專利名稱：生物燃料和其它有用產(chǎn)品如5-(羥基甲基)-糠醛的制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及通過化學(xué)轉(zhuǎn)化糖、糖源、多糖(例如纖維素、纖維素衍生物)來產(chǎn)生可用材料的方法。一些實(shí)施方案提供由含碳材料如木材、紙、肥料、食物廢料等制備生物燃料的方法和設(shè)備。一些實(shí)施方案提供由一種或更多種糖或一種或更多種糖源制備5_(羥基甲基)_糠醛和相關(guān)材料的方法和設(shè)備。本發(fā)明還涉及用于再循環(huán)廢料多糖的方法。
背景技術(shù)：
存在對能源新來源的需要。生物燃料已經(jīng)被贊揚(yáng)為化石燃料如煤和油的可能替代品。例如，已經(jīng)投資數(shù)百萬美元來開發(fā)用于從谷物和其它種類的植物產(chǎn)生乙醇的技術(shù)。然而，乙醇的生產(chǎn)昂貴，并且乙醇對于許多應(yīng)用而言不是理想的燃料。固體廢料的處置是許多市政當(dāng)局和其它政府機(jī)關(guān)所面臨的另一問題。廢料多糖如廢紙的纖維素纖維由于多種原因經(jīng)常被排除在再循環(huán)計(jì)劃之外。這導(dǎo)致填埋場中廢料堆積。隨著填埋場所正在變滿，原垃圾的焚燒越來越多地被考慮。然而，焚燒可產(chǎn)生污染，并且在許多地方遭遇公眾反對。已經(jīng)提出將垃圾轉(zhuǎn)化成乙醇或其它液體燃料的方案。然而， 如上所述，對于許多應(yīng)用而言，乙醇不是理想的燃料。5-羥基甲基-糠醛，也稱為5-(羥基甲基)呋喃-2-甲醛或5-(羥基甲基)2-呋喃甲醛(HMF)具有多種工業(yè)和商業(yè)用途。HMF可用作多種聚合反應(yīng)的前體。HMF也可用于制備表面活性劑、溶劑、藥物和殺菌劑。HMF可由碳水化合物脫水來產(chǎn)生。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中使用的反應(yīng)條件有利于HMF 隨后轉(zhuǎn)化成諸如乙酰丙酸和甲酸的副產(chǎn)物，因此HMF的收率經(jīng)常低。產(chǎn)生腐黑物的競爭性副反應(yīng)也可降低HMF的收率。將垃圾轉(zhuǎn)化成燃料的領(lǐng)域中的一些公開物包括US 7252691 ；US3473494 ；US 3584587 ；US 3961913 ；US 4152119 ；US 4225457 ；US 4496365 ；US 4661119 ；US 5100066 ； US 5429645 ；US 5431702 ；US 5562743 ；US5779164 ；US 5888256 ；US 6113662 ；US 6506223。需要成本節(jié)約且環(huán)境友好的方法來單獨(dú)或共同解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明具有可單獨(dú)或組合利用的多個方面。本發(fā)明的一個方面提供一種由包括下列物質(zhì)中的一種或更多種的輸入材料制備固體燃料的方法多糖(例如纖維素、半纖維素或相關(guān)材料)、木質(zhì)素、糖或糖前體。作為非限制性的例子，所述方法可以使用下列物質(zhì)中的一種或更多種作為原料木屑(例如鋸末、枯死的鐵杉、甲蟲害死的松樹、樹皮、選自松樹、鐵杉、雪松、樺樹、榿木、白楊、香脂樹等的碎屑、森林采伐屑(forest cuttings)、樹枝和樹葉、木質(zhì)拆毀廢料(wood demolition waste))、紙漿、紙、植物生物質(zhì)(例如水風(fēng)信子、洋蓍草(milfoil weed)、草，包括但不限于水生植物、藻類、藍(lán)細(xì)菌)、農(nóng)業(yè)廢料(例如稻草、植物碎屑、玉米秸稈、玉米芯、動物糞肥包括但不限于馬、牛和豬糞、甘蔗渣、油棕樹干、米糠)、城市廢料(例如食品廢料、庭院廢料、 咖啡渣、廚房廢料、一次性紙杯和碟、廢紙、廢卡紙板)、食品包裝物(例如果汁容器、涂布紙板飲料杯)、下水道污物、釀酒廠廢料、上述任意混合物等。所述方法涉及提供原料漿料和在酸性條件下加熱所述漿料。在一些實(shí)施方案中，漿料中存在一種或更多種弱有機(jī)酸。在一個實(shí)施方案中，所述一種或更多種弱有機(jī)酸包括PKa為1. 5至3. 85的酸。在一個特定實(shí)施方案中，所述酸是馬來酸。在一個替代的特定實(shí)施方案中，所述酸是丙二酸。在一些實(shí)施方案中，在處理漿料期間存在(X)2氣體。例如，漿料的加熱可以在由(X)2氣體組成或富含CO2 氣體的氣氛中進(jìn)行，和/或可以在漿料加熱之前或期間使(X)2氣體鼓泡通過所述漿料。在一些實(shí)施方案中，在所述漿料加熱期間存在CO2和一種或更多種弱有機(jī)酸。在一些實(shí)施方案中，原料的處理以間歇方式進(jìn)行。包含原料的含水漿料被引入壓力容器中。酸(在一些實(shí)施方案中為弱有機(jī)酸)存在于或混入原料中和/或CO2被引入壓力容器中。加熱壓力容器以使其在升高的溫度和壓力下保持足以使原料中的纖維素和/或其它多糖和/或糖反應(yīng)形成聚合物固體材料的時間。然后過濾壓力容器的內(nèi)容物以回收固體材料，所述固體材料可以干燥和造粒以提供固體燃料。其它實(shí)施方案提供連續(xù)工藝。在一些實(shí)施方案中，聚合物固體材料與煤或其它固體燃料材料一起造粒以提供混合型燃料。有利地，聚合物固體燃料可以是疏水的。有利地，聚合物固體燃料可包含氧。在一些實(shí)施方案中，處理溫度低于300°C。在一些實(shí)施方案中，處理壓力低于 800psio在一些實(shí)施方案中，聚合物固體燃料在500 V或更低的溫度下基本上完全揮發(fā)。在一些實(shí)施方案中，聚合物固體燃料在空氣中燃燒之后留下少于1/2重量％的殘余灰分。在一些實(shí)施方案中，聚合物固體燃料具有至少25GJ/公噸的能量密度。在一些實(shí)施方案中，固體聚合物燃料的疏水性質(zhì)有助于干燥至低水分含量(例如，5%或更低的水分含量)，并且干燥至低水分含量可以通過實(shí)際的能量有效脫水步驟如過濾、壓制和空氣干燥來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的另一方面提供一種制備HMF的方法。所述方法涉及將一種或更多種糖與一種或更多種弱有機(jī)酸在足以使糖脫水并產(chǎn)生HMF的溫度和時間下加熱。在一個實(shí)施方案中，一種或更多種弱有機(jī)酸包括PKa為1. 5至3. 85的酸。在一個具體實(shí)施方案中，所述酸是馬來酸。在另一具體實(shí)施方案中，所述酸是丙二酸。HMF可以與如果存在的其它副產(chǎn)物分離，和/或可以進(jìn)行純化。
