Топливные брикеты из навоза: делаем топливо из экскрементов животных своими руками
Использовать навоз в качестве топлива для костров кочевые племена начали еще тысячи лет назад.
Именно они обнаружили, что высушенные лепешки из навоза различных животных успешно заменяют довольно дефицитные дрова, которые сложно найти в степях или пустынях.
А тепла, которое создавал этот вид топлива, хватало не только на приготовление еды, но и на обогрев жилищ.
Такой способ использования экскрементов домашних птиц и животных применим и сегодня, ведь он не только позволяет утилизировать огромные навозные кучи, но и снижает траты на покупку других энергоносителей.
Кроме того, зола, остающаяся после прогорания этого топлива, является одним из лучших калийно-фосфатных удобрений, а также прекрасным ощелачивающим средством. Однако максимальную эффективность брикеты из навоза дадут лишь тогда, когда они правильно изготовлены, а отопительный прибор адаптирован для работы на этом топливе.
За счет чего этот материал горит?
Для ответа на этот вопрос необходимо рассмотреть кормление животных и происходящие при переваривании пищи процессы.
Любой корм состоит из белков, углеводов, жиров, а при кормлении травой или сеном — и из клетчатки (целлюлозы).
Все эти вещества объединяет одно – их химическая формула содержит углерод и водород. В желудочно-кишечном тракте смешанная с желудочным соком пережеванная пища подвергается ферментации, то есть сложные вещества (биополимеры) распадаются на простые (монополимеры).
При этом часть веществ превращается в соединения, пригодные для впитывания через стенки кишечника и питания клеток всех тканей животного или птицы.
Поэтому превратившаяся в фекалии полностью переваренная пища содержит довольно много простых органических веществ, основой которых являются водород и углерод.
После удаления воды, доля которой составляет 50–90 процентов, остается смесь органических и неорганических веществ с довольно высокой калорийностью, а значит и теплотворной способностью.
По этому параметру экскременты птиц или животных в высушенном состоянии как минимум не уступают сухим (15–20% влажности) дровам, а возможно и превосходят их. Однако речь идет о соотношении массы и теплотворной способности, поэтому из-за очень низкой плотности сушеный навоз занимает гораздо больше места.
Какой навоз больше подходит для изготовления топлива?
Поскольку готовое топливо является тем же навозом, только имеющим форму лепешки, брикетов или пеллет, то наиболее важным параметром является его влажность.
Чем меньше воды, включая мочу, этот материал содержит, тем больше он подходит для изготовления топлива. Кроме того, большое значение имеет и рацион питания животных или птиц.
Ведь луговая трава и сено обладают меньшей калорийностью, чем солома или зерно, поэтому питание последними делает навоз более теплотворным. При этом порода или даже вид животных или птиц особого значения не имеют, ведь после удаления лишней влаги они будут содержать примерно одинаковое количество органических веществ.
Способы переработки в сухое горючее
Для производства топлива из навоза применяют множество разных способов, однако все их объединяет одно – сформированные топливные брикеты или лепешки тщательно просушивают, причем одним из критериев готовности такого горючего является отсутствие неприятного запаха.
Помимо экскрементов в смесь для изготовления экологически чистого горючего нередко добавляют солому различных растений, благодаря чему возрастает общая теплотворная способность.
О всех существующих способах переработки навоза в топливный материал, в том числе о самых необычных, поговорим ниже.
Сбор подсохших лепешек
Наиболее известный способ заключается в том, чтобы собирать по дороге, где часто ходят животные, лепешки из высохшего естественным образом навоза.
Затем собранный материал несколько месяцев выдерживают в хорошо проветриваемом помещении, после чего его можно использовать в качестве топлива.
Готовый материал отличается очень маленькой плотностью, поэтому его сложно хранить, ведь он занимает очень много места.
Зимний деревенский способ
Еще один способ, который до сих пор применяют исконные жители деревень, заключается в том, что перед началом зимы весь навоз убирают, затем всю зиму он накапливается в месте обитания животных.
