JP5557041B2 - Pretreatment apparatus and pretreatment method for herbaceous biomass - Google Patents
Pretreatment apparatus and pretreatment method for herbaceous biomass Download PDFInfo
- Publication number
- JP5557041B2 JP5557041B2 JP2011013709A JP2011013709A JP5557041B2 JP 5557041 B2 JP5557041 B2 JP 5557041B2 JP 2011013709 A JP2011013709 A JP 2011013709A JP 2011013709 A JP2011013709 A JP 2011013709A JP 5557041 B2 JP5557041 B2 JP 5557041B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- herbaceous biomass
- squeezing
- biomass
- dehydrating
- pretreatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Description
本発明は、草本系バイオマスを燃料、ガス化原料又は炭化物原料として利用する前に前処理を施す前処理装置及び前処理方法に関する。 The present invention relates to a pretreatment apparatus and a pretreatment method for performing pretreatment before using herbaceous biomass as fuel, gasification raw material, or carbide raw material.
地球温暖化の防止対策として、バイオマスエネルギーの有効利用に注目が集まっている。化石資源ではない、再生可能な、生物由来の有機性資源をバイオマスと呼ぶ。特に、バイオマスの中でも植物由来のバイオマスは、植物の成長過程で光合成により二酸化炭素から変換された炭素資源を有効利用できるため、資源のライフサイクルの観点からすると大気中の二酸化炭素の増加につながらない。バイオマスは有機物であるため、燃焼させると二酸化炭素が排出される。しかし、これに含まれる炭素は、そのバイオマスが成長過程で光合成により大気中から吸収した二酸化炭素に由来するので、バイオマスを使用しても全体として見れば大気中の二酸化炭素量を増加させていないと考えてよいとされる。この性質をカーボンニュートラルと呼ぶ。植物由来のバイオマスのうち、草本系バイオマス、特に以下に述べるアブラヤシ空果房やキンググラスを燃料として用いることにより、二酸化炭素排出量を削減する効果が期待されている。 Attention has been focused on the effective use of biomass energy as a measure to prevent global warming. Biomass is a renewable, organic resource that is not a fossil resource. In particular, among biomass, plant-derived biomass can effectively use carbon resources converted from carbon dioxide by photosynthesis during the plant growth process, and therefore does not lead to an increase in atmospheric carbon dioxide from the viewpoint of the life cycle of the resources. Since biomass is an organic substance, carbon dioxide is emitted when it is burned. However, the carbon contained in this is derived from carbon dioxide absorbed from the atmosphere by photosynthesis during the growth process, so using biomass does not increase the amount of carbon dioxide in the atmosphere as a whole It can be considered that. This property is called carbon neutral. Of plant-derived biomass, herbaceous biomass, particularly oil palm empty fruit bunches and kinggrass described below, are expected to reduce carbon dioxide emissions.
アブラヤシの果実から搾油してパーム油を採取する際に、残る空果房を有効利用する検討がなされている。アブラヤシ果房には直径数cmの小粒の果実が数百個ついており、この果実を脱果したものが空果房(Empty Fruit Bunch、EFB)と呼ばれている。果実は果房の芯に強く結合しているため、この結合を弱め分離しやすくするためと、搾油成分の変質を抑制するために、果房を蒸気加熱し、その後回転篩等により果実を脱果する。水分の多い空果房が大量に排出されるが、有効利用されることなく野外放置や野焼きなどで廃棄されていた。また、キンググラスは成長が著しく早いエネルギー作物であり、主に茎部を燃料として用いることが検討されている。 Studies have been made to effectively use the remaining empty fruit bunches when extracting palm oil from oil palm fruit. There are hundreds of small fruits with a diameter of several centimeters in the oil palm fruit bunch, and the fruit that is removed from the fruit is called the empty fruit bunch (EFB). Since the fruit is strongly bound to the core of the fruit bunches, in order to weaken this bond and facilitate separation, and to suppress alteration of the oil extraction components, the fruit bunches are heated with steam, and then the fruit is removed by a rotary sieve or the like. End. A large amount of empty fruit bunches with high water content were discharged, but they were discarded without being used effectively or left outdoors. Kinggrass is an energy crop that grows significantly faster, and the use of stems as fuel is being studied.
近年、CO2ガス排出量削減のためバイオマスをエネルギー源として利用することが着目され、アブラヤシ空果房をボイラ燃料として有効利用することが試みられている。特許文献1には、この目的に用いる装置が提案されている。この特許文献1の装置は、蒸気圧力下で回転篩により果実と空果房とに分離する蒸熱脱果機、脱果後の空果房を裁断する空果房裁断機、裁断後の空果房を圧搾する空果房圧搾機を備えている。空果房は空果房裁断機により繊維細片に裁断された後、空果房圧搾機により水分を除去され、ボイラ燃料として使用される。 In recent years, attention has been paid to using biomass as an energy source to reduce CO 2 gas emissions, and attempts have been made to effectively use oil palm empty fruit bunch as boiler fuel. Patent Document 1 proposes an apparatus used for this purpose. The apparatus of Patent Document 1 includes a steam-heated fruit removing machine that separates fruits and empty fruit bunches with a rotary sieve under steam pressure, an empty fruit bun cutting machine that cuts the empty fruit bunches after ripening, and an empty fruit after cutting. It is equipped with an empty fruit bunch press that squeezes the bunch. The empty fruit bunch is cut into fiber strips by an empty fruit bunch cutting machine, and then the water is removed by the empty fruit bunch press and used as boiler fuel.
