Summary
यूटा बायोमास रिसोर्सेज ग्रुप (यूबीआरजी) ने बिग बॉक्स भट्टों नामक धातु के बक्से का उपयोग करके खतरनाक ईंधन में कमी और बायोचार उत्पादन के लिए एक अभिनव दृष्टिकोण में सरल बायोचार भट्टों को बढ़ाया है, जो इन-वुड्स बायोचार उत्पादन की अनुमति देता है। यह लेख बिग बॉक्स बायोचार भट्ठा संचालन और सर्वोत्तम प्रथाओं की रूपरेखा तैयार करता है।
Abstract
बिग बॉक्स बायोचार भट्टे खुले ढेर जलने का एक विकल्प है जो बिना किसी हिलते हुए भागों के एक साधारण धातु के बक्से में इन-वुड्स बायोचार उत्पादन की अनुमति देता है। यह दृष्टिकोण सदियों से लकड़ी का कोयला निर्माताओं द्वारा उपयोग की जाने वाली तकनीक पर आधारित है लेकिन एक आधुनिक, मशीनीकृत दृष्टिकोण के साथ। भट्टों को लोड करने, मोड़ने और खाली करने के लिए एक मिनी-एक्सकेवेटर या मशीनरी के अन्य टुकड़े का उपयोग किया जाता है। यह लेख बिग बॉक्स बायोचार भट्ठा सर्वोत्तम प्रथाओं की रूपरेखा तैयार करेगा, जिसमें डिजाइन, परिवहन, प्लेसमेंट, लोडिंग, प्रकाश व्यवस्था, शमन और डंपिंग प्रक्रियाएं शामिल हैं, जो शुरुआती लोगों के लिए अपने स्वयं के बिग बॉक्स बायोचार भट्ठा कार्यक्रम विकसित कर रहे हैं।
बायोचार उत्पादन के लिए कम ऑक्सीजन जलने वाले वातावरण की आवश्यकता होती है, और बिग बॉक्स भट्टे सीमित धुएं के उत्पादन के साथ सामग्री को जलाने के लिए एक लौ-टोपी (कभी-कभी लौ-पर्दा के रूप में संदर्भित) विधि का उपयोग करते हैं। इन भट्टों को पर्याप्त रूप से रेटेड ट्रेलर का उपयोग करके साइट पर आसानी से स्थानांतरित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। भट्टों को लोड करने, मोड़ने और खाली करने के लिए एक मिनी-एक्सकेवेटर या मशीनरी के अन्य टुकड़े का उपयोग किया जाता है। लेखक को लोगों के लिए खेत, खेत या पिछवाड़े में टिकाऊ कार्बन को अनुक्रमित करने के लिए अधिक सुलभ साधनों के बारे में पता नहीं है। यह लेख बिग बॉक्स बायोचार भट्ठा सर्वोत्तम प्रथाओं की रूपरेखा तैयार करता है, जिसमें डिजाइन, परिवहन, प्लेसमेंट, लोडिंग, प्रकाश व्यवस्था, शमन और शुरुआती लोगों के लिए डंपिंग प्रक्रियाएं शामिल हैं, जो अपने स्वयं के बिग बॉक्स बायोचार भट्ठा कार्यक्रम विकसित कर रहे हैं।
Introduction
खतरनाक ईंधन पूरे पश्चिम में वन्यभूमि पर एक बड़ी समस्या है1. चूंकि अग्नि प्रबंधक मौसम को नियंत्रित करने के लिए बहुत कम कर सकते हैं, ईंधन को नियंत्रित करना उनका सबसे अच्छा विकल्पहै 2. इस पद्धति का लक्ष्य आर्थिक और व्यावहारिक रूप से सुलभ तरीके से बायोचार का उत्पादन करते समय अपशिष्ट लकड़ी को कम करने के लिए एक नया, स्केलेबल उपकरण प्रदान करना है। वनवासी पारंपरिक रूप से लॉगिंग और ईंधन में कमी परियोजनाओं से सामग्री को ढेर और जलाते हैं, लेकिन वायु गुणवत्ता प्रतिबंध और लंबे समय तक आग के मौसम नेपिछले दशकों में खुले ढेर को और अधिक कठिन बना दिया है। इसके अलावा, खुले ढेर जलने से अत्यधिक गर्मी4 से मिट्टी को संभावित दीर्घकालिक नुकसान का कारण दिखाया गया है। इन सभी चुनौतियों का कारण यह है कि यूबीआरजी बायोचार उत्पादन के लिए इस तकनीक का विकास क्यों कर रहा है। यूबीआरजी खतरनाक ईंधन में कमी के लिए कम लागत वाली, उच्च पहुंच वाला दृष्टिकोण प्रदान करने के लिए तैयार है जिसके परिणामस्वरूप एक मूल्यवान उत्पाद5. ईंधन को फीडस्टॉक्स में बदलने और कम मूल्य वाली लकड़ी से मूल्य बनाने का प्रयास करने का यह दृष्टिकोण चुनौतियों से भरा हुआ है। यह दृष्टिकोण उस कार्बन के एक हिस्से को संरक्षित करता है, जो अन्यथा जलने या सड़ने के लिए खो जाता है, और इसे एक टिकाऊ रूप में संसाधित करता है, जिसमें आधा जीवन मिट्टी में 1,000 साल तक पहुंचताहै 6; यह अधिकांश मिट्टी कार्बनिक पदार्थों के निवास समय से 10-1,000 गुना अधिक लंबा है7.
