本发明涉及用于新可再生能源的燃料颗粒，和使用被废弃的棕榈油副产物制造其的方法。
背景技术：
已知棕榈树在整个东南亚、中东、非洲和中美以及南美大量生长。近年来，随着使用棕榈树的脂肪和油的生产量快速增长，耕种面积正在全球快速增加。
通常，通过油提取法得到棕榈油，并且在该方法中产生大量的棕榈油副产物。棕榈油工厂废水(POME)、棕榈油倾析饼(PODC)、棕榈仁壳(PKS)和棕榈仁渣(棕榈粕，palm kernel expeller)(PKE)等是已知的这种棕榈油副产物。此外，油棕榈空果串(empty fruit bunch，EFB)是已知的棕榈油副产物。EFB是在从棕榈树收集棕榈果串之后，从其中取出棕榈种子的棕榈果串的剩余部分。另外，油棕榈树干(OPT)、油棕榈叶(OPF)等是已知的棕榈油副产物。
当从生产点收集之后没有将它们加工成颗粒产物，而进口这种棕榈油副产物(其是多种农业产物)时，由于当地气候性细菌和多种病毒可以流入进口国家，所以可能发生国内土壤污染和环境破坏。
此外，大多数棕榈油副产物或者被焚烧废弃或者被用作饲料。然而，在生产大量棕榈树的东南亚，由于生成的大量棕榈油副产物超过作为饲料 的需求或超过焚烧棕榈油副产物的能力，所以对处理棕榈油副产物存在限制。此外，在东南亚的一些地区，禁止焚烧棕榈油副产物，因为焚烧棕榈油副产物导致环境问题。在这些棕榈油副产物中，PKS和EFB通过焚烧废弃，以及大部分PKE(提取棕榈油后的残留剩余物)由于它们的高蛋白浓度和高油组成，被用作饲料。
为了解决与废弃这些棕榈油副产物相关的问题，已经进行了许多利用棕榈油副产物的研究。近年来，已经发展了使用其与木片或煤等的混合物以得到充足的热值(发热量，heating value)的技术。在该方面，韩国专利号1297457公开了通过使用PKS和煤的混合物制造用于锅炉(汽锅，boiler)的生物质燃料的方法。
此外，韩国专利登记号1265740、1326223、832239、998580、1119166、1345624和1345624，韩国专利公开号2014-0029635、2011-0030738、2013-0010150和2013-0000943公开了用于将棕榈油副产物用作生物质燃料的许多技术。
然而，在以上描述的技术中主要利用仅一部分棕榈油副产物(尤其是PKS或EFB)，因而没有提供用于大量产生的PKE的基本处理方法。
同时，在使用锅炉用棕榈油副产物中，存在许多限制。例如，存在用于热电动力设备的煤粉锅炉和流化床锅炉，并且用于它们中的每种的燃料必须满足含灰量和灰熔温度。尤其是，对于用于流化床锅炉以及煤粉锅炉的燃料，初始变形温度(IDT)必须高于1150℃，然而，由于物理性质、灰熔温度等原因，棕榈油副产物中的PKS和EFB仅能被用于流化床锅炉。
然而，存在使用棕榈油副产物制造适用于可再利用能源的燃料的方法，该可再利用能源适用于多种用途，包括含韩国97％热电动力设备的煤粉锅炉。
技术实现要素：
技术问题
本发明的一个目的是提供用于新可再生能源的燃料颗粒和使用棕榈油副产物制造其的方法，其中，初始变形温度超过1150℃，甚至是使用棕榈油副产物，并且该新可再生能源的燃料颗粒适用于许多用途，包括流化床锅炉、煤粉锅炉等，所以其可用于新可再生能源，此外，甚至是使用棕榈油副产物，也可以在不使用额外粘合剂(结合剂，binder)的情况下，制造燃料颗粒。
本发明的另一个目的是提供将用于新可再生能源的燃料颗粒和使用棕榈油副产物制造其的方法，其中，即使在不进行烘干(干燥，torrefaction)过程的情况下也可以得到高热值。
技术方案
