CN108779406A - 包含木质素的可燃物品 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可燃制品，包括经处理的木质素组合物和可燃支撑物，其中所述经处理的木质素组合物以比所述经处理的木质素组合物的重力更大的力附着于所述可燃支撑物的至少一部分外表面。所述经处理的木质素组合物包括固体木质素并且具有重量百分比为35％至80％范围内的含水量。所述可燃支撑物优选为硬木屑，但也可以是软木屑、煤、焦炭和切碎的轮胎。还公开了包括多个可燃物品的燃料组合物。

Description

包含木质素的可燃物品
背景
对使用再生能源作为能源越来越多的关注产生了使用生物质尤其是木质纤维素生物质作为燃料源的需求。许多工业过程生产包含副产品的木质素，副产品最终被烧掉用于热回收。然而，由于副产品通常非常潮湿，过去的努力集中于干燥或者去除水分。在某些情况下，从业者从干燥的产品中制造成型的丸状物或者制造丸状物然后将其干燥。
在典型的生物质操作中，惯例是燃烧工业过程中包含副产品的木质素，本说明书中被称为经处理的木质素组合物。然而，经处理的木质素组合物通常相对于发热材料有太多水，以致经处理的木质素组合物必须被干燥以供给工业锅炉，并且在某些情况下干燥以使其能够燃烧和干燥以便消耗热值来加热经处理的木质素组合物中的水。因此，使用经处理的木质素组合物的早期努力总是包括干燥步骤以生产“干燥产品”。
例如，众所周知通过过滤、压制或者离心从发酵过程的釜馏物中去除固体木质素组合物。该经处理的木质素组合物不能在锅炉中“按原样”使用，因为非常粘使其难以输送，在进料系统中形成团块，粘在设备上形成堆积而干扰炉子进料。如下所述，现有技术教导了将经处理的木质素组合物和其他产品混合以形成具有基质相和分散相的混合物，通常用粘合剂重塑分散体(制成丸状物)并在燃烧前进一步干燥混合物。
WO2009/058276教导了美国专利号4,552,775公开了一种源于独特发酵过程包含20-30％固体的釜馏物脱水方法。该高固体釜馏物(经处理的木质素组合物)与充分回收干燥的产品相结合以获得50-70％的固体含量，然后将其造丸并风干。
WO2009/058276进一步教导了固体流的回收和保留允许产生致密的、富含活性碳的副产品，其可以被压缩成能量丸状物或者干燥的碳块状物。这些固体、丸状物和块状物适合于在各种锅炉类型中燃烧，如流化床锅炉、加煤机或者悬浮燃烧锅炉，这取决于固体经受的脱水程度。
这些现有技术过程依赖于脱水、将副产品与其他产品均匀混合并将其重塑成一致的尺寸，如块状物或者丸状物。
因此存在使用经处理的木质素作为燃料而无需进一步干燥或者重塑的需求。
发明概述
本说明书公开了一种可燃物制品，其包括具有外表面和经处理的木质素组合物的可燃支撑物。经处理的木质素组合物包括固体木质素，并且以湿料计具有重量百分比范围为35％至80％的含水量且以大于经处理的木质素组合物重力的力附着于可燃支撑物的外表面的至少一部分。
还公开了可燃支撑物具有尺寸使其能够通过具有第一圆孔的第一滤网，并且不能通过具有第二圆孔的第二滤网，第一圆孔具有范围为1cm至20cm的第一直径，第二圆孔具有范围为5mm至100mm的第二直径，且第一直径大于第二直径。
进一步公开了可燃支撑物可以具有以湿基计数值范围选自从1％至60％、从2％至15％、从2％至10％、从20％至60％和从30％至45％组成的组的含水量。
还公开了可燃支撑物可以选自由硬木屑、软木屑、煤、焦炭和切碎的轮胎组成的组。
进一步公开了经处理的木质素组合物可以选自由蒸汽爆破木质素、氨爆破木质素和水热处理的木质素组成的组。
还公开了经处理的木质素组合物可以包括发酵过程或者水解过程的釜馏物残余物。
进一步公开了经处理的木质素组合物可以进一步包括碳水化合物，而且以干基计经处理的木质素组合物中的碳水化合物总重量百分比数范围选自从5％至45％、从10％至40％和从15％至30％组成的组。
还公开了可以在不添加硫酸的情况下获得经处理的木质素组合物。
进一步公开了该物品具有一定量的硫，以干基计硫的量小于0.3％。
还公开了经处理的木质素组合物可以选自由硫酸盐木质素和有机溶剂木质素组成的组。
进一步公开了以湿基计经处理的木质素组合物基质与可燃支撑物的重量比范围可以是1:10至3:1、从1:2至2:1和从1:1.5至1.5:1。
还公开了经处理的木质素可以以大于选自可燃支撑物外表面的50％、70％、80％和90％组成的组的百分比数值附着于可燃支撑物的外表面的一部分。
进一步公开了以湿基计经处理的木质素组合物的含水量可以是选自从50％至70％和从55％至65％组成的组的范围内的数值。