Однако этот способ можно использовать лишь там, где предусмотрен качественный отвод жидкости, а также ежедневно подсыпают свежую подстилку.
Постепенно экскременты уплотняются, становясь похожими на твердый пластилин, после чего животных перемещают в один из углов помещения и очищают освободившийся участок от навозной массы.
Для этого ее топором или бензопилой режут на куски необходимого размера, затем вынимают нарезанные бруски и отправляют на просушку, которая занимает 1–3 месяца.
Деревенский способ изготовления, применяемый с весны по осень
Также деревенские жители изготавливали топливо из смеси свежего навоза с камышом, сеном или соломой. Экскременты вываливали в яму, а растительный материал резали или рубили на небольшие куски, после чего тщательно вымешивали будущее топливо ногами.
Когда смесь превращалась в однородную массу, из нее лепили кирпичи или лепешки любой удобной формы и укладывали их на ровной площадке для просушки.
Каждый день все кирпичи переворачивали новой стороной к солнцу, затем складывали из них пустотелые пирамиды.
Через 1–2 недели, когда весь материал терял неприятный запах, его складывали в сараи, где и хранили до зимы.
Сушка на стене сарая
Существует еще один, довольно экзотичный, способ переработки навоза в топливо. Для этого южную сторону сарая оббивают доской, затем свежий навоз или помет мешают с любыми растительными обрезками, формируют из этой массы лепешки и накидывают их на стену.
Через несколько дней (зависит от температуры и погоды) подсохшие лепешки снимают и выкладывают из них пустотелые пирамиды, а на освободившееся место накидывают новые лепешки.
Перед дождем лепешки на стене накрывают пленкой, а подсохшее в пирамидах топливо убирают в сарай. Такую заготовку топлива проводят с первых теплых весенних дней и до глубокой осени.
Сушка с помощью сепаратора
Если топливо нужно получить из навоза, доставленного методом самосплава или гидросмыва, то необходимо пропустить весь материал через шнековый или вальцовый сепаратор.
Если шнековый сепаратор оснастить вращающимся ножом, то на выходе можно будет сразу же формировать пеллеты в виде крупных таблеток.
Оба вида этого оборудования снижают влажность до уровня 40–60%, после чего материал можно прессовать любым доступным способом, например, с помощью станка для изготовления шлакоблоков или кирпича.
Также можно использовать пресс для изготовления топливных брикетов, снизив создаваемое давление до десяти–двадцати атмосфер, или гранулятор для изготовления пеллет, снизив создаваемое им давление до того же уровня.
Сушка с помощью пресса
Для изготовления брикетов потребуется пресс с усилием в несколько десятков тонн и формы из нержавеющей стали или чугуна, причем высота форм должна быть в половину больше толщины брикета.
Кроме того, потребуется матрица, которая будет равномерно распределять усилие пресса по всей площади кирпича, и размер которой по любой стороне на 0,1 мм меньше размера формы. В стенках и днище форм просверливают отверстия диаметром 0,5–1 мм с шагом между отверстиями в 5–15 мм.
Если толщина стенок меньше 1 см, то их желательно укрепить стальными уголками, сделав из них ребра жесткости.
Кроме того, необходимо предусмотреть отвод жидкости, выходящей через отверстия, чтобы она не попадала на землю в месте проведения работ. Ее можно отводить в какую-то промежуточную емкость объемом несколько сотен литров, из которой насосом перекачивать к месту хранения, переработки или утилизации.
Собранный навоз желательно смешать с любым сухим растительным наполнителем, причем нарезать наполнители нужно кусками, длина которых равна половине или двум третям ширины брикета. Такой наполнитель не только увеличит теплотворную способность топлива, но и сделает брикет более крепким.
Готовую смесь загружают в форму, затем устанавливают в пресс и начинают сжимать. Причем значение, до которого нужно двигать матрицу, определяют, исходя из влажности навоза.
Для готовых брикетов оптимальная влажность для такого способа составляет 50–60%, поэтому, зная исходную влажность материала, можно определить, сколько лишней жидкости находится в смеси.
