JP2015507521A - バイオマス処理装置およびその方法 - Google Patents
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Abstract
Description
活性炭:
加炭材カーボン:
ナットコークス:
未処理のバイオマスを受け入れるための入口と、処理されたバイオマスを放出するための出口とを有する回転式チューブであって、横軸に対して所定の角度で傾斜している回転式チューブと、
回転式チューブを収容するための金属製ハウジングと、
回転式チューブおよびそこに収容されたバイオマスに電磁エネルギーを照射するための回転式チューブに関連する電磁発生器と、
電磁エネルギーを回転式チューブに導入するための電磁発生器に関連する導波管とを含み、
前記導波管は、同導波管によって回転式チューブ内におよび該管を通って導入される電磁エネルギーが回転式チューブの長手軸に対して略平行な方向に移動するように適合されている。
(a)バイオマスを準備することと、
(b)未処理のバイオマスを受け入れるための入口と、処理されたバイオマスを放出するための出口とを有し、横軸に対して所定の角度で傾斜している回転式チューブを提供することと、
(c)電磁エネルギーが回転式チューブの長手軸に対して略平行な方向に移動するように、電磁エネルギーを回転式チューブおよびそこに収容されたバイオマスに照射することとを含む。
電磁発生器からの電磁エネルギーを受け取るよう適合された第1の部分と、
第1の部分からの電磁エネルギーを受け取って、電磁エネルギーをチャンバへ導くよう適合された第2の部分とを含み、
第1の部分に対する第2の部分の角度が調整可能となるように、第2の部分は第1の部分に動作可能に接続されている。
(a)バイオマスを準備することと、
(b)バイオマスを受け取るための反応器空間を画定する電磁空洞チャンバを用意することと、
(c)バイオマスが概して第1の方向に移動するように、バイオマスを反応器空間に供給することと、
(d)バイオオイルが蒸気の形でバイオマスから排出されるように、電磁エネルギーを反応器空間と、そこに収容されたバイオマスとに照射することと、
(e)不活性ガスが第1の方向と略反対方向に移動して、バイオオイルを容器から移動させて押し流すように、不活性ガスを反応器空間に供給することと、
(f)バイオオイルを収集することとを含む。
a)バイオマスを準備することと、
b)電磁空洞を準備し、電磁空洞は電磁エネルギーを取り囲んで含むように適合されることと、
c)バイオマスを電磁空洞に導入することと;
d)バイオマスが直接電磁エネルギーを受け取り、間接的な黒体放射場が形成されるような電力レベルで、電磁空洞およびその中に収容されたバイオマスに電磁エネルギーを照射することと、
e)活性炭がバイオマスから形成されるように、バイオマスを間接的な黒体放射場に曝しながら、同時に直接的な電磁エネルギーを照射することとを含む。
a)バイオマスを準備するステップと、
b)マイクロ波吸収物質を準備するステップと、
c)電磁エネルギー場の周りを囲んで含むように適合される電磁空洞を準備するステップと、
d)固体、液体およびガスを含むように適合される反応容器を準備するステップと、
e)反応容器を電磁空洞に導入するステップと、
f)バイオマスを反応容器に導入するステップと、
g)マイクロ波吸収物質を反応容器に導入するステップと、
h)添加ガスを反応容器の内部に導入するステップと、
i)バイオマス吸収物質が直接電磁エネルギーを受け取るような電力レベルで、電磁空洞、反応容器およびそこに収容されたマイクロ波吸収物質に電磁エネルギーを照射するステップと、
j)プラズマが添加ガスによって生成され、プラズマは放射場を生成させるような添加ガスへ、マイクロ波吸収物質から熱を流すステップと、
k)活性炭素および/または加炭材カーボンがバイオマスから形成されるような放射場にバイオマスを曝すステップとを含む。
a)バイオマスを準備するステップと、
b)電磁エネルギー場を取り囲んで含むように適合される電磁空洞を準備するステップと、
c)バイオマスを電磁空洞の内部に導入するステップと、
d)バイオマスが直接電磁エネルギーを受け取り、間接的な黒体放射場が形成されるような電力レベルで、電磁空洞およびその中に収容されたバイオマスに電磁エネルギーを照射するステップと、
