本發(fā)明涉及用于新可再生能源的燃料顆粒，和使用被廢棄的棕櫚油副產(chǎn)物制造其的方法。

背景技術(shù)：

已知棕櫚樹在整個東南亞、中東、非洲和中美以及南美大量生長。近年來，隨著使用棕櫚樹的脂肪和油的生產(chǎn)量快速增長，耕種面積正在全球快速增加。

通常，通過油提取法得到棕櫚油，并且在該方法中產(chǎn)生大量的棕櫚油副產(chǎn)物。棕櫚油工廠廢水(POME)、棕櫚油傾析餅(PODC)、棕櫚仁殼(PKS)和棕櫚仁渣(棕櫚粕，palm kernel expeller)(PKE)等是已知的這種棕櫚油副產(chǎn)物。此外，油棕櫚空果串(empty fruit bunch，EFB)是已知的棕櫚油副產(chǎn)物。EFB是在從棕櫚樹收集棕櫚果串之后，從其中取出棕櫚種子的棕櫚果串的剩余部分。另外，油棕櫚樹干(OPT)、油棕櫚葉(OPF)等是已知的棕櫚油副產(chǎn)物。

當從生產(chǎn)點收集之后沒有將它們加工成顆粒產(chǎn)物，而進口這種棕櫚油副產(chǎn)物(其是多種農(nóng)業(yè)產(chǎn)物)時，由于當?shù)貧夂蛐约毦投喾N病毒可以流入進口國家，所以可能發(fā)生國內(nèi)土壤污染和環(huán)境破壞。

此外，大多數(shù)棕櫚油副產(chǎn)物或者被焚燒廢棄或者被用作飼料。然而，在生產(chǎn)大量棕櫚樹的東南亞，由于生成的大量棕櫚油副產(chǎn)物超過作為飼料 的需求或超過焚燒棕櫚油副產(chǎn)物的能力，所以對處理棕櫚油副產(chǎn)物存在限制。此外，在東南亞的一些地區(qū)，禁止焚燒棕櫚油副產(chǎn)物，因為焚燒棕櫚油副產(chǎn)物導致環(huán)境問題。在這些棕櫚油副產(chǎn)物中，PKS和EFB通過焚燒廢棄，以及大部分PKE(提取棕櫚油后的殘留剩余物)由于它們的高蛋白濃度和高油組成，被用作飼料。

為了解決與廢棄這些棕櫚油副產(chǎn)物相關(guān)的問題，已經(jīng)進行了許多利用棕櫚油副產(chǎn)物的研究。近年來，已經(jīng)發(fā)展了使用其與木片或煤等的混合物以得到充足的熱值(發(fā)熱量，heating value)的技術(shù)。在該方面，韓國專利號1297457公開了通過使用PKS和煤的混合物制造用于鍋爐(汽鍋，boiler)的生物質(zhì)燃料的方法。

此外，韓國專利登記號1265740、1326223、832239、998580、1119166、1345624和1345624，韓國專利公開號2014-0029635、2011-0030738、2013-0010150和2013-0000943公開了用于將棕櫚油副產(chǎn)物用作生物質(zhì)燃料的許多技術(shù)。

然而，在以上描述的技術(shù)中主要利用僅一部分棕櫚油副產(chǎn)物(尤其是PKS或EFB)，因而沒有提供用于大量產(chǎn)生的PKE的基本處理方法。

同時，在使用鍋爐用棕櫚油副產(chǎn)物中，存在許多限制。例如，存在用于熱電動力設(shè)備的煤粉鍋爐和流化床鍋爐，并且用于它們中的每種的燃料必須滿足含灰量和灰熔溫度。尤其是，對于用于流化床鍋爐以及煤粉鍋爐的燃料，初始變形溫度(IDT)必須高于1150℃，然而，由于物理性質(zhì)、灰熔溫度等原因，棕櫚油副產(chǎn)物中的PKS和EFB僅能被用于流化床鍋爐。

然而，存在使用棕櫚油副產(chǎn)物制造適用于可再利用能源的燃料的方法，該可再利用能源適用于多種用途，包括含韓國97％熱電動力設(shè)備的煤粉鍋爐。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

