Summary
Utah Biomass Resources Group (UBRG) har oppskalert enkle biokullovner i en innovativ tilnærming til farlig drivstoffreduksjon og biokullproduksjon ved hjelp av metallbokser, kalt Big Box-ovner, som muliggjør produksjon av biokull i skogen. Denne artikkelen skisserer Big Box biokullovn drift og beste praksis.
Abstract
Big Box biokullovner er et alternativ til åpen haugbrenning som muliggjør produksjon av biokull i skogen i en enkel metallboks uten bevegelige deler. Denne tilnærmingen er basert på teknologi brukt av trekullprodusenter i århundrer, men med en moderne, mekanisert tilnærming. En minigraver eller annet maskineri brukes til å laste, stelle og tømme ovnene. Denne artikkelen vil skissere Big Box biokullovn beste praksis, inkludert design, transport, plassering, lasting, belysning, slukking og dumping prosedyrer for nybegynnere utvikle sine egne Big Box biokullovn programmer.
Biokullproduksjon krever et lavt oksygenforbrenningsmiljø, og Big Box-ovnene bruker en flammehette (noen ganger referert til som et flammegardin) metode for å brenne materiale med begrenset røykproduksjon. Disse ovnene er designet for å enkelt overføres til stedet ved hjelp av en tilstrekkelig klassifisert tilhenger. En minigraver eller annet maskineri brukes til å laste, stelle og tømme ovnene. Forfatteren er ikke klar over et mer tilgjengelig middel for folk å binde holdbart karbon på gården, ranchen eller i bakgården. Denne artikkelen skisserer Big Box biokullovn beste praksis, inkludert design, transport, plassering, lasting, belysning, slukking og dumping prosedyrer for nybegynnere som utvikler sine egne Big Box biokullovn programmer.
Introduction
Farlig brensel er et stort problem på villmark i hele Vesten1. Siden brannsjefer kan gjøre lite for å kontrollere været, er kontroll av drivstoff deres beste alternativ2. Målet med denne metoden er å gi et nytt, skalerbart verktøy for å redusere avfallstrevirke samtidig som biokull produseres på en økonomisk og praktisk tilgjengelig måte. Skogeiere hoper og brenner tradisjonelt materiale fra hogst- og drivstoffreduksjonsprosjekter, men luftkvalitetsbegrensninger og lengre brannsesonger har gjort åpen haugbrenning mye vanskeligere de siste tiårene3. Videre har åpen haugbrenning vist seg å forårsake potensiell langsiktig skade på jord fra overdreven varme4. Alle disse utfordringene er grunnen til at UBRG utvikler denne teknikken for produksjon av biokull. UBRG har som mål å gi en rimelig og høy tilgjengelighetstilnærming til reduksjon av farlig drivstoff som resulterer i et verdifullt produkt5. Denne tilnærmingen med å gjøre drivstoff om til råstoff og forsøke å skape verdi av trevirke med lav verdi, er full av utfordringer. Denne tilnærmingen bevarer en del av det karbonet, som ellers går tapt ved brenning eller råtnelse, og behandler det til en holdbar form, med en halveringstid som nærmer seg 1000 år i jorda6; Dette er 10-1000 ganger lengre enn oppholdstiden for det meste av organisk materialei jord 7.
Designprosessen for Big Box-ovnen begynte med en gjennomgang av andre derivater av en teknologi som stammer fra Japan. I 2011 rapporterte Inoue et al.8 om karboniseringseffektiviteten og kvaliteten på biokull produsert i "røykfri trekullovn M50" produsert av Moki-selskapet i Japan. Biokull ble produsert i disse små, kjegleformede ovnene med konverteringseffektivitet mellom 13% og 19,5% på tørrmassebasis. Forfatterne fant at verdiene av fast karbon- og karboninnhold i røya var lik verdiene for trekull laget i en retortmetode ved temperaturen på ca. 600 ° C.
Big Box-formen ble først foreslått av Kelpie Wilson i en mulighetsstudie for North Dakota Forest Service om karbonisering av fjerning av lybeltetrær. Wilson foreslo å bruke en modifisert søppelcontainer i stål som en flammehetteovn for behandling av større materiale. Big Box-ovnsdesignet inneholder flere forbedringer av konseptet som hjelper med holdbarhet, brukervennlighet og mobilitet, som beskrevet nedenfor. Wilsons figur inkluderer forslag til gjenbruk av containere som søppelcontainere og oljetanker til dette formålet; Imidlertid har gjenbrukt materiale generelt blitt malt eller galvanisert og kan utsette workshopdeltakere for skadelige kjemikalier i luften.
