Đánh giá hiện trạng ô nhiễm chất thải rắn làng nghề chế biến, sản xuất gỗ tại thường tín, hà nội – nghiên cứu chế biến thành than sạch

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
--------------------------------------

Tơ Thị Hồng Yến

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ơ NHIỄM CHẤT THẢI RẮN
LÀNG NGHỀ CHẾ BIẾN, SẢN XUẤT GỖ TẠI THƯỜNG TÍN,
HÀ NỘI - NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN THÀNH THAN SẠCH

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội, 2016


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
--------------------------------------

Tơ Thị Hồng Yến

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ơ NHIỄM CHẤT THẢI RẮN
LÀNG NGHỀ CHẾ BIẾN, SẢN XUẤT GỖ TẠI THƯỜNG TÍN,
HÀ NỘI - NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN THÀNH THAN SẠCH
Chuyên ngành:

KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Mã số:

60440301

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. Trịnh Văn Tuyên
TS. Trần Thị Huyền Nga
XÁC NHẬN HỌC VIÊN ĐÃ CHỈNH SỬA THEO GÓP Ý CỦA HỘI ĐỒNG

Giáo viên hướng dẫn

Chủ tịch hội đồng chấm luận văn
thạc sĩ khoa học

TS. Trần Thị Huyền Nga

PGS.TS. Trần Văn Quy

Hà Nội, 2016


LỜI CẢM ƠN
Với lịng biết ơn chân thành nhất, tơi xin gửi lời cảm ơn PGS.TS. Trịnh Văn
Tuyên - Viện Công nghệ môi trƣờng (Viện Hàn lâm Khoa học và công nghệ Việt
Nam) và TS. Trần Thị Huyền Nga - Đại học Khoa học tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà
Nội) - những ngƣời thầy đã tận tình hƣớng dẫn tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp.
Đồng thời tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các cán bộ phịng Cơng nghệ xử
lý chất thải rắn và khí thải - Viện Công nghệ môi trƣờng Viện Hàn lâm Khoa học và
công nghệ Việt Nam đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong q trình hồn thành luận văn.
Qua đây, tơi cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo Trƣờng Đại học
Khoa học tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà Nội), các thầy cô trong khoa Môi trƣờng
đã tạo điều kiện giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất trong quá trình học

tập và nghiên cứu tại trƣờng.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, ngƣời thân đã ln ở
bên cạnh, động viên, giúp đỡ tơi rất nhiều trong q trình học tập.
Hà Nội, ngày 05 tháng 12 năm 2016
Học viên

Tô Thị Hoàng Yến


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................................ 3
1.1. Tổng quan tình hình ơ nhiễm chất thải rắn làng nghề chế biến, sản xuất gỗ tại
Việt Nam ................................................................................................................. 3
1.2. Các phƣơng pháp xử lý, quản lý chất thải rắn làng nghề chế biến, sản xuất gỗ
ở Viêt Nam và trên thế giới .................................................................................... 5
1.2.1. Quản lý, xử lý chất thải rắn trong công nghiệp sản xuất gỗ trên thế giới . 5
1.2.2. Quản lý, xử lý chất thải rắn làng nghề gỗ ở Việt Nam ............................. 9
1.3. Phƣơng pháp chế tạo than sạch dạng bánh .................................................... 12
1.3.1. Chế tạo than sạch dạng bánh................................................................... 12
1.3.2. Các chủng loại, thành phần của sản phẩm than mùn cƣa hiện có trên thị
trƣờng Việt Nam ............................................................................................... 23
2.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ................................................................. 27
2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu ............................................................................. 27
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................ 28
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................... 29
2.2.1. Phƣơng pháp thu thập số liệu.................................................................. 29

2.2.2. Phƣơng pháp điều tra, khảo sát thực tế ................................................... 29
2.2.3. Phƣơng pháp thực nghiệm chế tạo than sạch.......................................... 29
2.2.5. Phƣơng pháp phân tích trong phịng thí nghiệm..................................... 31
2.2.6. Phƣơng pháp xử lý số liệu ...................................................................... 32
2.2.7. Phƣơng pháp tổng hợp ............................................................................ 32


CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................. 33
3.1. Hiện trạng ô nhiễm chất thải rắn tại các làng nghề chế biến, sản xuất gỗ tại
Thƣờng Tín, Hà Nội.............................................................................................. 33
3.2. Đánh giá, đề xuất các phƣơng pháp quản lý, xử lý chất thải rắn tại các làng
nghề chế biến, sản xuất gỗ tại Thƣờng Tín, Hà Nội ............................................. 40
3.3. Khả năng chế tạo thành than sạch từ chất thải mùn cƣa ................................ 42
3.3.1. Nghiên cứu đánh giá ảnh hƣởng khả năng chế tạo than sạch từ mùn cƣa
quy mơ phịng thí nghiệm ................................................................................. 42
3.3.2. Nghiên cứu chế tạo than cacbon hóa quy mơ pilot ................................. 49
3.4. Đánh giá về mặt kinh tế ................................................................................. 51
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................. 54
Kết luận ................................................................................................................. 54
Kiến nghị ............................................................................................................... 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 56
PHỤ LỤC.................................................................................................................. 59


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Phân bố các làng nghề chế biến gỗ của Việt Nam năm 2009 .................... 4
Bảng 1.2: So sánh giữa q trình cacbon hóa và khí hóa ......................................... 20
Bảng 3.1: Chất lƣợng khơng khí tại các cơ sở sản xuất gỗ tại Thƣờng Tín ............. 39
Bảng 3.2: Các thơng số than cacbon hóa ở nhiệt độ 300oC ...................................... 43
Bảng 3.3: Các thơng số than cacbon hóa ở nhiệt độ 350oC ...................................... 44

Bảng 3.4: Bảng thông số than cacbon hóa ở nhiệt độ 400oC.................................... 45
Bảng 3.5: Bảng thơng số than cacbon hóa ở nhiệt độ 450oC.................................... 46
Bảng 3.6: Bảng thơng số than cacbon hóa ở nhiệt độ 500oC.................................... 47
Bảng 3.7: Bảng thơng số than cacbon hóa ở quy mô pilot ....................................... 49
Bảng 3.8: So sánh chất lƣợng than mẫu với tiêu chuẩn châu Âu [20] ..................... 50
Bảng 3.9: Bảnh so sánh chất lƣợng than mẫu với các loại than khác có sẵn trên thị
trƣờng ........................................................................................................................ 50
Bảng 3.10: Bảng so sánh chất lƣợng than mẫu với các loại than cacbon
từ rác thải sinh hoạt thành phố Hà Nội ..................................................................... 51
Bảng 3.11: Thành phần hóa học của gỗ .................................................................... 51
Bảng 3.12: Thơng số khí thải của hệ thống lị đốt .................................................... 53