बिग बॉक्स भट्ठा डिजाइन प्रक्रिया जापान में उत्पन्न एक तकनीक के अन्य डेरिवेटिव की समीक्षा के साथ शुरू हुई। 2011 में, Inoue et al.8 ने जापान में मोकी कंपनी द्वारा निर्मित "धुआं रहित चारकोल भट्ठा M50" में उत्पादित बायोचार की कार्बोनाइजिंग दक्षता और गुणवत्ता पर रिपोर्ट की। बायोचार का उत्पादन इन छोटे, शंकु के आकार के भट्टों में किया गया था, जिसमें रूपांतरण क्षमता शुष्क द्रव्यमान के आधार पर 13% और 19.5% के बीच थी। लेखकों ने पाया कि चार के निश्चित कार्बन और कार्बन सामग्री के मूल्य लगभग 600 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर एक मुंहतोड़ जवाब विधि में बने लकड़ी के कोयले के बराबर थे।
बिग बॉक्स आकार को पहली बार केल्पी विल्सन ने नॉर्थ डकोटा वन सेवा के लिए व्यवहार्यता अध्ययन में शेल्टरबेल्ट पेड़ हटाने पर सुझाव दिया था। विल्सन ने बड़े आकार की सामग्री के प्रसंस्करण के लिए लौ कैप भट्ठा के रूप में एक संशोधित स्टील कचरा डंपस्टर का उपयोग करने का सुझाव दिया। बिग बॉक्स भट्ठा डिजाइन में अवधारणा में कई सुधार शामिल हैं जो स्थायित्व, उपयोगिता और गतिशीलता में मदद करते हैं, जैसा कि नीचे वर्णित है। विल्सन के आंकड़े में इस उद्देश्य के लिए डंपस्टर और तेल टैंक जैसे कंटेनरों को फिर से तैयार करने के सुझाव शामिल हैं; हालांकि, पुनर्निर्मित सामग्री को आम तौर पर चित्रित या जस्ती किया गया है और कार्यशाला प्रतिभागियों को हवा में हानिकारक रसायनों के संपर्क में ला सकता है।
बिग बॉक्स भट्ठा से उत्सर्जन अभी तक रिपोर्ट नहीं किया गया है, लेकिन Cornelissen et al.9 ने कई अलग-अलग प्रकार के कोन-टिकी भट्टों (एक गहरी शंकु भट्ठी) पर उत्सर्जन परीक्षण किया और पाया कि उत्सर्जन आमतौर पर बायोमास फीडस्टॉक्स के खुले जलने से कम था। उन्होंने पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन (पीएएच) के लिए उत्पादित बायोचार का भी परीक्षण किया और पाया कि पीएएच का स्तर मिट्टी के लिए नॉर्वेजियन अधिकतम सहनीय जोखिम (एमटीआर) स्तर से काफी नीचे था। ओरेगन भट्ठा (एक उथले पिरामिड के आकार का भट्ठा) के एक जीवन चक्र विश्लेषण से पता चला है कि एक लौ टोपी भट्ठा के इन-वुड्स ऑपरेशन कार्बन-नकारात्मक था, जिसके परिणामस्वरूप मिट्टी10 में वायुमंडलीय कार्बन का शुद्ध अनुक्रम था।
बिग बॉक्स दृष्टिकोण की एक सीमा गीला फीडस्टॉक है। जबकि इन भट्टों में बड़े व्यास की सामग्री के प्रति दिन दो बैच शुष्क जलवायु और शुष्क फीडस्टॉक में एक उचित उम्मीद है, एक दिन में एक बैच उच्च आर्द्रता और ईंधन नमी वाले स्थानों में अधिक उचित अपेक्षा है। सूखा फीडस्टॉक अधिक उत्पादक है; गीला फीडस्टॉक भट्ठे की उत्पादकता को सीमित कर देगा। गीले दिन पर गीला फीडस्टॉक अच्छी तरह से काम नहीं करता है। व्यास में 10 सेमी से कम गीला फीडस्टॉक बड़े-व्यास गीले फीडस्टॉक की तुलना में अधिक पूरी तरह से पायरोलिज़ करेगा। सूखी सामग्री को गीले और/या बर्फीले मौसम में आसानी से पायरोलाइज़ किया जा सकता है। बिग बॉक्स भट्टों ने सफलतापूर्वक भट्ठा-लंबाई वाले सूखे लॉग को 0.76 मीटर (30 इंच) व्यास से ऊपर और शाखाओं को 1 सेमी से कम व्यास तक सफलतापूर्वक पायरोलाइज्ड किया है।
भट्ठा संचालन को अधिकांश वायु गुणवत्ता नियामकों द्वारा खुले ढेर जलने की तरह माना जाता है और, यूटा में, अनुमति केवल तीन दिन पहले दी जाती है, जिससे योजना बनाना मुश्किल हो जाता है, खासकर सर्दियों के महीनों में जब वायुमंडलीय व्युत्क्रम हमारे समुदायों के आसपास आम हैं। बायोचार बर्न करने की लागत केवल बवासीर को जलाने की तुलना में बहुत अधिक है, जो इस दृष्टिकोण की एक और सीमा प्रस्तुत करता है। यह तकनीक बायोचार उत्पादन के लिए पहली प्रकाशित कम-तकनीकी विधि है जो पाइरोलाइजिंग से पहले पीसने और चिपिंग जैसे फीडस्टॉक्स के महंगे प्रीप्रोसेसिंग से गुजरती है। यह विधि अधिकांश लकड़ी के मलबे के लिए उपयोगी है जिसे प्रबंधनीय टुकड़े के आकार में काटने से परे चिपका या संसाधित नहीं किया गया है। यह विधि छोटे टुकड़े-आकार के फीडस्टॉक्स या फीडस्टॉक्स के लिए उपयोगी नहीं है जो घास, मकई स्टोवर और चावल के पतवार जैसी सामग्री के मैट या ग्लब्स बनाएंगे।
भट्ठा डिजाइन