5
本發(fā)明的另一方面提供一種制備HMF的方法。所述方法涉及將一種或更多種糖源與一種或更多種弱有機(jī)酸在足以使糖源水解以產(chǎn)生一種或更多種糖和隨后使所述一種或更多種糖脫水以產(chǎn)生HMF的溫度和時間下加熱。所述糖源可包括例如一種或更多種多糖。 在一個實(shí)施方案中，所述一種或更多種弱有機(jī)酸包括PKa為1.5至3. 85的酸。例如，所述一種或更多種弱有機(jī)酸可包括馬來酸和/或丙二酸。HMF可以與如果存在的其它副產(chǎn)物分離，和/或可以進(jìn)行純化。本發(fā)明的另一方面提供用于根據(jù)本文所述方法制備固體燃料、HMF和/或其它材料如左旋葡聚糖(1，6_脫水-b-D-吡喃葡萄糖)的設(shè)備。本發(fā)明的其它方面和本發(fā)明的特定示例性實(shí)施方案在下文描述和/或在附圖中示出。


附圖舉例說明本發(fā)明的非限制性的示例性實(shí)施方案。圖1是根據(jù)本發(fā)明一個示例性實(shí)施方案的工藝框圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施方案的工藝框圖。圖3是在一個可用于圖2的水解/脫水段的布置中涉及的反應(yīng)的圖示。圖4是說明用于制備固體燃料和/或可用化學(xué)品的間歇裝置的示意圖。圖5是說明用于制備固體燃料和/或可用化學(xué)品的連續(xù)裝置的示意圖。圖6是說明具有雙處理容器的間歇裝置的示意圖。圖7是表示包括根據(jù)一個實(shí)施方案產(chǎn)生的生物燃料的多種燃料的隨溫度的重量損失。圖8是木屑和由木屑制成的生物燃料的FIlR譜圖。
具體實(shí)施例方式在以下詳述中，列出具體細(xì)節(jié)以提供對本發(fā)明更為透徹的理解。然而，本發(fā)明可以在沒有這些細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。在其它情況下，眾所周知的要素可能沒有詳細(xì)示出或描述， 以避免不必要地使本公開內(nèi)容重點(diǎn)不突出。相應(yīng)地，本詳述和附圖要視為用于舉例說明，而不是限制。圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施方案的方法10的工藝框圖。糖102在脫水段32中與酸106和任選的一種或更多種溶劑108混合。將混合物加熱至足以使糖脫水產(chǎn)生包含HMF 的混合物112的溫度和時間。任選地，混合物112可以在分離/純化段34中分離和/或純化以產(chǎn)生HMF 114。如果存在，可任選收集其它產(chǎn)物如乙酰丙酸116、甲酸118和腐黑物 120。在一些實(shí)施方案中，終端產(chǎn)物材料包括可用作固體燃料的含聚合碳的化合物。糖102可以包括一種或更多種己糖。在一個示例性實(shí)施方案中，糖102主要包括葡萄糖。然而，糖102可另外或替代地包括其它己糖如果糖、甘露糖、半乳糖或其組合。除此以外或作為替代，糖102可包括一種或更多種戊糖。如果糖102包括一種或更多種戊糖， 則混合物112可包含糠醛。任選的溶劑108可包括一種或更多種液體。在一個示例性實(shí)施方案中，溶劑108 包括水。然而，溶劑108可另外或替代地包括其它液體如合適的有機(jī)溶劑。合適的非水性溶劑的一些實(shí)例是甲乙酮和乙酸乙酯。酸106可包括一種或更多種弱有機(jī)酸。在一個示例性實(shí)施方案中，酸106包括馬來酸。在其它實(shí)施方案中，使用PKa為1.5至3. 85的其它有機(jī)酸。在一個具體實(shí)施方案中， 酸106包括pKa為1. 85至3. 0的酸。例如，酸106可以另外或替代地包括丙二酸。在脫水段32中，糖102、酸106和任選的溶劑108混合。在該混合物中，糖102可以例如以一定的濃度范圍存在。酸106也可以以一定的濃度范圍存在。在一個示例性實(shí)施方案中，酸106以50mM的濃度存在?；旌衔镌谧阋允固?02脫水并轉(zhuǎn)化成HMF的溫度和時間下加熱。在一個示例性實(shí)施方案中，將混合物在50psi至300psi的壓力下加熱至170°C至220°C的溫度。然而，混合物可以在其它壓力下加熱至其它溫度，只要足以將糖102轉(zhuǎn)化成期望收率的HMF。例如，在一些實(shí)施方案中，溫度為170°C至250°C，壓力為50psi至800psi。將混合物加熱足以將糖 102轉(zhuǎn)化至期望收率的HMF(或其它期望的終端產(chǎn)物)的時間。在一個示例性實(shí)施方案中， 混合物被加熱約數(shù)分鐘至幾個小時的時間。任選地，混合物可以在攪動或攪拌下加熱。脫水段32的產(chǎn)物是包含HMF的混合物112?；旌衔?12可主要包含HMF?；旌衔?12可以是溶液?；旌衔?12可另外包含其它產(chǎn)物如乙酰丙酸、甲酸和腐黑物。任選地， 混合物112可以在分離/純化段34中分離和/或純化以產(chǎn)生HMF 114和任選的乙酰丙酸 116、甲酸118、腐黑物120、酸106，和溶劑108，中的一種或更多種。分離/純化段34可包括例如過濾、溶劑提取、柱色譜、蒸餾(例如真空蒸餾)和/ 或高效色譜。HMF 114和任選的乙酰丙酸116、甲酸118和腐黑物120中的一種或更多種可以移出。