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Hệ thống thơng gió phụ trợ ......................................................................... 7
Hình 1.2: Khn hút biến đổi ..................................................................................... 8
Hình 1.3: Quan hệ của làng nghề gỗ với các bên liên quan ....................................... 9
Hình 1.4: Hệ thống xử lý mùn cƣa tại Yên Lạc - Vĩnh Phúc ................................... 10
Hình 1.5: Các bƣớc sản xuất than sinh học .............................................................. 15
Hình 1.6: Cấu tạo của gỗ [23] ................................................................................... 16
Hình 1.7: Chu trình hệ thống khí hóa ....................................................................... 18
Hình 1.8: Sơ đồ ngun lý cơng nghệ một hệ thống khí hóa phát điện cỡ nhỏ ........ 18
Hình 1.9: Bốn giai đoạn khí hóa sinh khối ............................................................... 19
Hình 1.10: Viên nén mùn cƣa cơng ty Phú An Sinh................................................. 24
Hình 1.11: Thanh nén mùn cƣa Cơng ty TNHH Tân Khải Phát .............................. 24
Hình 1.12: Than mùn cƣa Cơng ty Nam Minh Long................................................ 25
Hình 2.1: Mùn cƣa .................................................................................................... 27
Hình 2.2: Bản đồ phân bố làng nghề gỗ Huyện Thƣờng Tín, Hà Nội ...................... 28
Hình 2.3: Sơ đồ sản xuất than mùn cƣa quy mơ phịng thí nghiệm.......................... 29
Hình 2.4: Lị cacbon hóa mùn cƣa quy mơ phịng thí nghiệm.................................. 30

Hình 2.5: Sơ đồ sản xuất than mùn cƣa quy mơ pilot............................................... 30
Hình 2.6: Lị cacbon hóa than mùn cƣa quy mơ pilot............................................... 31
Hình 3.1: Quy trình sản xuất và nguồn phát sinh chất thải trong hoạt động sản xuất
và chế biến gỗ cơ bản tại Thƣờng Tín, Hà Nội......................................................... 33
Hình 3.2: Hoạt động gỗ, đục, chạm, khảm ............................................................... 34
Hình 3.3: Hoạt động làm mộng, chà nhám ............................................................... 34
Hình 3.4: Chất thải rắn làng nghề chế biến, sản xuất gỗ .......................................... 35


Hình 3.5: Chất thải rắn ở làng nghề mộc Vạn Điểm ................................................ 36
Hình 3.6: Chất thải rắn làng nghề mộc Phụng Cơng ................................................ 36
Hình 3.7: Chất thải rắn ở làng nghề mộc Nguyên Hanh ........................................... 37
Hình 3.8: Chất thải rắn ở làng nghề thơn Nhị Khê ................................................... 38
Hình 3.9: Chất thải rắn ở làng nghề thơn Định Qn. .............................................. 38
Hình 3.10: Hiện trạng thu gom tại làng nghề ........................................................... 40
Hình 3.11: Xử lý mùn cƣa ở các làng nghề .............................................................. 41
Hình 3.12: Biểu đồ thơng số than cacbon hóa ở nhiệt độ 300oC .............................. 43
Hình 3.13: Biểu đồ thơng số than cacbon hóa ở nhiệt độ 350oC .............................. 44
Hình 3.14: Biểu đồ thơng số than cacbon hóa ở nhiệt độ 400oC .............................. 45
Hình 3.15: Biểu đồ thơng số than cacbon hóa ở nhiệt độ 450oC .............................. 46
Hình 3.16: Biểu đồ thơng số than cacbon hóa ở nhiệt độ 500oC .............................. 47
Hình 3.17: Sản phẩm than mùn cƣa .......................................................................... 49
Hình 3.18: Thiết bị sản xuất than mùn cƣa quy mô pilot cơng suất 30 kg ngun
liệu/mẻ....................................................................................................................... 52
Hình 3.19: Cân bằng vật chất q trình cacbon hóa ................................................. 53


MỞ ĐẦU
Ở Việt Nam hiện nay có rất nhiều làng nghề gỗ truyền thống nổi tiếng nhƣ:
Chàng Sơn, Canh Nậu, Sơn Đồng (Hà Nội); Đồng Kỵ (Bắc Ninh); La Xuyên (Nam

Định); Kim Bồng, Văn Hà (Quảng Nam). Có những làng nghề đã tồn tại hàng trăm
năm, mang lại công ăn việc làm cho hàng nghìn ngƣời, nhiều nghệ nhân đƣợc cả thế
giới biết đến. Xã Phù Khê (thị xã Từ Sơn - Bắc Ninh) có tới 2000 hộ tham gia sản
xuất đồ gỗ mỹ nghệ (chiếm 90% số hộ trong xã), tạo việc làm ổn định cho trên 8000
lao động trong và ngồi xã với mức thu nhập bình qn từ 4 đến 5 triệu
đồng/ngƣời/tháng. Riêng thợ cả có tay nghề cao thu nhập từ 10 đến 12 triệu
đồng/ngƣời/tháng [27].
Tuy nhiên, các làng nghề chế biến gỗ chủ yếu nằm xen lẫn với các khu dân
cƣ đơng đúc, thậm chí nhiều hộ gia đình lấy ln nhà để làm xƣởng chế biến thủ
cơng. Q trình chế biến gỗ gây ơ nhiễm tiếng ồn bởi tiếng động cơ chạy ngày đêm,
bụi gỗ bay mù mịt bởi công đoạn chà gỗ gây ô nhiễm không khí thậm chí là nguồn
nƣớc. Bên cạnh đó, trong q trình hoạt động, mùn cƣa, gỗ vụn rất lớn ra khu vực
xung quanh, khiến môi trƣờng bị ô nhiễm, ảnh hƣởng xấu đến sức khỏe ngƣời dân.
Hiện nay, ở Việt Nam hầu hết các làng nghề gỗ xử lý chất thải rắn tự phát
nhƣ thiêu đốt, chôn lấp. Cũng có các cách xử lý khá thân thiện với môi trƣờng nhƣ
sử dụng mùn cƣa để làm vật liệu trồng nấm, làm phân hữu cơ, chế tạo thành viên
nén xuất khẩu. Nhƣng phần lớn chất thải vẫn để tràn lan ngồi mơi trƣờng gây ơ
nhiễm nghiêm trọng cho dân cƣ. Vì vậy, rất cần thiết sự đánh giá mức độ ô nhiễm
do chất thải rắn làng nghề gỗ để những ngƣời quản lý có thể đƣa ra biện pháp quản
lý, xử lý hữu hiệu tình trạng ơ nhiễm đó. Bên cạnh đó nếu có thể đƣa ra đƣợc một
cách xử lý thân thiện với mơi trƣờng thì cũng vơ cùng cần thiết cho giải pháp xử lý
ơ nhiễm.
Vì vậy, luận văn “Đánh giá hiện trạng ô nhiễm chất thải rắn làng nghề chế
biến, sản xuất gỗ tại Thƣờng Tín, Hà Nội - Nghiên cứu chế biến thành than sạch” sẽ
đƣa ra các giải pháp giúp môi trƣờng làng nghề chế biến sản xuất gỗ hạn chế ô
nhiễm, đồng thời chế tạo đƣợc nguồn nguyên liệu an toàn, chi phí thấp.
1


Các nội dung nghiên cứu của luận văn:

- Thực trạng ô nhiễm chất thải rắn tại các làng nghề chế biến, sản xuất gỗ tại
Việt Nam, Hà Nội.
- Đánh giá, đề xuất các hƣớng xử lý, quản lý chất thải rắn làng nghề.
- Nghiên cứu chế tạo than sạch từ nguồn chất thải rắn mùn cƣa.