बीबी 12 एक डबल-दीवार वाला भट्ठा है जो 3.7 मीटर (12 फीट) लंबा, 1.8 मीटर (6 फीट) चौड़ा और 1.2 मीटर (4 फीट लंबा) है, जो 14-गेज स्टील से बना है। आकार और आकार विविध हो सकते हैं। योजनाएं यूबीआरजी वेबसाइट11 पर उपलब्ध हैं। शीर्ष को छोड़कर भट्ठे में किसी भी हवा की अनुमति नहीं है; यह फ्लेम कैप विकसित करने के लिए महत्वपूर्ण है जो हीट कॉलम के माध्यम से उठते ही अधिकांश ज्वलनशील पदार्थों का उपभोग करता है। भट्ठे के अंदर के कोनों के विवरण के लिए चित्र 1 देखें। अपवाद एक जल निकासी बंदरगाह है, जिसे कुत्ते के दरवाजे के रूप में संदर्भित किया जाता है, जिसे चित्र 2 में दिखाया गया है क्योंकि यह आकार में एक आम कुत्ते के दरवाजे के समान है। इसमें एक हैंडल के साथ धातु का एक स्लाइडिंग टुकड़ा होता है, इसलिए भट्ठा का संचालन करते समय इसे नीचे धकेल दिया जा सकता है, बंद कर दिया जा सकता है और भट्ठा को डंप करने के लिए तैयार होने पर उठाया जा सकता है (सावधानी: गर्म)।
दो दीवारों को एक एयर गैप12 प्रदान करने के लिए अलग किया जाता है और भट्ठा के इंटीरियर को छोड़कर, शीर्ष पर खुले होते हैं और तल पर पूरी तरह से सील नहीं होते हैं। हवा के अंतर और दीवारों के शीर्ष के विवरण के लिए चित्र 3 देखें। गर्मी के विस्तार और परिणामी संकुचन के दौरान समस्याओं से बचने के लिए सीलबंद स्थानों से बचें। एकल-दीवार वाले भट्टे अभी भी खतरनाक ईंधन को कम करने और बायोचार का उत्पादन करने में प्रभावी हैं, लेकिन डबल-दीवार वाला भट्ठा उपकरण और ऑपरेटरों को कम गर्मी के संपर्क में आने की अनुमति देता है। यदि बायोचार उत्पादन सबसे महत्वपूर्ण लक्ष्य है, तो एक डबल-दीवार वाला भट्ठा अधिक प्रभावी हो सकता है। यदि खतरनाक ईंधन में कमी प्राथमिक लक्ष्य है और बायोचार माध्यमिक है, तो एकल-दीवार वाला भट्ठा पर्याप्त होने की संभावना है।
Protocol
1. साइट पर परिवहन
- बीबी 12 को मिनी-एक्सकेवेटर (अंगूठे के साथ) और चेन या 4 x 4 फोर्कलिफ्ट का उपयोग करके परिवहन के लिए ट्रेलर पर लोड करें, कांटा जेब का उपयोग करें।
नोट: मिनी-उत्खनन के सभी आगे के संदर्भ मानते हैं कि इसमें बाल्टी के साथ एक संचालित अंगूठे है। - भट्ठे को ट्रेलर में शाफ़्ट पट्टियों के साथ सुरक्षित करें, जिसमें प्रत्येक 1,361 किलोग्राम (3,000 पाउंड) से अधिक की ब्रेकिंग स्ट्रेंथ हो। उदाहरण के लिए चित्र 4 देखें।
- मिनी-एक्सकेवेटर या फोर्कलिफ्ट का उपयोग करके भट्ठे को उतारें या इसे एक पेड़/वाहन से बांधें और ड्राइव करें, जिससे यह जमीन पर गिर जाए। एक बार साइट पर, पिकअप ट्रक और पट्टियों का उपयोग करके भट्ठे को उसके स्किड्स पर जमीन पर खींचें।
2. साइट पर तैयारी
- BB12 को अपेक्षाकृत सपाट सतह (ढलान < 10%) पर लकड़ी के ढेर के काफी करीब रखें, यह सुनिश्चित करते हुए कि ढलान पर होने पर कुत्ते-दरवाजे का जल निकासी पैनल डाउनहिल की तरफ है।
नोट: ऑपरेशन के दौरान कुत्ते-दरवाजा जल निकासी पैनल को बंद रखें। - फीडस्टॉक्स का चयन करें, जो किसी भी वुडी प्रजाति हो सकती है। भट्ठा चलाने के लिए छोटी, सूखी सामग्री का उपयोग करें, खासकर जब गीले फीडस्टॉक के साथ काम कर रहे हों।
- भट्ठे को खिलाने के लिए पर्याप्त मात्रा में फीडस्टॉक इकट्ठा करें और ढेर करें। सभी फीडस्टॉक को उस लंबाई में काटें जो भट्ठे के अधिकतम आयाम से कम हो ताकि यह आसानी से फिट हो जाए।
3. खतरे में कमी
- प्रज्वलन से पहले, यह सुनिश्चित करने के लिए स्थानीय आग और वायु गुणवत्ता अधिकारियों से जांच करें कि आग का खतरा प्रज्वलन के लिए बहुत अधिक नहीं है और वायु गुणवत्ता नियम जलने की योजनाओं को प्रभावित नहीं करते हैं। प्रज्वलन से पहले योजनाओं के स्थानीय अग्निशमन अधिकारियों को सचेत करना सुनिश्चित करें।
- प्रज्वलन से पहले, आग को दूर होने से रोकने के लिए पूरी तरह से भट्ठे के चारों ओर एक फायर लाइन (खनिज मिट्टी तक 1 फुट चौड़ी पगडंडी) का निर्माण करें। सुनिश्चित करें कि भट्ठा को प्रज्वलित करने से पहले आग नियंत्रण के लिए पर्याप्त पानी की आपूर्ति से जुड़ी एक चार्ज नली है, जो वर्तमान आग के खतरे पर निर्भर है।
4. लोडिंग और प्रकाश भट्ठा
- मिनी-उत्खनन का उपयोग करके फीडस्टॉक के साथ भट्ठा को बेतरतीब ढंग से लोड करें; फीडस्टॉक्स को जोड़ने का आकार/क्रम कोई मायने नहीं रखता। भरी हुई भट्ठी की छवि के लिए चित्र 5 देखें।