还公开了以湿基计该物品的含水量可以是少于选自由60％、55％和50％组成的组的数值。
进一步公开了燃料组合物，包括多个所公开的物品。
详述
已经发现能够制造一种双组分物品，其中一种组分是未干燥的经处理的木质素组合物，另一种是可燃支撑物，如木屑、煤、焦炭或者切碎的轮胎。经处理的木质素组合物当与木屑混合时，其自身会附着于木屑上。在很多情况下，经处理的木质素组合物会在可燃支撑物周围形成涂覆或者层，例如木屑。该物品是具有独特形状的整体件并且能够被运送和供给至工业锅炉，其中它可以燃烧并用作燃料而无需进一步干燥。
支撑物可以是可燃生物基支撑物，如木屑，或者可燃化石支撑物，如煤、焦炭或者切碎的轮胎碎片。
在木屑的情况下，可以制造一种物品，通过ASTM测试方法D6866-05测量其中100％的碳是“新碳”源，“使用放射性碳和同位素比值质谱分析来确定自然范围材料的生物基含量”，在此通过引用的方式全文并入。这种测试方法测量样本中的14C/12C同位素比值并且将其与标准100％生物基材料的14C/12C同位素比值进行比较，以给出样本中的生物基含量百分比。“生物基材料”是有机材料，其中碳来自于最近(人类时间尺度上)使用太阳能(光合作用)固定的大气中的CO2。在陆地上，该种CO2被植物生命体(例如，农作物或者林业材料)捕获或固定。在海洋里，CO2被光合细菌或者浮游植物捕获或者固定。例如，生物基材料具有高于0的14C/12C同位素比值。相反，化石基材料具有约为0的14C/12C同位素比值。
当旧的碳源，或者化石碳源，如煤或者焦炭，用作可燃支撑物时，物品的14C/12C同位素比值与标准100％生物基材料的14C/12C同位素比值的百分比大于0且小于100％，优选地为20％至90％，更优选地为40％至80％。物品的14C/12C同位素比值可以通过改变物品中经处理的木质素组合物和可燃化石基质的相对量而固定。
下述测试中，该物品，被称为燃料块，已经被发现当作为多数供应给炉子时完全替代炉子中的天然气。天然气用于开始燃烧，天然气被关闭并且多数燃料块维持其自身的火焰并完全燃烧。当作为物品的多数或者燃料块的多数提供时，该多数被称作燃料组合物并且由多数所制造的物品组成，或者由多数燃料块组成。
如下所述，该过程有利地使用了相对大尺寸的可燃支撑物，从而降低了可燃支撑物研磨或者切割的成本。可燃支撑物具有含水量并且无需进一步干燥即可使用，再次降低了成本。经处理的木质素组合物具有含水量并且也能被“按原样”使用，在其潮湿状态下无需进一步干燥而使用物品作为燃料。由于物品(燃料块)能够被立即使用而无需进一步干燥，也可以节省成本。
还将清楚的是，无需在分散/造丸/制团工艺中使用强烈的混合和重塑工艺，因此节省了额外设备的资金成本并且降低了能量消耗。因此，在一个优选的实施例中，本发明的物品不是团块而且不是由制团工艺制成。另外，该优选的实施例不是丸状物而且不是由造丸工艺制成。在进一步优选的实施例中，本发明的物品不是许多可燃支撑物的混合。如在实验部分所述，输送螺杆系统提供经处理的木质素组合物和可燃支撑物的充分混合，以使经处理的木质素组合物附着于可燃支撑物的表面并且形成多个燃烧块。虽然输送螺杆是足够的，但具有更多压缩和更多混合时间的混合或者捏合螺杆系统提供了经处理的木质素组合物更好地覆盖可燃支撑物表面。与现有技术生产必须要进一步造丸或者重新调整尺寸的紧密且紧凑的“丸状物”相反，螺杆的输出是多个分离的不同的燃料块。在本发明中无需调整尺寸。因此本发明的物品不会重新调整尺寸。
含水量是整个说明书使用的术语。如本说明书中所使用，含水量由实验部分规定的“重量损失”方法所确定的。该方法也识别作为含水量一部分的源于固体的挥发物。
含水量百分比是：
[(样本干燥前重量-样本干燥后重量)/样本干燥前重量]x100
在典型的木质纤维素生物质转化工艺中，以任意多种方式预处理进料，制造作为副产品的经处理的木质素组合物。该经处理的木质素组合物将包括至少固体木质素。组合物的其他组分通常取决于处理。
优选的经处理的木质素组合物是蒸汽爆破木质素、氨爆破木质素和水热处理的木质素。通过包括木质纤维素生物质的水热预处理的处理工艺获得水热处理的木质素，因此经处理的木质素组合物将包含已经过水热处理的木质素。水热处理是在加压条件下呈液态或者气态、温度通常从130℃至200℃的水中进行的，通常在催化剂如无机酸存在下，其中一种是硫酸。
通过包括木质纤维素生物质的蒸汽爆破预处理的处理工艺获得蒸汽爆破木质素，因此经处理的木质素组合物将包含已经过蒸汽爆破的木质素。蒸汽爆破处理通常使木质纤维素生物质在呈液态或者气态的水中在压力通常大于15巴下进行加压的水热处理，随后快速释放施加于生物质的压力以使木质纤维素生物质液泡中的水快速扩张从而增加细胞尺寸，或者甚至炸破(爆破)细胞。
