Đánh giá hiện trạng ô nhiễm chất thải rắn làng nghề chế biến, sản xuất gỗ tại Thường Tín, Hà Nội – nghiên cứu chế biến thành than sạch

Header Page of 126 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Tô Thị Hồng Yến ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ơ NHIỄM CHẤT THẢI RẮN LÀNG NGHỀ CHẾ BIẾN, SẢN XUẤT GỖ TẠI THƯỜNG TÍN, HÀ NỘI - NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN THÀNH THAN SẠCH LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội, 2016 Footer Page of 126 Header Page of 126 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Tơ Thị Hồng Yến ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM CHẤT THẢI RẮN LÀNG NGHỀ CHẾ BIẾN, SẢN XUẤT GỖ TẠI THƯỜNG TÍN, HÀ NỘI - NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN THÀNH THAN SẠCH Chuyên ngành: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Trịnh Văn Tuyên TS Trần Thị Huyền Nga XÁC NHẬN HỌC VIÊN ĐÃ CHỈNH SỬA THEO GÓP Ý CỦA HỘI ĐỒNG Giáo viên hướng dẫn Chủ tịch hội đồng chấm luận văn thạc sĩ khoa học TS Trần Thị Huyền Nga PGS.TS Trần Văn Quy Hà Nội, 2016 Footer Page of 126 Header Page of 126 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn chân thành nhất, xin gửi lời cảm ơn PGS.TS Trịnh Văn Tuyên - Viện Công nghệ môi trƣờng (Viện Hàn lâm Khoa học công nghệ Việt Nam) TS Trần Thị Huyền Nga - Đại học Khoa học tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà Nội) - ngƣời thầy tận tình hƣớng dẫn tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Đồng thời xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới cán phịng Cơng nghệ xử lý chất thải rắn khí thải - Viện Công nghệ môi trƣờng Viện Hàn lâm Khoa học công nghệ Việt Nam giúp đỡ nhiều q trình hồn thành luận văn Qua đây, xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô giáo Trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà Nội), thầy cô khoa Môi trƣờng tạo điều kiện giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi trình học tập nghiên cứu trƣờng Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, ngƣời thân bên cạnh, động viên, giúp đỡ tơi nhiều q trình học tập Hà Nội, ngày 05 tháng 12 năm 2016 Học viên Tô Thị Hoàng Yến Footer Page of 126 Header Page of 126 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan tình hình ô nhiễm chất thải rắn làng nghề chế biến, sản xuất gỗ Việt Nam 1.2 Các phƣơng pháp xử lý, quản lý chất thải rắn làng nghề chế biến, sản xuất gỗ Viêt Nam giới 1.2.1 Quản lý, xử lý chất thải rắn công nghiệp sản xuất gỗ giới 1.2.2 Quản lý, xử lý chất thải rắn làng nghề gỗ Việt Nam 1.3 Phƣơng pháp chế tạo than dạng bánh 12 1.3.1 Chế tạo than dạng bánh 12 1.3.2 Các chủng loại, thành phần sản phẩm than mùn cƣa có thị trƣờng Việt Nam 23 2.1 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 27 2.1.1 Đối tƣợng nghiên cứu 27 