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.

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.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

из навоза, химия для камина, пеллеты

Наступающий топливный кризис заставил человечество задуматься о поисках принципиально новых источников энергии, которые смогли бы заменить традиционные газ и нефть. Появилось несколько достаточно перспективных вариантов. Среди них – солнечная, ветровая и другие виды энергетики. Одним из самых эффективных признано использование биотоплива, которое не только дает хороший результат, но и относится к числу максимально бюджетных вариантов. Производится такое топливо из разного сырья. Можно получить даже биотопливо из навоза своими руками это сделать достаточно просто.

Биотопливо получается при биологической либо термохимической обработке биомассы. Для биологического процесса используются различные бактерии. В качестве биомассы используются разные виды животного или растительного сырья, а так же отходы жизнедеятельности животных или органические остатки производства. Достаточно часто используются отходы древесины и растения. Различают несколько видов биотоплива:

• Твердое.  К этому виду относятся: торф, топливные гранулы и брикеты, древесина, древесная щепа.
• Жидкое. Это биобутанол, биодизель, биоэтанол и биобутанол.
• Газообразное. Биоводород и биогаз.

Самостоятельно можно получить почти любой из вышеперечисленных видов топлива. Однако получение некоторых связано с определенными проблемами. Например, сырьем для жидкого биотоплива является растительное масло, получить которое в больших количествах достаточно сложно и дорого. Кроме того, при производстве биодизеля приходится работать с ядовитыми веществами, например, с метанолом. Даже небольшой недочет в технологическом процессе приводит к потере качества производимого биотоплива. Наиболее простой вариант для самостоятельного производства – биогаз.

К твердым видам биотоплива относятся топливные пеллеты. Лучшие по качеству гранулы получаются из отходов деревообрабатывающего и лесозаготовительного производства

Как получить биогаз в домашних условиях?

Биогазом называют смесь газов, которая получается в результате перепревания органики. При этом доступ воздуха к сырью должен быть прекращен. Исходным материалом для получения газообразного биотоплива может быть трава, различные отходы, ботва культурных растений или навоз. Основу биогаза составляют углекислый газ и метан. Удельная часть последнего может достигать 70%. К этой смеси в различных пропорциях примешаны другие газы, например, сероводород.

В среднем один килограмм органики дает порядка 500 г газа. На эффективность производства биогаза влияет несколько факторов. Наиболее важными из них считаются:

• Температура окружающей среды. Чем она выше, тем более интенсивно происходит процесс разложения органики и выделение биогаза. Не случайно первые установки, производящие биогаз, действовали в теплых регионах. Однако при достаточном утеплении установок и использовании в их работе горячей воды системы можно обустраивать и в областях с холодным климатом.
• Качество сырья. Оно должно достаточно легко разлагаться. При этом в его состав должно входить достаточное количество воды, без включений антибиотиков, моющих средств и других подобных им веществ, которые могут замедлить процесс ферментации.

Простейшее устройство для получения биогаза в домашних условиях выглядит таким образом. На участке выкапывается большая яма. Внутрь нее укладываются бетонные кольца. Таким образом, чтобы получилась герметичная емкость. Поверх нее устанавливается металлический купол. Из емкости на поверхность выводятся трубы для отвода биогаза. Яма заполняется органикой. Проверенный на практике рецепт органического материала: смешать 3-4 тонны растительных отходов и 1,5-2 тонны навоза. Все это заливается водой до получения смеси 60-70% влажности.

Соорудить биореактор для биогаза поможет следующий материал: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/kak-poluchit-biogaz.html

Биогаз — смесь газов полученных в результате перепревания органики без доступа кислорода. Его достаточно легко получить в домашних условиях. На снимке достаточно производительная установка по производству биогаза

Вот еще несколько вариантов смесей для получения биогаза:

• Коровий и конский навоз, смешанные в пропорциях 1:1.
• Конский навоз, перемешанный с соломой или торфом.
• Любой навоз с добавлением льняной костры в соотношении 7:3.
• Коровий навоз, перемешанный с опилками в пропорции 7:3.
• Конский навоз с добавлением любой листвы в соотношении 7:3.
• Любой навоз с добавлением домашних отходов в пропорции 4:6.

Подготовленное сырье укладывается в емкость. При помощи змеевика его прогревают до температуры порядка 35С. В таких условиях без доступа воздуха запускается процесс брожения, за счет которого происходит дальнейший нагрев смеси и выделение биогаза. Газ по трубопроводу отводится из резервуара и поступает в накопитель. Такое биотопливо может использоваться для отопления, приготовления еды и других хозяйственных нужд.

Брикеты из отходов производства с каждым годом становятся всё популярнее. Подробнее об их технологии изготовления можно прочитать здесь: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/brikety-dlya-otopleniya.html

Установки для производства биогаза достаточно просты. На рисунке представлены схемы двух очень простых, но, тем не менее, эффективных систем

Изготавливаем топливо для биокаминов

Основой для жидкого биотоплива становятся всевозможные масла органического происхождения. В них добавляются различные спиртосодержащие вещества, а для получения биодизеля еще и щелочи. Это достаточно сложный процесс. В домашних условиях проще всего изготовить жидкое биотопливо, предназначенное для камина. Так называемые биоустановки внешне совершенно не отличаются от традиционных приборов. Однако в них сгорает не древесина, а биотопливо, что гарантирует отсутствие угарного газа, копоти, сажи и золы.

Биокамины радуют своих владельцев экологической чистотой и удобством, ведь колоть дрова и чистить от золы такой прибор нет необходимости. При горении биотопливо разлагается на углекислый газ и воду, абсолютно безопасные для человека. При этом пламя лишено характерной желто-оранжевой окраски и выглядит бесцветным. Это существенно портит внешний вид камина, придавая ему неестественный вид. Поэтому в биотопливо обязательно добавляются специальные присадки, окрашивающие пламя.

Для изготовления такого топлива понадобится 96% этанол. Его можно приобрести в аптеке. В качестве окрашивающей пламя присадки можно взять бензин с высокой степенью очистки. Подойдет как качественный бытовой марки Б-70, так и фирменный для заправки зажигалок. Внешне такой бензин должен быть совершенно прозрачным, резкий специфический запах должен отсутствовать. На один литр спирта берется 50-100 г бензина. Полученная смесь очень хорошо перемешивается.

Экокамины — отличная замена традиционным приборам. Для их работы используется экологически чистое и безопасное биотопливо, которое можно изготовить самостоятельно

Нужно учитывать, что состав с течением времени расслоится, поэтому хранить его нежелательно. Лучше всего смешивать ингредиенты непосредственно перед заправкой камина. Полученный состав может использоваться в помещениях без вытяжек и дымоходов, однако проветривание, тем не менее, обязательно. В среднем, на час работы экокамина потребуется порядка 400-500 мл самодельного биотоплива. Кроме того, такой же состав можно использовать и в традиционных «керосинках». В результате получаем отлично светящуюся лампу без копоти, неприятных запахов и нагара.

Для того чтобы не замёрзнуть зимой возле печи, необходимо научиться её топить. Инструкцию по правильной топке печи можно найти в следующей статье: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/topim-pech-pravilno.html

Как самостоятельно изготовить топливные пеллеты?

Многие владельцы автономных систем отопления уже успели по достоинству оценить пеллеты. Так называют гранулы, полученные в результате переработки природного топлива, отходов сельского хозяйства или древесного производства. При желании такое биотопливо можно изготовить самостоятельно.

