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　　1.本发明涉及一种制备固体生物质燃料的方法，以及由所述方法制备的固体生物质燃料。另外，本发明涉及一种燃烧方法，其包括燃烧所述固体生物质燃料以产生能量。

　　2.燃煤发电用于世界各地的发电厂和工业过程。煤炭和其他化石燃料是不可再生能源。在过去的几十年里，人们呼吁减少燃煤发电站的煤炭消耗，转而使用可再生资源作为能源。

　　3.衍生自生物质的燃料是一种可用于替代或至少部分替代煤的可再生能源。在燃烧过程中，由生物质衍生的燃料可以在发电厂的氧气存在下燃烧，以产生能量。生物质燃料可以在最初设计用于燃煤的传统发电厂中燃烧，或者生物质燃料可以在专门用于生物质燃烧的发电厂中燃烧。某些形式的生物质可以与煤混合并在发电厂内以相同的燃烧过程燃烧。这种过程称为生物质的煤共烧。为了适合与煤共烧，生物质燃料通常必须具有某些特性，例如一定水平的质量和均质性。例如，在共烧过程中特别期望由均一尺寸、密度、水分含量等的颗粒组成的生物质燃料。生物质燃料包含低含量的灰分也是期望的。生物质燃料中的灰分含量通常高于煤炭中的灰分含量。

　　4.已知各种方法可以从生物质源制备固体生物质燃料。wo2014/087949公开了一种用于制备固体生物质燃料的方法，其中使生物质源蒸汽爆炸然后成型为生物质块，再加热得到生物质燃料。该方法的目的是制备在储存期间具有足够的可操作性并且在储存期间具有更低的排放水化学需氧量(cod)的生物质燃料。该过程中使用的生物质源是棕榈仁壳。

　　5.wo2016/056608以wo2014/087949的教导为基础，并且公开了一种制造固体生物质燃料的方法，其中不需要蒸汽爆炸步骤来制备燃料。该方法包括成型步骤，将生物质源压碎，成型为生物质块，再将生物质块进行加热。用于所述过程的生物质源是树木，例如道格拉斯冷杉、铁杉、雪松、柏树、欧洲赤松、杏仁老树、杏仁壳、合金欢木质部、合金欢树皮、核桃壳、西谷椰子、棕榈空果串、柳桉木和橡胶。

　　6.wo2017/175733公开了一种包括成型步骤的类似方法，其中，将生物质源压碎，成型为生物质块，再将生物质块进行加热。wo2017/175733的方法旨在提供生物质燃料，该生物质燃料在暴露于雨水时表现出低的降解性并具有更低的排放水cod。该方法中使用的生物质源选自橡胶树、合金欢、柳桉木、桉树、柚木以及落叶松、云杉和桦树的混合物。

　　7.wo2019/069849旨在提供一种易于运输和存储并且在存储期间耐自燃的生物质燃料。生物质燃料通过包括成型步骤的方法来制备，在该成型步骤中，将生物质源压碎，成型为生物质块，再将生物质块进行加热。用于制备燃料的生物质源选自橡胶树、合金欢树、辐射松，落叶松、云杉和桦树的混合物；以及云杉、松树和冷杉。

　　8.wo2019/069860公开了一种用于制备固体生物质燃料的设备。该设备包括碳化炉，用于碳化生物质成型产品以获得固体生物质燃料。该设备还包括产量计算单元、温度测量单元和控制单元。控制单元基于生物质燃料的自燃特性控制施加到碳化炉的热量。通过将

　　生物质源粉碎成粒料，然后使所述粒料成型，得到生物质成型产品。生物质源选自橡胶树、合金欢、龙脑香、辐射松，落叶松、云杉和桦树的混合物或云杉、松树和冷杉的混合物。

　　9.wo2018/181919公开了与以上讨论的用于制备固体生物质燃料的方法不同的方法。该方法涉及生物质的水热碳化的步骤，其中生物质源在热水中加压以碳化生物质。据报道该方法提供了具有高可磨性、高收率和更低的制造成本的生物质燃料。生物质源选自谷壳、棕榈仁壳、椰子树、竹子、棕榈空果串、杏子和茄子。

　　10.wo2017/175737公开了一种用于冷却碳化生物质的冷却设备。该设备提高了半碳化的生物质成型的冷却效率。该设备通过在其上喷水来冷却生物质。该冷却器包括振动平板和用于在平板上喷水的喷淋部。通过与上述相同的方法制备生物质燃料。用于制备生物质燃料的生物质源是道格拉斯冷杉、铁杉、雪松、柏树、欧洲赤松、杏仁老树、杏仁壳、合金欢木质部、合金欢树皮、核桃壳、西谷椰子、棕榈空果串、柳桉木和橡胶。

　　11.最后，wo2014/050964公开了一种用于改善生物质的可磨性使得其可以与煤一起磨碎的方法。该方法包括将磨碎的木质生物质的水分含量提高到10％至50％；将生物质致密化至密度为0.55g/cm3以上再对生物质进行烘焙。生物质源包括木屑、树皮、木刨花和锯末。

　　12.本发明的发明人已经认识到上述文献中讨论的固体生物质燃料及其制备方法存在各种问题。例如，以上文献中描述的生物质源是通常仅天然存在且不容易以商业规模进行种植和收获的植物和树木。发明人已经认识到，可以容易地以商业规模生长和收获的生物质源将是有利的。可以生长和收获的生物质源可有利于控制生物质源的质量和特定特征。不需要大面积砍伐森林就能提供足量的生物质源用作燃料的替代生物质源也是有利的。

　　13.另外，发明人发现上述文件中所述的全部由木材和类似材料组成的生物质源当采用本领域已知的常规粉碎技术处理时，会形成均匀度较低的粒料。此外，由于木材和类似材料难以粉碎的性质，因此粉碎生物质源的成本昂贵。本发明的发明人已经意识到，通过本领域已知的常规粉碎技术更容易粉碎，且在粉碎时形成更均一尺寸的粒料的生物质源是有利的。

　　14.另外，发明人已经发现，由以上文献中讨论的生物质源并通过以上文献中的方法制备的固体生物质燃料的防水特性不足。防水特性对固体生物质燃料很重要，因为在燃烧过程中使用(单独使用或与煤共烧时)需要干燥(或至少充分干燥)。生物质燃料在存储或运输过程中经常暴露于湿气中(例如来自雨水)。因此，具有改进的防水能力的生物质燃料值得期待。

　　15.本发明人还认识到上述文献中描述的生物质燃料制备方法不能提供具有足够质量和均匀性的燃料。特别地，以上讨论的方法在成型步骤期间无法充分控制生物质的密度。

　　16.本发明解决了上面讨论的与现有方法有关的问题。令人惊讶的是，本发明的发明人发现可以以商业规模生长和收获可用于得到固体生物质燃料的某些生物质源。这样做可以在生长周期中得到用于制备燃料的固定且恒定的生物质源。另外，以商业规模生长和收获所述生物质源能够例如通过栽培和育种技术来控制生物质源的质量和均匀性。

　　17.此外，本发明的发明人还发现，作为农业废弃物产品的某些生物质源可用于制备固体生物质固体燃料。

　　18.除此之外，本发明的发明人还发现，可以通过改变方法中的成型步骤和/或加热步骤来得到具有改善的防水特性的生物质燃料。发明人还已经发现，控制本发明方法的成型步骤和加热步骤可改善固体生物质燃料产品的质量和均匀性，并赋予其某些物理特性，非常适合用于燃烧工艺中。此外，已经发现调整成型和加热步骤可以提高固体生物质燃料的产量，并赋予燃料更易于运输和储存的特性。发明人已经发现，生物质源的性质以及具体的成型和加热步骤共同作用可以提供优于本领域其他已知的生物质燃料产品用于燃烧工艺。

