CN114423847A - 制备固体生物质燃料的方法 - Google Patents

制备固体生物质燃料的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114423847A
CN114423847A CN202080065974.1A CN202080065974A CN114423847A CN 114423847 A CN114423847 A CN 114423847A CN 202080065974 A CN202080065974 A CN 202080065974A CN 114423847 A CN114423847 A CN 114423847A
Authority
CN
China
Prior art keywords
biomass
fuel
solid
rice hulls
sources
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080065974.1A
Other languages
English (en)
Inventor
柏红梅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GB1910470.2A external-priority patent/GB2586120B/en
Priority claimed from GBGB1911448.7A external-priority patent/GB201911448D0/en
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of CN114423847A publication Critical patent/CN114423847A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/02—Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
    • C10L5/06—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/02—Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
    • C10L5/34—Other details of the shaped fuels, e.g. briquettes
    • C10L5/36—Shape
    • C10L5/363—Pellets or granulates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C10L5/44—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on vegetable substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C10L5/44—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on vegetable substances
    • C10L5/442—Wood or forestry waste
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C10L5/44—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on vegetable substances
    • C10L5/445—Agricultural waste, e.g. corn crops, grass clippings, nut shells or oil pressing residues
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C10L5/44—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on vegetable substances
    • C10L5/447—Carbonized vegetable substances, e.g. charcoal, or produced by hydrothermal carbonization of biomass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
    • C10L9/08—Treating solid fuels to improve their combustion by heat treatments, e.g. calcining
    • C10L9/083—Torrefaction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2200/00—Components of fuel compositions
    • C10L2200/04—Organic compounds
    • C10L2200/0461—Fractions defined by their origin
    • C10L2200/0469—Renewables or materials of biological origin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2250/00—Structural features of fuel components or fuel compositions, either in solid, liquid or gaseous state
    • C10L2250/06—Particle, bubble or droplet size
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/06—Heat exchange, direct or indirect
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/24—Mixing, stirring of fuel components
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/28—Cutting, disintegrating, shredding or grinding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/30—Pressing, compressing or compacting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/32—Molding or moulds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/58—Control or regulation of the fuel preparation of upgrading process
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Abstract

本发明涉及一种由稻壳单独或与例如朱缨花或木材等其他材料组合制备固体生物质燃料的方法，以及由该方法制备的固体生物质燃料。此外，本发明还涉及一种燃烧方法，其包括燃烧所述固体生物质燃料以产生能量。

Description

制备固体生物质燃料的方法
技术领域
本发明涉及一种制备固体生物质燃料的方法，以及由所述方法制备的固体生物质燃料。另外，本发明还涉及一种燃烧方法，其包括燃烧所述固体生物质燃料以产生能量。
背景技术
燃煤发电用于世界各地的发电厂和工业过程。煤炭和其他化石燃料是不可再生能源。在过去的几十年里，人们呼吁减少燃煤发电站的煤炭消耗，转而使用可再生资源作为能源。
衍生自生物质的燃料是一种可用于替代或至少部分替代煤的可再生能源。在燃烧过程中，由生物质衍生的燃料可以在发电厂的氧气存在下燃烧，以产生能量。生物质衍生燃料可以在最初设计用于燃煤的传统发电厂中燃烧，或者生物质衍生燃料可以在专门用于生物质燃烧的发电厂中燃烧。某些形式的生物质可以与煤混合并在发电厂内以相同的燃烧过程燃烧。这种过程称为生物质的煤共烧。为了适合与煤共烧，生物质衍生燃料通常必须具有某些特性，例如一定水平的质量和均质性。例如，在共烧过程中特别期望由均一尺寸、密度、水分含量等的颗粒组成的生物质燃料。生物质燃料包含低含量的灰分也是期望的。生物质燃料中的灰分含量通常高于煤炭中的灰分含量。
已知各种方法可以从生物质源制备固体生物质燃料。WO2014/087949公开了一种用于制备固体生物质燃料的方法，其中使生物质源蒸汽爆炸然后成型为生物质块，再加热得到生物质燃料。该方法的目的是制备在储存期间具有足够的可操作性并且在储存期间具有更低的排放水化学需氧量(COD)的生物质燃料。该过程中使用的生物质源是棕榈仁壳。