Промышленное производство гранул предполагает несколько технологических этапов. Их нужно несколько адаптировать для домашнего производства:

• Крупное дробление. В ходе процесса сырье измельчается до небольших частичек, которые легко сушатся. Используется крупная дробилка.
• Сушка материала. Показатель влажности сырья не должен превышать 15%. Если влажность будет выше, оно будет плохо прессоваться.
• Повторное дробление. Материал измельчается до частичек размером не больше 1,5-2 мм. Для процедуры используется дробилка. Щепа, волокнистая стружка и опилки измельчаются молотковой мельницей.
• Перемешивание. На этом этапе замеряется уровень влажности сырья. В идеале он должен составлять 12%. Если влажность продукта менее 8%, следует обработать его паром. Для сырья из мягких хвойных пород можно просто добавить воды в смеситель.
• Прессование. Заключается в пропускании подготовленного сырья через пресс с цилиндрической или плоской матрицей. В продаже можно найти такое оборудование, предназначенное для работы в домашних условиях.
• Сушка и охлаждение продукции. Готовые пеллеты охлаждаются, после чего их можно упаковывать в холщовые или же бумажные мешки и укладывать на хранение.

Вот как это выглядит:

Шаг #1 — выбираем сырье

Для изготовления топливных пеллет можно использовать:

• солому;
• куриный помет;
• торф;
• отходы деревообработки;
• лузгу подсолнечника;
• некачественную древесину;
• отходы крупяного производства.

Перечисленные компоненты можно использовать как в чистом виде, так и в виде разнообразных смесей. Однако лучшим сырьем для пеллет считаются сельскохозяйственные отходы, а так же отходы деревообрабатывающих и лесозаготовительных производств: опилки, щепа и кора. Причем наиболее качественные гранулы получаются из хвойных пород.

Для производства топливных пеллет используется гранулятор. На фотографии — наиболее простая модель с диск-матрицей и специальными шестернями. Такое оборудование при желании можно изготовить своими руками

Шаг #2 — подбираем оборудование

Главная сложность производства пеллет заключается в необходимости приобретения или изготовления специального оборудования. Для работы понадобится:

• Дробилка. Такой аппарат можно приобрести или изготовить самостоятельно. Как вариант для дробления можно использовать обычную циркулярную пилу. На нее нужно будет установить режущий вал, оснащенный лепестковыми фрезами. Опилки и мелкие стружки можно не дробить.
• Сито. Предназначено для отделения крупных частичек из опилок. Для его изготовления понадобится собрать деревянный каркас и оббить его металлической мелкой сеткой.
• Сушилка. Простой самодельный вариант представляет собой трубу, сваренную из бочек с удаленным дном. Получившийся корпус закрепляется на станине и быстро вращается с помощью электродвигателя. При этом внутрь конструкции подается горячий воздух, который высушивает опилки.
• Гранулятор. Чаще всего приобретается готовая установка, поскольку устройство достаточно сложно в изготовлении.

При желании гранулятор может быть собран самостоятельно. Проще всего изготовить систему с плоской матрицей. Собственно, мастеру придется приобрести основные узлы и самостоятельно собрать из них оборудование. Для гранулятора закупают такие модули:

• электродвигатель;
• исполнительный механизм;
• редуктор;
• трансмиссия.

Остальные узлы можно сделать самостоятельно. Начинают, обычно, с рамы. Оборудование должно быть закреплено на жесткой прочной основе. Это может быть конструкция, сваренная из профильного проката: уголка, двутавра или швеллера. Установка может быть мобильной, тогда в углах рамы нужно будет приварить проушины, предназначенные для закрепления колес. Рабочий узел гранулятора так же может быть изготовлен самостоятельно. Собственно исполнительный механизм выполняется в виде двухсекционной цилиндрической емкости.

Принцип работы гранулятора для производства пеллет очень прост: подготовленное сырье засыпается в оборудование, после чего под высоким давлением продавливается через отверстие в матрице. На выходе получаются гранулы заданного размера

В первой на общем валу закрепляется матрица-диск и две специальные шестеренки. С помощью цепной трансмиссии емкость через редуктор соединяется с электродвигателем. Для изготовления матрицы понадобится металлический лист, толщина которого составляет 8-10 см. В нем выполняются конусообразные отверстия, меньший диаметр которых должен соответствовать диаметру готовых пеллет. Шпоночным соединением матрица закрепляется на вертикальном валу редуктора. Для создания рабочего давления в цилиндре устанавливается червячная пара.

Как показывает опыт и практика, биотопливо можно изготовить самому. Это экономически выгодное решение, несмотря на определенные затраты, которые придется понести при налаживании производства. Особенно эффективно такое решение при наличии большого количества сырья. Возобновляемые источники, невысокая стоимость, хорошая замена традиционной энергетике – вот далеко не полный список достоинств биотоплива. Рачительные хозяева давно уже используют его в своем хозяйстве. Их опытом обязательно нужно воспользоваться.

Как сделать биотопливо своими руками из навоза в домашних условиях

 

Все мы знаем, что все старое рано или поздно возвращается, наша жизнь – это спираль, ретроспективная эволюция и тому подобное. То же самое можно сказать и о биогазе – ведь это не современное изобретение, ведь биотопливо добывалось еще древними китайцами. Давайте же вместе разберемся, каким образом изготовить биотопливо в домашних условиях.

Под биогазом подразумевается «коктейль» из газов, которую получают посредством прения органических веществ без какого-либо доступа кислорода. К роли материала, из которого делают такое топливо, может выступать обычный навоз, трава, ботва, другого рода отходы. Согласитесь, практически все мы уверены, что навоз может быть лишь удобрением, а о том, что из него можно сделать топливо для обогрева теплиц, хозяйственных и жилых помещений, мы даже не слышали.

Блок: 1/5 | Кол-во символов: 797
Источник: https://v-teplo.ru/biotoplivo-svoimi-rykami.html

Разделы статьи

Что такое биотопливо?

Энергия, скрывающаяся в растительной массе, является практически неиссякаемой, ведь ее источником служит наше солнце. Растения умеют использовать энергию солнца, перерабатывая ее для своего роста. В свою очередь, животные и птицы получают энергию, питаясь биомассой, при этом производят продукты жизнедеятельности. По определению, биотопливо — это горючее, получаемое из сырья растительного или животного происхождения, а также отходов жизнедеятельности и различных производств, связанных с обработкой биомассы.

Современные технологии позволяют получать биотопливо в трех видах: твердом, жидком и газообразном. Твердое горючее мы встречаем в жизни наиболее часто в виде пеллет и различных брикетов, получаемых методом прессования. Жидкое топливо – биодизель – в странах постсоветского пространства пока еще редкость, это обусловлено наличием большого количества ископаемых углеводородов по приемлемой цене. В то время как получать жидкое биотопливо из растительного масла достаточно дорого и технологически сложно.

Производство горючего биогаза гораздо проще и дешевле, вследствие чего набирает все большую популярность. Владельцы животноводческих и птицеферм все чаще задумываются о приобретении биогазовой установки, ведь в их распоряжении имеется огромное количество помета и навоза, что как нельзя лучше подходят для этой цели.

Перечислять здесь все виды растительного сырья для переработки в топливо, его источники и технологию производства нет смысла. Нас интересуют только те виды биотоплива, которые можно успешно получать в домашних условиях, не вкладывая больших денежных средств. Вот они:

• биогаз, извлекаемый из продуктов жизнедеятельности домашних животных и птицы;
• брикеты из различных отходов растительного происхождения;
• древесный уголь.

Конечно, если очень постараться, то можно самостоятельно изготовить и пеллеты, и экодизель, и даже экобензин. Подобными вещами люди занимаются в качестве хобби, затрачивая на это годы своей жизни и зачастую немалые средства. Для широкого круга пользователей такие непростые технологии малодоступны, а потому рассматривать их мы не будем.

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 2116
Источник: https://cotlix.com/kak-proizvodit-biotoplivo-v-domashnix-usloviyax

Как получить биогаз в домашних условиях?

