[發(fā)明專利]用濕生物質(zhì)生產(chǎn)燃料的方法、裝置及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510303623.0
• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN104974811A
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 漢斯·沃納
• 申請（專利權(quán)）人: 漢斯·沃納
• 主分類號: C10L5/44
• 分類號: C10L5/44
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 張啟程

本申請系申請人的發(fā)明名稱為“用濕生物質(zhì)生產(chǎn)燃料的方法、裝置及其應(yīng)用”的母案的分案申請。母案在中國的申請?zhí)枮?00980115926.2，申請日為2009年4月30日。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用所有類型的濕生物質(zhì)生產(chǎn)壓制成型的燃料的一種方法、一種裝置以及這種裝置的應(yīng)用，所述濕物質(zhì)例如有：農(nóng)產(chǎn)品、林產(chǎn)品和園藝產(chǎn)品，包括垃圾，例如割下的碎草、園藝或廚房垃圾、工業(yè)加工生物質(zhì)產(chǎn)生的垃圾，例如食品加工、造紙等產(chǎn)生的垃圾。

背景技術(shù)

例如WO?2004/067685A?1就公開了此類方法和執(zhí)行這些方法的裝置。

這些方法包括例如在生產(chǎn)壓制成型的燃料的最終壓制成型過程之前進(jìn)行烘干、在烘干之前進(jìn)行壓榨以減少水分、在壓榨之前進(jìn)行第一次粉碎，從而提高隨后的壓榨效率，即盡可能減少濕生物質(zhì)的含水量。

按照這些方法所需來建造用來執(zhí)行這些方法的裝置。

與作為燃料使用的常見干生物質(zhì)或盡可能干的生物質(zhì)(如木材)或者與已經(jīng)在場地上預(yù)先干燥的生物質(zhì)(如草料)相比，濕生物質(zhì)在將其加工成燃料方面具有不同的優(yōu)點(diǎn)。一方面處處均有大量的濕生物質(zhì)產(chǎn)生，經(jīng)常不會有人想到有其它用途，因此要對其進(jìn)行回收，如果不將其加工成燃料，或者甚至不采取能源利用措施就將其就地廢棄，就必須將其例如堆積起來。

與經(jīng)過預(yù)先干燥的生物質(zhì)相比，經(jīng)過濕加工的生物質(zhì)有助于避免質(zhì)量損失，譬如在場地晾曬過程中因種子脫落而產(chǎn)生的質(zhì)量損失。

但主要是在自然蒸發(fā)干燥過程中，生物質(zhì)中所含的、會加速腐蝕燃燒設(shè)備(例如氯)或者對燃燒材料的灰渣特性有不利影響的對燃燒技術(shù)有害的物質(zhì)會留在生物質(zhì)之中，這會降低其作為燃料的價值。如果按照已知方法在加熱干燥之前對濕生物質(zhì)進(jìn)行壓榨，去除其中所含的水與大部分有害物質(zhì)，就能在很大程?度上避免上述缺點(diǎn)。

上述方法盡管有諸如此類的優(yōu)點(diǎn)，但自然也有其缺點(diǎn)。主要是能耗相當(dāng)高，因此所生產(chǎn)的燃料的能量收支很不劃算。主要原因在于：壓榨新鮮的生物質(zhì)(通常是較硬的草)需要很大的力，并且除濕效果不夠充分，必須以特別高的耗能的方式進(jìn)行加熱干燥，才能從壓榨后的材料中去除極大部分水分。這同時意味著只能有限去除生物質(zhì)中對燃燒技術(shù)有害的物質(zhì)，因?yàn)檫@些物質(zhì)大部分溶于水，因此熱干燥并不能使其減少。

此外，壓榨生物質(zhì)需要很大的作用力，這會使得機(jī)器嚴(yán)重磨損，如果生物質(zhì)夾雜了很多增強(qiáng)磨損的物料，如砂子、無機(jī)垃圾等等，主要是例如農(nóng)用或公用交通道路旁割下的碎草，則機(jī)器磨損程度更大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，對用濕原料生產(chǎn)壓制成型生物質(zhì)燃料的已知方法以及執(zhí)行這些方法的裝置進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到更好的燃燒熱值、改善所制成的燃料的燃料特性，同時減少能耗(尤其是減少加熱干燥所需的能量)、使生產(chǎn)設(shè)備的負(fù)荷盡可能小。

采用具有按照本發(fā)明的方法以及按照本發(fā)明的裝置，即可實(shí)現(xiàn)這一目的。

按照第一種實(shí)施方式所述，對生物質(zhì)進(jìn)行機(jī)械脫水之前，首先對其進(jìn)行超細(xì)粉碎，將其適當(dāng)磨碎、過篩、搗成糊狀或進(jìn)行類似處理，從而產(chǎn)生優(yōu)選濃稠至稀薄的均質(zhì)糊狀物。可以在一道或多道工序中進(jìn)行粉碎。

該狀態(tài)首先有利于更好地對生物質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步加工處理，可以泵送生物質(zhì)(添加或不添加其它液體)，在處理工藝過程中更加易于輸送給其它加工工序。

同時還可以改變或者盡可能破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使得細(xì)胞液流出，甚至可在每次機(jī)械脫水之前將其分離出來(沉淀，預(yù)脫水)。

尤其是破碎的細(xì)胞結(jié)構(gòu)使得隨后進(jìn)行的機(jī)械脫水作業(yè)變得十分容易。不僅有助于大大減小壓榨所需的機(jī)械力，而且機(jī)械除濕效果更加明顯。甚至可以使用那些對于粉碎得較粗的生物質(zhì)沒有作用的機(jī)械脫水方法，例如可使用壓濾機(jī)、帶式壓榨機(jī)、潷析機(jī)或離心機(jī)。

如果使用螺旋壓榨機(jī)、壓濾機(jī)或離心機(jī)進(jìn)行脫水，則可以減少殘余水分，例如按照已知方法進(jìn)行機(jī)械脫水后的草的殘余水分為64～70％，若為超細(xì)粉碎后的物質(zhì)，則可將殘余水分減少到30～55％，甚至可減少到30～45％。

此外，超細(xì)粉碎法可以破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，并且能增大生物質(zhì)粒子的表面積，因此隨后能夠非常有效地干燥生物質(zhì)。