Научная работа "ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ АРГАЛОБРИКЕТА, ЗАМЕНЯЮЩЕГО УГОЛЬ И ДРОВА, В УСЛОВИЯХ СЕЛЬСКОЙ МЕСТНОСТИ"

МБОУ «Амитхашинская СОШ» Агинский район

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ АРГАЛОБРИКЕТА,

ЗАМЕНЯЮЩЕГО УГОЛЬ И ДРОВА,

В УСЛОВИЯХ СЕЛЬСКОЙ МЕСТНОСТИ

Автор:

Цырегмаева Арюна Бабуевна

Россия, Забайкальский край, Агинский район, с. Амитхаша

МБОУ «Амитхашинская СОШ», 11 класс

      Научный руководитель:

Бабужапова Номин Будожаповна

учитель биологии

МБОУ «Амитхашинская СОШ»

с.Амитхаша, 2023г

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ АРГАЛОБРИКЕТА, ЗАМЕНЯЮЩЕГО УГОЛЬ И ДРОВА, В УСЛОВИЯХ СЕЛЬСКОЙ МЕСТНОСТИ

Цырегмаева Арюна Бабуевна

Россия, Забайкальский край, Агинский район, с. Амитхаша МБОУ «Амитхашинская СОШ», 11 класс

Аннотация

Данная работа посвящена изучению биотоплива – аргалобрикета, как дополнительного источника энергии, а также его использование, вместо дров и угля, в сельской местности.

Я живу в селе Амитхаша, а КРС держим на стоянке вблизи села Цокто-Хангил, так  каждое лето я провожу на стоянке, а зимой помогаю с уборкой аргала (навоза) родителям. В прошлом году я задумалась, а куда кроме как удобрения на огород, утепления стойбищ домашних животных, можно было бы использовать огромные «горы» аргала (навоза), которые остаются из года в год и потом превращаются в чернозем. Вместе с руководителем, мы решили изучить данную проблему, думаю, у нас получилось придумать, куда можно было бы фермерам использовать аргал (навоз) в качестве источника альтернативной энергии, даже в производственных масштабах, без ущерба и загрязнения окружающей среды.

 В условиях сельской местности Забайкальского края вполне можно заменить дрова и каменный уголь на сухой навоз (с бурятского языка - аргал). До сих пор буряты, живущие в автономном районе Внутренней Монголии в Китае и республике Монголия, свои кирпичные дома и юрты топят сухим навозом. А, мы предлагаем аргалобрикет, который можно сделать в двух вариантах:

·        первый аргалобрикет в состав, которого входят сухой навоз в измельченном виде, пыль каменного угля, солома, глина и вода.

·        второй аргалобрикет прессованный в состав, которого входят сухой навоз, солома и вода  (приложение 2)

В этой работе рассматриваются две главы, включающие теоретическую и практическую части.

1.1. « Виды современного топлива и проблемы использования» включает в себя характеристику основных современных видов топлива и экологических проблем, которые возникают при их использовании.

1.2.«Биотопливо и его виды» рассказывает о разных видах биотоплива.
          1.3. «Аргал как возобновляемый и экологически безопасный источник энергии»  дает сведения об использовании навоза (аргала) как альтернативного источника.

         1.4.  Выброс  вредных веществ в атмосферу при сжигании каменного угля в котельных и вырубка лесов являются одними из основных проблем загрязнения окружающей среды.

Практическая часть подразумевает изготовление брикета из аргала и исследование эффективности с предложением по уменьшению энергетического загрязнения окружающей среды.

План исследований

             Рост энергопотребления – одна из самых устойчивых и опасных тенденций развития мирового сообщества. Во второй половине ХХ века при удвоении народонаселения энергопотребление возросло в 50 раз. И процесс этот продолжается. По прогнозам Всемирного энергетического совета к 2022 году общее энергопотребление человечества увеличится ещё в 1,5 раза. Однако и на этом уровне энергопотребление не остановится, а будет увеличиваться и далее. Одна из главных причин роста потребления энергии – увеличение числа автомобилей: если сегодня оно составляет 900 млн., то за ближайшие 20 лет возрастет до 1,5 млрд. Энергетика стала одним из главных факторов разрушения биосферы, и в первую очередь – потепление климата. Так как растет энергопотребление во всем мире, перед учеными стоит задача найти альтернативу современным видам топлива. Один из вариантов использование биотоплива, в частности сухого навоза (аргала) в брикетах.