2


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan tình hình ơ nhiễm chất thải rắn làng nghề chế biến, sản xuất gỗ
tại Việt Nam
Việt Nam hiện nay có khoảng trên 300 làng nghề chế biến, sản xuất gỗ (làng
nghề gỗ), với gần 50% số làng nghề này tập trung tại vùng Đồng bằng Sơng Hồng.
Theo ƣớc tính, lƣợng gỗ nguyên liệu sử dụng hàng năm cho các làng nghề gỗ trong
cả nƣớc khoảng 350.000 - 400.000 m3 gỗ quy tròn, chủ yếu từ nguồn nhập khẩu và
khai thác trong nƣớc.
Làng nghề gỗ đóng vai trị quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Hiện có
khoảng 300.000 lao động đang làm việc tại các làng nghề. Hàng năm số lƣợng làng
nghề tăng khoảng 5%. Điều này tạo cơ hội việc làm cho nhiều ngƣời lao động tại
vùng nông thôn. Tính bình qn, tổng doanh thu từ các làng nghề gỗ đạt khoảng 1,5
tỉ đô la/năm. Các làng nghề hiện nay cung cấp trên 80% tổng đồ gỗ nội thất và xây
dựng cho thị trƣờng nội địa [3].
Về quy mô hoạt động, đa số các làng nghề gỗ hiện nay có quy mơ nhỏ, chủ
yếu là hình thức hộ gia đình, với khoảng 10-15 lao động/cơ sở và chủ yếu là lao
động phổ thông. Hầu hết tại các cơ sở này chủ và ngƣời làm th khơng có hợp
đồng lao động mà thƣờng tự thỏa thuận miệng với nhau về công việc và tiền công.
Quy mô vốn sản xuất của các hộ thƣờng nhỏ, khoảng dƣới 10 tỉ đồng/hộ. Quy mô
nhỏ về vốn và lao động tạo ra sự linh động trong tổ chức sản xuất kinh doanh, điều
này tạo động lực thúc đẩy làng nghề gỗ phát triển.
Khác với ngành cơng nghiệp chế biến gỗ xuất khẩu có sử dụng công nghệ

hiện đại nhằm tiết kiệm nguyên liệu đầu gia tăng giá trị sản phẩm, nhiều làng nghề
gỗ hiện nay chủ yếu sử dụng công nghệ thô sơ, điều này ảnh hƣởng đến giá và chất
lƣợng sản phẩm cuối cùng. Một số làng nghề gỗ truyền thống sử dụng lao động tay
nghề cao, tạo ra sản phẩm độc đáo có giá trị gia tăng cao, phục vụ thị trƣờng trong
nƣớc và xuất khẩu.
Đồ gỗ của Việt Nam đã đƣợc xuất khẩu đến 120 thị trƣờng trên toàn thế giới.
Mỹ, EU, Nhật Bản, Trung Quốc là những thị trƣờng tiêu thụ chính của đồ gỗ Việt
3


Nam, trong đó chỉ riêng thị trƣờng Mỹ và EU đã chiếm trên 80% tổng kim ngạch
xuất khẩu về các sản phẩm này. Năm 2011, tổng kim ngạch xuất khẩu gỗ và các sản
phẩm gỗ của Việt Nam đã đạt trên 3,9 tỷ USD.
Các làng nghề này sử dụng một lƣợng gỗ nguyên liệu tƣơng đối lớn để sản
xuất các mặt hàng phục vụ nhu cầu trong nƣớc và xuất khẩu. Năm 2007, các làng
nghề chế biến gỗ ở Đồng bằng sông Hồng sử dụng trên 221.600 m3 gỗ trong tổng số
305.600 m3 gỗ của tất cả các làng nghề cả nƣớc. Nguồn nguyên liệu trong nƣớc chỉ
đáp ứng đƣợc 20%; phần còn lại (80%) đƣợc nhập khẩu từ nƣớc ngồi [3]
Tính đến năm 2010 cả nƣớc có trên 300 làng nghề gỗ, dự kiến đến năm 2015
sẽ phát triển trên 350 làng nghề.
Phân bổ các làng nghề gỗ đƣợc thể hiện theo bảng 1.1:
Bảng 1.1: Phân bố các làng nghề chế biến gỗ của Việt Nam năm 2009
Vùng phân bố
Tổng làng nghề gỗ
Đồng bằng Sông Hồng
130
Đông Bắc
40
Tây Bắc
18

Bắc Trung Bộ
40
Nam Trung Bộ
18
Tây Nguyên
20
Đông Nam Bộ
14
Đồng bằng sông Cửu Long
22
Tổng
302
[3]
Tốc độ tăng trƣởng về số lƣợng làng nghề chế biến gỗ trong 5 năm từ 2010 2015 khoảng 23%. Mặc dù số lƣợng làng nghề gỗ chỉ chiếm tỷ lệ 6.6% trên tổng số
làng nghề (300/4.575), nhƣng giá trị sản xuất và tổng doanh thu của các làng nghề gỗ
chiếm 50% tổng giá trị của 6 nhóm làng nghề (32.000 tỷ/69.000 tỷ). Giá trị kim
ngạch xuất khẩu của các làng nghề gỗ và lâm sản ngoài gỗ là 200 triệu USD, chiếm
25% tổng số kim ngạch của tất cả làng nghề Việt Nam [8]. Trên 80% đồ gỗ nội thất
và đồ gỗ xây dựng trên thị trƣờng nội địa đƣợc sản xuất từ các làng nghề chế biến gỗ.
Các làng nghề gỗ đã thu hút đƣợc trên 300.000 lao động làm việc thƣờng xuyên,
chiếm 20% số lƣợng lao động của các loại hình làng nghề khác.

