Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu khí hóa RDF từ chất thải rắn ở nông thôn để sản xuất syngas cho động cơ phát điện

Luận án tiến sĩ kỹ thuật này tập trung vào nghiên cứu khí hóa RDF (Refuse-Derived Fuel) từ chất thải rắn ở nông thôn để sản xuất syngas, một loại khí tổng hợp có thể sử dụng cho động cơ phát điện. Nghiên cứu được thực hiện tại Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, dưới sự hướng dẫn của GS.TSKH. Bùi Văn Ga và PGS.TS. Trần Thanh Sơn. Mục tiêu chính của luận án là giảm tỉ lệ chất thải phải chôn lấp và tăng cường hiệu quả thu hồi năng lượng từ rác thải, đồng thời kết hợp sử dụng hiệu quả năng lượng thu hồi với các nguồn năng lượng tái tạo khác. <br /> <br /> Luận án đi sâu vào ba vấn đề chính: sản xuất RDF, khí hóa RDF và sử dụng syngas thu được để chạy động cơ đánh lửa cưỡng bức kéo máy phát điện. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào giải quyết các vấn đề cơ bản ở quy mô thử nghiệm, sử dụng máy ép rác kiểu piston thủy lực, lò khí hóa kiểu hút xuống và động cơ tĩnh tại Honda GX200. Nghiên cứu xem xét quá trình khí hóa RDF với chất khí hóa là không khí và không khí có bổ sung oxy.<br /> <br /> Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài là góp phần nghiên cứu hệ thống sản xuất điện năng từ chất thải rắn ở nông thôn theo hướng tiếp cận mới, khai thác tối đa năng lượng từ rác và giảm thiểu chất thải chôn lấp. Luận án có cấu trúc gồm 4 chương: tổng quan về thu hồi năng lượng từ rác thải, thử nghiệm sản xuất RDF và syngas bằng chất oxy hóa là không khí, cải tạo và thực nghiệm động cơ đánh lửa cưỡng bức chạy bằng syngas, và khí hóa RDF bằng chất oxy hóa là không khí bổ sung oxy và mô phỏng kiểm nghiệm trên động cơ.<br /> <br /> Luận án đề xuất cách tiếp cận biến chất thải rắn thành dạng nhiên liệu có thể lưu trữ và vận chuyển thuận lợi, nâng cao tỉ lệ thu hồi năng lượng và xử lý triệt để chất thải rắn. Nghiên cứu cũng sử dụng công cụ mô phỏng để thực hiện nghiên cứu diễn biến của các quá trình trong lò khí hóa và tính toán quá trình nạp syngas trong động cơ đánh lửa cưỡng bức, kết hợp với số liệu thực nghiệm. Kết quả nghiên cứu bước đầu chỉ ra điều kiện tối ưu khi ép viên nén RDF, vận hành lò khí hóa với chất oxy hóa là không khí hoặc không khí có bổ sung oxy, tạo tiền đề cho các nghiên cứu ứng dụng tiếp theo, nhằm phát triển hệ thống điện-rác cỡ nhỏ phù hợp với điều kiện ở Việt Nam.<br /> <br /> Luận án cũng trình bày về chủ trương, chính sách của Việt Nam về xử lý rác thải và thu hồi năng lượng, tình hình xử lý rác thải ở nông thôn, và hệ thống năng lượng tái tạo hybrid (HRES). Nghiên cứu đi sâu vào thành phần chất thải rắn sinh hoạt và sản xuất ở nông thôn, quy trình xử lý chất thải rắn thông qua sản xuất RDF và khí hóa nhiên liệu rắn, ứng dụng syngas trên động cơ đốt trong, và cung cấp nhiên liệu tái tạo nghèo và góc đánh lửa sớm tối ưu cho động cơ chạy bằng syngas. Các kết quả mô phỏng quá trình khí hóa RDF cũng được trình bày chi tiết.