RS65654B1

RS65654B1 - Postupak za proizvodnju aglomerata od toka biomase

Info

Publication number: RS65654B1
Application number: RS20240600A
Authority: RS
Inventors: John Webster
Original assignee: Pelleton Global Renewables Ltd
Priority date: 2017-03-28
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2024-07-31
Also published as: JP2020513056A; US20200102517A1; EP3601499C0; EP3601499B1; HUE067268T2; US11136517B2; MY192334A; NZ757371A; CA3058196A1; HRP20240717T1; EP3601499A4; MX2019011288A; SG11201908923PA; JP7249997B2; PL3601499T3; WO2018176107A1; ES2979271T3; KR20200126886A; EP3601499A1; AU2018241256B2

Description

Opis

TEHNIČKA OBLAST

[0001] U skladu sa predstavljenim pronalaskom, obezbeđen je postupak za proizvodnju aglomerata od toka biomase. Specifičnije, oblici predmetnog pronalaska obezbeđuju postupak za proizvodnju aglomerata koji su pogodni kao izvor zapaljivog goriva.

STANJE TEHNIKE

[0002] Sledeće razmatranje o stanju tehnike namenjeno je samo da olakša razumevanje predmetnog pronalaska. Razmatranje nije potvrda ili priznanje da je bilo koji od materijala na koje se poziva deo ili je bio deo uobičajenog opšteg znanja na datum prvenstva prijave.

[0003] Savremena industrija proizvodi značajne tokove otpada biomase koji imaju marginalnu vrednost i često će zahtevati odlaganje na deponiju. Ovi tokovi otpada tipično sadrže materijale na bazi ugljenika koji su u obliku tečnosti/mulja. Glavni problem sa kojim se suočava pri rukovanju takvim tokovima otpada je sadržaj vode. Ovi tokovi mogu imati više od 85% vode i tipično će morati da budu podvrgnuti procesu crpljenja vode kako bi se uklonio značajan deo ove vode. Takvi procesi uključuju sušenje toplotom ili centrifugiranje i zahtevaju utrošak energije koji je veći od ekonomskog povrata. Postoji potreba da se ovaj otpad može reciklirati kako bi se proizvodili korisni proizvodi, a ne da se odlaže. Iako je ovo ostvarivo, to tipično nije putem komercijalno održivih načina tako da postoji mali ekonomski podsticaj za to. Pored toga, poznati postupci reciklaže prilagođeni su specifičnim tokovima otpada i ne dozvoljavaju da se tokovi otpada iz više izvora tretiraju istovremeno.

[0004] GB 2 343 678 A objavljuje postupak proizvodnje aglomerata, koji postupak uključuje mešanje ugljeničnih čestica, i opciono organskog otpadnog materijala, sa aditivom koji sadrži čestice gline i sa vezivom koje sadrži vodenu emulziju polivinil acetata, oblikujući rezultujuću mešavinu tako da formira aglomerate, i dozvoljavajući vezivu da očvrsne u navedenim aglomeratima.

[0005] WO 95/20022 A objavljuje postupak formiranja čvrstog, relativno velikog proizvoda goriva koji sadrži korake (a) stvaranja relativno suve, suštinski homogenizovane smeše koksne prašine (coke breeze) i/ili finog uglja i vode, (b) rastvaranja stiren polimerne smole u higroskopnom rastvaraču, (c) kombinovanja rastvorene stirenske smole i smeše vode i koksne prašine i/ili finog uglja i suštinski homogenizovanje kombinacije, (d) emulgovanja polivinil acetata u vodi, dodavanje emulzije u kombinaciju iz koraka (c) i suštinski homogenizovanje rezultante, (e) podele rezultante iz koraka (d) na unapred određene segmente i primenu pritiska na svaki segment kako bi se stvorili čvrsti, nedegradabilni predmeti čvrstog goriva.

[0006] US 5752 993 A objavljuje proces za proizvodnju predmeta čvrstog goriva od finih ugljeničnih materijala, proces sadrži obezbeđivanje fino podeljenih čestica ugljeničnog materijala iz izvora, tretiranje ugljeničnog materijala sa kiselinom, mešanje reaktivnog koksformirajućeg katrana sa tretiranim ugljeničnim česticama i polimernim vezivom koje reaguje sa katran-povezanim reaktivnim mestima ugljenika, katran se meša u količini koja je dovoljna da obezbedi katran-povezana reaktivna mesta za reakciju sa vezivom i efikasna da se mešavina formira u čvrstu supstancu, primenjivanje pritiska na mešavinu koji je efikasan za stvaranje predmeta čvrstog goriva od mešavine, i očvršćavanje predmeta čvrstog goriva u polimerno jedinjenje dugog lanca od ugljeničnih čestica, katrana, i polimernog veziva.

SAŽETAK PRONALASKA

[0007] U skladu sa predmetnim pronalaskom obezbeđen je postupak za proizvodnju aglomerata od sirovine koja sadrži najmanje jedan tok biomase, postupak sadrži korake:

kombinovanja sirovine sa jednim ili više vezujućih reagenasa; i

uvođenja sirovine u aparat za aglomeraciju u prisustvu aktivatora polimerizacije kako bi se proizveli aglomerati;

pri čemu jedan ili više vezujućih reagenasa sadrže monomerno jedinjenje, i aktivator polimerizacije je supstanca koja inicira polimerizaciju ili umrežavanje jednog ili više vezujućih reagenasa.