4


Đối với các cở sở chế biến, sản xuất gỗ chất thải rắn bao gồm vỏ cây, bìa
bắp, cành ngọn, mùn cƣa, phoi bào, bụi gỗ mịn... Ƣớc tính với tỷ lệ sử dụng gỗ
khoảng 50% đối với các sản phẩm mộc thì lƣợng phế thải rắn phát sinh là rất lớn.
Phần lớn các cơ sở sản xuất nhỏ, phân tán khơng đầu tƣ thiết bị sấy gỗ thì lƣợng
phế thải rắn này đƣợc chƣa thu gom để sử dụng có hiệu quả, mà thƣờng đƣợc đốt

tạo ra khí thải gây ô nhiễm môi trƣờng. Mặt khác, nguồn phế thải rắn nếu không
quản lý tốt sẽ là một nguy cơ gây cháy cho cơ sở sản xuất. Nếu phát triển cơ sở chế
biến gỗ theo quy hoạch, theo từng cụm thì có thể tận dụng tối đa lƣợng phế thải rắn
để sản xuất ván dăm, viên đốt, làm giá thể ni trồng nấm...
Mùn cƣa với thành phần chính là cellulose, là một chất khó tiêu hóa cho con
ngƣời, chúng từng đƣợc sử dụng nhƣ là một chất độn trong một số thực phẩm ít
calo nhƣ vỏ xúc xích, bánh mì.
Với cấu trúc phức tạp mùn cƣa chứa các loại đƣờng lên men có thể đƣợc sử
dụng để sản xuất ethanol cellulosic. Việc sản xuất này khó khăn hơn so với việc
chuyển đổi thành ethanol từ các chất tinh bột truyền thống nhƣ ngũ cốc. Quá trình
sử dụng bao gồm việc thủy phân phá hủy cấu trúc cellulose của mùn cƣa, tiếp theo
là thủy phân enzyme để tách chiết đƣờng cho quá trình lên men ethanol.
Vấn đề phát sinh bụi mịn tại các công đoạn chế biến từ khâu xẻ đến khâu
đánh nhẵn là rất lớn. Nhiều nhà máy chế biến gỗ có quy mơ cơng nghiệp đều bố trí
hệ thống thu hồi bụi nhƣng khá đơn giản (xyclon đơn), chỉ có khả năng thu hồi bụi
có kích thƣớc lớn mà khơng có khả năng thu hồi bụi tinh từ các cơng đoạn chà
nhám, đánh bóng.
1.2. Các phƣơng pháp xử lý, quản lý chất thải rắn làng nghề chế biến, sản xuất
gỗ ở Viêt Nam và trên thế giới
1.2.1. Quản lý, xử lý chất thải rắn trong công nghiệp sản xuất gỗ trên thế giới
- Nguyên tắc quản lý, xử lý chất thải trên thế giới ngày nay là ƣu tiên sản
xuất không chất thải theo thứ tự sau [16]
+ Sản xuất khơng chất thải:
Điều này chỉ có thể có nếu gỗ không gia công, xẻ hoặc cát, hoặc nếu tất cả
các cơng việc sản xuất bụi gỗ đƣợc khóan ngồi cho nơi làm việc khác với các
chƣơng trình kiểm sốt toàn diện.
5


+ Sử dụng loại gỗ an toàn hơn:

Thay thế các loại gỗ nguy hiểm bằng các loại ít nguy hiểm về nguy cơ sức
khỏe. Tuy nhiên, có rất ít số liệu có sẵn về mối nguy hại đối với hầu hết các lồi.
Các sản phẩm có lƣợng phát thải formaldehit thấp hơn có thể đƣợc thay thế
cho các sản phẩm với mức phát thải formaldehit cao hơn.
+ Cô lập chất thải:
Công nhân đƣợc không phải làm việc trong khu vực bụi bặm. Trong môi
trƣờng sản xuất, công nhân đƣợc mặc quần áo bảo hộ tránh việc tiếp xúc và hít phải
các loại bụi mùn cƣa độc hại. Trang thiết bị bảo hộ cá nhân là một giải pháp ngắn
hạn để tránh việc tiếp xúc của công nhân với bụi gỗ. Các loại mặt nạ có thể đƣợc
đeo để loại bỏ các hạt bụi độc hại (bụi) và các loại khí. Việc lựa chọn các mặt nạ
thích hợp địi hỏi một hệ thống đồng bộ về nơi làm việc, kiểm soát các chất ơ nhiễm
hóa học tiềm năng và nồng độ của chúng. Việc sử dụng mặt nạ cũng là một yêu cầu
thực hiện để bảo vệ đƣờng hô hấp. Trang thiết bị bảo hộ cá nhân khác nhƣ bảo vệ
mắt, áo và găng tay nên đƣợc làm sạch thƣờng xuyên.
+ Các biện pháp kỹ thuật:
Trên một số máy với một cắt đơn, nghiền hoặc chà nhám mặt; có nhiều nguồn
bụi bị thổi từ các bộ phận khác nhau của máy. Trong điều kiện lý tƣởng nhất, mỗi
nguồn bụi nên đƣợc kiểm sốt bởi hệ thống thơng khí (local exhaust ventilation - LEV)
Trong khi hầu hết bụi gỗ là từ máy móc, việc chà nhám bằng tay có thể là
một trong những công việc tạo ra nhiều bụi mùn cƣa nhất tại nơi làm việc. Việc chà
nhám tay thƣờng đòi hỏi việc sử dụng dụng cụ bảo vệ đƣờng hô hấp.
Các hệ thống thơng khí bao gồm một cửa hút để thu bụi với cơ chế nhƣ
một bộ lọc hoặc dạng xoáy xyclon để loại bỏ các bụi bẩn. Năng lƣợng để di
chuyển khơng khí và bụi đƣợc cung cấp bởi một động cơ quạt và thông qua một
động cơ điện.
Hầu hết các máy chế biến gỗ hiện đại đƣợc trang bị với một hoặc nhiều cửa
hút khí hoặc túi trữ bụi.
Máy cầm tay nhỏ nhƣ máy đánh nhám thƣờng có một túi lọc kèm theo. Các
bộ lọc này thƣờng không thu hoàn toàn đƣợc bụi mịn phát sinh. Đối với các loại
6