Utslippene fra Big Box-ovnen er ennå ikke rapportert, men Cornelissen et al.9 gjennomførte utslippstesting på flere forskjellige typer Kon-Tiki-ovner (en dyp kjegleovn) og fant at utslippene generelt var lavere enn fra åpen brenning av biomasseråstoff. De testet også biokullene som ble produsert for polysykliske aromatiske hydrokarboner (PAH) og fant at PAH-nivåene lå godt under det norske grensenivået for tolerabel risiko (MTR) for jord. En livssyklusanalyse av Oregon-ovnen (en grunn pyramideformet ovn) viste at driften av en flammehetteovn i skogen var karbonnegativ, noe som resulterte i en netto binding av atmosfærisk karbon i jord10.
En begrensning ved Big Box-tilnærmingen er vått råstoff. Mens to partier per dag med materiale med stor diameter i disse ovnene er en rimelig forventning i tørre klima og tørt råstoff, er ett parti om dagen en mer fornuftig forventning på steder med høyere luftfuktighet og drivstofffuktighet. Tørt råstoff er mer produktivt; Vått råstoff vil begrense ovnens produktivitet. Vått råstoff på en våt dag virker ikke bra. Vått råstoff mindre enn 10 cm i diameter vil pyrolysere mer fullstendig enn vått råstoff med større diameter. Tørt materiale kan lett pyrolyseres i vått og/eller snøvær. Big Box ovner har vellykket pyrolyzed ovn-lengde tørre logger oppover 0,76 m (30 inches) i diameter og grener ned til mindre enn 1 cm i diameter.
Ovnsdrift behandles som åpen haugbrenning av de fleste luftkvalitetsregulatorer, og i Utah blir tillatelse bare gitt tre dager i forveien, noe som gjør planlegging vanskelig, spesielt i vintermånedene når atmosfæriske inversjoner er vanlige rundt våre lokalsamfunn. Kostnaden ved å gjennomføre en biokullbrenning er mye høyere enn bare å brenne haugene, noe som gir en annen begrensning av denne tilnærmingen. Denne teknikken er den første publiserte lavteknologiske metoden for biokullproduksjon i en skala som gir avkall på kostbar forbehandling av råstoff som sliping og chipping før pyrolysering. Denne metoden er nyttig for de fleste treaktige rusk som ikke har blitt fliset eller behandlet utover å kutte i håndterbare stykkestørrelser. Denne metoden er ikke nyttig for små stykkestore råstoffer eller råmaterialer som vil danne matter eller klumper av materiale som gress, mais stover og risskrog.
Ovn design
BB12 er en dobbeltvegget ovn som er 3,7 m (12 fot) lang, 1,8 m (6 fot) bred og 1,2 m (4 fot høy), laget av 14-gauge stål. Størrelsen og formen kan varieres. Planene er tilgjengelige på UBRGs nettsted11. Ingen luft er tillatt inn i ovnen unntatt på toppen; Dette er avgjørende for å utvikle flammehetten som bruker mesteparten av brennbare materialer når de stiger gjennom varmesøylen. Se figur 1 for detaljer om de indre hjørnene av ovnen. Unntaket er en dreneringsport, referert til som hundedøren, vist i figur 2 fordi den er like stor som en vanlig hundedør. Den har et glidende stykke metall med et håndtak slik at det kan skyves ned lukket når ovnen betjenes og løftes (Forsiktig: Varmt) når den er klar til å dumpe ovnen.
De to veggene er atskilt for å gi et luftgap12 og er åpne på toppen og ikke helt forseglet på bunnen, bortsett fra på det indre av ovnen. Se figur 3 for detaljer om luftspalten og toppen av veggene. Unngå forseglede rom for å unngå problemer under varmeutvidelse og resulterende sammentrekning. Enkeltveggede ovner er fortsatt effektive for å redusere farlige drivstoff og produsere biokull, men den dobbeltveggede ovnen gjør det mulig for utstyr og operatører å komme nær med mindre varmeeksponering. Hvis biokullproduksjon er det viktigste målet, kan en dobbeltvegget ovn være mer effektiv. Hvis reduksjon av farlig brensel er det primære målet og biokull er sekundært, er en enkeltvegget ovn sannsynligvis tilstrekkelig.
