Tổng quan về than sinh học
2.1.1 Khái niệm về than sinh học
Than sinh học (TSH) là một sản phẩm giàu carbon thu được do nhiệt phân sinh
khối các sản phẩm từ thực vật, động vật, kể cả các loại phân chuồng, được đốt trong
điều kiện ít hoặc không có oxy; hay TSH là sản phẩm bởi sự phân hủy các chất hữu cơ
dưới điều kiện giới hạn oxy và nhiệt độ thấp ( 700oC) (Lehmann & Joseph, 2012).
2.1.2 Quy trình sản xuất than sinh học
2.1.2.1 Nguyên liệu sản xuất than sinh học
Ngày nay, người ta thể sử dụng bất kỳ các loài vật liệu để sản xuất ra TSH như:
Gỗ, chất thải từ gỗ, trấu, vỏ hạt, dư lượng phân bón và dư lượng cây trồng,. Ngoài ra,
có nhiều nguyên liệu khác cũng có tiềm năng để sản xuất TSH như: Bùn thải, rác thải
đô thị, phân gia súc, gia cầm và phân compost (Lehmann & Joseph, 2010). Về nguyên
tắc, bất kỳ vật chất hữu cơ nào cũng có thể nhiệt phân, tuy nhiên mỗi loại nguyên liệu
khác nhau thì cho ra loại than có đặc tính lý hóa khác nhau. Do đó, thành phần hóa học
cấu tạo nên sinh khối vật chất hữu cơ là thành tố quan trọng trong sản xuất TSH.
2.1.2.2 Phương pháp sản xuất than sinh học
Hiện nay, các lò đốt sản xuất TSH được thiết kế ở qui mô nhỏ hộ gia đình đến
qui mô nhà máy ở các mức độ từ đơn giản đến trang thiết bị hiện đại. Các lò sản xuất
TSH công nghiệp sẽ thân thiện với môi trường hơn so với các lò hàm than truyền
thống trước đây vì chúng có hệ thống thu gom và xử lý khí thải.
Có 2 phương pháp chính để nhiệt phân sinh khối làm TSH, đó là nhiệt phân
nhanh và nhiệt phân chậm:
– Nhiệt phân nhanh: Là quá trình nhiệt phân dùng nhiệt độ cao và thời bốc hơi
nước nhanh. Phương pháp này đòi hỏi nguyên liệu đầu vào phải có kích thước nhỏ và
được sắp xếp để hơi nước thoát ra nhanh. Nhiệt độ trung bình của phương pháp này
khoảng 500oC (Brownsort, 2009).
– Nhiệt phân chậm: Phương pháp này bao gồm quá trình làm than truyền thống
và các phương pháp khác hiện đại hơn. Đặc trưng của phương pháp nhiệt phân chậm
là tốc độ làm nóng chậm, thời gian thoát hơi nước dài, nhiệt độ cũng thấp hơn phương
pháp nhiệt phân nhanh, thông thường khoảng 400oC, ngoài ra nguyên liệu đầu vào
cũng tương đối lớn hơi nhiệt phân nhanh. Sản phẩm chính của phương pháp này chủ
yếu là than, nhưng vẫn có sản phẩm lỏng và khí được sinh ra (Brownsort, 2009).