nghiên cứu công nghệ cacbon hoá các chất thải cháy được trong

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

---------------------

TRẦN VĂN HUỆ

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CACBON HOÁ

CÁC CHẤT THẢI CHÁY ĐƯỢC TRONG RÁC THẢI

ĐÔ THỊ THÀNH THAN NHIÊN LIỆU

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2012

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

---------------------

TRẦN VĂN HUỆ

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CACBON HOÁ

CÁC CHẤT THẢI CHÁY ĐƯỢC TRONG RÁC THẢI

ĐÔ THỊ THÀNH THAN NHIÊN LIỆU

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

Mã số: 60 85 02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRỊNH VĂN TUYÊN

Hà Nội - 2012

LêI C¶M ¥N

Víi lßng biÕt ¬n ch©n thµnh nhÊt, T«i xin göi lêi c¶m ¬n TS. TrÞnh V¨n Tuyªn,

phã ViÖn trëng ViÖn C«ng nghÖ m«i trêng - ViÖn Khoa häc vµ C«ng nghÖ ViÖt

Nam. Ngêi ®· giao vµ híng dÉn gióp ®ì T«i tËn t×nh, ®Ó T«i hoµn thµnh luËn v¨n

tèt nghiÖp cña m×nh.

§ång thêi, T«i còng xin göi lêi c¶m ¬n ®Õn çc çn bé c«ng nh©n viªn Phßng

C«ng nghÖ xö lý chÊt th¶i r¾n vµ khÝ th¶i - ViÖn C«ng nghÖ m«i trêng - ViÖn Khoa

häc vµ C«ng nghÖ ViÖt Nam ®· gióp ®ì t«i rÊt nhiÒu trong qu¸ tr×nh t«i hoµn thµnh

luËn v¨n.

Qua ®©y, T«i xin còng xin göi lêi ch©n thµnh c¶m ¬n Ban gi¸m hiÖu Trêng §¹i

häc Khoa häc tù nhiªn - §¹i häc Quèc gia Hµ Néi, çc thÇy c« trong khoa M«i

trêng ®· t¹o ®iÒu kiÖn gióp ®ì vµ t¹o mäi ®iÒu kiÖn tèt nhÊt cho t«i trong qu¸

tr×nh t«i häc tËp t¹i, nghiªn cøu t¹i trêng.

Cuèi cïng, t«i còng xin göi lêi c¶m ¬n gia ®×nh, b¹n bÌ, ngêi th©n lu«n t¹o

mäi ®iÒu kiÖn, ®éng viªn, gióp ®ì t«i rÊt nhiÒu trong qu¸ tr×nh t«i häc tËp.

Hµ Néi, ngµy … th¸ng … n¨m 2012

Häc viªn

TrÇn V¨n HuÖ

Nghiên cứu công nghệ cacbon hoá các chất thải cháy được trong rác thải đô thị thành than nhiên liệu

Trần Văn Huệ Lớp CHMT K18

4

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1

Chương 1. TỔNG QUAN .................................................................................. 3

1.1. Đánh giá lượng chất thải phát sinh........................................................... 3

1.1.1. Vài nét về tình hình phát triển đô thị tại Việt Nam............................ 3

1.1.2. Các nguồn phát sinh chất thải rắn ở đô thị ........................................ 4

1.1.3. Lượng phát sinh chất thải rắn đô thị.................................................. 5

1.1.4. Ước tính lượng thải và thành phần chất thải rắn đô thị đến năm 2025

................................................................................................................... 9

1.1.5. Thành phần chất thải rắn đô thị....................................................... 10

1.2. Công nghệ cacbon hóa chất thải rắn....................................................... 13

1.2.1. Những ứng dụng chủ yếu của phương pháp .................................... 15

1.2.2. Những ưu điểm chính của công nghệ xử lý nhiệt tiên tiến .............. 15

1.2.3. Những yếu tố tác động đến nhu cầu của hệ thống xử lý nhiệt.......... 16

1.2.4. Tình hình nghiên cứu về công nghệ cacbon hóa trên thế giới và Việt

Nam.......................................................................................................... 17

1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước.................................................... 24

1.3. Phân tích, đánh giá lựa chọn công nghệ cacbon hoá. ............................. 25

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...................... 28

2.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................ 28

2.2. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................... 28

2.2.1. Phương pháp tài liệu ....................................................................... 28

2.2.2. Phương pháp thực nghiệm .............................................................. 29

2.3.3. Phương pháp phân tích, tính toán.................................................... 30

2.3.4. Phương pháp xử lý số liệu .............................................................. 32

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................... 34

3.1. Khảo sát sự biến động của nhiệt độ của buồng cacbon hoá .................... 34

3.2. Khảo sát tỷ lệ hơi nước trong vật liệu thí nghiệm .................................. 35



5

3.3. Kết quả của quá trình cacbon hoá .......................................................... 37

3.3.1. Kết quả của quá trình cacbon hoá tre gỗ ......................................... 37

3.3.2. Kết quả của quá trình cacbon hoá nhựa........................................... 41

3.3.3. Kết quả của quá trình cacbon hoá giấy............................................ 45

3.3.4. Kết quả của quá trình cacbon hoá cao su......................................... 49

3.3.5. Kết quả của quá trình cacbon hoá vải.............................................. 52

3.3.5. Kết quả của quá trình cacbon hoá hỗn hợp chất thải ....................... 56

3.5. Đánh giá nhiệt trị của sản phẩm thu được .............................................. 60

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................... 62

Kết luận........................................................................................................ 62

Kiến nghị...................................................................................................... 63



6

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1.Các loại chất thải rắn đô thị của Hà Nội năm 2011........................................5

Bảng 1.2. Chất thải rắn đô thị phát sinh các năm 2007 - 2010 ......................................6

Bảng 1.3. Chỉ số phát sinh CTR sinh hoạt bình quân đầu người của các đô thị năm

2009.............................................................................................................................7

Bảng 1.4. Ước tính lượng CTR đô thị phát sinh đến năm 2025 ....................................9

Bảng 1.5. Chất thải rắn phát sinh tại một số tỉnh, thành phố năm 2010 ......................11

Bảng 1.6. Thàn phần CTR sinh hoạt tại đầu vào của các bãi chôn lập của một số địa

phương Hà Nội, Hải Phòng, Huế, Đà Nẵng, Tp.HCM (1) và Bắc Ninh (2) năm 2009 -

2010...........................................................................................................................12

Bảng 1.7. Thành phần chất thải ở khu dân cư điển hình Cầu Giấy - Hà Nội ...............13

Bảng 1.8. Hiệu suất thu hồi các sản phẩm cacbon từ chất thải rắn nông nghiệp..........22

Bảng 3.1. Sự thay đổi nhiệt độ trong buồng cacbon hoá.............................................34

Bảng 3.2. Kết quả xác định độ ẩm của vật liệu thí nghiệm ở nhiệt độ 1000C..............36

Bảng 3.3. Hiệu suất thu hồi cacbon hoá tre gỗ tại T = 3000C......................................37



Bảng 3.6. Kết quả cacbon hoá nhựa tại T = 3000C .....................................................41

Bảng 3.7. Hiệu suất thu hồi cacbon hoá nhựa tại T = 4000C.......................................42

Bảng 3.8. Hiệu suất thu hồi cacbon hoá nhựa tại T = 5000C.......................................43

Bảng 3.9. Hiệu suất thu hồi cacbon hoá giấy tại T = 3000C........................................45

Bảng 3.10. Hiệu suất thu hồi cacbon hoá giấy tại T = 4000C......................................46

Bảng 3.11. Hiệu suất thu hồi cacbon hoá giấy tại T = 5000C......................................47

Bảng 3.12. Hiệu suất thu hồi cacbon hoá cao su tại T = 3000C...................................49



Bảng 3.15. Hiệu suất thu hồi cacbon hoá vải tại T = 3000C........................................53



Hình 3.18. Bảng thành phần hỗn hợp chất thải thí nghiệm .........................................56

Bảng 3.19. Hiệu suất thu hồi cacbon hoá hỗn hợp tại T = 3000C................................57



Bảng 3.22. Kết quả phân tích nhiệt trị một số sản phẩm cacbon hoá ..........................61

Bảng 3.22. Bảng nhiệt trị của một số loại nhiên liệu thông thường.............................61



7

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Tỷ lệ phát sinh CTR sinh hoạt tại các đô thị Việt Nam năm 2007.................6

Hình 1.2. Hiện trạng chất thải rắn theo các vùng kinh tế của nước ta năm 2003, 2008

và dự báo cho năm 2015 ..............................................................................................7

Hình 1.3. Lượng phát sinh CTR đô thị của một số tỉnh, thành phố qua các năm 2005 -

2010.............................................................................................................................9

Hình 1.4. Sơ đồ cacbon hóa rác thải sinh hoạt đô thị, nông nghiệp.............................27

Hình 2.1. Sơ đồ thực nghiệm quá trình cacbon hoá. ..................................................29

Hình 2.2. Sơ đồ cấu tạo của thiết bị thí nghiệm. .........................................................30

Hình 3.1. Biểu đồ biểu diễn nhiệt độ của lò cacbon hoá .............................................35

Hình 3.2. Biểu đồ biểu diễn nhiệt độ của lò cacbon hoá .............................................36

Hình 3.3. Đồ thị biểu diễn quá trình cacbon hoá của tre gỗ tại T = 3000C thay đổi theo

thời gian ....................................................................................................................38


thời gian ....................................................................................................................39


thời gian.....................................................................................................................40

Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn quá trình cacbon hoá của nhựa tại T = 3000C thay đổi theo

thời gian ....................................................................................................................42


thời gian ....................................................................................................................43


thời gian.....................................................................................................................44

Hình 3.9. Đồ thị biểu diễn quá trình cacbon hoá của giấy tại T = 3000C thay đổi theo

thời gian ....................................................................................................................45


thời gian ....................................................................................................................46


thời gian.....................................................................................................................48

Hình 3.12. Đồ thị biểu diễn quá trình cacbon hoá của cao su tại T = 3000C thay đổi

theo thời gian. ............................................................................................................49


theo thời gian.............................................................................................................50


theo thời gian. ............................................................................................................51



8

Hình 3.15. Đồ thị biểu diễn quá trình cacbon hoá của vải tại T = 3000C thay đổi theo

thời gian.....................................................................................................................53


thời gian.....................................................................................................................54


thời gian.....................................................................................................................55

Hình 3.18. Đồ thị biểu diễn quá trình cacbon hoá của hỗn hợp tại T = 3000C thay đổi

theo thời gian.............................................................................................................57


theo thời gian.............................................................................................................58


theo thời gian. ............................................................................................................59



9

DANH MỤC VIẾT TẮT

CTR Chất thải rắn

GDP Tổng sản phẩm quốc nội


Trần Văn Huệ 1 Lớp CHMT K18

MỞ ĐẦU

Môi trường là vấn đề toàn cầu, được quan tâm bởi tất cả các quốc gia, các

tổ chức và các cá nhân. Bởi môi trường liên quan trực tiếp đến đời sống, sức

khỏe của mỗi chúng ta. Một trong những vấn đề môi trường được quan tâm

nhiều hiện nay, đặc biệt là ở các đô thị đó là vấn đề rác thải.

Chất thải sinh hoạt, thức ăn dư thừa, các loại rác thải đường phố, nếu

không được thu gom xử lý đúng quy định. Các loại chất thải này sẽ gây ô nhiễm,

nhiễm khuẩn đối với môi trường xung quanh, gây ảnh hưởng đến môi trường

sống, nguồn nước mặt, nguồn nước ngầm, mất diện tích…

Khối lượng chất thải rắn trong đô thị ngày càng tăng do tác động của sự

gia tăng dân số, phát triển kinh tế xã hội và sự phát triển về trình độ và tính chất

tiêu dùng trong các đô thị. Lượng chất thải rắn nếu không được xử lý tốt sẽ dẫn

đến hàng loạt vấn đề tiêu cực đối với môi trường.

Có rất nhiều phương pháp xử lý rác thải đô thị đã được đề xuất và áp dụng

trong đó có phương pháp thiêu đốt. Phương pháp thiêu đốt xử lý được nhiều loại

chất thải (đặc biệt là các chất thải rắn khó phân huỷ như plastic,da…), tiết kiệm

được diện tích cho các bãi chôn lấp. Tuy nhiên phương pháp thiêu đốt trước đây

gây tác động xấu đến môi trường không khí, hoặc chi phí cho việc xử lý khí

thiêu đốt rất tốn kém. Mặt khác, hiện nay nguồn nguyên liệu hoá thạch đang dần

bị cạn kiệt, đòi hỏi chúng ta phải tìm ra những nguồn nguyên liệu mới. Một

phương pháp xử lý chất thải rắn mới, được đề xuất đó là phân loại và đốt các

chất thải rắn cháy được trong điều kiện thiếu ôxy hoặc không có ôxy hoàn toàn.

Phương pháp này tiết kiệm được nhiên liệu dùng cho quá trình đốt, không tạo ra

khí thải độc hại gây ô nhiễm môi trường, đồng thời tạo ra một nguồn nguyên

liệu mới đó là than sạch, phục vụ cho lĩnh vực khác trong cuộc sống như:

nghiên cứu khoa học, hay xử lý các loại nước thải, nhiên liệu…

Xuất phát từ những lý do trên, tác giả đã chọn đề tài: “Nghiên cứu công

nghệ cacbon hoá các chất thải cháy được trong rác thải đô thị thành than

nhiên liệu”

Trong đề tài này tác giả đặt ra những mục tiêu nghiên cứu như sau:



- Xác định hiệu suất thu hồi và chất lượng sản phẩm của từng thành chất

thải (tre gỗ, nhựa, giấy, vải, cao su) và hỗn hợp thành phần các chất thải;

- Xác định nhiệt độ, thời gian cacbon hoá để thu được hàm lượng cacbon

hữu cơ lớn nhất cho từng loại chất thải;

- Đánh giá nhiệt trị của các sản phẩm sau qua trình cacbon hoá.

Để đạt được các mục tiêu nghiên cứu nêu trên tác giả tác giả sẽ nghiên

cứu các nội dung sau:

- Tổng quan về phương pháp cacbon hoá chất thải rắn.

- Thực hiện xử lý chất thải trên mô hình thực nghiệm tại phòng thí nghiệm

Viện Công nghệ Môi trường thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

- Tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng đồng thời của các yếu tố nhiệt độ và

thời gian cacbon hoá đến hiệu suất thu hồi sản phẩm và hiệu suất thu hồi Cacbon

hữu cơ.

- Tiến hành khảo sát tìm nhiệt độ và thời gian tối ưu cho quá trình cacbon

hoá đạt hiệu suất thu hồi sản phẩm, tỷ lệ cacbon Cacbon hữu cơ và hiệu suất thu

hồi Cacbon hữu cơ là cao nhất.

Sau đây là nội dung chi tiết luận văn:



Chương 1. TỔNG QUAN

Trong 20 năm qua, kể từ khi Việt Nam áp dụng đường lối đổi mới, nền

kinh tế Việt Nam đã có những bước phát triển nhanh và ổn định, tăng trưởng

GDP trung bình hàng năm đạt 7-8% (giai đoạn 2006 - 2010). Mức sống dân cư

từng bước được nâng cao, phong cách tiêu dùng, thói quen sinh hoạt của xã hội

đang có nhiều thay đổi. Chất thải rắn phát sinh từ các hộ gia đình cũng sẽ thay

đổi về số lượng và thành phần. Bên cạnh đó các ngành sản xuất kinh doanh, dịch

vụ ở các đô thị; các khu công nghiệp ngày càng được mở rộng và phát triển đã

thúc đẩy quá trình tăng trưởng về các mặt kinh tế - xã hội. Tăng trưởng mặt kinh

tế - xã hội đã góp phần tích cực cho sự phát triển của đất nước, tuy nhiên đã làm

phát sinh lượng chất thải rắn ngày càng lớn (bao gồm cả CTR sinh hoạt, CTR

công nghiệp, CTR y tế...). Việc thải bỏ một cách bừa bãi và quản lý không hiệu

quả chất thải rắn ở các đô thị, khu công nghiệp,... là một trong những nguyên

nhân gây ô nhiễm môi trường, làm phát sinh bệnh tật, ảnh hưởng đến sức khỏe

và cuộc sống con người. Vì vậy, việc quản lý chất thải là một thách thức to lớn,

chi phí phí tốn, nhưng đem lại lợi ích cho môi trường và sức khỏe cộng đồng.

Mặt khác nếu quản lý theo hướng có thể tái chế thì đây sẽ là nguồn tài nguyên

sinh ra của cải vật chất, một trong những hướng đó là tái chế chất thải rắn đô thị

thành than nhiên liệu. Sau đây là một số tìm hiểu về sự phát triển công nghệ

cacbon hóa và khả năng ứng dụng của nó vào việc xử lý rác thải đô thị thành

nhiên liệu.

1.1. Đánh giá lượng chất thải phát sinh

1.1.1. Vài nét về tình hình phát triển đô thị tại Việt Nam

Tổng dân số của nước ta năm 2010 ước tính khoảng 86,93 triệu người,

tăng 1,01% so với năm 2009 và 5,51% so với năm 2005. Trong đó, dân số khu

vực thành thị là 26,22 triệu người (tăng 1,03% so với năm 2009) chiếm 30,2%

tổng dân số, dân số khu vực nông thôn là 60,7 triệu người (tăng khoảng 1,0 % so

với năm 2009) chiếm 69,8% tổng dân số.

Quá trình đô thị hóa ở Việt Nam đang diễn ra rất mạnh mẽ, rất nhiều đô

thị được chuyển từ đô thị loại thấp lên đô thị loại cao và nhiều đô thị mới được

hình thành. Nếu năm 2000, nước ta có 649 đô thị thì năm 2005, con số này là



715 đô thị và đã tăng lên thành 755 đô thị lớn nhỏ vào giữa năm 2011 (Bộ Xây

dựng, 2011). Đô thị phát triển kéo theo vấn đề di dân từ nông thôn ra thành thị.

Năm 2009, dân số đô thị là 25,59 triệu người (chiếm 29,74% tổng dân số cả

nước), đến năm 2010 dân số đô thị đã lên đến 26,22 triệu người (chiếm 30,17%

tổng số dân cả nước) (Tổng cục thông kê, 2011). Dự báo đến năm 2015 dân số

đô thị là 35 triệu người chiếm 38% dân số cả nước, năm 2020 là 44 triệu người

chiếm 45% dân số cả nước và năm 2025 là 52 triệu người chiếm 50% dân số cả

nước.

