Способ превращения биомассы - RU2018146167A
Код документа: RU2018146167A
Формула
1. Способ получения композиции модифицированной биомассы с высокой теплотворной способностью, включающий стадии:
- обеспечения биомассы, такой как свежая биомасса, содержащей целлюлозу, лигнин и гемицеллюлозы;
- воздействия на биомассу стадии экстракции горячей водой при заданной температуре выше 100°С;
- продолжения экстракции горячей водой для удаления из биомассы по меньшей мере 50% по массе гемицеллюлоз и менее 10% по массе лигнина с получением экстрагированной биомассы;
- извлечения экстрагированной биомассы; и
- воздействия на теплую экстрагированную биомассу сушки путем прессования с получением биомассы с содержанием сухого вещества более 50% по массе.
2. Способ по п. 1, включающий сушку путем прессования биомассы, температура поверхности которой составляет более 30°С, в частности, по меньшей мере 40°С.
3. Способ по п. 1 или 2, включающий сушку путем прессования биомассы, которая между стадиями экстракции и сушки путем прессования не подвергалась охлаждению до температуры поверхности ниже 35°С, в частности, ниже 40°С.
4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что биомассу подвергают сушке путем прессования до обеспечения содержания сухого вещества, которое выше максимального содержания сухого вещества в свежей лигноцеллюлозной биомассе, высушенной путем прессования.
5. Способ по любому из пп. 1-4, включающий проведение стадии экстракции горячей водой путем удаления из биомассы по меньшей мере 60% по массе гемицеллюлоз с помощью экстракции горячей водой при максимальной температуре 160°С, предпочтительно при 135-160°С, и затем сушку полученной биомассы путем прессования.
6. Способ по любому из пп. 1-4, включающий проведение стадии экстракции горячей водой путем удаления из биомассы по меньшей мере 50% по массе, в частности, по меньшей мере 60% по массе гемицеллюлоз с помощью экстракции горячей водой.
7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что биомассу подвергают экстракции горячей водой при минимальной температуре выше 160°С, в частности, при температуре до 220°С.
8. Способ согласно любой из предыдущих стадий, включающий:
- проведение стадии экстракции горячей водой путем
удаления из биомассы по меньшей мере 60% по массе гемицеллюлоз
с помощью экстракции горячей водой; и
осаждения растворенного лигнина из экстракционного раствора обратно на экстрагированную биомассу; и
- сушку полученной биомассы путем прессования до обеспечения содержания сухого вещества по меньшей мере 60% по массе.
9. Способ по любому из пп. 1-8, включающий удаление из биомассы гемицеллюлоз в среде, обедненной кислородом, с помощью водного экстракционного раствора, в частности, гемицеллюлозы удаляют из биомассы в среде, в которой концентрация кислорода ниже 0,1 кг кислорода/кг указанного водного экстракционного раствора, для затруднения протекания окислительных реакций в биомассе во время экстракции горячей водой.
10. Способ по любому из пп. 1-9, включающий экстракцию гемицеллюлоз из биомассы с помощью водного раствора, в котором количество кислорода во время экстракции составляет менее 0,01 кг кислорода/кг указанного водного раствора, предпочтительно менее 0,005 кг кислорода/кг указанного водного раствора, в частности, менее 0,0001 кг кислорода/кг указанного водного раствора.
11. Способ по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что лигнин осаждают в гемицеллюлозосодержащем водном растворе, полученном при экстракции горячей водой, или из указанного раствора, посредством стадии:
a) добавления в раствор химического реагента, осаждающего лигнин; или путем
b) понижения температуры экстракционного раствора ниже температуры растворимости лигнина, или путем
c) комбинирования стадий а и b.
12. Способ по любому из п.п. 1-11, отличающийся тем, что экстрагированную биомассу подвергают сушке путем прессования до обеспечения содержания сухого вещества от 60 до 90% по массе
13. Способ по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что лигноцеллюлозная биомасса, в частности, свежая лигноцеллюлозная биомасса, содержит древесину, в частности, биомасса образована стружкой или древесными опилками, предпочтительно измельченной стружкой.
14. Способ по любому из пп. 1-13, включающий извлечение биомассы, имеющей при заданном содержании сухого вещества теплотворную способность, которая по меньшей мере на 10% выше теплотворной способности соответствующей необработанной лигноцеллюлозной биомассы при таком же содержании сухого вещества.
15. Лигноцеллюлозная биомасса с содержанием сухого вещества, составляющим по меньшей мере 90% по массе, при этом указанная биомасса содержит менее 50% гемицеллюлоз и по меньшей мере 90% по массе лигнина соответствующей свежей лигноцеллюлозной биомассы, и предпочтительно по меньшей мере 90% по массе целлюлозы соответствующей свежей лигноцеллюлозной биомассы.
16. Применение лигноцеллюлозной биомассы по п. 15,
в качестве сырьевого материала для производства энергии или
в качестве топлива.