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 28 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 29 2.2.1 Phƣơng pháp thu thập số liệu 29 2.2.2 Phƣơng pháp điều tra, khảo sát thực tế 29 2.2.3 Phƣơng pháp thực nghiệm chế tạo than 29 2.2.5 Phƣơng pháp phân tích phịng thí nghiệm 31 2.2.6 Phƣơng pháp xử lý số liệu 32 2.2.7 Phƣơng pháp tổng hợp 32 Footer Page of 126 Header Page of 126 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 33 3.1 Hiện trạng ô nhiễm chất thải rắn làng nghề chế biến, sản xuất gỗ Thƣờng Tín, Hà Nội 33 3.2 Đánh giá, đề xuất phƣơng pháp quản lý, xử lý chất thải rắn làng nghề chế biến, sản xuất gỗ Thƣờng Tín, Hà Nội 40 3.3 Khả chế tạo thành than từ chất thải mùn cƣa 42 3.3.1 Nghiên cứu đánh giá ảnh hƣởng khả chế tạo than từ mùn cƣa quy mơ phịng thí nghiệm 42 3.3.2 Nghiên cứu chế tạo than cacbon hóa quy mơ pilot 49 3.4 Đánh giá mặt kinh tế 51 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 Kết luận 54 Kiến nghị 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 PHỤ LỤC 59 Footer Page of 126 Header Page of 126 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Phân bố làng nghề chế biến gỗ Việt Nam năm 2009 Bảng 1.2: So sánh q trình cacbon hóa khí hóa 20 Bảng 3.1: Chất lƣợng khơng khí sở sản xuất gỗ Thƣờng Tín 39 Bảng 3.2: Các thơng số than cacbon hóa nhiệt độ 300oC 43 Bảng 3.3: Các thông số than cacbon hóa nhiệt độ 350oC 44 Bảng 3.4: Bảng thông số than cacbon hóa nhiệt độ 400oC 45 Bảng 3.5: Bảng thơng số than cacbon hóa nhiệt độ 450oC 46 Bảng 3.6: Bảng thơng số than cacbon hóa nhiệt độ 500oC 47 Bảng 3.7: Bảng thông số than cacbon hóa quy mơ pilot 49 Bảng 3.8: So sánh chất lƣợng than mẫu với tiêu chuẩn châu Âu [20] 50 Bảng 3.9: Bảnh so sánh chất lƣợng than mẫu với loại than khác có sẵn thị trƣờng 50 Bảng 3.10: Bảng so sánh chất lƣợng than mẫu với loại than cacbon từ rác thải sinh hoạt thành phố Hà Nội 51 Bảng 3.11: Thành phần hóa học gỗ 51 Bảng 3.12: Thông số khí thải hệ thống lị đốt 53 Footer Page of 126 Header Page of 126 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Hệ thống thơng gió phụ trợ Hình 1.2: Khn hút biến đổi Hình 1.3: Quan hệ làng nghề gỗ với bên liên quan Hình 1.4: Hệ thống xử lý mùn cƣa Yên Lạc - Vĩnh Phúc 10 Hình 1.5: Các bƣớc sản xuất than sinh học 15 Hình 1.6: Cấu tạo gỗ [23] 16 Hình 1.7: Chu trình hệ thống khí hóa 18 Hình 1.8: Sơ đồ nguyên lý công nghệ hệ thống khí hóa phát điện cỡ nhỏ 18 Hình 1.9: Bốn giai đoạn khí hóa sinh khối 19 Hình 1.10: Viên nén mùn cƣa công ty Phú An Sinh 24 Hình 1.11: Thanh nén mùn cƣa Công ty TNHH Tân Khải Phát 24 Hình 1.12: Than mùn cƣa Cơng ty Nam Minh Long 25 Hình 2.1: Mùn cƣa 27 Hình 2.2: Bản đồ phân bố làng nghề gỗ Huyện Thƣờng Tín, Hà Nội 28 Hình 2.3: Sơ đồ sản xuất than mùn cƣa quy mơ phịng thí nghiệm 29 Hình 2.4: Lị cacbon hóa mùn cƣa quy mơ phịng thí nghiệm 30 Hình 2.5: Sơ đồ sản xuất than mùn cƣa quy mô pilot 30 Hình 2.6: Lị cacbon hóa than mùn cƣa quy mơ pilot 31 Hình 3.1: Quy trình sản xuất nguồn phát sinh chất thải hoạt động sản xuất chế biến gỗ Thƣờng Tín, Hà Nội 33 Hình 3.2: Hoạt động gỗ, đục, chạm, khảm 34 Hình 3.3: Hoạt động làm mộng, chà nhám 34 Hình 3.4: Chất thải rắn làng nghề chế biến, sản xuất gỗ 35 Footer Page of 126 Header Page of 126 Hình 3.5: Chất thải rắn làng nghề mộc Vạn Điểm 36 Hình 3.6: Chất thải rắn làng nghề mộc Phụng Cơng 36 Hình 3.7: Chất thải rắn làng nghề mộc Nguyên Hanh 37 Hình 3.8: Chất thải rắn làng nghề thôn Nhị Khê 38 Hình 3.9: Chất thải rắn làng nghề thôn Định Quán 38 Hình 3.10: Hiện trạng thu gom làng nghề 40 Hình 3.11: Xử lý mùn cƣa làng nghề 41 Hình 3.12: Biểu đồ thơng số than cacbon hóa nhiệt độ 300oC 43 Hình 3.13: Biểu đồ thơng số than cacbon hóa nhiệt độ 350oC 44 Hình 3.14: Biểu đồ thơng số than cacbon hóa nhiệt độ 400oC 45 Hình 3.15: Biểu đồ thơng số than cacbon hóa nhiệt độ 450oC 46 Hình 3.16: Biểu đồ thơng số than cacbon hóa nhiệt độ 500oC 47 Hình 3.17: Sản phẩm than mùn cƣa 49 Hình 3.18: Thiết bị sản xuất than mùn cƣa quy mô pilot công suất 30 kg nguyên liệu/mẻ 52 Hình 3.19: Cân vật chất trình cacbon hóa 53 Footer Page of 126 Header Page of 126 MỞ ĐẦU Ở Việt Nam có nhiều làng nghề gỗ truyền thống tiếng nhƣ: Chàng Sơn, Canh Nậu, Sơn Đồng (Hà Nội); Đồng Kỵ (Bắc Ninh); La Xuyên (Nam Định); Kim Bồng, Văn Hà (Quảng Nam) Có làng nghề tồn hàng trăm năm, mang lại cơng ăn việc làm cho hàng nghìn ngƣời, nhiều nghệ nhân đƣợc giới biết đến Xã Phù Khê (thị xã Từ Sơn - Bắc Ninh) có tới 2000 hộ tham gia sản xuất đồ gỗ mỹ nghệ (chiếm 90% số hộ xã), tạo việc làm ổn định cho 8000 lao động ngồi xã với mức thu nhập bình qn từ đến triệu đồng/ngƣời/tháng Riêng thợ có tay nghề cao thu nhập từ 10 đến 12 triệu đồng/ngƣời/tháng [27] Tuy nhiên, làng nghề chế biến gỗ chủ yếu nằm xen lẫn với khu dân cƣ đông đúc, chí nhiều hộ gia đình lấy ln nhà để làm xƣởng chế biến thủ cơng Q trình chế biến gỗ gây ô nhiễm tiếng ồn tiếng động chạy ngày đêm, bụi gỗ bay mù mịt công đoạn chà gỗ gây nhiễm khơng khí chí nguồn nƣớc Bên cạnh đó, q trình hoạt động, mùn cƣa, gỗ vụn lớn khu vực xung quanh, khiến môi trƣờng bị ô nhiễm, ảnh hƣởng xấu đến sức khỏe ngƣời dân Hiện nay, Việt Nam hầu hết làng nghề gỗ xử lý chất thải rắn tự phát nhƣ thiêu đốt, chôn lấp Cũng có cách xử lý thân thiện với mơi trƣờng nhƣ sử dụng mùn cƣa để làm vật liệu trồng nấm, làm phân hữu cơ, chế tạo thành viên nén xuất Nhƣng phần lớn chất thải để tràn lan ngồi mơi trƣờng gây nhiễm nghiêm trọng cho dân cƣ Vì vậy, cần thiết đánh giá mức độ ô nhiễm chất thải rắn làng nghề gỗ để ngƣời quản lý đƣa biện pháp quản lý, xử lý hữu hiệu tình trạng nhiễm Bên cạnh đƣa đƣợc cách xử lý thân thiện với mơi trƣờng vơ cần thiết cho