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KR20180133445A - Cooling system of biomass carbide - Google Patents

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KR20180133445A
KR20180133445A KR1020187031771A KR20187031771A KR20180133445A KR 20180133445 A KR20180133445 A KR 20180133445A KR 1020187031771 A KR1020187031771 A KR 1020187031771A KR 20187031771 A KR20187031771 A KR 20187031771A KR 20180133445 A KR20180133445 A KR 20180133445A
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KR
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biomass
solid fuel
water
less
immersion
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Withdrawn
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KR1020187031771A
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Korean (ko)
Inventor
시게야 하야시
다츠미 타노
나오히데 후지모토
다이스케 마키
Original Assignee
우베 고산 가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

바이오매스 성형체를 탄화하여 바이오매스 탄화물을 얻는 탄화로와, 상기 탄화로의 하류측에 설치되어, 상기 바이오매스 탄화물을 분급하는 분급 수단과, 상기 분급 수단의 하류측에 설치되어, 분급된 상기 바이오매스 탄화물을 냉각시키는 냉각 수단을 구비하고, 상기 바이오매스 성형체는, 원료인 바이오매스를 분쇄한 후 성형하여 얻어진 성형체이며, 상기 냉각 수단은, 살수에 의해 상기 바이오매스 탄화물을 냉각시킨다.A carbonization furnace for carbonizing the biomass formed body to obtain biomass carbide; a classification unit installed on the downstream side of the carbonization furnace to classify the biomass carbonized material; And a cooling means for cooling the mass carbide. The biomass formed body is a compact obtained by pulverizing raw material biomass and molding the same, and the cooling means cools the biomass carbide by spraying.

Description

바이오매스 탄화물의 냉각 장치Cooling system of biomass carbide

본 발명은 바이오매스 탄화물의 냉각 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling apparatus for biomass carbide.

종래, 특허문헌 1에 있어서는, 분쇄된 바이오매스를 가열하면서 가압 성형함으로써 반(半)탄화하고, 강도가 우수한 바이오코크스를 얻었다.Conventionally, in Patent Document 1, the pulverized biomass is semi-carbonized by heating while heating to obtain a biocoke having high strength.

일본 특허 제4088933호Japanese Patent No. 4088933

그러나 상기 특허문헌 1에 있어서는, 성형 후에는 가압 상태에서 냉각되고, 또한 대기에 의한 자연 냉각이기 때문에 냉각 효율이 낮다는 문제가 있었다. 냉각 효율 향상을 위해 수냉에 의한 냉각을 행한다고 해도, 가압 상태에서의 수냉은 곤란함과 함께, 바이오코크스는 분쇄 후 성형된 바이오매스이기 때문에 일부가 분화(粉化)되어 핸들링이 곤란해진다. 특히 가열이 행해지지 않은 비정상 상태인 경우, 성형된 바이오코크스가 붕괴되어 설비가 폐색될 우려가 있다. 또는 단순화를 위해 탄화(가열) 후에 수조 등에 넣어 냉각시키는 경우, 바이오매스 고체 연료는 비중이 가볍기 때문에 부유되어버려 회수가 번잡해진다.However, in the above-described Patent Document 1, there is a problem that the cooling efficiency is low because it is cooled in a pressurized state after molding and natural cooling by the atmosphere. Even if cooling is carried out by water cooling to improve the cooling efficiency, water cooling in a pressurized state is difficult, and since the biocosm is a biomass formed after the pulverization, part of the biomac is differentiated and becomes difficult to handle. Particularly, in the case of an abnormal state in which heating is not performed, there is a fear that the formed bio-coke collapses and the equipment is clogged. Or for simplification, it is cooled by putting it in a water tank after it is carbonized (heated), the biomass solid fuel becomes suspended because it has a light specific gravity and becomes cumbersome.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 점은, 반탄화된 바이오매스 성형체의 냉각을 효율화하면서, 설비 폐색을 저감시키는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to reduce facility clogging while efficiently cooling the semi-carbonized biomass molding.

본 발명에서는, 바이오매스 성형체를 탄화하여 바이오매스 탄화물을 얻는 탄화로와, 상기 탄화로의 하류측에 설치되어, 상기 바이오매스 탄화물을 분급하는 분급 수단과, 상기 분급 수단의 하류측에 설치되어, 분급된 상기 바이오매스 탄화물을 냉각시키는 냉각 수단을 구비하고, 상기 바이오매스 성형체는, 원료인 바이오매스를 분쇄한 후 성형하여 얻어진 성형체이며, 상기 냉각 수단은, 살수에 의해 상기 바이오매스 탄화물을 냉각시키는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a method for producing biomass, comprising the steps of: a carbonization furnace for carbonizing a biomass formed body to obtain biomass carbide; a classification unit disposed downstream of the carbonization furnace for classifying the biomass carbonized material; And a cooling means for cooling the classified biomass carbide, wherein the biomass formed body is a formed body obtained by pulverizing raw material biomass and molding the cooled biomass, and the cooling means cooling the biomass carbide by spraying .

본 발명에 따르면, 반탄화된 바이오매스 성형체의 냉각을 효율화하면서, 설비 폐색을 저감시키는 데 있다.According to the present invention, the cooling of the semi-carbonized biomass formed body is efficiently performed while reducing facility clogging.

도 1은 바이오매스 고체 연료의 고체 온도-COD, pH를 나타내는 도면이다.
도 2는 가열 공정에서의 고체 온도와, 얻어진 바이오매스 고체 연료의 분쇄성 및 분쇄 속도의 상관을 나타내는 도면이다.
도 3은 분화 시험을 행한 바이오매스 고체 연료의 입도 분포를 나타내는 도면이다.
도 4는 바이오매스 고체 연료의 수중 침지 시험 결과(고체 수분)를 나타내는 도면이다.
도 5는 수중 침지 전후의 고체 강도(회전 강도)를 도시하는 도면이다.
도 6은 수중 침지 전후의 고체 강도(기계적 내구성)를 도시하는 도면이다.
도 7은 고체 연료의 BET 비표면적을 도시하는 도면이다.
도 8은 고체 연료 표면의 평균 세공 직경을 도시하는 도면이다.
도 9는 고체 연료 표면의 전체 세공 용적을 도시하는 도면이다.
도 10은 바이오매스 고체 연료의 수율을 도시하는 도면이다.
도 11은 바이오매스 고체 연료의 자연 발열성 지수(SCI)를 도시하는 도면이다.
도 12는 예 A-2에 있어서의 수중 침지 전의 단면 사진이다.
도 13은 예 A-2에 있어서의 수중 침지(2초) 후의 단면 사진이다.
도 14는 예 A-2에 있어서의 수중 침지(20초) 후의 단면 사진이다.
도 15는 비교예 A에 있어서의 수중 침지 전의 단면 사진이다.
도 16은 비교예 A에 있어서의 수중 침지(2초) 후의 단면 사진이다.
도 17은 비교예 A에 있어서의 수중 침지(20초) 후의 단면 사진이다.
도 18은 PBT에 있어서의 고(固) 가교 발달의 메커니즘(추정)을 도시하는 도면이다.
도 19는 바이오매스 고체 연료의 펠릿의 외표면의 FT-IR 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 20은 바이오매스 고체 연료의 펠릿의 단면 중심의 FT-IR 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 21은 바이오매스 고체 연료의 아세톤 추출액의 FT-IR 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 22는 바이오매스 고체 연료의 아세톤 추출 후의 고체의 FT-IR 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 23은 바이오매스 고체 연료의 아세톤 추출액의 GC-MS 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 24는 예 B에 있어서 생리 식염수에 침지시킨 후의 펠릿 형상을 도시하는 도면이다.
도 25는 예 B에 있어서 생리 식염수에 침지시키기 전과 후의 나트륨 분포를 나타내는 도면이다.
도 26a는 바이오매스 탄화물의 냉각 설비를 나타내는 개략도이다.
도 26b는 바이오매스 탄화물의 냉각 설비의 다른 예를 나타내는 개략도다
도 27은 본 발명의 프로세스 플로우를 나타내는 도면이다.
도 28은 제어 플로우를 나타내는 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a diagram showing the solid-temperature-COD, pH of a biomass solid fuel.
2 is a graph showing the correlation between the solid temperature in the heating process and the grindability and grinding speed of the obtained biomass solid fuel.
3 is a graph showing the particle size distribution of the biomass solid fuel subjected to the differentiation test.
FIG. 4 is a diagram showing the result of immersion test (solid water content) of the biomass solid fuel. FIG.
5 is a graph showing solid strength (rotational strength) before and after immersion in water.
6 is a graph showing the solid strength (mechanical durability) before and after immersion in water.
7 is a diagram showing the BET specific surface area of the solid fuel.
8 is a view showing the average pore diameter of the solid fuel surface.
9 is a view showing the total pore volume of the solid fuel surface.
10 is a diagram showing the yield of the biomass solid fuel.
11 is a diagram showing the natural exothermicity index (SCI) of the biomass solid fuel.
Fig. 12 is a cross-sectional photograph before immersion in water in Example A-2. Fig.
13 is a cross-sectional photograph of Example A-2 after immersion in water (2 seconds).
14 is a cross-sectional photograph of Example A-2 after immersion in water (20 seconds).
15 is a cross-sectional photograph of Comparative Example A before immersion in water.
16 is a cross-sectional photograph after immersion in water (2 seconds) in Comparative Example A. Fig.
17 is a cross-sectional photograph after immersion in water (20 seconds) in Comparative Example A. Fig.
18 is a diagram showing the mechanism (estimation) of the high (solid) crosslinking development in PBT.
19 is a view showing FT-IR analysis results of the outer surface of the pellet of the biomass solid fuel.
20 is a view showing FT-IR analysis results of the cross-sectional center of the pellet of the biomass solid fuel.
21 is a view showing FT-IR analysis results of acetone extract of biomass solid fuel.
22 is a graph showing FT-IR analysis results of a solid after extracting acetone from a biomass solid fuel.
23 is a graph showing the GC-MS analysis result of the acetone extract of the biomass solid fuel.
24 is a diagram showing a pellet shape after immersion in physiological saline in Example B. Fig.
25 is a view showing the distribution of sodium before and after immersion in physiological saline in Example B. Fig.
26A is a schematic view showing a cooling facility of biomass carbide.
26B is a schematic view showing another example of a cooling facility for biomass carbide
27 is a diagram showing the process flow of the present invention.
28 is a diagram showing a control flow.

[실시 형태][Embodiment Mode]

도 26a는 본 발명의 개략도, 도 27은 프로세스 플로우이다. 도 27의 연료 제조 공정(100)에 의해 얻어진 바이오매스 고체 연료는, 분급 공정(200) 및 냉각 공정(300)을 거쳐서 제품이 된다.26A is a schematic view of the present invention, and FIG. 27 is a process flow. The biomass solid fuel obtained by the fuel producing process 100 of FIG. 27 becomes a product through the classification step 200 and the cooling step 300.

연료 제조 공정(100)에서는 공지된 방법을 사용하여 바이오매스 고체 연료가 제조된다. 원료인 바이오매스는 파쇄, 분쇄 공정(110)을 거친 후 성형 공정(120)에 있어서 성형된 후, 가열 공정(130)에 있어서 도 26a의 킬른(1)을 사용하여 가열된다. 성형 공정(120)에 있어서는 바인더 등의 결합제는 첨가되지 않고, 단순히 바이오매스분을 압축, 가압함으로써 성형된다.In the fuel manufacturing process 100, a biomass solid fuel is produced using known methods. The raw material biomass is subjected to crushing and crushing process 110 and then formed in a forming process 120 and then heated in the heating process 130 using the kiln 1 shown in Fig. 26A. In the molding step 120, a binder such as a binder is not added, and the biomass powder is simply formed by compressing and pressing the biomass powder.

성형 공정(120)을 거친 직후의 미가열의 바이오매스 성형체(White Pellet: 이하 WP라 기재)는, 단순히 바이오매스분을 가압 성형했을 뿐이기 때문에 강도가 낮으며, 핸들링 중에 분화되기 쉽다. 또한 흡수에 의해 팽창하여 붕괴되어버린다.The unvulcanized white pellets (hereinafter referred to as WPs) immediately after the molding step 120 are low in strength because they are simply subjected to pressure molding of the biomass component, and are easily differentiated during handling. It also expands due to absorption and collapses.

본 발명의 연료 제조 공정(100)에 있어서는, 가열 공정(130)(킬른(1))에서 바이오매스 성형체를 150 내지 400℃로 가열(저온 탄화)함으로써, 성형체로서의 형상을 유지하면서, 강도 및 내수성을 갖는 바이오매스 고체 연료(Pelletizing Before Torrefaction: 이하 PBT라 기재)가 제조된다. 또한 이 연료 제조 공정(100)의 상세한 것은 후술한다.In the fuel producing process 100 of the present invention, the biomass molded body is heated (low-temperature carbonized) in the heating step 130 (kiln (1)) at 150 to 400 ° C to maintain the strength and water resistance (Hereinafter referred to as " Pelletizing Before Torrefaction ") is produced. Further details of the fuel manufacturing process 100 will be described later.

분급 공정(200) 및 냉각 공정(300)은 도 26a의 진동 컨베이어(2)를 사용하여 행해진다. 진동 컨베이어(2)는 구획판(24)에 의해 2개의 구획으로 이격(隔成)되어 있으며, 각각 분급부(21) 및 냉각부(22)가 된다. 킬른(1)으로부터 배출된 PBT는, 평판(22b)의 진동 및 킬른(1)으로부터 순차로 공급되는 PBT로 압출됨으로써 반송되고, 분급부(21) 및 냉각부(22)를 거쳐 제품으로서 배출된다. 또한 도 26a의 진동 컨베이어(2)는 경사져 있지만, 경사지지 않은 수평의 것이어도 된다.The classification step 200 and the cooling step 300 are performed using the vibration conveyor 2 of Fig. 26A. The vibratory conveyor 2 is divided into two compartments by a partition plate 24 and serves as a classifier 21 and a cooling unit 22 respectively. The PBT discharged from the kiln 1 is conveyed by being pushed out by the vibration of the flat plate 22b and the PBT supplied sequentially from the kiln 1 and discharged as a product through the classifying portion 21 and the cooling portion 22 . Further, although the vibration conveyor 2 shown in Fig. 26A is inclined, it may be a horizontal non-inclined conveyor.

분급부(21)에서는 PBT를 체(21a) 상에서 진동시킴으로써, PBT와 미분의 분급(분급 공정(200))이 행해진다. 체(21a)의 눈 크기는 원하는 값에 따라서 적절히 변경해도 된다. 제조 중에 붕괴된 것이나 소정의 크기에 달하지 않은 작은 PBT는, 이 체(21a) 아래로 낙하하여 별도로 처리된다. 체(21a) 상에 남은 PBT는 냉각부(22)로 이동한다.In the distributor 21, the PBT is oscillated on the sieve 21a to classify the PBT and the derivative (classification step 200). The eye size of the sieve 21a may be appropriately changed according to a desired value. A small PBT that has collapsed during manufacture or does not reach a predetermined size falls down under the body 21a and is processed separately. The PBT remaining on the body 21a moves to the cooling section 22. [

냉각부(22)는 살수부(22a) 및 진동하는 평판(22b)을 가지고, 살수부(22a)는 평판(22b) 상에 살수를 행한다. 이 평판(22b) 상의 PBT에 대하여 살수함으로써 냉각(냉각 공정(300))이 행해지고, 제품으로서 배출된다. 또한 냉각은 살수만이어도 되고, 살수부(22a)에 더하여 공기 노즐 등을 설치하여, 공기에 의한 냉각을 병용해도 된다. 또한 살수 노즐을 공기+물의 2 유체 노즐로 해도 된다.The cooling section 22 has a water spraying section 22a and a vibrating flat plate 22b and water spraying section 22a sprinkles water on the flat plate 22b. (Cooling process 300) is performed by spraying the PBT on the flat plate 22b, and the product is discharged as a product. Further, cooling may be performed only, or an air nozzle or the like may be provided in addition to the water spraying portion 22a, and cooling by air may be used in combination. Also, the water spray nozzle may be a two-fluid nozzle of air + water.

평판(22b)은 구멍이나 요철이 없는 평활한 판이며, 금속판 또는 수지판이 사용된다. 평활한 판으로 함으로써 냉각부(22) 내의 PBT가 미끄러지기 쉬워져, 냉각부(22) 내에서의 이동이 원활해진다.The flat plate 22b is a flat plate without holes or unevenness, and a metal plate or a resin plate is used. By making the plate smooth, the PBT in the cooling portion 22 is easily slipped, and the movement in the cooling portion 22 is smooth.

또한, 분급부(21)와 냉각부(22) 사이에는 구획판(24)에 의해 이격되어 있기 때문에, 냉각부(22) 내에 살수된 물의 분급부(21)로의 진입이 저감된다. 이에 의해 분급부(21) 내에서 분급된 미분의 흡수가 억제되어, 분급부(21)에 있어서의 폐색을 저감시킬 수 있다.In addition, since the partition plate 24 is spaced between the classifying portion 21 and the cooling portion 22, the water sprinkled in the cooling portion 22 is prevented from entering the partition portion 21. As a result, absorption of the fine particles classified in the classifying portion 21 is suppressed, and clogging in the classifying portion 21 can be reduced.

킬른(1)의 출구에는 온도계(11)가 설치되어, 제어부(30)는 측정된 온도에 기초하여 살수를 실행 또는 정지한다. 또한 온도계(11)는 킬른(1)의 온도가 계측 가능한 위치라면 다른 위치이어도 된다.A thermometer 11 is installed at the exit of the kiln 1, and the control unit 30 executes or stops spraying based on the measured temperature. Further, the thermometer 11 may be located at another position as long as the temperature of the kiln 1 can be measured.

본 발명에 있어서는 WP를 킬른(1)에서 가열함으로써 처음으로 강도 및 내수성이 부여된 PBT가 얻어지는 것이지만, 킬른(1)의 온도가 소정값 이하인 경우, 미가열의 WP, 또는 가열이 불충분하기 때문에 강도, 내수성이 확보되지 않은 바이오매스 성형체가 킬른(1)으로부터 배출되게 된다. 그것들이 진동 컨베이어(2)에 공급되면, 살수부(22)에서는 내수성 부족으로 인해 흡수에 의해 팽창·붕괴되어, 설비 폐색의 원인이 된다.In the present invention, PB is obtained by heating the WP in the kiln (1) for the first time. However, when the temperature of the kiln (1) is lower than the predetermined value, WP, The biomass formed body with insufficient water resistance is discharged from the kiln 1. When they are supplied to the vibration conveyor 2, the water spraying portion 22 expands or collapses due to absorption due to the lack of water resistance, which causes the equipment clogging.

따라서 온도계(11)에서 측정된 온도가 소정값을 하회한 경우, PBT 제조에 불충분한 저온이라고 판단하여 제어부(30)는 살수부(22a)의 살수를 정지한다. 이에 의해 킬른(1)의 온도가 낮을 때에 WP나 가열이 불충분한 PBT가 배출된 경우에도, 살수부(22)에 있어서의 붕괴를 억제하여 설비 폐색을 저감시킬 수 있다.Therefore, when the temperature measured by the thermometer 11 is lower than the predetermined value, it is determined that the temperature is insufficient for manufacturing the PBT, and the controller 30 stops spraying the sprayer 22a. As a result, even when the WP or the PBT having insufficient heating is discharged when the temperature of the kiln 1 is low, the collapse of the water spraying portion 22 can be suppressed and the facility clogging can be reduced.

도 28은 온도에 기초하는 살수 속행/정지의 흐름도이며, 제어부(30)에 의해 실행된다. 스텝 S1에서는 온도계(11)에 의해 킬른(1) 출구 온도 T를 측정한다. 스텝 S2에서는 계측된 온도 T가 소정값 α 이하인지 여부를 판단하여, "예"라면 스텝 S3에 있어서 살수를 정지하고, "아니오"라면 스텝 S4에 있어서 살수를 실행한다.Fig. 28 is a flowchart of spraying on / off based on temperature, which is executed by the control unit 30. Fig. In step S1, the thermometer 11 measures the exit temperature T of the kiln (1). In step S2, whether or not the measured temperature T is equal to or smaller than the predetermined value? Is determined. If YES, watering is stopped in step S3, and if NO, watering is executed in step S4.

특히, 킬른(1)의 기동 시나 비정상 시 등, 온도가 낮은 상황에서는 킬른(1)으로부터 미가열의 WP 또는 가열이 불충분한 바이오매스 성형체가 배출되기 때문에, 살수를 정지함으로써 붕괴 및 설비 폐색을 억제하는 것이 가능해진다.Particularly, when the temperature of the kiln 1 is low or the temperature is low, for example, when the kiln 1 is in an unsteady state, WP or unheated biomass compact is discharged from the kiln 1, thereby suppressing collapse and facility clogging Lt; / RTI >

킬른(1)이 정지하여 소정값 이하의 저온이 될 때에 킬른(1) 내에 있어서의 WP의 반송을 스톱하면, 킬른(1) 내에 WP가 잔존한다. 그 경우, 가령 저온이라도 WP의 탄화가 진행되어 열분해 가스가 대량으로 발생하고, 가스의 별도 처리가 필요해지기 때문에 번잡하다. 또한 과도하게 탄화된 WP는 휘발분의 잔존량이 적어 연료로서는 불리하고, 이것도 별도 처리할 필요가 있기 때문에 공정수가 더 증대되어버린다. 따라서 킬른(1) 내에서의 반송 정지는 바람직하지 않다.When the kiln 1 is stopped and the temperature becomes lower than a predetermined value, the WP is stopped in the kiln 1 when the conveyance of the WP in the kiln 1 is stopped. In this case, even if the temperature is lowered, the carbonization of the WP proceeds and a large amount of pyrolysis gas is generated, and gas treatment is required, which is troublesome. Further, the excessively carbonized WP is disadvantageous as a fuel because the amount of residual volatile matter is small, and the number of steps is further increased because it is necessary to separately treat the WP. Therefore, stopping the conveyance in the kiln 1 is not preferable.

한편, 저온 시에 WP의 공급을 차단한 경우에도, 킬른(1) 내에서의 반송을 계속하면 미탄화의 WP 또는 가열이 불충분한 바이오매스 성형체가 배출되어버린다. 따라서 저온 시라도 반송은 정지되지 않음으로써, 열분해 가스의 대량 발생이나 과도한 탄화를 피함과 함께, 배출된 WP에 대한 살수를 정지하여 폐색을 억제하는 것이다.On the other hand, even when the supply of WP is cut off at low temperature, if the conveyance in the kiln 1 is continued, the WP or the biomass formed body with insufficient heating is discharged. Therefore, even if the temperature is low, the transportation is not stopped, thereby avoiding the generation of a large amount of pyrolysis gas and excessive carbonization, and stopping spraying of the discharged WP to inhibit clogging.

또한, 온도계(11)는 킬른(1) 출구의 분위기 온도가 아니라, 킬른(1) 출구에 있어서의 PBT의 온도를 직접 계측한다. 본 발명에서는 WP를 소정 온도 이상에서 탄화함으로써 내수성 및 강도를 갖는 PBT(고체 연료)를 얻는 것이지만, 과도한 온도 상승은 필요 이상으로 탄화를 진행시켜 열량 수율을 악화시키기 때문에, 연료 특성이 떨어지게 된다. 열량 수율을 최대한으로 확보하면서 내수성, 강도를 발현시키기 위해서는 엄격한 온도 관리가 필요해지기 때문에, PBT의 온도를 직접 계측함으로써 고정밀도의 탄화를 행하는 것이다. 온도계(11)는 킬른(1) 출구에 있어서의 PBT의 온도를 직접 계측 가능한 것이면 되고, 접촉식 온도계여도 되고, 적외선 등의 비접촉식 온도계여도 된다.The thermometer 11 directly measures the temperature of the PBT at the exit of the kiln (1), not the ambient temperature at the exit of the kiln (1). In the present invention, PB is solidified and carbonized at a predetermined temperature or higher to obtain a PBT (solid fuel) having water resistance and strength. However, excessively increased temperature leads to deterioration of the yield of heat by advancing carbonization more than necessary. High-temperature carbonization is performed by directly measuring the temperature of the PBT, since strict temperature control is required in order to exhibit water resistance and strength while ensuring maximum heat yield. The thermometer 11 may be a contact type thermometer or a noncontact type thermometer such as an infrared ray as long as the temperature of the PBT at the exit of the kiln 1 can be directly measured.

