发明创造名称：一种褐煤微波脱水耦合气化的方法
外观设计名称：
决定号：200693
决定日：2020-01-14
委内编号：1F257335
优先权日：
申请（专利）号：201610049274.9
申请日：2016-01-26
复审请求人：武汉科技大学
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：李旭
合议组组长：马彩霞
参审员：杨秀娟
国际分类号：C10J3/46，3/72
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果发明要求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别技术特征，然而所述区别技术特征或是被另一份对比文件公开并且在该对比文件中所起的作用与其在发明中为解决发明实际解决的技术问题所起的作用相同，或是属于本领域的常规技术手段，则可以认为现有技术整体上存在将所述区别技术特征应用到最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610049274.9，名称为“一种褐煤微波脱水耦合气化的方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为武汉科技大学,申请日为2016年1月26日，公开日为2016年6月15日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年5月3日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为原始申请文件。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1.一种褐煤微波脱水耦合气化的方法，其特征在于所述方法的步骤是：
步骤一、将褐煤破碎至粒径为0.5mm～50mm的褐煤颗粒，再将所述褐煤颗粒置入微波加热脱水装置，脱水至含水量小于10wt%，得到水蒸气和脱水褐煤颗粒；
步骤二、将步骤一得到的脱水褐煤颗粒置入微波加热装置，然后在600～1500℃条件下，将步骤一得到的水蒸气从微波加热装置的底部通入，通入的水蒸气与加热的脱水褐煤颗粒进行气化反应，得到气化煤气。
2. 根据权利要求1所述的褐煤微波脱水耦合气化的方法，其特征在于所述褐煤的含水量为10～60wt%。”
驳回决定认为：独立权利要求1与对比文件1（WO 03/086991A1，公开日为2003年10月23日）相比的区别技术特征，或是在对比文件2（US 4284416A，公开日为1981年8月18日）中给出了技术启示，或是本领域的常规技术手段，因此权利要求1不具备创造性；从属权利要求2的附加技术特征是本领域技术人员所知晓的，因此也不具备创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2018年7月27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：本申请权利要求1与对比文件1相比，（1）处理目标不同并且解决的技术问题不同：本申请处理的是褐煤，要解决的技术问题是如何低耗、低废水且高效率地将褐煤气化；对比文件1处理的是污泥，要解决的技术问题是得到量少、体积小、不具活性的固体物质以便后续的污泥填埋处理，降低环境污染。（2）微波加热前的预处理不同：本申请是在微波加热处理前将褐煤破碎至0.5-50mm的颗粒；对比文件1是将生物澄清过程的产物污泥不经特殊的预处理即进行微波加热。（3）对比文件2没有公开将待气化反应的固体干燥至水分低于10%以及“将水蒸气从微波加热装置的底部通入”的技术特征，而这些特征可以使气化产物CO2在微波辐照下能够在较低温度下与水和碳发生重整反应，生成H2与CO，大大提高了气化煤气中H2与CO含量，使褐煤资源得到进一步充分利用。此外还强调本申请具有显著的进步：本申请将褐煤自身脱出的水分作为气化剂进行褐煤的气化，解决了废水问题，将褐煤所含水分转化为气化煤气，提高了H2与CO产量；采用微波作为气化热源，加热效率高，加热速度快，易于操作，且能在脱水褐煤颗粒形成局部高温热点，从而强化褐煤气化反应。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年8月16日依法受理了该复审请求，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9月23日向复审请求人发出复审通知书，沿用驳回决定使用的对比文件1和2，指出权利要求1-2相对于对比文件1、2以及本领域常规技术手段的结合不具备创造性，并对复审请求人的意见进行了回应。
