Ảnh minh họa

Mới đây nước Mỹ đưa ra những quy định mới về phát thải khí các bon, và các nước khác trên thế giới cũng noi theo. Để thích ứng với những thay đổi này, một số công ty khai thác than đã chọn cách tập trung vào nâng cao giá trị của than lignite hoặc than nâu chất lượng thấp.

Các công ty này đang thay đổi cách tiếp cận, nhưng nhìn chung, mục đích chủ yếu là loại bỏ độ ẩm và các chất ô nhiễm, tăng giá trị nhiệt lượng của than để đạt được chất lượng như than có chất lượng cao. Nâng cao giá trị nhiệt lượng đã là một cổ vũ mạnh mẽ, đương nhiên phải coi trọng cả các vấn đề môi trường nữa trong nâng cấp than.

Qúa trình đốt than phát sinh ra một lượng lớn các bon và những chất ô nhiễm khác, nhưng nâng cấp than lại làm giảm các chất ô nhiễm này và hạ thấp phát thải các bon. Thực tế là, thậm chí than nâu có thể cháy sạch hơn than đen hoặc than chất lượng cao trong vài trường hợp.Ngoài ra, nâng cấp than cũng giúp giải quyết vấn đề vận chuyển than. Có khó khăn vận chuyên than lignite trong quãng đường dài, nhưng than có chất lượng thấp khi đã được nâng cấp thì vận chuyển dễ dàng hơn.

Các phương pháp nâng cấp than

Công nghệ nâng cấp than đã có trên một thế kỷ rồi, khi qui trình nâng cấp than đầu tiên được áp dụng trên 100 năm vào năm 1855. Phương pháp này xuất sứ từ sấy khô và ép than nâu ở mỏ than von der Heydt, vùng Ammendorf, Đức, công nghệ này được đăng ký bằng sáng chế “sấy khô than nâu trong ống” vào năm 1884. Một bài báo đăng trên tờ World Coal mô tả bốn công nghệ truyền thống sấy khô hoặc nâng cấp than-gồm cả làm khô bằng khí nóng, làm khô bằng hơi, khử nước bằng thủy nhiệt và bằng phương pháp cơ nhiệt.

Sấy khô bằng khí nóng là xối xả khí nóng dư thừa vào than. Đặc biệt hơn, phương pháp này được gọi là sấy khô sơ bộ nghiền nhanh. Qui trình này gồm nghiền và sấy khô than nguyên khai ngay tức thì trong một thiết bị được sục khí nóng từ tầng cao của lò. Mặc dù được công nhận là một công nghệ nâng cấp than quan trọng, nhưng sấy khô than bằng khí nóng vẫn là một phương pháp chưa hiệu quả trong nâng cấp than.

Trong qui trình sấy khô bằng hơi, than chất lượng thấp được sấy khô qua tiếp xúc với các tấm được gia nhiệt bằng hơi nóng hoặc với các mặt phẳng được gia nhiệt bằng hơi nóng. Sấy khô thông qua tiếp xúc trực tiếp cũng có thể mặc dù vẫn chưa thông dụng.

Khử nước bằng thủy nhiệt là một qui trình nâng cấp than qui mô thương mại từ những năm 20 của thế kỷ trước. Bao gồm xử lý hơi trong nồi hấp (autoclave) để khử độ ẩm của than. So với sấy khô bằng khí nóng dư thừa, phương pháp này không lý tưởng lắm vì nó tạo ra nước thải có thể gây ô nhiễm.

Phương pháp nâng cấp than bằng cơ nhiệt là để loại bỏ nước và tăng tốc sấy than bằng ánh nắng mặt trời. Tuy nhiên, có khó khăn là cơ khí hóa qui trình và hạn chế ứng dụng qui mô thương mại.