[효과][effect]

(1) 바이오매스 성형체를 탄화하여 바이오매스 탄화물(PBT)을 얻는 킬른(1)(탄화로)과, 킬른(1)의 하류측에 설치되어, 바이오매스 탄화물(PBT)을 분급하는 분급부(21)(분급 수단)와, 분급부(21)의 하류측에 설치되어, 분급된 바이오매스 탄화물(PBT)을 냉각시키는 냉각부(22)(냉각 수단)를 구비하고,(1) a kiln (1) (carbonization furnace) for obtaining a biomass carbide (PBT) by carbonizing a biomass formed body, and a distributor (2) disposed on the downstream side of the kiln (1) for classifying biomass carbide And a cooling section 22 (cooling means) provided on the downstream side of the classifying section 21 for cooling the classified biomass carbide (PBT) 21,

바이오매스 성형체는, 원료인 바이오매스를 분쇄한 후 성형하여 얻어진 성형체이며, 냉각부(22)는 살수에 의해 바이오매스 탄화물(PBT)을 냉각시키는 것으로 하였다.The biomass molded body is a molded body obtained by crushing the raw material biomass and molding it, and the cooling portion 22 cools the biomass carbide (PBT) by water spraying.

바이오매스 탄화물을 수중 침지에 의해 냉각시키는 경우, 바이오매스 탄화물이 물에 부유하여 수면에 확산되기 때문에 핸들링이 곤란하다. 한편, 살수에 의해 냉각시키는 경우에도, 바이오매스 성형체는 분쇄물을 성형하였기 때문에 다시 분화되기 쉽고, 그대로 살수하면 바이오매스의 분말이 흡수되어, 설비가 폐색될 우려가 있다. 그 때문에 분급한 후에 살수함으로써 폐색을 회피할 수 있다. 살수에 더하여, 공기 냉각과 살수를 병용해도 되고, 공기+물의 2 유체 노즐로 해도 된다.When the biomass carbide is cooled by immersion in water, handling is difficult because the biomass carbide floats on the water and diffuses to the water surface. On the other hand, even when cooled by water spraying, the biomass formed body is likely to be differentiated again because the pulverized material is molded. If the biomass is cooled, the biomass powder may be absorbed and the equipment may be clogged. Therefore, clogging can be avoided by spraying after classification. In addition to water spraying, air cooling and water spraying may be used in combination, or a two-fluid nozzle of air + water may be used.

(2) 냉각부(22)는, 진동하는 평판(22b)(평판)과, 이 평판(22b) 상에 살수하는 살수부(22a)를 가지고, 평판(22b)은 금속판 또는 수지판이며, 진동에 의해 바이오매스 탄화물(PBT)을 반송하기로 하였다.(2) The cooling section 22 has a vibrating flat plate 22b (flat plate) and a water spraying section 22a sprinkled on the flat plate 22b. The flat plate 22b is a metal plate or a resin plate, To transport the biomass carbide (PBT).

바이오매스 탄화물(PBT)은 반송 중에 일부가 붕괴되기 때문에, 분급 후에도 소직경의 바이오매스 탄화물이 일정 정도 잔존한다. 소직경일수록 살수에 의해 서로 부착되기 쉬워, 반송 시의 핸들링이 번잡해지기 쉽다. 여기서 배수를 고려하여 바이오매스 탄화물을 망 상에서 냉각시키는 경우, 망의 요철 저항에 의해 살수된 바이오매스 탄화물이 퇴적되고, 반송이 비효율적이 되어 폐색의 우려가 있다. 따라서 바이오매스 탄화물과의 접동 저항이 적은 금속판 또는 수지판으로 함으로써, 반송 시의 저항을 저감시켜 효율적인 반송을 행할 수 있다.Since the biomass carbide (PBT) partially collapses during transportation, the biomass carbide of a small diameter remains to a certain degree even after classification. Small diameters are liable to adhere to each other due to water spraying, which makes handling during transportation difficult. When the biomass carbide is cooled on the mesh in consideration of the drainage, the biomass carbide sprinkled by the irregularity resistance of the mesh is deposited, and the conveyance becomes inefficient and there is a fear of clogging. Therefore, by using a metal plate or a resin plate with low sliding resistance against biomass carbide, it is possible to reduce the resistance at the time of transportation and carry out efficient transportation.

(3) 킬른(1)의 출구 온도가 소정값 이하인 경우, 살수부(22a)의 살수를 정지하는 제어부(30)(제어 수단)를 설치하였다. 기동 시, 정지 시 등의 비정상 상태에서는 킬른(1)이 소정값 이하의 저온(PBT 제조에 불충분한 저온)이기 때문에, 미탄화의 바이오매스 성형체(WP) 또는 탄화가 불충분하여 강도나 내수성이 떨어진 바이오매스 성형체가 배출되지만, 이들은 살수에 의해 팽윤·붕괴되어, 설비 폐색의 우려가 있다. 그 때문에 살수를 정지하여 폐색을 방지할 수 있다.(3) When the outlet temperature of the kiln 1 is equal to or lower than a predetermined value, a control unit 30 (control means) for stopping spraying water spraying unit 22a is provided. Since the kiln 1 is at a low temperature below a predetermined value (low temperature insufficient for producing PBT) in an abnormal state such as at the time of starting and stopping, the unburnt biomass formed body WP or the carbonization is insufficient, The biomass molded bodies are discharged, but they swell and collapse due to water spray, which may cause clogging of the facility. Therefore, spraying can be stopped to prevent clogging.

(4) 온도계(11)는 바이오매스 탄화물(PBT)의 온도를 직접 계측 가능한 것으로 하였다. 소정 온도 이상에서 WP를 탄화함으로써 내수성 및 강도를 갖는 PBT(고체 연료)가 얻어지는 한편, 과도한 탄화는 열량 수율을 악화시킨다. 그 때문에 PBT의 온도를 직접 계측함으로써, 고정밀도의 탄화를 행하는 것이 가능해지고, 열량 수율을 확보하면서 내수성, 강도를 얻을 수 있다.(4) The thermometer 11 made it possible to directly measure the temperature of the biomass carbide (PBT). Carbonization of WP at a predetermined temperature or higher results in PBT (solid fuel) having water resistance and strength, while excessive carbonization deteriorates the yield of heat. Therefore, by directly measuring the temperature of the PBT, high-precision carbonization can be carried out, and water resistance and strength can be obtained while ensuring the heat yield.

(5) 분급부(22)와 냉각부(23)를 이격시키는 이격부(24)를 설치하였다. 이들을 이격시킴으로써, 분급부(22)로의 살수의 침입을 저감시켜 분급 시의 퇴적 및 폐색을 억제할 수 있다.(5) A spacing part (24) for separating the classifying part (22) and the cooling part (23) is provided. By separating them, infiltration of water spray into the partition portion 22 can be reduced, and deposition and closure during classification can be suppressed.

상술한 양태에 있어서의 진동 컨베이어(2) 대신에, 도 26b에 도시한 바와 같은 시스템을 사용하여 분급 공정 및 냉각 공정을 실시하게 해도 된다. 이 시스템(402)은 진동체 장치(403A)와 냉각 진동 컨베이어(403B)를 구비하고 있다. 진동체 장치(403A) 및 냉각 진동 컨베이어(403B)는 별개로 구성되어 있고, 진동체 장치(403A)가 PBT의 반송 방향 상류측에, 냉각 진동 컨베이어(403B)가 하류측에 배치되어 있다. 또한, 도 26a의 구성과 공통되는 기능이나 구조에 대해서는, 중복된 설명을 회피하기 위해서, 설명을 생략하는 것으로 한다.The classification process and the cooling process may be performed using a system as shown in Fig. 26B instead of the vibration conveyor 2 in the above-described mode. The system 402 includes a vibrating body device 403A and a cooling vibration conveyor 403B. The vibrating body device 403A and the cooling vibrating conveyor 403B are formed separately and the vibrating body device 403A is disposed on the upstream side of the PBT conveying direction and the cooling vibration conveyor 403B is disposed on the downstream side. Further, in order to avoid redundant description of the functions and structures common to the configuration of Fig. 26A, description thereof will be omitted.

진동체 장치(403A)는, 체(421a)가 설치된 분급부(421)를 갖고 있다. 체(421a) 상에 대해서는, 도 26a의 구성과 마찬가지로, 로터리 킬른(도 26b에서는 도시하지 않음)으로부터 PBT가 공급된다. PBT는, 체(421a) 상에서 진동하면서 반송됨으로써, PBT와 미분의 분급(분급 공정)이 행해진다. 또한, 도면의 진동체 장치(403A)는 경사져 있지만, 경사지지 않은 수평의 것이어도 된다.The vibrating body device 403A has a classifying portion 421 provided with a body 421a. On the body 421a, PBT is supplied from a rotary kiln (not shown in Fig. 26B) similarly to the construction of Fig. 26A. The PBT is conveyed while oscillating on the body 421a, so that classification (classifying step) of the PBT and the differential is performed. Further, although the oscillator device 403A in the drawing is inclined, it may be a horizontal one that is not inclined.

체(421a)의 눈 크기에 관해서, 원하는 값에 따라서 적절히 변경해도 되는 것은 상술한 실시 형태와 동일하다. 제조 중에 붕괴된 것이나 소정의 크기에 달하지 않은 작은 PBT는, 이 체(421a) 아래로 낙하하여 별도 처리된다. 체(421a) 상에 남은 PBT는, 진동체 장치(403A)의 배출부(421b)로부터 배출된다.It is the same as the above-described embodiment that the eye size of the body 421a can be appropriately changed in accordance with a desired value. A small PBT that has collapsed during manufacture or does not reach a predetermined size falls down under the body 421a and is separately processed. The PBT remaining on the body 421a is discharged from the discharge portion 421b of the vibrating body device 403A.

냉각 진동 컨베이어(403B)는, 살수부(422a) 및 진동하는 평판(422b) 등이 설치된 냉각부(422)를 갖고 있으며, 평판(422b) 상에 진동체 장치(403A)로부터의 PBT가 공급된다. 도시는 생략하지만, 냉각 진동 컨베이어(403B)는, 도 26a의 구성과 마찬가지로, 살수부(422a) 등의 동작 제어를 행하는 제어부도 구비하고 있다. 평판(422b)은 일례로서, 구멍이나 요철이 없는 평활한 판이며, 금속판 또는 수지판이 사용된다. 평활한 판으로 함으로써 PBT가 미끄러지기 쉬워져 이동이 원활해진다. 또한, 도면의 냉각 진동 컨베이어(403B)는 경사져 있지만, 경사지지 않은 수평의 것이어도 된다.The cooling vibration conveyor 403B has a cooling section 422 provided with a water spraying section 422a and a vibrating flat plate 422b and the like and PBT from the vibrating body apparatus 403A is supplied onto the flat plate 422b . Although not shown, the cooling oscillation conveyor 403B is also provided with a control section for controlling the operation of the water spraying section 422a and the like as in the configuration of Fig. 26A. The flat plate 422b is, for example, a flat plate without holes or irregularities, and a metal plate or a resin plate is used. By making the plate smooth, the PBT is easy to slide, and the movement is smooth. Although the cooling vibration conveyor 403B in the drawing is inclined, it may be a horizontal non-inclined conveyor.

또한, 이 예에 있어서도, 냉각은 살수만이어도 되고, 공랭을 병용해도 된다. 살수 노즐을 공기+물의 2 유체 노즐로 해도 된다. 또한, 상술한 양태와 동일하게, 킬른(1)의 온도계(11)(도 26a 참조)로 측정된 온도가 소정값을 하회한 경우에, 살수부(422a)에 의한 살수가 정지하도록 제어되는 것이 일 형태에 있어서 바람직하다. 도 26b로서 개시된 기술적 사항은, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한, 다른 형태로서 개시된 내용과 조합 가능한 것 또는 치환 가능함에 유의하기를 바란다.Also in this example, cooling may be carried out only, or air cooling may be used in combination. The water spray nozzle may be a two-fluid nozzle of air + water. In the same manner as in the above-described embodiment, when the temperature measured by the thermometer 11 (see Fig. 26A) of the kiln 1 is lower than the predetermined value, the water spraying by the water spraying portion 422a is controlled to be stopped It is preferable in one form. It is to be noted that the technical matters disclosed as Fig. 26B can be combined with, or substitute with, the contents disclosed as other forms, so long as they do not depart from the spirit of the present invention.

또한, 상술한 연료 제조 공정(100)에 있어서 제조되는 바이오매스 고체 연료(PBT)의 제조 방법에 대하여 이하와 같이 상세히 기술한다.The production method of the biomass solid fuel (PBT) produced in the above-described fuel production process 100 will be described in detail as follows.

[연료 제조 공정에 있어서의 바이오매스 고체 연료(PBT)의 제조][Production of biomass solid fuel (PBT) in a fuel production process]

바이오매스 고체 연료는, 바이오매스를 파쇄 후 분쇄하고, 부스러기 또는 분말 상태가 된 바이오매스를 압축·성형하여 괴상물로 하는 성형 공정, 성형 공정 후의 괴상물을 가열하는 가열 공정을 거쳐 얻어진 성형 완료 고체물을 연료로 하는 것이다(후술하는 PBT에 상당). 이 바이오매스 고체 연료는, 수증기 폭쇄의 공정 및 바인더를 요하지 않기 때문에, 비용 상승을 억제할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서는, 성형 공정에 의해 얻어지고, 가열 공정 전의 괴상물을 「미가열 괴상물」이라고도 기재한다. 이 미가열 괴상물은 상술한 WP에 상당한다.The biomass solid fuel is produced by crushing the biomass after crushing the biomass, compressing and molding the biomass which is in the form of crumb or powder to form a mass, a heating step of heating the mass after the molding process, It is fueled by water (equivalent to the PBT described below). This biomass solid fuel does not require a process of steam explosion and a binder, so that an increase in cost can be suppressed. In the present specification, the mass obtained by the molding process and before the heating process is also referred to as " unheated mass product ". This unheated mass corresponds to the above-mentioned WP.

원료가 되는 바이오매스는 목질계 및 초목계이면 되고, 수종(樹種) 및 부위 등은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 미송, 솔송나무, 삼목, 사이프러스, 유럽 적송, 아몬드 고목, 아몬드 껍질, 아카시아 목질부, 아카시아 나무껍질, 호두 껍질, 사고 야자, EFB(팜유 가공 잔사의 공과방(空果房; empty fruit bunch)), 메란티, 고무 나무 등을 들 수 있고, 이들 중 1종이어도 2종 이상의 혼합물이어도 된다.The biomass to be used as the raw material may be of woody or supersaturated type, and species and parts thereof are not particularly limited. Examples of the biomass include, but are not limited to, bean sprout, hempseed, cedar, cypress, European sprouts, almonds, almond bark, , An acacia bark, a walnut shell, an accident palm, an EFB (empty fruit bun), a melancholic tree, and a rubber tree, and one of these may be a mixture of two or more species .

성형 공정에서는, 공지된 성형 기술을 사용하여 괴상물로 만든다. 괴상물은 펠릿 또는 브리켓(briquette)인 것이 바람직하고, 크기는 임의이다. 가열 공정에서는, 성형된 괴상물을 가열한다. In the forming process, it is made into a bulk material using known molding techniques. The mass water is preferably pellets or briquets, and the size is arbitrary. In the heating step, the molded mass is heated.

가열 공정 후에 얻어진 바이오매스 고체 연료는, 수중에 침지시켰을 때의 침지수의 COD(화학적 산소 요구량)가 3000ppm 이하인 것이 바람직하다. 또한, 바이오매스 고체 연료는, (가열 공정 후의 바이오매스 고체 연료의 COD/미가열의 바이오매스 고체 연료의 COD)로 표현되는 COD비가 0.98 이하인 것이 바람직하다. 여기서, 바이오매스 고체 연료를 수중에 침지시켰을 때의 침지수의 COD(화학적 산소 요구량)(간단히 「COD」라고도 기재함)는, COD 측정용 침지수 시료의 제조를 1973년 일본 환경청 고시 제13호 (가) 산업 폐기물에 포함되는 금속 등의 검정 방법에 따라서 행하고, JIS K 0102(2010)-17에 의해 분석한 COD값을 말한다. It is preferable that the biomass solid fuel obtained after the heating step has a chemical oxygen demand (COD) of 3000 ppm or less in the immersion index when immersed in water. Further, it is preferable that the biomass solid fuel has a COD ratio of 0.98 or less, which is expressed as COD of biomass solid fuel after heat treatment or COD of biomass solid fuel of unheated heat. Here, the COD (chemical oxygen demand) (also simply referred to as "COD") of the saliva index when the biomass solid fuel was immersed in water was used to prepare a sample of the saliva index for COD measurement in 1973, (A) COD value measured in accordance with JIS K 0102 (2010) -17, which is carried out according to the method of assaying metals contained in industrial wastes.

또한, 가열 공정 후에 얻어진 바이오매스 고체 연료는, JIS M 8801에 기초하는 분쇄성 지수(HGI)가 15 이상 60 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20 이상 60 이하이다. 또한, BET 비표면적이 0.15 내지 0.8m2/g인 것이 바람직하고, 0.15 내지 0.7m2/g인 것이 보다 바람직하다. 또한, 수중 침지 후의 평형 수분이 15 내지 65wt%인 것이 바람직하고, 15 내지 60wt%인 것이 보다 바람직하다.The biomass solid fuel obtained after the heating step has a grindability index (HGI) of 15 or more and 60 or less, more preferably 20 or more and 60 or less, based on JIS M 8801. Further, the BET specific surface area is preferably 0.15 to 0.8 m 2 / g, more preferably 0.15 to 0.7 m 2 / g. The equilibrium water content after immersion in water is preferably 15 to 65 wt%, more preferably 15 to 60 wt%.

바이오매스 고체 연료는, 연료비(고정 탄소/휘발분)가 0.2 내지 0.8, 건조 기준 고위발열량이 4800 내지 7000(kcal/kg), 산소 O와 탄소 C의 몰비 O/C가 0.1 내지 0.7, 수소 H와 탄소 C의 몰비 H/C가 0.8 내지 1.3이다. 바이오매스 고체 연료의 물성값이 상기 범위 내에 있음으로써, 저장시의 배수 중의 COD를 저감시키면서 분화를 저감시키고, 저장시의 취급성을 향상시킬 수 있다. 바이오매스 고체 연료는, 예를 들어 원료로서 사용하는 바이오매스의 수종, 그 부위, 가열 공정에 있어서의 가열 온도 등을 조정함으로써 얻을 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서의 공업 분석값, 원소 분석값, 고위발열량은 JIS M 8812, 8813, 8814에 기초한다.The biomass solid fuel has a fuel ratio (fixed carbon / volatile matter) of 0.2 to 0.8, a drying reference upper heating value of 4800 to 7000 (kcal / kg), a molar ratio O / C of 0.1 to 0.7 of oxygen O and carbon C, The molar ratio H / C of carbon C is 0.8 to 1.3. When the physical property value of the biomass solid fuel is within the above range, the COD in the waste water at the time of storage can be reduced while the differentiation can be reduced, and the handling property at the time of storage can be improved. The biomass solid fuel can be obtained, for example, by adjusting the species of the biomass used as the raw material, the site, and the heating temperature in the heating process. Industrial analysis values, elemental analysis values, and high calorific values in this specification are based on JIS M 8812, 8813, and 8814.

바이오매스 고체 연료의 제조 방법은, 파쇄 및 분쇄된 바이오매스의 바이오매스 분말을 성형하여 미가열 괴상물을 얻는 성형 공정과, 미가열 괴상물을 가열하여 가열 완료 고체물을 얻는 가열 공정을 가지고, 가열 공정에 있어서의 가열 온도는 150℃ 내지 400℃인 것이 바람직하다. 가열 공정의 온도를 이 범위로 함으로써, 상기 특성을 갖는 바이오매스 고체 연료가 얻어진다. 이 가열 온도는 원료가 되는 바이오매스 및 괴상물의 형상, 크기에 따라 적절하게 결정되지만, 150 내지 400℃가 바람직하고, 200 내지 350℃가 보다 바람직하다. 더욱 바람직하게는 230 내지 300℃이다. 250 내지 290℃라면 더 바람직하다. 또한, 가열 공정에 있어서의 가열 시간은, 특별히 한정되지 않지만, 0.2 내지 3시간이 바람직하다. 바이오매스 분말의 입경은, 특별히 한정되지 않지만, 평균 약 100 내지 3000㎛, 바람직하게는 평균 400 내지 1000㎛이다. 또한, 바이오매스 분말의 입경의 측정 방법은 공지된 측정 방법을 사용해도 된다. 후술하는 대로 바이오매스 고체 연료(PBT)에 있어서는 고 가교에 의해 바이오매스 분말끼리의 접속 또는 접착이 유지되기 때문에, 성형 가능한 범위라면 바이오매스 분말끼리의 입경은 특별히 한정되지 않는다. 또한, 미분쇄는 비용 상승 요인이 되기 때문에, 비용과 성형성을 양립 가능한 범위의 입경이라면 공지된 범위일 수 있다.A method of producing a biomass solid fuel includes a forming step of obtaining a unheated mass by molding a biomass powder of crushed and pulverized biomass and a heating step of heating the unheated mass to obtain a heated solid, The heating temperature in the heating step is preferably 150 ° C to 400 ° C. By setting the temperature of the heating process within this range, a biomass solid fuel having the above characteristics can be obtained. The heating temperature is appropriately determined depending on the shape and size of the biomass and the mass of the raw material, but is preferably 150 to 400 占 폚, more preferably 200 to 350 占 폚. More preferably 230 to 300 占 폚. More preferably 250 to 290 ° C. The heating time in the heating step is not particularly limited, but is preferably 0.2 to 3 hours. The particle size of the biomass powder is not particularly limited, but an average thereof is about 100 to 3000 占 퐉, preferably 400 to 1000 占 퐉 on average. In addition, a known measuring method may be used for measuring the particle size of the biomass powder. As described later, in the case of the biomass solid fuel (PBT), the connection or adhesion between the biomass powders is maintained by high-bridging, so that the particle size of the biomass powders is not particularly limited as long as it is within the moldability range. In addition, since fine pulverization is a factor of raising the cost, it may be in a known range if the particle size is within a range in which cost and formability are both compatible.

가열 공정 전의 미가열 괴상물의 벌크 밀도를 A, 가열 공정 후의 가열 완료 고체물의 벌크 밀도를 B라 하면, B/A=0.7 내지 1인 것이 바람직하다. 벌크 밀도 A의 값은 바이오매스 분말을 성형하여 미가열 괴상물이 얻어지는 공지된 범위라면 특별히 한정되지 않는다. 또한, 원료 바이오매스의 종류에 따라서도 벌크 밀도는 변화되기 때문에 적절하게 설정되어도 된다. 또한, 미가열 괴상물의 HGI(JIS M 8801의 하드그로브 분쇄성 지수)를 H1, 상기 가열 완료 고체물의 HGI를 H2라 하면, H2/H1=1.1 내지 2.5인 것이 바람직하다. B/A와 H2/H1 중 어느 하나 또는 양쪽의 값이 이 범위가 되도록 가열을 행함으로써, 저장시의 배수 중의 COD를 저감시키면서 분화를 저감시키고, 저장시의 취급성을 향상시킨 바이오매스 고체 연료를 얻을 수 있다.When the bulk density of the unheated mass before the heating process is A and the bulk density of the heated solid after the heating process is B, B / A is preferably 0.7 to 1. The value of the bulk density A is not particularly limited as far as it is a known range in which a unheated mass can be obtained by molding the biomass powder. In addition, the bulk density may vary depending on the kind of the raw material biomass, so that it may be appropriately set. When HGI (hard graph crushability index of JIS M 8801) of the unheated mass is H1 and HGI of the heated solid is H2, it is preferable that H2 / H1 = 1.1 to 2.5. Heating is performed so that the value of one or both of B / A and H2 / H1 is within this range to reduce the COD in the wastewater at the time of storage and to improve the handling property at the time of storage to obtain a biomass solid fuel .