Protocol
1. Transport til stedet
- Last BB12 på en tilhenger for transport ved hjelp av enten en minigraver (med tommel) og kjettinger ELLER en 4 x 4 gaffeltruck, ved hjelp av gaffellommene.
MERK: Alle ytterligere referanser til minigraveren antar at den har en betjeningsbar tommel med bøtta. - Fest ovnen til tilhengeren med skrallestropper med en bruddstyrke på over 1,361 kg (3,000 lbs.) hver. Se figur 4 for et eksempel.
- Losse ovnen med minigraver eller gaffeltruck eller binde den til et tre / kjøretøy og kjøre bort, slik at den kan falle på bakken. Når du er på stedet, drar du ovnen på bakken på skiene ved hjelp av en pickup og stropper.
2. Forberedelse på stedet
- Plasser BB12 på en relativt flat overflate (skråninger < 10%) ganske nær vedhaugen, og sørg for at dreneringspanelet for hundedører er på nedoverbakken, hvis du er i en skråning.
NOTAT: Hold dreneringspanelet for hundedør lukket under bruk. - Velg råstoff, som kan være noen treaktige arter. Bruk små, tørre materialer for å få ovnen i gang, spesielt når du arbeider med vått råstoff.
- Samle og haug en tilstrekkelig mengde råstoff for å mate ovnen. Klipp alt råstoffet til en lengde som er kortere enn ovnens maksimale dimensjon, slik at det passer lett inn.
3. Farereduksjon
- Før du tenner, må du kontrollere med lokale brann- og luftkvalitetsmyndigheter for å sikre at brannfaren ikke er for høy for antennelse, og at luftkvalitetsforskriftene ikke påvirker brenningsplanene. Sørg for å varsle lokale brannmyndigheter om planer før antenning.
- Før du tenner, bygg en brannledning (1 fot bred sti skrapt ned til mineraljord) helt rundt ovnen for å forhindre at en brann kryper bort. Forsikre deg om at det er en ladet slange koblet til en tilstrekkelig vannforsyning, avhengig av gjeldende brannfare, for brannkontroll før du antenner ovnen.
4. Lasting og belysning av ovn
- Legg ovnen tilfeldig med råstoff ved hjelp av minigraveren; Størrelsen/rekkefølgen på tilsetningen av råstoffene spiller ingen rolle. Se figur 5 for et bilde av en lastet ovn.
- Pile et lag med mindre diameter drivstoff (råstoff) på toppen av ovnen for å hjelpe til med rask tenning.
- Når den er lastet, tenn ovnen med en dryppfakkel, propanlommelykt eller annen tenningsenhet ved å tenne toppen av ovnen først. Se figur 6 for bilder av belysning av ovnen og ovnsdriften.
5. Stell ovn
- La ovnen brenne ned og tilsett brensel som brannen tillater; Forvent en kort periode med røykproduksjon etter at materialer er lagt til ovnen. Vær oppmerksom på at flammehetten snart vil reformere og fortsette å konsumere brennbare gjenstander når de stiger gjennom varme-/røyksøylen. Pleie ovnen som et bål; Å tilsette for mye drivstoff på en gang vil kvele brannen, men for lite vil føre til at brannen slukker. Se figur 7 for et bilde av en flammehette.
- Overvåk ovnen og den omkringliggende vegetasjonen for gnister eller glør som kan forårsake uønsket antenning.
- Fortsett å tending/laste ovnen på denne måten til ovnen er full / råstoffet er tømt / slutten av skiftet.
6. Slukking
- Når ovnen er full eller nesten full av kull og den flammende forbrenningen viker for ulmende eller glødende forbrenning, slukk for å stoppe forbrenningen og bevare kullene. Figur 8 viser en ovn som er klar til å slukke.
- Bruk en 3,8 cm (1,5 tommer) diameter slange og vannpumpe (ofte referert til som volumpumpe eller søppelpumpe på utleie butikker) fra en vannkilde eller vann lastebil for å slukke ovnen bruker ca 300 liter vann. Drukne kullene; Fortsett å tilsette vann til kullene er i stående vann og rør med minigraveren for å eliminere tørre varme flekker og fortsatt forbrenning. Figur 9 viser slukking med en slange.
- Når ovnen er helt slukket, åpner du hundedøren for å drenere ut vannet, noe som vil gjøre ovnen lettere for å tippe ut biokullet.
