KR20220044891A

KR20220044891A - 고체 바이오매스 연료의 생산공정

Info

Publication number: KR20220044891A
Application number: KR1020217006206A
Authority: KR
Inventors: 홍 메이 바이
Original assignee: 홍 메이 바이
Priority date: 2019-08-08
Filing date: 2020-08-10
Publication date: 2022-04-12
Also published as: JP2022543297A; CN114207095A; US11624037B2; EP4010452A1; EP4010452B1; US20220033727A1; WO2021024001A1

Abstract

본 발명은 풀, 왕겨, 참마, 짚, 옥수숫대 또는 이들의 조합과 같은 농업 폐기물로부터 고체 바이오매스 연료를 생산하는 공정, 및 상기 공정에 의해 생산된 고체 바이오매스 연료에 관한 것이다. 부가적으로, 본 발명은 에너지를 생산하도록 상기 고체 바이오매스 연료를 연소하는 단계를 포함하는 연소 공정 및 고체 바이오매스 연료의 생산에 사용하기 위한 하나 이상의 바이오매스 소스의 예비-처리에 관한 것이다.

Description

고체 바이오매스 연료의 생산공정

본 발명은 고체 바이오매스 연료의 생산 공정, 및 상기 공정에 의해 생산된 고체 바이오매스 연료에 관한 것이다. 부가적으로, 본 발명은 에너지를 생산하기 위하여 상기 고체 바이오매스 연료를 연소하는 단계를 포함하는 연소 공정에 관한 것이다.

석탄-화력 발전은 전세계 발전소 및 산업 공정에서 사용된다. 석탄 및 기타 화석 연료는 재생 불가능한 에너지 자원이다. 지난 몇 십년에 걸쳐 석탄-화력 발전소에서의 석탄의 소비를 감소시키고 대신 에너지용 재생가능한 자원을 사용하려는 요구가 있었다.

바이오매스로부터 유래된 연료는 석탄을 대체하거나 또는 적어도 부분적으로 대체하기 위하여 사용될 수 있는 재생 가능한 에너지 소스의 예이다. 바이오매스 유래 연료는 에너지를 생산하기 위하여 연소 공정의 발전소에서 산소의 존재에서 태워질 수 있다. 바이오매스 유래 연료는 석탄 연소를 위해 원래 고안된 전통적인 발전소에서 연소될 수 있거나, 또는 바이오매스 유래 연료는 바이오매스 연소를 위하여 특별히 건설된 발전소에서 연소될 수 있다. 소정의 형태의 바이오매스는 석탄화 혼합되어 발전소 내에서 동일한 연소 공정에서 연소될 수 있다. 이러한 공정은 바이오매스의 석탄 공-소성(coal co-firing)으로 알려져 있다. 석탄과의 공-소성에 적합화되도록, 바이오매스 유래 연료는 소정 수준의 품질과 같은 소정의 성질 및 성질과 관련된 균질성을 전형적으로 가져야 한다. 예를 들어, 균질한 크기, 밀도, 수분 함량 등의 입자를 포함하는 바이오매스 연료는 공-소성 공정에서 특히 바람직하다. 또한, 상기 바이오매스 연료는 낮은 수준의 재(ash)를 함유하는 것이 바람직하다. 바이오매스 유래 연료 내의 재의 수준은 석탄에서 발견된 것보다 전형적으로 높다.

바이오매스 소스로부터 고체 바이오매스 연료를 생산하는 다양한 공정이 알려져 있다. WO 제2014/087949호는 바이오매스 소스가 바이오매스 연료를 형성하도록 가열되는 바이오매스 블록 내로 몰딩되기 전에 증기 폭발(steam explode)되는 고체 바이오매스 연료의 생산을 위한 공정을 개시하고 있다. 상기 공정의 목적은 저장 동안 배출된 물(discharged water) 내의 감소된 화학적 산소 요구량 (COD) 및 저장 동안 충분한 취급성을 갖는 바이오매스 연료의 생산이다. 상기 공정에 사용된 바이오매스 소스는 야자 알맹이 껍질(palm kernel shell)이다.

WO 제2016/056608호는 WO 제2014/087949호의 교시에 기반하며, 연료를 생산하는데 증기 폭발 단계가 요구되지 않는 고체 바이오매스 연료 제조를 위한 공정을 개시하고 있다. 상기 공정은 바이오매스 블록이 가열되기 전에, 바이오매스 블록 내로 몰딩되고 압축되기 전에 바이오매스 소스가 크러쉬되는 몰딩 단계를 포함한다. 상기 바이오매스 소스는 미송, 독미나리, 삼나무, 사이프러스, 유럽 적송, 아몬드 고목, 아몬드 껍질, 아카시아 목질 부분, 아카시아 나무껍질, 호두 껍질, 사고 야자, 비어있는 과실 송이, 메란티 및 고무와 같은 나무이다.

WO 제2017/175733호는 바이오매스 블록이 가열되기 전에, 바이오매스 블록 내로 몰딩되고 압축되기 전에 바이오매스 소스가 크러쉬되는 몰딩 단계를 포함하는 유사 공정을 개시하고 있다. WO 제2017/175733호의 공정은 빗물에 노출되는 경우 배출된 물 내에 감소된 COD를 달성하고 낮은 붕괴(disintegration)를 나타내는 바이오매스 연료를 제공하는 것에 관한 것이다. 상기 공정에서 사용되는 바이오매스의 소스는 고무 나무, 아카시아, 메란티, 유칼립투스, 티크 및 낙엽송, 가문비나무 및 자작나무의 혼합물로부터 선택된다.

WO 제2019/069849호는 저장 동안 자연 연소에 내성을 가지며 수송 및 저장이 용이한 바이오매스 연료를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기 바이오매스 연료는 바이오매스 블록이 가열되기 전에, 바이오매스 소스가 바이오매스 블록으로 몰드되고 압축되기 전에 크러쉬되는 몰딩 단계를 포함하는 공정에 의해 제작된다. 연료 생산을 위한 상기 바이오매스 소스는 고무 나무, 아카시아 나무, 라디에이터 파인, 낙엽송, 가문비나무 및 자작나무의 혼합물; 및 가문비나무, 전나무로부터 선택된다.

WO 제2019/069860호는 바이오매스 고체 연료 생산용 장치를 기재하고 있다. 상기 장치는 바이오매스 고체 연료를 얻기 위하여 몰드된 바이오매스 생산물을 탄화시키기 위한 탄화 로(carbonisation furnace)를 포함한다. 상기 장치는 수율 계산 유닛, 온도 측정 유닛, 제어 유닛을 더욱 포함한다. 상기 제어 유닛은 상기 바이오매스 연료의 자연 연소 성질에 기반하여 탄화 로에 적용된 열을 제어한다. 상기 몰드된 바이오매스 생산물은 상기 펠릿을 몰드된 바이오매스 생산물로 몰딩하기 전에 바이오매스 소스를 펠릿으로 분쇄함으로써 형성된다. 상기 바이오매스 소스는 고무 나무, 아카시아, 디프테로카프, 라디아 소나무, 낙엽송, 가문비나무 및 자작나무의 혼합물 또는 가문비나무, 소나무 및 전나무의 혼합물로부터 선택된다.

WO 제2018/181919호는 고체 바이오매스 연료를 생산하기 위하여 전술한 것과 다른 공정을 기재하고 있다. 상기 공정은 바이오매스를 탄화시키도록 뜨거운 물 내에서 바이오매스 소스가 가압되는 바이오매스의 수열 탄화 단계를 포함한다. 상기 공정은 높은 수율 및 감소된 제조 비용으로 높은 분쇄성을 갖는 바이오매스 연료를 제공하는 것으로 보고되어 있다. 상기 바이오매스의 소스는 겉껍질, 야자 알맹이 껍질, 코코야자 나무, 대나무, 비어있는 과실 송이, 살구 및 가지로부터 선택된다.

WO 제2017/175737호는 탄화된 바이오매스를 냉각하기 위한 냉각 장치를 기재하고 있다. 상기 장치는 반-탄화된 몰드된 바이오매스의 냉각 효율을 개선한다. 상기 장치는 그 위에 물을 스프레이함으로써 바이오매스를 냉각한다. 상기 냉각기는 평판 상에 물을 스프레이하기 위한 스프레이 섹션 및 진동 평판을 포함한다. 상기 바이오매스 연료는 전술한 바와 동일한 공정에 의해 생산된다. 바이오매스 연료를 생산하기 위한 바이오매스의 소스는 미송, 독미나리, 삼나무, 사이프러스, 유럽 적송, 아몬드 고목, 아몬드 껍질, 아카시아 목질 부분, 아카시아 나무껍질, 호두 껍질, 사고 야자, 비어있는 과실 송이, 메란티 및 고무 나무이다.

마지막으로, WO 제2014/050964호는 석탄으로 그라인드될 수 있도록 바이오매스의 분쇄성을 향상시키기 위한 공정을 기재하고 있다. 상기 공정은 10 내지 50%로 그라인드된 목재 바이오매스의 수분 함량을 증가시키는 단계; 상기 바이오매스를 배소에 투입하기 전에 0.55 g/cm³ 이상의 밀도를 갖도록 상기 바이오매스를 치밀화하는 단계를 포함한다. 상기 바이오매스의 소스는 목재 칩, 바크(bark), 대팻밥, 및 톱밥을 포함한다.

본 발명의 발명자들은 전술한 고체 바이오매스 연료 및 이들의 생산을 위한 공정이 이들과 관련된 다양한 문제점들을 갖고 있음을 인식하였다. 예를 들어, 전술한 문헌에서 기술된 바이오매스 소스는 모두 전형적으로 오로지 자연적으로 발생하며, 상업적 규모로 경작 및 수확이 쉽지 않은 식물 및 나무이다. 본 발명자들은 쉽게 성장되거나 수확될 수 있거나 또는 상업적 규모로 입수 가능한 바이오매스의 소스를 갖는 것이 유리할 수 있다는 점을 인식하였다. 또한, 바이오매스 소스의 품질 및 특정의 특성이 제어될 수 있도록 성장 및 수확될 수 있는 바이오매스의 소스를 갖는 것이 유리할 것이다. 또한, 연료로서 사용하기 위한 바이오매스 소스의 충분한 양을 제공하기 위하여 과도한 벌채가 요구되지 않는 대안적인 바이오매스 소스를 갖는 것이 유리할 것이다.

대안적으로, 전술한 문헌에서 기술된 바이오매스의 소스는 모두 목재 및 유사 물질을 포함하며, 당업계에 공지된 종래의 분쇄 기술에 투여되는 경우 낮은 정도의 균질성을 갖는 입자를 형성한다는 점이 본 발명자들에 의해 발견되었다. 나아가, 상기 바이오매스 소스를 분쇄하는 단계는 분쇄하기 어려운 목재-형 물질 및 목재의 본질에 기인하여 값비싸다. 본 발명의 발명자들은 당업계에 알려져 있는 종래의 분쇄 기술에 의해 더욱 쉽게 분쇄되며 분쇄되는 경우 좀 더 균질한 크기의 입자를 형성하는 바이오매스의 소스를 갖는 것이 유리할 것이라는 점을 인식하였다.

부가적으로, 전술한 문헌에서 언급된 바이오매스 소스로부터 제조되고 상기 문헌에서의 공정에 의해 제조된 고체 바이오매스 연료는 충분한 방수 특성을 갖지 않는다는 점이 본 발명자들에 의해 발견되었다. 방수 특성은 연소 공정(그 자체 상에서 또는 석탄과 공-소성되는 경우)에서 사용되는 경우 건조(또는 적어도 충분히 건조)될 필요가 있으므로 고체 바이오매스 연료에 중요하다. 바이오매스 연료는 저장 또는 수송 동안(빗물로부터와 같은) 수분에 종종 노출된다. 따라서, 증가된 방수 능력을 갖는 바이오매스 연료가 바람직하다.

본 발명자들은 또한 전술한 문헌에서 기술된 바이오매스 연료 생산은 충분한 품질 및 균일성을 갖는 연료를 제공하지 않는다는 점을 인식하고 있다. 특히, 전술한 공정은 몰딩 단계 동안 바이오매스의 밀도의 충분한 제어를 제공하지 못한다.

본 발명은 종래 공정과 관련된 전술한 문제점들을 해결한다. 놀랍게도, 본 발명의 발명자들은 고체 바이오매스 연료를 제공하는데 유용한 바이오매스의 소정의 소스들이 상업적 규모로 성장 및 수확될 수 있다는 점을 발견하였다. 따라서, 연료의 생산을 위한 바이오매스의 고정되고 일정한 소스가 성장 주기로 제공될 수 있다. 부가적으로, 상기 바이오매스 소스를 상업적 규모로 성장시키고 수확하는 것은 바이오매스 소스의 품질 및 균일성을 예를 들어 경작 및 사육 기술에 의해 제어할 수 있다.

부가적으로, 본 발명의 발명자들에 의해 농업 폐기물 생산물인 바이오매스의 소정의 소스는 고체 바이오매스 고체 연료를 생산하는데 사용될 수 있다는 점이 발견되었다.

상술한 점에 덧붙여, 본 발명의 발명자들은 개선된 방수 특성을 갖는 바이오매스 연료가 상기 공정의 몰딩 및/또는 가열 단계를 변경함으로써 제공될 수 있다는 점을 발견하였다. 본 발명의 공정의 몰딩 및 가열 단계의 맞춤 및 제어는 또한 고체 바이오매스 연료 생산물의 품질 및 균일성을 개선하고 연소 공정에 사용하기 위해 크게 바람직한 소정의 물리적 특성을 부여한다는 점이 발견되었다. 나아가, 상기 몰딩 및 가열 단계의 맞춤은 고체 바이오매스 연료의 수율을 증가시키고 수송 및 저장을 용이하게 하는 연료에 특성을 부과하는 것이 발견되었다. 본 발명자들은 바이오매스 소스의 특성, 및 몰딩 및 가열 단계의 특정의 특징이 함께 작용하여 당업계에 공지된 것들에 비해서 연소 공정에서 사용하기 위해 우수한 바이오매스 연료 생산물을 제공한다는 점을 발견하였다.

