فيما يتعلق بالتغيرات المناخية التي تحدث على هذا الكوكب ، بدأت العديد من البلدان في التفكير في البيئة. بادئ ذي بدء ، من أجل تحسين بيئة الكوكب ، تنتج العديد من البلدان أنواعًا من الوقود الحيوي يمكن أن تحل محل الوقود التقليدي.
0.1. الوقود الحيوي الصديق للبيئة
سبب آخر لإنتاج الوقود الحيوي هو أن احتياطيات النفط والفحم ليست بلا حدود. عاجلاً أم آجلاً ، سيتم استنفادهم ، وعندما يحدث هذا ، سيحتاج الناس بشكل حيوي إلى أنواع وقود بديلة ، يمكن استخدامها في السيارات والمراجل والتوربينات وما إلى ذلك.
ما هو الوقود الحيوي؟
الطاقة المخبأة في الكتلة النباتية لا تنضب عمليًا ، لأن شمسنا تعمل كمصدر لها. تعرف النباتات كيفية استخدام طاقة الشمس ومعالجتها من أجل نموها. في المقابل ، تتلقى الحيوانات والطيور الطاقة عن طريق التغذية على الكتلة الحيوية ، بينما تنتج النفايات. حسب التعريف ، الوقود الحيوي هو وقود يتم الحصول عليه من مواد خام من أصل نباتي أو حيواني ، بالإضافة إلى النفايات والصناعات المختلفة المرتبطة بمعالجة الكتلة الحيوية.
تجعل التقنيات الحديثة من الممكن الحصول على الوقود الحيوي في ثلاثة أنواع: صلب ، سائل ، غازي. نلتقي بالوقود الصلب في الحياة غالبًا على شكل كريات وقوالب مختلفة يتم الحصول عليها بالضغط. لا يزال الوقود السائل - الديزل الحيوي - نادرًا في دول ما بعد الاتحاد السوفيتي ، ويرجع ذلك إلى وجود كمية كبيرة من الهيدروكربونات الأحفورية بأسعار معقولة. في الوقت نفسه ، يعد الحصول على الوقود الحيوي السائل من الزيت النباتي مكلفًا للغاية ويصعب من الناحية التكنولوجية.
يعد إنتاج الغاز الحيوي القابل للاحتراق أسهل وأرخص بكثير ، ونتيجة لذلك يكتسب المزيد والمزيد من الشعبية. يفكر أصحاب مزارع الماشية والدواجن بشكل متزايد في شراء مصنع للغاز الحيوي ، لأنهم يمتلكون كمية كبيرة من الفضلات والسماد الطبيعي المناسب تمامًا لهذا الغرض.
ليس من المنطقي أن نذكر هنا جميع أنواع المواد الخام النباتية للمعالجة إلى وقود ومصادره وتكنولوجيا الإنتاج. نحن مهتمون فقط بتلك الأنواع من الوقود الحيوي التي يمكن الحصول عليها بنجاح في المنزل دون استثمار مبالغ كبيرة من المال. ها هم:
- الغاز الحيوي المستخرج من نفايات الحيوانات الداجنة والدواجن ؛
- قوالب من نفايات مختلفة من أصل نباتي ؛
- فحم.
بالطبع ، إذا حاولت بجهد كبير ، يمكنك صنع كرياتك ، وديزل صديق للبيئة ، وحتى بنزين صديق للبيئة. يفعل الناس أشياء مثل هواية ، ويقضون سنوات من حياتهم وغالبًا ما ينفقون الكثير من المال عليها. بالنسبة لمجموعة واسعة من المستخدمين ، لا يمكن الوصول إلى هذه التقنيات المعقدة ، وبالتالي لن نأخذها في الاعتبار.
