Как сделать биотопливо своими руками

Биотопливо — доступный и неисчерпаемый ресурс

Биотопливо — это используемые для получения тепловой энергии вещества биологического или животного происхождения.

Для производства биотоплива подходят как возобновляемые природные ресурсы, так и отходы, образующиеся в результате деятельности деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности и потребления человека.

В зависимости от целей и предназначения, биотопливо имеет различные агрегатные состояния: твёрдое, жидкое и газообразное.

Твёрдое

Твёрдое биотопливо на сегодняшний день держит пальму первенства как самый популярный вид альтернативного топлива.

Сырьём для производства твёрдого биотоплива служит биомасса, образующаяся из растительных остатков, стеблей и семян кукурузы, рапса, из соломы, опилок, щепы, хвои, листьев, а также сучки, ветки, кора, обрезки досок, бракованные части из дерева, навоз, торф и т. д. Биомассу прессуют в топливные гранулы (пеллеты) или брикетируют.

Энергетические леса, в состав которых входят быстрорастущие деревья и кустарниковые группы растений, позволяют поддерживать сырьевой баланс, обеспечивая производство биотоплива необходимым объёмом материала.

Быстрорастущие деревья сажают для использования их впоследствии в качестве сырья для производства биотоплива

Жидкое

В состав жидкого биотоплива входят спирты, эфиры, масла. Сырьём выступает та же биомасса, состоящая из растительных остатков, стеблей и семян кукурузы, рапса, сахарной свёклы и тростника, пшеницы, а также жмыха, выжимки, патоки и т.д.

Образование топлива происходит в результате спиртового брожения биологической массы с высоким содержанием крахмала и/или сахара, а также гидролизе. Образующийся в результате брожения раствор после очистки и дистилляции преобразуется в биоэтанол, биобутанол, биометанол, биодизель.

Простейшее устройство для анаэробного брожения

Газообразное

Газообразное биотопливо или биогаз образуется в результате анаэробного брожения (перепревания) органических веществ. Для производства биогаза используют метанообразующие, гидролизные или кислотообразующие бактерий.

Размещение экологически чистого производства

Наряду с общепринятой, используется и альтернативная классификация биотоплива по поколениям:

• к первому поколению относится биотопливо, производимое из биологического сырья посредством брожения;
• биотопливо второго поколения получают из неопасных отходов производства и потребления;
• к третьему поколению относится производство биотоплива из растительных жиров, содержащихся в водорослях.

Дрова:

Дрова сегодня считаются одним из самых популярных видов топлива биологического происхождения. Для получения больших объемов дров высаживаются энергетические лесные массивы, с которыми ассоциируются быстрорастущие леса, кустарники и травы (акация, тополь, кукуруза). Посадку биотехнологических культур, как правило, выполняют в шахматном порядке или квадратно-гнездовым способом. Нередко, практикуется высадка в междурядье деревьев других сельскохозяйственных быстрорастущих культур (комбинированный способ). От момента посадки до полного среза деревьев или растительных культур должно пройти не менее 4-6 лет. В развитых странах мира практикуется обслуживание целых плантаций быстрорастущего тополя и ивы. В Северной Индии выделены огромные площади для высадки эвкалипта и тополя. Главной целью данных мероприятий является получение больших объемов экологически чистого и энергоемкого топлива для обогрева жилищ и закрытых производственных площадок.

Биотопливо и экология

Все чаще ученые говорят о сохранении экологии, а также об отказе от угля, нефти и газа. И это не спроста, ведь крупные города уже сегодня сильно страдают от загрязнения, а парниковый эффект уже сегодня создает сильные климатические сдвиги. Первое с чем пытаются бороться защитники экологии – это сжигание горючих продуктов, полученных из нефти. По их словам, переход от угля на твердое биотопливо позволит существенно снизить вредные выбросы.

Кроме этого уже несколько лет ведутся споры о вредных выбросах автомобилей. Безусловно, автомобили наносят сильный вред экологии, даже самые экономичные. Именно поэтому ведутся серьезные разработки альтернативных видов топлива специально для автомобилей.

Альтернативное биологическое топливо для машин позволит не только решить проблему с вредными выбросами в атмосферу, но и избежать грядущего нефтяного кризиса.