본 발명의 제1관점에 따르면, 고체 바이오매스 연료의 생산공정이 제공되며, 상기 공정은 다음의 단계들을 포함한다:

(i) 30,000 ㎛ 내지 60,000 ㎛의 평균 입경(D50) 및 50 중량% 미만의 수분 함량을 갖는 하나 이상의 바이오매스 소스를 제공하는 단계;

(ii) 상기 하나 이상의 바이오매스 소스를 분쇄하여 1000 ㎛ 내지 20,000 ㎛의 평균 입경 (D50)을 갖는 분쇄된 바이오매스 분말을 제공하는 단계;

(iii) 상기 분쇄된 바이오매스 분말을 압축하여 30중량% 미만의 수분 함량을 갖는 압축된 바이오매스 분말을 제공하는 단계;

(iv) 상기 압축된 바이오매스 분말을 건조하여 건조된 압축된 바이오매스 분말을 제공하는 단계;

(v) 상기 건조된 압축된 바이오매스 분말을 몰딩하여 몰드된 바이오매스 생산물을 제공하는 단계;

(vi) 상기 몰드된 바이오매스 생산물을 160℃ 내지 420℃의 온도에서 0.25 내지 5 시간의 기간동안 가열하여 고체 바이오매스 연료를 제공하는 단계; 및

(vii) 상기 고체 바이오매스 연료로부터 먼지 입자를 제거하는 단계.

전형적으로, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 풀, 왕겨, 참마, 짚, 옥수숫대, 또는 이들의 조합을 포함한다.

일 구현 예에서, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 농업 폐기물을 포함한다.

전형적으로, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 20% 내지 80중량%의 양의 풀 및 하나 이상의 왕겨, 참마, 짚, 옥수숫대, 또는 이들의 조합을 포함한다.

바람직하게는, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 풀을 포함한다. 좀 더 바람직하게는, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 페니세툼 속(genus Pennisetum)으로부터의 식물을 포함한다. 가장 바람직하게는, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 페니세툼 시니즈 로스(Pennisetum Sinese Roxb)를 포함한다.

소정의 구현 예에서, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 (i) 페니세툼 시니즈 로스와 같은 페니세툼 속으로부터의 식물과 가은 풀; (ii) 왕겨 및 참마의 혼합물; (iii) 짚 및 참마의 혼합물; 및 (iv) 옥수숫대 및 참마의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어진다.

전형적으로, (i) 30,000 ㎛ 내지 60,000 ㎛의 평균 입경(D50) 및 50 중량% 미만의 수분 함량을 갖는 하나 이상의 바이오매스 소스를 제공하는 단계는 (a) 50중량% 미만의 수분 함량을 갖도록 상기 하나 이상의 바이오매스 소스를 압축하는 단계; 및/또는 (b) 30,000 ㎛ 내지 60,000 ㎛의 평균 입경 (D50)을 갖도록 상기 하나 이상의 바이오매스 소스를 잘게 자르는 단계(chopping)를 포함하며; 바람직하게는 상기 공정은 상기 (a) 및 (b)의 둘 모두의 단계를 포함하며, 및 좀 더 바람직하게는 상기 하나 이상의 바이오매스 소스를 잘게 자르는 단계 (b) 이전에 상기 하나 이상의 바이오매스 소스를 압축하는 단계(a)를 포함한다.

전형적으로, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스의 수분 함량은 30% 내지 50중량%이다.

전형적으로, 상기 압축된 바이오매스 분말을 건조하여 건조된 압축된 바이오매스 분말을 제공하는 단계 (iv)는 상기 건조된 압축된 바이오매스 분말이 10 중량% 내지 18 중량%, 바람직하게는 12 중량% 내지 15중량%의 수분 함량을 갖도록 압축된 바이오매스 분말을 건조시키는 단계를 포함한다.

전형적으로, 상기 압축된 바이오매스 분말을 건조하여 건조된 압축된 바이오매스 분말을 제공하는 단계 (iv)는 건조 중에 상기 압축된 바이오매스 분말 입자를 혼합하는 단계를 더욱 포함한다.

전형적으로, 상기 건조된 압축된 바이오매스 분말을 몰딩하는 단계 (v)는 상기 몰드된 바이오매스 생산물의 밀도가 제어되도록 상기 몰딩 단계를 맞추는 단계를 포함하며, 선택적으로 상기 몰드된 바이오매스 생산물의 밀도가 제어되도록 몰딩 단계를 맞추는 단계는 상기 몰딩 단계에서 사용된 몰드의 압축 비율을 제어하는 단계를 포함한다.

전형적으로, 상기 건조된 압축된 바이오매스 분말을 몰딩하는 단계 (v) 전에 상기 건조된 압축된 바이오매스 분말에 첨가제가 부가된다. 바람직하게는, 상기 첨가제는 상기 몰드된 바이오매스 생산물의 수율을 증가시킨다.

전형적으로, 상기 몰드된 바이오매스 생산물을 가열하는 단계 (vi)는 0.4 내지 2.5 시간의 기간 동안 수행되며, 및/또는 상기 몰드된 바이오매스 생산물을 가열하는 단계는 180 ℃ 내지 350 ℃, 선택적으로 210 ℃ 내지 280 ℃의 온도로 상기 몰드된 바이오매스 생산물을 가열하는 단계를 포함한다.

전형적으로, 상기 몰드된 바이오매스 생산물을 가열하는 단계 (vi)는 상기 몰드된 바이오매스 생산물의 배소(torrefaction)를 유도하는 조건 하에서 상기 몰드된 바이오매스 생산물을 가열하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 몰드된 바이오매스 생산물을 가열하는 단계 (vi)는 상기 고체 바이오매스 연료의 균일성을 제어하도록 맞추며, 선택적으로 상기 고체 바이오매스 연료의 균일성을 제어하도록 맞추는 단계 (vi)는 가열 중 상기 몰드된 바이오매스 생산물이 회전되는 수행 단계 (vi)를 포함하며, 선택적으로 상기 고체 바이오매스 연료의 균일성을 제어하도록 맞추는 단계 (vi)는 상기 몰드된 바이오매스 생산물의 회전의 방향 또는 속도를 제어하는 단계를 포함하며, 선택적으로 상기 몰드된 바이오매스 생산물은 장치에서 반시계 방향 및 시계 방향 모두에서 회전된다.

전형적으로, 상기 공정은 가열 단계 (vi) 후 그리고 고체 바이오매스 연료로부터 먼지 입자의 제거 단계 (vii) 전에 고체 바이오매스 연료를 냉각시키는 단계를 더욱 포함한다.

전형적으로, 상기 고체 바이오매스 연료로부터 먼지 입자를 제거하는 단계 (vii)는 스크린으로 고체 바이오매스 연료로부터 먼지 입자를 제거하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 스크린은 3 mm 내지 8 mm의 기공 크기를 가지며, 바람직하게는 상기 스크린은 4 mm 내지 6mm의 기공 크기를 갖는다.

전형적으로, DIN EN 15103에 따라 결정된 고체 바이오매스 연료의 벌크 밀도는 0.58 kg/l 내지 0.8 kg/l, 바람직하게는 0.6 kg/l 내지 0.75 kg/l, 가장 바람직하게는 0.60 내지 0.70 kg/l이다.

전형적으로, DIN EN 15210-1에 따라 결정된 고체 바이오매스 연료의 기계적 내구성은 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 또는 98% 이상이다.

본 공정의 일부 구현 예에서, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스, 및 고체 바이오매스 연료는 다음과 같다:

(i) 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 페니세툼 시니즈 로스와 같은 페니세툼 속으로부터의 식물과 같은 풀을 포함하거나 또는 풀로 필수적으로 이루어지며, 상기 고체 바이오매스 연료는 0.60 kg/L 내지 0.65 kg/L의 벌크 밀도를 가지며, 상기 고체 바이오매스 연료의 기계적 내구성은 95% 이상이며;

(ii) 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 왕겨 및 참마의 혼합물을 포함하며, 상기 고체 바이오매스 연료는 0.58 kg/L 내지 0.63 kg/L의 벌크 밀도를 가지며, 상기 고체 바이오매스 연료의 기계적 내구성은 95% 이상이며;

(iii) 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 짚 및 참마의 혼합물을 포함하며, 상기 고체 바이오매스 연료는 0.60 kg/L 내지 0.64 kg/L의 벌크 밀도를 가지며, 상기 고체 바이오매스 연료의 기계적 내구성은 95% 이상이며;

(iv) 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 옥수숫대 및 참마의 혼합물을 포함하며, 상기 고체 바이오매스 연료는 0.62 kg/L 내지 0.66 kg/L의 벌크 밀도를 가지며, 상기 고체 바이오매스 연료의 기계적 내구성은 95% 이상이며;

상기 벌크 밀도는 DIN EN 15103에 따라 결정되며, 상기 기계적 내구성은 DIN EN 15210-1에 따라 결정된다.

전형적으로, 상기 바이오매스 고체 연료의 총 건조 황 함량은 0.15 wt% 이하, 바람직하게는 0.12 wt% 이하, 가장 바람직하게는 0.10 wt% 이하이며, 상기 총 건조 황 함량은 DIN EN 15289에 따라 결정된다.

전형적으로, 상기 바이오매스 고체 연료의 총 건조 수소 함량은 5 wt% 이상, 바람직하게는 5 wt% 내지 10 wt%, 가장 바람직하게는 5 wt% 내지 7 wt%이며, 상기 총 건조 수소 함량은 DIN EN 15104에 따라 결정된다.

전형적으로, 상기 바이오매스 고체 연료의 총 건조 산소 함량은 36 wt% 이상, 바람직하게는 38 wt% 내지 42 wt%, 좀 더 바람직하게는 38 wt% 내지 40 wt%이며, 상기 총 건조 산소 함량은 DIN EN 15296에 따라 결정된다.

전형적으로, 상기 바이오매스 고체 연료의 총 건조 탄소 함량은 36 wt% 이상, 바람직하게는 38 wt% 내지 48 wt%, 좀 더 바람직하게는 39 wt% 내지 45 wt%이며, 총 건조 탄소 함량은 DIN EN 15104에 따라 결정된다.

전형적으로, 상기 바이오매스 고체 연료의 총 건조 질소 함량은 0.8 wt% 미만, 바람직하게는 0.7 wt% 미만, 좀 더 바람직하게는 0.6 wt% 미만이며, 상기 총 건조 질소 함량은 DIN EN 15104에 따라 결정된다.

전형적으로, 상기 고체 바이오매스 연료는 최대 20일, 바람직하게는 최대 30일, 좀 더 바람직하게는 최대 40일 동안 방수성을 갖는다.

전형적으로, 물에 침지되는 경우 상기 고체 바이오매스 연료의 화학적 산소 요구량 (COD)은 5000 ppm 이하, 바람직하게는 4000 ppm 이하, 가장 바람직하게는 3000 ppm 이하이며, 상기 화학적 산소 요구량은 GB/11914-89에 따라 결정된다.

전형적으로, 상기 고체 바이오매스 연료의 고정 탄소 함량은 25 wt% 이상, 바람직하게는 28 wt% 내지 35 wt%, 좀 더 바람직하게는 30 wt% 내지 33 wt%이며, 상기 고정 탄소 함량은 DIN EN 51734에 따라 결정된다.

전형적으로, 상기 고체 바이오매스 연료의 회분(ash content)은 20 wt% 미만, 바람직하게는 18 wt% 미만, 가장 바람직하게는 16 wt% 미만이며, 상기 회분은 550℃에서 EN 14775에 따라 결정된다.

전형적으로, 상기 고체 바이오매스 연료의 휘발물 함량(volatile matter content)은 42 wt% 내지 70 wt%, 좀 더 바람직하게는 48 wt% 내지 75 wt%이며, 상기 휘발물 함량은 DIN EN 15148에 따라 결정된다.

전형적으로, 상기 고체 바이오매스 연료는 8 wt% 미만, 바람직하게는 7 wt% 미만, 가장 바람직하게는 6 wt% 미만의 수분 함량을 가지며, 상기 수분 함량은 DIN EN 14774에 따라 결정된다.

전형적으로, 상기 바이오매스 고체 연료는 4300 kcal/kg 내지 6500 kcal/kg의 열량을 가지며, 상기 열량은 DIN EN 14918에 따라 결정된다.

전형적으로, 상기 몰드된 바이오매스 생산물의 벌크 밀도는 A이며, 상기 바이오매스 고체 연료의 벌크 밀도는 B이며, 여기서 B/A는 0.55 내지 1이며, 상기 벌크 밀도는 DIN EN 15103에 따라 결정된다.

전형적으로, 바이오매스로부터 유래된 물질이 상기 고체 바이오매스 연료의 총 연료 함량 중 적어도 95중량%의 양으로 상기 고체 바이오매스 연료 내에 존재한다.

본 발명의 제2관점에 따르면, 전술한 청구항 중 어느 하나의 공정에 따라 얻어지거나 또는 얻어질 수 있는 고체 바이오매스 연료가 제공된다.

본 발명의 제3관점에 따르면, 하나 이상의 바이오매스 소스로부터 유래된 고체 바이오매스 연료가 제공되며, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는:

(i) 페니세툼 시니즈 로스와 같은 페니세툼 속으로부터의 식물을 포함하거나, 식물로 이루어지거나 또는 식물로 필수적으로 이루어지며;

(ii) 왕겨 및 참마의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어지며;

(iii) 짚 및 참마의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어지며;

(iv) 옥수숫대 및 참마의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어지며;

(v) 페니세툼 시니즈 로스 및 왕겨의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어지며;

(vi) 페니세툼 시니즈 로스와 같은 페니세툼 속으로부터의 식물 및 짚의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어지며; 또는

(vii) 페니세툼 시니즈 로스와 같은 페니세툼 속으로부터의 식물 및 옥수숫대의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어진다.

전형적으로, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 풀, 왕겨, 참마, 짚, 옥수숫대, 또는 이들의 조합을 포함한다. 일 구현 예에서, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 농업 폐기물을 포함한다.

전형적으로, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 20% 내지 80중량%의 양으로 풀, 및 하나 이상의 왕겨, 참마, 짚, 옥수숫대, 또는 이들의 조합을 포함한다.

바람직하게는, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 풀을 포함한다. 좀 더 바람직하게는, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 페니세툼 속으로부터의 식물을 포함한다. 가장 바람직하게는, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 페니세툼 시니즈 로스를 포함한다.

소정의 구현 예에서, 하나 이상의 바이오매스 소스는 (i) 페니세툼 시니즈 로스와 같은 페니세툼 속으로부터의 식물과 같은 풀; (ii) 왕겨 및 참마의 혼합물; (iii) 짚 및 참마의 혼합물; 및 (iv) 옥수숫대 및 참마의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어진다.

전형적으로, DIN EN 15103에 따라 결정된 바와 같은 고체 바이오매스 연료의 벌크 밀도는 0.58 kg/l 내지 0.8 kg/l, 바람직하게는 0.6 kg/l 내지 0.75 kg/l, 가장 바람직하게는 0.60 내지 0.70 kg/l이다.