　　19.本发明的第一方面提供了一种制备固体生物质燃料的方法，其中该方法包括以下步骤：

　　20.(i)提供一种或多种平均粒径(d50)为30000μm至60000μm且水分含量小于50wt％的生物质源；

　　21.(ii)粉碎所述一种或多种生物质源以得到平均粒径(d50)为1000μm至20000μm的粉碎生物质粉末；

　　22.(iii)压缩所述粉碎生物质粉末以得到水分含量小于30wt％的压缩生物质粉末；

　　25.(vi)将所述生物质成型产品加热0.25至5小时到160℃至420℃的温度，以得到固体生物质燃料；和

　　27.典型地，一种或多种生物质源包括草、稻壳、山药、稻草、玉米芯或其任何组合。在一个实施方案中，一种或多种生物质源包括农业废物。

　　28.典型地，一种或多种生物质源包括20wt％至80wt％的草，以及稻壳、山药、稻草、玉米芯中的一种或多种或其任何组合。

　　29.优选地，一种或多种生物质源包括草。更优选地，一种或多种生物质源包括狼尾草属(pennisetum)植物。最优选地，一种或多种生物质源包括皇竹草(pennisetum sinese roxb)。

　　30.在某些实施方案中，一种或多种生物质源包括、由以下组成或基本上由以下组成：(i)草，例如狼尾草属植物，例如皇竹草；(ii)稻壳和山药的混合物；(iii)稻草和山药的混合物；和(iv)玉米芯和山药的混合物。

　　31.典型地，步骤(i)提供一种或多种平均粒径(d50)为30000μm至60000μm且水分含量小于50wt％的生物质源包括(a)压缩所述一种或多种生物质源使其水分含量小于50wt％；和/或(b)将所述一种或多种生物质源切碎使其平均粒径(d50)为30000μm至60000μm；优选地，所述方法包括步骤(a)和(b)；更优选地，所述方法包括在步骤(a)压缩所述一种或多种生物质源之后进行步骤(b)切碎所述一种或多种生物质源。

　　33.典型地，步骤(iv)干燥所述压缩生物质粉末以得到干燥压缩生物质粉末包括干燥所述压缩生物质粉末使得所述干燥压缩生物质粉末的水分含量为10wt％至18wt％，优选12wt％至15wt％。

　　34.典型地，步骤(iv)干燥所述压缩生物质粉末以得到干燥压缩生物质粉末还包括在干燥的同时混合所述压缩生物质粉末颗粒。

　　35.典型地，步骤(v)使所述干燥压缩生物质粉末成型包括调整成型步骤使得生物质成型产品的密度可控；任选地，调整成型步骤使得生物质成型产品的密度可控包括控制在所述成型步骤中使用的模具的压缩比。

　　36.典型地，将添加剂添加到所述干燥压缩生物质粉末中之后再进行步骤(v)使所述干燥压缩生物质粉末成型。优选地，添加剂提高所述生物质成型产品的产率。

　　37.典型地，进行步骤(vi)将所述生物质成型产品加热0.4至2.5小时，和/或加热所述生物质成型产品的步骤包括加热所述生物质成型产品至180℃至350℃的温度，任选210℃至280℃。

　　38.典型地，步骤(vi)加热所述生物质成型产品包括在一定条件下加热所述生物质成型产品以引起所述生物质成型产品烘焙。

　　39.优选地，对步骤(vi)加热所述生物质成型产品进行调整以控制所述固体生物质燃料的均匀性；任选地，调整步骤(vi)以控制所述固体生物质燃料的均匀性包括：在设备中进行步骤(vi)，在所述设备中，所述生物质成型产品在加热的同时旋转；任选地，调整步骤(vi)以控制所述固体生物质燃料的均匀性包括：控制所述生物质成型产品的旋转速度或旋转方向；任选地，所述生物质成型产品在所述设备中沿逆时针和顺时针方向旋转。

　　40.典型地，所述方法还包括在步骤(vi)加热之后和步骤(vii)从所述固体生物质燃料上去除粉尘颗粒之前冷却所述固体生物质燃料的步骤。

　　41.典型地，步骤(vii)从所述固体生物质燃料上去除粉尘颗粒包括使用筛网从所述固体生物质燃料上去除粉尘颗粒。优选地，筛网具有3mm至8mm的孔径；优选地，筛网具有4mm至6mm的孔径。

　　42.典型地，所述固体生物质燃料根据din en 15103测定的堆积密度为0.58kg/l至0.8kg/l，优选0.6kg/l至0.75kg/l，最优选0.60kg/l至0.70kg/l。

　　43.典型地，所述固体生物质燃料根据din en 15210-1测定的机械耐久性为95％以上、96％以上、97％以上或98％以上。

　　44.在该方法的一些实施方案中，一种或多种生物质源和固体生物质燃料如下：

　　45.(i)所述一种或多种生物质源包括或基本上由草组成，例如狼尾草属植物，例如皇竹草，并且所述固体生物质燃料的堆积密度为0.60kg/l至0.65kg/l，所述固体生物质燃料的机械耐久性为95％以上；

　　46.(ii)所述一种或多种生物质源包括稻壳和山药的混合物，并且所述固体生物质燃料的堆积密度为0.58kg/l至0.63kg/l，所述固体生物质燃料的机械耐久性为95％以上；

　　47.(iii)所述一种或多种生物质源包括稻草和山药的混合物，并且所述固体生物质燃料的堆积密度为0.60kg/l至0.64kg/l，所述固体生物质燃料的机械耐久性为95％以上；

　　48.(iv)所述一种或多种生物质源包括玉米芯和山药的混合物，并且所述固体生物质燃料的堆积密度为0.62kg/l至0.66kg/l，所述固体生物质的机械耐久性燃料为95％以上；

　　49.其中根据din en 15103测定堆积密度，根据din en 15210-1测定机械耐久性。

　　50.典型地，生物质固体燃料的总干硫含量为0.15wt％以下，优选0.12wt％以下，最优选0.10wt％以下，其中根据din en 15289测定总干硫含量。

　　51.典型地，生物质固体燃料的总干氢含量为5wt％以上，优选5wt％至10wt％，更优选5wt％至7wt％，其中根据din en 15104测定总干氢含量。

　　52.典型地，生物质固体燃料的总干氧含量为36wt％以上，优选38wt％至42wt％，更优选38wt％至40wt％，其中根据din en 15296测定总干氧含量。

　　53.典型地，生物质固体燃料的总干碳含量为36wt％以上，优选38wt％至48wt％，更优选39wt％至45wt％，其中根据din en 15104测定总干碳含量。

　　54.典型地，生物质固体燃料的总干氮含量小于0.8wt％，优选小于0.7wt％，更优选小于0.6wt％，其中根据din en 15104测定总干氮含量。

　　55.典型地，固体生物质燃料防水长达20天，优选30天，更优选40天。

　　56.典型地，固体生物质燃料浸入水中时的化学需氧量(cod)为5000ppm以下，优选4000ppm以下，最优选3000ppm以下，其中根据gb/11914-89测定化学需氧量。

　　57.典型地，固体生物质燃料的固定碳含量为25wt％以上，优选28wt％至35wt％，更优选30wt％至33wt％，其中根据din en 51734测定固定碳含量。