任選地，這些產(chǎn)物中的一種或更多種可以在移出之后純化。酸106’可任選再循環(huán)至脫水段32。任選地，酸106’可以在再循環(huán)之前純化和/ 或再生。例如，酸106’可以利用柱色譜或高效色譜來純化。溶劑108’可任選再循環(huán)至脫水段32。任選地，溶劑108’可以在再循環(huán)之前純化。圖2是根據(jù)本發(fā)明一個替代示例性實(shí)施方案的方法20的工藝框圖。糖源104經(jīng)歷水解/脫水段32’。任選地，糖源104可以在水解/脫水段32’之前的處理段30中處理。 在水解/脫水段32’中，糖源104與酸107和任選的一種或更多種溶劑109混合。將混合物在足以使糖源水解產(chǎn)生糖并使糖脫水產(chǎn)生包含HMF的混合物112’的溫度和時間下加熱。 任選地，混合物112’可以在分離/純化段34’中分離和/或純化以產(chǎn)生HMF 114?？梢匀芜x收集其它產(chǎn)物如乙酰丙酸116、甲酸118和腐黑物120。糖源104可包括一種或更多種碳水化合物。例如，糖源104可包括一種或更多種多糖。在一個示例性實(shí)施方案中，糖源104包括纖維素纖維。例如，纖維素纖維可包括廢紙產(chǎn)品的二次纖維。在一個替代的示例性實(shí)施方案中，糖源104包括從木屑或磨木(ground wood)得到的纖維素或木質(zhì)纖維素。在另一替代的示例性實(shí)施方案中，糖源104包括淀粉。 糖源104可包括可分解產(chǎn)生糖的其它材料。任選的處理段30改變糖源104，以使其更容易水解產(chǎn)生糖。處理段30可包括一個或更多個步驟。例如，處理段30可包括例如通過在切碎機(jī)中來研磨縮短或切斷多糖纖維的機(jī)械過程。在另一示例性實(shí)施方案中，處理段30包括攪打或精制多糖纖維以提高酸107和 /或溶劑109的滲透。酸107可包括一種或更多種弱有機(jī)酸。在一個示例性實(shí)施方案中，酸107包括pKa為1. 5至3. 85的弱有機(jī)酸。在一個特定的示例性實(shí)施方案中，酸107包括pKa為1. 85至 3. 0的弱有機(jī)酸。糖源104、酸107和任選的溶劑109在脫水段32中混合。將混合物在足以使糖源水解產(chǎn)生糖并使糖脫水以將其轉(zhuǎn)化成HMF和可能的其它產(chǎn)物的溫度和時間下加熱。 混合物112’中的產(chǎn)物的相對收率取決于酸107、加熱的溫度和時間。圖3示出用于脫水段32的一個可能布置中涉及的反應(yīng)方案12和用于水解/脫水段32’的一個可能布置中涉及的反應(yīng)方案22，以及可能的競爭性副反應(yīng)。在這些示例性實(shí)施方案中，糖源102包括葡萄糖，糖源104包括纖維素。在反應(yīng)方案22中，纖維素被水解成其組分葡萄糖單元。隨后和/或同時，葡萄糖單元脫水產(chǎn)生HMF。在反應(yīng)方案12中，葡萄糖脫水產(chǎn)生HMF。在這兩個反應(yīng)方案中，如果乙酰丙酸是期望的產(chǎn)物和/或反應(yīng)條件未優(yōu)化以產(chǎn)生HMF，則大量的HMF可再水合產(chǎn)生乙酰丙酸和甲酸。在反應(yīng)條件未優(yōu)化以產(chǎn)生HMF的其它情況下，葡萄糖和/或HMF可聚合產(chǎn)生腐黑物?；旌衔?12或112’中HMF、乙酰丙酸和腐黑物的相對收率可以通過改變酸、加熱的溫度和持續(xù)時間來調(diào)節(jié)。如果酸106或107包括強(qiáng)酸(例如，pKa小于1的酸)，則HMF至乙酰丙酸的轉(zhuǎn)化率高，并且主要產(chǎn)物是乙酰丙酸。如果酸106或107包括非常弱的酸(例如，PKa大于3. 85的酸)，則條件有利于葡萄糖聚合成腐黑物。在該示例性實(shí)施方案中，酸 106或107包括pKa為1. 85至3. 0的弱有機(jī)酸，相比于產(chǎn)生乙酰丙酸和腐黑物其有利于產(chǎn)生HMF。一種這樣的酸是馬來酸。在一個特定的示例性實(shí)施方案中，馬來酸通過混合馬來酸酐和水獲得。另一種這樣的酸是丙二酸。將纖維素與酸106或107和任選的溶劑108或109加熱足以使纖維素水解成葡萄糖并使葡萄糖脫水成HMF，但不足以使大量HMF脫水成乙酰丙酸的時間。例如，這些反應(yīng)物可以加熱到170°C至220°C的溫度，加熱時間為數(shù)分鐘至3小時。在一個示例性實(shí)施方案中， 這些反應(yīng)物加熱到200°C至210°C的溫度，加熱時間為30分鐘至1小時。在一個特定的示例性實(shí)施方案中，纖維素與馬來酸加熱到200°C的溫度，加熱1小時，以產(chǎn)生30%至40%收率的HMF。在反應(yīng)方案22中，糖源104的性質(zhì)也可影響混合物112’中HMF、乙酰丙酸和腐黑物的相對收率。纖維素的水解使糖相對緩慢地釋放到反應(yīng)溶液中，相比聚合成腐黑物這有助于糖脫水成HMF。在一個示例性實(shí)施方案中，在切碎機(jī)中研磨1. 5g纖維素纖維以產(chǎn)生平均直徑為 1mm、平均長度為5mm的纖維素纖維。將纖維素纖維與60mL的50mM馬來酸混合在反應(yīng)容器中，以得到2. 5%纖維稠度。將容器加熱到210°C，加熱時間為45分鐘，以產(chǎn)生包含HMF的混合物。利用過濾、溶劑提取和柱色譜的組合來分離混合物。獲得0.9gHMF。在一個替代實(shí)施方案中，反應(yīng)方案22和/或12中的條件可以優(yōu)化以產(chǎn)生主要包含腐黑物的混合物。例如，利用更長的處理時間，HMF轉(zhuǎn)化成腐黑物。在一個特定的示例性實(shí)施方案中，將60g廢紙的纖維素纖維與IL的50mM馬來酸在反應(yīng)容器中混合，以得到5. 7% 的纖維稠度。將容器加熱到200°C的溫度，加熱5小時，以產(chǎn)生主要包含腐黑物的混合物。 利用Whatman 42濾紙通過真空過濾從溶液中移出腐黑物，并將其干燥以得到48g腐黑物。 腐黑物具有18. 2兆焦耳/千克的能量密度。這種腐黑物例如可以用作固體生物燃料。