máy lớn, các túi thu khí đƣợc nối với nhau bằng một ống dẫn đến một đơn vị thu
gom bụi cố định hoặc di động. Nhƣ vậy, hiệu quả lọc sẽ tốt hơn. Tuy nhiên, trong cả
hai trƣờng hợp việc bảo vệ đƣờng hơ hấp có thể cần phải đƣợc trang bị
nếu các tiêu chuẩn tiếp xúc với môi trƣờng làm việc có khả năng bị vƣợt quá.
Các hƣớng dẫn chi tiết về thiết kế hệ thống thơng gió cho một loạt các máy
móc trong chế biến, sản xuất gỗ đƣợc phổ biến rộng rãi. Ví dụ, các tổ chức nhƣ
Viện Quốc gia Hoa Kỳ về An toàn và Sức khỏe nghề nghiệp (NIOSH), Sức khỏe và
An toàn Anh (HSE) và Hội nghị Mỹ của Chính phủ Vệ Sinh Cơng Nghiệp
(ACGIH) đều công bố các thông tin trên các máy chế biến gỗ. Bảo dƣỡng hệ thống
thơng khí cũng quan trọng nhƣ thiết kế. Hiệu suất của hệ thống thông khí cần phải
đƣợc giám sát và bảo trì hệ thống phù hợp với thông số kỹ thuật của nhà sản xuất.
Đối với những thiết bị cũ hơn: Các cửa thải có thể lắp thêm thơng gió và cải
tiến cho một số máy trƣớc đó nhƣ máy cƣa vịng, đai chà nhám, máy đánh nhám...
Máy móc và cơng cụ mà khó có thể phù hợp với hệ thống thơng khí có thể
cần phải đƣợc thay thế.
Một vài hệ thống thơng khí đã đƣợc áp dụng [24,25]:
- Hệ thống thơng gió phụ trợ.

Hình 1.1: Hệ thống thơng gió phụ trợ
Thơng thƣờng, lƣợng bụi thải chỉ đƣợc thu bởi một bộ phận thu chính bao
gồm các rịng rọc đĩa. Hệ thống thơng gió phụ trợ có thể thu đƣợc 75% bụi, khí thải
và có thể dễ dàng lắp đặt. Hệ thống bao gồm hai thiết bị: một khn nón phụ trợ và
bộ phận lọc khí, bụi. Khn nón phụ trợ đƣợc đặt nằm giữa bề mặt đai và bàn làm
7


việc (cuối đoạn chà nhám). Bộ phận lọc khí nằm bên trong ống thải chính. Hai thiết
bị đƣợc kết hợp với ống xả chính, giảm bụi gỗ trong phịng làm việc mà không ảnh

hƣởng đến hoạt động chà nhám.
- Hệ thống khuôn hút biến đổi.
Lƣợng bụi gỗ thải ra phụ thuộc vào độ sắc nét của máy cắt, độ sâu của nhát
cắt, vị trí tại đó gỗ đƣợc đƣa vào máy và vị trí của ống thải khí. Sau khi nghiên cứu
các vị trí ống thải thơng thƣờng, các nhà nghiên cứu đã phát triển một cấu hình hình
ống đƣợc lắp thêm, giảm đáng kể lƣợng khí thải bụi gỗ.

Hình 1.2: Khn hút biến đổi
Khí thải thƣờng đƣợc kiểm sốt bởi một ống hút nằm ở rìa sau của bàn làm
việc cho phép di chuyển phôi trên bàn. Đặt ống thải gần đầu cắt sẽ tối đa hóa thu
bụi, tuy nhiên, điều này gây hạn chế trong việc di chuyển phôi. Để khắc phục vấn
đề này, một phần khuôn biến đổi với một mặt mở linh hoạt đƣợc thêm vào. Các mặt
mở linh hoạt bao gồm túi vải cho phép gỗ để đi qua, nhƣng thu lại các hạt bụi gỗ.
Việc mở rộng cũng làm tăng vận tốc mặt hút bằng cách giảm thiểu các khu vực mở
thiết bị kiểm soát bụi.
+ Các biện pháp tái chế:
Ngày nay mùn cƣa có thể đƣợc sử dụng để tái chế sản xuất vật dụng trong
gia đình nhƣ bàn ghế, giƣờng tủ... Ngồi ra có thể đƣợc làm thành một dạng năng
lƣợng sinh học nhƣ than mùn cƣa, viên nén mùn cƣa...
8


1.2.2. Quản lý, xử lý chất thải rắn làng nghề gỗ ở Việt Nam
Hầu hết các chính sách liên quan đến phát triển làng nghề gỗ hiện nay ở Việt
Nam nhƣ Quyết định số 132/2000/QĐ-TTg ngày 24/11/2000 của Chính phủ về một
số chính sách phát triển ngành nghề nơng thơn; Nghị định số 66/2006/NĐ-CP ngày
07/7/2006 của Chính phủ về việc phát triển ngành nghề nông thôn; Nghị định số
61/2010/NĐ-CP ngày 04/6/2010 của Chính phủ về chính sách khuyến khích doanh
nghiệp đầu tƣ vào nơng nghiệp, nơng thơn, trong đó chế biến nông, lâm thủy sản và
sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ là những nhóm ngành nghề thuộc danh mục

khuyến khích đầu tƣ với những ƣu đãi về đất đai, thuế, đầu tƣ... đều mới chỉ nhấn
mạnh về việc quy hoạch, tổ chức và phát triển về khía cạnh kinh tế, xã hội chứ chƣa
có quan tâm đến khía cạnh môi trƣờng, về các biện pháp quản lý, xử lý ô nhiễm do
các hoạt đông sản xuất gây ra [3].

Hình 1.3: Quan hệ của làng nghề gỗ với các bên liên quan

9


* Phân loại và thu gom chất thải rắn phát sinh ở các làng nghề
Chất thải rắn khu xƣởng sản xuất gỗ: đầu mẩu gỗ thừa, mùn cƣa… Các chất
thải này đƣợc thu gon để dùng trong đun nấu của gia đình và bán cho nhân dân
trong thơn hoặc các doanh nghiệp khác. Tuy nhiên chất thải rắn ở hầu hết các làng
nghề chƣa đƣợc thu gom triệt để, nhiều làng nghề xả thải trực tiếp ra môi trƣờng
gây ô nhiễm mơi trƣờng khơng khí, đất, nƣớc, tác động xấu đến cảnh quan xung
quanh và đặc biệt là phần mùn cƣa với kích thƣớc nhỏ rất khó thu gom, xử lý gây
ảnh hƣởng tới sức khỏe và môi trƣờng.
* Một số kỹ thuật áp dụng xử lý bụi đã đƣợc áp dụng ở Việt Nam [31]
Năm 2010, Công ty TNHH Trung Hiếu - thị trấn Yên Lạc, huyện Yên Lạc,
tỉnh Vĩnh Phúc đã xây dựng thành cơng mơ hình xử lý bụi gỗ và bụi sơn cho xƣởng
sản xuất gỗ của mình. Khi đƣa vào sử dụng, mơ hình này đã làm giảm đáng kể các
tác động tiêu cực đến môi trƣờng, cải thiện sức khỏe cho ngƣời lao động và ngƣời
dân xung quanh khu vực. Đồng thời, việc vận hành mơ hình này sẽ mở ra hƣớng
phát triển bền vững cho làng nghề chế biến gỗ trên địa bàn huyện Yên Lạc nói
chung, cũng nhƣ nhân rộng ra các làng nghề khác tƣơng tự.