しかしながら、アブラヤシ空果房やキンググラスなど草本系バイオマスをボイラ燃料として燃焼炉で燃焼しその燃焼熱エネルギーを回収する場合や、ガス化原料としてガス化炉でガス化し燃料ガスや化学原料ガスを得る場合に、草本系バイオマスにはカリウムなどアルカリ金属が含まれており(カリウム含有率3重量%程度(ドライベース))、草本系バイオマスを燃焼したりガス化した残渣の灰分にカリウムが多く含まれることにより問題が生じる。すなわち、灰分にカリウムが多く含まれていると、燃焼炉やガス化炉の内壁に灰分が融着して炉内ガスの流通を阻害するスラッギングが生じ燃焼炉やガス化炉の運転が不安定になったり、廃熱回収ボイラに灰分が融着してファウリングが生じ排ガスの流通を阻害したり伝熱管などの伝熱効率が低下して熱回収に支障が生じたり、流動層炉では珪砂などの流動粒子の表面に溶融灰が付着し流動粒子の凝集が生じ、炉の運転に支障が生じるなど、問題が生じる。 However, herbaceous biomass such as oil palm empty fruit bunch or kinggrass is burned in a combustion furnace as boiler fuel and the combustion heat energy is recovered, or gasified as gasification raw material in a gasification furnace to obtain fuel gas or chemical raw material gas In some cases, the herbaceous biomass contains an alkali metal such as potassium (potassium content of about 3% by weight (dry base)), and the ash content of the residue obtained by burning or gasifying the herbaceous biomass contains a lot of potassium. Cause problems. In other words, if the ash contains a lot of potassium, the ash is fused to the inner wall of the combustion furnace or gasification furnace, resulting in slugging that hinders the flow of the gas in the furnace, and the operation of the combustion furnace or gasification furnace is unstable. Ash is fused to the waste heat recovery boiler, fouling occurs and the flow of exhaust gas is hindered, heat transfer efficiency of the heat transfer tubes etc. is reduced, and heat recovery is hindered, and in the fluidized bed furnace, silica sand, etc. As a result, molten ash adheres to the surface of the fluidized particles and the fluidized particles are agglomerated, causing problems in the operation of the furnace.
また、草本系バイオマスを炭化物原料として製造した炭化物中にカリウムが含まれると、炭化物を燃料として用いると同様の問題が生じ、また、草本系バイオマスの炭化物を高炉用吹込み微粉炭(高炉用還元材)として用いる場合に、カリウムが高炉内に滞留して炉内で閉塞や通気性の悪化が生じるなど問題が生じる。 In addition, if potassium is contained in the carbide produced from the herbaceous biomass as a carbide raw material, the same problems occur when the carbide is used as a fuel. Also, the carbide of the herbaceous biomass is used as blast furnace blown pulverized coal (reduced blast furnace reduction). When used as a material, there is a problem in that potassium stays in the blast furnace, causing blockage or deterioration of air permeability in the furnace.
本発明は、かかる事情に鑑み、草本系バイオマスを燃料、ガス化原料又は炭化物原料として利用する際に、草本系バイオマスにカリウムが含まれることに起因する問題の発生を防ぐことができる草本系バイオマスの前処理装置及び前処理方法を提供することを課題とする。 In view of such circumstances, the present invention is a herbaceous biomass that can prevent the occurrence of problems caused by the inclusion of potassium in the herbaceous biomass when using the herbaceous biomass as a fuel, gasification raw material, or carbide raw material. It is an object of the present invention to provide a preprocessing apparatus and a preprocessing method.
本発明者らは、上記課題を解決するため、草本系バイオマスを水洗浄して含まれるカリウムを除去することを試みたが、単に水又は温水で洗浄し脱水しただけでは、カリウムは草本系バイオマスの表面に付着しているのではないため、燃焼炉内等で支障が生じない程度にまでカリウム含有率を低減させることができないことが判明した。さらに、鋭意検討した結果、次の構成を備えることにより、カリウム含有率を十分に低減させることができることを見出し、本発明を導くに到った。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors tried to remove potassium contained in herbaceous biomass by washing with water, but potassium was simply removed by washing with water or warm water and dehydrating. It has been found that the potassium content cannot be reduced to such an extent that no trouble occurs in the combustion furnace or the like. Furthermore, as a result of intensive studies, it has been found that the potassium content can be sufficiently reduced by providing the following configuration, leading to the present invention.
上述の課題は、本発明によると、草本系バイオマスの前処理装置及び前処理方法について、次のような構成で解決される。 According to the present invention, the above-described problems are solved by the following configuration for the herbaceous biomass pretreatment apparatus and pretreatment method.
<前処理装置>
本発明に係る草本系バイオマスの前処理装置は、草本系バイオマスを燃料、ガス化原料又は炭化物原料として利用する前に前処理を施す。
<Pretreatment device>
The pretreatment apparatus for herbaceous biomass according to the present invention performs pretreatment before using the herbaceous biomass as fuel, gasification raw material, or carbide raw material.
