Mở đầu:
Trong bối cảnh vấn đề rác thải ngày càng trở nên cấp thiết, việc tìm kiếm các giải pháp tái chế hiệu quả là vô cùng quan trọng. PGS.TS Nguyễn Minh Ngọc, Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Ứng dụng Vật liệu Xanh (GTS InnoLab), cùng các cộng sự tại Viện Dầu khí Việt Nam và Đại học Dầu khí Việt Nam, đã thực hiện một nghiên cứu đột phá về quy trình nhiệt phân lốp xe phế thải. Nghiên cứu này không chỉ giải quyết vấn đề rác thải mà còn mở ra tiềm năng sản xuất năng lượng và vật liệu tái chế, góp phần thúc đẩy kinh tế tuần hoàn.
Thực trạng và Thách thức:
Lượng lốp xe phế thải ngày càng gia tăng, gây áp lực lớn lên môi trường. Các phương pháp tái chế truyền thống thường gặp hạn chế về hiệu suất và tính bền vững. Nghiên cứu của PGS.TS Nguyễn Minh Ngọc tập trung giải quyết những thách thức sau:
- Hiệu suất nhiệt phân thấp: Các cơ sở tái chế hiện tại thường dựa vào kinh nghiệm, thiếu các thông số tính toán cụ thể, dẫn đến hiệu suất thu hồi sản phẩm thấp.
- Lãng phí năng lượng: Lượng nhiệt thừa từ khí không ngưng không được tận dụng, gây lãng phí và phát sinh khí thải thứ cấp.
- An toàn vận hành: Quá trình nhiệt phân ở nhiệt độ cao và môi trường kín tiềm ẩn nhiều rủi ro cháy nổ.
Giải pháp và Đột phá:
Nhóm nghiên cứu đã thực hiện một loạt cải tiến để tối ưu hóa quy trình nhiệt phân, bao gồm:
- Nghiên cứu sâu về bài toán nhiệt: Tính toán chi tiết lượng nhiệt, nhiệt độ trong lò, và tối ưu hóa quá trình trao đổi nhiệt.
- Gia công cắt nhỏ lốp xe: Tăng diện tích tiếp xúc nhiệt, nâng cao hiệu quả hấp thụ nhiệt và giảm thời gian gia công.
- Tối ưu hóa thiết kế lò quay reactor: Cải thiện khí động học, nâng cao hiệu quả thu gom khí và dầu.
- Kiểm soát chặt chẽ an toàn vận hành: Đầu tư vào hệ thống đo cảm ứng nhiệt độ, áp suất, và đào tạo chuyên sâu cho nhân viên.
- Tự động hóa quy trình: Sử dụng vít tải và thiết bị đùn ép để nâng cao hiệu quả nạp liệu.
Kết quả và Tiềm năng Ứng dụng:
Nghiên cứu đã mang lại những kết quả ấn tượng:
- Giảm thời gian gia công nhiệt từ 1-2 giờ.
- Tăng sản lượng dầu nhiệt phân (TPO) lên đến 48% nguyên liệu đầu vào.
- Giảm chi phí nhiên liệu đốt và khí thải.
- Mở ra khả năng ứng dụng cho nhiều loại chất thải rắn khác.
- Tạo ra các sản phẩm giá trị gia tăng như carbon đen (carbon black) có thể được dùng để sản xuất phân bón hữu cơ Biochar.
Hướng tới Tương lai Xanh:
Nghiên cứu của PGS.TS Nguyễn Minh Ngọc không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn góp phần quan trọng vào bảo vệ môi trường. Nhóm nghiên cứu cam kết:
- Tiếp tục nghiên cứu và ứng dụng công nghệ nhiệt phân cho các loại chất thải khác.
- Chuyển giao công nghệ cho các doanh nghiệp và tổ chức có nhu cầu.
- Thúc đẩy phát triển kinh tế tuần hoàn và xây dựng một tương lai xanh bền vững.
Đội ngũ Nghiên cứu:
- PGS.TS Nguyễn Minh Ngọc – Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Ứng dụng Vật liệu Xanh, Công ty TNHH GTS Innolab.
- TS. Nguyễn Mạnh Huấn – Viện Dầu khí Việt Nam.
- TS. Dương Chí Trung – Trường Đại học Dầu khí Việt Nam.
- Phan Trường Sơn – Chủ tịch hội đồng thành viên Công ty TNHH GTS Innolab.
- Nguyễn Xuân Trường – Tổng Giám đốc Công ty TNHH GTS Innolab.
- Đào Văn Hạnh – Phó Tổng Giám đốc Công ty TNHH GTS Innolab.
- KS. Lê Văn Long – Cán bộ nghiên cứu Trung tâm nghiên cứu ứng dụng vật liệu xanh, Công ty TNHH GTS Innolab.
Với sự kết hợp giữa nghiên cứu khoa học và ứng dụng thực tiễn, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực tái chế chất thải, mở ra cơ hội cho một tương lai xanh và bền vững hơn.