Cả nước có 2 đô thị loại đặc biệt (Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh); 3 đô

thị loại 1 trực thuộc Trung ương (Hải Phòng, Đà Nẵng, Cần Thơ); 7 đô thị loại 1

trực thuộc tỉnh (Hạ Long, Huế, Vinh, Đà Lạt, Nha Trang, Quy Nhơn, Buôn Ma

Thuột); 12 đô thị loại 2 (Biên Hòa, Cà Mau, Hải Dương, Long Xuyên, Mỹ Tho,

Nam Định, Phan Thiết, Pleiku, Thái Nguyên, Thanh Hóa, Việt Trì, Vũng Tàu);

47 đô thị loại 3; 50 đô thị loại 4 và hơn 630 đô thị loại 5.

Tốc độ đô thị hóa diễn ra nhanh chóng đã trở thành nhân tố tích cực đối

với phát triển kinh tế - xã hội của đất nước. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích

về kinh tế - xã hội, đô thị hóa nhanh đã tạo ra sức ép về nhiều mặt, dẫn đến suy

giảm chất lượng môi trường và phát triển không bền vững. Các hoạt động sản

xuất, sinh hoạt gia tăng dẫn đến lượng chất thải cũng tăng theo. Tính bình quân

người dân đô thị sử dụng năng lượng, đồ tiêu dùng, thực phẩm,... cao gấp 2 - 3

lần người dân nông thôn kéo theo lượng rác thải của người dân đô thị cũng gấp 2

- 3 lần người dân nông thôn.

1.1.2. Các nguồn phát sinh chất thải rắn ở đô thị

Phát sinh CTR ở đô thị chủ yếu là CTR sinh hoạt chiếm khoảng 60 - 70%

lượng CTR phát sinh, tiếp theo là CTR xây dựng, CTR công nghiệp, CTR y

tế,...bao gồm:

- CTR sinh hoạt: phát sinh chủ yếu từ các hộ gia đình, các khu tập thể,

chất thải đường phố, chợ, các trung tâm thương mại, văn phòng, các cơ sở

nghiên cứu, trường học,...

- CTR xây dựng: phát sinh từ các công trình xây dựng, sửa chữa hạ tầng;



- CTR công nghiệp: phát sinh từ các cơ sở công nghiệp nằm trong đô thị,

hoặc từ các khu công nghiệp;

- CTR y tế: phát sinh từ các bệnh viện, các cơ sở khám chữa bệnh;

- CTR điện tử: phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của con người như: đồ

điện tử cũ hỏng bị loại bỏ.

Bảng 1.1.Các loại chất thải rắn đô thị của Hà Nội năm 2011

TT Loại chất thải Khối lượng phát sinh (tấn/ngày)

Thành phần chính Biện pháp xử lý

1 CTR sinh hoạt ~6.500

Chất vô cơ: gạch đá vụn, tro xỉ than tổ ong, sành sứ...

Chất hữu cơ: rau củ quả, rác nhà bếp...

Các chất còn lại

Chôn lấp hợp vệ sinh

Sản xuất phân hữu cơ vi sinh: 60 tấn/ngày.

Tái chế: 10%, tự phát tại các làng nghề.

2 CTR công

nghiệp ~1.950

Cặn sơn, dung môi, bùn thải công nghiệp, giẻ dính dầu mỡ, dầu thải...

Một phần được xử lý tại khu xử lý chất thải Công nghiệp

3 CTR y tế ~15 Bông băng, dụng cụ y tế nhiễm khuẩn

Xử lý bằng công nghệ lò đốt Delmonego 200 - Italia: 100%

Nguồn: Báo cáo môi trường Quốc gia năm 2011

1.1.3. Lượng phát sinh chất thải rắn đô thị

Tổng lượng CTR sinh hoạt ở các đô thị phát sinh trên toàn quốc tăng

trung bình 10÷16 % mỗi năm. Tại hầu hết các đô thị, khối lượng CTR sinh hoạt

chiếm khoảng 60 - 70% tổng lượng CTR đô thị (một số đô thị tỷ lệ này lên đến

90%).Chỉ số phát sinh CTR đô thị bình quân đầu người tăng theo mức sống.

Năm 2007, chỉ số CTR sinh hoạt phát sinh bình quân đầu người tính trung bình

cho các đô thị trên phạm vi toàn quốc vào khoảng 0,75 kg/người/ngày (Bảng

1.2). Năm 2008, theo Bộ Xây dựng thì chỉ số này là 1,45 kg/người/ngày, lớn hơn

nhiều so với ở nông thôn là 0,4 kg/người/ngày.



Bảng 1.2. Chất thải rắn đô thị phát sinh các năm 2007 - 2010

Nội dung 2007 2008 2009 2010

Dân số đô thị (triệu người) 23,8 27,7 25,5 26,22

% dân số đô thị so với cả nước 28,20 28,99 29,74 30,2

Chỉ số phát sinh CTR đô thị (kg/người/ngày) ~0,75 ~0,85 0,95 1,0

Tổng lượng CTR đô thị phát sinh (tấn/ngày) 17.682 20.894 24.225 26.226


Tuy nhiên, theo Báo cáo của các địa phương năm 2010 thì chỉ số phát

sinh CTR sinh hoạt đô thị trung bình trên đầu người năm 2009 của hầu hết các

địa phương đều chưa tới 1,0 kg/người/ngày. Các con số thống kê về lượng phát

sinh CTR sinh hoạt đô thị không thống nhất là một trong những thách thức cho

việc tính toán và dự báo lượng phát thải CTR đô thị ở nước ta. Kết quả điều tra

tổng thể năm 2006 - 2007 đã cho thấy, lượng CTR đô thị phát sinh chủ yếu tập

trung ở hai đô thị đặc biệt là thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh,

chiếm tới 45,24% tổng lượng CTR sinh hoạt phát sinh từ tất cả các đô thị tương

ứng khoảng 8.000 tấn/ngày (2,92 triệu tấn/năm) (Hình.1.2). Tuy nhiên, cho đến

thời điểm hiện tại, tổng lượng và chỉ số phát sinh CTR đô thị của đô thị đặc biệt

và đô thị loại 1 hiện nay đã tăng lên rất nhiều.

Hình 1.1. Tỷ lệ phát sinh CTR sinh hoạt tại các đô thị Việt Nam năm 2007

Nguồn: Dự án “Xây dựng mô hình và triển khai thí điểm việc phân loại, thu gom và xử lý rác thải sinh

hoạt cho các khu đô thị mới”, Cục BVMT, 2008



Nguyên nhân của sự gia tăng này là do Hà Nội sau khi điều chỉnh địa giới

hành chính thì lượng CTR đô thị phát sinh đã lên đến 6.500 tấn/ngày (con số của

năm 2007 là 2.600 tấn/ngày).Bên cạnh đó, số đô thị loại 1 đã tăng lên 10 đô thị

(trong khi năm 2007 là 4 đô thị loại 1).Trong các vùng trọng điểm, vùng Đông

Nam Bộ (bao trùm cả kinh tế trọng điểm phía Nam) là nơi có lượng CTR đô thị

nhiều nhất, tiếp đến là vùng Đồng bằng sông Hồng (bao trùm cả vùng kinh tế

trọng điểm Bắc Bộ), ít nhất là khu vực Tây Nguyên (Hình1.2).

Hình 1.2. Hiện trạng chất thải rắn theo các vùng kinh tế của nước ta năm 2003, 2008 và dự báo cho năm 2015

Nguồn: Viện Quy hoạch Đô thị và Nông thôn Bộ Xây dựng, 2010

Chỉ số phát sinh CTR sinh hoạt tính bình quân trên đầu người lớn nhất

xảy ra ở các đô thị phát triển du lịch như các thành phố: Hạ Long, Đà Lạt,... Các

đô thị có chỉ số phát sinh CTR sinh hoạt tính bình quân đầu người thấp nhất là

thành phố Đồng Hới (Quảng Bình), thị xã Gia Nghĩa, thị xã Cao Bằng (Bảng

1.3).

Bảng 1.3. Chỉ số phát sinh CTR sinh hoạt bình quân đầu người của các đô thị năm 2009

Cấp đô thị Đô thị CTR sinh hoạt bình quân

đầu người (Kg/người/ngày)

Hà Nội 0,9 Đô thị đặc biệt

Hồ Chí Minh 0,98

Hải Phòng 0,7 Đô thị loại 1: Thành

phố Hạ Long 1,38



Đà Nẵng 0,83

Huế 0,67

Nha Trang >0,6

Đà Lạt 1,06

Thái Nguyên >0,5

Việt Trì 1,1 Đô thị loại 2: Thành

phố Ninh Bình 1,3

Điện Biên Phủ 0,8

Cao Bằng 0,38

Đồng Hới 0,31

Đông Hà 0,6

Đô thị loại 3: Thành

phố

Hội An 1,08

Gia Nghĩa (Đắk Nông) 0,35 Đô thị loại 4: Thị xã

Đồng Xoài (Bình Phước) 0,91

Nguồn: Báo cáo Nghiên cứu quản lý CTR tại Việt Nam, JICA,3/2011; Báo cáo hiện trạng môi trường

các địa phương, 2010

Lượng CTR đô thị tăng mạnh ở các đô thị lớn như Hà Nội, thành phố Hồ

Chí Minh, Đà Nẵng, nơi có tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa tăng nhanh. Còn

một số đô thị nhỏ như Thái Bình, Nam Định, Vĩnh Long, Tiền Giang, Sóc

Trăng,... tăng không nhiều do tốc độ đô thị hóa không cao (Hình1.3). Tỷ lệ CTR

gia tăng cao tập trung ở các đô thị đang có xu hướng mở rộng, phát triển mạnh

cả về quy mô lẫn dân số và các khu công nghiệp như các đô thị tỉnh Phú Thọ

(19,9%), Phủ Lý (17,3%), Rạch Giá (12,7%), Cao Lãnh (12,5%)... Các đô thị

khu vực Tây Nguyên có tỷ lệ CTR gia tăng đồng đều hàng năm với tỷ lệ ít hơn

(khoảng 5%).



Ghi chú: Số liệu của Hà Nội năm 2010 là số liệu tính tại thời điểm tháng 3/2011

Hình 1.3. Lượng phát sinh CTR đô thị của một số tỉnh, thành phố qua các năm 2005 - 2010

Nguồn: Báo cáo Hiện trạng môi trường, sở Tài nguyên và môi trường các địa phương, 2010

1.1.4. Ước tính lượng thải và thành phần chất thải rắn đô thị đến năm 2025

Cơ sở của việc ước tính CTR đô thị là tốc độ tăng dân số tự nhiên và tăng

dân số cơ học, tốc độ tăng GDP hàng năm. Lượng CTR đô thị ngày càng tăng và

thành phần ngày càng phức tạp do số lượng dân cư chuyển từ nông thôn ra thành

thị ngày càng tăng bởi quá trình đô thị hóa cao, do mức sống ngày càng cao nên

tiêu dùng ngày càng đa dạng. Mức độ đô thị hóa tăng nhanh nên số dân ở các đô

thị càng ngày càng tăng, nhất là các thành phố lớn có kinh tế phát triển như Hà

Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng,...Ước tính chỉ số phát sinh

CTR đô thị trung bình ở Việt Nam trong những năm 2015, 2020, 2025 vào

khoảng 1,2; 1,4; 1,6 kg/người/ngày.

Từ kết quả dự báo ở bảng 1.4 trên thì lượng CTR sinh hoạt đô thị năm

2015 tăng gấp 1,6 lần, năm 2020 tăng gấp 2,37 lần, năm 2025 gấp 3,2 lần so với

năm 2010. Đây sẽ là áp lực lớn đối với công tác quản lý CTR đô thị trong thời

gian tới.

Bảng 1.4. Ước tính lượng CTR đô thị phát sinh đến năm 2025

Năm 2015 2020 2025

Dân số đô thị (triệu người) 35 44 52

% dân số đô thị so với cả nước 38 45 50

Chỉ số phát sinh CTR đô thị (kg/người/ngày) 1,2 1,4 1,6

Tổng lượng CTR đô thị phát sinh (tấn ngày) 42.00 61.600 83.200




Thành phần CTR cũng thay đổi đáng kể do mức độ tiêu dùng tăng cao,

hàng hóa ngày càng đa dạng. Chất lượng cuộc sống tăng cao kéo theo chất thải

nguy hại cũng tăng, trở thành nguồn gây ô nhiễm môi trường đáng kể. Bên cạnh

đó, các loại chất thải từ bao bì như giấy, nhựa, chai lọ thủy tinh sẽ không ngừng

gia tăng, do vậy cần có chiến lược thu gom, tái chế các chất thải bao bì, giảm sử

dụng túi nilon. Các đồ dùng như quần áo, giường tủ, tivi, xe máy cũng được

thay thế với tần suất cao hơn. Mặc dù chất thải loại này thường được tái sử

dụng, song lượng chất thải này cũng vẫn gia tăng theo thời gian.

Thành phần chất thải hữu cơ có trong CTR đô thị của Việt Nam từ nay tới

năm 2025 cũng vẫn rất cao, khoảng > 50%. Do đó Việt Nam cần phát triển công

nghệ xử lý làm phân compost từ thành phần hữu cơ của CTR đô thị, chú trọng

khâu phân loại CTR tại nguồn để giảm tạp chất cho nguyên liệu đầu vào nhà

máy đồng thời giảm nhẹ khâu phân loại trong dây chuyền công nghệ chế biến

CTR.

1.1.5. Thành phần chất thải rắn đô thị

Thành phần chất thải rắn ở nước ta rất đa dạng và đặc trưng theo từng khu

vực dân cư sinh sống. Mức sống, thu nhập khác nhau giữa các đô thị đóng vai

trò quyết định trong thành phần CTR sinh hoạt (Bảng 1.5).Trong thành phần rác

thải đưa đến các bãi chôn lấp, thành phần rác có thể sử dụng làm nguyên liệu

sản xuất phân hữu cơ rất cao từ 54 - 77,1%; tiếp theo là thành phần nhựa: 8 -

16%; thành phần kim loại đến 2%; CTNH bị thải lẫn vào chất thải sinh hoạt nhỏ

hơn 1%.Các đặc trưng chính của CTR

- Hợp phần có nguồn gốc hữu cơ cao (50,27% - 62,22%)

- Chứa nhiều đất cát, sỏi đá vụn, gạch vỡ.

- Độ ẩm cao, nhiệt trị thấp (900 kcal/kg)

Việc phân tích thành phần CTR đóng vai trò rất quan trọng trong việc lựa

chọn các công nghệ xử lý. Thành phần CTR của một số đô thị, một số khu dân

cư tại các đô thị Việt Nam. Qua các bảng thành phần này ta thấy khả năng áp

dụng công nghệ cacbon hóa để xử lý chất thải sinh hoạt là rất khả thi



Bảng 1.5. Chất thải rắn phát sinh tại một số tỉnh, thành phố năm 2010

Loại đô thị, Vùng Đơn vị hành chính Lượng CTR sinh hoạt phát sinh

(tấn/ngày)

Hà Nội 6500 Đô thị loại đặc biệt

Tp. Hồ Chí Minh 7081

Đà Nẵng 805 Đô thị loại 1

Tp. Huế và huyện lỵ 225

Bình Định 372

Khánh Hòa 486 Duyên hải miền Trung

Bình Thuận 594

Gia Lai 344

Đắk Lắk 246 Tây Nguyên

Lâm Đồng 459

Bình Dương 378

Đồng Nai 773 Đông Nam Bộ

Bà Rịa - Vũng Tàu 456

An Giang 562

Kiên Giang 376 Đồng bằng sông Cửu Long

Cần Thơ 876




Bảng 1.6. Thàn phần CTR sinh hoạt tại đầu vào của các bãi chôn lập của một số địa phương Hà Nội, Hải Phòng, Huế, Đà Nẵng, Tp.HCM (1) và Bắc Ninh (2) năm 2009 - 2010

TT Loại

chất thải

Hà Nội (Nam Sơn)

Hà Nội (Xuân Sơn)

Hải Phòng (Tràng Cát)

Hải Phòng (Đình Vũ)

Huế (Thủy

Phương)

Đà Nẵng (Khánh

Hòa)

HCM (Đa

Phước)

HCM (Phước Hiệp)

Bắc Ninh

(TT Hồ)

1 Rác hữu cơ

53,81 60,79 55,18 57,56 77,1 68,47 64,50 62,83 56,90

2 Giấy 6,53 5,38 4,54 5,42 1,92 5,07 8,17 6,05 3,73

3 Vải 5,82 1,76 4,57 5,12 2,89 1,55 3,88 2,09 1,07 4 Gỗ 2,51 6,63 4,93 3,70 0,59 2,79 4,59 4,18 -

5 Nhựa 13,57 8,35 14,34 11,28 12,47 11,36 12,42 15,96 9,65

6 Da và Cao su

0,15 0,22 1,05 1,90 0,28 0,23 0,44 0,93 0,20

7 Kim Loại

0,87 0,25 0,47 0,25 0,40 1,45 0,36 0,59 -

8 Thủy tinh

1,87 5,07 1,69 1,35 0,39 0,14 0,40 0,86 0,58

9 Sành sứ 0,39 1,26 1,27 0,44 0,79 0,79 0,24 1,27 -

10 Đất và cát

6,29 5,44 3,08 2,96 1,70 6,75 1,39 2,28 27,85

11 Xỉ than 3,10 2,34 5,70 6,06 - 0,00 0,44 0,39 -

12 Nguy hại 0,17 0,82 0,05 0,05 - 0,02 0,12 0,05 0,07 13 Bùn 4,34 1,63 2,29 2,75 1,46 1,35 2,92 1,89 -

14 Các loại khác

0,58 0,05 1,14 1,14 - 0,03 0,14 0,04 -

15 Tổng 100 100 100 100 100 100 100 100 Nguồn: (1) Báo cáo Nghiên cứu quản lý CTR tại Việt Nam, JICA, 3/2011

(2) Báo cáo Dự án Tổng hợp, xây dựng các mô hình thu gom, xử lý rác thải cho các thị trấn, thị tứ, cấp huyện, cấp xã, 2006-2008



Bảng 1.7. Thành phần chất thải ở khu dân cư điển hình Cầu Giấy - Hà Nội

Loại rác NT, kg LQTT, kg

YH, kg Tổng, kg NT, % LQTL, %

YH, % Trung bình, %

Giấy 8,193 11,771 13,342 34,026 13,50 18,52 11,28 13,73

Plastic 5,955 6,846 12,572 25,373 9,02 10,77 10,63 10,24

Vải 0,701 0,498 1,742 2,941 1,06 0,78 1,47 1,19

Cao su 0,197 0,015 0,308 0,520 0,30 0,02 0,26 0,21

Da 0,305 0,305 0,48 0,12

Thủy tinh 0,796 0,947 2,507 4,250 1,21 1,49 2,12 1,71

Kim loại 1,227 0,985 0,912 3,124 1,86 1,55 0,77 1,26

Lá, cành

cây

2,657 1,430 8,206 12,293 4,02 2,25 6,94 4,96

Gỗ 0,392 0,470 1,220 2,082 0,59 0,74 1,03 0,84

Gốm, sứ 0,059 0,116 1,493 1,668 0,09 0,18 1,26 0,67

Thức ăn 30,669 38,138 63,609 132,416 46,45 60,02 53,78 53,43

Khác 14,460 2,027 12,365 28,852 21,90 3,19 10,45 11,64

Tổng 66,026 63,547 118,276 247,850 100,00 100,00 100,00 100,00

Ghi chú: NT: Khu chung cư Nghĩa Tân nhiều tầng kiểu cũ; LQTTL: Làng Quốc tế Thăng Long; YH:

Khu nhà liền kề Yên Hòa

Nguồn: Viện Công nghệ Môi trường, 2006

1.2. Công nghệ cacbon hóa chất thải rắn

- Hiện nay, phương pháp thiêu đốt được sử dụng phổ biến để xử lý chất

thải y tế và ngăn ngừa dịch bệnh.Tuy nhiên phương pháp này còn hạn chế vì chi

phí xử lý cao và có nhiều nguy cơ tạo thành dioxin và furan. Một công nghê mới

được đề xuất dựa trên nguyên lý sự đốt cháy, nhưng trong môi trường thiếu oxy.