WO2016/056608以WO2014/087949的教导为基础，并且公开了一种制造固体生物质燃料的方法，其中不需要蒸汽爆炸步骤来制备燃料。该方法包括成型步骤，将生物质源压碎，成型为生物质块，再将生物质块进行加热。用于所述过程的生物质源是树木，例如道格拉斯冷杉、铁杉、雪松、柏树、欧洲赤松、杏仁老树、杏仁壳、合金欢木质部、合金欢树皮、核桃壳、西谷椰子、棕榈空果串、柳桉木和橡胶。
WO2017/175733公开了一种包括成型步骤的类似方法，其中，将生物质源压碎，成型为生物质块，再将生物质块进行加热。WO2017/175733的方法旨在提供生物质燃料，该生物质燃料在暴露于雨水时表现出低的降解性并具有更低的排放水COD。该方法中使用的生物质源选自橡胶树、合金欢、柳桉木、桉树、柚木以及落叶松、云杉和桦树的混合物。
WO2019/069849旨在提供一种易于运输和存储并且在存储期间耐自燃的生物质燃料。生物质燃料通过包括成型步骤的方法来制备，在该成型步骤中，将生物质源压碎，成型为生物质块，再将生物质块进行加热。用于制备燃料的生物质源选自橡胶树、合金欢树、辐射松，落叶松、云杉和桦树的混合物；以及云杉、松树和冷杉。
WO2019/069860公开了一种用于制备固体生物质燃料的设备。该设备包括碳化炉，用于碳化生物质成型产品以获得固体生物质燃料。该设备还包括产量计算单元、温度测量单元和控制单元。控制单元基于生物质燃料的自燃特性控制施加到碳化炉的热量。通过将生物质源粉碎成粒料，然后使所述粒料成型，得到生物质成型产品。生物质源选自橡胶树、合金欢、龙脑香、辐射松，落叶松、云杉和桦树的混合物或云杉、松树和冷杉的混合物。
WO2018/181919公开了与以上讨论的用于制备固体生物质燃料的方法不同的方法。该方法涉及生物质的水热碳化的步骤，其中生物质源在热水中加压以碳化生物质。据报道该方法提供了具有高可磨性、高收率和更低的制造成本的生物质燃料。生物质源选自谷壳、棕榈仁壳、椰子树、竹子、棕榈空果串、杏子和茄子。
WO2017/175737公开了一种用于冷却碳化生物质的冷却设备。该设备提高了半碳化的生物质成型的冷却效率。该设备通过在其上喷水来冷却生物质。该冷却器包括振动平板和用于在平板上喷水的喷淋部。通过与上述相同的方法制备生物质燃料。用于制备生物质燃料的生物质源是道格拉斯冷杉、铁杉、雪松、柏树、欧洲赤松、杏仁老树、杏仁壳、合金欢木质部、合金欢树皮、核桃壳、西谷椰子、棕榈空果串、柳桉木和橡胶。
最后，WO2014/050964公开了一种用于改善生物质的可磨性使得其可以与煤一起磨碎的方法。该方法包括将磨碎的木质生物质的水分含量提高到10％至50％；将生物质致密化至密度为0.55g/cm3以上再对生物质进行烘焙。生物质源包括木屑、树皮、木刨花和锯末。
本发明的发明人已经认识到上述文献中讨论的固体生物质燃料及其制备方法存在各种问题。例如，以上文献中描述的生物质源是通常仅天然存在且不容易以商业规模进行种植和收获的植物和树木。发明人已经认识到，可以容易地以商业规模生长和收获的生物质源将是有利的。可以生长和收获的生物质源可有利于控制生物质源的质量和特定特征。不需要大面积砍伐森林就能提供足量的生物质源用作燃料的替代生物质源也是有利的。
另外，发明人发现上述文件中所述的全部由木材和类似材料组成的生物质源当采用本领域已知的常规粉碎技术处理时，会形成均匀度较低的粒料。此外，由于木材和类似材料难以粉碎的性质，因此粉碎生物质源的成本昂贵。本发明的发明人已经意识到，通过本领域已知的常规粉碎技术更容易粉碎，且在粉碎时形成更均一尺寸的粒料的生物质源，或者在转化为固体生物质燃料之前不需要粉碎的生物质源是有利的。
另外，发明人已经发现，由以上文献中讨论的生物质源并通过以上文献中的方法制备的固体生物质燃料的防水特性不足。防水特性对固体生物质燃料很重要，因为在燃烧过程中使用(单独使用或与煤共烧时)需要干燥(或至少充分干燥)。生物质燃料在存储或运输过程中经常暴露于湿气中(例如来自雨水)。因此，具有改进的防水能力的生物质燃料是合乎需要的。
本发明人还认识到上述文献中描述的生物质燃料制备方法不能提供具有足够质量和均匀性的燃料。特别地，以上讨论的方法在成型步骤期间无法充分控制生物质的密度。
发明内容
本发明解决了上面讨论的与现有方法有关的问题。令人惊讶的是，本发明的发明人发现可以以商业规模生长和收获可用于得到固体生物质燃料的某些生物质源。这样做可以在生长周期中得到用于制备燃料的固定且恒定的生物质源。另外，以商业规模生长和收获所述生物质源能够例如通过栽培和育种技术来控制生物质源的质量和均匀性。
此外，发明人发现某些生物质源在加工成固体生物质燃料之前不需要粉碎，因此降低了与该工艺的相关成本。
除此之外，本发明的发明人还发现，可以通过改变方法中的成型步骤和/或加热步骤来得到具有改善的防水特性的生物质燃料。发明人还已经发现，控制本发明方法的成型步骤和加热步骤可改善固体生物质燃料产品的质量和均匀性，并赋予其某些物理特性，非常适合用于燃烧工艺中。此外，已经发现调整成型和加热步骤可以提高固体生物质燃料的产量，并赋予燃料更易于运输和储存的特性。发明人已经发现，生物质源的性质以及具体的成型和加热步骤共同作用可以提供优于本领域其他已知的生物质燃料产品用于燃烧工艺。
本发明的第一方面提供了一种制备固体生物质燃料的方法，其中所述方法包括以下步骤：
(i)提供一种或多种粒径为1000μm至10000μm的生物质粉末；
(ii)将所述一种或多种生物质粉末加热0.25至5小时到160℃至420℃的温度以得到加热生物质产品；和
(iii)使所述加热生物质产品成型以得到固体生物质燃料；
其中所述一种或多种生物质粉末衍生自一种或多种生物质源，其中所述一种或多种生物质源：(i)由稻壳组成或基本上由稻壳组成；(ii)包括稻壳和木材例如混合木材的混合物或基本上由稻壳和木材例如混合木材的混合物组成；(iii)由稻壳和朱缨花(calliandra callothyrsus)的混合物组成或基本上由稻壳和朱缨花的混合物组成；(iv)包括按重量计至少15％的稻壳，以及朱缨花；并且其中如果所述一种或多种生物质源由稻壳组成或基本上由稻壳组成，则生物质衍生材料存在于所述固体生物质燃料中，其存在量按重量计为所述固体生物质燃料的燃料全组分的至少95wt％。
在一个实施方案中，一种或多种生物质源由稻壳组成或基本上由稻壳组成。
在另一个实施方案中，一种或多种生物质源还包括木材例如混合木材、朱缨花或其组合。优选地，一种或多种生物质源包括(i)稻壳和朱缨花，或(ii)稻壳和木材例如混合木材。在一个实施方案中，一种或多种生物质源由稻壳和木材例如混合木材的混合物组成或基本上由稻壳和木材的混合物组成。在另一个实施方案中，一种或多种生物质源由稻壳和朱缨花的混合物组成或基本上由稻壳和朱缨花的混合物组成。在另一个实施方案中，一种或多种生物质源包括按重量计至少15％的稻壳，以及朱缨花。
在一个实施方案中，一种或多种生物质源包括按重量计20％至80％的稻壳。在一个实施方案中，一种或多种生物质源包括按重量计20％至80％的稻壳，以及按重量计20％至80％的木材例如混合木材。优选地，一种或多种生物质源不包括椰子壳或稻草。在一个实施方案中，一种或多种生物质源基本上由稻壳和木材例如混合木材组成，其中一种或多种生物质源包括按重量计20％至80％的稻壳，以及按重量计20％至80％的木材例如混合木材。在另一个实施方案中，一种或多种生物质源包括按重量计20％至80％的稻壳，以及按重量计20％至80％的朱缨花。在一个实施方案中，一种或多种生物质源基本上由稻壳和朱缨花组成，其中一种或多种生物质源包括按重量计20％至80％的稻壳，以及按重量计20％至80％的朱缨花。
加热一种或多种生物质粉末的步骤优选进行0.4至3小时，例如0.4至2小时，或0.5至3小时，例如0.4至2小时。
加热一种或多种生物质粉末的步骤包括将一种或多种生物质粉末加热至180℃至350℃的温度，优选加热至210℃至280℃的温度。
优选地，加热一种或多种生物质粉末的步骤(ii)包括在一定条件下加热一种或多种生物质粉末引起生物质成型产品烘焙。
优选地，该方法还包括在使所述加热生物质产品成型的步骤(iii)之前冷却该加热生物质产品。
提供一种或多种生物质粉末的步骤(i)可包括粉碎一种或多种生物质源，和/或混合一种或多种生物质粉末。
典型地，该方法可以包括在加热一种或多种生物质粉末的步骤(ii)之前干燥该一种或多种生物质粉末的步骤。
使所述加热生物质产品成型的步骤(iii)可以包括调整成型步骤使得所述固体生物质燃料的密度可控；任选地，调整成型步骤使得所述固体生物质燃料的密度可控包括控制在所述成型步骤中使用的模具的压缩比。
优选地，该方法包括在使所述加热生物质产品成型的步骤(iii)之前将添加剂添加到所述加热生物质产品中。优选地，添加添加剂以提高固体生物质燃料的产率。
加热一种或多种生物质粉末的步骤(ii)典型地适于控制加热生物质产品的均匀性。优选地，调整步骤(ii)以控制加热生物质产品的均匀性包括：在设备中进行步骤(ii)，在设备中，一种或多种生物质粉末在加热的同时旋转。更优选地，调整步骤(ii)以控制加热生物质产品的均匀性包括：控制一种或多种生物质粉末的旋转速度或旋转方向。最优选地，一种或多种生物质粉末在该设备中沿逆时针和顺时针方向旋转。