かかる前処理装置において、本発明では、草本系バイオマスを圧搾脱水し、その後に加水し、再び圧搾脱水する手段が一つの装置に構成された圧搾脱水装置を有することを特徴としている。 In such a pretreatment apparatus, the present invention is characterized in that a means for pressing and dehydrating herbaceous biomass, adding water thereafter, and pressing and dehydrating again has a pressing and dehydrating apparatus configured as one apparatus.
圧搾脱水装置はスクリュープレス脱水装置であり、草本系バイオマスを受け入れ圧搾脱水する第一圧搾脱水部と、第一圧搾脱水部から移送された脱水草本系バイオマスに加水する加水部と、加水部から移送された加水草本系バイオマスを再び圧搾脱水し脱水草本系バイオマスを排出する第二圧搾脱水部とを有することが好ましい。 The press dewatering device is a screw press dewatering device that accepts herbaceous biomass, presses and dehydrates, presses and dehydrates the squeezed dehydrated herbaceous biomass transferred from the first press dewatering unit, and squeezes dehydrated herbaceous biomass. It is preferable to have a second squeezing and dehydrating unit that squeezes and dehydrates the hydrous herbaceous biomass again and discharges the dehydrated herbaceous biomass.
圧搾脱水装置はフィルタープレス脱水装置であり、対面するろ材の間隙に草本系バイオマスを受け入れ圧搾脱水するろ過室と、ろ過室内の脱水草本系バイオマスに加水する加水供給部とを有し、ろ過室内に受け入れた草本系バイオマスを圧搾脱水した後に、加水供給部から脱水草本系バイオマスに加水し、再び圧搾脱水し、脱水草本系バイオマスを排出することとしてもよい。 The pressure dewatering device is a filter press dewatering device, and has a filtration chamber that receives herbaceous biomass in the gap between the filter media facing each other, and a water supply section that hydrates the dehydrated herbaceous biomass in the filtration chamber, After the received herbaceous biomass is squeezed and dehydrated, it is added to the dehydrated herbaceous biomass from the hydration supply unit, and is squeezed and dehydrated again to discharge the dehydrated herbaceous biomass.
<前処理方法>
本発明に係る草本系バイオマスの前処理方法は、草本系バイオマスを燃料、ガス化原料又は炭化物原料として利用する前に前処理を施す。
<Pretreatment method>
The pretreatment method for herbaceous biomass according to the present invention performs pretreatment before using the herbaceous biomass as fuel, gasification raw material or carbide raw material.
かかる前処理方法において、本願発明では、草本系バイオマスを圧搾脱水する第一圧搾脱水工程と、第一圧搾脱水工程で圧搾脱水された脱水草本系バイオマスに加水する加水工程と、加水工程で加水された加水草本系バイオマスを再び圧搾脱水する第二圧搾脱水工程とを有し、一つの圧搾脱水装置により上記三つの工程を行うことを特徴としている。 In such a pretreatment method, in the present invention, the first press dehydration step of pressing and dehydrating the herbaceous biomass, the hydration step of adding water to the dehydrated herbaceous biomass squeezed and dehydrated in the first press dehydration step, and the hydration step And a second squeezing and dehydrating step for squeezing and dehydrating the hydrolyzed biomass again, and performing the above three steps with a single squeezing and dewatering device.
本発明では、スクリュープレス脱水装置の上流部において草本系バイオマスを受け入れ圧搾脱水する第一圧搾脱水工程と、スクリュープレス脱水装置の中流部において上流部から移送された脱水草本系バイオマスに加水する加水工程と、スクリュープレス脱水装置の下流部において中流部から移送された加水草本系バイオマスを再び圧搾脱水する第二圧搾脱水工程とを有することを特徴としてもよい。 In the present invention, a first press dehydration step for receiving and dehydrating herbaceous biomass in the upstream portion of the screw press dehydrator, and a hydration step for adding water to the dehydrated herbaceous biomass transferred from the upstream portion in the middle portion of the screw press dehydrator And a second squeezing and dehydrating step of squeezing and dehydrating the herbaceous biomass transferred from the midstream part in the downstream part of the screw press dehydrator.
また、本発明では、フィルタープレス脱水装置のろ過室に草本系バイオマスを供給し圧搾脱水する第一圧搾脱水工程と、ろ過室内の脱水草本系バイオマスに加水する加水工程と、ろ過室内の加水された草本系バイオマスを再び圧搾脱水する第二圧搾脱水工程とを有することを特徴としてもよい。 Further, in the present invention, the first press dehydration step of supplying herbaceous biomass to the filter chamber of the filter press dehydrator and compressing and dehydrating, the hydration step of adding water to the dehydrated herbaceous biomass in the filter chamber, and the hydration of the filter chamber It may be characterized by having a second squeezing and dehydrating step of squeezing and dehydrating the herbaceous biomass again.
