(57)【要約】【課題】パルプ処理装置を用いてバイオマス系燃料を製造する方法。【解決手段】乾燥機にバイオマス系フィードストックを導入し、０重量％から１５重量％の間の水分量を得るステップと、前記乾燥したバイオマス系フィードストックを、パルプ処理に使用されるパルプ蒸解装置に導入するステップと、前記乾燥したバイオマス系フィードストックに蒸気を導入して、蒸解により、前記乾燥したバイオマス系フィードストックからリグニンを改質するステップと、前記乾燥したバイオマス系フィードストックに圧力を印加するステップと、前記パルプ蒸解装置から、調製されたバイオマス系フィードストックおよび遊離したリグニンを、処理後バイオマスとして取り出すステップと、前記処理後バイオマスをペレットに形成するステップと、を有する方法。【選択図】図２
2015091996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオマス系ペレットを製造する方法であって、
−乾燥機にバイオマス系フィードストックを導入し、０重量％から１５重量％の間の水分量を得るステップと、
−前記乾燥したバイオマス系フィードストックを、パルプ処理に使用されるパルプ蒸解装置に導入するステップであって、前記パルプ蒸解装置は、バイオマス系ペレットの製造に使用するため変換されたものであるステップと、
−前記乾燥したバイオマス系フィードストックに蒸気を導入して、蒸解により、前記乾燥したバイオマス系フィードストックからリグニンを改質するステップと、
−前記乾燥したバイオマス系フィードストックに圧力を印加するステップであって、前記圧力は、１５０ｐｓｉから１０００ｐｓｉの範囲であるステップと、
−前記パルプ蒸解装置から、調製されたバイオマス系フィードストックおよび遊離したリグニンを、処理後バイオマスとして取り出すステップと、
−前記処理後バイオマスをペレットに形成するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
化合物を添加するステップを有する、請求項１に記載のバイオマス系ペレットを製造する方法。
【請求項３】
前記化合物は、亜硫酸ナトリウム、カセイソーダおよびそれらの組み合わせを含む、請求項２に記載のバイオマス系ペレットを製造する方法。
【請求項４】
前記圧力は、２２５ｐｓｉから３７５ｐｓｉの間である、請求項１乃至３のいずれか一つに記載のバイオマス系ペレットを製造する方法。
【請求項５】
前記調製されたバイオマス系フィードストックを、前記パルプ蒸解装置から連続的に取り出すステップ
を有する、請求項１乃至４のいずれか一つに記載のバイオマス系ペレットを製造する方法。
【請求項６】
前記調製されたバイオマス系フィードストックを乾燥して、０重量％から１５重量％の間の水分量を得るステップ
を有する、請求項１乃至５のいずれか一つに記載のバイオマス系ペレットを製造する方法。
【請求項７】
バイオマス系ペレットを製造する方法であって、
−乾燥バイオマス系フィードストックを、パルプ処理に使用されるパルプ蒸解装置に導入するステップであって、前記パルプ蒸解装置は、バイオマス系ペレットの製造に使用するため変換されたものであるステップと、
−前記乾燥バイオマス系フィードストックを蒸気に晒し、蒸解により、前記乾燥バイオマス系フィードストックからリグニンを改質するステップと、
−前記乾燥バイオマス系フィードストックに圧力を印加するステップであって、前記圧力は、１５０ｐｓｉから１０００ｐｓｉの範囲であるステップと、
−前記パルプ蒸解装置から、調製されたバイオマス系フィードストックおよび遊離したリグニンを、処理後バイオマスとして取り出すステップと、
−前記処理後バイオマスをペレットに形成するステップと、
を有する方法。
【請求項８】
前記圧力は、約２２５ｐｓｉから約３７５ｐｓｉの間である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
さらに、
前記パルプ蒸解装置において、前記バイオマス系フィードストックに化合物を添加するステップを有する、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記化合物は、亜硫酸ナトリウム、カセイソーダおよびそれらの組み合わせを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