为了实现以上描述的目的，本发明提供一种使用棕榈油副产物的用于新可再生能源的燃料颗粒，包含：按重量计1％至5％的棕榈仁渣(PKE)；和按重量计95％至99％的选自由以下组成的组的第二棕榈油副产物：棕榈油倾析饼(PODC)、棕榈仁壳(PKS)、棕榈空果串(PEFB)、油棕榈树干(OPT)、和油棕榈叶(OPF)，其中，燃料颗粒通过压缩模制制造，并且通过在70℃至100℃干燥以降低含湿量至按重量计低于10％而具有高于1150℃的初始变形温度(IDT)。为了实现以上描述的目的，本发明还提供了一种用于使用棕榈油副产物制造用于新可再生能源的燃料颗粒的方法，包括以下步骤：混合按重量计1％至5％的棕榈仁渣(PKE)与按重量计95％至99％的选自由以下组成的组的第二棕榈油副产物：棕榈油倾析饼(PODC)、棕榈仁壳(PKS)、棕榈空果串(PEFB)、油棕榈树干(OPT)、和油棕榈叶(OPF)，以制备混合物；对该混合物进行压缩模制以生产燃 料颗粒，以及在70℃至100℃干燥燃料颗粒以降低含湿量至按重量计低于10％，其中，燃料颗粒具有高于1150℃的初始变形温度(IDT)。
在本发明的一个实施方式中，第二棕榈油副产物包括棕榈仁壳或棕榈仁壳和油棕榈树干的混合物。
在本发明的另一个实施方式中，棕榈仁渣具有按重量计6％至12％的含湿量和按重量计6％至10％的含油量，以及第二棕榈油副产物具有按重量计6％至15％的含湿量。
在本发明的再一个实施方式中，混合物包括按重量计1％至5％的棕榈仁渣、按重量计90％至95％的棕榈仁壳、和按重量计1％至5％的油棕榈树干。
在本发明的另一个实施方式中，燃料颗粒包含粘合剂。
在本发明的再一个实施方式中，棕榈仁渣和第二棕榈油副产物是具有100目至200目的平均大小的粉末。
有益效果
根据上述的本发明，有利的是可以在不使用额外粘合剂的情况下制造本发明的燃料颗粒，因为通过混合棕榈仁渣(由于它的高含油量而被用作饲料)与第二棕榈油副产物(其包括棕榈仁壳)制造燃料颗粒时，包含在棕榈仁渣中的油起到了粘合剂的作用。
尤其是，通过使用棕榈仁渣可以降低初始变形温度和热值。然而，当将棕榈仁壳和油棕榈树干的混合物用作第二棕榈油副产物时，可以在没有任何额外粘合剂、同时降低棕榈仁壳含量的情况下，制造本发明的燃料颗粒。此外，由于初始变形温度超过1150℃，所以本发明的燃料颗粒可有效 用于可再生能源。还具有的效果是在不进行烘干过程的情况下，可以得到高热值。
因此，由于可以使用棕榈油副产物制造将用于可再生能源的燃料颗粒，所以本发明可以解决由废弃棕榈油副产物引起的现存环境问题，而且有利的是在低成本下可以得到可提供高的有效热值的可再生能源。
具体实施方式
该发明涉及将有效用于新可再生能源的燃料颗粒和制造其的方法，以及由于初始变形温度超过1150℃，甚至使用棕榈油副产物制造其的方法。
上述术语“新可再生能源”是指新能源和可再生能源，并且是指通过转化方法利用现存化石燃料的能源或由日光、水、雨、生物有机体等转化的可再生能源。
此时，可再生能源包括日光、太阳热、生物能、风能、水能等，以及新能源包括燃料电池、氢能等。
在下文中，将在以下更详细地描述用于新可再生能源的燃料颗粒(在下文中，简化起见可以称为“燃料颗粒”)和使用棕榈油副产物制造其的方法。
根据本发明使用棕榈油副产物的用于新可再生能源的燃料颗粒由以下步骤制造：混合按重量计1％至5％的棕榈仁渣(PKE)与按重量计95％至99％的选自由以下组成的组的第二棕榈油副产物：棕榈油倾析饼(PODC)、棕榈仁壳(PKS)、棕榈空果串(PEFB)、油棕榈树干(OPT)、和油棕榈叶(OPF)，以制备混合物；和对混合物进行压缩模制以制造燃料颗粒。
此时，根据本发明制造的燃料颗粒的特征在于，通过在70℃至100℃干燥以降低含湿量至按重量计低于10％，初始变形温度(IDT)设定为超过1150℃。
通过如压缩、干燥等过程制造，上述燃料颗粒制造步骤可以提前消除许多细菌和微生物。此外，与棕榈仁壳不同，由于进口它们之后必须将它们储存在室内，所以可以解决本国环境破坏等问题。
为了使用根据本发明的棕榈油副产物制造用于新可再生能源的燃料颗粒，通过混合棕榈仁渣和第二棕榈油副产物进行制造，以制备混合物。
众所周知，棕榈仁渣(PKE)是棕榈油提取后剩余的废弃物材料，并且具有高蛋白含量且包含多种油组分。因此，通常往往将其用于饲料。然而，由于棕榈仁渣中的油组分起粘合剂的作用，所以可以在没有任何额外粘合剂的情况下制造燃料颗粒。。