通过包括木质纤维素生物质的氨纤维爆破预处理(Ammonia fiber explosionpre-treatment,AFEX)的处理工艺获得氨爆破木质素组合物，因此经处理的木质素组合物将包含已使用氨爆破的木质素。AFEX处理通常使木质纤维素生物质在水和氨的存在下，在压力通常大于15巴下进行加压的水热处理，随后快速释放施加于生物质的压力，以使木质素液泡中的氨和水快速扩张从而增加细胞尺寸，或者甚至炸破(爆破)细胞。
优选地，获得经处理的木质素组合物的处理工艺进一步包括根据优选的预处理已进行预处理的木质纤维素生物质的水解过程。该优选的水解包括预处理的木质纤维素生物质的酶促水解以溶解木质纤维素生物质的至少一部分水不溶性碳水化合物，从而生产包括水、水溶性糖和包括木质素和可选残留碳水化合物的固体水解残余物的水解混合物。该水解混合物为稀释的浆料的形式，其中该固体水解残余物的量以湿基计可以是稀释的浆料重量的5至20％。
获得经处理的木质素组合物的处理工艺可以进一步包括在酵母存在下使水解混合物进行发酵过程，以生产包括水、发酵产品如乙醇和固体发酵残余物的发酵混合物。由于固体水解残余物中残留碳水化合物的酶促水解可以在发酵步骤中延长，固体发酵残余物包括木质素并且其可以包含比水解混合物略少的碳水化合物。发酵产品通常可以通过蒸馏从发酵混合物中分离出来。发酵混合物也是稀释的浆料形式，其中固体发酵残余物的量以湿基计可以是稀释的浆料重量的5至20％。
在优选的实施例中，经处理的木质素组合物包括选自由固体水解残余物和固体发酵残余物或其混合物所组成的组的至少一部分釜馏物残余物。因此，经处理的木质素组合物可以进一步包括未被转化为可溶性糖的残留碳水化合物，主要是葡聚糖和木聚糖，并且以干基计经处理的木质素组合物中碳水化合物的总重量百分比可以在从5％至45％的范围内，优选的从10％至40％，最优选的从15％至30％。
经处理的木质素组合物包括非常细的固体颗粒(<5mm并且通常小于2mm)和水和其他残留挥发物。
因此，可以通过从水解混合物或者发酵混合物中分离至少一部分固体残余物来获得经处理的木质素组合物。分离通常通过至少一种选自由离心机、压滤机、压带机和滗水器组成的组的装置完成。分离可以在多个步骤中进行，以逐步地降低经处理的木质素组合物中的含水量，并且可以涉及使用絮凝剂来促进经处理的木质素组合物中颗粒的沉淀、附聚、聚结或者凝结。
经处理的木质素组合物优选地在不添加含酸硫如硫酸的情况下获得。还优选地避免氯基酸，因为这两种元素可以在所公开的物品燃烧期间增加有害气体的排放。因此，经处理的木质素组合物的硫含量小于组合物重量的0.3％并且优选的为木质纤维素生物质中已存在的天然硫。
在另一个实施例中，经处理的木质素组合物包括硫酸盐木质素，其通常是在硫酸盐制浆过程中通过沉淀在黑液中获得的木质素。硫酸盐木质素通常通过涉及多重酸化和过滤/离心步骤的工艺获得，并且可选地洗涤步骤以去除盐和其他无机元素和化合物。然而，硫酸盐木质素的硫含量通常比蒸汽爆破木质素的硫含量高。
在进一步的实施例中，经处理的木质素组合物包括通过使用有机溶剂溶解木质素和半纤维素的制浆工艺获得的有机溶剂木质素。有机溶剂制浆涉及使木质纤维素生物质如碎木材与水性有机溶剂在140至220℃的温度下接触。这使得木质素通过α芳基醚链水解断裂分解成可溶于溶剂系统的片段。所使用的溶剂包括丙酮、甲醇、乙醇、丁醇、乙二醇、甲酸和乙酸。然后有机溶剂木质素通过一个或者多个酸化步骤沉淀，并且沉淀的木质素通过过滤和/或离心回收。为本发明的目的，经处理的木质素组合物具有以湿基计含水量重量比为35％至80％，优选地为50％至70％，并且最优选地为55％至65％。
已经进一步发现经处理的木质素组合物将其自身附着于许多基质上并且许多这些基质是可燃的。在本说明书中，这样的基质被称为可燃支撑物。
可燃支撑物以化学能的形式储存能量，这些能量可以通过燃烧以热的形式释放。燃烧是燃料和氧化剂，通常是大气中的氧气，之间的高温放热氧化还原化学反应，其在被称为烟雾的混合物中产生氧化的，通常为气态的产品。燃烧可以产生火焰，并且产生的热量能够使燃烧自我维持。燃烧通常是复杂的一系列基本自由基反应。固体燃料如木材，首先经历吸热热解以产生气态燃料，其燃烧然后提供所需的热量以产生更多燃料。
虽然可燃支撑物也是固体，但其可以具有含水量，其不会像浆液或者泥浆流动那样流动。可燃支撑物具有外表面。该外表面通常是不规则的，具有许多小平面和边。这些小平面或者边通常是在制造支撑物和调整支撑物尺寸时不完美切割和物理断裂的结果。