Đó là công nghệ xử lý chất thải bằng phương pháp cacbon hóa, công nghệ này

cho phép thu hồi nguồn năng lượng (như nhiệt năng, điện năng) hoặc nguyên

liệu, nhiên liệu sạch (than sạch, than hoạt tính). Phương pháp này sẽ góp phần



xử lý ô nhiễm môi trường và lượng rác thải cho bãi chôn lấp, đây là một yếu tố

quan trọng trong vấn đề quản lý chất thải.

- Cacbon hóa là quá trình loại bỏ các hợp chất hữu cơ nhẹ có thể bay hơi

có mặt trong nhiên liệu nhằm mục đích thu nhận cacbon. Đây là quá trình đốt

cháy không hoàn toàn nguyên liệu. Các hợp chất hữu cơ phân hủy dưới tác dụng

của nhiệt và tạo thành cacbon. Quá trình cacbon hóa có thể chia thành 2 bước:

sấy khô và đốt cháy không hoàn toàn nguyên liệu.

- Có một số khác biệt giữa phương pháp thiêu đốt truyền thống và công

nghệ mới. Phương pháp thiêu đốt truyền thống biến toàn bộ chất thải đầu vào

thành khí thải và tro, sinh ra lượng khí thải độc hại và nhiều. Ngược lại phương

pháp nhiệt phân biến chất thải thành các loại nhiên liệu giàu năng lượng bằng

việc đốt chất thải ở trạng thái kiểm soát, quy trình xử lý nhiệt lại hạn chế sự biến

đổi để quá trình đốt cháy không xảy ra trực tiếp, chất thải được biến thành

những chất trung gian, có thể xử lý thành các vật liệu tái chế hoặc thu hồi năng

lượng . Dưới tác dụng của nhiệt,các loại rác thải chuyển hóa kèm theo quá trình

phân hủy tạo thành nước, khí và than tổng hợp. Than tổng hợp được làm lạnh

trong vòng 90 giây mà không cần một sản phẩm phụ gia nào trong khoang giảm

nhiệt, đây là sản phẩm chính của quá trình xử lý nhiệt phân rác thải ở nhiệt độ

thấp, loại than này có chứa hàm lượng lưu huỳnh thấp khoảng 0,2%. Điều đáng

lưu ý là, công nghệ nhiệt phân rác thải nhiệt độ thấp này sẽ giúp tránh được

nguy cơ phản ứng sinh ra các chất độc hại, đặc biệt là các hợp chất đioxin vì xử

lý ở nhiệt độ thấp.

- Nhiệt phân là quá trình làm suy giảm nhiệt của các vật liệu cacbon ở

nhiệt độ từ 400oC - 800oC hoặc trong điều kiện thiếu oxy hoặc có nguồn cung

cấp oxy rất hạn chế. Quá trình này làm bay hơi và phân hủy các vật liệu rác hữu

cơ bằng nhiệt, không bằng đốt lửa trực tiếp. Khi chất thải bị nhiệt phân (ngược

với quá trình đốt trong lò thiêu đốt), khí và than ở dạng rắn được sinh ra. Than

dưới dạng rắn là hợp chất của các nguyên liệu khó cháy với cacbon. Khí tổng

hợp được sinh ra là hỗn hợp của các khí gồm cacbon monoxit, hydro, metan và

một số loại hợp chất hữu cơ khác dễ bay hơi. Khí tổng hợp có nhiệt trị là 10 - 20

MJ/Nm3.



1.2.1. Những ứng dụng chủ yếu của phương pháp

- Áp dụng công nghệ cacbon hóa có thể tạo ra một loại nhiên liệu chất thải

rắn, hay còn gọi là nguyên liệu có nguồn gốc từ chất thải bằng việc tách ra

những hạt chất nhẹ hơn, dễ cháy. Sản xuất nhiên liệu từ chất thải không phải là

quá trình xử lý nhiệt, mà là quá trình biến đổi nhiệt của các thành phần dễ cháy

trong chất thải rắn. Ứng dụng chủ yếu của phương pháp này là:

Xử lý các chất dư thừa trong nông nghiệp và công nghiệp

Xử lý chất thải sinh hoạt và thương mại

Thu hồi năng lượng từ những chất dư thừa trong quá trình tái chế các vật

liệu (chất còn lại trong máy nghiền tự động, phế liệu sản xuất điện và điện tử,

các loại lốp cao su, chất thải nhựa tổng hợp và các chất dư thừa trong quá trình

bao gói).

- Nguồn năng lượng được thu hồi là yếu tố quan trọng về kinh tế của dự

án. Đó là các loại khí tổng hợp, than tổng hợp… được sử dụng với các mục đích

khác nhau trong nghành công nghiệp và xử lý môi trường, đồng thời đây là một

loại vật liệu có thể được tái chế và bán trên thị trường hiện nay.

- Đôi khi các quá trình nhiệt phân không tương thích với việc xử lý chất

thải rắn đô thị chưa được phân loại. Với xu thế gia tăng lượng chất thải hiện nay,

buộc phải có các biện pháp tiền xử lý (thu gom có phân loại… ) và các quy trình

xử lý này đang trở nên thích hợp hơn.

1.2.2. Những ưu điểm chính của công nghệ xử lý nhiệt tiên tiến

- Giảm khối lượng chất thải

- Làm cho chất thải an toàn và biến thành chất trơ

- Thu được giá trị của chất thải,các loại năng lượng nhiên liệu (như điện

năng, than…)

- Đi theo hướng phát triển bền vững, tiến tới việc tái sử dụng và tái chế

- Chất thải biến thành năng lượng là sự bổ sung cho việc tái chế các vật

liệu.

- Là một biện pháp xử lý thích hợp đối với lượng chất thải đang gia tăng.



- Đẩy mạnh việc thay đổi thành phần chất thải rắn ở bãi chôn lấp.

- Giải quyết tình trạng thiếu nơi chôn lấp chất thải.

- Ứng phó với những công cụ kinh tế và tài chính (ví dụ như thuế chôn lấp

và các khoản trợ cấp cho các nguồn thay thế)

Xử lý nhiệt là biện pháp thay thế cho phương pháp chôn lấp, khi xử lý

một lượng lớn các chất có thành phần thay đổi, đặc biệt là các chất thải rắn đô

thị. Biện pháp ủ phân và ủ yếm khí chỉ để xử lý các thành phần thối rữa.

Hầu hết các quy trình xử lý bằng nhiệt tiên tiến xử dụng chất thải rắn đô

thị đã được xử lý ban đầu. Một số hệ thống xử lý sinh học tạo ra loại nhiên liệu

sản xuất chủ yếu gồm các thẻ giấy và các loại chất dẻo tạo ra từ nhiên liệu có

nguồn gốc là chất thải.

1.2.3. Những yếu tố tác động đến nhu cầu của hệ thống xử lý nhiệt.

- Nhu cầu về thu hồi sản phẩm có giá trị và nguồn năng lượng từ chất thải

rắn đô thị.

- Biện pháp thiêu đốt truyền thống gây tác động tiêu cực.

- Nhận thức của cộng đồng về công nghệ mới sẽ “xanh” hơn.

- Có những hạn chế về việc chôn lấp chất thải chưa được xử lý.

- Chi phí xử lý các sản phẩm còn lại của lò đốt chất thải đang tăng lên.

- Các quá trình xử lý tương thích với tái chế.

Bên cạnh những ưu điểm không thể phủ nhận công nghệ mới cũng có một

số nhược điểm như:

- Công nghệ mới có thể chưa được kiểm chứng.

- Thiếu thành tích thương mại.

- Những người sử dụng tiềm năng thiếu hiểu biết về công nghệ này.

Một số công ty hiện nay vẫn đang vận hành thử nghiệm các nhà máy nhiệt

phân thương mại mặc dù các thử nghiệm đầu tiên thường thất bại về tài chính.

Tuy nhiên, công nghệ này hiện nay đang được triển khai trên phạm vi rộng hơn

và một số nhà máy đang chuẩn bị triển khai.



Lợi thế chủ yếu của biện pháp nhiệt phân so với thiêu đốt là không cho

phép hình thành dioxin và sử dụng nhiệt ở nhiệt độ trên 400oC. Đặc điểm chính

của hệ thống xử lý nhiệt tiên tiến này là cơ hội để sản xuất các loại năng lượng

(điện năng, nhiệt năng…) có hiệu suất cao. Có thể sẽ có nhiều điện năng hơn

được sản xuất từ chất thải và nhu cầu sử dụng các nhiên liệu hóa thạch ít hơn,

giảm khí phát thải nhà gây ô nhiễm môi trường.

1.2.4. Tình hình nghiên cứu về công nghệ cacbon hóa trên thế giới và Việt

Nam.

a. Tình hình nghiên cứu công nghệ cacbon hóa trên thế giới

Công nghệ cacbon hóa ở nhiệt độ thấp

Một trong những vấn đề được thảo luận nhiều nhất trong lĩnh vực chưng

cất nhiên liệu đó là nhiệt độ của quá trình cacbon hóa. Đã hơn một thế kỷ, than

đá được luyện thành than cốc để tạo khí phục vụ chiếu sáng do đó chủ đề này

được bàn luận rất nhiều cho đến nay. Những kỹ sư ban đầu đã công nhận một số

ý nghĩa, giá trị của quá trình cacbon hóa ở nhiệt độ thấp nhưng đối với họ, các

khí sản phẩm là quan trọng hàng đầu. Họ sử dụng đến các thí nghiệm để đưa ra

các giá trị tối ưu nhất và do đó họ thích phương pháp nhiệt độ cao hơn. Nhưng

xét thêm ý nghĩa về mặt kinh tế, phương pháp cacbon hóa ở nhiệt độ thấp lại

được khuyến khích và các thảo luận về cacbon hóa lại được tổ chức trở lại. Nói

đến công nghệ cacbon hóa ở nhiệt độ thấp thì cốc hóa là một trong những ứng

dụng cơ bản và đầu tiên.

Ở Mỹ, từ những năm 1890 đã có nhiều nghiên cứu về các công trình

cacbon hóa ở nhiệt độ thấp. Frank M. Gentry có các công trình nghiên cứu về

quá trình luyện than cốc và khí hóa than ở nhiệt độ thấp.

Nhiệt độ của quá trình cacbon hóa ở nhiệt độ thấp được tranh cãi giữa các

nhà nghiên cứu. Parr và Layng quan niệm nhiệt độ thấp dưới 750oC hoặc 800oC,

trong khi Bone quan niệm nhiệt độ nằm trong giới hạn 550oC đến 600oC và

Gludd quan niệm nhiệt độ thấp trong giới hạn 500oC đến 600oC. Sự tranh cãi

này xuất phát từ một loại than đá mà các thí nghiệm tiến hành và các loại sản

phẩm than cốc riêng của từng nhà nghiên cứu. Parr và các cộng sự sử dụng than

Illinois để đảm bảo không có khói khi đốt. Bone sử dụng than của Anh và Gludd



sử dụng sản phẩm đầu tiên của nhựa đường với loại nhựa đường có tỷ lệ cacbon

tự do thấp. Do vậy, khoảng nhiệt độ phụ thuộc vào chất lượng sản phẩm tạo ra

của các nhà nghiên cứu và phương pháp thực hiện các quá trình.

Theo định nghĩa của các nhà khoa học, cacbon hóa nhiệt độ thấp (cốc

hóa) là quá trình chưng cất phá hủy của than hoặc dưới nhiệt độ cracking của

mạch H-C trong nhựa đường. Nhiệt độ là điều kiện vật lý của khí hóa, do đó

chưng cất trong điều kiện chân không nhiệt độ có thể không quá 450oC và trong

điều kiện có áp suất nhiệt độ có thể lên tới 1000oC. Trong hầu hết các trường

hợp, với áp suất khí quyển và chất lượng than trung bình, nhiệt độ của quá trình

cacbon hóa có thể lấy là 750oC.

Nhìn từ góc độ kinh tế, sự thiếu hiểu biết trong những phương pháp hiện

tại về việc tận dụng nhiên liệu dưới 2 dạng: khói lò - hình thành do đốt cháy

không hoàn toàn và việc tận dụng hết nhiên liệu do thiếu các phương pháp hoàn

chỉnh thích hợp. Như vậy có thể nói rằng, cacbon hóa nhiệt độ thấp là phương

pháp vừa giảm được lượng khói thải, vừa tăng được hiệu quả sử dụng nhiên liệu.

Nhưng nó cũng không có nghĩa rằng sẽ góp phần vào bảo tồn nguồn tài nguyên

thiên nhiên, nhưng nó cũng làm tăng việc tiêu thụ các hàng hóa có ý nghĩa kinh

tế để góp phần duy trì tài nguyên thiên nhiên.

Các mô hình được nghiên cứu kỹ khi thành phần H-C trong than được xác

định. Cacbon giai đoạn đầu sẽ lắng xuống trong khoang đã được chia sẵn và tập

hợp thành cụm trước khi đốt cháy. Nếu tách H-C với nhiên liệu ngay ở giai đoạn

đầu, khói sẽ thải ra rất nhiều. Kèm theo đó là câu hỏi, cách bố trí thế nào để H-C

tách ra khỏi nhiên liệu mà vẫn giữ được giá trị. Câu trả lời đã được tìm ra trong

quá trình chưng cất phân đoạn nhựa đường để tái sử dụng trong công nghiệp.

Một số sản phẩm được sử dụng như dầu lửa hay phân bón.

Lịch sử của quá trình nghiên cứu cacbon hóa ở nhiệt độ thấp liên quan

chặt chẽ tới khí than. Một trong những người đầu tiên đề cập đến lượng dầu lớn

nhất thu được là Perkins, người đạt bằng sáng chế năm 1953 về việc chiết xuất

dầu khỏi đá phiến sét và các vật liệu cacbon khác bằng cách chưng cất ở nhiệt

độ thấp. Sau năm đó, Sparr đề nghị luyện than để lấy dầu nhờn hơn là lấy khí

trong điều kiện tự nhiên chân không cao. Mười năm sau, Parker người phát minh

ra quá trình cốc hóa, giành được bằng sáng chế cho sản phẩm nhiên liệu không



khói bằng cách chưng cất khí trơ ở nhiệt độ cao, như khí lỏng, khí than ở 600oC

đến 650oC. Sau đó, Parker còn đạt được bằng sáng chế cho việc đốt than trong

dòng khí thổi có nhiệt độ dưới 450oC. Đó chính là nền tảng để phát triển quá

trình cốc hóa.

Tại Mỹ, những thí nghiệm được tiến hành từ rất sớm tại đại học Illinois từ

năm 1902. Đã có một báo cáo kết quả vào năm 1908 và một báo cáo nghiên cứu

sâu hơn vào năm 1912 của Parr và công sự. Những nghiên cứu đầu tiên về lĩnh

vực này được nghiên cứu tại Mỹ, nhưng sau đó nó tiếp tục được nghiên cứu chủ

yếu ở những nước có nguồn dầu mỏ bị giới hạn và họ coi nguồn than dự trữ như

nguồn nguyên liệu lỏng quan trọng cho quốc gia. Chiến tranh thế giới đã tạo ra

sự thúc đẩy lớn cho lĩnh vực nghiên cứu này, đặc biệt là tại Anh và Đức. Những

nghiên cứu cơ bản về nhiên liệu của Anh xuất bản năm 1917 đẩy mạnh tiết kiệm

nhiên liệu và tiếp tục phát triển những nghiên cứu về nhiên liệu. Nó đã góp phần

to lớn cho những nghiên cứu về cacbon hóa than.

Sau đây là một số quy trình cacbon hóa nhiệt độ thấp của một số nhà

nghiên cứu và tổ chức:

Quy trình cacbon hóa của Mcintire

Quy trình cacbon này dựa theo quy trình của tác giả Smith và được sự ủng

hộ của tổ chức The Internatinonal Coal products Company. Năm 1918, chính

phủ Mỹ đã cung cấp tài chính nhằm xây dựng một nhà máy với công suất 575

tấn than thô mỗi ngày tại Clinchfield, VA. Tuy nhiên, quá trình vận hành của

nhà máy gặp nhiều khó khăn, thêm vào đó là những trở ngại về kinh tế đã khiến

dự án Clinchfield tạm ngừng vào năm 1922. Sau này, mô hình này được

McIntire ứng dụng và phát triển.

Trong mô hình của dự án Clinchfield bao gồm 24 bình chưng cất, hợp

thành 4 buồng phía ngoài, và 30 lò được sắp xếp theo 10 hàng. Điểm nổi bật của

hệ thống này đó là sự kết hợp giữa quá trình cacbon hóa ở nhiệt độ thấp và cao

nhằm đạt được một quy mô sản xuất cao hơn.

