Với giải pháp Biochar hữu ích, ở Việt Nam đã có nhiều mô hình nghiên cứu ở mức vừa và nhỏ. Các kết quả nghiên cứu này bước đầu được đưa ra và sử dụng hữu ích về mặt chế tạo Biochar, xong việc xử lý khói, bụi khi chế tạo Biochar ở nước ta hiện nay mặc dù đã có đơn vị đề cập và nghiên cứu nhưng chưa hiệu quả do dung dịch xử lý chỉ là nước (H2O), chưa có mô hình chế tạo Biochar tự động phục vụ cho các đơn vị sản xuất lúa gạo tập trung.

Trên cơ sở đó, để góp phần tận dụng, nâng cao giá trị nguồn thu phụ phẩm nông nghiệp và phạm vi sử dụng Biochar trên địa bàn tỉnh Ninh Bình để làm giảm lượng khói bụi trong quá trình đốt vỏ trấu khi chế tạo Biochar, đáp ứng được yêu cầu của những doanh nghiệp sản xuất lúa gạo tập trung và những hộ gia đình có quy mô sản xuất nhỏ. Để giải quyết vấn đề trên việc “Thiết kế và chế tạo hệ thống lò đốt vỏ trấu tự động tạo than sinh học” nhóm tác giả Nguyễn Văn Tam đang công tác tại Trường Cao đẳng Cơ giới Ninh Bình đã được nghiên cứu và chế tạo thành công.

* Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống:

Lò đốt 8 có cấu tạo gồm 3 phần: nắp lò, thân lò và đáy lò được đặt lên hệ kết cấu khung 5 bằng liên kết bu lông. Để cấp liệu vào lò, trên khung 5 được lắp bộ phận cấp liệu 6, vật liệu được cấp vào tại cửa vào liệu 7 qua nắp lò. Trong quá trình đốt, quạt gió 1 có tác dụng vừa cung cấp một lượng ô xy cần thiết được điều chỉnh nhờ van 26 vào lò tại đáy lò và đồng thời nhờ ống 4, van 3 và quạt hút ẩm 11 hút bụi và hơi nước vào Cyclone 10 và bọ lọc bụi 11. Sau thời gian đốt phù hợp, vỏ trấu đã biến thành Biochar thì được đưa ra cửa thoát liệu 2 nhờ động cơ 22 và trục vít 23. Để sản phẩm Biochar đang ở nhiệt độ cao được đưa ra ngoài không bị cháy tiếp, tại cửa thoát liệu có lắp vòi phun tạo ẩm 27, vòi phun này được cài đặt làm việc đồng bộ với đông cơ thoát liệu 22.

Bộ phận xử lý khói, bụi khí đốt gồm: Cyclonr 10 có tác dụng lọc các hạt bụi được chứa ở đáy Cyclonr, quạt hút ẩm 11 có tác dụng hút hơi nước và khói bụi qua Cyclonr 10 đưa vào bộ lọc 11; ống dẫn khói 12; ống dẫn dung dịch sữa vôi 13 có tác dụng tạo ra các tia dung dịch sữa vôi nhỏ được phun ở độ cao phù hợp để tăng diện tích tiếp xúc giữa khói và dung dịch; động cơ 14 có tác dụng vừa bơm dung dịch sữa vôi vào ống dẫn 13 và vừa tạo lượng gió qua van hạ áp 16 để hút khói trong thùng xử lý khói 17 và ra ống thoát khói sạch 15. Để xử lý khói được tốt hơn trong thùng 17 được lắp các tấm lọc ướt 20 làm tăng thêm diện tích tiếp xúc giữa khói và dung dịch sữa vôi.

* Quy trình vận hành Hệ thống lò đốt vỏ trấu tự động tạo than sinh học:

Bật Atomat tổng CB1, hệ thống sẵn sàng hoạt động đèn báo Power sáng màu đỏ; Đèn báo chế độ stop của các động cơ M1, M2, M3, M4 sáng màu đỏ; Bật công tắc xoay chọn chế độ điều khiển tự động hoặc bằng tay (Aut/Man).