전형적으로, DIN EN 15210-1에 따라 결정된 바와 같은 고체 바이오매스 연료의 기계적 내구성은 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 또는 98% 이상이다.

본 발명의 제4관점에 따르면, 에너지를 생산하도록 본 발명의 제2 및 제3관점에 따라 고체 바이오매스 연료를 연소하는 단계를 포함하는 연소 공정을 제공한다.

일 구현 예에서, 상기 고체 바이오매스 연료는 화석 연료와 함께 공-소성되며, 연소된다. 바람직하게는, 상기 화석 연료는 석탄을 포함한다.

일 구현 예에서, 상기 공정의 PM1.0 배출은 175 mg/kg 미만, 바람직하게는 150 mg/kg 미만이다.

본 발명의 제5관점에 따르면, 연소 공정에서 연료로서 본 발명의 제2 및 제3관점에 따른 고체 바이오매스 연료의 사용을 제공한다.

바람직하게는, 상기 연소 공정은 화석 연료와 함께 고체 바이오매스 연료를 공-소성하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 화석 연료는 석탄이다.

본 발명의 제6관점에 따르면, 고체 바이오매스 연료를 생산하기 위한 하나 이상의 바이오매스 소스의 사용방법을 제공하며, 여기서 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는: (i) 페니세툼 시니즈 로스와 같은 페니세툼 속으로부터의 식물을 포함하거나, 식물로 이루어지거나 또는 식물로 필수적으로 이루어지며; (ii) 왕겨 및 참마의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어지며; (iii) 짚 및 참마의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어지며; (iv) 옥수숫대 및 참마의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어지며; (v) 페니세툼 시니즈 로스와 같은 페니세툼으로부터의 식물 및 왕겨의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어지며; (vi) 페니세툼 시니즈 로스와 같은 페니세툼 속으로부터의 식물 및 짚의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어지며; 또는 (vii) 페니세툼 시니즈 로스와 같은 페니세툼 속으로부터의 식물 및 옥수숫대의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어진다.

바람직하게는, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 본 발명의 제1 및 제3관점에 따라 전술한 바와 같다.

바람직하게는, 상기 사용방법은 본 발명의 제1관점에 따른 공정에서 하나 이상의 바이오매스 소스의 사용을 포함한다.

바람직하게는, 상기 고체 바이오매스 연료는 본 발명의 제1 및 제3관점에 따라 전술한 바와 같다.

본 발명의 제7관점에 따르면, 고체 바이오매스 연료의 생산에 사용하기 위한 하나 이상의 바이오매스 소스를 예비-처리하기 위한 예비-처리 공정이 제공되며, 상기 상기 예비-처리 공정은 다음의 단계들을 포함한다:

(iii) 상기 분쇄된 바이오매스 분말을 압축하여 30중량% 미만의 수분 함량을 갖는 압축된 바이오매스 분말을 제공하는 단계; 및

(iv) 상기 압축된 바이오매스 분말을 건조하여 건조된 압축된 바이오매스 분말을 제공하는 단계.

전형적으로, 상기 압축된 바이오매스 분말을 건조하여 건조된 압축된 바이오매스 분말을 제공하는 단계 (iv)는 건조 중 상기 압축된 바이오매스 분말을 혼합하는 단계를 더욱 포함한다.

전형적으로, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 본 발명의 제1 및 제3관점에 따라 전술된 바와 같다.

전형적으로, 상기 예비-처리 공정은 고체 바이오매스 연료를 생산하는 공정 이전에 수행되며, 상기 고체 바이오매스 연료를 생산하는 공정은 건조된 압축된 바이오매스 분말을 가열하거나 또는 몰딩하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 고체 바이오매스 연료를 생산하는 공정은 본 발명의 제1관점에 따라 전술한 바와 같다.

본 발명의 제8관점에 따르면, 고체 바이오매스 연료를 후-처리하기 위한 후-처리 공정이 제공되며, 상기 후 처리 공정은 상기 고체 바이오매스 연료로부터 먼지 입자를 제거하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 고체 바이오매스 연료로부터 먼지 입자를 제거하는 단계는 스크린으로 고체 바이오매스 연료로부터 먼지 입자를 제거하는 단계를 포함한다. 좀 더 바람직하게는, 상기 스크린은 3 mm 내지 8 mm의 기공 크기를 가지며, 바람직하게는 상기 스크린은 4 mm 내지 6mm의 기공 크기를 갖는다.

전형적으로, 상기 고체 바이오매스 연료로부터 먼지 입자를 제거하는 단계는 고체 바이오매스 연료에 진동, 회전, 롤링, 또는 이들의 조합을 수행하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 후-처리 공정은 하나 이상의 바이오매스 소스로부터 고체 바이오매스 연료를 생산하는 공정 후 수행되며, 고체 바이오매스 연료를 생산하는 공정은 몰딩 또는 가열 단계를 포함한다. 좀 더 바람직하게는, 고체 바이오매스 연료를 생산하는 공정은 본 발명의 제1관점에 따라 전술한 바와 같다.

바람직하게는, 상기 고체 바이오매스 연료는 본 발명의 제2 및 제3관점에 따라 전술한 바와 같다.

본 발명은 다음과 같은 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 의해 기술될 것이다:
도 1은 식물 페니세툼 시니즈 로스의 사진이다.
도 2는 본 발명에 따라 사용될 수 있는 전형적인 압축 몰드의 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 방법에 따라 생산된 몰드된 바이오매스 생산물에 대하여 Y-축 상의 생산성 대 X-축 상의 압축 비율을 도시한 그래프이다. 상기 바이오매스 소스는 페니세툼 시니즈 로스로 이루어진다.
도 4는 첨가제가 포함되지 않는 경우에 대해서 몰딩 단계 동안 첨가제가 포함되는 경우 몰딩 단계 후 수율에서의 차이를 나타내며, 여기서 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 페니세툼 시니즈 로스로 이루어진다. 좀 더 높은 수율이 몰딩 전 건조된 압축된 바이오매스에 첨가제가 부가되는 경우 얻어진다는 것을 볼 수 있다.
도 5는 본 발명의 방법에 따라 생산된 몰드된 바이오매스 생산물에 대해서 y-축(kg/L) 상의 밀도 대 x-축 상의 압축 비율을 나타낸 그래프이며, 여기서 상기 바이오매스 소스는 페니세툼 시니즈 로스로 이루어진다.
도 6은 본 발명의 고체 생산물의 사진을 나타낸다.
도 7 및 8은 본 발명의 바이오매스 고체 연료 생산물을 진동, 롤링 또는 회전에 사용될 수 있는 장치를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 수 개의 생산물의 벌크 밀도를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 수 개의 생산물의 내구성을 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 수 개의 생산물의 황 함량을 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 수 개의 생산물의 수소 함량을 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 수 개의 생산물의 산소 함량을 나타내는 그래프이다.
도 14는 본 발명의 수 개의 생산물의 탄소 함량을 나타내는 그래프이다.
도 15는 본 발명의 수 개의 생산물의 질소 함량을 나타내는 그래프이다.
도 16은 본 발명의 수 개의 생산물의 고정 탄소 함량을 나타내는 그래프이다.
도 17은 본 발명의 수 개의 생산물의 회분을 나타내는 그래프이다.
도 18은 본 발명의 수 개의 생산물의 수분 함량을 나타내는 그래프이다.
도 19는 본 발명의 수 개의 생산물의 휘발물 함량을 나타내는 그래프이다.
도 20은 본 발명의 수 개의 생산물의 PM 1.0 배출을 나타내는 그래프이다.
도 21은 인공 기후 실험실에서 본 발명의 생산물의 시험 결과를 나타낸다.
도 22는 인공 기후 실험실에서 본 발명의 생산물의 또 다른 시험 결과를 나타낸다.
도 23은 하나 이상의 바이오매스 소스를 치핑하는데 사용될 수 있는 당업계에 공지된 장치의 사진이다.
도 24는 하나 이상의 바이오매스 소스를 압축하는데 사용될 수 있는 당업계에 공지된 장치의 사진이다.
도 25는 하나 이상의 바이오매스 소스를 압축하는데 사용될 수 있는 당업계에 공지된 장치의 사진이다.
도 26은 하나 이상의 바이오매스 소스를 압축하는데 사용될 수 있는 당업계에 공지된 장치의 사진이다.

바이오매스의 소스

본 발명에 따라 사용되는 하나 이상의 바이오매스 소스는 전술한 것 중 어느 것일 수 있다. 전형적으로, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 농업 폐기물을 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이 용어 "농업 폐기물"은 농업 작업의 부산물로서 생산되는 식물-계 폐 생산물을 나타낸다. 예를 들어, 농업 폐기물은 수확되거나 또는 수확된 잔재 식물-계 생산물, 또는 식물-계 생산물의 원하지 않는 성분을 포함할 수 있다. 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 바람직하게는 풀을 포함한다. 상기 풀은 농업 작업의 부-산물로서 생산된 농업 폐기물, 또는 특정의 목적을 위해 성장된 잔여 잉여 풀일 수 있다. 대안적으로, 상기 풀은 고체 바이오매스 연료용 바이오매스인 경우 소스로서 사용되는 목적으로 특히 성장되고 수확될 수 있다. 대안적으로, 상기 풀은 자연 발생 풀일 수 있다.

본 발명에 따라 사용하기 위한 풀의 바람직한 형태는 페니세툼 속으로부터의 식물이다. 페니세툼은 세계의 열대 지역 및 온대 지역에 고유한 풀 과(family)의 식물의 광범위한 속(widespread genus)이다. 본 발명에 따라 사용하기 위한 페니세툼 속으로부터의 바람직한 식물은 식물 페니세툼 시니즈 로스이다. 식물 페니세툼 시니즈 로스의 사진을 도 1에 나타낸다.

본 발명에 따라 사용될 수 있는 바이오매스의 다른 소스는 왕겨, 참마, 짚 및 옥수숫대를 포함한다. 바이오매스의 이들 소스는 농업 작업의 부산물로서 농업 폐기물로서 생산될 수 있다. 대안적으로, 바이오매스의 이들 소스는 바이오매스 고체 연료의 제조를 위한 공급원료가 될 목적으로 특히 성장될 수 있다. 옥수숫대는 농업 폐기물로서 생산될 수 있는 물질의 특정 예이다. 예를 들어, 곡물(corn)이 인간 소비를 위하여 성장되고 수확될 수 있다. 인간 소비를 위하여 곡물 식물을 공정하는 경우, 상기 공정은 비식용 옥수숫대로부터의 식용 곡물을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 옥수숫대는 농업 폐기물 생산물이다. 일부 구현 예에서, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 왕겨, 참마, 짚, 옥수숫대, 또는 이들의 조합을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어진다. 예를 들어, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 왕겨 및 참마; 짚 및 참마; 또는 옥수숫대 및 참마를 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어질 수 있다.

상기 하나 이상의 바이오매스 소스가 풀 및 하나 이상의 부가적인 바이오매스의 소스를 포함하는 경우, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 5 wt% 내지 95 wt%와 같은 어느 양의 풀을 함유할 수 있다. 전형적으로, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스가 풀 및 하나 이상의 부가적인 바이오매스 소스를 포함하는 경우, 상기 풀은 상기 하나 이상의 바이오매스 소스의 총량의 10% 내지 90중량%, 20% 내지 80중량%, 30% 내지 70중량%, 또는 40 % 내지 60중량%의 양으로 존재한다.

소정의 구현 예에서, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 20% 내지 80중량%의 양으로 페니세툼 시니즈 로스와 같은 페니세툼 속으로부터의 풀과 같은 풀, 및 20% 내지 80중량%의 양으로 짚, 옥수숫대, 왕겨 또는 이들의 조합을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어진다.

전술한 각각의 하나 이상의 바이오매스 소스는 당업계에 공지된 통상의 방법에 의해 얻어지거나 또는 수확될 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이 용어 "포함하는"은 어느 추가적인 비정의된 성분이 존재할 수 있는 것을 의미하는 것으로 사용된다. 본원에서 사용되는 바와 같이 용어 "이루어지는"은 특정 목록화된 것 이외에 어떠한 추가적인 성분도 존재할 수 없다는 것을 의미하는데 사용된다. 본원에서 사용되는 바와 같이 용어 "필수적으로 이루어지는"은 추가적인 정의되지 않은 성분이 종재할 수 있으나, 이들 성분은 상기 조성물의 필수적인 특성에 실질적으로 영향을 미치지 않는다는 것을 의미하는데 사용된다.

전술한 바와 같이, 본원 발명에서 사용되는 하나 이상의 바이오매스 소스는 종래 기술에 사용된 물질에 비하여 상기 바이오매스 소스의 특정의 특성 및 품질의 증가된 제어를 제공하면서 상업적 규모로 성장 및 수확될 수 있다는 점이 발견되었다. 상기 물질의 사용은 또한 필요한 벌채와 같은 나무를 사용하는 것과 관련된 환경 손상을 방지한다. 상기 이점은 풀, 참마, 옥수숫대 및 왕겨의 사용과 특히 관련되며, 페니세툼 시니즈 로스와 같은 페니세툼 속의 풀과 같은 풀과 특히 관련된다.

본 발명에서 사용되는 하나 이상의 바이오매스 소스의 사용은 또한 목재와 같은 이전에 사용된 물질보다 그라인드하기가 쉽다는 것이 놀랍게도 발견되었다. 이는 그라인딩 공정의 비용을 감소시킨다. 특히, 풀은 목재와 같은 이전에 사용된 물질과 동일한 정도로 그라인딩될 필요가 없다.

본 발명의 물질의 사용은 그라인딩되는 경우, 또한 이전에 사용된 물질보다 좀 더 균질한 믹스를 제공한다. 이론에 한정되지 않으나, 이는 바이오매스 연료 생산물의 좀 더 큰 균일성 및 연속성과 같은, 최종 고체 연료 생산물에 유리한 성질을 부여하는 것으로 믿어진다. 이는 몇 가지 이유로 연소 공정에서 바람직하다.