本発明の草本系バイオマスの前処理装置および前処理方法により前処理した前処理済み草本系バイオマスを、燃料として燃焼炉へ供給し燃焼し、ボイラで燃焼ガスから熱回収し蒸気を得て、蒸気タービン発電機により発電したり、温熱源として用いることができる。燃焼炉としては公知のバイオマス燃焼炉、例えば固定床炉、流動層炉、循環流動層炉、ロータリーキルンを用いることができ、前処理により草本系バイオマス中のカリウムを大幅に低減しているため、支障なく円滑に燃焼し熱回収することができる。 The pretreated herbaceous biomass pretreated by the herbaceous biomass pretreatment apparatus and pretreatment method of the present invention is supplied to a combustion furnace as fuel and burned, and heat is recovered from the combustion gas in a boiler to obtain steam, Power can be generated by a turbine generator or used as a heat source. As the combustion furnace, known biomass combustion furnaces such as a fixed bed furnace, a fluidized bed furnace, a circulating fluidized bed furnace, and a rotary kiln can be used, and the potassium in herbaceous biomass is greatly reduced by pretreatment. It can burn smoothly and recover heat.
また、本発明の草本系バイオマスの前処理装置および前処理方法により前処理した前処理済み草本系バイオマスを、ガス化原料としてガス化炉へ供給し、部分燃焼・熱分解してガス化し燃料ガスを得て、燃料ガスをガスエンジン発電機に供給し発電したり、燃料ガスを燃焼装置で燃焼し燃焼熱を回収することができる。また、ガス化し化学原料ガスを得て、メタノールなどを合成することができる。ガス炉としては公知のバイオマスガス炉、例えば固定床炉、流動層炉を用いることができ、前処理により草本系バイオマス中のカリウムを大幅に低減しているため、支障なく円滑にガス化することができる。 Further, the pretreated herbaceous biomass pretreated by the herbaceous biomass pretreatment apparatus and the pretreatment method of the present invention is supplied to a gasification furnace as a gasification raw material, gasified by partial combustion and pyrolysis, and gasified The fuel gas can be supplied to a gas engine generator for power generation, or the fuel gas can be burned with a combustion device to recover the combustion heat. Further, gas can be gasified to obtain a chemical raw material gas to synthesize methanol and the like. As the gas furnace, a known biomass gas furnace, for example, a fixed bed furnace or a fluidized bed furnace can be used, and potassium in the herbaceous biomass is greatly reduced by pretreatment, so that it can be smoothly gasified without any trouble. Can do.
さらには、前処理済み草本系バイオマスを炭化物原料として炭化炉へ供給し炭化し炭化物を得ることができ、炭化物を燃料として用いたり、高炉用吹込み微粉炭(高炉用還元材)として用いるようにしてもよい。炭化炉としては公知の炭化炉、例えば充填移動層炉、ロータリーキルンを用いることができ、前処理により草本系バイオマス中のカリウムを大幅に低減しているため、支障なく円滑に炭化することができる。 Furthermore, pre-treated herbaceous biomass can be supplied to a carbonization furnace as a carbide raw material and carbonized to obtain a carbide, and the carbide can be used as fuel or used as blast furnace blown pulverized coal (reducing material for blast furnace). May be. As the carbonization furnace, a known carbonization furnace, for example, a packed moving bed furnace or a rotary kiln can be used. Since potassium in the herbaceous biomass is greatly reduced by the pretreatment, the carbonization can be performed smoothly without any trouble.
このように構成される本発明では、第一圧搾脱水、加水及び第二圧搾脱水の手段が一つの装置に構成された圧搾脱水装置および前処理方法にて、草本系バイオマスは次の要領で処理される。ここでは、圧搾脱水装置がスクリュープレス脱水装置である場合と、フィルタープレス脱水装置である場合とについて述べる。 In the present invention configured as described above, the herbaceous biomass is treated in the following manner in the press dehydration apparatus and the pretreatment method in which the first press dehydration, the hydration and the second press dehydration are configured in one apparatus. Is done. Here, a case where the pressing dewatering device is a screw press dewatering device and a case where it is a filter press dewatering device will be described.
<スクリュープレス脱水装置>
(1)スクリュープレス脱水装置の第一圧搾脱水部そして第一圧搾脱水工程では、草本系バイオマスが圧搾脱水される(第一圧搾脱水)。圧搾脱水することにより、草本系バイオマスから溶出したカリウムを含む水分を除くとともに、圧搾して加圧することにより草本系バイオマスの茎等の細片からカリウムを含む水分を滲出させ、さらに、草本系バイオマスの芯等の細片を軟らかくし、又、細胞膜を破壊し、細胞内のカリウムを周囲の水分中に滲出させる。
<Screw press dehydrator>
(1) In the first press dehydration unit and the first press dehydration step of the screw press dehydrator, the herbaceous biomass is dehydrated (first press dehydration). By pressing and dewatering, the water containing potassium eluted from the herbaceous biomass is removed, and by pressing and pressurizing, the water containing potassium is leached from the stalks and the like of the herbaceous biomass, and further, the herbaceous biomass It softens the core and other small pieces, breaks the cell membrane, and exudes intracellular potassium into the surrounding water.