[0008] The IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. ("Zlatna knjiga") definiše aglomeraciju kao proces u kojem se dispergovani molekuli ili čestice asembliraju pre nego što ostaju kao izolovani pojedinačni molekuli ili čestice. Duž cele ove specifikacije, osim ukoliko kontekst ne zahteva drugačije, razumeće se da termin "aglomerat" ili njegove varijacije, označava skup diskretnih čestica koje su adherirane zajedno tako da se ponašaju kao jedna veća čestica.

[0009] Pronalazači razumeju da će aktivator polimerizacije inicirati polimerizaciju ili umrežavanje jednog ili više vezujućih reagenasa. Ova polimerizacija ili umrežavanje proizvodi gusti matriks koji zadržava sadržaj čvrstih materija toka biomase kako bi se formirali aglomerati. Značajan deo sadržaja vode toka biomase takođe se zadržava u aglomeratima. Povoljno, pronalazači su pronašli da se čak i tokovi biomase sa visokim sadržajem vode mogu aglomerirati kako bi se proizveli aglomerati.

[0010] Pronalazači su pronašli da se aglomerati koji su proizvedeni pomoću predmetnog pronalaska brzo suše. Bez želje da budu vezani teorijom, pronalazači razumeju da sadržaj vode u aglomeratima ne apsorbuje polimerizovano vezivo, već se zadržava unutar polimernog matriksa (preko van der Valsovih sila). Kada se formiraju aglomerati, redukcija površinskog napona istiskuje vodu iz matriksa. Ovo smanjuje energiju koja je potrebna za isparavanje vode iz aglomerata. Povoljno, pronalazači su pronašli da ovo dovodi do brzog isparavanja vode iz aglomerata, poboljšavajući sušenje ovih materijala, omogućavajući sušenje pod umerenim uslovima.

[0011] U jednom obliku predmetnog pronalaska, sadržaj vode toka biomase je najmanje 30%. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, sadržaj vode toka biomase je najmanje 35%. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, sadržaj vode toka biomase je najmanje 40%. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, sadržaj vode toka biomase je najmanje 45%. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, sadržaj vode toka biomase je najmanje 50%. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, sadržaj vode toka biomase je najmanje 55%. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, sadržaj vode toka biomase je najmanje 60%. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, sadržaj vode toka biomase je najmanje 65%. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, sadržaj vode toka biomase je najmanje 70%. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, sadržaj vode toka biomase je najmanje 75%. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, sadržaj vode toka biomase je najmanje 80%. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, sadržaj vode toka biomase je najmanje 85%.

[0012] U jednom obliku predmetnog pronalaska, sadržaj ugljenika toka biomase je najmanje 30%. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, sadržaj ugljenika toka biomase je najmanje 35%. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, sadržaj ugljenika toka biomase je najmanje 40%. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, sadržaj ugljenika toka biomase je najmanje 45%. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, sadržaj ugljenika toka biomase je najmanje 50%. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, sadržaj ugljenika toka biomase je najmanje 55%. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, sadržaj ugljenika toka biomase je najmanje 60%. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, sadržaj ugljenika toka biomase je najmanje 65%. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, sadržaj ugljenika toka biomase je najmanje 70%. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, sadržaj ugljenika toka biomase je najmanje 75%. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, sadržaj ugljenika toka biomase je najmanje 80%. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, sadržaj ugljenika toka biomase je najmanje 85%.

[0013] U poželjnom obliku pronalaska, korak kombinovanja sirovine sa jednim ili više vezujućih reagenasa dešava se pre koraka uvođenja sirovine u aparat za aglomeraciju kako bi se proizveli aglomerati, tako da postupak sadrži korake:

kombinovanja sirovine sa jednim ili više vezujućih reagenasa kako bi se proizvela aglomeraciona smeša; zatim

uvođenja aglomeracione smeše u aparat za aglomeraciju u prisustvu aktivatora polimerizacije kako bi se proizveli aglomerati.

[0014] U jednom obliku predmetnog pronalaska, aktivator polimerizacije je u kontaktu sa sirovinom i jednim ili više vezujućih reagenasa pre koraka uvođenja sirovine u aparat za aglomeraciju kako bi se proizveli aglomerati.

[0015] U poželjnom obliku predmetnog pronalaska, aktivator polimerizacije je u kontaktu sa sirovinom i jednim ili više vezujućih reagenasa istovremeno, ili posle uvođenja sirovine u aparat za aglomeraciju.

[0016] U skladu sa predmetnim pronalaskom, jedan ili više tokova biomase i vezujućih reagenasa kombinuju se sa aglomeracionom smešom pre koraka:

[0017] Korak kombinovanja sirovine sa jednim ili više vezujućih reagenasa kako bi se proizvela aglomeraciona smeša vrši se u pogodnom aparatu za mešanje. Poželjno, aglomeracione smeše su suštinski homogene.

[0018] U jednom obliku pronalaska, posle koraka uvođenja sirovine u aparat za aglomeraciju kako bi se proizveli aglomerati, postupak sadrži korak:

očvršćavanja aglomerata.

[0019] U jednom obliku predmetnog pronalaska, korak očvršćavanja aglomerata sadrži gomilanje zaliha aglomerata tokom perioda očvršćavanja. Kao što bi razumela osoba sa iskustvom u struci, gomilanje zaliha može se dešavati tokom transporta. Poželjno, korak očvršćavanja aglomerata može biti poboljšan obezbeđivanjem povećanog protoka vazduha preko aglomerata. Poželjnije, korak očvršćavanja aglomerata može dodatno ili alternativno biti poboljšan gomilanjem zaliha aglomerata u okruženju sa niskim sadržajem vlage na temperaturi iznad temperature okoline.