e)活性炭がバイオマスから形成されるように、同時に直接的な電磁エネルギーをかけながら、バイオマスを間接的な黒体放射場に曝すステップと、
f)鋼鉄を製造するために活性炭を使用するステップとを含む。
a)バイオマスを準備するステップと、
b)マイクロ波吸収物質を準備するステップと、
c)電磁エネルギー場を取り囲んで含むように適合される電磁空洞を準備するステップと、
d)バイオマス容器を電磁空洞の内部に導入するステップと、
e)マイクロ波吸収物質を反応容器の内部に導入するステップと、
f)マイクロ波吸収物質が直接電磁エネルギーを受け取るような電力レベルで、電磁空洞およびその中に収容されたマイクロ波吸収物質に電磁エネルギーを照射するステップと、
g)熱がマイクロ波吸収物質から添加ガスに流れるようにし、その結果添加ガスによってプラズマが生成され、該プラズマは放射場を生成させるステップと、
h)バイオマスを放射場に曝し、その結果加炭材カーボンがバイオマスから形成されるステップと、
i)加炭材カーボンを用いて鋼鉄を製造するステップとを含む。
a)バイオマスを準備するステップと、
b)電磁エネルギー場を取り囲んで含むように適合される電磁空洞を準備するステップと、
c)バイオマス原料および処理したバイオマスを取り囲んで含むように適合される反応容器を準備するステップと、
d)反応容器を電磁空洞の内部に導入するステップと、
e)マイクロ波吸収物質を反応容器の内部に導入するステップと、
f)マイクロ波吸収物質が直接電磁エネルギーを受け取るような電力レベルで、電磁空洞、バイオマスおよびその中に収容されたマイクロ波吸収物質に電磁エネルギーを照射するステップと、
g)熱がマイクロ波吸収物質から添加ガスに流れるようにし、その結果添加ガスによってプラズマが生成され、該プラズマは放射場を生成させるステップと、
h)バイオマスを放射場に曝し、その結果ナットコークスがバイオマスから形成されるステップとを含む。
a)処理したバイオマスを木炭の形態で準備するステップと、
b)電磁エネルギー場を取り囲んで含むように適合される電磁空洞を準備するステップと、
c)反応容器を準備するステップと、
d)反応容器を電磁空洞の内部に導入するステップと、
e)マイクロ波吸収物質を反応容器の内部に導入するステップと、
f)反応容器を電磁空洞に導入するステップと、
g)マイクロ波吸収物質を反応容器の内部に導入するステップと、
h)マイクロ波吸収物質が直接電磁エネルギーを受け取るような電力レベルで、電磁空洞、バイオマスおよびその中に収容されたマイクロ波吸収物質に電磁エネルギーを照射するステップと、
i)熱がマイクロ波吸収物質から添加ガスに流れるようにし、その結果添加ガスによってプラズマが生成され、該プラズマは放射場を生成させるステップと、
j)バイオマスを放射場に曝し、その結果カーボングラファイトがバイオマスから形成されるステップとを含む。
用語「活性炭」とは、基本的に炭素だけを含む任意の材料を意味し、標準BET試験で窒素の吸着により算出すると、そのような材料の1グラムの表面積は、約500平方メートルである。
図1は、バイオマスまたは有機材料を処理するための第1の好適な実施形態の装置1の概略図であり、図3、4および7は、バイオマスを処理するための第2の好適な実施形態の装置を示す。別段の説明がない限り、第2の好適な実施形態の特徴および動作は、第1の好適な実施形態の特徴および動作と同じである。
第1の好適な動作方法
実験結果
供給原料
第2の好適な方法:
第3の好適な方法:
第4の好適な方法
好ましい前処理法
i)バイオマスの基本的な組成と構造を標準化する。
ii)マイクロ波とプラズマ加熱の間、マイクロ波反応器に放出される揮発性物の量を減少させる。
iii)バイオマスを効果的に脱酸素化する。
iv)バイオマスを部分的に炭素化し導電性を増加させることで、マイクロ波の感受性を増加させる。
v)乾燥熱分解の条件下でバイオマスを処理する時に通常必要な、炭素化前のバイオマス第1乾燥の必要性を除去する。
vi)揮発性有機化合物を水溶性の反応媒体中に捕獲し、さらに分留あるいは嫌気性消化で処理(Process)/処理することで必要な化合物を不必要な化合物から分離する。
成果物
実施例の考察
