Топливные брикеты из навоза: изготовление, плюсы, минусы

Ещё в середине прошлого века во многих регионах нашей страны, где были проблемы с древесиной, но зато было развито животноводство, кизяки являлись популярным видом топлива. Потом их вытеснили поставки угля и газификация, но тема производства топливных брикетов из навоза по-прежнему интересна.

Сейчас навоз чаще всего применяется в органическом земледелии, в качестве натурального и полезного удобрения. Но это далеко не все области использования этого натурального сырья. Мы рассказывали о саманных домах, где наполнителем строительных брикетов тоже может выступать навоз. Кроме того, органический материал применяется в производстве биогаза, который тоже является альтернативным топливом.

Заготовка кизяка. Цимлянская станица, 1875–1876 гг.

Но мы поговорим не о биогазе, а именно о топливных брикетах из навоза, кизяках, активно использовавшихся нашими предками для обогрева домов с печным отоплением.

Кизяк — это не просто навоз, отходы жизнедеятельности животных. Это навоз, смешанный с соломой, опилками, сеном, спрессованный в небольшие брикеты, кирпичики или лепёшки, и высушенный. В таком виде навоз становится неплохим топливом для обогрева, например, теплицы, бани или дачного дома, вполне заменяя дрова и даже уголь.

Для сравнения приведём показатели примерного содержания энергии в различных видах биологического топлива:

Топливо	МДж/кг	кВт·час/кг
Сухой навоз	16	4,4
Свежая древесина с влажностью 60%	6	1,7
Высушенная в уличных условиях древесина с влажностью 20%, обычные дрова	15	4,2
Солома в тюках	15	4,2
Уголь	28	7,8

Как видим, показатели удельной теплоты сгорания у сухого навоза даже немного выше, чем у дров, которые сушились на улице. Кроме того, кизяки горят тлеющим пламенем, пользователи отмечают, что по своим свойствам горения они похожи на бурый уголь.

Главное преимущество навоза как альтернативного топлива — экономичность. Если есть своё хозяйство — коровы, козы, овцы, кролики, другая живность, то топливо получается абсолютно бесплатным. Можно попросить у соседей, которые занимаются фермерством и сами навоз активно не используют. Целую машину навоза можно заказать и купить, стоить будет порядка 11 тысяч рублей.

Ещё один плюс — зола от кизяков станет отличным удобрением, это экологически чистое и безотходное топливо.

Основной минус кизяков — делать такое топливо своими руками долго, придётся приложить много усилий. Кроме того, сама мысль о том, что придётся возиться с таким органическим сырьём, фекалиями животных, отпугивает многих. Отметим, что, согласно многочисленным отзывам, во время горения кизяков никаких неприятных запахов нет. В русских печах на таком топливе раньше пекли хлеб.

В процессе производства брикетов из навоза, конечно, приятного мало, согласимся. Но в целом, с утилизацией органических отходов сталкиваются все, кто занимается животноводством, так почему бы не сделать это с пользой для хозяйства.

Проще всего сделать кизяки из навоза овец. С этой целью все зимние месяцы животных держат на тёплой подстилке из соломы, опилок или сена. Навоз при этом не убирается. За три-четыре месяца животные сами утрамбуют навоз вместе с подстилкой в твёрдую плиту. Останется только разрезать её весной на кирпичики и подсушить на солнце.

Чаще всего навоз за зиму собирается в кучу где-нибудь в углу участка, вместе с подстилкой. Затем его смешивают с соломой или опилками, разводят водой до тестообразного состояния и хорошо перемешивают. Вручную сделать это сложно, хотя можно обуть высокие резиновые сапоги и вымесить ногами. Сформировать такой навоз, смешанный с наполнителем, для последующей сушки можно разными способами:

1. С помощью простого деревянного станка с металлической пластиной, сбитого своими руками, сделать кирпичи.
2. Использовать ручной или механический пресс.
3. Набросать навозную смесь на стену сарая, чтобы просыхала.
4. Разложить на каком-то ровном участке равномерным слоем, утрамбовать, а резать на части уже после того, как подсохнет.

Конечно, заранее спрессованный и разрезанный на брикеты навоз сохнет быстрее, кирпичи при этом следует переворачивать. Хранят зимой брикеты из навоза в сухом сарае, как обычные дрова.

Констатируем: брикеты из навоза могут стать отличным альтернативным топливом, позволяя одновременно утилизировать отходы животноводства и экономить на дровах и угле.

Как сделать биотопливо своими руками из навоза в домашних условиях

Современные технологии переработки всевозможных видов сырья открывают перспективу успешного решения задачи получения биотоплива из навоза непосредственно в домашних условиях. Причём, делая биотопливо своими руками на дому благодаря новым принципам переработки отходов, параллельно можно производить удобрения для сельскохозяйственных насаждений.

А что для этого нужно и как правильно изготовить биореактор – эти вопросы мы детально рассмотрим в нашей статье. Приведем рекомендации по выбору лучшего сырья для получения биогаза, разберем особенности применения полученного топлива для хозяйственных нужд.