При исходной влажности самосплавного навоза в 90% и добавлении сухого резаного камыша в пропорции 1:1 влажность смеси снижается до значения 70–80%, поэтому нужно удалить 10–30% лишней жидкости.
На прессе или форме делают отметку для отслеживания движения матрицы и при достижении нужной точки перестают сжимать смесь. Затем форму переворачивают и извлекают из нее готовый брикет, который отправляют на просушку.
Как топить, чтобы был максимальный эффект?
Отличительная особенность любого твердого топлива из навоза в невысокой плотности и рыхлой структуре, поэтому кизяк и брикеты или пеллеты горят быстро, с высоким, но не слишком ярким пламенем.
Кроме того, даже в просушенных брикетах уровень влажности редко опускается ниже значения 10%, поэтому дым от них содержит много водяного пара и растворенных в нем кислот.
Сжигать это топливо нужно только в режиме наибольшей тяги, загрузив все горючее сразу или догружая по мере необходимости.
Ограничение подачи воздуха (экономичный режим) приводит к снижению температуры горения и выделению большого объема водяного пара и недогоревшего углерода.
Из-за этого резко возрастает скорость зарастания сажей дымоходов, а на уличной дымоходной трубе оседает насыщенный кислотами конденсат, который не только превращается в корку после высыхания, но и разъедает материал трубы.
Кроме того, размер щелей колосников не должен превышать 20 мм, в противном случае слишком много недогоревшего топлива будет падать в зольник.
Поэтому такое топливо лучше всего подходит для подового горения, то есть для каминов и русских печей.
Кизяк и другие виды топлива из навоза идеально подходят для сжигания в отопительных приборах с системой дожига дыма. В этом случае происходит более полное сгорание, из-за чего повышается температура дыма, а также сокращается количество токсичных веществ в нем, ведь их большая часть образуется из-за неполного сгорания углеводородов.
Если в доме только планируется поставить печь, которая будет работать на таком топливе, то размер топливника нужно делать в 1,2–1,5 раза больше, чем для дров или угля. Это увеличит размеры печи, зато позволит закладывать все горючее за один раз, что благотворно скажется на общем КПД отопительного прибора и состоянии дымоходов.
Если же для отопления используют обычный твердотопливный водогрейный котел, то регулировку температуры лучше проводить не с помощью ограничения подачи воздуха, а установив теплоаккумулятор и отбирая от него нужное количество воды.
Это потребует больших затрат, зато избыточно мощный котел (в 1,5–3 раза больше нормы) и объемный теплоаккумулятор (50–100 л для утепленного дома) позволят даже в холода топить 3–5 раз в неделю. В режиме наибольшей мощности КПД котла максимально, а вся энергия будет запасена теплоаккумулятором, который сможет хранить тепло до 5 дней.
Для котлов с автоматической системой подачи подходят только пеллеты и брикеты, благодаря одинаковым форме и размерам. Регулировку температуры в таких устройствах нужно производить только за счет изменения количества подаваемого топлива, поэтому может потребоваться вмешательство в систему подачи или изменение ее настроек.
Видео по теме
На видео показан процесс изготовления топливных брикетов из навоза с помощью оборудования, сделанного своими руками:
Вывод
Брикеты и пеллеты из навоза являются хорошей альтернативной любым другим видам топлива. Несмотря на несколько меньшую, чем у угля или просушенных до звона дров, теплотворную способность, эти виды сушеного навоза хорошо подходят для любых твердотопливных отопительных приборов.
Использование такого горючего материала не только позволит сэкономить на энергоносителях, но и даст возможность избавиться от медленно гниющих навозных куч.
Источник
Прессованный навоз или кизяк: виды, способы изготовления, сферы применения
Толковые словари Даля, Ожегова и Ефремовой описывают кизяк как лепешку или кирпич из прессованного и высушенного навоза, который используют для отопления или строительства домов.
Кроме того, во многих деревнях и даже городах кизяком называют лежащие на земле засохшие навозные лепешки любой формы.