مخطط إنتاج الميثان الحيوي
تستخدم الكتلة الحيوية أيضًا لإنتاج غاز آخر للسيارة - الهيدروجين. يتم إطلاقه عن طريق تسخين المواد الخام إلى درجات حرارة عالية بدون أكسجين ، أو مرة أخرى ، يتم استدعاء البكتيريا للعمل. كل شيء مستخدم - من الخشب إلى الطحالب. ومع ذلك ، فإن هذا الغاز ليس له أهمية خاصة بعد بالنسبة للمستهلكين العاديين في المستقبل ، يريدون استخدامه كوقود في خلايا الوقود ، والتي ستظهر في الإنتاج التسلسلي (وفقًا للتوقعات الأكثر تفاؤلاً بشأن مخاوف دايملر) في موعد لا يتجاوز خمس إلى سبع سنوات. وبعد نفس المبلغ - الأرقام على بطاقة السعر كافية للدخل.
إنتاج الغاز الحيوي في المنزل
يتكون الغاز القابل للاحتراق المنبعث من السماد الطبيعي والمواد الخام المماثلة الأخرى بشكل أساسي من نفس الميثان الذي اعتدنا استخدامه كل يوم في مطبخنا. تتراوح حصة الميثان في الغاز الحيوي من 50 إلى 70٪ ، اعتمادًا على جودة المواد الخام وكفاءة العملية التكنولوجية. باقي المركبات الكيميائية الموجودة في الغاز غير قابلة للاحتراق وهي ثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين. وبفضل هذا الأخير ، فإن العملية برمتها مصحوبة برائحة معروفة.
الوقود الحيوي الغازي مادة قابلة للاحتراق تنطلق نتيجة التفاعل الكيميائي لتخمير النفايات العضوية دون وجود الأكسجين. لذلك ، فإن العنصر الرئيسي للمعدات التكنولوجية هو وعاء أسطواني مغلق (مفاعل) بسعة كبيرة ، ويفضل على الأقل 1 م 3.
يستخدم العديد من الحرفيين في المنزل براميل بلاستيكية أو حديدية عادية لهذا الغرض. هذا مقبول تمامًا ، سيحدث التفاعل أيضًا في مثل هذه الأوعية. سيتم إطلاق القليل من الغاز ، ونتيجة لذلك فهو غير متناسب مع الوقت واليد العاملة المستهلكة. يجب ألا تقل سعة المفاعل عن 600 لتر.
لكي تتم العملية بأسرع ما يمكن وكفاءة ، وفقًا للتقنية ، يجب تسخين محتويات المفاعل باستمرار إلى درجة حرارة 35-40 درجة مئوية. في المنزل ، هذا ليس ممكنًا دائمًا ، ويترتب عليه تكاليف الطاقة. المخرج كما يلي: من الأفضل تركيب الحاوية التي يتم الحصول على الوقود الحيوي منها في حفرة عميقة بما فيه الكفاية مصنوعة في الأرض. من الناحية المثالية ، فإن قاع وجدران الحفرة مصنوعة من الخرسانة ، والجزء العلوي البارز من المفاعل معزول لفصل الشتاء. كيف يتم ذلك بشكل صحيح موضحة في الشكل:
يحتوي التصميم العام للمنشأة ، الذي يسمح بإنتاج الوقود الحيوي من السماد ، على العناصر التالية (انظر الرسم البياني أدناه):
- مفاعل - وعاء مصنوع من معدن أسطواني ؛
- قادوس تحميل لملء المفاعل بركيزة (خليط من المواد الخام بالماء) ؛
- فتحة الخدمة
- الحاوية الخارجية - مانع تسرب الماء للحفاظ على الضغط المطلوب في المفاعل ؛
- أنبوب لتفريغ النفايات ؛
- أنبوب فرعي مع صمام لتزويد الغاز الحيوي.
ملحوظة. لتحسين تخمر الركيزة ، يوصى بإضافة مثقب للهيكل ، مثل خلاط البناء. يتم تثبيته في وسط الخزان ، ويتم إخراج مقبض من خلال الختم لخلط المحتويات بشكل دوري.