В отсутствии баллонов с газом, газификации домов, малого количества домов с централизованным отоплением, электрокотлами, сельским жителям приходится вырубать деревья, поскольку им ежедневно требуется топливо. Вырубка лесов на дрова не остановится, пока у граждан не будет других дешевых и доступных источников энергии. В этом мы видим актуальность данной работы.

Поэтому, мы перед собой поставили конкретную цель: изготовить и исследовать эффективность аргалобрикета   в сельской местности.

В рамках указанной цели выделяются следующие задачи:

1.      Сделать анализ источников биотоплива, в частности аргала (навоза) как альтернатива углю и дровам.

2.      Изготовить брикеты из аргала путем смешивания и прессования

3.      Исследовать эффективность аргалобрикета (интервью, соц. опрос)

4.      Исследовать экспериментальным путем теплоотдачу аргалобрикета

5.      Исследовать  особенности аргалобрикета.

6.      Исследовать перспективу открытия предприятия малого бизнеса по производству аргалобрикетов.

Объект исследования: аргалобрикет

Предмет исследования: альтернативный источник энергии, заменяющий твердое топливо и еще как один из путей решения проблемы загрязнения окружающей среды.

Научная новизна заключается в следующем: изготовление альтернативного источника энергии – аргалобрикета в сельской местности своими руками, имеющего перспективы применения в будущем.

Практическое применение аргалобрикет может быть востребован в бытовом хозяйстве. Данный продукт имеет прикладной характер и может быть использован в массовом порядке.

Гипотеза заключается в следующем: аргалобрикет может стать альтернативой углю и дровам, а также современным видам топлива, которые решают и проблему загрязнения окружающей среды. (Приложение)

Научная статья

1.      Виды современного топлива и проблемы использования

     Наиболее известные виды современного топлива это: нефть и продукты ее переработки (бензин, мазут и т.д.), газ и уголь. Рассмотрим каждый из этих видов.
          Нефть — жидкость от светло-коричневого (почти бесцветная) до тёмно-бурого (почти чёрного) цвета (хотя бывают образцы даже изумрудно-зелёной нефти). Нефть представляет собой смесь около 1000 индивидуальных веществ, из которых большая часть — жидкие углеводороды и другие органические соединения, преимущественно сернистые, азотистые и кислородные, а также металлоорганические соединения (в основном ванадиевые и никелевые); остальные компоненты — растворённые углеводородные газы, минеральные соли, растворы солей органических кислот и др., механические примеси (частицы глины, песка, известняка). Нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом хозяйстве. Её доля в общем потреблении энергоресурсов непрерывно растет: 3 % в 1900, 5 % перед 1-й мировой войной 1914—1918, 17,5 % накануне 2-й мировой войны 1939—45, 24 % в 1950, 41,5 % в 1972, 48 % в 2004.Мировая добыча нефти в настоящее время составляет около 3,8 млрд. т в год, или 30 млрд. баррелей в год. Таким образом, при нынешних темпах потребления, разведанной нефти хватит примерно на 40 лет, неразведанной — ещё на 10—50 лет. Также растёт и потребление нефти — за последние 35 лет оно выросло с 20 до 30 млрд. баррелей в год. [7, стр.154]
          Природный газ — смесь газов, образовавшаяся в недрах земли при анаэробном разложении органических веществ. Основную часть природного газа составляет метан (CH₄) — до 98 %. В состав природного газа могут также входить более тяжёлые углеводороды — гомологи метана, а также другие не углеводородные вещества. Чистый природный газ не имеет цвета и запаха. Чтобы можно было определить утечку по запаху, в газ добавляют небольшое количество веществ, имеющих сильный неприятный запах. Для облегчения транспортировки и хранения природного газа его сжижают, охлаждая при повышенном давлении. Природный газ находится в земле на глубине от 1000 метров до нескольких километров. Скважины стараются разместить равномерно по всей территории месторождения. Это делается для равномерного падения пластового давления в залежи. Иначе возможны перетоки газа между областями месторождения, а так же преждевременное обводнение залежи. В 2005 году в России объём добычи природного газа составил 548 млрд. м. В 2009 году США впервые обогнали Россию не только по объему добытого газа (624 млрд. м³ против 582,3 млрд. м³), но и по объему добычи товарногогаза.[8,стр64]
Уголь — вид ископаемого топлива, образовавшийся из частей древних растений под землей без доступа кислорода. Каменный уголь — осадочная порода, представляющая собой продукт глубокого разложения остатков растений. Бурый уголь — твердый ископаемый уголь, образовавшийся из торфа, содержит 65—70 % углерода, имеет бурый цвет, наиболее молодой из ископаемых углей. Используется как местное топливо, а также как химическое сырье. Способы добычи угля зависят от глубины его залегания. Разработка ведется открытым способом в угольных разрезах, если глубина залегания угольного пласта не превышает 100 метров. Для извлечения угля с больших глубин используются шахты. Самые глубокие шахты на территории Российской Федерации добывают уголь с уровня чуть более 1200 метров.
           При использовании этих видов топлива нередко возникают экологические проблемы, которые постепенно разрушают биосферу. В результате антропогенного воздействия атмосфера пополняется такими ядовитыми газами, как метан, оксиды азота, угарный и углекислый газ, сернистый газ, пары бензина и др. Автотранспорт – основной загрязнитель воздуха в крупных городах (от 60% до 80%). Один автомобиль в среднем выбрасывает в атмосферу около 200кг окиси углерода, 60кг оксидов азота, 40кг углеводородов, 3кг металлической и резиновой пыли, 2кг бензопирена. Главный химический загрязнитель атмосферы сернистый газ(SO₂), выделяющийся при сжигании каменного угля, сланцев, нефти. Сернистый газ, поднимаясь в атмосферу и соединяясь с водой, образует серную кислоту, которая входит в состав кислотных дождей, разрушающих растительность Земли. Одна из глобальных экологических проблем - парниковый эффект. Парниковые газы (углекислый газ, метан, оксиды азота), концентрируясь в атмосфере, препятствуют уходу тепловых лучей, вследствие чего повышается температура воздуха (за последние 100 лет температура повысилась на 0,3-0.6⁰C). Еще одна проблема - озоновые дыры. Содержание озона уменьшается из-за возрастания в атмосфере доли окиси азота и сокращения доли кислорода