雖然本發(fā)明可以以多種實(shí)施方案實(shí)施，但是一些實(shí)施方案具有特定優(yōu)點(diǎn)。例如，方法20利用包括纖維素尤其是廢料纖維素的糖源104來實(shí)施，提供了產(chǎn)生HMF的經(jīng)濟(jì)方法。 利用包括水解的馬來酸酐的酸107實(shí)施的方法20提供了經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)。這種經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)還通過將包括馬來酸的酸107再循環(huán)至水解/脫水段32’來實(shí)現(xiàn)。在一個示例性實(shí)施方案中，廢紙產(chǎn)品用作纖維素源。在這樣的實(shí)施方案中，廢紙可以被切碎和/或制漿，然后經(jīng)歷第一工藝步驟以水解廢紙的纖維素產(chǎn)生糖。如本文所述的， 糖隨后經(jīng)歷第二工藝步驟以產(chǎn)生HMF、乙酰丙酸和腐黑物中的一種或更多種。在一些實(shí)施方案中，隨時間改變第二工藝步驟中的反應(yīng)條件以選擇性地主要產(chǎn)生HMF、乙酰丙酸和腐黑物。在一些實(shí)施方案中，將第二工藝步驟中的處理?xiàng)l件從主要產(chǎn)生乙酰丙酸或腐黑物的條件轉(zhuǎn)換成主要產(chǎn)生HMF的處理?xiàng)l件，或反之亦然。其它經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)在優(yōu)化所述方法以產(chǎn)生腐黑物時實(shí)現(xiàn)。例如，方法20利用包括廢紙的纖維素的糖源104和有利于產(chǎn)生腐黑物的反應(yīng)條件來實(shí)施，其提供了一種由廢料產(chǎn)生燃料的方法。所產(chǎn)生的腐黑物與用于燃煤發(fā)電廠中發(fā)電的褐煤相似。因此，本文所述方法的一個應(yīng)用是由各種寬泛類型的任一種原料產(chǎn)生固體燃料。在一個用于從原料(例如上述類型的原料)產(chǎn)生固體燃料的示例性間歇方法中， 將成漿原料置于壓力容器(反應(yīng)器)中，并且使CO2鼓泡通過成漿原料或向成漿原料中添加酸，或者進(jìn)行兩者。在一些實(shí)施方案中，在加熱之前將反應(yīng)器用(X)2氣體加壓至超過1個大氣壓的壓力。隨后將反應(yīng)器加熱至合適的溫度(例如至少約180°c，通常為180°C至250°C 或300°C的溫度)。期望的溫度取決于例如加熱前成漿原料的PH和待完成的處理所允許的時間等因素。酸越強(qiáng)(即PH越低)，則所需的溫度越低。溫度越高，則處理時間越短。在一些實(shí)施方案中，在加熱之前將反應(yīng)器用(X)2氣體加壓至超過1個大氣壓的壓力。例如，可以使CO2鼓泡通過紙漿漿料以產(chǎn)生 3至 4的pH。隨后可以將反應(yīng)器密封并加熱至220°C，加熱1小時以產(chǎn)生固體生物燃料材料。生物燃料可以通過合適的過濾與液體分離，干燥并壓制成粒、團(tuán)塊等。在生物燃料是期望的終端產(chǎn)品的情況下，可以任選移出可用化學(xué)品如葡萄糖和/ 或有機(jī)化合物。所產(chǎn)生的有機(jī)化合物例如可包括乙酰丙酸、甲酸和/或5-羥基甲基糠醛。 這些化合物可以分離和純化，然后可以銷售或使用。葡萄糖可以純化和銷售或使用，或者可以利用例如釀酒酵母發(fā)酵成乙醇。圖4是根據(jù)一個示例性實(shí)施方案的間歇模式設(shè)備200的示意圖。原料202進(jìn)入破碎段203，其中所述原料被分割成破碎形式。破碎段203可包括合適的剁碎機(jī)、切碎機(jī)、表土疏松機(jī)(mulcher)等。破碎的原料被引入制漿機(jī)205中，在此與水或其它水性溶劑混合并攪拌形成漿料。漿料經(jīng)管送入配有加熱器208的壓力容器206中。在進(jìn)入壓力容器206之前或之后，使?jié){料呈酸性。這可以通過向漿料添加酸211 和使?jié){料與CO2接觸中的一種或更多種來完成。在一些實(shí)施方案中，使CO2氣體從浸沒式分布器214鼓泡通過漿料。在壓力容器206密封之后，可以添加CO2氣體，直至壓力容器206 中的氣氛包含等于或超過大氣壓的CO2或由其組成。在一些實(shí)施方案中，CO2的初始壓力為約20psi (高于大氣壓)。期望的是漿料具有5或更低的pH?？梢蕴峁┕に嚳刂破鱽砜刂圃O(shè)備200進(jìn)行的工藝操作的一些或所有方面。在所示的實(shí)施方案中，控制器212監(jiān)測壓力容器206的pH、溫度和壓力?？刂破?12可以連接為控制對壓力容器206的內(nèi)容物進(jìn)行加熱，以將漿料的溫度升高至約170°C至300°C的溫度并保持該溫度。例如，控制器212可以將經(jīng)加熱的壓力容器206中的壓力保持在50psi至 800psi。加熱可以持續(xù)到漿料中基本上所有的纖維素都已經(jīng)水解成糖，并且糖已經(jīng)合并以形成有機(jī)聚合物?？刂破?12可任選連接至閥等以控制漿料在工藝中的流動。在加熱之后，將經(jīng)處理的漿料從壓力容器中移出，并且在過濾段220中將固體聚合物與剩余液體分離。液體可以再循環(huán)用于處理另一批原料。固體可以包裝或處理用于下游應(yīng)用。例如，經(jīng)過濾的固體221可以干燥和造粒用作燃料。在一些實(shí)施方案中，至少部分響應(yīng)于所監(jiān)測的壓力容器內(nèi)葡萄糖的水平來實(shí)現(xiàn)對加熱的控制。葡萄糖濃度可以利用壓力容器內(nèi)或在壓力容器內(nèi)的流體可以滲出到此的位置處的合適傳感器來監(jiān)測。在一些實(shí)施方案中，通過監(jiān)測壓力容器中物料的近紅外光譜(作為葡萄糖存在特征的連續(xù)光譜或一個或多個頻帶)來監(jiān)測葡萄糖。預(yù)期溶液中葡萄糖的濃度首先隨纖維素轉(zhuǎn)化成葡萄糖而升高。一旦所有的初始原料已被處理，葡萄糖水平將開始下降。