี้ คื อ
เตาเผาแบบฟลูอิดไดซ์เบด (Fluidized Bed Incinerator)
1.
3. ระบบกาจัดของเสี ย ของเสี ยที่เกิดจากการเผาไหม้ ได้แก่ ขี้เถ้าซึ่ งจะนาไปฝังกลบ
และก๊าซที่เกิดจากการเผาไหม้ต่าง ๆ ซึ่ งมีสารที่ทาให้เกิดมลภาวะที่เป็ นอันตราย
ปะปนอยูด่ ว้ ย เช่น ซัลเฟอร์ ไดอ๊อกไซด์ ไนโตรเจนไดอ๊อกไซด์ จึงต้องมีระบบ
กาจัดสารเหล่านี้ ให้มีค่าอยูใ่ นมาตรฐานที่กาหนดก่อนปล่อยออกสู่ บรรยากาศ
4.
ระบบผลิตกระแสไฟฟ้า โดยมากจะใช้ระบบ boilerผลิตไอน้ า ซึ่ งความร้อนที่
ผลิ ต ไอน้ า นี้ ได้ม าจากการเผาขยะและไอน้ า จะส่ ง ไปขับ กัง หั น ไอน้ า เพื่ อ
เดินเครื่ องกาเนิ ดไฟฟ้ า
เทคโนโลยีเตาเผาขยะมูลฝอย
1.
2.
3.
เตาเผาแบบตะกรับ (Stoker-Fired Incinerator)
เตาเผาแบบหมุน (Rotary Kiln Incinerator)
เตาเผาแบบฟลูอิดไดซ์เบด (Fluidized Bed Incinerator) รู ปที่ 2 เตาเผาแบบตะกรับ [3]
1) เตาเผาแบบตะกรับ (Stoker-Fired Incinerator)
เตาเผาแบบตะกรั บ ประกอบด้ว ยก้า มปู ข อง overhead
crane จะทาหน้าที่จบั ขยะเพื่อป้ อนลงไปในช่องป้ อนก่อนที่จะ
หล่นเข้าไปในห้องเผาไหม้ของเตาเผา และประกอบด้วยตะกรับ
ที่ สามารถเคลื่ อ นที่ ได้และมี การเผาไหม้อ ยู่บนตระกรั บ โดย
ขณะเผาไหม้ ตะกรับจะเคลื่อนที่และลาเลียงขยะ
รู ปที่ 2 เตาเผาแบบตะกรับ [3]
การเคลื่อนที่ของตะกรับจะทาให้อากาศที่ใช้ในการเผาไหม้สามารถแทรกซึ ม
ไปทัว่ ถึ ง พื้ นผิว ของขยะ ตะกรั บ อาจถูก จัด แบ่ ง ให้เ ป็ นพื้น ที่ ย่อ ยเฉพาะซึ่ ง ทาให้
สามารถปรับปริ มาณอากาศเพื่อใช้ในการเผาไหม้ได้อย่างอิสระและทาให้สามารถ
เผาไหม้ได้แม้ขยะที่มีค่าความร้อนต่า
รู ปที่ 3 ห้องเผาไหม้แบบตะกรับเอียง[4]
เตาเผาแบบหมุน (Rotary Kiln Incinerator)
ระบบเตาเผาแบบหมุนเป็ นการเผาไหม้โดยใช้หอ้ ง
เผาไหม้ทรงกระบอกซึ่ งสามารถหมุนได้รอบแกน ขยะ
จะเคลื่อนตัวไปตามผนังของเตาเผาทรงกระบอกตามการ
หมุนของเตาเผาซึ่ งทามุมเอียงกับแนวระดับ
รู ปที่ 4 ระบบเตาเผาแบบหมุน [4]
ความสามารถในการเผาทาลายขยะมูลฝอยมีต้ งั แต่
2.4-480 ตันต่อวัน เวลาที่ใช้สาหรับการทาปฏิกิริยาการ
เผาไหม้ในเตาเผาของก๊าซไอเสี ยค่อนข้างสั้น
เตาเผาแบบฟลูอดิ ไดซ์ เบด (Fluidized Bed Incinerator)
