TWI544069B - 生質顆粒燃料及其製作方法 - Google Patents

Description

生質顆粒燃料及其製作方法

本案係關於一種生質燃料，尤指一種生質燃料及其製作方法。

甘油，即丙三醇，係廣泛地應用於製作塗料、牙膏、化妝品、藥品、炸藥中及菸草加工等場合，或作為玻璃紙軟化劑、汽車防凍劑或食品添加劑如保水劑等。其主要見於生質柴油及製皂工業之副產品，具有一定程度的實用價值與經濟價值。

一般而言，生質柴油之副產品中，主要成分係為粗甘油，其具有高鹽份及高酸鹼值(pH)，並含有重量百分比約為50%至60%之甘油、皂化物14%至34%、甲酯18至20%、甲醇3%至12%、水2%至5%以及其他元素，例如鈣、磷、鉀、矽、鈉、鋅等。雖然高純度甘油可廣泛應用於前述用途，然因粗甘油雜質過多導致不易處理，進而造成提煉成本過高，而使粗甘油之價格逐年下探，甚至直接被視為廢液進行處理，不僅造成許多環保上的問題，更因無法有效利用成分中的有用物質，而顯得浪費且可惜。

因此，如何發展一種可改善上述習知技術缺失，利用粗甘油作為添加劑及必要成分，且能應用作為鍋爐燃料或煤炭之替代品，而進一步使廢棄物能源化之生質燃料及其製作方法，實為目前尚待解決之問題。

本案之主要目的為提供一種生質燃料及其製作方法，俾解決習知技術無法有效利用粗甘油成分中的有用物質，甚至直接將粗甘油視為廢液處理所衍生之環保問題及資源上之浪費。

本案之另一目的為提供一種生質燃料及其製作方法，藉由直接使用粗甘油作為添加劑及必要成分，以開發生質顆粒燃料或生質塊狀燃料，可使廢棄物能源化，並達到提高燃料熱值、降低生產耗能、提高產率並有效去化粗甘油以及節能減碳等功效。

本案之另一目的為提供一種生質燃料及其製作方法，透過以粗甘油直接作為潤滑劑，不僅可於不影響成品品質、堅牢度及熱值的基礎上，使生質燃料生產時之耗能及成本降低，更可達到大量去化粗甘油並轉製成生質燃料原料之雙重目的。

為達上述目的，本案之一較廣實施態樣為提供一種生質燃料，包含：生質物；以及粗甘油，係與該生質物混合，以生成生質燃料原料，該生質燃料原料係壓製呈顆粒狀或塊狀。

為達上述目的，本案之另一較廣實施態樣為提供一種製作方法，包括步驟：提供生質物及粗甘油；將該生質物及該粗甘油混合，以生成生質燃料原料；以及壓製該生質燃料原料，以形成生質顆粒燃料或生質塊狀燃料。

S100~S300‧‧‧步驟

S100~S400‧‧‧步驟

第1圖係為本案較佳實施例之製作方法流程圖。

第2圖係為本案較佳實施例之製造方法之細部流程圖。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非架構於限制本案。

本案提供一種生質顆粒燃料，其包含生質物以及粗甘油。其中，粗甘油係與生質物混合，以生成生質燃料原料，該生質燃料原料係壓製而呈顆粒狀或塊狀。其壓製方法係可為但不限於以造粒機進行造粒製程，以壓縮生質燃料原料並使其呈現均勻之顆粒狀或塊狀，而成為本案最終產物之生質顆粒燃料或生質塊狀燃料。藉此，可使習知視為廢棄物之粗甘油能源化，並達到提高顆粒燃料熱值、降低生產耗能、提高產率並有效去化粗甘油以及節能減碳等功效。

於一些實施例中，生質物係為木質生質物或草本生質物，其中，木質生質物係可為例如柳衫木木屑，但不以此為限。且於實際製作方面，本案之生質物係可先行進行破碎製程，亦即生質物之粉碎均質化處理步驟，該處理步驟將於後續說明生質燃料之製作方法時詳細說明，於此不再贅述。

