Trong xu hướng chuyển dịch năng lượng xanh, Đốt rác phát điện (Waste-to-Energy – WtE) đang trở thành giải pháp chiến lược giúp giải quyết triệt để bài toán ô nhiễm rác thải đô thị, đồng thời đóng góp nguồn điện năng tái tạo liên tục cho lưới điện quốc gia.

Tuy nhiên, thực tế vận hành tại nhiều nhà máy WtE tại Việt Nam và các quốc gia đang phát triển ghi nhận một thách thức lớn: Tần suất sự cố dừng lò, hiệu suất phát điện không đạt thiết kế và chi phí bảo trì dây chuyền quá cao. Nguyên nhân cốt lõi không nằm ở công nghệ lò đốt, mà bắt nguồn từ chất lượng rác thải đầu vào.

Để lò đốt vận hành ổn định 24/7, công nghệ nghiền rác (Shredding) không chỉ đơn thuần là một công đoạn phụ trợ, mà là mắt xích tiền xử lý bắt buộc quyết định hiệu suất và tuổi thọ của toàn bộ nhà máy WtE.

Khác với rác thải đã qua phân loại khắt khe tại các nước Châu Âu, rác thải sinh hoạt và công nghiệp tại Việt Nam mang các đặc tính cực kỳ phức tạp:

• Rác không qua phân loại tại nguồn: Lẫn lộn rác hữu cơ độ ẩm cao, nhựa, vải vóc, bao bì, gỗ, vỏ lốp xe và rác kềnh kàng.
• Kích thước rác không đồng đều: Từ các túi nilon nhỏ cho đến các khối rác cồng kềnh, cuộn dây, pallet gỗ dài vài mét.
• Độ ẩm cao: Nước bị đóng kín bên trong các túi nilon, chai hộp nhựa khiến rác khó bay hơi nước tự nhiên trong hố chứa.

Nếu đưa trực tiếp dòng rác “thô” này vào phễu nạp (Feed Hopper) và ghi đốt (Grate), nhà máy sẽ phải đối mặt với hàng loạt rủi ro vận hành: rác nghẽn phễu, cháy không đều, tốn nhiên liệu mồi (dầu/khí) và nguy cơ dừng lò khẩn cấp (Downtime).

Ứng dụng hệ thống máy/xe nghiền rác chuyên dụng ở khâu tiền xử lý mang lại những thay đổi mang tính quyết định cho quá trình cháy nhiệt năng:

 

a. Đồng đều hóa kích thước (Sizing) – Giúp rác cháy bùng đều

 

Lò đốt WtE hiện đại (đặc biệt là lò đốt ghi quay hoặc ghi xích) yêu cầu rác thải phải có kích thước hạt chuẩn (thường dưới 100 mm – 150 mm).

• Khi rác được nghiền nhỏ: Diện tích tiếp xúc mặt ngoài của rác với không khí cấp đốt tăng lên hàng chục lần.
• Kết quả: Rác bắt lửa nhanh hơn, quá trình sấy – cháy volatile – cháy kiệt diễn ra liên tục trên ghi đốt. Ngăn chặn triệt để hiện tượng “cháy om” (cháy không hoàn toàn sinh nhiều khói đen và xỉ chưa cháy kiệt)

 

b. Giải phóng độ ẩm – Tăng nhiệt trị thực tế

 

Nhiệt trị (Lower Heating Value, viết tắt là LHV) là chỉ số sinh nhiệt quan trọng nhất để chạy turbine phát điện. Nước mắc kẹt trong rác kín là nguyên nhân làm giảm nhiệt trị.

• Lưỡi nghiền mô-men xoắn cao xé rách toàn bộ các loại bao bì, túi nilon, hộp xốp kín, giải phóng lượng nước đọng bên trong.

• Lượng nước tự do này dễ dàng thoát ra ngoài thông qua hệ thống ép/rút nước rỉ rác tại hố lưu trữ, giúp hạ độ ẩm rác xuống từ 10% – 15% trước khi cẩu rác đưa vào lò.