さらに、
前記調製されたバイオマス系フィードストックを乾燥するステップ
を有する、請求項７乃至１０のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
前記調製されたバイオマス系フィードストックは、０重量％から１５重量％の間の水分量まで乾燥される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
バイオマス系ペレットを製造する方法であって、
−乾燥バイオマス系フィードストックを、パルプ処理に使用されるパルプ蒸解装置に導入するステップであって、前記パルプ蒸解装置は、バイオマス系ペレットの製造に使用するため既存の設備を変換したものであるステップと、
−前記パルプ蒸解装置に木材系材料を導入するステップと、
−ペレット品質を高めるため、前記パルプ蒸解装置に蒸気を導入して、前記木材系材料を前記乾燥バイオマス系フィードストックと反応させるステップと、
−前記パルプ蒸解装置から、調製されたバイオマス系フィードストックおよび使用済み木材系材料を取り出すステップと、
−前記調製されたバイオマス系フィードストックをペレットに形成するステップと、
を有する方法。
【請求項１４】
さらに、
０重量％から１５重量％の間の水分量まで、前記調製されたバイオマス系フィードストックを乾燥するステップ
を有する、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００９年２月１３日出願の米国仮特許出願番号６１／１５２５５６に基づく出願日及び優先権の効果を主張するものである。当該出願の内容の全ては参照されて本明細書の一部となる。本発明は、パルプ処理装置でバイオマス系燃料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の開示は、エネルギ源の処理、より具体的にはパルプ処理装置で製造するバイオマス系燃料に関する。
【０００３】
種々のタイプのバイオマスが、濃縮燃料を製造するために使用され得る。バイオマスは、木材、木材系バイオマス、又は例えば限定されるものではないが、さとうきびバイオマス、わら、スイッチグラス又は他の農業材料などの他のバイオマスが挙げられ、ここでバイオマスは他の処理工程の副産物であるか又は直接又は間接的に燃料を製造する目的で成長させた原材料（フィードストック）であってもよい。
【０００４】
用語「ペレット」及び「ブリケット」とは通常バイオマスの断片、処理バイオマス、石炭又は他のいくつかの又は全ての組み合わせを意味し、これらは圧縮されて種々のサイズの濃縮燃料に成型されて製造される。例えば、サイズ１”から３”以上の長さ寸法の範囲の鉋屑やチップなどの種々のサイズのフィードストックが処理されペレット化され得る。材料は乾燥され好ましい断面積のサイズ及び種々の長さのダイを通して押し出される。ダイを有する床置き装置又はプレスが調製されたフィードストックを受け入れ、好ましい長さのペレットサイズで前記装置又はプレスの出口から押し出され、排出される（例えば切断又はトリミングされて）。用語「ホワイトペレット」とは、適切なサイズの及びペレット化された木材で、前記ペレット化装置又はプレスへ導入される前にチップ化及び研磨の処理を受けただけの適切なサイズの及びペレット化された木材の使用を意味する。ホワイトペレットは、住居暖房、地域暖房及び／又は工業用電力製造（石炭火力発電工場を含む）において使用され得る。
【０００５】
ホワイトペレットの工業的使用は、ホワイトペレットの本来の性質である水への感受性、低硬度及び低耐久性により限定され、これにより前記ペレットを処理の間に摩損したり及び／又は湿気吸収の結果としてホコリの生成につながる。これらの性質は、単独で又は組み合わされて、ペレットを急激に崩壊させる恐れがある。かかる制限のために、ホワイトペレットは特別の貯蔵及び取扱い設備を必要とし、ほこりが蓄積することで爆発の危険を防止する必要がある。従って、１％から１００％の濃度で、石炭火力発電プラントでホワイトペレットを使用することは、前記プラント操作手順及び設備費用の適合性を共に考慮しなければならない。例えば石炭は通常戸外で貯蔵しそれを取り扱うことができる。
【０００６】
