是赔烧的/密实化的生物质和/或生物固体材料，其保 留一部分可燃液体并具有高度的疏水性。由在此公开的方法获得的赔烧的密实化的生物质 和/或生物固体在赔烧过程期间可W吸收在约2 %和约25 %重量/重量之间的可燃液体，或 它们之间的任意量。诸如，不受限制，在赔烧的密实化的生物质中吸收和保留的可燃液体的 量可W为约2%至约25%重量/重量的可燃液体，或它们之间的任意量；约2%至约24%重 量/重量的可燃液体，或它们之间的任意量;约2%至约23%重量/重量的可燃液体，或它们 之间的任意量；约2 %至约22 %重量/重量的可燃液体，或它们之间的任意量；约2 %至约 21 %重量/重量的可燃液体，或它们之间的任意量；约2 %至约20 %重量/重量的可燃液体， 或它们之间的任意量;约2%至约19%重量/重量的可燃液体，或它们之间的任意量；约2% 至约18%重量/重量的可燃液体，或它们之间的任意量;约2 %至约17 %重量/重量的可燃液 体，或它们之间的任意量；如，诸如，3%重量/重量的可燃液体，4%重量/重量的可燃液体， 5 %重量/重量的可燃液体，6 %重量/重量的可燃液体，7 %重量/重量的可燃液体，8 %重量/ 重量的可燃液体，9 %重量/重量的可燃液体，10 %重量/重量的可燃液体，11 %重量/重量的 可燃液体，12%重量/重量的可燃液体，13%重量/重量的可燃液体，14%重量/重量的可燃 液体，15%重量/重量的可燃液体，16%重量/重量的可燃液体，或它们之间的任意量。
[0052] 本领域的技术人员可W理解本发明的生物质和/或生物固体材料具有一个范围的 热能值。本领域的技术人员将知晓密实化的生物质和/或生物固体的示例性能量值范围可 W为约4,300BTU/磅至约12，800BTU/磅，取决于原料和原料的含水率。例如，本领域的技术 人员将知晓木材通常具有20%水分(空气干基）约6，400BTU/磅至W全干基计约7,600至约 9，600BTU/磅(或20 %水分约15GJ/t至W全干基计约18-22GJ/t)的能量含量，且农业残渣， 如柳枝稷，具有约4，300BTU/磅至约7，300BTU/磅(或约10-17GJ/t)的能量含量，取决于农业 残渣的含水率。此外，本领域的技术人员将知晓木炭具有约12,800BTU/磅的能量含量。因 此，技术人员将理解赔烧后热能值的范围也可W变化，相比具有较高初始热能值的生物质 和/或生物固体材料，具有较低初始热能值的那些生物质和/或生物固体材料生产具有较低 热能值的终产物。此外，如在此所述，可能改变不同的因素，如，但不限于，密实化的生物质 的密度、可燃液体的溫度、密实化的生物质在可燃液体中的浸没时间W及使用的可燃液体 的种类，W使本发明的赔烧的密实化的生物质和/或生物固体材料获得特定的热能值。
[0053] 本发明的赔烧的密实化的生物质和/或生物固体因此可具有W全干基计约6， 000BTU/磅至W全干基计约13，000BTU/磅的热能值，或它们之间的任意热能值，例如，W全 干基计约6,000BTU/磅至W全干基计约12,000BTU/磅，或它们之间的任意热能值；W全干基 计约6,000BTU/磅至W全干基计约η,ΟΟΟΒΤυ/磅，或它们之间的任意热能值；W全干基计约 θ,ΟΟΟΒΤυ/磅至W全干基计约ΙΟ,ΟΟΟΒΤυ/磅，或它们之间的任意热能值；W全干基计约6， 000BTU/磅至W全干基计约9，000BTU/磅，或它们之间的任意热能值；W全干基计约9， 000BTU/磅至W全干基计约13,000BTU/磅，或它们之间的任意热能值，如，诸如，W全干基计 约9，500BTU/磅；W全干基计约10，000BTU/磅；W全干基计约10，500BTU/磅；W全干基计约 11，000BTU/磅；W全干基计约11，500BTU/磅；W全干基计约12，000BTU/磅；W全干基计约 12,500BTU/磅；W全干基计约13,000BTU/磅，或它们之间的任意热能值。热能值也可W用吉 焦/公吨(GJ/t)来表示。赔烧的密实化的生物质和/或生物固体因此可W包含W全干基计约 22GJA至W全干基计约27GJA的热能值，或它们之间的任意热能值，例如，W全干基计约 22GJA至W全干基计约26.5GJ/t，或它们之间的任意热能值；W全干基计约22GJA至W全 干基计约26GJA，或它们之间的任意热能值；W全干基计约22GJA至W全干基计约26GJA， 或它们之间的任意热能值；W全干基计约22GJA至W全干基计约25GJA，或它们之间的任 意热能值；W全干基计约22GJA至W全干基计约24GJA，或它们之间的任意热能值;或W全 干基计约22GJA至W全干基计约23GJA，或它们之间的任意热能值。