Quy trình Coalite

Quy trình này dựa trên mô hình của Parker, một trong những người tiên

phong của quá trình cacbon hóa ở nhiệt độ thấp. Một mô hình được đưa ra từ



những năm đầu 1890, nhưng đến tận năm 1906 thì Coaltile mới giới thiệu về

nguyên lý của quá trình cacbon hóa. Trong mô hình này, các bình chưng cất ở

trang thái tĩnh, nhiệt được cung cấp từ bên trong và than được xếp từng lớp

mỏng.

Sau những thí nghiệm ban đầu của Parker, The Eticoal Syndicate đã dựng

lên một nhà máy ở gần Barnsley, nước Anh với công suất khoảng 50 tấn than..

Trong quá trình chưng cất, hơi nóng được duy trì từ trên xuống dưới. Nhiệt độ

trong bình chưng cất được duy trì ở 650oC trong vòng khoảng 4,5 giờ cho đến

khi quá trình cacbon hóa được hoàn thành.

Năm 1911, The British Coaltile đã đưa ra một thiết kế khác tại Barking,

gần London. Trong mô hình này gồm 20 lò chưng cất với công suất là 32 tấn

thô/ngày.

Thiết kế gần đây nhất của Coaltile là một cải tiến trong mô hình của

Davidson. Quá trình cacbon hóa ở nhiệt độ khoảng 650oC trong vòng 8 giờ với

lượng than xấp xỉ 36 tấn mỗi ngày. Đặc điểm đáng chú ý trong mô hình mới của

Coalite là các thiết bị có bộ phận thoát khí trong quá trình cacbon hóa và thu hồi

than. Khoảng 25-35% chất dễ bay hơi chứa trong than sẽ bị hóa hơi ở nhiệt độ

550oC ở trong bình chưng cất.

Quy trình của tổ chức Fuel Research Board

Năm 1917, chính phủ nước Anh đã thành lập ra tổ chức Fuel Research

Board là một nhánh của trung tâm nghiên cứu khoa học và công nghiệp. Tổ

chức này đã đưa ra mô hình của quy trình cacbon với 9 bình chưng cất nằm

ngang. Than được nghiền nhỏ, xếp thành các lớp mỏng cho vào các bình chưng

cất nhằm làm giảm quá trình mất nhiệt.Trong các bình chưng cất này, nhiệt độ

lớn không cho phép vượt quá 600oC, và quá trình cacbon hóa được tiến hành

trong 3 - 4 giờ.

Tổ chức The Fuel Research Board đã nỗ lực trong việc đưa ra mô hình

cacbon hóa nhiệt độ thấp với tiêu chuẩn Glover - West vào vận hành nhưng

không thu được kết quả như mong muốn. Công suất 3,5 tấn/ngày, do nhiệt độ

cacbon hóa hạ dần đến 780oC, nên đầu vào giảm xuống 1,8 tấn/ngày.



Tổ chức The Fuel Research Board đã tiến hành nhiều thí nghiệm nhằm

đưa ra một quy trình có 4 bình chưng cất thẳng đứng liên tiếp làm bằng thép, 2

trong số 4 bình được thiết kế như chữ D rộng 4 inch ở trên và 8 inch ở dưới, 2

bình còn lại có dạng nhý chữ E thì thu được kết quả khả quan và mang lại những

thành công nhất định. Cơ quan Fuel Production Company, Ltd đã sử dụng mô

hình này với công suất 100 tấn/ngày.

Quy trình Fusion

Quy trình cacbon hóa này là phát minh của Hutchin và được tập đoàn

Fusion quản lý. Theo Tupholme có hai loại mô hình được thiết kế, dạng đơn và

dạng kép.

Trong mô hình này dạng đơn có các lò quay bằng thép sắp xếp theo chiều

ngang. Nguyên liệu được nghiền, cho vào các lò và được đốt nóng. Sản phẩm

được hình thành ở một buồng cố định ở trạng thái tĩnh và sau đó được lấy ra, khí

thải ngưng lại và cho một khu vực riêng.

Mô hình lò kép có nguyên tắc cấu tạo như ở dạng lò đơn. Điểm khác biệt

là 2 lò quay được sắp xếp theo kiểu đồng tâm, và cả hai đều có bộ phận nghiền

nguyên liệu. Cấu tạo này, đem lại hai thuận lợi. Thứ nhất, việc nạp và lấy

nguyên vật liệu chỉ diễn ra một lần, do vậy tránh việc thoát khí trong vận hành.

Thứ hai, than được đốt nóng trước khi tiến hành quá trình cacbon hóa.

Kết quả cacbon hóa chất thải nông nghiệp:

Năm 2002, nhóm tác giả Kazuhiro Mochidzuki, Lloyd S. Paredes, and

Michael J. Antal, Jr, của trường Đại Học năng lượng thiên nhiên Hawaii, tiến

hành nghiên cứu công nghệ cacbon hóa với một số chất thải từ nông nghiệp như

lõi ngô, trấu… đã thu được các sản phẩm than cacbon có nhiệt trị cao như bảng

sau:



Bảng 1.8. Hiệu suất thu hồi các sản phẩm cacbon từ chất thải rắn nông nghiệp.

Tỷ lệ thành phần %

Chất thải Hơi

nước Cacbon Tro

Hiệu

suất thu

hồi sản

phẩm

Hiệu

suất thu

hồi

Cacbon

Nhiệt

trị của

sản

phẩm

Hiệu

suất

chuyển

đổi

năng

lượng

Gỗ thông

tươi

24,7 72,5 2,8 40,0 29,7 29,9 66,1

Gỗ thông

khô

15,8 80,6 3,6 36,8 30,4 31,2 63,6

Gỗ sồi 20,0 79,5 0,5 35,1 28,0 31,6 62,5

Lõi ngô 13,6 83,7 2,7 33,1 28,0 32,0 60,7

Vỏ trấu 23,8 43,2 33,0 46,1 24 19,4 57,7

Flash Carbonization of Biomass, Kazuhiro Mochidzuki, Lloyd S. Paredes, and Michael J. Antal, Jr, 2002

Ngày nay, công nghệ cacbon hóa ở nhiệt độ thấp còn được nghiên cứu

ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Các vật liệu có tỷ lệ thành phần

cacbon cao có thể được cacbon hóa thành những vật liệu có ích trong các hoạt

động xử lý chất thải rắn bảo vệ môi trường. Rác thải hữu cơ cháy được trong rác

thải đô thị hay các chất thải PVC có thành phần cacbon cao được cacbon hóa ở

nhiệt độ thấp tạo ra các hợp chất có độ xốp lớn, ứng dụng trong ngành công

nghiệp và công nghệ xử lý nước thải… Với trình độ khoa học hiện tại và thành

phần chất thải như hiện nay, việc áp dụng công nghệ cacbon hóa ở nhiệt độ thấp

rất có triển vọng tại Việt Nam.

Công nghệ cacbon hóa bằng phương pháp áp suất cao

Hiện nay, ngoài phương pháp cacbon hoá ở nhiệt độ thấp thì phương pháp

cacbon hóa áp suất cao cũng đạt được những thành tích đáng kể và là một công

nghệ cacbon hóa nhanh và hiệu quả, biến sinh khối của cacbon sinh học với

lượng có thể cân bằng giới hạn sau vài chục phút phản ứng. Công nghệ này cần

lưu ý sự cháy và lưu ý kiểm soát tia lửa trong khoang chứa sinh khối ở áp suất

cao. Sinh khối có thể sử dụng là gỗ và các sản phẩm nông nghiệp như lõi ngô,

vỏ trấu. Trong các thí nghiệm tiêu biểu, hệ thống nén ở 1MPa bằng không khí và



điện được phát cho bộ phận làm nóng ở đáy của lò phản ứng. Sự cháy diễn ra

sau vài phút dưới áp suất cao, và các tia lửa sẽ bắt đầu làm cho sinh khối chuyển

thành cacbon sinh học. Nếu sinh khối sử dụng là lõi ngô, sản lượng cacbon được

giữ nguyên tuân theo lý thuyết, và phản ứng hoàn thành sau 20 phút.

Cacbon sinh học (than củi) được chế tạo ra sau hơn 38.000 năm và hiện

giờ vẫn là nguồn nhiên liệu có thể tái tạo quan trọng nhất được sử dụng. Tuy

nhiên, những công nghệ cacbon hóa có tính thương mại thì chậm và kết quả

không rõ rệt. Sản lượng đặc trưng của sản xuất than củi từ gỗ cứng của lò

Missouri có chu trình 7 - 12 ngày khoảng 25% trọng lượng. Những công nghệ

cacbon hóa kém hiệu quả hơn được sử dụng rộng rãi ở các nước và nó cũng là

nguyên nhân hàng đầu cho nạn phá rừng ở nhiều quốc gia nhiệt đới. Ngoài ra, vì

những vấn đề ô nhiễm liên quan đến công nghệ cacbon hóa kém hiệu quả, chu

trình sản xuất nhiên liệu than củi phát thải khí nhà kính nhiều nhất.

Theo lý thuyết, cacbon hóa sinh khối là phương pháp nhanh và hiệu quả,

với sản phẩm phụ là CO2, H2O, CH4 và CO ở dạng vết. Cellulose là thành phần

chủ yếu của hầu hết các sinh khối. Ở 1 MPa, sản lượng cacbon thu được từ

cellulose là 27% khối lượng. Tài liệu khoa học về cacbon hóa sinh khối đã có từ

150 năm trước đây. Không có ghi nhận nào về sản lượng cacbon từ sinh khối

vượt qua giá trị tại thời điểm cân bằng nhiệt hóa học. Hiển nhiên, sản lượng của

quá trình nhiệt phân cacbon từ sinh khối gần bằng giá trị tại thời điểm cân bằng,

bởi vậy các nhà khoa học thường lấy giá trị tại thời điểm cân bằng nhiệt là giá trị

của sản lượng cacbon. Tại thời điểm cân bằng năng lượng của quá trình nhiệt

phân celloluse ở 400oC và 1MPa, cacbon thu được chiếm 52,2% giá trị nhiệt

lượng của cellulose (17,4% MJ/kg) và 36,2% là năng lượng phát sinh từ sản

phẩm khí (chủ yếu là CH4). Còn lại khoảng 2 MJ/kg là nhiệt tỏa ra do quá trình

nhiệt phân. Giá trị cao nhất của sự tỏa ra từ quá trình nhiệt phân cellulose ở

trong lò áp suất cao là 0,66 MJ/kg.

Hiện nay, gỗ và các sản phẩm nông nghiệp dư thừa được tận dụng để

cacbon hóa tạo ra các sản phẩm có ích và có tính thương mại. Ví dụ như lõi ngô

hay vỏ trấu.

Trong báo cáo Viện Năng lượng tự nhiên Hawai, Đại học Hawai của

nhóm tác giả Kazuhiro Mochizuki, Lloyd S. Paredes và Michael J. Antal, Jr năm



2002, sinh khối được đựng trong hộp hình trụ nhỏ và đưa vào khoang cacbonhóa

có áp suất không khí cao lên tới 1,1 MPa. Hệ thống lò có 2 bộ phận làm nóng ở

đáy của khoang cacbon hóa. Sự cháy bắt đầu sau vài phút và bộ phận làm nóng

được tắt đi. Sau đó, không khí đi vào nồi hơi và các tia lửa bắn ra và chuyển sinh

khối thành cacbon. Khi không khí đã cung cấp đủ cho quá trình cacbon hóa thì

sẽ tạm ngừng dòng khí cấp, khoang cacbon hóa sẽ giảm áp suất và để nguội.

Lõi ngô là nguyên liệu tốt cho quá trình cacbon hóa, tại áp suất 1,2 MPa

sự cháy xảy ra sau 2 phút làm nóng và dòng khí thổi dừng sau 18 phút. Với công

nghệ này, sản lượng cacbon cố định đạt 100% sản lượng tại giới hạn cân bằng

nhiệt hóa học. Kết quả đạt được sự cải tiến to lớn so với công nghệ cũ, công

nghệ cũ thì sản lượng cacbon hóa cố định thu được ít hơn 70% sản lượng tại giới

hạn nhiệt hóa học sau hơn 300 phút phản ứng.

Giống như lõi ngô, vỏ trấu cháy dễ dàng trong không khí ở áp suất cao

nhưng sự lưu thông nhiệt và khí thì bị hạn chế. Với đặc tính đó, sản lượng

cacbon hóa cố định (24%) chỉ đạt được 82% giá trị tại giới hạn thành phần

cacbon hóa cố định của than thì ít thay đổi.

1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước

Rác thải đang ngày càng trở thành vấn đề bức xúc của xã hội. Với sự phát

triển nhanh chóng của các đô thị lớn như thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội và

Hải phòng… thì vấn đề xử lý rác thải đô thị lại càng trở nên bức thiết. Ở nước

ta, phần lớn rác thải được xử lý thô sơ bằng cách chôn lấp tại các bãi rác với

nguy cơ gây ô nhiễm môi trường cao, gây ra nhiều hậu quả xấu ảnh hưởng tới

sức khoẻ con người.

Có nhiều phương pháp xử lý rác thải đô thị (đã trình bày ở trên) đã được

nghiên cứu và áp dụng, trong đó có phương pháp thiêu đốt. Phương pháp này xử

lý được nhiều loại chất thải (đặc biệt là các chất thải rắn khó phân huỷ như

plastic, da, cao su…), tiết kiệm được diện tích cho các bãi chôn lấp. Tuy nhiên,

nó lại gây tác động xấu đến môi trường không khí, ngoài ra chi phí cho việc xử

lý khí thải của quá trình thiêu đốt rất tốn kém.

Xử lý rác thải đô thị theo công nghệ nhiệt phân có kiểm soát khí thải và

tạo ra sản phẩm là than cacbon có hàm lượng tổng cacbon hữu cơ (TOC) cao



làm nhiên liệu trong công nghiệp và vật liệu xử lý môi trường là một xu thế phát

triển bền vững. Trong thời gian qua, Viện Công nghệ Môi trường đã tiến hành

nghiên cứu công nghệ cacbon hoá để xử lý chất thải rắn đô thị Hà Nội và đã đạt

được một số kết quả khả quan. Phương pháp cacbon hoá này vừa có thể xử lý

được ô nhiễm của chất thải với chi phí xử lý thấp hơn, vừa tạo ra được loại sản

phẩm tái chế phục vụ kinh tế xã hội như than sạch làm nhiên liệu hoặc vật liệu

hấp phụ dùng trong công nghệ xử lý ô nhiễm môi trường. Bản chất của phương

pháp là đốt các chất thải rắn cháy được trong điều kiện thiếu ôxy hoặc không có

ôxy hoàn toàn. Với những ưu điểm vượt trội mà phương pháp cacbon hoá bằng

nhiệt phân có được, các nhà khoa học Viện Công nghệ Môi trường đã tiến hành

nghiên cứu công nghệ cacbon hoá để xử lý chất thải rắn đô thị Hà Nội và đã có

một số kết quả khả quan cho việc áp dụng vào thực tế.

Trong quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học đã thực hiện trên 3 quy mô

khác nhau: 10 - 20 g/mẻ, 3 - 5 kg/mẻ và 50 kg/mẻ. Các thực nghiệm được tiến

hành với một số loại hình chất thải phổ biến như tre, gỗ,vỏ trấu, lõi ngô… Qua

quá trình thực nghiệm cacbon hoá các thành phần rác thải đô thị các nhà khoa

học đã xác định được hiệu suất thu hồi với các loại hình chất thải khác nhau ở

thời gian lưu nhiệt từ 10 - 60 phút ở các giải nhiệt độ 300, 400 và 5000C. Hiệu

suất thu hồi đối với tre từ 22 - 30% và tương đối ổn định; gỗ đạt từ 15,5 - 25,2%.

Vì sản phẩm than thu hồi được định hướng như là nhiên liệu đốt cho công

nghiệp và vật liệu làm giá thể sinh học trong xử lý ô nhiễm môi trường. Trong

đó, để làm nhiên liệu đốt thì vật liệu khi đốt phải sinh ra nhiệt lượng cao và được

đặc trưng bởi thành phần TOC (tổng cacbon hữu cơ) có trong sản phẩm. Do đó,

các nhà khoa học đã tiến hành phân tích các chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản

phẩm theo tiêu chí nhiệt năng thông qua chỉ tiêu TOC và nhiệt trị. Kết quả cho

thấy TOC của các sản phẩm tương đối cao từ 80-90% như của tre, gỗ và lõi ngô.

Điều này chứng minh cho triển vọng ứng dụng công nghệ cacbon hoá chất thải

thành sản phẩm than dùng như nhiên liệu siêu sạch.

1.3. Phân tích, đánh giá lựa chọn công nghệ cacbon hoá.

Xử lý rác luôn là vấn đề đau đầu của các nhà quản lý môi trường đô thị.

Đối với các đô thị, chọn công nghệ xử lý rác như thế nào để đạt hiệu quả cao,



không gây nên những hậu quả xấu về môi trường cho tương lai và ít tốn kém

luôn là nỗi bức xúc của các nhà chức năng.

Việc tái chế các loại chất thải, sử dụng như nguyên liệu phụ cho các

ngành sản xuất, còn có giá thành cao và gây ô nhiễm môi trường thứ cấp. Ở

nước ta hiện nay, do nhiều nguyên nhân, phương pháp xử lý rác được lựa chọn

nhiều nhất vẫn là chôn lấp. Việc chôn lấp chất thải gây ra hậu quả lâu dài khó có

thể kiểm soát được như: ô nhiễm nguồn nước ngầm do nước rác rò rỉ xuống,

phát thải khí độc lại đòi hỏi chi phí xử lý rất cao cho việc chống rò rỉ và xử lý

khí thải… Đã có nhà máy chế biến phân từ rác thải nhưng xem ra những sản

phẩm phân từ rác rất khó tiêu thụ. Công nghệ cacbon hóa có thể áp dụng đối với

chất thải nông nghiệp (trấu, lõi ngô, xơ dừa…), lâm nghiệp, các nghành chế biến

gỗ. Trong khi đó nguyên liệu có nguồn gốc từ nông nghiệp rẻ tiền lại rất dồi dào.