giải pháp xử lý nhiễm Vì vậy, luận văn “Đánh giá trạng ô nhiễm chất thải rắn làng nghề chế biến, sản xuất gỗ Thƣờng Tín, Hà Nội - Nghiên cứu chế biến thành than sạch” đƣa giải pháp giúp môi trƣờng làng nghề chế biến sản xuất gỗ hạn chế ô nhiễm, đồng thời chế tạo đƣợc nguồn ngun liệu an tồn, chi phí thấp Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 Các nội dung nghiên cứu luận văn: - Thực trạng ô nhiễm chất thải rắn làng nghề chế biến, sản xuất gỗ Việt Nam, Hà Nội - Đánh giá, đề xuất hƣớng xử lý, quản lý chất thải rắn làng nghề - Nghiên cứu chế tạo than từ nguồn chất thải rắn mùn cƣa Footer Page 10 of 126 Header Page 23 of 126 v Thêm nƣớc: nƣớc thƣờng đƣợc thêm vào nguyên liệu để làm cho chúng lỏng lẻo dễ dàng để thực bƣớc Một số vật liệu sinh khối đòi hỏi phải đƣợc ngâm nƣớc cho số ngày để đảm bảo chúng đủ mềm để làm việc vi Đóng bánh & đốt: Cuối nguyên liệu sẵn sàng để đóng bánh (bằng máy tay) Các bánh than cần đƣợc để khô thời gian để ổn định hình dạng Sau khơ than đƣợc đêm đốt lị cacbon hóa điều kiện khơng khí oxy nhiệt độ thấp 400-500oC thời gian… kết thu đƣợc sản phẩm than cacbon hóa Mùn cƣa Phân loại/ sàng Nghiền, cắt nhỏ Thêm nƣớc Thêm chất kết dính Phối trộn Đóng bánh Đốt cacbon hóa Sản phẩm Hình 1.5: Các bƣớc sản xuất than sinh học * Bản chất trình [1]: Gỗ bao gồm thành phần chính: cellulose, lignin, hemixenlulo nƣớc Các cellulose, lignin số vật liệu khác bị ràng buộc chặt chẽ với tạo nên vật liệu gọi gỗ Nƣớc đƣợc hấp phụ tổ chức nhƣ phân tử nƣớc cấu trúc cellulose / lignin Gỗ đƣợc làm khơ cịn chứa 12-18% lƣợng nƣớc hấp thụ Gỗ tƣơi, cắt gỗ chƣa chứa 40 đến 100% trọng lƣợng khô gỗ 15 Footer Page 23 of 126 Header Page 24 of 126 Hình 1.6: Cấu tạo gỗ [23] Trong q trình cacbon hóa mùn cƣa, hemixenlulo phân hủy khoảng nhiệt độ 200 - 260oC, lignin, xenlulo phân hủy khoảng 240 350oC Trong trình có tổn thất phát sinh phần khối lƣợng phân tử nhỏ xenlulo lignin, nƣớc, hemixenlulo bị đốt cháy bay Phần lại tự xảy phản ứng hóa học hợp chất có khối lƣợng phân tử lớn, nhiệt độ cao tạo liên kết chéo (crosslinking) Đây phần bị than hóa nhiệt độ cao Trong q trình than hóa thơng thƣờng gỗ (hay mùn cƣa) cháy môi trƣờng oxy nhiệt độ đạt tới 450oC 450-500oC khoảng nhiệt độ tối ƣu cho trình than hóa Nhiệt phân giải xenlulo Nhiệt độ cacbon hóa xenlulo phạm vi 260 - 350oC Ở giai đoạn đầu sản sinh gốc có lƣợng cao nhiều, phản ứng dây truyền gốc tự dẫn đến chuỗi bị chặt đứt, oxy hóa phân giải phân tử, từ mà sinh than, nƣớc, CO CO2 Khi nhiệt độ nâng cao lên đến dƣới 300oC xenlulo phát sinh tƣợng đứt đoạn phân giải, hình thành đƣờng gluco vịng trái, tuỳ theo nâng cao nhiệt độ đƣờng gluco vòng trái tiếp tục bị phân giải thành 200 hợp chất hóa học, đồng thời bị cắt đứt sinh thành acid acetic, acid formic; acid acetic từ bị nhóm OH, acid formic bị gốc cacbon