用于颗粒生产的蒸汽裂解的生物质和木质素的混合物制造技术

本发明专利技术涉及一种生物质开采方法，其包括用于生产粒状可燃产物的蒸汽裂化步骤，其特征在于，所述方法包括在所述粒化步骤之前将由生物质的蒸汽裂化产生的中间粉状产物与具有高木质素含量的粉状材料混合的步骤。质素含量的粉状材料混合的步骤。质素含量的粉状材料混合的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于颗粒生产的蒸汽裂解的生物质和木质素的混合物
[0001]本专利技术涉及木质纤维素生物质的开发领域，特别是用于生产具有高热值的“黑色丸粒”类型的燃料。


[0002]将木质纤维素生物质(木材、农业废物、农业和农用工业的联产品)转化成能量密集的、可运输的且可容易储存的化合物，这将使得有可能开发和巩固固定的能量工业部门(与生物燃料油相比，在家庭中在固定点处使用的生物燃料)，并且减少环境影响(CO2化石排放，使用生物质而没有肥料或植物病害控制剂(phytosanitaries))。
[0003]黑色丸粒是耐湿气降解的圆柱体，长1至3cm，并且具有良好的机械耐受性，允许类似于碳的储存和处理。其燃烧几乎不产生灰分，具有接近18至20焦耳/克干材料的低热值(LCV)。
[0004]黑色丸粒由木质纤维素生物质生产，所述木质纤维素生物质经历热处理，随后急剧减压，这使得可以提供当成形用于生产丸粒或压块时防水的材料。实际上，第一材料暴露于蒸汽，其释放较细的颗粒，允许材料在聚集或模制阶段期间表现出显著的内聚力。

技术介绍

[0005]欧洲专利EP 2373767B1从现有技术中已知，其描述了一种用于由含木质素的材料生产黑色丸粒的不连续方法。
[0006]该方法包括以下步骤：
[0007](a)使相对湿度含量为0至20重量％的含木质素的材料进入反应器；
[0008](b)通过向所述反应器中注入蒸汽将所述含木质素的材料加热到180至235℃；
[0009](c)将反应器中的材料保持在所述温度下达1至12分钟，以便软化材料并释放木质素；
[0010](d)在至少一个步骤中降低反应器中的压力；并且
[0011](e)使处理过的材料成形以形成片材或压块。
[0012]含木质素的材料是木质纤维素材料，包括木材、竹子、甘蔗渣、秸秆或禾草的材料，呈长度为25mm的刨花的形式。反应器的最终压力降低通过蒸汽爆炸突然发生，使得材料脱纤维。
[0013]国际专利WO2019/054913A1公开了一种用于生产纸浆的方法，其允许由木材生产燃料片材或压块。该方法包括在粒化之前使用蒸汽在高压和高温下连续热处理树皮。热处理可以在5至30巴或优选15至25巴的压力下进行，并且可以在150至240℃的温度下进行。其可以在小于25分钟或更优选小于15分钟内进行。
[0014]美国专利US2015/361367A1还描述了一种用于由生物质生产丸粒的方法，所述生物质由源自包括蒸汽裂化步骤的富集子系统的未转化的生物质和源自粒化子系统的转化的生物质形成。
[0015]最后，美国专利US2018/334630A1涉及一种用于由未加工的生物质生产工程土壤
的方法。该方法包括使用蒸汽富集材料的步骤，和然后蒸汽裂化的步骤。
[0016]现有技术的缺点
[0017]用于生产黑色丸粒的现有技术的方案是有前景的。然而，它们具有局限，特别是单位体积丸粒提供的能量，对于相同的体积或重量，该能量虽然大于棒状或白色丸粒形式的生物质的能量，但仍比碳的能量小30％至40％。
[0018]此外，通过混合来自不同方法步骤的生物质，或甚至在蒸汽裂化步骤之后不是源自经处理的生物质的木质素，可以由现有技术获知木质素富集。

