发明创造名称：一种基于有机垃圾发酵残渣的衍生燃料及其制备方法
外观设计名称：
决定号：182627
决定日：2019-06-27
委内编号：1F252984
优先权日：
申请（专利）号：201510521080.X
申请日：2015-08-24
复审请求人：华南农业大学
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：代玲莉
合议组组长：张宪国
参审员：赵伟
国际分类号：C10L5/46,C10L9/10
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点：如果一项权利要求的技术方案是所属技术领域的技术人员在现有技术的基础上仅仅通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验可以得到的，则该权利要求是显而易见的，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201510521080.X，名称为“一种基于有机垃圾发酵残渣的衍生燃料及其制备方法”的发明专利申请（下称“本申请”）。本申请的申请人为华南农业大学，申请日为2015年8月24日，公开日为2015年11月18日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年3月2日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-3相对于对比文件2，权利要求4-7相对于对比文件1和2的结合不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。驳回决定引用了如下对比文件：
对比文件1：CN102268310A，公开日为2011年12月7日；
对比文件2：CN87102011A，公开日为1988年10月26日。
驳回决定所依据的文本为：申请人于2017年10月16日提交的权利要求第1-7项，以及其于申请日2015年8月24日提交的说明书第1-39段（即第1-4页）和说明书摘要，其中初审审查员依职权将说明书中的“秸杆”修改为“秸秆”。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种基于有机垃圾发酵残渣的衍生燃料，其特征在于，所述衍生燃料包括如下重量百分比的各组分：有机垃圾经微生物或/和酶发酵后的残渣50～85%、无烟煤5～25%、木屑5～20%、氧化钙0.5～5%、粘结剂1～3%；所述粘结剂由羧甲基纤维素钠、石灰石和膨润土组成；所述粘结剂中的羧甲基纤维素钠和石灰石分别占所述衍生燃料的重量百分比为：羧甲基纤维素钠0.2～0.8%，石灰石0.5～1%；余量为膨润土。
2. 根据权利要求1所述的衍生燃料，其特征在于，所述衍生燃料由如下重量百分比的各组分组成：有机垃圾发酵残渣75%、无烟煤15%、木屑5%、氧化钙3%、粘结剂2%。
3. 根据权利要求1所述的衍生燃料，其特征在于，所述衍生燃料的含水率低于20%。
4. 一种权利要求1所述基于有机垃圾发酵残渣的衍生燃料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1. 将有机垃圾经微生物或/和酶发酵后，烘干得到所述有机垃圾发酵残渣；
S2. 将S1得到的有机垃圾发酵残渣与无烟煤、木屑、氧化钙粉末按比例混合均匀，静置15～45min后再按比例加入粘结剂，混合均匀；
S3. 将S2得到的混合物挤压成型制成衍生燃料。
5. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，S1所述烘干是将有机垃圾发酵残渣置于100～300℃下烘至恒重。
6. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，S2所述无烟煤的粒径为2～8mm。
7. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，S2所述木屑的粒径为10～15mm。”
