JP2018111055A - Modification method of vegetable system biomass - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、植物系バイオマスの改質方法に関するものである。 The present invention relates to a method for reforming plant biomass.
特許文献1には、EFBファイバー等の植物系バイマスファイバーを原料に使用した燃料であって、輸送効率に優れ、発熱量が高く、石炭火力発電設備で石炭の一部代替燃料として利用可能なバイオマス固形燃料、及びその製造方法を提供することが記載されている。特許文献1における燃料は、植物系バイオマスファイバーを加熱して得られる半炭化バイオマスを、加熱しながら加圧成形して得られるバイオマス固形燃料であり、気乾ベースで固定炭素を18〜26質量%、揮発分を65〜75質量%、灰分を3〜6質量%、水分を8〜16質量%含み、高位発熱量が気乾ベースで18〜21MJ/kgである。粉砕された植物系バイオマスファイバーを、酸素濃度5容量%以下の雰囲気中、200〜290℃で加熱して半炭化処理し、得られた半炭化バイオマスを粉砕して、水又は水蒸気の存在下で加熱しながら加圧成形することにより製造される。
特許文献2には、従来のガラス繊維強化樹脂よりも軽量であり、強度に優れた竹ファイバー複合樹脂組成物の提供を目的とし、樹脂中に竹由来の竹ファイバーが樹脂組成物に対して3〜70質量%混合されていることを特徴とする竹ファイバー複合樹脂組成物が記載されている。
植物系バイオマスを燃焼用燃料として用いる際の問題の1つは、燃焼により生成されるクリンカーを燃焼炉などから除去する必要があることである。クリンカーは、燃焼炉の炉壁などに付着する灰やかすであり、燃焼用空気の流通を妨げたり、ボイラーにおける熱交換を妨げる要因となり、性能を劣化させる要因となる。 One of the problems in using plant biomass as a fuel for combustion is that clinker generated by combustion needs to be removed from a combustion furnace or the like. The clinker is ash or debris adhering to the furnace wall of the combustion furnace, which prevents the flow of combustion air and prevents heat exchange in the boiler, and deteriorates the performance.
本発明の一態様は、植物系バイオマスの改質方法である。この改質方法は、粉末状の植物系バイオマスを150〜400℃の反応温度の熱水と接触させてヘミセルロース、セルロースおよびリグニンの少なくともいずれかを分離、分解または炭化させた反応生成物におけるアルカリおよびアルカリ土類金属を低減する熱水処理を有する。クリンカーは、アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属などの不燃物に溶融した灰が巻き込まれることにより成長すると考えられている。したがって、熱水処理によりクリンカーの要因となるアルカリおよびアルカリ土類金属を低減することにより、植物性バイオマスを原料とする植物性燃料であって、クリンカーが生成されにくい燃料を提供できる。 One embodiment of the present invention is a method for modifying plant-based biomass. In this modification method, the alkali in the reaction product obtained by bringing powdered plant biomass into contact with hot water having a reaction temperature of 150 to 400 ° C. to separate, decompose, or carbonize at least one of hemicellulose, cellulose, and lignin, and Has hot water treatment to reduce alkaline earth metals. The clinker is considered to grow by melting ash in an incombustible material such as alkali metal or alkaline earth metal. Therefore, by reducing the alkali and alkaline earth metal that cause clinker by hydrothermal treatment, it is possible to provide a fuel that is a vegetable fuel that uses plant biomass as a raw material and that is difficult to produce clinker.
図1に、植物系バイオマスを用いて燃料を製造したり、炭化物を製造する方法を示している。植物系燃料の製造方法は、植物系バイオマスを粉砕するステップ1と、粉砕した植物系バイオマスを改質するために熱水処理するステップ2とを含む。炭化物を製造する方法は、熱水処理した反応生成物をさらに炭化処理するステップ3を含む。原料となる植物系バイオマスは木質系バイオマス、農産廃棄物系バイオマスおよび竹の少なくともいずれかを含む。木質系バイオマスとしては、スギ、ヒノキなどを含む木本系のバイオマスを挙げられ、建築廃材、林地残材などであってもよい。農産廃棄物系バイオマスとしては、稲藁、籾殻、麦藁などの草本系のバイオマスを挙げることができる。いずれもセルロース系バイオマスであり、燃焼用燃料、その他のバイオマス燃料、および炭ファイバーなどのバイオ素材の原料となる。
FIG. 1 shows a method for producing fuel or producing carbide using plant-based biomass. The method for producing a plant-based fuel includes a
植物系バイオマスを粉砕する処理(ステップ1)は、熱水処理(ステップ2)において植物系バイオマスと熱水との接触効率を高めるために粉末状にするものである。粉末状の植物系バイオマスの長さ(直径、粒径あるいは代表長さ)の最大は5mmであることが望ましく、2〜3mmであることが望ましく、1mmであることがさらに好ましい。粒径は、さらに、0.5mm以下であることが望ましい。 The process (step 1) for pulverizing the plant-based biomass is a powdered form in order to increase the contact efficiency between the plant-based biomass and the hot water in the hydrothermal process (step 2). The maximum length (diameter, particle size, or representative length) of the powdered plant biomass is preferably 5 mm, more preferably 2 to 3 mm, and even more preferably 1 mm. The particle diameter is further desirably 0.5 mm or less.