Конечно, самый лёгкий путь – приобретение готовых промышленных установок. Однако их дороговизна заставляет рассматривать варианты изготовления производственных систем своими руками.

Кратко об определении биогаза

Согласно научным определениям, биогаз – это продукт, полученный в результате процесса брожения массы биологических отходов. При этом продуктом брожения является метан или водород.

Образование метана (или водорода) происходит в результате жизнедеятельности бактерий трёх видов:

• гидролизных;
• образующих кислоты;
• образующих метан.

Качественным продуктом брожения считается состав газовой смеси, содержимое которой распределяется в соотношении: 50-85% метана, 15-50% углекислого газа, и менее 5% сероводорода.

Эта газовая смесь пропускается сквозь фильтры с целью очистки от присутствия CO 2 и H 2 S, после чего остаётся чистый биологический метан. Такой газ ничем не отличается от природного газа, используемого в бытовой и промышленной сфере.

Сырьём для получения качественной биологической газовой смеси обычно выступают:

• навоз и птичий помёт;
• отходы спиртового производства (барда);
• излишки пивоваренных производств (пивная дробина);
• фекальные массы и отходы рыбного производства;
• свекольный жом, бытовые отходы, трава и прочее.

Это лишь часть всего допустимого к применению сырья. Но даже этот список показывает: насколько многообразен перечень сырья, чтобы иметь возможность наладить производство биогаза на постоянной основе.

Объёмные показатели выхода газовой смеси напрямую зависят от вида применяемого сырья и содержания в нём сухих веществ. Так, если применить в деле навоз крупного рогатого скота, реально из одной тонны навоза получить 50-60 м 3 биотоплива, содержащего до 60% метана.

Считается, что лучшим сырьём являются отходы с большим содержанием жира. Переработка одной тонны отходов жира через классическую установку получения биотоплива может давать до 1300 м 3 газовой смеси, где содержание метана доходит до 90%.

Как сделать перерабатывающий фермерский модуль?

Для того чтобы сделать систему переработки отходов в биотопливо, как минимум требуется быть в курсе принципа работы подобных устройств, а также иметь представление о схемотехнике.

Рассмотрим и то и другое, но следует отметить: сооружение полноценной установки – это дело достаточно хлопотное и затратное. В домашних условиях, как правило, удаётся сделать лишь нечто подобное перерабатывающим станциям. Тем не менее, некоторые попытки бывают удачными.

Принцип работы биоустановки

Технология производства биотоплива, как правило, поддерживает следующий системный подход:

1. Биореактор (ёмкость) загружается навозом.
2. В течение определённого времени внутри реактора идёт процесс брожения.
3. Образуется газовая среда.
4. Выполняется вывод газов из реактора.
5. Газовая смесь очищается и направляется для использования в качестве топлива.

Состав полученной на выходе газовой смеси характеризуется достаточно высокой насыщенностью разными веществами. Больше всего в процентной составляющей присутствует метана (60%), углекислого газа (35%) и других веществ, включая сероводород (5%).

Между тем, для эффективной работы газообразующей станции домашнего производства необходимы значительные запасы отходов жизнедеятельности представителей животного мира.

Поэтому, первое, на что следует обратить внимание в решении задачи получения биотоплива в домашних (дачных) условиях, – это наличие источников сырья для перерабатывающей установки.

Изготовление биореактора своими руками

Определившись с источниками сырья, далее нужно определиться с участком размещения домашнего (или дачного) биореактора. Сам реактор – это герметичный сосуд, достаточно прочный, имеющий объём из расчёта ежесуточного поступления навозного сырья на переработку (для справки: на получение 100 м 3 газовой смеси необходимо примерно 1 т навоза).

Таблица соотношения вида навоза и количества получаемого биогаза

Такую ёмкость придётся установить на крепкий фундамент, оснастить запорной арматурой и прочей технической атрибутикой согласно классической схеме. Верхнюю часть сосуда желательно делать съёмной, с болтовыми креплениями и уплотняющей прокладкой.

Для обеспечения непрерывности цикла накопительную ёмкость необходимо оснастить модулем искусственного подогрева. Если в летний период эффективность брожения навоза и скорость образования газа вполне обеспечивается внешними температурными условиями, зимой ситуация меняется.

Для зимней эксплуатации биореактора обязательно нужен искусственный подогрев, учитывая прекращение деятельности бактерий брожения уже при 4-10 °С выше нуля. Соответственно, ёмкость должна иметь качественно выполненную теплоизоляцию. Для этого удачно подходит классический способ изолирования минеральной ватой.

Вариантов организации подогрева есть несколько. Например, использование электрических нагревателей или системы отопления на водном теплоносителе (водяной рубашки).

Рассчитывать мощность контура подогрева следует, исходя из оптимальной нормы температуры внутри реактора 25-40 °С, необходимой для достижения эффективного процесса брожения биомассы.

Кроме подогревателей, на активность брожения биомассы оказывает влияние степень её застойности. По сути, внутри резервуара навозное сырьё должно постоянно находиться в движении. Движение биомассы усиливает процесс брожения и сокращает время получения газовой составляющей.