Hình 1.4: Hệ thống xử lý mùn cƣa tại Yên Lạc - Vĩnh Phúc
10

Công nghệ xử lý bụi đƣợc thuyết giải nhƣ sau: Theo quy trình xử lý, tại các
vị trí phát sinh bụi sẽ đƣợc đặt các chụp hút khí cục bộ để hút bụi vào ống dẫn. Sau
đó quạt hút thổi bụi gỗ vào trong thùng chứa bụi, giữ lại các hạt bụi, cịn khí sạch sẽ
thóat ra ngồi. Khi thùng chứa bụi đầy, chỉ cần mở cửa thùng chứa lấy bụi mang
đƣa đi xử lý. Theo đánh giá của các nhà thiết kế, hiệu suất lọc bụi của thiết bị có thể
đạt trên 90%, nhờ đó giảm thiểu ơ nhiễm khơng khí từ bụi gỗ. Hơn nữa, thiết bị này
vận hành khá đơn giản, chỉ cần bật máy lên là máy hoạt động.
Mùn cƣa ngồi tác động đến mơi trƣờng ở dạng chất thải rắn, chúng còn gây
ảnh hƣởng tới sức khỏe con ngƣời khi tiếp xúc trực tiếp.
Ảnh hƣởng đến mơi trƣờng khơng khí: Mùn cƣa có kích thƣớc nhỏ có thể lơ
lửng trong khơng khí, gây hạn chế tầm nhìn. Ngồi ra chúng bị phân huỷ, thúc đẩy
nhanh quá trình lên men, thối rữa và tạo nên mùi khó chịu cho con ngƣời.
Ảnh hƣởng đến mơi trƣờng nƣớc: Chúng có thể bị cuốn theo trong q trình
lau rửa sản phẩm, rửa tay hoặc nƣớc mƣa ra các nguồn nƣớc thải. Lƣợng rác này
sau khi bị phân huỷ sẽ tác động trực tiếp và gián tiếp đến chất lƣợng nƣớc mặt,
nƣớc ngầm trong khu vực. Rác có thể bị cuốn trơi theo nƣớc mƣa xuống ao, hồ,
sơng, ngịi, kênh rạch, sẽ làm nguồn nƣớc mặt ở đây bị nhiễm bẩn, gây cản trở các
dịng chảy, tắc cống rãnh thóat nƣớc.
Ảnh hƣởng của rác thải tới môi trƣờng đất: Một số chất hóa học có thể đƣợc
phun lên bề mặt gỗ tránh mối mọt. Khi xâm nhập vào đất, trong thành phần rác thải
có chứa nhiều các chất độc, do đó khi rác thải đƣợc đƣa vào mơi trƣờng thì các chất
độc xâm nhập vào đất sẽ tiêu diệt nhiều lồi sinh vật có ích cho đất nhƣ: giun, vi
sinh vật, nhiều lồi động vật khơng xƣơng sống, ếch nhái ... làm cho mơi trƣờng đất
bị giảm tính đa dạng sinh học và phát sinh nhiều sâu bọ phá hoại cây trồng, hạn chế
quá trình phân huỷ, tổng hợp các chất dinh dƣỡng, làm cho đất giảm độ phì nhiêu,
đất bị chua và năng suất cây trồng giảm sút.
Ảnh hƣởng đến sức khỏe con ngƣời: Khi tiếp xúc với một lƣợng q mức bụi
gỗ có thể tác dụng kích thích lên mắt, mũi và cổ họng, suy giảm chức năng phổi và
11

đƣợc chúng cũng đƣợc coi là một chất gây ung thƣ (đặc biệt là ung thƣ mũi). Các
ảnh hƣởng khác lên sức khỏe bao gồm viêm da hoặc hiệu ứng suy đƣờng hô hấp
nhƣ hen suyễn. Một số điều tra chỉ ra việc tiếp xúc với bụi gỗ tăng 4 lần khả năng bị
hen so với ngƣời bình thƣờng ở Anh. Ngoài ra, một số ngƣời khác trở nên nhạy cảm
với bụi gỗ, ngƣời đó có thể bị phản ứng dị ứng sau khi tiếp xúc nhiều lần. Gỗ bụi
trên sàn nhà có thể gây vấp ngã hoặc trƣợt, tầm nhìn có thể bị suy giảm bởi bụi phát
sinh trong q trình chế biến gỗ [22].
Ngồi ra chúng cịn là một chất dễ cháy. Hàng năm có hàng trăm cơ sở, nhà
máy bị thiệt hại bởi các vụ cháy nổ. Việc đốt cháymột đám mây bụi gỗ sẽ tạo ra một
ngọn lửa chớp. Nếu mùn cƣa đƣợc chứa đựng trong một bao, kho hoặc nén lại có thể
tạo ra vụ nổ phá hoại. Mức độ nghiêm trọng của sẽ phụ thuộc vào loại và nồng độ
bụi, kích thƣớc của các nguồn phát lửa. Ngồi ra chúng cịn có thể dẫn đến một vụ nổ
thứ cấp mà thiệt hại thƣờng là lớn hơn rất nhiều so với vụ nổ đầu tiên [22] [23].
1.3. Phƣơng pháp chế tạo than sạch dạng bánh
1.3.1. Chế tạo than sạch dạng bánh
Than sạch hay than sinh học là thuật ngữ dùng để chỉ cacbon đen (black
carbon) hay biochar, đƣợc tạo ra từ quá trình nhiệt phân các vật liệu hữu cơ trong
mơi trƣờng khơng có hoặc nghèo ơxy để khơng xảy ra phản ứng cháy. Nó đang
đƣợc nhiều nhà khoa học trên thế giới ví nhƣ là “vàng đen” cho ngành nơng nghiệp.
Than sinh học có thể tạo ra từ nhiều phế phụ phẩm trong nông nghiệp (rơm rạ, vỏ
trấu, vỏ hạt, bã mía), chất thải sinh hoạt, cơng nghiệp... Q trình nhiệt phân tạo
thành than sinh học, cacbon có trong vật liệu hữu cơ khơng bị mất đi hồn tồn mà
tồn tại ở dạng khó bị phân giải bởi các yếu tố môi trƣờng hoặc sử dụng nhƣ một
dạng năng lƣợng tái tạo, chất xử lý ơ nhiễm mơi trƣờng. Than sinh khối (đóng rắn)
đƣợc sản xuất từ chất thải sinh khổi là một sự thay thế cho nhiên liệu hóa thạch nhƣ
dầu mỏ và than đá, chúng có thể đƣợc sử dụng để làm nóng lị hơi trong nhà máy
sản xuất, và cũng có những ứng dụng ở các nƣớc đang phát triển. Than sinh khối là
nguồn năng lƣợng tái tạo và tránh thêm cacbon hóa thạch vào khí quyển [4].