- त्वरित प्रज्वलन में सहायता के लिए भट्ठा के ऊपर छोटे व्यास के ईंधन (फीडस्टॉक) की एक परत ढेर करें।
- एक बार लोड हो जाने के बाद, भट्ठे के शीर्ष को पहले जलाकर ड्रिप टॉर्च, प्रोपेन टॉर्च या अन्य इग्निशन डिवाइस से भट्ठा को रोशन करें। भट्ठा और भट्ठा संचालन प्रकाश की छवियों के लिए चित्र 6 देखें।
5. भट्ठा की देखभाल
- भट्ठे को जलने दें और आग की अनुमति के रूप में ईंधन जोड़ें; भट्ठा में सामग्री जोड़े जाने के बाद धुएं के उत्पादन की एक छोटी अवधि की अपेक्षा करें। ध्यान दें कि लौ टोपी जल्द ही सुधार करेगी और दहनशील पदार्थों का उपभोग करना जारी रखेगी क्योंकि वे गर्मी/धुएं के स्तंभ के माध्यम से उठते हैं। एक कैम्प फायर के समान भट्ठा करते हैं; एक बार में बहुत अधिक ईंधन जोड़ने से आग बुझ जाएगी, लेकिन बहुत कम आग बुझ जाएगी। लौ टोपी की छवि के लिए चित्र 7 देखें।
- बच निकलने वाली चिंगारियों या अंगारों के लिए भट्ठा और आसपास की वनस्पतियों की निगरानी करें जो अवांछित प्रज्वलन का कारण बन सकते हैं।
- भट्ठे को इस तरह से तब तक टेंडिंग/लोड करना जारी रखें जब तक कि भट्ठा भर न जाए/फीडस्टॉक समाप्त न हो जाए/शिफ्ट का अंत न हो जाए।
6. शमन
- जब भट्ठा भरा हुआ हो या लगभग अंगारों से भरा हो और ज्वलंत दहन सुलगने या चमकते दहन का मार्ग प्रशस्त करे, तो दहन को रोकने और अंगारों को संरक्षित करने के लिए बुझाएं। चित्र 8 में एक भट्ठा बुझाने के लिए तैयार दिखाया गया है।
- लगभग 300 गैलन पानी का उपयोग करके भट्ठे को बुझाने के लिए जल स्रोत या पानी के ट्रक से 3.8 सेमी (1.5 इंच) व्यास की नली और पानी के पंप (अक्सर किराये की दुकानों पर वॉल्यूम पंप या कचरा पंप के रूप में संदर्भित) का उपयोग करें। अंगारों को डुबो दो; कोयले खड़े पानी में होने तक पानी डालना जारी रखें और सूखे गर्म स्थानों और निरंतर दहन को खत्म करने के लिए मिनी-उत्खनन का उपयोग करके हलचल करें। चित्र 9 एक नली के साथ शमन को दर्शाता है।
- एक बार भट्ठा पूरी तरह से बुझ जाने के बाद, पानी निकालने के लिए कुत्ते का दरवाजा खोलें, जिससे बायोचार को बाहर निकालने के लिए भट्ठा हल्का हो जाएगा।
7. बख्शीश देना
- एक बार जब भट्ठा पूरी तरह से बुझ जाए और निकल जाए, तो सामग्री को भट्ठे से सटे जमीन पर फेंक दें।
- उस स्थान के चारों ओर एक फायर लाइन बनाने के लिए मशीन का उपयोग करके पहले क्षेत्र तैयार करें जहां कोयले होंगे, और इस स्थान से घास, लाठी, ब्रश और लॉग सहित किसी भी ईंधन को हटा दें।
- भट्ठे को मशीन की ओर खींचने के लिए मशीन और चेन/पट्टियों का उपयोग करें। चित्र 10 में भट्ठे को मिनी-एक्सकेवेटर द्वारा इत्तला दे दी गई है।
- गर्मी के संपर्क के लिए मिनी-उत्खनन के बूम/हाइड्रोलिक होसेस/फिटिंग की निगरानी करें; कभी-कभी हाथ के पिछले हिस्से को पहले पास रखें और अंततः इन हिस्सों पर रखें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि वे स्पर्श करने के लिए बहुत गर्म नहीं हैं; यदि हां, तो उन्हें तुरंत ठंडा होने दें।
8. कोल्ड ट्रेलिंग
- साइट छोड़ने से पहले, सुनिश्चित करें कि उत्पादित बायोचार की पूरी मात्रा के माध्यम से हाथों को घुमाकर आग बुझ गई है। सुनिश्चित करें कि आग बुझाने के लिए स्पर्श करना पूरी तरह से ठंडा है।
नोट: BB12 ढक्कन के साथ आता है जिसका उपयोग सुरक्षा उद्देश्यों के लिए किया जा सकता है; यदि कोई आपात स्थिति उत्पन्न होती है, जैसे कि आग या चोट से बचना, तो चिंगारी/अंगारे को भट्ठे से बाहर निकलने से रोकने के लिए भट्ठे पर ढक्कन लगाए जा सकते हैं और क्षेत्र को सुरक्षित रूप से खाली कराया जा सकता है। प्रक्रिया को किसी भी समय रोका जा सकता है। उच्च आर्द्रता वाले स्थानों में जहां आग का खतरा आम तौर पर कम होता है, ढक्कन आवश्यक नहीं हो सकते हैं।
Representative Results
अक्टूबर से मार्च तक, बिग बॉक्स भट्टों ने विभिन्न प्रकार के फीडस्टॉक्स को बायोचार (तालिका 1) में पायरोलिज़ किया। ईंधन जितना सूखा और साफ होता है, भट्टे उतने ही अधिक उत्पादक होते हैं। ईंधन का व्यास कम महत्वपूर्ण है, भट्टों में 76 सेमी व्यास के ऊपर पूर्ण लंबाई वाले लॉग होते हैं; हालांकि, यदि बायोचार उत्पादन परियोजना का सबसे महत्वपूर्ण पहलू है, तो यह ध्यान रखना आवश्यक है कि भट्टों को अधिक लगातार आकार के फीडस्टॉक से भरने से बायोचार का उच्चतम उत्पादन हो सकता है। भट्टों को इस तरह से संचालित किया जा सकता है जैसे कि बायोचार उत्पादन को अधिकतम करने के लिए, या उन्हें खतरनाक ईंधन की खपत को अधिकतम करने के लिए संचालित किया जा सकता है, या उन्हें इन कुछ विपरीत लक्ष्यों के बीच निरंतरता के साथ किसी भी बिंदु पर ध्यान केंद्रित करने के लिए संचालित किया जा सकता है।