Еще одно преимущество биотоплива заключается в том, что для производства биогаза используются биомассы. Другими словами — это отходы сельскохозяйственной промышленности, такие как навоз скота и помет птиц, солома, даже канализационные стоки можно перерабатывать в биогаз. Это означает, что люди смогу избавиться от отходов, при этом извлечь из этого максимум выгоды.

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:

• в бочке;
• в яме;

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.

Биотопливо для каминов

Горючее для биокаминов по своим энергетическим характеристикам не уступает менее экологичным материалам, таким, как биогаз и биодизель. Первый является продуктом аналогичным природному газу. Получают его после переработки различных мусорных отходов, а не добывают естественным путем из земных глубин. Часто используется для создания тепловой и механической энергии. Биодизель изготавливается из растительного масла и применяется для заправки автомобилей и прочих промышленных целей.

Для заправки биокаминов в основном используют биоэтанол. Для него характерна бесцветность и легкая воспламеняемость. В процессе изготовления горючего материала участвует денатурированный этанол, который получают на основе обычного спирта.

В процентном соотношении состав топлива для биокаминов выглядит следующим образом:

• этиловый спирт — 95%;
• вода — 4%;
• растворитель метилэтиклетон — 0,5%;
• присадки для запаха и цвета — 0,5%;
• денатурирующий битрекс — 0,01%.

Как выглядит топливо для биокамина

В чистом виде этанол после сгорания не издает запаха, но некоторые производители подмешивают к каминным жидкостям отдушки. В процессе сгорания топлива в комнате может пахнуть розмарином, кофе, хвоей, березовыми дровами и т.д. Однако при использовании горючего с ароматизаторами нужно позаботиться о хорошей вентиляции.

Некоторые изготовители предлагают биоэтанол в сочетании с морской солью. В момент горения она издает легкое потрескивание, похожее на звуки от настоящих поленьев. Оранжевый цвет языков пламени получается за счет особых присадок, добавленных в топливо.

При горении биоэтанола образуются красивые и ровные языки пламени, которое смотрятся, как живой огонь. Коэффициент полезного действия таких каинов составляет не менее 95%. Этого вполне достаточно, чтобы полностью обогреть небольшое помещение. Таким образом, биокамин будет выполнять не только декоративную роль, но и отопительную.

Животное биотопливо

Раз подходящим биотопливом нас не могут обеспечить растения (деревья), взор энергетиков обратился в сторону животных. И снова мы имеем дело с возвращением к истокам: твердое биологическое топливо животного происхождения тоже используется с древних времен. Знакомьтесь, кизяк обыкновенный.

Даже это можно использовать в качестве горючего

Кизяк – высохший навоз издавна использовался в качестве топлива кочевниками. Обитавшие в степях и пустынях кочевые народу всегда испытывали недостаток древесного топлива – из куцего саксаула, перекати-поля и верблюжьей колючки серьезный костер не сложить. Зато чего у кочевников всегда было в избытке, так это навоза от бесчисленных стад, которые кочевники гнали от пастбища к пастбищу.

Буйволовый кизяк многие века был традиционным топливом бедняков Индии. Сушильщик кизяка был не менее колоритным и частым героем индийских легенд, чем европейский угольщик. А в безлесных провинциях Китая кизяк для приготовления пищи и обогрева сушили на южных стенах домов.

Готовые гранулы не имеют неприятного запаха, и к тому же, хорошо горят

Современное животноводство производит навоз в поистине промышленных масштабах. Использование этого «вторсырья» в качестве топлива, помимо прочего, решит вопрос его утилизации. Современные методы сушки и обработки позволяют получать из навоза твердое биотопливо в виде удобных гранул или брикетов, напрочь лишенных неприятного запаха. Такое топливо уже сейчас используется для топки твердотопливных котлов, а также печей и каминов.

Разновидности и преимущества

На сегодняшний день, существует 3 вида биотоплива:

Жидкое биотопливо

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.

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.

Биотопливо как альтернативный источник энергии:

Перед человечеством всегда остро стоял вопрос поиска дешевых источников энергии, получение которых не требовало чрезмерных затрат. Проблема использования энергоносителей, особенно обострилась в XX веке, когда стало ясно, что бездумное сжигание углеводородов приведет к дальнейшему снижению их земных запасов. Ученые пришли к выводу, что запасы нефти и газа со временем иссякнут, а затраты на разработку новых месторождений существенно возрастут, поскольку придется привлекать больше техники и производственных мощностей. В этот период значительно ухудшилась экология, болезненно реагирующая на исчезающий лесной покров и продолжающееся загрязнение атмосферы, недр и воды.