根据DIN EN 15103测定的固体生物质燃料的典型的堆积密度为0.40kg/l至0.65kg/l，优选0.45kg/l至0.60kg/l，最优选0.50至0.60kg/l。
根据DIN EN 15210-1测定的固体生物质燃料的典型的机械耐久性为95％以上、96％以上、97％以上、或98％以上。
在该方法的一些实施方案中，一种或多种生物质源和固体生物质燃料如下：
(i)一种或多种生物质源包括稻壳或基本上由稻壳组成，其中固体生物质燃料的堆积密度为0.40kg/L至0.48kg/L，固体生物质燃料的机械耐久性为95％以上；
(ii)一种或多种生物质源包括稻壳和木材例如混合木材的混合物，其中固体生物质燃料的堆积密度为0.50kg/L至0.65kg/L，固体生物质燃料的机械耐久性为95％以上；
(iii)一种或多种生物质源包括稻壳和朱缨花的混合物，其中固体生物质燃料的堆积密度为0.45kg/L至0.60kg/L，固体生物质燃料的机械耐久性为95％以上；
其中根据DIN EN 15103测定堆积密度，根据DIN EN 15210-1测定机械耐久性。
典型地，制备的生物质固体燃料的总干硫含量为0.05wt％以下，优选0.04wt％以下，最优选0.03wt％以下，其中根据DIN EN 15289测定总干硫含量。
典型地，制备的生物质固体燃料的总干氢含量为5wt％以上，优选5wt％至10wt％，更优选5wt％至7wt％，其中根据DIN EN 15104测定总干氢含量。
典型地，制备的生物质固体燃料的总干氧含量为34wt％以上，优选34wt％至40wt％，更优选34wt％至38wt％，其中根据DIN EN 15296测定总干氧含量。
典型地，制备的生物质固体燃料的总干碳含量为40wt％以上，优选45wt％至55wt％，更优选50wt％至52wt％，其中根据DIN EN 15104测定总干碳含量。
典型地，制备的生物质固体燃料的总干氮含量小于0.5wt％，优选小于0.4wt％，更优选小于0.3wt％，其中根据DIN EN 15104测定总干氮含量。
典型地，制备的固体生物质燃料防水长达20天，优选30天，更优选40天。
典型地，制备的固体生物质燃料浸入水中时的化学需氧量(COD)为5000ppm以下，优选4000ppm以下，最优选3000ppm以下，其中根据GB/11914-89测定化学需氧量。
典型地，固体生物质燃料的固定碳含量为28wt％以上，优选28wt％至35wt％，更优选30wt％至33wt％，其中根据DIN EN 51734测定固定碳含量。
典型地，固体生物质燃料的灰分含量小于25wt％，优选小于20wt％，最优选小于18wt％，其中根据EN 14775在550℃下测定灰分含量。
典型地，固体生物质燃料的挥发性物质含量为40wt％至65wt％，更优选45wt％至60wt％，其中根据DIN EN 15148测定挥发性物质含量。
典型地，固体生物质燃料的水分含量小于8wt％、优选小于6wt％、最优选小于5wt％，其中根据DIN EN 14774测定水分含量。
典型地，固体生物质燃料的热值为4300kcal/kg干质量至6500kcal/kg干质量，其中根据DIN EN 14918测定热值。
典型地，生物质成型产品的堆积密度为A，固体生物质燃料的堆积密度为B，其中B/A为0.55至1，根据DIN EN 15103测定堆积密度。
典型地，该方法不包括在成型步骤之前将煤、氧化剂、点火剂或其任何组合添加到加热生物质产品中，并且其中固体生物质燃料不包括煤、氧化剂、点火剂或其任何组合。
在一个实施方案中，加热一种或多种生物质粉末的步骤(ii)包括将一种或多种生物质粉末加热30分钟至5小时，任选1小时至5小时。
本发明的第二方面提供了通过根据本发明第一方面的方法获得的固体生物质燃料。
本发明的第三方面提供了源自一种或多种生物质源的固体生物质燃料，其中所述一种或多种生物质源：(i)由稻壳组成或基本上由稻壳组成；(ii)包括稻壳和木材例如混合木材的混合物或基本上由稻壳和木材例如混合木材的混合物组成；(iii)由稻壳和朱缨花的混合物组成或基本上由稻壳和朱缨花的混合物组成；(iv)包括按重量计至少15％的稻壳，以及朱缨花；并且其中如果所述一种或多种生物质源由稻壳组成或基本上由稻壳组成，则生物质衍生材料存在于所述固体生物质燃料中，其存在量按重量计为所述固体生物质燃料的燃料全组分的至少95wt％。
在一个实施方案中，一种或多种生物质源包括稻壳和木材例如混合木材。典型地，一种或多种生物质源包括按重量计20％至80％的稻壳，以及按重量计20％至80％的木材例如混合木材。优选地，一种或多种生物质源不包括椰子壳或稻草。在一个实施方案中，一种或多种生物质源基本上由稻壳和木材例如混合木材组成，其中一种或多种生物质源包括按重量计20％至80％的稻壳，以及按重量计20％至80％的木材例如混合木材。
在另一个实施方案中，一种或多种生物质源包括稻壳和朱缨花的混合物，其中稻壳的存在量按重量计为一种或多种生物质源的总重量的至少15wt％。优选地，一种或多种生物质源包括按重量计20％至80％的稻壳，以及按重量计20％至80％的朱缨花。在一个实施方案中，一种或多种生物质源基本上由稻壳和朱缨花组成，其中一种或多种生物质源包括按重量计20％至80％的稻壳，以及按重量计20％至80％的朱缨花。
根据DIN EN 15103测定的固体生物质燃料的典型的堆积密度为0.40kg/l至0.65kg/l，优选0.45kg/l至0.60kg/l，最优选0.50至0.60kg/l。
根据DIN EN 15210-1测定的固体生物质燃料的典型的机械耐久性为95％以上、96％以上、97％以上、或98％以上。
在该方法的一些实施方案中，一种或多种生物质源和固体生物质燃料如下：
(i)一种或多种生物质源包括稻壳或基本上由稻壳组成，其中固体生物质燃料的堆积密度为0.40kg/L至0.48kg/L，固体生物质燃料的机械耐久性为95％以上；
(ii)一种或多种生物质源包括稻壳和木材例如混合木材的混合物，其中固体生物质燃料的堆积密度为0.50kg/L至0.65kg/L，固体生物质燃料的机械耐久性为95％以上；
(iii)一种或多种生物质源包括稻壳和朱缨花的混合物，其中固体生物质燃料的堆积密度为0.45kg/L至0.60kg/L，固体生物质燃料的机械耐久性为95％以上；
其中根据DIN EN 15103测定堆积密度，根据DIN EN 15210-1测定机械耐久性。
典型地，制备的生物质固体燃料的总干硫含量为0.05wt％以下，优选0.04wt％以下，最优选0.03wt％以下，其中根据DIN EN 15289测定总干硫含量。
典型地，制备的生物质固体燃料的总干氢含量为5wt％以上，优选5wt％至10wt％，更优选5wt％至7wt％，其中根据DIN EN 15104测定总干氢含量。
典型地，制备的生物质固体燃料的总干氧含量为34wt％以上，优选34wt％至40wt％，更优选34wt％至38wt％，其中根据DIN EN 15296测定总干氧含量。
典型地，制备的生物质固体燃料的总干碳含量为40wt％以上，优选45wt％至55wt％，更优选50wt％至52wt％，其中根据DIN EN 15104测定总干碳含量。
典型地，制备的生物质固体燃料的总干氮含量小于0.5wt％，优选小于0.4wt％，更优选小于0.3wt％，其中根据DIN EN 15104测定总干氮含量。
典型地，制备的固体生物质燃料防水长达20天，优选30天，更优选40天。
典型地，制备的固体生物质燃料浸入水中时的化学需氧量(COD)为5000ppm以下，优选4000ppm以下，最优选3000ppm以下，其中根据GB/11914-89测定化学需氧量。
典型地，固体生物质燃料的固定碳含量为28wt％以上，优选28wt％至35wt％，更优选30wt％至33wt％，其中根据DIN EN 51734测定固定碳含量。
典型地，固体生物质燃料的灰分含量小于25wt％，优选小于20wt％，最优选小于18wt％，其中根据EN 14775在550℃下测定灰分含量。
典型地，固体生物质燃料的挥发性物质含量为40wt％至65wt％，更优选45wt％至60wt％，其中根据DIN EN 15148测定挥发性物质含量。
典型地，固体生物质燃料的水分含量小于8wt％、优选小于6wt％、最优选小于5wt％，其中根据DIN EN 14774测定水分含量。
典型地，固体生物质燃料的热值为4300kcal/kg干质量至6500kcal/kg干质量，其中根据DIN EN 14918测定热值。
本发明的第四方面提供了一种燃烧方法，包括燃烧根据本发明的第二方面和第三方面的固体生物质燃料以产生能量的步骤。
在一个实施方案中，固体生物质燃料与化石燃料共烧并燃烧。优选地，化石燃料包括煤。
在一个实施方案中，该方法的PM1.0排放量小于175mg/kg，优选小于150mg/kg。
本发明的第五方面提供了根据本发明的第二方面和第三方面的固体生物质燃料在燃烧方法中作为燃料的用途。
优选地，燃烧方法包括将固体生物质燃料与化石燃料共烧。优选地，化石燃料为煤。
在一个实施方案中，该方法的PM1.0排放量小于175mg/kg，优选小于150mg/kg。