1.2. Биотопливо и его виды

          Энергетический бюджет мира углеводородный: за счет нефти, угля и газа получается более 80% производимой энергии. Это вдвойне опасно, поскольку не только ведет к повышению концентрации диоксида углерода в атмосфере, но и чревато истощением источников энергии. Мировое сообщество предпринимает активные попытки снизить зависимость энергетики от ископаемого топлива. Одно из новых направлений развития современной энергетики - использование биотоплива.
            Биотопливо — это топливо из биологического сырья, получаемое, как правило, в результате переработки стеблей сахарного тростника или семян рапса, кукурузы, сои. Существуют также проекты разной степени проработанности, направленные на получение биотоплива из целлюлозы и различного типа органических отходов, но эти технологии находятся в ранней стадии разработки или коммерциализации. Различается жидкое биотопливо (для двигателей внутреннего сгорания, например, этанол, метанол, биодизель), твёрдое биотопливо (дрова, солома) и газообразное (биогаз, водород).

1) Твердое биотопливо:

а) Дрова – древнейшее топливо, используемое человечеством. Для увеличения производства энергии за счет использования древесины как топлива на землях, непригодных для сельскохозяйственного использования, создаются плантации быстрорастущих пород деревьев - тополя, ивы, которые в возрасте 15 лет дают до 150 м³ древесины с 1 га. При сжигании древесины в атмосферу выделяется столько диоксида углерода, сколько его было усвоено растениями при накоплении фитомассы.
б) Топливные гранулы (пеллеты) — биотопливо, получаемое из торфа, древесных отходов и отходов сельского хозяйства. Представляет собой цилиндрические гранулы стандартного размера.

 Энергоносители биологического происхождения брикетируются, сушатся и сжигаются в каминах жилых домов и топках тепловых электростанций, вырабатывая дешёвое электричество, используемое в бытовых и производственных нуждах. В последнее время разработаны методы непосредственного получения электричества с помощью специальных бактерий при сбраживании биологических отходов.
2) К  жидким  биотопливам относятся: биоэтанол, диметиловый эфир, биодизель. 
3) К газообразным биотопливам относятся:  биогаз, биоводород. [8,cтр.128]     

1.3.Выброс вредных веществ в атмосферу при сжигании каменного угля в котельных - проблема  загрязнения окружающей среды