يتم تنفيذ العملية التكنولوجية على النحو التالي. أولاً ، يجب سحق النفايات. يجب ألا يتجاوز حجم الكسر 10 مم ، وهذا سيضمن الاختراق الجيد للبكتيريا التي تسبب التخمر. ثم تمتلئ المادة الخام بالماء وتخلط جيدًا. كمية الماء حوالي 0.7 لتر لكل كيلوغرام من السماد. اتضح الركيزة ، يتم استخراج الوقود الحيوي منه في المنزل.
يتم تعبئة الركيزة في وعاء من خلال قادوس ، والذي يتم بعد ذلك إحكام غلقه. يجب خلط المحتويات كلما أمكن ذلك. بعد عدة أيام ، يبدأ الغاز القابل للاشتعال في التطور ، ويجب ضخه بشكل دوري حتى لا يرتفع الضغط داخل الخزان. سيؤدي ذلك إلى إبطاء التفاعل وإجبار المحتويات على العودة إلى قادوس التغذية. يتم استخدام ضاغط وأسطوانة البروبان التقليدية لتفريغ الغاز. يمكن دراسة وصف مفصل لتكنولوجيا التركيب والإنتاج من خلال مشاهدة الفيديو:
هذا لا يعني أن فصل الغاز الحيوي عن أنواع مختلفة من الروث والروث هو أمر بسيط. يجب أن يمر الحرفيون في المنزل بالتجربة والخطأ: إما أن يتم إطلاق القليل جدًا من الوقود ، ثم لا يستمر رد الفعل ، وما إلى ذلك. يجب أن يكون مفهوماً أن النجاح سيتطلب الكثير من العمل والصبر ، وكمية الوقود من غير المرجح أن تكون كافية لتدفئة المنزل. ومع ذلك ، سيكون هذا كافياً لتشغيل سخان المياه بالغاز وموقد المطبخ ، وهو بالفعل إضافة كبيرة.يتم عرض كيفية عمل هذه الأجهزة على الغاز الحيوي في الفيديو:
صنع قوالب
يعد إعداد إنتاج الوقود الحيوي من نشارة الخشب والقش والنفايات الأخرى في المنزل أسهل إلى حد ما. من بين المعدات ، ما عليك سوى الضغط اليدوي المصنوع خصيصًا لهذا الغرض. يمكن شراؤها جاهزة ، أو طلبها من قبل الحرفيين ، أو إذا كانت لديك المهارات المناسبة ، يمكنك صنعها بنفسك. تكلف الصحافة الجاهزة الكثير من المال ، لذا فإن الخيار الأخير هو الخيار الأرخص.
يبدأ إنتاج فحم حجري مع تحضير الخليط تُستخدم نشارة الخشب وقشور البذور والقش وحتى نفايات الورق المنقوعة كمواد خام. بالطبع ، يمكن أن يحترق هذا الوقود بالفعل بشكل رائع في الفرن أو غلاية الوقود الصلب ، ولكن نظرًا لانخفاض الكثافة الظاهرية ، سيتعين عليك تحميل الفرن كثيرًا. سوف يحترق الوقود الحيوي الصلب النهائي المصنوع من القش أو نشارة الخشب لفترة أطول.
يتكون الخليط من المواد الخام والماء والطين الذي يعمل بمثابة مادة رابطة. يجب سحق القش أو الورق أولاً ، ثم خلطه بالطين بنسبة 10: 1 (لكل 10 كجم من النفايات ، 1 كجم من الطين) والماء. يجب اختيار كمية الماء لضمان الخلط المنتظم وقدرة الخليط على التكون. لا تضيف الكثير من الصلصال إلى المحلول ، ولا تنسى أنه سيبقى في غلايتك على شكل رماد.