用語「ブラックペレット」とは、バイオマスをペレット化装置又はプレスに導入する前に前記バイオマスフォードストックを処理することで、リグニンを結合及び／又はコーティングさせたペレットを意味する。水蒸気爆砕は、バイオマスの細胞構造からリグニンを除くための手段として濃縮燃料製造において使用されることができる。それにより、リグニンを前記バイオマスの繊維部分に混合することができる。かつペレット化装置又はプレスで圧縮される際に耐水性又は水抵抗性内部バインダを形成すると同時に耐水性又は水抵抗性表面コーティングをも形成し、できたペレット及びブリケットの耐久性を増強する。その結果、ペレット及びブリケットは、改良された摩損性を持ち、かつ石炭の戸外貯蔵と同様に戸外に貯蔵することができるようになる。石炭と同様の物理的性質を持つことでペレットの導入を通常の石炭プラントの手順を用いることができるようになり、その結果設備費用及び運転費用の点でホワイトペレットを用いる場合に比べて節約できることとなる。
【０００７】
濃縮バイオマス系燃料を製造し及び処理するプラントを提供することとは、エネルギ産業にとっていくつかの困難に遭遇する。これらの困難には、土地の購入・整備、政府の地域制限及び他の規制、回りの地域との調整、設備設計及び建設、複雑な設備の設計及び建設、新規装置及び他の資源の購入などのひとつ又はそれ以上が含まれる。従って、濃縮バイオマス燃料の製造および処理に伴う該困難を避ける方法を持つことは望ましいことである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の開示は、エネルギ資源の処理に関し、より具体的にはバイオマス系燃料のパルプ処理装置で製造する方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ひとつの実施態様において、バイオマス系ペレットの製造方法は、バイオマス系フィードストックからパルプ蒸解装置を介してリグニンを遊離させることを含む。前記方法は、前記バイオマス系フィーストックと前記遊離リグニンとをペレット化してバイオマス系ペレットを形成することを含む。
【００１０】
ひとつの実施態様において、パルプ処理プラントをバイオマス系ペレット製造プラントへ変換するための方法は、前記パルプ処理プラントにペレットミルを設置することを含む。前記方法は、パルプ蒸解装置からのアウトプットをリルートすることを含み、前記アウトプットを前記ペレットミリに導入して不要な装置をバイパスさせる。
【００１１】
ひとつの実施態様において、バイオマス系ペレット製造プラントを確立するコストを抑制する方法は、既存のパルプ処理プラントを見出し、許可を得て前記パルプ処理プラントを変換し、前記パルプ処理プラントをバイオマス系ペレット製造のためのプラントへ変換することを含む。
【００１２】
本発明の開示の特徴及び利点は、当業者により明確であろう。当業者は、いくつかの変更・変法を、本発明の本質、範囲の中で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
本発明の実施態様及び利点のより完全な理解には、以下の詳細な説明を添付の図面とともに参照することで得られる。図中、類似の符号・番号は類似の構成を示す。
【図１】図１は、本発明のひとつの実施態様による、バイオマス系ペレット製造プラントを確立するためのコストを低減する方法を示すブロックダイヤグラムである。
【図２】図２は、パルプ処理プラントを、本発明のひとつの実施態様によるバイオマス系ペレット製造プラントへ変換する方法を示すブロックダイヤグラムを示す。
【図３】図３は、本発明のひとつの実施態様による変換されたパルプ処理プラントを示すブロックダイヤグラムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の開示は、エネルギ資源の処理に関し、特にバイオマス系燃料を、パルプ処理装置を用いて製造する方法に関する。この開示の目的のために、バイオマス系ペレットは、限定されないが、断片、全ての形状、サイズの欠片又はブリケットを含む分割物などが挙げられる。バイオマス系ペレット及びナイオマス系材料には、少なくとも部分的に又はなんら限定されずに、木材、木質バイオマス又は他の全てのバイオマス、例えば竹、さとうきび、バガス、わら、スイッチグラス、殻やさや、又は他の農業材料などが挙げられる。ここでバイオマスは、他の処理の副産物であってもよく、又はバイオマスは燃料製造の目的で成長させたフィードストックであってもよい。