В качестве твердого топлива в теплоэнергетике используют угли (бурые, каменные, антрацитовый штыб), горючие сланцы и торф. Горючая часть топлива включает органическую, состоящую из углерода, водорода, кислорода, органической серы, и неорганическую части (в состав горючей части топлива ряда месторождений входит пиритная сера FeS2). Негорючая (минеральная) часть топлива состоит из влаги и золы. Основная часть минеральной составляющей топлива переходит в процессе сжигания в летучую золу, уносимую дымовыми газами. Другая часть в зависимости от конструкции топки и физических особенностей минеральной составляющей топлива может превращаться в шлак. Зольность отечественных углей колеблется в широких пределах (10— 55 %). Соответственно изменяется и запыленность дымовых газов, достигая для высокозольных углей 60—70 г/м 3 . Химический состав золы твердого топлива достаточно разнообразен. Обычно зола состоит из оксидов кремния, алюминия, титана, калия, натрия, железа, кальция, магния. Кальций в золе может присутствовать в виде свободного оксида, а также в составе силикатов, сульфатов и других соединений. Более детальные анализы минеральной части твердых топлив показывают, что в золе в небольших количествах могут быть и другие элементы, например, германий, бор, мышьяк, ванадий, марганец, цинк, уран, серебро, ртуть, фтор, хлор. Микропримеси перечисленных элементов распределяются в различных по размерам частиц фракциях летучей золы неравномерно, и обычно их содержание увеличивается с уменьшением размеров этих частиц. В составе золы твердых видов топлива могут присутствовать радиоактивные изотопы калия, урана и бария. Эти выбросы практически не влияют на радиационную обстановку в районе ТЭС, хотя их общее количество может превышать выбросы радиоактивных аэрозолей на АЭС той же мощности. Твердое топливо может содержать серу в следующих формах: колчедана Fe2S и пирита FeS2, в составе молекул органической части топлива и в виде сульфатов в минеральной части. Соединения серы в результате 5 горения превращаются в оксиды серы, причем около 99 % составляет сернистый ангидрид S02. Сернистость углей в зависимости от месторождения составляет 0,3— 6,0 %. Сернистость горючих сланцев достигает 1,4—1,7 %, торфа—0,1 %.

К вредным воздействиям ТЭС следует отнести и выбросы теплоты, приводящие к тепловому загрязнению окружающей среды. Энергетический баланс угольной ТЭС складывается таким образом, что потребителю отдается только 30-35 % энергии, полученной при сжигании топлива. Примерно 10 % теплоты уходит в атмосферу с дымовыми газами, а более 50 % отводится в процессе охлаждения конденсаторов турбин либо водой, забираемой из рек или водоемов, либо в градирнях. Происходящее при этом тепловое загрязнение водоемов при недостаточности защитных мер способно нарушить условия обитания водной флоры и фауны, привести к развитию в водоемах нежелательных биологических процессов (разрастанию сине- зеленых водорослей и т.п.).    Тепловые выбросы ТЭС воздействуют на окружающую среду, меняя микроклимат в районе ее размещения, а при больших концентрациях мощности могут привести к изменению циркуляции воздушных масс, их температуры и влажности. Таким образом, участие энергетических предприятий (ТЭС, котельных) в загрязнении окружающей среды продуктами сгорания, твердыми отходами и низкопотенциальным теплом значительно.

1.4. Вырубка лесов как экологическая проблема

Упадок тяжелой промышленности в 90-х годах прошлого века в значительной степени помог исправить проблему загрязнения воздуха в России, которая уже приобретала опасные масштабы, ведь во времена СССР уровень загрязненности воздуха был одним из самых высоких в мире. Советское правительство не предполагало, что вырубка лесов, уменьшающая поглощение углекислого газа из воздуха, может представить какую-то проблему. Для наращивания мощностей производства не жалели никаких природных ресурсов, а густой дым над трубами заводов считался доказательством небывалых технократических и промышленных свершений. И вызывал чувство гордости вместо логичной в этом случае тревоги за окружающую среду и свое здоровье.
       Как известно лес является зелёными лёгкими земного шара. Именно благодаря ему воздух обогащается кислородом и очищается от вредных примесей. Хозяйственная деятельность человека привела к тому, что вырубка лесов ведётся катастрофическими темпами, а восстановление зелёного массива земного шара оставляет желать лучшего.
Из-за массовой вырубки лесов и неправильной агротехники земель сельскохозяйственного назначения плодородный слой почвы неуклонно истощается.

Вырубка лесов на дрова не остановится, пока у граждан не будет других дешевых и доступных источников энергии. В этой ситуации необходимо увеличить производство коровьего навоза для топлива. Одного большого животного достаточно, чтобы семья весь год использовала сухой навоз в качестве топлива! Существует ряд экономических, социальных и экологических преимуществ, из-за которых сухой навоз может быть назван идеальным источником энергии.

