ES2872452T3 - Artículo combustible que comprende lignina - Google Patents

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Abstract

Un artículo combustible de fabricación que comprende: una composición de lignina tratada que comprende lignina sólida y que tiene un contenido de humedad en un intervalo de un 35 % a un 80 % en peso de la composición de lignina tratada en base húmeda, un soporte combustible que tiene una superficie externa, en donde la composición de lignina tratada está unida a al menos una parte de la superficie externa del soporte combustible con una fuerza mayor que la fuerza de gravedad relativa a la composición de lignina tratada, caracterizado por que el artículo combustible no está hecho mediante un proceso de formación de briquetas o gránulos.

Description

DESCRIPCIÓN
Artículo combustible que comprende lignina
ANTECEDENTES
La atención creciente en el uso de fuentes de energía renovables ha creado la necesidad del uso de biomasa, en particular biomasa lignocelulósica como fuente de combustible. Numerosos procesos industriales producen productos secundarios que contiene lignina que finalmente se queman para recuperar calor. Sin embargo, dado que los productos secundarios a menudo están extremadamente húmedos, los esfuerzos en el pasado se han centrado en secar, o retirar la humedad. Y, en algunos casos, los profesionales crean gránulos conformados a partir del producto secado o crean gránulos y a continuación lo secan.
En una operación habitual de biomasa, es práctica común quemar los productos secundarios que contienen lignina de los procesos industriales, denominados composición de lignina tratada en la presente memoria descriptiva. Sin embargo, la composición de lignina tratada habitualmente tiene demasiada agua con respecto a los materiales caloríficos de modo que la composición de lignina tratada debe secarse para alimentar una caldera industrial y, en algunos casos, secarse para que pueda quemarse y secarse para gastar el valor calorífico calentando el agua en la composición de lignina tratada. Por consiguiente, los esfuerzos recientes para usar la composición de lignina tratada siempre han incluido una etapa de secado para producir un "producto seco".
Por ejemplo, se conoce bien retirar la composición de lignina sólida del residuo de destilación de un proceso de fermentación mediante filtración, prensado o centrifugación. Esta composición de lignina tratada no puede usarse "como tal" en una caldera porque es muy pegajosa y es difícil de transportar, forma grumos en el sistema de alimentación, y se adhiere al equipo formando una acumulación que interfiere con la alimentación del horno. Como se indica posteriormente, la técnica anterior enseña la mezcla de la composición de lignina tratada con otros productos para formar una mezcla que tiene una fase de matriz y una fase dispersa, habitualmente con un aglutinante, el reconformado de la dispersión (preparación de gránulos) y además el secado de la mezcla antes de quemarla. El documento de Patente WO 2009/058276 enseña que el documento de Patente de Estados Unidos n.° 4.552.775 desvela un método para deshidratar el residuo de destilación que comprende un 20-30 % de sólidos procedente de un proceso de fermentación único. Este residuo de destilación de alto contenido en sólidos (composición de lignina tratada) se combina con suficiente producto seco reciclado para obtener un contenido de sólidos de un 50-70 %, que a continuación se granula y se seca con aire.
El documento de Patente WO 2009/058276 enseña además que la recuperación y retención de la corriente de sólidos permite la producción de un producto secundario denso y rico en carbón activado que puede comprimirse en gránulos de energía o secarse en tortas de carbón. Tales sólidos, gránulos y tortas son adecuados para su combustión en diversos tipos de calderas tales como caldera de lecho fluido, fogones, o calderas de suspensión dependiendo del grado de deshidratación al que se hayan sometido los sólidos.
Estos procesos de la técnica anterior se basan en deshidratar, mezclar homogéneamente los productos secundarios con otros productos y reconformarlos en un tamaño consistente, tal como una torta o gránulos.
El documento de Patente US 2010/154296 desvela una briqueta comprendida por partículas de carbón y lignina sólida donde la briqueta no incluye aglutinantes distintos de la lignina. La briqueta se prepara mediante un método que comprende secar y triturar el componente de partículas de carbón y el componente de lignina, a continuación mezclar el componente de partículas de carbón con el componente de lignina a temperatura ambiente y prensar la mezcla en una prensa de rodillos de briquetas (véase, por ejemplo, el párrafo 0021).
El documento de Patente US 4308033 desvela un gránulo hecho por mezcla de un material fibroso orgánico tal como bagazo, con una cera o lignina. La mezcla se conforma en un troquel de formación de gránulos a una presión aplicada por lo que las sustancias céreas naturales contenidas en el material fibroso orgánico exudan a la superficie del gránulo resultante y se mezclan con el material céreo añadido para formar un revestimiento continuo básicamente uniforme sobre las superficies de un núcleo fibroso orgánico.
El documento de Patente US 4389218 desvela un método para fabricar formas sólidas de combustible en donde se combinan partículas finas residuales de carbón con licor de sulfonato de amonio y lignina o un producto secundario equivalente de un proceso de fabricación de papel en moldes y se comprimen firmemente para formar formas de combustible, por ejemplo troncos o bloques.
Por tanto, existe la necesidad de usar la lignina tratada como combustible sin tener que secarla adicionalmente o reconformarla.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente memoria descriptiva desvela un artículo de fabricación combustible que comprende un soporte combustible que tiene una superficie externa y una composición de lignina tratada. La composición de lignina tratada comprende lignina sólida y tiene un contenido de humedad en el intervalo de un 35 % a un 80 % en peso en base húmeda y está unido a al menos una parte de la superficie externa del soporte combustible con una fuerza mayor que la fuerza de gravedad relativa a la composición de lignina tratada, caracterizado por que el artículo combustible no está hecho mediante un proceso de formación de briquetas o gránulos.
También se desvela que el soporte combustible tiene unas dimensiones tales que es capaz de pasar a través de un primer tamiz que tiene primeros orificios circulares que tienen un primer diámetro que está en un intervalo de 1 cm a 20 cm y no es capaz de pasar a través de un segundo tamiz que tiene segundos orificios circulares que tienen un diámetro que está en un intervalo de 5 mm a 100 mm, y el primer diámetro es mayor que el segundo diámetro. Además, se desvela que el soporte combustible puede tener un contenido de humedad en base húmeda que es un valor en un intervalo seleccionado entre el grupo que consiste en un 1 % a un 60 %, de un 2 % a un 15 %, de un 2 a un 10 %, de un 20 a un 60 %, y de un 30 % a un 45 %.
También se desvela que el soporte combustible puede seleccionarse entre el grupo que consiste en virutas de madera dura, virutas de madera blanda, carbón, coque, y neumáticos triturados.
Además, se desvela que la composición de lignina tratada puede seleccionarse entre el grupo que consiste en lignina explotada con vapor, lignina explotada con amoniaco, y lignina tratada por vía hidrotérmica.
También se desvela que la composición de lignina tratada puede comprender un residuo de destilación de un proceso de fermentación o un proceso de hidrólisis.
Además, se desvela que la composición de lignina tratada puede comprender además carbohidratos, y la cantidad total porcentual en peso de los carbohidratos en la composición de lignina tratada en base seca está en un intervalo seleccionado entre el grupo que consiste en: de un 5 % a un 45 %, de un 10 % a un 40 %, y de un 15 % a un 30 %. También se desvela que la composición de lignina tratada puede obtenerse sin añadir ácido sulfúrico.