7. Tips
- Når ovnen er helt slukket og drenert, dumper du innholdet på bakken ved siden av ovnen.
- Forbered området først ved å bruke maskinen til å konstruere en brannledning rundt rommet der kullene skal være, og skrape bort eventuelle drivstoff, inkludert gress, pinner, børste og logger fra dette rommet.
- Bruk maskinen og kjettinger/stropper til å trekke ovnen over mot maskinen. Figur 10 viser ovnen som tippes av minigraveren.
- Overvåk bom-/hydraulikkslanger/-beslag på minigraveren for varmeeksponering; Plasser av og til baksiden av en hånd først nær og til slutt på disse delene for å sikre at de ikke er for varme til å berøre; I så fall, la dem avkjøles umiddelbart.
8. Kaldt etterfølgende
- Før du forlater stedet, må du sørge for at brannen er slukket ved å flytte hendene gjennom hele mengden biokull som ble produsert. Pass på at det er helt kjølig å ta på for å ringe brannen ut.
MERK: BB12 leveres med lokk som kan brukes til sikkerhetsformål; Hvis en nødsituasjon skulle oppstå, for eksempel en rømt brann eller skade, kan lokkene plasseres på ovnen for å forhindre gnister / glør fra å komme ut av ovnen, og området kan evakueres trygt. Prosedyren kan stoppes når som helst. På steder med høy luftfuktighet der brannfaren generelt er lav, kan det hende at lokk ikke er nødvendig.
Representative Results
Fra oktober til mars pyrolyserte Big Box-ovner ulike typer råstoff til biokull (tabell 1). Jo tørrere og renere drivstoffene er, desto mer produktive er ovnene. Diameteren på drivstoffene er mindre viktig, ovnene har pyrolyserte tømmerstokker i full lengde oppover 76 cm diameter; Men hvis biokullproduksjon er det viktigste aspektet ved prosjektet, er det nødvendig å merke seg at fylling av ovnene med mer konsekvent størrelse råstoff kan gi den høyeste produksjonen av biokull. Ovnene kan drives på en slik måte at de maksimerer biokullproduksjonen, eller de kan drives for å maksimere farlig drivstofforbruk, eller de kan betjenes for å fokusere på et hvilket som helst punkt langs kontinuumet mellom disse noe motsatte målene.
Lokkene er tunge og skarpe og må ikke håndteres alene. Figur 11 viser lokket som flyttes av to personer. Det er best å ha 2-3 personer som passer ovnen; En som betjener maskinen, og de andre holder utkikk etter rømte flekkbranner, kutter materiale med en motorsag som er for lang til å gå inn i ovnen, og plukker opp små biter av brennende materiale som kan ha falt ut av ovnen.
Skiene på bunnen av ovnen gjør at den kan dras korte avstander. Ovnene kan dras minst en kvart mil, på grusveier og over bakken. Figur 12 viser ovnen som slepes. Når den siste delen av en råstoffhaug legges i ovnen, er det mer effektivt å dra ovnen mellom pelene mens den er i drift i stedet for å fullføre batchen og slukke en delvis full ovn, ved hjelp av en pickup og stropper. Det er maljer nær bunnen av ovnen for å feste stropper eller kjeder for å dra. Deretter, en gang på en ny haug, kan operatørene fortsette å laste ovnen i henhold til instruksjonene.
Det vil vanligvis være stokker som ikke pyrolyserer helt til biokull som kan legges til neste ovnsbrenning eller kan spres i skogen som grovt treaktig avfall, som gir økologiske fordeler eller kan brukes til Hügelkultur-applikasjoner (tre er hauget og nedgravd for å lage et hevet hagebed). Figur 13 viser ufullstendig pyrolyserte tømmerstokker, noen ganger kalt bein.