に実行した場合、その表面積がいくらか低いものがあった。それでも、廉価でややグレードの落ちる炭素にも使い道があり、さらに重要なことは、他に用途のないタールの優れた使用法になるということである。
実施例
おがくず(50g)を清浄な石英の反応容器に入れ、二酸化炭素を40L/分の流速で送り込んだ。吸収されたマイクロ波エネルギーは、最初は3kWであった。約6分後、おがくずの温度は305℃で、本発明者らが信じるところのプラズマが形成され、それとともに、石英の内面から深橙色の熱の輝きが始まり、電力が切断されるまでの短い間、維持された。この間の電力吸収は7.6kWで、温度は871℃に達した。20分を経た時には、6gの木炭が得られ、その表面積は705m2/グラムであった。
35gの重熱分解タールをしみ込ませたおがくず(50g)を、先の実行によりその内面が炭素によりコートされた石英の反応容器に入れ、二酸化炭素を40L/分の流速で送り込んだ。吸収されたマイクロ波エネルギーは、最初は5kWであったが、断続するプラズマ形成と橙色の表面の輝きの後、7kWまで上昇した。温度は756℃に達した。20分を経た時には、12gの木炭が得られ、その表面積は446m2/グラムであった。
おがくず(50g)を、先の実行によりその内面が炭素によりコートされた石英の反応容器に入れ、二酸化炭素を40L/分の流速で送り込んだ。橙色の輝きが約1分後に現れ、マイクロ波電力は、最初5kWで吸収され、9分後には6.5kWであった。次いで入力電力を低下させ、5kWで維持した。23分を経た時に電力を中断させ、4gの木炭が得られ、その表面積は637m2/グラムであった。
おがくず(50g)を、先の実行によりその内面が炭素によりコートされた石英の反応容器に入れ、二酸化炭素を40L/分の流速で送り込むと、マイクロ波エネルギーは、46分の間、5kWで吸収された。橙色の輝きが約2分後に現れた。温度は、実行の終了時で590℃であったが、最高温度ではなかった可能性がある。46分を経た時には、2gの木炭が得られ、その表面積は797m2/グラムであった。
入力電力を増加させ、吸収電力を8.2kW から9kWに増加させた以外は、実施例4の繰り返しであった。温度は910℃以上に達し、木炭の収量は0gであった。
Claims (118)
- バイオマスを処理する装置であって、
a.未処理のバイオマスを受け入れるための入口と処理されたバイオマスを放出するための出口とを有し、横軸に対して所定の角度で傾斜している回転式チューブと、
b.回転式チューブを収納する金属製ハウジングと、
c.回転式チューブおよびそこに収容されたバイオマスに電磁エネルギーを照射するための回転式管回転式チューブに関連する電磁発生器と、
d.電磁エネルギーを回転式チューブに導入するための電磁発生器に関連する導波管と、
を含み、導波管により導入された電磁エネルギーが回転式チューブに入り通過する際に、回転式チューブの長手軸に対して略平行な方向に移動するように導波管が適合されている装置。 - 回転式チューブの横軸に対する角度が調節可能である、請求項1に記載の装置。
- 回転式チューブの周りを囲む絶縁体をさらに含む、請求項1または2に記載の装置。
- 回転式チューブは、実質的に圧力密封が可能である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の装置。
- 回転式チューブは、実質的にマイクロ波密封が可能である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の装置。
- 装置は、ガス/蒸気抽出システムをさらに含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の装置。
- ガス/蒸気抽出システムがキャリアガスの供給源を含む、請求項6に記載の装置。
- 回転式チューブの内部にキャリアガスを供給ための、キャリアガスの供給源が回転式チューブに関連している、請求項7に記載の装置。
- ガス/蒸気抽出システムがさらに、蒸気の形で発生するバイオオイルを凝縮物に凝縮するのに適したガス凝縮器を含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の装置。