Además, se desvela que el artículo tiene una cantidad de azufre y la cantidad de azufre es menor que un 0,3 % en base seca
También se desvela que la composición de lignina tratada puede seleccionarse entre el grupo que consiste en lignina Kraft y lignina organosolv.
Además, se desvela que la proporción en peso del sustrato de composición de lignina tratada con respecto al soporte combustible en base húmeda puede estar en un intervalo de 1:10 a 3:1, de 1:2 a 2:1, y de 1:1,5 a 1,5:1.
También se desvela que la composición de lignina tratada puede unirse a una parte de la superficie externa del soporte combustible que es mayor que un valor porcentual seleccionado entre el grupo que consiste en un 50 %, un 70 %, un 80 %, y un 90 % de la superficie externa del soporte combustible.
Además, se desvela que el contenido de humedad de la composición de lignina tratada en base húmeda puede ser un valor en un intervalo seleccionado entre el grupo que consiste en: de un 50 % a un 70 %, y de un 55 % a un 65 %. También se desvela que el contenido de humedad del artículo en base húmeda puede ser menor que un valor seleccionado entre el grupo que consiste en un 60 %, un 55 %, y un 50 %.
Además, se desvela una composición de combustible, que comprende una pluralidad del artículo desvelado.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
Se ha descubierto que se puede crear un artículo de dos componentes, siendo un componente una composición de lignina tratada sin secar, y siendo el otro un soporte combustible, tal como viruta de madera, carbón, coque, o neumático triturado. La composición de lignina tratada, cuando se mezcla con la viruta de madera, se unirá por sí misma a la viruta de madera. En muchos casos, la composición de lignina tratada formará un revestimiento o capa alrededor del soporte combustible, por ejemplo la viruta de madera. Este artículo es una pieza unitaria que tiene una forma única y es capaz de transportarse y alimentarse a calderas industriales, en donde puede quemarse y usarse como combustible sin secado adicional.
El soporte puede ser un soporte combustible de origen biológico, tal como viruta de madera o un soporte de combustible fósil, tal como carbón, coque, o viruta de neumático triturado.
En el caso de la viruta de madera, es posible crear un artículo en donde un 100 % de su carbono sea una fuente de "carbono nuevo", según se mide mediante el método de ensayo de ASTM D 6866-05, "Determining the Biobased Content of Natural Range Materials Using Radiocarbon and Isotope Ratio Mass Spectrometry Analysis". Este método de ensayo mide la proporción de isótopos 14C/12C en una muestra y lo compara con la proporción de isótopos 14C/12C de un material patrón de origen 100 % biológico para dar un contenido porcentual de origen biológico de la muestra. Los "materiales de origen biológico" son materiales orgánicos en los que el carbono proviene de CO2 fijado recientemente (a escala humana) presente en la atmósfera usando la energía solar (fotosíntesis). En la tierra, este CO2 se captura o fija mediante la vida vegetal (por ejemplo, cultivos agrícolas o materiales forestales). En los océanos, el CO2 se captura o fija mediante bacterias fotosintéticas o fitoplancton. Por ejemplo, un material de origen biológico tiene una proporción de isótopos 14C/12C mayor que 0. Por el contrario, un material de origen fósil tiene una proporción de isótopos 14C/12C de aproximadamente 0.
Cuando una fuente de carbono antigua, o fuente de carbono fósil, tal como carbón o coque, se usa como soporte combustible, la proporción porcentual de isótopos 14C/12C del artículo con respecto a la proporción de isótopos 14C/12C de un material patrón de origen 100 % biológico es mayor que 0 y menor que un 100 %, preferentemente está en un intervalo de un 20 % a un 90 %, más preferentemente de un 40 % a un 80 %. La proporción de isótopos 14C/12C del artículo puede fijarse variando las cantidades relativas de la composición de lignina tratada y el sustrato de combustible fósil del artículo.
En los ensayos que se describen posteriormente, se ha descubierto que este artículo, denominado pastilla de combustible, reemplaza completamente al gas natural en el horno cuando se suministra como pluralidad a un horno. Aunque el gas natural se usa para iniciar la combustión, el gas natural se extingue y la pluralidad de pastillas de combustible sustenta su propia llama y se quema completamente. Cuando se proporciona como pluralidad de artículos, o pluralidad de pastillas de combustible, la pluralidad se denomina composición de combustible y está comprendida por una pluralidad de los artículos creados, o comprendida por una pluralidad de pastillas de combustible.
Como se describe posteriormente, el proceso usa ventajosamente soportes combustibles de tamaño relativamente grande, disminuyendo de ese modo el coste de molienda o corte, del soporte de combustible. El soporte de combustible tiene un contenido de humedad y puede usarse sin secado adicional, disminuyendo nuevamente los costes. La composición de lignina tratada tiene un contenido de humedad y también puede usarse "como tal" que es el uso del artículo como combustible en su estado húmedo sin secado adicional. Como el artículo (pastilla de combustible) puede usarse inmediatamente sin secado adicional, también se ahorran costes de esa manera.
También será evidente que no existe la necesidad de los procesos de mezcla intensa ni reconformado usados en los procesos de dispersión/formación de gránulos/briquetas, arreando de ese modo costes de capital de equipo adicional y reduciendo el consumo de energía. Como se describe en la sección experimental, un sistema de tornillo transportador proporciona suficiente mezcla de la composición de lignina tratada con el soporte de combustible para que la composición de lignina tratada se una a la superficie del soporte combustible y forme la pluralidad de pastillas de combustible. Aunque un tornillo transportador es suficiente, un sistema de tornillo mezclador o amasador con más compresión y más tiempo de mezcla proporciona una mejor cobertura de la superficie del soporte combustible mediante la composición de lignina tratada. El resultado del tornillo es una pluralidad de pastillas de combustible distintas separadas a diferencia de la técnica anterior que produce un "gránulo" firme y compacto que debe convertirse en gránulos o reconformarse. En la presente invención no se requiere ningún reconformado.
El contenido de humedad es un término usado en la memoria descriptiva. Como se usa en la presente memoria descriptiva, el contenido de humedad se determina mediante el método de "pérdida de peso" especificado en la sección experimental. Este método también reconoce los materiales volátiles que son arrastrados del sólido como parte del contenido de humedad.
El contenido porcentual de humedad es:
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En un proceso habitual de conversión de biomasa lignocelulósica, la materia prima se pretrata mediante cualquier número de formas creando una composición de lignina tratada como producto secundario. La composición de lignina tratada comprenderá al menos lignina sólida. Los demás componentes de la composición dependerán a menudo del tratamiento.
Las composiciones de lignina tratada preferentes son lignina explotada con vapor, lignina explotada con amoniaco, y lignina tratada por vía hidrotérmica. Una lignina tratada por vía hidrotérmica se obtiene mediante un proceso de tratamiento que comprende un pretratamiento hidrotérmico de la biomasa lignocelulósica, por lo que la composición de lignina tratada contendrá lignina que se ha tratado por vía hidrotérmica. El tratamiento hidrotérmico se realiza en agua en fase líquida o de vapor en condiciones presurizadas a una temperatura que es, generalmente, de 130 °C a 200 °C, a menudo en presencia de catalizadores tales como un ácido mineral, uno de los cuales es ácido sulfúrico.