또한, 바이오매스 고체 연료의 특성은 원료로서 사용하는 바이오매스의 수종에 따라 적합한 범위를 정해도 된다. 이하, 그의 일례를 기재하지만, 본 발명은 이들 수종 및 그의 조합으로 한정되는 것은 아니다. 이하, 본 발명에서 사용한 바이오매스 원료의 종류와 얻어진 고체 연료(후술하는 PBT에 상당)의 성상, 및 그의 제조 방법에 대해서 바람직한 범위를 각각 나타낸다.The characteristics of the biomass solid fuel may be determined in accordance with the species of the biomass used as the raw material. Hereinafter, an example thereof will be described, but the present invention is not limited to these species and combinations thereof. Hereinafter, the preferred ranges for the kinds of the biomass raw materials used in the present invention, the properties of the obtained solid fuel (corresponding to PBT described later), and the production method thereof are respectively shown.

[원료 바이오매스의 종류와 고체 연료의 성상] [Types of raw biomass and properties of solid fuel]

(미송, 솔송나무, 삼목 및 사이프러스: 고체 연료 A) (Dong, Hemp, cedar and cypress: solid fuel A)

본 발명의 일 형태로서, 원료가 미송, 솔송나무, 삼목 및 사이프러스로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 경우의 바이오매스 고체 연료(이하, 고체 연료 A라 기재하는 경우가 있음)의 성상은 이하와 같다.As an aspect of the present invention, the characteristics of the biomass solid fuel (hereinafter, sometimes referred to as solid fuel A) in the case where the raw material contains at least one species selected from the group consisting of untransformed, Hemisphere, cedar, same.

COD에 대해서는 1000ppm 이하가 바람직하고, 900ppm 이하가 보다 바람직하고, 800ppm 이하가 더욱 바람직하고, COD비는 0.80 이하가 바람직하고, 0.70 이하가 보다 바람직하고, 0.68 이하가 더욱 바람직하다.The content of COD is preferably 1000 ppm or less, more preferably 900 ppm or less, and even more preferably 800 ppm or less. The COD ratio is preferably 0.80 or less, more preferably 0.70 or less, and even more preferably 0.68 or less.

수중 침지 후의 평형 수분(후술)에 대해서는 15wt% 내지 45wt%인 것이 바람직하고, 18wt% 내지 35wt%인 것이 보다 바람직하고, 18wt% 내지 32wt%인 것이 더욱 바람직하다.But it is preferably 15 wt% to 45 wt%, more preferably 18 wt% to 35 wt%, and even more preferably 18 wt% to 32 wt% with respect to the equilibrium water content (described later) after immersion in water.

BET 비표면적은 0.25m2/g 내지 0.8m2/g인 것이 바람직하고, 0.28m2/g 내지 0.6m2/g인 것이 보다 바람직하고, 0.32m2/g 내지 0.5m2/g인 것이 더욱 바람직하다.That the BET specific surface area of 0.25m 2 / g to 0.8m 2 / g is desirable and, 0.28m 2 / g to 0.6m 2 / g is preferable, and more than 0.32m 2 / g to 0.5m 2 / g More preferable.

HGI에 대해서는 20 내지 60이 바람직하고, 20 내지 55가 보다 바람직하고, 22 내지 55가 더욱 바람직하다. 발전용 보일러 연료로서 적합한 석탄(역청탄)의 HGI가 50 전후이고, 석탄과 혼합 분쇄되는 것을 고려하면 50 전후에 근접할수록 바람직하다. HGI비(후술)에 대해서는 1.0 내지 2.5가 바람직하다.The HGI is preferably 20 to 60, more preferably 20 to 55, and even more preferably 22 to 55. Considering that HGI of coal (bituminous coal) suitable for power generation boiler fuel is about 50 and mixed and pulverized with coal, the closer to 50, the better. The HGI ratio (to be described later) is preferably 1.0 to 2.5.

연료비에 대해서는 0.2 내지 0.8이 바람직하고, 0.2 내지 0.7이 보다 바람직하고, 0.2 내지 0.65가 더욱 바람직하다.The fuel ratio is preferably 0.2 to 0.8, more preferably 0.2 to 0.7, still more preferably 0.2 to 0.65.

건조 기준 고위발열량은 4800 내지 7000kcal/kg이 바람직하고, 4900 내지 7000kcal/kg이 보다 바람직하고, 4950 내지 7000kcal/kg이 더욱 바람직하다.The higher calorific value on the drying basis is preferably 4800 to 7000 kcal / kg, more preferably 4900 to 7000 kcal / kg, and even more preferably 4950 to 7000 kcal / kg.

산소 O와 탄소 C의 몰비 O/C는 0.1 내지 0.62가 바람직하고, 0.1 내지 0.61이 보다 바람직하고, 0.1 내지 0.60이 더욱 바람직하다.The molar ratio O / C of oxygen O to carbon C is preferably from 0.1 to 0.62, more preferably from 0.1 to 0.61, still more preferably from 0.1 to 0.60.

수소 H와 탄소 C의 몰비 H/C는 0.8 내지 1.3이 바람직하고, 0.85 내지 1.3이 보다 바람직하고, 0.9 내지 1.3이 더욱 바람직하다.The molar ratio H / C of hydrogen H to carbon C is preferably 0.8 to 1.3, more preferably 0.85 to 1.3, and further preferably 0.9 to 1.3.

이상, 고체 연료 A의 성상에 있어서의 바람직한 범위를 기재하였다.The preferred ranges of properties of the solid fuel A are described above.

또한 고체 연료 A를 제조할 때, 가열 공정에 있어서의 가열 온도는 200 내지 350℃가 바람직하고, 210 내지 330℃가 더욱 바람직하고, 220 내지 300℃가 더욱 바람직하다.Further, when producing the solid fuel A, the heating temperature in the heating step is preferably 200 to 350 占 폚, more preferably 210 to 330 占 폚, and still more preferably 220 to 300 占 폚.

(유럽 적송: 고체 연료 B) (European shipment: solid fuel B)

본 발명의 일 형태로서, 원료가 유럽 적송일 경우의 바이오매스 고체 연료(이하, 고체 연료 B라고 기재하는 경우가 있음)의 성상은 이하와 같다.As one form of the present invention, the characteristics of the biomass solid fuel (hereinafter sometimes referred to as solid fuel B) when the raw material is the European feed is as follows.

COD에 대해서는 900ppm 이하가 바람직하고, 800ppm 이하가 보다 바람직하고, 700ppm 이하가 더욱 바람직하고, COD비는 0.75 이하가 바람직하고, 0.68 이하가 보다 바람직하고, 0.64 이하가 더욱 바람직하다.The COD ratio is preferably 900 ppm or less, more preferably 800 ppm or less, further preferably 700 ppm or less, and the COD ratio is preferably 0.75 or less, more preferably 0.68 or less, and even more preferably 0.64 or less.

수중 침지 후의 평형 수분에 대해서는 15wt% 내지 45wt%인 것이 바람직하고, 18wt% 내지 40wt%인 것이 보다 바람직하고, 18wt% 내지 31wt%인 것이 더욱 바람직하다.The equilibrium water content after immersion in water is preferably 15 wt% to 45 wt%, more preferably 18 wt% to 40 wt%, and even more preferably 18 wt% to 31 wt%.

BET 비표면적은 0.30m2/g 내지 0.7m2/g인 것이 바람직하고, 0.30m2/g 내지 0.6m2/g인 것이 보다 바람직하고, 0.30m2/g 내지 0.5m2/g인 것이 더욱 바람직하다.That the BET specific surface area of 0.30m 2 / g to 0.7m 2 / g is desirable and, 0.30m 2 / g to 0.6m 2 / g is preferable, and more than 0.30m 2 / g to 0.5m 2 / g More preferable.

HGI에 대해서는 25 내지 60이 바람직하고, 30 내지 55가 보다 바람직하고, 35 내지 55가 더욱 바람직하다. HGI비(후술)에 대해서는 1.0 내지 2.5가 바람직하다.The HGI is preferably 25 to 60, more preferably 30 to 55, still more preferably 35 to 55. The HGI ratio (to be described later) is preferably 1.0 to 2.5.

연료비에 대해서는 0.2 내지 0.8이 바람직하고, 0.2 내지 0.7이 보다 바람직하고, 0.2 내지 0.65가 더욱 바람직하다.The fuel ratio is preferably 0.2 to 0.8, more preferably 0.2 to 0.7, still more preferably 0.2 to 0.65.

건조 기준 고위발열량은 4950 내지 7000kcal/kg이 바람직하고, 5000 내지 7000kcal/kg이 보다 바람직하고, 5100 내지 7000kcal/kg이 더욱 바람직하다.The higher calorific value of the drying standard is preferably 4950 to 7000 kcal / kg, more preferably 5000 to 7000 kcal / kg, and still more preferably 5100 to 7000 kcal / kg.

산소 O와 탄소 C의 몰비 O/C는 0.1 내지 0.60이 바람직하고, 0.2 내지 0.60이 보다 바람직하고, 0.3 내지 0.60이 더욱 바람직하다.The molar ratio O / C of oxygen O to carbon C is preferably from 0.1 to 0.60, more preferably from 0.2 to 0.60, still more preferably from 0.3 to 0.60.

수소 H와 탄소 C의 몰비 H/C는 0.8 내지 1.3이 바람직하고, 0.85 내지 1.3이 보다 바람직하고, 0.9 내지 1.3이 더욱 바람직하다.The molar ratio H / C of hydrogen H to carbon C is preferably 0.8 to 1.3, more preferably 0.85 to 1.3, and further preferably 0.9 to 1.3.

이상, 고체 연료 B의 성상에 있어서의 바람직한 범위를 기재하였다.The preferred ranges of properties of the solid fuel B are described above.

또한 고체 연료 B를 제조할 때, 가열 공정에 있어서의 가열 온도는 200 내지 350℃가 바람직하고, 220 내지 300℃가 더욱 바람직하고, 240 내지 290℃가 더욱 바람직하다.Further, when producing the solid fuel B, the heating temperature in the heating step is preferably 200 to 350 占 폚, more preferably 220 to 300 占 폚, and still more preferably 240 to 290 占 폚.

(아몬드 고목: 고체 연료 C) (Almond tree: solid fuel C)

본 발명의 일 형태로서, 원료가 아몬드 고목일 경우의 바이오매스 고체 연료(이하, 고체 연료 C라고 기재하는 경우가 있음)의 성상은 이하와 같다.As one form of the present invention, the characteristics of the biomass solid fuel (hereinafter sometimes referred to as solid fuel C) when the raw material is an almond old tree are as follows.

COD에 대해서는 2100ppm 이하가 바람직하고, 2000ppm 이하가 보다 바람직하고, 1500ppm 이하가 더욱 바람직하고, COD비는 0.80 이하가 바람직하고, 0.75 이하가 보다 바람직하고, 0.55 이하가 더욱 바람직하다.The COD ratio is preferably 2100 ppm or less, more preferably 2000 ppm or less, more preferably 1500 ppm or less, and the COD ratio is preferably 0.80 or less, more preferably 0.75 or less, and still more preferably 0.55 or less.

수중 침지 후의 평형 수분에 대해서는 25wt% 내지 60wt%인 것이 바람직하고, 30wt% 내지 50wt%인 것이 보다 바람직하고, 30wt% 내지 45wt%인 것이 더욱 바람직하다.The equilibrium water content after immersion in water is preferably 25 wt% to 60 wt%, more preferably 30 wt% to 50 wt%, and still more preferably 30 wt% to 45 wt%.

BET 비표면적은 0.20m2/g 내지 0.70m2/g인 것이 바람직하고, 0.22m2/g 내지 0.65m2/g인 것이 보다 바람직하고, 0.25m2/g 내지 0.60m2/g인 것이 더욱 바람직하다.That the BET specific surface area of 0.20m 2 / g to 0.70m 2 / g is desirable and, 0.22m 2 / g to 0.65m 2 / g is desirable and, 0.25m 2 / g to 0.60m 2 / g than More preferable.

HGI에 대해서는 15 내지 60이 바람직하고, 18 내지 55가 보다 바람직하고, 20 내지 55가 더욱 바람직하다. HGI비(후술)에 대해서는 1.0 내지 2.0이 바람직하다.It is preferably 15 to 60, more preferably 18 to 55, and even more preferably 20 to 55 for HGI. The HGI ratio (to be described later) is preferably 1.0 to 2.0.

연료비에 대해서는 0.2 내지 0.8이 바람직하고, 0.25 내지 0.7이 보다 바람직하고, 0.30 내지 0.65가 더욱 바람직하다.The fuel ratio is preferably 0.2 to 0.8, more preferably 0.25 to 0.7, still more preferably 0.30 to 0.65.

건조 기준 고위발열량은 4800 내지 7000kcal/kg이 바람직하고, 4800 내지 6500kcal/kg이 보다 바람직하고, 4900 내지 6500kcal/kg이 더욱 바람직하다.The higher calorific value on the drying basis is preferably 4800 to 7000 kcal / kg, more preferably 4800 to 6500 kcal / kg, and still more preferably 4900 to 6500 kcal / kg.

산소 O와 탄소 C의 몰비 O/C는 0.10 내지 0.70이 바람직하고, 0.20 내지 0.60이 보다 바람직하고, 0.30 내지 0.60이 더욱 바람직하다.The molar ratio O / C of oxygen O and carbon C is preferably from 0.10 to 0.70, more preferably from 0.20 to 0.60, still more preferably from 0.30 to 0.60.

수소 H와 탄소 C의 몰비 H/C는 0.8 내지 1.3이 바람직하고, 0.85 내지 1.3이 보다 바람직하고, 0.9 내지 1.20이 더욱 바람직하다.The molar ratio H / C of hydrogen H to carbon C is preferably 0.8 to 1.3, more preferably 0.85 to 1.3, still more preferably 0.9 to 1.20.

이상, 고체 연료 C의 성상에 있어서의 바람직한 범위를 기재하였다.The preferred ranges of properties of the solid fuel C are described above.

또한 고체 연료 C를 제조할 때, 가열 공정에 있어서의 가열 온도는 200 내지 350℃가 바람직하고, 220 내지 300℃가 보다 바람직하고, 240 내지 290℃가 더욱 바람직하다.Further, when producing the solid fuel C, the heating temperature in the heating step is preferably 200 to 350 占 폚, more preferably 220 to 300 占 폚, and further preferably 240 to 290 占 폚.

(아몬드 껍질과 아몬드 고목의 혼합물: 고체 연료 D) (Mixture of almond husk and almond husk: solid fuel D)

본 발명의 일 형태로서, 원료가 아몬드 껍질과 아몬드 고목의 혼합물일 경우의 바이오매스 고체 연료(이하, 고체 연료 D라고 기재하는 경우가 있음)의 성상은 이하와 같다.As an embodiment of the present invention, the characteristics of the biomass solid fuel (hereinafter sometimes referred to as solid fuel D) when the raw material is a mixture of almond husks and almond seeds are as follows.

COD에 대해서는 2500ppm 이하가 바람직하고, 2000ppm 이하가 보다 바람직하고, 1500ppm 이하가 더욱 바람직하고, COD비는 0.75 이하가 바람직하고, 0.68 이하가 보다 바람직하고, 0.50 이하가 더욱 바람직하다.The COD ratio is preferably 2500 ppm or less, more preferably 2000 ppm or less, more preferably 1500 ppm or less, and the COD ratio is preferably 0.75 or less, more preferably 0.68 or less, and even more preferably 0.50 or less.

수중 침지 후의 평형 수분에 대해서는 15wt% 내지 50wt%인 것이 바람직하고, 20wt% 내지 40wt%인 것이 보다 바람직하고, 20wt% 내지 35wt%인 것이 더욱 바람직하다.The equilibrium water content after immersion in water is preferably 15 wt% to 50 wt%, more preferably 20 wt% to 40 wt%, and even more preferably 20 wt% to 35 wt%.

BET 비표면적은 0.20m2/g 내지 0.70m2/g인 것이 바람직하고, 0.27m2/g 내지 0.70m2/g인 것이 보다 바람직하고, 0.30m2/g 내지 0.60m2/g인 것이 더욱 바람직하다.The BET specific surface area is preferably from 0.20 m 2 / g to 0.70 m 2 / g, more preferably from 0.27 m 2 / g to 0.70 m 2 / g, and from 0.30 m 2 / g to 0.60 m 2 / g More preferable.

HGI에 대해서는 20 내지 60이 바람직하고, 20 내지 55가 보다 바람직하고, 23 내지 55가 더욱 바람직하다. HGI비(후술)에 대해서는 1.0 내지 2.0이 바람직하다.The HGI is preferably 20 to 60, more preferably 20 to 55, and still more preferably 23 to 55. The HGI ratio (to be described later) is preferably 1.0 to 2.0.

연료비에 대해서는 0.2 내지 0.8이 바람직하고, 0.30 내지 0.7이 보다 바람직하고, 0.35 내지 0.65가 더욱 바람직하다.The fuel ratio is preferably 0.2 to 0.8, more preferably 0.30 to 0.7, still more preferably 0.35 to 0.65.

건조 기준 고위발열량은 4800 내지 7000kcal/kg이 바람직하고, 4800 내지 6500kcal/kg이 보다 바람직하고, 4900 내지 6300kcal/kg이 더욱 바람직하다.The higher calorific value of the drying standard is preferably 4800 to 7000 kcal / kg, more preferably 4800 to 6500 kcal / kg, and still more preferably 4900 to 6300 kcal / kg.

산소 O와 탄소 C의 몰비 O/C는 0.10 내지 0.70이 바람직하고, 0.20 내지 0.60이 보다 바람직하고, 0.30 내지 0.55가 더욱 바람직하다.The molar ratio O / C of oxygen O and carbon C is preferably from 0.10 to 0.70, more preferably from 0.20 to 0.60, still more preferably from 0.30 to 0.55.

수소 H와 탄소 C의 몰비 H/C는 0.8 내지 1.3이 바람직하고, 0.8 내지 1.25가 보다 바람직하고, 0.85 내지 1.20이 더욱 바람직하다.The molar ratio H / C of hydrogen H to carbon C is preferably 0.8 to 1.3, more preferably 0.8 to 1.25, still more preferably 0.85 to 1.20.

이상, 고체 연료 D의 성상에 있어서의 바람직한 범위를 기재하였다.Hereinabove, preferred ranges of properties of the solid fuel D are described.

또한 고체 연료 D를 제조할 때, 가열 공정에 있어서의 가열 온도는 200 내지 350℃가 바람직하고, 220 내지 300℃가 보다 바람직하고, 240 내지 290℃가 더욱 바람직하다.Further, when producing the solid fuel D, the heating temperature in the heating step is preferably 200 to 350 占 폚, more preferably 220 to 300 占 폚, and further preferably 240 to 290 占 폚.

(아카시아 목질부: 고체 연료 E) (Acacia woody part: solid fuel E)

본 발명의 일 형태로서, 원료가 아카시아 목질부일 경우의 바이오매스 고체 연료(이하, 고체 연료 E라고 기재하는 경우가 있음)의 성상은 이하와 같다.As one form of the present invention, the characteristics of the biomass solid fuel (hereinafter sometimes referred to as solid fuel E) when the raw material is an acacia wood part are as follows.

COD에 대해서는 950ppm 이하가 바람직하고, 850ppm 이하가 보다 바람직하고, 800ppm 이하가 더욱 바람직하고, COD비는 0.95 이하가 바람직하고, 0.85 이하가 보다 바람직하고, 0.80 이하가 더욱 바람직하다.The content of COD is preferably 950 ppm or less, more preferably 850 ppm or less, further preferably 800 ppm or less, and the COD ratio is preferably 0.95 or less, more preferably 0.85 or less, and even more preferably 0.80 or less.

수중 침지 후의 평형 수분에 대해서는 20wt% 내지 60wt%인 것이 바람직하고, 20wt% 내지 55wt%인 것이 보다 바람직하고, 23wt% 내지 53wt%인 것이 더욱 바람직하다.The equilibrium water content after immersion in water is preferably 20 wt% to 60 wt%, more preferably 20 wt% to 55 wt%, and even more preferably 23 wt% to 53 wt%.

BET 비표면적은 0.40m2/g 내지 0.70m2/g인 것이 바람직하고, 0.50m2/g 내지 0.70m2/g인 것이 보다 바람직하고, 0.55m2/g 내지 0.70m2/g인 것이 더욱 바람직하다.That the BET specific surface area of 0.40m 2 / g to 0.70m 2 / g is desirable and, 0.50m 2 / g to 0.70m 2 / g is desirable and, 0.55m 2 / g to 0.70m 2 / g than More preferable.

연료비에 대해서는 0.2 내지 0.6이 바람직하고, 0.2 내지 0.5가 보다 바람직하고, 0.2 내지 0.4가 더욱 바람직하다.The fuel ratio is preferably 0.2 to 0.6, more preferably 0.2 to 0.5, still more preferably 0.2 to 0.4.

건조 기준 고위발열량은 4800 내지 7000kcal/kg이 바람직하고, 4800 내지 6000kcal/kg이 보다 바람직하고, 4800 내지 5500kcal/kg이 더욱 바람직하다.The higher calorific value of the drying standard is preferably 4800 to 7000 kcal / kg, more preferably 4800 to 6000 kcal / kg, and even more preferably 4800 to 5500 kcal / kg.

산소 O와 탄소 C의 몰비 O/C는 0.40 내지 0.70이 바람직하고, 0.45 내지 0.70이 보다 바람직하고, 0.48 내지 0.65가 더욱 바람직하다.The molar ratio O / C of oxygen O and carbon C is preferably 0.40 to 0.70, more preferably 0.45 to 0.70, and even more preferably 0.48 to 0.65.

수소 H와 탄소 C의 몰비 H/C는 0.8 내지 1.3이 바람직하고, 1.0 내지 1.3이 보다 바람직하고, 1.1 내지 1.3이 더욱 바람직하다.The molar ratio H / C of hydrogen H to carbon C is preferably 0.8 to 1.3, more preferably 1.0 to 1.3, and further preferably 1.1 to 1.3.

이상, 고체 연료 E의 성상에 있어서의 바람직한 범위를 기재하였다.The preferred ranges of properties of the solid fuel E are described above.

또한 고체 연료 E를 제조할 때, 가열 공정에 있어서의 가열 온도는 200 내지 350℃가 바람직하고, 220 내지 300℃가 보다 바람직하고, 240 내지 290℃가 더욱 바람직하다.Further, when producing the solid fuel E, the heating temperature in the heating step is preferably 200 to 350 占 폚, more preferably 220 to 300 占 폚, and further preferably 240 to 290 占 폚.

(아카시아 나무껍질: 고체 연료 F) (Acacia bark: solid fuel F)

본 발명의 일 형태로서, 원료가 아카시아 나무껍질인 경우의 바이오매스 고체 연료(이하, 고체 연료 F라고 기재하는 경우가 있음)의 성상은 이하와 같다.As one form of the present invention, the properties of a biomass solid fuel (hereinafter, sometimes referred to as a solid fuel F) in the case where the raw material is an acacia bark are as follows.

COD에 대해서는 2500ppm 이하가 바람직하고, 2000ppm 이하가 보다 바람직하고, 1200ppm 이하가 더욱 바람직하고, COD비는 0.30 이하가 바람직하고, 0.20 이하가 보다 바람직하고, 0.15 이하가 더욱 바람직하다.The COD is preferably 2500 ppm or less, more preferably 2000 ppm or less, more preferably 1200 ppm or less, and the COD ratio is preferably 0.30 or less, more preferably 0.20 or less, and even more preferably 0.15 or less.