- ガス凝縮器の減圧圧力の供給源となる真空発生器をさらに含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の装置。
- 回転式チューブの内部に液体を導入するための入口あるいはグランドを備えた、請求項1〜10のいずれか1項に記載の装置。
- 電磁発生器がマイクロ波放射を発生させるマイクロ波発生器である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の装置。
- 導波管が、マイクロ波発生器から延びる第1の部分と回転式チューブに向かって延びる第2の部分を含み、第2の部分が、第1の部分に対して回転式チューブの角度に相当する角度で第1の部分から遠ざかるように延びる、請求項1〜12のいずれか1項に記載の装置。
- 導波管がインピーダンス整合チューナーをさらに含む、請求項1〜13のいずれか1項に記載の装置。
- バイオマスをチップ化するための砕木機をさらに含む、請求項1〜14のいずれか1項に記載の装置。
- バイオマスを回転式チューブに供給するための供給機構あるいは送り込みホッパーをさらに含む、請求項1〜15のいずれか1項に記載の装置。
- 回転式チューブ内の物質の温度を測定するための温度プローブをさらに含む、請求項1〜16のいずれか1項に記載の装置。
- 回転式チューブ内の圧力を測定するための圧力プローブをさらに含む、請求項1〜17のいずれか1項に記載の装置。
- 回転式チューブ内の酸素含量を測定するためのセンサをさらに含む、請求項1〜18のいずれか1項に記載の装置。
- 温度プローブ、真空プローブおよび酸素センサからの情報を受け取り、これらの情報を、マイクロ波発生器の発電量、回転チューブの回転率、回転チューブの角度、送り込みホッパーからのバイオマスの供給量、真空発生器より生じる圧力、および/またはキャリアガスの供給量を含むプロセスの入力を制御するために使用し、回転式チューブ内の温度と圧力を所定の動作範囲に維持する制御システムをさらに含む、請求項1〜19のいずれか1項に記載の装置。
- バイオマスを処理するための方法であって、
a.バイオマスを準備することと、
b.未処理のバイオマスを受け入れるための入口と処理されたバイオマスを放出するための出口とを有する、横軸に対して所定の角度で傾斜している回転式チューブを提供することと、
c.電磁エネルギーが回転式チューブの長手軸に対して略平行な方向に移動するように、電磁エネルギーを回転式チューブおよびそこに収容されたバイオマスに照射することと、
を含む方法。 - ステップ(c)が、電磁エネルギーをバイオマスに照射し、木炭、バイオオイル、および/またはガスを生産することを含む、請求項21に記載の方法。
- バイオマスが植物性材料である、請求項21または22に記載の方法。
- 回転式チューブの角度を平行軸に対して調製するステップをさらに含む、請求項21〜23のいずれか1項に記載の方法。
- 回転式チューブを備えるステップが、回転式チューブの周りを囲む絶縁体を有する回転式チューブを備えることを含む、請求項21〜24のいずれか1項に記載の方法。
- 電磁エネルギーを照射するステップが、マイクロ波放射を照射することを含む、請求項21〜25のいずれか1項に記載の方法。
- 回転式チューブ内の圧力を調製することをさらに含む、請求項21〜26のいずれか1項に記載の方法。
- 回転式チューブ内の圧力が約0kPa〜約200kPaである、請求項21〜27のいずれか1項に記載の方法。
- 回転式チューブ内に液体を導入することをさらに含む、請求項21〜28のいずれか1項に記載の方法。
- 有機物質から排出される蒸気を収集することをさらに含む、請求項21〜29のいずれか1項に記載の方法。
- 蒸気を凝縮物に凝縮することをさらに含む、請求項30に記載の方法。
- 回転式チューブ内部にキャリアガスを送り込むことをさらに含む、請求項21〜29のいずれか1項に記載の方法。
- バイオマスをチップ化することをさらに含む、請求項21〜32のいずれか1項に記載の方法。
- 回転式チューブ内の物質の温度を測定することをさらに含む、請求項21〜33のいずれか1項に記載の方法。
- 回転式チューブ内の圧力を測定することをさらに含む、請求項21〜34のいずれか1項に記載の方法。
