Ecotech-SH là lớp lò đốt nguyên khối dùng bàn đẩy liệu (mass burn stoker incinerator) được thiết kế cho yêu cầu đốt tiêu hủy chất thải rắn sinh hoạt hỗn hợp với hàm lượng ẩm không hạn chế ở nguyên dạng thu gom, mà không phải xử lý trước và không dùng đến nhiên liệu bên ngoài. Với 2 buồng đốt sơ cấp liên hoàn, lò Ecotech-SH có thể vận hành  ở nhiều chế độ: khí hóa nhanh (cháy ở nhiệt độ cao), khí hóa chậm (cháy ở nhiệt độ thấp) và nhiệt phân than hóa (torrefaction). Với 2 buồng đốt thứ cấp liên tiếp và hệ thống làm sạch khí thải thiết kế đặc biệt, lò Ecotech-SH đảm bảo đạt các yêu cầu của quy chuẩn kỹ thuật QCVN 30:2012 về khí thải ngay cả khi đốt rác sinh hoạt lẫn lộn nhiều rác công nghiệp. Với đường thu gom hơi nước tách riêng, lò Ecotech-SH có thể làm giàu khí lò thêm Hydro, Oxy khi thu hồi khí cho phát điện tuabin khí. Lò đốt chất thải 4 buồng đốt không dùng nhiên liệu Ecotech-SH đã được đăng ký sáng chế và bảo hộ các nhóm đối tượng nêu trên.

Ý tưởng thiết kế công nghệ tạo nên khác biệt

            Thị trường thiết bị xử lý, chế biến rác phát triển, chế tạo trong nước "nổi" dần theo "sức nóng" ngày một tăng của nhu cầu xử lý rác thải sinh hoạt và phản ứng ngày một mạnh mẽ từ phía người dân trước ô nhiễm môi trường do chôn lấp gây ra. Đã từng có những thiết bị xử lý, chế biến nhập khẩu từ những nước công nghiệp phát triển hay chế tạo trong nước hơn 10 năm qua, nhưng có thể nói chưa có công nghệ, thiết bị nào đáp ứng được kỳ vọng.

            Qua nhiều năm nghiên cứu đánh giá những công nghệ sẵn có tốt nhất (BAT), những thực tiễn môi trường tốt nhất (BEP) về xử lý, tái chế chất thải với sự hỗ trợ của Vụ Khoa học Công nghệ Bộ Công Thương và đối chiếu với hoạt động quản lý chất thải, phế liệu chính quy và phi chính quy, cũng như  đặc thù của rác thải sinh hoạt ở Việt Nam, đã sáng tỏ được nhiều vấn đề về đòi hỏi khác biệt, đặc thù của công nghệ, thiết bị xử lý rác thải ở thị trường trong nước:

                        (1) Đốt không dùng nhiên liệu là giải pháp tốt nhất, phù hợp nhất thay thế chôn lấp cả về mặt môi trường, kinh tế, lẫn chấp nhận xã hội ở một nước còn  "nghèo" tài chính cho phát triển công nghiệp và thanh toán dịch vụ môi trường.

                        (2) Đốt nguyên khối rác thải, nghĩa là không cần phân loại trước  (tại nguồn và / hoặc trong cơ sở xử lý) là giải pháp tốt nhất, phù hợp nhất với hoàn cảnh không thể (về mặt thói quen) và không nên (về kinh tế, tiện nghi) phân loại rác từ nguồn ở những đất nước tồn tại mảng kinh doanh "đồng nát / ve chai" tự phát rộng khắp đến tận người thu gom, vận chuyển rác chính quy (họ sẽ là người hưởng khống free rider thành quả của nỗ lực phân loại rác từ nguồn, không phải xã hội được hưởng); với yêu cầu tiêu hủy (không phải là sản xuất compost) rác thải sinh hoạt có tỷ lệ thành phần vật liệu tái chế được ở đầu vào quá thấp, không tương xứng với chi phí đầu tư, vận hành và xử lý  ô nhiễm trong phân loại rác.

