VI. Máy sấy tháp
Ch−ơng thứ ba
3.2.2. Về mức độ ứng dụng:
* Sử dụng sinh khối để phát điện và thu hồi nhiệt. Công nghệ đồng phát nhiệt - điện đã tăng lên trong thập kỷ vừa qua. ở Mỹ sản xuất điện năng từ chất phế thải sinh khối tăng 7%/năm trong giai đoạn 1990 - 1994. Cộng đồng Châu âu có các ch−ơng trình nghiên cứu khác nhau làm tăng khả năng sử dụng chất thải sinh khối lên đến 15% tổng tiêu thụ năng l−ợng.
Hầu hết các nhà máy điện sử dụng chất thải sinh khối hiệu suất lò hơi và hiệu suất phát điện thấp. Ngoài ra, công nghệ sinh khối luôn cạnh tranh với các dạng năng l−ợng truyền thống khác, vì vậy việc áp dụng công nghệ này ch−a đ−ợc khuyến khích.
* Công nghệ thiêu và đốt: Công nghệ thiêu và đốt đã phát triển trong suốt 20 năm qua do đó sử dụng ngày càng nhiều chất thải sinh khối và phế thải. Công nghệ thiêu đốt chủ yếu dựa vào nhiên liệu và phế thải từ gỗ, mùn c−a v.v... N−ớc dẫn đầu trong lĩnh vực này là Mỹ và các n−ớc Châu âu. Hệ thống đốt hút gió tự nhiên là loại lò thiêu đốt phổ biến ở cơ sở công nghiệp nông thôn với gỗ là nhiên liệu chính.
* Các quá trình khí hóa của sinh khối: quá trình khí hoá đã đ−ợc áp dụng từ khoảng 10 năm trở lại đây. Hiện nay công nghệ này đang sử dụng than hầm và nhiên liệu có khối l−ợng riêng cao nh− gỗ, vỏ dừa. ở Thái Lan và Philippin phổ biến là khí hóa trấu, còn ở Brazil, ấn Độ và Trung Quốc là khí hóa bã mía.
61 Công nghệ này cũng đ−ợc ứng dụng ở các n−ớc công nghiệp, đặc biệt ở các n−ớc Địa Trung Hải. Đây là công nghệ có nhiều hứa hẹn.
* Phân hữu cơ.
Đây là công nghệ đ−ợc sử dụng t−ơng đối phổ biến. ở n−ớc công nghiệp phát triển đã sử dụng rộng công nghệ này nhằm xử lý chất thải hữu cơ ở thành phố. Bất tiện của quá trình làm phân hữu cơ là không tạo ra năng l−ợng, ở đó chất hữu cơ đ−ợc sử dụng lại làm phân bón.
* Công nghệ sinh khối phân huỷ yếm khí: ở nhiều n−ớc đặc biệt là ấn Độ, Trung Quốc đã sử dụng rộng rãi năng l−ợng thông qua hầm ủ yếm khí. Theo số liệu của các chuyên gia Trung Quốc, hầm khí sinh vật ở Trung Quốc là trên 5 triệu và ở ấn Độ trên 1 triệu hộ gia đình có hầm khí sinh vật với quy mô nhỏ. Hầu hết các hầm này dùng để tạo khí. Hiện nay các n−ớc này đang bắt đầu triển khai các hầm yếm khí lớn. ở Việt Nam có trên 3000 hầm. ở Indonesia, có khoảng 100 hầm đang hoạt động bằng phân gia súc.
Trong những năm gần đây, ở các n−ớc công nghiệp phát triển, sự phân hủy các chất thải rắn từ công nghiệp và thành phố tập trung trong các nhà máy lớn. Cho đến nay, trên thế giới có khoảng 200 nhà máy xử lý chất thải rắn từ thành phố bằng ph−ơng pháp yếm khí có thể tích >50 m3. Bảng 3.2 d−ới đây trình bày các ứng dụng xử lý yếm khí ở các n−ớc.
