КОТЕЛЬНАЯ НА КУРИНОМ ТОПЛИВЕ

О местной экспериментальной котельной, работающей на птичьем помете, мы рассказали нашим читателям еще три года назад. Но только теперь директор ЭПХ ВНИТИП Виктор Шоль и руководитель районного АПК Иван Кончаков показали чудо-печь в действии. Мы сами с удивлением узнали, что производственная бойлерная на куриных «дровах» в отделении хозяйства в Конкурсном отработала в опытном порядке уже второй сезон. Сегодня даже щепетильные разработчики из Птицеграда с уверенностью говорят, что первая в стране котельная, работающая на птичьем помете, — уже реальность. И даже имеет шансы стать пилотным проектом федеральной энергосберегающей и экологической программы.

Открыли месторождение. топлива

Хозяйство приобрело 16 птичников в «Конкурсном» пару лет назад. В планы реконструкции новой производственной площадки сразу же включили автономную котельную. Последний птичник отремонтировали этой зимой, вся ферма оснащена автоматикой и компьютерами. Одновременно в отделении отлаживали уникальную печь. Прежде племптицезавод получал тепло на все нужды с котельной поселка. Но в последние годы в мировом птицеводстве становится нормой использование в качестве дарового топлива подстилки из птичников — помет вперемешку с древесными опилками.

— Давно признано, что это — превосходное топливо для котельной, — говорит Виктор Готлибович Шоль. — Помет с соломой, кстати, везде стараются компостировать и использовать, как удобрение. А в некоторых европейских странах нас убеждали, что свежий куриный помет считается ценнейшей и экологически чистой подкормкой для полей. Подтверждением тому колоссальная урожайность удобренных полей — до 90 центнеров зерновых культур с гектара! Европейских фермеров ничуть не смущает специфический запах от удобренной нивы.

А вот птичьи продукты жизнедеятельности с березовыми и еловыми опилками землям не полезны. Зато это отличное топливо для малой энергетики. Котельную участка в Конкурсном мы проектировали с таким расчетом, чтобы при деле было все ценное вторсырье от птичьего стада в 2, 5 миллиона голов — порядка 7 тысяч тонн птичьего помета. За семь годовых оборотов это отделение экспериментального племенного хозяйства выдает более 5 тысяч тонн куриного мяса и само себя обеспечивает энергоносителями для отопления птичников.

В такой печи и вода горит

Пока начальник опытной бойлерной Владимир Артеменко растапливает действующий котел (скоро войдет в строй и второй), обмениваемся впечатлениями на чистеньком дворе мини-котельной. Из трубы вьется дым, но никакого запаха не ощущается. Вспоминаю недавние поездки на сельские мазутные кочегарки. Там соседство с теплоэнергетическим объектом ощущалось за километр. «Дыхание» печи, работающей на помете, обследовали специалисты и дали заключение, что ее специфика никак на окружающей среде не отразилась, выхлоп ничем не отличается от газовых котельных.

Котел выглядит современно, рядом с пышущей жаром топкой пульт управления. Внутри ни запаха, ни обычного для старых котельных синего тумана. Все с удовольствием любуются на 700-градусный жар в печи. А где же все-таки помет? Оператор котельной ведет в обход печи к опрятному бункеру. Пока топливо доставляют ковшом экскаватора из соседнего хранилища, где подстилку из птичников сепарируют и рыхлят. Скоро появится транспортер, который отменит рейсы между соседними корпусами. Если заранее не скажут, что эту печь топят пометом, ни за что не догадаешься — обычная блочно-модульная котельная, наподобие газовой.

На здании авторы проекта сэкономили — приспособили старый склад, которому нарастили несколько метров кирпичной кладки. А вот с котлом пришлось повозиться, рассказывал Виктор Шоль.

— Мы очень благодарны своим партнерам — котельщикам из Коврова, которые упорно доводили экспериментальный проект. Первая попытка нас не устроила, и мы вместе работали над усовершенствованием конструкции котла. Второй вариант отвечает всем поставленным задачам. Помет с опилками даже с 37-процентной влажностью горит в печи, как солома. Это как раз то, чего мы добивались.