本發(fā)明的一個目的是提供用于新可再生能源的燃料顆粒和使用棕櫚油副產(chǎn)物制造其的方法，其中，初始變形溫度超過1150℃，甚至是使用棕櫚油副產(chǎn)物，并且該新可再生能源的燃料顆粒適用于許多用途，包括流化床鍋爐、煤粉鍋爐等，所以其可用于新可再生能源，此外，甚至是使用棕櫚油副產(chǎn)物，也可以在不使用額外粘合劑(結(jié)合劑，binder)的情況下，制造燃料顆粒。

本發(fā)明的另一個目的是提供將用于新可再生能源的燃料顆粒和使用棕櫚油副產(chǎn)物制造其的方法，其中，即使在不進行烘干(干燥，torrefaction)過程的情況下也可以得到高熱值。

技術(shù)方案

為了實現(xiàn)以上描述的目的，本發(fā)明提供一種使用棕櫚油副產(chǎn)物的用于新可再生能源的燃料顆粒，包含：按重量計1％至5％的棕櫚仁渣(PKE)；和按重量計95％至99％的選自由以下組成的組的第二棕櫚油副產(chǎn)物：棕櫚油傾析餅(PODC)、棕櫚仁殼(PKS)、棕櫚空果串(PEFB)、油棕櫚樹干(OPT)、和油棕櫚葉(OPF)，其中，燃料顆粒通過壓縮模制制造，并且通過在70℃至100℃干燥以降低含濕量至按重量計低于10％而具有高于1150℃的初始變形溫度(IDT)。為了實現(xiàn)以上描述的目的，本發(fā)明還提供了一種用于使用棕櫚油副產(chǎn)物制造用于新可再生能源的燃料顆粒的方法，包括以下步驟：混合按重量計1％至5％的棕櫚仁渣(PKE)與按重量計95％至99％的選自由以下組成的組的第二棕櫚油副產(chǎn)物：棕櫚油傾析餅(PODC)、棕櫚仁殼(PKS)、棕櫚空果串(PEFB)、油棕櫚樹干(OPT)、和油棕櫚葉(OPF)，以制備混合物；對該混合物進行壓縮模制以生產(chǎn)燃 料顆粒，以及在70℃至100℃干燥燃料顆粒以降低含濕量至按重量計低于10％，其中，燃料顆粒具有高于1150℃的初始變形溫度(IDT)。

在本發(fā)明的一個實施方式中，第二棕櫚油副產(chǎn)物包括棕櫚仁殼或棕櫚仁殼和油棕櫚樹干的混合物。

在本發(fā)明的另一個實施方式中，棕櫚仁渣具有按重量計6％至12％的含濕量和按重量計6％至10％的含油量，以及第二棕櫚油副產(chǎn)物具有按重量計6％至15％的含濕量。

在本發(fā)明的再一個實施方式中，混合物包括按重量計1％至5％的棕櫚仁渣、按重量計90％至95％的棕櫚仁殼、和按重量計1％至5％的油棕櫚樹干。

在本發(fā)明的另一個實施方式中，燃料顆粒包含粘合劑。

在本發(fā)明的再一個實施方式中，棕櫚仁渣和第二棕櫚油副產(chǎn)物是具有100目至200目的平均大小的粉末。

有益效果

根據(jù)上述的本發(fā)明，有利的是可以在不使用額外粘合劑的情況下制造本發(fā)明的燃料顆粒，因為通過混合棕櫚仁渣(由于它的高含油量而被用作飼料)與第二棕櫚油副產(chǎn)物(其包括棕櫚仁殼)制造燃料顆粒時，包含在棕櫚仁渣中的油起到了粘合劑的作用。

尤其是，通過使用棕櫚仁渣可以降低初始變形溫度和熱值。然而，當將棕櫚仁殼和油棕櫚樹干的混合物用作第二棕櫚油副產(chǎn)物時，可以在沒有任何額外粘合劑、同時降低棕櫚仁殼含量的情況下，制造本發(fā)明的燃料顆粒。此外，由于初始變形溫度超過1150℃，所以本發(fā)明的燃料顆?？捎行? 用于可再生能源。還具有的效果是在不進行烘干過程的情況下，可以得到高熱值。

因此，由于可以使用棕櫚油副產(chǎn)物制造將用于可再生能源的燃料顆粒，所以本發(fā)明可以解決由廢棄棕櫚油副產(chǎn)物引起的現(xiàn)存環(huán)境問題，而且有利的是在低成本下可以得到可提供高的有效熱值的可再生能源。