Истребление лесов влечет за собой недостаток воды. Из-за недостатка воды гибнут от жажды многие животные: олени, зайцы, другие травоядные; уменьшается популяция хищников, которые не находят добычи. Таким образом, с постепенным истощением живой природы, исчезновением диких животных, забоем домашних коз и овец, леса становятся пустынными, растительность в них деградирует из-за отсутствия удобрения. Исчезают целые виды растений, в частности – лекарственных трав. У тех, которые еще остались, уменьшилась эффективность лекарственных свойств. [10, стр.19-22]

Вывод: Энергетика стала одним из главных факторов разрушения биосферы, и в первую очередь – потепление климата. Так как растет энергопотребление во всем мире, перед учеными стоит задача найти альтернативу современным видам топлива. Одним  из вариантов является использование биотоплива, такого как аргалобрикет.

Глава II  Практическая часть

2.1Навоз (аргал) как возобновляемый и экологически безопасный источник  энергии

Самым распространенным видом органических удобрений с незапамятных времен считается навоз (аргал). Смесь животных экскрементов и подстилки, конечно, выглядит не лучшим образом, да и запах у нее специфический, но при этом в ней содержится различное количество основных питательных веществ – азота, фосфора, калия и других микроэлементов. Стоит такое удобрение в наше время немалых денег.

         Ценность навоза (аргала) может быть различной — все зависит от того, что за животное его «произвело», какими растениями кормили скотину, сколько подстилки использовали и сколько эту смесь хранили. Кстати, последний фактор крайне важен, потому что навозом нужно пользоваться осторожно, с умом. Свежий навоз может навредить вашему огороду, так как в нем содержится множество различных семян сорняков, которые успешно прорастут на вашей грядке. Некстати придется и большое количество азота, содержащегося в этом удобрении — он может обжечь растение. На огороде свежий навоз используют лишь осенью, на пустых грядках, во время перекопки участка. Под плодовые деревья его можно укладывать и ранней весной, но делать это нужно аккуратно, так чтобы слой удобрения не соприкасался с корой растения и не обжег его.  Эффективность такого удобрения обычно израсходуется за один год и для обогащения почвы представляет небольшой интерес. То ли дело, перепревший навоз. Он представляет собой однородную черную массу, в которой нет отдельных соломинок. Перепревшее удобрение можно использовать практически круглый год, главное знать: куда и сколько положить. Картофельные поля, плодовые кусты и деревья, к примеру, удобряют перепревшим навозом осенью. А вот на грядки его укладывают весной, в день посадки растения. В борозды вносят около 500-700 г навоза на метр, а под рассаду насыпают 250-500 г в каждую лунку. В любом случае, помните о том, что навоз способен обжечь растение, а значит, их обязательно нужно отделять слоем земли. Дозы внесения навоза также зависят от вида почвы. Так, тяжелым (глинистым) почвам требуется в два раза меньше удобрения, чем легким (песчаным). В теплицах навоз используется, как правило, весной. Набивку органического удобрения можно сделать и осенью, но хранить ее нужно в уплотненном состоянии. После зимы навоз разрыхляют и покрывают слоем питательного грунта. Если же набивку вы решили делать все-таки весной, то приступайте к ней после того, как оттает почва внутри теплицы. Навоз вносите в вырытую траншею, сверху полейте его горячей водой и засыпьте грунтом толщиной 20–25 см. После чего накройте траншею пленкой, чтобы вызвать процесс горения. Такая набивка будет эффективна при выращивании огурцов или помидоров. [5, стр.54]

          Помимо свежего и перепревшего навоза в сельском хозяйстве также активно используется перегной (это конечное состояние навоза). При длительном хранении такое удобрение теряет свои питательные вещества почти в 3 раза, но при этом в нем значительно уменьшается количество азота. Чтобы навоз не терял свою массу, можно перекрыть к нему доступ кислорода из воздуха. Для этого кучу нужно хорошо уплотнить, таким образом, навоз не будет сильно разогреваться и быстро разлагаться. Если хранить навоз в таком состоянии, то значительных потерь в его объеме вы сможете избежать.

Удобрять растения можно и навозной жижей. Ее еще называют коровяком. Получить такое удобрение можно, разведя 1 ведро свежего навоза на 10 ведер воды. Коровяк хорош тем, что в нем все питательные элементы содержатся в растворенном состоянии. Его можно вносить даже в зимнее время, на промерзшую землю (не более 2 л на метр). Летом коровяк используют для подкормок. Такое удобрение подходит для всех культур, но эффективнее всего использовать его под капусту и корнеплоды.

