Đó là ý tưởng về một quy trình sản xuất liên tục và khép kín có thể làm ra than hoạt tính từ trấu, không gây ra khói độc ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi trường. Quy trình sạch này do PGS Nguyễn Văn Tư và các nhà khoa học của Viện Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu Trường ĐHBK Hà Nội bắt tay thực hiện nghiên cứu trong hai năm. Đề tài này đã được Cục Sở hữu trí tuệ – Bộ KH&CN công nhận và cấp Bằng Giải pháp hữu ích năm 2017 vì những giá trị thiết thực đối với cuộc sống và môi trường.
Tận dụng phế phẩm nông nghiệp
PGS Nguyễn Văn Tư cho biết, Việt Nam là nước nông nghiệp, đại bộ phận nông dân chủ yếu sống bằng nghề trồng lúa; bên cạnh đó, theo thống kê, hiện nay nước ta đứng thứ hai thế giới về xuất khẩu gạo. Do vậy, khối lượng trấu sinh ra khi chế biến gạo tiêu dùng trong nước và xuất khẩu hàng năm ước tính khoảng 8 triệu tấn gây ách tắc sản xuất cũng như ô nhiễm môi trường nặng nề do nông dân thường đốt trấu hoặc tận dụng ép làm củi đun.
Trước đây, than hoạt tính thường được chế tạo từ củi gỗ hoặc than bùn khiến nạn chặt phá rừng tăng cao gây hậu quả nặng nề cho cuộc sống và môi trường. Với một thời gian dài nghiên cứu về khoa học vật liệu, PGS Nguyễn Văn Tư đã nảy ra ý tưởng tận dụng nguồn trấu phế phẩm nông nghiệp dồi dào này làm nguyên liệu chế biến thành than hoạt tính để xuất khẩu, là cách làm tốt vừa có chi phí rẻ vừa mang lại hiệu quả kinh tế cao, tạo nhiều việc làm và tăng thu nhập cho các hộ nông dân từ việc bán trấu.
“Nghiên cứu của chúng tôi mang tên Quy trình và thiết bị sản xuất liên tục than hoạt tính từ trấu không có khói (thuộc Nhiệm vụ hợp tác quốc tế về khoa học và công nghệ theo Nghị định thư Việt Nam – Hàn Quốc, cơ quan chủ quản là Bộ Giáo dục và Đào tạo) ra đời, đã chứng minh đây là quy trình sản xuất sạch hơn, ít gây ô nhiễm môi trường hơn do áp dụng công nghệ sản xuất liên tục, khép kín, đốt khói lò để tận dụng nhiệt cung cấp trở lại cho quá trình xử lý giúp giảm thiểu tiêu hao năng lượng, tăng cao năng suất, hiệu quả thu hồi than lớn. Đây là điểm khác biệt, ưu biệt hơn hẳn so với các công nghệ đang được sử dụng hiện nay” – PGS Tư nói.
Phát hiện này sẽ góp phần giúp nước ta tận thu phế thải nông nghiệp, cũng như tránh khỏi nạn chặt phá rừng lấy củi đốt làm than hoạt tính trước đây.
Hô biến “trấu” thành sản phẩm hữu ích
Nghiên cứu của nhóm được thực hiện trên các công nghệ than hóa trấu để chế tạo than thô, tách SiO2 khỏi than trấu thô, xử lý nâng cao hoạt tính của than trấu với hiệu quả và chất lượng cao. Kỹ thuật này dựa trên công nghệ sản xuất sạch hơn, do đó tiết kiệm và thân thiện với môi trường.
Thực tế trong trấu có khoảng 50% chất bốc hữu cơ do đó khi đốt một triệu tấn trấu sẽ sinh ra khoảng 0,5 triệu tấn khí độc chứa H2 , CO, CO2 vào môi trường. Theo PGS Tư nếu áp dụng công nghệ lò ủ như đang làm hiện nay thì sẽ gây thảm họa cho môi trường tương tự nhu đốt trấu làm nhiên liệu. Điểm sáng tạo của công nghệ do Đề tài đề ra là tận dụng nhiệt do đốt chất bốc hữu cơ thoát ra khi xử lý nhiệt vỏ trấu để cấp cho chính quá trình xử lý nhiệt vỏ trấu tạo thành một chu trình liên tục, khép kín. Chất bốc hữu cơ thoát ra từ trấu được đốt để cấp nhiệt cho xử lý trấu. Khí CO2 tạo thành sẽ được sục qua nước vôi Ca(OH)2 để hấp thụ CO2 và bụi trước khi xả ra môi trường. Nhờ vậy, việc ủ trấu thành than không có khói, không gây cay mắt và ô nhiễm môi trường.