เตาเผาแบบฟลูอิดไดซ์เบดทางานโดยอาศัยหลักการที่
อนุภาคของแข็งที่รวมตัวเป็ น bed ในเตาเผาผสมเข้ากับขยะมูล
ฝอยที่ ท าหน้า ที่ เ ป็ นเชื้ อ เพลิ ง ส าหรั บ การเผาไหม้ถู ก ท าให้
ลอยตัวขึ้น จากอากาศที่ เป่ าเข้าด้านข้างทาให้มนั มี พฤติกรรม
เหมือนกับของไหล
รู ปที่ 5 เตาเผาแบบฟลูอิดไดซ์เบด [3]
ชนิดของเตาเผา
ข้ อดี
ข้ อเสี ย
1. เตาเผาแบบตะกรับ (StokerFired Incinerator)
ไม่ตอ้ งการการคัดแยกหรื อบด
ตัดขยะมูลฝอยก่อน ให้ค่า
ประสิ ทธิ ภาพเชิงความร้อนได้
สู งถึง 85%
เงินลงทุนและบารุ งรักษาค่อนข้าง
สู ง
2. เตาเผาแบบหมุน (Rotary Kiln
Incinerator)
ไม่ตอ้ งการการคัดแยกหรื อบด
ตัดขยะมูลฝอยก่อน ให้ค่า
ประสิ ทธิ ภาพเชิงความร้อนได้
สู งถึง 80%
เงินลงทุนและบารุ งรักษาค่อนข้าง
สู ง
3. เตาเผาแบบฟลูอิดไดซ์เบด
(Fluidize
Bed
Incinerator)
จากการออกแบบที่ค่อนข้างง่าย
ทาให้เงินลงทุนและค่าใช้จ่ายใน
การบารุ งรักษาค่อนข้างต่าและ
ให้ค่าประสิ ทธิ ภาพเชิงความร้อน
ได้สูงถึง 90%
ณ ปั จจุบนั ยังจัดว่าเป็ นเทคโนโลยี
ที่ยงั ต้องการการทดสอบอยู่ และ
ต้องมีกระบวนการในการจัดการ
ขยะก่อนส่ งเข้าเตาเผา และ
ค่อนข้างมีขอ้ จากัดด้านขนาดและ
องค์ประกอบของขยะ
เทคโนโลยีการแปรรู ปขยะเป็ นพลังงาน
รู ปที่ 6 เทคโนโลยีการแปรรู ปขยะเป็ นพลังงาน [2]
Conversion To Energy
1. การเผาไหม้ แบบไพโรไลซิส (Pyrolysis)
เป็ นระบบการเผาไหม้ในสภาวะไร้ อากาศ โดย
เกิ ดการแตกของพันธะโมเลกุลในองค์ประกอบ
ตัดพันธะของอะตอมในโมเลกุล เพื่อให้เกิ ดเป็ น
สารเคมี ที่ มี โ มเลกุ ล เล็ ก ลง กลายเป็ นก๊ า ซ
ของเหลวที่มีคุณลักษณะคล้ายน้ามัน (Tar) และ
ของแข็ง(Char)
รู ปที่ 7 การเผาไหม้แบบไพโรไลซิส
2. การเผาไหม้ แบบแก๊ สซิฟิเคชั่น (Gasification)
เป็ นระบบการเผาไหม้ใ น เครื่ อ งแก๊ สซิ ไ ฟเออร์
(Gasifier)
โดยควบคุ ม อากาศไหลเข้า ใน
ปริ มาณจากัด เพื่อให้ได้ก๊าซ คาร์ บอนมอนอกไซด์
(CO) ไฮโดรเจน (H2) เป็ นหลัก และเกิ ดมีเทน
(CH2) เล็ก น้อ ย และน าแก๊ ส ดัง กล่ า วไปเป็ น
เชื้อเพลิง
รู ปที่ 8 การผลิตไฟฟ้ าระบบแก๊สซิฟิเคชัน่
3. การเผาไหม้ แบบธรรมดา (Combustion)
เป็ นกระบวนการเผาไหม้ที่ใช้แบบไม่จากัดปริ มาณออกซิ เจน ทาให้เกิ ดการเผาไหม้ที่