具體實施方式

該發(fā)明涉及將有效用于新可再生能源的燃料顆粒和制造其的方法，以及由于初始變形溫度超過1150℃，甚至使用棕櫚油副產(chǎn)物制造其的方法。

上述術(shù)語“新可再生能源”是指新能源和可再生能源，并且是指通過轉(zhuǎn)化方法利用現(xiàn)存化石燃料的能源或由日光、水、雨、生物有機體等轉(zhuǎn)化的可再生能源。

此時，可再生能源包括日光、太陽熱、生物能、風能、水能等，以及新能源包括燃料電池、氫能等。

在下文中，將在以下更詳細地描述用于新可再生能源的燃料顆粒(在下文中，簡化起見可以稱為“燃料顆粒”)和使用棕櫚油副產(chǎn)物制造其的方法。

根據(jù)本發(fā)明使用棕櫚油副產(chǎn)物的用于新可再生能源的燃料顆粒由以下步驟制造：混合按重量計1％至5％的棕櫚仁渣(PKE)與按重量計95％至99％的選自由以下組成的組的第二棕櫚油副產(chǎn)物：棕櫚油傾析餅(PODC)、棕櫚仁殼(PKS)、棕櫚空果串(PEFB)、油棕櫚樹干(OPT)、和油棕櫚葉(OPF)，以制備混合物；和對混合物進行壓縮模制以制造燃料顆粒。

此時，根據(jù)本發(fā)明制造的燃料顆粒的特征在于，通過在70℃至100℃干燥以降低含濕量至按重量計低于10％，初始變形溫度(IDT)設(shè)定為超過1150℃。

通過如壓縮、干燥等過程制造，上述燃料顆粒制造步驟可以提前消除許多細菌和微生物。此外，與棕櫚仁殼不同，由于進口它們之后必須將它們儲存在室內(nèi)，所以可以解決本國環(huán)境破壞等問題。

為了使用根據(jù)本發(fā)明的棕櫚油副產(chǎn)物制造用于新可再生能源的燃料顆粒，通過混合棕櫚仁渣和第二棕櫚油副產(chǎn)物進行制造，以制備混合物。

眾所周知，棕櫚仁渣(PKE)是棕櫚油提取后剩余的廢棄物材料，并且具有高蛋白含量且包含多種油組分。因此，通常往往將其用于飼料。然而，由于棕櫚仁渣中的油組分起粘合劑的作用，所以可以在沒有任何額外粘合劑的情況下制造燃料顆粒。。

此外，當棕櫚仁渣在預(yù)定濃度范圍內(nèi)與第二棕櫚油副產(chǎn)物混合時，初始變形溫度超過1150℃，從而可有效用于新可再生能源。

在本發(fā)明中，可以使用具有按重量計6％至12％含濕量和按重量計6％至10％含油量(組分)的棕櫚仁渣。

如果必要，可以使油提取過程中消耗的棕櫚仁渣進行干燥過程，以調(diào)節(jié)含濕量至按重量計6％至12％的范圍內(nèi)。在這一點上，優(yōu)選地，可以在70℃至100℃進行干燥過程，但是該溫度不必限于此。

此外，在本發(fā)明中利用了提取油過程中消耗的棕櫚仁渣，其具有按重量計6％至10％的含油量。由于造粒期間棕櫚仁渣中剩余的油組分起到粘合劑的作用，所以造粒過程中和/或之后，其(含油量)將有助于保持顆粒的形狀?？紤]到通常棕櫚仁渣中的含油量是按其重量計6％至10％，在通 過干燥將其含濕量調(diào)節(jié)至按重量計6％至12％之后，可以將消耗的棕櫚仁渣用于制造燃料顆粒。

考慮到用于煤粉鍋爐的燃料粉末的尺寸小于0.5mm，所以以粉末形式使用棕櫚仁渣，優(yōu)選的是使用磨成具有100目至200目尺寸的平均尺寸的粉末的棕櫚仁渣。可以使用通常已知的設(shè)備用于壓粉，而無限制。

優(yōu)選地，以在混合物中包含按重量計1％至5％使用棕櫚仁渣，用于制造具有高于1150℃的初始變形溫度的燃料顆粒。存在的劣勢是，當棕櫚仁渣脫離上述范圍時，可以不能得到高于1150℃的初始變形溫度，或者可以不能保持制造的燃料顆粒的形狀。

根據(jù)本發(fā)明，棕櫚仁渣和第二棕櫚油副產(chǎn)物混合在一起。此時，第二棕櫚油副產(chǎn)物包括選自由以下組成的組中的至少一種：棕櫚油傾析餅、棕櫚仁殼、油棕櫚空果串、油棕櫚樹干、和油棕櫚葉。

