SE532840C2 - Biobränsle - Google Patents

Description

30 35 532 E49 ofta kallad returlut, avlut eller oftast svartlut, är också ett mycket vanligt biobränsle.

Luten ßrbränns vid fabriken och är en viktig källa for både värme och elektricitet.

Biodiesel är benämningen på ett drivmedel som hittills har tillverkats genom transtöresuing av oljor och törestring av fetter, men biodisel kan också framställas genom hydrering av fiamflir allt fetter och växtoljor. Ibland används också ibland beteckningen FAME (Fatty Acid Methyl Ester) för biodiesel. Man kan använda i princip vilken typ av fett som helst för tillverkning av biodiesel. Valet styrs i huvudsak av pris och tillgång på råvaran. I Sverige är raps vanligast och bränslet benämns då RME (rapsmetylester) eller rapsbränsle. I USA används oftast sojaolja eller majsolja. Även palmolja, senap och alger kan användas. Transföresningen startas genom att tillsätta metanol eller etanol och lut i närvaro av en katalysator för att erhålla monoalkylestrar och glycerol, som avlägsnas.

Vid tillverkning av biodiesel erhålls alltså glycerol (även känt som glycerin, propan- l,2,3-triol, trihydroxypropan, CH2OH-CHOH-CH2OILI), som en biprodukt. Detta har lett till att på senare tid har årsproduktionen av glycerol i USA uppgått till 350 000 ton och i Europa till 600 000 ton. Dessa siffror kommer att öka genom implementeringen av EU- direktivet 2003/3 O/EC, som kräver att 5,75 % av petroleumbränslena ersätts med biobränsle över alla stater.

Det har vidare föreslagits i US 7 195 656 B2 att för att minska utsläppen av NOx vid törbrärming av pulvriserat stenkol (fossilt bränsle) samtidigt förbränna en syretillförande källa vald från den grupp som består av glycerol, glycerolderivat, propylenglykol, propylenglykolderivat, etylenglykol, etylenglykolderivat, alkylestrar av fettsyror, fettalkoholer, och blandningar därav. Beträffande glycerol, anges den i typfallet vara frarnställd som biprodukt vid framställning av tvål, fettsyror, fettalkoholer och alkylestrar. En annan möjlig källa anges vara fiån hydreringen eller den enzymatiska omvandlingen av glukos, sorbitol och andra sockerarter till glycerin eller andra polyoler. Ännu en annan källa är avfallsprodukter från etanoljäsning. Det anges också att syntetiskt glycerin framställs av propylen, i typfallet gen processen allylklorid till epiklorhydrin. Också sammantaget blir detta inga stor mängder glycerol som det gäller att nyttiggöra. Dessutom, även om glycerolen skulle blandas med det pulvriserade stenkolet, erhålls inte något miljövänligt biobränsle, eftersom stenkol är ett fossilt bränsle, som bidrar till ökade koldioxidutsläpp. 10 20 25 30 35 532 Bål) REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ur en synvinkel på föreliggande uppfinning är det ett ändamål att nyttiggöra den som biprodukt vid biodieselfiamställningen erhållna glycerolen.

Ur en annan synvinkel är det ett ändamål med uppfinningen att åstadkomma ett förfarande för framställning av ett nytt biobränsle.

Enligt uppfinníngen uppnås dessa ändamål genom ett biobränsle innefattande en slurry av finlördelat brännbart fast biomaterial i en brännbar flytande produkt av vegetabiliskt ursprung, där produkten av vegetabiliskt urspnmg utgörs av glycerol, och den finfördelade brännbara fasta biomaterialet innefattar åtminstone en av: - ligninpulver - finiördelat vegetabiliskt fast biomaterial, såsom sågspån, ñnfördelad torv, pulver eller mjöl av trä, och - kol av växtbaserade material, och där blandningsforhållandet mellan glycerolen och det finiördelade fasta biomaterialet är fördelat så att: - 3 viktdelar glycerol är blandat med upp till 5 viktdelar ligninptilver, - 1 viktdel glycerol är blandat med upp till 1 viktdel fintördelat vegetabiliskt fast biomaterial, och - 1 viktdel glycerol är blandat med upp till l viktdel kol av växtbaserade material, så att slurryn åtminstone vid upphettning är lättflytande.