[0054] 此外，在此公开的赔烧的密实化的生物质可W具有W全干基计约50碳％至^全干 基计约65碳％的碳含量，或它们之间的任意量。例如，但不限于，赔烧的密实化的生物质的 碳含量可W为W全干基计约51碳％，W全干基计52碳％，W全干基计53碳％，W全干基计54 碳％，W全干基计55碳％，W全干基计56碳％，W全干基计57碳％，W全干基计58碳％，W全 干基计59碳％，W全干基计60碳％，W全干基计61碳％，W全干基计62碳％，W全干基计63 碳％，W全干基计64碳％，W全干基计65碳％，或它们之间的任意量。
[0055] 赔烧的终产物可轻易地磨成微粒和/或粉末形式，特别适合于作为用于产生动力 和/或热的燃料使用。此外，赔烧的材料可被容易地运输和保存并且性质上是疏水的。
[0056] 图1中显示的示意性流程图说明本发明的用于制备具有比未赔烧的生物质材料高 的能量密度值的赔烧的密实化的生物质和/或生物固体材料的示例性方法。在运个实施方 式中，起始天然生物质材料2未被密实化且制备赔烧的密实化的生物质材料的方法包括将 天然生物质材料2干燥和密实化成密实化的生物质材料20的初始步骤。对于赔烧过程，接纳 容器10填充有如上所述的可燃液体12。将可燃液体12加热至高达约160°C至约320°C范围内 的溫度，且密实化的生物质材料20被浸泡在接纳容器10中热的可燃液体12中，密实化的生 物质材料20被完全浸没在热的可燃液体12中W制造"无氧"环境。热的可燃液体12可W保持 在约160°C至约320°C范围内的溫度，或它们之间的任意溫度。可选地，热的可燃液体12的溫 度可W在该过程期间在约160°C至约320°C之间变化。不论可燃液体12在该过程期间是保持 在特定溫度下还是变化，密实化的生物质20的溫度从其初始溫度升高到约160°C至约320°C 范围内的溫度，或它们之间的任意溫度。在运个加热过程中，大部分水分从密实化的生物质 20中被赶出且密实化的生物质20在吸热反应中吸入热能。密实化的生物质20也经历化学和 结构变化并且排出一些含在密实化的生物质20中的VOC。将得到的赔烧的密实化的生物质 30从接纳容器10中移出并且在冷却系统32中冷却。
[0057] 在本发明的方法中可W采用本领域所述的任何种类的密实化方法W生产用于赔 烧的密实化的生物质材料20。例如，增密器5可W是本领域已知的制粒机，且可W包括用于 生产颗粒的挤出过程(包括，例如颗粒粉碎挤出机、螺杆挤出机），键式粉碎机、活塞式压力 机、轮式压力机或将生物质压成煤饼的压块机，或可设及团聚。密实化也可W包括在密实化 过程中添加颗粒粘合物W保证颗粒质量被保持。密实化方法也可W包括通过机械作用和摩 擦W及热来预热和烙融所述天然生物质材料2,使得体积明显减小，一些水分和空气得W消 除并且生物质溫度得W升高。当天然生物质材料2被密实化后，得到的密实化的生物质20经 历赔烧过程。
[0058] 本发明还提供了在密实化之前/或之后W及在赔烧之前可W使用干燥器7W减少 天然生物质材料2中的水分含量。本领域的技术人员将理解可W使用本领域已知的任何干 燥器，如，诸如，Altentech?Biove;rti化yer?(可从Altentech?动力公司获得，溫哥华，BC， 加拿大），W及增密器5。干燥过程可W对于在赔烧之前进一步加热密实化的生物质材料20 是有用的，由此提高赔烧过程的效率。
[0059] 干燥器7和/或增密器5(或组合的干燥器/增密器)可W位于容纳可燃液体12的接 纳容器10附近。采用运样的布置，密实化的生物质20可W直接从增密器5和/或干燥器7(或 组合的干燥器/增密器)转移至接纳容器10而无需在此之间冷却该密实化的生物质20。本领 域的技术人员将理解通过增密器的作用W及将天然材料合并成紧密的产品，增密器产生大 量的热，因此产生加热的密实化的产物。本领域已知的干燥器也可W采用大量的热W从天 然生物质中提取水分，由此进一步增加密实化的产物的热。因此，密实化的生物质20在刚刚 密实化和/或干燥后处于一个高于周围溫度的溫度。将密实化的生物质20直接从增密器5 和/或干燥器7(或组合的干燥器/增密器)转移至接纳容器10可W帮助进一步减少赔烧生物 质的成本并且提高该过程的效能，运是由于进入可燃液体12的密实化的生物质20的初始溫 度比周围溫度高。可选地，可W在将密实化的生物质20从增密器5和/或干燥器7(或组合的 干燥器/增密器)转移至接纳容器10之前将其冷却。