　　58.典型地，固体生物质燃料的灰分含量小于20wt％，优选小于18wt％，最优选小于16wt％，其中根据en 14775在550℃下测定灰分含量。

　　59.典型地，固体生物质燃料的挥发性物质含量为42wt％至70wt％，更优选48wt％至75wt％，其中根据din en 15148测定挥发性物质含量。

　　60.典型地，固体生物质燃料的水分含量小于8wt％、优选小于7wt％、最优选小于6wt％，其中根据din en 14774测定水分含量。

　　61.典型地，生物质固体燃料的热值为4300kcal/kg至6500kcal/kg，其中根据din en 14918测定热值。

　　62.典型地，生物质成型产品的堆积密度为a，所述生物质固体燃料的堆积密度为b，其中b/a为0.55至1，根据din en 15103测定堆积密度。

　　63.典型地，生物质衍生材料存在于所述固体生物质燃料中，其存在量为所述固体生物质燃料的燃料全组分的至少95wt％。

　　64.本发明的第二方面提供了一种可通过或通过根据前述权利要求中任一项的方法获得的固体生物质燃料。

　　65.本发明的第三方面提供了源自一种或多种生物质源的固体生物质燃料，其中所述一种或多种生物质源：

　　66.(i)包括、由以下组成或基本上由以下组成：狼尾草属植物，例如皇竹草；

　　67.(ii)包括、由以下组成或基本上由以下组成：稻壳和山药的混合物；

　　68.(iii)包括、由以下组成或基本上由以下组成：稻草和山药的混合物；

　　69.(iv)包括、由以下组成或基本上由以下组成：玉米芯和山药的混合物；

　　70.(v)包括、由以下组成或基本上由以下组成：皇竹草和稻壳的混合物；

　　71.(vi)包括、由以下组成或基本上由以下组成：狼尾草属植物例如皇竹草和稻草的混合物；或者

　　72.(vii)包括、由以下组成或基本上由以下组成：狼尾草属植物例如皇竹草和玉米芯的混合物。

　　73.典型地，一种或多种生物质源包括草、稻壳、山药、稻草、玉米芯或其任何组合。在

　　74.典型地，一种或多种生物质源包括20wt％至80wt％的草，以及稻壳、山药、稻草、玉米芯中的一种或多种或其任何组合。

　　75.优选地，一种或多种生物质源包括草。更优选地，一种或多种生物质源包括狼尾草属植物。最优选地，一种或多种生物质源包括皇竹草。

　　76.在某些实施方案中，一种或多种生物质源包括、由以下组成或基本上由以下组成：(i)草，例如狼尾草属植物，例如皇竹草；(ii)稻壳和山药的混合物；(iii)稻草和山药的混合物；和(iv)玉米芯和山药的混合物。

　　78.典型地，所述固体生物质燃料根据din en 15103测定的堆积密度为0.58kg/l至0.8kg/l，优选0.6kg/l至0.75kg/l，最优选0.60kg/l至0.70kg/l。

　　79.典型地，所述固体生物质燃料根据din en 15210-1测定的机械耐久性为95％以上、96％以上、97％以上或98％以上。

　　80.在该方法的一些实施方案中，一种或多种生物质源和固体生物质燃料如下：

　　81.(i)所述一种或多种生物质源包括或基本上由草组成，例如狼尾草属植物，例如皇竹草，并且所述固体生物质燃料的堆积密度为0.60kg/l至0.65kg/l，所述固体生物质燃料的机械耐久性为95％以上；

　　82.(ii)所述一种或多种生物质源包括稻壳和山药的混合物，并且所述固体生物质燃料的堆积密度为0.58kg/l至0.63kg/l，所述固体生物质燃料的机械耐久性为95％以上；

　　83.(iii)所述一种或多种生物质源包括稻草和山药的混合物，并且所述固体生物质燃料的堆积密度为0.60kg/l至0.64kg/l，所述固体生物质燃料的机械耐久性为95％以上；

　　84.(iv)所述一种或多种生物质源包括玉米芯和山药的混合物，并且所述固体生物质燃料的堆积密度为0.62kg/l至0.66kg/l，所述固体生物质的机械耐久性燃料为95％以上；

　　85.其中根据din en 15103测定堆积密度，根据din en 15210-1测定机械耐久性。

　　86.典型地，生物质固体燃料的总干硫含量为0.15wt％以下，优选0.12wt％以下，最优选0.10wt％以下，其中根据din en 15289测定总干硫含量。

　　87.典型地，生物质固体燃料的总干氢含量为5wt％以上，优选5wt％至10wt％，更优选5wt％至7wt％，其中根据din en 15104测定总干氢含量。

　　88.典型地，生物质固体燃料的总干氧含量为36wt％以上，优选38wt％至42wt％，更优选38wt％至40wt％，其中根据din en 15296测定总干氧含量。

　　89.典型地，生物质固体燃料的总干碳含量为36wt％以上，优选38wt％至48wt％，更优选39wt％至45wt％，其中根据din en 15104测定总干碳含量。

　　90.典型地，生物质固体燃料的总干氮含量小于0.8wt％，优选小于0.7wt％，更优选小于0.6wt％，其中根据din en 15104测定总干氮含量。

　　91.典型地，固体生物质燃料防水长达20天，优选30天，更优选40天。

　　92.典型地，固体生物质燃料浸入水中时的化学需氧量(cod)为5000ppm以下，优选4000ppm以下，最优选3000ppm以下，其中根据gb/11914-89测定化学需氧量。

　　93.典型地，固体生物质燃料的固定碳含量为25wt％以上，优选28wt％至35wt％，更优选30wt％至33wt％，其中根据din en 51734测定固定碳含量。

　　94.典型地，固体生物质燃料的灰分含量小于20wt％，优选小于18wt％，最优选小于16wt％，其中根据en 14775在550℃下测定灰分含量。

　　95.典型地，固体生物质燃料的挥发性物质含量为42wt％至70wt％，更优选48wt％至75wt％，其中根据din en 15148测定挥发性物质含量。

　　96.典型地，固体生物质燃料的水分含量小于8wt％、优选小于7wt％、最优选小于6wt％，其中根据din en 14774测定水分含量。

　　97.典型地，生物质固体燃料的热值为4300kcal/kg至6500kcal/kg，其中根据din en 14918测定热值。

　　98.典型地，生物质成型产品的堆积密度为a，所述生物质固体燃料的堆积密度为b，其中b/a为0.55至1，根据din en 15103测定堆积密度。

　　99.典型地，生物质衍生材料存在于所述固体生物质燃料中，其存在量为所述固体生物质燃料的燃料全组分的至少95wt％。

　　100.本发明的第四方面提供了一种燃烧方法，包括燃烧根据本发明的第二方面和第三方面的固体生物质燃料以产生能量的步骤。

　　101.在一个实施方案中，固体生物质燃料与化石燃料共烧并燃烧。优选地，化石燃料包括煤。

　　102.在一个实施方案中，该方法的pm1.0排放量小于175mg/kg，优选小于150mg/kg。

　　103.本发明的第五方面提供了根据本发明的第二方面和第三方面的固体生物质燃料在燃烧方法中作为燃料的用途。

　　104.优选地，燃烧方法包括将固体生物质燃料与化石燃料共烧。优选地，化石燃料为煤。

　　105.在一个实施方案中，该方法的pm1.0排放量小于175mg/kg，优选小于150mg/kg。

　　106.本发明的第六方面提供了一种或多种生物质源用于制备固体生物质燃料的用途，其中所述一种或多种生物质源：(i)包括、由以下组成或基本上由以下组成：狼尾草属植物，例如皇竹草；(ii)包括、由以下组成或基本上由以下组成：稻壳和山药的混合物；(iii)包括、由以下组成或基本上由以下组成：稻草和山药的混合物；(iv)包括、由以下组成或基本上由以下组成：玉米芯和山药的混合物；(v)包括、由以下组成或基本上由以下组成：狼尾草属植物例如皇竹草和稻壳的混合物；(vi)包括、由以下组成或基本上由以下组成：狼尾草属植物例如皇竹草和稻草的混合物；或者(vii)包括、由以下组成或基本上由以下组成：狼尾草属植物例如皇竹草和玉米芯的混合物。