(2)加水部そして加水工程では、上記(1)で圧搾脱水された草本系バイオマスに加水する。圧搾脱水された草本系バイオマスに加水することにより、圧搾により加えられていた圧力が解放され、膨張しながら水分を吸収するので、草本系バイオマスに水分が吸収される効率が高く短時間で吸収されるとともに、内部にまで水分が行き渡り、残存するカリウムを水分中に十分に溶出させることができる。 (2) In the hydration part and the hydration process, water is added to the herbaceous biomass depressurized and dehydrated in (1) above. By adding water to the squeezed and dehydrated herbaceous biomass, the pressure applied by the squeezing is released and the moisture is absorbed while expanding, so the herbaceous biomass is absorbed efficiently in a short time. At the same time, water spreads to the inside and the remaining potassium can be sufficiently eluted in the water.
(3)第二圧搾脱水部そして第二圧搾脱水工程では、上記(2)で加水された草本系バイオマスが再び圧搾脱水される(第二圧搾脱水)。加水され水分を吸収した草本系バイオマスを再び圧搾脱水することにより、第一圧搾脱水と同様の原理で、草本系バイオマス中のカリウム含有率をさらに低減することができる。 (3) In the second squeezing / dehydrating part and the second squeezing / dehydrating step, the herbaceous biomass hydrated in the above (2) is squeezed again (second squeezing / dehydrating). By squeezing and dehydrating the herbaceous biomass that has been hydrated and absorbing moisture, the potassium content in the herbaceous biomass can be further reduced on the same principle as the first squeeze dehydration.
かくして、草本系バイオマスを燃料として燃焼炉で燃焼する場合、ガス化する場合及び炭化する場合に、その燃焼や燃焼熱の回収、ガス化及び炭化に支障が生じない程度にまで、カリウム含有率を低減させた草本系バイオマスを得ることができるようになる。 Thus, when the herbaceous biomass is burned in a combustion furnace as fuel, when it is gasified and carbonized, the potassium content is set to such an extent that it does not hinder the recovery of the combustion and combustion heat, gasification and carbonization. Reduced herbaceous biomass can be obtained.
<フィルタープレス脱水装置>
(1)フィルタープレス脱水装置のろ過室そして第一圧搾脱水工程では、草本系バイオマスが圧搾脱水される(第一圧搾脱水)。圧搾脱水することにより、草本系バイオマスから溶出したカリウムを含む水分を除くとともに、圧搾して加圧することにより草本系バイオマスの茎等の細片からカリウムを含む水分を滲出させ、さらに、草本系バイオマスの芯等の細片を軟らかくし、又、細胞膜を破壊し、細胞内のカリウムを周囲の水分中に滲出させる。
<Filter press dehydrator>
(1) Herbaceous biomass is squeezed and dehydrated (first squeezing dehydration) in the filter chamber and the first squeezing dehydration step of the filter press dehydrator. By pressing and dewatering, the water containing potassium eluted from the herbaceous biomass is removed, and by pressing and pressurizing, the water containing potassium is leached from the stalks and the like of the herbaceous biomass, and further, the herbaceous biomass It softens the core and other small pieces, breaks the cell membrane, and exudes intracellular potassium into the surrounding water.
(2)ろ過室そして加水工程では、上記(1)で圧搾脱水された草本系バイオマスに加水する。圧搾脱水された草本系バイオマスに加水することにより、圧搾により加えられていた圧力が解放され、膨張しながら水分を吸収するので、草本系バイオマスに水分が吸収される効率が高く短時間で吸収されるとともに、内部にまで水分が行き渡り、残存するカリウムを水分中に十分に溶出させることができる。 (2) In the filtration chamber and the hydration step, water is added to the herbaceous biomass depressurized and dehydrated in (1) above. By adding water to the squeezed and dehydrated herbaceous biomass, the pressure applied by the squeezing is released and the moisture is absorbed while expanding, so the herbaceous biomass is absorbed efficiently in a short time. At the same time, water spreads to the inside and the remaining potassium can be sufficiently eluted in the water.
(3)ろ過室そして第二圧搾脱水工程では、上記(2)で加水された草本系バイオマスが再び圧搾脱水される(第二圧搾脱水)。加水され水分を吸収した草本系バイオマスを再び圧搾脱水することにより、第一圧搾脱水と同様の原理で、草本系バイオマス中のカリウム含有率をさらに低減することができる。 (3) In the filtration chamber and the second squeezing dehydration step, the herbaceous biomass hydrolyzed in the above (2) is squeezed again (second squeezing dehydration). By squeezing and dehydrating the herbaceous biomass that has been hydrated and absorbing moisture, the potassium content in the herbaceous biomass can be further reduced on the same principle as the first squeeze dehydration.
かくして、草本系バイオマスを燃料として燃焼炉で燃焼する場合、ガス化する場合、及び炭化する場合に、その燃焼や燃焼熱の回収、ガス化及び炭化に支障が生じない程度にまで、カリウム含有率を低減させた草本系バイオマスを得ることができるようになる。 Thus, when the herbaceous biomass is burned in a combustion furnace as a fuel, when it is gasified, and when carbonized, the potassium content is such that the combustion and recovery of combustion heat, gasification and carbonization do not hinder. It becomes possible to obtain a herbaceous biomass having a reduced amount.
フィルタープレス脱水装置のろ過室に供給された草本系バイオマスは、ろ過室内に留まったまま第一圧搾脱水、加水及び第二圧搾脱水の各処理をなされ、カリウム含有率を低減させた草本系バイオマスが排出される。 The herbaceous biomass supplied to the filter chamber of the filter press dehydrator is subjected to the first press dehydration, hydration, and second press dehydration while remaining in the filter chamber, and the herbaceous biomass with reduced potassium content is obtained. Discharged.