[0060] 重要地，本发明提供了在与任何种类的油接触之前进行密实化;也就是，在与可燃 液体的任何油接触之前密实化天然生物质材料2(或密实化的生物质20用作起始材料）。本 领域的技术人员将理解脂肪和油可能影响蒸汽吸收并且降低可颗粒性。在制粒期间可W使 用脂肪和油，但是通常用于润滑模具并且保证模具冷却后可W顺杨启动。油与密实化后的 天然生物材料混合W在关闭之前清洗模具而不是用于生物质的实际制粒。事实上，在制粒 后可W保存来自于压粒机的油饱和的生物质W在随后的关闭程序中重新使用(参见，例如， Kofman ,PD. "The production of wood pellets .''Coford Connects ,Processing/ Products No. 10，pages 1-6,2012)。因此，与在密实化之前用油涂布生物质的现有技术方 法相比，本发明提供了一种改进的赔烧的密实化的生物质。
[0061] 接纳容器10可W是可被加热到高达约320°C的溫度且可在延长的时间段内容纳高 达约320°C的溫度的热的可燃液体的任何种类的容器。因此，可W理解接纳容器10为一种简 单的设计。例如，接纳容器10可W是可商购的油炸机，W下列为例：PITCO饭油炸机(PITC0 是Pitco Frialator公司的注册商标，伯灵顿，佛蒙特州，美国），VULCAN⑧油炸机 (WLCAN是￥111〇曰11-化的公司的注册商标，芝加哥，伊利诺伊州，美国），FRYMASTER麼， (FRYMASTER是化ymaster有限责任公司的注册商标，什里夫波特，路易斯安那州，美国）， Southbend油炸机、或DEAN⑥油炸机(DEAN是化ymaster有限责任公司的注册商标，什里夫 波特，路易斯安那州，美国）；或，接纳容器10可W是可被从低溫直接加热至约320°C，且可W 在延长的时间段内容纳约320°C的溫度的可燃液体的任意大小的鼓状物、箱、锅或其他容 器。接纳容器10也可W充分地制成可接纳需要量的密实化的生物质20连同可燃液体12的大 小。
[0062] 可燃液体12可W采用接纳容器10正下方的热源来加热或使用外部热源来加热可 燃液体12,其一达到它的操作溫度就被转移至接纳容器10中。外部热源可W是，例如，具有 适度热量输出的核反应器，燃烧煤或天然气的火炉，或一部分生产的生物煤，带有或不带有 额外的热交换器。
[0063] 理解为，为了最小化在此所述的示例性方法的成本，接纳容器10的尺寸和使用的 可燃液体12的量可被限制为足W完全浸没特定量的待赔烧的密实化的生物质20的尺寸和 量。而且，如果密实化的生物质20包含较小尺寸的颗粒或煤饼，则也可W使用较少量的可燃 液体。相应地，为了使此该方法更加高效并花费更少，在此描述的示例性方法可W改变，并 可根据用户的需求进行调整。
[0064] 如上所述，可燃液体12可被加热到在约160°C至约320°C范围内的溫度，或它们之 间的任意溫度，并且可燃液体12可W在赔烧过程期间维持在该溫度。进一步举例来说，可燃 液体12可被加热到和维持的溫度可在约180°C至约320°C之间的范围内变化，或它们之间的 任意溫度;在约180°C至约300°C之间，或它们之间的任意溫度;在约200°C至约320°C之间， 或它们之间的任意溫度;在约200°C至约310°C之间，或它们之间的任意溫度;在约200°C至 约300°C之间，或它们之间的任意溫度;在约200°C至约290°C之间，或它们之间的任意溫度； 在约200°C至约280°C之间，或它们之间的任意溫度;在约200°C至约270°C之间，或它们之间 的任意溫度；在约200°C至约260°C之间，或它们之间的任意溫度;在约200°C至约250°C之 间，或它们之间的任意溫度;在约200°C至约240°C之间，或它们之间的任意溫度;在约220°C 至约300°C之间，或它们之间的任意溫度;在约220°C至约290°C之间，或它们之间的任意溫 度;在约220°C至约280°C之间，或它们之间的任意溫度;在约220°C至约270°C之间，或它们 之间的任意溫度;在约220°C至约260°C之间，或它们之间的任意溫度;在约220°C至约250°C 之间，或它们之间的任意溫度;在约220°C至约240°C之间，或它们之间的任意溫度;或可W 为约 162°C，165°C，168°C，170°C，172°C，175°C，178°C，180°C，181°C，182°C，183°C，184°C， 185°C, 186°C, 187°C, 188°C, 189°C, 190°C a91°C, 192°C, 193°C, 194°C, 195°C, 196°C, 197 °C, 198°C, 199°C, 200°C, 201°C, 202°C, 203°C, 204°C, 205°C, 206°C, 207°C, 208°C, 209°C, 