สมบูรณ์ ปัจจุบนั การเผาไหม้แบบธรรมดาได้มีการวิวฒั นาการเพิ่มอุณหภูมิให้สูงขึ้นเพื่อ
กาจัดสาร Dioxins รวมทั้งมีการนาเอาความร้อนไปผลิตกระแสไฟฟ้ าและระบบทาความ
สะอาดก๊าซเสี ยที่เป็ นมลพิษ
รู ปที่ 9 เทคโนโลยีเตาเผาขยะมูลฝอย
4. Co-utilisation with Fossil Fuels
เชื้ อเพลิงซากดึกดาบรรพ์มีต้ งั แต่แร่ สารระเหยสู ง(volatile material) ซึ่ งมีอตั ราคาร์ บอนต่อ
ไฮโดรเจนต่า เป็ นต้นว่า แก๊สมีเทนไปจนถึงปิ โตรเลียมเหลว(liquid petroleum) และแร่ ไร้สาร
ระเหย(nonvolatile material) ซึ่ งแร่ ไร้สารระเหยนี้ มกั ประกอบด้วยคาร์ บอนบริ สุทธิ์ เป็ นต้น
ว่า ถ่านแอนทราไซต์ (anthracite coal) ทั้งนี้ แก๊สมีเทนอันมีในแร่ สารระเหยสู งเช่นว่าสามารถพบ
ได้ในสารจาพวกไฮโดรคาร์บอนเพียงจาพวกเดียวก็ได้ ในสารจาพวกไฮโดรคาร์ บอนประสมกับ
น้ ามันก็ได้ และในรู ปมีเทนผังหนา (methane clathrate)
รู ปที่ 10 เชื้อเพลิงซากดึกดาบรรพ์
การนาพลังงานกลับมาใช้ (Energy Recovery)
ประโยชน์หลักที่ได้รับ คือการนาเอาพลังงานที่ ได้กลับมาใช้ประโยชน์ใหม่ ก๊าซร้อนที่
เกิดจากการเผาไหม้จะมีพลังงานอยูใ่ นตัว พลังงานจะถูกทาให้เย็นตัวลงในหม้อน้ า โดยชนิดของ
หม้อน้ าที่ติดตั้งขึ้นอยูก่ บั ว่าต้องการพลังงานในรู ปของน้ าร้อนเพื่อใช้กบั ระบบน้ าร้อน หรื อไอน้ า
เพื่อใช้ในกระบวนการอุตสาหกรรม หรื อเพื่อการผลิตกระแสไฟฟ้ า และยังช่ วยลดปริ มาณการ
ปลดปล่อยก๊าซมีเทนจากหลุมฝังกลบ และใช้ทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิ ลได้
ขั้นตอนการดาเนินงาน
1.
2.
3.
4.
5.
ศึกษาการใช้งานโปรแกรมที่ใช้ในการสร้างสื่ อการเรี ยนอิเลคทรอนิกส์
ศึกษาเนื้อหาและกรรมวิธีในการกาจัดขยะเพื่อใช้เป็ นพลังงาน
ออกแบบและทาการสร้างสื่ อการเรี ยนการสอนอิเลคทรอนิกส์ (E-learning) โดยใช้โปรแกรม
(Joomla หรื อ Adobe Captivate) ในการสร้างสื่ อการเรี ยนการสอนอิเลคทรอนิ กส์ ผ่านทาง
เว็บไซต์
ทดสอบการทางานของระบบสื่ อการเรี ยนการสอนอิเลคทรอนิ กส์ที่สร้างขึ้น โดยการออก
แบบสอบถามเพื่อเก็บข้อมูลจากผูใ้ ช้งาน เพื่อนาข้อมูลที่ได้น้ นั มาปรับปรุ งแก้ไขในระบบ
ต่อไป
สรุ ปผลการดาเนินงาน
ระยะเวลาและแผนปฏิบัตงิ าน (Gantt Chart)