優(yōu)選的是使用具有按重量計8％至15％含濕量的所述第二棕櫚油副產(chǎn)物。通常，產(chǎn)生的棕櫚油副產(chǎn)物的含濕量可以較高，從而可以使用經(jīng)歷干燥過程以使含濕量降低按重量計8％至15％的棕櫚油副產(chǎn)物。優(yōu)選地，可以在70℃至100℃進行干燥過程，但是該溫度不必限于此?？紤]到用作燃料的煤的含濕量按其重量計低于8％，所以棕櫚油副產(chǎn)物的按重量計8％至15％含濕量是或多或少高的值，并且這是為了增強造粒期間由于水的成形性能。

此外，以與棕櫚仁渣類似的粉末形式使用第二棕櫚油副產(chǎn)物，并且考慮到用于新可再生能源的燃料粉末的粒徑，優(yōu)選的是使用磨成100目至200目尺寸的平均尺寸的第二棕櫚油副產(chǎn)物。

根據(jù)本發(fā)明，第二棕櫚油副產(chǎn)物可以包括棕櫚仁殼。

通常，棕櫚仁殼已經(jīng)用于燃料，并且具有足夠的初始變形溫度。然而，由于造粒困難，所以棕櫚仁殼必要地與粘合劑組合。這些粘合劑降低燃料顆粒的初始變形溫度。

然而，當以本發(fā)明中描述的預(yù)定比混合它(棕櫚仁殼)與棕櫚仁渣時，不僅可以在沒有任何額外粘合劑的情況下將它們制造成燃料顆粒，而且可以得到足夠的初始變形溫度，因此，它可用于新可再生能源。

更優(yōu)選地，第二棕櫚油副產(chǎn)物可以包括棕櫚仁殼和油棕櫚樹干。

大多數(shù)的油棕櫚樹干用于制造木板。近年來，已經(jīng)嘗試多次努力來生產(chǎn)生物燃料，通過脫皮、磨粉、在高壓下提取來生產(chǎn)汁液并且磨粉來制造。

在提取汁液之前和/或之后，可以使用本發(fā)明的油棕櫚樹干，但不限于此。優(yōu)選地，在從其提取汁液之后，使用油棕櫚樹干更好。

由于油棕櫚樹干自身中的液體組分，盡管棕櫚仁渣的量降低，也可以將其造粒。

此外，與棕櫚仁渣相比，調(diào)節(jié)含濕量在特定水平內(nèi)的油棕櫚樹干具有較高的熱值。因此，可以將其生產(chǎn)為具有高初始變形溫度的燃料顆粒。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方式中，混合物包含按重量計1％至5％的棕櫚仁渣、按重量計90％至95％的棕櫚仁殼、和按重量計1％至5％的油棕櫚樹干。當油棕櫚樹干的量在該范圍內(nèi)時，不僅燃料顆粒的成形性能變得更佳，而且可以得到高熱值。因此，可以制造具有高初始變形溫度的燃料顆粒。

更確切地，當油棕櫚樹干的量小于按重量計1％時，不能保持燃料顆粒形狀的問題出現(xiàn)。換句話說，當油棕櫚樹干的量超過按重量計5％時， 通過使用少量的棕櫚仁殼不能保證足夠的初始變形溫度，并且制造的燃料顆粒不適合作為新可再生能源。

因此，當將棕櫚仁殼和油棕櫚樹干用作第二棕櫚油副產(chǎn)物時，優(yōu)選的是包含按重量計1％至5％的所述油棕櫚樹干。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方式中，如果必要，混合物進一步包含粘合劑?？梢允褂帽绢I(lǐng)域熟知的材料作為粘合劑，但不限于此。優(yōu)選地，以燃料顆粒中按重量計5％的量使用粘合劑。

在制備混合物之后，使用壓制(即，造粒)進行壓縮模制以生產(chǎn)燃料顆粒。使用壓制的該造粒方法也適用于使用一般的技術(shù)和任何確切的技術(shù)。

例如，通過注射混合物至模具以及使用壓制壓縮，可以將其生產(chǎn)為燃料顆粒。壓制可以是液壓油壓制(oil-hydraulic press)，并且壓縮模制經(jīng)受500噸/m³至950噸/m³的壓力。