[0020] Kao što je prethodno razmatrano, energija koja je potrebna za isparavanje vode iz unutrašnjosti aglomerata je smanjena. Pronalazači su pronašli da se korak očvršćavanja aglomerata prema tome može izvesti na mnogo nižoj temperaturi od one iz tehnika sušenja iz stanja tehnike. Ovo smanjuje operativne troškove procesa očvršćavanja. U jednom obliku predmetnog pronalaska, korak očvršćavanja izvodi se na temperaturama koje su niže od 100 °C. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, korak očvršćavanja izvodi se na temperaturama koje su niže od 90 °C. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, korak očvršćavanja izvodi se na temperaturama koje su niže od 80 °C. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, korak očvršćavanja izvodi se na temperaturama koje su niže od 70 °C. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, korak očvršćavanja izvodi se na temperaturama koje su niže od 60 °C. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, korak očvršćavanja izvodi se na temperaturama koje su niže od 50 °C. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, korak očvršćavanja izvodi se na temperaturama koje su niže od 40 °C. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, korak očvršćavanja izvodi se na temperaturama koje su niže od 30°C. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, korak očvršćavanja izvodi se na temperaturi okoline.

[0021] U jednom obliku predmetnog pronalaska, korak očvršćavanja aglomerata dodatno sadrži korak:

poliranja aglomerata.

[0022] Poželjno, poliranje aglomerata dešava se u rotirajućem bubnju.

[0023] Dodatno ili alternativno, korak očvršćavanja aglomerata dodatno sadrži korak: oblaganja aglomerata materijalom za isušivanje.

[0024] Poželjno, materijal za isušivanje za oblaganje odabran je od prethodno tretiranih prethodno osušenih osnovnih sirovina kao što su seckana sušena slama, piljevina, pepeo iz kotla na biomasu, lignin u prahu, torifikovana i usitnjena biomasa kao što su bagasa, sirak, bambus i drugi drvenasti i nedrvenasti tipovi biomase.

[0025] U poželjnom obliku pronalaska, period očvršćavanja je između 2 i 20 dana. Poželjnije, period očvršćavanja je 7 do 14 dana. Pronalazač je otkrio da period očvršćavanja treba da traje sve dok se gubitak vlage više ne može izmeriti. Kako bi se ovo odredilo, uzorci aglomerata se mere u redovnim intervalima kako bi se odredilo kada su aglomerati prestali da gube vlagu isparavanjem. Kao što bi razumela osoba sa iskustvom u struci, dužina perioda očvršćavanja u velikoj meri zavisi od jednog ili više od sledećih kriterijuma:

da li je posle proizvodnje izveden bilo kakav tretman aglomerata (gomilanje zaliha, transport itd.);

tehnike gomilanja zaliha i da li se vrši "prevrtanje" zaliha;

vlažnosti okoline i brzine vetra u koraku očvršćavanja;

da li se dodaju napredni desikanti za brzo očvršćavanje koji smanjuju površinski napon vode kao što su alkoholi, deterdženti ili drugi reagensi za isušivanje;

temperature koraka očvršćavanja;

da li se korak očvršćavanja izvodi pod poklopcem ili unutar zaštitnog okruženja;

prečnika aglomerata (što je veći prečnik to je sporije očvršćavanje/isušivanje); i

da li je izveden proces poliranja ili je nanet materijal za isušivanje za oblaganje.

[0026] U jednom obliku predmetnog pronalaska, aglomerati iz pronalaska mogu biti peleti ili granule. Poželjno, prečnik proizvedenih aglomerata je između 4 mm i 100 mm. Kao što bi razumela osoba sa iskustvom u struci, zahtevi za veličinom proizvedenih aglomerata zavise od specifične upotrebe krajnjeg proizvoda. Kao što bi razumela osoba sa iskustvom u struci, pelet je aglomerisani sferoid koji je sačinjen uglavnom od finih čestica. Kao što bi razumela osoba sa iskustvom u struci, granula je aglomerisani sferoid koji je sačinjen i od finih i od krupnih čestica.

[0027] Poželjno, sadržaj vode u aglomeratima je manji od 20%. Poželjnije, sadržaj vode u aglomeratima je manji od 19%. Još poželjnije, sadržaj vode u aglomeratima je manji od 18%. Još poželjnije, sadržaj vode u aglomeratima je manji od 17%. Još poželjnije, sadržaj vode u aglomeratima je manji od 16%. Još poželjnije, sadržaj vode u aglomeratima je manji od 15%. Još poželjnije, sadržaj vode u aglomeratima je manji od 14%. Još poželjnije, sadržaj vode u aglomeratima je manji od 13%. Još poželjnije, sadržaj vode u aglomeratima je manji od 12%. Još poželjnije, sadržaj vode u aglomeratima je manji od 11%. Još poželjnije, sadržaj vode u aglomeratima je manji od 10%.

[0028] Poželjno, sadržaj ugljenika u aglomeratima je najmanje 50%. Poželjnije, sadržaj ugljenika u aglomeratima je najmanje 55%. Još poželjnije, sadržaj ugljenika u aglomeratima je najmanje 60%. Još poželjnije, sadržaj ugljenika u aglomeratima je najmanje 65%. Još poželjnije, sadržaj ugljenika u aglomeratima je najmanje 70%. Još poželjnije, sadržaj ugljenika u aglomeratima je najmanje 75%. Još poželjnije, sadržaj ugljenika u aglomeratima je najmanje 80%. Još poželjnije, sadržaj ugljenika u aglomeratima je najmanje 85%.