                        (3) Tự chứa và tự sấy, nghĩa là rác về đến đâu vào lò đến đấy và tự sấy ở đó thay cho chứa rác chờ đốt trên sàn, trong hố ngoài lò và sấy bằng hệ thống riêng, là giải pháp tốt nhất, phù hợp nhất với môi trường khí hậu nhiệt đới, tận thu nhiệt của lò để đáp ứng đòi hỏi đốt được rác thải sinh hoạt với mọi độ ẩm.

                        (4) Thu hồi năng lượng, nhiên vật liệu sinh ra từ đốt theo ý muốn bằng chế độ chạy lò - giải pháp "mềm", là giải pháp tốt nhất, phù hợp nhất cho nhu cầu sử dụng đa dạng trước mắt và lâu dài cho đa dạng chất thải.

                        (5) Xây lắp lò đốt bằng vật liệu và lao động kỹ thuật trong nước và dễ sửa chữa, bảo dưỡng là giải pháp tốt nhất, phù hợp nhất để đạt chỉ tiêu giá thành lò thấp hơn 1/2 giá lò nhập khẩu công suất tương tự.

            Đó chính là 5 ý tưởng thiết kế công nghệ tạo nên khác biệt cho lò đốt chất thải Ecotech-SH.

Thực hiện ý tưởng thiết kế công nghệ vào lò đốt chất thải Ecotech-SH

            Thiết kế công nghệ với 3 ý tưởng (1), (2) và (3) trong 1 lò đốt nêu trên là chưa từng có trên thực tế thế giới, cũng như trong nước, nhưng có từng phần trong một số kiểu lò có

công dụng khác nhau gần nhất với những ý tưởng thiết kế công nghệ này, như lò đốt nguyên khối rác thải sinh hoạt trên ghi tĩnh hoặc một vài kiểu ghi động không dùng nhiên liệu rất thành công ở châu Âu và đã chuyển giao công nghệ cho Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan, Trung Quốc (có 1, 2; không có 3);  lò đốt tầng sôi kiểu đứng rất thành công ở Nhật Bản và     đã chuyển giao công nghệ cho Ấn Độ (có 1, 3; không có 2); hay lò đốt sinh khối đẩy liệu trên sàn nghiêng (có 1; không có 2, 3); v.v.

            Những công nghệ này có những cơ cấu không phù hợp với ý tưởng thiết kế công nghệ nêu trên hoặc đã bộc lộ rõ không hiệu quả trong điều kiện vận hành với rác thải Việt Nam, hoặc đắt tiền, khó chế tạo trong điều kiện   vật tư và cơ sở vật chất kỹ thuật hiện có ở Việt Nam, như: Cơ cấu đốt trên mặt bộ ghi động cấu tạo rất phức tạp, chế tạo bằng kim loại chịu nhiệt đắt tiền,  phải làm nguội bằng gió hoặc bằng nước, hành trình dầy đặc với nhiều dạng chuyển động  làm cho nó hao mòn nhanh, tốn năng lượng v.v.; hay cơ cấu  sàn lật để đảo rác chế tạo phức tạp, tốn năng lượng trong các lò đốt sàn cứng, hoặc  cơ cấu đốt trên sàn nghiêng tự trượt trong các lò đốt sinh khối nông lâm; cơ cấu đốt tầng sôi bằng thổi gió qua đệm cát phức tạp trong các lò đốt kiểu đứng; v.v.

            Do những cơ cấu hiện đại này của nước ngoài chiếm tỷ trọng lớn trong giá thành lò, nên thay thế được nó để giảm tối đa các cơ cấu chuyển động trong lò sẽ đưa lò về mặt bằng giá chấp nhận được trong điều kiện Việt Nam,  giảm được chi phí vận hành, nâng cao tuổi thọ của lò và các bộ phận chủ chốt trong nó.

            Ecotech Việt Nam đã chọn lọc ưu điểm thiết kế của các kiểu lò đốt     đã từng thành công và loại bỏ hoặc thay thế những cơ cấu không thích hợp nêu trên bằng những cơ cấu "Việt Nam hóa".

            Công nghệ lò đốt Ecotech - SH có thể minh họa qua các hình dưới đây.