熱水処理(ステップ2)は、植物系バイオマスを改質するための処理であり、粉末状の植物系バイオマスを150〜400℃の反応温度の熱水と接触させる。反応温度は、超臨界の範囲であってもよいが、液状の熱水が安定して存在する亜臨界の範囲、すなわち、374℃以下であることが望ましい。この反応温度の熱水と接触することにより、原料である植物系バイオマスからはヘミセルロースがほぼ分離または分解されて残渣である反応生成物から除去され、リグニンおよびセルロースは、一部が分離または分解される可能性があるが、残渣として反応生成物に占める割合(重量%)は増加する。反応生成物は、炭化または半炭化されたものであってもよい。 The hot water treatment (Step 2) is a treatment for modifying the plant biomass, and the powdery plant biomass is brought into contact with hot water having a reaction temperature of 150 to 400 ° C. The reaction temperature may be in a supercritical range, but is desirably a subcritical range in which liquid hot water is stably present, that is, 374 ° C. or lower. By contacting with hot water at the reaction temperature, hemicellulose is almost separated or decomposed from the plant biomass as a raw material and removed from the reaction product as a residue, and lignin and cellulose are partially separated or decomposed. However, the proportion (% by weight) in the reaction product as a residue increases. The reaction product may be carbonized or semi-carbonized.
発明者らは、この熱水処理の過程において、ヘミセルロールが除去されるだけではなく、灰(クリンカー)の要因となるアルカリおよびアルカリ土類金属が低減することを見出した。すなわち、熱水処理(ステップ2)において、アルカリおよびアルカリ土類金属の含有率が低くなった残渣を反応生成物として得ることができ、植物系バイオマスを改質できることを見出した。したがって、この熱水処理(ステップ2)は、ヘミセルロース、セルロースおよびリグニンの少なくともいずれかを分離、分解または炭化させた反応生成物におけるアルカリおよびアルカリ土類金属を低減する処理である。 The inventors have found that, in the course of this hydrothermal treatment, not only hemicellulose is removed, but also alkali and alkaline earth metals that cause ash (clinker) are reduced. That is, it has been found that in the hydrothermal treatment (step 2), a residue having a low content of alkali and alkaline earth metal can be obtained as a reaction product, and plant biomass can be modified. Therefore, this hydrothermal treatment (step 2) is a treatment for reducing alkali and alkaline earth metal in the reaction product obtained by separating, decomposing or carbonizing at least one of hemicellulose, cellulose and lignin.
熱水は、少なくとも反応温度における飽和蒸気圧に加圧された液体状態であることが望ましい。液体状態の熱水、すなわち、加圧熱水の方が、熱水と原料である植物系バイオマスとの接触面積が大きく、アルカリおよびアルカリ土類金属を低減する効果が大きい。 Desirably, the hot water is in a liquid state pressurized to a saturated vapor pressure at least at the reaction temperature. Liquid hot water, that is, pressurized hot water, has a larger contact area between the hot water and the plant biomass that is the raw material, and has a greater effect of reducing alkali and alkaline earth metals.
加圧熱水の一例は、150〜220℃の実質的に飽和蒸気圧の熱水(飽和水)である。例えば、220℃、2.3〜2.5MPaの熱水、150℃、0.5〜1.0MPaの熱水である。この条件の加圧熱水を植物系バイオマスと接触させることにより、原料中のセルロースの溶出を防ぎながら、セルロースに対し、アルカリ・アルカリ土類金属を効率的に除去できる。このため、残渣(反応生成物)のセルロースに対するアルカリ・アルカリ土類金属の比率を低減できる。また、ヘミセルロースは、ほぼ完全に分離および除去でき、セルロースに対するヘミセルロールの比率を低減できる。一方、リグニンの溶出および分離はそれほど多くなく、燃焼温度の高いリグニンを残した状態で、アルカリ・アルカリ土類金属の比率を低減できる。このため、植物系バイオマスを用いて、燃焼用に適した燃料を提供できる。 An example of pressurized hot water is hot water (saturated water) having a substantially saturated vapor pressure of 150 to 220 ° C. For example, 220 ° C., hot water of 2.3 to 2.5 MPa, 150 ° C., hot water of 0.5 to 1.0 MPa. By bringing pressurized hot water under these conditions into contact with plant biomass, alkali / alkaline earth metals can be efficiently removed from the cellulose while preventing elution of the cellulose in the raw material. For this reason, the ratio of the alkali / alkaline earth metal to the cellulose of the residue (reaction product) can be reduced. In addition, hemicellulose can be separated and removed almost completely, and the ratio of hemicellulose to cellulose can be reduced. On the other hand, elution and separation of lignin are not so much, and the ratio of alkali / alkaline earth metal can be reduced while leaving lignin having a high combustion temperature. For this reason, the fuel suitable for combustion can be provided using plant biomass.
熱水処理(ステップ2)は、回分式、半回分式および連続式のいずれかであってよいが、熱水に溶出した成分を残渣である反応生成物から除去するためには、反応生成物を熱水から分離する固液分離を反応温度で行うことが望ましい。したがって、回分式よりは、半回分式または連続式であることが望ましい。 The hydrothermal treatment (step 2) may be any of batch, semi-batch and continuous, but in order to remove the components eluted in the hot water from the reaction product as a residue, the reaction product It is desirable to perform solid-liquid separation at a reaction temperature to separate the water from hot water. Therefore, the semi-batch system or the continuous system is preferable to the batch system.