　　107.优选地，一种或多种生物质源如上文根据本发明的第一方面和第三方面所述。

　　108.优选地，用途包括在根据本发明第一方面的方法中使用一种或多种生物质源。

　　109.优选地，固体生物质燃料如上文根据本发明的第一方面和第三方面所述。

　　110.本发明的第七方面提供了一种预处理用于制备固体生物质燃料的一种或多种生物质源的预处理方法，其中所述预处理方法包括以下步骤：

　　111.(i)提供一种或多种平均粒径(d50)为30000μm至60000μm且水分含量小于50wt％的生物质源；

　　112.(ii)粉碎所述一种或多种生物质源以得到平均粒径(d50)为1000μm至20000μm的粉碎生物质粉末；

　　113.(iii)压缩所述粉碎生物质粉末以得到水分含量小于30wt％的压缩生物质粉末；和

　　115.典型地，步骤(i)提供一种或多种平均粒径(d50)为30000μm至60000μm且水分含量小于50wt％的生物质源包括(a)压缩所述一种或多种生物质源使其水分含量小于50wt％；和/或(b)将所述一种或多种生物质源切碎使其平均粒径(d50)为30000μm至60000μm；优选地，所述方法包括步骤(a)和(b)；更优选地，所述方法包括在步骤(a)压缩所述一种或多种生物质源之后进行步骤(b)切碎所述一种或多种生物质源。

　　116.典型地，一种或多种生物质源的水分含量为30wt％至50wt％。

　　117.典型地，步骤(iv)干燥所述压缩生物质粉末以得到干燥压缩生物质粉末包括干燥所述压缩生物质粉末使得所述干燥压缩生物质粉末的水分含量为10wt％至18wt％，优选12wt％至15wt％。

　　118.典型地，步骤(iv)干燥所述压缩生物质粉末以得到干燥压缩生物质粉末还包括在干燥的同时混合所述压缩生物质粉末颗粒。

　　119.典型地，一种或多种生物质源如上文根据本发明的第一方面和第三方面所述。

　　120.典型地，预处理方法在制备固体生物质燃料的方法之前进行，其中所述制备固体生物质燃料的方法包括以下步骤：成型或加热所述干燥压缩生物质粉末。优选地，制备固体生物质燃料的方法如上文根据本发明的第一方面所述。

　　121.本发明的第八方面提供了一种用于后处理固体生物质燃料的后处理方法，其中所述后处理方法包括从所述固体生物质燃料上去除粉尘颗粒的步骤。

　　122.优选地，从所述固体生物质燃料上去除粉尘颗粒的步骤包括使用筛网从所述固体生物质燃料上去除粉尘颗粒。更优选地，筛网具有3mm至8mm的孔径；优选地，筛网具有4mm至6mm的孔径。

　　123.典型地，从所述固体生物质燃料上去除粉尘颗粒的步骤包括使所述固体生物质燃料振动、旋转、滚动或其任何组合。

　　124.优选地，后处理方法在由一种或多种生物质源制备固体生物质燃料的方法之后进行，其中所述制备固体生物质燃料的方法包括成型或加热步骤。更优选地，制备固体生物质燃料的方法如上文根据本发明的第一方面所述。

　　125.优选地，固体生物质燃料如上文根据本发明的第二方面和第三方面所述。

　　129.图3是根据本发明的方法制备的生物质成型产品的压缩比(x轴)与产率(y轴)的曲线图。这里的生物质源由皇竹草组成。

　　130.图4示出当在成型步骤期间包含添加剂时与不包含添加剂时成型步骤后的产率差异，其中一种或多种生物质源由皇竹草组成。可以看出，在成型前向干燥压缩生物质中添加添加剂可以获得更高的产率。

　　131.图5是根据本发明的方法制备的生物质成型产品的压缩比(x轴)与密度(kg/l)(y轴)的曲线图，其中生物质源由皇竹草组成。

　　133.图7和8示出可用于振动、滚动或旋转本发明的生物质固体燃料产品的设备。

　　148.图23是本领域已知的可用于切碎一种或多种生物质源的设备的照片。

　　149.图24是本领域已知的可用于压缩一种或多种生物质源的设备的照片。

　　150.图25是本领域已知的可用于压缩一种或多种生物质源的设备的照片。

　　151.图26是本领域已知的可用于压缩一种或多种生物质源的设备的照片。

　　153.根据本发明使用的一种或多种生物质源可以是上述任何一种。典型地，一种或多种生物质源包括农业废物。如本文所用，术语“农业废物”通常是指作为农业经营的副产品产生的植物性废物产品。例如，农业废物可能包括收获的剩余植物产品，或收获的植物产品的不需要的成分。一种或多种生物质源优选包括草。草可能是作为农业作业副产品产生的农业废物，或者是为特定目的而种植的剩余多余草；或者可以是专门为了用作固体生物质燃料的生物质源而种植和收获的草；或者可以是天然存在的草。

　　154.根据本发明使用的优选的草形式是狼尾草属植物。狼尾草是一种广泛分布的草科植物属，原产于世界热带和温带地区。根据本发明使用的优选的狼尾草属植物是植物皇竹草(pennisetum sinese roxb)。图1示出了皇竹草的照片。

　　155.可根据本发明使用的其他生物质源包括稻壳、山药(yam)、稻草和玉米芯。这些生物质源可以作为农业废弃物作为农业作业副产品产生。或者，可以专门为了作为制备生物质固体燃料的原料而种植这些生物质源。玉米芯是可以作为农业废料生产的材料的一个具体例子。例如，可以种植和收获玉米供人类食用。当加工供人类食用的玉米植物时，该过程可能涉及从不可食用的玉米芯上去除可食用的玉米。因此，玉米芯是农业废弃物。在一些实

　　施方案中，一种或多种生物质源包括、由以下组成或基本上由以下组成：稻壳、山药、稻草、玉米芯或其任何组合。例如，一种或多种生物质源可以包括、由以下组成或基本上由以下组成：稻壳和山药；稻草和山药或者玉米芯和山药。

　　156.当一种或多种生物质源包括草和一种或多种额外的生物质源时，该一种或多种生物质源可包含任何特定量的草，例如5wt％至95wt％。典型地，当一种或多种生物质源包括草和一种或多种额外的生物质源时，草的存在量为一种或多种生物质源的总量的10wt％至90wt％、20wt％至80wt％、30wt％至70wt％或40wt％至60wt％。

　　157.在某些实施方案中，一种或多种生物质源包括、由以下组成或基本上由以下组成：存在量为按重量计20wt％至80wt％的草，例如来自狼尾草属的草，例如皇竹草，以及存在量为按重量计20wt％至80wt％的稻草、玉米芯、稻壳或其任何组合。

　　158.上述一种或多种生物质源中的每一种都可以通过本领域已知的常规方法获得或收获。

　　159.如本文所用，术语“包括”用于表示可以存在任何其他未定义的组分。如本文所用，术语“由

　　组成”用于表示除了具体列出的组分之外，不能存在其他组分。如本文所用，术语“基本上由

　　组成”用于表示可能存在其他未定义的组分，但那些组分不会实质性地影响组合物的基本特征。

　　160.如上所述，已发现本发明中使用的一种或多种生物质源可以商业规模种植和收获，与现有技术中使用的材料相比，提高了对生物质源的质量和特定特性的控制。使用所述材料还避免了使用树木对环境造成破坏，例如森林砍伐。上述优点尤其与使用草、山药、玉米芯和稻壳相关，并且尤其与使用例如狼尾草属的草例如皇竹草相关。

　　161.发明人还惊奇地发现，本发明中使用的一种或多种生物质源比以前使用的材料(如木材)更容易研磨。这降低了研磨过程的成本。特别是草不需要像以前使用的材料(如木材)那样研磨。

　　162.本发明的材料在研磨时比以前使用的材料粒度混合更均匀。不受理论限制，据信这赋予最终固体燃料产品有利的性质，例如生物质燃料产品具有更大的均匀性和连续性。出于多种原因，这在燃烧过程中是合乎需要的。