Figur 1: Innvendig i tom ovn. Inne i en tom ovn; Legg merke til mangelen på luftspalter. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 2: Åpne hundedør. Hundedøren er delvis åpnet og vann strømmer ut av ovnen etter at slukkingen er fullført. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 3: Gap mellom vegger. Gapet mellom veggene i ovnen, som ikke viser noen forseglede hulrom. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 4: Ovn sikret for transport. Stropper og tilhenger brukes til å transportere ovnen trygt. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 5: Legge i ovnen. Ovnen blir lastet med russisk oliventre, noe som demonstrerer lastemetoden og mangelen på organisering i ovnen. Et eksempel på en ovn lastet med lette råstoffer. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 6: Belysningsovn. Operatøren bruker dryppbrenner for å topptenne en lastet ovn. Et eksempel på en ovn lastet med tunge materialer. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 7: Flammehette. Flammehette dannet over toppen av ovnen, svært lite synlig røyk kommer fra ovnen; Ren visning til landskapet i bakgrunnen. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 8: Klar til å slukke. En nesten full ovn som skifter fra flammende forbrenning til glødende forbrenning; punktet der slukkingen begynner. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 9: Slukke. En brannslange brukes til å legge ca. 1.100 liter vann på kullene i ovnen for å stanse forbrenningen og bevare røye. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 10: Tipping. En minigraver brukes til å tippe en BB16 Big Box biokullovn for å tømme røya og starte en ny batch. Legg merke til en annen ovn som opererer i bakgrunnen; En maskin kan betjene flere ovner samtidig. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 11: Lokk. To operatører med tunge skinnhansker samarbeider om å legge lokk på ovnen. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 12: Sleping. Stropper brukes til å feste (fortsatt brennende) ovnen fra bunnmaljene til en pickup og stoff over en grusvei til neste haug med råstoff. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 13: Knokler. Ufullstendig pyrolysert materiale, kalt bein, fra forrige batch legges til en ovn før en ny batch startes. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
| Big Box ovner i | Pyrolyse av | Biokull | |
| Logan Ranger-distriktet i Uinta-Wasatch-Cache National Forest i november | 22 000 kg | einer | 14 kubikkmeter |
| Moab, Utah i Januar | 1 200 kg | Russisk oliven råstoff | 8 kubikkmeter |
| Mill Hollow i Uinta-Wsatch-Cache National Forest i november | 25 000 kg | stor diameter Engelmann gran og subalpin gran | 16 kubikkmeter |
| I nærheten av Dillon, Montana, i oktober | 10 000 kg | Douglas gran råstoff | 10 kubikkmeter |
| Pine Valley Ranch, Utah, i mars | 24 000 kg | kvakkosp, subalpin gran, Engelmann Granråstoff | 14 kubikkmeter |
Tabell 1: Pyrolyse av ulike råstoffer ved hjelp av Big Box-ovner.
Discussion
Vanligvis samles en del av biokullet som produseres på stedet av workshopdeltakere i bøtter eller poser og brukes på folks hager eller landbruksprosjekter. Biokull er sprø og kan brytes i små biter for lettere å innlemme i jorden ved å kjøre over den med et kjøretøy, tråkke på den med en hard overflate under, eller mose den med bøtte på minigraveren. Dette materialet kan også refereres til som kull og har blitt samlet inn for utendørs trekull matlaging, potensielt gi et lokalt hentet materiale for å legge til de kulinariske egenskapene til et måltid.
Ved å sammenligne Big Box flammehette biokullovner med andre biokullproduksjonsmetoder12, kan mobile karbonisatorer behandle 63 502 kg per dag (70 tonn), sammenlignet med 12 500 kg per dag med en Big Box-ovn. Kostnaden for mobile karbonisatorer er mye høyere enn en Big Box-ovn, som starter på $ 500.000 å kjøpe, i motsetning til mindre enn $ 10.000 for å få produsert en Big Box-ovn. Selv om en enkelt Big Box-ovn bare kan behandle 20% av materialet som en mobil karbonisator kan, vil det koste bare 2% av kjøpesummen for en mobil karbonisator.
Oppvarmede skrueovner kan behandle opptil 5,443 kg biomasse per dag, som et annet eksempel, noe som er mye lavere enn kapasiteten på 12,500 kg per dag i Big Box-ovner. I tillegg kan kostnaden for forbehandling (chipping) materialet være mer enn å faktisk pyrolysere materialet. Videre vil raffinerte maskiner som den oppvarmede skruen ikke tolerere skittent råstoff som er vanlig i skogsdrift; en spade full av jord kan stenge en skrue ovn mens en Big Box ovn kan tolerere flere spader av jord uten vesentlig innvirkning på driften. Endelig kan kostnaden for en skrueovn lett være 10 ganger den for en Big Box-ovn.
