Một nhóm học sinh đến từ trường THPT Nguyễn Trãi (Quận Liên Chiểu, TP. Đà Nẵng) đã mày mò và sáng tạo nên mô hình xử lý khí thải từ lò đốt với những cải tiến mới, có tính ứng dụng cao.
Xử lý khí CO với chi phí thấp
Tác giả của công trình là bộ đôi Nguyễn Phạm Gia Bảo và Hà Anh Sơn (đều đang là học sinh lớp 11/3, THPT Nguyễn Trãi). Để bắt tay vào thực hiện mô hình, Bảo và Sơn đã mày mò nghiên cứu trong vòng 3 tháng trước khi mất 2 tuần để sáng tạo sản phẩm hoàn chỉnh đầu tiên. Sau khi giành giải nhất tại Cuộc thi sáng tạo kỹ thuật cấp thành phố năm học 2014-2015, mô hình đã được hai bạn nâng cấp và đạt giải ba ở Cuộc thi sáng tạo kỹ thuật toàn quốc (diễn ra vào tháng 3/2015).
Từ một mô hình đơn giản ban đầu với 2 lon bia ráp lại, hai bạn đã chế tạo được một hệ thống xử lý rác mini với chiều dài 1m, cao 50cm với chất liệu chủ yếu là sắt thép. Hệ thống gồm hai phần cơ bản là lò đốt và bộ phận lọc - xử lý khí thải.
Lò đốt có tổng thể tích 15,5 lít với công suất tối đa 5,4 kg rác/giờ, hoạt động dựa trên phương pháp xử lý khí CO bằng bột CuO (đồng II oxit). Theo Sơn: “Bột CuO dễ dàng tạo ra phản ứng hóa học với khí CO, giá thành lại rẻ nên có thể sử dụng cho hệ thống này”.
Nguyên liệu được nạp vào lò đốt và được đốt cháy. Khói thải sinh ra từ quá trình đốt sẽ được dẫn vào các tấm lưới phủ bột CuO có trong bộ phận xử lý khí thải. Tại đây, khí CO trong khói thải sẽ được khử.
Bên cạnh đó, những loại khí gây hại như CO2; SO2; HCl và NO2 cũng được hấp thụ nhờ vòi phun nước vôi trong. Những loại khí độc như dioxin, furan hay các chất hữu cơ độc hại khác sẽ được hấp phụ nhờ các tấm lưới phủ than hoạt tính và bông gòn. Như vậy khí thoát ra ngoài sau khi xử lý là khí sạch hoàn toàn.
Không chỉ làm sạch khí thải, hệ thống còn có ý nghĩa rất lớn trong sản xuất. Kim loại đồng thu được từ quá trình khử CO sẽ được tái chế. Phần nhiệt lượng thu được từ quá trình đốt có thể được sử dụng để sấy hoa quả và chạy máy phát điện. Tro bụi từ quá trình đốt được gọi là flyash (tro bay) rất có giá trị trong công nghệ sản xuất bê tông.
Phương pháp xử lý khí CO phổ biến hiện nay là xây dựng một hệ thống lò đốt thứ cấp với hai lò đốt. Ở đó lượng không khí phải tính toán thật chuẩn xác, nếu không sẽ cản trở lưu lượng khí thải làm ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng lò đốt, khí CO sinh ra có nồng độ rất thấp, nên rất khó khăn trong việc xử lý.
Bảo cho biết: “Chi phí cho lò đốt thứ cấp rất tốn kém và phức tạp, không phải ai cũng có trình độ kĩ thuật để vận hành. Do đó chúng em mới nảy ra ý tưởng sử dụng bột CuO để khử khí CO, quy trình này tương đối đơn giản, chi phí thấp hơn và người dân cũng dễ vận hành thực tế hơn”.
Để hoàn thành mô hình như hiện tại, chi phí mà Bảo và Sơn bỏ ra là khoảng 2 triệu đồng.
Khả năng ứng dụng vào cộng đồng
Tại Cuộc thi sáng tạo kỹ thuật toàn quốc, mô hình của Bảo và Sơn là mô hình đầu tiên trên cả nước ứng dụng phương pháp khử khí CO từ bột CuO. Nếu được phát triển theo quy mô lớn, mô hình này có thể áp dụng vào việc xử lý khí thải trong công nghiệp ở các lò đốt của nhà máy, từ các bếp than tổ ong nhằm giảm độc hại cho phần lớn các hộ gia đình.
Tác giả của công trình là bộ đôi Nguyễn Phạm Gia Bảo và Hà Anh Sơn (đều đang là học sinh lớp 11/3, THPT Nguyễn Trãi). Để bắt tay vào thực hiện mô hình, Bảo và Sơn đã mày mò nghiên cứu trong vòng 3 tháng trước khi mất 2 tuần để sáng tạo sản phẩm hoàn chỉnh đầu tiên. Sau khi giành giải nhất tại Cuộc thi sáng tạo kỹ thuật cấp thành phố năm học 2014-2015, mô hình đã được hai bạn nâng cấp và đạt giải ba ở Cuộc thi sáng tạo kỹ thuật toàn quốc (diễn ra vào tháng 3/2015).
Từ một mô hình đơn giản ban đầu với 2 lon bia ráp lại, hai bạn đã chế tạo được một hệ thống xử lý rác mini với chiều dài 1m, cao 50cm với chất liệu chủ yếu là sắt thép. Hệ thống gồm hai phần cơ bản là lò đốt và bộ phận lọc - xử lý khí thải.