　　163.本发明的发明人已经认识到草特别可用作生物质源。特别是来自狼尾草属的草，例如皇竹草是特别有用的。据发现，狼尾草是一种生长迅速、产量高的杂交草。它既不是转基因的，也不会在生长时对周围环境造成生态风险。它可以在各种土壤条件下生长，因此不会与粮食作物争夺土地。此外，狼尾草是一种短期快速生长的作物，可以在种植后的第一年收获。相比之下，柳枝稷、竹子和其他各种农作物的产量较低，要等到种植后的第二年、第三年或第四年才能收获。据发现，狼尾草在种植后40天一旦长到1米高就可以收获用于生产沼气，然后每隔25到30天再收获一次。对于制备生物质粒料和其他形式的固体燃料，例如本发明的方法，据发现狼尾草可以在种植后195天一旦长到4米高就可以收获，然后每120天再次收获。因此，植物的高生长速率提供了持续生长的生物质来源。

　　164.尽管使用草如狼尾草和上述其他生物质源存在上述优点，发明人还认识到使用此类生物质源产生的问题是它们通常含有非常大量的水分。例如，典型地，在秋季或冬季收获时，新鲜收获的狼尾草的水分含量按重量计在70％以上。该水分含量对于生物质源而言太高而不能直接用于制备固体生物质燃料的成型或烘焙过程。因此，有必要在这些步骤之前

　　降低生物质源的水分含量。可以使用传统的干燥工艺。然而，传统的干燥工艺(例如在阳光下干燥)的缺点是该工艺需要很长时间。此外，由于天气的不确定性，理想的干燥时间可能会有所不同并且难以预测。当生物质源长时间在阳光下晒干时，可能腐烂，从而在生物质源转化为固体燃料时影响最终产品的质量。可以使用技术更先进的干燥工艺，但这种工艺通常很昂贵并且降低了整个工艺的经济效益。

　　165.因此，本发明人意识到本领域需要一种使用例如上述材料制造固体生物质燃料的方法，其中在生物质源转化为固体生物质燃料的步骤(例如加热和成型)之前适当且经济地降低生物质源的水分含量。换言之，发明人已经认识到，本领域需要一种预处理一种或多种生物质源的方法，以便在所述生物质源转化为生物质固体燃料之前降低生物质的水分含量。本发明的方法满足了上述需要。

　　167.如上所述，本发明的方法包括提供一种或多种平均粒径(d50)为30000μm至60000μm且水分含量小于50wt％的生物质源的步骤。

　　168.可以通过本领域已知的标准技术来减小一种或多种生物质源的尺寸。可以减小生物质的尺寸使得生物质具有30000μm至60000μm的平均粒径(d50)，例如40000μm至50000μm。

　　169.典型地，通过将一种或多种生物质源引入常规的切碎设备中，提供在上述范围内的尺寸的颗粒作为一种或多种生物质源，这取决于生物质的具体来源。例如，如果生物质源是天然存在的具有上述范围尺寸的颗粒，则不需要切碎。在使用皇竹草的情况下，可以将这种植物送入本领域已知的常规切碎装置中以将植物粉碎成上述大小的颗粒。因此，在一些实施方案中，本发明的方法可以包括将一种或多种生物质源切碎以具有30000μm至60000μm的平均粒径(d50)。

　　170.提供一种或多种平均粒径(d50)为30000μm至60000μm且水分含量小于50wt％的生物质源的步骤还可包括压缩一种或多种生物质源。典型地，该压缩步骤从一种或多种生物质源中挤出水分，使得一种或多种生物质源的水分含量降低至小于50wt％。因此，在优选的实施方案中，提供具有上述颗粒尺寸的生物质的步骤包括压缩水分含量大于70wt％的一种或多种生物质源，使得在压缩之后一种或多种生物质源的水分含量小于50wt％。

　　171.在优选的实施方案中，被切碎和/或压缩的一种或多种生物质源可包含30wt％至50wt％的水分，例如30wt％至40wt％，或40wt％至50wt％，或30wt％至45wt％。

　　172.在优选的实施方案中，提供具有上述颗粒尺寸的生物质的步骤包括压缩生物质的步骤和将生物质切碎的步骤。

　　173.切碎步骤和压缩步骤可以使用单独的设备进行。或者，这些步骤可以在被配置用于切碎和压缩生物质的单个设备中进行。例如，适用于压缩生物质的机动滚动装置可以位于传送带上，该传送带供料至传统的切碎装置。就此而言，生物质源被压缩之后再进入切碎装置。适用于对一种或多种生物质源进行压缩和切碎步骤的设备在本领域中是已知的。图23中显示了用于切碎的设备的一个示例。如图23所示的切碎设备的典型工作原理是材料通过传送系统(例如传送带)进入切碎装置，传送带将材料通过进料口进料。然后通过高速旋转的刀片(未示出)和安装在机器底座上的刀片(未示出)将材料切成碎片。所述机构和类似切碎机构的功能是本领域技术人员已知的。

　　175.如上所述，在一些实施例中，例如图24中所示的滚动装置可以位于传送带上，从而在所述源材料进入例如图23中所示的切碎装置之前压缩源材料。

　　177.步骤(ii)包括粉碎一种或多种生物质源以提供平均粒径(d50)为1000μm至20000μm的粉碎生物质粉末。

　　178.可通过本领域已知的标准技术将生物质源粉碎成生物质粉末。可以将生物质源粉碎，使得生物质粉末具有1000μm至20000μm的平均粒径(d50)。典型地，将一种或多种生物质源粉碎至具有1000μm至18000μm、1000μm至15000μm、1000μm至10000μm或1000至5000μm的平均粒径。或者，可以将生物质粉碎至具有10000μm至20000μm、10000μm至18000μm或10000μm至15000μm的平均粒径。如上所述，已发现将特定的生物质源粉碎用于本发明可以得到具有比粉碎现有已知生物质源得到的粒径分布更有利的粒径分布的生物质粉末。对于草类例如皇竹草来说尤其如此。

　　180.步骤(iii)包括压缩粉碎生物质粉末以提供水分含量小于30wt％的压缩生物质粉末。

　　181.该压缩步骤可涉及使用本领域已知的合适设备压缩生物质粉末。图25示出了这种设备的一个示例。这种设备利用液压压缩装置来压缩生物质粉末。可以将材料插入图25中所示的网状容器中。然后可以使用液压压缩装置对材料进行液压压缩，使水通过网孔离开网状容器。

　　182.图26中示出了可用于压缩生物质粉末的另一种设备——螺旋挤水机。待压缩的材料被引入螺旋挤压容器。通过电机驱动螺旋螺杆的旋转，物料中的水分被挤压穿过筛网。

　　183.据发现，如上所述在粉碎生物质之后进行压缩步骤提供了具有更低水分含量的压缩生物质粉末。典型地，压缩生物质粉末的水分含量小于30wt％，例如小于25wt％或小于20wt％。在压缩步骤期间减少生物质的水分是重要的，生物质在随后的干燥步骤开始时具有较低的水分含量。由于需要从生物质中去除的水分较少，因此加快了干燥步骤。

　　184.据发现，将生物质切碎和压缩成粒径为30000μm至60000μm且水分含量低于50wt％；之后粉碎所述生物质以形成生物质粉末、然后再次压缩生物质粉末以形成具有小于30wt％水分含量的压缩生物质粉末，这在降低生物质的水分含量方面更有效率且更经济(与以不同的顺序进行上述步骤或删除任何步骤相比)。例如，已经发现在粉碎之前将生物质切碎并压缩至水分含量小于50wt％使得粉碎步骤更有效。同样地，在随后的压缩步骤之前进行这些步骤可使得生物质粉末被压缩至比通过以不同顺序进行处理步骤或省略任何特定步骤可能获得的水分含量更低。因此，这些步骤的组合为干燥步骤提供了具有低水分含量的压缩生物质粉末产品，从而提高了干燥过程的效率和经济性。