수중 침지 후의 평형 수분에 대해서는 15wt% 내지 50wt%인 것이 바람직하고, 20wt% 내지 45wt%인 것이 보다 바람직하고, 25wt% 내지 40wt%인 것이 더욱 바람직하다.The equilibrium water content after immersion in water is preferably 15 wt% to 50 wt%, more preferably 20 wt% to 45 wt%, and still more preferably 25 wt% to 40 wt%.

BET 비표면적은 0.35m2/g 내지 0.55m2/g인 것이 바람직하고, 0.40m2/g 내지 0.55m2/g인 것이 보다 바람직하고, 0.40m2/g 내지 0.50m2/g인 것이 더욱 바람직하다.That the BET specific surface area of 0.35m 2 / g to 0.55m 2 / g is desirable and, 0.40m 2 / g to 0.55m 2 / g is desirable and, 0.40m 2 / g to 0.50m 2 / g than More preferable.

연료비에 대해서는 0.4 내지 0.8이 바람직하고, 0.42 내지 0.75가 보다 바람직하고, 0.45 내지 0.75가 더욱 바람직하다.The fuel ratio is preferably 0.4 to 0.8, more preferably 0.42 to 0.75, and still more preferably 0.45 to 0.75.

건조 기준 고위발열량은 4800 내지 7000kcal/kg이 바람직하고, 5000 내지 7000kcal/kg이 보다 바람직하고, 5200 내지 6500kcal/kg이 더욱 바람직하다.The higher calorific value of the drying standard is preferably 4800 to 7000 kcal / kg, more preferably 5000 to 7000 kcal / kg, and still more preferably 5200 to 6500 kcal / kg.

산소 O와 탄소 C의 몰비 O/C는 0.25 내지 0.60이 바람직하고, 0.30 내지 0.60이 보다 바람직하고, 0.30 내지 0.55가 더욱 바람직하다.The molar ratio O / C of oxygen O to carbon C is preferably 0.25 to 0.60, more preferably 0.30 to 0.60, and still more preferably 0.30 to 0.55.

수소 H와 탄소 C의 몰비 H/C는 0.8 내지 1.3이 바람직하고, 0.8 내지 1.2가 보다 바람직하고, 0.9 내지 1.2가 더욱 바람직하다.The molar ratio H / C of the hydrogen H and the carbon C is preferably 0.8 to 1.3, more preferably 0.8 to 1.2, still more preferably 0.9 to 1.2.

이상, 고체 연료 F의 성상에 있어서의 바람직한 범위를 기재하였다.The preferred ranges of properties of the solid fuel F are described above.

또한 고체 연료 F를 제조할 때, 가열 공정에 있어서의 가열 온도는 200 내지 350℃가 바람직하고, 220 내지 300℃가 보다 바람직하고, 240 내지 290℃가 더욱 바람직하다.Further, when producing the solid fuel F, the heating temperature in the heating step is preferably 200 to 350 占 폚, more preferably 220 to 300 占 폚, and further preferably 240 to 290 占 폚.

(아몬드 껍질과 호두 껍질의 혼합물: 고체 연료 G) (Mixture of almond shell and walnut shell: solid fuel G)

본 발명의 일 형태로서, 원료가 아몬드 껍질과 호두 껍질의 혼합물일 경우의 바이오매스 고체 연료(이하, 고체 연료 G라고 기재하는 경우가 있음)의 성상은 이하와 같다.As one form of the present invention, the characteristics of the biomass solid fuel (hereinafter sometimes referred to as solid fuel G) when the raw material is a mixture of an almond shell and a walnut shell are as follows.

COD에 대해서는 2500ppm 이하가 바람직하고, 2100ppm 이하가 보다 바람직하고, 1500ppm 이하가 더욱 바람직하고, COD비는 0.65 이하가 바람직하고, 0.55 이하가 보다 바람직하고, 0.45 이하가 더욱 바람직하다.The COD ratio is preferably 2500 ppm or less, more preferably 2100 ppm or less, more preferably 1500 ppm or less, and the COD ratio is preferably 0.65 or less, more preferably 0.55 or less, still more preferably 0.45 or less.

수중 침지 후의 평형 수분에 대해서는 20wt% 내지 45wt%인 것이 바람직하고, 20wt% 내지 40wt%인 것이 보다 바람직하고, 25wt% 내지 35wt%인 것이 더욱 바람직하다.The equilibrium water content after immersion in water is preferably 20 wt% to 45 wt%, more preferably 20 wt% to 40 wt%, and still more preferably 25 wt% to 35 wt%.

BET 비표면적은 0.15m2/g 내지 0.35m2/g인 것이 바람직하고, 0.19m2/g 내지 0.33m2/g인 것이 보다 바람직하고, 0.20m2/g 내지 0.30m2/g인 것이 더욱 바람직하다.That the BET specific surface area of 0.15m 2 / g to 0.35m 2 / g is desirable and, 0.19m 2 / g to 0.33m 2 / g is preferable, and more than 0.20m 2 / g to 0.30m 2 / g More preferable.

HGI는 18 내지 60이 바람직하고, 20 내지 60이면 더욱 바람직하다. HGI비는 1.0 이상이 바람직하다.The HGI is preferably 18 to 60, more preferably 20 to 60. [ The HGI ratio is preferably 1.0 or more.

연료비에 대해서는 0.2 내지 0.7이 바람직하고, 0.25 내지 0.65가 보다 바람직하고, 0.28 내지 0.60이 더욱 바람직하다.The fuel ratio is preferably 0.2 to 0.7, more preferably 0.25 to 0.65, and even more preferably 0.28 to 0.60.

건조 기준 고위발열량은 4800 내지 7000kcal/kg이 바람직하고, 4800 내지 6000kcal/kg이 보다 바람직하고, 5000 내지 6000kcal/kg이 더욱 바람직하다.The higher calorific value on the drying basis is preferably 4800 to 7000 kcal / kg, more preferably 4800 to 6000 kcal / kg, and still more preferably 5000 to 6000 kcal / kg.

산소 O와 탄소 C의 몰비 O/C는 0.30 내지 0.65가 바람직하고, 0.40 내지 0.70이 보다 바람직하고, 0.40 내지 0.60이 더욱 바람직하다.The molar ratio O / C of oxygen O and carbon C is preferably from 0.30 to 0.65, more preferably from 0.40 to 0.70, still more preferably from 0.40 to 0.60.

수소 H와 탄소 C의 몰비 H/C는 0.8 내지 1.3이 바람직하고, 0.9 내지 1.25가 보다 바람직하고, 0.9 내지 1.2가 더욱 바람직하다.The molar ratio H / C of hydrogen H to carbon C is preferably 0.8 to 1.3, more preferably 0.9 to 1.25, and further preferably 0.9 to 1.2.

이상, 고체 연료 G의 성상에 있어서의 바람직한 범위를 기재하였다.The preferred ranges of properties of the solid fuel G are described above.

또한 고체 연료 G를 제조할 때, 가열 공정에 있어서의 가열 온도는 200 내지 350℃가 바람직하고, 220 내지 300℃가 보다 바람직하고, 240 내지 290℃가 더욱 바람직하다.Further, when producing the solid fuel G, the heating temperature in the heating step is preferably 200 to 350 占 폚, more preferably 220 to 300 占 폚, and further preferably 240 to 290 占 폚.

(사고 야자: 고체 연료 H) (Accidental coconut: solid fuel H)

본 발명의 일 형태로서, 원료가 사고 야자일 경우의 바이오매스 고체 연료(이하, 고체 연료 H라고 기재하는 경우가 있음)의 성상은 이하와 같다.As one form of the present invention, the characteristics of the biomass solid fuel (hereinafter, sometimes referred to as solid fuel H) when the raw material is an accidental cow are as follows.

COD에 대해서는 2000ppm 이하가 바람직하고, 1600ppm 이하가 보다 바람직하고, 800ppm 이하가 더욱 바람직하고, COD비는 0.85 이하가 바람직하고, 0.60 이하가 보다 바람직하고, 0.4 이하가 더욱 바람직하다.The content of COD is preferably not more than 2000 ppm, more preferably not more than 1600 ppm, further preferably not more than 800 ppm, and the COD ratio is preferably not more than 0.85, more preferably not more than 0.60,

수중 침지 후의 평형 수분에 대해서는 20wt% 내지 35wt%인 것이 바람직하고, 20wt% 내지 33wt%인 것이 보다 바람직하고, 22wt% 내지 30wt%인 것이 더욱 바람직하다.The equilibrium moisture content after immersion in water is preferably 20 wt% to 35 wt%, more preferably 20 wt% to 33 wt%, and still more preferably 22 wt% to 30 wt%.

BET 비표면적은 0.15m2/g 내지 0.35m2/g인 것이 바람직하고, 0.18m2/g 내지 0.33m2/g인 것이 보다 바람직하고, 0.18m2/g 내지 0.30m2/g인 것이 더욱 바람직하다.That the BET specific surface area of 0.15m 2 / g to 0.35m 2 / g is desirable and, 0.18m 2 / g to 0.33m 2 / g is desirable and, 0.18m 2 / g to 0.30m 2 / g than More preferable.

HGI는 20 내지 60이 바람직하고, 25 내지 55이면 보다 바람직하고, 30 내지 55이면 더욱 바람직하다. HGI비는 1.0 내지 2.5가 바람직하고, 1.3 내지 2.3이 보다 바람직하고, 1.5 내지 2.2가 더욱 바람직하다.The HGI is preferably 20 to 60, more preferably 25 to 55, and even more preferably 30 to 55. The HGI ratio is preferably 1.0 to 2.5, more preferably 1.3 to 2.3, still more preferably 1.5 to 2.2.

연료비에 대해서는 0.2 내지 0.8이 바람직하고, 0.25 내지 0.8이 보다 바람직하고, 0.5 내지 0.8이 더욱 바람직하다.The fuel ratio is preferably 0.2 to 0.8, more preferably 0.25 to 0.8, still more preferably 0.5 to 0.8.

건조 기준 고위발열량은 4800 내지 7000kcal/kg이 바람직하고, 4900 내지 6500kcal/kg이 보다 바람직하고, 5000 내지 6000kcal/kg이 더욱 바람직하다.The higher calorific value of the drying standard is preferably 4800 to 7000 kcal / kg, more preferably 4900 to 6500 kcal / kg, and still more preferably 5000 to 6000 kcal / kg.

산소 O와 탄소 C의 몰비 O/C는 0.20 내지 0.65가 바람직하고, 0.20 내지 0.60이 보다 바람직하고, 0.2 내지 0.55가 더욱 바람직하다.The molar ratio O / C of oxygen O and carbon C is preferably from 0.20 to 0.65, more preferably from 0.20 to 0.60, still more preferably from 0.2 to 0.55.

수소 H와 탄소 C의 몰비 H/C는 0.8 내지 1.3이 바람직하고, 0.85 내지 1.3이 보다 바람직하고, 0.85 내지 1.2가 더욱 바람직하다.The molar ratio H / C of hydrogen H to carbon C is preferably 0.8 to 1.3, more preferably 0.85 to 1.3, still more preferably 0.85 to 1.2.

이상, 고체 연료 H의 성상에 있어서의 바람직한 범위를 기재하였다.The preferred ranges of properties of the solid fuel H are described above.

또한 고체 연료 H를 제조할 때, 가열 공정에 있어서의 가열 온도는 200 내지 350℃가 바람직하고, 220 내지 300℃가 더욱 바람직하고, 240 내지 290℃가 더욱 바람직하다.Further, when producing the solid fuel H, the heating temperature in the heating step is preferably 200 to 350 占 폚, more preferably 220 to 300 占 폚, and even more preferably 240 to 290 占 폚.

(EFB: 고체 연료 I) (EFB: solid fuel I)

본 발명의 일 형태로서, 원료가 EFB(팜유 가공 잔사의 공과방)인 경우의 바이오매스 고체 연료(이하, 고체 연료 I라고 기재하는 경우가 있음)의 성상은 이하와 같다.As an embodiment of the present invention, the characteristics of the biomass solid fuel (hereinafter sometimes referred to as solid fuel I) when the raw material is EFB (compartment of palm oil processed residues) are as follows.

COD에 대해서는 2350ppm 이하가 바람직하고, 2300ppm 이하가 보다 바람직하고, 2000ppm 이하가 더욱 바람직하고, COD비는 0.98 이하가 바람직하고, 0.96 이하가 보다 바람직하고, 0.85 이하가 더욱 바람직하다.The content of COD is preferably 2350 ppm or less, more preferably 2300 ppm or less, still more preferably 2000 ppm or less, and the COD ratio is preferably 0.98 or less, more preferably 0.96 or less, and even more preferably 0.85 or less.

수중 침지 후의 평형 수분에 대해서는 23wt% 내지 45wt%인 것이 바람직하고, 20wt% 내지 40wt%인 것이 보다 바람직하고, 20wt% 내지 35wt%인 것이 더욱 바람직하다.The equilibrium water content after immersion in water is preferably 23 wt% to 45 wt%, more preferably 20 wt% to 40 wt%, and even more preferably 20 wt% to 35 wt%.

BET 비표면적은 0.25m2/g 내지 0.65m2/g인 것이 바람직하고, 0.30m2/g 내지 0.60m2/g인 것이 보다 바람직하고, 0.35m2/g 내지 0.55m2/g인 것이 더욱 바람직하다.That the BET specific surface area of 0.25m 2 / g to 0.65m 2 / g is desirable and, 0.30m 2 / g to 0.60m 2 / g is desirable and, 0.35m 2 / g to 0.55m 2 / g than More preferable.

연료비에 대해서는 0.25 내지 0.8이 바람직하고, 0.30 내지 0.8이 보다 바람직하고, 0.36 내지 0.8이 더욱 바람직하다.The fuel ratio is preferably 0.25 to 0.8, more preferably 0.30 to 0.8, still more preferably 0.36 to 0.8.

건조 기준 고위발열량은 4800 내지 7000kcal/kg이 바람직하고, 4900 내지 7000kcal/kg이 보다 바람직하고, 5000 내지 7000kcal/kg이 더욱 바람직하다.The higher calorific value of the drying standard is preferably 4800 to 7000 kcal / kg, more preferably 4900 to 7000 kcal / kg, and still more preferably 5000 to 7000 kcal / kg.

산소 O와 탄소 C의 몰비 O/C는 0.15 내지 0.65가 바람직하고, 0.15 내지 0.60이 보다 바람직하고, 0.15 내지 0.55가 더욱 바람직하다.The molar ratio O / C of oxygen O and carbon C is preferably 0.15 to 0.65, more preferably 0.15 to 0.60, and even more preferably 0.15 to 0.55.

수소 H와 탄소 C의 몰비 H/C는 0.5 내지 1.3이 바람직하고, 0.55 내지 1.3이 보다 바람직하고, 0.6 내지 1.2가 더욱 바람직하다.The molar ratio H / C of hydrogen H to carbon C is preferably 0.5 to 1.3, more preferably 0.55 to 1.3, still more preferably 0.6 to 1.2.

이상, 고체 연료 I의 성상에 있어서의 바람직한 범위를 기재하였다.The preferred ranges of properties of the solid fuel I are described above.

또한 고체 연료 I를 제조할 때, 가열 공정에 있어서의 가열 온도는 200 내지 350℃가 바람직하고, 220 내지 300℃가 보다 바람직하고, 240 내지 260℃가 더욱 바람직하다.Further, when producing the solid fuel I, the heating temperature in the heating step is preferably 200 to 350 占 폚, more preferably 220 to 300 占 폚, and further preferably 240 to 260 占 폚.

(메란티: 고체 연료 J) (Meranti: solid fuel J)

본 발명의 일 형태로서, 원료가 메란티인 경우의 바이오매스 고체 연료(이하, 고체 연료 J라고 기재하는 경우가 있음)의 성상은 이하와 같다.As one form of the present invention, the properties of the biomass solid fuel (hereinafter sometimes referred to as solid fuel J) when the raw material is methanol are as follows.

COD에 대해서는 330ppm 이하가 바람직하고, 320ppm 이하가 보다 바람직하고, 300ppm 이하가 더욱 바람직하고, COD비는 0.98 이하가 바람직하고, 0.95 이하가 보다 바람직하고, 0.90 이하가 더욱 바람직하다.The content of COD is preferably 330 ppm or less, more preferably 320 ppm or less, further preferably 300 ppm or less, and the COD ratio is preferably 0.98 or less, more preferably 0.95 or less, and even more preferably 0.90 or less.

수중 침지 후의 평형 수분에 대해서는 15wt% 내지 30wt%인 것이 바람직하고, 15wt% 내지 27wt%인 것이 보다 바람직하고, 18wt% 내지 25wt%인 것이 더욱 바람직하다.The equilibrium water content after immersion in water is preferably 15 wt% to 30 wt%, more preferably 15 wt% to 27 wt%, and even more preferably 18 wt% to 25 wt%.

연료비에 대해서는 0.2 내지 0.6이 바람직하고, 0.2 내지 0.5가 보다 바람직하고, 0.2 내지 0.45가 더욱 바람직하다.The fuel ratio is preferably 0.2 to 0.6, more preferably 0.2 to 0.5, still more preferably 0.2 to 0.45.

건조 기준 고위발열량은 4800 내지 7000kcal/kg이 바람직하고, 4800 내지 6500kcal/kg이 보다 바람직하고, 4800 내지 6000kcal/kg이 더욱 바람직하다.The higher calorific value of the drying standard is preferably 4800 to 7000 kcal / kg, more preferably 4800 to 6500 kcal / kg, and even more preferably 4800 to 6000 kcal / kg.

산소 O와 탄소 C의 몰비 O/C는 0.3 내지 0.60이 바람직하고, 0.35 내지 0.60이 보다 바람직하고, 0.40 내지 0.60이 더욱 바람직하다.The molar ratio O / C of oxygen O to carbon C is preferably from 0.3 to 0.60, more preferably from 0.35 to 0.60, still more preferably from 0.40 to 0.60.

수소 H와 탄소 C의 몰비 H/C는 0.9 내지 1.2가 바람직하고, 0.95 내지 1.2가 보다 바람직하고, 1.0 내지 1.2가 더욱 바람직하다.The molar ratio H / C of hydrogen H to carbon C is preferably 0.9 to 1.2, more preferably 0.95 to 1.2, further preferably 1.0 to 1.2.

이상, 고체 연료 J의 성상에 있어서의 바람직한 범위를 기재하였다.The preferred ranges of properties of the solid fuel J are described above.

또한 고체 연료 J를 제조할 때, 가열 공정에 있어서의 가열 온도는 200 내지 350℃가 바람직하고, 220 내지 300℃가 보다 바람직하고, 230 내지 290℃가 더욱 바람직하다.Further, when producing the solid fuel J, the heating temperature in the heating step is preferably 200 to 350 占 폚, more preferably 220 to 300 占 폚, and further preferably 230 to 290 占 폚.

(고무 나무: 고체 연료 K) (Rubber tree: solid fuel K)

본 발명의 일 형태로서, 원료가 고무 나무일 경우의 바이오매스 고체 연료(이하, 고체 연료 K라고 기재하는 경우가 있음)의 성상은 이하와 같다.As one form of the present invention, the characteristics of the biomass solid fuel (hereinafter sometimes referred to as solid fuel K) when the raw material is a rubber tree are as follows.

연료비에 대해서는 0.2 내지 0.8이 바람직하고, 0.2 내지 0.7이 보다 바람직하다. 건조 기준 고위발열량은 4800 내지 7000kcal/kg이 바람직하다.The fuel ratio is preferably 0.2 to 0.8, more preferably 0.2 to 0.7. The higher calorific value of the drying standard is preferably 4800 to 7000 kcal / kg.

산소 O와 탄소 C의 몰비 O/C는 0.1 내지 0.7이 바람직하다. 수소 H와 탄소 C의 몰비 H/C는 0.8 내지 1.3이 바람직하다.The molar ratio O / C of oxygen O to carbon C is preferably 0.1 to 0.7. The molar ratio H / C of hydrogen H to carbon C is preferably 0.8 to 1.3.

이상, 고체 연료 K의 성상에 있어서의 바람직한 범위를 기재하였다.The preferred ranges of properties of the solid fuel K are described above.

또한 고체 연료 J를 제조할 때, 가열 공정에 있어서의 가열 온도는 200 내지 350℃가 바람직하고, 220 내지 300℃가 보다 바람직하고, 230 내지 290℃가 더욱 바람직하다.Further, when producing the solid fuel J, the heating temperature in the heating step is preferably 200 to 350 占 폚, more preferably 220 to 300 占 폚, and further preferably 230 to 290 占 폚.

본 발명자들은, 바이오매스 고체 연료의 제조 방법에 있어서, 성형 공정 후, 미가열 괴상물을 가열하는 가열 공정을 행한다는 공정의 순서에 의해, 바인더를 사용하지 않고 원료인 바이오매스 유래의 성분을 사용하여 바이오매스 분말끼리의 접속 또는 접착이 유지되어, 수중 침지에 의해서도 붕괴되지 않는 내수성이 높은 바이오매스 고체 연료를 제조할 수 있다고 추정하고 있다. 본 발명자들의 해석에 의해, 바이오매스 고체 연료가 내수성을 획득하는 메커니즘에 대해서 하기 지견이 얻어졌다.The inventors of the present invention have found that, in a method for producing a biomass solid fuel, by using a sequence of a step of performing a heating step of heating a unheated mass after a forming process, a component derived from a raw material biomass is used It is presumed that the biomass solid fuel can be produced that has high water resistance and is not collapsed even by immersion in water. The inventors' understanding has led to the following knowledge on the mechanism by which the biomass solid fuel acquires water resistance.

본 발명자들은, 제조 방법이 상이한 3종류의 바이오매스 고체 연료, 구체적으로는 분쇄된 바이오매스를 성형한 미가열의 고체 연료(White Pellet: 이하 WP라고 기재하는 경우가 있음), 및 분쇄된 바이오매스를 성형한 후 가열하여 얻어진 고체 연료(Pelletizing Before Torrefaction: 이하 PBT라고 기재하는 경우가 있음)에 대해서, FT-IR 분석, GC-MS 분석, SEM에 의한 관찰 등을 행하고, 바이오매스 고체 연료의 내수성의 메커니즘에 대해서 해석을 행하였다. 또한, WP, PBT 중 어느 것에 있어서도 바인더는 사용되지 않는다.The inventors of the present invention have found that when three types of biomass solid fuels having different production methods are used, specifically, unfired solid fuel (White Pellet) (hereinafter sometimes referred to as WP) in which pulverized biomass is formed and pulverized biomass FT-IR analysis, GC-MS analysis, observation by SEM and the like are performed on the solid fuel (Pelletizing Before Torrefaction (hereinafter sometimes referred to as PBT) obtained by heating after molding and heating, and the water resistance of the biomass solid fuel The mechanism was analyzed. In addition, neither binder nor PBT is used.

먼저, 각 고체 연료의 아세톤 추출물에 대해서 FT-IR에 의해 분석한 결과, 가열 공정을 거쳐 얻어지는 PBT는, 미가열의 WP에 비해 친수성 COOH기의 함유량은 적지만, C=C 결합의 함유량이 많은 점에서, 가열에 의해 바이오매스를 구성하는 성분의 화학 구조가 변화하여 소수성이 되는 것이 시사되었다.First, the acetone extract of each solid fuel was analyzed by FT-IR. As a result, the PBT obtained through the heating process had a lower content of hydrophilic COOH group than that of unswounded WP, but the content of C═C bond was large , It has been suggested that the chemical structure of the components constituting the biomass changes by heating to become hydrophobic.

또한, 각 고체 연료의 아세톤 추출 성분에 대해서 GC-MS 분석을 행한 결과, 아비에트산과 그의 유도체(이하, 「아비에트산 등」이라고도 함) 등의 테르펜류가 가열에 의해 열분해되는 것이, 바이오매스 고체 연료의 내수성에 관여하고 있는 것이 시사되었다. 아비에트산 등은, 소나무 등에 포함되는 로진의 주성분이다.GC-MS analysis of the acetone extract components of the solid fuels showed that terpenes such as abietic acid and its derivatives (hereinafter also referred to as " abietic acid ") were pyrolyzed by heating, It is suggested that it is concerned with the water resistance of solid fuel. Abiotic acid and the like are the main components of rosin contained in pine trees and the like.