 

c. Tiết kiệm chi phí nhiên liệu mồi & Bảo vệ ghi đốt

 

Khi rác thô có kích thước quá lớn, nhiệt độ buồng đốt dễ bị sụt giảm xuống dưới mức tiêu chuẩn(850°C). Khi đó, hệ thống buộc phải tự động phun dầu/gas mồi để duy trì nhiệt độ.

• Rác đã qua nghiền đảm bảo duy trì ngọn lửa tự do ổn định, giúp nhà máy tiết kiệm hàng tỷ đồng tiền dầu mồi mỗi năm.

• Đồng thời, rác nghiền nhỏ phân bổ đều tải trọng trên bề mặt ghi đốt, giảm thiểu hiện tượng quá nhiệt cục bộ gây cong vênh, hỏng hóc thanh ghi.

 

d. Kiểm soát khí thải & Bảo vệ môi trường

 

Một trong những lo ngại lớn nhất của công nghệ WtE là sự hình thành các độc tố Dioxin và Furan – nhóm chất cực độc, có khả năng gây ung thư cho người.

Theo nguyên lý nhiệt động học, Dioxin/Furan chỉ bị phân hủy hoàn toàn khi khí thải đạt nhiệt độ trên  trong thời gian lưu tối thiểu 2 giây với lượng oxygen dư phù hợp.

• Nếu đốt rác thô chưa nghiền, các khối rác lớn cháy dở dang sẽ tạo ra các vùng “lạnh” trong buồng đốt, tạo điều kiện cho Dioxin tái tổng hợp.

• Khi rác được nghiền mịn và đốt cháy triệt để: Ngọn lửa duy trì nhiệt độ cao đồng đều toàn buồng đốt, triệt tiêu Dioxin ngay từ khâu cháy, từ đó giảm tải tối đa chi phí hóa chất (than hoạt tính, vôi bột) cho hệ thống xử lý khí thải đắt đỏ phía sau.

Để đáp ứng cường độ làm việc khắc nghiệt tại các trạm tiền xử lý hoặc hố rác WtE, thiết bị nghiền rác phải đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật khắt khe:

Đầu tư cho hệ thống Waste-to-Energy (WtE) là bài toán hàng triệu USD, đòi hỏi sự tối ưu trên toàn bộ chuỗi công nghệ. Tuy nhiên, việc coi nhẹ hoặc cắt giảm chi phí cho khâu tiền xử lý rác đầu vào thường là con đường ngắn nhất dẫn đến rủi ro vận hành, gia tăng chi phí bảo trì và ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả tài chính của dự án.

Một hệ thống tiền xử lý hiện đại không chỉ có nhiệm vụ giảm kích thước và đồng nhất nguồn nguyên liệu mà còn quyết định chất lượng nhiên liệu đầu vào cho lò đốt hoặc dây chuyền sản xuất RDF/SRF. Các giải pháp từ TANA và BMH Technology đã được ứng dụng rộng rãi tại nhiều dự án WtE trên thế giới, giúp tối ưu hóa quá trình phân loại, nghiền và chuẩn hóa rác thải, từ đó nâng cao hiệu suất thu hồi năng lượng và giảm thiểu thời gian dừng máy ngoài kế hoạch.

Đặc biệt, các dòng máy nghiền chậm TANA Shark nổi tiếng với khả năng xử lý hiệu quả nhiều loại chất thải phức tạp như rác sinh hoạt, rác công nghiệp, cồng kềnh và C&D waste, mang lại kích thước vật liệu đồng đều, giảm nguy cơ tắc nghẽn hệ thống phía sau.

Trong khi đó, các giải pháp BMH TYRANNOSAURUS® và hệ thống xử lý nhiên liệu RDF/SRF của BMH giúp tạo ra nguồn nhiên liệu có chất lượng ổn định, đáp ứng yêu cầu khắt khe của các nhà máy WtE và xi măng.

Thực tế cho thấy, đầu tư đúng cho công nghệ tiền xử lý không phải là chi phí phát sinh mà là khoản đầu tư mang tính chiến lược, giúp bảo vệ tài sản hàng triệu USD của nhà máy, đảm bảo hiệu suất vận hành dài hạn và tối đa hóa lợi nhuận từ hoạt động chuyển đổi rác thải thành năng lượng.