复审请求人于2019年10月31日提交了意见陈述书，未修改申请文件。复审请求人认为：（1）本申请与对比文件1的处理对象不同：本申请为褐煤，是一种固体燃料，而对比文件1是污水处理后的污泥，含水量一般会高达90%以上。（2）本申请与对比文件1的微波加热目的不同：本申请将褐煤破碎至0.5-50mm，是为了利用微波加热的选择性将褐煤中的水分优先加热，能提高脱水速率和缩短脱水时间，同时由于褐煤中有机质挥发较少，还可以提高脱出水分的清洁度，而对比文件1中的造粒是为了使干燥的污泥形状规则，从而在微波处理中均匀达到水的沸点以脱除水分。（3）本申请具有显著的进步：本申请将褐煤自身脱出的水分作为气化剂进行褐煤的气化，解决了废水问题，将褐煤所含水分转化为气化煤气，提高了H2与CO产量；采用微波作为气化热源，加热效率高，加热速度快，易于操作，且能在脱水褐煤颗粒形成局部高温热点，从而强化褐煤气化反应。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出复审请求审查决定。
二、决定的理由
（一）关于审查文本
复审请求人在复审阶段未修改申请文件，因此本复审请求审查决定所依据的文本即为驳回决定所依据的文本，也即原始申请文件，即申请日提交的权利要求第1-2项，说明书第1-26段 以及说明书摘要。
（二）关于创造性
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。
如果发明要求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别技术特征，然而所述区别技术特征或是被另一份对比文件公开并且在该对比文件中所起的作用与其在发明中为解决发明实际解决的技术问题所起的作用相同，或是属于本领域的常规技术手段，则可以认为现有技术整体上存在将所述区别技术特征应用到最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示。
1、关于权利要求1
权利要求1要求保护一种褐煤微波脱水耦合气化的方法。对比文件1公开了一种干燥和气化污泥的方法，并具体公开了（参见说明书第6页倒数第2段至第8页第4段，附图）：“将图中称为‘进料’的污泥从左至右穿过整个转化器1。在进入转化器1之前，将污泥在装置3中造粒，即，制成颗粒。使颗粒在20℃左右的环境温度下进入转化器1，在此经第一微波源9（相当于本申请权利要求1步骤一的微波加热脱水装置）加热到100℃左右，该温度对应颗粒所含水分的沸点温度。不同于常规加热，使用第一微波源9可以使颗粒快速而均匀地达到沸点温度100℃，原因是微波辐射能量可以到达转化器1和颗粒的内部，并在此转化为热能。在污泥干燥区13，大部分水从颗粒脱离，污泥干燥区13产生的水蒸气经蒸汽出口15排出转化器1。一旦污泥干燥基本固定，即，残余含水量明显降低，就启用第二微波源19（相当于本申请权利要求1步骤二的微波加热装置）重新照射颗粒，将颗粒从120℃加热到约400-450℃。本轮加热结束时，颗粒还剩5%或更低的含水量。气化段21在气密状态下运行并使颗粒脱出产物气，产物气经排气管23排出，在排气管23内设置过滤器25，产物气在此得到净化，随后被送往煤热电厂27”。
由以上公开内容可知，对比文件1公开了将污泥微波脱水并气化的方法，步骤是：先将污泥颗粒进行微波加热脱去大部分水，得到水蒸气和脱水污泥颗粒；再将该脱水污泥颗粒微波加热到400-450℃进行气化反应，得到产物气。
本申请权利要求1与对比文件1相比，区别在于：（1）处理对象不同，本申请的处理对象为褐煤，而对比文件1为污泥；（2）本申请权利要求1限定了将干燥步骤产生的水蒸气用于气化反应，而该特征没有被对比文件1公开；（3）具体工艺参数存在差异。基于上述区别特征，本申请实际解决的问题是：减少褐煤提质利用中的废水量。
对于上述区别特征（1），褐煤与污泥都是以含水量高为特点的碳质燃料，同时也是本领域中常见的气化/热解产生燃料气的原料，因此借鉴相关技术领域中对污泥进行干燥和气化的工艺，并根据两种气化原料均具有高含水量的特点，本领域技术人员容易想到将对比文件1公开的工艺用于褐煤的干燥和气化；
