Lò đốt chất thải thu hồi năng lượng

KS Bùi Quốc Dung đốt thử nghiệm dầu nhiệt phân từ hệ thống.

Hệ thống lò nhiệt hóa xử lý chất thải có khả năng thu hồi toàn bộ năng lượng thành khí đốt, dầu nhiệt phân, than sinh học mà không thải khói, nước rỉ rác và tro xỉ.

Xử lý rác thải khép kín, không khí thải

Hệ thống lò nhiệt hóa xử lý chất thải do nhóm kỹ sư thuộc Công ty Cổ phần Môi trường Năng lượng Xanh Asian Việt Nam thiết kế và chế tạo có khả năng xử lý rác không cần phân loại tại nguồn.

KS Bùi Quốc Dung, Trưởng nhóm nghiên cứu cho biết, toàn bộ quy trình xử lý kéo dài khoảng từ 3 đến 4 giờ, bao gồm các công đoạn phân rã, nhiệt hóa và tách riêng các sản phẩm đầu ra.

“Toàn bộ khí đốt sinh ra trong quá trình xử lý đều được thu hồi, quay trở lại cung cấp cho hệ thống. Phần dư được chuyển vào lưu trữ”, ông Dung nói. Năng lượng đầu ra đủ tự phục vụ toàn bộ quy trình xử lý rác, điện lưới chỉ dùng cho thiết bị chiếu sáng và các thiết bị phụ trợ. Nước rỉ rác, bùn và bã thải cũng được đưa ngược lại vào lò để tiếp tục xử lý, đảm bảo không phát thải ra môi trường.

Hệ thống được thiết kế theo mô-đun với dải công suất từ 60 - 160 tấn/ngày đêm. Quy mô này cần diện tích lắp đặt hệ thống lò khoảng 400 - 500 m², phù hợp cả với khu vực thành thị, nông thôn hay ngay tại các bãi chôn lấp rác hoặc các bãi rác cũ cần hoàn nguyên.

Mỗi hệ thống cần 3 - 4 người vận hành và không yêu cầu nhân lực trình độ cao. Tất cả quá trình vận hành được điều khiển và giám sát hoàn toàn tự động thông qua mạng nội bộ, theo dõi liên tục các thông số về áp suất, nhiệt độ và luồng di chuyển của rác, khí, chất lỏng và than.

Ông Bùi Quốc Dung cho hay, nhóm gồm 4 kỹ sư bắt đầu triển khai hệ thống vào cuối năm 2023, sau hơn 10 năm ấp ủ ý tưởng tìm hiểu về các công nghệ về môi trường năng lượng. Ban đầu, nhóm đi theo ý kiến tư vấn của một đơn vị về công nghệ xử lý rác được cấp bằng sáng chế tại Mỹ.

Thế nhưng, hệ thống không kiểm soát được đường đi của rác, than và khí. Lý do rác của Việt Nam không phân loại tại nguồn, nên quá trình chạy hệ thống này bị tắc sau ba ngày vận hành.

Ông Nguyễn Xuân Nguyên, kỹ sư tự động hóa, thành viên của nhóm cho biết: Hệ thống tự động hóa - điện - điều khiển trong dây chuyền xử lý đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo quá trình phân hủy nhiệt diễn ra chính xác, ổn định và an toàn.

Đây là mảng tích hợp giữa điều khiển logic công nghiệp và cơ chế phản ứng phân hủy nhiệt, nhằm duy trì các thông số vận hành như nhiệt độ, áp suất, tốc độ cấp liệu... trong giới hạn tối ưu. Việc tự động hóa không chỉ giúp nâng cao hiệu suất thu hồi sản phẩm (dầu, khí, than sinh học), mà còn giảm phụ thuộc vào con người và tạo nền tảng phát triển hệ thống không phát thải ở quy mô công nghiệp.

Chi phí đầu tư bằng 30% so với nhà máy điện rác

KS Phạm Quốc Hùng, thành viên của nhóm cho biết, với nhà máy hiện nay nhóm đang điều hành hệ thống đủ gas tái cấp cho vận hành hệ thống, năng lượng còn lại chuyển hóa thành dầu và than sinh học (thuận tiện cho việc lưu trữ). Nhóm sắp hoàn thiện tiếp dây chuyền thứ hai, công suất khoảng 80 tấn rác thải sinh hoạt/ngày đêm.

Hệ thống có thể thiết kế chế tạo linh hoạt theo quy mô địa phương, từ vài chục tấn đến hàng trăm tấn một ngày. Đây là giải pháp phù hợp cho các đô thị nhỏ, huyện vùng sâu, vùng xa, các khu công nghiệp tập trung; trang trại nông nghiệp tuần hoàn; các tỉnh và thành phố lớn đầu tư quy mô lớn để hoàn nguyên cho bãi chôn lấp rác. “Chúng tôi tin rằng rác không còn là gánh nặng, mà là tài nguyên, nếu chúng ta xử lý nó một cách thông minh”, ông Hùng nói.

Toàn bộ công nghệ được nhóm nghiên cứu làm chủ, có thể chế tạo hoàn toàn trong nước, giúp giảm chi phí đầu tư, chỉ khoảng 30% so với nhà máy điện rác hiện nay. Theo KS Phạm Quốc Hùng, nhóm sẵn sàng chế tạo thiết bị cung cấp và chuyển giao công nghệ cho các địa phương cả nước để xử lý vấn nạn rác thải.

Với đơn giá xử lý rác hiện tại như phí xử lý rác thải sinh hoạt tại Hà Nội hoặc TPHCM, hệ thống này có thể hoàn vốn sau khoảng 4 - 5 năm, thậm chí rút ngắn xuống còn 3,5 năm nếu kỹ năng vận hành tốt và đều.

Nhật Phong