Возросла актуальность поиска альтернативных источников тепловой энергии, которые могли бы заменить природный газ и нефть. И таким эффективным направлением, наряду с солнечной энергетикой, ветроэнергетикой стало использование энергоносителей биологического происхождения (биотопливо).

Под топливом биологического происхождения (биотопливом) следует понимать продукт, синтезируемый из животного, либо растительного сырья, а также из биологических отходов, который при определенном воздействии, выделяет тепловую энергию.

Среди других формулировок определения биотоплива встречается также и следующее: «Биотопливо – это топливо, получаемое из биомассы в результате проведения термохимической или биологической реакции».

54-60 % биотоплива составляют его традиционные формы: дрова, растительные остатки и сушёный навоз для отопления домов и приготовления пищи. Их используют 38 % населения Земли.

Влияние использования топлива биологического происхождения на экологию:

Во многих странах мира возрастает спрос на топливо биологического происхождения. В погоне за выгодой большинство поставщиков деревянных гранул наращивают объемы торговли, тем самым способствуя вырубке лесов и других зеленых насаждений.

Интригой до сих пор остается вопрос углеродной нейтральности биоэнергетики – ученые спорят, существует ли риск добавления СО2 в атмосферу или доля таких выбросов не повлияет на природный баланс.

В некоторых странах Азии из-за непродуманных действий правительства, в связи с изъятием сельскохозяйственных земель из оборота, и выделением их под энергетические культуры ощущается острая нехватка продовольствия.

Примечание: Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

Ознакомиться с концепцией Новинки технологий Форум Таблица Менделеева

карта сайта

Общие сведения

Изготовление биокамина — это довольно трудное мероприятие, которое требует значительных затрат времени и денежных средств. Кроме этого, нужно владеть навыками подобной работы или хотя бы иметь общее представление о ней.

Устройство биокамина

Перед тем как сделать биокамин своими руками, необходимо подробно изучить, как он устроен. Независимо от вида, он состоит из одних и тех же элементов.К ним относятся следующие:

1. Отопительный блок. В качестве этого элемента может выступать топливный бак с задвижкой или обыкновенная горелка. Как правило, блок изготавливается из нержавеющей стали или металла. Материал выбирается довольно толстый, что помогает защитить устройство от воздействий больших температур и повысить продолжительность его работы. Объём топливного бака может варьироваться от 60 мл до 5 литров.
2. Корпус. Его форма и размеры напрямую зависят от дизайна интерьера. Среди множества моделей выделяются открытые и закрытые корпуса. В обоих случаях можно выбрать оригинальную конструкцию, которая идеально впишется в помещение и поможет создать в нём уют и тепло.
3. Декоративные элементы. Эти небольшие детали изготавливаются из огнеупорных материалов и предназначаются для украшения изделия. Чаще всего, ими могут быть различные камни для горелок, кованые решётки, керамические поленья и прочие атрибуты каминов.

Разновидности изделий

Перед тем как изготовить биокамин для квартиры своими руками нужно определиться с местом его расположения в комнате. От этого фактора будет зависеть вид выбираемого изделия. Существует три основных варианта:

Настольные. Это небольшие конструкции, которые могут делаться различных форм и оформляться миниатюрными элементами. Пламя в них находится за специальным защитным экраном, что исключает возможность случайного получения ожога и образования очага возгорания. Настольные изделия выполняют только декоративную функцию и абсолютно не обогревают комнату.

Декоративные настольные биокамины безопасны в использовании

Настенные. Эти биокамины мастерятся из стекла либо металла. Их длина может достигать 1 метра, что сделает устройство довольно тяжёлым. Из-за этого нужно предусматривать специальные крепежи для поддержания увесистой конструкции.

Настенные биокамины подойдут для любого богатого и статусного помещения

Напольные. Это самый красивый и часто используемый вид биокамина. Свою популярность он получил благодаря схожести с настоящими деревянными изделиями. Напольные устройства могут монтироваться в стену или нишу либо располагаться в углу комнаты.

Напольный – самый распространенный вид биокамина

Преимущества и недостатки

Сделанный своими руками экокамин, как и любое другое устройство, имеет свои положительные и отрицательные стороны. Первых значительно больше, поэтому можно смело выбирать вид и начинать его монтаж. При этом не стоит забывать о недостатках, так как они могут сильно повлиять на комфорт в помещении и создать его владельцам дополнительные неудобства.

