[发明专利]固体生物质燃料的生产方法

说明书

本发明涉及一种生产固体生物质燃料的方法，以及由所述方法生产的固体生物质燃料。该方法包括以下步骤：(i)粉碎一种或多种生物质源，以得到平均粒径为1000μm至6000μm的生物质粉末；(ii)使所述生物质粉末成型以得到生物质成型产品；(iii)将所述生物质成型产品加热0.25至5小时到160℃至420℃的温度，以得到固体生物质燃料；其中所述一种或多种生物质源包括(i)豆科的物种，(ii)稻草、稻壳和椰子壳的混合物，或(iii)马占相思、楹树和橡胶树的混合物。另外，本发明还涉及一种燃烧方法，其包括燃烧所述固体生物质燃料以产生能量。

技术领域

本发明涉及一种生产固体生物质燃料的方法，以及由所述方法生产的固体生物质燃料。另外，本发明涉及一种燃烧方法，其包括燃烧所述固体生物质燃料以产生能量。

背景技术

燃煤发电被全世界的发电厂和工业过程所使用。煤炭和其他化石燃料是不可再生的能源。在过去的几十年中，已经有人呼吁减少燃煤电站中的煤炭消耗，并呼吁使用可再生能源来发电。

衍生自生物质的燃料是一种可用于替代或至少部分替代煤的可再生能源。在燃烧过程中，由生物质衍生的燃料可以在发电厂的氧气存在下燃烧，以产生能量。生物质燃料可以在最初设计用于燃煤的传统发电厂中燃烧，或者生物质燃料可以在专门用于生物质燃烧的发电厂中燃烧。某些形式的生物质可以与煤混合并在发电厂内以相同的燃烧过程燃烧。这种过程称为生物质的煤共烧。为了适合与煤共烧，生物质燃料通常必须具有某些特性，例如一定水平的质量和均质性。例如，在共烧过程中特别期望由均一尺寸、密度、水分含量等的颗粒组成的生物质燃料。生物质燃料包含低含量的灰分也是期望的。生物质燃料中的灰分含量通常高于煤炭中的灰分含量。

已知各种方法可以从生物质源生产固体生物质燃料。WO2014/087949公开了一种用于生产固体生物质燃料的方法，其中使生物质源蒸汽爆炸然后成型为生物质块，再加热得到生物质燃料。该方法的目的是生产在储存期间具有足够的可操作性并且在储存期间具有更低的排放水化学需氧量(COD)的生物质燃料。该过程中使用的生物质源是棕榈仁壳。

WO2016/056608以WO2014/087949的教导为基础，并且公开了一种制造固体生物质燃料的方法，其中不需要蒸汽爆炸步骤来生产燃料。该方法包括成型步骤，将生物质源压碎，成型为生物质块，再将生物质块进行加热。用于所述过程的生物质源是树木，例如道格拉斯冷杉、铁杉、雪松、柏树、欧洲赤松、杏仁老树、杏仁壳、合金欢木质部、合金欢树皮、核桃壳、西谷椰子、棕榈空果串、柳桉木和橡胶。

WO2017/175733公开了一种包括成型步骤的类似方法，其中，将生物质源压碎，成型为生物质块，再将生物质块进行加热。WO2017/175733的方法旨在提供生物质燃料，该生物质燃料在暴露于雨水时表现出低的降解性并具有更低的排放水COD。该方法中使用的生物质源选自橡胶树、合金欢、柳桉木、桉树、柚木以及落叶松、云杉和桦树的混合物。

WO2019/069849旨在提供一种易于运输和存储并且在存储期间耐自燃的生物质燃料。生物质燃料通过包括成型步骤的方法来制备，在该成型步骤中，将生物质源压碎，成型为生物质块，再将生物质块进行加热。用于生产燃料的生物质源选自橡胶树、合金欢树、辐射松，落叶松、云杉和桦树的混合物；以及云杉、松树和冷杉。

WO2019/069860公开了一种用于生产固体生物质燃料的设备。该设备包括碳化炉，用于碳化生物质成型产品以获得固体生物质燃料。该设备还包括产量计算单元、温度测量单元和控制单元。控制单元基于生物质燃料的自燃特性控制施加到碳化炉的热量。通过将生物质源粉碎成粒料，然后使所述粒料成型，得到生物质成型产品。生物质源选自橡胶树、合金欢、龙脑香、辐射松，落叶松、云杉和桦树的混合物或云杉、松树和冷杉的混合物。