Биогазом называют смесь газов, которая получается в результате перепревания органики. При этом доступ воздуха к сырью должен быть прекращен. Исходным материалом для получения газообразного биотоплива может быть трава, различные отходы, ботва культурных растений или навоз. Основу биогаза составляют углекислый газ и метан. Удельная часть последнего может достигать 70%. К этой смеси в различных пропорциях примешаны другие газы, например, сероводород.

В среднем один килограмм органики дает порядка 500 г газа. На эффективность производства биогаза влияет несколько факторов. Наиболее важными из них считаются:

• Температура окружающей среды. Чем она выше, тем более интенсивно происходит процесс разложения органики и выделение биогаза. Не случайно первые установки, производящие биогаз, действовали в теплых регионах. Однако при достаточном утеплении установок и использовании в их работе горячей воды системы можно обустраивать и в областях с холодным климатом.
• Качество сырья. Оно должно достаточно легко разлагаться. При этом в его состав должно входить достаточное количество воды, без включений антибиотиков, моющих средств и других подобных им веществ, которые могут замедлить процесс ферментации.

Простейшее устройство для получения биогаза в домашних условиях выглядит таким образом. На участке выкапывается большая яма. Внутрь нее укладываются бетонные кольца. Таким образом, чтобы получилась герметичная емкость. Поверх нее устанавливается металлический купол. Из емкости на поверхность выводятся трубы для отвода биогаза. Яма заполняется органикой. Проверенный на практике рецепт органического материала: смешать 3-4 тонны растительных отходов и 1,5-2 тонны навоза. Все это заливается водой до получения смеси 60-70% влажности.

Биогаз — смесь газов полученных в результате перепревания органики без доступа кислорода. Его достаточно легко получить в домашних условиях. На снимке достаточно производительная установка по производству биогаза

Вот еще несколько вариантов смесей для получения биогаза:

• Коровий и конский навоз, смешанные в пропорциях 1:1.
• Конский навоз, перемешанный с соломой или торфом.
• Любой навоз с добавлением льняной костры в соотношении 7:3.
• Коровий навоз, перемешанный с опилками в пропорции 7:3.
• Конский навоз с добавлением любой листвы в соотношении 7:3.
• Любой навоз с добавлением домашних отходов в пропорции 4:6.

Подготовленное сырье укладывается в емкость. При помощи змеевика его прогревают до температуры порядка 35С. В таких условиях без доступа воздуха запускается процесс брожения, за счет которого происходит дальнейший нагрев смеси и выделение биогаза. Газ по трубопроводу отводится из резервуара и поступает в накопитель. Такое биотопливо может использоваться для отопления, приготовления еды и других хозяйственных нужд.

Установки для производства биогаза достаточно просты. На рисунке представлены схемы двух очень простых, но, тем не менее, эффективных систем

Блок: 2/4 | Кол-во символов: 2953
Источник: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/biotoplivo-svoimi-rukami.html

Схемы самодельных биогазовых установок

Простейшая схема биогазовой установки — это герметичная емкость — биореактор, в который сливается подготовленная жижа. Соответственно есть люк загрузки навоза и люк выгрузки переработанного сырья.

Простейшая схема биогазовой установки без «наворотов»

Емкость заполняется субстратом не полностью: 10-15% объема должно оставаться свободным для сбора газа. В крышку бака встраивается труба для отведения газа. Так как в полученном газе содержится довольно большое количество водяных паров, гореть в таком виде он не будет. Потому необходимо его для осушения пропустить через гидрозатвор. В этом нехитром устройстве большая часть водяного пара сконденсируется, и газ уже будет хорошо гореть. Потом газ желательно очистить от негорючего сероводорода и только потом его можно подавать в газгольдер — емкость для сбора газа. А оттуда уже можно разводить к потребителям: подавать на котел или газовую печь.

Большие промышленные установки размещают на поверхности. И это, в принципе, понятно — слишком велики объемы земельных работ. Но в небольших хозяйствах чашу бункера закапывают в землю. Это во-первых, позволяет снизить затраты на поддержание требуемой температуры, а во-вторых, на частном подворье и так достаточно всяких устройств.

Емкость можно взять готовую, или в вырытом котловане сделать из кирпича, бетона и т.д. Но придется в этом случае позаботиться о герметичности и непроходимости воздуха: процесс анаэробный — без доступа воздуха, потому необходимо создать непроницаемую для кислорода прослойку. Сооружение получается многослойным и изготовление такого бункера длительный и затратный процесс. Потому дешевле и проще закопать готовую емкость. Раньше это обязательно были металлические бочки, часто из нержавейки. Сегодня с появлением на рынке емкостей из ПВХ можно использовать их. Они химически нейтральны, имеют низкую теплопроводность, длительный срок эксплуатации, и стоят в разы дешевле нержавеек.

Биореактор не обязательно закапывать. Это очень неплохой вариант, и обслуживать его удобно. Но зимой придется еще дополнительные меры по утеплению принимать. А газ отводится в специальные мешки-газгольдеры

Но описанная выше биогазовая установка будет иметь малую производительность. Для активизации процесса переработки необходимо активное перемешивание массы, находящейся в бункере. В противном случае на поверхности или в толще субстрата образуется корка, которая замедляет процесс разложения, газа на выходе получается меньше. Перемешивание проводится любым доступным способом. Например, таким, как продемонстрировано в видео. Привод при этом можно сделать любой.

Есть еще один способ перемешивания слоев, но не механический — барбитация: вырабатываемый газ под давлением подают в нижнюю часть емкости с навозом. Поднимаясь вверх, пузырьки газа будут разбивать корку. Так как подается все тот же биогаз, то никаких изменений условий переработки не будет. Также этот газ нельзя считать расходом — он снова попадет в газгольдер.

Как говорилось выше, для хорошей производительности необходима повышенная температура. Чтобы не особенно тратиться на поддержание этой температуры необходимо позаботиться об утеплении. Какого типа теплоизолятор выбирать, конечно, дело ваше, но сегодня самый оптимальный — пенополистирол. Он не боится воды, не поражается грибками и грызунами, имеет длительный срок эксплуатации и отличные показатели по теплоизоляции.

Для увеличения температуры субстрата подойдет любая технология обогрева. Важно добиться требуемой температуры. От этого зависит эффективность установки

Формы биореактора могут быть разные, но чаще всего встречается цилиндрическая. Она неидеальна с точки зрения сложности перемешивания субстрата, но используется чаще, потому что у людей накоплен большой опыт построения подобных емкостей. А если такой цилиндр разделить перегородкой, то можно использовать их как два отдельных резервуара, в которых процесс смещен по времени. При этом в перегородку можно встроить нагревательный элемент, таким образом решив проблему поддержания температуры сразу в двух камерах.

Если обычный цилиндр разделить вертикальной перегородкой, получить можно две камеры для переработки

В самом простом варианте самодельные биогазовые установки — это прямоугольной формы яма, стенки которой сделаны из бетона, а для герметичности обработаны слоем стеклопластика и полиэфирной смолы. Такая емкость снабжается крышкой. Она крайне неудобна в эксплуатации: трудно реализуется и подогрев, перемешивание и отведение сбродившей массы, добиться полной переработки и высокой эффективности невозможно.

Биогазовая установка своими руками: чертежи установки траншейного типа

Чуть лучше обстоит дело с траншейными биогазовыми установками переработки навоза. Они имеют скошенные края, что облегчает загрузку свежего навоза. Если сделать дно под уклоном, то в одну сторону самотеком будет смещаться сбродившая масса и отбирать ее будет проще. В таких установках нужно предусмотреть теплоизоляцию не только стен, но и крышки. Подобная биогазовая установка своими руками реализуется несложно. Но полной переработки и максимального количества газа в ней не добиться. Даже при условии подогрева.

С основными техническими вопросами разбирались, и вы теперь знаете несколько способов того, как построить установку для получения биогаза из навоза. Остались технологические нюансы.

