Viên nén gỗ: Giải pháp nhiên liệu sinh học hiệu quả

Giới thiệu

Trong bối cảnh giá năng lượng tăng cao và yêu cầu giảm phát thải ngày càng khắt khe, các doanh nghiệp sản xuất đang tích cực tìm kiếm giải pháp nhiên liệu thay thế hiệu quả và thân thiện với môi trường. Trong số đó, viên nén gỗ đang nổi lên như một lựa chọn ưu việt, được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống lò hơi công nghiệp. Nhờ đặc tính đốt cháy sạch, hiệu suất cao và nguồn nguyên liệu tái tạo, viên nén gỗ không chỉ giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí mà còn góp phần vào phát triển bền vững. Bài viết này sẽ phân tích chi tiết đặc điểm, lợi ích và ứng dụng của viên nén gỗ trong lĩnh vực công nghiệp, đặc biệt trong các hệ thống lò hơi biomass, một giải pháp đang rất được ưa chuộng hiện nay.

Viên nén gỗ là gì và nguồn gốc hình thành

Định nghĩa viên nén gỗ

Viên nén gỗ là nhiên liệu sinh học được sản xuất từ mùn cưa, dăm bào, vỏ cây và các phế phẩm từ gỗ. Các nguyên liệu này được nén chặt dưới áp suất cao mà không cần sử dụng hóa chất kết dính.

Quá trình sản xuất viên nén gỗ

Nguyên liệu được nghiền nhỏ, sấy khô đến độ ẩm lý tưởng rồi đưa vào máy ép nén để tạo thành dạng viên nén hình trụ nhỏ. Quá trình này giữ nguyên hàm lượng lignin tự nhiên giúp liên kết cấu trúc viên nén.

Đặc tính vật lý của viên nén gỗ

Viên nén gỗ có đường kính từ 6-10 mm, chiều dài khoảng 10-30 mm, khối lượng riêng lớn giúp thuận tiện trong vận chuyển và bảo quản. Màu sắc thường là nâu sáng đến nâu đậm.

Ưu điểm vượt trội của viên nén gỗ

So với củi, trấu hoặc than đá, viên nén gỗ có độ ẩm thấp, nhiệt trị cao và ít tro. Khả năng đốt cháy hoàn toàn và không gây khói đen làm giảm đáng kể tác động môi trường.

Nguồn cung dồi dào và bền vững

Việt Nam là một trong những quốc gia có nguồn nguyên liệu gỗ rừng trồng và chế biến gỗ rất lớn, đảm bảo khả năng cung ứng lâu dài cho thị trường viên nén.

Các thông số kỹ thuật quan trọng của viên nén gỗ

Nhiệt trị của viên nén gỗ

Viên nén gỗ đạt mức nhiệt trị trung bình từ 4200 đến 4800 kcal/kg, phù hợp với yêu cầu của hầu hết các lò hơi công nghiệp hiện đại (xem thêm).

Độ ẩm trong viên nén

Độ ẩm chuẩn của viên nén gỗ chỉ từ 6% đến 10%, giúp tối ưu quá trình cháy và giảm tiêu hao nhiên liệu.

Hàm lượng tro

Hàm lượng tro thấp (dưới 1.5%) là một yếu tố quan trọng, đặc biệt với các hệ thống lò hơi biomass thông dụng (xem chi tiết).

Kích thước tiêu chuẩn

Kích thước đồng đều giúp quá trình cấp nhiên liệu cho lò hơi diễn ra ổn định, hạn chế tắc nghẽn hoặc cháy không đều.

Quy chuẩn kiểm nghiệm

Các viên nén đạt chuẩn thường được kiểm định theo tiêu chuẩn ENplus-A1, DINplus hoặc các tiêu chuẩn tương đương quốc tế để đảm bảo chất lượng đồng nhất.

Ưu điểm khi sử dụng viên nén gỗ cho lò hơi công nghiệp

Tiết kiệm chi phí vận hành

Chi phí nhiên liệu từ viên nén gỗ thấp hơn đáng kể so với dầu, gas hay điện, mang lại lợi ích kinh tế rõ rệt.

Thân thiện với môi trường

Quá trình cháy tạo ra lượng CO2 gần như bằng 0 do sử dụng nguồn nguyên liệu tái tạo.

Giảm thiểu phát thải độc hại

Không tạo ra SOx, NOx hay kim loại nặng, giúp hệ thống lò hơi tuân thủ các tiêu chuẩn khí thải nghiêm ngặt.

Dễ bảo quản và vận chuyển

Dạng viên nén nhỏ gọn, khô ráo giúp lưu trữ tiện lợi, không gây bụi bẩn và dễ đóng gói.

Tăng tuổi thọ thiết bị lò hơi

Hàm lượng tro thấp và ít tạp chất giúp giảm hao mòn, ăn mòn và đóng cặn trong buồng đốt.

Các loại lò hơi phù hợp sử dụng viên nén gỗ

Lò hơi tầng sôi

Hệ thống đốt tầng sôi lưu giữ nhiệt độ ổn định, phù hợp đốt các loại nhiên liệu sinh khối như viên nén gỗ.

Lò hơi ghi xích

Loại lò này có cơ chế cấp nhiên liệu liên tục, phù hợp cho các dạng nhiên liệu rắn có kích thước đều (xem thêm).