도 18은 PBT에 있어서의 고 가교 발달의 메커니즘(추정)을 도시하는 도면이다. PBT의 경우에는, 성형 공정 후의 가열 공정에 있어서, 온도 상승에 따른 아비에트산의 용융에 의한 액이, 분쇄된 바이오매스(이하 바이오매스 분말이라고 기재하는 경우가 있음)끼리의 간극(분쇄 후 성형에 의해 압밀되어, 인접하는 바이오매스 분말의 간극)에 용출되고, 또한 아비에트산의 증발과 열분해가 일어나, 소수물이 상기 바이오매스 분말끼리의 간극에 고착되어 가교(고 가교)가 발달한다. 이에 의해, 바인더를 첨가하지 않고, 원료인 바이오매스 유래의 아비에트산 등에 의해 바이오매스 분말끼리의 접속 또는 접착이 유지된다. 따라서, 바이오매스 분말끼리 접속 또는 접착되어 물의 진입을 억제하여, 내수성이 향상된다고 생각된다.18 is a diagram showing a mechanism (estimation) of high crosslinking development in PBT. In the case of PBT, in the heating step after the molding step, the liquid resulting from the melting of abietic acid due to the rise in temperature is separated from the gap between the pulverized biomass (hereinafter sometimes referred to as biomass powder) (The gap of the adjacent biomass powder), and the evaporation of the abiotic acid and the thermal decomposition occur, and the hydrophobic water is fixed to the gap between the biomass powders, so that the crosslinking (high crosslinking) develops. Thus, the connection or adhesion of the biomass powder is maintained by abietic acid or the like originating from the raw material biomass without adding a binder. Therefore, it is considered that the biomass powder is connected or adhered to each other to inhibit water ingress, thereby improving water resistance.

한편, WP의 경우에는 단순히 바이오매스 분말을 성형한 것에 그친 것뿐이고 가열을 행하지 않기 때문에, 상기 PBT처럼 바이오매스 분말끼리의 고 가교가 존재하지 않는다. WP를 구성하는 생 바이오매스 분말의 표면에는 상술한 바와 같이 친수성 COOH기 등이 많이 존재하므로 물의 침입이 용이하고, 침입한 물이 바이오매스 분말끼리의 간극을 크게 확장시켜, 성형된 펠릿 등이 붕괴되기 쉬워져 버린다.On the other hand, in the case of WP, since only the biomass powder is molded, and heating is not performed, there is no hyperbranched bridge between the biomass powders like the PBT. As described above, since there are many hydrophilic COOH groups on the surface of the biomass powder constituting the WP, water penetration is easy and the penetrated water greatly expands the gap between the biomass powders, and the molded pellets collapse It becomes easy to become.

또한, 바이오매스 분말을 가열한 후에 성형한 고체 연료(Pelletizing After Torrefaction: 이하 PAT라고 기재하는 경우가 있음)의 경우, 가열에 의해 개개의 바이오매스 분말 그 자체는 아비에트산 등의 용출에 의해 표면이 소수성이 되지만, 어디까지나 가열에 의해 소수성이 된 후 분쇄하여 성형을 행하기 때문에, PBT처럼 바이오매스 분말끼리의 가교는 형성되지 않는다고 생각된다. 따라서, 성형 전에 가열을 행하는 PAT에서는, 압밀된 바이오매스 분말끼리의 간극에 용이하게 물이 침입하여, PBT에 비해 내수성이 열악한 것으로 추정된다.Further, in the case of a solid fuel formed after heating the biomass powder (sometimes referred to as PAT), the individual biomass powder itself is heated by heating to dissolve the surface of the biomass powder However, since hydrophobicity is obtained by heating and pulverization is carried out, it is considered that crosslinking of the biomass powder is not formed like PBT. Therefore, in the PAT which is heated before molding, it is estimated that the water penetrates easily into the gap between the compacted biomass powders and is poor in water resistance as compared with PBT.

아비에트산 또는 그의 유도체의 융점은 약 139 내지 142℃이고, 비점은 약 250℃이다. 따라서, 가열에 의해 융점 부근에서 아비에트산 등이 용융되어 액 가교가 일어나고, 비점 부근에서 아비에트산 등이 열분해되어 고 가교가 발달하는 것으로 추정된다.The abietic acid or its derivative has a melting point of about 139 to 142 캜 and a boiling point of about 250 캜. Therefore, it is presumed that, upon heating, abietic acid or the like is melted near the melting point to cause liquid cross-linking, and abietic acid or the like is thermally decomposed in the vicinity of the boiling point to develop high cross-linking.

또한 아비에트산을 비롯한 테르펜류는 바이오매스 일반에 포함되어 있다(북해도립 임산 시험장 월보 171호 1966년 4월, 공익 사단 법인 일본 목재 보존 협회 「목재 보존」Vol.34-2(2008) 등). 바이오매스의 종류에 따라 약간 함유량에 차이는 있지만(『정유의 이용』, 오히라 다쯔로, 일본 목재 학회 제6기 연구 분과회 보고서 p72 제1표 일본 목재학회 1999년 등), 하기 <예 A> 내지 <예 I>에서는 모두 230℃ 이상의 가열에 의해 내수성(수중 침지 후에도 붕괴되지 않음, 표 6 참조)의 발현이 보이기 때문에, 바이오매스 일반에 대해서 적어도 230℃ 이상 내지 250℃ 이상의 가열에 의해 내수성이 부여되는 것으로 생각된다.In addition, terpenes including abietic acid are included in the general biomass (Hokkaido National Livestock Research Institute monthly report 171, April 1966, Japan Wood Preservation Association "Wood Preservation" Vol.34-2 (2008), etc.) . Although there is a slight difference in the content depending on the type of biomass (see Utilization of Essential Oils, Ohiradatsuo, Report of the 6th Study Session of the Japanese Society of Wood Science, p72, Table 1, Japanese Wood Society 1999, etc.) In Example I, since water resistance (not collapsed even after immersion in water) is manifested by heating at 230 DEG C or more, water resistance is imparted to the biomass in general by heating at least 230 DEG C to 250 DEG C or more .

도 19 내지 도 22는 바이오매스 고체 연료의 FT-IR 분석 결과를 나타내는 도면이다. 원료는 하기 예 B의 유럽 적송이며, 분쇄 후 펠릿 형상으로 성형한 것을 250℃에서 가열한 고체 연료(PBT)를 분석한 것이다. 또한, 동일한 원료를 분쇄하고, 성형 후 미가열한 것(WP)에 대해서도 함께 나타낸다. 펠릿의 외표면(도 19), 단면 중심(도 20) 어디에도 COOH기의 양은 WP>PBT이고, C=C 결합의 양은 PBT>WP이다. 또한, 아세톤 추출액(도 21)에 대한 COOH기 용출량은 WP>PBT여서, PBT는 친수성 COOH기가 적은 것으로 나타난다. 또한, 아세톤 추출 후의 고체(도 22)에서는 PBT 쪽이 WP보다 C=C 결합이 많다. 따라서, PBT 쪽이 내수성이 우수한 것을 알 수 있다.19 to 22 are graphs showing FT-IR analysis results of the biomass solid fuel. The raw material is the European stock feed of Example B, and the solid fuel (PBT) heated at 250 占 폚 after being pulverized and molded into pellets is analyzed. In addition, the same raw material is pulverized, and uncoloured (WP) is shown together. The amount of COOH group is WP > PBT and the amount of C = C bond is PBT > WP in both the outer surface of the pellet (Fig. 19) and the center of the cross section (Fig. In addition, the COOH group elution amount with respect to the acetone extract (Fig. 21) was WP > PBT, and the PBT showed a small hydrophilic COOH group. Further, in the solid after extraction with acetone (Fig. 22), PBT has more C = C bond than WP. Thus, it can be seen that PBT is superior in water resistance.

도 23은 아세톤 추출액의 GC-MS 분석 결과를 나타내는 도면이다. 원료는 상기 도 19 내지 도 22와 동일하게 예 B의 유럽 적송이며, 분쇄 후 펠릿 형상으로 성형한 것을 250℃에서 가열한 고체 연료(PBT), 및 미가열한 것(WP)을 사용하였다. 도 23에 기재된 바와 같이, PBT에 있어서는 테르펜류의 일종인 아비에트산 등의 아세톤에 대한 용출량이 WP보다 적어, 가열에 의해 아비에트산이 용융되어 액 가교를 형성한 후, 아비에트산 등의 휘발에 의해 고 가교가 형성된 것을 나타낸다고 생각된다.23 is a graph showing the GC-MS analysis results of the acetone extract. 19 to 22, the solid fuel (PBT) heated at 250 占 폚 and the unpolished WP (WP) were used as the raw material, which was molded into pellets after crushing. As shown in Fig. 23, in PBT, elution amount of acetyl such as abietic acid, which is one kind of terpenes, is less than WP, and abietic acid is melted by heating to form a liquid cross-link, It is considered that high-crosslinking is formed.

또한 PBT에서는 고 가교의 발달에 의해 고체 연료의 강도가 향상되어, 내수성과 마찬가지로, 적어도 230℃ 이상 내지 250℃ 이상의 가열에 의해, 바인더를 첨가하지 않고 양호한 분쇄성(후술하는 HGI, 분쇄 속도) 및 양호한 취급성(후술하는 분화 시험)이 얻어진다고 추정된다. 또한, PBT에서는 상술한 바와 같이 COD가 저감되지만, 이것은 가열에 의해 바이오매스 원료의 타르분이 휘발됨과 동시에, PBT의 고체 연료 표면이 고화된 아비에트산 등에 의해 피복되고, 또한 고체 연료 표면이 소수성이 되어 바이오매스 원료 내에 잔존하는 타르분의 용출이 억제되기 때문이라고 생각된다.In PBT, the strength of the solid fuel is improved by the development of high-crosslinking, and it is possible to improve the grindability (HGI, grinding speed to be described later) without adding a binder by heating at least 230 deg. It is presumed that good handling property (differentiation test described later) is obtained. In PBT, the COD is reduced as described above. This is because the tar of the biomass raw material is volatilized by heating, and the solid fuel surface of the PBT is covered with the solidified abietic acid or the like, and the solid fuel surface is hydrophobic So that elution of the tar component remaining in the biomass raw material is suppressed.

실시예Example

<예 A> <Example A>

(예 A-1 내지 A-6) (Examples A-1 to A-6)

바이오매스를 파쇄 후 분쇄하고, 분쇄된 바이오매스를 성형하는 성형 공정 및 그 후의 가열 공정을 거쳐서 바이오매스 고체 연료 A(PBT)를 얻었다. 어느 공정에 있어서도 바인더는 사용되지 않았다. 원료 바이오매스로서, 미송 40중량%, 솔송나무 58중량%, 삼목 1중량%, 사이프러스 1중량%의 혼합물을 사용하였다. 각 예의 성형 공정에 있어서는, 직경 8mm의 펠릿 형상으로 성형하였다. 각 실시예에 있어서의 가열 공정에서는 φ600mm 전기식 배치로에 각각의 원료를 4kg 투입하고, 2℃/min의 승온 속도로 각 실시예에 있어서의 목표 온도(표 1에 있어서의 가열 온도)까지 승온시켜 가열하였다. 이하, 목표 온도와 가열 온도는 동일한 것을 가리킨다. 각 예 A-1 내지 A-6 중 어느 것에 있어서도 목표 온도(가열 온도)에서의 유지는 행하지 않았다(이하의 예 B 내지 예 K도 동일함). 예 A-1 내지 A-6의 가열 공정에 있어서의 가열 온도와, 가열 공정 후에 얻어진 바이오매스 고체 연료 A의 성상을 표 1에 나타낸다.The biomass solid fuel A (PBT) was obtained by crushing the biomass, crushing the crushed biomass, molding the crushed biomass, and heating process thereafter. No binder was used in any process. As the raw material biomass, a mixture of 40% by weight of dough, 58% by weight of Hempen, 1% by weight of cedar, and 1% by weight of cypress was used. In each example molding step, it was molded into a pellet shape having a diameter of 8 mm. In the heating step of each example, 4 kg of each raw material was charged into a 600 mm electric furnace, and the temperature was raised to a target temperature (heating temperature in Table 1) in each example at a heating rate of 2 캜 / min And heated. Hereinafter, the target temperature and the heating temperature are the same. In each of Examples A-1 to A-6, the holding at the target temperature (heating temperature) was not performed (the following Examples B to K are also the same). Table 1 shows the heating temperatures in the heating processes of Examples A-1 to A-6 and the properties of the biomass solid fuel A obtained after the heating process.

(비교예 A) (Comparative Example A)

비교예 A는 파쇄, 분쇄 후에 성형만 하고 가열 공정을 거치지 않은 미가열 바이오매스 고체 연료(WP)이다. 비교예 A에 대해서도 바인더는 사용하지 않았다. 원료 바이오매스는 예 A-1과 동일하다. 비교예 A의 고체 연료의 성상에 대해서도 표 1에 나타낸다.Comparative Example A is an unheated biomass solid fuel (WP) which is molded only after crushing and grinding, and which is not subjected to a heating step. No binder was used for Comparative Example A. The raw material biomass is the same as Example A-1. The properties of the solid fuel of Comparative Example A are also shown in Table 1.

표 1에 있어서, 상기한 바와 같이 HGI는 JIS M 8801에 기초하는 것이고, 높을수록 분쇄성이 양호한 것을 나타낸다. 또한, 표 1에는 고위발열량(건조 기준), 공업 분석값(기건(氣乾) 기준)에 기초하여 산출된 연료비, 및 원소 분석값(기건 기준)의 결과와 이에 기초하여 얻어진 산소 O, 탄소 C, 수소 H의 몰비를 각각 나타낸다.In Table 1, as described above, HGI is based on JIS M 8801, and the higher the value, the better the crushability. Table 1 also shows the results of the elemental analysis values (basis norms) and the results of oxygen O, carbon C (dry basis) obtained based on the high calorific value (dry standard), the industrial analysis value , And hydrogen (H), respectively.

Figure pct00001
Figure pct00001

상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 각 바이오매스 고체 연료에 대해서, 추가로 하기 분석을 하였다.For each of the biomass solid fuels obtained in the above Examples and Comparative Examples, the following analysis was further conducted.

[COD] [COD]

도 1은 가열 공정에 있어서의 가열 온도와, 얻어진 바이오매스 고체 연료를 수중에 침지시켰을 때의 침지수의 COD(화학적 산소 요구량) 및 pH의 상관을 나타내는 것이다(pH에 대해서는 후술). COD 측정용 침지수 시료의 제조는, 1973년 일본 환경청 고시 제13호 (가) 산업 폐기물에 포함되는 금속 등의 검정 방법에 따라서, COD는 JIS K 0102(2010)-17에 의해 분석하였다.Fig. 1 shows the correlation between the heating temperature in the heating step and the COD (chemical oxygen demand) and pH of the saliva index obtained when the obtained biomass solid fuel was immersed in water (pH will be described later). The production of the needle index samples for the COD measurement was analyzed according to JIS K 0102 (2010) -17 according to the method of assaying the metals contained in the industrial wastes in Annex 13 (1973) of the Environment Agency of Japan, 1973.

도 1로부터, 비교예 A(WP: 성형만 하고 가열 공정을 거치지 않은 바이오매스 고체 연료)의 COD는 약 1200ppm으로 높은 값이 되었다. 이에 반해, 230℃ 이상에서 가열된 바이오매스 고체 연료는 COD가 800ppm 이하가 되어, 타르분의 용출이 낮은 것으로 나타났다. 따라서, 예 A-1 내지 A-6의 바이오매스 고체 연료는, 옥외 저장시에 있어서도 타르분의 용출이 적어 취급성이 우수한 연료인 것으로 나타났다. 또한, 230℃ 이상에서 가열된 예 A-1 내지 A-6의 바이오매스 고체 연료의 COD는, 가열 온도가 높아짐에 따라서 감소되고 있지만, 이것은, 가열에 따른 타르분 등의 휘발에 의해 COD값이 감소되는 것을 나타낸다고 추정되기 때문에, 가열 온도가 230℃ 미만인 경우, 즉 가열 온도가 150℃ 이상 230℃ 미만이어도 비교예 A와 비교해서 낮은 COD값이 될 것으로 추측된다.From Fig. 1, the COD of Comparative Example A (WP: biomass solid fuel not subjected to heating and heating only) was as high as about 1200 ppm. On the other hand, the biomass solid fuel heated at 230 ° C or higher showed a COD of 800 ppm or less, indicating that the elution of tar was low. Therefore, the biomass solid fuels of Examples A-1 to A-6 were found to be excellent in handling properties because of less elution of tar in the case of outdoor storage. The COD of the biomass solid fuels of Examples A-1 to A-6 heated at 230 DEG C or more is decreased as the heating temperature is increased. This is because the COD value due to the volatilization of tar or the like due to heating It is estimated that the COD value is lower than that of Comparative Example A even if the heating temperature is lower than 230 占 폚, that is, the heating temperature is lower than 150 占 폚 and lower than 230 占 폚.

[pH] [pH]

예 A-1 내지 A-6 및 비교예 A의 고체 연료를 고액비(固液比) 1:3으로 침지시키고, pH를 측정하였다. 도 1로부터, 예 A-2 및 예 A-3에 대해서는 약간 값이 낮아지지만, 모든 예 A-1 내지 A-6에 있어서 대략 pH는 6 전후로, 가열 전의 비교예 A와 비교해서 특별히 변화는 없는 것으로 나타났다. 따라서, 예 A-1 내지 A-6을 옥외 저장했을 때에 나오는 배수의 pH에 대해서는 특별히 문제가 없는 것으로 나타난다.The solid fuels of Examples A-1 to A-6 and Comparative Example A were immersed in a solid ratio (solid ratio) of 1: 3 and the pH was measured. From Fig. 1, although the value is slightly lower for Examples A-2 and A-3, the pH is substantially around 6 in all Examples A-1 to A-6 and is not particularly changed as compared with Comparative Example A before heating Respectively. Therefore, there is no particular problem with respect to the pH of the wastewater discharged when the samples A-1 to A-6 are stored outdoors.

[분쇄성] [Crushability]

도 2는 가열 공정에 있어서의 가열 온도와, 얻어진 바이오매스 고체 연료 A의 분쇄성(HGI), 및 분쇄 속도(후술)의 상관을, 비교예 A 및 예 A-1 내지 A-6의 바이오매스 고체 연료에 대해서 도시하는 도면이다.2 shows the correlation between the heating temperature in the heating process and the grinding performance (HGI) and the grinding speed (described later) of the obtained biomass solid fuel A in the same manner as in Comparative Example A and Examples A- Solid fuel &lt; / RTI &gt;

표 1 및 도 2로부터 명백한 바와 같이, 예 A-1 내지 A-6에서는 가열에 의해 성상이 변화되고, 비교예 A(WP: 성형 후, 미가열의 바이오매스 고체 연료)보다 HGI(JIS M 8801에 기초함)의 값이 상승하였다. 일반적인 석탄(역청탄)의 HGI는 50 전후로, 예 A-1 내지 A-6의 분쇄 특성은 비교예 A보다 석탄에 근접한 양호한 것이라고 할 수 있다.As apparent from Table 1 and Fig. 2, the properties of Examples A-1 to A-6 were changed by heating, and HGI (according to JIS M 8801) was higher than Comparative Example A (WP: unfired heated biomass solid fuel) The value of the base) increased. It can be said that the HGI of general coal (bituminous coal) is around 50, and the crushing properties of Examples A-1 to A-6 are better than those of Comparative Example A in proximity to coal.

또한 도 2에 있어서의 분쇄 속도란, 700cc의 시료를 볼 밀로 분쇄 후에 150㎛ 체를 통과시킨 것을 분쇄 후의 시료로 하여 중량을 측정함으로써, 단위 시간당 분쇄 중량(g/min)을 측정한 것이다. 또한, 볼 밀은 JIS M4002에 준거한 것을 사용하고, 내경 305mm×축 방향 길이 305mm의 원통 용기에 JIS B1501에 규정된 보급 볼 베어링(Φ36.5mm×43개, Φ30.2mm×67개, Φ24.4mm×10개, Φ19.1mm×71개, Φ15.9mm×94개)을 넣어 70rpm의 속도로 회전시켜 측정하였다. 가열에 의해 분쇄 속도가 향상되고, 특히 230℃ 이상에서의 가열에 의해 분쇄 속도가 급상승하였다. 가열에 따른 타르 등 유기 성분의 용출ㆍ고화에 의해, 바이오매스 고체 연료 A의 분쇄성이 상승하여, 분쇄 속도가 향상된 것이라고 할 수 있다. 따라서, 가열 공정에 있어서의 가열 온도가 150℃ 이상 230℃ 미만이어도, 미가열의 비교예 A와 비교해서 HGI 및 분쇄 속도가 향상되는 것으로 추정된다.The grinding speed in Fig. 2 is a measurement of the weight (g / min) of pulverization per unit time by measuring the weight of a 700 cc sample as a sample after grinding with a ball mill and passing through a 150 mu m sieve. In addition, a ball mill was used in accordance with JIS M4002, and a cylindrical container having an inner diameter of 305 mm and an axial length of 305 mm was loaded with the supplied ball bearings (Φ36.5 mm × 43, Φ30.2 mm × 67, Φ24. 4 mm x 10,? 19.1 mm x 71,? 15.9 mm x 94) were placed and rotated at a speed of 70 rpm. The grinding speed was improved by heating, and the grinding speed was rapidly increased by heating at 230 DEG C or more. It can be said that the grinding performance of the biomass solid fuel A is increased by elution and solidification of organic components such as tar upon heating, and the grinding speed is improved. Therefore, even if the heating temperature in the heating step is not less than 150 ° C and not more than 230 ° C, it is estimated that the HGI and the grinding speed are improved as compared with the unheated comparative example A.

[분화 시험] [Differentiation test]

표 2는 분화 시험을 행한 바이오매스 고체 연료 A의 체하(篩下) 적산 비율, 도 3는 그의 입도 분포도이다. 펠릿의 취급 특성을 평가하기 위해서, 분화 시험을 실시하였다. 샘플 1kg을 8.6m의 높이에서 수지제 주머니에 넣어 20회 낙하시킨 후, JIS Z 8841에 기초하여 회전 강도 시험을 행하고, 입도 분포를 측정하였다. 얻어진 입도 분포를 도 3에 나타낸다. 샘플 입도 분포에 있어서의 2mm 체하품(篩下品)이 30wt% 이하, 및 0.5mm 체하품이 15wt% 이하이면 반송, 저장 등에 있어서의 취급이 가능한 입도라고 간주하기로 한다. 표 2 및 도 3으로부터, 회전 강도 시험 후의 샘플 입도는 고체 온도가 높아짐에 따라서 미세해졌지만, 어느 샘플에 있어서도 상술한 평가 기준을 통과하여, 문제없이 취급 가능한 것으로 나타났다.Table 2 shows the ratio of the sub-sieve accumulation of the biomass solid fuel A subjected to the differentiation test, and Fig. 3 shows the particle size distribution thereof. In order to evaluate the handling characteristics of the pellets, a differentiation test was carried out. 1 kg of a sample was dropped into a resin bag at a height of 8.6 m and dropped 20 times, and then subjected to a rotational strength test based on JIS Z 8841, and the particle size distribution was measured. The obtained particle size distribution is shown in Fig. The sample is considered to be a particle capable of handling in transportation, storage and the like when the 2 mm sieve product in the sample particle size distribution is 30 wt% or less and the 0.5 mm product is 15 wt% or less. It can be seen from Table 2 and FIG. 3 that although the sample particle size after the rotational strength test became finer as the solid temperature increased, it was found that any sample passed through the evaluation criteria described above and could be handled without problems.