[0029] U jednom obliku predmetnog pronalaska, aglomerati su pogodni za upotrebu kao izvor zapaljivog goriva. Pronalazači su otkrili da postupak aglomeracije iz predmetnog pronalaska omogućava proizvodnju aglomerata od jednog ili više tokova biomase koji mogu biti pogodni kao izvor zapaljivog goriva. Na ovaj način se otpadni tokovi mogu upotrebljavati kao sirovina za proizvodnju komercijalnih proizvoda.

[0030] Aglomerati goriva mogu se koristiti u mnogim primenama gde su potrebna toplota i energija. Ovo uključuje zajedničko sagorevanje u velikoj razmeri sa ugljem i lignitom ili kao zamensko gorivo u proizvodnji cementa. Kao što bi razumela osoba sa iskustvom u struci, izbor vezujućih reagenasa i broj ponavljanja koraka kombinovanja zavise i od željene krajnje upotrebe aglomerata i od fizičkih i hemijskih svojstava sirovine. Predviđeno je da izbor vezujućeg agensa i količina doze zavise od zahtevanog prečnika aglomerata, čvrstoće aglomerata, vodootpornosti aglomerata i zahteva za sagorevanjem i emisijom.

[0031] Kao što bi razumela osoba sa iskustvom u struci, pogodnost aglomerata kao izvora goriva zavisi od fizičkih svojstava aglomerata. Kada se upotrebljavaju kao goriva, aglomerati sa niskom vlagom pokazuju brz porast temperature jezgra sprečavajući stvaranje zagađivača niskih temperatura kao što su dioksini i furani.

[0032] U skladu sa predmetnim pronalaskom, jedan ili više vezujućih reagenasa sadrže reagens koji je u stanju da polimerizuje, umreži se ili formira čvrst gel. Poželjno, jedan ili više vezujućih reagenasa sadrže reagens koji je u stanju da polimerizuje, umreži se nakon kontakta sa aktivatorom polimerizacije. Poželjnije, jedan ili više vezujućih reagenasa sadrže reagens koji je u stanju da polimerizuje, umreži se ili formira čvrst gel u odsustvu katalizatora ili spoljašnje toplote.

[0033] U skladu sa predmetnim pronalaskom, jedan ili više vezujućih reagenasa sadrže monomerno jedinjenje. Kao što bi razumela osoba sa iskustvom u struci, monomerno jedinjenje je jedinjenje koje može da se podvrgne polimerizaciji i na taj način doprinosi konstitutivnim jedinicama suštinskoj strukturi makromolekula. Poželjno, jedno ili više veziva su anjonski ili katjonski monomeri, opciono sa nejonskim monomerom. Može biti amfoterno, formirano od smeše katjonskih i anjonskih monomera, opciono sa nejonskim monomerom. Pogodni anjonski monomeri su etilenski nezasićene karboksilne kiseline ili sulfonske kiseline, često u obliku amonijuma koji je solubilan u vodi ili, poželjno, soli alkalnih metala. Pogodne karboksilne kiseline su metakrilna, itakonska, maleinska ili, poželjno, akrilna kiselina. Pogodne sulfonske kiseline uključuju alil, metilil, vinil i 2-akrilamido-2-metil propan sulfonske kiseline, često kao amonijum, ili češće, so alkalnih metala. Pogodni katjonski monomeri uključuju dialkilaminoalkil (met) -akrilamide i -akrilate, uobičajeno kao kisele adicione ili kvaternarne amonijumove soli, i monomere kao što je dialil dimetil amonijum hlorid. Pogodni nejonski monomeri uključuju (met) akrilne estre, metakrilamid i akrilamid.

[0034] Poželjno, jedan ili više vezujućih reagenasa sadrže monomerno jedinjenje stirena ili monomerno jedinjenje silicijuma. U jednom obliku pronalaska, vezujući reagens sadrži monomer stirena. U jednom obliku pronalaska, vezujući reagens sadrži monomer silicijuma.

[0035] Količina jednog ili više vezujućih agenasa koji se dodaju u tok biomase zavisi od suve težine toka biomase. Poželjno, količina još jednog veziva je 0,05% do 0,5% osnovnog hemijskog veziva po suvoj težini sirovine.

[0036] U jednom obliku predmetnog pronalaska, jedan ili više vezujućih reagenasa dodatno sadrži surfaktant. Poželjnije, surfaktant je odabran iz grupe koja sadrži alkohole, karboksilnu kiselinu, silan, siloksan ili silonol. Pronalazači razumeju da izbor surfaktanta zavisi od krajnje upotrebe aglomerata i hemijskog sadržaja sirovine, naročito nivoa silicijuma u biomasi i karakteristika pepela. Pronalazači razumeju da dodavanje surfaktanta omogućava brzi prodor jednog ili više vezujućih reagenasa u sirovinu. Poželjno, količina dodatog surfaktanta je 0,025% do 0,5% po suvoj težini sirovine. U jednom obliku predmetnog pronalaska, aktivator polimerizacije je supstanca koja inicira polimerizaciju, umrežavanje ili formiranje gela najmanje jednog od jednog ili više vezujućih reagenasa. Bez da budu vezani teorijom, pronalazači veruju da in situ polimerizacija, umrežavanje ili formiranje gela najmanje jednog vezujućeg agensa dok se aglomerati formiraju u aparatu za aglomeraciju proizvodi krajnji aglomeratni proizvod koji može na pogodan način zadržati tok sirovine biomase unutar svog matriksa.

[0037] Količina aktivatora polimerizacije koja se dodaje u aglomeracionu smešu zavisi od suve težine toka biomase. Verovatno, količina aktivatora polimerizacije je 0,005% do 0,01% po suvoj težini sirovine biomase.