Решается задача организации движения внедрением в конструкцию биореактора специальной механической мешалки. Вал этого устройства подсоединяется к валу низкооборотного мотора, которым осуществляется действие вращения. Включение и отключения процесса перемешивания можно сделать ручным или автоматическим.

У нас на сайте есть другая статья, в которой приведена инструкция по устройству установки для получения биогаза для потребностей частного дома.

Процесс получения биогаза и удобрений

Конструкция системы получения биотоплива в домашних условиях технологически предусматривает загрузку сосуда навозом примерно на 1/3 ёмкости. Для загрузки навоза делается загрузочный люк с герметично закрывающейся дверью. Оставшаяся свободной верхняя область биореактора используется для скопления выделяемых газов.

На верхнем и нижнем уровнях сосуда нужно сделать выходные отверстия. Наверху – газовый выход, внизу выход под слив обработанного навоза (удобрений). Также в районе верхней области сосуда желательно смонтировать смотровое окно для наблюдения за процессом.

Патрубок для вывода газовой смеси соединяется герметичной трубой с устройством, исполняющим одновременно функции сепаратора и гидрозатвора. Для связи используется труба (металлическая или полиэтиленовая) небольшого диаметра (25-32 мм).

Сам сепаратор – это сосуд относительно малой ёмкости, заполняемый водой. Газ, проходящий сквозь толщу воды, очищается, выводится в газгольдер и далее подаётся потребителям.

Нижний патрубок на реакторе (под вывод отработанного навоза – шлама) желательно делать как можно большего диаметра. К нему подключается запорная арматура (задвижка) и делается отвод к ёмкости для сбора шлама. Отработанная масса в хозяйстве может успешно применяться в качестве удобрений.

Подробная информация по определению требуемого объема емкости, а также по расчетам эффективности работы биореактора и целесообразности применения биогаза мы рассмотрели в следующей статье.

Каким должен быть состав навозной массы?

Загружаемую массу навоза внутрь биореактора не следует рассматривать просто как сырьё, подходящее в любом качестве. Составляющая субстанции имеет принципиальное значение для процесса брожения. На практике отмечено, что уменьшение частичек субстрата сопровождается лучшей эффективностью процесса.

Выраженная волокнистость субстрата и увеличение площади взаимодействия бактерий – вот главные критерии, способствующие скорому разложению навозной массы. В таком состоянии навозное сырьё при подогреве и перемешивании не образует осадка или плёнки на поверхности, что существенно упрощает фильтрацию газовой смеси.

Степенью измельчения сырья определяется длительность брожения, что в свою очередь оказывает влияние на объём получаемого газа. Таким образом, для уменьшения времени брожения необходимо хорошо измельчать сырьё: чем лучше качество измельчения, тем меньше период брожения.

Особенности применения биогаза для хозяйственных нужд

Область применения этого вида энергоресурса достаточно обширна. Благодаря использованию биогаза в качестве топлива производят электрическую энергию, получают горячую воду или пар. Есть множественные примеры из практики, где биотопливом заправляют автомобильный транспорт.

Но, чтобы в хозяйстве не возникало проблем при использовании такого топлива, чрезвычайно важно обустроить хранилище для полученного биогаза, выделив правильное место под газгольдер на участке.

Биогазовые установки подобного типа являются оборудованием, благодаря которому открываются возможности создания безотходных производств. В этом плане удачный пример демонстрируют отдельные страны Западной Европы.

Например, в Дании производство этого вида топлива достигло планки почти в 20% от общей массы энергоресурсов страны. В крупных регионах мира – Индии и Китае – счёт биогазовых установок идёт на сотни тысяч.

Не просто так отмечается значительный рост интереса во всём мире к процессам производства биогаза.

Это один из тех вариантов энергетики, который относят к альтернативным источникам и за которым видят будущее, поэтому фермеры и руководители ЖКХ, владельцы частных хозяйств и малых предприятий внимательно отслеживают развитие технологии.

Выводы и полезное видео по теме

Обзор агрегата для производства биогаза, при изготовлении которого использован пластиковый бак 127 л. Особенности устройства и советы по эксплуатации.

Особый интерес применения установок проявляется среди владельцев ресторанной и гастрономической сферы, где актуальной остаётся тематика переработки пищевых отходов. На этой базе есть хорошая возможность создать дешёвую утилизацию органических отходов с пользой для хозяйств. Наконец, технология производства биотоплива – это реальное сохранение окружающей среды, чего нельзя сказать о производстве других энергетиков.

Интересуетесь изготовлением биотоплива и хотите уточнить некоторые моменты? Задавайте спорные вопросы в комментариях – наши эксперты постараются прояснить такие моменты.

А может вы не по наслышке знакомы с изготовлением биореактора и процессом получения биогаза? Поделитесь практическими знаниями и своим мнением по этому вопросу под нашей статьей – многим хозяйственникам будет интересен ваш опыт и рекомендации.