　　186.在该方法的步骤(iv)中干燥生物质。步骤(iv)干燥压缩生物质粉末以提供干燥压缩生物质粉末包括干燥压缩生物质粉末以使干燥压缩生物质粉末的水分含量为10wt％至18wt％，优选12wt％至15wt％。

　　187.干燥生物质粉末的步骤还可以包括将压缩生物质粉末与一种或多种额外的生物质源混合。例如，当一种或多种生物质源包括至少两种生物质源，而两种或多种生物质源可

　　以在本发明方法的任何步骤混合时，优选地在本发明方法的干燥步骤中混合一种或多种生物质源。在一些实施方案中，将压缩生物质粉末与额外的生物质源混合，该生物质源也是使用本文所述的方法步骤制备的压缩生物质粉末。在其他实施方案中，一种或多种额外的生物质源不如本文所述进行加工。例如，如本文所述制备的压缩生物质粉末可以与以不同方式制备的一种或多种额外的生物质源混合，例如在没有压缩的情况下粉碎，或者都不进行这些步骤。

　　188.压缩生物质粉末可以使用任何合适的方法进行干燥，例如使用本领域已知的标准干燥筒。优选地，干燥步骤在包括旋转干燥筒的干燥设备中进行。如上所述，通过旋转干燥筒的旋转将压缩生物质粉末与一种或多种额外的生物质源混合。优选地，旋转干燥筒包括升降板。升降板在干燥筒旋转的同时不断提升物料。本发明的发明人惊奇地发现，使用具有升降板的旋转干燥筒可以在一种或多种生物质粉末与额外的材料一起干燥时，或在混合两种或多种生物质粉末时改善一种或多种生物质粉末的混合。

　　190.使干燥压缩生物质粉末成型以得到生物质成型产品。成型步骤可以在本领域已知的任何成型设备中并且根据本领域已知的生物质成型技术进行，可以包括挤出系统。优选地，成型步骤在压缩模具中进行。优选地，压缩模具包括模具产品出口孔。可以使用在cn105435708中描述的设备来执行成型步骤。

　　191.优选地，成型步骤包括使干燥压缩生物质粉末成型为粒料。因此，在优选的实施方案中，生物质成型产品和固体生物质燃料产品包括生物质粒料。

　　192.虽然已知使生物质粉末成型以得到生物质成型产品，但是本发明的发明人惊奇地发现，调整成型步骤可使得按所述步骤制备的生物质成型产品的密度被控制在一定范围内，赋予最终的固体生物质燃料产品某些有利的性能。具体而言，发明人已经发现控制成型步骤使得生物质成型产品的密度在1.0至1.2kg/l的范围内可赋予最终的生物质燃料产品有利的性能。优选地，控制成型步骤使得生物质成型产品的密度为1.0kg/l至1.2kg/l。

　　193.成型步骤可以以多种方式控制。在成型过程包括使用压模的情况下，通过采用3.8至6.5的压缩比来控制密度。典型地，压缩比越小，生物质成型产品的密度越低。然而，压缩比越高，生物质成型产品的产率越低。

　　194.具有模具产品出口孔的压缩模具的压缩比可以定义为模具产品出口孔的长度与直径之比。

　　195.图2示出可以根据本发明使用的压缩模具的示例。将干燥压缩生物质粉末插入模具内部，然后通过压力从模具内部挤压，以使其从图中的成型产品出口孔排出。在图中显示的压缩比为产品出口孔长度与其直径之比。

　　196.在本发明的方法中，优选地，使生物质粉末成型的步骤(v)包括：调整成型步骤，使得将生物质成型产品的密度控制在1.1kg/l至1.2kg/l的范围内。优选地，通过使用压缩模具并控制压缩模具的压缩比来控制密度。更优选地，压缩比为3.8至6.5。

　　197.令人惊奇的是，在成型步骤中控制生物质成型产品的密度可以改善最终的生物质燃料产品的防水能力。优选地，由密度为1.1kg/l至1.2kg/l的生物质成型产品制备的固体生物质燃料产品的防水性能长达20天，优选30天。

　　198.优选地，将添加剂添加到干燥压缩生物质粉末中之后再进行步骤(v)使干燥压缩

　　生物质粉末成型。据信，所述添加剂改进了成型过程并提高了成型步骤得到的生物质成型产品的产率。合适的添加剂是本领域已知的并且包括但不限于淀粉或淀粉衍生物。

　　199.图3是根据本发明的方法制备的生物质成型产品的压缩比(x轴)与产率(y轴)的曲线图。这里的生物质源由皇竹草组成。

　　200.图4示出当在成型步骤期间包含添加剂时与不包含添加剂时成型步骤后的产率差异，其中一种或多种生物质源由皇竹草组成。可以看出，在成型前向干燥压缩生物质中添加添加剂可以获得更高的产率。

　　201.图5是根据本发明的方法制备的生物质成型产品的压缩比(x轴)与密度(kg/l)(y轴)的曲线图，其中生物质源由皇竹草组成。

　　202.典型地，除了以上讨论的添加剂之外，在成型步骤期间不向干燥压缩生物质粉末添加其他燃料源。因此，成型步骤的生物质成型产品仅包含生物质衍生材料作为固体生物质燃料中的燃料源。例如，当使干燥压缩生物质粉末成型为粒料时，通常在成型之前不向干燥压缩生物质产品中添加其他燃料源，使得在该过程结束时得到的固体生物质燃料粒料仅包含生物质衍生的燃料源。在优选的实施方案中，固体生物质燃料包括占燃料的燃料全组分的至少50wt％的生物质衍生材料，例如至少60wt％、至少70wt％、至少80wt％、至少90wt％，优选至少95wt％。

　　203.本文中使用术语的“固体燃料的燃料全组分”(total fuel content of solid fuel)是指固体燃料的组分，其是可燃材料，例如生物质衍生材料和煤。与固体燃料有关的术语燃料组分(fuel content)不旨在包括可能存在于固体燃料粒料中的、本身不燃烧产生能量的添加剂。

　　204.据发现成型步骤可以改善最终生物质固体燃料产品的防水性能。在成型步骤期间密度提高意味着水更难渗入更致密的生物质成型产品颗粒。

　　205.此外，随着产品的密度提高，更多的生物质会集中在成型产品的内部，因此不会与水直接接触。

　　207.加热生物质成型产品以得到固体生物质燃料。加热在160℃至420℃的温度下进行0.25小时至5小时。优选地，加热生物质成型产品的步骤进行0.4至2小时。优选地，加热生物质成型产品的步骤包括：将生物质成型产品加热至180℃至350℃，更优选地加热至210℃至280℃。

　　208.优选地，加热生物质成型产品的步骤(vi)包括：在一定条件下加热生物质成型产品以烘焙生物质成型产品。烘焙是温和的热解过程，在该过程中加热在低氧气氛(例如氧含量小于10％)中进行。烘焙的合适条件和过程是本领域已知的。因此，优选地，加热生物质成型产品的步骤(ii)包括烘焙。

　　209.加热步骤可以在本领域已知的用于加热生物质成型产品的任何合适的设备中进行。例如，加热步骤可以在ep3287509a1中公开的设备和工艺条件下进行。

　　210.优选地，调整加热生物质成型产品的步骤(vi)以控制固体生物质燃料的均匀性，任选地其中调整步骤(vi)以控制固体生物质产品的均匀性包括：在设备中进行步骤(vi)，在所述设备中，所述生物质成型产品在加热的同时旋转，任选地，调整步骤(vi)以控制固体生物质产品的均匀性包括：控制固体生物质产品的旋转速度或旋转方向；任选地，生物质成