[0038] Poželjno, jedan ili više vezujućih reagenasa kombinuju se sa sirovinom pre dodavanja aktivatora polimerizacije. Poželjno, kombinacija jednog ili više vezujućih reagenasa i aktivatora polimerizacije proizvodi suštinski homogenu aglomeracionu smešu.

[0039] U jednom obliku predmetnog pronalaska, aktivator polimerizacije sadrži jedinjenje za umrežavanje monomera. Poželjno, aktivator polimerizacije je jedinjenje za umrežavanje vinil, stearinskih ili akrilnih monomera. Razume se da aktivator polimerizacije deluje na polimerizaciju ili umrežavanje sa jednim ili više vezujućih reagenasa kako bi se formirala čvrsta smeša, pomaže da se vlažna sirovina drži zajedno i istovremeno snižava površinski napon sadržane vode u matriksu, poboljšavajući isparavanje i isušivanje.

[0040] U jednom obliku predmetnog pronalaska, jedan ili više vezujućih reagenasa mogu zahtevati dodavanje reagensa inicijatora kako bi se omogućila ili pomogla polimerizacija. Podnosilac prijave razume da reagens inicijator može biti bilo koja hemijska vrsta koja reaguje sa monomerima vezujućeg reagensa kako bi se formiralo intermedijerno jedinjenje koje je sposobno da se sukcesivno vezuje sa velikim brojem drugih monomera u polimerno jedinjenje. Kao što bi razumela osoba sa iskustvom u struci, većina reagenasa inicijatora sadrži slobodne radikale. U veoma poželjnom obliku predmetnog pronalaska, reagens inicijator je bilo amonijum persulfat (NH4)S2O8ili kalijum persulfat K2S2O8ili kombinacija oba. Pronalazači razumeju da reagens inicijator snabdeva slobodne radikale da iniciraju polimerizaciju odabranih grupa reagenasa.

[0041] U jednom obliku predmetnog pronalaska, aglomerati mogu biti podvrgnuti dodatnim koracima tretmana. Poželjno, dodatni koraci tretmana očvršćavaju ili zaptivaju spoljni sloj aglomerata. Poželjnije, dodatni korak tretmana sadrži kontakt aglomerata sa aditivom za cementaciju.

[0042] U jednom obliku predmetnog pronalaska, dodatni korak tretmana sadrži kontakt aglomerata sa modifikatorom površine. Pronalazači razumeju da proizvedeni aglomerati možda neće biti potpuno očvrsli na spoljnoj površini i da se mogu zalepiti jedan za drugi tokom naknadnog transporta. Pronalazači su odredili da se tretiranjem spoljne površine aglomerata sa modifikatorom površine, ovo lepljenje može ublažiti. Poželjno, modifikator površine nanosi se na površinu aglomerata kao tanak film koji barem delimično inkapsulira aglomerate.

[0043] U jednom obliku predmetnog pronalaska, modifikator površine je poželjno alifatični ili aromatični alkohol. Bez želje da budu vezani teorijom, pronalazači razumeju da modifikator površine polimerizuje sa aktivatorom polimerizacije. Poželjnije, modifikator površine je odabran od metanola, etanola i propanola ili drugih kao što su glikoli, na primer etil i di-etil glikol.

[0044] U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, modifikator površine može se kombinovati sa aglomeracionom smešom pre formiranja aglomerata.

[0045] U jednom obliku predmetnog pronalaska, jedan ili više modifikatora površine i reagenasa inicijatora su baktericidi. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, jedan ili više baktericida dodaju se sirovini i/ili aglomeracionoj smeši. Povoljno, korišćenjem baktericida, pronalazači su pronašli da barem deo bilo kojih bakterijskih i/ili virusnih jedinjenja unutar sirovine može biti uništen.

[0046] Pogodni tokovi biomase mogu biti odabrani od, ali nisu ograničeni na sledeće: drvni otpad; piljevina; kora i šumski otpad; poljoprivredni otpad; stajnjaci; kanalizacioni mulj; kanalizaciono smeće; mulj iz anaerobnog digestora; klanički otpad; kompost i ono što se ne može reciklirati; otpad vina/pivare; voćni otpad; otpad od maslina; otpad od biljnog ulja; riblji otpad; otpad od hrane; kontaminirana zemljišta; biomasa useva kratke rotacije; celulozni lignin; bagasa; smeće od trske; kukuruzna stočna hrana; zeleni otpad; otpad od hrane i organske frakcije drugih tokova otpada.

[0047] U jednom obliku predmetnog pronalaska, tok biomase je poželjno tok organskog otpada.

[0048] U jednom obliku predmetnog pronalaska, postupak dodatno sadrži korak: prethodnog tretmana sirovine.

[0049] U jednom obliku predmetnog pronalaska, korak prethodnog tretmana sirovine dešava se pre koraka kombinovanja sirovine sa jednim ili više vezujućih reagenasa.

[0050] Kao što bi razumela osoba sa iskustvom u struci, tokovi biomase za koje je predmetni pronalazak pogodan za tretiranje mogu sadržati čvrste čestice različitih veličina. Velike čestice će ometati proizvodnju pogodnih aglomerata i stoga se moraju ili ukloniti iz sirovine biomase ili podvrgnuti procesu smanjenja veličine. Poželjno, korak prethodnog tretmana sirovine specifičnije sadrži jedno ili više od: prosejavanja; usitnjavanja; mlevenja; ili smanjenja veličine.