另外，本案生質燃料之生質物係可應用於作為黏結劑，亦即其除可應用於能源/燃料使用外，同時亦提供黏結效果，以使生質物得與粗甘油加強黏結，且無需另行添加黏結劑，同時更無需如習知技術透過蒸汽方式協助顆粒燃料或塊狀燃料成型。其中，生質物可黏結之特性，主要係透過生質物中所含之木質素於高溫，例如於攝氏140度以上時，呈現熔融態，而可直接進行黏結。

根據本案之構想，因粗甘油液體之特性，使其可應用於作為潤滑劑，以使生產過程中之機械耗能有效降低，例如降低20%之耗能，但不以此為限。是以，本案透過以粗甘油直接作為潤滑劑，不僅可於不影響成品品質、堅牢度及熱值的基礎上，使生質顆粒燃料或生質塊狀燃料生產時之耗能及成本降低，更可達到大量去化粗甘油並轉製成生質燃料原料之雙重目的。

根據本發明之構思，本案之生質顆粒燃料，如生質物本身過於乾燥而不利於生產過程之能量損耗時，係可進一步添加潤滑劑，且該潤滑劑係為水或去離子水。

於一些實施例中，本案之生質燃料中，粗甘油之重量百分比係以生質燃料之總重量為基準，重量百分濃度小於或等於30重量百分比為佳。且於另一些實施例中，粗甘油之重量百分比係以生質燃料之總重量為基準，重量百分濃度佔5至15重量百分比為較佳，但不以此為限。

依據前述實施例，本案另以重量百分濃度大於30重量百分比之粗甘油進行生質燃料之製作實驗，然因粗甘油比例過高，會導致最後產物的顆粒過於膨鬆而無法成型，其主要肇因於生質物細胞之細胞壁之吸收已呈飽和現象，故無法進一步再行吸收粗甘油或粗甘油中的純化甘油，而不利於生質燃料原料及生質顆粒燃料或生質塊狀燃料之製作，故本案之粗甘油之重量百分濃度實質上以小於或等於30重量百分比為佳，即如前述。

此外，於實際製作方面，本案之粗甘油係可先行進行除污預處理步驟，即將粗甘油加熱至攝氏65度以上，以抽離甲醇(甲醇之沸 點為攝氏65度)，且由於甲醇具實質之工商業價值，故抽離甲醇不僅可降低粗甘油內之雜質，亦可有效獲得經濟收益。該除污預處理步驟將於後續說明生質燃料之製作方法時一併說明，於此不再贅述。

於本案實施例中，生質物例如柳衫木木屑，其乾基熱值約為19.26MJ/kg，於添加重量百分比為10%之粗甘油之生質燃料生成後，生質燃料之乾基熱值提升至20.50MJ/kg。若添加之粗甘油重量百分比為15%時，生質燃料之乾熱值係進一步提升至21.35MJ/kg，可見本案之生質燃料藉由粗甘油之引入，可有效提升乾基熱值，其提升之熱值與添加比例大致上呈線性相關。

承上，添加重量百分比為10%至15%之粗甘油，其製作生質燃料之製程耗能上較純木屑顆粒燃料大致可減少18%至20%，顯見本案具有極高之經濟效益，以及節能減碳之功效。同時，粗甘油之添加不會影響生質物顆粒的容積密度及產率，並可提升顆粒堅牢度指數(PDI，Pellet Durability Index)。

請參閱第1圖，其係為本案較佳實施例之製作方法流程圖。如第1圖所示，本案之製作方法主要係用以製作生質燃料，至少包括步驟：首先，如步驟S100所示，提供生質物及粗甘油；然後，如步驟S200所示，將生質物與粗甘油混合，以生成生質燃料原料；接著，如步驟S300所示，壓製生質燃料原料，以形成生質顆粒燃料或生質塊狀燃料，亦即本案之最終產品。由於生質顆粒燃料及生質塊狀燃料之各種特性皆已敘述於前述實施例中，故於此不再贅述。

