Топливо на сухом навозе — Dry dung fuel
Топливо из сухого навоза (или топливо из сухого навоза ) — это фекалии животных , высушенные для использования в качестве источника топлива. Он используется во многих странах. Использование сухого навоза в качестве источника топлива является примером повторного использования экскрементов . Недостатком использования этого вида топлива является повышенное загрязнение воздуха. В Индии это известно как «навозные лепешки».
СОДЕРЖАНИЕ
Сухой и влажный навоз
Сухой навоз используется чаще, чем влажный, потому что он легче горит . Сухой навоз обычно определяется как имеющий влажность менее 30 процентов.
Навозные лепешки
«Навозные лепешки», сделанные из побочных продуктов животноводства , традиционно используются в Индии в качестве топлива для приготовления пищи в домашнем очаге, называемом Чулха . Они изготавливаются вручную деревенскими женщинами и традиционно изготавливаются из коровьего или буйволиного навоза. Одна лепешка среднего размера дает 2100 кДж энергии. Навоз торты также известны как goitha , uple , Канд , Госс или thepdi .
Это лепешки из коровьего навоза, вылепленные голыми руками с изгибом, чтобы они могли прилипать к стенкам. После высыхания их складывают в стопку и накрывают соломой, называемой битауда . Эти битауды можно увидеть в некоторых сельских районах Индии, хотя и под разными названиями. Размер и форма торта могут отличаться в зависимости от региона. Также нередко можно увидеть, как эти лепешки используются непосредственно в глиняных печах.
Это биотопливо использовалось в основном по двум причинам: для облегчения утилизации коровьего навоза и для получения легкодоступного и дешевого топлива.
Человеческие фекалии
Человеческие фекалии в принципе также можно сушить и использовать в качестве источника топлива, если они собираются в каком-либо сухом туалете , например в мусоросжигательном туалете . С 2011 года Фонд Билла и Мелинды Гейтс поддерживает разработку таких туалетов в рамках своей кампании «Изобрести туалет заново», чтобы продвигать более безопасные и эффективные способы обработки человеческих экскрементов . Всенаправленной процессор является еще одним примером использования человеческих фекалий , содержащихся в фекальных шлама или осадка сточных вод в качестве источника топлива.
Преимущества
Преимущества использования сухого навоза:
- Дешевле, чем большинство современных видов топлива
- Эффективный
- Снижает местную нагрузку на древесные ресурсы
- Легко доступен — короткое время ходьбы, необходимое для сбора топлива
- Нет необходимости в денежных затратах на покупку (можно обменять на другие товары)
- Меньшее загрязнение окружающей среды по сравнению с некоторыми другими видами топлива
- Безопасная утилизация навоза животных
- Устойчивый и возобновляемый источник энергии
Страны
Африке
- В Египте сухой навоз животных (коров и буйволов) смешивают с соломой или растительными остатками для получения сухого топлива, которое в наши дни называют «гелла» или «джилла», навозные лепешки, а в средневековье — «хороштоф». Древние египтяне использовали сухой навоз животных в качестве источника топлива. Навозные жмыхи и строительные остатки сельскохозяйственных культур были источником 76,4% валовой энергии, потребляемой в сельских районах Египта в 1980-х годах. Температура навозных пожаров в эксперименте с производимым в египетской деревне горючим из навозных жмыхов
«» максимум 640 ° C за 12 минут, падение до 240 ° C через 25 минут и 100 ° C через 46 минут. Эти температуры были получены без дозаправки, без сильфона и т. Д. «»
Кроме того, в Египте в качестве топлива используют верблюжий навоз.
- Лису — лепешки из сухого коровьего навоза в Лесото (см. Фото)
- Афганистан
- Бангладеш , топливо из сухого коровьего навоза называется Ghunte.
- Китай
- В Индии сухой навоз буйвола используется в качестве топлива, и иногда использование коровьего навоза в некоторых районах Индии является священной практикой. Коровий навоз известен в Индии как «Гомая» или «Комая». Сухие лепешки из навоза на хинди называются упла.
- Иран , с доисторических времен до наших дней
- Кыргызская Республика , навоз используется в специально разработанных домашних печах, выходящих наружу.
- Монголия , сухой коровий навоз и лепешки из овечьего навоза обычно используются в качестве топлива.
- Непал
- В Пакистане в качестве топлива используется навоз коров / буйволов.
Европа
- У казахов сухой навоз животных известен как «кизяк», который получают путем сбора высушенного навоза животных в степи, смачивания его водой, затем смешивания с соломой и последующего изготовления дисков, которые затем сушат на солнце. Он использовался как источник топлива зимой и летом.
- Франция в Maison du Marais poitevin в Кулоне проходит демонстрация традиционного использования сухого навозного топлива.
Северная и Южная Америка
- Ранние европейские поселенцы на Великих равнинах Соединенных Штатов использовали высушенный навоз буйвола в качестве топлива. Они назвали это чипсами буйвола.
- Американские чиновники в Техасе изучают использование сухого коровьего навоза в качестве топлива
- Индейцы пуэбло использовали сухой навоз в качестве топлива
- В Перу пароход « Явари» несколько десятилетий работал на навозе ламы.
- Сухой помет можно использовать при производстве целлулоида для пленки.
История
Сухой навоз животных использовался с доисторических времен, в том числе в Древней Персии, Древнем Египте и ранней современной Англии. В Экваториальной Гвинее были найдены археологические свидетельства этой практики, а библейские записи указывают на то, что в качестве топлива использовались навоз животных и людей.
Загрязнение воздуха
Сгорания из кизяка были показано , чтобы освободить многие тысячи органических компонентов в газовый и аэрозольных фазы, некоторые из которых являются уникальными трассерами навозного сгорания , таких как холестанол и coprostanol . Навозные лепешки, как правило, представляют собой топливо с более высокими выбросами, поскольку при сгорании образцов коровьего навоза, собранных в районе Дели в Индии, выделяется примерно в 4 раза больше летучих органических соединений, чем в образцах топливной древесины . В летучих органических соединениях , высвобождаемые из коровьего Навоз сжигания осадки были показаны , что значительно более реакционноспособным с гидроксильным радикалом , при этом газа освобождается от сжигания коровьего навоза образцов торта , собранных из Дели в Индии примерно в 120 раз более реакционноспособный с гидроксильным радикалом , чем выбросы сжиженного углеводородного газа . В летучих органических соединений из коровьего Навоз сжигания осадка, также было показано , чтобы привести в 3-4 раза больше , вторичного органического аэрозоля производства , чем древесного топлива и выпускают много более токсичных полициклических ароматических углеводородов .
Источник
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