連接以接收指示葡萄糖濃度的信號的控制器可以配置為例如響應(yīng)于檢測到葡萄糖水平下降、檢測到葡萄糖水平首先升高隨后降低、和/或檢測到葡萄糖水平已經(jīng)降低至低于閾值而中斷加熱。在一個更為具體的示例性實(shí)施方案中，包含纖維素材料的含水漿料的壓力容器加熱至200°C至300°C的溫度，加熱數(shù)分鐘至幾個小時。典型的條件是230°C和45分鐘。在該反應(yīng)條件下，纖維素水合形成葡萄糖。葡萄糖反應(yīng)形成多種化學(xué)品和逆產(chǎn)物(reversion product)，其可包括2，5-羥基甲基糠醛、左旋葡聚糖和2，5-HMF的多環(huán)衍生物。HMF可以通過與非水相如MEK接觸移出或進(jìn)一步反應(yīng)形成HMF的多環(huán)衍生物，HMF的多環(huán)衍生物形成疏水性且具有優(yōu)異能量密度的固體。在主要的期望終端產(chǎn)品是固體燃料的情況下，反應(yīng)條件保持足以使所產(chǎn)生的至少大部分HMF進(jìn)一步反應(yīng)的時間。期望地，漿料在處理期間被攪動或攪拌以保持溫度均勻并確保所有的纖維素(和其它多糖)都具有反應(yīng)機(jī)會。圖5是根據(jù)另一示例性實(shí)施方案的連續(xù)模式設(shè)備300的示意圖。原料202進(jìn)入破碎段203，其中所述原料被分割成破碎形式。破碎段203可包括合適的剁碎機(jī)、切碎機(jī)、表土疏松機(jī)等。破碎的原料被引入制漿機(jī)205中，在此與水或其它水性溶劑混合并攪拌形成漿料。漿料進(jìn)料通過轉(zhuǎn)化段310中的容器。漿料通過與酸混合和/或通過與(X)2接觸而變成酸性。所示設(shè)備300包括轉(zhuǎn)化段310上游的混合容器312，酸可以從酸供給源313混合到其中。分布器314連接至(X)2源315以允許(X)2小氣泡鼓泡通過混合容器312中的漿料。 可以提供攪拌器或其它混合機(jī)構(gòu)來混合混合容器312中存在的漿料。酸性漿料通過泵317輸送到轉(zhuǎn)化段310。轉(zhuǎn)化段310包括一個或多個壓力容器 316。酸性漿料在轉(zhuǎn)化段310中加熱的持續(xù)時間為其從壓力容器316的一端輸送到另一端所花費(fèi)的時間?？刂破?18監(jiān)測容器316中漿料的pH、溫度和壓力。如果pH升高至高于閾值，則控制器318可觸發(fā)向混合容器312和/或容器316添加酸?？刂破?18可配置為將容器316中漿料的溫度和壓力分別保持在例如175°C至300°C 和50psi至800psi?？刂破?18可連接為控制用于向工藝添加溶劑、酸和/或二氧化碳的泵、閥或其它計(jì)量裝置?？刂破?18也可以連接為控制對容器316的加熱。將從容器316排出的經(jīng)處理的漿料冷卻并經(jīng)歷液/固分離，例如固體可以通過過濾分離。過濾段320示于圖5中。液體可以在工藝中再循環(huán)。在所示實(shí)施方案中，液體通過管線323返回溶劑供給源322。過濾之后，固體可以通過例如空氣干燥、壓制等進(jìn)一步干燥。壓機(jī)325示于圖5中。所得固體可以處理成適合用作燃料的形式。例如，固體可以壓制成?；驁F(tuán)塊等；用作將煤、木材或其它燃料材料的顆粒粘在一起的粘合劑；與其它燃料材料混合并隨后壓制成?；驁F(tuán)塊等。圖6示出可以如本文所述應(yīng)用于生物燃料制備的另一示例性設(shè)備400。成漿的原料通過秤410輸送到兩個蒸煮罐402其中之一。每個蒸煮罐402都可以具有例如3800L的容量。蒸煮罐402可以級聯(lián)運(yùn)行，或者可以一個蒸煮罐運(yùn)行而另一個蒸煮罐正在裝料或清空。蒸煮罐402的內(nèi)容物可以通過循環(huán)通過包括循環(huán)泵404A和熱交換器404B的加熱回路 404來加熱。熱交換器404B可以利用例如蒸汽加熱。紅外端口 404C允許通過合適的儀器(例如紅外光譜儀)監(jiān)測循環(huán)漿料的化學(xué)組成。篩405防止較大的固體被抽吸通過加熱回路404。可以提供氣體供給源，例如CO2氣體的供給源407。來自供給源407的氣體可以選擇性地引入罐402中，以調(diào)節(jié)蒸煮罐中所含漿料的pH和/或攪拌罐的內(nèi)容物。在充分蒸煮蒸煮罐402的內(nèi)容物之后，內(nèi)容物可以轉(zhuǎn)移至漿料罐415。細(xì)篩過濾器417將漿料中的固體和液體分離。固體送到造粒機(jī)418，其將固體壓制成適合用作燃料的粒。流體送到液體罐420，在蒸煮罐402裝料過程中流體可以從液體灌420轉(zhuǎn)移回蒸煮罐 402 中。催化劑罐425容納催化或以其它方式有助于原料轉(zhuǎn)化成適合用作生物燃料的聚碳組合物的酸或其它材料。合適的工藝控制器(在圖6中沒有示出)可以以標(biāo)準(zhǔn)方式配置和連接以使整個工藝或其一部分的運(yùn)行自動化。可以通過本文所述的方法產(chǎn)生的固體聚碳生物燃料包括2，5_HMF的疏水多環(huán)衍生物。在一些實(shí)施方案中，固體聚碳生物燃料具有約1000至1500或2000克/摩爾的平均分子量。一些聚碳分子，尤其是小于約1000克/摩爾的那些，傾向于可溶于丙酮，并且可以通過溶解在丙酮或其它合適溶劑中來分離。在一些實(shí)施方案中，如果期望的話，短鏈聚碳分子溶解在合適的溶劑中并且移出處理以產(chǎn)生液體生物燃料。未被濾出的短鏈聚碳分子可隨分離的液體返回工藝中。當(dāng)新鮮原料在包括再循環(huán)水和短鏈聚碳分子的漿料中處理時，這種可溶的聚碳鏈可相互反應(yīng)和與新鮮原料反應(yīng)以形成固體。再循環(huán)節(jié)省能量并且降低或避免處理廢水的需要。在上述方法(不管是否利用上述設(shè)備來實(shí)施)中，終端產(chǎn)品的性質(zhì)可以通過改變工藝條件來改變。例如1.可以改變漿料的固體載量。在一些實(shí)施方案中，漿料的固體含量為約至 20wt%固體。