Поговорим о том, что такое кизяк, и как можно его использовать в быту для разных нужд человека.
Несмотря на то, что любой кизяк является высушенным, а нередко и прессованным навозом, большое значение имеет источник его происхождения.
Экскременты различных животных сильно отличаются по химическому составу, поэтому для некоторых применений желательно подбирать кирпичики или лепешки, произведенные определенными животными.
Кроме того, очень важен способ получения этого материала, ведь именно от этого зависят такие параметры, как:
- размер;
- форма;
- плотность;
- содержание дополнительных элементов (измельченной растительности или древесины).
Бараний
Навоз овец отличается от экскрементов других животных минимальной влажностью и небольшими размерами.
По своей форме он похож на крупные, 2–5 см в длину, шарики или фасоль.
Поэтому лепешек из него не бывает, а кизяк приходится делать вручную (см. фото).
Бараний навоз содержит в себе больше органических элементов, чем отходы жизнедеятельности других видов животных, а благодаря невысокой влажности из него можно сразу же формовать лепешки необходимой формы. Еще один существенный плюс в том, что овцы и бараны хорошо себя чувствуют даже на высокогорьях, чего нельзя сказать о свиньях и многих породах коров.
Поэтому во многих удаленных от цивилизации горных селениях овцы являются основой, ведь они дают мясо и молоко для еды, шерсть и кожу для одежды, а также навоз для отопления, утепления и строительства.
Коровий
Это наиболее популярный и часто встречающийся вид кизяка, ведь коров держат не только в селах и деревнях, но даже в пригородах.
Вне ферм и коровников экскременты после высыхания превращаются в плоские лепешки довольно большого (20–50 см) диаметра, которые после дополнительного просушивания можно разламывать на куски и использовать в качестве топлива.
Благодаря большому диаметру и относительно небольшой толщине (1–4 см), лепешки удобно сушить, складывая из них пустотелые пирамиды, однако эта же причина делает коровий кизяк неудобным для длительного хранения, ведь он требуют намного больше места.
Конский
Как и бараний кизяк, конский навоз отличается очень маленькой влажностью и компактной округлой формой.
Одним из важнейших преимуществ конских экскрементов является их более высокое, по сравнению с навозом других животных, содержание сложных органических веществ, из-за чего возрастает теплотворная способность топлива и снижается теплопроводность стройматериалов из него.
Если коней разводят вдалеке от цивилизации, то конский прессованный навоз становится очень ценным материалом, ведь при грамотном применении он хорошо подходит не только для отопления и обогрева конюшни, но и для строительства или утепления зданий.
Как делать прессованный навоз?
Поскольку лепешки, которые оставляет крупный рогатый скот после высыхания превращаются в одну из разновидностей этого материала, а значит никакого изготовления не требуют, мы будем рассказывать об изготовлении формованного кизяка.
Именно этот материал является наиболее подходящим для строительства и отопления благодаря прямоугольной форме, а размер формы определяют, исходя из местных условий.
Кроме того, навоз необходимо сначала перемешать с измельченными растительными или древесными обрезками, это не только увеличит прочность готовых изделий, но и улучшит их топливные характеристики.
Чаще такое перемешивание производят под скотом, для чего навоз не убирают с середины осени до середины весны, а раз в несколько дней или чаще подкладывают новую подстилку.
Также возможно перемешивание ногами — вываливают экскременты на ровную площадку и насыпают на них необходимый материал.
Этот же метод используют и при изготовлении самана, ногами смешивая все материалы. Использование бетономешалки не оправдано из-за слишком густой консистенции навоза.
Сушку готового продукта производят одинаково, вне зависимости от способа его изготовления. Сначала несколько дней выдерживают на солнце, ежедневно переворачивая на новую сторону, затем досушивают в пирамидах и сараях.
Существует несколько способов изготовления формованных продуктов:
- выдерживание под скотом с последующей нарезкой на куски нужного размера;
- формовка с помощью специальных приспособлений;
- сушка на стене сарая.
