[发明专利]生物量固态物及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物量固态物及其制造方法，更详细地说，涉及也可以作为煤焦的代替燃料及作为原材料利用的生物量固态物及其制造方法。

再者，本发明中的所谓最高压缩强度(MPa)，表示基于木材的压缩试验法(JISZ2111)的标准的硬度程度。

背景技术

近年来，地球环境问题正变得越来越深刻，根据在先前的气候变动框架条约第3次缔约国会议(COP3)采纳的京都议定书的温室效应气体的削减及将来预测的化石燃料的枯竭，确保一次能量资源及清洁且可再生的能源的开发正成为急迫任务。

作为上述问题的解决对策，现在生物量正引人注目。

但是，未加工的生物量，因为原材料内部的空隙率非常高，所以是膨松的，输送效率非常差，而且也有发热量少这样的问题，因此希望开发向附加值高的物质转换的技术。

另一方面，由于最近中国急速的钢铁需要，煤焦的成本急速上升，显著地压迫了日本的铸件或者钢铁制造厂的经营。这起因于煤焦的国内生产缺乏，大部分依赖于中国生产。

鉴于这种实际情况，在铸件制造或炼铁中，迫切希望开发以能够代替煤焦的数％～数十％程度的生物量作为原料的高硬度固体燃料，在削减燃料成本的同时，利用生物量的碳中性(carbon-neutral)性质削减温室效应气体。

另外，当代替煤焦时，不降低粗金属锭的品质也是重要的。

作为用于热利用生物量的技术，除了以往众所周知的炭化物的烧成以外，可举出颗粒制造技术(例如参照下述专利文献1)、复合材(オガライト)制造技术(例如参照下述专利文献2)。

颗粒或复合材是利用蒸发过程(100℃)使木质内部所含的自由水脱水，提高输送性和燃烧性的压实燃料。

另外，最近分别公布了：为了效率良好地得到炭化物而将原料细片化并炭化的制造技术(例如参照下述专利文献3)、以高能收率制造容积能量密度和重量能量密度比木炭高的固体燃料的技术(例如参照下述专利文献4)、用于更提高木质生物量的能量输送特性的半炭化压实燃料(Bio-Carbonized-Densified-Fuel)(以下，称为BCDF)制造技术(例如参照下述专利文献5)。

BCDF是除了使木质内部所含的自由水脱水外，还使纤维素等所含的化学的结合水的一部分脱水，进一步改善输送性和燃烧性的压实燃料。

利用上述专利文献1至5的公开技术的固体燃料都是将焦点放在为了将木质生物量作为热源而利用的热能收率的提高上。

但是，由这些现有技术产生的木质系生物量固体燃料，与煤焦相比，还难以说具有足够的发热量，再有关于硬度性能也不充分，因此在铸件制造或炼铁中，当和煤焦混烧时，无法承受炉内环境，而发生破坏/燃烧，难以发挥作为代替煤焦的功能。

另外，在生物量中，存在与木质系生物量相比，水分量多、空隙大等，不太适合作为固体燃料利用，在未利用的状态下处理的生物量，例如草木系生物量(草、向日葵等)或食品废弃物系生物量(豆腐渣、稻壳等)，正在探索用于有效利用这样的生物量的技术。

专利文献1：特开昭52-101202号公报

专利文献2：实公平8-8085号公报

专利文献3：特开2004-43517号公报

专利文献4：特开2003-213273号公报

专利文献5：特开2003-206490号公报

发明内容

本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于，提供一种也可作为煤焦的代替燃料和作为材料原料利用的生物量固态物及其制造方法。

技术方案1记载的发明涉及生物量固态物，其特征在于，由一边加热起因于光合成的生物量原料一边进行加压成形而形成的半炭化前或者半炭化固态物构成，最高压缩强度是60～200MPa，发热量是18～23MJ/kg。

技术方案2记载的发明，根据技术方案1记载的生物量固态物，其特征在于，所述半炭化前或者半炭化固态物的表观比重是1.2～1.38。

技术方案3记载的发明，根据技术方案1记载的生物量固态物，其特征在于，由再次一边加热所述半炭化前或者半炭化固态物一边加压成形而形成的炭化物构成。

技术方案4记载的发明涉及生物量固态物，其特征在于，由一边加热在起因于光合成的生物量原料中添加金属粒子的物质一边加压成形而形成的半炭化前或者半炭化固态物构成。