12


Than mùn cƣa đƣợc sản xuất theo qui trình nén ép thành thanh gỗ trƣớc, sau
đó đem nung thành than và để nguội. Sản phẩm than nung đỏ là khâu sau cùng nên
khơng khói, khơng mùi khi đốt .
Ngun liệu chính là mùn cƣa gỗ. Mùn cƣa đƣợc làm thành củi mùn cƣa
bằng máy ép trục vít có gia nhiệt. Nén ép thanh than gỗ trƣớc. Sau đó cho củi mùn
cƣa vào lị than hóa, nung thành than và để nguội. Với cơng nghệ trƣớc đây, cần duy
trì nhiệt độ 700-800oC trong 7 ngày. Khi đó chất bốc trong gỗ sẽ bay hết chỉ cịn lại
thành phần chính là Cacbon (than) với hàm lƣợng >85%. Than khi đạt yêu cầu sẽ
đƣợc đem ra ngồi ủ kín làm nguội tự nhiên trong vòng 2 ngày.
Cuối cùng, cho ra thành phẩm là than mùn cƣa. Khi đốt than sẽ thấy lửa cháy
đều từ trong ra ngồi.
* Tổng quan về q trình sản xuất than cacbon hóa dạng bánh
Chất thải sinh khối đƣợc nghiền nhỏ, là nguyên liệu để đóng bánh. Chúng có
thể đƣợc trộn với vôi ngậm nƣớc (cố định lƣu huỳnh), đất sét (hỗ trợ định hình), và
chất keo. Để đạt đƣợc thành phần đồng nhất và cải thiện hình dạng, các nguyên vật
liệu pha trộn đƣợc nhồi kỹ. Sự hình thành của hỗn hợp này đƣợc thực hiện bằng
cách sử dụng máy ép ở nhiệt độ bình thƣờng và lực khoảng 1.000 kg/cm2 [9].
Sự lựa chọn của các chất kết dính có ảnh hƣởng trực tiếp đến chi phí vận
hành và phải đƣợc lựa chọn cẩn thận. Các chi phí hoạt động bao gồm các chi phí
của chất kết dính (giá mỗi tấn chất kết dính và số lƣợng của chất kết dính tiêu thụ
mỗi tấn than bánh), chi phí chế biến tham gia bằng cách lựa chọn chất kết dính và
các chi phí sau điều trị của bánh trƣớc khi lƣu trữ. Sự lựa chọn cũng dựa vào số
lƣợng của chất kết dính có sẵn tại địa phƣơng. Chất kết dính đƣợc chia thành 2 loại
chất kết dính vơ cơ và chất kết dính hữu cơ. Hầu hết các chất kết dính hữu cơ có
chức năng cơ bản nhƣ "keo" hoặc loại chất dính keo, chúng làm ƣớt bề mặt của hạt
và do đó kết nối chúng lại với nhau. Một số chất kết dính ở dạng chất lỏng khi nóng

và rắn khi lạnh và một số loại khác có thể vẫn cịn trong trạng thái lỏng nhiều hơn
hoặc ít nhớt. Một số chất kết dính vô cơ (kim loại nóng chảy) tƣơng tự nhƣ này.
Một loại chất kết dính khác là chất rắn với kích thƣớc hạt rất nhỏ. Do có năng lƣợng
13


bề mặt cao nên có thể hoạt động nhƣ là vật liên kết giữa các hạt xung quanh của vật
liệu. Hầu hết các chất kết dính có chức năng theo cách này là vật liệu vô cơ nhƣ đất
sét, keo alumina và keo silica. Các chất keo này ngoài ra cịn có khả năng chống ẩm
đặc biệt cần thiết khi dự trữ than trên mặt đất hoặc ngoài trời. Các loại chất kết dính
nhƣ nhựa đƣờng có tính chất khơng thấm nƣớc và cho phép lƣu trữ than ở ngoài trời
tốt. Đối với các chất kết dính khác, một lớp sáp bên ngoài (parafin chẳng hạn) sẽ
cho phép giảm độ thấm nƣớc của chúng. Các lignosulphonates kháng độ ẩm thấp.
Các than bánh đƣợc sản xuất có bổ sung tinh bột hay mật đƣờng, vơi khơng có khả
năng chống ẩm [15].
* Các bƣớc sản xuất than sinh học [15].
i. Phân loại / sàng: tất cả các vật liệu không mong muốn hoặc chất thải sinh
khối lớn bị loại bỏ để đảm bảo rằng tất cả các nguyên liệu là các kích thƣớc u
cầu. Ví dụ, mùn cƣa có thể chứa các cục gỗ vụn hoặc dăm bào với kích thƣớc lớn.
Đây có thể đƣợc sàng lọc ra với một lƣới thép.
ii. Cắt nhỏ nguyên liệu sinh khối thành những miếng nhỏ: Các nguyên liệu
sinh khối đƣợc cắt nhỏ thành từng miếng nhỏ để tăng cƣờng khả năng hoạt động và
kích thƣớc nhỏ gọn. Quá trình này phụ thuộc vào loại sinh khối nguyên liệu. Ví dụ,
vỏ cà phê và bụi sẽ không cần băm nhỏ nhƣng vật liệu nhƣ chất thải lạc, bã mía,
rơm lúa mì, lúa mạch và cùi ngơ… sẽ cần phải đƣợc cắt nhỏ thành các kích cỡ nhỏ.
iii. Phối trộn: Quá trình này đƣợc thực hiện trong trƣờng hợp muốn sử dụng
một loạt các nguyên liệu khác nhau để tối ƣu hóa các đặc điểm cháy của nhiên liệu
chính thức. Ví dụ, ngun liệu sinh khối có hàm lƣợng tro cao có thể đƣợc trộn với
các nguyên liệu sinh khối của hàm lƣợng tro thấp. Sinh khối có hàm lƣợng năng
lƣợng thấp nhƣ giấy có thể đƣợc trộn lẫn một cách thích hợp với những vật liệu có

năng lƣợng cao. Điều này giúp sản phẩm đạt chất lƣợng tốt (cháy tốt, khơng khói và
khơng mùi) đồng thời giảm chi phí sản xuất.
iv. Thêm chất kết dính: Ngồi sinh khối trộn, một chất kết dính thích hợp
đƣợc thêm vào và trộn lẫn với sinh khối. Điều này giúp tăng cƣờng sự rắn chắc của
vật liệu và tránh vụn nát. Một vài chất chất kết dính nhƣ là tinh bột, đất sét.
14


v. Thêm nƣớc: nƣớc thƣờng đƣợc thêm vào các nguyên liệu để làm cho
chúng lỏng lẻo và dễ dàng để thực hiện các bƣớc trên. Một số vật liệu sinh khối đòi
hỏi phải đƣợc ngâm trong nƣớc cho một số ngày để đảm bảo rằng chúng là đủ mềm
để làm việc trên.
vi. Đóng bánh & đốt: Cuối cùng các nguyên liệu đã sẵn sàng để đóng bánh
(bằng máy hoặc bằng tay). Các bánh than sẽ cần đƣợc để khô trong một thời gian để
ổn định hình dạng. Sau khi khơ than đƣợc đêm đi đốt trong lị cacbon hóa trong điều
kiện khơng hoặc ít khí oxy ở nhiệt độ thấp 400-500oC trong thời gian… kết quả sẽ
thu đƣợc sản phẩm than cacbon hóa.
Mùn cƣa