Формовка с помощью специальных приспособлений
Из тщательно перемешанного навоза брикеты нужного размера делают с помощью специальных форм так же, как изготавливают кирпичи.
Смесь накладывают в форму, затем максимально уплотняют либо вручную, либо с помощью специального пресса.
В формах для пресса просверливают небольшие (0,5–2 мм) отверстия, через которые будет стекать выдавленная жидкость, благодаря чему общая влажность таких изделий получается немного меньше, чем у тех, которые уплотняли вручную.
Сушка на стене сарая
Существуют 2 способа формования, применяемых при таком изготовлении кизяка:
- вручную формируют лепешки нужного размера и формы, которые затем лепят на стену сарая;
- на стену сарая лепят слой необходимой толщины, а после высыхания нарезают на куски требуемого размера и формы.
Сушат материал на стене до такого состояния, при котором он еще сохраняет некоторую подвижность и пластичность, но уже не разваливается на куски и, тем более, не растекается.
Выдерживание под скотом с последующей нарезкой на куски нужного размера
Этот способ применим лишь там, где реализован отвод мочи животных. Для нарезки используют различные инструменты — от сабельных или бензиновых пил до топоров.
Никаких преимуществ, кроме того, что компоненты перемешивают животные, у этого способа нет, а из-за высокой влажности материала, а также большой толщины слоя, работать с ним заметно тяжелей, чем при лепке вручную.
Особенности материала как топлива
Из-за того, что плотность кизяка заметно меньше плотности дров, для генерации того же объема тепловой энергии необходимо заложить больший объем топлива.
Это можно сделать как за один раз, так и за несколько, все зависит от размеров топки.
Для эффективного сгорания любого твердого топлива между ним и потолком топливника должно быть достаточное для горения расстояние. Обычно 30–60 см, чем больше, тем лучше.
Кроме того, хорошо горит лишь тщательно высушенное топливо, влажность которого не превышает значения 10%. При сгорании такого кизяка появляется довольно приятный запах, немного похожий на аромат ладана.
Если же влажность заметно выше, то помимо неприятного запаха, выделяемого при сгорании, а также снижения температуры горения, резко возрастает скорость обрастания сажей дымоходов, а также могут возникнуть другие проблемы.
Хорошо высушенный материал идеально подходит для топки любых печей, а вот для водогрейных и воздухогрейных котлов, у которых нет возможности запасать тепловую энергию, его лучше не применять.
Ведь попытка регулировать температуру теплоносителя путем ограничения подачи воздуха сразу же приводят к ускорению сажеобразования, а также резкому падению температуры пламени.
Более подробную информацию по всем вопросам, связанным с использованием кизяка в качестве топлива, вы найдете в статьях Брикеты из навоза и Отопление навозом.
Применение в строительстве
В строительстве кизяк используют как наружное или внутренне утепление либо как основной компонент для изготовления утепляющих блоков. Также является одним из компонентов для изготовления самана.
Он не может на равных конкурировать с современными материалами, поэтому его применяют там, где либо невозможно, либо нецелесообразно использовать современные или даже традиционные материалы.
Изготовление самана
Те, кто жил в настоящих саманных домах, знают, что они гораздо теплей и суше домов из любых современных материалов.
Однако их стенки очень чувствительны к атмосферным осадкам, поэтому их необходимо штукатурить с помощью цементного раствора.
Для изготовления самана смешивают:
- глину;
- солому;
- навоз;
- песок (встречаются технологии изготовления с щебнем, керамзитом и другими наполнителями).
Глина обеспечивает основную прочность, солома увеличивает прочность на растяжение и изгиб.
Навоз же снижает плотность и теплопроводность, а песок уменьшает усадку при высыхании и обеспечивает дополнительное скрепление всех компонентов.
Пропорции подбирают на месте, исходя из характеристик глины и требований к саманному блоку.
Все материалы тщательно смешивают, затем с помощью форм изготавливают из них блоки, которые сушат сначала на солнце, затем в пирамидах или под навесом.