【００１５】
本発明の開示のひとつの実施態様において、既存のパルプ製造、製紙及び／又はセルロース系エタノール装置などが、開発されたバイオマス系又は他の処理製品を製造するために使用され得る。これらは容易に、バイオマス系ペレットを達成するために濃縮化され得る。例えば、このタイプのペレットは「高密度」、又は「ブラック」ペレットと呼ばれている。本発明開示のひとつの実施態様において、既存技術、例えばパルプ及び製紙産業で木材を処理するために広く使用されている装置が、バイオマス系フィードストック中に存在するリグニンを遊離させるための適用することができる。既存のパルプ処理プラントは、いくつかの又は全ての装置を何ら変更することなく、及びペレット化装置を追加するだけで、蒸解バイオマス系ペレットを、新規な蒸解装置を建造することなく製造することができる。従来のパルプ処理プラントのパルプ蒸解技術の変換は、それが化学的処理であり、パルプ処理において典型的なものであるように適合化されることが可能であり、変換されたパルプ処理において必ずしも必要であるものではない。既存の装置が蒸解装置へ変換され、バイオマス系ペレットの製造するために濃縮処理と組み合わされる。
【００１６】
図１を参照して、ひとつの実施態様において、バイオマス系ペレット製造を確立するために伴うコストは、既存パルプ処理プラント１００を見出すことにより減少され得る。この見出すことは、いくつかのパルプ処理プラントをサーチして、それらのいくつかが財政的に困窮している及び／又は財政的援助を必要としているかどうかを決定することを含む。いくつかの実施態様において、既存のパルプ処理プラントは製紙ミル、独立パルプ処理設備又は他の全てのパルプ処理資源であり得る。
【００１７】
既存のパルプ処理プラント１００が見出されたなら、許可１０５を得て前記パルプ処理プラントに出入りして前記パルプ処理プラントをバイオマス系ペレット製造プラントへ変換する。この許可１０５は、契約、資産購入、合併、吸収、貸借契約、又は全ての他の出入り及び変更許可（すでに入手した資産の利用意図の変更など）を通じて得られる。
【００１８】
既存パルプ処理プラントが見出され１００、許可１０５が得られたならば、バイオマス系ペレットの製造のため変更され得る１１０。この変更１１０は、以下図に詳細に参照される。
【００１９】
ひとつの実施態様において、パルプ処理プラント１００を見出す前、後又はその間に、既存のバイオマス系フィードストックの資源１１５を見出すことにより、コストを減少させることができる。バイオマス系フィードストックの資源のいくつかの例は、近くの森林、草原、又は全てのいくつかの他の再生可能なバイオマス系フィードストック資源が挙げられる。既存のバイオマス系フィードストック１１５が見出されると、許可１２０をとって、バイオマス系ペレットのためのバイオマス系フィードストックに出入りして使用することができる。この許可１２０は、契約、資産購入、合併、吸収、貸借契約、又は全ての他の出入り及び変更許可（すでに入手した資産の利用意図の変更など）を通じて得られる。既存のバイオマス系フィードストックがパルププラントから離れている場合には、許可１２５を得る追加の工程により、前記バイオマス系フィードストックを既存の資源からパルプ処理プラントへ輸送する。この許可は、前記バイオマス系フィードストックに出入りし使用するための許可を得るステップに加えて又はそれに代えるか、いずれであってもよい。例えばこの許可は商品購入契約を含み、例えば契約条項における量的要件及び期間的要件である。
【００２０】
図２を参照して、ひとつの例示的実施態様において、パルプ処理プラントは、バイオマス系ペレット製造のために変更され得る。かかる変更は２００である既存のパルプ蒸解装置２００をバイオマス系ペレットの製造に使用するための変更を含む。またパルプ処理プラント中のペレットミル２０５を設置すること、前記パルプ蒸解装置からのアウトプット２１０をリルートすることを含み、これにより前記アウトプットは前記ペレットミルに導入され及び／又はパルプ処理プラントで使用しないコンポーネントを２１５に導入してバイパスさせる。
【００２１】