Логическим продолжением нашей энергосберегающей программы могло бы стать создание мини-электростанции, которая сначала будет превращать помет в биогаз, а затем вырабатывать электроэнергию для производственных нужд. Тут бы очень пригодились кроме помета и другие отходы птицеводства, например, с убойного производства. В дело пошли бы отходы с жироловок, шлам, даже ил. Модуль для такого отделения, как в Конкурсном, мог бы выдавать в сутки около 400 киловатт электроэнергии и оптимальный объем теплоносителя для обогрева птичников.

Но на такую серьезную модернизацию, говорят специалисты, в масштабах района требуется порядка 120 миллионов рублей. Вот почему ВНИТИП, районная власть и экспериментальное птицеводческое хозяйство выступили с инициативой и представили в РАН и РАСХН проект национальной программы энергосбережения и использования нестандартных источников электроэнергии.

— Речь идет не только об энергосбережении, но и об актуальной экологической задаче, — говорит руководитель районного АПК Иван Кончаков. — Районный птицеводческий комплекс должен найти разумное применение огромному количеству птичьего помета — это 70 тысяч тонн в год. В Центральной России отходов сельхозпроизводства порядка 100 миллионов тонн. При правильном подходе эти колоссальные залежи навоза можно превратить из экологической угрозы в дополнительный ресурс и прибыль. ЭПХ ВНИТИП уже пустило в дело тысячи тонн ценного вторсырья. В проект вложили 8,4 миллиона рублей, и вот уже целая птицефабрика работает на автономном отоплении ла и энергоноситель со своего неистощимого «месторождения».

Поленница в гранулах

Виктор Шоль показывает в углу котельной аккуратные стопки мешков и настоятельно советует заглянуть внутрь. Рассматриваем гладкие гранулы и пытаемся сообразить, что это такое. Гранулы для будущей кормовой смеси? Но зачем корма сложили в котельной? Оказалось, что это своего рода «поленница» — заготовленное впрок топливо из того же птичьего помета. На установке, применяемой для приготовления кормов для птичьего стада, в хозяйстве излишки помета превращают в гранулы, удобные для длительного хранения. За лето припас вырастет, поскольку тепла птицеферме требуется гораздо меньше, а будущей зимой такие «дровишки» будут очень кстати.

Зола из топки тоже идет в дело, и это уже третий уровень использования вторичных ресурсов. Обращенный в пепел птичий помет бережно собирают и отправляют на поля. По ценности эта подкормка почвы соответствует очень дорогим нынче сложным минеральным удобрениям, сделали заключение растениеводы сельхозпредприятия «Ассортимент-Нива». В прошлом агросезоне при помощи добавок золы урожайность зерновых в хозяйстве поднялась в среднем на 5 центнеров с гектара. Аграрии экономят на удобрениях и поднимают урожай. И не надо больше везти за десятки километров жидкий помет с птицеферм на поля через весь район. За такие рейсы экологическая милиция совершенно обоснованно птицеводов штрафует.

У немцев получилось

. а мы чем хуже, говорят районные птицеводы и специалисты АПК.

— В 90-х годах в Европе было около 150 котельных, работающих на альтернативном топливе, а сегодня их уже 5900, — приводит статистику Иван Михайлович Кончаков, который сам недавно руководил животноводческим предприятием. — Причем, есть котельные при животноводческих комплексах и птицефабриках, а есть и городские альтернативщики. Последние работают на пищевых отходах из мусорных контейнеров жилых кварталов. За двадцать лет европейцы вырастили практически новую энергетику.

Как это удалось в Германии, рассказывает Виктор Готлибович Шоль.