熱水処理(ステップ2)により、反応生成物中のアルカリ・アルカリ土類金属を低減できるので、この反応生成物は、燃焼用の燃料として適している。また、エタノールなどの、その他の形態のバイオ燃料の製造においても、アルカリ・アルカリ土類金属の存在が障害となる場合は、この熱水処理により改質された反応生成物を原料として用いることができる。植物系バイオマスから、熱水処理により生成される燃料(植物系燃料)はヘミセルロールを実質的に含まず、アルカリ・アルカリ土類金属AとセルロールCとの比率(重量比A/C)が0.2以下の燃料を提供できる。重量比A/Cが0.17以下であってもよい。さらに具体的には、アルカリ・アルカリ土類金属の合計の最大含有率が5%(重量%)以下である植物系燃料を提供できる。 Since the alkali / alkaline earth metal in the reaction product can be reduced by the hydrothermal treatment (step 2), this reaction product is suitable as a fuel for combustion. Also, in the production of other forms of biofuel such as ethanol, if the presence of alkali / alkaline earth metal becomes an obstacle, the reaction product modified by this hydrothermal treatment can be used as a raw material. it can. The fuel (plant-based fuel) produced by the hydrothermal treatment from plant-based biomass does not substantially contain hemicellulose, and the ratio (weight ratio A / C) of alkali / alkaline earth metal A to cellulose C is 0. 2 or less fuel can be provided. The weight ratio A / C may be 0.17 or less. More specifically, a plant fuel having a total maximum content of alkali / alkaline earth metal of 5% (weight%) or less can be provided.
特に、竹を原料とする燃料においては、アルカリ・アルカリ土類金属の含有量がさらに少ない燃料を提供できる。竹を原料としたバイオ燃料は、重量比A/Cが0.01以下であってもよく、0.006以下であってもよい。さらに具体的には、竹を原料とする植物系燃料であって、アルカリ・アルカリ土類金属の合計の最大含有率が0.5%である植物系燃料である。 In particular, a fuel using bamboo as a raw material can provide a fuel having a smaller content of alkali / alkaline earth metal. Biofuel made from bamboo may have a weight ratio A / C of 0.01 or less, or 0.006 or less. More specifically, it is a plant-based fuel that uses bamboo as a raw material, and has a total maximum content of 0.5% for alkali and alkaline earth metals.
熱水処理(ステップ2)により、アルカリ・アルカリ土類金属の含有率が低減された反応生成物(残渣)は、炭化物の原料としても利用できる。炭化処理(ステップ3)の一例は、反応生成物を、不活性ガス下500〜900℃にて炭化することである。炭化物の原料が熱水処理(ステップ2)によりセルロースおよびリグニンを残した状態で、ヘミセルロールおよびアルカリ・アルカリ土類金属を除去するように前処理されており、セルロールの含有率の大きな炭化物を提供できる。 The reaction product (residue) in which the content of alkali / alkaline earth metal is reduced by the hydrothermal treatment (step 2) can be used as a raw material for carbide. An example of the carbonization treatment (Step 3) is to carbonize the reaction product at 500 to 900 ° C. under an inert gas. The carbide raw material is pretreated so as to remove hemicellulose and alkali / alkaline earth metal in a state where cellulose and lignin remain by hydrothermal treatment (step 2), and can provide a carbide having a high cellulose content. .
実施例
モウソウチク(千葉県産)、稲藁(福岡県産)、籾殻(福岡県産)を、ウイレーミルにて0.5mm以下に粉砕し、試料とした(ステップ1)。粉砕機、粒度ともにこれには限定されないが、粒度については水との接触性を考え2〜3mmアンダーに粉砕しておくことが好ましい。各試料(原料)の化学成分組成についてはNRELの方法に準じて行い、その結果は図2に示した通りであった。
Example Mosouchiku (produced in Chiba Prefecture), rice straw (produced in Fukuoka Prefecture), and rice husk (produced in Fukuoka Prefecture) were pulverized to 0.5 mm or less by a wheelie mill to prepare a sample (Step 1). The pulverizer and particle size are not limited to this, but the particle size is preferably pulverized under 2 to 3 mm in consideration of contact with water. The chemical component composition of each sample (raw material) was performed according to the NREL method, and the results were as shown in FIG.