既存のパルプ蒸解装置の変換２００は、化学処理及び／又はリグニン遊離のために使用するいくつかの又は全ての装置の除去を含むことができる。ペレットミル２０５の設置は、リース、購入、又は他の図３で参照される以下に記載のタイプのペレットミルを得ること、及びこれが、バイオマス系ペレット製造のために使用される前記装置の他の装置とともに使用するため、パルプ処理プラントの適した位置へ運ばれて設置されることを保証することを含む。パルプ蒸解装置からアウトプットをリルートすること２１０は、装置の物理的変更を必要としない。そしてコンベアを移動するだけか又は装置の複雑な移動を含む。ひとつの例では、パルプ蒸解装置からアウトプットをリルートすること２１０は、中間装置例えばブロータンクをリルート及び／又はバイパスすること含む。不使用コンポーネントをバイパスすること２１５は、パルプ処理プラントでは使用されるがバイオマス系ペレット製造には不要なコンポーネントのバイパスを含む。バイパスされた装置が不要な場合、本方法はさらに、前記バイパス装置を除去すること２２０及び／又は売却すること２２５を含む。
【００２２】
図３を参照して、変更されたパルプ処理プラント３００が本発明の開示の実施態様により記載されている。バイオマス系フィードストックは変更されたパルプ処理プラント３００近くの位置から集められ得る。例えば、バイオマス系フィードストックは、変更されたパルプ処理プラント３００に隣接する森林から集められた木材であり得る。又は、バイオマス系フィードストックは、離れた場所から変更されたパルプ処理プラントへ運ばれることもできる。例えば、バイオマス系フィードストックは他の地域で育った竹であり得るし、そのまま又はある程度前処理されてパルプ処理プラント３００へ運ばれてきてもよい。他のいくつかのバイオマス系フィードストック資源はまた適切である。バイオマス系フィードストックの資源及び状態により、パルプ蒸解装置３２５へ導入される前に既存及び装置３０５で追加の処理をされてもよい。既存装置３０５は、全ての数及び種類の製紙及び／又はセルロース系アルコール製造装置であってよい。例えば、限定されるものではないが、既存装置３０５には、ひとつ又はそれ以上の貯蔵ヤード３１０、皮むき装置３１５、チップ化装置３２０、パルプ蒸解装置３２５及びブロータンク３３０などが挙げられる。これらは全てのコンベヤ装置又は他の材料移動装置と共に組み合わされていてもよいし、組み合わされていなくてもよい。具体的なバイオマス系フィードストックにより、ひとつ又はそれ以上の既存装置３０５のユニットが変更又は除去されてもよい。
【００２３】
変更されたパルプ処理プラント３００へ輸送する上で、バイオマス系フィードストックは貯蔵ヤード３１０で使用に先立ってしばらく貯蔵されてよい。貯蔵ヤード３１０の位置は、望ましくは、バイオマス系フィードストックのひとつ又はそれ以上を受け入れ、貯蔵及び処理のために特定の装置とともに配置される。ひとつの実施態様において、貯蔵ヤード３１０は木材貯蔵ヤードであり、木材系材料に適切である。
【００２４】
バイオマス系フィードストックのタイプに依存して、それは皮むき装置３１５を通すこともできる。これはバイオマス系材料をさらなる処理を行うように構成される装置であり得る。例えば木材の表面から皮をむいて除去する処理である。
【００２５】
バイオマス系フィードストックは、水シャワー３６０を通してもよい。又は他の装置であって、未処理のバイオマス系フィードストックを用いる際にバイオマス系フィードストックから汚れや他の不純物を洗浄する装置に通してもよい。水シャワー３６０は既存の装置３０５であってよく、又はバイオマス系フィードストック系ペレット製造のために使用するために既存装置３０５に加えて設けてもよい。ひとつに実施態様において、水シャワー３６０は、変更又は除去可能であり、これは具体的な応用に依存する。
【００２６】
バイオマス系フィードストックのサイズがパルプ蒸解装置３２５で使用する場合に望ましい大きさよりも大きい場合、パルプ蒸解装置３２５へ導入する前にチップ化装置３２０に通すこともできる。チップ化装置３２０はバイオマス系材料をより小さい部分に減少させるように構成された装置及び／又は機械であればよい。
【００２７】
バイオマス系フィードストックは乾燥機３６５を通してもよい。望ましい場合、パルプ蒸解装置３２５で使用するために適したレベルの湿度にまで減少させるためである。例えば乾燥装置３６５は湿度０％〜１５重量％を得るために使用され得る。乾燥装置３６５は、ロータリードライヤ、スチームドライヤ、スーパー加熱蒸気ドライヤ、低温ドライヤ又は全ての他の湿度調整可能なドライヤが含まれる。