本发明的第六方面提供了一种或多种生物质源用于制备固体生物质燃料的用途，其中所述一种或多种生物质源：(i)由稻壳组成或基本上由稻壳组成；(ii)包括稻壳和木材例如混合木材的混合物或基本上由稻壳和木材例如混合木材的混合物组成；(iii)由稻壳和朱缨花的混合物组成或基本上由稻壳和朱缨花的混合物组成；(iv)包括按重量计至少15％的稻壳，以及朱缨花；并且其中如果所述一种或多种生物质源由稻壳组成或基本上由稻壳组成，则生物质衍生材料存在于所述固体生物质燃料中，其存在量按重量计为所述固体生物质燃料的燃料全组分的至少95wt％。
优选地，一种或多种生物质源如上文根据本发明的第一方面和第三方面所述。
优选地，用途包括在根据本发明第一方面的方法中使用一种或多种生物质源。
优选地，固体生物质燃料如上文根据本发明的第一方面和第三方面所述。
附图说明
以下通过实施例并参考附图来描述本发明，其中：
图1是稻壳的照片。
图2示出成型步骤中产量差异，其中生物质源由稻壳组成。
图3是根据本发明的方法制备的生物质成型产品的压缩比(X轴)与产率(Y轴)的曲线图。这里的生物质源由稻壳组成。
图4是根据本发明的方法制备的生物质成型产品的压缩比(X轴)与密度(kg/L)(Y轴)的曲线图，其中生物质源由稻壳组成。
图5是本发明的生物质燃料产品的照片。
图6示出本发明的几种产品的堆积密度。。
图7示出本发明的几种产品的耐久性。
图8示出本发明的几种产品的硫含量。
图9示出本发明的几种产品的氧含量。
图10示出本发明的几种产品的碳含量。
图11示出本发明的几种产品的氮含量。
图12示出本发明的几种产品的固定碳含量。
图13示出本发明的几种产品的灰分含量。
图14示出本发明的几种产品的水分含量。
图15示出本发明的几种产品的挥发性物质含量。
图16示出本发明的几种产品的PM 1.0排放量。
图17示出本发明产品在人工气候室中的测试结果。
图18示出本发明产品在人工气候室中的另一测试结果。
图19示出本发明产品在人工气候室中的另一测试结果。
图20示出在气候室中测试后本发明的几种产品的表面水分含量的结果。
图21是可用于本发明方法的成型步骤的压缩模具图。
具体实施方式
生物质源
根据本发明使用的一种或多种生物质源可以是上述任何一种。在一个优选的实施方案中，一种或多种生物质源包括稻壳、基本上由稻壳组成或由稻壳组成。当一种或多种生物质源包括稻壳和一种或多种额外的生物质源时，该一种或多种生物质源可包含任何特定量的稻壳，例如5wt％至95wt％。典型地，当一种或多种生物质源包括稻壳和一种或多种额外的生物质源时，稻壳的存在量按重量计为一种或多种生物质源的总量的10wt％至90wt％、20wt％至80wt％、30wt％至70wt％或40wt％至60wt％。
当一种或多种生物质源包括稻壳和朱缨花的混合物或由稻壳和朱缨花的混合物组成时，稻壳典型的存在量按重量计为一种或多种生物质源的总量的至少15wt％。优选地，稻壳的存在量按重量计为一种或多种生物质源的总量的20wt％至80wt％。当一种或多种生物质源包括稻壳和木材例如混合木材的混合物或由稻壳和木材例如混合木材的混合物组成时，稻壳典型的存在量按重量计为一种或多种生物质源的总量的至少15wt％。优选地，稻壳的存在量按重量计为一种或多种生物质源的总量的20wt％至80wt％。
上述一种或多种生物质源中的每一种都可以通过本领域已知的常规方法获得或收获。
如本文所用，术语“木材”通常用于指基本由木质部组成的硬纤维物质，其中该木质部构成树木或灌木树皮下的的茎、枝和根的大部分。木材在草本植物中的发现范围有限。术语“木材”的这一定义与本领域通常理解的定义一致。如本文所用，术语“混合木材”用于指两种或更多种木材的混合物。两种或更多种木材可以任何量存在于混合木材中，只要混合木材包含至少两种木材。
如本文所用，术语“包括”用于表示可以存在任何其他未定义的组分。如本文所用，术语“由……组成”用于表示除了具体列出的组分之外，不能存在其他组分。如本文所用，术语“基本上由……组成”用于表示可能存在其他未定义的组分，但那些组分不会实质性地影响组合物的基本特征。
如上所述，已发现本发明中使用的一种或多种生物质源可以商业规模种植和收获，与现有技术中使用的材料相比，提高了对生物质源的质量和特定特性的控制。使用所述材料还避免了使用树木对环境造成破坏，例如森林砍伐。上述优点尤其与使用稻壳和朱缨花有关。
发明人还惊奇地发现，本发明中使用的一种或多种生物质源比以前使用的材料更容易研磨。对于某些材料，甚至根本不需要研磨。这降低了研磨过程的成本。特别是稻壳一般不需要研磨。虽然朱缨花可能需要研磨，但已发现比以前使用的材料更容易研磨。
本发明的材料在研磨时比以前使用的材料粒度混合更均匀。不受理论限制，据信这赋予最终固体燃料产品有利的性质，例如生物质燃料产品具有更大的均匀性和连续性。出于多种原因，这在燃烧过程中是合乎需要的。
由于世界某些地区盛产稻米，稻壳也被认为是特别有用的生物质源。目前，世界水稻种植面积约为1.55亿公顷，仅中国就有3100万公顷，约占世界水稻种植面积的20％。中国水稻总产量居世界第一，占全球总产量的31％。稻壳(如图1所示)是大米加工过程中产生的主要副产品。稻壳是一种清洁可再生的资源，储量丰富。稻壳也很便宜，因为它是水稻生产过程的丰富副产品。
然而，稻壳的包装密度低，至少由于这个原因不便于运输。此外，在农林直接焚烧稻壳时，粉尘可能会造成空气污染。与其他现有生物质原料相比，使用稻壳的优点是稻壳不需要进行昂贵的粉碎处理。然而，稻壳的缺点是，当使用传统的生物质燃料生产工艺从稻壳生产燃料时，所得燃料不能产生足够的单位体积能量。因此，本领域需要一种可以减轻上述缺点的用于从稻壳制备固体生物质燃料的方法。据发现，本发明的方法减轻了上述缺点。
与使用稻壳相关的其他优点包括以稻壳作为起始材料具有均匀的尺寸和密度，这意味着所述稻壳可以直接烘焙而无需事先模制，如下文进一步详细讨论的。还发现，与源自不同起始材料的生物质固体燃料相比，由稻壳制备的固体生物质燃料的防水特性提高。
如本文所用，术语稻壳可与术语稻谷壳互换使用。
混合和粉碎生物质
提供一种或多种粒径为1000μm至10000μm的生物质粉末的步骤(i)可包括粉碎一种或多种生物质源。
可通过本领域已知的标准技术将生物质源粉碎成生物质粉末。可以将生物质源粉碎，使得生物质粉末具有1000μm至10000μm的平均粒径(D50)。典型地，将一种或多种生物质源粉碎至具有1000μm至8000μm、2000μm至8000μm或2000至6000μm的平均粒径。如上所述，已发现将特定的生物质源粉碎用于本发明可以得到具有比粉碎现有已知生物质源得到的粒径分布更有利的粒径分布的生物质粉末。对于朱缨花来说尤其如此。
在一个实施方案中，该方法包括粉碎稻壳。在一个替代实施方案中，该方法不包括粉碎稻壳。如上所述，使用稻壳的优点是，由于其天然粒度，它不一定需要粉碎。
提供一种或多种生物质粉末的步骤(i)还可包括将稻壳与一种或多种其他生物质源混合。可以使用本领域已知的标准技术进行混合。在一个实施方案中，除了稻壳之外的一种或多种生物质源被粉碎以具有1000μm至10000μm的粒度。在另一个实施方案中，不需要粉碎一种或多种额外的生物质源，因为它们可能具有1000μm至10000μm的天然粒度。
加热生物质粉末
加热一种或多种生物质粉末以得到加热生物质产品。加热在160℃至420℃的温度下进行0.25小时至5小时。优选地，加热生物质成型产品的步骤进行0.4至2小时。优选地，加热一种或多种生物质粉末的步骤包括：将一种或多种生物质粉末加热至180℃至350℃，更优选地加热至210℃至280℃。
优选地，加热一种或多种生物质粉末的步骤(ii)包括：在一定条件下加热一种或多种生物质粉末以烘焙一种或多种生物质粉末。烘焙是温和的热解过程，在该过程中加热在低氧气氛(例如氧含量小于10％)中进行。烘焙的合适条件和过程是本领域已知的。因此，优选地，加热一种或多种生物质粉末的步骤(ii)包括烘焙。
加热步骤可以在本领域已知的用于加热一种或多种生物质粉末的任何合适的设备中进行。例如，加热步骤可以在EP3287509A1中公开的设备和工艺条件下进行。
优选地，调整加热一种或多种生物质粉末的步骤(ii)以控制加热生物质产品的均匀性，任选地其中调整步骤(ii)以控制加热生物质产品的均匀性包括：在设备中进行步骤(ii)，在所述设备中，所述一种或多种生物质粉末在加热的同时旋转，任选地，调整步骤(ii)以控制加热生物质产品的均匀性包括：控制一种或多种生物质粉末的旋转速度或旋转方向；任选地，一种或多种生物质粉末在设备中沿逆时针和顺时针方向旋转。还可以通过上述加热温度和时长来优化加热生物质产品的均匀性。不受理论的限制，据信，一旦成型，加热生物质产品的更大均匀性就传递到固体生物质燃料产品上，从而生产出更均匀的固体生物质燃料。
当本发明的方法包括在加热生物质的步骤之后进行冷却的步骤时，该冷却步骤可以包括旋转生物质。可以在诸如EP3287509A1中公开的那些合适的设备中旋转生物质。优选地，加热步骤(ii)和冷却生物质的步骤均包括旋转生物质。当在冷却步骤或加热步骤中旋转生物质时，生物质可以沿不同的方向旋转，例如在连续循环中顺时针和逆时针旋转。
固体生物质产品的术语“均匀性”是指在固体生物质燃料产品或加热生物质产品的每个颗粒以及在固体生物质燃料产品或加热生物质产品的大块样品中多个颗粒具有恒定或相似性质。例如但不限于，颗粒的密度、颗粒的易燃性、颗粒的化学组成以及颗粒的耐水性。对于燃烧方法中使用的生物质燃料而言，均匀性是非常理想的特性。