để sinh thành CH4, CO2 CO, điều kiện tồn có H2O, acid, Oxy phản ứng xenlulo lại kịch liệt 16 Footer Page 24 of 126 Header Page 25 of 126 Nhiệt phân giải hemixenlulo Hemixenlulo phân giải khoảng nhiệt độ từ 200 - 260oC Độ bền vững hemixenlulo thấp so với xenlulo, dễ phát sinh phản ứng thóat nƣớc Hemixenlulo nhiệt độ tƣơng đối thấp phát sinh phân giải sinh khối lƣợng lớn acid acetic chất khí khơng cháy, đồng thời có dầu gỗ Nhiệt phân giải lignin So với xenlulo hemixenlulo lignin có tính ổn định nhiệt độ cao hơn, hàm lƣợng cacbon phân tử lignin tƣơng đối cao (thƣờng chiếm khoảng 60 - 66%) Do khu vực nhiệt độ nhiệt phân tƣơng đối rộng (230 - 550oC) Trong khoảng 230-300oC gốc thơm   bị cắt đứt, lúc nhóm chất béo bắt đầu bị cắt đứt, nhiệt độ đến 370 - 400oC kết cấu lignin nhƣ cầu C - C bị cắt đứt, hình thành than, nhiệt độ 550 oC tỷ lệ sản phẩm tạo chất khí thƣờng chiếm: CO 50%, CO2 10%, CH4 38%, C2H6 2% Nhiệt phân giải gỗ đƣợc xem tổ hợp nhiệt phân thành phần gỗ Sự tổ hợp xenlulo hemixenlulo, q trình phân giải nhiệt tƣơng tự, nhiệt phân lignin xảy sớm so với hai thành phần nhƣng tốc độ nhiệt phân lại chậm Các sản phẩm lignin hình thành thƣờng chất rắn Gỗ dƣới tác dụng điều kiện nhiệt độ thấp bắt đầu bắt đầu xảy tƣợng nhiệt phân giải, nhƣng với -xenlulo nhiệt phân tƣơng tự nhƣ hai loại trên, nhƣng lại khác với dạng phân giải lignin * So sánh với khí hóa than mùn cƣa [8]: Khí hóa (Gasification): q trình đốt cháy nguồn nguyên liệu sinh khối môi trƣờng thiếu ôxi để sản sinh chất khí dễ cháy bao gồm Cacbon monoxide (CO), hydro (H2) phần khí metan (CH4) Hỗn hợp đƣợc gọi hỗn hợp khí cháy (tài liệu nƣớc thƣờng viết producer gas - sinh khí) Hỗn hợp khí cháy đƣợc sử dụng để chạy động đốt (cả loại động nén cao áp loại động đánh lửa), đƣợc sử dụng để sản xuất methanol (CH3OH) - nhiên liệu cho động nhiệt nhƣ nguyên liệu cho ngành công 17 Footer Page 25 of 126 Header Page 26 of 126 nghiệp hóa chất quan trọng nguyên liệu cho hệ thống máy phát điện thông qua động đốt để tạo công học làm quay máy phát tạo nguồn điện Hình 1.7: Chu trình hệ thống khí hóa Hình 1.8: Sơ đồ ngun lý cơng nghệ hệ thống khí hóa phát điện cỡ nhỏ Ngun lý cơng nghệ khí hóa: Các q trình diễn khí hóa gồm giai đoạn: Làm khơ, nhiệt phân, đốt cháy sinh khí 18 Footer Page 26 of 126 Header Page 27 of 126 Hình 1.9: Bốn giai đoạn khí hóa sinh khối Q trình làm khơ (Drying): Đây q trình làm khơ ngun liệu sinh khối thô dƣới tác dụng nhiệt Nhiệt cung cấp đƣợc thực chu trình nhiệt động học khép kín hệ thống lị khí hóa diễn quy trình đốt khí hóa Tầng làm khô đặt tầng nhiệt phân (Pyrolysis) Thành phần hóa học tổng quát nguyên liệu sinh khối CxHyOz: CxHyOz.nH2O to CxHyOz + nH2O Quá trình nhiệt phân - Pyrolysis: Đây q trinh oxi hóa khơng có ôxi không khí dƣới tác dụng nhiệt độ cao Nhiệt đƣợc cung cấp tầng đốt