ढक्कन भारी और तेज होते हैं और इन्हें अकेले संभाला नहीं जाना चाहिए। चित्र 11 में ढक्कन को दो लोगों द्वारा स्थानांतरित किया जा रहा है। भट्ठे की रखवाली करने वाले 2-3 लोगों का होना सबसे अच्छा है; एक मशीन का संचालन कर रहा है, और अन्य बच गए स्पॉट फायर की तलाश में हैं, किसी भी सामग्री को एक चेनसॉ के साथ काटते हैं जो भट्ठे में जाने के लिए बहुत लंबा है, जलती हुई सामग्री के छोटे टुकड़े उठाते हैं जो भट्ठे से बाहर गिर सकते हैं।
भट्ठे के तल पर स्किड्स इसे कम दूरी तक खींचने की अनुमति देते हैं। भट्टों को कम से कम एक चौथाई मील, गंदगी वाली सड़कों पर और जमीन पर खींचा जा सकता है। चित्र 12 भट्ठे को टो किया जा रहा दिखाता है। जब फीडस्टॉक ढेर के अंतिम भाग को भट्ठे में डाल दिया जाता है, तो बैच को पूरा करने और आंशिक रूप से पूर्ण भट्ठे को बुझाने के बजाय, पिकअप ट्रक और पट्टियों का उपयोग करके भट्ठे को ढेर के बीच खींचना अधिक कुशल होता है। खींचने के लिए पट्टियाँ या जंजीरों को संलग्न करने के लिए भट्ठे के तल के पास सुराख़ हैं। फिर, एक बार एक ताजा ढेर पर, ऑपरेटर निर्देशों के अनुसार भट्ठा लोड करना जारी रख सकते हैं।
आमतौर पर ऐसे लॉग होंगे जो बायोचार में पूरी तरह से पाइरोलिज़ नहीं करते हैं जिन्हें अगले भट्ठा बर्न में जोड़ा जा सकता है या जंगल में मोटे वुडी मलबे के रूप में फैलाया जा सकता है, जो पारिस्थितिक लाभ प्रदान करता है या इसका उपयोग हुगेलकुल्टूर अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है (लकड़ी को टीला बनाया जाता है और एक उठाया उद्यान बिस्तर बनाने के लिए दफन किया जाता है)। चित्रा 13 अपूर्ण पाइरोलाइज्ड लॉग दिखाता है, जिसे कभी-कभी हड्डियां कहा जाता है।
चित्र 1: खाली भट्ठे के अंदर। एक खाली भट्ठे के अंदर; वायु अंतराल की कमी पर ध्यान दें। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्र 2: कुत्ते का दरवाजा खोलें। कुत्ते का दरवाजा आंशिक रूप से खोला जाता है और शमन पूरा होने के बाद भट्ठे से पानी बह रहा है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्र 3: दीवारों के बीच गैप। भट्ठे की दीवारों के बीच की खाई, कोई सील गुहाओं का प्रदर्शन नहीं करती है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्र 4: परिवहन के लिए सुरक्षित भट्ठा। भट्ठे को सुरक्षित रूप से परिवहन करने के लिए स्ट्रैपिंग और ट्रेलर का उपयोग किया जाता है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्र 5: भट्ठा लोड हो रहा है। भट्ठा को रूसी जैतून की लकड़ी के साथ लोड किया जा रहा है, जो भट्ठे के भीतर लोडिंग विधि और संगठन की कमी का प्रदर्शन करता है। हल्के फीडस्टॉक्स से भरे भट्ठे का एक उदाहरण। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्र 6: प्रकाश भट्ठा। ऑपरेटर लोड किए गए भट्ठे को टॉप-लाइट करने के लिए ड्रिप टॉर्च का उपयोग कर रहा है। भारी सामग्री से लदे भट्ठे का एक उदाहरण। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्र 7: फ्लेम कैप। भट्ठे के शीर्ष पर लौ की टोपी बन गई, भट्ठे से बहुत कम दिखाई देने वाला धुआं; पृष्ठभूमि में परिदृश्य के लिए स्वच्छ दृश्य। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्र 8: बुझाने के लिए तैयार। ज्वलंत दहन से चमकते दहन में लगभग पूर्ण भट्ठा स्थानांतरण; वह बिंदु जिस पर शमन शुरू होता है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्र 9: बुझाना। दहन को रोकने और चार को संरक्षित करने के लिए भट्ठे में अंगारों पर लगभग 1,100 लीटर पानी डालने के लिए एक आग की नली का उपयोग किया जा रहा है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्र 10: टिपिंग। चार को खाली करने और दूसरा बैच शुरू करने के लिए BB16 बिग बॉक्स बायोचार भट्ठे को टिप देने के लिए एक मिनी-एक्सकेवेटर का उपयोग किया जाता है। पृष्ठभूमि में काम कर रहे एक दूसरे भट्ठे पर ध्यान दें; एक मशीन एक साथ कई भट्टों को संचालित कर सकती है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्र 11: ढक्कन। चमड़े के भारी दस्ताने पहने दो ऑपरेटर भट्ठे पर ढक्कन लगाने के लिए एक साथ काम करते हैं। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्र 12: रस्सा। पट्टियों का उपयोग नीचे की सुराख़ से भट्ठे को पिकअप ट्रक और एक गंदगी सड़क पर फीडस्टॉक के अगले ढेर पर दवा से जोड़ने के लिए किया जाता है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्र 13: हड्डियां। अपूर्ण पाइरोलाइज्ड सामग्री, जिसे हड्डियों कहा जाता है, पिछले बैच से एक नया बैच शुरू होने से पहले एक भट्ठा में जोड़ा जाता है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
| बिग बॉक्स भट्टों में | का पायरोलिसिस | बायोचार | |
| नवंबर में Uinta-Wasatch-Cache राष्ट्रीय वन का लोगान रेंजर जिला | 22,000 किलो | जुनिपर | 14 घन मीटर |
| जनवरी में मोआब, यूटा | 1,200 किग्रा | रूसी जैतून फीडस्टॉक | 8 घन मीटर |
| नवंबर में Uinta-Wsatch-Cache राष्ट्रीय वन में मिल खोखले | 25,000 किलो | बड़े व्यास एंगेलमैन स्प्रूस और सबालपाइन देवदार | 16 घन मीटर |
| अक्टूबर में डिलन, मोंटाना के पास | 10,000 किलो | डगलस फ़िर फीडस्टॉक | 10 घन मीटर |
| पाइन वैली रेंच, यूटा, मार्च में | 24,000 किलो | क्वाकिंग एस्पेन, सबालपाइन फ़िर, एंगेलमैन स्प्रूस फीडस्टॉक | 14 घन मीटर |
तालिका 1: बिग बॉक्स भट्टों द्वारा विभिन्न फीडस्टॉक्स का पायरोलिसिस।
Discussion
आमतौर पर, साइट पर उत्पादित बायोचार का एक हिस्सा कार्यशाला प्रतिभागियों द्वारा बाल्टी या बैग में एकत्र किया जाता है और लोगों के उद्यानों या कृषि परियोजनाओं पर लागू होता है। बायोचार भुरभुरा होता है और इसे छोटे टुकड़ों में तोड़ा जा सकता है ताकि एक वाहन के साथ उस पर गाड़ी चलाकर, नीचे एक कठोर सतह के साथ उस पर कदम रखकर, या मिनी-उत्खनन की बाल्टी से मैश करके मिट्टी में अधिक आसानी से शामिल किया जा सके। इस सामग्री को लकड़ी का कोयला के रूप में भी संदर्भित किया जा सकता है और इसे बाहरी चारकोल खाना पकाने के लिए एकत्र किया गया है, संभावित रूप से भोजन की पाक विशेषताओं को जोड़ने के लिए स्थानीय रूप से सोर्स की गई सामग्री प्रदान करता है।
बिग बॉक्स फ्लेम कैप बायोचार भट्टों की तुलना अन्य बायोचार उत्पादन विधियों12 से करते हुए, मोबाइल कार्बोनाइज़र बिग बॉक्स भट्ठा के साथ प्रति दिन 12,500 किलोग्राम की तुलना में प्रति दिन 63,502 किलोग्राम (70 टन) संसाधित कर सकते हैं। मोबाइल कार्बोनाइज़र की लागत बिग बॉक्स भट्ठा की तुलना में बहुत अधिक है, जो खरीदने के लिए $ 500,000 से शुरू होती है, जैसा कि बिग बॉक्स भट्ठा निर्मित होने के लिए $ 10,000 से कम का विरोध किया जाता है। हालांकि एक एकल बिग बॉक्स भट्ठा केवल 20% सामग्री को संसाधित कर सकता है जो एक मोबाइल कार्बोनाइज़र कर सकता है, यह मोबाइल कार्बोनाइज़र के खरीद मूल्य का केवल 2% खर्च करेगा।
गर्म बरमा भट्टे प्रति दिन 5,443 किलोग्राम बायोमास तक संसाधित कर सकते हैं, एक अन्य उदाहरण के रूप में, जो बिग बॉक्स भट्टों की 12,500 किलोग्राम प्रति दिन की क्षमता से बहुत कम है। इसके अतिरिक्त, सामग्री को प्रीप्रोसेसिंग (चिपिंग) की लागत वास्तव में सामग्री को पायरोलाइज़ करने से अधिक हो सकती है। इसके अलावा, गर्म बरमा जैसी परिष्कृत मशीनें गंदे फीडस्टॉक को बर्दाश्त नहीं करेंगी जो वानिकी कार्यों में आम है; मिट्टी का एक फावड़ा एक बरमा भट्ठा को बंद कर सकता है जबकि एक बिग बॉक्स भट्ठा ऑपरेशन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित किए बिना मिट्टी के कई फावड़ियों को सहन कर सकता है। अंत में, एक बरमा भट्ठा की लागत आसानी से एक बिग बॉक्स भट्ठे की तुलना में 10 गुना हो सकती है।