Hình 1: Phác họa cấu hình hệ thống đốt nguyên khối Ecotech - SH

Hình 2: Sơ đồ nguyên lý hoạt động đốt nguyên khối Ecotech - SH

Hình 3: Hình phối cảnh lò đốt Ecotech - SH

Hình 4: Quá trình hóa lý Sấy - Nhiệt phân – Khí hóa - Cháy Ecotech - SH

             Nhờ những chọn lọc và thay thế như vậy, lò đốt Ecotech-SH có những đặc điểm công nghệ nổi trội như sau:

1)   Đốt nguyên khối chất thải rắn sinh hoạt nhiệt trị thấp hay    sinh khối, chất thải rắn công nghiệp không nguy hại với độ ẩm không hạn chế (khi nhiệt độ buồng đốt sơ cấp đã đạt 600^oC - 800^oC) theo nguyên lý tự cháy không dùng nhiên liệu trên hành trình đầy đủ từ chứa & sấy rác, nhiệt phân, khí hóa đến cháy kiệt trên sàn đốt bậc thang trong buồng đốt sơ cấp thứ nhất và cháy tro trong buồng đốt sơ cấp thứ hai kiểu giếng đứng ghi cố định;       kết hợp các cơ cấu thổi lửa (đốt tầng sôi) độc đáo, rất đơn giản trong đun bếp rơm rạ cổ truyền của người Việt, cơ cấu làm rác tự rơi, tự nhào lộn để phá vỡ         kết hình tro rác cản trở cháy và trộn không khí vào trong khối rác để cháy từ trong ra, với sử dụng dòng khí cưỡng bức, đối lưu tự nhiên, bức xạ nhiệt trong các buồng đốt sơ cấp thường dùng.

2)   Kết cấu đặc biệt của hai buồng đốt thứ cấp nối tiếp đảm bảo thời gian lưu cháy > 2 giây, nhiệt độ cháy > 1.000^oC và lượng oxy dư > 6%   cho phá hủy triệt để CO, NO_x và bẫy thu bụi, tro bay, muội hắc ín (tar) ngay từ hai buồng đốt thứ cấp giúp cho khâu xử lý khí thải sau đó đơn giản, hiệu quả hơn.

3)   Ống khói tích hợp hệ thống làm sạch khí thải liên hoàn từ dập lạnh và rửa khí trong một xyclon ướt bố trí ở phần thân dưới ống khói để đồng thời làm lạnh nhanh khí thải xuống 180^oC, trung hòa khí axit, hấp thụ SO_x, H₂S, rửa sạch bụi và muội hắc ín nên đảm bảo giảm đến tối thiểu thành phần độc hại thoát ra không trung (mà nhiều lò đốt hiện nay không đảm bảo) và ngăn ngừa tối đa tái hợp dioxin và furan trong khí thải. Giải pháp này tiết kiệm diện tích đất   rất nhiều so với các kiểu hầm xử lý khí thải hiện dùng phổ biến trong nước.

4)   Thu hơi nước từ sấy khô tách riêng để không ảnh hưởng đến quá trình cháy và tái sử dụng sau này để tách thành hydro và oxy làm giàu cho khí lò, khi sử dụng nó để phát điện.

5)   Có thể điều khiển lò hoạt động theo chế độ tùy chọn: sấy khô, khí hóa nhanh (cháy ở nhiệt độ cao), khí hóa chậm (cháy ở nhiệt độ thấp) và nhiệt phân than hóa (torrefaction) - mà các kiểu lò hiện nay không làm được, tùy theo yêu cầu xử lý và thu hồi sản phẩm là nhiệt, khí gas tổng hợp (syngas) hay than sinh học (biochar).

Sáng chế lò đốt 4 buồng đốt không dùng nhiên liệu của Ecotech Việt Nam đã được Cục Sở hữu trí tuệ Việt Nam chấp nhận đơn đăng ký sáng chế độc quyền và bảo hộ các đối tượng nêu trên (số 52387/QĐ-SHTT ngày 27/8/2015).

(còn tiếp)