[发明专利]通过微波使用选矿的原料制造的生物炭

权利要求书

1.一种组合物，其包含：

包含固体可再生碳燃料的经过加工的生物炭组合物，所述固体可再生碳燃料的特征包 括至少17MMBTU/吨(20GJ/MT)的能量密度、小于10wt％的水含量、在干燥的基础上从未加工 的含有机碳原料减少超过60wt％的水溶性盐、以及具有小于10％的孔隙大小变化的孔隙， 并且

所述经过加工的生物炭从未加工的含有机碳原料制造，所述未加工的含有机碳原料使 用选矿子系统转化成经过加工的含有机碳原料，并且使用微波子系统转化成所述经过加工 的生物炭。

2.如权利要求1所述的组合物，其中所述选矿子系统包括：

a.传动装置，其被配置成向反应室中输送包含自由水、胞间水、胞内水、胞内水溶性盐 以及至少一些植物细胞的未加工的含有机碳原料，所述植物细胞包含包括木质素、半纤维 素、以及纤丝内的微纤丝的细胞壁；

b.至少一个反应室，其包括至少一个入口通道、至少一个用于流体的出口通道、至少一 个用于经过加工的含有机碳原料的出口通道、以及至少三个区段，所述区段包括

i.湿纤丝破坏区段，其被配置成与所述纤丝之间的所述木质素和半纤维素中的至少一 些相互作用以使得所述细胞壁的至少一些区域更易发生水溶性盐外流，

ii.蒸气爆炸区段，其与所述湿纤丝破坏区段连通并且至少被配置成使植物纤丝可渗 透流体经由快速减压而挥发以穿透所述细胞壁的所述更易感区域以形成具有植物细胞壁 通道的多孔含有机碳原料，所述植物细胞壁通道用于胞内水和胞内水溶性盐从所述植物细 胞通过，以及

iii.压实区段，其与所述蒸气爆炸区段连通并且被配置成在压力板之间压缩所述多孔 含有机碳原料，所述压力板被配置成使不透水毡的形成减至最小以允许胞内水和胞内水溶 性盐从所述反应室流体出口通道逸出并且形成通过其反应室出口通道放出的经过加工的 含有机碳原料；以及

c.收集装置，其与所述反应室连通并且被配置成聚集具有小于20重量％的水含量和在 干燥的基础上从所述未加工的含有机碳原料减少至少60％的水溶性盐含量的所述经过加 工的含有机碳原料。

3.如权利要求1所述的组合物，其中所述微波子系统包括：

a.至少一个反应室，其在微波反射罩内，所述反应室包括至少一个透微波室壁和在所 述反应室内的至少一个反应腔，所述反应腔被配置成在外部供应的无氧气氛中保持所述含 有机碳原料；

b.微波子系统，其包括至少一个被配置成当激励时发出微波的装置，所述微波装置相 对于所述反应室定位以便引导所述微波穿过所述透微波室壁并且进入所述反应腔中；以及

c.机构，其被配置成提供所述微波装置与所述反应室之间的相对运动。

4.如权利要求1所述的组合物，其进一步包含具有比使用相同原料但使用在工艺期间 形成液相的热工艺制造的炭多至少10％的单体体积孔隙数的孔隙。

5.如权利要求1所述的组合物，其进一步包含具有小于10％的孔隙分布变化的孔隙。

6.如权利要求1所述的组合物，其中单体体积孔隙数比使用相同原料但使用在工艺期 间形成液相的热工艺制造的炭多至少20％。

7.如权利要求1所述的组合物，其中单体体积孔隙数比使用相同原料但使用在工艺期 间形成液相的热工艺制造的炭多至少30％。

8.如权利要求1所述的组合物，其中单体体积孔隙数比使用相同原料但使用在工艺期 间形成液相的热工艺制造的炭多至少40％。

9.如权利要求1所述的组合物，其进一步包含比使用相同原料但使用在工艺期间形成 液相的热工艺制造的炭中的热含量多至少20％的热含量。

10.如权利要求1所述的组合物，其中所述经过加工的含有机碳原料包含至少5重量％ 的水。

11.如权利要求1所述的组合物，其中所述经过加工的含有机碳原料包含至少5重量％ 的挥发物。