Nghiên cứu, tính toán, thiết kế, chế tạo lò đốt gián tiếp có hồi lưu nhiệt thải quy mô công nghiệp, công suất 500-1.000 kWth

Đối với Việt Nam lượng phụ phế phẩm sinh khối dư thừa trong chế biến nông, lâm nghiệp rất lớn. Trước đây lượng phụ phẩm này được sử dụng làm chất đốt trong sinh hoạt gia đình đối với phần lớn tại các vùng nông thôn và miền núi. Tuy nhiên ngày nay, không còn sử dụng làm chất đốt cho sinh hoạt tại các gia đình nhiều như trước đây nữa, mà thay vào đó là người dân sử dụng khí gas tự nhiên hay bếp điện/từ, do đó phần lớn các phụ phẩm sau chế biến bỏ đi gây ô nhiễm môi trường và lãng phí nguồn tài nguyên năng lượng tái tạo.

Việc sử dụng chúng để chuyển đổi thành năng lượng sơ cấp đã, đang và sẽ được tiếp tục sử dụng để chuyển đổi thành năng lượng theo công nghệ đốt trực tiếp, khí hóa,... Nhưng công nghệ khí hóa thì yêu cầu trình độ của người sử dụng, công nghệ đốt trực tiếp bình thường nếu không “can thiệp/cải tiến” gì thêm thì hiệu suất chuyển đổi nhiệt thấp do quá trình cháy không triệt để đối với nhiên liệu rắn và thất thoát nhiệt ra môi trường xung quanh không được tận dụng trở lại. Việc nghiên cứu đưa ra được mẫu lò có được hiệu suất nhiệt cao, công suất nhiệt lớn, năng lượng nhiệt thu được sạch không lẫn khói, bụi, thành phần phát thải ít, không gây ô nhiễm môi trường sẽ là lời giải tốt cho các hạn chế cần phải giải quyết nêu trên. Được như vậy sẽ giúp cho các cơ sở chế biến, sơ chế nông sản (sấy) có khả năng tận thu được các nguồn nhiên liệu dư thừa chưa sử dụng hiệu quả còn bỏ lãng phí để chuyển đổi thành nguồn năng lượng nhiệt sạch sơ cấp là cần thiết, góp phần gia tăng giá trị hàng hóa nông sản sau chế biến, sơ chế, góp phần nhỏ trong việc cải thiện đời sống của ngƣời nông dân, nhất là các vùng trung du, miền núi.

Xuất phát từ những phân tích trên đây, Cơ quan chủ trì Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp cùng phối hợp với Chủ nhiệm đề tài ThS. Nguyễn Văn Tiến thực hiện Nghiên cứu, tính toán, thiết kế, chế tạo lò đốt gián tiếp có hồi lưu nhiệt thải quy mô công nghiệp, công suất 500-1.000 kWth với mục tiêu: Làm chủ được công nghệ, thiết kế chế tạo được thiết bị trong nước không cần nhập khẩu; Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị đạt yêu cầu kỹ thuật về nâng cao công suất nhiệt, quá trình cháy nhiên liệu rắn; Nghiên cứu xác định được các thông số kỹ thuật cơ bản của thiết bị phù hợp với đặc tính tiêu thụ nhiệt đối với quy mô công nghiệp.

Trên thế giới hiện tại có rất nhiều chủng loại/ mẫu thiết bị lò đốt khác nhau nhƣ: Lò đốt trực tiếp nhiên liệu rắn truyền thống, lò đốt nhiên liệu tái tạo, lò đốt nhiên liệu lỏng, lò đốt nhiên liệu khí, lò khí hóa, lò đốt trực tiếp, gián tiếp… Tùy vào nhu cầu sử dụng, loại nhiên liệu sử dụng mà các cơ sở sử dụng lựa chọn các mẫu lò với công suất và chủng loại cụ thể.

Với nhiên liệu đốt là sinh khối, hiện tại có một số nguyên lý đốt chính là: đốt trực tiếp, đốt tầng sôi, đốt nhiệt phân và đốt hiếm khí (khí hóa), với đặc thù của mỗi loại nhiên liệu sinh khối cụ thể và nhu cầu năng lượng nhiệt mà đưa ra phương án, thiết bị đốt cụ thể cho phù hợp với nhu cầu thực tiễn. Ở các nước phát triển trên thế giới lò đốt sinh khối ở quy mô công nghiệp đã được phát triển rất lâu, nguồn sinh khối đã đựơc “quy hoạch” và chiếm tỷ trọng cụ thể trong 15 nguồn năng lượng quốc gia, những sinh khối có tỷ khối cao, mật độ năng lượng lớn dễ đốt sẽ được sử dụng trực tiếp, còn những sinh khối là phụ phẩm, khó đốt sẽ được chuyển hóa thành các dạng sinh khối có mật độ năng lượng cao để dễ dàng sử dụng, ví dụ như ép thành viên, thanh nhiên liệu.

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:

- Đề tài đã hoàn tất các nội dung công việc như trong hợp đồng đã kí kết;

- Đã nghiên cứu tổng quan về tình hình sinh khối và các thiết bị chuyển đổi sinh khối thành năng lượng nhiệt;

- Đã tính toán, thiết kế được thiết bị đáp ứng quy mô công nghiệp;

- Đã chế tạo tại Viện RIAM và đưa ra được mẫu thiết bị mới phù hợp tình hình cấp thiết hiện nay, thiết bị có nhiều ưu điểm so với các thiết bị hiện có như: hiệu suất trao đổi nhiệt cao, công suất nhiệt của thiết bị đạt được cao, giải quyết vấn đề con người vận hành ít hơn, nhẹ nhàng hơn, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, và giảm chi phí nhân công, chi phí điện năng thấp.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 17150/2019) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

Đ.T.V (NASATI)