본 발명의 발명자들은 풀의 사용이 특히 바이오매스의 소스로서 특히 유용하다는 것을 인식하였다. 특히 페니세툼 시니즈 로스와 같은 페니세툼 속으로부터의 풀은 특히 유용하다. 페니세툼 시니즈 로스는 빠르게 성장하고 높은 수율의 혼성 풀이라는 점이 발견되었다. 성장되는 경우 유전자 조작되거나 또는 주변 환경에 생태학적 위험이 되지 않는다. 다양한 토양 조건 하에서 성장할 수 있으며, 가용 토지를 위한 식량 작물과 경쟁하지 않을 것이다. 나아가, 페니세툼 시니즈 로스는 심은 후 첫번째 해에 수확될 수 있는 단기간 빠르게 성장하는 작물이다. 반면, 수소속의 풀(switch grass), 대나무 및 다양한 기타 작물과 같은 기타 작물은 심은 후 2, 3 또는 4년째까지 수확될 수 없고 낮은 수율을 갖는다. 페니세툼 시니즈 로스는 1미터 높이까지 성장한 후 매 25 내지 30일 다시 성장하면 심은 후 40일에서 생물가스 생산을 위하여 수확될 수 있다는 것이 발견되었다. 본 발명의 공정과 같은 고체 연료의 다른 형태 및 바이오매스 펠릿의 생산을 위하여, 4미터의 높이로 성장한 후 다시 매 120일 성장하면 심은 후 195일 페니세툼 시니즈 로스가 수확될 수 있다는 것이 발견되었다. 따라서, 상기 식물의 높은 성장 속도는 바이오매스의 연속적인 성장 소스를 제공한다.

페니세툼 시니즈 로스 및 전술한 바이오매스의 기타 소스와 같은 풀의 사용과 관련된 전술한 이점에도 불구하고, 본 발명자들은 이러한 바이오매스 소스의 사용과 관련된 문제점은 이들은 전형적으로 매우 높은 양의 수분을 함유한다는 점이라는 것을 인식하였다. 예를 들어, 전형적으로, 가을 또는 겨울에 수확되는 경우 갓 수확된 페니세툼 시니즈 로스의 수분 함량은 70중량%를 초과한다. 상기 수분 함량은 고체 바이오매스 연료를 생산하는 공정을 배소하거나 또는 직접 몰딩하는데 사용되는 바이오매스의 소스에 대해서 너무 높다. 이처럼, 이러한 단계 전에 바이오매스 소스의 수분 함량을 감소시키는 것이 필요하다. 종래의 건조 공정이 사용될 수 있다. 그러나, 태양에서의 건조와 같은 종래의 건조 공정과 관련된 단점은 상기 공정이 장시간이 소요된다는 것이다. 나아가, 날씨의 불확실성에 기인하여, 이상적인 건조 시간은 달라질 수 있으며, 예측이 어렵다. 연장된 기간 동안 태양에서 건조되도록 남겨두는 경우, 상기 바이오매스 소스는 또한 부패되어 바이오매스 소스가 고체 연료로 전환되는 경우 최종 생산물 품질에 영향을 미칠 수 있다. 기술적으로 좀 더 진전된 건조 공정이 사용될 수 있으나, 상기 공정은 전형적으로 값비싸며 전체 공정의 경제성을 감소시킨다.

따라서, 본 발명자들은 가열 및 몰딩과 같은 고체 바이오매스 연료로 바이오매스 소스를 전환시키는 단계 전에 바이오매스의 소스의 수분 함량이 적합하게 그리고 경제적으로 감소되는, 전술한 바와 같은 물질을 사용한 고체 바이오매스 연료의 제조 공정에 대한 종래의 요구가 존재한다는 점을 인식하였다. 다시 말해서, 본 발명자들은 상기 바이오매스 소스가 바이오매스 고체 연료로 전환되기 전에 바이오매스의 수분 함량을 감소시키도록 하나 이상의 바이오매스 소스를 예비-처리하기 위한 공정에 대하여 종래의 요구가 존재한다는 점을 인식하였다. 상술한 요구는 본 발명의 공정에 의해 제공된다.

하나 이상의 바이오매스 소스의 제공 단계

전술한 바와 같이, 본 발명의 공정은 30,000 ㎛ 내지 60,000 ㎛의 평균 입경(D50) 및 50 중량% 미만의 수분 함량을 갖는 하나 이상의 바이오매스 소스를 제공하는 단계를 포함한다.

상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 당해 분야에 공지된 표준 기술에 의하여 크기가 감소될 수 있다. 상기 바이오매스는 상기 바이오매스가 40,000 ㎛ 내지 50,000 ㎛의 평균 입경과 같이, 30,000 ㎛ 내지 60,000 ㎛의 평균 입경 (D50)을 갖도록 크기에서 감소될 수 있다.

전형적으로, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 바이오매스의 특정 소스에 따라 물론 좌우되기는 하나, 종래의 치핑 장치 내로 도입됨으로써 전술한 범위의 크기로 입자로서 제공된다. 예를 들어, 상기 바이오매스의 소스가 전술한 범위 내의 크기를 갖는 입자로 자연적으로 발생하는 경우, 다음으로 치핑은 필요하지 않을 것이다. 페니세툼 시니즈 로스의 경우, 상기 식물은 전술한 크기의 입자로 식물을 감소시키도록 종래에 공지된 종래의 치핑 소자 내로 공급될 수 있다. 따라서, 일부 구현 예에서, 본 발명의 공정은 30,000 ㎛ 내지 60,000 ㎛의 평균 입경 (D50)을 갖도록 하나 이상의 바이오매스 소스를 잘게 자르는 단계를 포함할 수 있다.

30,000 ㎛ 내지 60,000 ㎛의 평균 입경(D50) 및 50 중량% 미만의 수분 함량을 갖는 하나 이상의 바이오매스 소스를 제공하는 단계는 또한 하나 이상의 바이오매스 소스를 압축하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 압축 단계는 하나 이상의 바이오매스 소스의 수분 함량이 50중량% 미만으로 감소되도록 하나 이상의 바이오매스 소스로부터 전형적으로 수분을 스퀴즈한다. 따라서, 바람직한 구현 예에서, 전술한 입자 크기를 갖는 바이오매스를 제공하는 단계는 압축 후 하나 이상의 바이오매스 소스의 수분 함량이 50중량% 미만이도록 70중량% 초과의 수분 함량을 갖는 하나 이상의 바이오매스 소스를 압축하는 단계를 포함한다.

바람직한 구현 예에서, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 치핑되거나 및/또는 압축되는 경우 30% 내지 40중량% 또는 40% 내지 50중량%, 또는 30% 내지 45중량%와 같은 30중량% 내지 50중량%의 수분을 포함할 수 있다.

바람직한 구현 예에서, 전술한 입자 크기를 갖는 바이오매스를 제공하는 단계는 바이오매스를 압축하는 단계 및 바이오매스를 치핑하는 단계 모두를 포함한다.

상기 치핑 단계 및 압축 단계는 개별적인 장치를 사용하여 수행될 수 있다. 대안적으로, 상기 단계들은 바이오매스의 치핑 및 압축 모두를 위해 구성된 단일 장치에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 바이오매스 압축에 적합한 전동 롤링 소자는 종래의 치핑 소자를 공급하는 컨베이어 벨트 상에 위치될 수 있다. 상기 관점에서, 상기 바이오매스 소스는 치퍼에 들어가기 전에 압축된다. 하나 이상의 바이오매스 소스의 압축 및 치핑 단계를 수행하기에 적합한 장치는 당업계에 공지되어 있다. 치핑에 사용되는 장치의 예가 도 23에 도시된다. 도 23에 도시된 바와 같은 치핑 장치는 전형적으로 공급 포트를 통해서 물질을 공급하는 컨베이어 벨트와 같은 공급 시스템을 통해서 치퍼로 들어가는 물질의 원리로 착수한다. 다음으로, 상기 물질은 고속 회전 블레이드(미도시) 및 기계(미도시)의 베이스 상에 마운트된 블레이드에 의해 칩으로 커트된다. 상기 메커니즘의 기능성 및 유사한 치핑 메커니즘은 당해 분야의 당업자에게 공지되어 있다.

압축 단계에 사용되는 장치의 예를 도 24에 나타낸다.

전술한 바와 같이, 일부 구현 예에서, 도 24에 나타낸 바와 같은 롤링 소자는 컨베이어 벨트 상에 위치되어 도 23에 나타낸 바와 같이, 치핑 소자로 상기 소스 물질이 들어가기 전에 소스 물질을 압축할 수 있다.

바이오매스의 분쇄 단계

단계 (ii)는 하나 이상의 바이오매스 소스를 분쇄하여 1000 ㎛ 내지 20,000 ㎛의 평균 입경 (D50)을 갖는 분쇄된 바이오매스 분말을 제공하는 단계를 포함한다.

상기 바이오매스 소스는 당업계에 공지된 표준 기술에 의해 바이오매스 분말로 분쇄될 수 있다. 상기 바이오매스 소스는 바이오매스 분말이 1000 ㎛ 내지 20,000 ㎛의 평균 입경 (D50)을 갖도록 분쇄될 수 있다. 전형적으로, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 1000 ㎛ 내지 18,000 ㎛, 1000 ㎛ 내지 15,000 ㎛, 1000 ㎛ 내지 10,000 ㎛, 또는 1,000 내지 5000 ㎛의 평균 입경을 갖도록 분쇄된다. 대안적으로, 상기 바이오매스는 10,000 ㎛ 내지 20,000 ㎛, 10,000 ㎛ 내지 18,000 ㎛, 또는 10,000 ㎛ 내지 15,000 ㎛의 평균 입경을 갖도록 분쇄될 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 발명에서의 사용을 위한 특정 바이오매스 소스를 분쇄하는 단계는 이전에 공지된 바이오매스 소스를 그라인딩함으로써 제공되는 것보다 유리한 좀 더 작은 크기의 분포를 갖는 바이오매스 분말을 제공하는 점이 발견되었다. 이는 페니세툼 시니즈 로스와 같은 풀에 대해 특히 그러한 경우이다.

바이오매스 분말의 압축

단계 (iii)은 30중량% 미만의 수분 함량을 갖는 압축된 바이오매스 분말을 제공하도록 분쇄된 바이오매스 분말을 압축하는 단계를 포함한다.

상기 압축 단계는 당업계에 공지된 적합한 장치를 사용하여 바이오매스 분말을 압축하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 장치의 예를 도 25에 나타낸다. 이러한 장치는 유압 압축 소자를 갖는 바이오매스 분말을 압축함으로써 작동한다. 물질은 도 25에 나타낸 메쉬 용기 내로 삽입될 수 있다. 다음으로, 상기 물질은 상기 메쉬의 구멍을 통해서 메쉬 용기를 물이 빠져나가도록 야기한 유압 압축 소자를 갖는 유압 압축으로 투입될 수 있다.

바이오매스 분말을 압축하는데 사용될 수 있는 또 다른 장치는 도 26에 나타낸 것이며, 이는 스크루 물 스퀴징 기계이다. 압축될 물질이 상기 나선형 압출 용기 내로 도입된다. 상기 물질로부터의 수분이 진동-구동 나선형 스크루의 회전에 의해 스크린 메쉬를 통해서 스퀴즈된다.

상기 바이오매스가 전술한 바와 같이 분쇄된 후 압축 단계를 수행하는 것은 좀 더 낮은 함량의 물을 갖는 압축된 바이오매스 분말을 제공하다는 점이 발견되었다. 전형적으로, 상기 압축된 바이오매스 분말의 수분 함량은 25중량% 미만 또는 20중량% 미만과 같은, 30 중량% 미만이다. 상기 압축 단계 동안 바이오매스의 수분에서의 감소는 상기 바이오매스가 연이은 건조 단계의 시작에서 좀 더 낮은 수분 함량을 가지므로 중요하다. 상기 건조 단계는 따라서 좀 더 적은 수분이 바이오매스로부터 제거될 필요가 있게 되므로 시간이 단축된다.

상기 바이오매스를 바이오매스 분말을 형성하도록 분쇄하기 전에, 다음으로 30중량% 미만의 수분을 갖는 압축된 바이오매스 분말을 형성하도록 상기 바이오매스 분말을 다시 압축하기 전에, 30,000 ㎛ 내지 60,000 ㎛의 평균 입경 및 50중량% 미만의 수분 함량을 갖도록 바이오매스를 치핑하고 압축하는 것은 상기 단계들 중 어느 것을 제거하거나 또는 다른 순서로 단계들을 수행하는 것보다 바이오매스의 수분 함량을 감소시키는데 좀 더 효율적이고 경제적인 공정이라는 점이 발견되었다. 예를 들어, 분쇄 전에 50중량% 미만의 수분으로 상기 바이오매스를 치핑하고 압축하는 것은 좀 더 효과적인 분쇄 단계로 귀결된다는 점이 발견되었다. 유사하게, 연이은 압축 단계 전에 이들 단계를 수행하는 것은 어느 특정 단계를 생략하거나 또는 다른 순서로 공정 단게들을 수행함으로써 얻어지는 것이 가능한 것보다 좀 더 낮은 수분 함량으로 압축될 바이오매스 분말로 귀결된다. 결국, 이들 단계들은 조합하여 건조 단계를 위하여 낮은 수준의 수분을 갖는 압축된 바이오매스 분말 생산물을 제공하며, 따라서 건조 공정의 효율 및 경제성을 개선한다.

압축된 바이오매스 분말의 건조

상기 바이오매스는 공정의 단계 (iv) 후 건조된다. 건조된 압축된 바이오매스 분말을 제공하도록 압축된 바이오매스 분말을 건조하는 단계 (iv)는 건조된 압축된 바이오매스 분말이 10 중량% 내지 18 중량%, 바람직하게는 12 중량% 내지 15중량%의 수분 함량을 갖도록 압축된 바이오매스 분말을 건조하는 단계를 포함한다.

상기 바이오매스 분말의 건조 단계는 또한 하나 이상의 부가적인 바이오매스의 소스와 압축된 바이오매스 분말을 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스가 바이오매스의 소스 중 적어도 둘을 포함하는 한편, 둘 이상의 바이오매스의 소스가 본 발명의 공정의 어느 단계 동안 혼합될 수 있는 경우, 바람직하게는 상기 하나 이상의 바이오매스 소스가 본 발명의 공정의 건조 단계 동안 혼합된다. 일부 구현 예에서, 상기 압축된 바이오매스 분말은 본원에 기술된 공정을 사용하여 제조된 압축된 바이오매스 분말인 바이오매스의 부가적인 소스와 혼합된다. 다른 구현 예에서, 바이오매스의 하나 이상의 부가적인 소스는 본원에 기술된 바와 같이 공정되지 않는다. 예를 들어, 본원에 기술된 바와 같이 제조된 압축된 바이오매스 분말은 압축 없이 또는 이들 단계 중 어느 것도 없이 분쇄하는 것과 같은, 다른 방식으로 제조된 하나 이상의 부가적인 바이오매스 소스와 혼합될 수 있다.