技术实现思路

[0019]为了克服这些缺点，根据其最一般的意义，本专利技术涉及一种用于生物质开采的方法，其包括蒸汽裂化步骤以产生粒状燃料产物，其特征在于，该方法包括在所述粒化步骤之前将源自生物质的蒸汽裂化的中间粉状产物和具有高木质素含量的粉状材料混合的步骤。
[0020]该生物质开采方法有利地包括蒸汽裂化步骤以产生中间粉状产物，所述方法的特征在于其包括：
[0021]‑
源自蒸汽裂解的所述中间产物的第一化学或生物化学处理，以便一方面产生化学或生物化学化合物，另一方面产生木质素；
[0022]‑
通过将所述中间产物与至少部分通过第一处理获得的木质素混合的第二处理；
[0023]‑
用于在第二处理结束时将混合物粒化的粒化步骤。
[0024]因此，本专利技术涉及用于生物质开采的方法，所述方法包括蒸汽裂化步骤以产生粒状燃料产物，所述方法包括在所述粒化步骤之前将源自生物质的蒸汽裂化的中间粉状产物和具有高木质素含量的粉状材料混合的步骤，其特征在于，所述方法包括蒸汽裂化步骤以产生中间粉状产物，并且所述方法包括：
[0025]‑
蒸汽裂化步骤，以生产蒸汽裂化的生物质，至少50重量％的所述蒸汽裂化的生物质与通过化学或生物化学处理所述蒸汽裂化的生物质的残余部分获得的木质部分混合，
[0026]‑
粒化步骤，用于将所述混合物粒化。
[0027]本专利技术的优选实施方式在于在第一次处理之前使用源自蒸汽裂化的木质素。
[0028]该方案在于利用生物质中天然存在占其质量20％至30％的联产品，即木质素，其具有比初始生物质高出超过50％的单位热值以及多种疏水性和内聚性质，以便在不向生物质中添加额外的能量成分的情况下使黑色丸粒富集。
[0029]在本专利技术的含义内，“具有高木质素含量的材料”是指含有至少50％木质素的材料。
[0030]该方法有利地包括在所述粒化步骤之前将蒸汽裂化的木质素材料与源自第二处理的具有高木质素含量的材料混合的步骤。
[0031]根据一个实施方式，所述具有高木质素含量的材料是固体联产品，其含量大于生物质中所含的木质素的水平。这种材料可以例如具有比初始生物质的热值大至少10％的热值。
[0032]根据一个具体的实施方式，所述高含量材料是造纸工业中黑液处理的木质素联产品。
[0033]优选地，将2％至30％的具有高木质素含量的材料与额外量的蒸汽裂化的生物质
混合。
[0034]因此，本专利技术的粒状燃料产物具有由于木质素富集而增加的热值，通过改变木质素结构的蒸汽裂化实现两种类型的粉状产物之间的内聚。
[0035]本专利技术还涉及用于生物质开采的装置，其由蒸汽裂化器、粒化站和转化站形成，所述转化站用于转化一些所述蒸汽裂化产物以生产木质素，其特征在于，所述装置包括进给装置，所述进给装置用于将一些所述蒸汽裂化产物和由所述转化站生产的至少一些所述木质素进给至所述粒化站。
具体实施方式
[0036]通过参考附图阅读以下对本专利技术的非限制性实施方式的详细描述，将更清楚地理解本专利技术，在附图中：
[0037]‑
图1是本专利技术的示意图。
[0038]本专利技术的基本原理
[0039]图1是用于实施本专利技术的装置的流程图。
[0040]其实施了一种用于由含有木质素的生物质生产片材或压块(也称为“黑色丸粒”)的方法，该方法包括以下步骤：
[0041](a)在设备(10)中预处理生物质(1)，所述设备(10)用于进行几立方厘米的颗粒的还原，并且任选地进行部分干燥，以实现粉尘、锯屑、刨花、碎片、纤维素刨花、薄片、切边或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于生物质开采的方法，所述方法包括蒸汽裂化步骤以产生粒状燃料产物，所述方法包括在所述粒化步骤之前将源自生物质的蒸汽裂化的中间粉状产物和具有高木质素含量的粉状材料混合的步骤，其特征在于，所述方法包括蒸汽裂化步骤以产生中间粉状产物，并且所述方法包括：
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蒸汽裂化步骤，以生产蒸汽裂化的生物质，至少50重量％的所述蒸汽裂化的生物质与通过化学或生物化学处理所述蒸汽裂化的生物质的残余部分获得的木质部分混合，
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粒化步骤，用于将所述混合物粒化。2.用于制备具有大于初始生物质的10％的单位热值的丸粒的方法，其包括通过蒸汽裂化制备粉末的步骤，然后是粒化步骤，其特征在于，所述方法包括在所述粒化步骤之前将蒸汽裂化的粉状材料与源自第二处理的含有至少5...

【专利技术属性】
技术研发人员：JB，
申请(专利权)人：欧洲生物质能公司，
类型：发明
国别省市：