本発明では、以上のように、草本系バイオマスに第一圧搾脱水を施した後に加水し、その後に第二圧搾脱水を施すことにより、草本系バイオマスのカリウム含有率を大幅に低減できる効果がある。その結果、草本系バイオマスを燃料、ガス化原料及び炭化原料として利用する場合に、炉内にスラッギングが生じたり、流動粒子の凝集が生じるなど、燃焼炉の運転に支障が生じることを防ぐことができ、また、廃熱回収ボイラにファウリングが生じ熱回収に支障が生じることを防ぐことができ、得られた炭化物を問題なく利用することができる。 In the present invention, as described above, the first press dehydration is performed on the herbaceous biomass and then the water is added, and then the second press dehydration is performed, thereby effectively reducing the potassium content of the herbaceous biomass. . As a result, when using herbaceous biomass as fuel, gasification raw material and carbonization raw material, it is possible to prevent troubles in the operation of the combustion furnace such as slugging in the furnace and aggregation of fluidized particles. In addition, fouling in the waste heat recovery boiler can be prevented and trouble in heat recovery can be prevented, and the obtained carbide can be used without any problem.
また、本発明は、草本系バイオマスを圧搾脱水し、その後に加水し、再び圧搾脱水する手段が一つの装置に構成された圧搾脱水装置を有するため、草本系バイオマスのカリウム低減処理を一つの装置により行うことができ、設備がコンパクトであり、設備コストを低くすることができ、運転操作を簡便に行うことができる。 In addition, the present invention has a press dehydration device in which a unit for compressing and dehydrating herbaceous biomass, then adding water, and then pressing and dehydrating again is configured in one device, so that the potassium reduction treatment of herbaceous biomass is performed in one device. The equipment can be compact, the equipment cost can be reduced, and the operation can be performed easily.
以下、添付図面にもとづき、本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<第一実施形態>
本発明では、草本系バイオマスとして、アブラヤシ空果房やキンググラスを用いることができる。本実施形態では、草本系バイオマスとして、アブラヤシ空果房を用いるものとして説明する。
<First embodiment>
In the present invention, oil palm empty fruit bunch or kinggrass can be used as the herbaceous biomass. This embodiment demonstrates as what uses an oil palm empty fruit bunch as herbaceous biomass.
図1は、本実施形態に係る前処理装置の構成の概略を示すブロック図である。図2は、本実施形態に係る圧搾脱水装置としてのスクリュープレス脱水装置の構成を示す図であり、(A)は、スクリュープレス脱水装置のスクリュー軸の軸線を含む面での断面図を示し、(B)は、該軸線に対して直角な面での断面図を示している。 FIG. 1 is a block diagram showing an outline of the configuration of the preprocessing apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a screw press dewatering device as a press dewatering device according to the present embodiment, and (A) is a cross-sectional view of a surface including an axis of a screw shaft of the screw press dewatering device, (B) shows a cross-sectional view in a plane perpendicular to the axis.
図1に示されているように、本実施形態に係る前処理装置は、草本系バイオマスとしてのアブラヤシ空果房を圧搾脱水装置10へ供給するに備え、アブラヤシ空果房を破砕する破砕装置3と、破砕された空果房を水に分散させる分散装置4とが設けられている。また、アブラヤシ果房からアブラヤシ空果房を取り出す装置として、アブラヤシ果房を水蒸気で加熱する蒸気加熱装置1と、加熱されたアブラヤシ果房から果実を脱果して空果房とする脱果装置2とが設けられている。
As shown in FIG. 1, the pretreatment device according to the present embodiment prepares to supply the oil palm empty fruit bunches as herbaceous biomass to the squeezing and
アブラヤシ果房は、後に空果房となる茎部分に3〜4cm程度の大きさの果実が数百〜2000個位ついている。上記蒸気加熱装置1は、該アブラヤシ果房をケージに収容し、これに水蒸気を吹き付けて、水蒸気で加熱された状態を数十分程度維持するようになっている。この水蒸気で加熱されることにより、果実は茎部分から分離しやすい状態となる。 The oil palm fruit bunch has several hundred to about 2000 fruits having a size of about 3 to 4 cm on the stem portion that will later become an empty fruit bunch. The said steam heating apparatus 1 accommodates this oil palm fruit bunch in a cage, sprays water vapor | steam to this, and maintains the state heated with water vapor | steam for about several tens of minutes. By being heated with this steam, the fruit is easily separated from the stem portion.
上記脱果装置2は、横筒状の回転篩を有していて、一端側から回転篩内へ上記アブラヤシ果房を投入すると他端側の出口に達する間に、回転により衝撃力を受けて果実が茎部分から分離して回転篩側面の篩目から落下し、残った空果房が上記出口から排出される。この空果房は、水分を70重量%程度含んでおり、上記破砕装置3へもたらされる。 The fruit removal device 2 has a horizontal cylindrical rotary sieve. When the oil palm bunch is put into the rotary sieve from one end side, it receives impact force by rotation while reaching the outlet on the other end side. The fruit is separated from the stem portion and falls from the sieve mesh on the side of the rotary sieve, and the remaining empty fruit bunches are discharged from the outlet. This empty fruit bunch contains about 70% by weight of water and is brought to the crushing device 3.