[0051] U jednom obliku predmetnog pronalaska, korak prosejavanja može se upotrebljavati za uklanjanje velikih čestica iz toka biomase. Alternativno, gde tok biomase sadrži velike čestice, korak prosejavanja može se upotrebljavati za uklanjanje slobodne vode iz sirovine.

[0052] U jednom obliku predmetnog pronalaska, korak smanjenja veličine može specifičnije da sadrži jedno ili više od sledećeg: mehaničko smanjenje veličine; hemijsko omekšavanje vlakana; kompostiranje; bakterijski prethodni tretman; enzimski prethodni tretman; rastvaranje smole; katalizatorska impregnacija; ekstrakcija celuloze; prethodni tretman ćelijskog isušivanja; torifikacija; ugljenisanje.

[0053] Kao što bi razumela osoba sa iskustvom u struci, različiti tretmani se mogu koristiti za omekšavanje drvene biomase i neki imaju posebnu primenu za velike tonaže. Većina prethodnih tretmana oslanja se na natapanje drvne sečke u različite reagense koji mogu da penetriraju u visoko plastična ligninska vlakna tako da razbiju veze, rastvore smole ili podmazuju vlakna, čineći ih lakšim za razdvajanje i odvajanje.

[0054] Kompostiranje je jednostavan postupak brzog razlaganja vlakana i smola u mnogo mekše proizvode. Jedna od glavnih prednosti je kondenzacija mase sa značajnim gubitkom ćelijske vode, čineći vlakna mnogo mekšim pošto imaju manje kabaste ćelijske vode.

[0055] Kao što bi razumela osoba sa iskustvom u struci, tretman biomase korišćenjem bakterija ili enzima sadrži biološku konverziju celulozne biomase putem enzimske hidrolize celuloze. Kao što bi razumela osoba sa iskustvom u struci, prethodni tretman katalitičkim agensima može značajno poboljšati enzimsku hidrolizu, i granulacioni prethodni tretman koji uključuje odabrane katalizatore može omogućiti značajno povećanje performansi enzimske konverzije.

[0056] Kao što bi razumela osoba sa iskustvom u struci isušivanje je proces sušenja koji uključuje dodavanje desikanta u tok biomase kako bi se smanjio sadržaj vode u toku biomase. Povoljno, jednostavno isušivanje sirovog materijala i zgušnjava i kondicionira napoj, čineći ga mnogo suvljim i mnogo krtijim za jeftino usitnjavanje i mlevenje pre aglomeracije. Isušivanje se može vršiti prirodno ili praktičnije korišćenjem niskog nivoa prethodnog tretmana sa agresivnim isušivanjem pre usitnjavanja i mlevenja, gde su čestice biomase značajno krtije, zgusnutije i zahtevaju značajno manje energije za mlevenje od prirodne sirovine/toni.

[0057] Kao što bi razumela osoba sa iskustvom u struci, torifikacija se može definisati kao termički tretman goriva u odsustvu vazduha do temperature gde se višak vode odstranjuje i vlakna biomase se delimično uništavaju. Uglavnom korišćena za fine izvore biomase kao što su slama ili Miscanthus, torifikacija omogućava visok nivo fleksibilnosti pri dizajniranju goriva za određeno tržište. Ovaj tretman je brz i postoje dostupne tehnologije koje upotrebljavaju gorivo iz biomase, izduvne gasove iz kotla ili mikrotalasne pećnice za postizanje ovog procesa. Smanjenje energije mlevenja može se smanjiti na oko 10% energije koja je potrebna za mlevenje proizvoda od prirodnog drveta i energetski sadržaj povećati za 30-50%.

[0058] U jednom obliku predmetnog pronalaska, sirovina ima sledeća svojstva nakon prethodnog tretmana:

opseg sadržaja vode ~5% do ~80% vlage; i

opseg sadržaja ugljenika 15% do 98%.

[0059] U jednom obliku predmetnog pronalaska, tipičan očvrsli aglomerat napravljen od celuloznog lignina ima sledeća svojstva:

• prečnik peleta: 10 mm do 25 mm

• indeks otpornosti na udar (pad sa 1,85 m): 350 do 500

• čvrstoća peleta na veliko - tri-aksijalni "bulk modulus" pri 25 kPa opterećenja: 350 kPa i pri 50 kPa opterećenja = 500 kPa

• otpornost na vodu (preostali peleti posle potpunog potapanja): 100%

• nema karakteristike spontanog sagorevanja.

[0060] U jednom obliku predmetnog pronalaska, aglomerati se kombinuju sa jednim ili više tokova biomase i vezujućih reagenasa kako bi se proizvela tercijarna aglomeraciona smeša. Poželjno, postupak dodatno sadrži korak:

uvođenja tercijarne aglomeracione smeše u aparat za aglomeraciju u prisustvu aktivatora polimerizacije kako bi se proizveo slojevit aglomerat.

[0061] Pronalazači razumeju da se aglomerati mogu upotrebljavati kao čestice semena za proizvodnju aglomerata sa sekundarnom oblogom. Dodatno je predviđeno da se proces može ponoviti kako bi se proizveli slojeviti aglomerati sa više slojeva sa različitim svojstvima.

