способы переработки экскрементов животных в топливные брикеты своими руками, необходимое оборудование, а также особенности горения материала
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.
Содержание
- За счет чего этот материал горит?
- Какой навоз больше подходит для изготовления топлива?
- Способы переработки в сухое горючее
- Сбор подсохших лепешек
- Зимний деревенский способ
- Деревенский способ изготовления, применяемый с весны по осень
- Сушка на стене сарая
- Сушка с помощью сепаратора
- Сушка с помощью пресса
- Как топить, чтобы был максимальный эффект?
- Видео по теме
- Вывод
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, 
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.
Топливо из навоза и самогона: пранкеры разыграли Рика Перри
Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.
Автор фото, EPA
Подпись к фото,Рик Перри не впервые попадает впросак: однажды он не мог вспомнить название министерства, которое сейчас возглавляет
Министр энергетики США Рик Перри 22 минуты разговаривал по телефону с человеком, которого он считал премьер-министром Украины.
На самом деле, как подтвердил представитель министерства, он общался с российскими пранкерами.
Рику Перри они позвонили, представившись главой украинского правительства Владимиром Гройсманом.
В ходе беседы обсуждались поставки на Украину американского угля, деятельность российских хакеров и трубопровод через Балтику.
- Вован и Лексус — государственно ответственные пранкеры
- Пранкеры признались в звонке Элтону Джону от имени Путина
- Пранкеры Вован и Лексус разыграли омского губернатора
Пранкеры Алексей Столяров (Лексус) и Владимир Кузнецов (Вован) также заговорили о предстоящем визите Перри в Киев, намеченном на август.
Министр выразил уверенность, что сотрудничество США и Украины в сфере энергетики будет развиваться, особенно по нефти и газу.
«Надо сконцентрироваться на реформах, чтобы привлечь на Украину нефте- и газодобывающие предприятия», — добавил он.
«Я надеюсь, что отход от Парижского соглашения не скажется негативным образом на наших отношениях с Украиной», — сказал Рик Перри в ходе обмена мнениями.
После этого пранкеры выдвинули идею использования смеси навоза и самогона в качестве биотоплива.
Они сообщили министру энергетики, что президент Украины Петр Порошенко лично разработал новый вид биотоплива, который уже якобы представлен американскому сенатору Джону Маккейну.
«Я жду возможности встретиться с президентом, чтобы подробнее узнать об этом», — отреагировал Перри.
Автор фото, EPA
Подпись к фото,Среди жертв Вована и Лексуса был и знаменитый певец Элтон Джон
Пропустить Подкаст и продолжить чтение.
Подкаст
Что это было?
Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.
эпизоды
Конец истории Подкаст
Лексус и Вован уже разыгрывали известных людей, в том числе британского певца Элтона Джона и сенатора Джона Маккейна.
«Эти индивидуумы известны своими розыгрышами знаменитостей и высокопоставленных официальных лиц, особенно тех, кто придерживается позиции, расходящейся с линией российских властей», — заявила газете Washington Post официальный представитель министерства энергетики США Шайлин Хайнс.
20 июня Рик Перри принимал в Вашингтоне украинскую делегацию во главе с президентом Порошенко.
12 июля администрация министерства получила запрос на телефонный разговор в продолжение визита, и спустя неделю состоялся этот розыгрыш, сообщает американская пресса.
Бывший губернатор Техаса Рик Перри участвовал в американской президентской гонке 2012 года, но выбыл из нее, после того как во время дебатов забыл названия правительственных министерств и ведомств, которые он грозился распустить, если его изберут президентом.
«Упс», — пробормотал тогда Перри, не сумев воспроизвести название министерства, которое позже ему было суждено возглавить.
Проехать на машине по всему миру, работая на навозе пяти коров
Трудно поверить, но отходы могут повысить свою ценность и фактически становятся ценным сырьем. Одним из таких примеров является коровий навоз, который легко доступен на рынке. Он содержит ценные минералы, такие как азот и фосфор, которые необходимы для роста растений. Помимо этих минералов, навоз также содержит органические вещества. Этот органический материал содержит энергию, которая может выделяться бактериями в виде метана, основы для сжатого природного газа. Для чего это используется? Правильно, в качестве автомобильного топлива. Можно проехать до 9000 км на годовой продукции навоза одной коровы.
Производство навоза
Молочные коровы производят навоз каждый день. Как и в случае со всеми живыми животными, навоз, производимый коровой, зависит от ее рациона. Коровы очень эффективно используют свою пищу, но есть некоторые органические вещества, которые они не могут переваривать.
В среднем молочная корова производит 27 м3 навоза в год.
Как на этом навозе можно заправлять автомобили?
Коровий навоз можно ферментировать с помощью бактерий. Этот процесс производит биогаз и происходит в анаэробном реакторе. Ежедневно котел заполняется коровьим навозом. В среднем навоз остается в метантенке около 60 дней, за это время большая часть органического материала превращается в биогаз. Газ в этом реакторе содержит примерно 50 % метана и 50 % CO2. Чтобы иметь возможность использовать его в качестве топлива, CO2 необходимо отделить от метана. Биогаз нуждается в модернизации. Минералы не подвергаются воздействию и выходят вместе с остаточным продуктом, дигестатом, который можно использовать в качестве удобрения.
Модернизация биогаза
Чтобы использовать биогаз в качестве топлива для автомобилей, газ из биореактора необходимо улучшить. Как указано выше, CO2 необходимо отделить от Ch5, метана. Биогаз может быть улучшен с использованием различных методов.