本実施形態では、草本系バイオマスとしてアブラヤシ空果房を用いたので、蒸気加熱装置や脱果装置を設けたが、草本系バイオマスとして、例えばキンググラスを用いる場合には、該蒸気加熱装置や脱果装置を省略できる。 In this embodiment, since the oil palm empty fruit bunch was used as the herbaceous biomass, a steam heating device and a defruiting device were provided. However, when using, for example, kinggrass as the herbaceous biomass, the steam heating device and the dehulling device are provided. The fruit apparatus can be omitted.
上記破砕装置3は、アブラヤシ空果房を前処理に適した寸法に破砕する。該破砕装置3は、その破砕形式に限定されないが、例えば、二軸破砕機を用いることができる。この二軸破砕機は、互いに逆回転する二つの平行な軸体にそれぞれ支持された胴体の周囲にカッタ刃が多数設けられていて、両胴体の間に入り込んだ草本系バイオマスが上記カッタ刃で所定の大きさに裁断されて落下するようになっている。本実施形態のように草本系バイオマスとしてアブラヤシ空果房を用いる場合には、空果房は、例えば、100mm未満の大きさに裁断される。上記分散装置4は、容器に収容された水中に破砕装置3により破砕されたアブラヤシ空果房を混合して分散させる。該アブラヤシ空果房は圧搾脱水装置10へもたらされる。なお、該分散装置は、必須の構成ではなく、省略することも可能である。
The crushing device 3 crushes the oil palm empty fruit bunch to a size suitable for pretreatment. Although this crushing apparatus 3 is not limited to the crushing format, for example, a biaxial crusher can be used. This biaxial crusher is provided with a number of cutter blades around the fuselage respectively supported by two parallel shafts rotating in reverse, and herbaceous biomass that has entered between the two fuselage is It is cut into a predetermined size and falls. When the oil palm empty fruit bunch is used as the herbaceous biomass as in this embodiment, the empty fruit bunch is cut into a size of, for example, less than 100 mm. The dispersion device 4 mixes and disperses the oil palm empty fruit bunches crushed by the crushing device 3 in the water accommodated in the container. The oil palm empty fruit bunches are brought to the squeezing and dehydrating
圧搾脱水装置10は、第一圧搾脱水部11と加水部12と第二圧搾脱水部13とを順に有している。図2(A),(B)に見られるように、圧搾脱水装置10は、スクリュープレス脱水装置として構成されており、横型の円筒状のケーシング(図示せず)内に、横型の円筒状のスクリーン14が設けられ、スクリーン14内に該スクリーンと同軸に延びるスクリュー軸15が配されている。該圧搾脱水装置10は、破砕されたアブラヤシ空果房を、上流側(図2(A)の左方側)に位置する供給口10Aから受け、前処理したアブラヤシ空果房を、下流側(図2(A)の右方側)に位置する排出口10Bから排出する。該圧搾脱水装置10は、上流部に位置する第一圧搾脱水部11、中流部に位置する加水部12、下流部に位置する第二圧搾脱水部13の三つの領域で形成されている。
The pressing and dehydrating
スクリーン14は、例えば、パンチングメタルやウェッジワイヤスクリーンで作られていて、孔径が数百μm〜数mm程度の細孔(図示せず)が無数に設けられている。該スクリーン14は、第一圧搾脱水部11、加水部12、第二圧搾脱水部13にそれぞれ対応して、第一脱水スクリーン14A、加水スクリーン14B、第二脱水スクリーン14Cの三つの領域が形成されている。
The
スクリュー軸15は、供給口10A側から排出口10B側に向け次第に外径が大きくなるようなテーパ状をなしている。すなわち、スクリュー軸15とスクリーン14との間の半径方向間隔が軸方向での供給口10A側から排出口10B側に向け次第に小さくなっている。該スクリュー軸15の外周面には、軸方向(図2(A)の左右方向)のほぼ全域にわたって延びる螺旋状の羽根15Aが設けられている。該スクリュー軸15は、該スクリュー軸15に接続されたスクリュー駆動機16によって軸線まわりに回転駆動され、上記羽根15Aの回転によってアブラヤシ空果房を排出口10B側へ向けて移送するようになっている。
The
図2(A)に見られるように、上記加水部12における加水スクリーン14Bの外側には、加水配管17から供給される水を該加水スクリーン14Bへ向けて噴射する複数のノズル18がスクリュー軸15の軸方向に複数設けられている。また、図2(B)に見られるように、該ノズル18は周方向に複数配されている。該ノズル18は、周方向で揺動可能となっていることが好ましい。該ノズル18から上記加水スクリーン14Bへ向けて噴射された水は該加水スクリーンの細孔を経てアブラヤシ空果房に供給される。
As shown in FIG. 2A, on the outside of the
以下、圧搾脱水装置10によるアブラヤシ空果房の前処理について説明する。
Hereinafter, the pretreatment of the oil palm empty fruit bunches by the pressing and dehydrating