[0062] U jednom obliku predmetnog pronalaska, postupak dodatno sadrži dodavanje čestica semena u aglomeracionu smešu. Poželjno, čestica semena deluje kao jezgro aglomerata sa polimerizovanim vezujućim agensima i jednim ili više tokova biomase koji formiraju oblogu oko čestice semena. Predviđeno je da čestica semena može biti sintetička ili prirodna organska supstanca. U jednom obliku predmetnog pronalaska, čestice semena su gumene granule. Pronalazači razumeju da upotreba gume kao čestice semena omogućava da se gumeni otpad, kao što su pneumatici, inkapsulira slojem polimerizovanih vezujućih agenasa i jednim ili više tokova biomase. Pogodno, sagorevanje, gasifikacija ili piroliza takvih čestica dovode do visokih temperatura u jezgru granula uzrokujući in situ pirolizu gume i odlične karakteristike prenosa gasa granula. Ovo rezultuje minimalnom proizvodnjom zagađivača. Predviđeno je da se čestice semena mogu odabrati i od drugog organskog otpada, kao što su plastike, pene i izolacija.

[0063] U skladu sa dodatnim aspektom predmetnog pronalaska, obezbeđen je aglomerat koji je proizveden pomoću bilo kog od prethodno navedenih procesa.

KRATAK OPIS CRTEŽA

[0064] Dodatne odlike predmetnog pronalaska potpunije su opisane u sledećem opisu njegova dva neograničavajuća primera izvođenja. Ovaj opis je uključen isključivo u svrhu davanja primera predmetnog pronalaska. To ne treba razumeti kao ograničenje šireg sažetka, objave ili opisa pronalaska kao što je prethodno izneto. Opis će biti napravljen sa pozivanjem na prateće crteže na kojima:

Slika 1 je šema toka za pripremu izvora zapaljivog goriva u skladu sa jednim primerom izvođenja predmetnog pronalaska.

OPIS PRIMERA IZVOĐENJA

[0065] Duž ove specifikacije, osim ukoliko kontekst ne zahteva drugačije, reč "sadržati" ili varijacije kao što su "sadrži" ili "koji sadrži", podrazumevaće uključivanje navedenog celog broja ili grupe celih brojeva, ali ne i isključivanje bilo kog drugog celog broja ili grupe celih brojeva.

[0066] Na slici 1, pokazan je postupak 10 za proizvodnju aglomerata 14 koji su pogodni za upotrebu kao biogorivo u skladu sa prvim primerom izvođenja predmetnog pronalaska. Postupak 10 omogućava proizvodnju aglomerata 14 korišćenjem jedne od više sirovina organskog otpada 16. Sirovina organskog otpada 16 podleže koraku prethodnog tretmana 18. Korak prethodnog tretmana 18 priprema organsku sirovinu za dodatnu preradu i može da sadrži jedan ili više od sledećih koraka prethodnog tretmana; prosejavanje, usitnjavanje, mlevenje i crpljenje vode kako bi se proizvela tretirana organska sirovina 20. Potrebni koraci prethodnog tretmana zavise od fizičkih svojstava organske sirovine 16 i jedan ili više od prethodno navedenih koraka prethodnog tretmana možda neće biti potrebni.

[0067] Tretirana organska sirovina 20 uvodi se u korak mešanja 22 gde se meša sa jednim ili više vezujućih reagenasa 24 kako bi se proizvela aglomeraciona smeša 26. Ukoliko je potrebno, dodatna voda 28 može se dodati u aglomeracionu smešu 26. Aglomeraciona smeša 26 se uvodi u prvi korak aglomeracije 30 u prisustvu aktivatora polimerizacije 31 kako bi se proizveli aglomerati 32. Aglomerati 32 se zatim prosleđuju u drugi korak aglomeracije 34 gde se modifikator površine 36 raspršuje na aglomerate 32 kako bi se proizveli sekundarni aglomerati 38. Sekundarni aglomerat 38 podleže koraku prosejavanja 40 kako bi se obezbedile ispravne fizičke specifikacije. Nezadovoljavajući aglomerati 41 se vraćaju u korak mešanja 32 radi dodatne prerade. Zadovoljavajući aglomerati se zatim prosleđuju u korak očvršćavanja zelenog proizvoda 42, nakon čega sledi korak očvršćavanja krajnjeg proizvoda 44 kako bi se proizveli očvrsli aglomerati 14.

Primer 1

[0068] Aglomerati koji su pogodni za upotrebu kao izvor goriva pripremljeni su upotrebom otpada celuloznog lignina koji potiče iz pogona celuloznog etanola Cresentino, Italija, kao organske sirovine.

[0069] Upotrebljeni vezujući reagens bila je stiren akrilna emulzija.

[0070] Aktivator polimerizacije bio je dietilen glikol u prisustvu amonijum persulfata kao reagensa inicijatora.

Primer 2

[0071] Aglomerati koji su pogodni za upotrebu kao izvor goriva pripremljeni su upotrebom otpada celuloznog lignina koji potiče iz Korean R&D laboratory u Seulu, Koreja, kao organske sirovine.

[0072] Upotrebljeni vezujući reagens bila je stiren akrilna emulzija.

[0073] Aktivator polimerizacije bio je dietilen glikol u prisustvu amonijum persulfata kao reagensa inicijatora.

Primer 3

[0074] Aglomerati koji su pogodni za upotrebu kao izvor goriva pripremljeni su upotrebom pileće stelje koja potiče sa Univerziteta Kvinslenda i Univerziteta Južnog Kvinslenda kao organske sirovine.

[0075] Upotrebljeni vezujući reagens bio je rastvor metoksisilana.

[0076] Aktivator polimerizacije bio je dietilen glikol u prisustvu amonijum persulfata kao reagensa inicijatora.

Primer 4

[0077] Aglomerati koji su pogodni za upotrebu kao izvor goriva pripremljeni su upotrebom pileće stelje koja potiče iz Lombardije, Italija kao organske sirovine.