निर्मित पहले बिग बॉक्स भट्ठे को बीबी 16 के रूप में जाना जाता है क्योंकि यह 4.9 मीटर (16 फीट) लंबा 2.4 मीटर (8 फीट) चौड़ा मापता है और एक एकल दीवार वाला निर्माण है। यह मूल रूप से 1.8 मीटर (6 फीट) ऊंचा था और इसका वजन 1,360 किलोग्राम (3,000 पाउंड) के करीब था, जिसके लिए एक बड़े उत्खनन, एक योग्य ऑपरेटर और एक कम-लड़के ट्रेलर की आवश्यकता थी, जिसके कारण शेड्यूलिंग चुनौतियां हुईं। ठेठ यूटा ईंधन भार से निपटने के लिए इस दृष्टिकोण को ओवरसाइज़ किया गया था, और 1.8 मीटर (6 फीट) लंबा, भट्ठा के अंदर नीचे क्या चल रहा था, इसे प्रकाश या देखना बहुत मुश्किल था। इन मुद्दों को हल करने के लिए, यूटा ईंधन भार के लिए इस दृष्टिकोण को बेहतर ढंग से स्केल करने के लिए, और औसत वन प्रबंधक के लिए इसे और अधिक सुलभ बनाने के लिए, ऊंचाई 1.2 मीटर (4 फीट) तक कम हो गई थी। इससे देखने और प्रज्वलित करने में आसानी होती है। इसने इसे 1,043 किलोग्राम (2,300 पाउंड) तक भी कम कर दिया, जिसने इसे अधिक उपलब्ध पिकअप ट्रक और ट्रेलर के साथ परिवहन करने के लिए प्रबंधनीय बना दिया, और एक मिनी-उत्खनन के साथ स्थानांतरित करने और संचालित करने के लिए जिसे किसी पिछले अनुभव की आवश्यकता नहीं है और इसे अधिकांश उपकरण किराये की दुकानों से किराए पर लिया जा सकता है।
यूबीआरजी द्वारा निर्मित दूसरा भट्ठा एक डबल-दीवार वाला निर्माण है, जो भट्ठा के पास ऑपरेटरों और उपकरणों को बेहतर गर्मी संरक्षण की अनुमति देता है और भट्ठा13 के अंदर और भी अधिक हीटिंग की अनुमति देता है। इस संशोधन का एक हिस्सा 12-गेज स्टील से 14-गेज स्टील तक जाना था, जो पतला और हल्का है। यूबीआरजी ने इन भट्टों में दर्जनों जलने किए हैं और जब वे स्पॉट में थोड़ा झुक जाते हैं, तो वे अभी तक गर्मी से संबंधित धातु थकान के कोई स्पष्ट संकेत नहीं दिखा रहे हैं। निश्चित रूप से, अतिरिक्त सीखने की संभावना है और निरंतर नवाचार के लिए पर्याप्त जगह है।
डबल-दीवार वाली BB12 वह डिज़ाइन है जिसने सबसे अधिक ध्यान आकर्षित किया है और शायद इंटरमाउंटेन वेस्ट में ईंधन के लिए सबसे सुलभ/व्यावहारिक है। बड़े ईंधन के साथ बड़े भट्टे अधिक उपयुक्त होंगे, जैसे कि उत्तर पश्चिमी अमेरिका। यह विधि 4.9 मीटर (16 फीट लंबी भट्ठी) तक सिद्ध हुई है। आज तक, यूटा, कोलोराडो, मोंटाना, टेक्सास और न्यूयॉर्क में अन्य पार्टियों द्वारा बिग बॉक्स भट्टों का निर्माण किया गया है।
भट्टों को बायोचार उत्पादन को अधिकतम करने या खतरनाक ईंधन में कमी को अधिकतम करने के लिए संचालित किया जा सकता है, या कहीं बीच में। यदि खतरनाक ईंधन की कमी प्राथमिक लक्ष्य है, तो भट्ठों को बेतरतीब ढंग से लोड किया जा सकता है और केवल तभी बुझाया जा सकता है जब भट्ठा कोयले से भरा हो। यदि आसपास की आग का खतरा कम है, जैसे कि जब जमीन कई सेंटीमीटर बर्फ से ढकी होती है, तो भट्टों को शिफ्ट के अंत से पहले शाम को ईंधन के साथ ऊंचा रखा जा सकता है और पूरी रात जलने के लिए छोड़ दिया जा सकता है; इस प्रकार, एक नियंत्रित स्थान में ईंधन का उपभोग करना। यदि बायोचार उत्पादन प्राथमिक लक्ष्य है, तो फीडस्टॉक को समान आकार में क्रमबद्ध किया जा सकता है और समान आकार वर्ग सामग्री से भरे भट्टों को समान आकार की सामग्री से भरा जा सकता है और कोयले को संरक्षित करने के लिए अक्सर बुझाया जा सकता है। आमतौर पर, यह इन विरोधी लक्ष्यों का मिश्रण होता है और भट्टों को इन दो चरम सीमाओं के बीच संचालित किया जाता है। फीडस्टॉक की प्रजातियां कम महत्वपूर्ण हैं जब तक कि विशिष्ट गुणों वाला बायोचार लक्ष्य न हो।
इन भट्टों से सीमित मात्रा में धुआं निकलता है; विचार यह है कि फ्लेम कैप दहनशील पदार्थों का उपभोग करता है क्योंकि वे गर्मी के स्तंभ के माध्यम से उठते हैं। 2019 और 2020 में, यूटा स्मोक मैनेजमेंट सिस्टम कोऑर्डिनेटर पॉल कोरिगन ने उत्तरी यूटा में लोगन और दक्षिणी यूटा में मोआब के पास बिग बॉक्स बायोचार भट्ठा प्रदर्शनों में अपने उत्सर्जन परीक्षण उपकरण लाए। दोनों ही मामलों में, उपकरण ने भट्टों से उत्सर्जन में कोई वृद्धि दर्ज नहीं की क्योंकि फ्लेम-कैप ज्वलनशील पदार्थों का उपभोग करता है क्योंकि वे गर्मी स्तंभ के माध्यम से उठते हैं। 2023 के अप्रैल में, यूएसडीए वन सेवा फायर लैब की उत्सर्जन परीक्षण टीम टूएल, यूटा में भट्टों पर उत्सर्जन परीक्षण करती है; ये परिणाम अभी तक उपलब्ध नहीं हैं।
भट्ठे की देखभाल करने वाले श्रमिकों को अग्निशमन हाथ उपकरण जैसे फावड़े, रेक, पुलस्किस और चेनसॉ की आवश्यकता होगी। सर्वोत्तम प्रथाओं में सभी लोगों को चमड़े के दस्ताने, आंखों की सुरक्षा, आग प्रतिरोधी कपड़े या कम से कम प्राकृतिक फाइबर कपड़े जैसे सुरक्षा गियर पहनना शामिल है; सिंथेटिक कपड़ों से बचना चाहिए। हार्ड टोपी और चमड़े के जूते, लंबी आस्तीन और पैंट ऑपरेटरों की सुरक्षा में मदद करते हैं।