상기 압축된 바이오매스 분말은 당해 분야에 공지된 표준 건조 실린더를 사용하는 것과 같은, 어느 적합한 방법을 사용하여 건조될 수 있다. 바람직하게는, 상기 건조 단계는 건조 드럼을 회전시키는 단계를 포함하는 건조 장치에서 수행된다. 상기 건조 드럼을 회전시키는 회전은 전술한 바와 같은 바이오매스의 하나 이상의 부가적인 소스와 압축된 바이오매스 분말을 혼합하는데 사용될 수 있다. 바람직하게는, 상기 건조 드럼을 회전시키는 단계는 리프팅 플레이트(lifting plate)를 포함한다. 상기 리프팅 플레이트는 연속적으로 물질을 들어올리는 한편 건조 실린더가 회전한다. 놀랍게도 본 발명의 발명자들은 리프팅 플레이트를 갖는 건조 실린더를 회전시키는 것의 사용이 하나 이상의 바이오매스 분말이 부가적인 물질로 건조되거나, 또는 둘 이상의 바이오매스 분말이 혼합되는 경우, 하나 이상의 바이오매스 분말의 개선된 혼합으로 귀결된다는 점을 발견하였다.

건조된 압축된 바이오매스 분말의 몰딩

상기 건조된 압축된 바이오매스 분말은 몰드되어 몰드된 바이오매스 생산물을 제공한다. 상기 몰딩 단계는 당해 분야에 공지된 바이오매스 몰딩 기술에 따라 그리고 당업계에 공지된 어느 몰딩 장치에서 수행될 수 있으며, 압출 시스템을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 몰딩 단계는 압축 몰드에서 수행된다. 바람직하게는, 상기 압축 몰드는 몰드 생산물 출구 홀을 포함한다. 상기 몰딩 단계는 CN 제105435708호에 기재된 바와 같은 장치를 사용하여 수행될 수 있다.

바람직하게는, 상기 몰딩 단계는 상기 건조된 압축된 바이오매스 분말을 펠릿으로 몰딩하는 단계를 포함한다. 따라서, 바람직한 구현 예에서, 상기 몰드된 바이오매스 생산물 및 고체 바이오매스 연료 생산물은 바이오매스 펠릿을 포함한다.

몰드된 바이오매스 생산물을 생산하기 위하여 바이오매스 분말을 몰드하는 것은 공지되어 있는 한편, 본 발명의 발명자들은 놀랍게도 상기 단계로부터 생산된 몰드된 바이오매스 생산물의 밀도가 소정의 범위 내에 있게 제어되도록 몰딩 단계를 맞추는 것은 최종 고체 바이오매스 연료 생산물에 소정의 유리한 성질을 부과한다는 점을 발견하였다. 구체적으로, 몰드된 바이오매스 생산물의 밀도를 1.0 내지 1.2 kg/ 범위 내이도록 몰딩 단계를 제어하는 것은 최종 바이오매스 연료 생산물에 유리한 성질을 부과한다는 점이 발견되었다. 바람직하게는, 상기 몰딩 단계는 상기 몰드된 바이오매스 생산물의 밀도가 1.0 kg/L 내지 1.2 kg/L이도록 제어된다.

상기 몰딩 단계는 다양한 방식으로 제어될 수 있다. 상기 몰딩 단계가 압축 몰드의 사용을 포함하는 경우, 상기 밀도는 3.8 내지 6.5의 압축 비율을 사용하여 제어된다. 전형적으로, 압축 비율이 더욱 작을수록, 몰드된 바이오매스 생산물의 밀도가 더욱 낮아진다. 그러나, 압축 비율이 높을수록, 몰드된 바이오매스 생산물의 수율은 낮아진다.

몰드 생산물 출구 홀을 갖는 압축 몰드에 대한 압축 비율은 몰드 생산물 출구 홀의 직경에 대한 길이의 비율로서 정의될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따라 사용될 수 있는 압축 몰드의 예를 나타낸다. 상기 건조된 압축된 바이오매스 분말은 상기 도면에서 몰드 생산물 출구 홀을 빠져나가도록 압력에 의해 몰드 내부로부터 스퀴즈되기 전에 몰드의 내부 내로 삽입된다. 상기 압축 비율은 그 직경에 대해서 홀을 나오는 생산물의 길이의 비율로서 도면에서 나타낸다.

본 발명의 공정에서, 바람직하게는, 상기 건조된 압축된 바이오매스 분말을 몰딩하는 단계 (v)는 상기 몰드된 바이오매스 생산물의 밀도가 1.1 kg/L 내지 1.2 kg/L의 범위 내로 제어되도록 몰딩 단계를 맞추는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 밀도는 압축 몰드를 사용하고 상기 압축 몰드의 압축 비율을 제어함으로써 제어된다. 좀 더 바람직하게는, 상기 압축 비율은 3.8 내지 6.5이다.

상기 몰딩 단계 동안 상기 몰드된 바이오매스 생산물의 밀도를 제어하는 것은 놀랍게도 증가된 방수 성능을 갖는 최종 바이오매스 연료 생산물을 제공하는 것으로 발견되었다. 바람직하게는, 1.1 kg/L 내지 1.2 kg/L 범위 내의 밀도를 갖는 몰드된 바이오매스 생산물로부터 생산된 고체 바이오매스 연료 생산물은 20일 까지, 바람직하게는 30일 까지 충분히 방수성을 갖는다.

바람직하게는, 첨가제가 상기 건조된 압축된 바이오매스 분말을 몰딩하는 단계 (v) 이전에 건조된 압축된 바이오매스 분말에 부가된다. 상기 첨가제는 상기 몰딩 단계로부터 생산된 몰드된 바이오매스 생산물의 수율을 증가시키고 몰딩 공정을 개선하는 것으로 믿어진다. 적합한 첨가제가 당해 분야에 공지되어 있으며, 이에 한정되지 않으나, 녹말 또는 녹말 유도체를 포함한다.

도 3은 본 발명의 방법에 따라 생산된 몰드된 바이오매스 생산물에 대해서 y-축 상의 생산성 대 x-축 상의 압축 비율을 도시한 그래프이다. 여기서 상기 바이오매스 소스는 페니세툼 시니즈 로스로 이루어진다.

도 4는 첨가제가 포함되지 않는 경우 대비 몰딩 단계 동안 첨가제가 포함되는 경우 몰딩 단계 후 수율에서의 차이를 나타내며, 여기서 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 페니세툼 시니즈 로스로 이루어진다. 몰딩 전 첨가제가 건조된 압축된 바이오매스에 부가되는 경우 좀 더 높은 수율이 얻어진다는 점을 알 수 있다.

도 5는 본 발명의 방법에 따라 생산된 몰드된 바이오매스 생산물에 대해서 y-축 상의 밀도(kg/L) 대 x-축 상의 압축 비율을 도시한 그래프이며, 여기서 상기 바이오매스 소스는 페니세툼 시니즈 로스로 이루어진다.

전형적으로, 전술한 바와 같은 첨가제 외에, 어떠한 기타 연료 소스도 몰딩 단계 동안 건조된 압축된 바이오매스 분말에 부가되지 않는다. 따라서, 상기 몰딩 단계의 몰드된 바이오매스 생산물은 고체 바이오매스 연료 내의 연료 소스와 같은 바이오매스로부터 유래된 유일한 물질을 포함한다. 예를 들어, 상기 건조된 압축된 바이오매스 분말이 펠릿으로 몰드되는 경우, 전형적으로, 상기 공정의 끝에서 생산된 고체 바이오매스 연료 펠릿이 바이오매스로부터 유래된 연료 소스만을 함유하도록 몰딩 전에 어떠한 기타 연료 소스도 상기 건조된 압축된 바이오매스 생산물에 부가되지 않는다. 바람직한 구현 예에서, 따라서 상기 고체 바이오매스 연료는 바이오매스로부터 유래된 물질의 적어도 60중량%, 적어도 70중량%, 적어도 80중량%, 적어도 90중량% 및 바람직하게는 적어도 95중량%와 같은, 연료의 총 연료 함량의 적어도 50중량%를 포함한다.

용어 고체 연료의 총 연료 함량이 본원에서 사용되는 경우, 이는 바이오매스 유래 물질 및 석탄과 같은 연소성 물질인 고체 연료의 성분을 언급하도록 의도된다. 상기 용어 고체 연료와 관련된 연료 함량은 에너지를 생산하기 위하여 그 자체로 연소되지 않는 고체 연료 펠릿 내에 존재할 수 있는 첨가제를 포괄하는 것으로 의도되지 않는다.

상기 몰딩 단계는 또한 최종 바이오매스 고체 연료 생산물의 방수성 성질을 향상시키는 것으로 발견되었다. 상기 몰딩 단계 동안 일어나는 밀도에서의 증가는 물이 좀 더 치밀한 몰드된 바이오매스 생산물 입자를 관통하기가 어렵다는 것을 의미한다.

나아가, 좀 더 치밀한 생산물로, 좀 더 많은 바이오매스가 몰드된 생산물의 내부로 농축되며, 직접 물과 접촉하지 않는다.

몰드된 바이오매스 생산물의 가열

상기 몰드된 바이오매스 생산물은 가열되어 고체 바아이매스 연료를 생산한다. 상기 가열은 0.25 내지 5 시간의 기간 동안 160℃ 내지 420℃의 온도에서 수행된다. 바람직하게는, 상기 몰드된 바이오매스 생산물의 가열 단계는 0.4 내지 2 시간의 기간 동안 수행된다. 바람직하게는, 상기 몰드된 바이오매스 생산물의 가열 단계는 상기 몰드된 바이오매스 생산물을 180℃ 내지 350℃의 온도, 좀 더 바람직하게는 내지 210℃ 내지 280℃의 온도로 가열하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 몰드된 바이오매스 생산물을 가열하는 단계 (vi)는 몰드된 바이오매스 생산물의 배소를 유도하는 조건 하에서 몰드된 바이오매스 생산물을 가열하는 단계를 포함한다. 배소는 가열이 10% 미만의 산소 함량의 분위기와 같은 낮은 산소 분위기에서 수행되는 온화한 열분해의 공정이다. 배소의 적합한 조건 및 공정이 당해 분야에 공지되어 있다. 따라서, 바람직하게는 상기 몰드된 바이오매스 생산물의 가열 단계 (ii)는 배소를 포함한다.

상기 가열 단계는 몰드된 바이오매스 생산물을 가열하기 위한 당해 분야에 공지된 어느 적합한 장치에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 가열 단계는 EP 3287509A1호에 기재된 바와 같은 공정 조건을 사용하여 수행될 수 있다.

바람직하게는, 상기 몰드된 바이오매스 생산물의 가열 단계 (vi)는 고체 바이오매스 연료의 균일성을 제어하도록 맞추어지며, 선택적으로 상기 고체 바이오매스 연료의 균일성을 제어하도록 맞추는 단계 (vi)는 가열되는 한편, 몰드된 바이오매스 생산물이 회전되는 장치에서의 수행 단계 (vi)를 포함하며, 선택적으로, 고체 바이오매스 연료의 균일성을 제어하도록 맞추는 단계 (vi)는 상기 몰드된 바이오매스 생산물의 직접적 회전 또는 속도를 제어하는 단계를 포함하며, 선택적으로, 상기 몰드된 바이오매스 생산물은 반시계 방향 및 시계 방향 모두로 상기 장치에서 회전된다. 상기 고체 바이오매스 연료의 균일성은 또한 전술한 온도 및 기간에서 가열함으로써 최적화된다.

본 발명의 공정이 바이오매스의 가열 단계 후 냉각 단계를 포함하는 경우, 상기 냉각 단계는 상기 고체 바이오매스 연료를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 바이오매스는 EP 제3287509A1호에 기재된 바와 같은 적합한 장치에서 회전될 수 있다. 바람직하게는, 바이오매스의 가열 단계 (vi) 및 냉각 단계 모두는 바이오매스를 회전시키는 단계를 포함한다. 상기 바이오매스가 냉각 단계 또는 가열 단계 중 어느 하나에서 회전되는 경우, 상기 바이오매스는 연속적인 주기로 시계 방향 및 반시계 방향 모두와 같이, 다른 방향에서 회전될 수 있다.

용어 고체 바이오매스 생산물의 '균일성'은 고체 바이오매스 연료 또는 몰드된 바이오매스 생산물의 각 입자에 걸쳐, 그리고 고체 바이오매스 연료 생산물 또는 몰드된 바이오매스 생산물의 벌크 샘플 내의 복수의 입자에 걸쳐 일정하거나 또는 유사 성질을 갖는 고체 바이오매스 연료 또는 몰드된 바이오매스 생산물을 나타내는데 사용된다. 예를 들어, 이에 한정되는 것은 아니나, 입자의 밀도, 입자의 연소의 용이성, 입자의 화학적 조성물, 및 입자의 방수성이다. 균일성은 연소 공정에 사용하기 위한 바이오매스 연료에 크게 바람직한 성질이다.

본 발명자들은 또한 전술한 방식에서 가열 단계를 제어하는 것은 종래 기술의 바이오매스 연료에 비해서 향상된 방수성질을 갖는 고체 바이오매스 연료 생산물을 제공하는데 부가적으로 도움을 준다는 점을 발견하였다. 가열 단계 동안, 물을 흡수하는 바이오매스 분말 내 존재하는 친수성 화합물은 열화된다. 나아가, 상기 가열 단계는 바이오매스 분말 내에 존재하는 오일이 바이오매스 분말 입자의 외부로 이동하도록 야기하여 상기 입자의 소수성을 증가시킨다.

고체 바이오매스 연료로부터 먼지 입자의 제거

본 발명의 공정은 상기 고체 바이오매스 연료로부터 먼지 입자를 제거하는 단계를 포함한다. 당해 분야에 공지된 바이오매스 고체 연료 생산 공정에서 상당한 양의 먼지가 고체 바이오매스 연료에 부착된다는 점이 본 발명의 발명자들에 의해 발견되었다. 상기 먼지는 고체 바이오매스 연료의 수송 및 패키징 동안 공기를 오염시킬 수 있으므로 문제가 된다. 상기 먼지는 또한 국부적 환경을 오염시킬 수 있다. 나아가, 야외에 저장되는 경우, 먼지 입자는 밀드유를 형성하며 고체 바이오매스 연료의 성능 및 품질에 영향을 미친다. 따라서, 고체 바이오매스 연료의 입자의 표면 상의 먼지가 제거되는 것이 유익할 것이다.