驳回决定认为：权利要求1请求保护的衍生燃料与对比文件2公开内容的区别在于：（1）权利要求1采用无烟煤，对比文件1为原煤；（2）权利要求1限定了粘结剂的组成和重量百分比；（3）权利要求1中的有机垃圾经过微生物和/或酶发酵。对于上述区别：在对比文件2公开的原煤基础上选择无烟煤是容易进行的选择；而羧甲基纤维素钠、膨润土和石灰石均是本领域常用的粘结剂，在对比文件2公开的添加石灰或石灰石、白云石的基础上，选择羧甲基纤维素钠、膨润土和石灰石组配作为粘结剂也容易进行的选择；在对比文件2公开的垃圾经过发酵的基础上，选择微生物或者酶发酵也属于本领域的常规选择，因此权利要求1不具备创造性。权利要求2-3进一步限定的内容也是本领域技术人员容易进行的选择，也不具备创造性。权利要求4-7请求保护衍生燃料的制备方法，对比文件1公开了一种利用餐厨垃圾制备生物质燃料的方法，本领域技术人员在对比文件1公开内容的基础上进行常规调整并结合对比文件2公开的内容容易获得权利要求4-7的技术方案，因此权利要求4-7也不具备创造性。
申请人华南农业大学（下称“复审请求人”）对上述驳回决定不服，于2018年5月30日向国家知识产权局提出了复审请求，未修改申请文件。
复审请求人认为：1)本申请与对比文件2采用的原煤和垃圾的配比不同，本申请的有机垃圾经过微生物和/或酶发酵，本申请的燃料具有高热值、低污染的优点；2）对比文件2中的高锰酸钾与有机物接触容易发生燃烧或者爆炸，其高温下分解会生成锰酸钾以及氧化锰，氧化锰会严重污染环境，锰酸钾是强氧化剂，与还原剂、有机物、易燃物如硫、磷或金属粉末等混合可形成爆炸性混合物，对比文件2中的木屑废物等含有木质素，它们与碳酸氢钠等在燃烧过程中起化学反应，能产生和释放大量的甲烷、氢等燃烧气体，会导致燃烧过程不安全，因此对比文件2的垃圾煤在工业应用中存在二次污染以及易爆等技术缺陷；3）本申请添加了氧化钙和石灰石，具有好的固硫固氯效果；4）本申请对发酵残渣采用烘干，而对比文件1需要经过两个固液分离，步骤繁琐，成本高，本申请各原料加入顺序与对比文件1不同，并不是基于对比文件1中的步骤进行的调整，无法获得技术启示。
经形式审查合格，国家知识产权局依法受理了该复审请求，于2018年6月5日发出了复审请求受理通知书，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为，对比文件2公开了权利要求1中原煤和垃圾的配比，对比文件2的有机垃圾也经过了发酵；对比文件2中增加助燃剂、氧化剂、高锰酸钾等均是本领域熟知性能的物质，可以根据实际需要进行选择；对比文件2已经公开了添加石灰或石灰石、白云石，其能产生的技术效果是本领域技术人员可以预期的；烘干和离心脱水都是本领域常用的脱水方式，本领域技术人员可以根据实际需要选择合适的脱水工艺，本申请中原料添加顺序的混合工艺也属于本领域常规技术手段，并没有产生预料不到的技术效果，因而坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年4月23日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1-3相对于对比文件2和本领域公知常识的结合不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定；权利要求4-7在对比文件2公开内容的基础上结合对比文件1以及本领域公知常识也不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
针对复审请求人的意见陈述，合议组认为：关于1），本申请的权利要求中限定的煤和垃圾的比例均与对比文件2中公开的煤和垃圾的比例范围部分重合，因此对比文件2公开了权利要求1中的配比，且对比文件2的有机垃圾也是经过微生物和/或酶发酵的，对比文件2的垃圾煤也有效利用了有机垃圾，减少了环境污染，也是燃烧效果佳的燃料，即使本申请的燃料热值有所改进，那也是因为采用了更为优质的原煤（即无烟煤），效果可以预期；关于2），首先，本申请的权利要求是开放式的，并不排除还含有其他组分（如对比文件2所包含的组分），此外，对比文件2的燃料虽然含有上述组分，但其组分含量在合适范围内，也是燃烧效果佳的燃料，并不存在申请人所说的不安全因素，至于高锰酸钾，其在对比文件2中充当强氧化剂和吸毒剂，可消除垃圾中的有毒有害物质，并未提及二次污染，即使有二次污染，相较于其消除的有毒有害物质，也是有效降低了环境污染；关于3），对比文件2公开了石灰，其主要成分即为氧化钙，因此也能实现好的固硫固氯效果；关于4），本复审通知书采用对比文件2（而非对比文件1）作为相对于权利要求4最接近的现有技术。