Phân loại/ sàng

Nghiền, cắt nhỏ

Thêm nƣớc

Thêm chất
kết dính

Phối trộn

Đóng bánh

Đốt cacbon hóa

Sản phẩm

Hình 1.5: Các bƣớc sản xuất than sinh học
* Bản chất của quá trình [1]:
Gỗ bao gồm các thành phần chính: cellulose, lignin, hemixenlulo và nƣớc.
Các cellulose, lignin và một số vật liệu khác bị ràng buộc chặt chẽ với nhau và tạo
nên các vật liệu chúng ta gọi là gỗ. Nƣớc đƣợc hấp phụ hoặc tổ chức nhƣ các phân
tử nƣớc trong cấu trúc cellulose / lignin. Gỗ đƣợc làm khơ vẫn cịn chứa 12-18%
lƣợng nƣớc hấp thụ. Gỗ tƣơi, mới cắt hoặc gỗ chƣa chứa 40 đến 100% trọng lƣợng
khô của gỗ.

15


Hình 1.6: Cấu tạo của gỗ [23]
Trong quá trình cacbon hóa mùn cƣa, hemixenlulo sẽ phân hủy trong
khoảng nhiệt độ 200 - 260oC, còn lignin, xenlulo phân hủy trong khoảng 240 350oC. Trong q trình này sẽ có tổn thất phát sinh do một phần khối lƣợng phân
tử nhỏ của xenlulo và lignin, nƣớc, hemixenlulo bị đốt cháy và bay hơi. Phần còn
lại sẽ tự xảy ra các phản ứng hóa học giữa các hợp chất có khối lƣợng phân tử lớn,
khi nhiệt độ càng cao sẽ tạo các liên kết chéo (crosslinking). Đây chính là phần sẽ
bị than hóa ở nhiệt độ cao. Trong q trình than hóa thơng thƣờng thì gỗ (hay
thanh mùn cƣa) sẽ cháy trong mơi trƣờng hiếm oxy khi nhiệt độ đạt tới 450oC và
450-500oC là khoảng nhiệt độ tối ƣu cho quá trình than hóa.
Nhiệt phân giải của xenlulo
Nhiệt độ cacbon hóa của xenlulo trong phạm vi 260 - 350oC. Ở giai đoạn đầu
đã sản sinh những gốc có năng lƣợng cao rất nhiều, phản ứng dây truyền của gốc tự

do dẫn đến các chuỗi bị chặt đứt, oxy hóa và phân giải phân tử, từ đó mà sinh ra
than, nƣớc, CO và CO2. Khi nhiệt độ nâng cao lên đến trên dƣới 300oC xenlulo phát
sinh hiện tƣợng đứt đoạn phân giải, hình thành đƣờng gluco vòng trái, tuỳ theo sự
nâng cao nhiệt độ đƣờng gluco vịng trái có thể tiếp tục bị phân giải thành hơn 200
hợp chất hóa học, đồng thời bị cắt đứt sinh thành acid acetic, acid formic; acid
acetic từ đây có thể bị mất nhóm OH, acid formic có thể bị mất gốc cacbon để sinh
thành CH4, CO2 và CO, trong điều kiện tồn tại có H2O, acid, Oxy thì phản ứng của
xenlulo lại càng kịch liệt.
16


Nhiệt phân giải của hemixenlulo
Hemixenlulo phân giải trong khoảng nhiệt độ từ 200 - 260oC. Độ bền vững
của hemixenlulo thấp hơn so với xenlulo, nó rất dễ phát sinh phản ứng thóat nƣớc.
Hemixenlulo ở nhiệt độ tƣơng đối thấp phát sinh phân giải sinh ra khối lƣợng lớn
acid acetic và chất khí khơng cháy, đồng thời có ít dầu gỗ.
Nhiệt phân giải của lignin
So với xenlulo và hemixenlulo thì lignin có tính ổn định nhiệt độ cao hơn, đó
là do hàm lƣợng cacbon trong phân tử lignin tƣơng đối cao (thƣờng chiếm khoảng
60 - 66%). Do đó khu vực nhiệt độ nhiệt phân tƣơng đối rộng (230 - 550oC). Trong
khoảng 230-300oC thì gốc thơm  và  bị cắt đứt, lúc này nhóm chất béo bắt đầu bị
cắt đứt, khi nhiệt độ đến 370 - 400oC thì các kết cấu cơ bản của lignin nhƣ cầu C - C
bị cắt đứt, dần dần hình thành than, khi nhiệt độ 550 oC thì tỷ lệ sản phẩm tạo ra của
các chất khí thƣờng chiếm: CO 50%, CO2 10%, CH4 38%, C2H6 2%.
Nhiệt phân giải gỗ có thể đƣợc xem là sự tổ hợp nhiệt phân các thành phần
trong gỗ. Sự tổ hợp của xenlulo và hemixenlulo, quá trình phân giải nhiệt của nó
cũng tƣơng tự, nhiệt phân lignin tuy xảy ra sớm hơn so với hai thành phần trên
nhƣng tốc độ nhiệt phân của nó lại chậm hơn. Các sản phẩm do lignin hình thành
thƣờng là các chất rắn. Gỗ dƣới tác dụng của điều kiện nhiệt độ thấp bắt đầu đã bắt
đầu xảy ra hiện tƣợng nhiệt phân giải, nhƣng với -xenlulo sự nhiệt phân của nó

tƣơng tự nhƣ hai loại trên, nhƣng lại khác với dạng phân giải của lignin.
* So sánh với khí hóa than mùn cƣa [8]:
Khí hóa (Gasification): là q trình đốt cháy nguồn ngun liệu sinh khối
trong môi trƣờng thiếu ôxi để sản sinh ra các chất khí dễ cháy bao gồm Cacbon
monoxide (CO), hydro (H2) và một phần khí metan (CH4). Hỗn hợp này đƣợc gọi là
hỗn hợp khí cháy (tài liệu nƣớc ngồi thƣờng viết là producer gas - sinh khí). Hỗn
hợp khí cháy có thể đƣợc sử dụng để chạy động cơ đốt trong (cả loại động cơ nén
cao áp và loại động cơ đánh lửa), cũng có thể đƣợc sử dụng để sản xuất methanol
(CH3OH) - nhiên liệu cho động cơ nhiệt cũng nhƣ là nguyên liệu cho ngành công
17