此外，当棕榈仁渣在预定浓度范围内与第二棕榈油副产物混合时，初始变形温度超过1150℃，从而可有效用于新可再生能源。
在本发明中，可以使用具有按重量计6％至12％含湿量和按重量计6％至10％含油量(组分)的棕榈仁渣。
如果必要，可以使油提取过程中消耗的棕榈仁渣进行干燥过程，以调节含湿量至按重量计6％至12％的范围内。在这一点上，优选地，可以在70℃至100℃进行干燥过程，但是该温度不必限于此。
此外，在本发明中利用了提取油过程中消耗的棕榈仁渣，其具有按重量计6％至10％的含油量。由于造粒期间棕榈仁渣中剩余的油组分起到粘合剂的作用，所以造粒过程中和/或之后，其(含油量)将有助于保持颗粒的形状。考虑到通常棕榈仁渣中的含油量是按其重量计6％至10％，在通 过干燥将其含湿量调节至按重量计6％至12％之后，可以将消耗的棕榈仁渣用于制造燃料颗粒。
考虑到用于煤粉锅炉的燃料粉末的尺寸小于0.5mm，所以以粉末形式使用棕榈仁渣，优选的是使用磨成具有100目至200目尺寸的平均尺寸的粉末的棕榈仁渣。可以使用通常已知的设备用于压粉，而无限制。
优选地，以在混合物中包含按重量计1％至5％使用棕榈仁渣，用于制造具有高于1150℃的初始变形温度的燃料颗粒。存在的劣势是，当棕榈仁渣脱离上述范围时，可以不能得到高于1150℃的初始变形温度，或者可以不能保持制造的燃料颗粒的形状。
根据本发明，棕榈仁渣和第二棕榈油副产物混合在一起。此时，第二棕榈油副产物包括选自由以下组成的组中的至少一种：棕榈油倾析饼、棕榈仁壳、油棕榈空果串、油棕榈树干、和油棕榈叶。
优选的是使用具有按重量计8％至15％含湿量的所述第二棕榈油副产物。通常，产生的棕榈油副产物的含湿量可以较高，从而可以使用经历干燥过程以使含湿量降低按重量计8％至15％的棕榈油副产物。优选地，可以在70℃至100℃进行干燥过程，但是该温度不必限于此。考虑到用作燃料的煤的含湿量按其重量计低于8％，所以棕榈油副产物的按重量计8％至15％含湿量是或多或少高的值，并且这是为了增强造粒期间由于水的成形性能。
此外，以与棕榈仁渣类似的粉末形式使用第二棕榈油副产物，并且考虑到用于新可再生能源的燃料粉末的粒径，优选的是使用磨成100目至200目尺寸的平均尺寸的第二棕榈油副产物。
根据本发明，第二棕榈油副产物可以包括棕榈仁壳。
通常，棕榈仁壳已经用于燃料，并且具有足够的初始变形温度。然而，由于造粒困难，所以棕榈仁壳必要地与粘合剂组合。这些粘合剂降低燃料颗粒的初始变形温度。
然而，当以本发明中描述的预定比混合它(棕榈仁壳)与棕榈仁渣时，不仅可以在没有任何额外粘合剂的情况下将它们制造成燃料颗粒，而且可以得到足够的初始变形温度，因此，它可用于新可再生能源。
更优选地，第二棕榈油副产物可以包括棕榈仁壳和油棕榈树干。
大多数的油棕榈树干用于制造木板。近年来，已经尝试多次努力来生产生物燃料，通过脱皮、磨粉、在高压下提取来生产汁液并且磨粉来制造。
在提取汁液之前和/或之后，可以使用本发明的油棕榈树干，但不限于此。优选地，在从其提取汁液之后，使用油棕榈树干更好。
由于油棕榈树干自身中的液体组分，尽管棕榈仁渣的量降低，也可以将其造粒。
此外，与棕榈仁渣相比，调节含湿量在特定水平内的油棕榈树干具有较高的热值。因此，可以将其生产为具有高初始变形温度的燃料颗粒。
在本发明的一个优选的实施方式中，混合物包含按重量计1％至5％的棕榈仁渣、按重量计90％至95％的棕榈仁壳、和按重量计1％至5％的油棕榈树干。当油棕榈树干的量在该范围内时，不仅燃料颗粒的成形性能变得更佳，而且可以得到高热值。因此，可以制造具有高初始变形温度的燃料颗粒。
更确切地，当油棕榈树干的量小于按重量计1％时，不能保持燃料颗粒形状的问题出现。换句话说，当油棕榈树干的量超过按重量计5％时， 通过使用少量的棕榈仁壳不能保证足够的初始变形温度，并且制造的燃料颗粒不适合作为新可再生能源。
因此，当将棕榈仁壳和油棕榈树干用作第二棕榈油副产物时，优选的是包含按重量计1％至5％的所述油棕榈树干。