210°C,211°C,212°C,213°C,214°C,215°C,216°C,217°C,218°C,219°C,220°C,221°C,222 °C，223°C，224°C，225°C，226°C，227°C，228°C，229°C，230°C，231°C，232°C，233°C，2：M°C， 235°C，236°C，237°C，238°C，239°C，240°C，241°C，242°C，243°C，244°C，245°C，248°C，250 °C , 252°C , 255°C , 258°C, 260°C, 262°C, 264°C, 266°C, 268°C, 270°C, 272°C, 274°C , 276°C , 278°C，280°C，282°C，284°C，286°C，288°C，290°C，292°C，294°C，296°C，298°C，300°C，302 °C，304°C，306°C，308°C，310°C，312°C，314°C，316°C，318°C，320°C，或它们之间的任意溫 度。
[0065] 进一步设想可燃液体12的溫度可WW阶梯式的方式加热。运种阶梯式加热可W在 单个接纳容器10中完成，使得该相同的可燃液体被加热到初始溫度且然后被加热到用于赔 烧密实化的生物质20的升高的溫度。采用单个接纳容器10减少与在多个接纳容器10之间转 移密实化的生物质20、使用多个体积的可燃液体12W及加热多个体积的可燃液体12相关的 任何花费。
[0066] 可燃液体12在装载密实化的生物质20之前可被加热至一个初始的较低的溫度。当 密实化的生物质20浸没在处于较低的初始溫度的可燃液体12中一定时间段时，可燃液体12 可被加热到一个较高的溫度用于赔烧。可燃液体12和密实化的生物质20的运种阶梯式加热 可W使过程更高效且花费更少，运是由于该初始较低溫度可W用来加热密实化的生物质20 使其从它的起始溫度至一个较高的溫度也可用来使密实化的生物质20中大部分水分释放； 另一方面，可W采用更高的溫度在更短的时间段赔烧密实化的生物质20。相应地，由于更高 的溫度需要更短的时间段，可能需要更少的能量。举例来说，可燃液体12可被初始加热至约 110°C至约200°C范围内的溫度，或它们之间的任意溫度，如，但不局限于，约110°C，112°C， 114°C，116°C，118°C，120°C，122°C，124°C，126°C，128°C，130°C，132°C，1：M°C，136°C，138 °C，140°C，142°C，144°C，148°C，150°C，151°C，152°C，153°C，154°C，155°C，156°C，157°C， 158°C，159°C，160°C，161°C，162°C，163°C，164°C，165°C，166°C，167°C，168°C，169°C，170 °C，171°C，172°C，173°C，174°C，175°C，176°C，177°C，178°C，179°C，180°C，182°C，185°C， 188°C，190°C，192°C，195°C，198°C，200°C，或它们之间的任意溫度。密实化的生物质20可在 较低的溫度浸没约2分钟至约30分钟，或它们之间的任意时间量，如，2.5，3，3.5，4，4.5，5， 5.5,6,6.5,7,7.5,8,8.5,9,9.5，10，10.5，11，11.5，12，12.5，13，13.5，14，14.5，15，15.5， 16,16.5,17,17.5,18,18.5,19,19.5,20,20.5,21,21.5,22,22.5,23,23.5,24,24.5,25， 25.5,26,26.5,27,27.5,28,28.5,29,29.5,30分钟，或它们之间的任意时间量。在加热处理 的初始时段后，可燃液体12,含有浸没在其中的密实化的生物质20,可被进一步加热至约 180°C至约320°C的溫度，或它们之间的任意溫度，如，但不局限于，约181°C，182°C，183°C， 184°C, 185°C, 186°C, 187°C, 188°C, 189°C, 190°C a91°C, 192°C, 193°C, 194°C, 195°C, 196 °C, 197°C, 198°C, 199°C, 200°C, 201°C, 202°C, 203°C, 204°C, 205°C, 206°C, 207°C, 208°C, 209°C,210°C,211°C,212°C,213°C,214°C,215°C,216°C,217°C,218°C,219°C,220°C,221 °C , 222°C ,