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 5427
Источник: http://teplowood.ru/poluchenie-biogaza-iz-navoza.html

Основные преимущества

Преимуществ у использования биогаза есть немало.

1. Низкая стоимость, он стоит сегодня примерно как бензин, но в то же время он намного чище, что позволяет существенно сэкономить на ТО котлов, работающих на таком топливе.
2. Вы не будете зависеть от нефти, которая, как известно, есть не во всех странах.
3. Источник, из которого добывается биотопливо, возобновляется, в отличие от того же бензина. Нефть не бесконечна, рано или поздно она закончится, а вот перечисленные материалы, необходимые для производства биологического топлива, будут всегда.
4. Снижается количество вредных газов, которые выбрасываются в атмосферу. Если привести цифры, то это примерно 65% разницы.

 

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 726
Источник: https://v-teplo.ru/biotoplivo-svoimi-rykami.html

Что может повлиять на изготовления биотоплива?

Что имеет значение для нас – тех, кто планирует изготовить биотопливо в домашних условиях – так это, в первую очередь, окружающая среда. То есть, чем выше температура, тем интенсивнее будут проистекать все химические реакции, и тем активнее будет выделяться газ. Именно по этой причине первое оборудование, производящее биотопливо в домашних условиях, было создано и применено в местности с теплым климатом. Но это не значит, что если погода холодная, то делать такое топливо нельзя – ведь конструкцию можно утеплить, обогревать горячей водой, чем, собственно, многие и занимаются сегодня.

Также на изготовление может повлиять сырье, которое обязано быстро разлагаться, иметь в себе много жидкости, никаких чистящих средств или других препаратов, способных повлиять на ферментацию, присутствовать не должно.

Как производится биотопливо

Многие интересуются, каким образом можно создать биотопливо своими руками и какие материалы можно при этом использовать. Давайте разберемся вместе, так как вариантов может быть несколько.

Биотопливо из навоза

Навоз по праву считается самым популярным типом топлива, который производится кустарными методами. Так что если у вас есть какая-либо живность, то было целесообразным приобрести соответствующее оборудование для производства биогаза. Такая покупка способна окупиться в течение двух-трех лет.

Максимальное количество тепла добывают именно из конского навоза. Вместе с тем, такой навоз порой трудно достать, так что может подойти какой-то иной – коровий, козий, свиной и так далее.

В большинстве случаев для отопления дома используются смеси, произведенные на базе навоза:

1. Навоз и листья в соотношении 7 к 3.
2. Навоз и солома.
3. Навоз и опилки – 7 к 3.
4. Навоз и костра изо льна – 7 к 3.
5. Коров и лошадей – 1 к 1.
6. Навоз и бытовые отходы – 4 к 6.

Как уже говорилось, технология подобного производства основывается на брожении, сама она осуществляется в специальных герметичных резервуарах при относительно высокой температуре. Ненужная вода в это время удаляется и освобождается биогаз, а его, в свою очередь, можно использовать не только для обогрева, но и при приготовлении еды.

Важно! Если применять биотопливо в котле, то потребуется регулировать горелку. Для чего? Чтобы эффективность горения оставалась прежней при том, что метана в биотопливе не так много, чем в привычном нам газе.

 

Применение древесного угля

Биотопливо в домашних условиях можете производить и из древесного угля, который необходим не только на природе при жарке шашлыка, как оказывается. Те, кто хоть единожды покупал такого рода уголь, отлично знают, что он стоит дорого. Но это не приговор, поскольку вы сможете уменьшить растраты, изготовив уголь самостоятельно. Потребуются лишь некоторые знания и «прямые» руки. В целом, для этого есть два способа.

Изготовление древесного угля в бочке

Для приготовления древесного угля вам потребуется двухсотлитровая металлическая бочка. В нижней ее части делаете штуцер, дабы в дальнейшем проводить принудительное нагнетание кислорода, к примеру, при помощи пылесоса.

Разводите в бочке небольшой костер, постепенно добавляя чурки. Да

Способ переработки помёта птиц в топливные брикеты

Изобретение раскрывает способ переработки помета птиц в топливные брикеты, предусматривающий предварительную подготовку компонентов исходного сырья, дозирование каждого компонента, измельчение исходного сырья, смешивание в смесителе принудительного типа с получением однородной массы, подготовленную массу подают в загрузочную воронку брикетера, в котором происходит уплотнение массы и формование формы и длины брикета, последующую сушку брикетов, при этом измельчение исходного сырья осуществляют после его перемешивания в смесителе, перед подачей на брикетирование, измеряют влажность полученной после измельчения массы и в зависимости от ее величины выбирают величину давления формования брикетов из диапазона 0, 2-1,0 МПа, сушку брикетов осуществляют в диапазоне температур 50-100°С в три этапа с различной выдержкой времени на каждом этапе, причем на первом этапе при температуре 50-60°С в течение 20-40 минут, на втором этапе при температуре 75-85°С в течение 3-4 часов, а на третьем этапе при температуре 80-100°С в течение 50-70 минут, затем брикеты охлаждают до температуры 40-30°С естественным или принудительным путем. Технической задачей изобретения является получение топливных брикетов, обладающих повышенной теплотворной способностью. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к способам переработки исходного сырья, содержащего помет птиц в топливные брикеты, которое может быть использовано как бытовое топливо и для применения в различных отраслях промышленности.

Наиболее распространенная технология производства мяса бройлеров предусматривает выращивание цыплят на полу на глубокой несменяемой подстилке. Основные преимущества такой технологии — использование сравнительно несложного и дешевого оборудования, высокий уровень механизации технологических процессов, простота и низкая трудоемкость выполнения работ по уходу за птицей и по санации птичника, меньшее количество дефектов тушек. Основной же недостаток — потребность в значительном количестве дефицитных подстилочных материалов. В расчете на 1-го выращенного бройлера необходимо потратить 1-1,5 кг подстилки в зависимости от сезона и срока выращивания. За 5-7 недель выращивания цыплят в подстилки добавляется помет. В итоге — на каждого выращенного бройлера получаем около 3-5 кг подстилочного помета (ПП) влажностью от 15 до 55%.

Ежедневное поступление больших количеств пометной массы является наиболее значимым экологическим фактором воздействия на окружающую среду. Несанкционированные зоны хранения помета являются существенным источником не только загрязнения рельефа почв, водоемов и подземных вод, но и причиной возникновения и распространения резкого неприятного запаха, ускоренного роста и развития яиц и личинок гельминтов и мух, множества других микроорганизмов, в которых могут быть возбудители опасных заболеваний. Согласно государственному классификатору отходов, помет отнесен к III-й группе опасных веществ. Сельскохозяйственные предприятия, крестьянские и другие хозяйства, занимающиеся производством, переработкой и сбытом продукции животноводства и птицеводства, при этом осуществляют размещение отходов (навоза и птичьего помета).

Утилизация ПП наносит птицеводческим хозяйствам немало хлопот. Из-за проблем с утилизацией помета у птицеводческих хозяйств возникают постоянные конфликты с местными экологическими и санитарными службами. Поэтому, с учетом вышеприведенного, каждое птицеводческое предприятие стоит перед проблемой: что делать с птичьим пометом. Традиционным способом использования ПП является его переработка в органические удобрения, поскольку он содержит значительное количество питательных веществ для растений (азота, фосфора, калия, кальция, микроэлементов). В США и некоторых европейских странах переработанный помет используют также в качестве кормового ингредиента для жвачных животных, потому что он содержит также значительное количество клетчатки, протеина, отдельных аминокислот, липидов, безазотистых экстрактивных веществ.

Сейчас предлагаются несколько возможных вариантов энергетического использования ПП путем сжигания: 1) прямое сжигание в котельных установках для получения горячей воды, пара или электроэнергии; 2) газификация (пиролиз) помета с той же целью; 3) изготовление из ПП топливных гранул (пеллет) или брикетов, далее — гранулы или брикеты могут сжигаться на месте для получения горячей воды, пара или электроэнергии или реализовываться для использования в качестве удобрения или в качестве топлива.

