Эксплуатация печи для обжига биоугля Big Box и передовой опыт

Как правило, часть биоугля, произведенного на участке, собирается участниками семинара в ведра или мешки и применяется в садах или сельскохозяйственных проектах. Биоуголь рыхлый и может быть разбит на мелкие кусочки, чтобы легче влиться в почву, проехав по нему транспортным средством, наступив на него твердой поверхностью под ним или размяв его ковшом мини-экскаватора. Этот материал также можно назвать древесным углем, и он был собран для приготовления пищи на углях на открытом воздухе, потенциально предоставляя материал местного происхождения для добавления кулинарных особенностей еды.

Сравнивая печи для обжига биоугля Big Box с другими методами производства биоугля¹², можно сказать, что мобильные карбонизаторы могут перерабатывать 63 502 кг в день (70 тонн) по сравнению с 12 500 кг в день с печью Big Box. Стоимость мобильных карбонизаторов намного выше, чем у печи Big Box, начиная с 500 000 долларов США за покупку, в отличие от менее чем 10 000 долларов США за изготовление печи Big Box. Несмотря на то, что одна печь Big Box может обрабатывать только 20% материала, чем мобильный карбонизатор, она будет стоить всего 2% от покупной цены мобильного карбонизатора.

Например, шнековые печи с подогревом могут перерабатывать до 5 443 кг биомассы в день, что намного ниже, чем производительность печей Big Box (12 500 кг в день). Кроме того, стоимость предварительной обработки (измельчения) материала может быть больше, чем собственно пиролиз материала. Кроме того, усовершенствованные машины, такие как шнек с подогревом, не переносят загрязненное сырье, которое часто встречается в лесозаготовительных работах; лопата грунта может остановить шнековую печь, в то время как печь Big Box может выдержать несколько лопат почвы без существенного влияния на работу. Наконец, стоимость шнековой печи может быть в 10 раз выше, чем у печи Big Box.

Первая построенная печь Big Box называется BB16, поскольку она имеет размеры 4,9 м (16 футов) в длину и 2,4 м (8 футов) в ширину и представляет собой одностенную конструкцию. Первоначально он был высотой 1,8 м (6 футов) и весил около 1360 кг (3000 фунтов), что требовало более крупного экскаватора, квалифицированного оператора и низкорамного прицепа, что привело к проблемам с планированием. Этот подход был слишком большим, чтобы справиться с типичными топливными нагрузками в штате Юта, и при высоте 1,8 м (6 футов) было очень трудно осветить или увидеть, что происходит внутри печи. Чтобы решить эти проблемы, чтобы лучше масштабировать этот подход к топливным нагрузкам в Юте и сделать его более доступным для среднего лесозаготовителя, высота была уменьшена до 1,2 м (4 фута). Это облегчает проникновение внутрь и зажигание. Он также снизил его вес до 1043 кг (2300 фунтов), что сделало его управляемым для транспортировки с более доступным пикапом и прицепом, а также для перемещения и работы с мини-экскаватором, который не требует предыдущего опыта и может быть арендован в большинстве пунктов проката оборудования.

Вторая печь, построенная компанией UBRG, имеет конструкцию с двойными стенками, которая обеспечивает лучшую теплозащиту операторов и оборудования, находящегося рядом с печью, и обеспечивает более равномерный нагрев внутри печи¹³. Часть этой модификации заключалась в переходе от стали 12-го калибра к стали 14-го калибра, которая тоньше и легче. UBRG провела десятки обжигов в этих печах, и хотя они местами немного искривляются, они еще не проявляют каких-либо явных признаков усталости металла, связанной с нагревом. Конечно, скорее всего, будет происходить дополнительное обучение, и есть достаточно возможностей для продолжения инноваций.

BB12 с двойными стенками – это конструкция, которая привлекла наибольшее внимание и, возможно, является самой доступной / практичной для топлива на Межгорном Западе. Более крупные печи будут более подходящими для большего/более крупного топлива, например, на северо-западе США. Этот метод был проверен на печи длиной до 4,9 м (16 футов). На сегодняшний день печи Big Box были построены другими компаниями в штатах Юта, Колорадо, Монтана, Техас и Нью-Йорк.

Печи могут эксплуатироваться для максимизации производства биоугля или максимального сокращения вредного топлива, или где-то посередине. Если основной целью является сокращение использования опасного топлива, то печи могут загружаться случайным образом и тушиться только тогда, когда печь заполнена углем. Если окружающая пожарная опасность низкая, например, когда земля покрыта снегом в несколько сантиметров, печи можно засыпать топливом вечером перед окончанием смены и оставить гореть на всю ночь; Таким образом, потребляя топливо в контролируемом пространстве. Если производство биоугля является основной целью, сырье может быть рассортировано по размерам, а печи загружены материалом аналогичного класса размера и часто закалены для сохранения углей. Как правило, это смесь этих противоположных целей, и печи работают между этими двумя крайностями. Вид исходного сырья менее важен, если только целью не является биоуголь со специфическими свойствами.

Из этих печей выходит ограниченное количество дыма; Идея заключается в том, что колпак пламени поглощает горючие вещества, когда они поднимаются через столб тепла. В 2019 и 2020 годах координатор системы управления дымом штата Юта Пол Корриган привез свое оборудование для тестирования выбросов на демонстрации печей для обжига биоугля Big Box недалеко от Логана, на севере штата Юта, и Моава, на юге штата Юта. В обоих случаях оборудование не зафиксировало увеличения выбросов из печей, поскольку колпак пламени поглощает горючие вещества, когда они поднимаются через тепловую колонну. В апреле 2023 года группа по тестированию выбросов Лаборатории пожарной службы Лесной службы Министерства сельского хозяйства США провела тестирование выбросов на печах в Туэле, штат Юта; Эти результаты пока недоступны.

Рабочим, ухаживающим за печью, понадобятся пожарные ручные инструменты, такие как лопаты, грабли, пуласки и бензопилы. Передовая практика включает в себя ношение всеми присутствующими средств защиты, таких как кожаные перчатки, средства защиты глаз, огнестойкая одежда или, по крайней мере, одежда из натуральных волокон; Следует избегать синтетической одежды. Каски и кожаные ботинки, длинные рукава и брюки помогают защитить операторов.

Экстренная связь; Планирование на случай непредвиденных обстоятельств: Необходимо учитывать место (часто удаленное) операции в дополнение к возможности чрезвычайной ситуации и потребностям в связи с ней. Очень важно знать, где местный прием сотовой связи может работать лучше всего; настоятельно рекомендуется использовать спутниковый телефон или аварийный локатор, такой как Garmin InReach. Важно не работать в одиночку.

В случае избежавшего возгорания угля или пятна крышка должна быть закрыта на печь, чтобы предотвратить дальнейшее вырывание искр из печи. Техника должна быть использована для быстрого рытья линии огня вокруг очага возгорания, а горящее топливо должно быть отделено от несгоревшего топлива. Для тушения пожара необходимо использовать источник воды. Если тушение не может быть получено немедленно, позвоните по номеру 911.

Биоуголь из печей Big Box был охарактеризован контрольными лабораториями в Уотсонвилле, штат Калифорния, с использованием программы лабораторных испытаний для сертификации International Biochar Initiative (IBI), и результаты показали 85% органического углерода и 8% золы; Таковы характеристики умеренно качественного биоугля. Сотрудники экспериментируют с добавлением подставок на дне, похожих на большие мусорные контейнеры, а также двери, которая является одной из торцевых стенок, чтобы помочь удалить готовый биоуголь. Еще предстоит выяснить, останутся ли эти функции работоспособными после экстремального теплового воздействия.