Den første Big Box ovn konstruert er referert til som BB16 som den måler 4,9 m (16 ft) lang med 2,4 m (8 ft) bred og er en enkeltvegget konstruksjon. Den var opprinnelig 1.8m (6 ft) høy og veide nær 1,360 kg (3,000 lbs.), Noe som krevde en større gravemaskin, en kvalifisert operatør og en lavgutttrailer, noe som førte til planleggingsutfordringer. Denne tilnærmingen var overdimensjonert for å håndtere de typiske drivstoffbelastningene i Utah, og på 1,8 m (6 fot) høy var det veldig vanskelig å tenne eller se hva som foregikk nede i ovnen. For å løse disse problemene, for bedre å skalere denne tilnærmingen til Utahs drivstoffbelastninger, og for å gjøre den mer tilgjengelig for den gjennomsnittlige skogforvalteren, ble høyden redusert til 1,2 m (4 fot) høy. Dette gjør det lettere å se inn i og å tenne. Det fikk det også ned til 1,043 kg (2,300 lbs.), Noe som gjorde det overkommelig å transportere med en mer tilgjengelig pickup og tilhenger, og å flytte og betjene med en minigraver som ikke krever tidligere erfaring og kan leies fra de fleste utstyrsutleiebutikker.
Den andre ovnen bygget av UBRG er en dobbeltvegget konstruksjon, noe som gir bedre varmebeskyttelse til operatørene og utstyret i nærheten av ovnen og muliggjør jevnere oppvarming inne i ovnen13. En del av denne modifikasjonen var å gå fra 12-guage stål til 14-gauge stål, som er tynnere og lettere. UBRG har gjort dusinvis av brannskader i disse ovnene, og mens de blir litt bøyd opp i flekker, viser de ennå ingen åpenbare tegn på varmerelatert metallutmattelse. Det er sannsynlig at ytterligere læring vil skje, og det er rikelig rom for fortsatt innovasjon.
Den dobbeltveggede BB12 er designet som har fått mest oppmerksomhet og er kanskje den mest tilgjengelige / praktiske for drivstoff i Intermountain West. Større ovner vil være mer hensiktsmessig med flere / større drivstoff, for eksempel Nordvest-USA. Denne metoden har vist seg opp til en 4,9 m (16 fot lang ovn). Til dags dato har Big Box-ovner blitt bygget av andre parter i Utah, Colorado, Montana, Texas og New York.
Ovnene kan brukes for å maksimere biokullproduksjonen eller maksimere reduksjon av farlig brensel, eller et sted mellom. Hvis farlig brenselreduksjon er det primære målet, kan ovnene lastes tilfeldig og slokkes bare når ovnen er full av kull. Hvis brannfaren rundt er lav, for eksempel når bakken er dekket av flere centimeter snø, kan ovnene stables høyt med brensel om kvelden før skiftets slutt og la brenne hele natten; Dermed forbruker drivstoff i et kontrollert rom. Hvis biokullproduksjon er det primære målet, kan råstoffet sorteres i like størrelser og ovnene lastes med lignende størrelsesklassemateriale og slokkes ofte for å bevare kullene. Vanligvis er det en blanding av disse motstridende målene, og ovnene drives mellom disse to ytterpunktene. Råstoffartene er mindre viktige med mindre det er et biokull med bestemte egenskaper som er målet.
En begrenset mengde røyk kommer ut av disse ovnene; Tanken er at flammehetten forbruker de brennbare gjenstandene når de stiger gjennom varmesøylen. I 2019 og 2020 tok Utah Smoke Management System-koordinator Paul Corrigan med seg utslippstestutstyret sitt til Big Box biokullovndemonstrasjoner nær Logan, i Nord-Utah, og Moab, i Sør-Utah. I begge tilfeller registrerte utstyret ingen økning i utslipp fra ovnene fordi flammehetten forbruker brennbare materialer når de stiger gjennom varmekolonnen. I april 2023 gjennomfører USDA Forest Service Fire Labs utslippstestteam utslippstesting på ovnene i Tooele, Utah; Disse resultatene er ennå ikke tilgjengelige.
Arbeiderne som pleier ovnen vil trenge brannslukningsverktøy som spader, raker, Pulaskis og motorsager. Beste praksis inkluderer at alle mennesker til stede bruker sikkerhetsutstyr som skinnhansker, øyevern, brannsikre klær eller i det minste naturlige fiberklær; Syntetiske klær må unngås. Harde hatter og skinnstøvler, lange ermer og bukser bidrar til å beskytte operatørene.