Известен способ утилизации птичьего помета, в котором птичий помет смешивают с целлюлозосодержащими отходами в соотношении 1:1-1:0,7 по массе, прогревают без контакта с теплоносителем и подвергают пиролизу при температуре 500-550°C с получением твердого углеродоминерального остатка и парогазовой смеси, которую подвергают обработке с отделением твердых механических примесей и последующей конденсации путем воздушного охлаждения с образованием жидкого топлива и пиролизной воды и отделением несконденсированной части парогазовой смеси, которую подвергают осушке с последующим сжиганием в качестве обратного газового топлива в топке, жидкое топливо отделяют от воды, фильтруют и также направляют на сжигание в топку с образованием топливных газов, которые смешивают с воздухом после конденсации парогазовой смеси и используют в качестве исходного теплоносителя для поддержания температуры пиролиза, а отработанный в процессе пиролиза теплоноситель используют в качестве теплоносителя для прогрева смеси птичьего помета с целлюлозосодержащими отходами. Предпочтительно, что в качестве целлюлозосодержащих отходов используют отходы, выбранные из группы: древесные опилки, торф, солома или их различные сочетания (Патент РФ №2447045, опубликовано 10.04.2012 г.).

Недостатками этого способа является сложность технологического процесса, использование дорогостоящего оборудования и недостаточная экологическая безопасность, т.к. в отходящих газах после сжигания, присутствуют вредные вещества, а также температура процесса пиролиза.

Известен способ получения топливных брикетов, который включает смешение измельченных твердых топлив, выбранных из группы: древесные опилки, торф, коксовая или угольная мелочь, угольный шлам, лигнин, обезвоженный птичий помет, обезвоженный навоз или их смеси, со связующим на основе нефтешлама и/или отработанного машинного масла и дополнительных компонентов связующего, выбранных из группы, включающей, % от массы брикетируемой смеси: лигносульфонат или мелассу 2-7, и/или обезвоженный активный ил 3-8, и/или глину 3-10, и/или парафин или парафиновый гач 1-6 при следующем соотношении компонентов в брикете, мас. %: связующее 10-32 и измельченное твердое топливо — до 100, брикетирование смеси осуществляют при давлении 1-30 МПа и сушку брикетов при температуре менее 300°C; при этом компоненты связующего перед смешением с твердым топливом могут быть предварительно перемешаны, а также нагреты до 60-80°C или перемешаны с подогревом до 60-80°C; твердое топливо предварительно перемешивают с половиной нефтешлама или отработанного машинного масла и затем добавляют остальную часть связующих (Патент РФ №2130047, опубликован 20.10.1999 г.).

В примерах, которые приводятся в описании изобретения содержатся различные исходные составы для получения топливных брикетов, но содержание птичьего помета не превышает 14-25 вес. % от суммарной массы компонентов, что не решает проблему утилизации птичьего помета.

Недостатком известного способа является многокомпонентный состав и необходимость нагревания композиционной массы перед брикетированием, что значительно увеличивает энергоемкость процесса и, как следствие, себестоимость продукции. Также недостатком этого способа является то, что получаемый продукт обладает невысокими физико-механическими и эксплуатационными свойствами.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ переработки безподстилочного помета птиц клеточного содержания и навоза свиней в топливные брикеты, защищенный патентом РФ №2490849, опубликованный 17.02.2012 г.

Способ переработки помета безподстилочного и навоза свиней, предусматривающий предварительный перемол исходного сырья, его сепарирование и смешивание с наполнителями (сухие опилки, сухой торф, сухие отходы сельского хозяйства в виде шелухи семечек, костры льна и т.п.) в смесителе принудительного типа с получением однородной массы, с доведением влаги до 25-55%, что определяется влагомером или визуально. Фракционный состав сухих наполнителей должен быть в пределах от 0 до 6 мм. Допускаются отдельные включения до 10-15 мм в количестве до 10% от общей массы. В процессе смешивания в смесителе в пометную или навозную массу подаются отходы топливных или пищевых масел посредством жидкостного дозатора в количестве не более 5-6% от общей массы.

После перемола исходного сырья и его предварительного механического обезвоживания в грохоте загущенная и перемешанная в смесителе масса подается в экструдер, где масса за счет ступенчатого шнека и ступенчатого рабочего цилиндра начинает интенсивно уплотняться и перетираться, в связи с чем начинает резко развиваться удельная поверхность формуемой массы и формируется новая капиллярно-пористая структура, активируется поверхностная энергия частиц брикетируемого материала, повышается его пластичность за счет разрушения жестких связей исходного материала. Далее активированная масса продавливается через формующую фильеру экструдера, требуемой геометрии. После формования в экструдере активированная масса начинает формировать новую молекулярно-пористую структуру брикета, связанную не только за счет армирующих волокнистых частиц, но и за счет образовавшихся в большом количестве новых капилляров, которые за счет быстрого удаления из них воды, начинают стягивать брикет уплотнять его одновременно. Температура и время сушки не превышают 50-60°C и 30-50 минут времени при интенсивном продувании теплым воздухом.

Процесс усадки продолжается в течение нескольких часов, повышая физико-механические свойства брикета, в том числе и его прочность на раздавливание, истирание и сбрасывание. Остаточная влажность при этом достигает средней равновесной влаги в течение двух-трех суток и составляет 17-22% (в зависимости от региона), а внесенные отработанные масла придают гидрофобные свойства произведенным брикетам и угнетают рост споровых грибов и плесени. Форма, длина и размеры брикета определяются выходным мундштуком экструдера и могут быть круглого и многогранного сечения, с центральным отверстием или без него.

Анализ полученных результатов показывает, что по предложенному способу получены прочные топливные брикеты, которые позволяют проводить транспортно-погрузочные работы без специальных мер и тем самым снизить затраты при их использовании по сравнению с известными решениями.

К недостаткам изобретения — прототипа следует отнести то, что после предварительного перемола исходного сырья в него добавляют еще ряд компонентов, поэтому исходное сырье для получения топливных брикетов является многокомпонентным, причем исходный помет не является ферментированным, т.к. процессы: обезвоживание, стерилизация, гомогенизация, уплотнение и формование осуществляются в одном аппарате — экструдере-активаторе.

Это ухудшает условия труда обслуживающего персонала и не позволяет получить оптимальные параметры процесса по влажности, поэтому и требуется внесение отработанных масел, которые угнетают рост споровых грибов и плесени, но требуется выдержка, полученных брикетов в течение двух-трех суток.

Технической задачей заявляемого изобретения является утилизация птичьего помета путем уменьшение компонентов исходного сырья для получения брикетов, повышение их теплотворной способности и экологии процесса по сравнению с прототипом.

Технический результат достигается посредством того, что в известный способ получения топливных брикетов, предусматривающий предварительную подготовку исходного сырья, содержащего птичий помет, перемол исходного сырья дозирование его компонентов, смешивание в смесителе принудительного типа с получением однородной массы, с контролем влажности полученной однородной массы, подготовленную массу подают транспортером в загрузочную воронку брикетера, в экструдере которого происходит уплотнение и формование формы и длины брикета, последующую сушку брикетов и их упаковку внесены изменения, а именно:

— птичий помет до смешения предварительно подвергается ферментации;

— перемол (измельчение) компонентов исходного сырья осуществляют после его перемешивания в смесителе;

— в зависимости от величины влажности измельченной массы выбирают величину давления формования брикетов в экструдере из диапазона 0,2-1,0 МПа;

— сушку брикетов осуществляют в диапазоне температур 50-100°C в три этапа с различной выдержкой времени на каждом этапе;

— затем брикеты охлаждают до температуры 40-30°C естественным или принудительным путем.