본 발명자들은 상기 바이오매스 고체 연료 입자의 표면 상의 먼지가 입자들 사이의 마찰을 유도함으로써 제거될 수 있다는 점을 발견하였다. 예를 들어, 상기 입자에 부착된 먼지는 고체 바이오매스 연료 입자의 진동 또는 회전과 같은 수단에 의한 마찰을 유도함으로써 제거될 수 있다. 따라서, 고체 바이오매스 입자로부터 먼지를 제거하는 단계 (vii)는 바람직하게는 고체 바이오매스 연료 입자들 사이의 마찰을 유도하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 고체 바이오매스 입자로부터의 먼지를 제거하는 단계 (vi)는 입자를 진동, 회전, 롤링, 또는 이들의 조합에 투입하는 단계를 포함한다.

고체 바이오매스 연료 입자의 롤링, 회전, 및 진동을 수행하기 위해 적합한 장치는 당업자에게 공지되어 있으며, 도 7 및 8에 나타낸다. 고체 바이오매스 연료로부터의 먼지 입자를 제거하는 단계 (vii)는 스크린으로 고체 바이오매스 연료로부터 먼지 입자를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 스크린은 2 mm 내지 10 mm, 좀 더 바람직하게는 3 mm 내지 8mm, 가장 바람직하게는 4 mm 내지 6 mm의 기공 크기를 갖는다. 고체 바이오매스 연료 입자와 혼합되는 먼지 입자는 스크린을 통해서 통과시킴으로써 고체 바이오매스 연료로부터 분리될 수 있다. 좀 더 큰 고체 바이오매스 연료 입자는 스크린을 통해서 통과하지 않으므로, 따라서 먼지 입자로부터 분리된다. 상기 스크리닝 단계를 수행하는 적합한 장치 및 방법은 당업자에게 공지되어 있으며, 상기 적합한 장치 중 어느 것도 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 고체 바이오매스 연료의 스크리닝, 롤링 및 회전을 이용하는 장치는 고체 바이오매스 연료로부터 먼지 입자를 제거하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 소자의 사용에서, 고체 바이오매스 연료는 스크린 상에 놓일 수 있으며, 상기 스크린은 모터의 작업에 의해 축 상에서 롤 및 회전되도록 구동될 수 있다. 상기 스크린의 롤링/틸팅 및 회전 동안, 상기 스크린의 체 표면 상의 물질이 턴오버된다. 상기 스크린을 통해서 일부 물질이 통과하고 상기 스크린을 통해서 통과하지 않은 물질로부터 분리된다. 상기 스크린의 롤링 및 회전은 상기 스크린의 기공에 걸린 물질이 떨어지도록 하고 따라서 스크린 기공의 막힘을 방지한다. 대안적으로, 고체 바이오매스 연료 입자를 진동시키고 스크린하는 장치가 사용될 수 있다. 이 경우, 모터가 스크린 표면 상에 물질의 분출을 야기할 수 있는 스크린을 진동시키는데 사용될 수 있다. 상기 공정은 좀 더 큰 것에 부착된 작은 입자가 풀어진 후 스크린 내의 기공을 통과하도록 할 수 있다. 좀 더 작인 입자로부터 좀 더 큰 입자를 분리하기 위하여 스크린 및 진동을 이용하는 장치의 예는 좀 더 작은 입자가 좀 더 큰 입자에 부착될 수 있거나 부착될 수 없는 경우, CN 제201324717호에 교시된 소자이다.

따라서, 본 발명의 바람직한 방법은 상기 고체 바이오매스 연료 입자를 하나 이상의 롤링, 회전 및 진동에 투입하여 상기 고체 바이오매스 연료 입자에 부착된 먼지 입자가 상기 입자로부터 제거되도록 하는 고체 바이오매스 연료 입자들 사이의 마찰을 유도하는 단계를 포함한다. 다음으로, 상기 방법은 상기 고체 바이오매스 연료 입자 및 먼지 입자의 혼합물을 전술한 스크리닝 단계에 투여하여 고체 바이오매스 연료 입자로부터 먼지 입자를 제거하는 단계를 포함한다. 따라서, 제거 단계 (vii)는 고체 바이오매스 연료의 입자로부터 먼지를 제거하기 위한 효과적인 후-처리이다.

예비-처리 및 후-처리

고체 바이오매스 연료를 형성하도록 몰딩 및 가열의 전술한 단계 (v) 및 (vi)은 하나 이상의 바이오매스 소스를 고체 바이오매스 연료로 전환시키는 주요 생산 단계로 전형적으로 고려될 수 있다.

반면, 바이오매스의 제공, 분쇄, 압축 및 건조의 단계 (i) 내지 (iv)는 몰딩 및 가열 단계를 통해서 하나 이상의 바이오매스 소스(건조된 압축된 바이오매스 분말과 같은 공정 형태에서)를 고체 바이오매스 연료로 전환시키기 전에 하나 이상의 바이오매스 소스를 예비-처리하는 방법으로 고려될 수 있다. 따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 예비-처리 공정을 제공한다. 상기 예비-처리 공정은 바이오매스의 제공, 분쇄, 압축 및 건조의 단계 (i) 내지 (iv)를 포함한다. 이들 단계는 고체 바이오매스 연료를 생산하는 본 발명에 따른 공정의 맥락에서 전술한 단계들 (i) 내지 (iv)과 동일할 수 있다.

본 발명의 예비-처리 공정은 바람직하게는 고체 바이오매스 연료를 제조하는 공정의 전술한 단계들 (v) 내지 (vii) 전에 수행된다. 그러나, 필수적인 것은 아니나, 본 발명의 예비-처리 공정은 하나 이상의 바이오매스 소스를 고체 바이오매스 연료로 전환시키기 위한 어느 공정 전에 수행될 수 있다. 바람직하게는, 상기 예비-처리 공정은 몰딩, 가열 또는 몰딩 및 가열 모두를 포함하는 고체 바이오매스 연료를 생산하는 공정 전에 수행된다.

본원에서 사용되는 바와 같이 용어 "예비-처리"는 하나 이상의 바이오매스 소스를 고체 바이오매스 연료로 전환시키기 위한 공정에서 출발 물질을 컨디션하기 위하여 수행되는 공정을 나타낸다. 바람직하게는, 용어 "예비-처리"는 상기 바이오매스 소스를 고체 바이오매스 연료로 전환시키는 공정 전에 바이오매스 소스 출발 물질을 처리하는 것을 나타내며, 여기서 상기 공정은 몰딩 또는 가열 단계를 포함한다.

고체 바이오매스 연료를 형성하기 위하여 먼지 입자를 제거하는 전술한 단계 (vii)는 고체 바이오매스 연료의 후-처리 단계로 고려될 수 있다. 따라서, 본 발명은 전술한 후-처리 공정을 제공한다.

본 발명의 후-처리 공정은 바람직하게는 고체 바이오매스 연료를 제조하는 전술한 공정의 단계 (v) 내지 (vi), 또는 단계 (i) 내지 (vi) 후 수행된다. 그러나, 필수적인 것은 아니며, 본 발명의 후-처리 공정은 하나 이상의 바이오매스 소스를 고체 바이오매스 연료로 전환시키는 어느 공정 후에 수행될 수 있다. 바람직하게는, 상기 후-처리 공정은 몰딩, 가열 또는 몰딩 및 가열 모두의 단계를 포함하는 고체 바이오매스 연료를 생산하는 공정 후 수행된다.

본원에서 사용되는 바와 같이 용어 "후-처리"는 상기 고체 바이오매스 연료가 하나 이상의 바이오매스 소스로부터 생산된 후 고체 바이오매스 연료 상에서 수행되는 공정을 나타낸다. 바람직하게는, 용어 "후-처리"는 바이오매스 소스를 고체 바이오매스 연료로 전환시키는 공정 후 바이오매스 소스 출발 물질을 처리하는 것을 나타내며, 여기서 상기 공정은 몰딩 또는 가열 단계를 포함한다.

고체 바이오매스 연료 생산물

상기 고체 바이오매스 연료 생산물은 전술한 물리적 성질 중 어느 것을 가질 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 바이오매스 고체 연료는 바람직하게는 펠릿을 포함한다. 상기 펠릿은 어느 적합한 크기일 수 있다. 바람직하게는, 상기 펠릿은 3 mm 내지 100 mm, 좀 더 바람직하게는, 5 mm 내지 8mm의 직경을 갖는다. 바람직하게는, 상기 펠릿은 20 mm 내지 60 mm, 좀 더 바람직하게는 30 mm 내지 50 mm의 길이를 갖는다. 전술한 바와 같이, 놀랍게도, 본 발명의 고체 바이오매스 연료 생산물은 종래 기술의 공정에 의해 제조된 고체 바이오매스 연료 생산물에 비해서 향상된 방수 특성을 갖는다는 점이 발견되었다. 이는 전술한 바와 같은 몰딩 및/또는 가열 단계의 제어에 기인하는 것으로 믿어진다. 종래 기술의 바이오매스 연료는 본 발명자들에 의해 최대 10일 동안의 충분한 방수성을 갖는 것으로 발견되었다. 반면, 본 발명의 고체 바이오매스 연료 생산물은 최대 20일, 바람직하게는 30일, 좀 더 바람직하게는 40일의 충분한 방수성을 갖는다는 것이 발견되었다.

고체 바이오매스 연료의 방수 성질은 이하에서 더욱 상세히 기재되는, 네덜란드 에너지 연구 센터(ECN)의 표준 시험에 따라 결정된다.

본 발명의 바이오매스 고체 연료의 수분 함량은 표준 ECN 시험 방법에 의해 결정될 수 있다. 본 발명의 고체 바이오매스 연료의 수분 함량은 전형적으로 3 내지 8 wt%, 바람직하게는 4 내지 7 wt%, 좀 더 바람직하게는 4 내지 6 wt%이다.

본 발명의 고체 바이오매스 연료는 예상외로 높은 기계적 내구성을 갖는 것으로 발견되었다. 상기 기계적 내구성은 전형적으로 95%보다 높다. 이는 95% 이상의 기계적 내구성을 갖는 바이오매스 펠릿이 2달간의 기간 동안 손상 없이 옥외에 저장될 수 있다고 발견된 것이므로 유리하다. 반면, 95% 미만의 기계적 내구성을 갖는 바이오매스 펠릿은 강우에 손상되며, 옥외에 저장될 수 없다. 따라서, 높은 기계적 내구성은 본 발명의 바이오매스 펠릿의 부가적인 이점이다.

고체 바이오매스 연료 입자의 높은 내구성과 관련된 부가적인 이점은 펠릿이 힘에 의해 어느 정도 파괴되는 경우, 이들이 낮은 기계적 내구성을 갖는 펠릿보다 좀 더 큰 피스로 떨어진다는 것이다. 이는 어느 먼지 폭발 위험을 최소화한다.

전술한 바와 같이, 바람직한 구현 예에서, 전형적으로, 전술한 것과 같은 첨가제 외에, 기타 어떠한 연료 소스도 몰딩 단계 동안 가열된 바이오매스 생산물에 부가되지 않는다. 따라서, 상기 고체 바이오매스 연료는 전형적으로 고체 바이오매스 연료에서 연료 소스와 같은 바이오매스로부터 유래된 물질만을 포함한다. 예를 들어, 가열된 바이오매스 생산물이 펠릿으로 몰드되는 경우, 전형적으로, 상기 몰딩 단계에 의해 생산된 고체 바이오매스 연료 펠릿이 바이오매스로부터 유래된 연료 소스만을 함유하도록 몰딩 이전에 가열된 바이오매스 생산물에 기타 어떠한 연료 소스도 부가되지 않는다.

바람직한 구현 예에서, 따라서 상기 고체 바이오매스 연료는 바이오매스로부터 유래된 물질 중 적어도 60중량%, 적어도 70중량%, 적어도 80중량%, 적어도 90중량% 및 바람직하게는 적어도 95중량%와 같은 연료의 총 연료 함량의 적어도 50중량%를 포함한다. 상기 하나 이상의 바이오매스 소스가 왕겨로 이루어지거나 또는 필수적으로 이루어지는 경우, 상기 바이오매스 고체 연료는 바이오매스로부터 유래된 물질의 연료의 총 연료 함량 중 적어도 95중량%를 포함한다.

연소 공정

본 발명의 생산물은 여러가지 다른 연소 공정에서 사용될 수 있다. 특정 공정에 사용하기 위한 생산물의 적합성은 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 바이오매스 연료는 그 자체로 산업 공정에서 또는 발전소에서 연소 공정에 사용될 수 있다. 대안적으로, 본 발명의 바이오매스 생산물은 공-소성 공정에서 석탄과 같은 부가적인 연료와 함께 연소 공정에서 사용될 수 있다.

유리하게, 본 발명의 생산물은 당업계에 공지된 기타 바이오매스 연료에 비해서 매우 낮은 PM1.0 배출을 제공하는 것으로 발견되었다. 부가적으로, 상기 공정의 PM1.0 배출은 석탄의 연소를 포함하는 공정보다 더욱 낮다.

유리하게는, 본 발명의 바이오매스 연료의 개선된 물리적 성질은 석탄과의 공-소성에 바이오매스를 특히 적합하게 하는 것으로 발견되었다. 예를 들어, 생산물의 개선된 품질 및 균일성은 본 발명의 바이오매스 연료를 석탄과 특히 잘 공-소성될 수 있도록 한다. 본 발명의 바이오매스 연료의 개선된 방수 성질은 또한 상기 바이오매스가 석탄과 공-소성되는데 특히 적합하며 방수 성질에 기인하여 저장 및 수송을 더욱 쉽게 한다는 것을 의미한다.

실시예 1

본 발명에 따른 공정이 수행되었다. 상기 바이오매스의 소스는 페니세툼 시니즈 로스 단독이었다. 가열 단계의 온도는 0.4 내지 2 시간의 기간 동안 220℃ 내지 280℃이었다. 가열 단계 후, 상기 고체 바이오매스 연료 생산물이 냉각되었다.

상기 고체 생산물의 사진을 도 6에 나타낸다.

실시예 2

본 발명에 따른 공정이 수행되었다. 바이오매스의 소스는 75중량% 페니세툼 시니즈 로스 및 25중량% 왕겨였다. 상기 가열 단계의 온도는 0.4 내지 2 시간의 기간 동안 220℃ 내지 280℃이었다. 가열 단계 후, 상기 고체 바이오매스 연료 생산물은 냉각되었다.

실시예 3

본 발명에 따른 공정이 수행되었다. 바이오매스의 소스는 50중량% 페니세툼 시니즈 로스 및 50중량% 왕겨였다. 가열 단계의 온도는 0.4 내지 2 시간의 기간 동안 220℃ 내지 280℃였다. 가열 단계 후, 상기 고체 바이오매스 연료 생산물이 냉각되었다.