　　型产品在设备中沿逆时针和顺时针方向旋转。还可以通过上述加热温度和时长来优化固体生物质燃料的均匀性。

　　211.当本发明的方法包括在加热生物质的步骤之后进行冷却的步骤时，该冷却步骤可以包括旋转固体生物质燃料。可以在诸如ep3287509a1中公开的那些合适的设备中旋转生物质。优选地，加热步骤(vi)和冷却生物质的步骤均包括旋转生物质。当在冷却步骤或加热步骤中旋转生物质时，生物质可以沿不同的方向旋转，例如在连续循环中顺时针和逆时针旋转。

　　212.固体生物质产品的术语“均匀性”是指在固体生物质燃料产品或生物质成型产品的每个颗粒以及在固体生物质燃料产品或生物质成型产品的大块样品中多个颗粒具有恒定或相似性质。例如但不限于，颗粒的密度、颗粒的易燃性、颗粒的化学组成以及颗粒的耐水性。对于燃烧方法中使用的生物质燃料而言，均匀性是非常理想的特性。

　　213.发明人还发现，与现有技术的生物质燃料相比，以上述方式控制加热步骤有助于得到具有增强的防水性能的固体生物质燃料产品。在加热步骤期间，存在于生物质粉末中的吸水的亲水化合物被降解。此外，加热步骤导致生物质粉末中存在的油迁移到生物质粉末颗粒的外部，增加了所述颗粒的疏水性。

　　215.本发明的方法涉及从固体生物质燃料上去除粉尘颗粒的步骤。本发明的发明人已经发现，在本领域已知的生物质固体燃料制备过程中，大量的粉尘附着在固体生物质燃料上。这种粉尘是有问题的，因为它可能在固体生物质燃料的运输和包装过程中污染空气。粉尘还可能污染当地环境。此外，露天储存时，粉尘颗粒会形成霉菌，影响固体生物质燃料的性能和质量。因此，去除固体生物质燃料颗粒表面上的粉尘是有利的。

　　216.发明人发现生物质固体燃料颗粒表面的粉尘可以通过颗粒之间的摩擦来去除。例如，可以通过诸如振动或旋转固体生物质燃料颗粒的方式引起摩擦来去除粘附到颗粒上的粉尘。因此，从固体生物质颗粒上去除粉尘的步骤(vii)优选地包括在固体生物质燃料颗粒之间引起摩擦。优选地，从固体生物质颗粒上去除粉尘的步骤(vi)包括使颗粒振动、旋转、滚动或其任何组合。

　　217.用于使固体生物质燃料颗粒滚动、旋转和振动的合适设备是本领域技术人员已知的，并且显示在图7和图8中。从固体生物质燃料上去除粉尘颗粒的步骤(vii)可以包括用筛网去除固体生物质燃料上的粉尘颗粒。优选地，筛网的孔径为2mm至10mm，更优选3mm至8mm，最优选4mm至6mm。与固体生物质燃料颗粒混合的粉尘颗粒可以通过筛网从固体生物质燃料中分离出来。较大的固体生物质燃料颗粒无法穿过筛网，因此与粉尘颗粒分离。用于进行筛分步骤的合适设备和方法是本领域技术人员已知的，并且可以使用任何所述合适设备。例如，采用筛分、滚动和旋转固体生物质燃料的设备可用于从固体生物质燃料上去除粉尘颗粒。在使用这种装置时，可以将固体生物质燃料放置在筛网上，并且可以通过电动机的操作来驱动筛网在其轴线上滚动和旋转。在筛网滚动/倾斜和旋转过程中，筛网筛面上的物料被翻转。一些材料穿过筛网并与不穿过筛网的材料分离。筛网的滚动和旋转使粘在筛网孔隙中的物料落下，从而防止了筛网孔隙的堵塞。或者，也可以使用振动和筛分固体生物质燃料颗粒的设备。在这种情况下，可以使用电机振动筛网，使物料在筛网表面上扬起。这个过程可能会使附着在较大颗粒上的小颗粒松动，然后穿过筛网中的孔隙。采用筛网和振动将较

　　大颗粒与较小颗粒分离的装置的示例是如cn201324717中教导的装置，其中较小颗粒可能附着或可能不附着到较大颗粒上。

　　218.因此，本发明的优选方法包括使固体生物质燃料颗粒经受滚动、旋转和振动中的一种或多种，以引起固体生物质燃料颗粒之间的摩擦，使粘附到所述固体生物质燃料颗粒上的粉尘颗粒被去除。然后该方法优选地包括使固体生物质燃料颗粒和粉尘颗粒的混合物经受如上所述的筛分步骤以从所述固体生物质燃料颗粒上去除所述粉尘颗粒。因此，去除步骤(vii)是用于从所述固体生物质燃料颗粒上去除粉尘的有效后处理。

　　220.上面讨论的成型和加热以形成固体生物质燃料的步骤(v)和(vi)通常可以被认为是将一种或多种生物质源转化为固体生物质燃料的主要制备步骤。

　　221.相反，提供、粉碎、压缩和干燥生物质的步骤(i)至(iv)可以被认为是通过成型和加热步骤将所述一种或多种生物质源转化为固体生物质燃料之前预处理一种或多种生物质源的方法(以干燥压缩生物质粉末的加工形式)。因此，本发明提供了一种如上所述的预处理方法。预处理过程包括提供、粉碎、压缩和干燥生物质的步骤(i)至(iv)。这些步骤可以与上下文中讨论的本发明的制备固体生物质燃料的方法步骤(i)至(iv)相同。

　　222.本发明的预处理方法优选地在上述制备固体生物质燃料的方法的步骤(v)至(vii)之前进行。然而，这不是必需的，并且本发明的预处理方法可以在将一种或多种生物质源转化为固体生物质燃料的任何过程之前进行。优选地，预处理方法在包括成型、加热或成型和加热两者的步骤的制备固体生物质燃料的过程之前进行。

　　223.如本文所用，术语“预处理”是指为了在将一种或多种生物质源转化为固体生物质燃料的过程中调节起始材料而进行的过程。优选地，术语“预处理”是指在将生物质源转化为固体生物质燃料的过程之前处理生物质源起始材料，其中所述过程涉及成型或加热步骤。

　　224.上面讨论的从固体生物质燃料上去除粉尘颗粒的步骤(vii)可以被认为是固体生物质燃料的后处理步骤。因此，本发明提供了一种如上所述的后处理方法。

　　225.本发明的后处理方法优选地在上述制备固体生物质燃料的方法的步骤(v)至(vi)或步骤(i)至(vi)之后进行。然而，这不是必需的，并且本发明的后处理方法可以在将一种或多种生物质源转化为固体生物质燃料的任何过程之后进行。优选地，后处理方法在包括成型、加热或成型和加热两者的步骤的制备固体生物质燃料的过程之后进行。

　　226.如本文所用，术语“后处理”是指在一种或多种生物质源制备固体生物质燃料之后对固体生物质燃料进行的过程。优选地，术语“后处理”是指在生物质源转化为固体生物质燃料的过程之后处理生物质源起始材料，其中所述过程涉及成型或加热步骤。

　　229.如上所述，本发明的固体生物质燃料优选包含粒料。粒料可以是任何合适的尺寸。优选地，粒料的直径为3mm至100mm，更优选地为5mm至8mm。优选地，粒料的长度为20mm至60mm，更优选地为30mm至50mm。如上所述，令人惊奇的是，与通过现有技术方法制造的固体生物质燃料产品相比，本发明的固体生物质燃料产品具有增强的防水特性。据信这是由于控制了成型步骤和/或加热步骤，如上所述。发明人发现现有技术的生物质燃料仅在10天的