发明人还发现，与现有技术的生物质燃料相比，以上述方式控制加热步骤有助于得到具有增强的防水性能的固体生物质燃料产品。在加热步骤期间，存在于生物质粉末中的吸水的亲水化合物被降解。此外，加热步骤导致生物质粉末中存在的油迁移到生物质粉末颗粒的外部，增加了所述颗粒的疏水性。
使加热生物质产品成型
使生物质粉末成型以得到固体生物质燃料。成型步骤可以在本领域已知的任何成型设备中并且根据本领域已知的生物质成型技术进行，可以包括挤出系统。优选地，成型步骤在压缩模具中进行。优选地，压缩模具包括模具产品出口孔。可以使用在CN105435708中描述的设备来执行成型步骤。
优选地，成型步骤包括使生物质粉末成型为粒料。因此，在优选的实施方案中，固体生物质燃料产品包括生物质粒料。
虽然已知使生物质粉末成型以得到生物质成型产品，但是本发明的发明人惊奇地发现，调整成型步骤可使得按所述步骤制备的生物质成型产品的密度被控制在一定范围内，赋予最终的固体生物质燃料产品某些有利的性能。具体而言，发明人已经发现控制成型步骤使得生物质成型产品的密度在0.60至1.30kg/L的范围内可赋予最终的生物质燃料产品有利的性能。优选地，控制成型步骤使得生物质成型产品的密度为0.70kg/L至1.25kg/L。
成型步骤可以以多种方式控制。在成型过程包括使用压缩模具的情况下，通过采用3.8至6.5的压缩比来控制密度。典型地，压缩比越小，生物质成型产品的密度越低。然而，压缩比越高，生物质成型产品的产率越低。
具有模具产品出口孔的压缩模具的压缩比可以定义为模具产品出口孔的长度与直径之比。
图21示出可以根据本发明使用的压缩模具的示例。将加热生物质粉末插入模具内部，然后通过压力从模具内部挤压，以使其从图中的成型产品出口孔排出。在图中显示的压缩比为产品出口孔长度与其直径之比。
在本发明的方法中，优选地，使生物质粉末成型的步骤(iii)包括：调整成型步骤，使得将生物质成型产品的密度控制在0.70kg/L至1.25kg/L的范围内。优选地，通过使用压缩模具并控制压缩模具的压缩比来控制密度。更优选地，压缩比为3.8至6.5。
令人惊奇的是，在成型步骤中控制生物质成型产品的密度可以改善最终的生物质燃料产品的防水能力。优选地，由密度为0.70kg/L至1.25kg/L的生物质成型产品制备的固体生物质燃料产品的防水性能长达20天，优选30天。
优选地，将添加剂添加到加热生物质产品中之后再进行步骤(iii)使加热生物质产品成型。据信，所述添加剂改进了成型过程并提高了成型步骤得到的生物质成型产品的产率。合适的添加剂是本领域已知的并且包括但不限于淀粉或淀粉衍生物。
图2示出当在成型步骤期间包含添加剂时与不包含添加剂时成型步骤后的产率差异，其中一种或多种生物质源由稻壳组成。可以看出，在成型前向加热生物质产品中添加添加剂可以获得更高的产率。
图3是根据本发明的方法制备的生物质成型产品的压缩比(X轴)与产率(Y轴)的曲线图。这里的生物质源由稻壳组成。
图4是根据本发明的方法制备的生物质成型产品的压缩比(X轴)与密度(kg/L)(Y轴)的曲线图，其中生物质源由稻壳组成。
在本发明的方法中，一旦进行了成型步骤(iii)，在一些实施方案中，成型步骤的直接产物(本文称为生物质成型产品)可以直接用作燃烧过程中的固体生物质燃料。在替代实施方案中，可进一步处理生物质成型产品以得到固体生物质燃料产品。因此，在一些实施方案中，本发明的方法进一步包括处理成型步骤的直接产物(生物质成型产品)以得到固体生物质燃料的步骤。
本发明涉及在使加热生物质颗粒成型之前加热生物质粉末。这与在生物质烘焙之前进行成型的已知方法形成对比。与较大尺寸的成型粒料相比，由于生物质粉末的粒径较小且表面积较大，因此在成型前进行烘焙的优点是烘焙过程更容易并且需要更少的能量。在成型后进行烘焙的工艺中，在某些工艺中，只有成型粒料的外部得到有效烘焙，而内部没有得到有效烘焙。此外，成型粒料的烘焙会导致粒料在加热步骤期间破裂。因此，烘焙后进行成型是有利的。
然而，已知的方法涉及在烘焙之前进行成型，因为成型对于提供均匀且均质的成形粒料产品是必需的。非常希望经受烘焙的生物质颗粒具有均匀的尺寸。对于现有已知的生物质起始材料，例如各种类型的木材，在烘焙前进行成型是必要的，因为用于将木材分解成更小的颗粒的研磨过程不能提供足够均匀的研磨产品。因此，使所述研磨颗粒成型对于提供用于烘焙的均匀产品是必要的。相反，当稻壳用作生物质起始原料时，由于稻壳颗粒的天然尺寸小而均匀，不需要研磨或只需要最少的研磨即可生产，因此可以有利地在成型之前进行烘焙，以得到表面积大且均匀的产品。所述产品可以在不成型的情况下被烘烤，因此具备上述优点。
典型地，除了以上讨论的添加剂之外，在成型步骤期间不向加热生物质产品添加其他燃料源。因此，成型步骤的生物质成型产品(即固体生物质燃料)仅包含生物质衍生材料作为固体生物质燃料中的燃料源。例如，当使加热生物质产品成型为粒料时，通常在成型之前不向加热生物质产品中添加其他燃料源，使得通过成型步骤得到的固体生物质燃料粒料仅包含生物质衍生的燃料源。在优选的实施方案中，固体生物质燃料包括占燃料的燃料全组分的至少50wt％的生物质衍生材料，例如至少60wt％、至少70wt％、至少80wt％、至少90wt％，优选至少95wt％。在一种或多种生物质源由稻壳组成或基本上由稻壳组成的情况下，生物质固体燃料包括占燃料的燃料全组分的至少95wt％的生物质衍生材料。
这与本领域已知的某些方法形成对比，其中固体燃料粒料在成型步骤中生产，并且在成型步骤期间生物质衍生材料与替代燃料源例如煤混合。因此，所述粒料将包括生物质衍生材料以及额外的燃料源例如煤。
本文中使用的术语“固体燃料的燃料全组分”(total fuel content of solidfuel)是指固体燃料的组分，其是可燃材料，例如生物质衍生材料和煤。与固体燃料有关的术语燃料组分(fuel content)不旨在包括可能存在于固体燃料粒料中的、本身不燃烧产生能量的添加剂。
据发现成型步骤可以改善最终生物质固体燃料产品的防水性能。在成型步骤期间密度提高意味着水更难渗入更致密的生物质成型产品颗粒。此外，随着产品的密度提高，更多的生物质会集中在成型产品的内部，因此不会与水直接接触。
固体生物质燃料产品
固体生物质燃料产品可以具有以上讨论的任何物理性质。
如上所述，本发明的生物质固体燃料优选包含粒料。粒料可以是任何合适的尺寸。优选地，粒料的直径为3mm至100mm，更优选地为5mm至8mm。优选地，粒料的长度为20mm至60mm，更优选地为30mm至50mm。如上所述，令人惊奇的是，与通过现有技术方法制造的固体生物质燃料产品相比，本发明的固体生物质燃料产品具有增强的防水特性。据信这是由于控制了成型步骤和/或加热步骤，如上所述。发明人发现现有技术的生物质燃料仅在10天的时间内具有足够的防水性能。相反，本发明的固体生物质燃料产品在20天内具有足够的防水性能，优选为30天，更优选为40天。
固体生物质燃料的防水性能是根据荷兰能源研究中心(ECN)的标准测试确定的，下面将对此进行详细介绍。
本发明的固体生物质燃料的水分含量也可以通过ECN的标准测试方法来确定。本发明的固体生物质燃料的水分含量通常为5wt％至9wt％，优选6wt％至8wt％，更优选为6wt％至7wt％。
本发明的固体生物质燃料具有出乎意料的优异的机械耐久性。机械耐久性通常高于95％。这是有利的，因为已发现机械耐久性为95％以上的生物质粒料能够储存在室外且无损坏长达两个月。相反，机械耐久性低于95％的生物质粒料通常会受到降雨的破坏，无法存储在室外。因此，优异的机械耐久性是本发明的生物质粒料的另一个优点。
与固体生物质燃料颗粒的高耐久性相关的另一个优点是，如果粒料在某种程度上受力破坏，与低机械耐久性的粒料相比，高耐久性粒料会破碎成更大的碎片。这样可以最大程度地减少粉尘爆炸的风险。
如上所述，在优选的实施方案中，典型地，除了以上讨论的添加剂之外，在成型步骤期间不向加热生物质产品添加其他燃料源。因此，固体生物质燃料通常仅包含生物质衍生材料作为固体生物质燃料中的燃料源。例如，当使加热生物质产品成型成粒料时，通常在成型之前不向加热生物质产品添加其他燃料源，使得通过成型步骤得到的固体生物质燃料粒料仅包含生物质衍生的燃料源。
在优选的实施方案中，固体生物质燃料包括占燃料的燃料全组分的至少50wt％的生物质衍生材料，例如至少60wt％、至少70wt％、至少80wt％、至少90wt％，优选至少95wt％。在一种或多种生物质源由稻壳组成或基本上由稻壳组成的情况下，生物质固体燃料包括占燃料的燃料全组分的至少95wt％的生物质衍生材料。
典型地，固体生物质燃料不包括氧化剂、点火剂或其任何组合。例如，当成型成粒料时，固体生物质燃料的粒料优选地不包括点火剂或氧化剂。氧化剂和点火剂的实例是本领域已知的，例如高锰酸钾。与本发明相关的一个优点是固体生物质燃料不需要点火剂和氧化剂以进行有效燃烧。以前，当稻壳用作燃料产品中的生物质源时，必须在其中包括点火剂或氧化剂以使燃料充分燃烧。
此外，如上所述，优选地，本发明的固体生物质燃料产品不包含额外的燃料源，例如化石燃料，例如煤。以前，在稻壳被用作燃料的生物质源的情况下，将稻壳与煤结合以在燃烧过程中有效燃烧并提供足够的能量。本发明的出乎意料的优点是固体生物质燃料产品不需要包含煤或任何其他添加剂以在燃烧过程中有效燃烧或提供足够的能量。