실시예 4

본 발명에 따른 공정이 수행되었다. 상기 바이오매스의 소스는 25중량% 페니세툼 시니즈 로스 및 75중량% 왕겨였다. 상기 가열 단계의 온도는 0.4 내지 2 시간의 기간 동안 220℃ 내지 280℃였다. 가열 단계 후, 상기 고체 바이오매스 연료 생산물은 냉각되었다.

실시예 5

본 발명에 따른 공정이 수행되었다. 바이오매스의 소스는 75중량% 페니세툼 시니즈 로스 및 25중량% 짚이었다. 가열 단계의 온도는 0.4 내지 2 시간의 기간 동안 220℃ 내지 280℃이었다. 가열 단계 후, 상기 고체 바이오매스 연료 생산물은 냉각되었다.

실시예 6

본 발명에 따른 공정이 수행되었다. 바이오매스의 소스는 50중량% 페니세툼 시니즈 로스 및 50중량% 짚이었다. 가열 단계의 온도는 0.4 내지 2 시간의 기간 동안 220℃ 내지 280℃이었다. 가열 단계 후, 상기 고체 바이오매스 연료 생산물은 냉각되었다.

실시예 7

본 발명에 따른 공정이 수행되었다. 바이오매스의 소스는 25중량% 페니세툼 시니즈 로스 및 75중량% 짚이었다. 가열 단계의 온도는 0.4 내지 2 시간 동안 220℃ 내지 280℃이었다. 가열 단계 후, 상기 고체 바이오매스 연료 생산물은 냉각되었다.

실시예 8

본 발명에 따른 공정이 수행되었다. 바이오매스의 소스는 75중량% 페니세툼 시니즈 로스 및 25중량% 옥수숫대였다. 가열 단계의 온도는 0.4 내지 2 시간의 기간 동안 220℃ 내지 280℃였다. 가열 단계 후, 상기 고체 바이오매스 연료 생산물은 냉각되었다.

실시예 9

본 발명에 따른 공정이 수행되었다. 바이오매스의 소스는 50중량% 페니세툼 시니즈 로스 및 50중량% 옥수숫대였다. 가열 단계의 온도는 0.4 내지 2 시간의 기간 동안 220℃ 내지 280℃였다. 가열 단계 후, 상기 고체 바이오매스 연료 생산물은 냉각되었다.

실시예 10

본 발명에 따른 공정이 수행되었다. 바이오매스의 소스는 25중량% 페니세툼 시니즈 로스 및 75중량% 옥수숫대였다. 상기 가열 단계의 온도는 0.4 내지 2 시간의 기간 동안 220℃ 내지 280℃였다. 가열 단계 후, 상기 고체 바이오매스 연료 생산물은 냉각되었다.

실시예 1 내지 10에서 생산된 고체 바이오매스 연료의 특성

실시예 1 내지 10에서 생산된 고체 바이오매스 연료의 벌크 밀도(kg/L)는 DIN EN 15103를 사용하여 측정되었으며, 도 9에 나타낸다.

실시예 1 내지 10에서 제조된 고체 바이오매스 연료의 내구성은 DIN EN 15210-1에 따라 결정되었으며 도 10에 나타낸다.

실시예 1 내지 10에서 제조된 고체 바이오매스 연료의 황 함량을 도 11에 나타낸다. 황 함량은 DIN EN 15289에 따라 결정된다.

실시예 1 내지 10에서 제조된 고체 바이오매스 연료의 수소 함량은 도 12에 나타낸다. 수소 함량은 DIN EN 15104에 따라 결정된다.

실시예 1 내지 10에서 제조된 고체 바이오매스 연료의 산소 함량은 도 13에 나타낸다. 산소 함량은 DIN EN 15296에 따라 결정되었다.

실시예 1 내지 10에서 제조된 고체 바이오매스 연료의 탄소 함량은 도 14에 나타낸다. 탄소 함량은 DIN EN 15104에 따라 결정된다.

실시예 1 내지 10에서 제조된 고체 바이오매스 연료의 질소 함량은 도 15에 나타낸다. 질소 함량은 DIN EN 15104에 따라 결정된다.

실시예 1 내지 10에서 제조된 고체 바이오매스 연료의 고정 탄소 함량은 도 16에 나타낸다. 상기 고정 탄소 함량은 DIN EN 51734에 따라 결정된다.

실시예 1 내지 10에서 제조된 고체 바이오매스 연료의 회분은 도 17에 나타낸다. 상기 회분은 550 ℃에서 DIN EN 14775에 따라 결정되었다.

실시예 1 내지 10에서 제조된 고체 바이오매스 연료의 수분 함량은 도 18에 나타낸다. 물 함량은 DIN EN 14774-2에 따라 결정되었다.

실시예 1 내지 10에서 제조된 고체 바이오매스 연료의 휘발물 함량은 도 19에 나타낸다.

실시예 1 내지 10에서 제조된 고체 바이오매스 연료의 PM1.0 배출은 도 20에 나타낸다. 상기 PM1.0 배출은 German ECN 검사소의 표준 방법에 따라 결정되었다.

상기 도면에서, 실시예 1의 생산물은 A로 나타내고, 실시예 2의 생산물은 B로 나타내며, 실시예 3의 생산물은 C로 나타내고, 실시예 4의 생산물은 D로 나타내며, 실시예 5의 생산물은 E로 나타내고, 실시예 6의 생산물은 F로 나타내며, 실시예 7의 생산물은 G로 나타내고, 실시예 8의 생산물은 H로 나타내며, 실시예 9의 생산물은 I로 나타내고, 실시예 10의 생산물은 J로 나타낸다.

실시예 11

실시예 1의 고체 바이오매스 연료가 인공 기후 실험에서 시험되었으며, 여기서 10일 동안 인공 기후 실험실에 노출되었다. 상기 시험은 바이오매스 연료 입자의 수분 함량을 검증하기 위한 ECN 표준 시험이다.

상기 시험의 결과를 도 21에 나타낸다. 도 21에서의 결과는 바이오매스 생산물 A 내지 J 각각에 대해서, 바이오매스 입자의 평균 수분 흡수량은 90%의 상대 습도 및 27 ℃에서의 약 14일의 노출 후 7 내지 9 wt%에서 안정화되었음을 나타낸다. 이는 바이오매스 연료 입자의 낮은 수분 함량이며, 바이오매스 입자가 종래에 공지된 바이오매스 공체 연료에 비해서 높은 소수성 및 높은 물 저항성을 가짐을 나타낸다.

기후 실험실 내에서의 제2의 실험에서, 상기 바이오매스 고체 연료는 27 ℃의 온도에서 15분 동안 물에 침지되었고 기후 실험실에 노출되었다. 물에 침지 후, 상기 샘플의 수분 함량은 90중량%였다. 기후 실험실에서 10일의 노출 후, 상기 연료의 수분 함량은 약 7.8% 내지 8%에서 안정화되었다. 결과를 도 22에 나타낸다.