Lignin är en avfalls- eller biprodukt, som kan utvinnas tex. vid olika skogsbaserade industrier och saluförs i form av pulver, främst för förbränning. Pulvret kan pelleteras för förbränning i värmeariläggringar, och det är tänkbart att det i framtiden skulle kunna förbrännas i gasturbiner. Att mata in pulver eller pellets i en törgasningsariläggriing stöter dock på svårigheter, eftersom förgasningsanläggningar är trycksatta.

Det är lämpligt att 3 viktdelar glycerol blandas med upp till 5 viktdelar ligninpulver, lämpligtvis minst lika antal viktdelar. Om 3 viktdelar glycerol blandas med 5 viktdelar ligninpulver, erhålls en biobränsleprodukt som är fast eller mycket trögflytande vid rumstemperatur, men som blir lättflytande vid upphetming, tex. till 90 °C. Ju varmare blandningen är, desto lättare flyter den, och i en värmd biobränsleprodukt kan dessutom mer lignin blandas in. Den lignininnehållande biobränsleprodtrlcten är järnförbar med eldningsolja 5 och kan användas som ett pumpbart bränsle i fastbränsleparmor och som l0 15 20 25 30 35 532 Bilü bränsle i förgasningsariläggningar. Den kan också användas som bränsle i sodaparmor och andra lämpliga ställen för förbränning av svavelhaltiga bränslen, då svavlet behövs i sulfatprocessen. Den lämpar sig också för användning användas som bränsle vid framställning av cement i cementugnar både av svävbäddstyp och roterande typ, vidare även vid liknande ugnar som används för kalcinering av mesa vid sulfatrnassabnilr och vid övrig kalcinering av kalksten, såsom vid sockerbruk.

Det brärmbara materialet kan också innefatta finfördelat vegetabiliskt material, företrädesvis trä, såsom sågspån, pulver eller mjöl av trä. Exempelvis ger en blandning av 9 viktdelar glycerol och 1 viktdel firifórdelat trä en biobränsleprodukt, som är pumpbar vid rumstemperatur, medan en blandning av 5 viktdelar glycerol och 1 viktdel finfördelat trä ger en biobränsleprodiilct, som vid rumstemperatur är pastaformig, ungefär som tubförpackade livsmedel. Den kan förtjäna att påpekas att ren glycerol har en smältpunkt av 18 °C. I stället för trä kan man använda annat vegetabiliskt material, t.ex. torv, jordbruksrester såsom malda majskolvar, stjälkar och halm m.m. och även jordbruksprodukter. När torv används som vegetabiliskt material, ger en blandning av 10 viktdelar glycerol och 4-5 viktdelar torv en pastaformad biobränsleprodukt, medan ett pumpbart biobränsle erhålls vid blandning av lO viktdelar glycerol med upp till 3 viktdelar torv. En lämplig temperatur för pumpning av torvslurryn, som liknar träpulverslmryn, är 60 °C. Både träpulver och torv ger hög årgång av glycerol. Trä, träpulver och sågspån kan behandlas vid hög temperatur och karboniseras i olika grad.

Sådan karbonisering ger ett mera hydrofobt trä med lägre uppsugriingsförmåga för glycerol och fungerar då bra i föreliggande uppfinning.

Det brärmbara materialet kan också innefatta kol av växtbaserade material, t.ex. trä.

Därvid kan kolet vara pulverfomiigt och blandas med glycerolen i samma andelar som trämjölet, men kolet kan även föreligga i form av form av t.ex. grillkol. Om grillkol doppats i glycerol kan man sedan ända direkt på grillkolen. Det behövs inte någon särskild tändvätska eller motsvarande.

Biobränslet enligt uppfinningen tillverkas genom att varm eller rumstempererad glycerol genom omröring blandas med lignín, kol och/eller vegetabiliskt material, t.ex. trä. Vid blandningen kommer eventuella kom eller pulverklumpar av det brännbara rnaterialet att sönderdelas.