针对复审通知书指出的问题，复审请求人于2019年5月15日提交了意见陈述书，未修改申请文件。复审请求人在意见陈述书中进一步陈述了权利要求1-7具备创造性的理由。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
（一）关于审查文本
复审请求人在复审程序中未对申请文件进行修改，本复审请求审查决定所针对的文本与驳回决定相同，即复审请求人于2017年10月16日提交的权利要求第1-7项，以及其于申请日2015年8月24日提交的说明书第1-39段（即第1-4页）和说明书摘要，其中初审审查员依职权将说明书中的“秸杆”修改为“秸秆”。
（二）关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
如果一项权利要求的技术方案是所属技术领域的技术人员在现有技术的基础上仅仅通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验可以得到的，则该权利要求是显而易见的，不具备创造性。
1、关于权利要求1-3
权利要求1要求保护一种基于有机垃圾发酵残渣的衍生燃料。对比文件2（CN87102011 A，公开日为1988年10月26日，参见说明书第1页第11行-第2页最后一行）公开了一种垃圾煤：
“它主要是由以垃圾为主的混合物和原煤两部分原料混配制成，所述的原煤在垃圾煤所占的重量百分比为10～50%，所述的以垃圾为主的混合物是由发酵后的垃圾、泥土、石灰（或石灰石、白云石）、木屑、铁锈渣、碳酸氢钠、硝酸钠、高锰酸钾等原料混合而成。所述的垃圾包括工业垃圾和生活垃圾。所述的原煤和以垃圾为主的混合物中各种成份在所述的垃圾煤中的重量百分比分别是：
原煤：10～50%（与权利要求1中的无烟煤的重量百分比范围5-25%部分重合）
垃圾：30～60%（与权利要求1中的范围50-85%部分重合）
泥土：5～20%
石灰：3～10%（主要为氧化钙）
木屑：0.5～10%（与权利要求1中的木屑范围5-20%部分重合）
碳酸氢钠：0.5～2%
铁锈渣：1～5%
高锰酸钾：0.05～0.1%
硝酸钠：0.5～2%。
本发明经实验得知：垃圾煤是由于把一些可燃物质、助燃剂、氧化剂等混合组成，所以在燃烧中互相起强烈的化学反应，产生大量的可燃气体（如氢气等），激发和促进燃烧。垃圾中含有大量的有机物，腐植质（即也为有机垃圾），经过自然堆放发酵（本领域技术人员公知自然堆放发酵过程都会涉及到微生物发酵和/或酶发酵，因此可认为对比文件2的有机垃圾也是经微生物或/和酶发酵后的）处理后，颗粒变细，同时减少有害气体，便于运输、加工、燃烧。
所述的垃圾煤中的木屑废物等含有木质素，它们与碳酸氢钠等在燃烧过程中起化学反应，能产生和释放出大量的甲烷、氢等燃烧气体；铁锈渣是一种很好的氧化剂，能促进燃烧；高锰酸钾不仅是一种强氧化剂，而且是一种吸毒剂，可消除垃圾中的有毒 有害物质；等等。
本发明具有原料广，成本低廉，着火快，火苗高，发热量大，耐燃时间长和制作工艺简单等特点，经试烧结果表明：垃圾煤的燃烧效果达到了同类原煤的燃烧效果，垃圾煤的研制成功，为减少和处理城市垃圾的公害和开发新能源，有着巨大的经济效益和社会效益，它适合于广大城乡，既可制作民用煤，也可制作用于锅炉的工业用煤，具有综合利用的广阔前景。”
权利要求1要求保护的技术方案与对比文件2公开的内容相比，其区别在于：权利要求1中采用无烟煤，对比文件2中为原煤；权利要求1中采用了0.5-5%的氧化钙，并采用1-3%的粘结剂，粘结剂由0.2-0.8%的羧甲基纤维素钠、0.5-1%的石灰石和余量的膨润土组成，而对比文件2中采用的是5-20%的泥土和3-10%的石灰（或石灰石、白云石）。基于上述区别技术特征可以确定，其实际要解决的技术问题为：改进燃料的热值。
对于上述区别：对比文件2公开了添加原煤组分，而无烟煤属于原煤的一种，只不过是杂质含量最少的原煤，其煤化程度最大，属于优质煤，粘性相对也最差，因此在成型时的性能上稍差，对粘结剂的要求要高一些，相对而言其余种类原煤的成型性能要好一些，对粘结剂的要求稍低一些，因此当需要改进燃料性能时，具体的选择原煤中更为优质的无烟煤对于本领域技术人员而言是容易进行的选择，相应的对粘结剂的组成进行调整以适应无烟煤的成型也是容易的，对比文件2公开的泥土和石灰石均可作为粘结成分，而膨润土属于泥土的一种，是常用的粘结剂，羧甲基纤维素钠也是本领域常用的粘结剂，因此在对比文件2公开的针对原煤采用泥土和石灰石的基础上，做出由羧甲基纤维素钠、石灰石和膨润土构成无烟煤的粘结剂这样的选择，也是容易的，具体含量的选择经常规试验容易得出，并且对比文件2公开的石灰的主要成分就是氧化钙，石灰石和白云石煅烧后的主要成分也是氧化钙，在此基础上，选择直接在燃料中添加一定量的氧化钙也是本领域技术人员容易做出的选择。况且上述区别技术特征并未给所限定的技术方案带来任何预料不到的技术效果，选择更为优质的无烟煤从而改进燃料的热值是本领域技术人员可以预期的，且本申请和对比文件2均实现了对有机垃圾发酵后残渣的有效利用。