【００２８】
既存のパルプ処理プラントは通常パルプ蒸解装置３２５をかなりの量の化学及び／又は酵素と共に（「調製液」といわれる）調製工程で使用することができる。この調製工程は、リグニン及び／又は糖を繊維から遊離して希釈スラリ中で分離を維持するために使用され得る。このリグニン及び繊維は通常処理プラント中の分離容器に移され再度混合されることはない。変更されたパルプ処理プラント３００のひとつの実施態様において、化合物及び／又は酵素はバイオマス系フィードストックに、化合的処理（図示されていない）において、バイオマス系スラリをパルプ蒸解装置３２５において使用するために添加されてもよい。他の実施態様では、化合物及び酵素は省略されてもよい。
【００２９】
バイオマス系フィードストック（又はスラリ）はパルプ蒸解装置３２５へ、開口部を通じて導入され得る。パルプ蒸解装置３２５は、全ての容器を含み、バイオマス系フィードストック（又はスラリ）を受け入れ及び望ましい圧力、望ましい温度で処理を行えるものであればよい。パルプ蒸解装置３２５はひとつ又はそれ以上の容器で、バッチ式で実施する、マルチバッチ式で実施する、半連続式で実施する又は連続式で実施するように構成される容器を含む。他の既存パルプ蒸解装置３２５の例は、限定されるものではないが、マソナイトガン（ＭａｓｏｎｉｔｅＧｕｎｓ）、標準Ｋｒａｆｔ蒸解装置、標準亜硫酸蒸解装置、化学熱機械パルプ化装置、熱機械パルプ化装置、砕木パルプ化装置及び圧力砕木パルプ化装置などが挙げられる。
【００３０】
操作がバッチ式の場合には、バイオマス系フィードストック（又はスラリ）の供給が止められて、前記パルプ蒸解装置３２５が閉じられる。連続式の場合には、バイオマス系フィードストック供給は連続する。既定の温度と圧力で、パルプ蒸解装置３２５は既定時間、バイオマス系フィードストック（又はスラリ）を処理又は調製し、蒸気及び化学的添加剤及び／又は水を使用するか使用せずに、バイオマス系フィードストックから蒸解によりリグニンを遊離させる。調製が好ましく終了した場合、パルプ蒸解装置３２５は解放され、中身は隣接するブロータンク３３０へ移され、バイオマス系材料を取り出す。パルプ蒸解装置３２５から蒸解を介したバイオマス系フィードストック及び遊離のリグニンが前記ブロータンクへ移される。調製されたバイオマス系材料は、バッチ式でも連続式でもブロータンクに移される。ブロータンク３３０は、いかなる容器でもよく、バイオマス系材料を受け入れ、処理し、又は調製できるものであればよい。バイオマス系材料はパルプ蒸解装置３２５からの調製液及び／又は蒸気とともにスラリ状態であってもよい。
【００３１】
既存のパルプ処理プラントは、蒸解繊維に対するかかるパルプ化技術を用いるようには設計されていないが、種々の条件下でパルプ化技術を使用するように設計されることができる。例えばパルプ化技術は１５０ｐｓｉ（ポンド／平方インチ）以下の圧力、化学的添加剤、ひとつ又はそれ以上の調製工程及び約５０％乾燥固体を含む希釈スラリを含むことができる。
【００３２】
従来の高密度ペレット製造方法は、他方で、通常高温度及び圧力及びパルプ蒸解装置３２５よりも小さい容器を含むものである。操作圧力はひとつの実施では１５０ｐｓｉを超える。例えばマソナイトガンが適用される場合、操作圧力は１０００ｐｓｉ又はそれ以上に達する。従ってある場合には、変更されたパルプ処理プラント３００は従来の高密度ペレット製造方法に見出されるよりも長い調製時間を適用されてよい。
【００３３】
蒸解方法は、通常の操作圧力で使用され、調製中のバイオマス系繊維を大気中条件で再処理するために柔軟にするために使用され得る。従って低圧力で、又はマソナイトガンの場合には相当な高圧で、蒸解される。ひとつの実施態様において、蒸解は圧力約２２５ｐｓｉ〜３７５ｐｓｉの範囲で達成され、及び／又は８５〜９２％の乾燥固体を製造することができ、一方ペレット処理のために繊維にリグニンを保持している。原料に蒸気処理することは前記材料を予備的に軟化させ得る。ひとつの実施態様は、化合物を蒸気処理と共に用いて原料繊維を調製に先立ってさらに軟化させるか軟化を促進させることができる。かかる化合物には、亜硫酸ナトリウム、カセイソーダ、又は他のすべての適切な化合物であって、この開示の利点を持つ技術の当業者には理解できる化合物が含まれる。他の実施態様において、リグニンを補助的に追加すること及び／又はリグニン遊離化処理から蒸解処理を省略することも含まれる。