Lò hơi đốt tự động

Hệ thống điều khiển hoàn toàn tự động giúp điều tiết lượng nhiên liệu và không khí chính xác, tối ưu hiệu suất đốt.

Lò hơi đốt kết hợp

Một số dòng lò hơi cho phép đốt đồng thời viên nén gỗ với dầu, gas, thích hợp với các đơn vị cần sự linh hoạt cao.

Lò hơi công suất lớn

Viên nén gỗ hiện nay được sử dụng phổ biến trong các lò công suất từ 1 đến 20 tấn/h (tham khảo).

Ứng dụng của viên nén gỗ trong các ngành công nghiệp

Ngành chế biến thực phẩm

Các lò hơi dùng trong sấy khô, tiệt trùng và nấu chín sản phẩm đều có thể sử dụng viên nén gỗ làm nhiên liệu.

Ngành dệt nhuộm và giặt là

Viên nén gỗ cung cấp nhiệt ổn định và sạch cho các hệ thống máy giặt công nghiệp, giúp tiết kiệm đáng kể chi phí năng lượng.

Ngành cao su và nhựa

Các nhà máy cao su tận dụng viên nén để vận hành lò hơi sản xuất nhiệt cho quá trình lưu hóa hoặc gia công (tham khảo).

Ngành giấy và bao bì

Các lò hơi công suất lớn dùng trong sấy giấy hoặc hấp thùng carton được vận hành hiệu quả với viên nén gỗ.

Ngành chế biến thủy sản

Viên nén gỗ được dùng trong lò hơi hấp, sấy và khử trùng nguyên liệu tại các nhà máy thủy sản quy mô lớn.

Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng viên nén gỗ

Chất lượng nguyên liệu đầu vào

Phế phẩm gỗ sạch, không lẫn vỏ cây hay đất cát cho ra viên nén chất lượng cao hơn.

Quy trình ép viên

Hệ thống ép phải có áp suất đồng đều và kiểm soát nhiệt độ để không làm mất lignin tự nhiên.

Độ ẩm nguyên liệu

Nếu nguyên liệu có độ ẩm cao sẽ ảnh hưởng đến nhiệt trị và khả năng cháy.

Hệ thống bảo quản sau ép

Viên nén phải được bảo quản nơi khô thoáng, tránh hút ẩm lại dẫn đến mốc hoặc vụn nát.

Tiêu chuẩn đóng gói và vận chuyển

Bao bì chống ẩm và vận chuyển đúng quy cách giúp giữ nguyên chất lượng sản phẩm đến tay người sử dụng (xem thêm).

Các loại chất đốt khác so sánh với viên nén gỗ

Củi khô tự nhiên

Chi phí rẻ nhưng hiệu suất đốt không ổn định, dễ gây khói đen và đóng cặn.

Trấu viên hoặc trấu ép khối

Là dạng nhiên liệu sinh khối khác nhưng viên nén gỗ thường có nhiệt trị cao hơn và ít tro hơn.

Than đá

Tuy cho nhiệt trị cao nhưng gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và bị hạn chế sử dụng.

Dầu FO hoặc DO

Chi phí cao, phát thải lớn và phụ thuộc vào thị trường thế giới (xem thêm).

Gas

Tương đối sạch nhưng giá thành cao và không phù hợp với các lò hơi biomass (xem thêm).

Hướng dẫn lựa chọn viên nén gỗ chất lượng cao

Chọn đơn vị cung cấp uy tín

Nên chọn các đơn vị đã có kinh nghiệm và chứng nhận chất lượng rõ ràng trong ngành nhiên liệu sinh khối.

Kiểm tra nhiệt trị và độ ẩm

Sử dụng thiết bị kiểm tra hoặc yêu cầu nhà cung cấp cung cấp chứng chỉ nhiệt trị, độ ẩm và tro.

Quan sát hình dạng và màu sắc

Viên nén đồng đều, không bị nứt vỡ và có màu sáng là dấu hiệu của sản phẩm chất lượng.

Đảm bảo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật

Nên chọn viên nén theo tiêu chuẩn quốc tế như ENplus-A1 hoặc DINplus (xem thêm).

Lưu ý quá trình bảo quản và vận chuyển

Luôn giữ viên nén ở nơi khô ráo, tránh để ngoài trời hoặc nơi có độ ẩm cao dễ gây hư hỏng sản phẩm.

Kết luận

Viên nén gỗ không chỉ là nguồn nhiên liệu sinh học hiệu quả mà còn là một trong những lựa chọn tối ưu cho các hệ thống lò hơi sinh khối biomass trong sản xuất công nghiệp hiện nay (xem thêm). Với những ưu điểm vượt trội như nhiệt trị cao, ít phát thải, thân thiện với môi trường và nguồn cung dồi dào, viên nén gỗ đang được các doanh nghiệp tin dùng để thay thế các loại chất đốt truyền thống. Trong bối cảnh chuyển đổi năng lượng và áp lực cắt giảm khí nhà kính, viên nén gỗ chính là lời giải hiệu quả cho các nhà máy cần nguồn nhiệt ổn định, kinh tế và bền vững trong dài hạn. Hy vọng với những thông tin trong bài viết này, bạn đọc đã có cái nhìn toàn diện hơn về tiềm năng và giá trị của loại nhiên liệu sinh học này.