— Если просто выделить птицефабрике деньги на экологию и энергосбережение в общих чертах, она, разумеется, вложит их в новый птичник, а не в альтернативную котельную. Поэтому оптимальным представляется немецкий энергосберегающий алгоритм. Фермерам в Германии еще 18 лет назад стали выделять кредиты под 2 процента годовых на сооружение автономного безотходного отопления и установок получения биогаза. Как только объекты достраивались, владельцу компенсировали 90 процентов инвестиций (сегодня компенсации составляют одну треть кредита). Кроме того, за излишки тепла и электроэнергии государство платило владельцам новых котельных три цены против тарифа (сегодня выплачивают двойной тариф). Вот и объяснение тому, что за небольшой срок количество котельных на биологических отходах выросло в европейских странах в 40 раз. В Штатах есть котельная при птицеводческом комплексе на 40 миллионов голов птицы, которая перерабатывает в год 300 тысяч тонн помета.

Это возможно и в нашей стране, говорят инициаторы трижды экономичного проекта, если энергосбережение перейдет от деклараций в практическую плоскость государственной приоритетной программы. Первая русская печь на помете уже работает в подмосковном Птицеграде.

Котельные на курином помете

Технология сжигания и утилизация куриного помета — уничтожение абсолютно сырых отходов птицефабрик в тепловую в т. числе электрическую энергию (см. раздел мини-ТЭЦ).

Технология сжигания и утилизация куриного помета — это уничтожение абсолютно сырых отходов птицефабрик. Благодаря ей можно использовать птичий помет как сырьё для преобразования в тепловую, в т. числе электрическую, энергию (см. раздел мини-ТЭЦ).

Блочные-модульные котельные серии Нейтрон-НТ на базе многотопливного водогрейного котла серии Нейтрон-НТ- 700 со всеми вспомогательными системами может использоваться для отопления жилых, производственных, складских и других видов помещений и обеспечения горячего водоснабжения населения мощностью от 500 кВт до 3000 кВт.

Котельная предназначена для производства тепловой энергии путем сжигания отходов птицефабрик, брикетов. Топливный модуль предназначенный для хранения запаса топлива. Доставка топлива осуществляется автомобильным транспортом в биг — бэгах или россыпью. На котельной смонтирован тельфер для разгрузки и погрузки рафинированного (упакованного в биг-бэг) топлива в топливный модуль, расположенный над тепловым блок-модулем. Для насыпного топлива предусмотрена грейферная загрузка.

Топливо, упакованное в биг-бэги, автомобильным транспортом доставляется на котельную, где выгружаются с помощью тельфера в топливный модуль объемом 25-45м 3 (в зависимости от мощности котельной). Топливо, привозимое самосвальным транспортом, ссыпается на площадки для последующей загрузки грейфером.

На дне топливного модуля установлен гидравлический скребковый стокер, предназначенный для продвижения топлива к приемно-дозирующей шахте с гидравлическим толкателем загрузки топлива в котел. Дозирование топлива обеспечивается частотой движений гидравлического толкателя, после которого топливо поступает в котел, попадая на колосниковое полотно происходит его эффективное сгорание.

Зольный остаток удаляется водоохлаждаемой шурующей планкой из топки на шнековый транспортер и выводится за пределы котельной. Для учета тепла произведенного котельной на прямой линии воды устанавливается теплосчетчик.

Спецификация котельной на отходах промышленного птицеводства.

Утилизация и сжигание подстилочно-пометной массы (куриный помет) птицефабрик (технология сжигания куринного помета), котельное оборудование, котельно-вспомогательное оборудование, со всеми вспомогательными системами.

Отопление

Отопление необходимо в любом доме, ведь даже самое качественное утепление не может постоянно поддерживать комфортную температуру, а также нагревать входящий во время проветривания воздух.

Там, где есть доступ к дешевому газу или другим энергоносителям, не приходится прибегать к экзотическим способам отопления, однако если такого доступа нет, можно использовать для этой цели навоз или помет.

Это особенно актуально в отдаленных сельских регионах, ведь там не всегда есть доступ к дешевым энергоносителям, зато навоза и помета очень много. Кроме того, экскременты птиц или животных можно использовать для отопления ферм, теплиц и других строений.

