[发明专利]通过热解聚不可逆地干燥木质纤维素生物质的连续方法

说明书

本发明涉及在可再生能源背景下加工生物质用以回收的技术领域。

在21世纪起始的当今，可持续发展似乎是保护地球并修复20世纪后半叶过度开发所致损害的唯一可能途径。这就是目前广泛研究生物质能量转化的原因，所述研究是为了尽快发现用可再生能源替代化石燃料的方法，从而降低我们对煤和石油产品的依赖，并因而降低我们在发电、生产水泥、石灰或甚至炼钢以及更广泛的方面时的二氧化碳排放，从而实现可持续发展。

在这些解决方法中，已经进行了生物质能量转化的研究。

本申请人参与了该研究的努力并特别地已开发出用于再循环经处理木材、蒸馏固体有机产物、生成高碳含量的无机植物性碳以及产生碳粉末的多种方法。这些不同的研究和开发特别地得到了如下专利：FR 2734741、PCT FR 2006/050471、WO 2008/116993和WO 2007/006990。

这些不同的方法产生了非常令人满意的实验和操作，并提供对起初的上述问题的回应，特别是为设计产品(特别是燃料产品)对一些有机固体进行的能量转化。

更具体而言，在专利PCT WO 2007/000548中，蒸馏法旨在对有机固体进行再循环以生产几乎无其他物质的基于碳的二次原材料，所述原材料并非设计用于燃烧。该基于碳的二次原材料旨在用于生产其他产品。所述二次原材料不含有机成分，所有有机成分均被去除，由于蒸发其也不含任何水。因而获得的基于碳的二次产物可再循环并用作生产其他产品的成分。

在本申请人的研究中，本申请人的方法是设计并获得可燃烧的终产物，其不含水成分但保留它们的全部有机物质，从而通过排除发酵的问题、发酵产物的出现(如真菌和霉菌)，并且排除产品储存过程中的气候环境问题进一步提高产品的质量。

这就是为何Thermya设计并开发了利用不可食用的生物质生产有效提供能量的(energy-efficient)燃料的方法，所述燃料稳定、干燥且疏水，可长期存放而无生物降解风险。而且，该加热过程使粉碎和压缩生物质更加容易，同时增加了其燃烧品质。

本申请人采用该新方法提供的技术方案满足了这些目标，并且通过实施本发明方法获得的产物为不可逆干燥的状态，这使它们可在最佳燃烧条件下使用而不受外界的限制。

根据本发明的第一特征，采用非食物生物质生产燃料的方法特征在于：将木质纤维素生物质放入干燥塔，并且生物质分阶段(in phases)通过三个连续区域从所述塔的顶部移动到底部，所述三个区域用以干燥、然后蒸馏以及最后热解聚，后者在低于250℃的温度下进行，以确保半纤维素的分解和降解，修饰木质纤维素生物质的细胞壁结构以及抑制半纤维素吸收水分的能力并从生物质中去除水，并且随着挥发性有机化合物的蒸发转化部分有机物质，其特征还在于按照连续过程实施热处理，其采用在干燥和热解聚塔中对流运行的两种流，第一种为从底部向上移动的气流，另一种为从顶部向下移动的由生物质而来的固体物质流，其特征还在于热解聚区域位于所述干燥塔的底部或在位于塔中的下部格网之上，其特征还在于解聚过程通过完全去除水而导致生物质分子结构的改变，所得的产物为干燥且疏水的不可逆结构状态，并且产物的结构和组成不能被修饰。

通过以下描述将更好地理解这些和其他特征。

在附图中只以示例的方式描述了本发明的目的：

图1是根据本发明方法用于非食物生物质的不可逆干燥塔的示意图。

图2为实施该方法的安装示意图。

为了使本发明更容易理解，只以示例方式参照附图给出以下描述。

本申请人设计并开发了用不可食用的生物质生产可有效提供能量的燃料的方法，所述燃料稳定、干燥且疏水，可长期存放而无生物降解风险。本发明的方法还使粉碎和压缩生物质更加容易，同时增加其燃烧品质。

本发明方法的目的是采用热解聚通过干燥连续地处理非食物生物质，使生物质结构具有不可逆性，使得所得产物具有如下特征，即处于干燥、疏水状态以使其可以长期储存而没有在自然环境中或由于霉菌的存在而生物降解的风险。也就是说，本发明的方法通过将水全部去除而改变生物质的分子结构并通过解聚和轻度挥发(devolatilisation)削弱了细胞壁的结构。获得的产物处于不可逆状态并且它们的结构和组成此后无法被修饰。