- 回転式チューブ内の酸素含有量を測定することをさらに含む、請求項21〜35のいずれか1項に記載の方法。
- 電磁エネルギーを電磁発生器からチャンバに誘導する導波管であって、該導波管が、
電磁発生器からの電磁エネルギーを受け取るように適合された第1の部分と、
第1の部分からの電磁エネルギーを受け取り、電磁エネルギーをチャンバに誘導するように適合された第2の部分とを含み、
第1の部分に対する第2の部分の角度が調整可能であるように、第2の部分が動作可能に第1の部分と接続されている導波管。 - 導波管の第1と第2の部分が互いに枢動することを可能にするように接続されることで、導波管の第2の部分が導波管の第1の部分と動作可能に接続される、請求項37に記載の導波管。
- 導波管の第1と第2の部分が中空構成部品を含む請求項37または38に記載の導波管。
- 導波管の部分が金属製の中空構成部品を含む請求項37〜39のいずれか1項に記載の導波管。
- インピーダンス整合チューナーをさらに含む請求項37〜40のいずれか1項に記載の導波管。
- バイオマスからバイオオイルを生産するための方法であって、
(a)バイオマスを準備することと、
(b)バイオマスを受け取るための反応器空間を画定する電磁空洞を用意することと、
(c)バイオマスが概して第1の方向に移動するように、バイオマスを反応器空間に供給することと、
(d)バイオオイルが蒸気の形でバイオマスから排出されるように、電磁エネルギーを反応器空間と、そこに収容されたバイオマスとに照射することと、
(e)不活性ガスが第1の方向と略反対方向に移動して、バイオオイルを容器から移動させて押し流すように、不活性ガスを反応器空間に供給することと、
(f)バイオオイルを収集することと、
を含む方法。 - 回転式チューブ内部に液体を導入することをさらに含む、請求項42に記載の方法。
- 電磁エネルギーをバイオマスにカップリングあるいは伝達する工程により、バイオマスから木炭がさらに生産される請求項42または請求項43のいずれか1項に記載の方法。
- バイオマスが植物性材料である請求項42〜44のいずれか1項に記載の方法。
- 不活性ガスが二酸化炭素、アルゴンまたは窒素を含む、請求項42〜45のいずれか1項に記載の方法。
- バイオオイルを収集するステップが、凝縮バイオオイルを生産するために、バイオオイル蒸発物を運ぶキャリアガスを凝縮器に送り込むことを含む、請求項42〜46のいずれか1項に記載の方法。
- ステップ(e)が、キャリアガスを特定の流量でチャンバに送り込むことを含む、請求項42〜47のいずれか1項に記載の方法。
- 電磁エネルギーを反応器空間およびその中に収容されたバイオマスに照射するステップの間に、バイオマスの温度を制御するステップをさらに含む、請求項42〜48のいずれか1項に記載の方法。
- 約0kPa〜約200kPaの圧力でバイオマスが処理される、請求項42〜49のいずれか1項に記載の方法。
- 電磁エネルギーをバイオマスに照射するステップは、バイオマスを約30℃〜約1000℃の温度で加熱する、請求項42〜50のいずれか1項に記載の方法。
- 周囲温度付近でバイオマスが石英チューブに投入される、請求項42〜51のいずれか1項に記載の方法。
- 約330℃未満の温度でバイオマスが石英チューブから放出される、請求項42〜52のいずれか1項に記載の方法。
- 約350℃〜約420℃の温度でバイオマスが石英チューブから放出される、請求項42〜53のいずれか1項に記載の方法。
- 約600℃を超える温度でバイオマスが石英チューブから放出される、請求項42〜54のいずれか1項に記載の方法。
- 電磁エネルギーが、第1の方向と略平行であるが反対の方向である第2の方向で照射される、請求項42〜55のいずれか1項に記載の方法。
- チャンバが、横軸に対して所定の角度で傾斜しており、チャンバの平行軸に対する角度が調節されることをさらに含む、請求項42〜56のいずれか1項に記載の方法。
- 電磁エネルギーが、マイクロ波エネルギーを含む請求項42〜57のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1〜20のいずれか1項の装置を使い、バイオマスからバイオオイルを生産する、請求項42〜58のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項21〜59のいずれか1項の方法で生産されたバイオオイル。