Theo kết quả nghiên cứu thực nghiệm của việc sản xuất than từ trấu. Nhiệt độ

cacbon hóa trấu thích hợp từ khoảng 450oC - 520oC. Than trấu được hoạt hóa

hơi nước trên 700oC, với tỷ lệ hơi/than là 0,09 - 0,3 trong khoảng 1,0 - 2,0 giờ.

Than hoạt tính trấu thu được có bề mặt riêng 276,68 m2/g. Do đó, lựa chọn công

nghệ cacbon hoá để xử lý rác thải đô thị là công nghệ có tính khả thi cao. Tính

ưu việt của công nghệ này là vốn đầu tư ít hơn so với phương pháp xử lý bằng

phương pháp thiêu đốt truyền thống, an toàn với môi trường vì không có khả

năng phát thải khí dioxin và furam.

Sơ đồ công nghệ cacbon hoá chất thải rắn đô thị, nông nghiệp được đề

xuất như sau:



Hình 1.4. Sơ đồ cacbon hóa rác thải sinh hoạt đô thị, nông nghiệp

Mô tả sơ đồ công nghệ được đề xuất: Các chất thải sau khi được thu gom,

tiến hành sơ chế, phân loại và nghiền nhỏ. Sau đó cho vật liệu vào thùng chứa

mẫu đưa vào lò cacbon hoá. Quá trình sấy khô và cacbon hoá chất thải xảy ra

bên trong lò. Khí thải sinh ra được tuần hoàn, và đốt cháy, tạo ra nhiệt vừa tiết

kiệm năng lượng xử lý khí thải, hạn chế việc sinh ra các khí độc như dioxin và

furam.

Chất thải

Sơ chế (phân loại, nghiền…)

Sấy khô

Cacbon hoá

Sản phẩm

Xử lý khí thải

Khí sạch

Nhiệt tuần hoàn



Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng nghiên cứu

Chất thải đô thị thành phố Hà Nội, các thành phần: tre gỗ, nhựa, giấy, cao

su, vải.

Để đảm bảo cho quá trình làm thí nghiệm được đầy đủ và chính xác về tỷ

lệ, các nguồn nguyên liệu được thu nhặt như sau:

Tre gỗ: Được lấy từ tre và mùn cưa của quá trình gia công gỗ

Nhựa: Được lấy từ chai, lọ và các phế thải được làm từ nhựa

Giấy: Bao gồm giấy viết, bìa caton

Cao su: Được lấy từ các săm xe ô tô, xe máy và xe đạp

Vải: Lấy từ quần áo và một số đồ dùng khác từ vải đã được thải bỏ.

Thực nghiệm áp dụng công nghệ cacbon hoá theo mô hình thiết kế của

Viện Công nghệ Môi trường thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

2.2. Phương pháp nghiên cứu

2.2.1. Phương pháp thu thập tài liệu

Bằng phương pháp thu thập tài liệu tác giả đã có những thông tin liên

quan đến đề tài như sau:

- Lượng phát thải chất thải rắn tại đô thị

- Thành phần có trong chất thải đô thị

- Công nghệ cacbon hoá với các vấn đề liên quan như khả năng ứng dụng

của công nghệ trong đời sống thực tế, các ưu- nhược điểm và các tác động đến

nhu cầu của hệ thống.

- Tình hình nghiên cứu cacbon hoá trên Thế giới và Việt Nam

- Khi áp dụng công nghệ thiêu đốt lượng khí thải ra là vấn đề nhức nhối

của các nhà khoa học và các nhà quản lý môi trường bởi tính chất độc hại của

nó. Vì thế, việc nghiên cứu thành công công nghệ cacbon hóa là rất quan trọng.

Công nghệ này góp phần giảm thiểu lượng khí thải độc hại do công nghệ sử

dụng ở nhiệt độ thấp nên không tạo ra chất độc hại là dioxin và furan. Ngoài ra



công nghệ cũng có bộ lọc xử lý làm giảm độ độc hại của các khí sinh ra trong

quá trình cacbon.

2.2.2. Phương pháp thực nghiệm

Đây là phương pháp tiến hành thí nghiệm thực tế quá trình cacbon hoá các

loại chất thải rắn khó phân huỷ. Qua đó tìm ra các thông số, các số liệu thực

nghiệm như: thời gian, nhiệt độ, hiệu suất thu hồi sản phẩm, hiệu suất thu hồi

cacbon hữu cơ tối ưu nhất, để việc xác định khả năng áp dụng công nghệ vào

việc xử lý chất thải rắn.

Các loại chất thải được dùng cho quá trình thí nghiệm là: gỗ, nhựa, giấy,

cao su, và vải. Khối lượng tiến hành thí nghiệm với các loại mẫu 2 - 8g. Quá

trình cacbon hoá được tiến hành trên thiết bị do Viện Công nghệ Môi trường

thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam chế tạo.

Trước khi xử lý các loại chất thải đều được phân loại. Các thành phần có

khả năng cacbon hoá sẽ được đem nghiền nhỏ rồi đưa vào lò cacbon hoá để thu

được sản phẩm cuối cùng là “Than sạch”.

Quá trình xử lý được thể hiện qua sơ đồ sau:

Hình 2.1. Sơ đồ thực nghiệm quá trình cacbon hoá.

Chất thải đô thị

Phân loại

Xử lý sơ bộ (nghiền)

Lò cacbon hoá

Sản phẩm



Hình 2.2. Sơ đồ cấu tạo của thiết bị thí nghiệm.

Mô tả quá trình thí nghiệm: Chất thải được đưa vào một cốc sứ chịu nhiệt,

sau đó đậy nắp kín và đưa vào lò nung kín bằng điện. Tiến hành quá trình

cacbon hoá tại các nhiệt độ khác nhau theo giá trị nhiệt kế hiển thị, theo dõi quá

trình cacbon hoá theo thời gian và nhiệt độ. Sau khi đủ thời gian cacbon hoá,

đưa cốc chứa mẫu ra khỏi lò, giữ nguyên nắp đậy, để nguội tự nhiên cho vào lọ

chứa mẫu.

Trong quá trình cacbon hoá lò nung được đậy nắp kín, khí nóng sinh ra từ

hơi nước và các chất dễ bay hơi trong vật liệu, do áp suất bên trong lò cao hơn

bên ngoài, khí nóng trong lò sẽ thoát ra ngoài, đồng thời ngăn cản sự xâm nhập

ôxi vào trong lò, như vậy ôxi sẽ không tham gia vào quá trình đốt. Trong quá

trình này, áp suất của lò không được kiểm soát, áp suất hoạt động theo hoạt động

tự nhiên của lò.

2.3.3. Phương pháp phân tích, tính toán

Là phương pháp dùng để phân tích, xử lý các kết quả đo được, nhằm xác

định các thông số phục vụ cho mục đích nghiên cứu của đề tài.

Cách tính giá trị: Độ ẩm, hiệu suất thu hồi sản phẩm và nhiệt trị

a. Tính độ ẩm

w = %1000

0

m

mm r

Lò điện

Nhiệt kế

Nắp cốc

Cốc đựng

chất thải

Chất thải



Trong đó: w: là độ ẩm, %.

m0: là khối lượng chất thải rắn trước khi sấy, g.

mr: là khối lượng chất thải rắn sau khi sấy, g.

b. Tính hiệu suất thu hồi sản phẩm

XA = %1000

m

mT

Trong đó: xA: là hiệu suất thu hồi sản phẩm, %

m0: khối lượng chất thải rắn trước khi cacbon hoá, g

mT: khối lượng sản phẩm sau khi cacbon hoá, g

c. Tính hàm lượng cacbon hữu cơ

Để xác định hàm lượng cacbon hữu cơ trong sản phẩm thu được ta xác

định bằng cách đo TOC của sản phảm. Kết quả TOC được xác định như sau:

Áp dụng phương pháp đo TOC bằng bộ đo mẫu rắn SSM - 5000A. Khi bộ

SSM - 5000A được kết nối với máy chính TOC - Vcph của hãng Shimadzu -

Nhật Bản sẽ giúp ta đo được tổng cacbon hữu cơ có trong mẫu.

Do thành phần IC trong mẫu không quá lớn so với thành phần TOC nên

tác giả đã áp dụng theo phương pháp đo như sau:

mTOC = mTC - mIC

Trong đó: mTOC: là khối lượng cacbon hữu cơ, mg

mTC: là khối lượng cacbon tổng, mg

mIC: là khối lượng các chất cặn vô cơ, mg

Khi đo với cùng một mẫu ta phải chuẩn bị 2 mẫu có khối lượng giống

nhau, một mẫu đem đo để thu kết quả TC, còn mẫu kia đem đo để thu kết quả

IC, sau đó lấy kết quả TC trừ đi kết quả IC ta sẽ được kết quả TOC.

Các thông số trước khi đo là:

- Lượng mẫu lấy đo: Với mỗi mẫu là 10 (mg)

- Dụng cụ chứa mẫu đo: Thuyền Ceramic



- Đo trong môi trường: Khí

- Tốc độ tăng nhiệt: 200C/phút

- Nhiệt độ cao nhất: 9000C

- Hoá chất dùng đo IC: Dung dịch axit HCl

Thiết bị sử dụng phục vụ cho quá trình làm thí nghiệm gồm có: Máy sấy,

lò cacbon hoá, bộ đo mẫu rắn SSM, máy TOC - Vcph.

d. Tính tỷ lệ thành phần cacbon hữu cơ trong sản phẩm

YTOC = %100T

TOC

m

m

Trong đó: YTOC: là tỷ lệ thành phần cacbon hữu cơ, %

mTOC: là khối lượng cacbon hữu cơ, mg

mT: là khối lượng mẫu trước khi đo, mg

e. Tính hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ.

XTOC = XA.YTOC

Trong đó: XTOC: là hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ (%)

XA: là hiệu suất thu hồi sản phẩm (%)

YTOC: là tỷ lệ thành phần cacbon hữu cơ trong sản phẩm (%)

f. Tính nhiệt trị.

Qd = 339Cd + 1256 Hd – 108(Od – Sd) – 25,1(Wd + Hd)

Trong đó: Qd: là nhiệt trị của chất thải rắn, kJ/kg

Cd, Hd, Od, Sd: là các thành phần cháy, %

Wd: là độ ẩm, %

Máy đo nhiệt trị là AC 500 - Leco, USA

2.3.4. Phương pháp xử lý số liệu

- Phân tích, tổng hợp, xử lý số liệu…xác định được hiệu suất thu hồi của

từng loại vật liệu: Gỗ, giấy, da, nhựa, cao su, vải.



- Lập biểu đồ biểu diễn sự ảnh hưởng của các thông số công nghệ như:

thời gian lưu nhiệt khác nhau (10 phút, 20 phút, 30 phút, 40 phút, 50 phút), nhiệt

độ khác nhau (ở 300oC, 400oC, 500oC) đến hiệu suất thu hồi sản phẩm, nhiệt trị

của sản phẩm



CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Các loại chất thải ở Việt Nam được thải ra với các thành phần rất đa dạng,

phong phú và hầu như chưa phân loại.Vì vậy, áp dụng công nghệ cacbon hóa

vào việc xử lý các thành phần hữu cơ chậm phân hủy trong rác thải sẽ góp phần

xử lý rác thải sinh hoạt hiệu quả hơn.

Tác giả đã tiến hành thực nghiệm cacbon hóa mẫu gỗ, vải, nhựa, cao su và

hỗn hợp chất thải trong khoảng nhiệt độ 3000C - 5000C với thời gian lưu nhiệt

10-50 phút, đề tài đã thu được những kết quả nhất định trong việc xử lý chất thải

thành than nhiên liệu. Dưới đây là những kết quả chi tiết đã thu được.

3.1. Khảo sát sự biến động của nhiệt độ của buồng cacbon hoá

Sự thay đổi nhiệt độ trong buồng cacbon hoá ở các khoảng nhiệt độ là T =

3000C, T = 4000C và T = 5000C với các thời gian lưu nhiệt là t = 10 phút, t = 20

phút, t = 30 phút, t = 40 phút, t = 50 phút.

Bảng 3.1. Sự thay đổi nhiệt độ trong buồng cacbon hoá

TT Thời gian (phút) T = 3000C T = 4000C T = 5000C

1 5 70 70 80

2 10 200 230 250

3 15 300 360 370

4 17 350 400 460

5 20 340 430 500

6 25 320 420 530

7 30 310 410 500

8 35 300 400 520

9 40 340 430 500

10 45 330 420 530

11 50 320 410 510

12 55 310 400 500

13 60 300 410 520



0

100

200

300

400

500

600

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

Thêi gian (phót)

Nh

iÖt

®é

(oC

)

NhiÖt ®é 300 (oC) NhiÖt ®é 400 (oC) NhiÖt ®é 500 (oC)

Hình 3.1. Biểu đồ biểu diễn nhiệt độ của lò cacbon hoá

Qua số liệu thể hiện sự thay đổi nhiệt độ của buồng cacbon hoá, ta thấy:

- Từ khi bắt đầu tiến hành khởi động lò đến khi đạt được khoảng nhiệt độ

và thời gian thích hợp cho quá trình cacbon hoá thì nhiệt độ trong buồng cacbon

hoá tăng lên rất nhanh. Sau thời gian t = 13 phút đã đến nhiệt độ T = 3000C, t =

17 phút thì T = 4000C và chỉ sau thời gian t = 20 phút nhiệt độ bên trong lò

cacbon đã là T = 5000C.

- Sau đó, trong quá trình cacbon hoá ở các thời gian lưu nhiệt khác nhau

(10 phút, 20 phút, 30 phút, 40 phút và 50 phút) thì nhiệt độ trong buồng cacbon

hoá giảm dần đều và có tăng thì cũng chỉ tăng rất chậm. Trong khoảng t = 5 phút

cũng chỉ tăng 100C - 200C.

3.2. Khảo sát đô ẩm của vật liệu thí nghiệm

Độ ẩm (tỷ lệ hơi nước) có trong vật liệu dùng cho quá trình cacbon hóa,

ảnh hưởng đến quá trình cacbon hoá, do vậy cần đánh giá mức độ ảnh hưởng

của độ ẩm đến quá trình cacbon hoá, độ ẩm được tính sau khi sấy. Dưới đây là

bảng số liệu thể hiện tỷ lệ nước đã bay hơi trong quá trình sấy các vật liệu thí

nghiệm: gỗ, giấy, cao su, nhựa, vải ở nhiệt độ 1000C



Khối lượng của các vật liệu thí nghiệm là 2g. Thời gian sấy là từ 10 phút

đến 60 phút

Bảng 3.2. Kết quả xác định độ ẩm của vật liệu thí nghiệm ở nhiệt độ 1000C

Đơn vị tính: %

Thời gian

(phút) 10 20 30 40 50 60

Tre, gỗ 6,42 7,57 8,08 8,15 8,25 8,26

Vải 1,80 1,82 1,88 1,97 2,23 2,23

Giấy 6,63 7,75 7,93 8,30 8,33 8,33

Cao su 0,97 1,08 1,18 1,35 1,47 1,48

Nhựa 0,87 0,89 1,02 1,08 1,10 1,12

Hình 3.2. Biểu đồ biểu diễn nhiệt độ của lò cacbon hoá

Nhìn vào các đồ thị biểu diễn tỷ lệ bay hơi nước của các vật liệu thí

nghiệm,ta thấy:

- Trong khoảng 10 - 30 phút đầu của quá trình sấy đối với các loại vật liệu

trừ nhựa thì lượng nước bay hơi chậm, khối lượng mẫu không thay đổi nhiều

nên đồ thị lượng hơi nước trong giai đoạn này đi lên theo chiều tăng không đáng

kể.



- Trong khoảng 40 - 60 phút sau đối với các vật liệu thí nghiệm trừ nhựa

thì đường biểu diễn tăng nhanh và đến khi sự thay đổi khối lượng hơi nước trong

các mẫu thay đổi không đáng kể thì quá trình coi như hoàn thành. Từ đó, ta tính

được lượng ẩm trong mẫu và đó chính là lượng hơi nước đã bay hơi.

- Trong các vật liệu thí nghiệm, nhựa có tỷ lệ bay hơi nước thấp nhất và

tre gỗ có tỷ lệ bay hơi nước lớn nhất.

3.3. Kết quả của quá trình cacbon hoá

3.3.1. Kết quả của quá trình cacbon hoá tre gỗ

Thí nghiệm được tiến hành với tre gỗ thải. Khối lượng mẫu tre gỗ từ 1 -

3g. Nhiệt độ cacbonhoá ở 3000C, 4000C và 5000C. Thời gian lưu 10 phút, 20

phút, 30 phút, 40 phút, 50 phút.

Sản phẩm cacbon hoá của tre, gỗ được đem đo TOC với khối lượng mẫu

lấy là 10mg.

a. Cacbon hoá tre gỗ tại T = 3000C

Bảng 3.3. Hiệu suất thu hồi cacbon hoá tre gỗ tại T = 3000C

STT Thời gian

cacbon hoá (phút)

Hiệu suất thu hồi sản phẩm

(%)

Tỷ lệ thành phần cacbon hữu cơ (%)

Hiệu suất thu hồi cacbon hữu

cơ (%)

1 10 61,97 42,34 26,23

2 20 43,50 45,50 19,79

3 30 40,43 56,12 22,69

4 40 42,29 64,21 27,15

5 50 28,33 46,61 13,21

Trung bình 43,30 50,96 21,82



Hình 3.3. Đồ thị biểu diễn quá trình cacbon hoá của tre gỗ tại T = 3000C thay đổi theo thời gian

Từ hình 3.3 và bảng 3.3 cho thấy:

Hiệu suất thu hồi sản phẩm và hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ giảm dần

theo thời gian. Tuy nhiên, tỷ lệ thành phần cacbon hữu cơ trong sản phẩm thu

hồi thay đổi theo dạng phương trình parabol, ban đầu tỷ lệ cacbon thấp, sau đó

tăng dần đến điểm cực đại rồi giảm dần. Hiệu suất thu hồi sản phẩm đạt cao nhất

là 61,97% tại thời điểm t = 10 phút và tỷ lệ cacbon hữu cơ cao nhất là 64,21%

tại thời gian t = 40 phút. Tại điểm t = 40 thì hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ là

lớn nhất 27,15%. Vậy tại nhiệt độ 3000C thì thời gian tối ưu cacbon hoá của

tre gỗ là 40 phút.

b. Cacbon hoá tre gỗ tại T = 4000C


STT Thời gian

cacbon hoá (phút)


(%)



cơ (%)

1 10 42,20 47,74 20,15

2 20 39,60 55,66 22,04

3 30 36,00 54,44 19,60

4 40 24,40 51,40 12,54

5 50 19,01 44,25 8,41

Trung bình 32,24 50,70 16,55

Tỷ

lệ t

hàn

h p

hần

các

bon

h

ữu

cơ

(%

)



Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn quá trình cacbon hoá của tre gỗ tại T = 4000C thay đổi theo thời gian


Tại nhiệt độ 4000C hiệu suất thu hồi sản phẩm và tỷ lệ thành phần cacbon

hữu cơ của tre gỗ đều giảm dần theo thời gian, tốc độ giảm nhanh hơn so với

nhiệt độ 3000C. Tỷ lệ cacbon trong sản phẩm thu hồi biến thiên theo đường cong

hàm parabol, ban dầu tỷ lệ thấp, sau đó tăng lên giá trị cực đại, rồi giảm xuống.