可燃支撑物的实例是木屑，硬木屑和软木屑两种。硬木屑是来源于双子叶被子植物树木的碎片。被子植物树木通过花繁殖。软木屑是来源于裸子植物树木的碎片。硬木比软木具有更复杂的结构。将“硬木”与“软木”区分开的显著特征是气孔，或者维管束的存在。维管束可能在尺寸、形状或者穿孔板(单个的、梯状的、网状的、有孔的)和细胞壁结构如增厚上显示相当大的变化。优选地可燃支撑物是硬木屑。更优选地木屑选自：柳属、梢木属、鹅耳枥属、杨属、土耳其栎属、苦栎属、槭属、栎属、梣属、桦木属、水青冈属、榆属、栗刺槐属、落叶松属、黄杉属、云杉属、松属，或其混合物。
由于所有成分均来自具有100％新碳的可再生资源，所得物品包含100％新碳。
煤、焦炭和切碎的轮胎碎片也是良好的不可再生的可燃支撑物。因此所得物品的新碳百分比含量少于100％，这显然取决于物品两种组分的重量比。
发现可以通过将经处理的木质素组合物附着于可燃支撑物至少一部分外表面以制造被称为燃料块的物品，其由经处理的木质素组合物和可燃支撑物组成。因此，该物品由附着于单个可燃支撑物的木质素组成。通过将可燃支撑物与经处理的木质素组合物物理接触可以轻易地完成附着，并且通过在两种组分之间施加至少一机械压力来促进物理接触。该机械压力可以涉及促进经处理的木质素组合物粘附于支撑物的压缩和剪切力。足以使经处理的木质素组合物附着于支撑物的机械作用不需要很强烈。因此，即使经处理的木质素组合物可以通过增加所施加的机械作用而更牢固的附着于支撑物上，也可以仅仅通过将可燃支撑物与经处理的木质素组合物相接触(如在输送螺杆中完成接触)而生产物品。
在一个实施例中，通过从螺杆输送设备的一个或者多个入口连续插入经处理的木质素组合物和多个可燃支撑物来生产物品，其中物品的两种组分混合以形成多个物品同时被输送到螺杆输送设备的出口。然后从螺杆输送设备的出口移走多个物品。该工艺不需要很长时间并且可燃支撑物在螺杆输送设备中的停留时间可以小于10分钟，优选地小于5分钟，最优选地小于1分钟。即使可以使用单个螺杆输送机，双螺杆输送机或者多螺杆输送机是更优选的，因为它促进了物品的两种组分的混合和接触。双螺杆输送机可以以同向旋转或者反向旋转模式操作。混合元件，如搅拌桨，可以沿着螺杆输送设备螺杆的长度分布。输送螺杆的轮廓也可以具有一定的体积压缩比，其大于1:1，在纯输送螺杆中优选的小于1.5:1。因此，在生产物品过程期间，可以移除经处理木质素组合物中包含的一定量的液体，并且可以从该过程中取回液体，因此降低了经处理的木质素组合物和生产的物品中的含水量。
在另一个实施例中，将经处理的木质素组合物和多个可燃支撑物插入由旋转桨臂所提供的混合容器中，其能够以连续或者分批的模式操作。
本领域技术人员在本说明书所公开的信息基础上可以容易地选择和适当的操作所需装置以生产物品。当以这种方式加工时，经处理的木质素组合物附着于可燃支撑物外表面的至少一部分。附着是指经处理的木质素组合物和外表面以至少与经处理的木质素组合物上的重力一样大的力粘在一起。因此，表述“附着”并不意味着将经处理的木质素组合物和可燃支撑物之间的相互作用限制于任何特定的机制。可以使用的等同表述是，经处理的木质素组合物粘附于可燃支撑物的外表面。只需朝向地面转持带有经处理的木质素组合物的可燃支撑物以确定经处理的木质素组合物是否以至少与经处理的木质素组合物上的重力一样大的力附着于外表面上。如果某些经处理的木质素组合物仍然附着于可燃支撑物上，之后木质素组合物的那部分以至少与经处理的木质素组合物上的重力一样大的力附着于可燃支撑物上。如果附着力小于重力，经处理的木质素组合物将会从可燃支撑物上掉落。
经处理的木质素组合物部分可以掉到地面上，但只要一些经处理的木质素组合物与可燃支撑物留在一起，预处理的木质素组合物仍然以至少与经处理的木质素组合物上的重力一样大的力附着于可燃支撑物的表面的至少一部分。通常当经处理的木质素组合物的一部分掉到地面上时，是部分经处理的木质素组合物从其自身而不是从可燃支撑物脱离。
在制造物品时，可燃支撑物的实际尺寸并不十分重要，但可燃支撑物的尺寸在燃烧或者输送物品时很重要。因此尺寸规格是由燃烧物品的炉子、炉子进料系统和输送运输系统所支配的设计选择。然而，对于大多数应用而言，可燃支撑物的直径可以根据滤网系统来限定，可燃支撑物通过具有相同第一直径的圆孔的第一滤网，但是不会通过具有相同第二直径的圆孔的第二滤网，并且第一直径比第二直径大。在粒度命名法中，通过100mm直径孔(第一直径)，并且不能通过10mm直径孔(第二直径，比第一直径小)的可燃支撑物写为-100mm/+10mm，虽然该实例范围宽，但明确规定了客观上小于100mm但大于10mm的尺寸。