固體載量越高，則處理期間的纖維素濃度越高，形成的多環(huán)固體越多。較低的濃度有利于葡萄糖和HMF作為反應(yīng)產(chǎn)物。在期望的終端產(chǎn)品是固體燃料的情況下，期望的是使?jié){料相對較濃(例如具有10%以上的固體含量)，并且期望的是原料富含纖維素和/ 或半纖維素。2.處理溫度可以為200°C或稍低至300°C或350°C。220°C至260°C的工藝溫度是典型的。溫度越低，則將纖維素完全水解成最終產(chǎn)品所需的時間就越長。較高的溫度有利于形成多環(huán)碳化合物。較低的溫度有利于葡萄糖和HMF作為反應(yīng)產(chǎn)物。在期望的終端產(chǎn)品是固體燃料的情況下，期望的是使用相對高的溫度，例如至少約250°C。在pH相對高的情況下，朝向該范圍高溫端的蒸煮溫度可以期望，因?yàn)榉磻?yīng)速率傾向于隨PH升高而降低。3.處理期間壓力容器中的氣氛以及是否向漿料中添加酸可影響終端產(chǎn)品。由于壓力容器中漿料上方的(X)2氣氛，CO2溶解在漿料中以提供吐0)3，該酸強(qiáng)到足以使纖維素分子水合并將所得葡萄糖轉(zhuǎn)化成2，5-HMF。溶解在漿料中的(X)2提供的條件酸性不足以將2， 5-HMF轉(zhuǎn)化成乙酰丙酸和甲酸。相反，所述條件使2，5-HMF傾向于降解成2，5-HMF的多環(huán)衍生物。在期望的終端產(chǎn)品是固體燃料的情況下，期望的是漿料僅呈弱酸性(例如PH為約 3至 4)，例如可以通過使?jié){料與(X)2接觸來實(shí)現(xiàn)。4.處理時間越長，則形成的多環(huán)固體越多。處理時間越短，則形成的多環(huán)固體越少。較短的處理時間有利于產(chǎn)生葡萄糖和2，5-HMF。在期望的終端產(chǎn)品是固體燃料的情況下，期望的是處理時間不要太短。6.次要催化劑如鐵或鋼的引入可以增加聚碳固體的產(chǎn)生。罐材料的選擇也會影響聚碳固體的產(chǎn)生。耐腐蝕性的不銹鋼罐仍有助于溶液中的物料催化成聚碳固體。在期望的終端產(chǎn)品是固體燃料的情況下，可期望使用鋼或不銹鋼壓力容器和/或在壓力容器中提供催化劑如鐵或鋼催化劑單元。有利地，含鐵催化劑可幫助分解原料中可能存在的芳族化合物(例如在原料包括用雜酚油或另一種包含芳香化合物的防腐劑處理的木材的情況下可能出現(xiàn))。實(shí)施例實(shí)施例1 將1240ml的240mM HCl溶液添加到150克鐵杉漿屑中并密封到壓力容器中。壓力容器加熱到200°C，加熱2小時。產(chǎn)出63. 4g生物燃料。這代表45%的收率。生物燃料的能量密度為30GJ/公噸。實(shí)施例2 將389克纖維素和6000ml的IOOmM馬來酸置于壓力容器中。然后，壓力容器加熱到200°C，加熱300分鐘。葡萄糖產(chǎn)出為65g，固體生物燃料聚碳或腐黑物的產(chǎn)出為75克。實(shí)施例3 將200g包含70%固體的鐵杉屑與通過使(X)2鼓泡通過水5分鐘制成的 800ml水溶液置于壓力容器中。計(jì)算得到固體載量為15%固體。密封壓力容器并用CO2沖洗以在溶液上方提供CO2氣氛。密封的壓力容器置于對流烘箱中并且加熱到236°C，加熱 120分鐘。在此溫度下，壓力容器中的壓力為450psi。然后，壓力容器在空氣中冷卻到30°C 并打開。過濾經(jīng)處理的漿料以分離固體和液體。干燥固體，發(fā)現(xiàn)其重73. 04克。計(jì)算收率 61. 2%的干固體被轉(zhuǎn)化成生物燃料。在獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)室中利用ASTM D240測試干固體，發(fā)現(xiàn)具有13，100BTU/磅的能量密度。這與能量密度為8，500BTU/磅的Powder River Basin煤 (低SO2)和平均能量密度為12，500BTU/磅的的Appalachian煙煤相當(dāng)。所產(chǎn)生的生物燃料的硫含量測得小于315PPM。源材料在60°C的烘箱中干透，并且在獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)室中利用ASTM D240測量能量密度。測得能量密度為9060BTU/磅。所述工藝使質(zhì)量能量密度提高了 1. 45 倍。實(shí)施例4 將213. 672g包含70%固體的鐵杉屑與通過使(X)2鼓泡通過水5分鐘制成的800ml水溶液置于壓力容器中。計(jì)算得到固體載量為17%固體。密封壓力容器并用(X)2 沖洗以在溶液上方提供CO2氣氛。密封的壓力容器置于對流烘箱中并且加熱到236°C (該溫度下壓力容器中的壓力為450psi)，加熱90分鐘。然后，壓力容器在空氣中冷卻到30°C，并在此溫度下打開，過濾經(jīng)處理的漿料以分離固體和液體。干燥固體，發(fā)現(xiàn)其重98. 971克。 計(jì)算收率72. 3%的干固體被轉(zhuǎn)化成生物燃料。在獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)室中利用ASTM D240測試干固體，發(fā)現(xiàn)具有12，000BTU/磅的能量密度。源材料在60°C的烘箱中干透，并且在獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)室中利用ASTMD240測量能量密度。所述工藝使質(zhì)量能量密度提高了 1.33倍。實(shí)施例5 將200g鐵杉漿屑(60%干固體)置于1. 25升生物反應(yīng)器中，并且添加 800ml羧化水。漿屑固體載量為15%干固體。然后，生物反應(yīng)器用CO2沖洗并密封。生物反應(yīng)器置于烘箱中并加熱至250°C。加熱和蒸煮時間總計(jì)3. 5小時。使生物反應(yīng)器冷卻然后打開。存在明顯的氣體逸出。葡萄糖含量為38mM/L。固體干燥并稱重。產(chǎn)生61g黑色固體聚碳生物燃料。氣體逸出表明，較短的蒸煮時間可使生物燃料的收率增加。