cháy lò khí hóa Tầng nhiệt phân đặt tầng đốt cháy (Combustion) tầng làm khô: to CHO C + CO+ H + CO + H O + Tạp chất x y z Sau trình nhiệt phân thành phần chủ yếu than (C), khí (CO + H2 + CO2 + H2O) tạp chất với thành phần nguyên tố hóa học khác nhƣ H2S Quá trình đốt cháy - Combustion: Quá trình đốt cháy đƣợc thực tầng đốt có đƣờng ống dẫn khơng khí chứa ơxy vào đốt cháy hỗn hợp C + CO + H2 + CO2 + H2O Sản phẩm khí sau đốt cịn lại CO2 + H2O phần khí N2 khơng khí đƣợc coi khí tạp chất (sẽ đƣợc làm hệ thống làm nguội lọc sau hệ thống lị khí hóa Gasifer): 19 Footer Page 27 of 126 Header Page 28 of 126 C +CO + CO2 + H2 + H2O CO + H2 O2 Một phần C rắn, nóng khơng cháy hết đƣợc chuyển sang tầng nén dƣới Q trình sinh khí - Reduction: Đây trinh thực tầng sinh khí lị khí hóa Các khí CO2 + H2O sau q trình đốt đƣợc dẫn qua than nóng (của trình nhiệt phân lắng xuống) để thực quy trình phản ứng hóa học tạo khí đốt cháy CO H2: to 2C + CO2 + H2O 3CO + H2 Nhƣ sau qua lị khí hóa, hệ thống khí thu đƣợc gồm khí đốt CO + H2 phần khí tạp chất Hỗn hợp khí sau qua hệ thống lọc làm nguội cịn khí CO + H2 đƣợc chuyển tới máy phát điện tuabin khí đốt sinh điện Q trình sinh khí hồn tồn tự động [8] Bảng 1.2: So sánh trình cacbon hóa khí hóa Cacbon hóa Nhiệt độ 200-760°C Các q trình Làm khơ, nhiệt phân Khí hóa 480-1,650°C Làm khơ, nhiệt phân, đốt cháy sinh khí Hiệu suất 30-35% 10-28% Nhiệt trị 5000-7000 kcal/kg 3000-5000 kcal/kg Ứng dụng Nhiệt Nhiệt, điện, động Tính khả thi Sử dụng đơn giản Cần có tính đồng hóa cao Vận hành dễ dàng Vận hành phức tạp Dễ dàng áp dụng khu vực Khó áp dụng khu vực làng làng nghề Việc chế tạo than nghề mùn cƣa linh động Trong điều kiện Việt Nam, nguồn đầu vào đầu điện dƣ thừa khó nối lƣới sản phẩm áp dụng cục khu vực sản xuất 20 Footer Page 28 of 126 Header Page 29 of 126 * Đánh giá chất lƣợng than [15] Chất lƣợng than đƣợc xác định thuộc tính khác tất liên quan đến mức độ định, chúng đƣợc đo lƣờng đánh giá cách riêng biệt - Độ ẩm: Than đốt từ lò mở có độ ẩm thấp, thƣờng dƣới 1% Chúng hấp thụ độ ẩm từ độ ẩm không khí nhanh chóng, chí khơng cần tiếp xúc với nƣớc độ ẩm tăng lên 5-10% Chỉ tiêu chất lƣợng cho than thƣờng hạn chế độ ẩm khoảng 5-15% trọng lƣợng bì than củi Độ ẩm đƣợc xác định cách làm khô mẫu than Nó đƣợc thể nhƣ tỷ lệ phần trăm trọng lƣợng ƣớt ban đầu - Các chất dễ bay hơi: Các chất dễ bay than bao gồm tất dƣ lƣợng chất lỏng hắc ín khơng giảm hồn tồn q trình cacbon hóa Q trình cacbon hóa kéo dài nhiệt độ cao, chất bay thấp Khi nhiệt độ cacbon hóa thấp thời gian ngắn, chất bay cao - Hàm lƣợng carbon cố định: Hàm lƣợng cacbon cố định dãy than từ mức thấp khoảng 50% đến cao khoảng 95% Nhƣ than chủ yếu cacbon Cacbon thƣờng đƣợc ƣớc tính nhƣ "sự khác biệt", tất thành phần khác đƣợc khấu trừ từ 100 nhƣ tỷ lệ phần trăm số lại đƣợc giả