　　时间内具有足够的防水性能。相反，本发明的固体生物质燃料产品在20天内具有足够的防水性能，优选为30天，更优选为40天。

　　230.固体生物质燃料的防水性能是根据荷兰能源研究中心(ecn)的标准测试确定的，下面将对此进行详细介绍。

　　231.本发明的固体生物质燃料的水分含量也可以通过ecn的标准测试方法来确定。本发明的固体生物质燃料的水分含量通常为3wt％至8wt％，优选4wt％至7wt％，更优选为4wt％至6wt％。

　　232.本发明的固体生物质燃料具有出乎意料的优异的机械耐久性。机械耐久性通常高于95％。这是有利的，因为已发现机械耐久性为95％以上的生物质粒料能够储存在室外且无损坏长达两个月。相反，机械耐久性低于95％的生物质粒料通常会受到降雨的破坏，无法存储在室外。因此，优异的机械耐久性是本发明的生物质粒料的另一个优点。

　　233.与固体生物质燃料颗粒的高耐久性相关的另一个优点是，如果粒料在某种程度上受力破坏，与低机械耐久性的粒料相比，高耐久性粒料会破碎成更大的碎片。这样可以最大程度地减少粉尘爆炸的风险。

　　234.如上所述，在优选的实施方案中，典型地，除了以上讨论的添加剂之外，在成型步骤期间不向加热的生物质产品添加其他燃料源。因此，固体生物质燃料通常仅包含生物质衍生材料作为固体生物质燃料中的燃料源。例如，当使加热的生物质产品成型成粒料时，通常在成型之前不向加热的生物质产品添加其他燃料源，使得通过成型步骤得到的固体生物质燃料粒料仅包含生物质衍生的燃料源。

　　235.在优选的实施方案中，固体生物质燃料包括占燃料的燃料全组分的至少50wt％的生物质衍生材料，例如至少60wt％、至少70wt％、至少80wt％、至少90wt％，优选至少95wt％。在一种或多种生物质源由稻壳组成或基本上由稻壳组成的情况下，生物质固体燃料包含的生物质衍生材料占燃料的燃料全组分的至少95wt％。

　　237.本发明的产品可以用于多种不同的燃烧方法中。所述产品在特定过程中的适用性对于本领域技术人员是显而易见的。例如，本发明的生物质燃料可单独用于发电厂的燃烧方法或工业方法。或者，本发明的生物质产品可以与附加燃料(例如煤)共烧用于燃烧过程中。

　　238.据发现，与本领域已知的其他生物质燃料相比，本发明的产品的pm1.0排放量非常低。此外，该方法的pm1.0排放量低于涉及煤燃烧的方法。

　　239.据发现，本发明的生物质燃料的改进的物理性质使该生物质特别适合与煤共烧。例如，产品改进的质量和均匀性使得本发明的生物质燃料能够与煤特别良好地共烧。本发明的生物质燃料改进的防水性能还意味着该生物质特别适合与煤共烧，这样的防水性能使其更易于存储和运输。

　　241.根据本发明的方法进行。生物质源仅是皇竹草。加热步骤的温度为220℃至280℃，时间为0.4至2小时。在加热步骤之后，将固体生物质燃料产品冷却。

　　244.根据本发明的方法进行。生物质源是按重量计75％的皇竹草和按重量计25％的稻壳。加热步骤的温度为220℃至280℃，时间为0.4至2小时。在加热步骤之后，将固体生物质燃料产品冷却。

　　246.根据本发明的方法进行。生物质源是按重量计50％的皇竹草和按重量计50％的稻壳。加热步骤的温度为220℃至280℃，时间为0.4至2小时。在加热步骤之后，将固体生物质燃料产品冷却。

　　248.根据本发明的方法进行。生物质源是按重量计25％的皇竹草和按重量计75％的稻壳。加热步骤的温度为220℃至280℃，时间为0.4至2小时。在加热步骤之后，将固体生物质燃料产品冷却。

　　250.根据本发明的方法进行。生物质源是按重量计75％的皇竹草和按重量计25％的稻草。加热步骤的温度为220℃至280℃，时间为0.4至2小时。在加热步骤之后，将固体生物质燃料产品冷却。

　　252.根据本发明的方法进行。生物质源是按重量计50％的皇竹草和按重量计50％的稻草。加热步骤的温度为220℃至280℃，时间为0.4至2小时。在加热步骤之后，将固体生物质燃料产品冷却。

　　254.根据本发明的方法进行。生物质源是按重量计25％的皇竹草和按重量计75％的稻草。加热步骤的温度为220℃至280℃，时间为0.4至2小时。在加热步骤之后，将固体生物质燃料产品冷却。

　　256.根据本发明的方法进行。生物质源是按重量计75％的皇竹草和按重量计25％的玉米芯。加热步骤的温度为220℃至280℃，时间为0.4至2小时。在加热步骤之后，将固体生物质燃料产品冷却。

　　258.根据本发明的方法进行。生物质源是按重量计50％的皇竹草和按重量计50％的玉米芯。加热步骤的温度为220℃至280℃，时间为0.4至2小时。在加热步骤之后，将固体生物质燃料产品冷却。

　　260.根据本发明的方法进行。生物质源是按重量计25％的皇竹草和按重量计75％的玉米芯。加热步骤的温度为220℃至280℃，时间为0.4至2小时。在加热步骤之后，将固体生物质燃料产品冷却。

　　262.根据din en 15103测定实施例1至10制备的固体生物质燃料的堆积密度(kg/l)，如图9所示。

　　263.根据din en 15210-1测定实施例1至10制备的固体生物质燃料的耐久性，如图10

　　264.实施例1至10制备的固体生物质燃料的硫含量如图11所示。硫含量根据din en 15289测定。

　　265.实施例1至10制备的固体生物质燃料的氢含量如图12所示。氢含量根据din en 15104测定。

　　266.实施例1至10制备的固体生物质燃料的氧含量如图13所示。氧含量根据din en 15296测定。

　　267.实施例1至10制备的生物质固体燃料的碳含量见图14。碳含量根据din en 15104测定。

　　268.实施例1至10制备的生物质固体燃料的氮含量如图15所示。氮含量根据din en 15104测定。

　　269.实施例1至10制备的生物质固体燃料的固定碳含量如图16所示。固定碳含量根据din en51734测定。

　　270.实施例1至10制备的生物质固体燃料的灰分含量如图17所示。灰分含量根据din en14775在550℃下测定。

　　271.实施例1至10制备的生物质固体燃料的水分含量如图18所示。水分含量根据din en14774-2测定。

　　272.实施例1至10制备的固体生物质燃料的挥发性物质含量如图19所示。

　　273.实施例1至10制备的生物质固体燃料的pm1.0排放量如图20所示。pm1.0排放量根据德国ecn检测机构的标准方法测定。

　　274.上述图中，实施例1的产品表示为a，实施例2的产品表示为b，实施例3的产品表示为c，实施例4的产品表示为d，实施例5的产品表示为e，实施例6的产品表示为f，实施例7的产品表示为g，实施例8的产品表示为h，实施例9的产品表示为i，实施例10的产品表示为j。

　　276.实施例1的固体生物质燃料在人工气候实验中进行测试，其暴露于人工气候室10天。该测试是ecn标准测试，用于评估生物质燃料颗粒的水分含量。

　　277.该测试的结果示于图21中。图21中的结果表明，对于生物质产品a至j中的每一种，在暴露于27℃和90％相对湿度约14天后，生物质颗粒的平衡吸湿量稳定在7wt％至9wt％。这属于生物质燃料颗粒的低水分含量，并且表明与本领域已知的生物质固体燃料相比，生物质颗粒高度疏水且高度防水。

　　278.在气候室的第二个测试中，生物质固体燃料在27℃温度下在水中浸泡15分钟，并暴露在气候室中。浸入水中后，样品的水分含量为90wt％。在气候室暴露10天后，燃料的水分含量稳定在7.8％至8％左右。结果如图22所示。必威 betway必威必威 betway必威