- Chế độ tự động: Ấn nút mở Start hệ thống bắt đầu hoạt động, động cơ cấp liệu 6 (M2) tự ddoonghj khởi động thực hiện cấp liệu vào lò, cùng lúc đó động cơ quạt gió M1 hoạt động, van 26 mở với góc 100% và bộ phận mồi lửa ở đáy lò hoạt động sau khoảng thời gian 30 giây(có thể đạt tùy ý) khi trấu mồi cháy thì bộ phận mồi ngưng làm việc. Động cơ M2 vẫn tiếp tục cấp liệu vào lò, khi liệu được cấp đầy lò (được bào đầy bởi biến cảm quang) thì yêu cầu dừng động cơ cấp liệu M2 lại.
Nhiệt độ trong lò được xác định bởi 1 van nhiệt và hiển thị trên đồng hồ, lương ô xy cấp vào lò được điều chỉnh bởi van khí 26. Ban đầu khi mồi lửa van mở 1`00% sau khoảng thời gian định trước sẽ khóa dần các cấp 75%, 50% và đốt ổn định với góc mở van 25% cho đến khi trấu trở thành Biochar thì van 26 khóa hoàn toàn. Ngoài ra trong quá trình xử lý nếu nhiệt độ trong lò cao hơn gía trị cho phép thì van 26 sẽ giảm mở để hạ nhiệt độ trong lò xuống, góc mở van 26 được điều chỉnh hoàn toàn tự động bằng phần trăm ( %).

Sau khi dừng động cơ cấp liệu M2 thì động cơ bơm M3 và quạt thổi 14 được khởi động thực hiện quá trình xử lý khói bụi. Sau khoảng thời gian đặ trước đảm bảo trấu đã trở thành Biochar, lúc này quạt gió M1 (1) và động cơ bơm M3 và quạt thổi 14 tự động dừng, van 26 khóa hoàn toàn, cùng lúc đó động cơ thoát liệu M4 (22) tự động làm việc, làm cho trục vít 23 quay đưa toàn bộ lượng Biochar ra ngoài cửa thoát liệu 22. Để đảm bảo sản phẩm Biochar đang ở nhiệt độ cao được đưa ra ngoài không bị cháy tiếp, tại cửa thoát liệu có lắp vòi phun ẩm 27 (hoạt động đồng thời với M4).

Khi lượng Biochar được đưa ra ngoài được định lượng bằng thời gian, thì động cơ M4 (22) dừng lại, đèn báo dừng động cơ sáng. Đồng thời bộ phận cấp liệu M1 (6) lại tự động khởi động thực hiện chu trình tiếp theo. Quá trình được lặp đi, lặp lại cho đến khi ấn nút dừng stop.

Hệ thống có sử dụng đèn báo chế độ hoạt động, dừng các động cơ M1, M2, M3, M4. Khi động cơ hoạt động đèn sáng màu xanh, khi động cơ dừng đèn báo sáng màu đỏ.

- Chế độ bằng tay: Ở chế độ bằng tay các động cơ quạt thổi M1 và van 26, động cơ cấp liệu M2, động cơ bơm và quạt thổi M3, động cơ thoát liệu M4 được điều khiển bằng tay. Có các nút ấn điều khiển riêng biệt start/stop, thời gian làm việc của các động cơ tùy theo người điều khiển.

* Tính mới, tính sáng tạo của công trình:

- Công trình đã đưa ra phương pháp đốt yếm khí vỏ traqaus tự động, đây là phương pháp mới nhằm nâng cao hiệu quả khai thác vỏ trấu. Sản phẩm thu được sau đốt 200kg sinh khối/ mẻ, ngoài than sinh học còn thu được lượng nhiệt tương đương 26,7kg khí gas.

- Nội dung của công trình đã bổ sung hệ thống xử lý một số chất độc hại có trong khói bụi, nhằm hoàn thiện hơn quy trình đốt yếm khí vỏ trấu tạo Biochar.

- Sản phẩm của công trình ngoài việc ứng dụng cho các đơn vị sản xuất lúa gạo tập trung có lượng tích trữ vỏ trấu lớn, còn có thể tách riêng bộ phận lò đốt để thực hiện đốt thủ công cho các hộ gia đình có quy mô sản xuất nông nghiệp nhỏ.

* Hiệu quả của công trình:

- Về mặt kinh tế: Nâng cao giá trị vỏ trấu, nâng cao năng suất cây trồng và đồng thời làm giảm lượng phân bón hóa học khi sử dụng Biochar từ vỏ trấu, trên cơ sở đó góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế trong nông nghiệp.

- Về mặt xã hội: Nâng cao nhận thức của người dân khi nhìn nhận về các nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp, định hướng phương thức tận dụng các nguồn nguyên liệu có thể quay vòng phục vụ tại chỗ về lĩnh vực sản xuất nông gnhieepj trong từng hộ gia đình, góp phần thúc đẩy nhanh quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa nông nghiệp nông thôn.

Với Công trình này, Nhóm tác giả đã đạt giải Khuyến khích tại Giải thưởng Khoa học và Công nghệ Hoa Lư tỉnh Ninh Bình lần thứ II.

Hà Linh