實(shí)施例6 =IOg本文所述產(chǎn)生的生物燃料與IOg炭混合，并利用5公噸壓機(jī)壓制成直徑1. 5”、厚1/4”的丸粒。固體丸粒不起塵且燃燒良好，能量密度為27GJ/公噸。實(shí)施例7:如本文所述產(chǎn)生的生物燃料與煤粉1 1混合并利用5公噸壓機(jī)壓制成直徑1.5”、厚1/4”的丸粒。固體丸粒不起塵。圖7是包括對于鐵杉木(曲線450A)、無煙煤(曲線450B)、纖維素(濾紙)(曲線450C)和如本文所述產(chǎn)生的生物燃料(曲線450D)的重量隨溫度變化的曲線圖。從曲線 450D中可見，生物燃料具有比煤明顯要低的揮發(fā)溫度。在曲線400A中可見的低溫下木材質(zhì)量大幅降低的原因是木材被干燥。圖8示出鐵杉木屑(曲線452A)和如本文所述由鐵杉木屑制得的生物燃料(曲線 452B)的傅里葉變換紅外光譜(FTIR)結(jié)果，所述生物燃料利用CO2(碳酸)飽和的漿料在 230°C下處理3小時制得。生物燃料的能量密度為30GJ/公噸。雖然本發(fā)明人不希望拘泥于任何特定理論，但是據(jù)認(rèn)為在至少一些實(shí)施方案中制備的生物燃料通過涉及糖脫水成環(huán)醚化合物和隨后醚化合物聚合成復(fù)雜固體聚合物的機(jī)理來制得。一些實(shí)施方案可提供以下優(yōu)點(diǎn)中的一個或多個(并不強(qiáng)制任何特定實(shí)施方案都提供這些優(yōu)點(diǎn)中的任一種)·溫度和壓力的反應(yīng)條件可以比需要反應(yīng)條件提供超臨界水的情況下(溫度超過 372°C，壓力超過3216psi)溫和得多?！た梢援a(chǎn)生在存在濕氣時不會傾向于吸收水或溶脹的固體燃料產(chǎn)品?！にa(chǎn)生的固體燃料可以用作其它燃料材料的粘合劑?！す腆w燃料可以在處理之前不需要干燥原料的情況下產(chǎn)生?！にa(chǎn)生的固體生物燃料可以容易地造粒?！にa(chǎn)生的固體生物燃料可以單獨(dú)燃燒或與其它燃料如煤、木粒等混合。 所產(chǎn)生的固體生物燃料和上清流體經(jīng)工藝條件消毒。原料中可能存在的病原體、 昆蟲和其它不期望的生物學(xué)物質(zhì)被滅除?！ど锨辶黧w可以再循環(huán)到工藝中并再使用?！け痉椒ㄈ菰S污染物如油脂和塑料的存在，因此不需要在上游仔細(xì)除去這些物質(zhì)。 所產(chǎn)生的固體生物燃料可以在現(xiàn)有設(shè)施如煤燃燒器和木粒燃燒器中單獨(dú)或與其它燃料混合燃燒?！ぴ诜磻?yīng)期間存在(X)2的情況下，可以減少或省去對其它酸的需要，并且可以不必中和經(jīng)處理的漿料。 所產(chǎn)生的固體生物燃料包含氧并且傾向于清潔燃燒。在一些實(shí)施方案中，生物燃料具有約0. 37的氧重量含量。在一些實(shí)施方案中，生物燃料具有包含3個氧原子每6個碳原子的元素組成。本文所述的技術(shù)可與2009年4月30日提交的發(fā)明名稱為PROCESS AND APPARATUS FOR RECYCLING COATED PAPER PRODUCTS 的美國申請 No. 61/174466 及其對應(yīng)的同時提交且具有相同發(fā)明名稱的PCT專利申請中描述的特征結(jié)合應(yīng)用，這兩篇專利申請均通過引用并入本文。在期望產(chǎn)生生物燃料的情況下，不一定要分離原料中可能已經(jīng)存在的任何涂層材料顆粒(但在一些實(shí)施方案中可以這樣做)。生物燃料材料可以包括小的塑料涂層顆粒 (例如尺寸為約Imm至2mm或更小的涂層片)。生物燃料(包括任何塑料)可以通過合適的過濾分離、干燥并壓制成粒、團(tuán)塊等。雖然上文已經(jīng)討論多個示例性方面和實(shí)施方案，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員知道其一些修改、置換、添加和子組合。因此，所附權(quán)利要求以及此后引入的權(quán)利要求意在解釋為包括所有這些修改、置換、添加和子組合。
權(quán)利要求
1.一種由包括多糖、半纖維素、纖維素和木質(zhì)素中一種或更多種的原料制備固體生物燃料的方法，所述方法包括提供所述原料的含水漿料；使所述漿料呈酸性；在170°C至300°C的溫度和超過大氣壓的壓力下，將所述漿料蒸煮足以使所述原料反應(yīng)產(chǎn)生固體疏水聚碳化合物的時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使所述漿料呈酸性包括使(X)2鼓泡通過所述漿料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中蒸煮所述漿料在壓力容器中進(jìn)行，并且所述方法包括在蒸煮所述漿料之前用(X)2填充所述壓力容器內(nèi)的頂部空間區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其中使所述漿料呈酸性包括向所述漿料中添加酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述酸包括有機(jī)酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述有機(jī)酸包括選自碳酸、甲酸、馬來酸、草酸及其一種或更多種的混合物的酸。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述有機(jī)酸包括選自碳酸、甲酸、乙酸、馬來酸、蘋果酸、丙二酸、草酸及其一種或更多種的混合物的酸。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述有機(jī)酸包括pKa為1.5至3.85的酸。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述酸包括無機(jī)酸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述無機(jī)酸包括選自硫酸、鹽酸、氫溴酸、硝酸、 磷酸及其組合的酸。