Una lignina explotada con vapor se obtiene mediante un proceso de tratamiento que comprende un pretratamiento de explosión con vapor de la biomasa lignocelulósica, por lo que la composición de lignina tratada contendrá lignina que se ha explotado con vapor. El tratamiento de explosión con vapor somete generalmente la biomasa lignocelulósica a un tratamiento hidrotérmico presurizado en agua en fase líquida o de vapor a una presión generalmente mayor que 15 bar, seguido de la liberación rápida de la presión aplicada a la biomasa de modo que el agua del interior de las vacuolas de biomasa lignocelulósica se expanda rápidamente para aumentar el tamaño de, o incluso reventar (explotar), las células.
Una composición de lignina explotada con amoniaco se obtiene mediante un proceso de tratamiento que comprende un pretratamiento de explosión de fibra con amoniaco (AFEX) de la biomasa lignocelulósica, por lo que la composición de lignina tratada contendrá lignina que se ha explotado usando amoniaco. El tratamiento AFEX somete generalmente la biomasa lignocelulósica a un tratamiento hidrotérmico presurizado en presencia de agua y amoniaco, generalmente a una presión mayor que 15 bar, seguido de la liberación rápida de la presión aplicada a la biomasa de modo que el agua del interior de las vacuolas de biomasa lignocelulósica se expanda rápidamente para aumentar el tamaño de, o incluso reventar (explotar), las células.
Preferentemente, el proceso de tratamiento para obtener la composición de lignina tratada comprende además un proceso de hidrólisis de la biomasa lignocelulósica que se ha pretratado de acuerdo con los pretratamientos preferentes. La hidrólisis preferente comprende una hidrólisis enzimática de la biomasa lignocelulósica pretratada para solubilizar al menos una parte de los carbohidratos insolubles en agua de la biomasa lignocelulósica, produciendo de ese modo una mezcla hidrolizada que comprende agua, azúcares solubles en agua y un residuo de hidrólisis sólido que comprende lignina y opcionalmente carbohidratos residuales. La mezcla hidrolizada está en forma de una suspensión diluida, en donde el residuo de hidrólisis sólido puede estar presente en una cantidad que varía de un 5 a un 20 % en peso de la suspensión diluida en base húmeda.
El proceso de tratamiento para obtener la composición de lignina tratada puede comprender además someter la mezcla hidrolizada a un proceso de fermentación en presencia de una levadura, para producir una mezcla de fermentación que comprende agua, un producto de fermentación, por ejemplo etanol, y un residuo de fermentación sólido. Dado que la hidrólisis enzimática de los carbohidratos residuales en el residuo de hidrólisis sólido puede extenderse en la etapa de fermentación, el residuo de fermentación sólido comprende lignina y puede contener ligeramente menos carbohidratos que la mezcla hidrolizada. El producto de fermentación puede separarse de la mezcla de fermentación, habitualmente por destilación. La mezcla de fermentación también está en forma de una suspensión diluida, en donde el residuo de fermentación sólido puede estar presente en una cantidad que varía de un 5 a un 20 % en peso de la suspensión diluida en base húmeda.
En una realización preferente, la composición de lignina tratada comprende al menos una parte de un residuo de destilación seleccionado entre el grupo que consiste en residuo de hidrólisis sólido y residuo de fermentación sólido, o una mezcla de los mismos. Por lo tanto, la composición de lignina tratada puede comprender además carbohidratos residuales, principalmente glucanos y xilanos, que no se han convertido en azúcares solubles, y la cantidad total porcentual en peso de los carbohidratos en la composición de lignina tratada en base seca puede estar en un intervalo de un 5 % a un 25 %, preferentemente de un 10 % a un 40 %, y los más preferentemente de un 15 % a un 30 % de la composición de lignina tratada.
La composición de lignina tratada comprende partículas sólidas muy finas (< 5 mm y habitualmente menor que 2 mm) y agua y otros compuestos volátiles residuales.
Por lo tanto, la composición de lignina tratada puede obtenerse separando al menos una parte de los residuos sólidos de la mezcla de hidrólisis o la mezcla de fermentación. La separación se realiza habitualmente mediante al menos un aparato seleccionado entre el grupo que consiste en una centrífuga, una prensa de filtro, una prensa de correa, y un decantador. La separación puede producirse en múltiples etapas, para reducir progresivamente el contenido de humedad de la composición de lignina tratada y puede implicar el uso de un agente floculante para estimular la precipitación, aglomeración, coalescencia, o coagulación de las partículas en la composición de lignina tratada.
La composición de lignina tratada se obtiene preferentemente sin añadir ácidos que contienen azufre tales como ácido sulfúrico. También es preferente evitar ácidos basados en cloro, ya que ambos elementos pueden aumentar la emisión de gases indeseables durante la combustión del artículo desvelado. De ese modo, la composición de lignina tratada tiene un contenido de azufre en una cantidad que es menor que un 0,3 % en peso de la composición y es preferentemente azufre natural ya presente en la biomasa lignocelulósica.
En otra realización, la composición de lignina tratada comprende una lignina Kraft, que es una lignina obtenida a partir de un licor negro, habitualmente por precipitación, en un proceso Kraft de formación de pulpa. Una lignina Kraft se obtiene habitualmente mediante un proceso que implica múltiples etapas de acidificación y filtración/centrifugación, y opcionalmente etapas de lavado para retirar sales u otros elementos y compuestos inorgánicos. No obstante, el contenido de azufre de una lignina Kraft es generalmente mayor que el contenido de azufre de una lignina explotada con vapor.
En una realización adicional, la composición de lignina tratada comprende lignina organosolv, que se obtiene mediante un proceso de formación de pulpa que usa un disolvente orgánico para solubilizar lignina y hemicelulosa. La formación de pulpa organosolv implica poner en contacto una biomasa lignocelulósica, tal como madera en forma de virutas, con un disolvente orgánico acuoso a temperaturas que varían de 140 a 220 °C. Esto causa que la lignina se descomponga mediante escisión hidrolítica de enlaces alfa aril éter en fragmentos que son solubles en el sistema de disolventes. Los disolventes usados incluyen acetona, metanol, etanol, butanol, etilenglicol, ácido fórmico, y ácido acético. A continuación, la lignina organosolv se precipita mediante una o varias etapas de acidificación, y la lignina precipitada se recupera mediante filtración y/o centrifugación. Para los fines de la presente invención, la composición de lignina tratada tiene un contenido de humedad en peso en base húmeda en el intervalo de un 35 % a un 80 %, preferentemente en el intervalo de un 50 % a un 70 %, y lo más preferentemente en el intervalo de un 55 % a un 65 %. Lo que se ha descubierto además es que la composición de lignina tratada se une por sí misma a numerosos sustratos y muchos de esos sustratos son combustibles. En la presente memoria descriptiva, tal sustrato se denomina soporte combustible.