对于上述区别特征（2），对比文件2公开了一种集成煤干燥和蒸汽气化的工艺，并具体公开了（参见第2栏第5-31行）：“在干燥区使含碳固体物的含水浆料与保持高温高压的过热蒸汽接触，从而将浆料中80重量%以上、优选90重量%以上的水转化成蒸汽。将高温高压的脱水含碳固体物从干燥区取出并送入蒸汽气化区，在此与来自干燥区所产生蒸汽中的至少一部分发生气化反应。通过将干燥区产生的蒸汽用于含碳固体物的气化反应，用来干燥固体物的能量在整个工艺中没有损失而是得到了充分利用”。由此可见，对比文件2给出了将干燥步骤产生的蒸汽用于气化反应的技术启示，显然也取得了减少废水的有益效果。本领域技术人员出于节约能源、减少废水的考虑，容易想到将对比文件2对干燥步骤所产蒸汽的利用方式运用到对比文件1中；
对于上述区别特征（3），对比文件1没有具体公开颗粒破碎的粒径、颗粒在干燥步骤后的含水量、气化反应温度、气化反应步骤中水蒸气通入位置等具体工艺参数，但这些工艺参数是本领域技术人员在对比文件1公开内容的基础上，结合对比文件2和本领域技术人员的普通技术知识即可合理选择的。具体地，
关于颗粒的粒径，对比文件1已公开了在微波加热处理前对污泥进行造粒，而微波加热的原理是已知的，据此，本领域技术人员可以合理地确定被加热颗粒的粒径，使能源得到充分利用；
关于颗粒在干燥步骤后的含水量，对比文件1公开了“在污泥干燥区，大部分水从颗粒脱离”，对比文件2也公开了“在干燥区，浆料中90重量%以上的水转化成蒸汽”，对于本领域技术人员而言，在此基础上容易通过试验得到“脱水至含水量小于10wt%”；
关于气化反应温度，对比文件2涉及煤或类似的含碳固体物的干燥和气化，其进一步公开了（参见第6栏第13-15行）：“在不使用催化剂的气化反应中，气化温度为1500℉-2800℉（即815.6-1537.8℃）”，在此基础上，通过常规试验确定合适的气化反应温度没有超出本领域技术人员的能力；
关于蒸汽通入气化区的位置，本领域技术人员完全可以根据加热方式、热源位置等因素来合理地设置，并不需要花费创造性劳动。
因此，相对于对比文件1、对比文件2以及本领域常规技术手段的结合，权利要求1的技术方案是显而易见的，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2、关于权利要求2
权利要求2限定了褐煤的含水量为10-60wt%，该含水量是较为常见的，例如对比文件2公开了（参见第1栏第10-12行）：“原矿煤炭或类似的含碳固体物通常含有约5-40wt%的水分”，而且，本领域技术人员有能力根据不同的含水量来调整干燥工艺以达到满意的干燥效果，因此对原料的含水量进行限定并不能使该权利要求具备突出的实质性特点，因此在其引用权利要求1不具备创造性的情况下，权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（三）关于复审请求人的意见
对于复审请求人的意见陈述，合议组认为：
首先，对比文件1公开了“在进入转化器1之前，将污泥在装置3中造粒，即制成小球”，因此对比文件1的处理对象污泥不可能如申请人所说“含水量高达90%”，否则无法制成小球，可见对比文件1的处理对象污泥也应属于固体物质，而不是泥浆或者悬浮液。且本领域技术人员周知褐煤与污泥同为含水量较高的碳质燃料，也都是本领域中常见的气化/热解原料，因此将对污泥进行气化的工艺用于气化褐煤对于本领域技术人员来说是容易想到的。
其次，本申请与对比文件1采用微波加热的目的并无不同，都是为了脱除颗粒中的水分，微波加热对水的选择性也是微波加热方式所固有的，不是对粒径加以选择的结果。此外，脱出水分是否清洁与微波加热对象有关，本领域技术人员可以根据微波处理对象的成分来预判脱出水分的清洁程度，而且没有证据表明本申请中脱出水分的清洁度必然高于对比文件1。
最后，本申请的有益效果主要来源于利用微波热源进行干燥和气化以及将干燥区产生的水蒸气用于气化区参与含碳物质的气化反应，然而对比文件1和2分别给出了相应的技术启示并产生相应的有益效果，因此在对比文件1和2公开内容的基础上，获得本申请所述的有益效果是可以预料的。
故对于复审请求人的上述主张，合议组不予支持。
根据上述事实和理由，合议组作出如下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年5月3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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