- 電磁エネルギーをバイオマスに照射することで生産され、少なくとも約20〜50MJ/kgの総発熱量によって特徴づけられるバイオオイル。
- 電磁エネルギーが、マイクロ波エネルギーを含む請求項61に記載のバイオオイル。
- バイオマスが植物性材料である請求項61または62に記載のバイオオイル。
- バイオマスを処理するための方法であって、
(a)バイオマスを準備するステップと、
(b)電磁エネルギー場を取り込んで閉じ込めるように適合された電磁空洞を準備するステップと、
(c)バイオマスを電磁空洞に導入するステップと、
(d)バイオマスが直接電磁エネルギーを受け取り、間接的な黒体放射場が形成されるような電力レベルで、電磁空洞およびその中に収容されたバイオマスに電磁エネルギーを照射するステップと、
(e)活性炭がバイオマスから形成されるように、直接的な電磁エネルギーを照射すると同時に、バイオマスを間接的な黒体放射場に曝すステップと、
を含む方法。 - 熱分解産物が形成され、反応容器の内部に熱分解産物の層が形成される電力レベルで、直接的な電磁エネルギーをバイオマスに照射する、請求項64に記載の方法。
- 直接的な電磁エネルギーを熱分解産物の層に照射した場合、層が導電性の層となり、電磁エネルギーを吸収し黒体放射場を生み出す、請求項65に記載の方法。
- 反応容器内の空気を添加ガスに置換することをさらに含む、請求項65および66のいずれか1項に記載の方法。
- 電磁エネルギーをバイオマスに照射した際、プラズマが形成されてバイオマスに放射場を照射する、請求項65〜67のいずれか1項に記載の方法。
- バイオマスを処理するための方法であって、
(a)バイオマスを準備するステップと、
(b)マイクロ波吸収物質を準備するステップと、
(c)電磁エネルギー場を取り込んで閉じ込めるように適合された電磁空洞を準備するステップと、
(d)固体、液体、ガスを閉じ込めるために適合された反応容器を準備するステップと、
(e)電磁空洞に反応容器を導入するステップと、
(f)反応容器にバイオマスを導入するステップと、
(g)反応容器にマイクロ波吸収物質を導入するステップと、
(h)反応容器の内部に添加ガスを導入するステップと、
(i)マイクロ波吸収物質が直接電磁エネルギーを受け取るような電力レベルで、電磁空洞、バイオマスおよびその中に収容されたマイクロ波吸収物質に電磁エネルギーを照射するステップと、
(j)熱がマイクロ波吸収物質から添加ガスに流れるようにし、その結果添加ガスによってプラズマが生成され、該プラズマは放射場を生成するステップと、
(k)活性炭および/または加炭材カーボンがバイオマスから形成されるように、バイオマスを放射場に曝すステップ、
を含む方法。 - マイクロ波吸収物質に吸収されなかった電磁エネルギーがバイオマスに吸収されるように電磁波エネルギーをバイオマスに曝す、請求項65または69に記載の方法。
- マイクロ波吸収物質に吸収されなかった電磁エネルギーがバイオマスに吸収されないようにバイオマスを配置する、請求項65または69〜70のいずれか1項に記載の方法。
- バイオマスが第2の反応容器に包含され電磁波エネルギーに露出されない、請求項71に記載の方法。
- プラズマ開始後にマイクロ波吸収物質を電磁波エネルギーから遮断することで、より多くの電力をプラズマに投入することをさらに含む、請求項65〜72のいずれか1項に記載の方法。
- プラズマの位置と強度を制御するために、電磁エネルギーの電力レベルおよび/または添加ガスの流量を制御することをさらに含む、請求項65〜73のいずれか1項に記載の方法。
- 炭素含有物質の露出面での化学反応の特質と効率とを制御するために、添加ガスの組成を調節することをさらに含む、請求項65〜74のいずれか1項に記載の方法。
- 添加ガスがマイクロ波吸収物質により十分に加熱されて部分的にイオン化されたガスとなり、ガス層が導電性となって、電磁場が導電性ガス層とカップリングすることによりプラズマの形成が開始される、請求項65〜75のいずれか1項に記載の方法。
- 蒸気が添加ガスに導入される、請求項65〜76のいずれか1項に記載の方法。