В таблице приведен сравнительный анализ удельной теплоты сгорания разных видов твердого топлива.                                                                                              

Таблица 1

Свежие дрова	Высушенные дрова	Навоз (аргал)	Уголь
МДж/кг	МДж/кг	МДж/кг	МДж/кг
6	15	16	28

Из таблицы видно, что навоз по удельной теплоте сгорания топлива уступает только углю. В процентном соотношении в аргалобрикет входят 1кг.- угольной пыли, 4 кг.- сухого навоза. Отсюда следует, что 4кг навоза(16*4=64)+1кг угля(28)=92Мдж\кг на 5 кг.

Значит, выделившееся количество теплоты от аргалобрикета составляет 460млн.Дж., а от свежих дров – 30млн.Дж.  (приложение 3)

           Сухой навоз как возобновляемый и экологически безопасный источник энергии заслуживает пристального внимания специалистов. В отсутствие баллонов с газом или керосина, сельские жители вырубают деревья, поскольку им ежедневно требуется топливо. [3,стр.24]

2.2. Изготовление аргалобрикета путем прессования и смешивания

Значит, для того чтобы изготовить аргалобрикеты путем смешивания, необходимы материалы: 1) глина – 1 кг., сухой навоз в крошках – 1 кг., пыль каменного угля – 0,5 кг., вода. Все эти составляющие смешаем в одном сосуде до однородной массы и выкладываем в форму размером 15*25см. или круг диаметром 15см. Но, толщина не должна превышать 3-4 см. Готовые брикеты оставляем сушиться на двое суток при постоянной температуре. Готовый продукт горит примерно 8-10 часов. Для того, чтобы лепешки навоза (аргала) высохли и стали пригодны для топлива, достаточно 24 часов. Навозы лучше брать с сеном и травами. А, для прессования аргалобрикет нужен самодельный пресс или гидравлический пресс с измерителем давления и силы. (приложение 1)

2.3. Исследование эффективности аргалобрикета   (интервью, соц. опрос)

На общешкольном родительском собрании было проведен  социальный опрос среди родителей и учителей, участвовали 223 человека.

Вопросы:

 1.     Вы слышали ли когда – нибудь об аргалобрикете (навозобрикете)?;

 2.  Знаете ли вы преимущества и недостатки топливных брикетов, в частности аргалобрикета?

 3.     Готовы ли вы перейти на новый вид биотоплива – аргалобрикет?

На каждый вопрос испытуемый отвечает (да, нет, затрудняюсь ответить). В итоге, 90% опрошенных ответили, что знают о современном виде биотоплива, всего 1 % не знали не слышали об аргалобрикете. А, 9% выбрали третий вариант ответа.  Но, касательно аргалобрикет, никто не знал – 98%, были в затруднении – 2%. На третий вопрос были сомнений в плане ценовой политики и поэтому ответили «затрудняюсь» – 63%, остальной процент за переход на новый вид биотоплива – аргалобрикет.

  Поэтому долго не думая мы поехали к фермеру из Шэнэхэна Внутренней Монголии в Китае, который живет 5-ый год в пос. Агинское – Бадмадоржын Сэдэб ахай. Встретились, и он зримо доказывает, что из обычного коровьего навоза и пыли угля можно сделать своеобразную «конфетку» для печных топок забайкальцев.

— Берем пыль угля, берем коровий навоз и глину для схватки — поясняет фермер. — Перемешиваем все в однородную массу и превращаем в брикеты, которыми можно топить печки!

— А как насчет запаха?

— Никакого запаха нет! Все сгорает. Такими брикетами, по калорийности близкими к бурому углю можно топить не только печки, но и котельные. Для их внедрения нужны экономические стимулы и политическая воля. Мнения фермера и автора проекта полностью совпали.

           Конечно, на мнениях и версиях одного или двух человек нельзя сделать вывод о том, что, насколько эффективен данный продукт. Поэтому, считаем наше исследование, имеет продолжение.

2.4.Экспериментальное исследование по теплоотдаче аргалобрикета,

 относительно дров и угля.

На две одинаковые буржуйки поставили 2 одинаковые алюминиевые кастрюли и в каждую кастрюлю налили по литру воды. В одной буржуйке были сухие дрова, а в другой был аргалобрикет. Этот  эксперимент нам должен показать сравнение теплоотдачи двух топлив и время, за которое они сгорают. После того как разожгли дрова и аргалобрикет мы включили таймер для того чтобы измерить за какое время прогорают дрова и аргалобрикет. Также мы положили в кастрюли два термометра для того чтобы выявить сравнения теплоотдачи и время сгорания топлива. Предварительно сделали расчеты и теплоотдача аргалобрикет в 2.5 раза больше чем теплоотдача сухих дров. Этот эксперимент показал, что аргалобрикет на 4 часа дольше горит, чем сухие дрова  и температура воды в кастрюле была выше на 32 градуса,  а температура воды дров была ровна 48 градусам. 