熱水処理(水熱処理、ステップ2)には、内容積30mLのパーコレータ型反応器(抽出容器)16を備えた半回分式水熱反応装置10を用いた。図3に、本実験で用いた水熱処理装置10の概要を示している。水熱処理装置10は、純水タンク11、高圧ポンプ(NP−KX−500日本精密科学株式会社製)12、熱交換器14、管型抽出容器16、冷却器18、背圧弁(6000psi TESCOM製)20、回収部19、これらを接続する配管13を含む。抽出容器16は温度コントローラー(T−550 Iuchi製)17aに接続したマントルヒーター(大科電器株式会社製)17にてキャップすることにより、抽出容器16内の温度が一定になるように制御した。また、抽出容器16内の圧力は、背圧弁20により制御した。
For the hydrothermal treatment (hydrothermal treatment, step 2), a semi-batch type
熱交換器14はマントルヒーター15内にステンレス容器を入れ、この中に硝酸カリウム:亜硝酸ナトリウム:硝酸ナトリウムの比が53:40:7から成る塩15eを満たし、この中に1/4インチステンレス蛇管を入れ、管内に加圧された水を通過させることにより加熱する方式とした。マントルヒーター15は、ベースヒーター15aと、投げ込みヒーター15bと、温度コントローラー15cとを含む。各部の接続にも1/4インチSUS316配管13を用いた。この水熱処理装置10は、置換用の窒素供給システム21を含む。
The
この水熱処理装置10は、半回分方式であり、1バッチ分の試料を抽出容器16に充填して熱水を流しながら所定の時間あるいはサイクルで抽出を行う。熱水処理(水熱処理)の方式はこれに限定されない。水熱処理装置は回分式または連続式であってもよい。ただし、回分式または連続式の水熱処理装置で処理した場合であっても、冷却することなく、反応温度で固液分離できるようになっている必要がある。
The
各試料の粉末10gを、抽出容器16に入れ、両端を孔径20μmのステンレス製焼結フィルターにてキャップ後、水熱処理装置10に接続した。処理条件は、熱水温度200℃、通水速度15mL/min、圧力2.5MPaとした。熱水を通水しながら昇温を行い、約10分で目的温度まで到達させた。その後、約40分温度を保持しながら処理した後、約10分かけて冷却を行った。
10 g of the powder of each sample was put in the
回収された可溶化液については、経時的に糖度計を用いてBrix値を測定し、さらにHPLC及びHPAE−PAD分析に供した。また、可溶化物は10分間隔(1フラクション、計6フラクション)で回収し、一部を105℃にて恒量となるまで乾燥後、秤量し、各々乾燥重量基準の収率(各フラクションの可溶化物収率)を算出した。また、反応器内残渣(反応生成物)については全量を乾燥重量既知のビーカーに移し、105℃にて恒量となるまで乾燥後、秤量し、乾燥重量基準の収率を算出した。 About the collect | recovered solubilized liquid, Brix value was measured using the saccharimeter over time, and also it used for HPLC and HPAE-PAD analysis. The solubilized product is collected at intervals of 10 minutes (1 fraction, a total of 6 fractions), and a portion is dried at 105 ° C. until it reaches a constant weight, and weighed. Solute yield) was calculated. The total amount of residue in the reactor (reaction product) was transferred to a beaker with a known dry weight, dried at 105 ° C. until a constant weight was obtained, and weighed to calculate the yield based on the dry weight.
この処理条件は一例であり、温度、圧力、流速ともにこれに限定されない。ただし、圧力については、流体の状態で試料に接触させるために、反応温度の飽和蒸気圧以上の圧力が望ましい。また、リグニンおよびセルロースの溶出を促進させずに、ヘミセルロールおよびアルカリ・アルカリ土類金属の除去を促進するためには、飽和蒸気圧に近い、例えば、飽和蒸気圧の110%以内の圧力の熱水(実質的な飽和水)であることが望ましい。 This processing condition is an example, and the temperature, pressure, and flow rate are not limited thereto. However, the pressure is preferably equal to or higher than the saturated vapor pressure of the reaction temperature in order to contact the sample in a fluid state. Further, in order to promote the removal of hemicellulose and alkali / alkaline earth metal without promoting the elution of lignin and cellulose, hot water having a pressure close to the saturated vapor pressure, for example, within 110% of the saturated vapor pressure, is used. (Substantially saturated water) is desirable.
次に、モウソウチク原料および水熱処理残渣(反応生成物)を炭化処理(ステップ3)した。具体的には、各々2.0gを磁性ボートに秤取後、管状電気炉へ移し、窒素気流下(200mL/min)、600℃、800℃にて1時間保持した。室温まで冷却し、秤量後、炭化物を得た。得られた炭化物は、BET法により比表面積測定を行った。 Next, the Moso bamboo raw material and the hydrothermal treatment residue (reaction product) were carbonized (Step 3). Specifically, 2.0 g of each was weighed in a magnetic boat, transferred to a tubular electric furnace, and held at 600 ° C. and 800 ° C. for 1 hour under a nitrogen stream (200 mL / min). After cooling to room temperature and weighing, a carbide was obtained. The obtained carbide was measured for specific surface area by the BET method.
図4に、可溶化物の生成挙動について示す。試料間で若干の差は見られたが、フラクション(1)で原料の約15wt%、フラクション(2)で約25wt%、さらにフラクション(3)で約5wt%が可溶化した。つまり、可溶化物の90%以上はここまで、3つのフラクション、30分間の通水により生成された。 In FIG. 4, it shows about the production | generation behavior of a solubilizate. Although a slight difference was observed between the samples, about 15 wt% of the raw material in fraction (1), about 25 wt% in fraction (2), and about 5 wt% in fraction (3) were solubilized. That is, 90% or more of the solubilized product has been produced so far by passing three fractions for 30 minutes.