不受理论的限制，据信，上述成型步骤期间的密度控制和加热步骤期间的均匀性控制赋予本发明的生物质固体燃料产品优异的性能特征，使得该产品可有效燃烧而无需在成型步骤期间添加氧化剂或点火剂化合物和煤以使最终的生物质固体燃料粒料包括煤和氧化剂或点火剂化合物以及生物质。
燃烧方法
本发明的产品可以用于多种不同的燃烧方法中。所述产品在特定过程中的适用性对于本领域技术人员是显而易见的。例如，本发明的生物质燃料可单独用于发电厂的燃烧方法或工业方法。或者，本发明的生物质产品可以与额外的燃料(例如煤)共烧用于燃烧过程中。
据发现，与本领域已知的其他生物质燃料相比，本发明有利的是产品的PM1.0排放量非常低。此外，该方法的PM1.0排放量低于涉及煤燃烧的方法。
据发现，本发明有利的是生物质燃料的改进的物理性质使该生物质特别适合与煤共烧。例如，产品改进的质量和均匀性使得本发明的生物质燃料能够与煤特别良好地共烧。本发明的生物质燃料改进的防水性能还意味着该生物质特别适合与煤共烧，这样的防水性能使其更易于存储和运输。
实施例1
根据本发明的方法进行。生物质源仅是稻壳。加热步骤的温度为220℃至280℃，时间为0.4至2小时。在加热步骤之后，将加热稻壳冷却然后成型得到固体生物质燃料。
固体产品的照片如图5所示。
实施例2
根据本发明的方法进行。生物质源是按重量计75％的稻壳和按重量计25％的混合木材。加热步骤的温度为220℃至280℃，时间为0.4至2小时。在加热步骤之后，将加热生物质产品冷却然后成型得到固体生物质燃料。
实施例3
根据本发明的方法进行。生物质源是按重量计50％的稻壳和按重量计50％的混合木材。加热步骤的温度为220℃至280℃，时间为0.4至2小时。在加热步骤之后，将加热生物质产品冷却然后成型得到固体生物质燃料。
实施例4
根据本发明的方法进行。生物质源是按重量计25％的稻壳和按重量计75％的混合木材。加热步骤的温度为220℃至280℃，时间为0.4至2小时。在加热步骤之后，将加热生物质产品冷却然后成型得到固体生物质燃料。
实施例5
根据本发明的方法进行。生物质源是按重量计75％的稻壳和按重量计25％的朱缨花。加热步骤的温度为220℃至280℃，时间为0.4至2小时。在加热步骤之后，将加热生物质产品冷却然后成型得到固体生物质燃料。
实施例6
根据本发明的方法进行。生物质源是按重量计50％的稻壳和按重量计50％的朱缨花。加热步骤的温度为220℃至280℃，时间为0.4至2小时。在加热步骤之后，将加热生物质产品冷却然后成型得到固体生物质燃料。
实施例7
根据本发明的方法进行。生物质源是按重量计25％的稻壳和按重量计75％的朱缨花。加热步骤的温度为220℃至280℃，时间为0.4至2小时。在加热步骤之后，将加热生物质产品冷却然后成型得到固体生物质燃料。
实施例1至7制备的固体生物质燃料的表征
根据DIN EN 15103测定实施例1至7制备的固体生物质燃料的堆积密度(kg/L)，如图6所示。
根据DIN EN 15210-1测定实施例1至7制备的固体生物质燃料的耐久性，如图7所示。
实施例1至7制备的固体生物质燃料的硫含量如图8所示。硫含量根据DIN EN15289测定。
实施例1至7制备的固体生物质燃料的氧含量如图9所示。氧含量根据DIN EN15296测定。
实施例1至7制备的生物质固体燃料的碳含量如图10所示。碳含量根据DIN EN15104测定。
实施例1至7制备的生物质固体燃料的氮含量如图11所示。氮含量根据DIN EN15104测定。
实施例1至7制备的生物质固体燃料的固定碳含量如图12所示。固定碳含量根据DIN EN51734测定。
实施例1至7制备的生物质固体燃料的灰分含量如图13所示。灰分含量根据DIN EN14775在550℃下测定。
实施例1至7制备的生物质固体燃料的水分含量如图14所示。水分含量根据DINEN14774-2测定。
实施例1至7制备的固体生物质燃料的挥发性物质含量如图15所示。实施例1至7制备的生物质固体燃料的PM1.0排放量如图16所示。PM1.0排放量根据德国ECN检测机构的标准方法测定。
上述图中，实施例1的产品表示为A，实施例2的产品表示为B，实施例3的产品表示为C，实施例4的产品表示为D，实施例5的产品表示为E，实施例6的产品表示为F，实施例7的产品表示为G。
实施例8
实施例1的固体生物质燃料在人工气候实验中进行测试，其暴露于人工气候室10天。该测试是ECN标准测试，用于评估生物质燃料颗粒的水分含量。
该测试的结果示于图17中。图17中的结果表明，在暴露于27℃和90％相对湿度约14天后，生物质颗粒的平衡吸湿量稳定在6wt％至7wt％。这属于生物质燃料颗粒的低水分含量，并且表明与本领域已知的生物质固体燃料相比，生物质颗粒高度疏水且高度防水。
在气候室的第二个测试中，生物质固体燃料在27℃温度下在水中浸泡15分钟，并暴露在气候室中。浸入水中后，样品的水分含量为90wt％。在气候室暴露10天后，燃料的水分含量稳定在7.6％左右。结果如图18和图19所示。颗粒的浸泡对10天后达到的平衡水分含量没有影响。
实施例9
对实施例1至7的产品重复进行气候室实验。
图20示出了实施例1至7的产品的表面水分含量。可以看出生物质颗粒的表面水分和实际水分含量非常相似。
在图17至图20中，Y轴上的值是生物质颗粒中水分的重量百分比。

Claims (33)

1.一种制备固体生物质燃料的方法，其中所述方法包括以下步骤：
(i)提供一种或多种粒径为1000μm至10000μm的生物质粉末；
(ii)将所述一种或多种生物质粉末加热0.25至5小时到160℃至420℃的温度以得到加热生物质产品；和
(iii)使所述加热生物质产品成型以得到固体生物质燃料；
其中所述一种或多种生物质粉末衍生自一种或多种生物质源，其中所述一种或多种生物质源：(i)由稻壳组成或基本上由稻壳组成；(ii)包括稻壳和木材例如混合木材的混合物或基本上由稻壳和木材例如混合木材的混合物组成；(iii)由稻壳和朱缨花的混合物组成或基本上由稻壳和朱缨花的混合物组成；(iv)包括按重量计至少15％的稻壳，以及朱缨花；并且
其中如果所述一种或多种生物质源由稻壳组成或基本上由稻壳组成，则生物质衍生材料存在于所述固体生物质燃料中，其存在量按重量计为所述固体生物质燃料的燃料全组分的至少95wt％。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种生物质源由稻壳组成或基本上由稻壳组成。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种生物质源还包括木材例如混合木材、朱缨花或其组合。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其中所述一种或多种生物质源包括(i)稻壳和朱缨花，或(ii)稻壳和木材例如混合木材。
5.根据权利要求1、3或4中任一项所述的方法，其中所述一种或多种生物质源包括按重量计20％至80％的稻壳。
6.根据权利要求1或3至5中任一项所述的方法，其中所述一种或多种生物质源包括按重量计20％至80％的稻壳，以及按重量计20％至80％的木材例如混合木材。
7.根据权利要求1或3至5中任一项所述的方法，其中所述一种或多种生物质源包括按重量计20％至80％的稻壳，以及按重量计20％至80％的朱缨花。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述一种或多种生物质源不包括椰子壳或稻草。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中加热所述一种或多种生物质粉末的步骤(ii)进行0.5至3小时，和/或其中加热所述一种或多种生物质粉末的步骤包括将所述一种或多种生物质粉末加热至180℃至350℃、任选210℃至280℃的温度。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中加热所述一种或多种生物质粉末的步骤(ii)包括在一定条件下加热所述一种或多种生物质粉末以引起所述生物质成型产品烘焙。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法还包括在使所述加热生物质产品成型的步骤(iii)之前冷却所述加热生物质产品。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中提供一种或多种生物质粉末的步骤(i)包括粉碎一种或多种生物质源，和/或混合所述一种或多种生物质粉末。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使所述加热生物质产品成型的步骤(iii)包括调整成型步骤使得所述固体生物质燃料的密度可控；任选地，调整成型步骤使得所述固体生物质燃料的密度可控包括控制在所述成型步骤中使用的模具的压缩比。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在使所述加热生物质产品成型的步骤(iii)之前将添加剂添加到所述加热生物质产品中。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述添加剂提高所述固体生物质燃料的产率。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中对加热所述一种或多种生物质粉末的步骤(ii)进行调整以控制所述加热生物质产品的均匀性；任选地，调整步骤(ii)以控制所述加热生物质产品的均匀性包括：在设备中进行步骤(ii)，在所述设备中，所述一种或多种生物质粉末在加热的同时旋转；任选地，调整步骤(ii)以控制所述加热生物质产品的均匀性包括：控制所述一种或多种生物质粉末的旋转速度或旋转方向；任选地，所述一种或多种生物质粉末在所述设备中沿逆时针和顺时针方向旋转。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述固体生物质燃料根据DIN EN15103测定的堆积密度为0.40kg/l至0.65kg/l，优选0.45kg/l至0.60kg/l，最优选0.50kg/l至0.60kg/l，和/或所述固体生物质燃料根据DIN EN 15210-1测定的机械耐久性为95％以上、96％以上、97％以上或98％以上。
