Новая технология быстро превращает навоз домашнего скота в биоуголь

Учеными была разработана технология, позволяющая быстро, в течение дня, перерабатывать навоз домашнего скота, который является серьезной проблемой в животноводстве, в ценное «черное золото», богатое углеродом.

Доктор Ю Джи Хо и его исследовательская группа из Лаборатории исследования чистого воздуха Корейского института энергетических исследований (KIER) разработали процесс, который мгновенно превращает навоз домашнего скота в биоуголь (биомасса и древесный уголь) на животноводческих фермах. Используя процесс, разработанный исследовательской группой, можно за один день превратить 10 тонн навоза в биоуголь.

По состоянию на 2022 год объем произведенного навоза составил около 50 миллионов тонн, из которых 87% используется в качестве компоста и жидких удобрений после длительного ферментации. Однако во время этого длительного процесса очистки, который может длиться более 60 дней, выделяется закись азота (N 2 O), парниковый газ, в 300 раз более сильный, чем углекислый газ.

Кроме того, также выбрасывается аммиак (NH 3), вызывающий образование сверхтонкой пыли и неприятных запахов, на долю которого приходится 70% общих выбросов по всей стране. Это привело к постоянным жалобам на запах, ставшим хронической проблемой для животноводов.

Биоуголь привлекает внимание как альтернативное решение этих проблем. Преобразование навоза домашнего скота в биоуголь не только полностью предотвращает выбросы закиси азота и аммиака, но также поглощает углерод из воздуха и может изолировать его, что делает его жизнеспособным средством достижения углеродной нейтральности в животноводческом секторе.

Следовательно, правительство определило биоуголь в качестве основной технологической области для достижения углеродной нейтральности в животноводческом секторе и планирует расширить использование биоугля и улучшить использование навоза на животноводческих фермах посредством «Стратегии сокращения выбросов парниковых газов и зеленого роста в секторе животноводства до 2030 года».

В основе процесса Manure To Biochar (MTB), разработанного исследовательской группой, лежит технология обезвоживания и сушки, которая снижает содержание влаги в навозе домашнего скота, которое превышает 80%, до менее 20%.

Исследовательская группа успешно спроектировала и построила интегрированную систему, которая сочетает в себе процесс сушки, принадлежащий KIER, процесс обезвоживания Корейского института машин и материалов (KIMM), процесс предварительной обработки от DULI TECH Co., Ltd. и пиролиз. Технология YOUGI IND Co., Ltd. для достижения оптимальной производительности. Благодаря этому общее потребление энергии может быть значительно снижено (менее чем на одну десятую) по сравнению с традиционным методом вращающейся печи.

Процесс начинается с винтового сепаратора твердой и жидкой фаз, разработанного KIMM. Этот сепаратор снижает содержание влаги в навозе скота, составляющее более 80%, до менее 60%. Энергия, используемая на этом этапе, сведена к минимуму до 1% от энергии, используемой в традиционных процессах, основанных на нагреве, таких как метод вращающейся печи (горизонтальной, цилиндрической). Отделенные куски навоза затем мелко измельчаются до размера менее 1 см с помощью трехступенчатой ​​лопастной дробилки, разработанной DULI TECH Co., Ltd.

Этот процесс был продемонстрирован на пилотном участке в округе Чхонъян, Чунгнам, способном перерабатывать 10 тонн навоза в день. Исследовательская группа успешно отработала 100 часов процесса, доказав его коммерческую жизнеспособность. В частности, разработанное КИЭР сушильное устройство F-COMB является высококонкурентным по энергоэффективности, себестоимости и удобству.

Планируется увеличить производительность до более чем 100 тонн в день для удовлетворения внутреннего спроса, а также международного спроса со стороны Китая, Австралии и Индонезии, которые настаивают на экологически безопасном управлении и переработке отходов.

Большая часть навоза домашнего скота в Корее компостируется, и отсутствуют меры по сокращению выбросов парниковых газов и ультрамелких частиц пыли, выбрасываемых во время этого процесса. Разработанный нами процесс представляет собой недорогой и высокоэффективный процесс, который позволяет немедленно превращать навоз домашнего скота в биоуголь на месте и служит ключевой технологией для предотвращения экологических проблем в животноводческом секторе и выбросов парниковых газов.

Источник: Национальный исследовательский совет по науке и технологиям