Одним из наиболее эффективных способов сделать это является использование мембран. Биогаз продавливается через очень мелкую сетку, через которую метан отделяется от CO2. Затем CO2 можно использовать для производства газированных напитков или для стимуляции роста растений в теплицах. Его также можно вводить в культуру водорослей для поддержки производства биомассы. Метан, или природный газ, может поставляться в национальную сеть или использоваться в качестве топлива для автомобилей. CNG, или сжатый природный газ, на сегодняшний день является самым чистым автомобильным топливом.
Кругосветное путешествие
Самый экономичный автомобиль, работающий на сжатом природном газе, может проехать 35 км на одном килограмме СПГ. В пересчете на количество, которое производит одна корова за год, это составляет почти 9000 км. При ежегодном производстве навоза пятью коровами автомобиль может проехать 45 000 км, что больше, чем окружность Земли по экватору (40 000 км). В то же время эти пять коров производили достаточно азота и фосфора, чтобы поддерживать 3,0 га высокоурожайных культур пшеницы.
Существует множество различных способов производства большего количества биогаза. Вместе с навозом в метантенках можно использовать и другие органические материалы для производства еще большего количества метана и минералов для удобрений. Например, органические отходы городского населения и трава из природных заповедников могут использоваться и используются для производства метана и минералов, таких как азот и фосфор, причем особенно важное значение имеет фосфор. Эта процедура предотвратит ежегодную потерю миллионов кг фосфора, производимого, например, голландскими городами. Это также приведет к захвату и использованию избыточных полезных ископаемых, которые в настоящее время попадают с пахотных земель в природные заповедники. Кроме того, будет доступно больше биогаза, и автомобили смогут проезжать больше километров на КПГ.
В университете Вагенингена реализуется широкий спектр проектов, направленных на использование ценного сырья, такого как коровий навоз.
Превращение коровьего навоза в энергию
Превращение коровьего навоза в энергиюМишель Сяо
17 декабря 2017 г.
Представлено в качестве курсовой работы для Ph340, Стэнфордский университет, осень 2017 г.
Фон
| Рис. 1: Корова на молочной ферме, это отходы можно использовать для производства энергии. (Источник: Викимедиа Коммонс) |
В настоящее время ведется поиск более чистых источников энергии для
заменить традиционную газовую и угольную энергию, потому что они не загрязняют окружающую среду.
Окружающая среда. Некоторые распространенные источники чистой энергии включают солнечную, ветровую,
воды и геотермальной энергии. Однако еще одним потенциально сильным
Кандидатом на экологически чистую энергию является коровий навоз, который является биотопливом. Биотопливо
происходят от растений и животных и имеют широкий спектр
Приложения. Например, этанол — биотопливо, получаемое из
кукуруза обычно добавляется к бензину в качестве вторичного источника топлива.
Использование этого биотоплива может сэкономить около 1,8 миллиарда баррелей нефти. [1]
В то время как основное внимание в таких видах биотоплива, как этанол,
топлива, коровий навоз можно использовать как для электричества, так и для топлива. В обоих
приложений, концепция производства энергии заключается в сборе
газ метан, который является продуктом навоза. [2] Поскольку метан является
первичный газ, который превращается в энергию при сжигании природного газа, есть
это огромный потенциал для сбора газообразного метана из коровьего навоза.
Навоз для питания
Некоторые молочные фермы с коровами, как показано на
Рис. 1, делают больше и больше, чем просто производство молока в качестве прибыли. [2]
Фермы инвестировали в машину, называемую варочным котлом, которая собирает
коровий навоз в кучу. Отходы овощей из местного продуктового магазина,
как салат, добавляются в варочный котел, и содержимое перемешивается.
Эта смесь служит хорошим местом для заваривания микроорганизмов.
процесс производит газ метан. [3] Газообразный метан собирается в
двигатель и преобразуется в мощность. Эта энергия затем может быть использована для нагрева
дома и производить электроэнергию. [3] Хотя этот метод используется относительно
едва ли с молочными фермами по всей стране, те, что инвестировали
в варочном котле может стать самодостаточным с энергией, удаляя
нужно оплачивать счета за электроэнергию. Некоторые фермы даже производят избыточную энергию
и в состоянии продавать энергию и получать прибыль. [2] На ферме с
около 1000 коров, навоз может производить 250-300 кВт электроэнергии.
электроэнергии каждый день, что достаточно для питания 300 домов. [2]
Навоз для топлива
Коровий навоз как источник энергии интересует не только молочные фермы,
но идея также заинтересовала автомобильную компанию Toyota. [4] Компания имеет
планирует построить электростанцию, которая превращает метан из коровьего навоза в
водород и энергия для электричества.
В частности, водород может быть
используется для заправки водородных автомобилей Toyota на топливных элементах. [4] Завод также
производить достаточно энергии, чтобы поддерживать более 2000 домов и топливо для 1500 автомобилей.
[4] Использование газообразного метана из коровьего навоза является более чистой альтернативой
автомобили с бензиновым двигателем и природный газ для отопления домов. Пока
нетрадиционный, этот метод производства энергии имеет множество
потенциал.
© Мишель Сяо. Автор гарантирует, что работа принадлежит автору, и Стэнфордский университет не предоставил ввод, кроме руководств по набору текста и ссылкам. Автор разрешает копировать, распространять и отображать эту работу в неизмененном виде. форме, со ссылкой на автора, только для некоммерческих целей. Все остальные права, включая коммерческие права, сохраняются за автор.
Ссылки
[1] Т. Гура, «Перенос биотоплива с поля на топливо».