図5に、可溶化物の糖分析結果の一例としてモウソウチクの200℃可溶化物のFPAE−PADクロマトグラムを示す。可溶化物は、ヘミセルロースキシランの加水分解物であるキシロースおよびキシロオリゴ糖を主成分としていることが確認された。他の試料の可溶化物についても同様の分析結果が得られた。 FIG. 5 shows an FPAE-PAD chromatogram of a 200 ° C. solubilized product of Moso bamboo as an example of the sugar analysis result of the solubilized product. It was confirmed that the solubilized product was mainly composed of xylose and xylooligosaccharide, which are hydrolysates of hemicellulose xylan. Similar analysis results were obtained for lysates of other samples.
図6に、残渣収率(反応生成物収率)および残渣(反応生成物)の化学成分組成を示す。残渣収率は、籾殻が最も高く56.1wt%であり、次いでモウソウチク45.3wt%、稲藁40.2wt%の順であった。このような収率の違いは、図2に示した原料の成分組成の違いだけでなく、その成分の分解率の違いも考えられる。そこで、処理残渣の成分組成を調べ、原料と比較した。主成分であるヘミセルロース、セルロースおよびリグニンについて見てみると、ヘミセルロースは残渣から完全に消失し、その結果ほとんど分解されなかったセルロースの濃度(含有率)は原料と比較し、残渣では1.7〜2.0倍になった。また、リグニン濃度については、稲藁では50%、籾殻では35%、原料と比較して減少したが、モウソウチクについては、殆ど変化しなかった。なお今回の実験結果より、リグニンの可溶化率を算出すると、稲藁78.5wt%、籾殻63.2wt%、モウソウチク57.2wt%であり、試料間で可溶化率が大きく異なることが分かった。 FIG. 6 shows the residue yield (reaction product yield) and the chemical component composition of the residue (reaction product). Residual yield was highest at rice husks of 56.1 wt%, followed by Moso bamboo 45.3 wt% and rice straw 40.2 wt%. Such a difference in yield is considered not only in the difference in the component composition of the raw material shown in FIG. 2, but also in the decomposition rate of the component. Therefore, the component composition of the treatment residue was examined and compared with the raw material. Looking at the main components, hemicellulose, cellulose and lignin, hemicellulose disappeared completely from the residue, and as a result, the concentration (content rate) of cellulose that was hardly decomposed was 1.7 to It became 2.0 times. The lignin concentration was reduced by 50% for rice straw and 35% for rice husk, compared to the raw material, but almost no change was observed for Moso bamboo. From the results of this experiment, the solubilization rate of lignin was calculated to be 78.5 wt% of rice straw, 63.2 wt% of rice husk, and 57.2 wt% of moso-chiku. .
さらに、残渣(反応生成物)に含まれるアルカリ・アルカリ土類金属も減少していることが見出された。含有率で比較すると、モウソウチクでは、1.6wt%が0.4wt%に減少し、稲藁では、16.1wt%が10.4wt%に減少した。籾殻では、20.4wt%が、24.5wt%と含有率では増加しているが、ヘミセルロースが除去されていることが要因である。このため、セルロース(C)の重量%に対するアルカリ・アルカリ土類金属(A)の重量%の比をとると、モウソウチクでは、A/Cが0.038から0.0057まで減少し、稲藁では、0.45が0.16まで減少し、籾殻では0.65が0.47まで減少していることが分かる。 Furthermore, it was found that the alkali / alkaline earth metal contained in the residue (reaction product) was also reduced. When compared with content, Mosouchiku decreased 1.6 wt% to 0.4 wt%, and rice straw decreased 16.1 wt% to 10.4 wt%. In rice husks, 20.4 wt% increased in content rate to 24.5 wt%, but the reason is that hemicellulose was removed. Therefore, when the ratio of the weight percentage of alkali / alkaline earth metal (A) to the weight percentage of cellulose (C) is taken, A / C decreases from 0.038 to 0.0057 in Moso bamboo, 0.45 is reduced to 0.16, and 0.65 is reduced to 0.47 in rice husk.
したがって、アルカリ・アルカリ土類金属の含有量が比較的少ない竹のような植物系バイオマスについては、熱水処理(水熱処理、ステップ2)により、アルカリ・アルカリ土類金属の含有率を0.5%以下に改質することが可能であり、燃焼用燃料としてはクリンカーが非常に生成されにくく、燃焼しやすい燃料を提供できる。また、燃焼温度の高いリグニンの含有率も十分に高く、燃焼用の燃料に適した植物系バイオマス由来の生成物を提供できる。 Therefore, for plant biomass such as bamboo with a relatively low content of alkali / alkaline earth metal, the content of alkali / alkaline earth metal is reduced to 0.5 by hydrothermal treatment (hydrothermal treatment, step 2). The clinker is hardly generated as a combustion fuel, and a fuel that is easy to burn can be provided. Moreover, the content rate of lignin with a high combustion temperature is also high enough, and the product derived from plant biomass suitable for the fuel for combustion can be provided.
また、対セルロース比としては、アルカリ・アルカリ土類金属の比率(A/C)を0.01以下、さらには、0.006以下に低減でき、燃焼用の燃料としてはもちろん、セルロースを分解したバイオ燃料の原料としても適しており、また、竹ファイバーなどの植物由来の機能性材料を得るための原料としても適した植物系バイオマスを反応生成物として提供できることが分かる。 In addition, as a ratio of cellulose to cellulose, the ratio of alkali / alkaline earth metal (A / C) can be reduced to 0.01 or less, and further to 0.006 or less. It can be seen that plant-based biomass suitable as a raw material for biofuel and also suitable as a raw material for obtaining a functional material derived from plants such as bamboo fiber can be provided as a reaction product.