Наружное/внутреннее утепление
Для наружного утепления свежий навоз смешивают с соломой и глиной, а также иногда добавляют туда известь, затем готовой смесью обмазывают наружную стену. После полного высыхания такую обмазку оштукатуривают глиняно-известковыми или цементными растворами, чтобы защитить от уличной влаги.
Внутреннее утепление делают либо путем обмазки стен такой же смесью изнутри (этот способ используют для утепления дома из жердей), либо засыпая тщательно высушенную смесь между наружной и внутренней стенками.
Получается турлучный дом, только вместо грунтовой засыпки в простенке используют сушеный навоз. Вне зависимости от способа утепления, конечный результат получается очень хорошим:
- в комнатах тепло;
- нет неприятного навозного запаха;
- лишняя влага легко проходит через утепляющий материал и выходит на улицу, при этом запаха все равно не появляется.
Изготовление утепляющих блоков
Этот вид стройматериалов изготавливают так же, как саман, однако не добавляют песок и глину, зато добавляют немного извести, а смесь перемешивают ногами, одетыми в резиновые сапоги.
Благодаря чему получается утепляющий материал, сопоставимый по прочности с пенопластом, но несколько более плотный.
В зависимости от размеров блока их можно либо крепить к стене, подобно пенопласту, либо выкладывать из них утепляющую стенку. Если делать утепляющую стенку не вплотную к несущей, а отступить от нее на 5–10 см, то благодаря воздушному зазору теплопотери станут еще меньше, однако периодически блоки нужно будет крепить к несущей стене, чтобы обеспечить прочность утепляющей стены.
Еще одним плюсом такого способа утепления является возможность возводить стену из блоков на отмостке, без капитального фундамента, ведь из-за низкой плотности такая стена будет создавать минимальное давление на грунт.
Минусом этого способа утепления является необходимость тщательного оштукатуривания. Кроме того, в утепляющем слое, не содержащем извести, часто заводятся мыши и различные насекомые, которые постепенно разрушают его, снижая уровень теплоизоляции дома, из-за чего появляются мосты холода.
Применение в огороде
Там, где нет возможности использовать для приготовления перегноя свежий навоз, используют кизяк, собранный вдоль траектории движения животных.
Этот материал закладывают в пластиковую емкость (можно использовать деревянный или железный ящик, если выстелить его изнутри полиэтиленовой пленкой), послойно пересыпая свежескошенной травой, затем заливают водой из расчета 200–700 мл на 1 кг кизяка.
Причем объем воды зависит от влажности высохших экскрементов. Затем емкость закрывают крышкой, дожидаясь раскисания содержимого, после чего тщательно все перемешивают.
Перемешав содержимое, емкость нужно снова накрыть крышкой, причем можно как делать это максимально плотно, так и оставив щель для притока воздуха.
В первом случае готовый перегной будет содержать меньше простых сахаров, являющихся основой, из которой любые растения формируют свои клетки, зато больше азота — катализатора роста. Во втором случае количество простых сахаров будет заметно выше, но вместе с готовым перегноем придется вносить азотно-калийные удобрения.
Основным индикатором готовности перегноя станет появление приятного лесного запаха, который сменит весьма неприятный запах навоза.
Нельзя раскидывать собранные лепешки по огороду, ведь свежий навоз содержит вещества, делающие почву бесплодной, поэтому после такого удобрения земля сможет плодоносить лишь спустя 3–5 лет, когда экскременты будут утилизированы природным способом.
Видео по теме
Видео о том, как кизяк в качестве альтернативного топлива стал объектом исследовательских работ:
Вывод
Кизяк с древности был для кочевых племен одним из ценнейших ресурсов. Ведь его использовали для отопления и строительства домов, пока рядом находились животные, его всегда было в достатке.
Сегодня он не может конкурировать с современными материалами или твердыми видами топлива, но в тех условиях, где достать более современные аналоги слишком сложно, он, как и в древности, послужит хорошей заменой.
Источник