2.5. Исследование об особенностях аргалобрикета

Топливные аргалобрикеты, как и любой производимый товар, имеет как свои положительные стороны, так и негативные. По сравнению с дровами аргалобрикеты могут похвастаться следующими преимуществами:

• Горят в среднем в 4 раза дольше, чем обычные дрова, что позволяет расходовать их в гораздо меньшем количестве.
• Сгорают буквально до золы, оставляя после себя её в количестве 1 % от изначальной массы материала. К слову, после сгорания дров остаётся уголь, составляющий порядка 20 % от начального количества материала. Кстати, золу от сгоревших аргалобрикетов  можно использовать в качестве удобрения для почвы: рассада на этом месте будет расти лучше благодаря увеличенному количеству калия. Это исследование мы оставили для изучения, результаты представим позже.
• Теплоотдача аргалобрикетов значительно выше, чем у обычных дров.

·         Аргалобрикеты способны поддерживать тепло буквально на протяжении всего процесса сгорания, т.е.  если у обычных дров сила прогрева уменьшается по мере горения, а угли затухают в течение 15 минут, то у аргалобрикетов  уровень теплоотдачи не изменяется.

·         Огонь от горящих брикетов не искрит, практически не выделяет запах. Таким образом, аргалобрикет  не наносят вреда окружающей среде и не причиняют дискомфорта при нахождении рядом с ними.

·         При сжигании аргалобрикета не выделяются вещества, являющиеся вредными и опасными для здоровья человека. Дело в том, что в обычных дровах содержатся грибки и плесень, которые при сгорании погибают, но создают токсичный дым.

·         В результате горения топливных брикетов не происходит образования сажи на стенках дымохода.

·         Компактность брикетов позволяет существенно экономить на площади: их доставляют в виде аккуратно уложенных штабелей. Дрова могут быть разной формы и размера, что почти исключает возможность сложить их аккуратно. Более того, дрова обычно «вываливают» из грузовика на любое свободное место на участке, после чего вам придётся самостоятельно перенести их в сарай и разложить там.

В целом, все положительные стороны топливных брикетов можно было бы уместить в одно слово: экономичность. Хотя, есть несколько пунктов, выгодно отличающих топливные брикеты от обычных дров, не имеющие отношения к цене. Например, одно из очень больших преимуществ — чистота и порядок. От обычных дров очень много пыли, щепок и прочего мусора. Аргалобрикеты  таких сложностей не имеют. Стоимость топливных брикетов может быть различна в зависимости от того, какого они качества. Их можно разделить на две группы (в нашем случае – смешанный и прессованный):

• Аргалобрикеты прессованные. Для них характерна высокая плотность: 1400 кг на метр кубический. Они дольше горят, отдают больше тепла и оставляют минимум золы. Имеют плотную структуру без трещин.
• Аргалобрикеты смешанные. Их плотность составляет около 1000 кг на метр кубический, имеют слоистую структуру и более подвержены повреждениям. Кроме того, они обладают меньшей теплоотдачей, быстрее прогорают и оставляют после себя больше осадка.

Топливные брикеты дольше горят, занимают меньше места, не оставляют мусора, наносят меньше вреда окружающей среде и обходятся дешевле, чем обычные дрова. Однако с умиротворяющим потрескиванием сухого берёзового полена в камине не сравнится ничто. Да и протопить помещение быстро при помощи брикетного топлива не получится. Таким образом, осуществляя выбор между топливным брикетом и дровами, необходимо руководствоваться не только их характеристиками и преимуществами, но и собственными планами на их использование.

2.6. Исследование о перспективе открытия предприятия малого бизнеса

 по производству аргалобрикетов

 Для начала придется найти помещение для производства аргалобрикета. В этом помещении должен быть сушильный склад и цех для производства аргалобрикета, в котором будут находиться станок для измельчения навоза и станок по изготовления брикета. Для изготовления аргалобрикета потребуются такие ресурсы как: сухой навоз, солома и вода. Аргалобрикет представляет собой однородную массу, сделанную из измельченного навоза с соломой и водой сдавленным под давлением, т.е. прессом. Вода под давлением будет уходить в значительном количестве. Как показали наши исследования аргалобрикет в 2.5 раза эффективнее, чем свежие дрова, и по сравнению с сухими дровами также в несколько раз эффективнее. В экономическом и экологическом плане дрова и уголь уступают аргалобрикету. При сгорании аргалобрикета количество выброса вредных веществ  значительно меньше, чем у дров и угля. Аргалобрикет имея прикладной характер, может очень даже хорошо пойти по конвейеру и имеет перспективу применения в недалеком будущем. Атмосферный воздух загрязняется в забайкальском крае из-за вырубки лесов и котельных, а мы предлагаем использовать аргалобрикет заменяющий твердое топливо в котельных,  которое поможет с сохранением лесов от вырубки и от загрязнения окружающей среды. Среди потребителей этот продукт имеет перспективу применения так, как аргалобрикет будет дешевле и доступнее в сравнении с дровами и углем. Почему аргалобрикет лучше? Потому что аргалобрикет горит дольше и теплоотдача в разы больше…