综上，在对比文件2的基础上，本领域技术人员结合本领域公知常识得到权利要求1要求保护的技术方案是显而易见的。因此，权利要求1不具有突出的实质性特点，不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求2对各组分的含量做了进一步的限定。在各组分的作用已知的情况下，本领域技术人员根据目标燃料的性能要求容易进行适当的调整。因此，在其引用的权利要求不具有创造性的情况下，权利要求2也不具有突出的实质性特点，不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求3对燃料的含水率进行了限定。本领域公知燃料的水分直接影响到燃料的热值，因此，根据实际生产中对燃料质量要求，本领域技术人员容易对水含量进行调整。因此，在其引用的权利要求不具有创造性的情况下，权利要求3也不具有突出的实质性特点，不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
2、关于权利要求4-7
权利要求4要求保护一种权利要求1所述基于有机垃圾发酵残渣的衍生燃料的制备方法。对比文件2进一步公开了衍生燃料的制备方法（参见说明书最后一段）：“上述成份充分混拌均匀即可，制成直径100mm的普通蜂窝煤”。因此，权利要求4相对于对比文件2进一步的区别在于：权利要求4的有机垃圾发酵残渣进行了烘干，权利要求4的粘结剂与其余组分是分步混合的，先将其余组分混合均匀并静置15-45min后再加入粘结剂混合均匀，最后挤压成型；而对比文件2是将各组分混合均匀，然后制成普通蜂窝煤。
对于上述区别，对比文件1（CN102268310 A，公开日2011年12月7日）公开了一种利用餐厨垃圾制备生物质燃料的方法及制备的生物质燃料，具体公开了（参见对比文件1说明书第4-15段）：“一种利用餐厨垃圾制备生物质燃料的方法，包括如下步骤：
a.预处理，即将餐厨垃圾运进行分选、破碎和相应的输送步骤；
b.脱水脱油，即将预处理后的物料经过输送泵送至离心机进行固液分离；脱出的含油废水进行油水分离；分离后的废水进行厌氧发酵产沼气，废油作为燃料油原料；
c.微生物厌氧发酵处理：物料经过脱水处理后的固体部分和脱油后的废水输送入厌氧发酵罐中，加入经过厌氧驯化的菌种厌氧发酵，沼气进行回收，发酵过程结束后再用离心机进行固液分离，废水处理后排出，废渣（即有机垃圾发酵残渣）进入下一道工序；
d.干燥成型，即按质量比例将60％-70％的废渣（即有机垃圾发酵残渣）与10％-15％的污泥及10％-30％的秸秆、锯末（即权利要求1中的木屑）等生物质材料混合均匀，干燥压块制成生物质燃料。
发酵后的沼渣经离心机脱水后，水分控制在12％至15％。
上述步骤d中，按质量比将60％-70％的沼渣混合10％-15％的污泥、10％-30％的秸秆锯末，经搅拌机搅拌均匀后，干燥压制成生物质燃料。该生物质燃料含水率小于15％，硫含量小于0.07％，热值在16.9兆焦以上，燃烧性能好。”
由此可见，对比文件1也公开了一种基于有机垃圾发酵残渣燃料的制备方法，其公开了燃料的挤压成型步骤；同时其已经公开了将发酵残渣用离心机进行固液分离脱水，即给出了降低残渣水分的技术启示，而采用烘干的方式干燥是本领域常用的控制物料水分的方法；而对于需要混合的原料的加入顺序是本领域技术人员可以根据混合效果进行调整的，由于粘结剂具有一定的粘结作用，加入后会使得原料混合不均匀，将其最后加入是本领域技术人员的常规选择，而将除粘结剂的其他组分混合均匀后静置一段时间是为了让物料粉体陈化，使混合均匀，静置的时间也可以根据混合效果进行调整。况且上述区别也并未给所限定的技术方案带来任何预料不到的技术效果，本申请说明书中也并未表明上述区别给燃料的最终性能带来了怎样的技术效果。