因此，可以说可燃支撑物的规格是可燃支撑物的尺寸选择为可燃支撑物通过第一滤网的圆孔，但不会通过第二滤网的圆孔，其中，每个第一滤网的圆孔具有范围为10mm至200mm的相同第一直径，每个第二滤网的圆孔具有范围为5mm至100mm的相同第二直径，并且第一直径比第二直径大。更优选的较窄的范围是可燃支撑物能通过第一滤网的圆孔，但不能通过第二滤网的圆孔，每个第一滤网的圆孔具有范围是10mm至150mm的相同第一直径，每个第二滤网的圆孔具有范围是5mm至100mm的相同第二直径，并且第一直径比第二直径大。优选的可燃支撑物的尺寸范围与燃烧物品的优异结果相对应，而燃烧的均匀性随着尺寸的减小而逐步降低。
当作为燃料使用时，燃料包括多个物品，即具有附着于可燃支撑物至少一部分外表面的经处理的木质素组合物的多个可燃支撑物。在使用燃料的情况下，一般需要均一分布，其规格通常设定在物品或者可燃支撑物重量的最大值左右，这可被视为“过剩”。过剩是这些丸状物未通过每个具有范围内相同的第一直径第一滤网的圆孔，也就是它们太大。这些过剩的量表述为所分析总量的重量百分比。(即5％，+100mm)。
多个也包括下层或者细粒，其为通过每个具有范围从5mm至100mm的相同第二直径的第二滤网圆孔的物品或者可燃支撑物，并且第一直径大于第二直径。这些下层的量表述为所分析总量的重量百分比。(即5％，-10mm)。
因此，代替100到10mm的宽范围，更大的第一直径通常减少到75mm并且更小的第二直径增加到15或者20mm，以向炉子或者锅炉提供尺寸更一致的多个物品。
可燃支撑物的含水量可以在宽范围内变化，这取决于基质的种类。含水量可以在1％至60％的范围内，但在一些实施例中可以从1％至15％，最优选的从2至10％，例如在煤和切碎的轮胎作为可燃支撑物的情况下。在其他实施例中，含水量可以从20至60％，更优选地从30％至45％，例如在木屑作为可燃支撑物的情况下。
附着于可燃支撑物外表面的经处理的木质素组合物的量也可以很大地超出可燃支撑物的重量并且通过改变经处理的木质素组合物和用于制造物品的可燃支撑物的相对重量百分比来容易地控制。以湿基计经处理的木质素组合物基质与可燃支撑物的重量比可以1:10至3:1的范围内，优选地为1:2至2:1，并且最优选地为1:1.5至1.5:1。
取决于物品的两种组分的相对量和它们各自的含水量，以湿基计所制造物品的总含水量重量比优选地是小于60％，更优选地为小于55％，最优选地小于50％。
优选地，经处理的木质素组合物附着于可燃支撑物的整个外表面，也就是可燃支撑物外表面的100％由经处理的木质素组合物所覆盖。在一些情况下，可燃支撑物外表面的一些部分可以不附着经处理的木质素组合物，或者附着层的厚度可以非常薄，如小于1mm。优选地，支撑物的整个表面由经处理的木质素组合物所覆盖，已经注意到在仅支撑物一部分外表面附着有经处理的木质素组合物的情况下，物品可以被用作燃料。优选地，经处理的木质素组合物附着于可燃支撑物外表面的至少50％，更优选地附着于可燃支撑物外表面的至少70％，甚至更优选地附着于可燃支撑物外表面的至少80％，并且最优选地附着于可燃支撑物外表面的至少90％。外表面的总覆盖率明显取决于用于生产物品的过程，并且本领域技术人员可以容易地调整过程条件以达到目标覆盖率。所附着的经处理木质素组合物的存在可以通过测量可燃支撑物外表面上不同点的经处理木质素组合物的厚度来验证。如果经处理的木质素组合物的厚度大于或者等于0.5mm，则认为经处理的木质素组合物附着于支撑物上。外表面的面积可以通过标准3D激光扫描方法来确定。所附着的经处理木质素组合物的厚度可以在很大程度上改变，并且注意到它的不均一性不会在燃烧物品时制造任何可察觉的问题。因此，经处理的木质素组合物的局部厚度可以从0.5mm至20mm，优选地从0.5mm至10mm，并且更优选地从0.5mm至3mm。由于经处理的木质素组合物是自我粘附/自我附着基质，物品也可以没有附加的粘合剂。现有技术经常教导添加粘合剂以制造其丸状物。在本文中，对于从业者而言无需在制造过程期间添加粘合剂。
可以根据下述实例制造该物品。
试验
可以获得示例性经处理的木质素组合物，其作为小麦秸秆进料向乙醇转换过程的副产品。
简言之，木质纤维素进料在195℃下经过水热处理5分钟，然后蒸汽爆破成大气。
预处理的进料随后经过酶水解。预处理的进料与水混合以达到12％的干物质，pH校正到5并且加入商用酶合剂。酶水解在50℃下混合进行48小时。
然后水解混合物通过接种能发酵C6和C5单糖的酵母菌标准发酵至乙醇。发酵在32℃下发生72小时。
然后将发酵液在蒸馏产品中蒸馏以生产位于容器上部的乙醇溶液和位于容器下部的釜馏物。釜馏物是包括游离液体和固体釜馏物残余物的浆液。