Кроме того, в качестве исходного сырья используют помет птиц, древесные опилки и/или торфяной отчес, масса помета птиц составляет 50-60 вес. %, остальные компоненты до 100%, причем если в исходном сырье одновременно используются древесные опилки и торфяной отчес, то их весовое соотношение составляет 1:1.

Давление формования брикетов выбирают в диапазоне 0,2-0,5 МПа, если величина влажности исходной массы после измельчения находится в пределах от 30-40%, а при влажности 25% и меньшей — 0,5-1,0 МПа.

Параметры процесса сушки топливных брикетов выбирают следующими: на первом этапе температура составляет 50-60°C в течение 20-40 минут, на втором этапе при температуре 75-85°C в течение 3-4 часов, а на третьем этапе при температуре 80-100°C в течение 50-70 минут.

Необходимость предварительной обработки массы помета птиц являются его низкая экологичность, связанная с наличием в навозе и помете патогенной микрофлоры и микроорганизмов, яиц и личинок гельминтов, что обусловливает потенциально высокую степень бактериологической опасности для окружающей среды, обслуживающего персонала и жителей близлежащих населенных пунктов (Баадер В., Доне Е., Бренндерфер М. Биогаз — теория и практика. — М.: Колос, 1982. — С. 27; Suporn Koottatep, Manit Ompont, Tay Joo Hwa. Biogas: GP Option for Community Development. — 2002. — C. 39).

Для биологической обработки птичьего помета могут быть использованы методы, изложенные в источнике: Брюханова Е.С., Ушаков А.Г. Биотехнология утилизации органо-содержащих отходов птицеводства и животноводства (Материалы XIII международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий. — Новосибирск: Новосибирский гос. ун-т, 2008. С. 126-127) или способ биологической переработки птичьего помета (патент RU 2445295, C05F 3/00, C05F 11/08, опбл. 23.08.2010), включающий последовательно послойную укладку помета и влагопоглощающего органического материала, формирование, по крайней мере, одного бурта и внесение микроорганизмов в жидкой форме в виде суспензии, перемешивание смеси, биологический разогрев и аэробную ферментацию смеси. Аэробную ферментацию смеси ведут до естественного снижения ее температуры до 25-30°C. В качестве микроорганизмов используют консорциум штаммов Bacillus subtilis В-168, Bacillus mycodes В-691, Streptomyces sp.Ac-154, Mukor psychrophilus F-1441, Candida utilis Y-2441 в количестве 1·10⁶-1·10⁷ клеток в 1 мл на 1 т птичьего помета. Ферментированный птичий помет хранится в бункере, снабженном весовым дозатором.

Оптимальное количество ферментированного помета птиц в исходном сырье должно быть не менее 50 вес. %, т.к. при меньшем полной утилизации его не достигнуть, а при значении, большем 60 вес. %, проблематично получить топливные брикеты, соответствующие прочностным и другим показателям ГОСТа или необходимо значительно увеличивать время процесса получения брикетов.

При необходимости, если в древесных опилках присутствуют крупные частицы, а торф в зимнее время приходит смерзшийся, то приходится осуществлять предварительный грубый помол этих компонентов исходного сырья.

Смешение компонентов исходного сырья целесообразно проводить до измельчения, т.к. загрузка компонентов в шнековый двухвальный смеситель осуществляется в определенной последовательности. Вначале загружаются древесные опилки и/или отчесы торфа, затем птичий помет. При такой загрузке при смешивании исходного сырья происходит частичное истирание более плотных компонентов и достигается лучшее перемешивание.

Давление формования выбирается таким образом, чтобы не было термического напряжения при образовании топливных брикетов.

Параметры давления в экструдере в зависимости от влажности, полученной после тонкого измельчения исходного сырья, так же как и параметры сушки топливных брикетов были установлены после многочисленных опытно-промышленных испытаний, проводимых на территории Приморской птицефабрики (Ленинградская область), причем полученные топливные брикеты использовались для отопления административного здания.

Сущность заявляемого способа поясняется на одном из возможных вариантов его реализации при различном содержании исходного сырья и параметров процесса.

Блок-схема технологического процесса получения топливных брикетов приведена на фиг. 1. Технологическая схема получения топливных брикетов включает следующее оборудование: бункер 1 для опилок или древесных отходов, бункер 2 для торфа или его отчеса, бункер 3 для ферментированного птичьего помета. Все бункеры имеют коническую часть с конусностью 60° для лучшего схода компонентов исходного сырья и снабжены весовыми дозаторами 4-6 соответственно. Смешение исходного сырья осуществляют в двухвальном шнековом смесителе 7, валы которого вращаются встречно. В качестве тонкого измельчителя применяют дезинтегратор 8. На фиг. 1 также показан брикетер 9, содержащий бункер 10, экструдер 11 соединенный с электрическим приводом (на фиг. 1 не показан) и паллеты 12 для укладки полученных топливных брикетов. Сушку брикетов проводят в туннельной печи 13 или другом сушильном аппарате, с контролем температуры и времени пребывания в нем. Затем паллеты с брикетами погрузчиком 14 перемещаются в отделение упаковки 15, где происходит естественное или принудительное охлаждение брикетов до температуры не более 30°C и их упаковка. При осуществлении заявляемого способа применяются киповские приборы контроля температуры, давления, расходов и др. параметров процесса, но они на фиг. 1 не показаны.

Рассмотрим осуществление способа при различном содержании исходного сырья и параметров отдельных операций процесса получения топливных брикетов.

Пример 1. Исходными продуктами для получения топливных брикетов является птичий помет, имеющий влажность 65-70%, плотность — 800 кг/м³; который подвергается ферментации в течение 9-10 суток в буртах или специальных емкостях. Процесс ферментации заканчивается при температуре 30°C и влажности 40-45%. Затем птичий помет, прошедший ферментацию, загружают в бункер 3.

В бункер 1 загружаются опилки, являющиеся отходом при обработке древесины и в производстве строительных материалов, имеющие влажность 25-40% и плотность — 150 кг/м³. Если в опилках присутствуют крупные включения древесины, то до загрузки их в бункер осуществляют грубый помол.

В бункер 2 загружается торфяной отчес-отход, образующийся на местах добычи торфа, имеющий влажность 25-40% и плотность 200 кг/м³. В случае, если присутствуют крупные (смерзшие) частицы торфа, то его также подвергают предварительному помолу.

В качестве исходного сырья взяли куриный помет и древесные опилки, т.е. соотношение 50:50. Соответственно, дозировка составляет 2 т опилок и 2 т птичьего помета.

Заданные количества каждого компонента посредством дозаторов 4, 6 загружаются в двухвальный шнековый смеситель 7. Последовательность загрузки сырья на смешение может быть разной, но наиболее оптимальной выглядит следующая последовательность: опилки + помет + опилки, т.е по весу — 1+2+1. Возможна и порционная загрузка обоих компонентов исходного сырья.

В результате перемешивания получаем массу весом около 4000 кг, которую направляют в дезинтегратор 8, для уменьшения грануляционного состава и тонкого измельчения до получения однородной массы. На выходе из интегратора влагомером измеряется влажность ее, которая была равной 27%, и затем из интегратора 8 однородная масса по транспортеру 9 поступала в бункер 10 комплекса БРУК, включающего экструдер 11, снабженный цилиндрической трубой, образующий форму брикета. Давление формования составляло 0,5 МПа. После выдавливания массы в трубу, полученный брикет продвигался до конечного выключателя (на фиг. 1 не показан) и выдавалась команда на нож, установленный на торце трубы и происходило отрезания брикета определенной длины (350-500 мм). В комплексе БРУК предусмотрена автоматическая подача паллет 12, на которые укладываются полученные брикеты, которые направлялись в туннельную печь 13, где происходила сушка брикетов. Сушка брикетов проходила в три этапа, с различным временем выдержки на каждом этапе. Контроль температуры осуществлялся посредством термопар, а времени — таймером. В этом примере параметры температур и временные были следующими: на первом этапе — 60°C и 28 минут, на втором 75°C и 240 минут и на третьем — 90°C и 70 минут соответственно. После сушки паллеты с брикетами выгружались из туннельной печи и автопогрузчиком доставлялись в отделение упаковки, где они охлаждались до температуры 40-30°C естественным путем или, для ускорения, посредством принудительной вентиляции и упаковывались. Упаковка полностью готовых брикетов осуществляется на упаковочной машине. Товарный продукт — связка топливных брикетов 10-12 шт., упакованных в герметичную пленку, либо коробку, либо в тонные мешки.