Un soporte combustible almacena energía en forma de energía química que podría liberarse mediante combustión en forma de calor. La combustión es una reacción química rédox exotérmica de alta temperatura entre un combustible y un oxidante, habitualmente oxígeno atmosférico, que produce productos oxidados, a menudo gaseosos, en una mezcla denominada humo. La combustión puede producir una llama, y el calor producido puede hacer que la combustión se sustente por sí misma. A menudo, la combustión es una secuencia complicada de reacciones radicalarias elementales. Los combustibles sólidos, tales como la madera, experimentan en primer lugar una pirólisis endotérmica para producir combustibles gaseosos cuya combustión suministra a continuación el calor requerido para producir más de ellos.
Aunque el soporte combustible también es un sólido, puede tener un contenido de humedad, y no fluye como fluiría una suspensión o pasta. El soporte combustible tendrá una superficie externa. Esta superficie externa es generalmente de naturaleza irregular, teniendo numerosas facetas y caras. Las facetas o caras son habitualmente el resultado de cortes imperfectos y fracturas físicas realizadas cuando el soporte se crea y conforma.
Algunos ejemplos de soportes combustibles son virutas de madera, virutas de madera tanto dura como blanda. Una viruta de madera dura es una viruta procedente de angiospermas dicotiledóneas. Las angiospermas se reproducen mediante flores. La viruta de madera blanda es una viruta procedente de gimnospermas. Las maderas duras tienen una estructura más compleja que las maderas blandas. La característica principal que diferencia las "maderas duras" de las "maderas blandas" es la presencia de poros, o vasos. Los vasos pueden mostrar una variación considerable en tamaño, forma o placas de perforación (simple, escalariforme, reticulada, foraminada), y estructura de pared celular, tal como espesamientos.
Preferentemente, el soporte combustible es viruta de madera dura. Más preferentemente, la viruta de madera se selecciona entre las de: especies de Salix, especies de Alnus, especies de Carpinus, especies de Populus, especies de Quercus cerris, especies de Quercus laevis, especies de Acer, especies de Quercus, especies de Fraxinus, especies de Betula, especies de Fagus, especies de Ulmus, especies de Castanea, especies de Robinia, especies de Larix, especies de Pseudotsuga, especies de Picea, especies de Pinus, o mezclas de las mismas.
Dado que todos los ingredientes proceden de fuentes renovables que tienen un 100 % de carbono nuevo, el artículo resultante contiene un 100 % de carbono nuevo.
El carbón, coque, y piezas de neumático trituradas también son buenos soportes combustibles, que no son renovables. Por lo tanto, el artículo resultante tendrá un contenido porcentual de carbono nuevo que es menor que un 100 %, y que dependerá claramente de la proporción en peso de los dos componentes del artículo.
El descubrimiento es que es posible crear un artículo, denominado pasilla de combustible, comprendido por la composición de lignina tratada y el soporte combustible uniendo la composición de lignina tratada a al menos una parte de la superficie externa del soporte combustible. Esta unión se realiza fácilmente mediante contacto físico del soporte combustible con la composición de lignina tratada, y el contacto físico se estimula ejerciendo al menos una presión mecánica entre los dos componentes. La presión mecánica puede implicar fuerzas de compresión y cizalladura que estimulen la adhesión de la composición de lignina tratada al soporte. La acción mecánica suficiente para unir la composición de lignina tratada al soporte no necesita ser intensa. Por lo tanto, incluso si la composición de lignina tratada pudiera unirse con mayor firmeza al soporte aumentando la acción mecánica ejercida, el artículo puede producirse simplemente poniendo en contacto el soporte combustible con la composición de lignina tratada tal como el contacto realizado en un tornillo transportador.
En una realización, el artículo se produce introduciendo continuamente la composición de lignina tratada y una pluralidad de soportes combustibles desde una o más entradas a un dispositivo transportador de tornillo, en donde los dos componentes del artículo se mezclan para formar una pluralidad del artículo mientras se transportan a una salida del dispositivo transportador de tornillo. La pluralidad del artículo se retira a continuación de la salida del dispositivo transportador de tomillo. El proceso no requiere un tiempo prolongado y el tiempo de residencia del soporte combustible en el dispositivo transportador de tomillo puede ser menos de 10 minutos, preferentemente menos de 5 minutos, lo más preferentemente menos de 1 minuto. Incluso si pudiera usarse un transportador de tornillo individual, es preferente un transportador de tornillo doble o un transportador de múltiples tornillos, dado que estimula la mezcla y el contacto de los dos componentes del artículo. El transportador de tornillo doble puede operarse en modo corrotatorio o contrarrotatorio. Los elementos de mezcla, tales como palas de mezcla, pueden distribuirse a lo largo de la longitud del tornillo o tornillos del dispositivo transportador de tornillo. El perfil del tornillo transportador también puede tener cierta proporción de compresión volumétrica que sea mayor que 1:1, como en un tornillo transportador puro, pero preferentemente es menos de 1,5:1. De ese modo, puede retirarse cierta cantidad de líquido contenido en la composición de lignina tratada durante el proceso para producir artículo, y el líquido puede retirarse del proceso, reduciendo de ese modo el contenido de humedad de la composición de lignina tratada y el artículo producido.
En otra realización, se introducen la composición de lignina tratada y una pluralidad de soportes combustibles en un vaso de mezcla provisto de brazos de pala rotatorios, que pueden operarse de forma continua o discontinua.
Un experto en la materia puede seleccionar fácilmente y operar apropiadamente el aparato necesario para producir artículo basándose en la información desvelada en la presente memoria descriptiva. Cuando se procesa de esta forma, la composición de lignina tratada se une a al menos una parte de la superficie externa del soporte combustible. Unirse significa que la composición de lignina tratada y la superficie externa se adhieren conjuntamente con una fuerza al menos tan grande como la fuerza de gravedad de la composición de lignina tratada. De ese modo, la expresión "unirse" no pretende limitarse a la interacción entre la composición de lignina tratada y el soporte combustible mediante ningún mecanismo específico. Una expresión equivalente que puede usarse es que la composición de lignina tratada se adhiere a la superficie externa del soporte combustible. Solo se necesita mantener el soporte de combustible con la composición de lignina tratada orientada hacia el suelo para determinar si la composición de lignina tratada está unida a la superficie externa con una fuerza al menos tan grande como la fuerza de la gravedad de la composición de lignina tratada. Si cierta cantidad de la composición de lignina tratada permanece unida al soporte combustible, entonces esa parte de la composición de lignina tratada está unida al soporte combustible con una fuerza al menos tan grande como la fuerza de gravedad de la composición de lignina tratada. Si la fuerza de unión fuera menor que la fuerza de gravedad, la composición de lignina tratada caería del soporte combustible.
Algunas partes de la composición de lignina tratada pueden caer al suelo, pero siempre que cierta parte de la composición de lignina tratada permanezca en el soporte de combustible, la composición de lignina pretratada permanece unida a al menos una parte de la superficie del soporte combustible con una fuerza al menos tan grande como la fuerza de gravedad de la composición de lignina tratada. Habitualmente, cuando una parte de la composición de lignina tratada cae al suelo, es parte de la composición de lignina tratada desenganchada por sí misma, no del soporte de combustible.