В сельской местности 1 тонна сухого навоза = 250 руб. и прочие расходы 250 руб. Из 1 тонны сухого навоза можно сделать примерно 500 кг аргалобрикета. Один прессованный брикет размером 10*25*2,5см на весах показывает 554гр. Брикет, смешанный с водой, глиной и пылью угля такого же размера на весах показывает 602гр. Значит, из 1 тонны  прессованного аргалобрикета выходит в итоге 1804 шт.

Один аргалобрикет стоит 1,8 руб.

 Следовательно,1804 шт*1,8 руб.=3247,2 руб.

Значит, чистая прибыль 2747,2 руб. (92%)

Исходя из таблицы 1, можно заверить, что выделившееся количество теплоты у аргалобрикета в 3 раза больше чем свежие дрова и практически одинаково с высушенными дровами при массе 1 кг. Это свидетельствует о том, что 1 тонна аргалобрикета в 3 раза эффективнее по теплоотдаче относительно свежих дров.

Поэтому,  аргалобрикет  – отличное решение для отопления. При сжигании аргалобрикета, мы получим достаточно тепловой энергии. Кроме того, у нас всегда будет зола – ценнейший источник микроэлементов и минералов для выращивания полезных растений.

Использование биотоплива, как аргалобрикет является одним из основных путей решения проблемы загрязнения окружающей среды.

Заключение

В ходе исследования проекта, выдвинутая гипотеза полностью нашла подтверждение. Изготовленный продукт можно использовать не только в сельской местности при топке печи, но и камина в городских условиях, т.к. не имеет запаха. Аргалобрикет является экологически безопасным источником энергии, наряду с современными видами биотоплива. В итоге, мы пришли к выводу, что можно порекомендовать жителям нашего края применять аргалобрикеты. В экономическом плане ничуть не уступает современным видам топлива в виде брикетов и пеллетов.

Список использованной литературы

1.      Волков С.Г., Гидроэнергетика, СПб, 1997г.

2.       Непорожний П.С., Попков В.И., Энергетические ресурсы мира, М., Энергоатомиздат, 1995г.

3.      Исто 1. Курис Ю. В., Крючков Е. Н. Анализ энергетического баланса производственно - животноводческого комплекса ЗАО “Запорожсталь” с использованием биоэнергетической установки // Сборник конференции «Биотехнология: Образование, наука», – НТУ КПИ. – 2003. С. 141–143.чники энергии. Факты, проблемы, решения, М., Наука и техника, 1997г.

4.       В. А. Касьянов Гончар В.И. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии в Энергетической программе России – География в школе. 4/2008 – М.: Педагогика, 2008 г.

5.      Дементьев Б.А. Ядерные энергетические реакторы. М., 1984

6.      Кондаков А.М. Альтернативные источники энергии – М.: Прива. 2006

7.      Кононов Ю.Д. Энергетика и экономика. Проблемы перехода к новым источникам энергии. – М.: Наука, 2000. 

8.      Максаковский В.П. Географическая карта мира. Часть третья. – М.: 2000г

9.      Энергетические ресурсы мира. Под редакцией Непорожнего П.С., Попкова В.И. – М.: Энергоатомиздат. 20

Приложение 1

Балгааhан – место хранения и сушки аргала

Стойбище домашних животных

                                                                                      

Аргал – сушенный навоз

«Прессовщик»

В настоящий момент мы изготовили  один вид аргалобрикета в этом прессовщике.

Аргалобрикеты

Приложение 2

Путем смешивания (навоз, угольная пыль, солома, глина и вода)

Путем прессования (навоз, солома и вода)

Приложение 3

Результаты анкетирования

Анкета

 1.     Вы слышали ли когда – нибудь об аргалобрикете (навозобрикете)?

 2.  Знаете ли вы преимущества и недостатки топливных брикетов, в частности аргалобрикета?

 3.     Готовы ли вы перейти на новый вид биотоплива – аргалобрикет?

Приложение 4