Thiết bị hóa than

Lò than hóa là thiết bị cốt lõi trong dây chuyền sản xuất than, thực hiện nhiệt phân nguyên liệu sinh khối trong môi trường thiếu oxy để tạo ra than chất lượng cao. Nội dung bên dưới giải thích chi tiết quy trình sản xuất lò than hóa, bao gồm loại nguyên liệu và toàn bộ luồng công nghệ.

I. Các loại nguyên liệu có thể chế biến
Lò than hóa có khả năng thích ứng đa dạng nguồn nguyên liệu; hầu hết mọi phế phẩm nông lâm chứa xenlulo đều có thể làm nguyên liệu. Dựa theo hình thức vật liệu, chia thành các nhóm sau:

Raw Material Types | Danh mục loại nguyên liệu
Forestry Waste | Phế liệu lâm nghiệp: Cành cây, mùn cưa, mảnh bào gỗ, vỏ cây, mảnh bào tre, lá khô, mẩu vụn gỗ.
Agricultural Straw | Rơm nông nghiệp: Thân ngô, thân cao lương, thân bông, thân đậu, dây khoai lang, rơm lúa.
Fruit Shells and Pomace | Vỏ hạt & bã trái cây: Vỏ lạc, vỏ trấu, vỏ hướng dương, vỏ dừa, bã cà phê, vỏ cọ dầu.
Processing Waste | Phế phẩm chế biến: Bã rượu, lõi ngô, bã trồng nấm, bã mía.
Molded materials | Nguyên liệu định hình: Khối than ép (khối củi ép), khối mùn cưa, khúc gỗ, khúc tre.

II. Toàn bộ luồng sản xuất của lò than hóa
Quy trình than hóa khác nhau tùy loại lò nhưng nguyên lý chính không đổi. Các mục sau lần lượt trình bày quy trình của lò than hóa liên tục và lò than hóa theo mẻ (lò treo) phổ biến nhất.

(1) Quy trình lò than hóa liên tục
Lò than hóa liên tục là thiết bị than hóa dùng phổ biến nhất hiện nay, tự động hoàn toàn từ cấp liệu đến xuất than thành phẩm.

Giai đoạn 1: Chuẩn bị & cấp nguyên liệu
Xử lý sơ bộ nguyên liệu: Một số vật liệu cần nghiền đến kích thước hạt phù hợp (khoảng 5–50 mm).
Sấy khô: Kiểm soát độ ẩm nguyên liệu dưới 15% để đảm bảo hiệu quả than hóa.
Cấp liệu liên tục: Dùng máy cấp vít đưa nguyên liệu vào bên trong lò không ngừng.

Giai đoạn 2: Than hóa & nhiệt phân
Quá trình than hóa trong lò chia thành 3 vùng nhiệt:

Vùng sấy: <160°C, loại bỏ hơi nước trong nguyên liệu
Vùng tiền than hóa: 160°C–280°C, bắt đầu phản ứng nhiệt phân, giải phóng một lượng khí nhỏ
Vùng than hóa hoàn chỉnh: 300°C–650°C, lignin và xenlulo phân hủy hoàn toàn tạo ra than, nhựa gỗ và khí dễ cháy

Giai đoạn 3: Thu hồi & tận dụng sản phẩm phụ
Thu gom khí thải: Tập trung khí dễ cháy (oxit cacbon, metan, hydro) sinh ra trong than hóa
Thanh lọc & phân tách: Khí qua phun nước, làm mát, thanh lọc để tách nhựa gỗ và giấm gỗ
Tái sử dụng khí đốt: Khí tinh chế dẫn vào buồng đốt làm nguồn nhiệt cho lò, đạt trạng thái tự cấp nhiên liệu
Quy trình này đồng sản xuất “than – khí – dầu”, khắc phục triệt để ô nhiễm của phương pháp than hóa truyền thống.

Giai đoạn 4: Làm nguội & xuất than
Xuất than liên tục: Than sinh khối sau than hóa thả ra liên tục từ đáy lò
Xử lý làm nguội: Dùng máy làm nguội xuất than, tránh than suy giảm chất lượng do oxy hóa ở nhiệt cao
Đóng gói lưu kho: Than sau làm mát trực tiếp đóng bao bảo quản

(2) Quy trình lò than hóa theo mẻ (lò treo)
Lò than hóa theo mẻ phù hợp than hóa nguyên liệu khối hoặc khối củi đã ép định hình, các bước vận hành:

Đổ liệu vào lò
Xếp khối mùn cưa (chiều dài tối ưu 40–50 cm) hoặc đoạn gỗ/tre vào buồng than hóa bên trong, thông thường xếp 2–3 lớp.
Khối than ép từ máy ép que cũng có thể xếp gọn trong khoang lò.

Đóng kín lò
Đậy nắp buồng trong, rải lớp cát sông dày trên 3 cm vào rãnh trên lớp lót lò để đảm bảo kín khí chặt chẽ.
Lắp nhiệt kế theo dõi nhiệt độ bên lò.

Đốt gia nhiệt
Đóng toàn bộ van đường ống.
Dùng củi/khí đốt đáy lò, lửa to trong 10 phút nâng nhiệt khoảng 90°C, sau đó chuyển lửa nhỏ nung chậm.
Trong quá trình than hóa giữ nhiệt tăng đều: giữ 90°C–150°C tối thiểu 7,5 giờ; 150°C–280°C tối thiểu 2 giờ.
Tuần hoàn đốt khí

Khi nhiệt đạt khoảng 235°C, mở tất cả van, khởi động quạt hút khói và bơm tuần hoàn.
Khí dễ cháy sinh ra được dẫn quay về đáy lò đốt, tự tạo nguồn nhiệt cho thiết bị.

Kết thúc than hóa
Khi nhiệt tăng từ 450°C lên 600°C rồi bắt đầu hạ nhiệt → quá trình than hóa sắp hoàn thành.
Quan sát biến động khói: không khói → ít khói → nhiều khói → cực nhiều khói → giảm khói; khi lưu lượng khói suy giảm rõ rệt thì than hóa xong.

Làm nguội lấy than thành phẩm
Ngừng đốt, đóng van, dùng cần cẩu nâng buồng lò bên trong ra ngoài.
Để ở nơi thoáng gió hạ nhiệt dưới 50°C mới lấy than ra.