- バイオマスを包含するように適合された反応容器を備え、その反応容器を電磁空洞に導入することをさらに含む、請求項64に記載の方法。
- ステップ(c)が、バイオマスを該反応容器に導入することを含む、請求項65に記載の方法。
- 電磁空洞が、反応チャンバを少なくとも部分的に覆う耐火材を含む、請求項65〜79のいずれか1項に記載の方法。
- バイオマスが、亜れき青炭、れき青炭あるいは無煙炭である請求項65〜80のいずれか1項に記載の方法。
- 活性炭形成の温度が450℃〜1300℃である、請求項65〜81のいずれか1項に記載の方法。
- 活性炭形成の温度が550℃〜900℃である、請求項82に記載の方法。
- 加炭材カーボン形成の温度が450℃〜1300℃である、請求項65〜81のいずれか1項に記載の方法。
- 加炭材カーボン形成の温度が600℃〜900℃である、請求項84に記載の方法。
- バイオマスがマイクロ波エネルギーで露出されることを中断し、バイオマスを装置から取り出して収集することをさらに含む、請求項65〜85のいずれか1項に記載の方法。
- 添加ガスがバイオマスを横切って流れ、出口から除去されると同時に、バイオマスが電磁エネルギーで照射されることで生成される揮発性物が除去される、請求項67〜86のいずれか1項に記載の方法。
- 特定の流量で添加ガスがチャンバに供給される、請求項67〜87のいずれか1項に記載の方法。
- バイオマスが電磁エネルギーで照射されることでバイオマスから蒸気として発生するバイオオイルを濃縮し、濃縮物とすることをさらに含む、請求項65〜88のいずれか1項に記載の方法。
- バイオマスが電磁エネルギーで照射されることでバイオマスから発生する不凝結ガスを収集することをさらに含む、請求項65〜89のいずれか1項に記載の方法。
- バイオマスが小型化されたバイオマスである請求項65〜90のいずれか1項に記載の方法。
- 直接の電磁エネルギーが、より長い波長を有する電磁エネルギーである、請求項65〜91のいずれか1項に記載の方法。
- より長い波長を有する電磁エネルギーが、マイクロ波エネルギーである、請求項92に記載の方法。
- バイオマスの前処理をステップ(a)の前にさらに含み、その前処理のステップが、圧力が約25〜165バール、温度が約230℃〜約350℃でバイオマスを水中で加熱することを含む、請求項21〜36、42〜59、または64〜93のいずれか1項に記載の方法。
- 前処理前に水に酸性触媒が添加される、請求項94に記載の方法。
- 浮遊水を除去するためにバイオマスを機械的にプレスすることをさらに含む、請求項94に記載の方法。
- 請求項64〜96のいずれか1項に記載の方法により生成された活性炭。
- 方法であって、
(a)バイオマスを準備するステップと、
(b)電磁エネルギー場を取り込んで閉じ込めるように適合された電磁空洞を準備するステップと、
(c)バイオマスを電磁空洞の内部に導入するステップと、
(d)バイオマスが直接電磁エネルギーを受け取り、間接的な黒体放射場が形成されるような電力レベルで、電磁空洞およびその中に収容されたバイオマスに電磁エネルギーを照射するステップと、
(e)バイオマスから活性炭が形成されるように、直接的な電磁エネルギーを照射すると同時に、バイオマスを間接的な黒体放射場に曝すステップと、
(f)製鋼に活性炭素を使用するステップと、
を含む方法。 - バイオマスを処理(process)するための方法であって、
(a)バイオマスを準備するステップと、
(b)マイクロ波吸収物質を準備するステップと、
(c)電磁エネルギー場を取り込んで閉じ込めるように適合された電磁空洞を準備するステップと、
(d)バイオマス容器を電磁空洞の内部に導入するステップと、
(e)マイクロ波吸収物質を反応容器の内部に導入するステップと、
(f)マイクロ波吸収物質が直接電磁エネルギーを受け取るような電力レベルで、電磁空洞およびその中に収容されたマイクロ波吸収物質に電磁エネルギーを照射するステップと、
(g)プラズマが添加ガスから生じて放射場を生み出すように、熱をマイクロ波吸収物質から添加ガスへと流れるようにするステップ、
(h)バイオマスから加炭材カーボンが形成されるように、バイオマスを放射場に曝すステップと、
(i)製鋼に加炭材カーボンを使用するステップと、
を含む方法。 - バイオマスを処理するための方法であって、