籾殻のようにアルカリ・アルカリ土類金属の含有率の大きな原料については、この処理時間では大幅に低減できていないが、熱水の条件を変えたり、処理時間を延ばすことによりアルカリ・アルカリ土類金属の含有量をさらに低減できる可能性がある。稲藁についても同様であり、この実験では、アルカリ・アルカリ土類金属の含有率が10.4wt%まで低減できており、熱水の条件を変えたり、処理時間を延ばすことにより、クリンカーが燃焼の障害となりにくいと考えられている5wt%までアルカリ・アルカリ土類金属の含有率を低減できる可能性がある。 For raw materials with a high alkali / alkaline earth metal content, such as rice husks, this treatment time has not reduced significantly, but by changing the hot water conditions or extending the treatment time, alkali / alkaline earths There is a possibility that the metal content can be further reduced. The same is true for rice straw. In this experiment, the content of alkali / alkaline earth metal was reduced to 10.4 wt%, and the clinker burned by changing the hot water conditions or extending the treatment time. There is a possibility that the content of alkali / alkaline earth metal can be reduced to 5 wt%, which is considered to be hardly hindered.
また、稲藁については、対セルロース比としては、アルカリ・アルカリ土類金属の比率(A/C)を0.2以下、さらには、0.17以下に低減できており、熱水処理により、セルロースの含有率の高い生成物を提供できることが分かる。 As for rice straw, the ratio of alkali to alkaline earth metal (A / C) can be reduced to 0.2 or less, and further to 0.17 or less as the ratio of cellulose to cellulose. It can be seen that a product having a high cellulose content can be provided.
図7に、モウソウチクの可溶化物の収集率を示している。この図に示すように昇温、冷却を含む、計60分(6フラクション)処理を行うことにより、可溶化物の生成はほぼ終了しており、この時の累積可溶化物収率は、50.5wt%に達した。抽出容器内残渣(反応生成物)の収率は3回の実験結果の平均で45.3wt%であった。 FIG. 7 shows the collection rate of the solubilized product of Moso bamboo. As shown in this figure, by performing a total of 60 minutes (6 fractions) including heating and cooling, the production of the lysate was almost completed, and the cumulative lysate yield at this time was 50 It reached 5 wt%. The yield of the residue in the extraction container (reaction product) was 45.3 wt% on average of the results of three experiments.
図8に、乾燥残渣は、ひとまとめにしたのち、この残渣(反応生成物)中のアルカリ(Na、K)およびアルカリ土類(Mg、Fe)金属濃度を定量した結果を示している。アルカリおよびアルカリ土類金属濃度の測定にあたっては以下のように行った。前者は乾燥残渣約3gを50mlファルコンチューブにとり、50mLの1%塩酸を加え、振とう抽出(常温で3時間)後、ろ紙を用いてろ過した。また、後者については、残渣1gに硝酸と過塩素酸を加え、湿式灰化(300mlトールビーカーで、約200℃)した。硝酸と過塩素酸をとばし乾固させ1%塩酸で50mlファルコンチューブに溶かし入れ、同溶液で適宜フィルアップ後、ICP発光分析法(Thermo)により分析した。分析結果に示すように、原料中100mgあたりのNa、K、CaおよびMg濃度はそれぞれ3、566、15および48mgであったが、水熱処理残渣については1、1、2、および0mgにまで低下した。 FIG. 8 shows a result of quantifying the alkali (Na, K) and alkaline earth (Mg, Fe) metal concentrations in the residue (reaction product) after collecting the dry residues together. Measurement of alkali and alkaline earth metal concentrations was performed as follows. In the former, about 3 g of the dried residue was placed in a 50 ml Falcon tube, 50 mL of 1% hydrochloric acid was added, and the mixture was extracted by shaking (at room temperature for 3 hours) and then filtered using filter paper. As for the latter, nitric acid and perchloric acid were added to 1 g of the residue, and wet ashing was performed (about 200 ° C. in a 300 ml tall beaker). Nitric acid and perchloric acid were stripped to dryness, dissolved in 50 ml Falcon tube with 1% hydrochloric acid, filled up with the same solution as appropriate, and analyzed by ICP emission spectrometry (Thermo). As shown in the analysis results, the concentrations of Na, K, Ca and Mg per 100 mg in the raw materials were 3, 566, 15 and 48 mg, respectively, but the hydrothermal residue was reduced to 1, 1, 2 and 0 mg. did.
図9に、モウソウチクの反応生成物(水熱処理残渣)を600℃および800℃にて1時間炭化した生成物の収率および比表面積の値について示す。なお比較のために、未処理原料についても同様の実験を行い、その結果を図9に示している。収率については各条件において水熱処理残渣の方が低い値を示した。また比表面積については、炭化温度が高くなるにつれ増加したが、試料間の差はほとんど確認されなかった。しかしながら、上述したように、反応生成物からはヘミセルロースが完全に溶出しており、炭の特性については異なる可能性があり、検証中である。 FIG. 9 shows the yield and specific surface area values of a product obtained by carbonizing a reaction product (hydrothermal treatment residue) of Moso bamboo at 600 ° C. and 800 ° C. for 1 hour. For comparison, the same experiment was performed for untreated raw materials, and the results are shown in FIG. Regarding the yield, the hydrothermal residue was lower in each condition. The specific surface area increased as the carbonization temperature increased, but almost no difference was observed between the samples. However, as described above, hemicellulose is completely eluted from the reaction product, and there is a possibility that the charcoal properties may be different, which is being verified.