[0078] Upotrebljeni vezujući reagens bio je rastvor metoksisilana.

[0079] Aktivator polimerizacije bio je dietilen glikol u prisustvu amonijum persulfata kao reagensa inicijatora.

Primer 5

[0080] Aglomerati koji su pogodni za upotrebu kao izvor goriva pripremljeni su upotrebom fino sečene borove piljevine koja potiče iz Crne Gore kao organske sirovine.

[0081] Upotrebljeni vezujući reagens bio je rastvor metoksisilana.

[0082] Aktivator polimerizacije bio je silil acetat u prisustvu rastvora amonijum persulfata kao reagensa inicijatora.

Primer 6

[0083] Aglomerati koji su pogodni za upotrebu kao izvor goriva pripremljeni su upotrebom fino sečene borove piljevine koja potiče iz Škotske kao organske sirovine.

[0084] Upotrebljeni vezujući reagens bio je rastvor metoksisilana.

[0085] Aktivator polimerizacije bio je silil acetat u prisustvu rastvora amonijum persulfata kao reagensa inicijatora.

Primer 7

[0086] Aglomerati koji su pogodni za upotrebu kao izvor goriva pripremljeni su upotrebom smeše kanalizacionog digestata koji potiče sa Univerziteta Kvinslenda i bagasa komposta koji potiče iz Kvinslenda kao organske sirovine. Smeša organske sirovine bila je 50:50 po suvoj težini.

[0087] Upotrebljeni vezujući reagens bila je stiren akrilna emulzija.

[0088] Aktivator polimerizacije bio je dietilen glikol u prisustvu amonijum persulfata kao reagensa inicijatora.

Primer 8

[0089] Aglomerati koji su pogodni za upotrebu kao izvor goriva pripremljeni su upotrebom smeše kanalizacionog digestata i fino sečene borove piljevine koji potiču iz Lombardije, Italija kao organske sirovine. Smeša organske sirovine bila je 50:50 po suvoj težini.

[0090] Upotrebljeni vezujući reagens bio je rastvor metoksisilana.

[0091] Aktivator polimerizacije bio je silil acetat u prisustvu rastvora amonijum persulfata kao reagensa inicijatora.

Claims

Patentni zahtevi

1. Postupak za proizvodnju aglomerata od sirovine naznačeno time što sadrži najmanje jedan tok biomase, postupak sadrži korake:

kombinovanja sirovine sa jednim ili više vezujućih reagenasa; i

uvođenja sirovine u aparat za aglomeraciju u prisustvu aktivatora polimerizacije kako bi se proizveli aglomerati; pri čemu jedan ili više vezujućih reagenasa sadrži monomerno jedinjenje, i aktivator polimerizacije je supstanca koja inicira polimerizaciju ili umrežavanje jednog ili više vezujućih reagenasa.

2. Postupak u skladu sa patentnim zahtevom 1, naznačen time što se korak kombinovanja sirovine sa jednim ili više vezujućih reagenasa dešava pre koraka uvođenja sirovine u aparat za aglomeraciju kako bi se proizveli aglomerati, tako da postupak sadrži korake:

3. Postupak u skladu sa patentnim zahtevom 1 ili 2, naznačen time što se aktivator polimerizacije dovodi u kontakt sa sirovinom i jednim ili više vezujućih reagenasa pre koraka uvođenja sirovine u aparat za aglomeraciju kako bi se proizveli aglomerati.

4. Postupak u skladu sa patentnim zahtevom 1 ili 2, naznačen time što se aktivator polimerizacije dovodi u kontakt sa sirovinom i jednim ili više vezujućih reagenasa istovremeno, ili posle uvođenja sirovine u aparat za aglomeraciju.

5. Postupak u skladu sa bilo kojim od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što se jedan ili više dodatnih tokova biomase i/ili vezujućih reagenasa kombinuju sa aglomeracionom smešom pre koraka:

6. Postupak u skladu sa bilo kojim od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što je jedan ili više vezujućih reagenasa monomerno jedinjenje stirena ili monomerno jedinjenje silicijuma.

7. Postupak u skladu sa bilo kojim od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što jedan ili više vezujućih reagenasa dodatno sadrži surfaktant.

8. Postupak u skladu sa bilo kojim od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što je aktivator polimerizacije jedinjenje za umrežavanje monomera.

9. Postupak u skladu sa bilo kojim od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što se aglomerati mogu podvrgnuti dodatnom tretmanu kako bi se očvrsnuo ili zaptio spoljni sloj aglomerata.

10. Postupak u skladu sa bilo kojim od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što postupak dodatno sadrži kontakt jednog ili više vezujućih reagenasa sa reagensom inicijatorom.

11. Postupak u skladu sa bilo kojim od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što postupak dodatno sadrži korak:

prethodnog tretmana sirovine, gde poželjno korak prethodnog tretmana sirovine specifičnije sadrži jedno ili više od prosejavanja, usitnjavanja, mlevenja ili smanjenja veličine sirovine.

12. Postupak u skladu sa patentnim zahtevom 11, naznačen time što sirovina ima opseg sadržaja vode od 5% do 80% vlage nakon koraka prethodnog tretmana.

13. Postupak u skladu sa patentnim zahtevom 11 ili 12, naznačen time što sirovina ima opseg sadržaja ugljenika od 15% do 98% nakon koraka prethodnog tretmana.

14. Postupak u skladu sa bilo kojim od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što postupak sadrži korak:

očvršćavanja aglomerata i poželjno poliranja aglomerata tokom perioda poliranja.

15. Postupak u skladu sa bilo kojim od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što su aglomerati peleti ili granule.