使用拖车式气幕燃烧器连续在林内生产生物炭

Summary

我们描述了使用配备气幕的基于位置的移动热解装置来连续产生生物炭。该技术减少了对露天刀线焚烧的需求，从而降低了排放和对土壤的影响。该实验步骤包括位点选择、加载和淬灭的指南。

Abstract

燃料处理和其他森林恢复间伐做法旨在降低野火风险，同时增强森林对干旱、昆虫和疾病的抵御能力，并增加地上碳 （C） 封存。然而，燃料处理会产生大量无法销售的木质生物质残留物，这些残留物通常在露天堆中燃烧，释放出大量的温室气体和颗粒物，并可能损坏堆积下方的土壤。气幕燃烧器提供了一种缓解这些问题的解决方案，有助于减少燃烧操作产生的烟雾和颗粒物，与桩燃烧相比，可以更充分地燃烧生物质残留物，并消除可能损害刀杆桩下方土壤的直接和强烈的火接触。在气幕式燃烧器中，燃烧是在受控环境中进行的。烟雾被气幕控制并再循环，因此可以在各种气候条件（例如风、雨、雪）下进行燃烧，从而延长了处理刀刃材料的燃烧季节。连续产生生物炭的移动式热解装置专门设计用于处理原木着陆处残留的木质生物质、垃圾填埋场的绿木或回收的原木材料，并在此过程中产生生物炭。这种高碳生物炭产出可用于通过改善其化学、物理和生物特性来增强土壤的弹性，并具有潜在的应用，可用于修复受污染的土壤，包括废弃矿场的土壤。在这里，我们描述了该设备的一般用途、适当的选址、加载方法、淬火要求以及操作这项新技术的经验教训。

Introduction

在美国各地，在没有频繁的低强度火灾的情况下，许多林分的立木体积有所增加，这种火灾历史上是由土著人民引发的，而现代火灾已被抑制 ^1,2。由于这种防火措施，由此产生的积压林分给努力提高森林抵御野火、病虫害和干旱影响的土地管理者带来了挑战³。减少树木体积的标准管理做法包括计划火、商业前间伐和成熟林分采伐。这些操作会产生大量低价值和无价值的木质生物质，通常称为残留物。例如，在美国西部的 15 个州，据估计，采伐作业每年产生近 800 万吨残渣⁴。此外，美国农业部林务局实施了一项野火危机计划，该计划将在 10 年内额外处理 5000 万英亩（2000 万公顷）。这将导致需要处理额外的不可销售的材料，并且可能需要使用各种基于位置的选项。尽管树梢、树枝和无法销售的树木可用于生物能源或生物燃料，但有限的市场机会往往会导致这些残留物堆积和焚烧。建造砍伐桩旨在减少野火和昆虫风险，为林下植物创造生长空间，并实现其他土地管理目标。

露天焚烧是一种成本低、速度相对快速的减少木材体积的方法，但它也会产生烟雾和空气污染物，包括温室气体⁵。此外，它还可能对土壤的物理、化学和生物特性造成不良影响，导致可能持续数十年的烧伤疤痕

Protocol

注意： 有关 BACB 操作的更多详细信息，请参阅设备随附的操作手册。

1. 前往现场的交通

1. 使用 5 类商用挂钩（球尺寸 2-5/16 英寸或 58.75 厘米），将 BACB 挂在 1 吨或更大的皮卡车上，调整挂钩高度以确保框架纵梁水平运输。牵引前，检查制动控制器、拉断系统、制动器、车轮和拖车照明。
2. 确保 BACB 的旅行安全销已正确固定，并且火箱已降低到旅行销?.......

Discussion

这种方法的第一个关键步骤是确保设备在两个轴上几乎水平放置，以便火箱侧板阻止烟雾离开和空气进入火箱。其他关键步骤是与挖掘机操作员进行频繁对话，在需要的地方将原料放入燃烧箱中，并向所有工人简要介绍操作空气燃烧器和挖掘机的安全方面。可以使用该设备进行一些修改，但一旦生物炭产量很高，就可以连续运行传送带和振动台。主要限制是难以确定生产率，因为这取决于负载速?.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
CharBoss air curtain burner	Air Burners, Inc.	T26	Comes with 36" landscape rake, sifting shovel, 1/2" drive standard ratchet with 1 1/8" socket, grease gun, and quench pan
Diesel fuel (Ultra-low sulfur)			Purchased locally
Diesel fuel tanks	Uline	H-1849Y	or similar
Engine oil (diesel grade)			Any diesel grade oil 15W40 or 10W40.
Excavator			Local rental company.  Smaller sizes require less fuel.
High temperature anti-seize lubricant (16 oz cartridge)	McMaster-Carr	1288K97	lubricating hydraulic fittings
Hydraulic Oil	Amsoil	HVH05-EA (ISO32) /HVG05-EA (ISO22)	Any ISO32 synthetic hydraulic oil, ISO22 option for cold weather. Amsoil ISO32 is factory installed.
Large buckets	Uline	5495	or similar
Lighting torch (propane)	Grainger	9RCF3	or similar
1-ton pickup (or larger)	Rent locally		for transporting CharBoss to site
Viewing step	Gorilla	GLP=WP	Stable step to allow viewing into firebox or other bench-style step
Water truck			Any available water truck with minimum 300 gallon capacity; gravity feed of water to the quench pan can be used.
Wheel chocks			Blocks of 4"x 4" lumber or commercially available chocks while hitching/unhitching unit
Personal protective equipment
Ear protection	Uline	S-22141	or similar
Eye protection	Amazon		or similar
Fire shirt	Grainger	12R487	or similar
Fire pants	Grainger	39EM96	or similar
Hard hat	Discount Safety Gear	SFTSCHH1000038126	or similar
Leather gloves	Uline	S-6777M	or similar
Sturdy boots			any thick soled, leather boot.
Emergency gear
Garmin InReach	Cabelas	100195666	or similar
Pulaski axe	Forestry suppliers	85274	or similar
Fire rake	Forestry suppliers	85210	or similar