综上，在对比文件2的基础上结合对比文件1和本领域公知常识得到权利要求4要求保护的技术方案对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，权利要求4不具有突出的实质性特点，不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求5对烘干步骤作了进一步的限定。对比文件1已经公开了将发酵残渣用离心机进行固液分离，即给出了降低残渣水分的技术启示，采用烘干的方式干燥是本领域常用的控制物料水分的方法。而烘干的温度是本领域技术人员可以根据烘干效果和能耗情况进行调整的。根据最终燃料中含水率的要求，具体将某种原料烘干至恒重以实现对燃料最终含水率的控制也属于本领域的常规技术手段。因此，在其引用的权利要求不具有创造性的情况下，权利要求5也不具有突出的实质性特点，不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求6、7对无烟煤和木屑的粒径作了进一步限定，然而所限定的粒径范围也属于本领域常用的范围，根据对最终产品性能（物料混合的均匀性、产品的成型性等）等的要求，对原料粒径在常规范围内进行适当的选择，对于本领域技术人员而言是容易的，况且该粒径范围的选择也并未给所限定的技术方案带来任何预料不到的技术效果，本申请说明书中并未记载粒径的选择给燃料的最终性能具体带来了怎样的技术效果。因此，在其引用的权利要求不具有创造性的情况下，权利要求6和7也不具有突出的实质性特点，不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
（三）关于复审请求人的意见陈述
复审请求人认为：1)关于产品，本申请与对比文件2采用的原煤和垃圾的配比不同，研究对象不同，本申请有机垃圾发酵残渣占比远高于对比文件2，无烟煤占比低于对比文件2中的原煤，本申请垃圾处理量多、燃煤少，降低了对环境的污染；此外，对比文件2中所用的碳酸氢钠有毒，高锰酸钾有毒和一定的腐蚀性，硝酸钠有刺激性、毒性和爆炸危险，对人体有害，这些物质储存要求高，从而增加了工厂的成本，而本申请均采用无毒原料，便于储存，成本低；对于粘结剂成分，羧甲基纤维素钠与强酸溶液，可溶性铁盐，以及一些其他金属如铝、汞和锌等有配伍禁忌，在对比文件2中含有高锰酸钾的情况下，本领域技术人员也不会容易想到用羧甲基纤维素钠来作为粘结剂；2）关于制备方法，对比文件1中通过离心机进行固液分离而本申请通过烘干，更加简单、成本更低，而对比文件2中发酵属于自然发酵并没有脱水步骤，发酵结果也不可控，并不会为本申请带来技术启示；本申请中的陈化可以使混合物表面和内部性能更加均匀，也有助于成型和燃烧充分，产生了预料不到的技术效果，本申请热值能达到22900-28900kj/kg之间，而对比文件1中热值仅达到16900kj/kg,因此本申请具备创造性。
合议组认为：
关于1），本申请的权利要求中限定的煤和垃圾的比例均与对比文件2中公开的煤和垃圾的比例范围部分重合，因此对比文件2公开了权利要求1中的上述配比，二者的研究对象并无不同，对比文件2的垃圾煤也有效利用了有机垃圾，减少了环境污染；此外，本申请的权利要求是开放式的，并不排除还含有其他组分（如对比文件2所包含的碳酸氢钠、高锰酸钾组分和硝酸钠等），并且，对比文件2的燃料虽然含有碳酸氢钠、高锰酸钾和硝酸钠组分，但其组分含量在合适范围内，也是燃烧效果佳的燃料，并不存在申请人所说的不安全因素以及产品存在存放困难的问题；至于粘结剂成分的选择，申请人并未提供任何证据表明，在具有高锰酸钾的情况下不能使用羧甲基纤维素钠，即使羧甲基纤维素钠存在配伍禁忌，那也属于本领域技术人员公知的禁忌，在选择使用时自然会进行适当的调整；
关于2），对比文件1已经公开了将发酵残渣用离心机进行固液分离脱水，即给出了降低残渣水分的技术启示，而采用烘干的方式干燥是本领域常用的控制物料水分的方法；而将组分混合均匀后静置一段时间进行陈化，使混合均匀，也属于本领域的常规选择，所实现的效果也是本领域可预期的；本申请热值的改进，也是本领域技术人员在对比文件2公开内容的基础上，对其方案进行适当调整后（参见对权利要求1和4的评述）完全可以预期的技术效果。
由此可见，复审请求人的主张不能成立。
根据以上事实和理由，本案合议组作出如下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年3月2日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人应自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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