आपातकालीन संचार; आकस्मिक योजना: आपात स्थिति की संभावना और उसके आसपास संचार की जरूरतों के अलावा ऑपरेशन के स्थान (अक्सर दूरस्थ) पर विचार किया जाना चाहिए। यह जानना महत्वपूर्ण है कि स्थानीय सेल फोन रिसेप्शन सबसे अच्छा काम कर सकता है; एक सैटेलाइट फोन या आपातकालीन लोकेटर बीकन जैसे कि गार्मिन इनरीच की अत्यधिक अनुशंसा की जाएगी। यह महत्वपूर्ण है कि अकेले काम न करें।
बच गए अंगारे/स्पॉट फायर के मामले में, भट्ठे पर ढक्कन लगाया जाना चाहिए ताकि आगे की चिंगारी को भट्ठे से बाहर निकलने से रोका जा सके। मशीनरी का उपयोग स्पॉट फायर के चारों ओर एक फायर लाइन को जल्दी से खोदने के लिए किया जाना चाहिए, और जलते हुए ईंधन को बिना जले ईंधन से अलग किया जाना चाहिए। आग बुझाने के लिए जल स्रोत का उपयोग किया जाना चाहिए। यदि बुझाने तुरंत प्राप्त नहीं किया जा सकता है, तो 911 पर कॉल करें।
बिग बॉक्स भट्टों से बायोचार को वाटसनविले, सीए में नियंत्रण प्रयोगशालाओं द्वारा प्रमाणन कार्यक्रम के लिए अंतर्राष्ट्रीय बायोचार पहल (आईबीआई) प्रयोगशाला परीक्षणों का उपयोग करके विशेषता दी गई है और परिणाम 85% कार्बनिक कार्बन और 8% राख दिखाते हैं; ये मध्यम उच्च गुणवत्ता वाले बायोचार की विशेषताएं हैं। सहयोगी बड़े कचरा डंपस्टर के समान तल पर रोल-ऑफ कोस्टर जोड़ने के साथ प्रयोग कर रहे हैं, साथ ही एक दरवाजा जो तैयार बायोचार को हटाने में सहायता के लिए अंत-दीवारों में से एक है। यह देखा जाना बाकी है कि क्या ये विशेषताएं अत्यधिक गर्मी के संपर्क में आने के बाद भी चालू रहती हैं।
Disclosures
लेखक के पास घोषित करने के लिए हितों का कोई टकराव नहीं है।
Acknowledgments
मैं विल्सन बायोचार के केल्पी विल्सन, यूटा ब्यूरो ऑफ लैंड मैनेजमेंट, यूएसडीए वन सेवा, वानिकी, अग्नि और राज्य भूमि के यूटा डिवीजन, यूटा पब्लिक लैंड्स इनिशिएटिव ग्रांट प्रोग्राम, यूटा स्टेट यूनिवर्सिटी एक्सटेंशन ग्रांट प्रोग्राम, ब्रैंडन बैरन ऑफ बर्न्स, या, लोगान, यूटा और यूएस बायोचार इनिशिएटिव के एएनआर फैब्रिकेशन को स्वीकार करना चाहता हूं।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Big Box biochar kiln | ANR Fabrication | BB12 | Phone: 435-753-0310 |
| Chainsaw | Ace Hardware | #7000565 | Or similar |
| Drip torch | Forestry Suppliers | 7.58182E+11 | Fill with: 30% gasoline, 70% diesel (or propane torch) |
| Garmin InReach | Best Buy | 6499326 | Or similar |
| Honda self priming water pump | Northern Tool | Item# 109418 | Or similar |
| lighter / matches | Amazon | ||
| Log chains | Tractor Supply Co. | SKU: 358788199 | Or similar; for moving/lifting kiln |
| Mini-excavator with thumb | Local rental company | Must have a bucket with thumb | |
| Pulaski | Grainger | 485C27 | Or similar |
| Rachet straps | US Cargo Control | 3,000 lbs strength per | |
| Rags / cardboard | Grainger | 9JZ92 | To protect straps from abrasion while transporting kiln |
| Rake | Grainger | 1WG30 | Or similar |
| Shovel | Grainger | 12N166 | Or similar |
| Truck / trailer | Own/rent locally | For transporting kiln | |
| Water discharge hoses | Grainger | 45DT92 | |
| Water: 300 gallons per quench | Plus more for fire control | ||
| Personal Protective Equipment | |||
| Chainsaw chaps | Global industrial | T9FB2019133 | Or similar |
| Ear protection | Global industrial | T9F708377 | Or similar |
| Eye protection | Global industrial | T9F708119CLAF | Or similar |
| Fire pants | Grainger | 12R487 | Or similar |
| Fire shirt | Grainger | 39EM96 | Or similar |
| Hard hat | Global industrial | T9FB2278977 | Or similar |
| Leather gloves | Global industrial | T9FB1145414 | Or similar |
| Smokejumper fire boots | Whites Boots | Or similar |
References
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