[发明专利]利用咖啡渣的低吸收性燃料用粉煤的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用咖啡渣（从咖啡豆提取咖啡后剩余的残渣）的燃料用粉煤及其制备方法，更为详细地，对咖啡渣进行粉碎及干燥，并利用搅拌型热分解器在225～320℃的温度下进行规定时间的热分解后，利用真空移送机来进行移送，由此在防止咖啡渣着火的同时进行冷却来增加咖啡渣的碳比率、减少作为吸湿成分的半纤维素的构成比率，从而增加发热量、减少吸湿性的利用咖啡渣的燃料用粉煤及其制备方法。

背景技术

通常，有机物通过热分解（thermal decomposition）来成为炭等的固体碳、油或可燃性气体等的热分解生成物。例如，对木材进行热分解则能够制备木醋液、木焦油、木炭等，对煤炭进行热分解来得到煤气、焦油、焦炭等。尤其，最近作为能够代替煤炭、石油等的化石能源的代替能源，正积极进行着对利用上述有机物的生物质（bio mass）的研究及开发。

作为将这种生物质用作燃料的技术，公知的有通过对生物质进行热分解来制备可燃性气体或碳化物（生物质煤）并再利用为燃料或进行规定时间的热分解来制备生物质油的技术，（例如，参照专利文献1）最近开发了对生物质进行压缩、成形来制备颗粒形态的燃料，从而增加单位体积的发热量并容易运送和保管的生物质颗粒燃料技术，以欧洲为中心，使用量正在增加。

咖啡渣作为生物质的一种，与木材、稻草等一般成固体燃料化的生物质不同，除纤维素、半纤维素、木质素之外还含有16%以上的油脂成分，并且1.75%的灰成分含量，明显低于10%以上的煤炭，且以4664kcal/kg的发热量来作为高于一级木材颗粒发热量基准的4300kcal/kg的燃料特性优秀的生物质资源，而作为利用咖啡渣制备燃料的现有方法，公开的咖啡渣颗粒燃料制备方法（例如，参照专利文献2）包括：供给咖啡渣粉末的步骤；向酸溶液投入咖啡渣粉末的步骤；去除经过酸处理的凝固蛋白的步骤；对去除蛋白质的咖啡渣粉末进行水洗的步骤；对水洗的咖啡渣粉末进行干燥的步骤；将干燥的咖啡渣粉末与锯末及生石灰进行混合来得到颗粒混合粉末的步骤以及上述混合粉末的颗粒制备步骤；作为对生物质进行热分解来进行燃料化的技术则公开有在氧含量为5%以下的反应器以220～280℃的温度对巨桉木（Eucalyptus grandis WOOD）进行60分钟的热分解来制备发热量为5411kcal/kg、能量输出为92.76%的生物质燃料的方法（例如，参照非专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

（专利文献0001）KR10-1165073登录专利

（专利文献0002）KR10-1033212登录专利

非专利文献

（非专利文献0001）EFFECTS OF TORREFACTION ON ENERGY PROPERTIES OF Eucalyptus grandis WOOD,Cerne,

Lavras,v.15,n.4,p.446-452,out./dez.2009

发明内容

作为对生物质进行热分解来进行燃料化的现有技术的生物质炭和生物油，以400℃以上的热分解温度，使得能量投入费用高，以40%左右的重量输出，使得作为向重量输出加权发热量提高分的值的能量输出（energy yield）过低，因而存在相对于投入的能量总量，产出的能量总量反而减少的问题，而将生物质制备成颗粒形态的燃料的制备方法则由于具有因作为生物质特有的成分的半纤维素（hemicellulose）引起的吸湿性，因而难以储存，并由于纤维素成分而难以粉碎，存在与化石燃料相比发热量过低的问题，利用咖啡渣制备颗粒燃料的技术在产生由通过在酸溶液浸渍及水洗来去除蛋白质而引起的费用及工序负担的同时，为了颗粒化而添加生石灰，由此提高锅炉内部熔敷率高的钙（Ca）的颗粒内含量，从而具有提高锅炉内部炉渣产生率的问题，以300℃左右来对生物质进行热分解来制备固体燃料的技术集中于利用木材资源的领域，而没有提出对咖啡渣进行热分解来制备燃料用粉煤的制备方法。

能源输出（%）=重量输出（%）×发热量上升率（%）

因此，本发明的目的在于通过导出在解决这种以往的技术问题的同时，利用咖啡渣制备燃料用粉煤的方法，提供由此将咖啡渣的发热量提高为6000kcal/kg以上来改善能量输出，并在作为半纤维素分解温度的225～320℃下对咖啡渣进行热分解，以此在对作为吸湿性成分的半纤维素进行分解来改善储存性的同时，通过破坏纤维素组织来制备改善粉碎容易性的燃料的方法。