Почему навоз начали применять в качестве топлива?

Несколько тысячелетий назад кочевые племена, живущие в бедных древесиной районах, вынуждены были искать альтернативное топливо, подходящее для обогрева жилищ и готовки еды.

Именно они обнаружили, что высохшие лепешки, в которые превращаются экскременты животных, хорошо горят и дают достаточно тепла для их нужд.

Поскольку доступного дерева вокруг не было, зато в наличии были огромные стада различных животных, то эти племена даже в морозные зимы никогда не испытывали нужды в топливе. Ведь животные ежедневно едят, а также ежедневно опорожняют кишечник, поэтому их навоз будет до тех пор, пока они живут и едят.

Варианты отопления

Топливо из навоза подходит для любого способа отопления, основанного на получении тепловой энергии через сжигание горючего вещества.

Поэтому в зависимости от вида топлива оно подходит для использования в:

• отопительных и отопительно-варочных печах;
• водяных и воздушных котлах;
• каминах;
• пиролизных котлах и печах;
• любых твердотопливных теплогенераторах с автоматической загрузкой топлива (материал из навоза должен подходить по форме и размеру).

Поэтому топливо из высушенных экскрементов подходит для любых типов воздушного и водяного отопления, включая теплый пол, работающих от твердотопливных или газовых нагревательных приборов.

Более подробно о:

• применении топлива из навоза для отопления;
• преимущества/недостатках такого топлива по сравнению с другими энергоносителями;
• переделке под теплогенераторов такое горючее,

Виды топлива, особенности их получения и применения

Из навоза изготавливают следующие виды топлива:

• биогаз;
• сушеные лепешки;
• пеллеты и брикеты.

Каждый из видов топлива изготавливают по индивидуальной технологии, предусматривающей особые требования к исходному материалу.

Затем газообразное горючее очищают от примесей, а твердое высушивают. В результате получаются вещества с разными характеристиками, поэтому из них можно подобрать топливо для любого отопительного прибора.

Биогаз

Этот вид горючего материала получают во время перегнивания (сбраживания) жидких экскрементов.

Сначала твердую фракцию измельчают и смешивают с мочой животных и водой до получения влажности 90–95%.

Затем готовую смесь заливают в специальные герметичные емкости, которые называют биореакторами или метантенками.

В экскрементах животных и птиц содержится много бактерий и других микроорганизмов, как активно потребляющих кислород, так и анаэробных, то есть не нуждающихся в кислороде.

После заливки измельченной смеси в метантенк ацетогенные бактерии расщепляют сложные органические вещества на простые монополимеры. Во время этого процесса происходит обеззараживание материала, ведь все болезнетворные микроорганизмы состоят из сложных органических веществ, поэтому они гибнут в результате этого процесса.

Кроме того, исчезает неприятный, свойственный навозу запах, ведь его причина – сложный полимер скатол, который также распадается на простые полимеры в процессе гидролиза.

Расщепленные вещества становятся пищей для гетероацетогенных микроорганизмов, которые окисляют их и превращают в пищу для метанобразующих бактерий (метаногенов).

Из-за того, что в метантенк регулярно вносят новый материал, все три процесса происходят одновременно, поэтому происходит постоянная выработка биогаза, основную часть которого составляет метан.

Во время очистки, которую иногда называют обогащением, из биогаза удаляют:

• сероводород;
• углекислый газ;
• водяной пар.

Очищенный биогаз на 93–98% состоит из метана, поэтому хорошо подходит для питания любых газовых нагревательных устройств. Однако для обеспечения максимальной эффективности сгорания и увеличения КПД отопительного прибора необходимо регулировать подачу газа для создания наиболее подходящей смеси с воздухом.

Такую регулировку проводят путем подбора жиклеров в котлах без электронных блоков управления (ЭБУ) или меняя прошивку ЭБУ. Все остальные части отопления ничем не отличаются от тех же, которые используют при работе на сжиженном или природном газе.