El tamaño real del soporte combustible no es tan importante en la fabricación del artículo, sino que lo que es importante es el tamaño del soporte combustible cuando se quema o transporta el artículo. Por lo tanto, la especificación de tamaño es una elección de diseño dictada por el horno que quema el artículo, el sistema de alimentación del horno y los sistemas de acarreo y transporte. Sin embargo, para la mayoría de las aplicaciones, las dimensiones del soporte combustible pueden definirse de acuerdo con el sistema de tamices, donde el soporte combustible pasa a través de un primer tamiz de orificios redondos del mismo primer diámetro pero no pasará a través de un segundo tamiz de orificios redondos del mismo segundo diámetro y el primer es mayor que el segundo diámetro. En nomenclatura de tamaño de partículas, un soporte combustible que pasa a través de un orificio de diámetro de 100 mm (primer diámetro) y no pasa a través de un orificio de diámetro de 10 mm (segundo diámetro, que es menor que el primer diámetro) se escribe -100 mm/+10 mm y, aunque este ejemplo es un intervalo amplio, especifica claramente que el tamaño es objetivamente menor que 100 mm pero mayor que 10 mm.
Por consiguiente, puede decirse que las dimensiones del soporte combustible son tales que el soporte combustible puede tener un tamaño seleccionado tal que el soporte combustible pasa a través de un primer tamiz de orificios de tamaño redondo que tienen cada uno un primer diámetro igual en el intervalo de 10 mm a 200 mm, pero no pasará a través de un segundo tamiz de orificios redondos que tienen cada uno un segundo diámetro igual en el intervalo de 5 mm a 100 mm, y el primer diámetro es mayor que el segundo diámetro. Un intervalo más reducido es más preferente con un soporte de combustible capaz de pasar a través de un primer tamiz de orificios de tamaño redondo que tienen cada uno un primer diámetro igual en el intervalo de 10 mm a 150 mm, pero que no pasará través de un segundo tamiz de orificios redondos que tienen cada uno un segundo diámetro igual en el intervalo de 5 mm a 100 mm, y el primer diámetro en menor que el segundo diámetro. Los intervalos de tamaño preferentes del soporte combustible se corresponden con resultados excelentes en la combustión del artículo, mientras que la homogeneidad de la combustión disminuirá progresivamente con la reducción del tamaño.
Cuando se usa como combustible, el combustible comprende una pluralidad de artículos, es decir, una pluralidad de soportes combustibles, teniendo cada uno la composición de lignina tratada unida a al menos una parte de la superficie externa del soporte combustible. En el caso de usarse un combustible, se requiere generalmente una distribución uniforme, a menudo con especificaciones establecidas en torno a la cantidad máxima en peso de artículos o soportes combustibles que pueden considerarse "altas". Las altas son las partículas que no pasan a través de un primer tamiz de orificios de tamaño redondo que tienen cada uno un mismo primer diámetro en el intervalo. Es decir, están sobredimensionadas. La cantidad de de estas altas se expresa como porcentaje en peso de altas de la pluralidad total analizada (es decir, 5 %, 100 mm).
La pluralidad también comprenderá bajas o finas, que son los artículos o soportes combustibles que pasan a través del segundo tamiz de orificios redondos que tienen cada uno un mismo segundo diámetro en el intervalo de 5 mm a 100 mm, y el primer diámetro es mayor que el segundo diámetro. La cantidad de estas bajas se expresa como porcentaje en peso de bajas de la pluralidad total analizada (es decir, 5 %, -10 mm).
De ese modo, en lugar de un intervalo amplio de 100 a 10 mm, el mayor primer diámetro se reduce a menudo a, digamos, 75 mm y el menor segundo diámetro se aumenta a 15 o 20 mm para proporcionar una pluralidad dimensionada consistentemente de artículos para alimentar el horno o caldera.
El contenido de humedad del soporte combustible puede variar en un amplio intervalo, dependiendo del tipo de sustrato. El contenido de humedad puede estar en un intervalo de un 1 % a un 60 %, pero en algunas realizaciones puede ser de un 1 % a un 15 %, lo más preferentemente de un 2 un 10 %, por ejemplo en el caso de carbón y neumáticos triturados como soporte combustible. En otras realizaciones, el contenido de humedad puede ser de un 20 a un 60 %, más preferentemente de un 30 % a un 45 %, como en el caso de viruta de madera como soporte combustible.
La cantidad de composición de lignina tratada que puede unirse a la superficie externa del soporte combustible también puede exceder en gran medida el peso del soporte combustible y puede controlarse fácilmente variando las proporciones en peso relativas de composición de lignina tratada y soporte combustible usadas para fabricar el artículo. La proporción en peso del sustrato de composición de lignina tratada con respecto al soporte combustible en base húmeda puede estar en un intervalo de 1:10 a 3:1, preferentemente de 1:2 a 2:1, y lo más preferentemente de 1:1,5 a 1,5:1.
Dependiendo de las cantidades relativas de los dos componentes del artículo y su contenido de humedad individual, el contenido de humedad total del artículo fabricado en peso en base húmeda es preferentemente menos de un 60 %, con menos de un 55 % más preferente, y menos de un 50 % lo más preferente.
Preferentemente, la composición de lignina tratada está unida a toda la superficie externa del soporte combustible, es decir, un 100 % de la superficie externa del soporte combustible está cubierta por la composición de lignina tratada. En algunos casos, cierta parte de la superficie externa del soporte combustible puede no tener composición de lignina tratada unida, o el grosor de la capa unida puede ser muy delgado, tal como menos de 1 mm. Aunque es preferente que toda la superficie del soporte esté cubierta por la composición de lignina tratada, se ha observado que el artículo puede usarse como combustible en el caso de que solo una parte de la superficie externa del soporte tenga unida la composición de lignina tratada. Preferentemente, la composición de lignina tratada está unida a al menos un 50 % de la superficie externa del soporte combustible, más preferentemente a al menos un 70 % de la superficie externa del soporte combustible, incluso más preferentemente a al menos un 80 % de la superficie externa del soporte combustible, y lo más preferentemente a al menos un 90 % de la superficie externa del soporte combustible. La cobertura total de la superficie externa dependerá claramente del proceso usado para producir el artículo, y el experto en la materia puede ajustar fácilmente las condiciones del proceso para alcanzar una cobertura objetivo. La presencia de composición de lignina tratada unida puede verificarse midiendo el grosor de la composición de lignina tratada en diferentes puntos de la superficie externa del soporte combustible. Se considera que la composición de lignina tratada está unida al soporte si el grosor de la composición de lignina tratada es mayor o igual que 0,5 mm. El área de las superficies externas puede determinarse mediante métodos de barrido láser 3D convencionales. El grosor de la composición de lignina tratada unida puede variar en gran medida, y se ha observado que su homogeneidad no crea ningún problema detectable en la combustión del artículo. Por lo tanto, el grosor local de la composición de lignina tratada puede ser de 0,5 mm a 20 mm, preferentemente de 0,5 mm a 10 mm, y lo más preferentemente de 0,5 mm a 3 mm. Dado que la composición de lignina tratada es una sustancia que se adhiere/une por sí misma, el artículo también puede estar exento de un aglutinante añadido. A menudo, la técnica anterior enseña la adición de un aglutinante para crear gránulos. En este artículo, no existe ninguna necesidad de que el profesional añada un aglutinante durante el proceso de fabricación.