К преимуществам биокаминов можно отнести такие:

Простота конструкции. Изделие не требует дорогостоящего дополнительного оборудования, прокладывания дымохода и вентиляции. Кроме этого, установка выполняется без согласования с различными инстанциями и соседями.

Лёгкость конструкции. Как правило, даже самые габаритные модели редко весят более 100 кг. Эта особенность позволяет упростить процесс транспортировки и монтажа.

Безопасность

При соблюдении простейших мер предосторожности риск получения какой-либо травмы или возникновения пожара сводится к минимуму. Экологичность

Во время работы декоративное устройство не выделяет вредных для организма человека веществ и не загрязняет атмосферу

Экологичность. Во время работы декоративное устройство не выделяет вредных для организма человека веществ и не загрязняет атмосферу

Кроме этого, в процессе эксплуатации не образуется дым или сажа.

Простота обслуживания. Управлять биокамином сможет даже ребёнок. Для этого не нужно знать особенностей конструкции, а достаточно просто изучить предоставленную инструкцию.

Дополнительное увлажнение воздуха. Эта полезная функция основывается на выделении углекислого газа и водяного пара.

К отрицательным характеристикам относят:

1. Малое количество выделяемого тепла. Даже самые мощные и габаритные изделия не способны обогреть помещение, в котором они установлены.
2. Необходимость частого проветривания комнаты и обустройство хорошей вентиляции.
3. Высокая стоимость устройства.

Достоинства и недостатки

Как и у любого другого продукта, у биотоплива есть свои плюсы и минусы. В частности всех владельцев биокаминов очень интересуют данные о расходе и эффективности подобного горючего.

Если рассматривать современные модели каминов, то для их полноценной работы достаточно пол литра жидкости в час. Гелевое биотопливо для каминов расходуется чуть дольше. При сжигании пол литра горючего, выделяемая энергия составляет ориентировочно 3-3,5 кВт/ч.

Другие достоинства биологического топлива мы свели в небольшой перечень:

• Экологически чистое биотопливо во время горения не выделяет в воздух вредных веществ, гари, копоти, сажи, дыма или других газов.
• Камины для квартиры на биотопливе не предполагают установку вытяжки, дымохода, поскольку они просто не нужны.
• Поскольку дымохода и вытяжки нет, все тепло поступает в помещение. Дополнительно воздух в комнате увлажняется, т.к. при горении выделяются пары воды.
• Горелки биокамина от биологического топлива практически не пачкаются, а небольшие загрязнения легко очистить.
• Уровень горения жидкости в камине можно регулировать, особенно легко это делается с гелевым составом.
• Биологические камины считаются пожаробезопасными устройствами, поскольку имеют термическую изоляцию корпуса. Установки подобных устройств элементарная, они легко собираются и легко разбираются.
• В отличие от дров, биотопливо не оставляет после себя мусора и может быть куплено в любое время. К тому же цена на такой вид горючего вполне демократична.

Недостатки тоже присутствуют, но их немного:

• Биологическое топливо нельзя доливать в камин в процессе его работы. Чтобы пополнить запасы, следует потушить пламя, дождаться остывания элементов камина, а после произвести заправку.
• Биотопливо горючий состав, поэтому хранить его вблизи огня и раскаленных предметов нельзя.
• Биологическое топливо разжигается специальной зажигалкой, сделанной из железа, использовать бумагу или дрова для розжига не допустимо.

Популярные марки биотоплива

Используется биологическое топливо в камине крайне просто, достаточно налить жидкость в специальный топливный резервуар, а затем поджечь. Залить большее количество жидкости, чем необходимо камину крайне сложно, поскольку на канистре с топливом нанесена шкала расхода, к тому же топливный блок для биокамина изготавливается определенного размера. Обычно 5 литровой канистры хватает на 19-20 часов работы камина.

Полезно знать: Производство биокаминов: устройство, технология изготовления, бизнес

Если же биокамин использует гелевый состав, то достаточно распечатать банку, установить ее в специальном месте камина за декоративными дровами или камнями и поджечь. Одна банка гелевого топлива горит примерно 2,5-3 часа. Чтобы увеличить пламя, можно использовать несколько банок. Чтобы потушить огонь в банках, достаточно их просто закрыть крышками, перекрывая огню доступ кислорода.