Figure pct00002
Figure pct00002

[수중 침지] [Underwater immersion]

표 3 및 도 4는 바이오매스 고체 연료 A의 수중 침지 시험 결과이다. 각 실시예 및 비교예의 고체 연료를 수중에 침지시키고, 표 3 및 도 4에 나타내는 소정 시간 경과 후에 취출하여 수분을 닦아내고 고체 수분을 측정하였다. 비교예 A(WP)의 고체 연료는 수중 침지에 의해 붕괴되어, 고체 수분의 측정은 불가능하였다. 이에 반해, 예 A-1의 고체 연료에서는 침지 후 약 10시간에 수분량이 평형에 도달하고, 평형 수분량은 약 27wt%였다. 또한, 예 A-2의 고체 연료에서는 약 100시간 경과 후에 수분량이 평형에 도달하고, 평형 수분은 약 25wt%였다. 예 A-3 내지 A-5에 대해서도 약 100시간 후에 수분량 약 23wt%에서 평형이 되었다. 예 A-6도 약 100시간 경과 후에 거의 평형에 도달하고, 평형 수분량은 약 28wt%였다(예 A-3 내지 A-5보다 변동이 크지만, 원료의 변화에 의한 것으로 생각됨). 이들 결과는, 가열에 따른 타르 등 유기 성분의 용출ㆍ고화에 의해, 바이오매스 고체 연료의 표면이 소수성으로 변화되었기 때문이라고 생각되고, 예 A-1 내지 A-6(PBT)은 옥외 저장되는 경우가 많은 고체 연료로서 유리한 특성을 나타내고 있다.Table 3 and Fig. 4 show the results of the immersion test of the biomass solid fuel A in water. The solid fuel of each of the examples and the comparative examples was immersed in water and taken out after a predetermined time shown in Table 3 and Fig. 4 to wipe the water and measure the solid water content. The solid fuel of Comparative Example A (WP) was collapsed by immersion in water, and measurement of solid water was impossible. On the other hand, in the solid fuel of Example A-1, the water content reached equilibrium at about 10 hours after immersion, and the equilibrium water content was about 27 wt%. Further, in the solid fuel of Example A-2, the water content reached equilibrium after about 100 hours elapsed, and the equilibrium water content was about 25 wt%. For Examples A-3 to A-5, equilibrium was also obtained at a moisture content of about 23 wt% after about 100 hours. Example A-6 also reached almost equilibrium after about 100 hours, and the equilibrium water content was about 28 wt% (which is larger than that of Examples A-3 to A-5, but is thought to be due to changes in raw materials). These results suggest that the surface of the biomass solid fuel is changed to be hydrophobic due to elution and solidification of organic components such as tar upon heating. Examples A-1 to A-6 (PBT) Which is advantageous as a solid fuel.

Figure pct00003
Figure pct00003

[수중 침지 전후의 고체 강도] [Solid strength before and after immersion in water]

(회전 강도) (Rotational strength)

도 5는 예 A-1 내지 A-6 및 비교예 A에 대해서, 수중 침지 전후의 고체 강도(JIS Z 8841 회전 강도 시험 방법에 기초함)를 측정한 결과이다. 상술한 바와 같이 비교예 A(WP)에 대해서는 수중 침지 후 붕괴되었기 때문에, 침지 후의 회전 강도는 측정 불가능하였다. 예 A-1 내지 A-6(PBT)에 대해서는, 평형 수분에 도달한 고체 연료의 표면 수분을 닦아낸 후, 항온 건조기로 35℃에서 22시간 건조시킨 것을 사용하였다. 가열 공정을 거친 예 A-1 내지 A-6(PBT)의 강도는 거의 저하되지 않았고, 수중 침지 전의 비교예 A(WP)와 비교해도 분화가 발생하기 어려워서, 취급성이 유지되었다고 할 수 있다.Fig. 5 shows the results of measurement of solid strength (based on JIS Z 8841 rotational strength test method) before and after immersion in water for Examples A-1 to A-6 and Comparative Example A. Fig. As described above, in Comparative Example A (WP), the rotation strength after immersion was impossible because it was collapsed after immersion in water. For Examples A-1 to A-6 (PBT), the surface moisture of the solid fuel having reached equilibrium moisture content was wiped off and dried in a constant temperature drier at 35 DEG C for 22 hours. The strength of Examples A-1 to A-6 (PBT) subjected to the heating process was not substantially lowered, and it was difficult to cause differentiation even in comparison with Comparative Example A (WP) before immersion in water, so that handling was maintained.

(기계적 내구성) (Mechanical durability)

도 6는 수중 침지 전후의 기계적 내구성을 측정한 결과를 나타내는 도면이다. 예 A-1 내지 A-6, 비교예 A의 고체 연료에 대해서, 미국 농업 공업자 규격ASAE S 269.4 및 독일 공업 규격 DIN EN 15210-1에 준거해서 기계적 내구성 DU를 이하의 식에 기초하여 측정하였다. 식 중, m0은 회전 처리 전의 시료 중량, m1은 회전 처리 후의 체상 시료 중량이며, 체는 둥근 구멍 직경 3.15mm의 체판을 사용하였다.6 is a graph showing the results of measurement of mechanical durability before and after immersion in water. For the solid fuels of Examples A-1 to A-6, Comparative Example A, the mechanical durability DU was measured on the basis of the following formula according to American Agricultural Industry Standard ASAE S 269.4 and German Industrial Standard DIN EN 15210-1 . In the formula, m0 denotes the weight of the sample before the rotation treatment, m1 denotes the weight of the body sample after the rotation treatment, and a sieve having a round hole diameter of 3.15 mm was used as the sieve.

DU=(m1/m0)×100 DU = (m1 / m0) x100

회전 강도와 마찬가지로, 기계적 내구성에 대해서도 가열 공정을 거친 예 A-1 내지 A-6(PBT)의 강도는 거의 저하되지 않았고, 수중 침지 전의 비교예 A(WP)와 비교해도 분화가 발생하기 어려워, 취급성이 유지된 것으로 나타났다. Similarly to the rotational strength, the strength of Examples A-1 to A-6 (PBT) subjected to the heating process was hardly lowered in terms of mechanical durability, and it was difficult to cause differentiation compared with Comparative Example A (WP) And the handling was maintained.

[자연 발화성] [Spontaneous flammability]

「유엔 시험 및 판정 기준 매뉴얼: 위험물 선박 운송 및 저장 규칙 16 개정판」의 「자연 발화성 시험」에 기초하여 평가를 행하였다. 예 A-2의 바이오매스 고체 연료(가열 온도 250℃) 1 내지 2cm3를 1m의 높이에서 무기질 단열판 위로 낙하시켜, 낙하 도중 또는 낙하 후 5분 이내에 발화하는지 여부의 측정을 6회 행하였다. 6회의 시험 모두 발화하지 않아, 예 A-2(PBT)는 상기 유엔 시험 및 판정 기준 매뉴얼의 용기 등급 I에 해당하지 않는다고 판정되었다.Evaluation was made based on the "Flammability Test" of "UN Test and Assessment Manual: Manual of Dangerous Goods Vessels Transportation and Storage Regulation, 16th Edition". 1 to 2 cm 3 of the biomass solid fuel of Example A-2 (heating temperature 250 ° C) was dropped onto the inorganic insulating plate at a height of 1 m, and measurement was made six times during the drop or during ignition within 5 minutes after the drop. All six tests were ignited, and Example A-2 (PBT) was determined not to correspond to Container Class I of the UN Test and Assessment Manual above.

[자기 발열성] [Self-heating property]

자연 발화성과 마찬가지로, 「위험물 선박 운송 및 저장 규칙 16 개정판」의 「자기 발화성 시험」에 기초하여 평가를 행하였다. 시료 용기(1변이 10cm인 스테인리스 입방체 망)에 예 A-2의 바이오매스 고체 연료(가열 온도 250℃)를 충전시키고, 항온조 내부에 매달아, 140℃의 온도에서 24시간 연속해서 물질의 온도를 측정하였다. 발화 또는 200℃를 초과하는 온도 상승을 보인 물질은, 자기 발열성 물질이라고 인정하고, 또한 1변이 2.5cm인 시료 용기를 사용하여 동일한 시험을 행하고, 발화 또는 60℃를 초과하는 온도 상승의 유무를 확인하였다. 시험 결과에 기초하여, 예 A-2(PBT)는 자기 발열성 물질에 해당하지 않는다고 판정되었다.Similar to spontaneous ignitability, evaluation was carried out based on the "Self-ignition test" of the "16th Revised Edition of Dangerous Goods Vessels Transportation and Storage Regulations". The biomass solid fuel (heating temperature: 250 ° C) of Example A-2 was charged to a sample vessel (a stainless-steel cube mesh having a side length of 10 cm), suspended in a thermostat, and the temperature of the material was measured continuously at a temperature of 140 ° C for 24 hours Respectively. A substance showing ignition or a temperature rise exceeding 200 ° C is regarded as a self-extinguishing substance, and the same test is carried out using a sample container having a side length of 2.5 cm, and whether or not a temperature rise exceeding 60 ° C Respectively. Based on the test results, it was judged that Example A-2 (PBT) does not correspond to a self-extinguishing substance.

[세공 직경 분포] [Pore diameter distribution]

(BET 비표면적) (BET specific surface area)

도 7은 고체 연료 A의 BET 비표면적의 측정 결과를 나타내는 도면이다. 예 A-1 내지 A-6 및 비교예 A의 고체 연료에 대해서, 자동 비표면적/세공 직경 분포 측정 장치(일본 벨(주)제 BELSORP-min II)를 사용하고, 전처리로서 시료를 2 내지 6mm로 커팅하여 용기 내에 충전시킨 후에, 100℃에서 2시간 진공 탈기시켜 BET 비표면적을 구하였다. 또한, 흡착 가스에는 질소 가스를 사용하였다. 도 7로부터, 가열 온도의 상승에 따라서 BET 비표면적은 증가하여, 가열(열분해)에 수반하여 세공이 발달해가는 것으로 나타났다.7 is a diagram showing the measurement result of the BET specific surface area of the solid fuel A. FIG. The automatic specific surface area / pore diameter distribution measuring apparatus (BELSORP-min II manufactured by Japan Bell Co., Ltd.) was used for the solid fuels of Examples A-1 to A-6 and Comparative Example A, And filled in a container, followed by vacuum degassing at 100 DEG C for 2 hours to obtain a BET specific surface area. Nitrogen gas was used as the adsorbing gas. 7, it was found that the BET specific surface area increased with the increase of the heating temperature, and the pores developed along with the heating (pyrolysis).

(평균 세공 직경, 전체 세공 용적) (Average pore diameter, total pore volume)

도 8은 고체 연료 A 표면의 평균 세공 직경, 도 9는 전체 세공 용적을 도시하는 도면이다. 평균 세공 직경, 전체 세공 용적 모두 BET 비표면적과 동일한 장치를 사용하여 측정하였다. 또한, 여기에서 말하는 「세공」이란 직경 2nm 내지 100nm의 구멍으로 한다. 평균 세공 직경은 예 A-2 이후에서 가열 온도의 상승에 수반하여 감소되고 있는 점에서, 미세한 세공이 다수 생성되어 가는 것을 나타내고 있다. 이것은 셀룰로오스의 분해에 기인한다고 생각된다.Fig. 8 shows the average pore diameter of the solid fuel A surface, and Fig. 9 shows the total pore volume. Average pore diameter, and total pore volume were measured using the same apparatus as the BET specific surface area. Here, the term &quot; pore &quot; means a hole having a diameter of 2 nm to 100 nm. The average pore diameter is decreased along with the rise of the heating temperature after Example A-2, and thus a large number of fine pores are generated. This is believed to be due to the decomposition of cellulose.

[수율] [yield]

도 10은 가열 공정을 거친 후의 바이오매스 고체 연료 A의 수율(고체 수율 및 열 수율)이다. 고체 수율은 가열 전후의 중량비, 열 수율은 가열 전후의 발열량비이다. 또한, 상술한 바와 같이 각 실시예의 목표 온도(가열 온도)에 있어서의 유지는 행하지 않는다(이하의 예 B 내지 예 K도 동일함).FIG. 10 shows the yield (solid yield and heat yield) of the biomass solid fuel A after the heating process. The solid yield is the weight ratio before and after heating, and the heat yield is the heating value ratio before and after heating. In addition, as described above, the holding at the target temperature (heating temperature) in each of the embodiments is not performed (the following examples B to K are also the same).

이상의 예 A-1 내지 A-6의 결과로부터, 본 발명에 의하면 COD의 저감, 분쇄 성 향상, 흡수 저감, 고체 강도 향상, 수율 향상을 도모한 바이오매스 고체 연료 A(PBT)가, 저비용으로 얻어지는 것으로 나타났다. From the results of Examples A-1 to A-6 above, according to the present invention, the biomass solid fuel A (PBT) for reducing the COD, improving the grinding property, reducing the absorption, improving the solid strength and improving the yield can be obtained at low cost Respectively.

[자연 발열성] [Natural pyrogenicity]

예 A-2의 고체 연료에 대해서 이하의 방법으로 자연 발열성을 측정하였다. 시료 1kg을 용기에 투입하고, 80℃의 항온조 중에 반응기를 넣고, 시료에 공기를 흘려 얻어진 가스의 O2, CO, CO2 농도를 측정하였다. 가열 전후의 농도로부터 시료의 가열에 기초하는 O2 흡착량, CO 발생량, CO2 발생량을 계산하고, 이하의 식 (1)에 기초하여 자연 발열성 지수(SCI)를 산출한다.The spontaneous exothermicity of the solid fuel of Example A-2 was measured by the following method. 1 kg of the sample was put into a vessel, the reactor was put into a thermostatic chamber at 80 ° C, and air was supplied to the sample, and the concentration of O 2, CO, and CO 2 in the obtained gas was measured. From the concentrations before and after heating, the O2 adsorption amount, the CO generation amount and the CO2 generation amount based on the heating of the sample are calculated and the natural exothermicity index (SCI) is calculated based on the following formula (1).

자연 발열성 지수(SCI)={O2 흡착량*O2 흡착열*(1/100)}+{CO 발생량*(CO 생성열+(1/2)*H2O 생성열*H/C)*(1/100)}+{CO2 발생량*(CO2 생성열+(1/2)*H2O 생성열*H/C)*(1/100)} … 식 (1) Naturally exothermic index (SCI) = {O2 adsorption amount * O2 (1/100)} + {CO2 generation amount * (CO2 generation amount * (1/2) * H2O generation heat * H / C) * Generation heat + (1/2) * H2O generation heat * H / C) * (1/100)} ... Equation (1)

또한, 예 A-2의 고체 연료에 있어서의 흡착량, 발생량, H/C는 이하와 같다.The adsorption amount, the generation amount, and the H / C in the solid fuel of Example A-2 are as follows.

O2 흡착량 0.42[ml/kgㆍmin] O2 adsorption amount 0.42 [ml / kg · min]

CO 발생량 0.03[ml/kgㆍmin] CO generation amount 0.03 [ml / kg · min]

CO2 발생량 0.02[ml/kgㆍmin] CO2 Emission 0.02 [ml / kg ㆍ min]

H/C(예 A-2의 고체 연료에 있어서의 수소, 탄소의 몰비) 1.28[몰/몰](표 1 참조) H / C (molar ratio of hydrogen to carbon in the solid fuel of Example A-2) 1.28 [mol / mol] (see Table 1)

또한, 식 (1)에서 사용한 흡착열, 각 생성열은 이하와 같다.The heat of adsorption and the heat of generation used in the formula (1) are as follows.

O2 흡착열 253[kJ/몰](석탄에 대한 O2 흡착열과 동일한 값) O2 Adsorption heat 253 [kJ / mol] (O2 for coal The same value as the adsorption heat)

CO 생성열 110.5[kJ/몰] CO generation rate 110.5 [kJ / mol]

H2O 생성열 285.83[kJ/몰] H2O formation heat 285.83 [kJ / mol]

CO2 생성열 393.5[kJ/몰] CO2 Generated heat 393.5 [kJ / mol]

이상에 기초하여 예 A-2에 관한 고체 연료의 SCI를 산출한 결과, SCI=1.3이었다. 또한, 바이오매스 고체 연료 A는 성상이 석탄에 근접하고 있는 점에서, O2 흡착열은 석탄에 대한 흡착열과 동일한 것을 사용하였다.Based on the above, the SCI of the solid fuel relating to Example A-2 was calculated and found to be SCI = 1.3. In addition, since biomass solid fuel A is close to coal, The heat of adsorption was the same as the adsorption heat for coal.

예 A-2에 있어서의 SCI의 산출과 동일한 방법을 사용하여, 예 A-1 내지 A-3, A-6 및 분화 시험(표 2, 도 3 참조) 후의 예 A-2에 대해서도 SCI를 산출하였다. 산출 결과를 도 11에 나타낸다. 비교를 위해, 도 11에서는 표 4의 역청탄 SCI에 대해서도 나타낸다. 또한, 도 11의 횡축은 도착 기준의 수분이며, 도 11의 역청탄 SCI는 표 4에 나타내는 역청탄에 수분을 가하여 각각 상이한 수분을 갖는 4종의 샘플을 준비하고, 이 4종의 샘플에 대해서 SCI를 산출한 것이다.The same method as in the calculation of the SCI in Example A-2 was used to calculate the SCI for Examples A-1 to A-3, A-6 and Example A-2 after the differentiation test (Table 2, Respectively. The calculation results are shown in Fig. For comparison, FIG. 11 also shows the bitumen SCI of Table 4. The horizontal axis in Fig. 11 is the moisture content of the arrival criterion. In the bituminous coal SCI shown in Fig. 11, four kinds of samples having different moisture contents were added to the bituminous coal shown in Table 4, and SCI Respectively.

식 (1)에 나타내는 바와 같이, SCI의 값이 낮을수록 자연 발열성도 낮다고 할 수 있기 때문에, 예 A-1 내지 A-3, A-6, 및 분화 시험 후의 예 A-2(표 2 및 도 3 참조)와 역청탄을 비교한 경우, 수분량이 동일한 정도라면, 본 발명 바이오매스 고체 연료(PBT)는 모두 역청탄보다도 SCI(자연 발열성)가 낮아져, 고수분의 역청탄과 동일한 정도의 SCI(자연 발열성)가 되었다. 이에 의해 바이오매스 고체 연료 A(PBT)는, 취급시에 발화 우려가 저감된 양호한 연료라고 할 수 있다.Examples A-1 to A-3, A-6, and Example A-2 after the differentiation test (Table 2 and Table 4) after the differentiation test show that the lower the SCI value is, the lower the natural exothermicity. 3) and bituminous coal are compared, the biomass solid fuel (PBT) of the present invention has lower SCI (natural pyrogenicity) than that of bituminous coal, and the SCI ). As a result, the biomass solid fuel A (PBT) can be said to be a good fuel in which the possibility of ignition during handling is reduced.

Figure pct00004
Figure pct00004

[표면 사진] [Surface Photo]

도 12 내지 도 14는 예 A-2에 있어서의 수중 침지 전후의 고체 연료(PBT)의 단면 SEM 사진이다. 도 12는 침지 전, 도 13은 2초 침지 후, 도 14는 20초 침지 후이다. 동일하게 도 15 내지 도 17은 비교예 A(WP)에 있어서의 수중 침지 전후의 단면 SEM 사진이며, 도 15는 침지 전, 도 16은 2초 침지 후, 도 17은 20초 침지 후이다. 또한, 예 A-2, 비교예 A 모두, 침지 후의 단면은 2초 또는 20초 침지 후의 고체 연료를 절단한 단면의 것이다. 또한, 각 사진 아래에 배율 및 스케일을 나타낸다.Figs. 12 to 14 are SEM photographs of cross-sections of solid fuel (PBT) before and after immersion in water in Example A-2. Fig. 12 shows the state before immersion, Fig. 13 shows after two seconds of immersion, and Fig. 14 shows after 20 seconds of immersion. 15 to 17 are SEM photographs of cross-sections before and after immersion in water in Comparative Example A (WP). Fig. 15 shows the SEM images before immersion, Fig. 16 shows after 2 seconds of immersion, and Fig. 17 shows after 20 seconds of immersion. In both Example A-2 and Comparative Example A, the cross-section after immersion was a cross-section obtained by cutting the solid fuel after immersing for 2 seconds or 20 seconds. It also shows the scale and scale under each photo.

수중 침지 전후의 사진을 비교하면, 비교예 A(도 15 내지 도 17)에서는 수중 침지 후에 세공이 확대되어 있다. 이것은 상술한 바와 같이 비교예 A(WP)가 분쇄된 바이오매스의 성형체이기 때문에, 침수에 의해 바이오매스가 흡수하여 세공(바이오매스 분말끼리의 간극)이 확대된 것으로 추정된다. 따라서, 확대된 세공에 추가로 수분이 침입함으로써 분쇄된 바이오매스끼리가 이격되어, 고체 연료 자체가 붕괴되는 것으로 생각된다(도 4 참조). Comparing the photographs before and after immersion in water, in Comparative Example A (Figs. 15 to 17), the pores are enlarged after immersion in water. This is presumed to be due to the fact that the biomass is absorbed by immersion, and the pores (the gap between the biomass powders) are enlarged because Comparative Example A (WP) is a compact of biomass pulverized as described above. Therefore, it is considered that the pulverized biomass is separated by the intrusion of water into the enlarged pores, and the solid fuel itself collapses (see Fig. 4).

이에 반해 예 A-2(도 12 내지 도 14)의 고체 연료 표면은 수중 침지 후에도 세공이 그다지 확대되지 않아, 침지에 의한 변화가 적다. 예 A-2에서는 가열에 의해 바이오매스 분말끼리 고 가교가 발달되고, 소수성이 향상되어 흡수가 어려워지게 되어, 침지에 의한 변화가 적은 것으로 추정된다. 따라서, 침지 후에도 고 가교에 의한 분쇄된 바이오매스끼리의 접속 또는 접착이 유지되기 때문에, 비교예 A처럼 붕괴되는 경우가 적다. 따라서, 가열을 행한 예 A-1 내지 A-6(PBT)의 고체 연료에 있어서는, 도 4에서 나타낸 바와 같이, 빗물 등에 의한 붕괴가 억제되어 옥외 저장시의 취급성이 확보된 바이오매스 고체 연료가 얻어졌다.On the other hand, the solid fuel surface of Example A-2 (Figs. 12 to 14) does not significantly enlarge the pores even after immersing in water, and the change due to immersion is small. In Example A-2, high-crosslinking of the biomass powder was developed by heating, hydrophobicity was improved, absorption became difficult, and it was estimated that the change due to immersion was small. Therefore, even after the immersion, since the connection or adhesion between the pulverized biomass due to the high crosslinking is maintained, it is less likely to collapse as in Comparative Example A. Therefore, as shown in Fig. 4, in the solid fuel of Examples A-1 to A-6 (PBT) subjected to heating, collapse due to rainwater or the like was suppressed and a biomass solid fuel secured in handling properties during outdoor storage was obtained lost.

<예 B> <Example B>

예 B-1 내지 예 B-4(PBT)에 있어서는, 원료 바이오매스로서 유럽 적송을 사용한 것 이외에는, 예 A와 마찬가지로 하여 목표 온도(표 5에 기재된 가열 온도)까지 승온시켜 가열하였다. 가열 공정 후에 얻어진 바이오매스 고체 연료 B(예 B-1 내지 예 B-4)의 성상을 표 5 및 표 6에 나타낸다. 비교예 B(WP)에 대해서도 동일하게 나타내었다. 또한, 예 A와 마찬가지로, 예 B-1 내지 예 B-4, 비교예 B 모두 바인더는 사용하지 않았다. 수중 침지 후의 수분은 100시간 이상 침지 후의 것이기 때문에(예 B에서는 168시간), 실질적으로 고체 연료 B 내의 수분은 평형에 도달하고 있다고 간주한다. 바이오매스 고체 연료의 각 성상의 측정 방법은, 상기 예 A와 동일하다. 또한, 표 6에 기재된 볼 밀 분쇄성은, 하기와 같이 측정하였다.In Examples B-1 to B-4 (PBT), the temperature was raised to the target temperature (heating temperature described in Table 5) and heated in the same manner as in Example A, except that the European biomass was used as the raw material biomass. Table 5 and Table 6 show the properties of the biomass solid fuel B (Examples B-1 to B-4) obtained after the heating process. The same applies to Comparative Example B (WP). As in Example A, no binder was used in all of Examples B-1 to B-4 and Comparative Example B. Since the water after immersion in water is after immersion for 100 hours or more (Example B: 168 hours), it is considered that water in the solid fuel B substantially reaches equilibrium. The measurement method of each property of the biomass solid fuel is the same as that of the above Example A. The ball millability shown in Table 6 was measured as follows.