Сушеные лепешки и бруски

Этот материал был популярен не только в античности или средних веках, но и даже в XX–XXI веках на тех территориях, где по любым причинам нет возможности подключиться к сетевому газу, а электричество и другие энергоносители слишком дорого стоят.

Если лепешки высушить до влажности 8–10%, то они по теплотворной способности будут сопоставимы с древесиной, однако для этого их придется выдержать в проветриваемом сарае 1–3 года.

Если же не дождаться снижения влажности до этого уровня, то теплотворная способность будет заметно ниже, а негативное влияние на дымоход гораздо выше, чем у дров.

Эти лепешки делают разными способами, однако наиболее эффективным является накопление в течение зимы смеси навоза с подстилочным материалом при тщательном отводе жидких фракций (мочи).

Ежедневно или несколько раз в неделю заваленный экскрементами пол засыпают новым слоем подстилки из соломы, опилок или других материалов. Перемещаясь по загону, животные тщательно утрамбовывают и перемешивают эту массу, благодаря чему к весне пол покрывает плотный слой смеси, который режут любым способом на куски нужного размера, затем в течение нескольких недель сушат их на солнце.

Подсохшее топливо складывают в сарай, где выдерживают еще несколько лет, после чего оно ничем не уступает дровам.

С весны по осень этот материал перерабатывают иначе – после чистки коровника или других строений, навоз смешивают с измельченными древесными остатками и лепят из него бруски или лепешки.

Это можно делать как вручную, так и с помощью различных форм. Затем сформованные лепешки либо выкладывают на земле в один ряд, либо набрасывают на южную стену сарая, которую необходимо оббить доской. На земле заготовки ежедневно переворачивают для лучшей просушки, а налепленные на стену лепешки выдерживают примерно неделю, после чего материал досушивают на воздухе или в помещении любым способом.

Из-за сильного уплотнения навоза животными плотность брусков, а значит и теплотворная способность по отношению к объему, заметно больше, чем у лепешек. Однако по этой же причине срок сушки также заметно больше, ведь спрессованная масса такой плотности хуже пропускает влагу, а значит быстро просохнут лишь наружные слои, а внутренние будут сохнуть в несколько раз больше.

Основным преимуществом этого горючего материала является возможность изготовления брусков любого размера и формы, благодаря чему они хорошо подходят для систем автоматической подачи топлива. Применяют их так же, как и дрова, то есть сжигают в печах, котлах и каминах, поэтому они подходят для любого типа отопления с соответствующим теплогенератором.

Пеллеты и брикеты

Этот вид твердого топлива отличается от лепешек и брусков способом изготовления.

Экскременты смешивают с измельченным растительным наполнителем, затем пропускают через сепаратор, который снижает влажность до уровня в 40–60%.

Смесь такой влажности хорошо поддается формовке с помощью пресса, который также снижает влажность на некоторое значение. Если же нет сепаратора, то смесь можно прессовать сразу же, ведь в формах пресса предусмотрены отверстия для отвода лишней жидкости. Более подробно этот процесс мы описывали в статье про брикеты из навоза.

Также для изготовления брикетов или пеллет можно использовать то же оборудование, что и для производства прессованных видов топлива из опилок или другой измельченной древесины. Однако оборудование нужно будет отрегулировать для снижения степени сжатия, а также предусмотреть отвод выделенной во время прессования влаги. Затем готовые пеллеты или брикеты сушат сначала на солнце, затем в проветриваемом сарае, пока их влажность не достигнет значения ≤10%.

Вывод

Топливные материалы, полученные из навоза, не могут конкурировать с сетевым газом или электроэнергией, а также с доступными углем и дровами, поэтому наиболее востребованы они будут там, где нет возможности приобрести энергоносители, или их стоимость слишком велика.

Процесс производства газообразного горючего не занимает много времени, зато требует серьезных капитальных вложений. Прессованные лепешки и другие изделия, полученные этим же методом, можно производить даже на самодельном оборудовании, однако весь процесс занимает несколько лет, причем большую часть времени будущее топливо сохнет до приемлемого уровня влажности.