يملأ بالمزيج شكل خاص ثم يوضع تحت المكبس. بعد الضغط ، تتم إزالة فحم حجري جاهز بعناية ووضعه ليجف في الشمس. يمكنك مشاهدة عملية الضغط في الفيديو:
تأثير بيئي
والمثير للدهشة أن هذا النوع من الوقود غير ضار على الإطلاق بالطبيعة ولا يتسبب إطلاقه في البيئة في أي عواقب سلبية على النباتات والحيوانات. لا يمكن قول الشيء نفسه عن النفط والمنتجات البترولية. إنها حقيقة معروفة أن لترًا واحدًا فقط من البنزين أو الوقود يلوث ما لا يقل عن مليون لتر من الماء في محيطات العالم ويؤدي إلى موت العديد من الكائنات الحية والكائنات الحية الدقيقة. واحدة من أهم خصائص وقود الديزل الحيوي هي فترة الاضمحلال السريع: في غضون شهر واحد ، ستدمر الكائنات الحية الدقيقة الحجم الكامل للوقود تقريبًا. وبالتالي ، إذا تم تحويل وسائط النقل النهري والبحري إلى أنواع وقود مبتكرة ، فيمكن تقليل العواقب الضارة للحوادث وتسربات الديزل.
الحصول على الفحم
الفحم مهم لأصحاب المنازل كوقود يستخدم في حفلات الشواء المنزلية وحفلات الشواء. ليس سراً أن شراء مثل هذا الفحم من متجر مكلف للغاية ، بينما يمكنك حرقه في المنزل مجانًا ، فقط قضاء وقتك. بالمناسبة ، من غير المجدي حرقه في غلايات أو مواقد تعمل بالوقود الصلب ، فمن الأسهل بكثير وضع الحطب العادي في صندوق الاحتراق.
يتم حرق الفحم من الخشب بطريقتين:
- في براميل
- في الحفر.
تتطلب الطريقة الأولى برميلًا فولاذيًا عاديًا سعة 200 لتر ومكنسة كهربائية منزلية. سيعمل هذا الأخير على حقن الهواء ، لذلك ، يجب قطع أنبوب فرعي في قاع البرميل لتوصيله. يتم إشعال النار في أسفل الحاوية ، ثم يتم ملؤها بالخشب إلى النصف ويتم تشغيل المكنسة الكهربائية. ثم يتم وضع الخشب في الأعلى ، مغطى بغطاء ومغطى بالطين. عندما يحترق كل شيء ويبرد البرميل ، يتم إجراء الفرز لفصل الفحم عن الرماد.
وبالمثل ، يتم حرق الخشب في حفرة. تم حفر الأخير بقطر 0.8 متر ولا يزيد عمقه عن 0.6 متر. يتم دك قاع الحفرة ، وبعد ذلك يتم إشعال النار فيه ويتم وضع حطب يصل طوله إلى 30 سم في طبقات ، ويحدث الحشو حيث يتم حرق الطبقة السابقة ، وتستغرق العملية حوالي 3 ساعات. في النهاية ، الحفرة مغطاة بأغصان وطحلب ، ومرشوش بالأرض في الأعلى. بعد يومين ، يمكن إزالة الطلاء واختيار الفحم.
قائمة نباتية
يتم تحضير وقود الديزل أيضًا وفقًا لوصفات غير قياسية. المواد الخام هي بذور اللفت وفول الصويا والزيوت والدهون المختلفة.يتم تمييز هذا الوقود بالحرف B والأرقام المقابلة لنسبة مكونات النبات في الخليط. عدد السيتان للوقود أعلى من الوقود التقليدي: 51 مقابل 42-45. الوقود قابل للتحلل الحيوي بدرجة عالية دون الإضرار بالبيئة ولا يحتوي عملياً على أي كبريت. من بين العيوب الهامة قصر مدة الصلاحية.
لم يتم بعد توزيع المواد المضافة الحيوية لوقود الديزل على نطاق واسع مثل الإيثانول الحيوي. ومع ذلك ، يتم إنتاجه في العديد من البلدان. هناك دول يتم فيها تقنين المحتوى الحيوي بنسبة 5٪ ولا يلزم ذكره عند البيع.