El artículo puede prepararse de acuerdo con los siguientes ejemplos.
Experimental
Se obtuvo una composición de lignina tratada a modo de ejemplo como producto secundario de un proceso de conversión de materia prima de paja de trigo en etanol.
En resumen, la materia prima lignocelulósica se sometió a un tratamiento hidrotérmico a 195 °C durante 5 minutos y a continuación se explotó con vapor a la atmósfera.
La materia prima pretratada se sometió posteriormente a hidrólisis enzimática. La materia prima pretratada se mezcló con agua para alcanzar una materia seca de un 12 %, el pH se corrigió a 5 y se añadió un cóctel de enzimas comercial. La hidrólisis enzimática se realizó a 50 °C durante 48 horas con mezcla.
A continuación, la mezcla hidrolizada se sometió a fermentación convencional en etanol por inoculación de una levadura capaz de fermentar azúcares monoméricos tanto C6 como C5. La fermentación se produjo durante 72 horas a 32 °C.
A continuación, el caldo de fermentación se destiló en un producto de destilación para producir una solución de etanol en la parte superior de la columna y un residuo de destilación en el fondo de la columna. El residuo de destilación fue una suspensión que comprendía un líquido libre y un residuo de destilación sólido.
El residuo de destilación sólido se separó del residuo de destilación mediante una bomba centrífuga y fue la composición de lignina tratada usada en los experimentos para producir el artículo y usar el artículo como combustible. El contenido de humedad de la composición de lignina tratada fue de un 65 % en base húmeda, y su composición en base seca fue la siguiente: lignina: 60 %; carbohidratos residuales totales: 25 %; cenizas: 15 %. El contenido de humedad se determinó mediante secado al horno de una muestra a 110 °C durante 24 horas, midiendo el peso de la muestra antes y después del secado.
Los parámetros del proceso, incluyendo el tipo de materia prima lignocelulósica, explosión con vapor, hidrólisis enzimática, condiciones de fermentación y destilación, se variaron en un amplio intervalo, sin afectar significativamente a los resultados obtenidos en la preparación del artículo desvelado.
Se sometieron a ensayo diferentes virutas de madera, madera dura y madera blanda, como soporte combustible. Se analizó sistemáticamente el tamaño de las virutas de madera a través de diferentes tamices de orificio redondo como se ha descrito previamente.
La composición de lignina tratada y las virutas de madera se introdujeron en un sistema transportador de tornillo y se mezclaron mientras se transportaban a través del sistema. El sistema de transporte de múltiples tornillos comprendió tres tornillos transportadores paralelos, teniendo cada tornillo un diámetro de 700 mm, un paso medio de 600 mm, una longitud de aproximadamente 8000 mm, y un eje de tornillo de 220 mm. Los ejes de los tornillos estaban a una distancia de 900 mm, por lo que los tornillos no estaban superpuestos. Los tornillos se operaron mediante motores eléctricos regulados por inversores, girando el tornillo central en sentido horario y girando los tornillos externos en sentido antihorario. La mezcla se produjo en condiciones de factor de llenado completo a 6 rpm. El consumo de energía eléctrica durante la mezcla no varió significativamente de la energía sin carga. La composición de lignina tratada no se acumuló en el sistema de tornillo transportador de dos tornillos, permitiendo que la mezcla transcurriera de forma continua.
Se sometieron a ensayo diferentes proporciones en base húmeda de peso de composición de lignina tratada con respecto a peso de virutas de madera, variando de 1:3 a 3:1 (lignina:madera).
En todos los casos, la composición de lignina tratada se unió a al menos un 50 % de la superficie de las virutas de madera; se descubrió que la homogeneidad de la cobertura y el grosor de la composición de lignina tratada dependían de los parámetros de proceso, incluyendo también tipo de madera, tamaño de viruta y proporción en peso. En numerosos casos, la composición de lignina tratada se unió a más de un 80 % de la superficie de las virutas de madera, hasta alcanzar una cobertura completa de la superficie de las virutas de madera.
Como primer experimento a modo de ejemplo, se analizaron sistemáticamente virutas de madera de haya a través de un orificio de tamiz redondo de 100 mm (pasando, es decir, -100 mm) y un orificio de tamiz redondo de 10 mm (no pasando, es decir, 10 mm).
La composición de lignina tratada y las virutas se introdujeron y se mezclaron en un sistema de tornillo transportador de múltiples tornillos con una proporción en peso en base húmeda de aproximadamente 1:2 (lignina:madera). La composición de lignina tratada se adhirió al soporte de combustible en numerosas ubicaciones de la superficie externa, creando el artículo que comprende una composición de lignina tratada adherida a al menos una parte de la superficie externa de un soporte combustible. La mayoría de los soportes combustibles se cubrieron con una capa completa de la composición de lignina tratada. El contenido de humedad total del artículo fue de un 52 %.
Como segundo experimento a modo de ejemplo, se analizaron sistemáticamente virutas de madera de aliso a través de un orificio de tamiz redondo de 150 mm (pasando, es decir, -150 mm) y un orificio de tamiz redondo de 5 mm (no pasando, es decir, 5 mm) y se mezclaron con la composición de lignina tratada con una proporción en peso en base húmeda de aproximadamente 1,5:1. También en este caso, las virutas de madera presentes en la composición de lignina tratada se unieron a partes extensas de la superficie de las virutas de madera. La mayoría de las virutas de madera se cubrió completamente con la composición de lignina tratada. El grosor de la capa de la composición de lignina tratada fue mayor que en el primer ejemplo informado, debido a la mayor cantidad relativa de composición de lignina tratada usada. El contenido de humedad total del artículo fue de un 56 %.
Los artículos producidos en los diferentes experimentos se suministraron como combustible a una caldera de combustión en parrilla de múltiples zonas.
La caldera se operó alimentando una corriente del combustible producido en los experimentos a modo de ejemplo. En ambos casos, la caldera se operó de forma continua durante más de 12 horas, sin ningún problema. La temperatura alcanzada en el horno varió de acuerdo con el contenido de humedad y el valor calórico del combustible.
Se preparó una composición similar usando una mezcladora que proporcionó un período más prolongado de tiempo de mezcla de aproximadamente 2 minutos y exposición de la composición de lignina tratada y el soporte combustible a más presión que la asociada con el transporte. El artículo resultante, o pastilla, fue el soporte combustible completamente revestido con la lignina tratada, y el grosor pareció homogéneo y sensiblemente mayor que en el caso del tornillo transportador. También en este caso, la caldera se operó continuamente durante más de 12 horas, sin ningún problema.
El lector de la presente memoria descriptiva entenderá que los inventores han inventado un artículo combustible de fabricación que comprende: una composición de lignina tratada que comprende lignina sólida que puede seleccionarse entre el grupo que consiste en lignina organosolv, lignina Kraft, lignina explotada con vapor, lignina explotada con amoniaco, y lignina tratada por vía hidrotérmica que puede comprender un residuo de destilación de un proceso de fermentación o un proceso de hidrólisis y también puede comprender carbohidratos, con una cantidad total porcentual en peso de los carbohidratos en la composición de lignina tratada en base seca que está en un intervalo seleccionado entre el grupo que consiste en: de un 5 % a un 45 %, de un 10 % a un 40 %, y de un 15 % a un 30 %. La composición de lignina tratada tendrá un contenido de humedad en un intervalo de un 35 % a un 85 % en peso de la composición de lignina tratada en base húmeda. Esta composición de lignina tratada está unida a al menos una parte de la superficie externa de un soporte combustible con una fuerza mayor que la fuerza de gravedad relativa a la composición de lignina tratada y el tamaño de la parte de la superficie externa del soporte combustible unida a la composición de lignina tratada puede ser mayor que un valor porcentual seleccionado entre el grupo que consiste en un 50 %, un 70 %, un 80 %, y un 90 % de la superficie externa del soporte combustible. El soporte combustible puede tener dimensiones tales que sea capaz de pasar a través de un primer tamiz que tiene primeros orificios circulares que tienen un primer diámetro que está en un intervalo de 10 mm a 200 mm y no sea capaz de pasar a través de un segundo tamiz que tiene segundos orificios circulares que tienen un segundo diámetro que está en un intervalo de 5 mm a 100 mm, y el primer diámetro es mayor que el segundo diámetro. El soporte combustible puede tener un contenido de humedad en base húmeda que es un valor en un intervalo seleccionado entre el grupo que consiste en: de un 1 % a un 60 %, de un 1 % a un 15 %, de un 2 un 10 %, de un 20 a un 60 %, de un 30 % un 45 % y puede seleccionarse entre el grupo que consiste en virutas de madera dura, virutas de madera blanda, carbón, coque, y neumáticos triturados. La proporción en peso de la composición de lignina tratada con respecto al soporte combustible en base húmeda puede estar en el intervalo de 1:10 a 3:1, de 1:2 a 2:1, y de 1:1,5 a 1,5:1. En una realización, el artículo combustible de fabricación desvelado comprende una composición de lignina tratada que comprende lignina explotada con vapor sólida, en donde la composición de lignina tratada está unida a al menos una parte de la superficie externa de un soporte combustible comprendido por una viruta de madera dura con una fuerza mayor que la fuerza de gravedad relativa a la composición de lignina tratada. En una realización preferente, la viruta de madera dura tiene una dimensión de -200 mm/+10 mm.
En otra realización, el artículo combustible de fabricación desvelado comprende una composición de lignina tratada que comprende lignina explotada con vapor sólida, en donde la composición de lignina tratada está unida a al menos una parte de la superficie externa de un soporte combustible comprendido por una viruta de madera blanda con una fuerza mayor que la fuerza de gravedad relativa a la composición de lignina tratada. En una realización preferente, la viruta de madera blanda tiene una dimensión de -200 mm/+10 mm.
En otra realización, el artículo combustible de fabricación desvelado comprende una composición de lignina tratada que comprende lignina explotada con vapor sólida, en donde la composición de lignina tratada está unida a al menos una parte de la superficie externa de un soporte combustible comprendido por carbón con una fuerza mayor que la fuerza de gravedad relativa a la composición de lignina tratada. En una realización preferente, la viruta de madera dura tiene una dimensión de -200 mm/+10 mm.
En otra realización, el artículo combustible de fabricación desvelado comprende una composición de lignina tratada que comprende lignina explotada con vapor sólida, en donde la composición de lignina tratada está unida a al menos una parte de la superficie externa de un soporte combustible comprendido por un neumático triturado con una fuerza mayor que la fuerza de gravedad relativa a la composición de lignina tratada. En una realización preferente, el neumático triturado tiene una dimensión de -200 mm/+10 mm.
En una realización, el artículo combustible de fabricación desvelado comprende una composición de lignina tratada que comprende lignina explotada con amoniaco sólida, en donde la composición de lignina tratada está unida a al menos una parte de la superficie externa de un soporte combustible comprendido por una viruta de madera dura con una fuerza mayor que la fuerza de gravedad relativa a la composición de lignina tratada. En una realización preferente, la viruta de madera dura tiene una dimensión de -200 mm/+10 mm.
En otra realización, el artículo combustible de fabricación desvelado comprende una composición de lignina tratada que comprende lignina explotada con amoniaco sólida, en donde la composición de lignina tratada está unida a al menos una parte de la superficie externa de un soporte combustible comprendido por una viruta de madera blanda con una fuerza mayor que la fuerza de gravedad relativa a la composición de lignina tratada. En una realización preferente, la viruta de madera blanda tiene una dimensión de -200 mm/+10 mm.
En otra realización, el artículo combustible de fabricación desvelado comprende una composición de lignina tratada que comprende lignina explotada con amoniaco sólida, en donde la composición de lignina tratada está unida a al menos una parte de la superficie externa de un soporte combustible comprendido por carbón con una fuerza mayor que la fuerza de gravedad relativa a la composición de lignina tratada. En una realización preferente, la viruta de madera dura tiene una dimensión de -200 mm/+10 mm.
En otra realización, el artículo combustible de fabricación desvelado comprende una composición de lignina tratada que comprende lignina explotada con amoniaco sólida, en donde la composición de lignina tratada está unida a al menos una parte de la superficie externa de un soporte combustible comprendido por un neumático triturado con una fuerza mayor que la fuerza de gravedad relativa a la composición de lignina tratada. En una realización preferente, el neumático triturado tiene una dimensión de -200 mm/+10 mm.
En una realización, el artículo combustible de fabricación desvelado comprende una composición de lignina tratada que comprende lignina tratada por vía hidrotérmica sólida, en donde la composición de lignina tratada está unida a al menos una parte de la superficie externa de un soporte combustible comprendido por una viruta de madera dura con una fuerza mayor que la fuerza de gravedad relativa a la composición de lignina tratada. En una realización preferente, la viruta de madera dura tiene una dimensión de -200 mm/+10 mm.
En otra realización, el artículo combustible de fabricación desvelado comprende una composición de lignina tratada que comprende lignina tratada por vía hidrotérmica sólida, en donde la composición de lignina tratada está unida a al menos una parte de la superficie externa de un soporte combustible comprendido por una viruta de madera blanda con una fuerza mayor que la fuerza de gravedad relativa a la composición de lignina tratada. En una realización preferente, la viruta de madera blanda tiene una dimensión de -200 mm/+10 mm.
En otra realización, el artículo combustible de fabricación desvelado comprende una composición de lignina tratada que comprende lignina tratada por vía hidrotérmica sólida, en donde la composición de lignina tratada está unida a al menos una parte de la superficie externa de un soporte combustible comprendido por carbón con una fuerza mayor que la fuerza de gravedad relativa a la composición de lignina tratada. En una realización preferente, la viruta de madera dura tiene una dimensión de -200 mm/+10 mm.
En otra realización, el artículo combustible de fabricación desvelado comprende una composición de lignina tratada que comprende lignina tratada por vía hidrotérmica sólida, en donde la composición de lignina tratada está unida a al menos una parte de la superficie externa de un soporte combustible comprendido por un neumático triturado con una fuerza mayor que la fuerza de gravedad relativa a la composición de lignina tratada. En una realización preferente, el neumático triturado tiene una dimensión de -200 mm/+10 mm.
En una realización, el artículo combustible de fabricación desvelado comprende una composición de lignina tratada que comprende lignina Kraft sólida, en donde la composición de lignina tratada está unida a al menos una parte de la superficie externa de un soporte combustible comprendido por una viruta de madera dura con una fuerza mayor que la fuerza de gravedad relativa a la composición de lignina tratada. En una realización preferente, la viruta de madera dura tiene una dimensión de -200 mm/+10 mm.
En otra realización, el artículo combustible de fabricación desvelado comprende una composición de lignina tratada que comprende lignina Kraft sólida, en donde la composición de lignina tratada está unida a al menos una parte de la superficie externa de un soporte combustible comprendido por una viruta de madera blanda con una fuerza mayor que la fuerza de gravedad relativa a la composición de lignina tratada. En una realización preferente, la viruta de madera blanda tiene una dimensión de -200 mm/+10 mm.
En otra realización, el artículo combustible de fabricación desvelado comprende una composición de lignina tratada que comprende lignina Kraft sólida, en donde la composición de lignina tratada está unida a al menos una parte de la superficie externa de un soporte combustible comprendido por carbón con una fuerza mayor que la fuerza de gravedad relativa a la composición de lignina tratada. En una realización preferente, la viruta de madera dura tiene una dimensión de -200 mm/+10 mm.
En otra realización, el artículo combustible de fabricación desvelado comprende una composición de lignina tratada que comprende lignina Kraft sólida, en donde la composición de lignina tratada está unida a al menos una parte de la superficie externa de un soporte combustible comprendido por un neumático triturado con una fuerza mayor que la fuerza de gravedad relativa a la composición de lignina tratada. En una realización preferente, el neumático triturado tiene una dimensión de -200 mm/+10 mm.
En una realización, el artículo combustible de fabricación desvelado comprende una composición de lignina tratada que comprende lignina organosolv sólida, en donde la composición de lignina tratada está unida a al menos una parte de la superficie externa de un soporte combustible comprendido por una viruta de madera dura con una fuerza mayor que la fuerza de gravedad relativa a la composición de lignina tratada. En una realización preferente, la viruta de madera dura tiene una dimensión de -200 mm/+10 mm.
En otra realización, el artículo combustible de fabricación desvelado comprende una composición de lignina tratada que comprende lignina organosolv sólida, en donde la composición de lignina tratada está unida a al menos una parte de la superficie externa de un soporte combustible comprendido por una viruta de madera blanda con una fuerza mayor que la fuerza de gravedad relativa a la composición de lignina tratada. En una realización preferente, la viruta de madera blanda tiene una dimensión de -200 mm/+10 mm.
En otra realización, el artículo combustible de fabricación desvelado comprende una composición de lignina tratada que comprende lignina organosolv sólida, en donde la composición de lignina tratada está unida a al menos una parte de la superficie externa de un soporte combustible comprendido por carbón con una fuerza mayor que la fuerza de gravedad relativa a la composición de lignina tratada. En una realización preferente, la viruta de madera dura tiene una dimensión de -200 mm/+10 mm.
En otra realización, el artículo combustible de fabricación desvelado comprende una composición de lignina tratada que comprende lignina organosolv sólida, en donde la composición de lignina tratada está unida a al menos una parte de la superficie externa de un soporte combustible comprendido por un neumático triturado con una fuerza mayor que la fuerza de gravedad relativa a la composición de lignina tratada. En una realización preferente, el neumático triturado tiene una dimensión de -200 mm/+10 mm.

Claims (16)

REIVINDICACIONES
1. Un artículo combustible de fabricación que comprende:
una composición de lignina tratada que comprende lignina sólida y que tiene un contenido de humedad en un intervalo de un 35 % a un 80 % en peso de la composición de lignina tratada en base húmeda,
un soporte combustible que tiene una superficie externa,
en donde la composición de lignina tratada está unida a al menos una parte de la superficie externa del soporte combustible con una fuerza mayor que la fuerza de gravedad relativa a la composición de lignina tratada, caracterizado por que el artículo combustible no está hecho mediante un proceso de formación de briquetas o gránulos.
2. El artículo de la reivindicación 1, en donde el soporte combustible tiene unas dimensiones tales que es capaz de pasar a través de un primer tamiz que tiene primeros orificios circulares que tienen un primer diámetro que está en un intervalo de 10 mm a 200 mm y no es capaz de pasar a través de un segundo tamiz que tiene segundos orificios circulares que tienen un segundo diámetro que está en un intervalo de 5 mm a 100 mm, y el primer diámetro es mayor que el segundo diámetro.
3. El artículo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en donde el soporte combustible tiene un contenido de humedad en base húmeda que es un valor en un intervalo seleccionado entre el grupo que consiste en: de un 1 % a un 60 %, de un 1 % a un 15 %, de un 2 un 10 %, de un 20 a un 60 %, y de un 30 % a un 45 %.
4. El artículo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el soporte combustible se selecciona entre el grupo que consiste en virutas de madera dura, virutas de madera blanda, carbón, coque, y neumáticos triturados.
5. El artículo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la composición de lignina tratada se selecciona entre el grupo que consiste en lignina explotada con vapor, lignina explotada con amoniaco, y lignina tratada por vía hidrotérmica.
6. El artículo de la reivindicación 5, en donde la composición de lignina tratada comprende un residuo de destilación de un proceso de fermentación o un proceso de hidrólisis.
7. El artículo de la reivindicación 6, en donde la composición de lignina tratada comprende además carbohidratos, y una cantidad total porcentual en peso de los carbohidratos en la composición de lignina tratada en base seca está en un intervalo seleccionado entre el grupo que consiste en: de un 5 % a un 45 %, de un 10 % a un 40 %, y de un 15 % a un 30 %.
8. El artículo de cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en donde la composición de lignina tratada se obtiene sin añadir ácido sulfúrico.
9. El artículo de cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en donde el artículo comprende una cantidad de azufre y la cantidad de azufre en el artículo es menos de un 0,3 % en base seca.
10. El artículo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la composición de lignina tratada se selecciona entre el grupo que consiste en lignina Kraft y lignina organosolv.
11. El artículo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el artículo tiene una proporción en peso de la composición de lignina tratada con respecto al soporte combustible en base húmeda en un intervalo de 1:10 a 3:1, de 1:2 a 2:1, y de 1:1,5 a 1,5:1.
12. El artículo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde la composición de lignina tratada está unida a una parte de la superficie externa del soporte combustible que es mayor que un valor porcentual seleccionado entre el grupo que consiste en un 50 %, un 70 %, un 80 %, y un 90 % de la superficie externa del soporte combustible.
13. El artículo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en donde el contenido de humedad de la composición de lignina tratada en base húmeda es un valor en un intervalo seleccionado entre el grupo que consiste en: de un 50 % a un 70 %, y de un 55 % a un 65 %.
14. El artículo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en donde el contenido de humedad del artículo en base húmeda es menor que un valor seleccionado entre el grupo que consiste en un 60 %, un 55 %, y un 50 %.
15. Una composición de combustible, que comprende una pluralidad del artículo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.
16. El uso de cualquiera de los artículos de las reivindicaciones 1 a 15 como combustible.
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