định tỷ lệ phần trăm "cacbon tinh khiết" hay “cacbon cố định" Hàm lƣợng cacbon cố định thành phần quan trọng luyện kim cacbon cố định có tác động cho việc giảm oxit sắt quặng sắt để sản xuất kim loại Nhƣng việc sử dụng cơng nghiệp cần phải có cân tính chất dễ vỡ vụn than hàm lƣợng cacbon: than có độ cứng cao; hàm lƣợng cacbon thấp cacbon cố định thấp hơn; hàm lƣợng chất dễ bay cao để có đƣợc tối ƣu hoạt động lò 21 Footer Page 29 of 126 Header Page 30 of 126 - Hàm lƣợng tro: Tro đƣợc xác định cách nung nóng mẫu đến nóng đỏ với có mặt khơng khí để đốt tất vật chất dễ cháy Phần dƣ lƣợng cịn lại tro Đó khóang sản, nhƣ đất sét, silica canxi magiê oxit… diện gỗ ban đầu, chúng chất nhiễm từ đất q trình chế tạo than Hàm lƣợng tro than có giá trị từ 0,5% đến 5% tùy thuộc vào loài gỗ, lƣợng vỏ bao gồm gỗ lị lƣợng nhiễm đất cát Than chất lƣợng tốt thƣờng có hàm lƣợng tro khoảng 3% - Nhiệt lƣợng: Một đặc điểm quan trọng nhiên liệu giá trị lƣợng nó, lƣợng lƣợng kg than cho bị đốt Các giá trị nhiệt nhƣ đƣợc sử dụng để tính tốn khả cạnh tranh loại nhiên liệu tình hình thị trƣờng định Có loạt yếu tố khác, chẳng hạn nhƣ tính dễ xử lý, đặc điểm cháy… ảnh hƣởng đến giá trị thị trƣờng, nhƣng giá trị lƣợng có lẽ yếu tố quan trọng cần đƣợc ghi nhận chọn nguyên liệu đầu vào Than sinh học cho hiệu suất lị cao nhiều độ ẩm thấp mật độ cao - Tính chất vật lý: Tính chất vật lý than ảnh hƣởng đến đầu lị cao tính chất hóa học có liên hệ với số lƣợng than cần thiết cho trình sản xuất Khả chống nứt vỡ xử lý quan trọng để trì tính thấm liên tục lị, trì suất lị tính thống hoạt động Than gỗ có khả vỡ cao gây tắc nghẽn lò, gây nổ lò - Khả hấp phụ: Than sinh học nguyên liệu quan trọng cho than hoạt tính Than sinh học có khả hấp phụ khí - Thành phần hóa học than: Các thành phần than cacbon, tar tro Các tỷ lệ tƣơng đối thành phần phản ánh loại gỗ nhiệt độ mà q trình cacbon hóa thực 22 Footer Page 30 of 126 Header Page 31 of 126 * Ƣu điểm than sinh học [26] - Than sinh học rẻ than đá - Giảm nhu cầu dự trữ than củi, gỗ - Đây hình thức tiết kiệm lƣợng từ vật liệu bỏ đi, thân thiện với môi trƣờng; loại dầu mỏ, than đá than bùn loại lƣợng không tái tạo, đƣợc sử dụng, khơng đƣợc thay - Than sinh học chứa lƣu huỳnh, khơng gây nhiễm mơi trƣờng - Than sinh học có giá trị nhiệt tƣơng đối lớn - Hàm lƣợng tro thấp nhiều (từ 2-10% so với 20-40% than hóa thạch) - Khả đốt cháy hoàn toàn cao - Than sinh học thƣởng đƣợc sản xuất gần nơi tiêu thụ nguồn cung cấp nên không phụ thuộc vào vận chuyển thất thƣờng từ khoảng cách xa, giảm chi phí vận chuyển - Loại bỏ hạt bụi gỗ khơng khí - Loại bỏ phí xử lý chơn lấp tốn - Tạo dòng doanh thu từ việc bán sản phẩm 1.3.2 Các chủng loại, thành phần sản phẩm than mùn cưa có thị trường Việt Nam 1.3.2.1 Viên nén mùn cưa, nén mùn cưa Các phế phẩm ngành sản xuất chế