Claims

고체 바이오매스 연료의 생산공정으로서,
상기 공정은 다음의 단계들:
(i) 30,000 ㎛ 내지 60,000 ㎛의 평균 입경(D50) 및 50 중량% 미만의 수분 함량을 갖는 하나 이상의 바이오매스 소스를 제공하는 단계;
(ii) 상기 하나 이상의 바이오매스 소스를 분쇄하여 1000 ㎛ 내지 20,000 ㎛의 평균 입경 (D50)을 갖는 분쇄된 바이오매스 분말을 제공하는 단계;
(iii) 상기 분쇄된 바이오매스 분말을 압축하여 30중량% 미만의 수분 함량을 갖는 압축된 바이오매스 분말을 제공하는 단계;
(iv) 상기 압축된 바이오매스 분말을 건조하여 건조된 압축된 바이오매스 분말을 제공하는 단계;
(v) 상기 건조된 압축된 바이오매스 분말을 몰딩하여 몰드된 바이오매스 생산물을 제공하는 단계;
(vi) 상기 몰드된 바이오매스 생산물을 160℃ 내지 420℃의 온도에서 0.25 내지 5 시간의 기간동안 가열하여 고체 바이오매스 연료를 제공하는 단계; 및
(vii) 상기 고체 바이오매스 연료로부터 먼지 입자를 제거하는 단계를 포함하는 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
청구항 1에 있어서,
상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 농업 폐기물을 포함하는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 풀, 왕겨, 참마, 짚, 옥수숫대, 또는 이들의 조합을 포함하는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 20% 내지 80중량%의 양의 풀, 및 하나 이상의 왕겨, 참마, 짚, 옥수숫대, 또는 이들의 조합을 포함하는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 풀을 포함하며, 상기 풀은 페니세툼 속(genus Pennisetum)으로부터의 식물을 포함하는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
청구항 5에 있어서,
상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 페니세툼 시니즈 로스(Pennisetum sinese Roxb)를 포함하는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 (i) 페니세툼 시니즈 로스와 같은 페니세툼 속으로부터의 식물과 같은 풀; (ii) 왕겨 및 참마의 혼합물; (iii) 짚 및 참마의 혼합물; 및 (iv) 옥수숫대 및 참마의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어지는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
(i) 30,000 ㎛ 내지 60,000 ㎛의 평균 입경(D50) 및 50 중량% 미만의 수분 함량을 갖는 하나 이상의 바이오매스 소스를 제공하는 단계는 (a) 50중량% 미만의 수분 함량을 갖도록 상기 하나 이상의 바이오매스 소스를 압축하는 단계; 및/또는 (b) 30,000 ㎛ 내지 60,000 ㎛의 평균 입경 (D50)을 갖도록 상기 하나 이상의 바이오매스 소스를 잘게 자르는 단계(chopping)를 포함하며; 바람직하게는 상기 공정은 상기 (a) 및 (b)의 둘 모두의 단계를 포함하며, 및 좀 더 바람직하게는 상기 하나 이상의 바이오매스 소스를 잘게 자르는 단계 (b) 이전에 상기 하나 이상의 바이오매스 소스를 압축하는 단계(a)를 포함하는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 바이오매스 소스의 수분 함량은 30% 내지 50중량%인, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압축된 바이오매스 분말을 건조하여 건조된 압축된 바이오매스 분말을 제공하는 단계 (iv)는 상기 건조된 압축된 바이오매스 분말이 10 중량% 내지 18 중량%, 바람직하게는 12 중량% 내지 15중량%의 수분 함량을 갖도록 압축된 바이오매스 분말을 건조시키는 단계를 포함하는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압축된 바이오매스 분말을 건조하여 건조된 압축된 바이오매스 분말을 제공하는 단계 (iv)는 건조 중에 상기 압축된 바이오매스 분말 입자를 혼합하는 단계를 더욱 포함하는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 건조된 압축된 바이오매스 분말을 몰딩하는 단계 (v)는 상기 몰드된 바이오매스 생산물의 밀도가 제어되도록 상기 몰딩 단계를 맞추는 단계를 포함하며, 선택적으로 상기 몰드된 바이오매스 생산물의 밀도가 제어되도록 몰딩 단계를 맞추는 단계는 상기 몰딩 단계에서 사용된 몰드의 압축 비율을 제어하는 단계를 포함하는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 건조된 압축된 바이오매스 분말을 몰딩하는 단계 (v) 전에 상기 건조된 압축된 바이오매스 분말에 첨가제가 부가되는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
청구항 13에 있어서,
상기 첨가제는 상기 몰드된 바이오매스 생산물의 수율을 증가시키는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 몰드된 바이오매스 생산물을 가열하는 단계 (vi)는 0.4 내지 2.5 시간의 기간 동안 수행되며, 및/또는 상기 몰드된 바이오매스 생산물을 가열하는 단계는 180 ℃ 내지 350 ℃, 선택적으로 210 ℃ 내지 280 ℃의 온도로 상기 몰드된 바이오매스 생산물을 가열하는 단계를 포함하는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 몰드된 바이오매스 생산물을 가열하는 단계 (vi)는 상기 몰드된 바이오매스 생산물의 배소(torrefaction)를 유도하는 조건 하에서 상기 몰드된 바이오매스 생산물을 가열하는 단계를 포함하는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 몰드된 바이오매스 생산물을 가열하는 단계 (vi)는 상기 고체 바이오매스 연료의 균일성을 제어하도록 맞추며, 선택적으로 상기 고체 바이오매스 연료의 균일성을 제어하도록 맞추는 단계 (vi)는 가열되는 중 상기 몰드된 바이오매스 생산물이 회전되는 장치에서 수행 단계 (vi)를 포함하며, 선택적으로 상기 고체 바이오매스 연료의 균일성을 제어하도록 맞추는 단계 (vi)는 상기 몰드된 바이오매스 생산물의 회전의 방향 또는 속도를 제어하는 단계를 포함하며, 선택적으로 상기 몰드된 바이오매스 생산물은 장치에서 반시계 방향 및 시계 방향 모두에서 회전되는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공정은 가열 단계 (vi) 후 그리고 고체 바이오매스 연료로부터 먼지 입자의 제거 단계 (vii) 전에 고체 바이오매스 연료를 냉각시키는 단계를 더욱 포함하는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고체 바이오매스 연료로부터 먼지 입자를 제거하는 단계 (vii)는 스크린으로 고체 바이오매스 연료로부터 먼지 입자를 제거하는 단계를 포함하는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
청구항 19에 있어서,
상기 스크린은 3 mm 내지 8 mm의 기공 크기를 가지며, 특히 상기 스크린은 4 mm 내지 6mm의 기공 크기를 갖는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고체 바이오매스 연료로부터 먼지 입자를 제거하는 단계 (vii)는 고체 바이오매스 연료에 진동, 회전, 롤링, 또는 이들의 조합을 수행하는 단계를 포함하는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
DIN EN 15103에 따라 결정된 고체 바이오매스 연료의 벌크 밀도는 0.58 kg/l 내지 0.8 kg/l, 바람직하게는 0.6 kg/l 내지 0.75 kg/l, 가장 바람직하게는 0.60 내지 0.70 kg/l이며, 및/또는 DIN EN 15210-1에 따라 결정된 고체 바이오매스 연료의 기계적 내구성은 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 또는 98% 이상인, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
(i) 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 페니세툼 시니즈 로스와 같은 페니세툼 속으로부터의 식물과 같은 풀을 포함하거나 또는 풀로 필수적으로 이루어지며, 상기 고체 바이오매스 연료는 0.60 kg/L 내지 0.65 kg/L의 벌크 밀도를 가지며, 상기 고체 바이오매스 연료의 기계적 내구성은 95% 이상이며;
(ii) 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 왕겨 및 참마의 혼합물을 포함하며, 상기 고체 바이오매스 연료는 0.58 kg/L 내지 0.63 kg/L의 벌크 밀도를 가지며, 상기 고체 바이오매스 연료의 기계적 내구성은 95% 이상이며;
(iii) 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 짚 및 참마의 혼합물을 포함하며, 상기 고체 바이오매스 연료는 0.60 kg/L 내지 0.64 kg/L의 벌크 밀도를 가지며, 상기 고체 바이오매스 연료의 기계적 내구성은 95% 이상이며;
(iv) 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 옥수숫대 및 참마의 혼합물을 포함하며, 상기 고체 바이오매스 연료는 0.62 kg/L 내지 0.66 kg/L의 벌크 밀도를 가지며, 상기 고체 바이오매스 연료의 기계적 내구성은 95% 이상이며;
상기 벌크 밀도는 DIN EN 15103에 따라 결정되며, 상기 기계적 내구성은 DIN EN 15210-1에 따라 결정되는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
(i) 상기 바이오매스 고체 연료의 총 건조 황 함량은 0.15 wt% 이하, 바람직하게는 0.12 wt% 이하, 가장 바람직하게는 0.10 wt% 이하이며, 상기 총 건조 황 함량은 DIN EN 15289에 따라 결정되며; (ii) 상기 바이오매스 고체 연료의 총 건조 수소 함량은 5 wt% 이상, 바람직하게는 5 wt% 내지 10 wt%, 좀 더 바람직하게는 5 wt% 내지 7 wt%이며, 상기 총 건조 수소 함량은 DIN EN 15104에 따라 결정되며; (iii) 상기 바이오매스 고체 연료의 총 건조 산소 함량은 36 wt% 이상, 바람직하게는 38 wt% 내지 42 wt%, 좀 더 바람직하게는 38 wt% 내지 40 wt%이며, 상기 총 건조 산소 함량은 DIN EN 15296에 따라 결정되며; (iv) 상기 바이오매스 고체 연료의 총 건조 탄소 함량은 36 wt% 이상, 바람직하게는 38 wt% 내지 48 wt%, 좀 더 바람직하게는 39 wt% 내지 45 wt%이며, 총 건조 탄소 함량은 DIN EN 15104에 따라 결정되며; 및/또는 (v) 상기 바이오매스 고체 연료의 총 건조 질소 함량은 0.8 wt% 미만, 바람직하게는 0.7 wt% 미만, 좀 더 바람직하게는 0.6 wt% 미만이며, 상기 총 건조 질소 함량은 DIN EN 15104에 따라 결정되는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고체 바이오매스 연료는 최대 20일, 바람직하게는 최대 30일, 좀 더 바람직하게는 최대 40일 동안 방수성을 갖는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
(i) 물에 침지되는 경우 상기 고체 바이오매스 연료의 화학적 산소 요구량 (COD)은 5000 ppm 이하, 바람직하게는 4000 ppm 이하, 가장 바람직하게는 3000 ppm 이하이며, 상기 화학적 산소 요구량은 GB/11914-89에 따라 결정되며; (ii) 상기 고체 바이오매스 연료의 고정 탄소 함량은 25 wt% 이상, 바람직하게는 28 wt% 내지 35 wt%, 좀 더 바람직하게는 30 wt% 내지 33 wt%이며, 상기 고정 탄소 함량은 DIN EN 51734에 따라 결정되며; (iii) 상기 고체 바이오매스 연료의 회분(ash content)은 20 wt% 미만, 바람직하게는 18 wt% 미만, 가장 바람직하게는 16 wt% 미만이며, 상기 회분은 550℃에서 EN 14775에 따라 결정되며; 및/또는 (iv) 상기 고체 바이오매스 연료의 휘발물 함량(volatile matter content)은 42 wt% 내지 70 wt%, 좀 더 바람직하게는 48 wt% 내지 75 wt%이며, 상기 휘발물 함량은 DIN EN 15148에 따라 결정되는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고체 바이오매스 연료는 8 wt% 미만, 바람직하게는 7 wt% 미만, 가장 바람직하게는 6 wt% 미만의 수분 함량을 가지며, 상기 수분 함량은 DIN EN 14774에 따라 결정되는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 바이오매스 고체 연료는 4300 kcal/kg 내지 6500 kcal/kg의 열량을 가지며, 상기 열량은 DIN EN 14918에 따라 결정되는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 몰드된 바이오매스 생산물의 벌크 밀도는 A이며, 상기 바이오매스 고체 연료의 벌크 밀도는 B이며, 여기서 B/A는 0.55 내지 1이며, 상기 벌크 밀도는 DIN EN 15103에 따라 결정되는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
바이오매스로부터 유래된 물질이 상기 고체 바이오매스 연료의 총 연료 함량 중 적어도 95중량%의 양으로 상기 고체 바이오매스 연료 내에 존재하는, 고체 바이오매스 연료의 생산공정.
전술한 청구항 중 어느 하나의 공정에 따라 얻어지거나 또는 얻어질 수 있는 고체 바이오매스 연료.
고체 바이오매스 연료로서,
하나 이상의 바이오매스 소스로부터 유래되며, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는:
(i) 페니세툼 시니즈 로스와 같은 페니세툼 속으로부터의 식물을 포함하거나, 식물로 이루어지거나 또는 식물로 필수적으로 이루어지며;
(ii) 왕겨 및 참마의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어지며;
(iii) 짚 및 참마의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어지며;
(iv) 옥수숫대 및 참마의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어지며;
(v) 페니세툼 시니즈 로스 및 왕겨의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어지며;
(vi) 페니세툼 시니즈 로스와 같은 페니세툼 속으로부터의 식물 및 짚의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어지며; 또는
(vii) 페니세툼 시니즈 로스와 같은 페니세툼 속으로부터의 식물 및 옥수숫대의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어지는 고체 바이오매스 연료.
청구항 31 또는 32에 있어서,
상기 하나 이상의 바이오매스 소스 또는 고체 바이오매스 연료는 청구항 2 내지 7, 22 내지 28 또는 30 중 하나 이상에서 정의된 바와 같은, 고체 바이오매스 연료.
에너지를 생산하도록 청구항 31 내지 33 중 어느 하나에 따른 고체 바이오매스 연료를 연소시키는 단계를 포함하는 연소 공정.
청구항 34에 있어서,
상기 고체 바이오매스 연료는 석탄과 같은 화석 연료와 함께 공-소성되고 연소되는, 연소 공정.
청구항 34 또는 35에 있어서,
상기 공정의 PM1.0 배출은 175 mg/kg 미만, 바람직하게는 150 mg/kg 미만인, 연소 공정.
연소 공정에서 연료로서 청구항 31 내지 33 중 어느 한 항에 따른 고체 바이오매스 연료의 사용방법으로, 상기 사용방법은 청구항 1 내지 30 중 어느 한 항에 따른 공정에서 하나 이상의 바이오매스 소스를 사용하는 단계를 포함하며, 선택적으로 상기 연소 공정은 석탄과 같은 화석 연료와 함께 고체 바이오매스 연료를 공-소성하는 단계를 포함하는, 고체 바이오매스 연료의 사용방법.
청구항 37에 있어서,
상기 연소 공정의 PM1.0 배출은 175 mg/kg 미만, 바람직하게는 150 mg/kg 미만인, 고체 바이오매스 연료의 사용방법.
고체 바이오매스 연료의 생산을 위한 하나 이상의 바이오매스 소스의 사용방법으로, 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는:
(i) 페니세툼 시니즈 로스와 같은 페니세툼 속으로부터의 식물을 포함하거나, 식물로 이루어지거나 또는 식물로 필수적으로 이루어지며; (ii) 왕겨 및 참마의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어지며; (iii) 짚 및 참마의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어지며; (iv) 옥수숫대 및 참마의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어지며; (v) 페니세툼 시니즈 로스와 같은 페니세툼 속으로부터의 식물 및 왕겨의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어지며; (vi) 페니세툼 시니즈 로스와 같은 페니세툼 속으로부터의 식물 및 짚의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어지며; 또는 (vii) 페니세툼 시니즈 로스와 같은 페니세툼 속으로부터의 식물 및 옥수숫대의 혼합물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 이들로 필수적으로 이루어지며, 선택적으로 상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 청구항 2 내지 7 또는 23 중 어느 하나에서 정의된 바와 같은, 바이오매스 소스의 사용방법.
청구항 39에 있어서,
상기 사용방법은 청구항 1 내지 30 중 어느 하나에 따른 공정에서 하나 이상의 바이오매스 소스를 사용하는 단계를 포함하며, 및/또는 상기 고체 바이오매스 연료는 청구항 31 내지 33 중 어느 하나에서 정의된 바와 같은, 바이오매스 소스의 사용방법.
고체 바이오매스 연료의 생산에서의 사용을 위한 하나 이상의 바이오매스 소스의 예비-처리용 예비-처리 공정으로, 상기 예비-처리 공정은 다음의 단계들:
(i) 30,000 ㎛ 내지 60,000 ㎛의 평균 입경(D50) 및 50 중량% 미만의 수분 함량을 갖는 하나 이상의 바이오매스 소스를 제공하는 단계;
(ii) 상기 하나 이상의 바이오매스 소스를 분쇄하여 1000 ㎛ 내지 20,000 ㎛의 평균 입경 (D50)을 갖는 분쇄된 바이오매스 분말을 제공하는 단계;
(iii) 상기 분쇄된 바이오매스 분말을 압축하여 30중량% 미만의 수분 함량을 갖는 압축된 바이오매스 분말을 제공하는 단계; 및
(iv) 상기 압축된 바이오매스 분말을 건조하여 건조된 압축된 바이오매스 분말을 제공하는 단계를 포함하는 바이오매스 소스의 예비-처리용 예비-처리 공정.
청구항 41에 있어서,
(i) 30,000 ㎛ 내지 60,000 ㎛의 평균 입경(D50) 및 50 중량% 미만의 수분 함량을 갖는 하나 이상의 바이오매스 소스를 제공하는 단계는 (a) 50중량% 미만의 수분 함량을 갖도록 상기 하나 이상의 바이오매스 소스를 압축하는 단계; 및/또는 (b) 30,000 ㎛ 내지 60,000 ㎛의 평균 입경 (D50)을 갖도록 상기 하나 이상의 바이오매스 소스를 잘게 자르는 단계(chopping)를 포함하며; 바람직하게는 상기 공정은 상기 (a) 및 (b)의 둘 모두의 단계를 포함하며, 및 좀 더 바람직하게는 상기 하나 이상의 바이오매스 소스를 잘게 자르는 단계 (b) 이전에 상기 하나 이상의 바이오매스 소스를 압축하는 단계(a)를 포함하는, 바이오매스 소스의 예비-처리용 예비-처리 공정.
청구항 41 또는 42에 있어서,
상기 하나 이상의 바이오매스 소스의 수분 함량은 30% 내지 50중량%인, 바이오매스 소스의 예비-처리용 예비-처리 공정.
청구항 41, 42 또는 43에 있어서,
상기 압축된 바이오매스 분말을 건조하여 건조된 압축된 바이오매스 분말을 제공하는 단계 (iv)는 상기 건조된 압축된 바이오매스 분말이 10 중량% 내지 18 중량%, 바람직하게는 12 중량% 내지 15중량%의 수분 함량을 갖도록 압축된 바이오매스 분말을 건조시키는 단계를 포함하는, 바이오매스 소스의 예비-처리용 예비-처리 공정.
청구항 41 내지 43 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압축된 바이오매스 분말을 건조하여 건조된 압축된 바이오매스 분말을 제공하는 단계 (iv)는 건조 중에 상기 압축된 바이오매스 분말 입자를 혼합하는 단계를 더욱 포함하는, 바이오매스 소스의 예비-처리용 예비-처리 공정.
청구항 41 내지 45 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 바이오매스 소스는 청구항 2 내지 7 또는 청구항 23 중 어느 하나에서 정의된 바와 같은, 바이오매스 소스의 예비-처리용 예비-처리 공정.
청구항 41 내지 46 중 어느 한 항에 있어서,
상기 예비-처리 공정은 고체 바이오매스 연료를 생산하는 공정 이전에 수행되며, 상기 고체 바이오매스 연료를 생산하는 공정은 건조된 압축된 바이오매스 분말을 가열하거나 또는 몰딩하는 단계를 포함하며, 선택적으로 상기 공정은 청구항 1 내지 30 중 어느 하나에서 정의된 바와 같은, 바이오매스 소스의 예비-처리용 예비-처리 공정.
고체 바이오매스 연료를 후-처리하기 위한 후-처리 공정으로, 상기 후 처리 공정은 상기 고체 바이오매스 연료로부터 먼지 입자를 제거하는 단계를 포함하는, 고체 바이오매스 연료를 후-처리하기 위한 후-처리 공정.
고체 바이오매스 연료를 후-처리하기 위한 후-처리 공정으로서, 상기 고체 바이오매스 연료로부터 먼지 입자를 제거하는 단계는 스크린으로 고체 바이오매스 연료로부터 먼지 입자를 제거하는 단계를 포함하는, 고체 바이오매스 연료를 후-처리하기 위한 후-처리 공정.
청구항 49에 있어서,
상기 스크린은 3 mm 내지 8 mm의 기공 크기를 가지며, 바람직하게는 상기 스크린은 4 mm 내지 6mm의 기공 크기를 갖는, 고체 바이오매스 연료를 후-처리하기 위한 후-처리 공정.
청구항 48 내지 50 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고체 바이오매스 연료로부터 먼지 입자를 제거하는 단계는 고체 바이오매스 연료에 진동, 회전, 롤링, 또는 이들의 조합을 수행하는 단계를 포함하는, 고체 바이오매스 연료를 후-처리하기 위한 후-처리 공정.
청구항 48 내지 51 중 어느 한 항에 있어서,
상기 후-처리 공정은 하나 이상의 바이오매스 소스로부터 고체 바이오매스 연료를 생산하는 공정 후 수행되며, 고체 바이오매스 연료를 생산하는 공정은 몰딩 또는 가열 단계를 포함하며, 선택적으로 상기 공정은 청구항 1 내지 30 중 어느 하나에서 정의된 바와 같은, 고체 바이오매스 연료를 후-처리하기 위한 후-처리 공정.
청구항 48 내지 52 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고체 바이오매스 연료는 청구항 31 내지 33 중 어느 하나에서 정의된 바와 같은, 고체 바이오매스 연료를 후-처리하기 위한 후-처리 공정.