Lò đốt có tổng thể tích 15,5 lít với công suất tối đa 5,4 kg rác/giờ, hoạt động dựa trên phương pháp xử lý khí CO bằng bột CuO (đồng II oxit). Theo Sơn: “Bột CuO dễ dàng tạo ra phản ứng hóa học với khí CO, giá thành lại rẻ nên có thể sử dụng cho hệ thống này”.
Nguyên liệu được nạp vào lò đốt và được đốt cháy. Khói thải sinh ra từ quá trình đốt sẽ được dẫn vào các tấm lưới phủ bột CuO có trong bộ phận xử lý khí thải. Tại đây, khí CO trong khói thải sẽ được khử.
Bên cạnh đó, những loại khí gây hại như CO2; SO2; HCl và NO2 cũng được hấp thụ nhờ vòi phun nước vôi trong. Những loại khí độc như dioxin, furan hay các chất hữu cơ độc hại khác sẽ được hấp phụ nhờ các tấm lưới phủ than hoạt tính và bông gòn. Như vậy khí thoát ra ngoài sau khi xử lý là khí sạch hoàn toàn.
Không chỉ làm sạch khí thải, hệ thống còn có ý nghĩa rất lớn trong sản xuất. Kim loại đồng thu được từ quá trình khử CO sẽ được tái chế. Phần nhiệt lượng thu được từ quá trình đốt có thể được sử dụng để sấy hoa quả và chạy máy phát điện. Tro bụi từ quá trình đốt được gọi là flyash (tro bay) rất có giá trị trong công nghệ sản xuất bê tông.
Phương pháp xử lý khí CO phổ biến hiện nay là xây dựng một hệ thống lò đốt thứ cấp với hai lò đốt. Ở đó lượng không khí phải tính toán thật chuẩn xác, nếu không sẽ cản trở lưu lượng khí thải làm ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng lò đốt, khí CO sinh ra có nồng độ rất thấp, nên rất khó khăn trong việc xử lý.
Bảo cho biết: “Chi phí cho lò đốt thứ cấp rất tốn kém và phức tạp, không phải ai cũng có trình độ kĩ thuật để vận hành. Do đó chúng em mới nảy ra ý tưởng sử dụng bột CuO để khử khí CO, quy trình này tương đối đơn giản, chi phí thấp hơn và người dân cũng dễ vận hành thực tế hơn”.
Để hoàn thành mô hình như hiện tại, chi phí mà Bảo và Sơn bỏ ra là khoảng 2 triệu đồng.
Khả năng ứng dụng vào cộng đồng
Tại Cuộc thi sáng tạo kỹ thuật toàn quốc, mô hình của Bảo và Sơn là mô hình đầu tiên trên cả nước ứng dụng phương pháp khử khí CO từ bột CuO. Nếu được phát triển theo quy mô lớn, mô hình này có thể áp dụng vào việc xử lý khí thải trong công nghiệp ở các lò đốt của nhà máy, từ các bếp than tổ ong nhằm giảm độc hại cho phần lớn các hộ gia đình.
Khi thực hiện đề tài, hai bạn đã tìm hiểu về rác thải rắn hữu cơ từ công nghiệp như cao su, nhựa, nilon,… quanh khu công nghiệp Hòa Khánh (Đà Nẵng) nhằm tìm giải pháp cải tiến cho hệ thống.
Theo Bảo và Sơn, nhược điểm của hệ thống chính là việc đưa nguyên liệu vào lò đốt còn chậm, lò đốt chưa có hệ thống đánh lửa tự động, bộ phận quạt gió còn sử dụng pin nên cần lắp ráp thêm một biến thế để thuận tiện hơn trong khâu sử dụng.
Thầy Ngô Văn Dũng (giáo viên trường THPT Nguyễn Trãi), người hướng dẫn đề tài cho Sơn và Bảo cho biết: “Mô hình này khá hiệu quả và đã được ban giám khảo của hai cuộc thi đánh giá tốt, đặc biệt là khử được khí CO phát sinh từ than tổ ong, trong bối cảnh người dân hiện nay còn có thói quen sử dụng loại than này trong sinh hoạt”.
Cả hai cũng không giấu ý định phát triển mô hình lên một mức cao hơn: “Có một vấn đề mà chúng em muốn phát triển lâu dài, đó là một hệ thống có thể xử lý được rác thải y tế một cách triệt để, vì loại rác này rất khó xử lý và đòi hỏi lò đốt phải ở nhiệt độ cao khoảng 1200 độ”, Sơn chia sẻ.
Theo Bảo và Sơn, nhược điểm của hệ thống chính là việc đưa nguyên liệu vào lò đốt còn chậm, lò đốt chưa có hệ thống đánh lửa tự động, bộ phận quạt gió còn sử dụng pin nên cần lắp ráp thêm một biến thế để thuận tiện hơn trong khâu sử dụng.
Thầy Ngô Văn Dũng (giáo viên trường THPT Nguyễn Trãi), người hướng dẫn đề tài cho Sơn và Bảo cho biết: “Mô hình này khá hiệu quả và đã được ban giám khảo của hai cuộc thi đánh giá tốt, đặc biệt là khử được khí CO phát sinh từ than tổ ong, trong bối cảnh người dân hiện nay còn có thói quen sử dụng loại than này trong sinh hoạt”.
Cả hai cũng không giấu ý định phát triển mô hình lên một mức cao hơn: “Có một vấn đề mà chúng em muốn phát triển lâu dài, đó là một hệ thống có thể xử lý được rác thải y tế một cách triệt để, vì loại rác này rất khó xử lý và đòi hỏi lò đốt phải ở nhiệt độ cao khoảng 1200 độ”, Sơn chia sẻ.
Nguồn: vusta.vn