固体釜馏物残余物通过离心泵与釜馏物分离并且是在生产物品和使用物品作为燃料的试验中所使用的经处理的木质素组合物。
经处理的木质素组合物含水量以湿基计是65％，并且以干基计它的组合物如下：木质素：60％；总残留碳水化合物：25％；灰烬：15％。将样品在110℃下烤箱中干燥24小时，测量样品干燥前后的重量来确定含水量。
工艺参数，包括木质纤维素进料的种类、蒸汽爆破、酶水解、发酵和蒸馏条件，在宽范围内变化，而不严重影响制造所公开物品的所得结果。
作为可燃支撑物测试了不同的木屑-硬木和软木。
如前述，通过不同的圆孔滤网筛选木屑尺寸。
将经处理的木质素组合物和木屑插入螺杆输送系统并且在被输送通过该系统时进行混合。多螺杆输送系统包括三个平行的输送螺杆，每个螺杆的直径为700mm，平均螺距为600mm，长度大约为8000mm，且螺杆轴为220mm。螺杆轴线的距离为900mm，因此螺杆没有重叠。螺杆由变流器调节的电动机操作，中心螺杆顺时针旋转且外部螺杆逆时针旋转。混合在6rpm完全填充因子条件下进行。在混合期间消耗的电功率与非荷载下功率相比变化不大。经处理的木质素组合物不在两个螺杆输送螺杆系统中积累，使得混合连续工作。
测试了以湿基计经处理的木质素组合物重量与木屑重量的不同比率，范围从1:3至3:1(木质素：木材)。
在所有情况下，经处理的木质素组合物附着于木屑表面的至少50％；发现涂覆的均一性和经处理的木质素组合物厚度取决于工艺参数，也包括木材种类、碎片尺寸和重量比。在很多情况下，经处理的木质素组合物附着于木屑表面80％以上，直到完全覆盖木屑的表面。
作为第一个示例性试验，山毛榉木屑由100mm的圆形筛孔(通过即-100mm)和10mm圆形筛孔(未通过即+10mm)来筛。
将经处理的木质素组合物和碎片插入并在多螺杆输送螺杆系统中以大约1:2(木质素：木材)的湿基重量比混合。经处理的木质素组合物粘附于可燃支撑物外表面的许多位置，制造包括粘附于可燃支撑物至少一部分外表面的经处理木质素组合物的物品。大多数可燃支撑物被经处理木质素组合物的完整的层所覆盖。物品的总含水量为52％。
作为第二个示例性试验，桤木木屑由150mm的圆形筛孔(通过即-150mm)和5mm的圆形筛孔(未通过即+5mm)来筛，并且与经处理的木质素组合物以大约为1.5:1的湿基重量比混合。在这种情况下，木屑示出了附着于木屑表面宽的部分的经处理的木质素组合物。大多数的木屑被经处理的木质素组合物完全覆盖。经处理的木质素组合物层的厚度比所报告的第一个例子中的大，这是由于所使用的经处理的木质素组合物相对量更大。物品的总含水量为56％。
不同试验中所生产的物品作为多区域火床燃烧锅炉的燃料。
通过供给在示例性试验中生产的燃料流来操作锅炉。在两种情况下，锅炉连续操作超过12小时没有问题。炉子中达到的温度根据燃料的含水量和热量值变化。
通过使用提供更长的大约2分钟的混合时间的混合器和将经处理的木质素组合物可燃支撑物暴露于比与输送相关联的压力更大的压力下来制造相似的组合物。所得物品或者块是由经处理木质素完全涂覆的可燃支撑物，并且厚度看起来均一且明显大于输送螺杆的情况。同样在这种情况下，锅炉连续操作超过12小时，没有任何问题。
阅读本说明书将理解，发明人发明了可燃制品，其包括：经处理的木质素组合物，其包括选自由有机溶剂木质素、硫酸盐木质素、蒸汽爆破木质素、氨爆破木质素和水热处理木质素所组成的组的固体木质素，经处理的木质素组合物可以包括发酵过程或者水解过程的釜馏物残余物并且也可以包括碳水化合物，经处理的木质素组合物中碳水化合物的总重量百分比以干基计选自由范围5％至45％、10％至40％和15％至30％所组成的组。经处理的木质素组合物的含水量与经处理的木质素组合物的重量百分比以湿基计范围为35％至80％。该经处理的木质素组合物以相对于经处理的木质素组合物的重力更大的力附着于可燃支撑物外表面的至少一部分，并且附着于经处理的木质素组合物的可燃支撑物外表面的部分的尺寸可以大于选自由可燃支撑物外表面的50％、70％、80％和90％所组成的组的百分比值。可燃支撑物可以具有这样的规格，使其能够通过具有第一圆孔的第一滤网，所述第一圆孔具有范围从10mm至200mm的第一直径，并且不能通过具有第二圆孔的第二滤网，所述第二圆孔具有范围从5mm至100mm的第二直径，并且第一直径大于第二直径。可燃支撑物以湿基计可以具有选自1％至60％、1％至15％、2至10％、20至60％和30％至45％构成的组范围内的值的含水量，并且可以选自硬木屑、软木屑、煤、焦炭、和切碎的轮胎构成的组。经处理木质素组合物与可燃支撑物的湿基重量比可以在1:10至3:1、1:2至2:1和1:1.5至1.5:1的范围内。在一个实施例中，所公开的可燃制品包括经处理的木质素组合物，其包括固体蒸汽爆破木质素、其中经处理的木质素组合物以比经处理的木质素组合物的重力更大的力附着于由硬木屑组成的可燃支撑物的至少一部分外表面。在优选的实施例中，硬木屑具有-200mm/+10mm的规格。