[볼 밀 분쇄성] [Ball millability]

각 바이오매스 고체 연료 B의 분쇄 시간을 20분으로 하고, 20분 후의 150㎛ 체하의 중량비를 분쇄 포인트로 하였다. 또한, 볼 밀은 JIS M4002에 준거한 것을 사용하고, 내경 305mm×축 방향 길이 305mm의 원통 용기에 JIS B1501에 규정된 보급 볼 베어링(Φ36.5mm×43개, Φ30.2mm×67개, Φ24.4mm×10개, Φ19.1mm×71개, Φ15.9mm×94개)을 넣어 70rpm의 속도로 회전시켜 측정하였다. 수치가 높은 쪽이 분쇄성이 향상되어 있는 것을 나타낸다. 가열 온도의 상승에 수반하여 분쇄 포인트는 상승하는 것을 확인하였다.The pulverization time of each biomass solid fuel B was set at 20 minutes, and the weight ratio of 150 mu m after 20 minutes was regarded as the pulverization point. In addition, a ball mill was used in accordance with JIS M4002, and a cylindrical container having an inner diameter of 305 mm and an axial length of 305 mm was loaded with the supplied ball bearings (Φ36.5 mm × 43, Φ30.2 mm × 67, Φ24. 4 mm x 10,? 19.1 mm x 71,? 15.9 mm x 94) were placed and rotated at a speed of 70 rpm. The higher the value, the better the crushability. It was confirmed that the grinding point rises with an increase in the heating temperature.

비교예 B는 수중 침지 후 즉시 붕괴되었다. 이에 반해 예 B-1, 예 B-3 및B-4에 대해서는, 모두 수중 침지 후(168시간)에도 바이오매스 분말끼리의 접속 또는 접착이 유지되어, 붕괴되는 경우가 없었다. 이에 의해 침지 후에도 고체 형상이 유지되었기 때문에 수분 측정이 가능하여, 내수성의 발현을 확인할 수 있었다. 또한, 비교예 B와 비교해서 분쇄성이 향상되고, COD도 저감되었다. 내수성(침지 후 수분)의 관점에서 예 B-3이 특히 우수하고, 수율의 관점에서 예 B-2, 예 B-3의 바이오매스 고체 연료가 특히 우수한 물성을 나타내고 있다. Comparative Example B collapsed immediately after immersion in water. On the other hand, with respect to Examples B-1, B-3 and B-4, the connection or adhesion of the biomass powders was maintained even after immersion in water (168 hours), and no collapse was observed. As a result, the solid shape was maintained even after the immersion, so moisture measurement was possible and the water resistance was able to be confirmed. In comparison with Comparative Example B, the pulverizability was improved and the COD was also reduced. Example B-3 is particularly excellent in view of water resistance (immersion water), and the biomass solid fuel of Examples B-2 and B-3 exhibits particularly excellent physical properties in terms of yield.

또한, 예 B-2에 대해서도, 고 가교의 발달에 기초하여 우수한 내수성 및 분쇄성을 가지고, 또한 COD가 저감된 연료인 것으로 추정된다.It is also presumed that Example B-2 is a fuel having excellent water resistance and crushability based on the development of high-crosslinking, and also having reduced COD.

<예 C> <Example C>

원료 바이오매스로서, 아몬드 고목을 사용한 것 이외에는, 예 A와 동일하게 하여 목표 온도(표 5에 기재된 가열 온도)까지 승온시켜 가열하였다(예 C-1 내지 예 C-4: PBT). 볼 밀 분쇄성에 대해서는 상기 예 B와 동일한 방법으로 측정하였다. 가열 공정 후에 얻어진 바이오매스 고체 연료 C의 성상을 표 5 및 표 6에 나타낸다. 예 B와 마찬가지로, 수중 침지 후의 수분은 100시간 이상의 침지 후(예 C에서는 168시간)이기 때문에 평형인 것으로 간주한다. 비교예 C(WP)에 대해서도 동일하게 나타냈다. 또한, 예 C-1 내지 예 C-4, 비교예 C 모두 바인더는 사용하지 않았다.(Example C-1 to Example C-4: PBT) by heating to the target temperature (heating temperature described in Table 5) in the same manner as in Example A except that almond seeds were used as raw material biomass. The ball mill grindability was measured in the same manner as in Example B above. The properties of the biomass solid fuel C obtained after the heating process are shown in Tables 5 and 6. As in Example B, water after immersion in water is regarded as equilibrium because it is after immersion for 100 hours or more (168 hours in Example C). Comparative Example C (WP) was also shown in the same manner. Further, no binders were used in all of Examples C-1 to C-4 and Comparative Example C.

비교예 C는 수중 침지 후 즉시 붕괴되었다. 이에 반해 예 C-1 내지 예 C-4는 모두 수중 침지 후에도 바이오매스 분말끼리의 접속 또는 접착이 유지되어, 붕괴되는 경우가 없고, 내수성이 향상되었다. 또한, 분쇄성의 향상 및 COD의 저감 등이 나타났다. COD 및 내수성(침지 후 수분)의 관점에서는 예 C-2, 예 C-3, 예 C-4가 우수하고, 열 수율의 관점에서는 예 C-1, 예 C-2, 예 C-3이 우수하다. 또한, 예 C-1의 HGI는 비교예 C와 비교해서 저하되어 있지만, 이것은 원료의 변동이나 측정 오차에 의한 것으로 생각되고, 적어도 비교예 C와 동등 이상의 HGI인 것으로 추정된다.Comparative Example C collapsed immediately after immersion in water. On the contrary, in Examples C-1 to C-4, the connection or bonding of the biomass powders was maintained even after submerged in water, and there was no collapse, and the water resistance was improved. In addition, improvement in crushability and reduction in COD were observed. Example C-2, Example C-3 and Example C-4 are superior in terms of COD and water resistance (water immersion), and Example C-1, Example C-2 and Example C-3 are superior in terms of heat yield Do. The HGI of Example C-1 is lower than that of Comparative Example C, but this is considered to be due to the fluctuation of the raw materials and the measurement error, and it is estimated that the HGI is at least equal to or higher than that of Comparative Example C.

<예 D> <Example D>

원료 바이오매스로서, (30wt% 아몬드 껍질+70wt% 아몬드 고목)을 사용한 것 이외에는, 예 A와 동일하게 하여 목표 온도(표 5에 기재된 가열 온도)까지 승온시켜 가열하였다(예 D-1 내지 예 D-4: PBT). 볼 밀 분쇄성에 대해서는 상기 예 B와 동일한 방법으로 측정하였다. 가열 공정 후에 얻어진 바이오매스 고체 연료 D의 성상을 표 5 및 표 6에 나타낸다. 수중 침지 후의 수분은 100시간 이상의 침지 후(예 D에서는 168시간)이고, 평형인 것으로 간주한다. 또한, 비교예 D(WP)에 대해서도 동일하게 나타냈다. 또한, 예 D-1 내지 예 D-4, 비교예 D 모두 바인더는 사용하지 않았다.(Example D-1 to Example D) were heated to the target temperature (heating temperature described in Table 5) in the same manner as in Example A except that the raw material biomass was used (30 wt% of almond husk + 70 wt% -4: PBT). The ball mill grindability was measured in the same manner as in Example B above. The properties of the biomass solid fuel D obtained after the heating process are shown in Tables 5 and 6. &lt; tb &gt; &lt; TABLE &gt; Moisture after immersion in water is considered to be equilibrium after immersion for 100 hours or more (168 hours in Example D). The same was also true for Comparative Example D (WP). Further, no binders were used in all of Examples D-1 to D-4 and Comparative Example D.

비교예 D는 수중 침지 후 즉시 붕괴되었다. 이에 반해 예 D-1 내지 예 D-4는 모두 수중 침지 후라도 바이오매스 분말끼리의 접속 또는 접착이 유지되기 때문에 붕괴되는 경우가 없고, 내수성이 향상되었다. 또한, 분쇄성의 향상 및 COD의 저감 등이 나타났다. COD의 관점에서는 예 D-2, 예 D-3, 예 D-4가 우수하고, 열 수율의 관점에서는 예 D-1, 예 D-2, 예 D-3이 특히 우수한 물성을 나타내었다. Comparative Example D immediately collapsed after immersion in water. On the other hand, all of the examples D-1 to D-4 did not collapse because the connection or adhesion between the biomass powders was maintained even after soaking in water, and the water resistance was improved. In addition, improvement in crushability and reduction in COD were observed. Example D-2, Example D-3 and Example D-4 were excellent from the viewpoint of COD and Example D-1, Example D-2 and Example D-3 showed particularly excellent properties from the viewpoint of heat yield.

<예 E> <Example E>

원료 바이오매스로서 아카시아 목질부를 사용하고, 바이오매스를 태블릿 형상으로 성형하고, 가열 장치로서 φ70mm의 관상로를 사용한 것 이외에는, 예 A와 동일하게 하여 목표 온도(표 5에 기재된 가열 온도)까지 승온시켜 가열하였다(예 E-1 내지 예 E-3: PBT). 가열 공정 후에 얻어진 바이오매스 고체 연료 E의 성상을 표 5 및 표 6에 나타낸다. 수중 침지 후의 수분은 100시간 이상의 침지 후(예 E에서는 168시간)이며, 평형인 것으로 간주한다. 또한, 비교예 E(WP)에 대해서도 동일하게 나타냈다. 또한, 예 E-1 내지 예 E-3, 비교예 E 모두 바인더는 사용하지 않았다. 예 E에 있어서 pH의 측정은, 고체 연료를 고액비 1:13으로 침지시켜 측정하였다. 여기서, 표 6에 있어서의 비교예 E의 침지 시간은 pH를 측정한 시간, 즉 비교예 E를 침지시켜 96시간 경과 후의 pH를 측정한 것을 나타낸다.The temperature was raised to the target temperature (the heating temperature described in Table 5) in the same manner as in Example A, except that the acacia wood part was used as raw material biomass, the biomass was molded into a tablet shape, and a tubular furnace with a diameter of 70 mm was used as a heating device (Examples E-1 to E-3: PBT). The properties of the biomass solid fuel E obtained after the heating process are shown in Tables 5 and 6. The water after immersion in water is regarded as equilibrium after immersion for 100 hours or more (168 hours in Example E). The same was also true for Comparative Example E (WP). Further, no binders were used in all of Examples E-1 to E-3 and Comparative Example E. The measurement of the pH in Example E was carried out by immersing the solid fuel at a liquid ratio of 1:13. Herein, the immersion time of Comparative Example E in Table 6 indicates the measurement time of the pH, that is, the pH after immersing the Comparative Example E for 96 hours.

비교예 E는 수중 침지 후 즉시 붕괴되었지만, 예 E-1 내지 예 E-3은 바이오매스 분말끼리의 접속 또는 접착이 유지되어 붕괴되지 않으며 내수성을 나타내었다. 내수성(수중 침지 후 수분)의 관점에서는 예 E-2, 예 E-3이 우수하고, 열 수율의 관점에서는 예 E-1, 예 E-2가 우수하다. 또한, 예 E에 있어서는 240 내지 270℃에서 가열한 PBT에 대해서도 상술한 고 가교가 형성되어 있다고 추정되고, 내수성, COD, 분쇄성 등이 우수하다고 생각된다. 또한, 예 E-1의 열 수율이 100%를 초과하고 있지만, 원료의 변동이나 측정 오차에 의한 것이다. Comparative Example E immediately collapsed after immersion in water, but Examples E-1 to E-3 showed water resistance without collapsing due to the connection or adhesion between the biomass powders. Example E-2 and Example E-3 are superior from the viewpoint of water resistance (water after immersion in water), and Example E-1 and Example E-2 are superior from the viewpoint of heat yield. In Example E, it is presumed that the above-mentioned high-crosslinking is also formed in PBT heated at 240 to 270 ° C, and it is considered to be excellent in water resistance, COD, grindability and the like. In addition, the heat yield of Example E-1 exceeds 100%, but it is due to variations in raw materials and measurement errors.

<예 F> <Example F>

원료 바이오매스로서 아카시아 나무껍질을 사용한 것 이외에는, 예 E와 동일하게 하여 목표 온도(표 5에 기재된 가열 온도)까지 승온시켜 가열하였다(예 F-1 내지 예 F-4: PBT). 가열 공정 후에 얻어진 바이오매스 고체 연료 F의 성상을 표 5 및 표 6에 나타낸다. 수중 침지 후의 수분은 100시간 이상의 침지 후(예 F에서는 168시간 이상)이며, 평형인 것으로 간주한다. 또한, 비교예 F(WP)에 대해서도 동일하게 나타냈다. 또한, 예 F-1 내지 예 F-4, 비교예 F 모두 바인더는 사용하지 않았다. 예 F에 있어서 pH의 측정은, 고체 연료를 고액비 1:13으로 침지시켜 측정하였다. 여기서, 표 6에 있어서의 비교예 F의 침지 시간은 pH를 측정한 시간, 즉 비교예 F를 침지시켜 96시간 경과 후의 pH를 측정한 것을 나타낸다.(Example F-1 to Example F-4: PBT) were heated to the target temperature (heating temperature described in Table 5) and heated in the same manner as in Example E except that an acacia bark was used as the raw material biomass. The properties of the biomass solid fuel F obtained after the heating process are shown in Tables 5 and 6. The water after immersion in water is regarded as equilibrium after immersion for 100 hours or more (in the case of Example F, 168 hours or more). The same was also true for Comparative Example F (WP). Further, no binders were used in all of Examples F-1 to F-4 and Comparative Example F. The measurement of the pH in Example F was carried out by immersing the solid fuel at a liquid ratio of 1:13. Herein, the immersion time of Comparative Example F in Table 6 indicates the measurement time of the pH, that is, the pH after immersing the Comparative Example F for 96 hours.

비교예 F는 수중 침지 후 1시간만에 붕괴되었지만, 예 F-1 내지 예 F-4는 바이오매스 분말끼리의 접속 또는 접착이 유지되어 붕괴되지 않으며 내수성을 나타내었다. COD 및 내수성(수중 침지 후 수분)의 관점에서는 예 F-2, 예 F-3, 예 F-4가 우수하고, 열 수율의 관점에서는 예 F-1, 예 F-2, 예 F-3이 우수하다. Comparative Example F disintegrated within one hour after immersion in water, but Examples F-1 to F-4 showed water resistance without collapsing due to the connection or adhesion between biomass powders. Example F-2, Example F-3 and Example F-4 were superior in view of COD and water resistance (water immersion after immersion in water), and Example F-1, Example F-2 and Example F- great.

<예 G> <Example G>

원료 바이오매스로서 (70wt% 아몬드 껍질+30wt% 호두 껍질)를 사용하고, 가열 장치로서 φ70mm의 관상로를 사용한 것 이외에는, 예 A와 동일하게 하여 목표 온도(표 5에 기재된 가열 온도)까지 승온시켜 가열하였다(예 G-1 내지 예 G-4: PBT). 가열 공정 후에 얻어진 바이오매스 고체 연료 G의 성상을 표 5 및 표 6에 나타낸다. 수중 침지 후의 수분은 100시간 이상의 침지 후(예 G에서는 144시간 이상)이며, 평형인 것으로 간주한다. 비교예 G(WP)에 대해서도 동일하게 나타냈다. 또한, 예 G-1 내지 예 G-4, 비교예 G 모두 바인더는 사용하지 않았다.(The heating temperature described in Table 5) was used in the same manner as in Example A, except that a raw material biomass (70 wt% almond shell + 30 wt% walnut shell) was used and a tubular furnace with a diameter of 70 mm was used as a heating apparatus (Examples G-1 to G-4: PBT). The properties of the biomass solid fuel G obtained after the heating process are shown in Tables 5 and 6. Moisture after immersion in water is regarded as equilibrium after immersion for 100 hours or more (144 hours or more in Example G). Comparative Example G (WP) was also shown in the same manner. In addition, no binders were used in all of Examples G-1 to G-4 and Comparative Example G. [

비교예 G는 수중 침지 후 즉시 붕괴되었지만, 예 G-1 내지 예 G-4는 바이오매스 분말끼리의 접속 또는 접착이 유지되어 붕괴되지 않으며 내수성을 나타내었다. COD 및 내수성(수중 침지 후 수분)의 관점에서는 예 G-2, 예 G-3, 예 G-4가 우수하고, 열 수율의 관점에서는 예 G-1, 예 G-2, 예 G-3이 우수하다. 또한, 예 G-2의 열 수율이 100%를 초과하고 있지만, 원료의 변동이나 측정 오차에 의한 것이다.Comparative Example G collapsed immediately after immersion in water, but Examples G-1 to G-4 showed water resistance without collapsing due to the connection or adhesion between the biomass powders. Example G-2, Example G-3 and Example G-4 are superior from the viewpoint of COD and water resistance (water after immersion in water), and Example G-1, Example G- great. In addition, the heat yield of Example G-2 exceeds 100%, but it is due to variation of raw materials and measurement error.

<예 H> <Example H>

원료 바이오매스로서 사고 야자를 사용한 것 이외에는, 예 A와 동일하게 하여 목표 온도(표 5에 기재된 가열 온도)까지 승온시켜 가열하였다(예 H-1 내지 예 H-4: PBT). 볼 밀 분쇄성에 대해서는 상기 예 B와 동일한 방법으로 측정하였다. 가열 공정 후에 얻어진 바이오매스 고체 연료 H의 성상을 표 5 및 표 6에 나타낸다. 수중 침지 후의 수분은 100시간 이상의 침지 후(예 H에서는 168시간)이며, 평형인 것으로 간주한다. 비교예 H(WP)에 대해서도 동일하게 나타냈다. 또한, 예 H-1 내지 예 H-4, 비교예 H 모두 바인더는 사용하지 않았다. 표 6에 있어서의 비교예 H의 침지 시간은 pH를 측정한 시간, 즉 비교예 H를 침지시켜 24시간 경과 후의 pH를 측정한 것을 나타낸다.(Example H-1 to Example H-4: PBT) were heated to the target temperature (heating temperature described in Table 5) and heated in the same manner as in Example A except that the accidental coconut was used as the raw material biomass. The ball mill grindability was measured in the same manner as in Example B above. The properties of the biomass solid fuel H obtained after the heating process are shown in Tables 5 and 6. The water content after immersion in water is considered to be equilibrium after immersion for 100 hours or more (168 hours in Example H). Comparative Example H (WP) was also shown in the same manner. Further, all of the binders of Examples H-1 to H-4 and Comparative Example H were not used. The immersion time of Comparative Example H in Table 6 indicates that the pH was measured, that is, the pH after 24 hours after immersion in Comparative Example H was measured.

비교예 H는 수중 침지 후 3시간만에 붕괴되었지만, 예 H-1 내지 예 H-4는 바이오매스 분말끼리의 접속 또는 접착이 유지되어 붕괴되지 않으며 내수성을 나타내었다. COD, pH(약간 낮음) 및 내수성(수중 침지 후 수분)의 관점에서는 예 H-2, 예 H-3, 예 H-4가 우수하고, 열 수율의 관점에서는 예 H-1, 예 H-2, 예 H-3이 우수하다.Comparative Example H collapsed within 3 hours after soaking in water, but Examples H-1 to Example H-4 showed water resistance without collapsing due to the connection or adhesion between the biomass powders. Example H-2, Example H-3 and Example H-4 were excellent in view of COD, pH (slightly low) and water resistance (water after immersion in water) , Example H-3 is excellent.

<예 I> <Example I>

원료 바이오매스로서 EFB(팜유 가공 잔사의 공과방)를 사용한 것 이외에는, 예 A와 동일하게 하여 목표 온도(표 5에 기재된 가열 온도)까지 승온시켜 가열하였다(예 I-1 내지 예 I-4: PBT). 가열 공정 후에 얻어진 바이오매스 고체 연료 I의 성상을 표 5 및 표 6에 나타낸다. 수중 침지 후의 수분은 100시간 이상의 침지 후(예 I에서는 168시간)이며, 평형인 것으로 간주한다. 비교예 I(WP)에 대해서도 동일하게 나타냈다. 또한, 예 I-1 내지 예 I-4, 비교예 I 모두 바인더는 사용하지 않았다.(Example I-1 to Example I-4) were heated to the target temperature (heating temperature described in Table 5) in the same manner as in Example A except that EFB (chambers of processed palm oil residue) was used as raw material biomass. PBT). The properties of the biomass solid fuel I obtained after the heating process are shown in Tables 5 and 6. The water after immersion in water is regarded as equilibrium after immersion for 100 hours or more (168 hours in Example I). The same was applied to Comparative Example I (WP). In addition, no binders were used in all of Examples I-1 to I-4 and Comparative Example I.

또한, 270℃에서 가열한 예 I-3, 300℃에서 가열한 예 I-4에 관한 수중 침지 전후의 기계적 내구성에 대해서는, 이하의 방법에 의해 측정하였다. 시료 50 g을 1,000cc의 폴리프로필렌제 용기에 충전시키고, MISUGI제 마제마제만 SKH-15DT로 60rpm으로 30분(총 1,800회전) 회전시킨다. 회전 후의 샘플을 둥근 구멍 직경3.15mm 체로 체분류하고, 하기 식:The mechanical durability before and after immersion in water of Example I-3 heated at 270 占 폚 and Example I-4 heated at 300 占 폚 was measured by the following method. 50 g of the sample is charged into a 1,000-cc polypropylene container and rotated at 60 rpm for 30 minutes (total 1,800 revolutions) with MISUGI manufactured by Mazu Mazeman SKH-15DT. The sample after the rotation was sieved into a sieve having a pore size of 3.15 mm,

DU=(m1/m0)×100DU = (m1 / m0) x100

에 의해 기계적 내구성(DU)을 산출하였다. 식 중, m0은 회전 처리 전의 시료 중량, m1은 회전 처리 후의 체상 시료 중량이다.To calculate the mechanical durability (DU). M0 is the weight of the sample before the rotation treatment, and m1 is the weight of the sample after the rotation treatment.

비교예 I는 수중 침지 후 즉시 붕괴되었지만, 예 I-1 내지 예 I-4는 바이오매스 분말끼리의 접속 또는 접착이 유지되어 붕괴되지 않으며 내수성을 나타내었다. COD 및 내수성(수중 침지 후 수분)의 관점에서는 예 I-2, 예 I-3, 예 I-4가 우수하고, 열 수율의 관점에서는 예 I-1, 예 I-2, 예 I-3이 우수하다. Comparative Example I immediately disintegrated after immersion in water, but Examples I-1 to I-4 showed water resistance without collapsing due to the connection or adhesion between the biomass powders. Example I-2, Example I-3 and Example I-4 are superior from the viewpoints of COD and water resistance (water after immersion in water), and Examples I-1, I-2 and I- great.

<예 J> <Example J>

원료 바이오매스로서 메란티를 사용한 것 이외에는, 예 A와 동일하게 하여 목표 온도(표 5에 기재된 가열 온도)까지 승온시켜 가열하였다(예 J-1, 예 J-2: PBT). 가열 공정 후에 얻어진 바이오매스 고체 연료 J의 성상을 표 5 및 표 6에 나타낸다. 수중 침지 후의 수분은 100시간 이상의 침지 후(예 J에서는 168시간)이며, 평형인 것으로 간주한다. 비교예 J(WP)에 대해서도 동일하게 나타냈다. 또한, 예 J-1, 예 J-2 및 비교예 J 모두 바인더는 사용하지 않았다.(Example J-1, Example J-2: PBT) was heated to the target temperature (heating temperature described in Table 5) in the same manner as in Example A except that methanol was used as the raw material biomass. Table 5 and Table 6 show the properties of the biomass solid fuel J obtained after the heating process. Moisture after immersion in water is regarded as equilibrium after immersion for 100 hours or more (168 hours in Example J). Comparative Example J (WP) was also shown in the same manner. In addition, no binder was used in all of Examples J-1, J-2, and J.