Mặc dù các phương pháp truyền thống trên có những hạn chế, nhưng có một loạt khích lệ về kinh tế và môi trường khiến cho có nhiều nghiên cứu và phát triển mạnh mẽ trong lĩnh vực này. Nhiều phát triển mới đây trong đó có Qui trính Coldry của công ty Environmental Clean Technologies Ltd. Và Công nghệ Năng lượng sạch củacông ty ZEMAG (Đức) để nâng cấp than.

Nhu cầu than thân thiện với môi trường, hiệu quả và giá cả hợp lý đang thúc đẩy các công ty trên thế giới hướng tới lĩnh vực nâng cấp than. Các công ty mới hơn kiên trì hoàn thiện những công nghệ đang sử dụng để nhằm tìm ra những giải pháp tốt hơn cho nâng cấp than, và các nhà đầu tư than chắc chắn quan tâm đến các công ty này và tầm quan trọng này một tăng của các công ty đối với thị trường năng lượng.

Các công ty đang nghiên cứu áp dụng Công nghệ Nâng cấp Than

Công ty Agritrade Resources Limited hợp tác với công ty PT Total Sinergy International, một công ty công nghệ ở Indonesia, phát triển những công nghệ nâng cấp than mới. Cho tới nay, hai công ty đã nghiên cứu thành công công nghệ Than-Địa, công nghệ này đã phổ biến rộng khắp thế giới. Công nghệ Than-Địa giảm được độ ẩm chứa trong than, còn làm cho than không hấp thụ ẩm trở lại. Công nghệ này cũng làm tăng giá trị nhiệt lượng của than và vận chuyển cũng như xử lý dễ dàng hơn.

Hiện nay, Agritrade Resources đang xây dựng nhà máy nâng cấp than qui mô thương mại đầu tiên áp dụng Công nghệ Than-Địa này với công suất một triệu tấn than mỗi năm.

Công ty MicroCoal Technologies có phương pháp nâng cấp than độc đáo là sử dụng sóng micro để loại bỏ độ ẩm trong than. Qui trình cho phép các nhà máy điện than chuyển sang sử dụng than có hàm lượng thấp mà không cần thay đổi về hạ tầng của nhà máy điện, đem lại tiết kiệm chi phí lớn. Công nghệ sóng micro của MicroCoal cũng làm giảm hầu hết khí nhà kính và cả thủy ngân trong than chất lượng thấp. Ngoài ra, các nhà máy đốt than cũng hy vọng nâng cao hiệu suất nồi hơi, sản lượng nhiệt và hiệu suất tro bằng áp dụng công nghệ này của MicroCoal.

Hiện tại, MicroCoal đang xây dựng nhà máy nâng cấp than qui mô thương mại đầu tiên với công nghệ sóng micro ở Indonesia. Trong tháng 6, 2014, Công ty thông báo ý định của mình từ bỏ cơ sở nghiên cứu và phát triển hiện nay ở Golden, Colorado để xây dựng những cơ sở phát triển và mới vào cuối mùa hè năm nay.

Cuối cùng, công ty White Energy Company đã đăng ký bản quyền qui trình nâng cấp than BCB cơ học, gồm 5 bước: chuẩn bị than nguyên khai, tạo ra khí nóng để sấy khô than nguyên khai, sấy khô than nguyên khai, đóng bánh than đã sấy khô và lưu kho-vận chuyển than bánh. Đáng lưu ý là, than bánh từ qui trình này được liên kết lại với nhau bởi cơ cấu kết dính tự nhiên của than, và người ta không phải sử dụng chất kết dính như vẫn dùng trong sản xuất than bánh thông thường. Đây là vấn đề quan trọng, vì chất kết dính có thể tạo ra những chất thải không cần thiết. So với qui trinh nâng cấp than của MicroCoal, than được nâng cấp bằng công nghệ của White Energy có giá trị là có thể sử dụng đổi lẫn cho các loại than khác, yêu cầu sử dụng là phải thay đổi hạ tầng cơ sở đối với nơi sử dụng như là các nhà máy phát điện than.

Trần Minh Huân

Nguồn: Coal Investing News: Monday June 30, 2014