植物性バイオマスにおいては、原料の含水率が高く、半炭化法のような気相条件下の熱化学的反応では、原料に含まれる多量の水分の蒸発潜熱により、エネルギー収支の観点から問題となっていた。他方、高温高圧でかつ液体状態の水の下で行われる水熱処理は、反応が液相中で行われるため乾燥工程を必要とせず、一般的にウエットなものが多い植物系バイオマスを原料として反応を行う場合、エネルギー的に有効であるとされている。上述した加圧熱水処理法においては、ヘミセルロースは原料によらず全量可溶化し、さらにアルカリ・アルカリ土類金属も溶出して減少することが分かった。一方、セルロースは大部分が可溶化せず残渣である反応生成物中に回収されたため、その濃度は原料と比較し、1.7〜2.0に増加できることが分かった。このことは、セルロースの利用にとって非常に有益であると考えられる。また、リグニンの可溶化率については、原料によって大きく異なるが、反応生成物に十分な割合で残ることが分かった。 In plant biomass, the moisture content of the raw material is high, and the thermochemical reaction under gas phase conditions such as the semi-carbonization method is problematic from the viewpoint of energy balance due to the latent heat of evaporation of a large amount of water contained in the raw material. It was. On the other hand, hydrothermal treatment performed under high-temperature and high-pressure and liquid water does not require a drying process because the reaction is performed in the liquid phase, and generally uses plant biomass, which is often wet, as a raw material. Is considered energetically effective. In the pressurized hot water treatment method described above, it was found that hemicellulose was solubilized in its entirety regardless of the raw material, and further, alkaline and alkaline earth metals were eluted and decreased. On the other hand, since most of the cellulose was not solubilized and was recovered in the reaction product as a residue, it was found that the concentration could be increased to 1.7 to 2.0 compared to the raw material. This is considered very beneficial for cellulose utilization. Further, it was found that the lignin solubilization rate largely varies depending on the raw material, but remains in the reaction product at a sufficient ratio.
可溶化物については、キシロースやキシロオリゴ糖を中心としたヘミセルロースキシラン由来の低分子化物であり、各種機能性食品や化学原料としての利用の可能性が示唆された。 The solubilized product is a low molecular weight product derived from hemicellulose xylan centering on xylose and xylooligosaccharide, suggesting the possibility of use as various functional foods and chemical raw materials.
10 水熱処理装置、 11 純水タンク、 12 高圧ポンプ
14 熱交換器、 16 管型抽出容器、 18 冷却器、 20 背圧弁
DESCRIPTION OF
Claims (10)
粉末状の前記植物系バイオマスを150〜400℃の反応温度の熱水と接触させてヘミセルロース、セルロースおよびリグニンの少なくともいずれかを分離、分解または炭化させた反応生成物におけるアルカリおよびアルカリ土類金属を低減する熱水処理を有する方法。 A method for modifying plant biomass,
The alkali and alkaline earth metal in the reaction product obtained by contacting the powdery plant biomass with hot water having a reaction temperature of 150 to 400 ° C. to separate, decompose, or carbonize at least one of hemicellulose, cellulose, and lignin. A method having reduced hydrothermal treatment.
前記熱水は、少なくとも前記反応温度における飽和蒸気圧に加圧された液体状態である、方法。 In claim 1,
The method, wherein the hot water is in a liquid state pressurized to at least a saturated vapor pressure at the reaction temperature.
前記熱水処理は、回分式、半回分式および連続式のいずれかであって、前記反応生成物を前記熱水から分離する固液分離を、前記反応温度で行うことを含む、方法。 In claim 1 or 2,
The hot water treatment is any one of batch, semi-batch, and continuous, and includes performing solid-liquid separation for separating the reaction product from the hot water at the reaction temperature.
前記植物系バイオマスは木質系バイオマス、農産廃棄物系バイオマスおよび竹の少なくともいずれかを含む、方法。 In any of claims 1 to 3,
The plant biomass includes at least one of woody biomass, agricultural waste biomass, and bamboo.
前記粉末状の植物系バイオマスの長さの最大は5mmである、方法。 In any of claims 1 to 4,
The maximum length of the powdery plant biomass is 5 mm.
燃焼用の植物系バイオマスを、請求項1ないし5のいずれかに記載の改質方法により改質し、前記反応生成物を燃料とすることを含む、方法。 A method for producing a plant fuel,
A method comprising reforming plant biomass for combustion by the reforming method according to any one of claims 1 to 5, and using the reaction product as a fuel.
炭化用の植物系バイオマスを、請求項1ないし5のいずれかに記載の改質方法により改質することと、
前記反応生成物を、不活性ガス下500〜900℃にて炭化することとを含む、方法。 A method for producing carbide, comprising:
Reforming the plant biomass for carbonization by the reforming method according to any one of claims 1 to 5,
Carbonizing the reaction product at 500-900 ° C. under an inert gas.