18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：
(i)所述一种或多种生物质源包括稻壳或基本上由稻壳组成，其中所述固体生物质燃料的堆积密度为0.40kg/L至0.48kg/L，所述固体生物质燃料的机械耐久性为95％以上；
(ii)所述一种或多种生物质源包括稻壳和木材例如混合木材的混合物，其中所述固体生物质燃料的堆积密度为0.50kg/L至0.65kg/L，所述固体生物质燃料的机械耐久性为95％以上；
(iii)所述一种或多种生物质源包括稻壳和朱缨花的混合物，其中所述固体生物质燃料的堆积密度为0.45kg/L至0.60kg/L，所述固体生物质燃料的机械耐久性为95％以上；
其中根据DIN EN 15103测定堆积密度，根据DIN EN 15210-1测定机械耐久性。
19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中(i)所述生物质固体燃料的总干硫含量为0.05wt％以下，优选0.04wt％以下，最优选0.03wt％以下，其中根据DIN EN 15289测定总干硫含量；(ii)所述生物质固体燃料的总干氢含量为5wt％以上，优选5wt％至10wt％，更优选5wt％至7wt％，其中根据DIN EN 15104测定总干氢含量；(iii)所述生物质固体燃料的总干氧含量为34wt％以上，优选34wt％至40wt％，更优选34wt％至38wt％，其中根据DIN EN15296测定总干氧含量；(iv)所述生物质固体燃料的总干碳含量为40wt％以上，优选45wt％至55wt％，更优选50wt％至52wt％，其中根据DIN EN 15104测定总干碳含量；和/或(v)所述生物质固体燃料的总干氮含量小于0.5wt％，优选小于0.4wt％，更优选小于0.3wt％，其中根据DIN EN 15104测定总干氮含量。
20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述固体生物质燃料防水长达20天，优选30天，更优选40天。
21.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中(i)所述固体生物质燃料浸入水中时的化学需氧量(COD)为5000ppm以下，优选4000ppm以下，最优选3000ppm以下，其中根据GB/11914-89测定化学需氧量；(ii)所述固体生物质燃料的固定碳含量为28wt％以上，优选28wt％至35wt％，更优选30wt％至33wt％，其中根据DIN EN 51734测定固定碳含量；(iii)所述固体生物质燃料的灰分含量小于25wt％，优选小于20wt％，最优选小于18wt％，其中根据EN14775在550℃下测定灰分含量；和/或(iv)所述固体生物质燃料的挥发性物质含量为40wt％至65wt％，更优选45wt％至60wt％，其中根据DIN EN 15148测定挥发性物质含量。
22.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法不包括在成型步骤之前将煤、氧化剂、点火剂或其任何组合添加到所述加热生物质产品中，并且其中所述固体生物质燃料不包括煤、氧化剂、点火剂或其任何组合。
23.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中加热所述一种或多种生物质粉末的步骤(ii)包括将所述一种或多种生物质粉末加热30分钟至5小时，任选1小时至5小时。
24.通过前述权利要求中任一项所述的方法获得的固体生物质燃料。
25.源自一种或多种生物质源的固体生物质燃料，其中所述一种或多种生物质源：(i)由稻壳组成或基本上由稻壳组成；(ii)包括稻壳和木材例如混合木材的混合物或基本上由稻壳和木材例如混合木材的混合物组成；(iii)由稻壳和朱缨花的混合物组成或基本上由稻壳和朱缨花的混合物组成；(iv)包括按重量计至少15％的稻壳，以及朱缨花；并且
其中如果所述一种或多种生物质源由稻壳组成或基本上由稻壳组成，则生物质衍生材料存在于所述固体生物质燃料中，其存在量按重量计为所述固体生物质燃料的燃料全组分的至少95wt％。
26.根据权利要求24或25所述的固体生物质燃料，其中所述一种或多种生物质源或固体生物质燃料如权利要求1至8或22中任一项或多项所定义。
27.一种燃烧方法，包括燃烧根据权利要求24至26中任一项所述的固体生物质燃料以产生能量的步骤。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述固体生物质燃料与例如煤的化石燃料共烧并燃烧。
29.根据权利要求27或28所述的方法，其中所述方法的PM1.0排放量小于175mg/kg，优选小于150mg/kg。
30.根据权利要求24至26中任一项所述的固体生物质燃料在燃烧方法中作为燃料的用途，其中所述用途包括在根据权利要求1至23中任一项所述的方法中使用所述一种或多种生物质源；任选地，所述燃烧方法包括将所述固体生物质燃料与例如煤的化石燃料共烧。
31.根据权利要求30所述的用途，其中所述燃烧方法的PM1.0排放量小于175mg/kg，优选小于150mg/kg。
32.一种或多种生物质源用于制备固体生物质燃料的用途，其中所述一种或多种生物质源：(i)由稻壳组成或基本上由稻壳组成；(ii)包括稻壳和木材例如混合木材的混合物或基本上由稻壳和木材例如混合木材的混合物组成；(iii)由稻壳和朱缨花的混合物组成或基本上由稻壳和朱缨花的混合物组成；(iv)包括按重量计至少15％的稻壳，以及朱缨花；并且
其中如果所述一种或多种生物质源由稻壳组成或基本上由稻壳组成，则生物质衍生材料存在于所述固体生物质燃料中，其存在量按重量计为所述固体生物质燃料的燃料全组分的至少95wt％，任选地，所述一种或多种生物质源如权利要求2至8或22中任一项所定义。
33.根据权利要求32所述的用途，其中所述用途包括在根据权利要求1至23中任一项所述的方法中使用所述一种或多种生物质源，和/或所述固体生物质燃料如权利要求24至26中任一项所定义。
CN202080065974.1A 2019-07-22 2020-07-22 制备固体生物质燃料的方法 Pending CN114423847A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1910470.2A GB2586120B (en) 2019-07-22 2019-07-22 Process for producing solid biomass fuel
GB1910470.2 2019-07-22
GB1911448.7 2019-08-09
GBGB1911448.7A GB201911448D0 (en) 2019-08-09 2019-08-09 Processing for producing solid biomass fuel
PCT/GB2020/051748 WO2021014151A1 (en) 2019-07-22 2020-07-22 Process for producing solid biomass fuel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114423847A true CN114423847A (zh) 2022-04-29

Family

ID=71950672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080065974.1A Pending CN114423847A (zh) 2019-07-22 2020-07-22 制备固体生物质燃料的方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20210332305A1 (zh)
EP (1) EP4004164A1 (zh)
JP (1) JP2022542058A (zh)
KR (1) KR20220035314A (zh)
CN (1) CN114423847A (zh)