De erhållna biobränsleprodukterna kan delas in i tre grupper, nämligen: 10 20 25 30 532 84Ü - en i rumstemperatur mycket trögflytande blandning A (dvs. en pasta) av glycerol och av finfördelat vegetabiliskt material såsom trä eller pulver av kol av växtbaserade material, - en vid rumstemperatur flytande blandning B av glycerol och finfördelat vegetabiliskt material såsom trä eller pulver av kol av växtbaserade material, och - en blandning C av glycerol och lignin. Med lignin avses här alla sorter av lignin som kan erhållas ur lut från massaindusn-in. Ett exempel på lämpligt lignin är sådant som utvunnits ur svartlut med Lignolšoosts teknik (W 02006/031 175 och WO2006/038863).

Lignin som erhållits som biprodukt har ganska liten molekylvikt jänifört med det lignin som finns i ved, där ligninet bildar stora makromolekyler.

Biobränsleprodukten A kan användas som ett miljövänligt alternativ till tändmedel för exempelvis grillar, kaminer och brasor. Produkten A förpackas lämpligen itub, från vilken den kan klämmas fram, eller som bredbar pasta i burk. Som nämnts ovan, kan grillkol doppas i glycerol för att sedan kunna antändas utan tändvätska.

Biobränsleprodtilçten B kan användas som ett pumpbart bränsle i fastbränslepannor och som bränsle i förgasningsanläggníngar. I och med att bränslet är pumpbart så kan det lätt föras in i förgasningsanläggningen.

Också biobränsleprodukten C kan användas som ett pumpbart bränsle i fastbränslepannor och som bränsle i förgasningsanläggningar. I och med att bränslet är pumpbart så kan det lätt föras in i förgasningsanläggningen. Det kan användas som bränsle i sodapannor och andra lämpliga ställen för förbränning av svavelhaltiga bränslen, då svavlet behövs i sulfatprocessen för att behålla sulfiditeten i processen Vidare kan biobränsleprodulcten B användas som pumpbart bränsle i mesaugnar, och B och C kan användas som bränsle vid framställning av cement i cementugnar både av svävbäddstyp och roterande typ, och de kan också användas i pannor avsedda för eldning med olja.

Tankar och annan utrustning som använts för de pumpbara bränslena B och C kan lätt rengöras med varmvatten eller ånga

Claims (6)

10 20 25 30 35 532 B40 PATENTKRAV 1.

1. Biobränsle innefattande en slurry av fintördelat brännbart fast biomaterial i en brännbar flytande produkt av vegetabiliskt ursprung, k ä n n e t e c k n a t a v att produkten av vegetabiliskt urspnmg utgörs av glycerol, och att det finíördelade brännbara fasta biomaterialet innefattar åtminstone en av: - ligninpulver, - fintördelat vegetabiliskt fast biomaterial, såsom sågspån, ñnfördelad torv, pulver eller mjöl av trä, och - kol av vâxtbaserade material, och där blandníngsförhâllandet mellan glycerolen och det finßrdelade fasta biomaterialet är fördelat så att: ~ 3 viktdelar glycerol är blandat med upp till 5 viktdelar ligninpulver, - I viktdel glycerol är blandat med upp till 1 viktdel finfiårdelat vegetabiliskt fast biomateríal, och - 1 viktdel glycerol är blandat med upp till 1 viktdel kol av växtbaserade material, så att slurryn åtminstone vid upphettning är lättflytande.

2. Biobränsle enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t a v att blandningsförhållandet mellan glycerol och lignin är fördelat så att l viktdel glycerol är blandat med minst l viktdel ligninpulver.

3. Biobränsle enligtkrav l, känn ete cknat av att det finfiirdelade vegetabiliskt fasta biomaterialet innehåller finfišrdelat trä med ett blandningstörhållande så att 9 viktdelar glycerol är blandat med 1 viktdel finfördelat trä för erhållande av en vid rumstemperatur pumpbar slurry.

4. Biobränsle enligt krav l, k änn e t e c kn at av att det finíördelade vegetabiliskt fasta biomaterialet innehåller finfördelad torv med ett blandningsibrhållande så att 10 viktdelar glycerol är blandat med upp till 3 viktdelar finfórdelad torv för erhållande av en vid rumstemperatur pumpbar slurry.

5. Biobränsle enligtkrav l, känne te ckn at av att det finflirdelade brännbara fasta biomaterialet innefattar både lignin och pulver, mjöl, sågspån 5 532 340 eller annat finíördelat vegetabiliskt fast biomaterial, företrädesvis trä, och/eller pulver av kol av växtbaserade material.

6. Biobränsle enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att kolet föreligger i form av pulver.