於一些實施例中，本案之製作方法中，步驟S200所示提供生質物及粗甘油之步驟，係更包括粗甘油之除污預處理步驟、破碎生質物之粉碎均質化處理步驟以及裝袋儲存等步驟。請參閱第2圖，其係為本案較佳實施例之製造方法之細部流程圖。如第2圖所示，本案之製作方法，於步驟S100中，係可進一步包括步驟S110及步驟S120，其係分別為加熱粗甘油至攝氏65度以上，以抽離甲醇之除污預處理步驟，以及破碎生質物之粉碎均質化處理步驟。且於步驟S300之後，本案之製作方法係進一步包括步驟S400，亦即於壓製生質燃料原料，以形成生質顆粒燃料或生質塊狀燃料之步驟後，係如步驟S400所示，進行將該生質顆粒燃料或該生質塊狀燃料裝袋儲存之步驟。

根據本案之構想，由於生質顆粒燃料及生質塊狀燃料之燃點較低，故須加入上述實施例中之裝袋儲存步驟，即如步驟S400所示，以使生質顆粒燃料及生質塊狀燃料之產品安全、穩定，且可避免自燃現象的發生，其係先行於空氣中進行氣乾冷卻，而後進行裝袋俾以儲存。於實務進行時，空氣中之氣乾冷卻通常係於生質顆粒燃料或生質塊狀燃料生成後搬運的過程中為之，並於冷卻到預設溫度後進行裝袋儲存之作業，以使安全性獲得保障。

綜上所述，本案提供一種生質燃料及其製作方法，藉由直接使用粗甘油作為添加劑及必要成分，以開發生質燃料，可使廢棄物能源化，並達到提高燃料熱值、降低生產耗能、提高產率並有效去化粗甘油以及節能減碳等功效。同時，透過以粗甘油直接作為潤滑劑，不僅可於不影響成品品質、堅牢度及熱值的基礎上，使生質燃料生產時之耗能及成本降低，更可達到大量去化粗甘油並轉 製成生質燃料原料之雙重目的。

縱使本發明已由上述之實施例詳細敘述而可由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

S100~S300‧‧‧步驟

Claims (9)

1. 一種生質燃料，包含：生質物；以及粗甘油，係與該生質物混合，以生成生質燃料原料，該生質燃料原料係壓製呈顆粒狀或塊狀，且該粗甘油係經過加熱至攝氏65度以上以抽離甲醇。
2. 如申請專利範圍第1項所述之生質顆粒燃料，其中該粗甘油之重量百分濃度係小於或等於30重量百分比。
3. 如申請專利範圍第1項所述之生質顆粒燃料，其中該粗甘油之重量百分濃度係佔5至15重量百分比。
4. 如申請專利範圍第1項所述之生質顆粒燃料，更包含潤滑劑，且該潤滑劑係為水或去離子水。
5. 如申請專利範圍第1項所述之生質顆粒燃料，其中該粗甘油係為潤滑劑。
6. 如申請專利範圍第1項所述之生質顆粒燃料，其中該生質物係為木質生質物或草本生質物，且該木質生質物係為柳衫木木屑。
7. 一種製作方法，包括步驟：提供生質物及粗甘油，並進行一除污預處理步驟：加熱該粗甘油至攝氏65度以上，以抽離甲醇；將該生質物及該粗甘油混合，以生成生質燃料原料；以及壓製該生質燃料原料，以形成生質顆粒燃料或生質塊狀燃料。
8. 如申請專利範圍第7項所述之製作方法，其中該提供生質物及粗甘油之步驟，更包括破碎該生質物之粉碎均質化處理步驟。
9. 如申請專利範圍第7項所述之製作方法，其中該壓製該生質燃料原料，以形成生質顆粒燃料或生質塊狀燃料之步驟之後，更包括將該生質顆粒燃料或該生質塊狀燃料裝袋儲存之步驟。