在另一个实施例中，所公开的可燃制品包括经处理的木质素组合物，其包括固体蒸汽爆破木质素，其中经处理的木质素组合物以比经处理的木质素组合物的重力更大的力附着于由软木屑组成的可燃支撑物的至少一部分外表面。在优选的实施例中，软木屑具有-200mm/+10mm的规格。
在另一个实施例中，所公开的可燃制品包括经处理的木质素组合物，其包括固体蒸汽爆破木质素，其中经处理的木质素组合物以比经处理的木质素组合物的重力更大的力附着于由煤组成的可燃支撑物的至少一部分外表面。在优选的实施例中，硬木屑具有-200mm/+10mm的规格。
在另一个实施例中，所公开的可燃制品包括经处理的木质素组合物，其包括固体蒸汽爆破木质素，其中经处理的木质素组合物以比经处理的木质素组合物的重力更大的力附着于由切碎的轮胎组成的可燃支撑物的至少一部分外表面。在优选的实施例中，切碎的轮胎具有-200mm/+10mm的规格。
在另一个实施例中，所公开的可燃制品包括经处理的木质素组合物，其包括固体氨爆破木质素，其中经处理的木质素组合物以比经处理的木质素组合物的重力更大的力附着于由硬木屑组成的可燃支撑物的至少一部分外表面。在优选的实施例中，硬木屑具有-200mm/+10mm的规格。
在另一个实施例中，所公开的可燃制品包括经处理的木质素组合物，其包括固体氨爆破木质素，其中经处理的木质素组合物以比经处理的木质素组合物的重力更大的力附着于由软木屑组成的可燃支撑物的至少一部分外表面。在优选的实施例中，软木屑具有-200mm/+10mm的规格。
在另一个实施例中，所公开的可燃制品包括经处理的木质素组合物，其包括固体氨爆破木质素，其中经处理的木质素组合物以比经处理的木质素组合物的重力更大的力附着于由煤组成的可燃支撑物的至少一部分外表面。在优选的实施例中，硬木屑具有-200mm/+10mm的规格。
在另一个实施例中，所公开的可燃制品包括经处理的木质素组合物，其包括固体氨爆破木质素，其中经处理的木质素组合物以比经处理的木质素组合物的重力更大的力附着于由切碎的轮胎组成的可燃支撑物的至少一部分外表面。在优选的实施例中，切碎的轮胎具有-200mm/+10mm的规格。
在一个实施例中，所公开的可燃制品包括经处理的木质素组合物，其包括固体水热处理木质素，其中经处理的木质素组合物以比经处理的木质素组合物的重力更大的力附着于由硬木屑组成的可燃支撑物的至少一部分外表面。在优选的实施例中，硬木屑具有-200mm/+10mm的规格。
在另一个实施例中，所公开的可燃制品包括经处理的木质素组合物，其包括固体水热处理木质素，其中经处理的木质素组合物以比经处理的木质素组合物的重力更大的力附着于由软木屑组成的可燃支撑物的至少一部分外表面。在优选的实施例中，软木屑具有-200mm/+10mm的规格。
在另一个实施例中，所公开的可燃制品包括经处理的木质素组合物，其包括固体水热处理木质素，其中经处理的木质素组合物以比经处理的木质素组合物的重力更大的力附着于由煤组成的可燃支撑物的至少一部分外表面。在优选的实施例中，硬木屑具有-200mm/+10mm的规格。
在另一个实施例中，所公开的可燃制品包括经处理的木质素组合物，其包括固体水热处理木质素，其中经处理的木质素组合物以比经处理的木质素组合物的重力更大的力附着于由切碎的轮胎组成的可燃支撑物的至少一部分外表面。在优选的实施例中，切碎的轮胎具有-200mm/+10mm的规格。
在一个实施例中，所公开的可燃制品包括经处理的木质素组合物，其包括固体硫酸盐木质素，其中经处理的木质素组合物以比经处理的木质素组合物的重力更大的力附着于由硬木屑组成的可燃支撑物的至少一部分外表面。在优选的实施例中，硬木屑具有-200mm/+10mm的规格。
在另一个实施例中，所公开的可燃制品包括经处理的木质素组合物，其包括固体硫酸盐木质素，其中经处理的木质素组合物以比经处理的木质素组合物的重力更大的力附着于由软木屑组成的可燃支撑物的至少一部分外表面。在优选的实施例中，软木屑具有-200mm/+10mm的规格。
在另一个实施例中，所公开的可燃制品包括经处理的木质素组合物，其包括固体硫酸盐木质素，其中经处理的木质素组合物以比经处理的木质素组合物的重力更大的力附着于由煤组成的可燃支撑物的至少一部分外表面。在优选的实施例中，硬木屑具有-200mm/+10mm的规格。
