Biến phế phẩm nông – lâm nghiệp thành chất đốt dạng viên nén

Từ thực tiễn sản xuất, một nhóm tác giả của Công ty CP Dụng cụ thể thao Delta đóng trên địa bàn huyện Hoằng Hóa đã sản xuất thành công chất đốt dạng viên nén. Đáng nói, nguyên liệu đầu vào đều là phế phẩm nông, lâm nghiệp – những thứ tưởng chừng bị vứt bỏ gây ô nhiễm môi trường.

Sản phẩm chất đốt viên nén được sản xuất từ phế phẩm nông – lâm nghiệp tại Công ty CP Dụng cụ thể thao Delta (Hoằng Hóa).

Phải dùng củi hoặc than đá để đốt nhằm tạo nhiệt lượng vận hành hệ thống lò hơi trong sản xuất, khiến chi phí đầu vào của Công ty CP Dụng cụ thể thao Delta những năm trước đây luôn tăng cao. Xét thấy tại Việt Nam nói chung, tỉnh Thanh Hóa nói riêng, hằng năm lượng phế phẩm từ nông – lâm nghiệp bỏ đi rất lớn, có thể trở thành nhiên liệu cho sản xuất công nghiệp cũng như nhu cầu dân sinh, từ năm 2017, nhóm tác giả tại công ty đã thử nghiệm dùng mùn cưa để ép thành bánh làm chất đốt. Sau nhiều lần mày mò nghiên cứu, nhóm này còn thành công khi dùng cả rơm rạ, mạt bào gỗ, cành củi mục, vỏ dừa, bã mía... ép thành viên làm nguyên liệu. Sau nhiều lần cải tiến, dây chuyền sản xuất viên nén chất đốt ngày càng hiện đại, cho ra số lượng sản phẩm ngày càng nhiều với chất lượng liên tục được nâng cao.

Toàn bộ các khâu sản xuất sản phẩm chất đốt viên nén được tự động hóa bằng dây chuyền sản xuất tự chế khá hiện đại. Các nguyên liệu từ gỗ, thân cành vỏ cây, trấu, phế thải nông nghiệp... sau khi tập kết về sẽ đưa vào máy cắt nhỏ và đưa sang nghiền thô và nghiền tinh. Tại khâu phân loại tự động, những bán thành phẩm có kích thước lớn hơn 40mm sẽ được đẩy quay lại hệ thống nghiền tinh. Loại bán thành phẩm nhỏ hơn 40mm được đưa vào hệ thống sấy với nhiệt độ và thời gian thích hợp để độ ẩm dưới 6%. Sau khi sấy xong, bán thành phẩm nghiền sẽ được hút lên hệ thống băng tải để chạy vào khuôn nén hình viên. Trong quá trình nén, các loại mùn nhỏ lẻ, bụi được hút lại và quay về buồng chứa để kéo lên băng tải. Đối với viên nén, sau khi được máy nén thành hình viên có kích thước dài 40 đến 70mm, đường kính viên nhỏ hơn hoặc bằng 10mm, sẽ được tự động chuyển ra khu vực làm mát và đưa vào bồn chứa để phục vụ đốt lò hơi...

Phân tích từ cơ sở khoa học của công trình, các loại phế liệu nông - lâm nghiệp chủ yếu chứa các thành phần cơ bản là xenluloza (40-50%), hemixenluloza (15-25%), lignin (15-30%) và một số khác. Xenluloza là nguyên liệu dễ cháy nhưng khi ở dạng liên kết bền vững sẽ cháy theo dạng thấm nhiệt vì thiếu oxy. Từ những tính chất trên, nhóm tác giả đã đưa ra công trình nghiền nhỏ các phế liệu nông – lâm nghiệp để bảo đảm hai yếu tố. Thứ nhất, là sau khi được nghiền nhỏ, các thành phẩm sẽ giảm tối đa độ ẩm do trong quy trình sản xuất có công đoạn sấy khô. Thứ hai, phá vỡ các liên kết rồi nén lại thành viên nhỏ để khi sử dụng cho lò hơi, khí oxy tự nhiên được nằm giữa khoảng cách các viên nén. Vì vậy, khi viên nén dạng nhỏ được đưa vào lò hơi sẽ cháy đạt gần như tối đa, đồng thời nhiệt lượng thu được ở một đơn vị thời gian là cao nhất. Viên nén được đốt cháy hết, lượng khói thải ra môi trường chỉ còn rất ít.

Theo đánh giá từ phía công ty, mỗi năm, trên địa bàn tỉnh có thể thải ra hàng triệu tấn phụ phẩm nông nghiệp như vỏ trấu, rơm rạ, thân các loại cây trồng sau thu hoạch... Thậm chí, cả thân cây, cành cây, gỗ vụn bỏ đi sau các công đoạn chế biến lâm sản đều có thể được nghiền để sản xuất chất đốt dạng viên nén khô, có thể vận chuyển dễ dàng, để dành lâu ngày. Trên thực tế, những loại phụ phẩm nói trên phần lớn đang bị vứt bỏ, bị đốt gây khói bụi và ô nhiễm môi trường. Việc xử lý rác thải sau sản xuất nông – lâm nghiệp hiện cũng là vấn đề nan giải với chính quyền các cấp, các ngành liên quan. Mặt khác, trong xu thế ngày càng khan hiếm các loại chất đốt từ thiên nhiên như than, dầu mỏ, khí hóa lỏng, thì việc sản xuất thành công chất đốt viên nén từ những phế phẩm bỏ đi đang lan tràn ở mọi nơi, đã mở ra hy vọng mới cho sự phát triển xã hội trong tương lai. Hoạt động sản xuất công nghiệp cũng yêu cầu lượng nhiên liệu ngày càng lớn, sẽ kéo theo sự khan hiếm về tài nguyên thiên nhiên, lượng điện năng phục vụ cho sản xuất nhiều khả năng không thể đáp ứng được nhu cầu thực tế trong những năm tới. Những nguyên nhân trên càng cho thấy việc sản xuất viên nén chất đốt này đang là xu thế phù hợp tình hình thực tế.

Từ những thành công bước đầu, phía công ty đã có kế hoạch phát triển mở rộng công trình với mục tiêu sản xuất chất đốt sạch nhằm thay thế chất đốt hiện nay trong các hộ gia đình. Trong tương lai, nếu các gia đình nông thôn được hỗ trợ xây dựng lò nấu, viên nén được đốt yếm khí gần như không khói, thì hoạt động nấu nướng sẽ thân thiện với môi trường xung quanh. Sản phẩm cũng sẽ được thương mại hóa với các loại bao có kích thước khác nhau để phù hợp với hiệu quả của từng đối tượng sử dụng.

Được biết, tại các nước tiên tiến, các mô hình tái tạo nguồn nguyên liệu sản sinh năng lượng từ phế thải nông nghiệp đang được đầu tư mạnh mẽ. Theo đó, hình thức chất đốt dạng viên nén đã được sản xuất đại trà, tỷ lệ hộ gia đình nông thôn sử dụng khá cao. Tuy nhiên, tại tỉnh Thanh Hóa, đây được coi là công trình đầu tiên sản xuất viên nén chất đốt quy mô công nghiệp. Công trình đã đạt giải khuyến khích của Giải thưởng Sáng tạo khoa học công nghệ Việt Nam (Vifotec).

Bài và ảnh: Lê Đồng