Bảng 3.2: Các ứng dụng xử lý yếm khí trong các n−ớc khác nhau trên thế giới
N−ớc N−ớc thải thành phố N−ớc thải công nghiệp Chất thải hữu cơ Braxil +++ +++ 0 Columbia ++ ++ 0 Mexico ++ ++ 0 Bolivia + 0 * Ecuador + 0 0 India +++ +++ * * China ++ ++ ** Thái Lan 0 ++ ** Malaysia 0 + * Indonesia + + 0 Việt Nam 0 + 0 Lào 0 0 0 Cambodia 0 0 0 Morocco + 0 *
62 Các ký hiệu: N−ớc thải: 0 Không ứng dụng; + Các hoạt động đơn độc; ++ Sử dụng phổ biến; +++ Các hoạt động chính. Chất thải: 0 Không ứng dụng;
* Quá trình lập kế hoạch và chờ quyết định; ** Thực hiện;
* ép chất thải sinh khối thành viên
Ngay từ đầu thế kỷ 19, nông dân ở nhiều vùng đã tạo ra viên mùn c−a bằng việc sử dụng các vật liệu liên kết nh− hắc ín, nhựa và đất sét để gắn các hạt nhỏ với nhau. Tuy nhiên quá trình này không có hiệu quả vì chi phí cao. Trong thời gian đó, việc ép các viên do thiếu chất gắn kết cho nên không thành công vì nhiệt độ và áp suất quá thấp. Vào những năm 50, nhiều ph−ơng pháp tạo ra các viên ép không có chất gắn kết. Ví dụ ở Thái Lan từ năm 1982 nhiều cơ sở đã sản xuất viên ép. Than hầm xanh, là hỗn hợp các chất phế thải nông nghiệp, có thể phân hủy sinh học và chất thải celulô từ thành phố đ−ợc dùng làm vật liệu xây dựng. ở Malina (Philippin) và một số n−ớc Châu Phi, cũng đã có các bánh nhiên liệu (ví dụ ở Gana là làm từ mùn c−a).
* Quá trình hóa nhiệt. Quá trình hóa nhiệt quan trọng nhất là các bon hóa để sản xuất than hầm. Than hầm sản xuất ở nhiều n−ớc đ−ợc sử dụng cả trong gia đình và công nghiệp. Nhiều cơ sở công nghiệp nhỏ ở các n−ớc đang phát triển sử dụng than hầm. Brazil là n−ớc sản xuất và tiêu thụ than hầm lớn nhất thế giới. Than hầm đ−ợc sử dụng trong các cơ sở công nghiệp nh− chế tạo gang thỏi, thép, xi măng v.v...Công nghệ sản xuất than hầm không thay đổi vì các ngành công nghiệp liên quan không đủ năng lực (công nghệ hoặc kinh tế) để đầu t− vào nghiên cứu cà phát triển. Brazil là n−ớc duy nhất có ch−ơng trình nghiên cứu phát triển về công nghệ than hầm với hiệu suất từ 30 đến 35% (so với các n−ớc khác là 12 - 25%). Tuy nhiên công nghệ than hầm vẫn ch−a phải là nguồn năng l−ợng chính, do thiếu vốn đầu t− và thiếu chính sách hỗ trợ.
63
* Nhiệt phân: quá trình này không đ−ợc phát triển rộng vì nó là công nghệ phức tạp và đắt tiền. Cho đến nay, chỉ có một số ít nhà máy thí điểm. Cần nghiên cứu, thực nghiệm để đánh giá tiềm năng và giới hạn của công nghệ này. Một trong những ứng dụng trực tiếp và quan trọng nhất của hệ thống sử dụng năng l−ợng là sản xuất ethanol từ sinh khối. ở Mỹ, hiện nay mỗi năm trên 5 tỷ lít nhiên liệu ethanol đ−ợc sản xuất từ sinh khối bằng công nghệ lên men sử dụng tinh bột ngô làm nguyên liệu. Nguyên nhân ch−a đ−ợc ứng dụng công nghệ nhiệt phân ở các n−ớc khác vì vốn đầu t− lớn, giá thành cao.
3.3. Một vài đặc điểm và hạn chế sinh khối dùng quá trình phát triển công nghệ đồng phát điện - nhiệt