“Sử dụng lò đứng làm việc liên tục để chế tạo than từ trấu còn có năng suất cao gấp 100 lần so với các lò truyền thống với tỷ lệ thu hồi than trên 80% than có trong trấu. Trước đây, các loại lò cũ thường chỉ đạt trên 50% và không ổn định” – PGS Nguyễn Văn Tư nhấn mạnh.
Những nỗ lực không mệt mỏi của nhóm nghiên cứu đã thu được kết quả khả quan. Hiện nay, Nhóm đã nghiên cứu ổn định công nghệ chế tạo than từ trấu từ đó thiết kết thiết bị làm việc với năng suất cao (trên 2 tấn than trấu/ngày), công nghệ tách SiO2 khỏi than trấu từ đó thiết kế thiết bị làm việc với năng suất 1,5 tấn than thô/ngày và ứng dụng than hoạt tính từ trấu làm vật liệu hấp phụ khử mùi và lọc nước.
Công nghệ mới… mang lại hiệu quả thiết thực
Giải pháp hữu ích của các nhà khoa học Bách khoa không những tận dụng nguồn nguyên liệu trong nước từ phế thải nông nghiệp mà tạo ra sản phẩm có giá trị cao, thiết thực trong công nghiệp và đời sống.
PGS Nguyễn Văn Tư cho biết: “Nhờ phương pháp sản xuất mới, sản phẩm than hoạt tính từ trấu cũng được dùng để khử độc hồ nuôi tôm, cá; khử mùi và làm khô chuồng nuôi gia súc, gia cầm; lọc nước thải công nghiệp và đời sống, làm chất liệu trồng lan và ươm giống cây trồng. Sau khi sử dụng, phế thải được tận dụng làm phân bón. Đây được coi là khâu đột phá của nền nông nghiệp hữu cơ. Ngoài ra, sản phẩm được sử dụng để bảo vệ kim loại khi nấu luyện, khi nhiệt luyện, làm nguyên liệu để sản xuất Si và SiC hoặc lọc độc trong nhà vệ sinh, phòng ngủ, trong ô tô, trong nhà bếp, làm nguyên liệu cho chế tạo pin, điện cực, tụ điện, chất khử màu khi tinh luyện đường, thuốc giải độc, mỹ phẩm…”.
Nhờ những ưu thế nổi bật của công nghệ mới, phương pháp sản xuất này có tiềm năng đi vào thực tiễn sản xuất kinh doanh tại các nhà máy và thương mại hóa, ứng dụng rộng rãi trong thực tế. Quy trình sản xuất liên tục than hoạt tính từ trấu không có khói đang được chuyển giao công nghệ rộng rãi trên khắp cả nước bằng hai phương thức là thành lập các cơ sở chế tạo than hoạt tính tập trung sử dụng trấu của các trạm xay xát gạo xuất khẩu; thiết kế và chế tạo thiết bị than hóa trấu với năng suất phù hợp yêu cầu của từng địa phương; cũng như bán hoặc cho thuê thiết bị (sau này trả bằng than) và thu mua than thô để xuất khẩu hoặc chế biến thành than có hoạt tính cao sử dụng trong nước và xuất khẩu.
“Quá trình thực hiện đề tài đã mang lại nhiều kinh nghiệm có ý nghĩa cho nhóm nghiên cứu về phương pháp xác định bề mặt riêng bằng phương pháp iôt, xác định chỉ số pemangalat kali của nước, cũng như năng lực giải quyết các nhiệm vụ khoa học” – PGS Tư tin tưởng – “Và hơn hết, nhờ sự hợp tác với Hàn Quốc và những nỗ lực đến cùng để hoàn thành nhiệm vụ nghiên cứu đã góp phần thay đổi nhận thức của đội ngũ cán bộ khoa học Việt Nam về gắn kết quả nghiên cứu với thực tiễn, nâng cao kỹ năng nghiên cứu thực hành, đặc biệt rút ngắn khoảng cách về công nghệ với các nước trong khu vực”.
HOÀNG ANH