В результате были получены брикеты коричневого цвета, шестигранной формы, по показателям качества брикеты соответствуют требованиям немецкого стандарта ДИН 51731 на основе торфа и древесных отходов. Содержание влаги составило — 15%, а теплотворная способность — 3900 ккал/кг.

В прототипе влажность составляла 17-20%, а теплотворная способность не превышала 3300-3500 ккал/кг.

Ниже в таблице приведены результаты еще 9-ти реализаций предлагаемого способа, которые отличаются составом исходного сырья и полученными параметрами процесса сушки и брикетирования.

Реализация изобретения позволяет использовать для брикетирования отходы жизнедеятельности животных и птицы, а также использовать местные ресурсы в виде легко доступных и безопасных для окружающей среды материалов, а именно: отходов деревоперерабатывающего и строительного производств, а также отходов производства торфа, без ухудшения условий труда обслуживающего персонала и нарушения экологии окружающей среды.

В настоящее время закончены опытно-промышленные испытания заявляемого способа получения топливных брикетов на основе помета птиц и осуществляется проектирование крупного промышленного комплекса по переработке указанных отходов.

1. Способ переработки помета птиц в топливные брикеты, предусматривающий предварительную подготовку компонентов исходного сырья, дозирование каждого компонента, измельчение исходного сырья, смешивание в смесителе принудительного типа с получением однородной массы, подготовленную массу подают в загрузочную воронку брикетера, в котором происходит уплотнение массы и формование формы и длины брикета, последующую сушку брикетов, отличающийся тем, что измельчение исходного сырья осуществляют после его перемешивания в смесителе, перед подачей на брикетирование измеряют влажность полученной после измельчения массы и в зависимости от ее величины выбирают величину давления формования брикетов из диапазона 0, 2-1,0 МПа, сушку брикетов осуществляют в диапазоне температур 50-100°С в три этапа с различной выдержкой времени на каждом этапе, причем на первом этапе при температуре 50-60°С в течение 20-40 минут, на втором этапе при температуре 75-85°С в течение 3-4 часов, а на третьем этапе при температуре 80-100°С в течение 50-70 минут, затем брикеты охлаждают до температуры 40-30°С естественным или принудительным путем.

2. Способ переработки помета птиц в топливные брикеты по п. 1, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют помет птиц, древесные опилки и/или торфяной отчес, причем помет птиц составляет 50-60 вес. %, остальные компоненты до 100%.

3. Способ переработки помета птиц в топливные брикеты по п. 1 или 2, отличающийся тем, что если в исходном сырье одновременно используются древесные опилки и торфяной отчес, то их весовое соотношение составляет 1:1.

4. Способ переработки помета птиц в топливные брикеты по п. 1, отличающийся тем, что при величине влажности исходной массы после измельчения в пределах от 30-40% давление формования брикетов выбирают в диапазоне 0,2-0,5 МПа, а при влажности 25 и меньшей — 0,5-1,0 МПа.

Биотопливо своими руками — из навоза и не только, для каминов, парников и автомобилей

Биотопливо – это вид топлива, которое было получено из сырья растительного и животного происхождения, из продуктов жизнедеятельности человека, а также органических промышленных отходов.

Способы изготовления своими руками

Существует множество вариантов производства биотоплива в домашних условиях. Эти варианты мы и рассмотрим.

Биотопливо из навоза

Биотопливо из навоза получается путем брожения органических отходов. Смесь помещается в специальный герметичный бункер на длительный срок. В результате испарения жидкости, выделяется газ, которым и можно воспользоваться при обогреве жилых помещений или для приготовления пищи и жидкое удобрение, которое является основой экологического земледелия.

Продукция, которая выращивается с использованием таких удобрений, является экологически чистой и ее продажная стоимость возрастает по сравнению с продуктами выращенными с использованием пестицидов и других химических удобрений.

Производство биогаза

Вторым продуктом, который мы получаем в результате брожения навоза, является газ.

Для получения газа из этого сырья используется:

• навоз;
• птичий помет;
• стоки туалета;
• пищевые отходы;
• растительная масса;

Все сырье должно быть измельчено, иначе трубы, предназначенные для вывода отработанного сырья, могут засориться.

Получить газ можно и в домашних условиях. Для этого, необходимо приобрести газонепроницаемую емкость. Эта емкость должна быть герметичной, так как воздух не должен контактировать с полученным газом.

Затем необходимо поместить сырье (навоз) внутрь этой емкости, немного нагреть и подождать 5 дней. Затем, полученный газ собрать в емкость и применять по своему усмотрению. Устройство по изготовлению биогаза можно собрать самостоятельно, а можно приобрести у фирмы, специализирующейся по продаже этого оборудования.

Уголь для создания биогаза

Для создания биотоплива может пригодиться и древесный уголь, тот самый уголь, без которого нам не обойтись на природе при жарке овощей и шашлыка. Его можно приобрести в магазине, а можно и сделать самому.

Уголь в домашних условиях можно изготовить 2 способами:

Рассмотрим каждый способ по отдельности.  И после этого вы сможете делать уголь самостоятельно.

Для изготовления древесного угля в бочке вам понадобится, собственно говоря, бочка объемом 200 литров. Внизу бочки делаем штуцер для нагнетания кислорода. Затем в бочке разводим костер, постепенно добавляя поленья.

Когда бочка будет наполовину наполнена дровами, начинаем нагнетать кислород. Для этого, можно воспользоваться пылесосом. После этого, количество дыма уменьшится, а огонь будет гореть лучше. Когда поленья немного прогорят, необходимо закрыть бочку крышкой, а имеющиеся щели замазать мокрой глиной или землей. Ожидаем до полного остывания бочки и древесный уголь готов.

Для изготовления угля в яме нам необходимо выкопать яму, диаметр которой будет равен 0,8 м со скошенными стенками, и разжечь в ней костер. Но прежде, чем разжигать костер, возьмите достаточное количество поленьев, сушняка, веток деревьев из которых вы будете получать уголь.

Дрова в костер укладывайте плотно и постепенно по слоям, один за другим. Дождитесь полного выжигания дров (на это уйдет порядка 3 часов), далее накрывайте поленья мхом или сухими листьями, присыпьте землей и все хорошенько утрамбуйте. Спустя 2 дня уголь будет готов.

Рапсовое биотопливо

Из семян рапса поступивших в маслобойню получают масло и шрот. Далее, это масло поступает в специальную установку, где в результате различных химических реакций из рапсового масла получают метиловый эфир – биодизель.

Перед использованием, его необходимо профильтровать. Этот вид дизеля отличается лучшей воспламеняемостью по сравнению с обычным дизельным топливом.

Разновидности и преимущества

На сегодняшний день, существует 3 вида биотоплива:

• жидкое;
• твердое;
• газообразное;

Жидкое биотопливо

Является самым обсуждаемым видом. Ведь жизнь современного человека зависит от нефти, без нее человечество не сможет выжить, а нефть является ископаемым ресурсом и в какой-то момент ее запасы иссякнут.

Жидкое биотопливо способно заменить этот ископаемый ресурс.