【００３４】
調製されたバイオマス系材料はブロータンク３３０から乾燥装置３７０を通過し、望ましい場合、水分をペレット化装置３４０の使用に適するように減少させることができる。例えば、乾燥装置３７０は０重量％〜１５重量％の水分含量を得るために使用され得る。乾燥装置３７０には、ロータリードライヤ、スチームドライヤ、スーパー加熱蒸気ドライヤ、又は水分を調節可能であればいかなる装置も含まれる。
【００３５】
調製されたバイオマス系材料は、直接又はひとつ又はそれ以上のブロータンク３３０及び乾燥装置３７０を介してパルプ蒸解装置３２５装置からペレット化装置３４０へ輸送され得る。そこでは、ひとつ又はそれ以上のペレットミル３４５、ペレット冷却装置３５０及びペレット貯蔵装置３５５を含む。調製されたバイオマス系材料は、ペレットミル３４５で処理され、バイオマス系ペレットを成型する。ペレットミル３４５は、前記調製されたバイオマス系材料を押し出し又は他の圧縮処理にてバイオマス系ペレット製造に適する全ての装置である。ペレットミル３４５から出た後、バイオマス系ペレットはペレット冷却装置３５０に冷却のために、通過するか、導入される。ペレット冷却装置３５０は、バイオマス系ペレットを冷却するすべての装置であってよく、限定されるものではないが、空気循環又は水冷が挙げられる。ひとつの実施態様において、ペレット冷却装置３５０は必要なく、バイオマス系ペレットは貯蔵の間に冷却される。バイオマス系ペレットはその後、ペレット貯蔵装置３５５で貯蔵される。高密度バイオマス系ペレットは湿気及び摩損に抵抗性があり、ペレット貯蔵装置３５５は、例えば屋内貯蔵、屋外貯蔵又は被覆なし貯蔵などで貯蔵され得る。さらにバイオマス系ペレットは通常の石炭取り扱い装置で使用され得る。該装置にはレールカー、コンベア、貯蔵、及び他の処理施設が含まれることから、石炭と共にバイオマス系ペレットを用いて火力発電するための設備投資の必要性を非常に削減することができる。
【００３６】
既存装置３０５に加えて、通常既存のパルプ処理プラントは、既存プラント３３５の残余装置を含む。これは、バイオマス系ペレット製造及び処理には必要ない装置を含むものである。既存プラント３３５の残余は、ペレット製造装置３４０を設置するための必要性に応じて除去されてもよく、又は残されてもよい。
【００３７】
当該技術の当業者には、本発明の開示の利点、全ての変更、適合及び変法が、既存のパルプ処理プラントを変更するために適用され得るものであることは理解されるであろう。例えば「蒸気」は、水蒸気のみを意味するものではなく、上で示された応用において使用可能な他の蒸気をも含まれる。
【００３８】
従って、ここで開示された本発明は、バイオマス系燃料を製造するためのコストを大きく低減し、大規模バイオマス製造及び処理を開始して、バイオマス系フィードストックを発電装置、例えばコジェネレーション、ボイラ及び他のタイプの発電プラントなどの発電のために使用するための潜在可能性を提供する。本発明による既存のパルプ処理プラントを変換することは、新規の高圧蒸解装置を建設することに比べて非常な経済性を提供する。本発明の開示による方法は、既存のパルプ及びフィードストック製造サイトにも適用可能であり、種々の木材、パルプ及び製紙に関与する全ての地方が、バイオマス系燃料を製造し、処理し及び輸送することに関する産業を興すために使用することができる。他の技術的利点は当業者であれば本発明の明細書、特許請求の範囲及び図面に基づいて明らかであろう。
【００３９】
従って、本発明の開示は、本発明の本来の目的及び利益を達成するために十分適合されるものである。上で開示された具体的な実施態様は例示目的であり、本発明の開示に基づいて、当業者は、種々の方法で変更され実施され得る。さらに、ここで示された構成又は設計内容は、以下特許請求の範囲に記載される他、何らを限定するものではない。従って、上で開示された具体的に説明された実施態様は本発明の本質及び範囲内で変更、修正及びその他の変法を行うことができるものである。さらに、特許請求の範囲で使用される用語は、特に言及されない限り又は特許権者により明瞭に規定されない限り、明瞭な、通常の意味を持つ。
【図１】
2015091996.tif 000003
【図２】
2015091996.tif 000004
【図３】
2015091996.tif 000005