비교예 J는 수중 침지 후 즉시 붕괴되었지만, 예 J-1, 예 J-2는 바이오매스 분말끼리의 접속 또는 접착이 유지되어 붕괴되지 않으며 내수성을 나타내었다. COD에 대해서도 우수한 결과가 나타났다. Comparative Example J immediately disintegrated after immersion in water, but in Example J-1 and Example J-2, the connection or adhesion between the biomass powders was maintained without collapsing, showing water resistance. Good results were also obtained for COD.

<예 K> <Example K>

원료 바이오매스로서 고무 나무를 사용하고, 가열 장치로서 φ70mm의 관상로를 사용한 것 이외에는, 예 A와 동일하게 하여 목표 온도(표 5에 기재된 가열 온도)까지 승온시켜 가열하였다(예 K-1). 가열 공정 후에 얻어진 바이오매스 고체 연료 K의 성상을 표 5에 나타낸다. 비교예 K(WP)에 대해서도 동일하게 나타냈다. 모두 바인더는 사용하지 않았다.(Example K-1) was heated to the target temperature (heating temperature described in Table 5) in the same manner as in Example A, except that a rubber tree was used as the raw material biomass and a tubular furnace with a diameter of 70 mm was used as the heating apparatus. Table 5 shows properties of the biomass solid fuel K obtained after the heating process. The same applies to the comparative example K (WP). All of the binders were not used.

비교예 K에 대해서도, 다른 예와 동일하게 수중 침지에 의해 붕괴되는 것이 예상된다. 한편, 예 K-1에 대해서는, 상기 고 가교의 형성에 의해 수중 침지에 의해도 붕괴되지 않고, 내수성, 분쇄성의 향상 및 COD의 저감 등이 예상된다. 예 K-1은 270℃에서 가열하고 있지만, 상기한 바와 동일하게 230 내지 270℃의 가열 온도에 대해서도 동일한 효과가 추정된다.It is expected that Comparative Example K will also be collapsed by immersion in water in the same manner as the other examples. On the other hand, with respect to Example K-1, improvement in water resistance, grindability and reduction of COD is expected without causing collapse by underwater immersion due to the formation of the high-crosslinking. Example K-1 is heated at 270 DEG C, but the same effect is estimated for the heating temperature of 230 to 270 DEG C as described above.

Figure pct00005
Figure pct00005

Figure pct00006
Figure pct00006

<흡수 분포> <Absorption distribution>

PAT와 PBT의 내수성을 비교하기 위해서, 이들 바이오매스 고체 연료에 대해서, 식염수를 사용하여 흡수 후의 나트륨의 분포를 조사하였다. PAT의 시료로서는, 원료 유럽 적송을 250℃에서 가열한 후 직경 6mm의 펠릿으로 성형한 고체 연료를 사용하였다. PBT의 시료로서는, 원료 유럽 적송을 직경 6mm의 펠릿으로 성형한 후 250℃에서 가열한 고체 연료(고체 연료 B)를 사용하였다. PBT와 PAT를 0.9wt%의 생리 식염수에 5일간 침지시켰다. 그 결과, 펠릿 외관은 도 24에 나타낸 대로, PBT는 펠릿 형상을 유지하였지만(도 24의 좌측), PAT는 크게 붕괴되었다(도 24의 우측). 또한, PAT 및 PBT를, 각각, 생리 식염수에 침지시키기 전과 0.9wt%의 생리 식염수에 5일간 침지 후에 대해서, 그 단면을 EPMA(Electron Probe MicroAnalyser) 분석에 의해 Na 분포를 비교하였다. Na 분포는, PBT는 펠릿 표면에 머무르고, 내부로 침투되지 않는 데 반해, PAT에서는 내부까지 넓게 분포되어 있었다(도 25 참조). 이것은 PBT 쪽이 PAT보다 생리 식염수의 침입이 적은 것을 의미한다. 이 결과로부터도, PBT는 인접하는 바이오매스 분말끼리의 간극을 추출 성분의 열분해물이 고 가교하여, 소수성이 되었기 때문에 물의 침입을 방지하고 있는 것에 반해, PAT에서는 바이오매스 분말끼리의 간극에 물이 침입할 수 있기 때문에 물이 펠릿 내부에까지 침투하여, 바이오매스 분말끼리의 간극을 넓힌 결과, 붕괴에 이르렀다고 추정된다.In order to compare the water resistance of PAT and PBT, the distribution of sodium after absorption was examined for these biomass solid fuels using saline. As a sample of PAT, a solid fuel made by molding pellets having a diameter of 6 mm after heated at 250 ° C was used as a raw material European shipment. As a sample of the PBT, a solid fuel (solid fuel B) heated at 250 ° C was used after forming the pellet of 6 mm in diameter into the raw material European shipment. PBT and PAT were immersed in 0.9wt% physiological saline solution for 5 days. As a result, as shown in Fig. 24, the pellets maintained the pellet shape (left side in Fig. 24), but the PAT was largely collapsed (right side in Fig. 24). PAT and PBT were compared before and after immersion in physiological saline solution and physiological saline solution of 0.9 wt% for 5 days, respectively, and their cross sections were analyzed by EPMA (Electron Probe MicroAnalyser) analysis. In the Na distribution, PBT remained on the pellet surface and was not penetrated into the inside, whereas PAT was distributed widely to the inside (see FIG. 25). This means that PBT has less invasion of saline than PAT. From these results, it was found that the PBT prevents the intrusion of water because the pyrolysis product of the extracted component bridged the gap between the adjacent biomass powders to become hydrophobic, while the PAT prevents water from entering the gap between the biomass powders It is presumed that the water has penetrated into the pellet, and the gap between the biomass powders has widened, resulting in collapse.

[수중 침지 전후의 팽창률] [Expansion rate before and after immersion in water]

예 A-1, A-3의 고체 연료에 대해서 수중 침지 전후의 펠릿 길이를 측정하였다. 펠릿 길이에 대해서는, 침지 전의 펠릿을 10개 선택하고, 전자 노기스(미쯔토요제: CD-15CX, 반복 정밀도는 0.01mm이며 소수점 둘째 자리 부분을 반올림함)에 의해 측정함과 동시에, 동일한 펠릿을 72시간 수중 침지시킨 후, 다시 전자 노기스에 의해 길이를 측정하였다. 또한, 침지 전후 언제라도 펠릿 말단이 비스듬한 경우에는 가장 선단 부분까지를 길이로서 계측하였다. 계측 결과를 표 7에 나타낸다. 표 7에 나타내는 대로, 예 A-1의 펠릿 길이는 평균 4.6%, 예 A-3은 평균 0.2% 증가하였다.For the solid fuel of Examples A-1 and A-3, the pellet length before and after immersion in water was measured. With regard to the pellet length, 10 pellets before immersion were selected and measured by electronic nog- nose (CD-15CX manufactured by Mitutoyo Corporation, repetition accuracy: 0.01 mm, rounded off to the second decimal part) After immersing in water for a while, the length was again measured by electronic nose. When the tip of the pellet was inclined at any time before and after immersion, the length up to the tip of the pellet was measured as the length. The measurement results are shown in Table 7. As shown in Table 7, the pellet length of Example A-1 increased by an average of 4.6% and Example A-3 increased by 0.2% on average.

Figure pct00007
Figure pct00007

또한, 예 A-1 내지 예 A-6의 고체 연료에 대해서, 표 7의 측정과 동일한 전자 노기스 및 측정 방법에 의해 침지 전후의 펠릿 직경을 측정하였다. 측정 결과를 표 8에 나타낸다. 또한, 펠릿 직경의 측정값은, 각 예 A-1 내지 예 A-6에 있어서 무작위로 선택한 10개의 평균값이다.The pellet diameters of the solid fuel of Examples A-1 to A-6 before and after immersion were measured by the same electronic nose and measuring method as those in Table 7. The measurement results are shown in Table 8. Further, the measured values of the pellet diameters are 10 randomly selected values in each of Examples A-1 to A-6.

Figure pct00008
Figure pct00008

표 7, 표 8로부터, 가열 공정의 온도가 높아질수록 팽창률이 낮아지는 것으로 나타났다. 가열에 따른 고 가교 형성에 의해 팽창이 억제되는 것으로 추정된다. 표 7의 길이 팽창률보다 표 8의 직경 팽창률이 커졌지만, 이것은 표 7 쪽이 침지 시간이 긴 것, 또한 예 A가 펠릿이기 때문에 주로 직경 방향으로 압밀되어 있어, 그 때문에 팽창도 직경 방향으로 커지기 때문이라고 생각된다. 또한, 표 8에 있어서는 직경 팽창률이 최대인 예 A-1에 있어서도 10% 이하의 팽창률에 그쳤다. 예 A에 있어서는 직경 및 길이 팽창률이 10% 이하가 바람직하고, 7% 이하가 보다 바람직하다. 체적 팽창률은 133% 이하가 바람직하고, 123% 이하가 보다 바람직하다.From Table 7 and Table 8, it was found that the higher the temperature of the heating process, the lower the expansion rate. It is presumed that the expansion is suppressed by the formation of high crosslinking by heating. The diameter expansion rate in Table 8 was larger than the length expansion rate in Table 7, but this is because the immersion time is longer in Table 7 and the pellet is the case in Example A, so that the expansion is largely increased in the radial direction . In Table 8, even in the case of Example A-1 in which the diameter expansion rate was the maximum, the expansion ratio was 10% or less. In Example A, the diameter and length expansion rate are preferably 10% or less, and more preferably 7% or less. The volume expansion ratio is preferably 133% or less, more preferably 123% or less.

상기 표 7, 표 8에 있어서는 예 A의 팽창률을 나타냈지만, 표 6에 기초하여 예 B 내지 예 J의 팽창률을 산출한다. 예 A와 동일하게 하기 식 (2)를 사용하여 팽창률을 산출하였다. In Table 7 and Table 8, the expansion ratios of Example A are shown, but the expansion ratios of Examples B to J are calculated based on Table 6. The expansion ratio was calculated using the following formula (2) in the same manner as in Example A.

팽창률={(침지 후의 값-침지 전의 값)/침지 전의 값}×100 …(2) Expansion ratio = {(value after immersion - value before immersion) / value before immersion} x 100 ... (2)

예 B는 펠릿이며, 식 (2)에 기초하여 침지 전의 펠릿 직경(표 6에 있어서의 초기 치수)과 침지 후의 펠릿 직경(표 6에 있어서의 침지 후의 치수)을 사용하여 산출된 직경 팽창률은 15% 이하였다(이하 예 B 이후에도 직경 팽창률은 식 (2)를 사용함). 예 A와 마찬가지로 펠릿에 있어서는 길이 팽창률<직경 팽창률로 추정되기 때문에, 예 B에 있어서의 길이 팽창률도 최대 15% 이하라고 가정하여 체적 팽창률을 산출하면 152% 이하(침지 전의 체적 100%에 대한 침지 후의 체적. 이하 예 C이후도 동일함)이다. 예 B에 있어서는 직경 팽창률이 20% 이하가 바람직하고, 10% 이하가 보다 바람직하다. 체적 팽창률은 173% 이하가 바람직하고, 133% 이하가 보다 바람직하다.Example B is pellets and the diameter expansion rate calculated using the pellet diameter before immersion (initial dimension in Table 6) and the pellet diameter after immersion (after immersion in Table 6) based on the formula (2) is 15 % (Hereinafter, the diameter expansion rate is also used in the case of Example B and the following equations (2)). As in Example A, assuming that the length expansion rate in the pellet is assumed to be the < diameter expansion rate, the length expansion rate in Example B is also assumed to be not more than 15% at maximum. When the volume expansion rate is calculated, it is not more than 152% (after immersion for 100% Volume, the same is true for Example C and thereafter). In Example B, the diameter expansion rate is preferably 20% or less, more preferably 10% or less. The volume expansion ratio is preferably 173% or less, more preferably 133% or less.

예 C도 펠릿이며, 침지 전후의 직경 팽창률은 7.2% 이하, 길이 팽창률도 최대 7.2%라고 가정해서 체적 팽창률은 123% 이하이다(이하 펠릿의 예에 대해서도 동일하게 체적 팽창률을 산출함). 예 C에 있어서의 직경 팽창률은 13% 이하가 바람직하고, 7% 이하가 보다 바람직하다. 체적 팽창률은 144% 이하가 바람직하고, 123% 이하가 보다 바람직하다.Example C is also a pellet. The volume expansion rate is 123% or less on the assumption that the diameter expansion rate before and after immersion is 7.2% or less and the length expansion rate is 7.2%. (Hereinafter, the volume expansion rate is also calculated for pellet examples). The diameter expansion rate in Example C is preferably 13% or less, more preferably 7% or less. The volume expansion rate is preferably 144% or less, more preferably 123% or less.

예 D(펠릿)에 대해서는 침지 전후의 직경 팽창률은 8.8% 이하, 그것에 기초하는 체적 팽창률은 129% 이하이다. 예 D에 있어서의 직경 팽창률은 10% 이하가 바람직하고, 8% 이하가 보다 바람직하다. 체적 팽창률은 133% 이하가 바람직하고, 126% 이하가 보다 바람직하다.For example D (pellets), the diameter expansion rate before and after immersion is 8.8% or less, and the volume expansion rate based on it is 129% or less. The diameter expansion rate in Example D is preferably 10% or less, more preferably 8% or less. The volume expansion ratio is preferably 133% or less, and more preferably 126% or less.

예 E는 태블릿 형상이며, 직경(φ) 팽창률은 2.5% 이하, 높이(H) 팽창률은 40% 이하, 체적 팽창률은 147% 이하이다. 직경 팽창률은 5% 이하가 바람직하고, 2.3% 이하가 보다 바람직하다. 높이 팽창률은 50% 이하가 바람직하고, 20% 이하가 보다 바람직하다. 체적 팽창률은 165% 이하가 바람직하고, 126% 이하가 보다 바람직하다.Example E is a tablet shape, and has a diameter (?) Expansion rate of 2.5% or less, a height (H) expansion rate of 40% or less, and a volume expansion rate of 147% or less. The diameter expansion ratio is preferably 5% or less, more preferably 2.3% or less. The height expansion ratio is preferably 50% or less, more preferably 20% or less. The volume expansion ratio is preferably 165% or less, and more preferably 126% or less.

예 F(태블릿)에 대해서는 직경 팽창률이 4.0% 이하, 높이 팽창률은 15% 이하, 체적 팽창률이 124% 이하이다. 또한, 예 F-3의 침지 후 높이는 측정 오차 또는 개체 변동이라고 생각된다. 직경 팽창률은 5% 이하가 바람직하고, 3% 이하가 보다 바람직하다. 높이 팽창률은 40% 이하가 바람직하고, 10% 이하가 보다 바람직하다. 체적 팽창률은 154% 이하가 바람직하고, 117% 이하가 보다 바람직하다.For example F (tablet), the diameter expansion rate is 4.0% or less, the height expansion rate is 15% or less, and the volume expansion rate is 124% or less. The height after immersion in Example F-3 is considered to be a measurement error or an individual variation. The diameter expansion rate is preferably 5% or less, more preferably 3% or less. The height expansion ratio is preferably 40% or less, more preferably 10% or less. The volume expansion rate is preferably 154% or less, more preferably 117% or less.

예 G(펠릿)에 대해서는 침지 전후의 직경 팽창률은 8.8% 이하, 그것에 기초하는 체적 팽창률은 129% 이하이다. 직경 팽창률은 10% 이하가 바람직하고, 8% 이하가 보다 바람직하다. 체적 팽창률은 133% 이하가 바람직하고, 126% 이하가 보다 바람직하다.For example G (pellets), the diameter expansion rate before and after immersion is 8.8% or less, and the volume expansion rate based on it is 129% or less. The diameter expansion ratio is preferably 10% or less, more preferably 8% or less. The volume expansion ratio is preferably 133% or less, and more preferably 126% or less.

예 H(펠릿)에 대해서는 침지 전후의 직경 팽창률은 6.9% 이하, 그것에 기초하는 체적 팽창률은 122% 이하이다. 직경 팽창률은 10% 이하가 바람직하고, 7% 이하가 보다 바람직하다. 체적 팽창률은 133% 이하가 바람직하고, 123% 이하가 보다 바람직하다.For Example H (pellets), the diameter expansion rate before and after immersion is 6.9% or less, and the volume expansion rate based on it is 122% or less. The diameter expansion ratio is preferably 10% or less, more preferably 7% or less. The volume expansion ratio is preferably 133% or less, more preferably 123% or less.

예 I(펠릿)에 대해서는 침지 전후의 직경 팽창률은 4.1% 이하, 그것에 기초하는 체적 팽창률은 113% 이하이다. 직경 팽창률은 10% 이하가 바람직하고, 5% 이하가 보다 바람직하다. 체적 팽창률은 133% 이하가 바람직하고, 116% 이하가 보다 바람직하다.With respect to Example I (pellets), the diameter expansion rate before and after immersion is 4.1% or less, and the volume expansion rate based on this is 113% or less. The diameter expansion ratio is preferably 10% or less, more preferably 5% or less. The volume expansion rate is preferably 133% or less, more preferably 116% or less.

예 J(펠릿)에 대해서는 침지 전후의 직경 팽창률은 5.4% 이하, 그것에 기초하는 체적 팽창률은 117% 이하이다. 직경 팽창률은 20% 이하가 바람직하고, 10% 이하가 보다 바람직하다. 체적 팽창률은 173% 이하가 바람직하고, 133% 이하가 보다 바람직하다.For example J (pellets), the diameter expansion rate before and after immersion is 5.4% or less, and the volume expansion rate based on it is 117% or less. The diameter expansion ratio is preferably 20% or less, more preferably 10% or less. The volume expansion ratio is preferably 173% or less, more preferably 133% or less.

이상과 같이, 바이오매스를 원료로 하는 본 발명의 고체 연료(PBT)는, 침지 전후의 길이(직경, 높이를 포함함)는 모두 40% 이하의 팽창률인 것이 바람직하고, 체적 팽창률은 약 275% 이하인 것이 바람직하다. 직경, 길이의 팽창률이 30% 이하, 체적 팽창률은 약 220% 이하라면 한층 바람직하다. 직경, 길이의 팽창률이 20% 이하, 체적 팽창률은 약 173% 이하이면 보다 바람직하다. 직경, 길이의 팽창률이 10% 이하, 체적 팽창률은 약 133% 이하라면 더욱 바람직하다. 이렇게 수중 침지 후의 팽창률이 일정한 범위 내에 있음으로써, 바이오매스 고체 연료(PBT)는 침지에 의해서도 붕괴되지 않고, 내수성을 갖는 것으로 나타난다.As described above, the solid fuel (PBT) of the present invention using biomass as a raw material preferably has an expansion ratio of 40% or less in all lengths (including diameter and height) before and after immersion, and a volume expansion rate of about 275% Or less. It is more preferable that the expansion ratio of the diameter and the length is 30% or less and the volume expansion rate is about 220% or less. It is more preferable that the expansion ratio of the diameter and the length is 20% or less and the volume expansion rate is about 173% or less. It is more preferable that the expansion ratio of the diameter and the length is 10% or less and the volume expansion rate is about 133% or less. Since the rate of expansion after immersion in water is within a certain range, the biomass solid fuel (PBT) is not collapsed even by immersion and appears to have water resistance.

또한, 고무 나무, 아카시아, 메란티의 각 원료에 대하여 별도로 PBT를 제작하여 시험을 행하였다. 시험 결과를 하기 표 9, 표 10에 나타낸다. 이 표 9, 표 10의 시험 결과에 있어서는 고무 나무를 예 a, 아카시아를 예 b, 메란티를 예 c라고 기재한다.In addition, PBT was separately prepared for each of the raw materials of rubber wood, acacia, and melanchthy and tested. The test results are shown in Tables 9 and 10 below. In the test results shown in Tables 9 and 10, the rubber tree is denoted by "a", the acacia denoted by "b", and the denominator denoted by "c".

Figure pct00009
Figure pct00009

Figure pct00010
Figure pct00010

1 탄화로
2 진동 컨베이어
11 온도계
21 분급부(분급 수단)
22 냉각부(냉각 수단)
22a 살수부(살수 수단)
22b 평판
24 이격부
30 제어부(제어 수단)
100 연료 제조 공정
110 분쇄 공정
120 성형 공정
130 가열 공정
200 분급 공정
300 냉각 공정
402 시스템
403A 진동체 장치
403B 냉각 진동 컨베이어
421 분급부
421a 체
421b 배출부
422 냉각부
422a 살수부
422b 평판
1 carbide
2 Vibratory conveyor
11 Thermometers
21 minute payment (classifying means)
22 Cooling section (cooling means)
22a Sprinkler (sprinkler)
22b Reputation
24 spacing
30 Control unit (control means)
100 fuel manufacturing process
110 Crushing process
120 Molding process
130 Heating process
200 class process
300 cooling process
402 system
403A vibrating body device
403B Cooling vibration conveyor
421 minutes
421a body
421b discharge portion
422 Cooling section
422a sprinkler
422b plate

Claims (5)

바이오매스 성형체를 탄화하여 바이오매스 탄화물을 얻는 탄화로와,
상기 탄화로의 하류측에 설치되어, 상기 바이오매스 탄화물을 분급하는 분급 수단과,
상기 분급 수단의 하류측에 설치되어, 분급된 상기 바이오매스 탄화물을 냉각시키는 냉각 수단
을 구비하고,
상기 바이오매스 성형체는, 원료인 바이오매스를 분쇄한 후 성형하여 얻어진 성형체이며,
상기 냉각 수단은, 살수에 의해 상기 바이오매스 탄화물을 냉각시키는 것
를 특징으로 하는 바이오매스 탄화물의 냉각 장치.
A carbonization furnace for carbonizing the biomass formed body to obtain biomass carbide,
Classifying means provided on the downstream side of the carbonization furnace for classifying the biomass carbide,
A cooling means provided downstream of the classifying means for cooling the classified biomass carbide,
And,
The above-mentioned biomass molded article is a molded article obtained by pulverizing and then molding the raw material biomass,
The cooling means comprises cooling the biomass carbide by spraying
And cooling the biomass carbide.
제1항에 있어서,
상기 냉각 수단은, 진동하는 평판과, 이 평판 상에 살수하는 살수부를 가지고,
상기 평판은 금속판 또는 수지판이며, 진동에 의해 상기 바이오매스 탄화물을 반송하는 것
을 특징으로 하는 바이오매스 탄화물의 냉각 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the cooling means has a vibrating flat plate and a water spraying portion which sprinkles on the flat plate,
The flat plate is a metal plate or a resin plate, and transports the biomass carbide by vibration
And cooling the biomass carbide.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 탄화로 출구의 온도를 계측하는 온도계를 설치하고,
상기 온도계에 의해 계측된 온도가 소정값 이하로 된 경우, 상기 살수 수단을 정지하는 제어 수단을 설치한 것
을 특징으로 하는 바이오매스 탄화물의 냉각 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
A thermometer for measuring the temperature of the carbonitrogen outlet is provided,
And a control means for stopping the water spraying means when the temperature measured by the thermometer reaches a predetermined value or less
And cooling the biomass carbide.
제3항에 있어서,
상기 온도계는 상기 바이오매스 탄화물의 온도를 직접 계측 가능한 것
을 특징으로 하는 바이오매스 탄화물의 냉각 장치.
The method of claim 3,
The thermometer is capable of directly measuring the temperature of the biomass carbide
And cooling the biomass carbide.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분급 수단과 상기 냉각 수단을 이격시키는 이격부를 설치한 것
을 특징으로 하는 바이오매스 탄화물의 냉각 장치.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
A separating portion for separating the classifying means from the cooling means
And cooling the biomass carbide.
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