(a)バイオマスを準備するステップと、
(b)電磁エネルギー場を取り込んで閉じ込めるように適合された電磁空洞を準備するステップと、
(c)バイオマス容器を電磁空洞の内部に導入するステップと、
(d)マイクロ波吸収物質を反応容器の内部に導入するステップと、
(e)マイクロ波吸収物質が直接電磁エネルギーを受け取るような電力レベルで、電磁空洞およびその中に収容されたマイクロ波吸収物質に電磁エネルギーを照射するステップと、
(f)プラズマが添加ガスから生じて放射場を生み出すように、熱をマイクロ波吸収物質から添加ガスへと流れるようにするステップと、
(g)バイオマスからナットコークスが形成されるように、バイオマスを放射場に曝すステップと、
を含む方法。 - バイオマスを処理するための方法であって、
(a)木炭の形で処理済みのバイオマスを準備するステップと、
(b)電磁エネルギー場を取り込んで閉じ込めるように適合された電磁空洞を準備するステップと、
(c)バイオマス容器を電磁空洞の内部に導入するステップと、
(d)マイクロ波吸収物質を反応容器の内部に導入するステップと、
(e)マイクロ波吸収物質が直接電磁エネルギーを受け取るような電力レベルで、電磁空洞およびその中に収容されたマイクロ波吸収物質に電磁エネルギーを照射するステップと、
(f)プラズマが添加ガスから生じて放射場を生み出すように、熱をマイクロ波吸収物質から添加ガスへと流れるようにするステップと、
(g)バイオマスからカーボングラファイトが形成されるように、バイオマスを放射場に曝すステップと、
を含む方法。 - 請求項64〜98のいずれか1項に記載の方法により生成された加炭材カーボン。
- 電磁エネルギーをバイオマスに照射することで生産され、炭素含有量が少なくとも88%であることを特徴とする活性炭および/または加炭材カーボン。
- 炭素含有量が少なくとも90%であることを特徴とする、請求項103に記載の活性炭および/または加炭材カーボン。
- 炭素含有量が少なくとも95%であることを特徴とする、請求項103あるいは請求項104に記載の活性炭および/または加炭材カーボン。
- 水素含有量が1%未満であることを特徴とする、請求項103〜105のいずれか1項に記載の活性炭および/または加炭材カーボン。
- 水素含有量が0.3%未満であることを特徴とする、請求項103〜106のいずれか1項に記載の活性炭および/または加炭材カーボン。
- 窒素含有量が1%未満であることを特徴とする、請求項103〜107のいずれか1項に記載の活性炭および/または加炭材カーボン。
- 窒素含有量が0.4%未満であることを特徴とする、請求項103〜108のいずれか1項に記載の活性炭および/または加炭材カーボン。
- 硫黄含有量が0.4%未満であることを特徴とする、請求項103〜109のいずれか1項に記載の活性炭および/または加炭材カーボン。
- 硫黄含有量が0.3%未満であることを特徴とする、請求項103〜110のいずれか1項に記載の活性炭および/または加炭材カーボン。
- 総発熱量が約30MJ/kgを超えることを特徴とする、請求項103〜111のいずれか1項に記載の活性炭および/または加炭材カーボン。
- 総発熱量が約33MJ/kgより高いことを特徴とする、請求項103〜112のいずれか1項に記載の活性炭および/または加炭材カーボン。
- 湿り損失が約2%未満であることを特徴とする、請求項103〜113のいずれか1項に記載の活性炭および/または加炭材カーボン。
- 湿り損失が約1.1%未満であることを特徴とする、請求項103〜114のいずれか1項に記載の活性炭および/または加炭材カーボン。
- 電磁エネルギーがマイクロ波エネルギーを含む、請求項103〜115のいずれか1項に記載の活性炭および/または加炭材カーボン。
- 活性炭および/または加炭材カーボンが、バイオマスに直接的な電磁エネルギーを照射すると同時に、間接的な黒体放射場に曝すことで生産される、請求項103〜116のいずれか1項に記載の活性炭および/または加炭材カーボン。
- バイオマスが植物性材料である請求項103〜117のいずれか1項に記載の活性炭および/または加炭材カーボン。
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