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其中所述蒸煮進(jìn)行5至180分鐘的時間。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的方法，包括在蒸煮所述漿料時使所述漿料暴露于固體催化劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述固體催化劑包括鐵或鋼。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的方法，其中所述原料包括下列物質(zhì)中的一種或更多種多糖、纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、糖、木屑、鋸末、樹皮、選自松樹、鐵杉、雪松、冷杉、云杉、樺樹、榿木、白楊或香脂樹的樹的碎屑、森林采伐屑、樹枝、樹葉、木質(zhì)拆毀廢料、紙漿、紙張、植物生物質(zhì)、水風(fēng)信子、洋蓍草、草、水生植物、藻類、藍(lán)細(xì)菌、農(nóng)業(yè)廢料、稻草、植物碎屑、 玉米芯、玉米秸稈、動物糞肥、馬糞、牛糞、豬糞、甘蔗渣、油棕樹干、米糠、城市廢料、食品廢料、庭院廢料、咖啡渣、廚房廢料、一次性紙杯和碟、廢紙、廢卡紙板、食品包裝物、果汁容器、 涂布紙板飲料杯、下水道污物、釀酒廠廢料及其一種或更多種的混合物。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14之一所述的方法，包括通過過濾將所述聚碳化合物從所述漿料中分離，并且將所述聚碳化合物壓制成粒。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，包括將所述聚碳化合物與粉碎的燃料混合，然后將所述聚碳化合物壓制成粒。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述粉碎的燃料包括煤或木材。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至17之一所述的方法，其中所述聚碳化合物在低于500°C的溫度下是基本上完全揮發(fā)性的。
19.一種工藝的固體生物燃料產(chǎn)品，所述工藝包括使糖脫水成環(huán)醚化合物，隨后使所述醚化合物聚合成復(fù)雜的固體聚合物。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的固體生物燃料，其中所述生物燃料是疏水的。
21.一種制備5-羥基甲基-糠醛的方法，包括將糖源與一種或更多種弱有機(jī)酸在足以使所述糖源水解成其組分糖并使所述糖脫水成5-羥基甲基-糠醛的溫度和時間下加熱。
22.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述一種或更多種酸包括pKa為1.5至3. 85的酸。
23.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述酸包括馬來酸。
24.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述溫度為170°C至220°C。
25.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述時間為數(shù)分鐘至3小時。
26.權(quán)利要求21所述的方法，還包括在加熱之前處理所述糖源。
27.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述糖源包括多糖。
28.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述糖源包括纖維素、淀粉、木質(zhì)纖維素或其組合。
29.一種制備5-羥基甲基-糠醛的方法，包括將一種或更多種糖與一種或更多種弱有機(jī)酸在足以使所述糖脫水成5-羥基甲基-糠醛的溫度和時間下加熱。
30.權(quán)利要求四所述的方法，其中所述一種或更多種糖包括己糖。
31.權(quán)利要求30所述的方法，其中所述酸包括馬來酸。
32.權(quán)利要求31所述的方法，還包括再循環(huán)所述馬來酸。
33.權(quán)利要求31所述的方法，其中所述一種或更多種糖包括葡萄糖、甘露糖、果糖、半乳糖或其組合。
34.一種包括聚合碳的含氧疏水生物燃料組合物，其中碳與氧原子的比例為約6 3， 并且能量密度為至少25GJ/公噸。
35.一種方法，包括本文所述的任何新穎且具有創(chuàng)造性的步驟、過程、步驟和/或過程的組合或步驟和/或過程的子組合。
36.一種設(shè)備，包括本文所述的任何新穎且具有創(chuàng)造性的單元、單元組合或單元的子組合
37.一種物質(zhì)組合物，包括本文所述的任何新穎且具有創(chuàng)造性的物質(zhì)、物質(zhì)和/或特征的組合或物質(zhì)和/或特征的子組合。
全文摘要
聚碳生物燃料可由諸如木質(zhì)廢料、農(nóng)業(yè)廢料和廢紙的原料制得。所述原料可以在酸性條件下蒸煮以將原料中的纖維素和類似材料轉(zhuǎn)化成疏水、容易造粒且具有高能量密度的生物燃料。所述生物燃料可與煤或其它燃料共混以提供可以在常規(guī)燃燒器中燃燒的共混燃料。一種方法形成原料漿料，使二氧化碳鼓泡通過漿料以實(shí)現(xiàn)低于5的pH，和在170℃至300℃的溫度下蒸煮所述漿料，直至原料轉(zhuǎn)化成聚碳生物燃料。所述生物燃料可通過過濾與漿料中的液體分離。
文檔編號C10L5/44GK102439124SQ201080019114
公開日2012年5月2日 申請日期2010年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者亞歷克西斯·福斯·麥金托什 申請人:Eve研究有限公司