アルカリおよびアルカリ土類金属の最大含有率が5%以下である植物系燃料。 A plant fuel,
A plant fuel having a maximum content of alkali and alkaline earth metal of 5% or less.
前記植物系燃料は竹を原料としたものであり、アルカリおよびアルカリ土類金属の最大含有率が0.5%である植物系燃料。 In claim 8,
The plant fuel is made from bamboo and has a maximum content of alkali and alkaline earth metal of 0.5%.
アルカリおよびアルカリ土類金属の合計の最大含有率が0.5%である炭化物原料。 A carbide raw material made from bamboo,
A carbide raw material having a total maximum content of alkali and alkaline earth metal of 0.5%.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020183494A (en) * | 2019-05-09 | 2020-11-12 | 株式会社神戸製鋼所 | Method for producing biomass solid fuel |
JP7063511B1 (en) | 2021-10-25 | 2022-05-09 | サステイナブルエネルギー開発株式会社 | Semi-carbonization equipment, sub-critical water treatment unit and semi-carbonized product manufacturing method |
JP2022071085A (en) * | 2017-03-31 | 2022-05-13 | Ube株式会社 | Biomass solid fuel and method for producing the same |
WO2022231014A1 (en) * | 2021-08-13 | 2022-11-03 | アキシオン株式会社 | Biomass energy conversion system and biomass energy conversion method |
WO2023063287A1 (en) * | 2021-10-12 | 2023-04-20 | G-8 International Trading株式会社 | Method and apparatus for producing useful substance |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010123141A1 (en) * | 2009-04-22 | 2010-10-28 | Jfeスチール株式会社 | Method for washing biomass, method for producing biomass charcoal and method for operating vertical furnace |
JP2011523349A (en) * | 2008-04-02 | 2011-08-11 | イルヴェスニーミ ハンヌ | Biomass processing method |
JP2013063395A (en) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Treatment method of harmful substance |
WO2013076789A1 (en) * | 2011-11-21 | 2013-05-30 | 三菱重工メカトロシステムズ株式会社 | Sugar solution manufacturing apparatus, fermentation system, sugar solution manufacturing method, and fermentation method |
WO2014132409A1 (en) * | 2013-02-28 | 2014-09-04 | 三菱重工メカトロシステムズ株式会社 | Biomass treatment system, saccharide solution producing process using biomass as raw material, and organic raw material producing process |
JP2015131919A (en) * | 2014-01-15 | 2015-07-23 | 王子ホールディングス株式会社 | Fuel composition |
JP2016125030A (en) * | 2015-01-08 | 2016-07-11 | 株式会社日立製作所 | Plant biofuel improving method, system and producing method |
-
2017
- 2017-01-10 JP JP2017001878A patent/JP6860195B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011523349A (en) * | 2008-04-02 | 2011-08-11 | イルヴェスニーミ ハンヌ | Biomass processing method |
WO2010123141A1 (en) * | 2009-04-22 | 2010-10-28 | Jfeスチール株式会社 | Method for washing biomass, method for producing biomass charcoal and method for operating vertical furnace |
JP2013063395A (en) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Treatment method of harmful substance |
WO2013076789A1 (en) * | 2011-11-21 | 2013-05-30 | 三菱重工メカトロシステムズ株式会社 | Sugar solution manufacturing apparatus, fermentation system, sugar solution manufacturing method, and fermentation method |
WO2014132409A1 (en) * | 2013-02-28 | 2014-09-04 | 三菱重工メカトロシステムズ株式会社 | Biomass treatment system, saccharide solution producing process using biomass as raw material, and organic raw material producing process |
JP2015131919A (en) * | 2014-01-15 | 2015-07-23 | 王子ホールディングス株式会社 | Fuel composition |
JP2016125030A (en) * | 2015-01-08 | 2016-07-11 | 株式会社日立製作所 | Plant biofuel improving method, system and producing method |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022071085A (en) * | 2017-03-31 | 2022-05-13 | Ube株式会社 | Biomass solid fuel and method for producing the same |
JP2022071084A (en) * | 2017-03-31 | 2022-05-13 | Ube株式会社 | Biomass solid fuel and method for producing the same |
JP7252388B2 (en) | 2017-03-31 | 2023-04-04 | Ube三菱セメント株式会社 | Biomass solid fuel and its production method |
JP7252389B2 (en) | 2017-03-31 | 2023-04-04 | Ube三菱セメント株式会社 | Biomass solid fuel and its production method |
JP2020183494A (en) * | 2019-05-09 | 2020-11-12 | 株式会社神戸製鋼所 | Method for producing biomass solid fuel |
WO2022231014A1 (en) * | 2021-08-13 | 2022-11-03 | アキシオン株式会社 | Biomass energy conversion system and biomass energy conversion method |
WO2023063287A1 (en) * | 2021-10-12 | 2023-04-20 | G-8 International Trading株式会社 | Method and apparatus for producing useful substance |
JP7063511B1 (en) | 2021-10-25 | 2022-05-09 | サステイナブルエネルギー開発株式会社 | Semi-carbonization equipment, sub-critical water treatment unit and semi-carbonized product manufacturing method |
JP2023063733A (en) * | 2021-10-25 | 2023-05-10 | サステイナブルエネルギー開発株式会社 | Torrefaction device, subcritical water treatment unit, and method of producing torrefaction product |
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