Hiệu suất thu hồi sản phẩm cao nhất là 42,20% ở thời gian lưu 10 phút, tại thời

gian lưu là 20 phút thì tỷ lệ thành phần cacbon hữu cơ đạt mức cao nhất 55,66%

và tại thời gian lưu 20 phút thì hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ cũng là lớn nhất

22,04%. Vậy tại nhiệt độ 4000C tthời gian tối ưu cacbon hoá tre gỗ là 20 phút.

Tỷ

lệ t

hàn

h p

hần

các

bon

h

ữu

cơ

(%)



c. Cacbon hoá tre gỗ tại T = 5000C


STT Thời gian

cacbon hoá (phút)


(%)



cơ (%)

1 10 43,37 51,31 22,25

2 20 30,46 54,53 16,61

3 30 21,82 45,63 9,96

4 40 20,44 42,86 8,76

5 50 21,13 29,33 6,20

Trung bình 27,44 44,73 12,76

Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn quá trình cacbon hoá của tre gỗ tại T = 5000C thay đổi theo thời gian.

Qua bảng 3.5 và hình 3.5. ta nhận thấy: Tương tự như ở nhiệt độ 3000C

và 4000C khi cacbon hoá tre gỗ ở 5000C hiệu suất thu hồi sản phẩm và hiệu suất

thu hồi cacbon hữu cơ cũng giảm dần theo thời gian, tỷ lệ thành phần cacbon

trong sản phẩm cũng theo dạng đường cong parabol nhưng tốc độ giảm nhanh

hơn ở 4000C. Hiệu suất thu hồi sản phẩm cao nhất là 27,25% ở thời gian lưu 10

phút, tại thời gian lưu 20 phút thì tỷ lệ thành phần cacbon hữu cơ đạt cao nhất là

Tỷ

lệ t

hàn

h p

hần

các

bon

h

ữu

cơ

(%

)



54,53%. Tại thời điểm t = 10 phút thì hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ là lớn

nhất 22,25%. Vậy tại nhiệt độ 5000C thời gian tối ưu cacbon hoá tre gỗ là 10

phút.

Từ những kết quả của quá trình cacbon hoá tre gỗ ở nhiệt độ 3000C,

4000C và 5000C với thời gian lưu là 10 phút, 20 phút, 30 phút, 40 phút và 50

phút ở trên ta rút ra kết luận sau:

- Điểm tối ưu để hiệu suất thu hồi sản phẩm lớn nhất là: T = 3000C và t =

40 phút

- Điểm tối ưu để tỷ lệ thành phần cacbon hữu cơ lớn nhất là: T = 4000 và t

= 20 phút.

- Điểm tối ưu để hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ lớn nhất là: T = 5000C và

t = 10 phút.

3.3.2. Kết quả của quá trình cacbon hoá nhựa

Thí nghiệm được tiến hành với nhựa thải. Khối lượng mẫu nhựa từ 2 - 7g.

Nhiệt độ cacbon hoá ở 3000C, 4000C và 5000C. Thời gian lưu 10 phút, 20 phút,

30 phút, 40 phút, 50 phút.

Sản phẩm cacbon hoá của nhựa được đem đo TOC với khối lượng mẫu

lấy là 10mg.

a. Cacbon hoá nhựa tại T = 3000C

Bảng 3.6. Kết quả cacbon hoá nhựa tại T = 3000C

STT Thời gian

cacbon hoá (phút)


(%)



cơ (%)

1 10 98,64 51,34 50,65

2 20 83,70 60,90 50,97

3 30 68,19 68,42 46,65

4 40 66,01 73,93 48,80

5 50 66,75 71,51 47,73

Trung bình 76,66 65,22 48,96



Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn quá trình cacbon hoá của nhựa tại T = 3000C thay đổi theo thời gian

Từ hình 3.6 và bảng 3.6 nhận thấy:

Hiệu suất thu hồi sản phẩm giảm nhanh theo thời gian đốt, giá trị thu hồi

cao. Hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ có sự biến đổi không đáng kể theo thời

gian. Tỷ lệ thành phần cacbon hữu cơ trong sản phẩm thu hồi thay đổi theo dạng

phương trình parabol, ban đầu tỷ lệ cacbon thấp, sau đó tăng dần đến điểm cực

đại rồi giảm dần. Hiệu suất thu hồi sản phẩm đạt cao nhất là 98,64% tại thời

điểm t = 10 phút và tỷ lệ cacbon hữu cơ cao nhất là 73,93% tại thời gian t = 40

phút. Tại điểm t = 20 thì hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ là lớn nhất 50,97%.

Vậy tại nhiệt độ 3000C thời gian tối ưu cacbon hoá nhựa là 20 phút.

b. Cacbon hoá nhựa tại T = 4000C

Bảng 3.7. Hiệu suất thu hồi cacbon hoá nhựa tại T = 4000C

STT Thời gian

cacbon hoá (phút)


(%)



cơ (%)

1 10 85,35 61,59 52,57

2 20 77,78 65,22 50,73

3 30 57,19 79,75 45,61

4 40 48,12 75,30 36,23

5 50 27,93 72,16 20,15

Trung bình 59,27 70,80 41,06

Tỷ

lệ t

hàn

h p

hần

các

bon

h

ữu

cơ

(%

)



Hình 3.7. Đồ thị biểu diễn quá trình cacbon hoá của nhựa tại T = 4000C thay đổi theo thời gian



hữu cơ của nhựa đều giảm dần theo thời gian, tốc độ giảm nhanh. Tỷ lệ cacbon

trong sản phẩm thu hồi biến thiên theo đường cong hàm parabol, ban đầu tỷ lệ

thấp, sau đó tăng lên giá trị cực đại, rồi giảm xuống. Hiệu suất thu hồi sản phẩm

cao nhất là 85,35% ở thời gian lưu 10 phút, tại thời gian lưu là 30 phút thì tỷ lệ

thành phần cacbon hữu cơ đạt mức cao nhất 79,75% và tại thời gian lưu 10 phút

thì hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ cũng là lớn nhất 52,57%. Vậy tại nhiệt độ

4000C thời gian tối ưu cacbon hoá nhựa là 10 phút.

c. Cacbon hoá nhựa tại T = 5000C

Bảng 3.8. Hiệu suất thu hồi cacbon hoá nhựa tại T = 5000C

STT Thời gian

cacbon hoá (phút)


(%)



cơ (%)

1 10 76,77 76,26 58,55 2 20 49,75 78,34 38,97 3 30 26,81 74,02 19,85 4 40 26,65 71,33 19,01 5 50 13,73 64,15 8,80

Trung bình 38,74 72,82 29,04

Tỷ

lệ t

hàn

h p

hần

các

bon

h

ữu

cơ

(%

)



Hình 3.8. Đồ thị biểu diễn quá trình cacbon hoá của nhựa tại T = 5000C thay đổi theo thời gian.

Qua bảng 3.8 và hình 3.8 nhận thấy:

Tương tự như ở nhiệt độ như tại nhiệt độ 3000C và4000C khi cacbon hoá

nhựa ở 5000C hiệu suất thu hồi sản phẩm và hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ

cũng giảm dần theo thời gian, tuy nhiên tốc độ giảm rất nhanh. Tỷ lệ thành phần

cacbon trong sản phẩm cũng theo dạng đường cong parabol nhưng tốc độ giảm

nhanh hơn ở 3000C và 4000C. Hiệu suất thu hồi sản phẩm cao nhất là 76,77% ở

thời gian lưu 10 phút, tại thời gian lưu 20 phút thì tỷ lệ thành phần cacbon hữu

cơ đạt cao nhất là 78,34%. Tại thời điểm t = 10 phút thì hiệu suất thu hồi cacbon

hữu cơ là lớn nhất 58,55%. Vậy tại nhiệt độ 5000C thời gian tối ưu cacbon hoá

của nhựa là 10 phút.

Từ những kết quả của quá trình cacbon hoá nhựa ở nhiệt độ 3000C, 4000C

và 5000C với thời gian lưu là 10 phút, 20 phút, 30 phút, 40 phút và 50 phút ở

trên ta rút ra kết luận sau:


20 phút

- Điểm tối ưu để tỷ lệ thành phần cacbon hữu cơ lớn nhất là: T = 4000C và t

= 10 phút.

Tỷ

lệ t

hàn

h p

hần

các

bon

h

ữu

cơ

(%

)




t = 10 phút.

3.3.3. Kết quả của quá trình cacbon hoá giấy

Thí nghiệm được tiến hành với giấy thải. Khối lượng mẫu giấy từ 1 - 3g. Nhiệt độ cacbon hoá ở 3000C, 4000C và 5000C. Thời gian lưu 10 phút, 20 phút, 30 phút, 40 phút, 50 phút.

Sản phẩm cacbon hoá của giấy được đem đo TOC với khối lượng mẫu lấy là 10mg.

a. Cacbon hoá giấy tại T = 3000C

Bảng 3.9. Hiệu suất thu hồi cacbon hoá giấy tại T = 3000C

STT Thời gian

cacbon hoá (phút)


(%)



cơ (%)

1 10 65,60 32,44 21,28

2 20 45,20 42,50 19,21

3 30 42,19 45,12 19,03

4 40 42,34 52,29 22,14

5 50 38,79 46,67 18,10

Trung bình 46,82 43,80 19,95

Hình 3.9. Đồ thị biểu diễn quá trình cacbon hoá của giấy tại T = 3000C thay đổi theo thời gian

Tỷ

lệ t

hàn

h p

hần

các

bon

h

ữu

cơ

(%

)



Từ hình 9 và bảng 10 cho thấy:

Hiệu suất thu hồi sản phẩm giảm dần theo thời gian, tốc độ giảm chậm.

Hiệu suất thu hồi cacbon tương đối ổn định, biến đổi chậm theo thời gian.Tỷ lệ

thành phần cacbon hữu cơ trong sản phẩm thu hồi thay đổi theo dạng phương

trình parabol, ban đầu tỷ lệ cacbon thấp, sau đó tăng dần đến điểm cực đại rồi

giảm dần. Hiệu suất thu hồi sản phẩm đạt cao nhất là 65,60% tại thời điểm t =

10 phút và tỷ lệ cacbon hữu cơ cao nhất là 52,29% tại thời gian t = 40 phút. Tại

điểm t = 40 thì hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ là lớn nhất 22,14%. Vậy tại

nhiệt độ 3000C thời gian tối ưu cacbon hoá của nhựa là 40 phút.

b. Cacbon hoá giấy tại T = 4000C


STT Thời gian

cacbon hoá (phút)


(%)



cơ (%)

1 10 41,91 37,74 15,82

2 20 25,02 41,24 10,32

3 30 25,08 44,45 11,15

4 40 14,24 41,40 5,89

5 50 19,06 34,17 6,51

Trung bình 25,06 39,80 9,94

Hình 3.10. Đồ thị biểu diễn quá trình cacbon hoá của giấy tại T = 4000C thay đổi theo thời gian

Tỷ

lệ t

hàn

h p

hần

các

bon

h

ữu

cơ

(%

)




Tại nhiệt độ 4000C hiệu suất thu hồi sản phẩm và hiệu suất thu hồi cacbon

hữu cơ của giấy cùng giảm dần theo thời gian. Tỷ lệ cacbon trong sản phẩm thu

hồi biến thiên theo đường cong hàm parabol, ban đầu tỷ lệ thấp, sau đó tăng lên

giá trị cực đại, rồi giảm xuống. Hiệu suất thu hồi sản phẩm cao nhất là 49,51% ở

thời gian lưu 10 phút, tại thời gian lưu là 30 phút thì tỷ lệ thành phần cacbon hữu

cơ đạt mức cao nhất 44,45% và tại thời gian lưu 10 phút thì hiệu suất thu hồi

cacbon hữu cơ lớn nhất 15,82%. Vậy tại nhiệt độ 4000C thời gian tối ưu cacbon

hoá của giấy là 10 phút.

c. Cacbon hoá giấy tại T = 5000C


STT Thời gian

cacbon hoá (phút)


(%)

Tỷ lệ thành phần cacbon hữu cơ

(%)

Hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ

(%)

1 10 13,94 52,05 7,26

2 20 27,25 44,70 12,18

3 30 21,2 38,16 8,09

4 40 18,24 27,46 5,01

5 50 5,86 12,05 0,71

Trung bình 17,30 34,88 6,65



Hình 3.11. Đồ thị biểu diễn quá trình cacbon hoá của giấy tại T = 5000C thay đổi theo thời gian.


Tương tự như tại nhiệt độ 4000C khi cacbon hoá giấy ở 5000C hiệu suất

thu hồi sản phẩm và hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ cũng giảm dần theo thời

gian, tỷ lệ thành phần cacbon trong sản phẩm cũng theo dạng đường cong

parabol nhưng tốc độ giảm nhanh hơn ở 3000C và 4000C. Hiệu suất thu hồi sản

phẩm cao nhất là 27,27% ở thời gian lưu 20 phút, tại thời gian lưu 10 phút thì tỷ

lệ thành phần cacbon hữu cơ đạt cao nhất là 52,32%. Tại thời điểm t = 20 phút

thì hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ là lớn nhất 13,49%. Vậy tại nhiệt độ 5000C

thời gian tối ưu cacbon hoá giấy là 20 phút.

Từ những kết quả của quá trình cacbon hoá giấy ở nhiệt độ 3000C, 4000C

và 5000C với thời gian lưu là 10 phút, 20 phút, 30 phút, 40 phút và 50 phút ở

trên ta rút ra kết luận sau:


40 phút


= 10 phút.

Tỷ

lệ t

hàn

h p

hần

các

bon

h

ữu

cơ

(%

)




t = 20 phút.

3.3.4. Kết quả của quá trình cacbon hoá cao su

Thí nghiệm được tiến hành với cao su thải. Khối lượng mẫu cao su từ 1 -

5g. Nhiệt độ cacbon hoá ở 3000C, 4000C và 5000C. Thời gian lưu 10 phút, 20

phút, 30 phút, 40 phút, 50 phút.

Sản phẩm cacbon hoá của cao su được đem đo TOC với khối lượng mẫu

lấy là 10mg.

a. Cacbon hoá cao su tại T = 3000C

Bảng 3.12. Hiệu suất thu hồi cacbon hoá cao su tại T = 3000C

STT Thời gian

cacbon hoá (phút)


(%)



cơ (%)

1 10 94,73 42,44 40,20

2 20 93,87 47,50 44,59

3 30 80,87 46,12 37,30

4 40 78,80 54,29 42,78

5 50 69,40 46,61 32,35

Trung bình 83,53 47,39 39,44

Hình 3.12. Đồ thị biểu diễn quá trình cacbon hoá của cao su tại T = 3000C thay đổi theo thời gian.

Tỷ

lệ t

hàn

h p

hần

các

bon

h

ữu

cơ

(%

)




Tương tự như cao su ở 3000C, hiệu suất thu hồi sản phẩm giảm dần theo

thời gian, tốc độ giảm chậm.Hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ, tương đối ổn định,

ít thay đổi theo thời gian. Tỷ lệ thành phần cacbon hữu cơ trong sản phẩm thu

hồi thay đổi theo dạng phương trình parabol, ban đầu tỷ lệ cacbon thấp, sau đó

tăng dần đến điểm cực đại rồi giảm dần. Hiệu suất thu hồi sản phẩm đạt cao nhất

là 94,73% tại thời điểm t = 10 phút và tỷ lệ cacbon hữu cơ cao nhất là 54,29%

tại thời gian t = 40 phút. Tại điểm t = 20 thì hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ là

lớn nhất 44,59%. Vậy tại nhiệt độ 3000C thời gian tối ưu cacbon hoá của cao

su là 20 phút.

b. Cacbon hoá cao su tại T = 4000C


STT Thời gian

cacbon hoá (phút)


(%)



cơ (%) 1 10 41,91 37,74 15,82

2 20 25,02 41,24 10,32

3 30 25,08 44,45 11,15

4 40 14,24 41,40 5,89

5 50 13,56 34,17 4,63

Trung bình 23,96 39,80 9,56

Hình 3.13. Đồ thị biểu diễn quá trình cacbon hoá của cao su tại T = 4000C thay đổi theo thời gian

Tỷ

lệ t

hàn

h p

hần

các

bon

h

ữu

cơ

(%

)



Từ hình 3.13 và bảng 3.12 ta thấy:


hữu cơ của cao su đều giảm dần theo thời gian. Tỷ lệ cacbon trong sản phẩm thu

hồi biến thiên theo đường cong hàm parabol, ban đầu tỷ lệ thấp, sau đó tăng lên

giá trị cực đại, rồi giảm xuống. Hiệu suất thu hồi sản phẩm cao nhất là 85,35% ở

thời gian lưu 10 phút, tại thời gian lưu là 30 phút thì tỷ lệ thành phần cacbon hữu

cơ đạt mức cao nhất 79,75% và tại thời gian lưu 10 phút thì hiệu suất thu hồi

cacbon hữu cơ cũng là lớn nhất 52,57%. Vậy tại nhiệt độ 4000C thì thời gian tối

ưu cacbon hoá của cao su là 10 phút.

c. Cacbon hoá cao su tại T = 5000C


STT Thời gian

cacbon hoá (phút)


(%)



cơ (%) 1 10 29,59 52,32 15,48 2 20 27,25 49,54 13,50 3 30 21,20 41,63 8,82 4 40 18,24 37,80 6,89 5 50 5,86 28,30 1,66

Trung bình 20,43 41,92 9,27

Hình 3.14. Đồ thị biểu diễn quá trình cacbon hoá của cao su tại T = 5000C thay

đổi theo thời gian.