Nødkommunikasjon; Beredskapsplanlegging: Plasseringen (ofte fjerntliggende) av operasjonen må vurderes i tillegg til muligheten for en nødsituasjon og kommunikasjonsbehovene rundt denne. Det er avgjørende å vite hvor lokal mobiltelefon mottak kan fungere best; en satellittelefon eller nødpeilesender som en Garmin InReach vil være sterkt anbefalt. Det er viktig å ikke jobbe alene.
Ved brann i rømt glør/spott må lokket plasseres på ovnen for å hindre at ytterligere gnister kommer ut av ovnen. Maskineriet må brukes til raskt å grave en brannledning rundt punktbrannen, og de brennende drivstoffene må skilles fra de uforbrente drivstoffene. Vannkilden må brukes til å slukke brannen. Hvis slukking ikke kan skaffes umiddelbart, ring 911.
Biokull fra Big Box ovner har vært preget av Control Laboratories i Watsonville, CA ved hjelp av International Biochar Initiative (IBI) Laboratory Tests for Certification Program og resultatene viser 85% organisk karbon og 8% aske; Dette kjennetegner et biokull av moderat høy kvalitet. Samarbeidspartnere eksperimenterer med å legge roll-off coasters på bunnen, ligner på store søppelcontainere, samt en dør som er en av endeveggene for å hjelpe til med å fjerne det ferdige biokullet. Det gjenstår å se om disse funksjonene forblir operable etter ekstrem varmeeksponering.
Disclosures
Forfatteren har ingen interessekonflikt å oppgi.
Acknowledgments
Jeg vil gjerne anerkjenne Kelpie Wilson fra Wilson Biochar, Utah Bureau of Land Management, USDA Forest Service, Utah Division of Forestry, Fire and State Lands, Utah Public Lands Initiative Grant Program, Utah State University Extension Grant Program, Brandon Barron of Burns, OR, ANR Fabrication of Logan, Utah og US Biochar Initiative.
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
- Hardy, C. C. Wildland fire hazard and risk: Problems, definitions, and context. Forest Ecology and Management. 211 (1-2), 73-82 (2005).
- Wollstein, K., O'Connor, C., Gear, J., Hoagland, R. Minimize the bad days: Wildland fire response and suppression success. Rangelands. 44 (3), 187-193 (2022).
- Hessburg, P., Reynolds, K., Keane, R., James, K., Salter, R. Evaluating wildland fire danger and prioritizing vegetation and fuels treatments. Forest Ecology and Management. 247 (1-3), 1-17 (2007).
- Busse, M. D., Shestak, C. J., Hubbert, K. R. Soil heating during burning of forest slash piles and wood piles. International Journal of Wildland Fire. 22 (6), 786-796 (2013).
- Galinato, S. P., Yoder, J. K., Granatstein, D. The economic value of biochar in crop production and carbon sequestration. Energy Policy. 39 (10), 6344-6350 (2011).
- Spokas, K. A. Review of the stability of biochar in soils: predictability of O:C molar ratios. Carbon Management. 1 (2), 289 (2010).
- Duku, M. H., Gu, S., Hagan, E. B. Biochar production potential in Ghana-A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 15 (8), 3539-3551 (2011).
- Inoue, Y., Mogi, K., Yoshizawa, S. Properties of cinders from red pine, black locust, and henon bamboo. Asia Pacific Biochar Conference, APBC Kyoto. , (2011).
- Cornelissen, G., et al. Emissions and char quality of flame-curtain "Kon-Tiki" kilns for farmer-scale charcoal/biochar production. PLoS ONE. 11 (5), e0154617 (2016).
- Puettmann, M., Kamalakanta, S., Wilson, K., Oneil, E. Life cycle assessments of biochar produced from forest residues using portable systems. Journal of Cleaner Production. 250 (2020), 119564 (2020).
- McAvoy, D. J. Utah Biomass Resources Website. , Available from: https://www.usu.edu/ubrg/biochar/simple-kiln-technology (2017).
- Adam, J. C. Improved and more environmentally friendly charcoal production system using a low-cost retort-kiln (Eco-charcoal). Renewable Energy. 34 (8), 1923-1925 (2009).
- Amonette, J. E., et al. Biomass to biochar: Maximizing the carbon value. Pullman, WA: Washington State University, Center for Sustaining Agriculture and Natural Resources. , Available from: https://csanr.wsu.edu/biomass2biochar/ (2021).