在另一个实施例中，所公开的可燃制品包括经处理的木质素组合物，其包括固体硫酸盐木质素，其中经处理的木质素组合物以比经处理的木质素组合物的重力更大的力附着于由切碎的轮胎组成的可燃支撑物的至少一部分外表面。在优选的实施例中，切碎的轮胎具有-200mm/+10mm的规格。
在一个实施例中，所公开的可燃制品包括经处理的木质素组合物，其包括固体有机溶剂木质素，其中经处理的木质素组合物以比经处理的木质素组合物的重力更大的力附着于由硬木屑组成的可燃支撑物的至少一部分外表面。在优选的实施例中，硬木屑具有-200mm/+10mm的规格。
在另一个实施例中，所公开的可燃制品包括经处理的木质素组合物，其包括固体有机溶剂木质素，其中经处理的木质素组合物以比经处理的木质素组合物的重力更大的力附着于由软木屑组成的可燃支撑物的至少一部分外表面。在优选的实施例中，软木屑具有-200mm/+10mm的规格。
在另一个实施例中，所公开的可燃制品包括经处理的木质素组合物，其包括固体有机溶剂木质素，其中经处理的木质素组合物以比经处理的木质素组合物的重力更大的力附着于由煤组成的可燃支撑物的至少一部分外表面。在优选的实施例中，硬木屑具有-200mm/+10mm的规格。
在另一个实施例中，所公开的可燃制品包括经处理的木质素组合物，其包括固体有机溶剂木质素，其中经处理的木质素组合物以比经处理的木质素组合物的重力更大的力附着于由切碎的轮胎组成的可燃支撑物的至少一部分外表面。在优选的实施例中，切碎的轮胎具有-200mm/+10mm的规格。

Claims (16)

1.一种可燃制品，包括：
经处理的木质素组合物，其包括固体木质素并且具有以湿基计与所述经处理的木质素组合物重量百分比为35％至80％范围内的含水量，
具有外表面的可燃支撑物，
其中所述经处理的木质素组合物以比所述经处理的木质素组合物的重力更大的力附着于所述可燃支撑物的至少一部分外表面，并且
其中所述可燃物品不是由压块或者造丸工艺制得。
2.根据权利要求1所述的物品，其中，所述可燃支撑物具有规格使其能够通过具有第一圆孔的第一滤网，并且不能通过具有第二圆孔的第二滤网，所述第一圆孔具有范围从10mm至200mm的第一直径，所述第二圆孔具有范围从5mm至100mm的第二直径，并且所述第一直径大于所述第二直径。
3.根据权利要求1至2中任一所述的物品，其中，所述可燃支撑物具有以湿基计数值范围选自从1％至60％、从1％至15％、从2至10％、从20至60％和从30％至45％组成的组的含水量。
4.根据权利要求1至3中任一所述的物品，其中，所述可燃支撑物选自由硬木屑、软木屑、煤、焦炭和切碎的轮胎所组成的组。
5.根据权利要求1至4中任一所述的物品，其中，所述经处理的木质素组合物选自由蒸汽爆破木质素、氨爆破木质素和水热处理木质素所组成的组。
6.根据权利要求5所述的物品，其中，所述经处理的木质素组合物包括发酵过程或者水解过程的釜馏物残余物。
7.根据权利要求6所述的物品，其中，所述经处理的木质素组合物进一步包括碳水化合物，并且以干基计所述经处理的木质素组合物中碳水化合物的总重量百分比选自由从5％至45％、从10％至40％和从15％至30％组成的组。
8.根据权利要求5至7中任一所述的物品，其中，在不添加硫酸的情况下获得所述经处理的木质素组合物。
9.根据权利要求5至8中任一所述的物品，其中，所述物品包括一定量的硫，以干基计所述物品中硫的量小于0.3％。
10.根据权利要求1至4中任一所述的物品，其中，所述经处理的木质素组合物选自由硫酸盐木质素和有机溶剂木质素组成的组。
11.根据权利要求1至10中任一所述的物品，其中，所述物品具有以湿基计所述经处理的木质素组合物与所述可燃支撑物在1:10至3:1、从1:2至2:1和从1:1.5至1.5:1范围内的重量比。
12.根据权利要求1至11中任一所述的物品，其中，所述经处理的木质素组合物以大于选自可燃支撑物外表面的50％、70％、80％和90％组成的组的百分比数值附着于可燃支撑物的外表面的一部分。
13.根据权利要求1至12中任一所述的物品，其中，以湿基计所述经处理的木质素组合物的所述含水量可以是选自从50％至70％和从55％至65％组成的组的范围内的数值。
14.根据权利要求1至13中任一所述的物品，其中，以湿基计所述物品的所述含水量是少于选自60％、55％和50％组成的组的数值。
15.一种燃料组合物，其特征在于：包括多个权利要求1至14中任一所述的物品。
16.根据权利要求1至15中任一所述的物品作为燃料的用途。
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