Tỷ

lệ t

hàn

h p

hần

các

bon

h

ữu

cơ

(%

)




Tương tự như ở nhiệt độ như tại nhiệt độ 4000C khi cacbon hoá cao su ở

5000C hiệu suất thu hồi sản phẩm và hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ cũng giảm

dần theo thời gian.Tỷ lệ thành phần cacbon trong sản phẩm biến thiên với

phương trình parabol và giảm nhanh theo thời gian. Hiệu suất thu hồi sản phẩm

cao nhất là 29,59% ở thời gian lưu 10 phút, tại thời gian lưu 10 phút thì tỷ lệ

thành phần cacbon hữu cơ đạt cao nhất là 52,32%. Tại thời điểm t = 10 phút thì

hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ là lớn nhất 15,48%. Vậy tại nhiệt độ 5000C thì

thời gian tối ưu cacbon hoá của cao su là 10 phút.

Từ những kết quả của quá trình cacbon hoá cao su ở nhiệt độ 3000C,

4000C và 5000C với thời gian lưu là 10 phút, 20 phút, 30 phút, 40 phút và 50

phút ở trên ta rút ra kết luận sau:


20 phút


= 10 phút.


t = 10 phút.

3.3.5. Kết quả của quá trình cacbon hoá vải

Thí nghiệm được tiến hành với vải thải. Khối lượng mẫu vải từ 1 - 4g.

Nhiệt độ cacbon hoá ở 3000C, 4000C và 5000C với thời gian lưu nhiệt là 10 phút,

20 phút, 30 phút, 40 phút, 50 phút.

Sản phẩm cacbon hoá của vải được đem đo TOC với khối lượng mẫu lấy

là 10mg.



a. Cacbon hoá vải tại T = 3000C

Bảng 3.15. Hiệu suất thu hồi cacbon hoá vải tại T = 3000C

STT Thời gian

Cacbon hoá (phút)


(%)

Tỷ lệ thành phần Cacbon hữu cơ (%)

Hiệu suất thu hồi Cacbon hữu

cơ (%)

1 10 91,62 62,45 57,22

2 20 90,87 61,00 55,43

3 30 86,90 74,46 64,70

4 40 71,18 73,93 52,62

5 50 75,90 71,61 54,35

Trung bình 83,29 68,69 56,86

Hình 3.15. Đồ thị biểu diễn quá trình cacbon hoá của vải tại T = 3000C thay đổi theo thời gian.

Từ bảng 3.15 và hình 3.15 nhận thấy:

Hiệu suất thu hồi sản phẩm giảm dần theo thời gian, tốc độ giảm chậm.

Hiệu suất thu hồi cacbon chưa có xu thế biến thiên ổn định. Tỷ lệ thành phần

cacbon hữu cơ trong sản phẩm thu hồi thay đổi theo dạng phương trình parabol,

ban đầu tỷ lệ cacbon thấp, sau đó tăng dần đến điểm cực đại rồi giảm dần. Hiệu

suất thu hồi sản phẩm đạt cao nhất là 91,62% tại thời điểm t = 10 phút và tỷ lệ

cacbon hữu cơ cao nhất là 74,46% tại thời gian t = 30 phút. Tại điểm t = 30 thì

Tỷ

lệ t

hàn

h p

hần

các

bon

h

ữu

cơ

(%

)



hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ là lớn nhất 64,70%. Vậy tại nhiệt độ 3000C thì

thời gian tối ưu cacbon hoá của vải là 30 phút.

b. Cacbon hoá vải tại T = 4000C


STT Thời gian

cacbon hoá (phút)


(%)



cơ (%)

1 10 95,83 64,59 61,89

2 20 82,87 68,22 56,54

3 30 72,65 82,70 60,08

4 40 68,26 75,30 51,40

5 50 69,73 73,16 51,01

Trung bình 77,87 72,79 56,19




hữu cơ của vải đều giảm dần theo thời gian, tốc độ giảm chậm. Tỷ lệ cacbon

trong sản phẩm thu hồi biến thiên theo đường cong hàm parabol, ban dầu tỷ lệ




Tỷ

lệ t

hàn

h p

hần

các

bon

h

ữu

cơ

(%

)



thì hiệu suất thu hồi Cacbon hữu cơ cũng là lớn nhất 61,89%. Vậy tại nhiệt độ

4000C thì thời gian tối ưu cacbon hoá của vải là 10 phút.

c. Cacbon hoá vải tại T = 5000C


STT Thời gian

cacbon hoá (phút)


(%)



cơ (%)

1 10 82,75 78,25 64,75

2 20 64,12 76,34 48,95

3 30 58,97 74,02 43,65

4 40 23,85 70,40 16,79

5 50 14,01 62,34 8,73

Trung bình 48,74 72,27 36,57


Từ bảng 3.17 và hình 3.17 nhận thấy:

Tương tự như ở nhiệt độ như tại nhiệt độ 4000C khi cacbon hoá vải ở

5000C hiệu suất thu hồi sản phẩm và hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ cũng giảm

dần theo thời gian, tỷ lệ thành phần cacbon trong sản phẩm cũng theo dạng

đường cong parabol nhưng tốc độ giảm nhanh hơn ở 4000C. Hiệu suất thu hồi

sản phẩm cao nhất là 82,75% ở thời gian lưu 10 phút, tại thời gian lưu 10 phút

thì tỷ lệ thành phần cacbon hữu cơ đạt cao nhất là 78,75%. Tại thời điểm t = 10

Tỷ

lệ t

hàn

h p

hần

các

bon

h

ữu

cơ

(%

)



phút thì hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ là lớn nhất 64,75%. Vậy tại nhiệt độ

5000C thì thời gian tối ưu cacbon hoá của vải là 10 phút.

Qua những kết quả của quá trình cacbon hoá vải ở nhiệt độ 3000C, 4000C

và 5000C với thời gian lưu là 10 phút, 20 phút, 30 phút, 40 phút và 50 phút ta rút

ra kết luận sau:


30 phút

- Điểm tối ưu để tỷ lệ thành phần cacbon hữu cơ lớn nhất là: T = 4000 và t

= 10 phút.


t = 10 phút.

3.3.5. Kết quả của quá trình cacbon hoá hỗn hợp chất thải

Thí nghiệm được tiến hành với hỗn hợp chất thải. Khối lượng mẫu hỗn

hợp từ 4 - 8g. Nhiệt độ cacbon hoá ở 3000C, 4000C và 5000C. Thời gian lưu 10

phút, 20 phút, 30 phút, 40 phút, 50 phút. Tỷ lệ thành phần hỗn hợp được tính

theo tỷ lệ rác tại khảo sát tại bãi rác Nam Sơn, Hà Nội tháng 3/2011. Tỷ lệ cụ thể

như sau:

Hình 3.18. Bảng thành phần hỗn hợp chất thải thí nghiệm

Thành phần Tỷ lệ trong trong

rác thải

Tỷ lệ trong hỗn hợp

thí nghiệm

Giấy 6,53% 22,85%

Vải 5,82% 20,36%

Gỗ 2,51% 8,78%

Nhựa 13,57% 47,48%

Da và cao su 0,15% 0,52%

Sản phẩm cacbon hoá của hỗn hợp được đem đo TOC với khối lượng mẫu

lấy là 10mg.



a. Cacbon hoá hỗn hợp tại T = 3000C

Bảng 3.19. Hiệu suất thu hồi cacbon hoá hỗn hợp tại T = 3000C

STT Thời gian

Cacbon hoá (phút)


(%)



cơ (%)

1 10 65,52 37,44 24,53

2 20 63,48 33,53 21,28

3 30 52,10 53,06 27,64

4 40 47,63 52,29 24,91

5 50 45,03 46,67 21,01

Trung bình 54,75 44,60 23,87

Hình 3.18. Đồ thị biểu diễn quá trình cacbon hoá của hỗn hợp tại T = 3000C thay đổi theo thời gian


Hiệu suất thu hồi sản phẩm giảm dần theo thời gian, tốc độ giảm

chậm.Giá trị hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ cũng giảm dần theo thời gian,

nhưng tốc độ rất chậm. Tỷ lệ thành phần cacbon hữu cơ trong sản phẩm thu hồi

thay đổi theo dạng phương trình parabol, ban đầu tỷ lệ cacbon thấp, sau đó tăng

dần đến điểm cực đại rồi giảm dần. Hiệu suất thu hồi sản phẩm đạt cao nhất là

65,52% tại thời điểm t = 10 phút và tỷ lệ cacbon hữu cơ cao nhất là 53,06% tại

thời gian t = 30 phút. Tại điểm t = 30 thì hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ là lớn

Tỷ

lệ t

hàn

h p

hần

các

bon

h

ữu

cơ

(%

)



nhất 27,64%. Vậy tại nhiệt độ 3000C thời gian tối ưu cacbon hoá của hỗn hợp

là 30 phút.

b. Cacbon hoá hỗn hợp tại T = 4000C


STT Thời gian

Cacbon hoá (phút)


(%)



cơ (%)

1 10 59,91 37,74 22,61

2 20 57,43 41,85 24,04

3 30 58,50 46,42 27,16

4 40 35,99 42,28 15,22

5 50 16,91 34,60 5,85

Trung bình 45,75 40,58 18,97

Hình 3.19. Đồ thị biểu diễn quá trình cacbon hoá của hỗn hợp tại T = 4000C thay đổi theo thời gian

Nhìn vào hình 10 và bảng 11 ta thấy:

- Tại nhiệt độ 4000C hiệu suất thu hồi sản phẩm và tỷ lệ thành phần

cacbon hữu cơ của hỗn hợp chất thải đều giảm dần theo thời gian. Tỷ lệ cacbon

Tỷ

lệ t

hàn

h p

hần

các

bon

h

ữu

cơ

(%

)



trong sản phẩm thu hồi biến thiên theo đường cong hàm parabol, ban đầu tỷ lệ




thì hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ cũng là lớn nhất 27,16%. Vậy tại nhiệt độ

4000C thì thời gian tối ưu cacbon hoá của hỗn hợp là 30 phút.

c. Cacbon hoá hỗn hợp tại T = 5000C


STT

Thời gian

cacbon hoá

(phút)

Hiệu suất thu

hồi sản phẩm

(%)

Tỷ lệ thành

phần cacbon

hữu cơ (%)

Hiệu suất thu

hồi cacbon hữu

cơ (%)

1 10 17,18 54,34 9,34

2 20 11,71 51,46 6,02

3 30 11,83 41,60 4,92

4 40 10,59 29,75 3,15

5 50 7,75 24,33 1,88

Trung bình 11,81 40,29 5,06

Hình 3.20. Đồ thị biểu diễn quá trình cacbon hoá của hỗn hợp tại T = 5000C thay đổi theo thời gian.

Qua bảng 3.21 và hình 3.20 ta nhận thấy:

Tương tự như ở nhiệt độ như tại nhiệt độ 4000C khi cacbon hoá hỗn hợp

chất thải ở 5000C hiệu suất thu hồi sản phẩm và hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ

Tỷ

lệ t

hàn

h p

hần

các

bon

h

ữu

cơ

(%

)



cũng giảm dần theo thời gian. Tỷ lệ thành phần cacbon trong sản phẩm biến

thiên với phương trình parabol và giảm nhanh theo thời gian. Hiệu suất thu hồi

sản phẩm cao nhất là 17,18% ở thời gian lưu 10 phút, tại thời gian lưu 10 phút

thì tỷ lệ thành phần cacbon hữu cơ đạt cao nhất là 53,34%. Tại thời điểm t = 10

phút thì hiệu suất thu hồi cacbon hữu cơ là lớn nhất 9,34%. Vậy tại nhiệt độ

5000C thì thời gian tối ưu cacbon hoá của hỗn hợp là 10 phút.

Từ những kết quả của quá trình cacbon hoá hỗn hợp chất thải ở nhiệt độ

3000C, 4000C và 5000C với thời gian lưu là 10 phút, 20 phút, 30 phút, 40 phút và

50 phút ở trên ta rút ra kết luận sau:


30 phút


= 30 phút.


t = 10 phút.

Nhận xét chung:

Qua các bảng số liệu và hình ảnh biểu diễn sự biến đổi nhiệt độ của lò

cacbon hóa và hiệu suất thu hồi sản phẩm theo thời gian đối với các loại vật liệu:

gỗ, giấy, vải, nhựa, cao su, và hỗn hợp có thể rút ra nhận xét chung như sau:

- Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng lớn và quyết định hiệu suất thu hồi cacbon

hóa, nhiệt độ cacbon hoá phải phù hợp đối với từng loại vật liệu.

- Thời gian cacbon hóa cũng ảnh hưởng rất nhiều đến quá trình, thời gian

quá ngắn, chưa thể loại bỏ được các thành phần tạp chất, tỷ lệ cacbon hữu cơ

trong sản phẩm thấp, hiệu quả của quá trình thấp. Thời gian quá dài thì hiệu suất

thu hồi càng nhỏ vì các hợp chất dễ bay hơi, sẽ bị nhiệt phân, hiệu suất thu hồi

sẽ thấp.

3.5. Đánh giá nhiệt trị của sản phẩm thu được

Sau khi thực hiện xong quá trình cacbon hoá các thành phần chất thải, để

đánh giá nhiệt trị của than sinh ra, theo cảm quan, tác giả đã chọn ra một số mẫu

sản phẩm đẹp (mẫu đã được cacbon hoá hoàn toàn, mịn), phân tích nhiệt trị tại



phòng phân tích vật liệu rắn của bộ môn Hoá lý - khoa Hoá học - trường Đại học

sư phạm Hà nội 1, kết quả như sau:

Bảng 3.22. Kết quả phân tích nhiệt trị một số sản phẩm cacbon hoá

TT Tên mẫu Kết quả

Q (Kcal/kg) Tiêu chuẩn kiểm

nghiệm 1 Giấy 3.709,4 ASTM ( D5496) 2 Cao su 1.012,4 ASTM (D5496) 3 Tre 5.493,6 ASTM ( D5496) 4 Vải 5.626,2 ASTM ( D5496) 5 Hỗn hợp 6.413,7 ASTM ( D5496) 6 Nhựa 6.743,0 ASTM ( D5496)

Dưới đây là bảng giá trị nhiệt trị của một số loại nhiên liệu rắn thông

thường để so sánh với sản phẩm than cacbon tạo ra từ chất thải rắn.

Bảng 3.22. Bảng nhiệt trị của một số loại nhiên liệu thông thường

Loại nhiên liệu Nhiệt trị kJ/kg Kcal/kg

Than ít bitum loại A 24.490 – 26.823 6.400

Than ít bitum loại B 22.158 – 24.490 5.850

Than ít bitum loại C 19.358 – 22.158 5.293

Than non loại A 14.693 – 19.358 4.624

Than non loại B 14.693 3.510

Củi ép trấu 11.720 2.800

Củi ép mùn cưa 17.580 4.200

Dầu DO 43.138 10.030

Lower and Higher Heating Values of Gas, Liquid and Solid Fuels - National Laboratory,

Argonne, IL, released August 26, 2010, http://greet.es.anl.gov/

Từ hai bảng trên ta thấy than sản phẩm của quá trình cacbon hóa có giá trị

nhiệt lượng tương đương với các nhiên liệu thông thường. Với giá trị nhiệt

lượng như trên, hoàn toàn có thể sử dụng than nhiên liệu từ quá trình cacbon hoá

chất thải đô thị làm than nhiên liệu.



KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Kết luận

1. Ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễm chất thải rắn sinh hoạt nói

riêng đang là một vấn đề nhức nhối, cần phải có biện pháp xử lý hiệu quả.Lượng

rác thải rắn sinh hoạt ở các đô thị nước ta hiện nay, chiếm một lượng lớn chất

thải trong tổng số chất thải trong cả nước, chưa có biện pháp xử lý hiệu quả.

2. Cacbon hóa chất thải rắn đô thị là một phương pháp xử lý chất thải rắn

đô thị mang lại nhiều hiệu quả trong xử lý chất thải rắn và bảo vệ môi trường.Đề

tài đã tiến hành thực nghiệm với rác thải đô thị để xác định được tỷ lệ thu hồi

cacbon hữu cơ (TOC) với quy mô nhỏ hơn 10g, cho thấy hiệu quả của công

nghệ.

3. Đã tiến hành khảo sát độ ẩm của chất thải cho thấy lượng ẩm trong các

thành phần rác thải cacbon hoá nhỏ cụ thể: tre gỗ 8,26%; nhựa 1,12%; giấy

8,33%; cao su 1,48%; vải 2,33%, không ảnh hưởng nhiều đến quá trình cacbon

hoá.

4. Xác định được hiệu suất thu hồi cacbon tối ưu đối với các thành phần

chất thải với các kết quả như sau: tre gỗ tại 3000C, hiệu suất thu hồi cacbon đạt

26,23%, thời gian cacbon hoá 10 phút; nhựa tại 5000C, hiệu suất thu hồi cacbon

đạt 58,55%, thời gian cacbon hoá 10 phút; giấy tại 3000C, hiệu suất thu hồi

cacbon đạt 22,14%, thời gian cacbon hoá 40 phút; cao su tại 3000C, hiệu suất thu

hồi cacbon đạt 42,78%, thời gian cacbon hoá 40 phút; vải tại 3000C, hiệu suất

thu hồi cacbon đạt 68,18%, thời gian cacbon hoá 30 phút; hỗn hợp tại 3000C,

hiệu suất thu hồi cacbon đạt 27,64%, thời gian cacbon hoá 30 phút.

5. Giá trị nhiệt nhiệt trị của sản phẩm thu được đạt giá trị cao có giá trị

tương đương một số loại nhiên liệu truyền thống cụ thể: nhựa 6.743,0 kcal/kg;

hỗn hợp 6.413,7 kcal/kg; vải 5.626,2 kcal/kg; tre gỗ 5.493,6 kcal/kg; giấy 3.709,4

kcal/kg; ngoại trừ cao su đạt giá trị thấp 1.012,4 kcal/kg so với dầu DO là 10.030

kcal/kg



Kiến nghị

Từ những kết quả thu được trong quá trình nghiên cứu đề tài. Tác giả xin

đưa ra kiến nghị như sau: công nghệ cacbon hóa xử lý chất thải rắn đô thị thành

nhiên liệu đã chứng tỏ ưu điểm của công nghệ. Cần tiến hành nghiên cứu chi tiết

cụ thể để xác định các ngưỡng nhiệt độ và chi tết để ứng dụng công nghệ cacbon

hoá vào xử lý chất thải, để tận thu nguồn cacbon hữu cơ, đồng thời giảm diện

tích chôn lấp rác thải và các nguy cơ về môi trường khác từ rác thải.



TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu tham khảo tiếng Việt:

1. Bộ Tài nguyên và Môi trường, (2011), “Báo cáo hiện trạng môi trường

quốc gia 2011 - Chất thải rắn”, Hà Nội.

2. Bộ Tài nguyên và Môi trường, (2005), “Báo cáo hiện trạng môi trường

Quốc gia năm 2005”.

3. Bộ Tài nguyên và Môi trường, (2004), “Báo cáo diễn biến môi trường Việt

Nam 2004 - Chất thải rắn”, Hà Nội.

4. Bộ xây dựng, (2010), “Quy hoạch tổng thể hệ thông xử lý chất thải y tế

nguy hại đến năm 2025”.

5. Bộ xây dựng, (2009), “Chương trình xử lý chất thải rắn sinh hoạt áp dụng

công nghệ, hạn chế chôn lấp giai đoạn 2009 – 2020”.

6. Chương trình hợp tác JICA, (3/2011), “Báo cáo Nghiên cứu quản lý CTR

tại Việt Nam”.

7. Chương trình hợp tác JICA, (5/2011), “Nghiên cứu Quản lý môi trường đô

thị tại Việt Nam - Tập 6”, Nghiên cứu về quản lý CTR ở Việt Nam.

8. Cục bảo vệ môi trường, (2008), Dự án “Xây dựng mô hình và triển khai thí

điểm việc phân loại, thu gom và xử lý rác thải sinh hoạt cho các đô thị

mới”.

9. Phạm Ngọc Đăng, (2000) “Quản lý môi trường đô thị và khu công nghiệp”,

Nxb Xây dựng, Hà Nội.

10. Nguyễn Xuân Nguyên, Trần Quang Huy, (2004), “Công nghệ xử lý rác thải

và chất thải rắn”, Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, Trang 41- 43

11. Trần Hiếu Nhuệ, Ưng Quốc Dũng, Nguyễn Thị Kim Thái, (2001), “Quản

lý chất thải rắn - Tập 1. Chất thải rắn đô thị”, Nxb Xây dựng, Hà Nội.

12. Trần Quang Ninh (2010), “Tổng luận về Công nghệ Xử lý Chất thải rắn

của một số nước và ở Việt Nam”Trung tâm thông tin khoa học và công

nghệ quốc gia

13. Sở Tài nguyên và Môi trường các địa phương, (2010), “Báo cáo hiện trạng

môi trường các địa phương”.



14. Viện Công nghệ môi trường - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam,

(2007), “Tuyển tập báo cáo hội nghị khoa học - Công nghệ môi trường,

nghiên cứu và ứng dụng”,Trang 11-17

15. Viện Công nghệ môi trường - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam,

(2008), “Tổng quan tình hình nghiên cứu, công nghệ nhiệt phân, cacbon

hóa chất thải”

Tài liệu tham khảo tiếng Anh:

16. A. C. Fieldner (1926) “Low - Temperature carbonization of coal”

Washington Government printing office

17. D J Goucher, “Coalite tyre services pyrolysis process” Presented to the

Midland Section on 19 September, 2002 At the Corus Conference

Centre, Scunthorpe.

www.coke-oven-managers.org/PDFs/goucher.pdf

18. Frank M. Gentry (1928), “The technology of low temperature

carbonization”, The Williams & Wilkins Co., Baltimore, Chapter I, IV.

19. Kazuhiro Mochidzuki, Lloyd S. Paredes, and Michael J. Antal, Jr, (2002),

“Flash Carbonization of Biomass”,Hawaii Natural Energy Institute,

School of Ocean and Earth Science and Technology, University of

Hawaii at Manoa, Honolulu, HI 96822.

20. Lower and Higher Heating Values of Gas, Liquid and Solid Fuels -

National Laboratory, Argonne, IL, released August 26, 2010,

http://greet.es.anl.gov/

21. R. Ketchum, et al, (May 1939), “Low Temperature Carbonization of Utah

Coals” A Report of the Utah Conservation and Research Foundation

to the Governor and State Legislature.

22. R. L. Brown, R. B. Cooper, (January 1927), “Composition of Light Oils

from Low-temperature Carbonization of Utah Coal” Ind. Eng. Chem.,

1927, pp 26–31

23. B. Willson Haigh, M. L. A (Bihar), M. I. Chem. E., (August 1940)

“Carbonization of coal and Recovery of by products”.



Phụ lục 1: Kết quả chi tiết quá trình xác định độ ẩm của nguyên liệu

1. Kết quả chi tiết quá trình xác định độ ẩm của tre gỗ

STT Thời gian

(phút) Ký hiệu mẫu

Khối lượng m0 (g)


Độ ẩm (%)

Độ ẩm trung bình (%)

M1 2 1.8710 6.450

M2 2 1.8717 6.413 1 10

M3 2 1.8722 6.388

6.417

M1 2 1.8457 7.713

M2 2 1.8437 7.815 2 20

M3 2 1.8565 7.173

7.567

M1 2 1.8417 7.913

M2 2 1.8369 8.153 3 30

M3 2 1.8363 8.183

8.083

M1 2 1.8370 8.15

M2 2 1.8310 8.45 4 40

M3 2 1.8430 7.85

8.150

M1 2 1.8350 8.252

M2 2 1.8350 8.251 5 50

M3 2 1.8351 8.247

8.250

M1 2 1.8348 8.259

M2 2 1.8350 8.252 6 60

M3 2 1.8350 8.248

8.253

Trong đó: m0 : Khối lượng mẫu trước khi sấy

m1 : Khối lượng mẫu sau khi sấy

2. Kết quả chi tiết quá trình xác định độ ẩm của nhựa

STT Thời gian


Khối lượng M0 (g)

Khối lượng M1 (g)

Độ ẩm (%)


M1 2 1.9827 0.866

M2 2 1.9826 0.869 1 10

M3 2 1.9827 0.866

0.867

M1 2 1.9821 0.894

M2 2 1.9823 0.885 2 20

M3 2 1.9820 0.900

0.893

3 30 M1 2 1.9800 1.000 1.017



M2 2 1.9790 1.050

M3 2 1.9800 1.001

M1 2 1.9780 1.100

M2 2 1.9784 1.080 4 40

M3 2 1.9786 1.069

1.083

M1 2 1.9770 1.150

M2 2 1.9775 1.125 5 50

M3 2 1.9790 1.052

1.109

M1 2 1.9770 1.150

M2 2 1.9776 1.120 6 60

M3 2 1.9781 1.093

1.121

3. Kết quả chi tiết quá trình xác định độ ẩm của giấy

STT Thời gian




Độ ẩm (%)


M1 2 1.8669 6.653

M2 2 1.8730 6.350 1 10

M3 2 1.8626 6.872

6.625

M1 2 1.8450 7.751

M2 2 1.8450 7.752 2 20

M3 2 1.8451 7.747

7.750

M1 2 1.8480 7.600

M2 2 1.8350 8.250 3 30

M3 2 1.8415 7.925

7.925

M1 2 1.8330 8.350

M2 2 1.8330 8.350 4 40

M3 2 1.8360 8.200

8.300

M1 2 1.8330 8.350

M2 2 1.8350 8.250 5 50

M3 2 1.8325 8.375

8.325

M1 2 1.8350 8.250

M2 2 1.8320 8.400 6 60

M3 2 8.325

8.325



4. Kết quả chi tiết quá trình xác định độ ẩm của cao su

STT Thời gian

(phút)

Khối lượng

m0 (g)

Khối lượng

m1 (g)

Độ ẩm

(%)

Độ ẩm trung bình

(%)

M1 2 1.9805 0.973

M2 2 1.9806 0.968 1 10

M3 2 1.9804 0.978

0.973

M1 2 1.9783 1.087

M2 2 1.9784 1.082 2 20

M3 2 1.9784 1.080

1.083

M1 2 1.9757 1.213

M2 2 1.9772 1.142 3 30

M3 2 1.9761 1.194

1.183

M1 2 1.9731 1.345

M2 2 1.9732 1.342 4 40

M3 2 1.9726 1.369

1.352

M1 2 1.9706 1.469

M2 2 1.9710 1.450 5 50

M3 2 1.9701 1.494

1.471

M1 2 1.9710 1.450

M2 2 1.9690 1.550 6 60

M3 2 1.9710 1.449

1.483

5. Kết quả chi tiết quá trình xác định độ ẩm của vải

STT Thời gian

(phút)

Khối lượng

m0 (g)

Khối lượng

m1 (g)

Độ ẩm

(%)

Độ ẩm trung bình

(%)

M1 2 1.9641 1.795

10 M2 2 1.9635 1.825 1

M3 2 1.9644 1.780

1.800

M1 2 1.9636 1.821 2 20

M2 2 1.9639 1.805

1.817



M3 2 1.9635 1.825

M1 2 1.9623 1.885

M2 2 1.9621 1.895 3 30

M3 2 1.9626 1.869

1.883

M1 2 1.9607 1.965

M2 2 1.9609 1.956 4 40

M3 2 1.9604 1.980

1.967

M1 2 1.9553 2.235

M2 2 1.9549 2.256 5 50

M3 2 1.9558 2.208

2.233

M1 2 1.9553 2.234

M2 2 1.9555 2.225 6 60

M3 2 1.9552 2.240

2.233



Phụ lục 2: Kết quả chi tiết của quá trình cacbon hoá các sản phẩm

1.Kết quả chi tiết của quá trình cacbon hoá tre gỗ

Hiệu suất thu hồi sản phẩm Tỷ lệ thành phần Cacbon hữu cơ Nhiệt độ

(0C)

Thời gian

(phút) m0

(g)

mT

(g) XA (%) mTC (mg)

mIC (mg)

mTOC

(mg)

YTOC (%)

10 3.000 1.859 61.97 423.400 0.0312 423.369 42.34

20 3.000 1.305 43.50 455.000 0.00347 454.997 45.50

30 3.000 1.213 40.43 561.200 0.00214 561.198 56.12

40 2.509 1.061 42.29 642.100 0.00138 642.099 64.21

300

50 2.993 0.848 28.33 466.120 0.00292 466.117 46.61

10 3.000 1.266 42.20 477.400 0.00534 477.395 47.74

20 3.000 1.188 39.60 556.600 0.03406 556.566 55.66

30 3.000 1.080 36.00 544.500 0.07258 544.427 54.44

40 3.000 0.732 24.40 514.600 0.5672 514.033 51.40

400

50 2.173 0.413 19.01 442.800 0.3212 442.479 44.25

10 3.053 1.324 43.37 513.200 0.0724 513.128 51.31

20 2.344 0.714 30.46 545.400 0.1145 545.286 54.53

30 3.341 0.729 21.82 456.300 0.0173 456.283 45.63

40 3.166 0.647 20.44 428.600 0.0387 428.561 42.86

500

50 3.502 0.740 21.13 294.400 1.053 293.347 29.33

2. Kết quả chi tiết của quá trình cacbon hoá nhựa


(0C)

Thời gian

(phút) m0

(g)

mT

(g) XA (%) mTC (mg)

mIC (mg)

mTOC

(mg)

YTOC (%)

10 3.16 3.117 98.64 514.500 1.0612 513.439 51.34

20 3.625 3.034 83.70 610.000 1.0341 608.966 60.90

30 2.829 1.929 68.19 684.600 0.4423 684.158 68.42

40 3.351 2.212 66.01 739.300 0.0481 739.252 73.93

300

50 5.422 3.619 66.75 716.100 1.0123 715.088 71.51

10 3.168 2.704 85.35 615.900 0.00871 615.891 61.59 400

20 3.02 2.349 77.78 652.200 0.00689 652.193 65.22



30 2.67 1.527 57.19 797.500 0.00616 797.494 79.75

40 4.279 2.059 48.12 753.000 0.00314 752.997 75.30

50 4.411 1.232 27.93 721.600 0.00352 721.596 72.16

10 5.911 4.538 76.77 762.600 0.00478 762.595 76.26

20 5.697 2.834 49.75 783.400 0.00385 783.396 78.34

30 6.598 1.769 26.81 740.300 0.05533 740.245 74.02

40 4.926 1.313 26.65 713.400 0.05872 713.341 71.33

500

50 6.754 0.927 13.73 641.500 0.02132 641.479 64.15

3. Kết quả chi tiết của quá trình cacbon hoá giấy


(0C)

Thời gian

(phút) m0

(g)

mT

(g) XA (%) mTC (mg)

mIC (mg)

mTOC

(mg)

YTOC (%)

10 1.843 1.209 65.60 224.400 0.0355 224.365 22.44

20 2.042 0.923 45.20 285.000 0.03009 284.970 28.50

30 2.700 0.839 31.07 451.200 0.00849 451.192 45.12

40 1.920 0.813 42.34 522.900 0.0026 522.897 52.29

300

50 2.351 0.912 38.79 466.700 0.00592 466.694 46.67

10 1.589 0.666 41.91 377.400 0.0054 377.395 37.74

20 1.663 0.416 25.02 412.400 0.01106 412.389 41.24

30 2.556 0.641 25.08 444.500 0.02258 444.477 44.45

40 1.468 0.209 14.24 414.600 0.5672 414.033 41.40

400

50 1.821 0.347 19.06 342.000 0.3212 341.679 34.17

10 1.916 0.267 13.94 523.200 0.02724 523.173 52.32

20 2.187 0.596 27.25 495.400 0.4835 494.917 49.49

30 2.019 0.428 21.20 416.300 0.3474 415.953 41.60

40 2.944 0.537 18.24 278.000 0.034 277.966 27.80

500

50 1.843 0.108 5.86 224.200 1.037 223.163 22.32



4. Kết quả chi tiết của quá trình cacbon hoá cao su


(0C)

Thời gian

(phút) m0

(g)

mT

(g) XA (%) mTC (mg)

mIC (mg)

mTOC

(mg)

YTOC (%)

10 3.000 2.842 94.73 324.400 0.0413 324.359 32.44

20 3.000 2.816 93.87 385.000 0.00349 384.997 38.50

30 3.000 2.426 80.87 461.200 0.00234 461.198 46.12

40 3.830 3.018 78.80 542.900 0.00268 542.897 54.29

300

50 4.798 3.330 69.40 466.120 0.00392 466.116 46.61

10 1.589 0.666 41.91 377.400 0.0054 377.395 37.74

20 1.663 0.416 25.02 412.400 0.01106 412.389 41.24

30 2.556 0.641 25.08 444.500 0.02258 444.477 44.45

40 1.468 0.209 14.24 414.600 0.5672 414.033 41.40

400

50 1.821 0.247 13.56 342.000 0.3212 341.679 34.17

10 1.916 0.567 29.59 523.200 0.02724 523.173 52.32

20 2.187 0.596 27.25 495.400 0.0145 495.386 49.54

30 2.019 0.428 21.20 416.300 0.0174 416.283 41.63

40 2.944 0.537 18.24 378.000 0.034 377.966 37.80

500

50 1.843 0.108 5.86 284.200 1.154 283.046 28.30

5. Kết quả cụ thể của quá trình cacbon hoá vải


(0C)

Thời gian

(phút) m0

(g)

mT

(g) XA (%) mTC (mg)

mIC (mg)

mTOC

(mg)

YTOC (%)

10 1.551 1.421 91.62 514.500 0.00612 514.494 51.45

20 1.961 1.782 90.87 610.000 0.00341 609.997 61.00

30 1.389 1.207 86.90 784.600 0.00444 784.596 78.46

40 2.033 1.247 61.34 739.300 0.00481 739.295 73.93

300

50 3.116 2.365 75.90 716.100 0.01216 716.088 71.61



10 1.701 1.63 95.83 645.900 0.00528 645.895 64.59

20 1.781 1.476 82.87 682.200 0.00589 682.194 68.22

30 2.322 1.687 72.65 827.000 0.00216 826.998 82.70

40 1.878 1.282 68.26 753.000 0.0124 752.988 75.30

400

50 1.665 1.161 69.73 731.600 0.0052 731.595 73.16

10 1.704 1.41 82.75 782.500 0.00421 782.496 78.25

20 1.965 1.26 64.12 763.400 0.00355 763.396 76.34

30 2.147 1.266 58.97 740.300 0.05233 740.248 74.02

40 2.264 0.54 23.85 704.000 0.01267 703.987 70.40

500

50 2.199 0.308 14.01 623.400 0.02002 623.380 62.34

6. Kết quả chi tiết của quá trình cacbon hoá hỗn hợp


(0C)

Thời gian

(phút) m0

(g)

mT

(g) XA (%) mTC (mg)

mIC (mg)

mTOC

(mg)

YTOC (%)

10 4.669 3.059 65.52 274.400 0.0315 274.369 27.44

20 7.388 4.690 63.48 335.300 0.0319 335.268 33.53

30 6.309 3.287 52.10 530.610 0.0513 530.559 53.06

40 5.001 2.482 49.63 522.900 0.0026 522.897 52.29

300

50 5.097 2.895 56.80 466.700 0.0092 466.691 46.67

10 5.069 3.037 59.91 377.400 0.0144 377.386 37.74

20 4.614 2.650 57.43 418.500 0.0116 418.488 41.85

30 5.304 3.103 58.50 464.200 0.0358 464.164 46.42

40 3.548 1.277 35.99 423.400 0.5672 422.833 42.28

400

50 6.039 1.021 16.91 346.300 0.3212 345.979 34.60

10 6.815 1.171 17.18 543.400 0.02724 543.373 54.34

20 6.732 0.788 11.71 515.100 0.4835 514.617 51.46

30 6.990 0.827 11.83 416.300 0.3474 415.953 41.60

40 6.646 0.704 10.59 298.200 0.7123 297.488 29.75

500

50 6.468 0.501 7.75 244.200 0.9317 243.268 24.33



Phụ lục 3: Một số hình ảnh thiết thí nghiệm và một số sản phẩm than

cacbon hoá

Lò nung Lò sấy

Cân mẫu cacbon hoá Cốc đựng mẫu khi cacbon hoá

Bộ SSM-5000A kết nối với máy chính

TOC- Vcph

Bộ SSM-5000A



Máy TOC-Vcph Cân mẫu đo TOC và Thuyền Ceramic

Giấy trước khi cacbon hoá Than cacbon hoá từ giấy

Vải trước khi cacbon hoá Than cacbon hoá từ vải

nghiên cứu công nghệ cacbon hoá các chất thải cháy được trong

Documents