Simple Biochar Kilns/th

การผลิต ไบโอชาร์ในระดับเล็ก เรียบง่าย และเข้าถึงได้อาจเป็นองค์ประกอบสำคัญในแนวทางระดับรากหญ้าสู่ความยั่งยืนทางนิเวศวิทยา

การผลิตถ่านเพื่อปรับปรุงดินเป็นทางเลือกที่น่าสนใจสำหรับนักจัดสวนในสภาพการปลูกพืชหลายประเภท หากมีวัตถุดิบที่เหมาะสมพร้อมใช้งาน ถ่านมีความเสถียรในดินค่อนข้างดี และจะกักเก็บคาร์บอนที่เป็นส่วนประกอบไว้ไม่ให้กลับคืนสู่ชั้นบรรยากาศในรูปของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (ซึ่งเป็นผลมาจากการย่อยสลายตามธรรมชาติ) เป็นระยะเวลาหลายร้อยถึงหลายพันปี ความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการเผาถ่านสามารถนำไปใช้หรือใช้ประโยชน์ในรูปแบบต่างๆ เพื่อให้ได้ประโยชน์ในระดับที่เหมาะสม

แม้ว่าจะมีการออกแบบและใช้งานระบบที่ซับซ้อน เฉพาะทาง และผลิตได้ในปริมาณมาก แต่ก็มีความเป็นไปได้สูงว่าปริมาณการผลิตไบโอชาร์ที่มากที่สุดในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าจะมาจากระบบขนาดเล็ก เรียบง่าย ต้นทุนต่ำ เคลื่อนย้ายได้ และประกอบขึ้นเองแบบ "ทำเอง" จากวัสดุที่มีอยู่

คำอธิบายโครงการต่อไปนี้จะบันทึกแบบจำลองที่สามารถทำซ้ำได้สูงแบบหนึ่ง โดยอิงจากถังเหล็กขนาด 55 แกลลอนทั่วไป

ทฤษฎี

ให้ความร้อนแก่วัตถุดิบที่เป็นไม้ในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนต่ำจนกระทั่งไหม้เกรียมทั่วถึง:

วิธีที่ 1 คือ วิธีการเผาแบบรีทอร์ต - ให้ความร้อนแก่วัตถุดิบในภาชนะปิดที่ไม่ติดไฟ จนถึงอุณหภูมิ 500-700 องศาเซลเซียส จนกระทั่งไหม้เกรียม

ตัวเลือกที่ 2: เตาจรวดแบบเผาไหม้โดยตรงในหน่วยเตา TLUD (top loading up draft) ที่มีออกซิเจนต่ำ เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการเผาไหม้สมบูรณ์

แม้ว่าประสิทธิภาพและคุณภาพจะต่ำกว่าเล็กน้อย (เนื่องจากอุณหภูมิสูงขึ้นและการไหลเวียนของอากาศมากขึ้น) แต่ในกรณีนี้จึงเลือกใช้ตัวเลือกที่ 2 เพื่อความง่าย

ดีไซน์

ส่วนประกอบพื้นฐานคือห้องเผาไหม้ทรงกระบอก พร้อมฝาครอบปล่องไฟที่ถอดได้ แนะนำให้ใช้ถังเหล็กขนาด 55 แกลลอนหนึ่งใบ ดีไซน์นี้ใช้ส่วนบน 1/3 ของถังอีกใบหนึ่ง บวกกับท่อเตาขนาด 12 นิ้ว ยาวสองฟุต สำหรับประกอบเป็นฝาครอบ ทำให้สามารถบรรจุเชื้อเพลิงได้สูงขึ้นเล็กน้อย

หัวใจสำคัญของการระบายอากาศที่ดีนั้นมีอยู่สองประการ:

1. เจาะรูขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1/2 นิ้ว ประมาณ 40 รู ที่ด้านล่างของถังหลัก สำหรับรับอากาศหลัก (แบบดูดขึ้น)

2. มีการสร้างช่องหรือรูเปิดหลายรูในชิ้นส่วนฝาครอบหรือในวงแหวนตรงจุดที่เชื่อมต่อกับด้านบนของถังหลัก เพื่อเพิ่มการรับอากาศ ทำให้เกิดผลการเผาไหม้ต่อเนื่องในปล่องไฟ ซึ่งก๊าซระเหยที่หลุดออกมาจากไม้ด้านล่าง (ก๊าซสังเคราะห์) จะถูกเผาไหม้ ลดการปล่อยมลพิษ

การดำเนินการ

วางถังไว้บนขาตั้งเตี้ย (เพื่อให้มีอากาศไหลเวียนได้ดี) และบรรจุวัตถุดิบที่มีขนาดหน้าตัดค่อนข้างสม่ำเสมอ เพื่อลดช่องว่างอากาศโดยไม่จำกัดการไหลของอากาศ ท่อนไม้และกิ่งไม้ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่าประมาณ 4 นิ้ว อาจไม่เหมาะกับเครื่องนี้

จุดไฟที่ด้านบนของถังที่เปิดอยู่ จนกระทั่งเปลวไฟเริ่มลุกลามไปทั่ววัสดุที่เปิดโล่ง จากนั้นจึงติดตั้งฝาครอบเหนือเปลวไฟเพื่อสร้างกระแสลมที่แรงผ่านปล่องไฟ

ปล่อยให้เตาเผาไหม้จากบนลงล่าง โดยทิ้งเศษไม้ที่ไหม้เกรียมไว้ด้านบนขณะที่ไฟลามลงมา เนื่องจากออกซิเจนที่มีอยู่ทั้งหมดถูกใช้ไปหมดแล้วที่แนวการเผาไหม้ กระบวนการนี้อาจใช้เวลาหนึ่งถึงสามชั่วโมงในถังที่เต็ม ความร้อนสามารถดักจับได้จากควันไอเสียระหว่างการเผาไหม้โดยใช้ขดลวดน้ำหรือวิธีการอื่นๆ

ขณะที่เปลวไฟลุกลามลงด้านล่าง สามารถตรวจสอบความคืบหน้าได้โดยการวัดอุณหภูมิของผนังด้านนอกของถังในระดับความสูงต่างๆ ด้วยการสาดน้ำ เมื่ออุณหภูมิการเผาไหม้ถึงระดับต่ำสุดของถังแล้ว ให้ถอดฝาครอบออกจากถังและดับไฟด้วยน้ำ

คว่ำถังถ่านและเทถ่านลงบนพื้น ดับจุดที่ยังร้อนอยู่ และอาจเกลี่ยถ่านให้กระจายออกเพื่อให้เย็นตัวลงก่อนนำไปรวมกับกองถ่านอื่นๆ

ผลลัพธ์

ถ่านที่เผาไหม้เต็มถังหนึ่งถังจะมีปริมาตรประมาณครึ่งหนึ่งของถังเดิม และมีน้ำหนักน้อยกว่ามาก ชิ้นส่วนที่เผาไหม้ไม่สมบูรณ์บางส่วนอาจต้องนำไปเผาซ้ำอีกครั้ง หากวัตถุดิบมีขนาดใหญ่ ถ่านที่ได้อาจต้องบดหรือคัดแยกให้มีขนาด 1/2 นิ้วหรือเล็กกว่านั้นก่อนนำไปใช้ผสมกับดิน โปรดระวังว่าฝุ่นถ่านเป็นอันตรายหากสูดดมเข้าไป

รูปแบบต่างๆ

• เตาเผาถ่านสองถังแบบ "เรียบง่ายที่สุด" ของ Folke Günther