biến gỗ đƣợc tận dụng cách tối đa nhằm tiết kiệm nguồn nguyên vật liệu ngày khan Bằng việc sử dụng máy ép viên, ép ngƣời ta tận dụng đƣợc lƣợng mùn cƣa, trấu, dăm bào… trình sản xuất gỗ để sản xuất viên nén, nén mùn cƣa, loại nhiên liệu thân thiện với mơi trƣờng Viên nén, nén có độ ẩm thấp, làm cho đốt cháy với hiệu cao Sản phẩm viên nén, nén mùn cƣa đƣợc dùng làm chất đốt thay khí ga, than đá, dầu, củi… 23 Footer Page 31 of 126 Header Page 32 of 126 Hình 1.10: Viên nén mùn cƣa công ty Phú An Sinh Ƣu điểm vƣợt trội sản phẩm: - Giá thành rẻ, nhiệt lƣợng cao - Tăng nhiệt nhanh, cháy hoàn toàn Dễ vệ sinh, tăng tuổi thọ thiết bị - Không gây ô nhiễm môi trƣờng, không khí thải độc hại - Sử dụng an tồn Hình 1.11: Thanh nén mùn cƣa Công ty TNHH Tân Khải Phát 1.3.2.2 Than mùn cưa Than mùn cƣa nguồn lƣợng đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững Than bánh mùn cƣa có lợi củi mức nhiệt trị, sẽ, tiện lợi sử dụng yêu cầu không gian tƣơng đối nhỏ để lƣu trữ Việc đóng bánh 24 Footer Page 32 of 126 Header Page 33 of 126 đƣợc thực có khơng có chất kết dính Khơng sử dụng chất kết dính thuận tiện q trình sản xuất, nhƣng địi hỏi máy ép tinh vi, đại tốn Để thuận lợi cho ngành công nghiệp sản xuất than bánh nƣớc công nghiệp phát triển, trang thiết bị cần bao gồm máy đơn giản, chi phí thấp đƣợc thiết kế địa phƣơng [14] Hình 1.12: Than mùn cƣa Cơng ty Nam Minh Long Ở nƣớc ta, khu vực sản xuất nhiều viên nén, nén mùn cƣa, than mùn cƣa bao gồm: Đồng Tháp, Bình Dƣơng, Vũng Tàu, Bình Định, Tiền Giang, Hƣng n, Hồ Bình, Đồng Nai Đặc biệt hai thành phố lớn Sài Gòn Hà Nội khu công nghiệp, khu chế xuất gỗ phát triển kéo theo doanh nghiệp sản xuất nguyên liệu phát triển theo Viên củi, củi mùn cƣa có nhiệt trị cao tỷ lệ tro thấp thích hợp cho nhà máy dùng để đốt lò hơi, dùng cho loại máy sấy công nghiệp cần nhiệt trị cao * Thành phần sản phẩm than mùn cƣa có thị trƣờng Hiện nay, thị trƣờng viên nén mùn cƣa có hình dạng chung đồng Với kích thƣớc thành phần thơng thƣờng nhƣ sau: - Đƣờng kính: 6mm - 8mm - 10mm - Chiều dài viên gỗ nén: 15 - 35mm - Nhiệt lƣợng tổng: 4200 - 4600 kcal/kg - Độ ẩm: - 8% - Độ tro: - 1.5% 25 Footer Page 33 of 126 Header Page 34 of 126 - Hàm lƣợng lƣu huỳnh: < 0.03% - Hàm lƣợng cacbon: < 15% Đối với than mùn cƣa: Đặc điểm than mùn cƣa mật độ cao, giá trị nhiệt cao, khơng khói, khơng mùi, khơng nhiễm, không nổ, không tạp chất dễ cháy Chỉ tiêu chất lƣợng gồm: - Đƣờng kính: 50 - 60 mm - Chiều dài: 100 - 200 - 400 mm - Nhiệt lƣợng: 6000 - 8500 Kcal/kg - Lƣợng than: > 85% - Độ ẩm: ≈ 3% - Hàm lƣợng tro: ≈ 2% - Thành phần bay hơi: < 15% Với thông số chất lƣợng loại than mùn cƣa có chất lƣợng tốt, nhiệt lƣợng cao, thơng số độ ẩm, độ tro thấp đạt tiêu chuẩn Tuy nhiên độ tro cao khoảng 2%, tiêu chuẩn than mùn cƣa xuất sang thị trƣờng châu Âu yêu cầu