當用所述壓力壓縮混合物時，混合物內(nèi)的單獨組分易于通過包含其中的水分(或水)聚集(團聚，agglomerate)，并且它有助于保持燃料顆粒的形狀令人滿意，因為包含在棕櫚仁渣或棕櫚仁渣和油棕櫚樹干中的油由于強壓縮而壓出至表面。因此，當根據(jù)本發(fā)明使用棕櫚仁渣或棕櫚仁渣和油棕櫚樹干時，可以在沒有任何額外粘合劑的情況下通過僅使用棕櫚油副產(chǎn)物制造能夠保持令人滿意的形狀的燃料顆粒。

盡管對燃料顆粒的尺寸沒有限制，但是優(yōu)選的是它的平均直徑小于50mm，并且它的長度小于100mm。更優(yōu)選地，所述燃料顆粒的平均直徑是3mm至25mm，并且它的長度是3mm至32mm。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方式中，可以進一步包括在70℃至100℃的干燥步驟，以降低燃料顆粒中的含濕量至按重量計低于10％。干燥步驟 用于使燃料顆粒具有適用于可再生能源的適當含濕量；優(yōu)選地，在70℃至100℃進行該干燥步驟。然而，在混合棕櫚仁渣與第二棕櫚油副產(chǎn)物的過程中，當混合物中的含濕量降低至按重量計低于10％時，可以不包括干燥步驟。

通過根據(jù)本發(fā)明的上述方法制造的燃料顆粒具有高于1150℃的初始變形溫度，同時它的含濕量低于按重量計10％。因此，制造的燃料顆粒不僅可以有效地用作用于新可再生能源的燃料，而且即使在不進行烘干過程的情況下也可以得到高熱值。

在下文中，將使用以下示例性實施方式更詳細地描述本發(fā)明，然而，提供這些僅為了有助于理解本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于此。

<實施例1>

通過混合按重量計3％的棕櫚仁渣(PKE)粉末、按重量計95％的棕櫚仁殼(PKS)粉末和按重量計2％的油棕櫚樹干(OPT)粉末制備混合物。

棕櫚仁渣是具有按重量計6.22％含濕量和按重量計8％含油量的粉末，并且通過將其磨成具有100目至200目的平均顆粒尺寸而使用其。通過磨粉，以100目至200目的平均顆粒尺寸使用包含按重量計8.98％含濕量的棕櫚仁殼粉末。以及，通過磨粉，以100目至200目的平均顆粒尺寸使用包含按重量計9％含濕量的油棕櫚樹干。

通過使用液壓油壓制在750噸/m²對得到的混合物進行壓縮模制，制造燃料顆粒。

<實施例2>

除了使用包含按重量計5％的棕櫚仁渣、按重量計90％的棕櫚仁殼和按重量計5％的油棕櫚樹干的混合物，以與實施例1相同的方式制造燃料顆粒。

<實施例3>

除了使用包含按重量計5％的棕櫚仁渣和按重量計95％的棕櫚仁殼的混合物，以與實施例1相同的方式制造燃料顆粒。

<比較例1>

除了使用包含按重量計3％的棕櫚仁渣和按重量計97％的棕櫚仁殼的混合物，以與實施例1相同的方式制造燃料顆粒。

<比較例2>

通過將具有按重量計10％含濕量和按重量計8％含油量的棕櫚仁渣磨成具有100目至200目的平均顆粒尺寸的粉末，以及使用液壓油壓制進行壓縮模制，制造燃料顆粒。

<實驗實施例>

對上述實施例1至3和比較例1和2進行近似分析、熱值和初始變形溫度分析。(在韓國的Dangjin熱電廠進行)。

分析結(jié)果示于表1中。此外，肉眼檢查制造的燃料顆粒，并且挑出不規(guī)則形狀的顆粒，且結(jié)果示于表1中。

[表1]

如表1所示，發(fā)現(xiàn)具有棕櫚仁渣和棕櫚仁殼的實施例3中的燃料顆粒以及具有棕櫚仁渣、棕櫚仁殼和油棕櫚樹干的實施例1和2中的燃料顆粒具有高于1150℃的初始變形溫度。該結(jié)果意味著本發(fā)明的燃料顆?？捎米饔糜谛驴稍偕茉吹娜剂?。

與此比較，發(fā)現(xiàn)比較例1的燃料顆粒由于缺少粘合劑組分而具有不規(guī)則形狀。

此外，本發(fā)明的燃料顆粒即使在不進行烘干過程的情況下，也具有高于4500Kcal/kg的高熱值。