WO (1) WO2021014151A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB202117376D0 (en) 2021-12-01 2022-01-12 Bai hong mei Process for producing solid biomass fuel
GB2615795A (en) 2022-02-18 2023-08-23 Mei Bai Hong Process for producing solid biomass fuel
GB2622593A (en) 2022-09-20 2024-03-27 Mei Bai Hong Solid biomass fuel anti-coking additive

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101157866A (zh) * 2007-11-08 2008-04-09 杨明得 大规模秸秆炭化生产方法及炭化窑
US20120060412A1 (en) * 2009-05-08 2012-03-15 Metso Power Oy method for the thermal treatment of biomass in connection with a boiler plant
CA2773493A1 (en) * 2011-04-12 2012-10-12 River Basin Energy, Inc. Method of drying biomass
JP2017039932A (ja) * 2016-09-09 2017-02-23 大王製紙株式会社 混合燃料用の成型物の製造方法
US20170218290A1 (en) * 2014-10-07 2017-08-03 Ube Industries, Ltd. Biomass solid fuel
FR3059676A1 (fr) * 2016-12-02 2018-06-08 Ragt Energie Granules pour chaudiere a combustion amelioree

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100979391B1 (ko) * 2010-06-15 2010-08-31 서원대 입자 왕겨 연료탄 및 그 제조 방법
KR101272889B1 (ko) * 2011-11-28 2013-06-11 부산대학교 산학협력단 바이오매스 고체성형연료 및 이의 제조방법
CN105602646A (zh) * 2016-01-08 2016-05-25 上海理工大学 水热炭化制生物质烧烤炭的方法
CN107033980A (zh) * 2017-04-21 2017-08-11 湖南双晟科技信息咨询有限公司 一种生物质成型燃料及其制备方法
CN109370698A (zh) * 2018-12-03 2019-02-22 梁丰 一种生物质颗粒燃料及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101157866A (zh) * 2007-11-08 2008-04-09 杨明得 大规模秸秆炭化生产方法及炭化窑
US20120060412A1 (en) * 2009-05-08 2012-03-15 Metso Power Oy method for the thermal treatment of biomass in connection with a boiler plant
CA2773493A1 (en) * 2011-04-12 2012-10-12 River Basin Energy, Inc. Method of drying biomass
US20170218290A1 (en) * 2014-10-07 2017-08-03 Ube Industries, Ltd. Biomass solid fuel
JP2017039932A (ja) * 2016-09-09 2017-02-23 大王製紙株式会社 混合燃料用の成型物の製造方法
FR3059676A1 (fr) * 2016-12-02 2018-06-08 Ragt Energie Granules pour chaudiere a combustion amelioree

Also Published As

Publication number Publication date
EP4004164A1 (en) 2022-06-01
US20210332305A1 (en) 2021-10-28
WO2021014151A1 (en) 2021-01-28
KR20220035314A (ko) 2022-03-22
JP2022542058A (ja) 2022-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3969548B1 (en) Process for producing solid biomass fuel
EP4010452B1 (en) Process for producing solid biomass fuel
CN114423847A (zh) 制备固体生物质燃料的方法
US20220306958A1 (en) Process for producing solid biomass fuel
GB2586120A (en) Process for producing solid biomass fuel
de Oliveira Maia et al. Characterization and production of banana crop and rice processing waste briquettes
US9758738B2 (en) Green renewable liquid fuel
GB2586230A (en) Process for producing solid biomass fuel
Wibowo et al. Effect of peanut shell torrefaction on qualities of the produced bio-pellet
GB2596952A (en) Process for producing solid biomass fuel
KR101278312B1 (ko) 부레옥잠으로 제조된 고연소 효율을 갖는 바이오펠릿 및 그의 제조 방법
GB2592842A (en) Process for producing solid biomass fuel
GB2610680A (en) Process for producing solid biomass fuel
Priyanto et al. bio-briquettes innovation co-FES (coconut fiber and egg shell) as the eco-friendly fuel with pressure giving methods for Indonesian energy fuels challenge
US11124724B2 (en) Method for producing a water-resistant, compressed biomass product
WO2019220808A1 (ja) 褐炭含有コークスの製造方法
KR102430485B1 (ko) 우드 펠렛 및 이의 제조방법
WO2022153830A1 (ja) バイオマス固形燃料の製造方法
GB2609758A (en) Process for producing solid biomass fuel
Lee et al. Effects of the torrefaction process on the fuel characteristics Larix kaempferi C
Fagbemi et al. Determination of physical and mechanical properties of briquettes produced from carbonized rubber seed shell using local binder
GB2596951A (en) Process for producing solid biomass fuel
GB2615795A (en) Process for producing solid biomass fuel
Amirta et al. Trial production of fuel pellet from mix of palm oil solid waste biomass and biodiesel side product, glycerol using a modified animal feed pellet press machine

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination