FI129154B - Porous, formable material and method for manufacturing the same - Google Patents

Porous, formable material and method for manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
FI129154B
FI129154B FI20185748A FI20185748A FI129154B FI 129154 B FI129154 B FI 129154B FI 20185748 A FI20185748 A FI 20185748A FI 20185748 A FI20185748 A FI 20185748A FI 129154 B FI129154 B FI 129154B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
mixture
process according
lignin
mold
porous
Prior art date
Application number
FI20185748A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20185748A1 (en
Inventor
Tuomo Hilli
Original Assignee
Fifth Innovation Oy
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
Application filed by Fifth Innovation Oy filed Critical Fifth Innovation Oy
Priority to FI20185748A priority Critical patent/FI129154B/en
Priority to PCT/FI2019/050642 priority patent/WO2020049226A1/en
Priority to EP19790029.3A priority patent/EP3847129A1/en
Publication of FI20185748A1 publication Critical patent/FI20185748A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FI129154B publication Critical patent/FI129154B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/30Active carbon
    • C01B32/312Preparation
    • C01B32/318Preparation characterised by the starting materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/30Active carbon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3007Moulding, shaping or extruding
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/30Active carbon
    • C01B32/312Preparation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/30Active carbon
    • C01B32/312Preparation
    • C01B32/336Preparation characterised by gaseous activating agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/22After-treatment of expandable particles; Forming foamed products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L97/00Compositions of lignin-containing materials

Abstract

Keksinnön kohteena on huokoinen muotoiltava materiaali ja menetelmä sen valmistamiseksi. Menetelmässä käytetään lignoselluloosaperäistä lähtöainetta muodostamalla biomassan fraktioinnista saatavista jakeista ligniiniä sisältävä seos, jota käsitellään huokoisen kappaleen valmistamiseksi. Menetelmässä materiaali vaahdotetaan, muotoillaan, lämpökäsitellään, hiillytetään sekä aktivoidaan. Saatava hiilletty ja aktivoitu kappale soveltuu mm. täytekappaleeksi, suodattimeksi sekä katalyyttien runkoaineeksi.The invention relates to a porous molding material and to a method for its production. The process uses a lignocellulosic starting material to form a lignin-containing mixture from the fractions from biomass fractionation, which is treated to produce a porous body. In the method, the material is foamed, shaped, heat treated, carbonized and activated. The available charred and activated part is suitable for e.g. filler, filter and catalyst filler.

Description

HUOKOINEN MUOTOILTAVA MATERIAALI JA MENETELMÄ SENPORRY MOLDING MATERIAL AND METHOD

VALMISTAMISEKSI Tekniikan ala Esillä oleva keksintö liittyy huokoisiin muotoiltaviin biomateriaalipohjaisiin materiaaleihin, niiden valmistamiseen sekä niiden käyttöön. Etenkin keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista menetelmää — huokoisen muotoiltavan kappaleen aikaansaamiseksi sekä tällaisella menetelmällä aikaansaatavaa tuotetta. Tekniikan taso — Niin sanotulla huokoiselle eli vaahdotetulle hiilelle löytyy käyttöä useissa erilaisissa käyttökohteissa, kuten lämmöneristyksessä (myös erittäin korkeissa lämpötiloissa), erilaisissa suodattimissa ja katalyyseissä. Katalyysireaktioissa huokoisia hiillettyjä materiaaleja käytetään erityisesti katalyyttien kantaja-aineina niiden suuren ominaispinta- alan vuoksi.TECHNICAL FIELD The present invention relates to porous moldable biomaterial-based materials, their preparation and their use. In particular, the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 - for obtaining a porous shaped body and to a product obtainable by such a method. Background Art - So-called porous carbon is found to be used in many different applications, such as thermal insulation (even at very high temperatures), various filters and catalysis. In catalytic reactions, porous carbonized materials are used in particular as catalyst supports due to their high specific surface area.

Perinteisesti huokoisia hiilimateriaaleja valmistetaan pääsääntöisesti hiillyttämällä synteettisiä hartsivaahtoja, kuten polyuretaani- ja fenolihartsivaahtoja. Tällaiset materiaalit S ovat epäekologisia ja kalliita valmistaa. Siten tutkimuksessa pyritään löytämään O vaihtoehtoisia materiaaleja näille synteettisille aineille. Tunnettua on mm. ligniinin käyttö 2 25 — korvaamaan fenoleita polyuretaanivaahdossa. i Aikaisemmin on pyritty valmistamaan erilaisia bioperäisiä vaahtotuotteita pääosin 3 puhtaista biomateriaalipohjaisista lähtöaineista, kuten tanniini, ligniini ja furfuraalialkoholi, = mutta myös epäpuhtaiden lähtöaineiden käyttöä on tutkittu. N 30 Tekniikan tasoa tältä osin edustaa esimerkiksi julkaisu US3894848, jossa on esitetty huokoisen muotoiltavan materiaalin valmistaminen ligniinin vesiliuoksesta. Menetelmä käsittää lähtöaineen vaahdottamisen ja lämpökäsittelyn muotissa sekä näin saadun huokoisen materiaalin hiillyttämisen.Traditionally, porous carbon materials are mainly made by carbonizing synthetic resin foams such as polyurethane and phenolic resin foams. Such materials S are non-ecological and expensive to manufacture. Thus, the research aims to find O alternative materials for these synthetics. It is known e.g. use of lignin 2 25 - to replace phenols in polyurethane foam. i In the past, efforts have been made to prepare various bio-based foam products mainly from 3 pure biomaterial-based starting materials, such as tannin, lignin and furfural alcohol, = but the use of impure starting materials has also been studied. The prior art in this regard is represented, for example, by US3894848, which discloses the preparation of a porous molding material from an aqueous solution of lignin. The process comprises foaming and heat treatment of the starting material in a mold and carbonization of the porous material thus obtained.

Artikkeleissa ”Tannin based foams and its derived carbon foams” (Tondi, G. et al, 2010) ja ”Chemistry, morphology, microtomography and activation of natural and carbonized tannin foams for different applications” (Pizzi, A., 2012) on kuvattu 95 % puhtaita tanniinivaahtoja sekä niiden hiillyttämistä ja mahdollista aktivointia.The articles “Tannin based foams and its derived carbon foams” (Tondi, G. et al, 2010) and “Chemistry, morphology, microtomography and activation of natural and carbonized tannin foams for different applications” (Pizzi, A., 2012) describe 95% pure tannin foams and their carbonation and possible activation.

Julkaisussa WO2005016818 on kuvattu prosessi hiilivaahdon valmistamiseksi lignosulfonaatin metallisuolasta.WO2005016818 describes a process for preparing a carbon foam from a metal salt of a lignosulfonate.

Prosessissa lähtöaineen vaahdotus ja hiillyttäminen suoritetaan samanaikaisesti hapettomassa ilmakehässä, yli 100 psi:n paineessa ja yli 250 *C:n lämpötilassa.In the process, flotation and carbonization of the starting material are performed simultaneously in an oxygen-free atmosphere, at a pressure of more than 100 psi and at a temperature of more than 250 ° C.

Hiilimateriaaleista on myös tunnettua valmistaa aktiivihiiltä, jonka toiminta perustuu — adsorptioon, jolloin aktiivihiili toimii adsorbenttina sitoen pinnalleen tiettyjä molekyylejä joko kaasumaisesta tai nestemäisestä aineesta.It is also known to make activated carbon from carbon materials, the operation of which is based on adsorption, in which case the activated carbon acts as an adsorbent, binding to its surface certain molecules from either a gaseous or a liquid substance.

Tyypillisesti vaahdotetun hiilimateriaalin huokosiin, riippuen tietysti huokoskoosta ja molekyylien koosta, jää molekyylejä kiinni jo pelkästään fyysisen kokonsa vuoksi, jolloin huokoinen materiaali toimii jo sellaisenaan ns. sihtinä.Typically, depending on the pore size and the size of the molecules, the molecules are trapped in the pores of the foamed carbon material simply because of their physical size, in which case the porous material already functions as such. as a target.

Aktiivihiilen merkittävä ominaisuus on sen erityisen huokoinen rakenne, joka — aikaansaa sen suuren ominaispinta-alan ja parantaa samalla aktiivihiilen suodattavia ominaisuuksia. = Aktiivihiilen tehokkaan pinta-alan koko vaihtelee paljon riippuen hiilen aktivointiasteesta N ja aktiivihiilen valmistamiseen käytetystä raaka-aineesta.A significant feature of activated carbon is its particularly porous structure, which - provides a large specific surface area and at the same time improves the filterable properties of activated carbon. = The effective surface area of activated carbon varies greatly depending on the degree of carbon activation N and the raw material used to make the activated carbon.

Raaka-aineeksi pyritään S 25 — valitsemaan materiaali, joka antaa aktiivihiilen tulevaan käyttötarkoitukseen parhaimmat 2 ominaisuudet.The aim is to use S 25 as the raw material - to choose a material that gives the best 2 properties of activated carbon for future use.

Yleisimpiä käytettyjä aktiivihiilen raaka-aineita ovat puu, sahanpuru, turve, E kookospähkinän kuoret, kivihiili ja raakaöljyn jätteet.The most commonly used activated carbon raw materials are wood, sawdust, peat, E coconut shells, coal and crude oil waste.

Tyypillisesti valittu raaka-aine ® murskataan ja tämän jälkeen hiillytetään noin 800-1000 °C lämpötilassa.Typically, the selected feedstock ® is crushed and then carbonized at a temperature of about 800-1000 ° C.

Hiillytyksen 5 aikana suurin osa hiilivedystä ja osa hiilestä poistuu, jolloin hiilen pinta-ala kasvaa. > 30 — Hiilen aktivoinnilla voidaan parantaa hiilen orgaanisten aineiden adsorptiokykyä kasvattamalla huokosten kokoa ja halkaisijaa.During carbonization 5, most of the hydrocarbon and some of the carbon are removed, thereby increasing the surface area of the carbon. > 30 - Activation of carbon can improve the adsorption capacity of carbon organic matter by increasing pore size and diameter.

Aktivoinnin aikana hiilen huokosista poistuu eri aineita, jolloin rakenteeseen jää tyhjiä kohtia eli huokosten tilavuus kasvaa.During activation, various substances are removed from the carbon pores, leaving empty spaces in the structure, i.e. the volume of the pores increases.

Aktivoinnin seurauksena poistuvat aineet muodostavat hiileen myös täysin uusia huokosia. Aktivoidun hiilen ominaispinta-ala on tyypillisesti 500-1500 m?/g. Raaka-aineen valinnassa merkittävää on huomioida lopputuotteen tavoiteltu — partikkelikoko, huokosten rakenne, kokonaispinta-ala ja ainesosien välillä oleva tyhjä tila sekä tietysti raaka-aineen hinta. Tyypillisesti aktiivihiili on joko hienojakoisena jauheena tai raemaisessa muodossa, mutta myös vaahtomaista aktiivihiiltä on valmistettu.The substances removed as a result of the activation also form completely new pores in the carbon. The specific surface area of the activated carbon is typically 500-1500 m 2 / g. When choosing a raw material, it is important to take into account the desired goal of the final product - particle size, pore structure, total surface area and empty space between the ingredients and, of course, the price of the raw material. Typically, the activated carbon is either in a fine powder or in granular form, but foamed activated carbon has also been prepared.

Ennestään tunnetaan myös aktivoidun hiilen valmistaminen biomassasta. Tällaisia on kuvattu mm. julkaisuissa CN1070021486 ja US4552863. Julkaisussa CN1070021486 on esitetty menetelmä aktiivihiilen valmistamiseksi biomassasta vaahdottamalla, kalsinoimalla ja lopuksi aktivoimalla hiillytetty vaahto käyttäen kaasua. Julkaisun US4552863 mukaisessa menetelmässä valmistetaan aktiivihiiltä käyttäen puuta hiililähteenä. Yleistä tekniikan tasoa aktivoitujen hiilimateriaalien osalta kuvaavat myös mm. julkaisut CN 105293490, US2016031713, US6024899 ja Saha D. et al. (Studies on supercapacitor electrode material from activated lignin-derived mesoporous carbon, 2014). Myös julkaisussa US3894878 on kuvattu menetelmä huokoisen materiaalin valmistamiseksi ligniini-pitoisesta lähtöaineesta.It is also known to produce activated carbon from biomass. Such have been described e.g. in CN1070021486 and US4552863. CN1070021486 discloses a process for producing activated carbon from biomass by foaming, calcining and finally activating the carbonized foam using a gas. In the process of US4552863, activated carbon is produced using wood as a carbon source. The general state of the art with respect to activated carbon materials is also described e.g. CN 105293490, US2016031713, US6024899 and Saha D. et al. (Studies on supercapacitor electrode material from activated lignin-derived mesoporous carbon, 2014). US3894878 also describes a process for preparing a porous material from a lignin-containing starting material.

N N Pelkästään lämpökäsiteltyjen vaahtojen on todettu olevan usein varsin hauraita. S 25 — Hiillyttämisen tai aktivoinnin avulla saadaan muiden ominaisuuksien lisäksi parannettua 2 myös huokoisen materiaali mekaanista kestävyyttä. x a o Edelleen huokoisten materiaalien ominaisuuksissa ja etenkin muotoiltavuudessa sekä 5 käytetyissä lähtöaineissa on kehittämisen varaa. Erityisesti ekologisten lähtöaineiden > 30 — käyttöä tulee tehostaa ja teollisuuden sivutuotteiden hyötykäyttöä lisätä entisestään. Millään lähtöaineella ei myöskään ole onnistuttu optimoidaan kaikkia edullisia ominaisuuksia samanaikaisesti ympäristöystävällisyyden ja edullisuuden kanssa.N N Heat-treated foams alone have often been found to be quite brittle. S 25 - In addition to other properties, carbonization or activation can also improve 2 the mechanical resistance of the porous material. x a o There is still room for improvement in the properties of porous materials, and in particular in formability, and in the starting materials used. In particular, the use of ecological feedstocks> 30 needs to be intensified and the utilization of industrial by - products needs to be further increased. Also, no starting material has succeeded in optimizing all the advantageous properties simultaneously with environmental friendliness and affordability.

Tavoiteltavia ominaisuuksia ovat suhteellisen alhainen tiheys, mekaaninen vahvuus ja suuri lämmönjohtavuus, joka on yleensä seurausta ainakin osittain järjestäytyneestä kiderakenteesta.The desired properties are relatively low density, mechanical strength and high thermal conductivity, which is usually the result of at least a partially organized crystal structure.

Keksinnön yleinen kuvaus Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudenlainen menetelmä huokoisten muotoiltavien materiaalien valmistamiseksi bioperäisistä lähtöaineista. Erityisesti tarkoituksena on saada aikaan menetelmä hiilivaahtojen valmistamiseksi käyttämällä — kustannuksiltaan edullisia lähtöaineita, joilla on kuitenkin tarvittavat fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet käytön kannalta.General Description of the Invention It is an object of the present invention to provide a novel method for producing porous moldable materials from bio-based starting materials. In particular, it is intended to provide a process for the preparation of carbon foams using - low-cost starting materials which, however, have the necessary physical and chemical properties for use.

Erityisesti keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä, jolla voidaan valmistaa hiilivaahtoja lignoselluloosaperäisestä lähtöaineesta.In particular, it is an object of the invention to provide a process for the preparation of carbon foams from a lignocellulosic starting material.

Keksintö perustuu siihen havaintoon, että käsittelemällä lignoselluloosaperäistä lähtöainetta keksinnön mukaisella menetelmällä saadaan muodostettua bioperäinen huokoinen muotoiltu kappale, joka on kauttaaltaan hiillytetty ja aktivoitu.The invention is based on the finding that by treating a lignocellulosic starting material with the process according to the invention, a bioavoidable porous shaped body can be formed which is carbonized and activated throughout.

— Keksinnön mukaisessa menetelmässä nestemäistä väliainetta sisältävä seos muodostetaan biomassan fraktioinnista saatavasta ligniiniä sisältävästä jakeesta, johon seokseen lisätään mahdollisesti myös biomassan fraktioinnin seurauksena syntyneitä muita jakeita.- In the process according to the invention, the mixture containing a liquid medium is formed from a lignin-containing fraction obtained from the fractionation of biomass, to which other fractions formed as a result of the fractionation of biomass are optionally added.

= Muodostettu seos vaahdotetaan ja muotoillaan muotissa ennalta määrättyyn muotoon. Näin N saatu muotoiltu vaahto saatetaan vielä lämpökäsittelyyn, minkä jälkeen se hiillytetään ja S 25 — lopuksi aktivoidaan.= The formed mixture is foamed and shaped in a mold to a predetermined shape. The shaped foam thus obtained N is further subjected to a heat treatment, after which it is carbonized and S 25 - finally activated.

O E Esitetyllä tavalla saadaan aikaan vaahdotettuja biomassapohjaisia kappaleita, joita voidaan o käyttää esimerkiksi erilaisissa puhdistuskohteissa, kuten kaasujen ja nesteiden 5 puhdistuksessa tai puhdistimissa, täytekappaleena tai katalyyttien runkoaineena.O E As shown, foamed biomass-based bodies are provided which can be used, for example, in various cleaning applications, such as the cleaning or purification of gases and liquids, as a filler or as a catalyst filler.

> 30 — Täsmällisemmin sanottuna keksinnölle on tunnusomaista se, mikä on esitetty itsenäisten patenttivaatimusten tunnusmerkkiosissa.> 30 - More specifically, the invention is characterized by what is set out in the characterizing parts of the independent claims.

Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja. Niinpä menetelmällä saadaan aikaiseksi itsensä kantavia monoliittisia, aktivoituja, huokoisia rakenteita. Erityisesti saadaan aikaiseksi huokoisia muotoiltuja kappaleita, jotka ovat kauttaaltaan hiillytettyjä ja aktivoituja. Keksinnön mukaisella hiillytetyllä ja aktivoidulla huokoisella kappaleella on 5 — edullisia ominaisuuksia, kuten pieni sähkönjohtavuus, pieni lämmönjohtavuus ja alhainen tiheys. Näitä ominaisuuksia voidaan myös muokata monipuolisesti käyttötarkoituksen mukaan. Eristeiden kohdalla voidaan esimerkiksi pyrkiä huonoon lämmönjohtavuuteen pienentämällä tiheyttä ja sähkönjohtavuutta voidaan säätää esimerkiksi lisäämällä vaahtoon metalleja, jotka johtavat paremmin sähköä. Sähkönjohtavuuteen vaikuttaa myös — esimerkiksi lämpökäsittelyssä käytetty lämpötila, korkeissa lämpötiloissa tapahtuva lämpökäsittely tyypillisesti parantaa sähkönjohtavuutta. Siten keksinnön mukaisella muotoillulla kappaleella on laajat sovellutusmahdollisuudet.The invention provides considerable advantages. Thus, the method provides self-supporting monolithic, activated, porous structures. In particular, porous shaped bodies are obtained which are carbonized and activated throughout. The carbonized and activated porous body of the invention has 5 - advantageous properties such as low electrical conductivity, low thermal conductivity and low density. These features can also be customized in a variety of ways. In the case of insulators, for example, poor thermal conductivity can be achieved by reducing the density, and the electrical conductivity can be adjusted, for example, by adding metals to the foam that conduct electricity better. Electrical conductivity is also affected - for example, the temperature used in the heat treatment, heat treatment at high temperatures typically improves the electrical conductivity. Thus, the shaped body according to the invention has a wide range of applications.

Sopivimmin keksinnön mukainen vaahdotus tapahtuu normaalipaineessa ja —huoneenlämpötilassa. Vaahdotus voidaan kuitenkin tehdä myös ali- tai ylipaineessa, esimerkiksi 0,1 — 10 bar:n absoluuttisessa paineessa. Kun seos vaahdotetaan ilman ulkoista lämmitystä, voidaan paremmin hallita vaahdotusta ja saadaan tasalaatuisia vaahtokappaleita.Preferably, the flotation according to the invention takes place at normal pressure and room temperature. However, the flotation can also be carried out under reduced or overpressure, for example at an absolute pressure of 0.1 to 10 bar. When the mixture is foamed without external heating, the foaming can be better controlled and uniform foam bodies are obtained.

— Keksinnössä voidaan käyttää lähtöaineena hyvin laajasti erilaisia lignoselluloosapohjaisia raaka-aineita, kuten erilaisia kasveja ja niiden osia, erilaisten fraktiointiprosessien sivujakeita sekä turve- ja biokaasulaitosten mädätteitä ja muita biologisesti osittain = hajonneita tai käsiteltyjä materiaaleja. Keksinnössä käytettävät bioperäiset raaka-aineet N vähentävät fossiilisten raaka-aineiden tarvetta ja pienentävät tuotteen S 25 — hiilidioksidijalanjälkeä Keksinnön mukaisessa menetelmässä on siten mahdollista 2 hyödyntää halvempia, puhdistamattomia, lähtöaineita tai puhdistettuja raaka-aineita, tai E yhdistää näitä. Näin saadaan käytettyä hyödyksi myös fraktiointiprosessin sivujakeita.- The invention can be used as a starting material for a very wide range of lignocellulose-based raw materials, such as various plants and their parts, by-products of various fractionation processes, as well as peat and biogas plant digests and other partially biodegraded or treated materials. The bio-based raw materials N used in the invention reduce the need for fossil raw materials and reduce the carbon footprint of the product S 25. Thus, in the process according to the invention it is possible This also makes use of the side fractions of the fractionation process.

2 lo Keksinnön mukaisella valmistusmenetelmällä on etuna lisäksi ympäristöystävällisyys, > 30 — yksinkertainen teknologia ja alhainen energian kulutus. Energian kulutusta voidaan pienentää, kun hyödynnetään eri prosessivaiheissa käytettyjen kaasuvirtojen energiaa ottamalla niitä talteen ja hyödyntämällä esimerkiksi esilämmityksessä. Lisäksi vaahdotukseen käytettäviä helposti haihtuvia komponentteja voidaan kierrättää lauhduttamalla ja uudelleen käyttämällä. Hiillyttämis-vaiheessa syntyviä haihtuvia jakeita voidaan myös hyödyntää energian lähteenä tai niistä voidaan ottaa lämpöä talteen lauhduttamalla, jolloin myös nämä nestejakeet voidaan hyödyntää muissa prosesseissa. Lauhtumattomat kaasut voidaan polttaa ja näin tuotettu energia voidaan hyödyntää esimerkiksi prosessissa, lämmityksessä tai sähköntuotannossa. Keksinnön mukaisella huokoisella materiaalilla on etuna myös sen kierrätettävyys ja uusiokäyttö. Valmistettu huokoinen materiaali voidaan regeneroida suoraan uudelleen — kuumentamalla tai vaihtoehtoisesti murskaamalla, minkä jälkeen sitä voidaan käyttää uuden vaahdon raaka-aineena. Lopuksi hiillytettyä materiaalia voidaan käyttää maanparannusaineena, jolloin sen sisältämä hiili (CO; negatiivinen) saadaan varastoitua pitkäaikaisesti maaperään, tai vaihtoehtoisesti se voidaan polttaa ja tuottaa näin vihreää energiaa.2 lo The production method according to the invention also has the advantage of environmental friendliness,> 30 - simple technology and low energy consumption. Energy consumption can be reduced by utilizing the energy of the gas streams used in the different process steps by recovering them and utilizing them, for example, in preheating. In addition, volatile components used for flotation can be recycled by condensation and reuse. The volatile fractions generated in the carbonization step can also be utilized as a source of energy or heat can be recovered from them by condensation, in which case these liquid fractions can also be utilized in other processes. Non-condensable gases can be burned and the energy thus produced can be utilized, for example, in process, heating or electricity generation. The porous material according to the invention also has the advantage of being recyclable and reusable. The porous material produced can be regenerated directly - by heating or alternatively by crushing, after which it can be used as a raw material for a new foam. Finally, the carbonized material can be used as a soil improver, allowing the carbon (CO; negative) it contains to be stored in the soil for a long time, or alternatively it can be burned to produce green energy.

Seuraavassa tarkastellaan lähemmin keksinnön edullisia sovellusmuotoja oheiseen piirustukseen viitaten. Piirustuksessa on esitetty yksinkertaistettu kaaviokuva yhden sovellutusmuodon mukaisen menetelmän vaiheista. Piirustukset Kuvio 1 on lohkokaavio, jossa on esitetty yhden sovellutusmuodon mukaisen menetelmän — vaiheet.In the following, preferred embodiments of the invention will be examined in more detail with reference to the accompanying drawing. The drawing shows a simplified schematic diagram of the steps of the method according to one embodiment. Drawings Fig. 1 is a block diagram showing the steps of a method according to one embodiment.

NOF OO NOF

O <Q 25 SovellutusmuodotO <Q 25 Embodiments

LO = a Esillä oleva keksintö koskee huokoista muotoiltavaa materiaalia ja menetelmää sen x valmistamiseksi.The present invention relates to a porous moldable material and a method for producing the same.

LO co N 30 — Valmistettavista tuotteista käytetään seuraavassa nimityksiä ”kappale” ja ”vaahtokappale” toistensa synonyymeina. Kyseessä on kolmiulotteinen kappale, joka on huokoinen. Vaahdotuksen jälkeen huokoinen materiaali käsittää lähinnä makrohuokoisia. Tyypillisesti huokosten pienin ulottuvuus on tällöin ainakin 0,01 mm. Aktivoinnin seurauksena kappaleeseen syntyy suuri määrä mikro- ja mesohuokosia. Sopivimmin kappale on kauttaaltaan huokoinen, mikä tarkoittaa, että huokoinen rakenne — ulottuu kappaleen sisältä aina sen pintaan asti. Sopivimmin huokoinen kappale eli vaahtokappale on kaasuja läpäisevä. Kappaleet ovat ”monoliittisiä”, millä tässä yhteydessä tarkoitetaan, että niiden runkorakenne koostuu kauttaaltaan samasta aineesta, eli kappale on ”yhtä ainetta”.LO co N 30 - The products to be manufactured are hereinafter referred to as 'body' and 'foam body' as synonyms for each other. It is a three-dimensional body that is porous. After flotation, the porous material comprises mainly macroporous. Typically, the smallest dimension of the pores is then at least 0.01 mm. As a result of activation, a large number of micropores and mesopores are formed in the body. Preferably, the body is porous throughout, which means that the porous structure - extends from inside the body to its surface. Preferably, the porous body, i.e. the foam body, is permeable to gases. The bodies are “monolithic”, which in this context means that their body structure consists of the same substance throughout, i.e. the body is “one substance”.

Kappaleet ovat tyypillisesti mekaanisesti lujia ja esillä olevasta materiaalista on mahdollista valmistaa itsensä kantavia kappaleita. ”Itsensä kantava” tarkoittaa, että niistä voidaan muodostaa tuotteita, kuten suodattimia ja vastaavia kappaleita, jotka eivät tarvitse erillistä runkokerrosta tai -rakennetta.The pieces are typically mechanically strong and it is possible to make self-supporting pieces from the present material. “Self-supporting” means that they can be used to form products, such as filters and similar bodies, that do not require a separate body layer or structure.

Yhden sovelluksen mukainen menetelmä on esitetty kuviossa 1. Menetelmän ensimmäisessä vaiheessa (kuvion 1 viitenumero 2) muodostetaan nestemäistä väliainetta sisältävä seos biomassan fraktioinnista 1 saatavasta ligniiniä sisältävästä — jakeesta. Tyypillisesti ligniinipitoinen jae on peräisin biomassasta, kuten puusta tai yksi- tai = monivuotisista kasveista. Jae saadaan esimerkiksi uuttamalla biomassaa vesiliuoksilla, N esimerkiksi kuumavesiuutolla tai paineistetulla kuumavesiuutolla tai perinteisellä S 25 — kemiallisella sellukeitolla. Vesiliuokset sisältävät sopivimmin ligniinin liukenemista 2 edistäviä komponentteja, kuten alkaleja, esim. alkalimetalli- tai maa-alkalimetalli E hydroksideja, karbonaatteja, sulfideja tai näiden seoksia. Uuttoliuokset voivat myös sisältää o peroksideja sekä orgaanisia yhdisteitä, kuten permuurahaishappoa tai Caronin suolaa. 5 Uutto voidaan suorittaa myös orgaanisilla tai ionisilla liuottimilla. > 30 Seoksen sisältämä nestemäinen väliaine toimii seoksessa vaahdottajana. Yhden sovellutusmuodon mukaan nestemäinen väliaine on vettä. Toisen sovellutusmuodon mukaan nestemäinen väliaine voi olla esimerkiksi orgaaninen liuos, kuten alkoholi, tai ioninen liuos. Nestemäinen väliaine voi olla myös useamman eri nesteen seos. Käyttämällä nestemäistä väliainetta, jolla on alhainen kiehumispiste, voidaan pienentää vaahdon kuivaukseen tarvittavaa energiaa.The process according to one embodiment is shown in Figure 1. In the first step of the process (reference number 2 in Figure 1), a mixture containing a liquid medium is formed from a lignin-containing fraction obtained from biomass fractionation 1. Typically, the lignin-containing fraction is derived from biomass, such as wood or annual or perennial plants. The fraction is obtained, for example, by extracting the biomass with aqueous solutions, for example by hot water extraction or pressurized hot water extraction or by conventional S 25 chemical pulp digestion. Aqueous solutions preferably contain components which promote the dissolution of lignin 2, such as alkalis, e.g. alkali metal or alkaline earth metal E hydroxides, carbonates, sulphides or mixtures thereof. Extraction solutions may also contain peroxides as well as organic compounds such as perforic acid or Caron's salt. Extraction can also be performed with organic or ionic solvents. > 30 The liquid medium in the mixture acts as a foamer in the mixture. In one embodiment, the liquid medium is water. According to another embodiment, the liquid medium may be, for example, an organic solution such as an alcohol or an ionic solution. The liquid medium may also be a mixture of several different liquids. By using a liquid medium with a low boiling point, the energy required to dry the foam can be reduced.

Yhden sovellutusmuodon mukaan vaahdotukseen käytetty nestemäinen väliaine voidaan kerätä talteen ja kierrättää käytettäväksi uudelleen. Ligniini voi olla joko käsittelemättömänä tai käsiteltynä tai näiden seoksena. Niinpä — ligniini voi olla missä tahansa muodossa, kuten alkaaliligniininä, tioli-muodossa tai lignosulfonaatin metallisuolana. Yhden sovellutusmuodon mukaan ligniinipitoiseen seokseen lisätään myös biomassan fraktioinnista 1 saatavia muita jakeita. Nämä jakeet voivat sisältää tai olla sisältämättä — ligniiniä. Tyypillisesti lisättävät jakeet sisältävät esimerkiksi biomassasta saatavia orgaanisia komponentteja, kuten uuteaineita, furfuraalia tai tanniinia, tai monomeerisiä, oligomeerisiä tai polymeerisiä sakkarideja, jotka ovat peräisin selluloosasta tai hemiselluloosasta. — Lisäksi lisättävät jakeet voivat olla puhtaita tai puhdistamattomia. Kunkin tällaisen jakeen osuus vaahdotettavan seoksen kiintoaineesta voi olla esimerkiksi noin 0,1-25 paino-%. = Esillä olevassa keksinnössä pystytään siis hyödyntämään tehokkaasti fraktiointiprosessin N erilaisia sivujakeita. S 25 2 Yhden sovellutusmuodon mukaan biomassan jakeista muodostettu seos sisältää vähintään E 1 paino-% ligniiniä, edullisesti vähintään 5 paino-% ligniiniä, edullisemmin 10-80 paino- © % ligniiniä, esimerkiksi 20-50 paino-% ligniiniä seoksen kuivapainosta laskettuna. 5 > 30 — Yhden sovellutusmuodon mukaan jakeista muodostettu seos sisältää vähintään 1 paino-% ligniiniä, edullisesti vähintään 5 paino-% ligniiniä, edullisemmin 10—75 paino-% ligniiniä, esimerkiksi 30-50 paino-% ligniiniä seoksen kokonaispainosta laskettuna.In one embodiment, the liquid medium used for flotation can be recovered and recycled for reuse. The lignin may be either untreated or treated or a mixture thereof. Thus - lignin can be in any form, such as alkali lignin, thiol form or metal salt of lignosulfonate. According to one embodiment, other fractions from biomass fractionation 1 are also added to the lignin-containing mixture. These fractions may or may not contain - lignin. Typically, the fractions to be added contain, for example, organic components from biomass, such as extractants, furfural or tannin, or monomeric, oligomeric or polymeric saccharides derived from cellulose or hemicellulose. - In addition, the fractions to be added may be pure or unpurified. The proportion of each such fraction in the solids of the mixture to be foamed may be, for example, about 0.1 to 25% by weight. Thus, in the present invention, it is possible to efficiently utilize the N different side fractions of the fractionation process. S 25 2 In one embodiment, the mixture of biomass fractions contains at least E 1% by weight of lignin, preferably at least 5% by weight of lignin, more preferably 10-80% by weight of lignin, for example 20-50% by weight of lignin based on the dry weight of the mixture. 5> 30 - In one embodiment, the mixture formed from the fractions contains at least 1% by weight of lignin, preferably at least 5% by weight of lignin, more preferably 10-75% by weight of lignin, for example 30-50% by weight of lignin based on the total weight of the mixture.

Yhden sovellutusmuodon mukaan muodostettu seos sisältää nestemäistä väliainetta 0,1-70 paino-%, edullisesti 1-50 paino-%, edullisemmin 5-30 paino-%, esimerkiksi noin 10 paino-%, seoksen kokonaispainosta laskettuna.According to one embodiment, the mixture formed contains 0.1 to 70% by weight, preferably 1 to 50% by weight, more preferably 5 to 30% by weight, for example about 10% by weight, of liquid medium, based on the total weight of the mixture.

Seokseen voidaan myös lisätä komponentteja, jotka esimerkiksi muokkaavat lopputuotteen ominaisuuksia käyttökohteen mukaan. Yhden sovellutusmuodon mukaan näitä komponentteja lisätään ennen vaahdotusta. Toisen — sovellutusmuodon mukaan näitä komponentteja voidaan lisätä myös missä tahansa muussa menetelmän vaiheessa, kuten ennen kuivausta tai hiiltämistä, tai useammassa eri vaiheessa. Yhdessä sovelluksessa lisätään seokseen yhteen tai useampaan seuraavista ryhmistä kuuluva aine tai aineita: — valmistettavien kappaleiden mekaanisia ominaisuuksia muokkaava aine (etenkin niiden lujuutta kasvattavia aineita), valmistettavien kappaleiden palon- ja lahonkesto-ominaisuuksia muokkaava aine, katalyytti, tai valmistettavissa kappaleissa insektisidinä toimiva aine. = Edelleen seokseen on mahdollista lisätä myös erilaisia täyteaineita, kostutusaineita ja stabilointiaineita. = Edellä esitettyjen aineiden ja komponenttien määrät ovat yhteensä tyypillisesti noin 0,01— N 25 paino-%, etenkin noin 0,1—10 paino-% lähtöaineen kuivapainosta. S 25 2 Menetelmän seuraavassa vaiheessa 3 muodostettu seos vaahdotetaan ja muotoillaan E muotissa ennalta määrättyyn muotoon. 3 lo Yhden sovellutusmuodon mukaan biomassan fraktioinnin seurauksena saaduista jakeista > 30 — muodostettu seos vaahdotetaan ennen sen syöttämistä muottiin, jolloin muotti saadaan täytettyä huolellisesti täyteen ja vaahdotetusta kappaleesta saadaan juuri muotin muotoinen. Toisen sovellutusmuodon mukaan seos vaahdotetaan vasta muotissa. Muotti voi olla lämmitettävä vaahdon kiinteytymisen edistämiseksi, kuten alla selostetaan.Components can also be added to the mixture, which, for example, modify the properties of the final product according to the application. In one embodiment, these components are added prior to flotation. According to another embodiment, these components can also be added at any other stage of the process, such as before drying or carbonization, or in several different stages. In one application, a substance or substances belonging to one or more of the following groups are added to the mixture: - a substance which modifies the mechanical properties of the articles to be manufactured (especially their strength agents), a fire modifier, a catalyst or an insecticide. = Furthermore, it is possible to add various fillers, wetting agents and stabilizers to the mixture. = The total amounts of the above substances and components are typically about 0.01 to N 25% by weight, especially about 0.1 to 10% by weight based on the dry weight of the starting material. S 25 2 The mixture formed in the next step 3 of the method is foamed and formed in a mold E into a predetermined shape. 3 lo In one embodiment, the mixture formed from the fractions> 30 - obtained as a result of the biomass fractionation is foamed before it is fed into the mold, whereby the mold is carefully filled and the foamed body is made exactly mold-shaped. According to another embodiment, the mixture is foamed only in the mold. The mold may be heated to promote solidification of the foam, as described below.

Seos voidaan vaahdottaa millä tahansa yleisesti tunnetulla vaahdotusmenetelmällä, kuten kuumentamalla, mekaanisesti sekoittamalla, puhalluskaasuprosessilla tai suolaliuosprosessilla.The mixture can be foamed by any generally known flotation method, such as heating, mechanical stirring, a blowing gas process, or a brine process.

Edullisesti seos vaahdotetaan mekaanisesti sekoittamalla tai kemiallisesti.Preferably, the mixture is foamed by mechanical agitation or chemically.

Kemiallisessa vaahdottamisessa voidaan käyttää esimerkiksi natriumkarbonaattia tai kaliumkarbonaattia, jotka hajotessaan tuottavat hiilidioksidia ja, joiden alkaliosa toimii samalla aktivoinnin apuaineena.For example, sodium carbonate or potassium carbonate can be used in chemical foaming, which decomposes to produce carbon dioxide and whose alkali moiety also acts as an activation aid.

Vaahdotus voidaan suorittaa esimerkiksi sekoitussäiliössä.The flotation can be performed, for example, in a mixing tank.

Vaahdotuksen edistämiseksi seokseen voidaan lisätä vaahdotusainetta, kuten pinta- aktiivista ainetta, kuten polysorbaattia, esim. noin 0,1-10 paino-% seoksen kuiva-aineesta.To promote foaming, a blowing agent such as a surfactant such as polysorbate may be added to the mixture, e.g. about 0.1-10% by weight of the dry matter of the mixture.

Edullisen sovellutusmuodon mukaan vaahdotus suoritetaan normaalipaineessa tai pienessä ylipaineessa, esimerkiksi 1,1-10 bar:n absoluuttisessa paineessa.According to a preferred embodiment, the flotation is carried out at normal pressure or low overpressure, for example at an absolute pressure of 1.1 to 10 bar.

Vaahdotuslämpötila on — edullisesti yli 20°C, mutta alle 100°C.The flotation temperature is - preferably above 20 ° C but below 100 ° C.

Reaktio on eksoterminen eli ilman kuumentamista vaahdotus on paremmin hallittavissa ja kappaleen muovaaminen on helpompaa.The reaction is exothermic, i.e. without heating the flotation is more controllable and the shaping of the part is easier.

Muotin avulla vaahdotettu tuote saa kolmiulotteisen selkeän muodon, jota ei ole mitenkään rajattu.With the help of the mold, the foamed product acquires a clear shape in three dimensions, which is in no way delimited.

Se voi olla esimerkiksi kuutio, kartio, lieriö tai pallo.It can be, for example, a cube, a cone, a cylinder or a ball.

Edullisen sovellutusmuodon — mukaan muotti on suljettava.According to a preferred embodiment, the mold must be closed.

Muotti voi kuitenkin olla myös avoin.However, the mold can also be open.

Edellä kuvatun mukaisesti valmistettu muotoiltu huokoinen materiaali saatetaan = lämpökäsittelyyn 4. & S 25 Muodostettu huokoinen materiaali lämpökäsitellään 4 miedossa lämpötilassa vaahdon 2 lujittamiseksi.The shaped porous material prepared as described above is subjected to = heat treatment 4. & S 25 The formed porous material is heat treated 4 at a mild temperature to strengthen the foam 2.

Edullisessa sovelluksessa lämpökäsittely suoritetaan vaahdon edelleen E ollessa muotissa. 2 lo Lämpökäsittely voidaan kuitenkin myös suorittaa erillisessä uunissa. > 30 Lämpökäsittely suoritetaan lämmittämällä vaahdotettu seos sopivaan lämpötilaan ja pitämällä sitä tässä lämpötilassa riittävän ajan, kuten 0,1—24 tuntia, esimerkiksi 0,5-12 tuntia, aina fraktioista muodostetun seoksen koostumuksen mukaan. Edullisesti lämpökäsittely tapahtuu alle 250 *C:n lämpötilassa, esimerkiksi alle noin 200 PC:n lämpötilassa, sopivimmin noin 101-195 °C:n lämpötilassa. Tavallisesti lämpökäsittely suoritetaan normaali-ilmanpaineessa (noin 1 bar:n paineessa), mutta on tietenkin mahdollista suorittaa se myös korotetussa paineessa, esim. noin 1,1-10 bar:n absoluuttisessa paineessa. Vaahdon lämpötilan nostaminen tulee tapahtua riittävän alhaisella nopeudella, jotta materiaali lämpenee tasaisesti. Yhden sovellutusmuodon mukaan sopiva lämmitysnopeus onnoin 1-120 *C/minuutti, etenkin lämpötilaa nostetaan lämpökäsittelyastiassa noin 5-50 °C/minuutti, esimerkiksi noin 10-30/*C/minuutti. Yhden sovellutusmuodon mukaan lämpökäsitellyn huokoisen materiaalin lämpötila lasketaan edullisesti noin 50-100 *C:n lämpötilaan. Lämpötilan laskeminen suoritetaan — sopivimmin niin hitaasti, ettei hiilivaahtoon tule murtumia termisestä jännityksestä johtuen. Sopiva jäähdytysnopeus on noin 1-120 *C/minuutti, etenkin lämpötilaa lasketaan lämpökäsittelyastiassa noin 5-50 *C/minuutti, esimerkiksi noin 10-30/*C/minuutti. Näin toimitaan tyypillisesti silloin, jos muotoiltu huokoinen kappale poistetaan muotista tässä kohtaa ja seuraavat menetelmävaiheet suoritetaan ilman muottia. Tyypillisesti huokoinen — kappale pidetään muotissa myös hiillyttämisen ja aktivoinnin ajan, jos muotti on sellainen, että hiillytyksen ja aktivoinnin aikana vapautuvat kaasut pystyvät vapaasti kulkemaan siinä.In a preferred embodiment, the heat treatment is performed with the foam still E in the mold. 2 lo However, the heat treatment can also be performed in a separate oven. > 30 The heat treatment is carried out by heating the foamed mixture to a suitable temperature and maintaining it at this temperature for a sufficient time, such as 0.1 to 24 hours, for example 0.5 to 12 hours, depending on the composition of the mixture formed from the fractions. Preferably, the heat treatment takes place at a temperature below 250 ° C, for example at a temperature below about 200 PC, most preferably at a temperature of about 101-195 ° C. Usually the heat treatment is carried out at normal atmospheric pressure (at a pressure of about 1 bar), but it is of course also possible to carry it out at an elevated pressure, e.g. at an absolute pressure of about 1.1-10 bar. The temperature of the foam should be raised at a sufficiently low rate to allow the material to heat evenly. According to one embodiment, a suitable heating rate is occasionally 1-120 ° C / minute, in particular the temperature is raised in the heat treatment vessel to about 5-50 ° C / minute, for example about 10-30 / * C / minute. According to one embodiment, the temperature of the heat-treated porous material is preferably lowered to a temperature of about 50-100 ° C. The lowering of the temperature is carried out - preferably so slowly that there are no cracks in the carbon foam due to thermal stress. A suitable cooling rate is about 1-120 ° C / minute, especially the temperature is lowered in the heat treatment vessel to about 5-50 ° C / minute, for example about 10-30 ° C / minute. This is typically done if the shaped porous body is removed from the mold at this point and the following method steps are performed without the mold. Typically, the porous body is also held in the mold during carbonization and activation, if the mold is such that the gases released during carbonization and activation can pass freely therein.

N N Toisessa, edullisessa, sovellutusmuodossa lämpökäsitelty huokoinen materiaali viedään S 25 — suoraan, sen lämpötilaa olennaisesti laskematta, seuraavaan prosessivaiheeseen, jossa se 2 hiilletään ja aktivoidaan. x a o Edullisen sovellutusmuodon mukaan lämpökäsittelyn jälkeinen hiillyttäminen 5 tapahtuu 5 inertissä kaasufaasissa yli 500 °C:n lämpötilassa, kuten 500-1500 °C:n lämpötilassa, > 30 — edullisesti noin 800—1000 °C:n lämpötilassa. Vaahdon lämpötila nostetaan hitaasti hiillytyslämpötilaan. Sopiva lämmitysnopeus on noin 1-120 °C/minuutti, etenkin lämpötilaa nostetaan lämpökäsittelyastiassa noin 5-50 °C/minuutti, esimerkiksi noin 10-N N In another, preferred embodiment, the heat-treated porous material is taken S 25 - directly, without substantially lowering its temperature, to the next process step, where it 2 is charred and activated. x a o According to a preferred embodiment, the carbonization 5 after the heat treatment takes place in 5 inert gas phases at a temperature above 500 ° C, such as 500-1500 ° C,> 30 - preferably at a temperature of about 800-1000 ° C. The temperature of the foam is slowly raised to the carbonation temperature. A suitable heating rate is about 1-120 ° C / minute, especially the temperature in the heat treatment vessel is raised to about 5-50 ° C / minute, for example about 10-

30/*C/minuutti. Hiillyttämisessä käytettävä inertti kaasufaasi voi sisältää mitä tahansa kaasuja, jotka ovat olennaisesti inerttejä hiillyttämisen olosuhteissa. Esimerkkeinä tällaisista kaasuista — mainittakoon typpi, helium, hiilidioksidi ja argon sekä niiden seokset. Hiillyttäminen voidaan suorittaa suljettavassa reaktorissa tai uunissa. Tyypillisesti tällainen reaktori tai uuni toimii lähellä ilmanpainetta tai pienessä ylipaineessa.30 / * C / minute. The inert gas phase used in carbonization may contain any gases that are substantially inert under the conditions of carbonization. Examples of such gases are nitrogen, helium, carbon dioxide and argon and mixtures thereof. Carburization can be performed in a sealable reactor or furnace. Typically, such a reactor or furnace operates at near atmospheric pressure or at low overpressure.

— Yhden sovellutusmuodon mukaan myös hiillyttämisen jälkeen kappaleen lämpötila tulee laskea riittävän hitaasti, jotta kappaleeseen ei synny murtumia. Sopiva jäähdytysnopeus on noin 5—50 *C/minuutti.- According to one embodiment, even after carbonization, the temperature of the body must decrease slowly enough so that no cracks occur in the body. A suitable cooling rate is about 5-50 * C / minute.

Toisessa, edullisessa, sovellutusmuodossa hiillytetty huokoinen materiaali viedään suoraan, — sen lämpötilaa olennaisesti laskematta, seuraavaan mahdolliseen prosessivaiheeseen, jossa se aktivoidaan.In another, preferred embodiment, the carbonized porous material is taken directly, without substantially lowering its temperature, to the next possible process step in which it is activated.

Edullisen sovellutusmuodon mukaan hiillytetty kappale aktivoidaan sen ominaispinta-alan kasvattamiseksi edelleen. Juuri esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän avulla — materiaali saadaan kauttaaltaan tasaisesti ensin hiillytetyksi ja sitten aktivoiduksi. Materiaalin hiillytys- ja aktivointivaiheiden avulla saadaan myös lisättyä huokoisen materiaalin mekaanista kestävyyttä.According to a preferred embodiment, the carbonized body is activated to further increase its specific surface area. It is by the method of the present invention that the material is first uniformly carbonized and then activated throughout. The carbonization and activation steps of the material also increase the mechanical strength of the porous material.

N N Yhden sovellutusmuodon mukaan kappale aktivoidaan kemiallisesti. Edullisesti S 25 — kemiallinen aktivointi tapahtuu kuumentamalla aktivointikemikaaleilla käsitelty materiaali 2 400-800 C:n lämpötilaan. Aktivointikemikaalien avulla materiaalista pyritään poistamaan E kosteutta. Aktivointikemikaaleina voidaan käyttää esimerkiksi alkalisuoloja, fosforihappoa, © sinkkikloridia tai rikkihappoa tai näiden seosta.N N According to one embodiment, the body is chemically activated. Preferably, the S 25 chemical activation occurs by heating the material treated with the activation chemicals to a temperature of 2400-800 ° C. Activation chemicals are used to remove E moisture from the material. As the activating chemicals, for example, alkali salts, phosphoric acid, zinc chloride or sulfuric acid or a mixture thereof can be used.

MN co > 30 — Toisen sovellutusmuodon mukaan kappale aktivoidaan fysikaalisesti, jolloin hiili aktivoidaan kaasun avulla noin 800—1100 °C:n lämpötilassa. Käytettävä kaasu voi olla esimerkiksi vesihöyry, hiilidioksidi tai näiden seos. Aktivoinnin eksotermisten reaktioiden seurauksena materiaalista poistuu vetyä, hiilimonoksidia ja hiilidioksidia. Edullisen sovellutusmuodon mukaan kappale aktivoidaan vesihöyryllä. Tällöin aktivoidun materiaalin ulkoisesta adsorptiopinta-alasta tulee suuri ja rakenteesta pienihuokoista, jolloin vaahto käsittää pääosin mikrohuokosia (alle 2 nm:n huokosia) ja vastaavasti mesohuokosia (2-50 nm:n huokosia). Edullisen sovellutusmuodon mukaan kappaleen ominaispinta-ala on aktivoinnin jälkeen yli 500 m*/g, mikä vastaa aktiivihiilen pinta-alan minimivaatimusta. Edullisemmin kappaleen — ominaispinta-ala on aktivoinnin jälkeen yli 600 m?/g, esimerkiksi 750-2500 m*/g. Edullisen sovellutusmuodon mukaan kappaleen huokostilavuus on aktivoinnin jälkeen yli 0,3 cm’/g. Edullisemmin kappaleen huokostilavuus on aktivoinnin jälkeen yli 0,4 cm’/g, esimerkiksi 0,5-0,7 cm’/g.MN co> 30 - According to another embodiment, the body is physically activated, whereby the carbon is activated by gas at a temperature of about 800-1100 ° C. The gas used can be, for example, water vapor, carbon dioxide or a mixture thereof. As a result of exothermic reactions of activation, hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide are removed from the material. According to a preferred embodiment, the body is activated by steam. In this case, the external adsorption surface of the activated material becomes large and the structure becomes small pores, whereby the foam mainly comprises micropores (pores below 2 nm) and mesopores (pores 2-50 nm), respectively. According to a preferred embodiment, the specific surface area of the body after activation is more than 500 m * / g, which corresponds to the minimum surface area requirement for activated carbon. More preferably, the specific surface area of the body after activation is more than 600 m? / G, for example 750-2500 m * / g. According to a preferred embodiment, the pore volume of the body after activation is more than 0.3 cm '/ g. More preferably, the pore volume of the body after activation is greater than 0.4 cm '/ g, for example 0.5-0.7 cm' / g.

Yhden sovellutusmuodon mukaan hiillytetty huokoinen kappale voidaan edelleen grafitoida ennen kappaleen aktivoimista kuumentamalla kappale vielä korkeampaan, yli 1500 PC:n lämpötilaan. Grafitoinnilla voidaan edelleen muokata hiilivaahdon ominaisuuksia.According to one embodiment, the carbonized porous body can be further graphitized before activating the body by heating the body to an even higher temperature of more than 1500 PC. Graphitization can further modify the properties of carbon foam.

Yhden sovellutusmuodon mukaan myös aktivoinnin jälkeen kappaleen lämpötila tulee laskea riittävän hitaasti, jotta kappaleeseen ei synny murtumia. Sopiva jäähdytysnopeus on = noin 5—50 *C/minuutti. & S 25 — Yhden sovellutusmuodon mukaan menetelmällä valmistettu huokoinen hiillytetty kappale 2 voidaan pestä mahdollisten epäorgaanisten materiaalien vähentämiseksi. Pesu voidaan E suorittaa esimerkiksi vedellä, vesipitoisilla hapoilla, emäksillä tai jollain muulla liuoksella, o etenkin vesipitoisella liuoksella. Kappale voidaan tämän jälkeen valinnaisesti kuivata 5 yleisesti tunnetuilla kuivausmenetelmilla. o 30 Yhden sovellutusmuodon mukaan lähtöaineeseen voidaan lisätä inpregnaatteja eli lisäaineita, jotka parantavat edelleen esimerkiksi tiettyjen aineiden adsorptiota materiaaliin sen käytön aikana. Tällaisten aineiden määrä on tyypillisesti noin 0,1-10 paino-% lähtöaineen kuivapainosta. Edellä esitetyn perusteella keksinnön mukainen menetelmä käsittää ensimmäisessä — sovellutusmuodossa 1) biomassan fraktioinnin ja nestemäistä väliainetta sisältävän seoksen muodostamisen fraktioista, joista ainakin joku sisältää ligniiniä, 2) seoksen asettamisen suljettuun muottiin, 3) seoksen vaahdottamisen, 4) huokoisen materiaalin lämpökäsittelyn vaahdon lujittamiseksi, 5) lujitetun vaahdon hiillyttämisen ja 6) lopuksi hiillytetyn kappaleen aktivoinnin.According to one embodiment, even after activation, the temperature of the body must decrease slowly enough so that no cracks occur in the body. A suitable cooling rate is = about 5-50 * C / minute. & S 25 - In one embodiment, the porous carbonized body 2 prepared by the method can be washed to reduce any inorganic materials. The washing can be carried out, for example, with water, aqueous acids, bases or some other solution, in particular an aqueous solution. The body can then optionally be dried by well-known drying methods. o 30 According to one embodiment, impregnates can be added to the starting material, i.e. additives which further improve, for example, the adsorption of certain substances on the material during its use. The amount of such substances is typically about 0.1 to 10% by weight based on the dry weight of the starting material. Based on the above, the method according to the invention in the first - embodiment 1) fractionation of biomass and formation of a mixture containing liquid medium from fractions at least one of which contains lignin, 2) placing the mixture in a closed mold, 3) foaming the mixture, 4) heat treating the porous material to foam, 5) carbonizing the reinforced foam and 6) finally activating the carbonized body.

Toisessa sovellutusmuodossa keksinnön mukainen menetelmä käsittää 1) biomassan fraktioinnin ja nestemäistä väliainetta sisältävän seoksen muodostamisen fraktioista, joista ainakin joku sisältää ligniiniä, 2) seoksen vaahdottamisen, 3) huokoisen materiaalin asettamisen suljettuun muottiin, 4) huokoisen materiaalin lämpökäsittelyn vaahdon — lujittamiseksi, 5) lujitetun vaahdon hiillyttämisen ja 6) lopuksi hiillytetyn kappaleen aktivoinnin. Yhden sovellutusmuodon mukaan keksinnön mukaiseen menetelmään voidaan yhdistää tehokas energiankäyttö, kun hyödynnetään eri prosessivaiheissa käytettyjen kaasuvirtojen — energiaa Tällainen prosessikaavio on esitetty kuviossa 1. Yhden sovelluksen mukaan keksinnön mukaisen menetelmän hiillyttämisvaiheessa = syntyvät haihtuvat jakeet lauhdutetaan, jolloin niistä saadaan otettua lämpöenergiaa talteen. N Samalla muodostuu nestejakeita, joita voidaan hyödyntää muissa prosesseissa. Nestejakeet S 25 — voidaan ottaa talteen tai polttaa.In another embodiment, the method of the invention comprises 1) fractionating biomass and forming a mixture containing a liquid medium from fractions, at least one of which contains lignin, 2) foaming the mixture, 3) placing the porous material in a closed mold, 4) heat-treating the porous material to reinforce the foam; carbonization and 6) finally activation of the carbonized body. According to one embodiment, the process according to the invention can be combined with efficient energy use by utilizing the energy of the gas streams used in the different process steps. N At the same time, liquid fractions are formed that can be utilized in other processes. Liquid fractions S 25 - can be recovered or incinerated.

O E Toisen sovelluksen, joka voidaan yhdistää myös edelliseen, mukaan hiillyttämisvaiheessa o haihtuvat jakeet sekä edellisessä sovelluksessa mahdollisesti lauhtumattomat kaasut 5 poltetaan energian tuottamiseksi. Syntynyt energia voidaan hyödyntää esimerkiksi > 30 — prosessissa, lämmityksessä tai sähköntuotannossa. Yhden sovellutusmuodon mukaan talteen otettavaa lämpöenergiaa voidaan hyödyntää prosessin sisäisessä lämmityksessä eli esimerkiksi raaka-aineiden tai rakennuksen lämmityksessä. Toisen sovellutusmuodon mukaan lämpöenergiaa voidaan myydä ulkopuolisille tahoille. Esillä olevan keksinnön mukaisen huokoisen kappaleen hiilipitoisuus riippuu käytetystä lähtöaineesta sekä vaahdon hiillyttämisessä tai grafitoinnissa käytetystä lämpötilasta. Yhden sovellutusmuodon mukaan valmiin huokoisen kappaleen hiilipitoisuus on 50-100 paino-%, edullisesti 75-100 paino-%, esimerkiksi 80-98 paino-%, valmiin kappaleen painosta.O E According to another application, which can also be combined with the previous one, the volatile fractions in the carbonization step o and, in the previous application, possibly non-condensable gases 5 are burned to produce energy. The generated energy can be used, for example, in the> 30 process, heating or electricity generation. According to one embodiment, the heat energy recovered can be utilized in the internal heating of the process, i.e. in the heating of raw materials or a building, for example. According to another embodiment, the thermal energy can be sold to third parties. The carbon content of the porous body of the present invention depends on the starting material used and the temperature used in the carbonization or graphitization of the foam. According to one embodiment, the carbon content of the finished porous body is 50 to 100% by weight, preferably 75 to 100% by weight, for example 80 to 98% by weight, based on the weight of the finished body.

Yhden sovellutusmuodon mukaan keksinnön mukaisen huokoisen kappaleen tiheys on 20- 950 g/dm", edullisesti 50-500 g/dm* ja puristuslujuus on noin 0,07-7 MPa, edullisesti noin 0,1-1,0 MPa. — Esimerkit Esimerkki 1 Ensin sekoitettiin keskenään vettä 150 g, furfuryylialkoholia 200 g ja pinta-aktiivista — ainetta (polysorbaattia) 25 g, kunnes ne muodostivat homogeenisen seoksen. Tämän jälkeen seokseen lisättiin jauhemaista ligniiniä 200 g ja tanniinihappoa 200 g, minkä jälkeen seosta sekoitettiin voimakkaasti useita minuutteja. Seoksen muodostamisen N kolmannessa vaiheessa lisättiin helposti haihtuvaa yhdistettä (n-pentaania) 50 g. Lopuksi N lisättiin happokatalyyttiä (para-tolueenisulfonihappoa) 100 g, joka aloitti reaktion ja ? 25 — vaahdonmuodostus alkoi kemiallisen reaktion seurauksena. z = Vaahtoamisen tasaannuttua seos laitettiin muottiin ja siirrettiin siinä uuniin vaahdon LS lujittamiseksi. Vaahtoa pidettiin uunissa 1200 minuuttia 110 *C:n lämpötilassa. 15 Lujittamisen jälkeen suoritettiin hiillyttäminen inertissä kaasufaasissa nostamalla vaahdon 2 30 — lämpötila 550 *C:n lämpötilaan. Hiillyttämisen jälkeen kappale aktivoitiin 800 °C lämpötilassa käyttämällä aktivointikaasuna vesihöyryä. Aktivoinnin jälkeen kappaleen lämpötila laskettiin huoneenlämpötilaan ja valmis huokoinen kappale poistettiin muotista.According to one embodiment, the porous body according to the invention has a density of 20-950 g / dm ", preferably 50-500 g / dm * and a compressive strength of about 0.07-7 MPa, preferably about 0.1-1.0 MPa. - Examples Example 1 150 g of water, 200 g of furfuryl alcohol and 25 g of surfactant (polysorbate) were first mixed together until they formed a homogeneous mixture, followed by the addition of 200 g of powdered lignin and 200 g of tannic acid, followed by vigorous stirring for several minutes. In the third step of forming the mixture N, 50 g of volatile compound (n-pentane) was added, and finally N, 100 g of acid catalyst (para-toluenesulfonic acid) was added, which started the reaction and β-foaming began as a result of the chemical reaction. was transferred to an oven to reinforce the foam LS, which was kept in the oven for 1200 minutes at 110 ° C. carbonization in the inert gas phase by raising the temperature of the foam 2 to 550 ° C. After carbonization, the body was activated at 800 ° C using steam as the activating gas. After activation, the body temperature was lowered to room temperature and the finished porous body was removed from the mold.

Teollinen käyttökelpoisuus Keksinnön mukaista menetelmää voidaan hyödyntää erilaisten huokoisten muotoiltavien — materiaalien valmistamiseen ja menetelmällä valmistettua materiaalia voidaan käyttää yleisesti laajasti teollisuuden eri käyttötarkoituksiin. Materiaalia voidaan käyttää sellaisenaan tai sitä voidaan hyödyntää lähtöaineena muissa prosesseissa. Tuotettua aktivoitua huokoista materiaalia voidaan hyödyntää mm. erilaisissa — puhdistuskohteissa, kuten kaasujen ja nesteiden puhdistuksessa, sekä puhdistimissa ja suodattimissa, kuten autojen raitisilmasuodattimissa. Muita käyttökohteita keksinnön mukaiselle materiaalille ovat esimerkiksi käyttö täytekappaleena, katalyyttien runkoaineena, kaasujen varastointiin ja huokoisena — elektrodina. Keksintöä ei ole tarkoitus rajoittaa yllä esimerkin omaisesti esitettyihin sovellutusmuotoihin, vaan se on päinvastoin tarkoitus voida laajasti tulkita jäljempänä esitettyjen patenttivaatimusten määrittelemän suojapiirin puitteissa.Industrial Applicability The method according to the invention can be utilized for the production of various porous moldable materials, and the material produced by the method can be widely used for various industrial applications. The material can be used as such or used as a starting material in other processes. The produced activated porous material can be utilized e.g. in various - cleaning applications, such as cleaning gases and liquids, and in cleaners and filters, such as car fresh air filters. Other applications for the material according to the invention are, for example, use as a filler, as a catalyst filler, for gas storage and as a porous electrode. The invention is not intended to be limited to the embodiments exemplified above, but rather to be broadly construed within the scope defined by the claims set forth below.

ViitenumerotReference numbers

N O . ko N 1 biomassan fraktiointi © O 25 2. sekoitus LO . . — 3. vaahdotus ja muotoiluN O. ko N 1 biomass fractionation © O 25 2nd mixture LO. . - 3. flotation and shaping

I T 4, lämpökäsittely 2 5. hiillyttäminen ja aktivointiI T 4, heat treatment 2 5. carbonization and activation

NOF

LO 00 o 30LO 00 o 30

Viitejulkaisut Patenttikirjallisuus US3894878A WO 2005016818 Al CN 1070021486 A CN 106587001 A US 4552863 WO 2018085918 Al Muu kirjallisuus Tondi, G., Pizzi, A., Celzard, A. (2010) Tannin based foams and its derived carbon foams. — Processing Technologies for the Forest and Biobased Products Industries, Kuchl/Austria. Pizzi, A., Celzard, V., Tondi, G. (2012) Chemistry, morphology, microtomography and activation of natural and carbonized tannin foams for different applications. Special Issue: Functional Polymeric Materials and Composites, Volume 313—314:1, 100-111.References Patent literature US3894878A WO 2005016818 A1 CN 1070021486 A CN 106587001 A US 4552863 WO 2018085918 A1 Other literature Tondi, G., Pizzi, A., Celzard, A. (2010) Tannin based foams and its derived carbon foams. - Processing Technologies for the Forest and Biobased Products Industries, Kuchl / Austria. Pizzi, A., Celzard, V., Tondi, G. (2012) Chemistry, morphology, microtomography, and activation of natural and carbonized tannin foams for different applications. Special Issue: Functional Polymeric Materials and Composites, Volume 313-314: 1, 100-111.

NOF OO NOF

O <QO <Q

LOLO

I a a 00 +I a a 00 +

KK

LO 00LO 00

OO NOF

Claims (12)

PatentkravPatent claims 1. Förfarande för framställning av porösa stycken frän lignocellulosahaltigt utgängs- material, vid vilket förfarande — en blandning innehållande ett vätskeformigt medium bildas från en lignin- innehällande fraktion, som erhälls frän fraktionering av biomassa, — blandningen tillförs andra fraktioner, som erhålls fran fraktioneringen av biomassa, — blandningen skummas och bringas till en förutbestämd form med hjälp av en form och — den pa sa sätt erhållna formade blandningen utsätts för en värmebehandling, var- efter den karboniseras, — detkarboniserade stycket aktiveras för att öka dess specifika yta, — varvid den skumbara blandningen innehåller 30—75 vikt-% lignin beräknat pä basis av blandningens totalvikt, kännetecknat avatt - den blandningen skummas före inmatning i formen och den värmebehandlingen utförs i formen som skumstycket formas, utan att avlägsna det frän formen, och - den blandningen innehåller 10 — 80 vikt-% lignin beräknat pä basis av blandningens torrvikt. .A process for the preparation of porous pieces from lignocellulosic starting material, in which process - a mixture containing a liquid medium is formed from a lignin-containing fraction obtained from fractionation of biomass, - the mixture is fed to other fractions obtained from the fractionation of biomass, - the mixture is foamed and brought to a predetermined shape by means of a mold and - the shaped mixture thus obtained is subjected to a heat treatment, after which it is carbonized, - the carbonized piece is activated to increase its specific surface, - whereby it the foamable mixture contains 30-75% by weight of lignin calculated on the basis of the total weight of the mixture, characterized by - that mixture is foamed before feeding into the mold and the heat treatment is carried out in the mold as the foam piece is formed, without removing it from the mold, and - 80% by weight of lignin calculated on the basis of the dry weight of the mixture. . 2. Förfarande i enlighet med patentkrav 1, kännetecknat av att det vätskeformiga mediet utgörs av vatten, organisk lösning eller jonisk lösning eller nägon blandning av dessa. a N 20 Process according to Claim 1, characterized in that the liquid medium consists of water, organic solution or ionic solution or some mixture thereof. and N 20 3. Förfarandei enlighet med något av de föregående patentkraven, kännetecknat av S att blandningen skummas genom mekanisk blandning eller kemiskt.Process according to one of the preceding claims, characterized in that the mixture is foamed by mechanical mixing or chemically. LO E LO E 4. Förfarande i enlighet med nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av o att blandningen skummas vid ett absolut tryck av 0,1 — 10 bar och vid en temperatur under 5 100 °C, företrädesvis vid normalt tryck och vid rumstemperatur.Process according to one of the preceding claims, characterized in that the mixture is foamed at an absolute pressure of 0.1 to 10 bar and at a temperature below 100 ° C, preferably at normal pressure and at room temperature. N — N - 5. Förfarande i enlighet med något av de föregående patentkraven, kännetecknat av att av vid förfarandet används en öppen eller en förslutbar form, i vilken den skummade produkten formas till ett tredimensionellt stycke, som utgörs t.ex. av en kub, en kon, en cylinder eller ett klot.Process according to one of the preceding claims, characterized in that an open or a closable mold is used in the process, in which the foamed product is formed into a three-dimensional piece, which is formed e.g. of a cube, a cone, a cylinder or a sphere. 6. Förfarande i enlighet med nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av att det porösa materialet värmebehandlas under 250 °C, företrädesvis under 200 °C, lämpligen vid 75-150 °C, för att förstyva skummet.Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the porous material is heat-treated below 250 ° C, preferably below 200 ° C, suitably at 75-150 ° C, to stiffen the foam. 7. Förfarande i enlighet med nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av att skumstycket karboniseras i en inert gasfas vid en temperatur över 500 *C, företrädesvis vid en temperatur av 600-1200 °C.Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the foam piece is carbonized in an inert gas phase at a temperature above 500 ° C, preferably at a temperature of 600-1200 ° C. 8. Förfarande i enlighet med nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av — att skumstycket aktiveras medelst vattenånga, varvid dess specifika yta uppgår till före- trädesvis över 500 m?/g och/eller mikro- och mesoporernas porvolym uppgär till före- trädesvis över 0,3 cm”/g.Process according to any one of the preceding claims, characterized in that - the foam piece is activated by means of water vapor, its specific surface area being preferably above 500 m 2 / g and / or the pore volume of the micro- and mesopores amounting to preferably above 0.3 cm ”/ g. 9. Förfarande i enlighet med nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av att blandningen innehäller 20—50 vikt-% lignin, beräknat pä basis av blandningens torrvikt.Process according to one of the preceding claims, characterized in that the mixture contains 20-50% by weight of lignin, calculated on the basis of the dry weight of the mixture. 10. Forfarande i enlighet med något av de föregående patentkraven, kännetecknat av att den lignininnehällande fraktionen erhälls genom behandling av biomassa, säsom trä eller ett- eller fleräriga växter, med vattenlösning, som innehäller ligninupplösnings- främjande ämnen, säsom alkali, eller med organiskt eller joniskt lösningsmedel. N Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the lignin-containing fraction is obtained by treating biomass, such as wood or annual or perennial plants, with aqueous solution containing lignin-promoting substances, such as alkali, or with organic or ionic solvent. N 11. Förfarande i enlighet med nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknatA method according to any one of the preceding claims, characterized N O 20 av att skumstycket förstärkande ämnen, mögelskyddsämnen, brandskyddsämnen,N O 20 of that foam piece reinforcing substances, mold protection substances, fire protection substances, O LO katalysatorer eller blandningar av dessa tillförs blandningen före blandningens skumning. = = O LO catalysts or mixtures thereof are added to the mixture before the foaming of the mixture. = = 12. Förfarande i enlighet med något av de föregående patentkraven, kännetecknat 00 I av att de flyktiga fraktioner som bildas i karboniseringssteget kondenseras eller förbränns. coProcess according to one of the preceding claims, characterized in that the volatile fractions formed in the carbonization step are condensed or incinerated. co OO NN
FI20185748A 2018-09-07 2018-09-07 Porous, formable material and method for manufacturing the same FI129154B (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20185748A FI129154B (en) 2018-09-07 2018-09-07 Porous, formable material and method for manufacturing the same
PCT/FI2019/050642 WO2020049226A1 (en) 2018-09-07 2019-09-09 A porous formable material and a method for producing it
EP19790029.3A EP3847129A1 (en) 2018-09-07 2019-09-09 A porous formable material and a method for producing it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20185748A FI129154B (en) 2018-09-07 2018-09-07 Porous, formable material and method for manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20185748A1 FI20185748A1 (en) 2020-03-08
FI129154B true FI129154B (en) 2021-08-13

Family

ID=68290004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20185748A FI129154B (en) 2018-09-07 2018-09-07 Porous, formable material and method for manufacturing the same

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3847129A1 (en)
FI (1) FI129154B (en)
WO (1) WO2020049226A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111346602B (en) * 2020-03-20 2022-06-21 齐鲁工业大学 Application of calcium lignosulphonate derived carbon in removal of phosphorus in wastewater
CN113913971B (en) * 2020-07-10 2024-03-12 南京理工大学 Method for in-situ growth of bacterial cellulose in wood fiber
SE545303C2 (en) * 2020-09-28 2023-06-20 Stora Enso Oyj Method for the preparation of a bio-based carbon foam comprising cellulose fibres and a biomass component
SE544840C2 (en) * 2020-09-28 2022-12-13 Stora Enso Oyj Method for the preparation of a bio-based carbon foam
FI130586B (en) * 2021-05-14 2023-11-24 Fifth Innovation Oy Solid object and method for producing it

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2118487A1 (en) * 1971-04-16 1972-10-26 Farbenfabriken Bayer Ag, 5090 Leverkusen Process for the production of porous carbon-containing molded bodies
EP3350336A4 (en) * 2015-09-16 2019-05-08 Sweetwater Energy, Inc. Specialized activated carbon derived from pretreated biomass
CN106587001A (en) * 2016-11-02 2017-04-26 广西大学 Foam carbon preparation method based on waste biomass

Also Published As

Publication number Publication date
EP3847129A1 (en) 2021-07-14
WO2020049226A1 (en) 2020-03-12
FI20185748A1 (en) 2020-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI129154B (en) Porous, formable material and method for manufacturing the same
Kabakcı et al. Hydrothermal carbonization of various lignocellulosics: Fuel characteristics of hydrochars and surface characteristics of activated hydrochars
Vernersson et al. Arundo donax cane as a precursor for activated carbons preparation by phosphoric acid activation
Sun et al. Preparation and characterization of activated carbon from rubber-seed shell by physical activation with steam
Zubbri et al. Low temperature CO2 capture on biomass-derived KOH-activated hydrochar established through hydrothermal carbonization with water-soaking pre-treatment
FI126848B (en) Process for producing low carbon ash
CN106167263B (en) A kind of method that activated carbon is prepared using Lignin in Wastewater from Paper-Making Mill
CN105480974B (en) A kind of preparation method of high yield mesoporous activated carbon
CN112456488B (en) Hierarchical pore biochar and preparation method and application thereof
Liu et al. Preparation and pore characterization of activated carbon from Ma bamboo (Dendrocalamus latiflorus) by H 3 PO 4 chemical activation
Lu et al. Rapid and solvent-saving liquefaction of woody biomass using microwave–ultrasonic assisted technology
Nasri et al. Synthesis and characterization of green porous carbons with large surface area by two step chemical activation with KOH
Querejeta et al. Sustainable coffee‐based CO2 adsorbents: toward a greener production via hydrothermal carbonization
Li et al. Selective hydrolysis of hemicellulose component of wheat straw in high‐pressure CO2 and water with low concentration of acetic acid
Yang et al. Ionic liquid-assisted production of high-porosity biochar with more surface functional groups: Taking cellulose as attacking target
CN112897507B (en) Method for preparing foam carbon by lignin self-foaming
KR101140990B1 (en) Method for producing activated carbons using sewage sludge
Chen et al. An effective pre-burning treatment boosting adsorption capacity of sorghum distillers' grain derived porous carbon
FI129396B (en) Porous, formable growing substrate and method for manufacturing the same
CN110407207B (en) High-temperature co-carbonizing agent and application thereof in recarburization and impurity solidification in carbonization process of plastic wastes
Kamariya et al. Preparation and characterization of activated carbon from agricultural waste, peanut shell by chemical activation
Xu et al. Preparation of lignin-based carbon foam monoliths with high strength and developed micrometer-sized cell/nano-sized porous structures using a self-bubbling method
FI130586B (en) Solid object and method for producing it
CN102583372A (en) Method for preparing ash-free activated carbon with high specific surface area by using phenolic foam waste material as raw material
FI129435B (en) Manufacturing method of carbon blocks

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 129154

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B