К жидкому биотопливу относятся:

• спирты (этанол, метанол, бутанол),
• биодизель,
• биомазут,
• эфиры;

Твердое

В основном к нему относится древесина (отходы деревообработки и топливные гранулы, брикеты). Источником для их получения служат как правило, леса, где растут трава, кустарники и деревья.

Газообразное топливо

Относятся биогаз, водород.

Также, биотопливо можно классифицировать по поколениям. Существуют биотоплива 1, 2, 3 и 4 поколений:

1. К 1 поколению относится биотопливо, полученное в результате переработки сельхоз растений в биодизель и этанол.
2. 2 поколение – биотопливо, полученное от отходов продуктов питания.
3. К 3 поколению биотоплива относится биотопливо, полученное при использовании внедренных технологий в результате разрушения биомасс.
4. 4 поколение биотоплива производится на землях непригодных для занятия сельским хозяйством и без разрушения биомасс.

Еще одной классификацией биотоплива является деление биотоплива на первичное и вторичное. К первичному биотопливу относится биотопливо, которое не прошло обработку. К вторичному – обработанное. Вторичное биотопливо подвергается разнообразным изменениям перед использованием и может быть в твердой, жидкой и газообразной формах.

Преимущества

Преимущества биотоплива следующие:

1. Мобильность. Биотопливо обладает возможностью производиться в любом уголке света вне зависимости от климатических условий и рельефа, потому что этот вид топлива может производиться из различных органических соединений.
2. Возобновляемость. Так как биотопливо получается из разнообразных органических соединений растительного или животного происхождения, например, навоз, то его количество не иссякнет.
3. Экологичность. Это более чистый вид топлива и при сгорании выбрасывает меньше вредных веществ в воздух, чем ископаемое топливо.
4. Забота об окружающей среде. Производство биотоплива решает проблемы связанные с утилизацией мусора.

Использование

Биотопливо для каминов

Установка традиционных каминов требует наличия дымоходов. Зачастую, этого нельзя сделать в обычных квартирах. И тут на помощь приходят биокамины со специальным биотопливом для них. Биотопливо для каминов состоит смеси этанола с примесями. Перед розжигом, его заливают в специальный металлический блок и зажигают специальной длинной спичкой.

При сгорании, оно выделяет углекислый газ в безопасном количестве и воду, что способствует увлажнению воздуха в помещении и не является опасным для человека. Однако, следует соблюдать определенную технику безопасности, чтобы использование биокаминов и биотоплива было безопасно.

А именно:

1. Нельзя добавлять биотопливо в пламя, это приведет к пожару. Его следует добавлять только в остывшую горелку.
2. Разжигать камин стоит только специальной зажигалкой или длинной спичкой.
3. Для хранения биотоплива следует использовать упаковку производителя и не переливать в другую тару.
4. Если жидкость для биокаминов пролилась, то необходимо тщательно вытереть пол и проветрить помещение и лишь после этого приступить к розжигу камина.

Во время горения биотоплива для каминов, вы можете наслаждаться видом красивых и ровных язычков пламени, которое внешне не отличается от пламени горящих дров.

Биотопливо для каминов может выпускаться в виде геля. В составе этого геля присутствует морская соль, которая придает звук горению — потрескивание, характерное горению поленьев.

Главные особенности биотоплива:

1. При сгорании, биотопливо выделяет очень малое количество сажи.
2. Пламя в биокамине имеет оранжевого оттенка, поэтому в биотопливо добавляют специальные присадки, которые придают оранжевую естественность пламени.
3. Биотопливо можно и лучше применять в керосиновой лампе, так как он не выделяет копоти и запаха, характерного сгоранию керосина.

Биотопливо для каминов бывает 3 основных видов:

1. Биодизель (получено из различных масел либо отходов переработки пищевой промышленности).
2. Биоэтанол ( как правило, применяется для биокаминов в виде бесцветной жидкости без запаха).
3. Биогаз (газ полученный из прошедших специальную обработку отходов мусора).

При выборе биотоплива для каминов, следует помнить, что биотопливо должно иметь сертификаты качества научно-исследовательских учреждений.

Биотопливо для парников

Конский навоз способен быстро разгорается до 60 градусов, затем остыть до 33–38 градусов и поддерживать столь высокую температуру в течение 2,5–3 месяцев.

Отопление теплицы газом в условиях мирового кризиса является делом дорогостоящим. Именно поэтому, люди все чаще обращаются к возобновляемым источникам энергии.

Одним из самых лучших видов биотоплива для теплицы является конский навоз.

У навоза крупного рогатого скота температура нагрева меньше, в связи с большей плотностью и влажностью. Поэтому, для ускорения разогрева, в него добавляют опилки, сухой лист и прочие материалы, увеличивающие рыхлость навоза.

Растительными видами биотоплива для теплиц считаются:

1. Солома. Для получения биотоплива, солому смешивают с минерально-азотным комплексом удобрений. Однако, она обладает способностью лишь краткосрочного обогрева.
2. Опилки. Этот вид биотоплива мало распространен в качестве биотоплива для теплиц, так как при контактировании с водой они выделяют формальдегиды, которые отравляют водные источники.
3. Кора.
4. Листья деревьев. Как правило, листья деревьев смешивают с навозом, соломой, травой. Чтобы биотопливо из листьев разогрелось, в него необходимо добавить азотный комплекс удобрений.
5. Трава.
6. Льняная костра.
7. Отходы хлопчатобумажной промышленности.

Для получения качественного биотоплива для парника, необходимо смешивать конский навоз с соломой или с коровьим навозом в пропорции 50/50, конский навоз с пищевыми отходами или корой или опилками в соотношении 70/30 или же коровий навоз с опилками или древесным листом в таком же соотношении 70/30.

Внимание! Мощность обогрева биотоплива мала, поэтому этот вид топлива не подходит для обогрева больших парников, где свободно может ходить человек, его лучше использовать в качестве подогрева заглубленных парников.

Биотопливо для автомобилей

Альтернативным видом топлива для автомобилей является биотопливо.

Существуют следующие виды биотоплива для автомобилей:

• биоэтанол;
• биометанол;
• биобутанол;
• биодизель;

В некоторых странах уже началось использование биотоплива, смешенного с бензином.

Самым популярным видом биотоплива, которое используется у автомобилей, является этанол. Этот вид газа получается путем переработки продуктов, содержащих много сахара или крахмала, таких как сахарный тростник, кукуруза, картофель, сахарная свекла или ячмень, и смешивается с бензином в соотношении 10%э танола к 90% бензина.

Следующим по популярности, является биодизель. Он получается путем переработки растений в составе которых есть много масла (соя, рапс или подсолнух). Получение этого вида топлива более затратно.

Для этого необходимо вырастить растения, потом собрать и переработать в качественный продукт и в короткие сроки реализовать, так как биодизель годен в течение 3 месяцев, а затем он начнет разлагаться. Все это требует больших материальных затрат. В повседневной жизни, биодизель применяется в разведенном виде с бензином.

Использование биотоплива в топливной системе автомобиля, способствует поддержанию системы автомобиля в чистоте, так как при сгорании этанол растворяет гарь, а это, в свою очередь, увеличивает расход топлива автомобиля примерно на 6%.

Почему лучше использовать биотопливо?

Биотопливо является альтернативным, возобновляемым источником энергии на земле.

Основные его достоинства следующие:

1. Ценовая доступность позволяет использовать этот вид топлива во всех сферах жизнедеятельности человека.
2. Возобновляемость. Одним из важных преимуществ над бензином является способность биотоплива возобновляться.
3. Биотопливо способствует замедлению глобальных изменений. Его использование уменьшает парниковый эффект (до 65%)
4. У стран-производителей биотоплива, уменьшается зависимость от импорта данного товара.
5. Превосходная заправка для автомобиля.