在本发明的一个优选的实施方式中，如果必要，混合物进一步包含粘合剂。可以使用本领域熟知的材料作为粘合剂，但不限于此。优选地，以燃料颗粒中按重量计5％的量使用粘合剂。
在制备混合物之后，使用压制(即，造粒)进行压缩模制以生产燃料颗粒。使用压制的该造粒方法也适用于使用一般的技术和任何确切的技术。
例如，通过注射混合物至模具以及使用压制压缩，可以将其生产为燃料颗粒。压制可以是液压油压制(oil-hydraulic press)，并且压缩模制经受500吨/m3至950吨/m3的压力。
当用所述压力压缩混合物时，混合物内的单独组分易于通过包含其中的水分(或水)聚集(团聚，agglomerate)，并且它有助于保持燃料颗粒的形状令人满意，因为包含在棕榈仁渣或棕榈仁渣和油棕榈树干中的油由于强压缩而压出至表面。因此，当根据本发明使用棕榈仁渣或棕榈仁渣和油棕榈树干时，可以在没有任何额外粘合剂的情况下通过仅使用棕榈油副产物制造能够保持令人满意的形状的燃料颗粒。
尽管对燃料颗粒的尺寸没有限制，但是优选的是它的平均直径小于50mm，并且它的长度小于100mm。更优选地，所述燃料颗粒的平均直径是3mm至25mm，并且它的长度是3mm至32mm。
在本发明的一个优选的实施方式中，可以进一步包括在70℃至100℃的干燥步骤，以降低燃料颗粒中的含湿量至按重量计低于10％。干燥步骤 用于使燃料颗粒具有适用于可再生能源的适当含湿量；优选地，在70℃至100℃进行该干燥步骤。然而，在混合棕榈仁渣与第二棕榈油副产物的过程中，当混合物中的含湿量降低至按重量计低于10％时，可以不包括干燥步骤。
通过根据本发明的上述方法制造的燃料颗粒具有高于1150℃的初始变形温度，同时它的含湿量低于按重量计10％。因此，制造的燃料颗粒不仅可以有效地用作用于新可再生能源的燃料，而且即使在不进行烘干过程的情况下也可以得到高热值。
在下文中，将使用以下示例性实施方式更详细地描述本发明，然而，提供这些仅为了有助于理解本发明，但本发明并不限于此。
<实施例1>
通过混合按重量计3％的棕榈仁渣(PKE)粉末、按重量计95％的棕榈仁壳(PKS)粉末和按重量计2％的油棕榈树干(OPT)粉末制备混合物。
棕榈仁渣是具有按重量计6.22％含湿量和按重量计8％含油量的粉末，并且通过将其磨成具有100目至200目的平均颗粒尺寸而使用其。通过磨粉，以100目至200目的平均颗粒尺寸使用包含按重量计8.98％含湿量的棕榈仁壳粉末。以及，通过磨粉，以100目至200目的平均颗粒尺寸使用包含按重量计9％含湿量的油棕榈树干。
通过使用液压油压制在750吨/m2对得到的混合物进行压缩模制，制造燃料颗粒。
<实施例2>
除了使用包含按重量计5％的棕榈仁渣、按重量计90％的棕榈仁壳和按重量计5％的油棕榈树干的混合物，以与实施例1相同的方式制造燃料颗粒。
<实施例3>
除了使用包含按重量计5％的棕榈仁渣和按重量计95％的棕榈仁壳的混合物，以与实施例1相同的方式制造燃料颗粒。
<比较例1>
除了使用包含按重量计3％的棕榈仁渣和按重量计97％的棕榈仁壳的混合物，以与实施例1相同的方式制造燃料颗粒。
<比较例2>
通过将具有按重量计10％含湿量和按重量计8％含油量的棕榈仁渣磨成具有100目至200目的平均颗粒尺寸的粉末，以及使用液压油压制进行压缩模制，制造燃料颗粒。
<实验实施例>
对上述实施例1至3和比较例1和2进行近似分析、热值和初始变形温度分析。(在韩国的Dangjin热电厂进行)。
分析结果示于表1中。此外，肉眼检查制造的燃料颗粒，并且挑出不规则形状的颗粒，且结果示于表1中。
[表1]
如表1所示，发现具有棕榈仁渣和棕榈仁壳的实施例3中的燃料颗粒以及具有棕榈仁渣、棕榈仁壳和油棕榈树干的实施例1和2中的燃料颗粒具有高于1150℃的初始变形温度。该结果意味着本发明的燃料颗粒可用作用于新可再生能源的燃料。
与此比较，发现比较例1的燃料颗粒由于缺少粘合剂组分而具有不规则形状。
此外，本发明的燃料颗粒即使在不进行烘干过程的情况下，也具有高于4500Kcal/kg的高热值。