破砕装置3で破砕され分散装置4で分散されたアブラヤシ空果房は、圧搾脱水装置10の第一圧搾脱水部11において、上記スクリュー軸15とスクリーン14との間の半径方向間隔へ供給口10Aから投入された後、スクリュー軸15の回転により、排出口10B側へ移送される。上記間隔は排出口10B側へ向かうにつれて狭くなっているので、アブラヤシ空果房は、スクリュー軸15とスクリーン14とによって圧搾されて、水分が第一脱水スクリーン14Aから排出される。圧搾中に、アブラヤシ空果房から搾り出された水分(圧搾水という)は第一脱水スクリーン14Aでろ過されてケーシング外へ排水される。この圧搾水には、カリウムが含まれているので、圧搾水の排出によってアブラヤシ空果房からのカリウム溶出排除がなされる。
The oil palm empty fruit bunch crushed by the crushing device 3 and dispersed by the dispersing device 4 is supplied to the radial interval between the
加水部12では、ノズル18から加水スクリーン14Bへ向けて散水されることにより、第一圧搾脱水部11で圧搾脱水されたアブラヤシ空果房(脱水草本系バイオマス)が加水される。圧搾脱水されたアブラヤシ空果房に加水することにより、該アブラヤシ空果房には、水分が吸収され内部にまで水分が行き渡り、残存するカリウムを水分中に十分に溶出させることができる。
In the
第二圧搾脱水部13では、加水部12で加水されたアブラヤシ空果房(加水草本系バイオマス)が第一圧搾脱水部11と同じ要領で再び圧搾されて、圧搾水が第二脱水スクリーン14Cから排出される。該圧搾水は、第二脱水スクリーン14Cでろ過されてケーシング外へ排水される。該圧搾水には、カリウムが含まれているので、圧搾水の排出によってアブラヤシ空果房からのカリウム溶出排除がなされる。そして、圧搾脱水されたアブラヤシ空果房(脱水草本系バイオマス)は、第二圧搾脱水部13において、カリウム溶出排除がなされた状態で排出口10B側から排出される。
In the second squeezing and dehydrating
第一圧搾脱水部11そして第二圧搾脱水部13から搾り出される圧搾水を油水分離装置により油水分離して得られる水分は、カリウムを高濃度に含有しているために肥料として有用であり、そのまま、農場に散布あるいは濃縮後に肥料として用いることができる。第二圧搾脱水部13から搾り出される圧搾水も高濃度のカリウムを含有する理由は、カリウムを溶出させるために加水部12にて加水する水の量が脱水されたアブラヤシ空果房に水を含ませる程度の量で足りるため、相対的に圧搾液中のカリウムが高濃度になるからである。このため圧搾脱水された圧搾水を油水分離した水分の肥料としての価値が高いものとなっている。
The water obtained by oil-water separation of the compressed water squeezed from the first
このような本実施形態に係る前処理装置では、草本系バイオマスは、破砕装置3で所定の大きさに破砕され、第一圧搾脱水部11で圧搾脱水されて水分が大幅に低減された脱水草本系バイオマスとなる。この脱水草本系バイオマスは、加水部12で加水され水分を適度に吸収し、再び第二圧搾脱水部13で圧搾脱水され、さらに水分が大幅に低減される。
In such a pretreatment device according to the present embodiment, the herbaceous biomass is crushed to a predetermined size by the crushing device 3 and squeezed and dehydrated by the first squeezing and dehydrating
破砕された草本系バイオマスを第一圧搾脱水部11で圧搾脱水することにより、草本系バイオマスから溶出したカリウムを含む水分を除くとともに、圧搾して加圧することにより草本系バイオマスの茎等の細片からカリウムを含む水分を滲出させ、さらに、草本系バイオマスの芯等の細片を軟らかくし、又、細胞膜を破壊し、細胞内のカリウムを周囲の水分中に滲出させることができる。加水部12で圧搾脱水された脱水草本系バイオマスに加水することにより、水分が吸収され内部にまで水分が行き渡り、残存するカリウムを水分中に十分に溶出させることができる。加水され水分を吸収した加水草本系バイオマスを第二圧搾脱水部13で再び圧搾脱水することにより、第一圧搾脱水部11と同様の原理で、草本系バイオマス中のカリウム含有率をさらに低減することができる。
The crushed herbaceous biomass is squeezed and dehydrated by the first squeezing and dehydrating
また、本実施形態では、草本系バイオマスを圧搾脱水する手段、その後に加水する手段および再び圧搾脱水する手段が一つのスクリュープレス脱水装置に構成された圧搾脱水装置を有するため、草本系バイオマスのカリウム低減処理を一つの装置により行うことができ、設備がコンパクトであり、設備コストを低くすることができ、運転操作を簡便に行うことができる。 Further, in this embodiment, since the means for squeezing and dehydrating herbaceous biomass, the means for adding water thereafter, and the means for squeezing and dehydrating again have a compression dehydrator configured in one screw press dehydrator, potassium of herbaceous biomass Reduction processing can be performed by a single device, equipment is compact, equipment costs can be reduced, and driving operations can be performed easily.
本実施形態では、二つの圧搾脱水部と一つの加水部を設けることとしたが、必要に応じて、一つの圧搾脱水装置に設ける圧搾脱水部と加水部の数を増加させてもよい。この場合、圧搾脱水部と加水部は交互に設けられる。 In the present embodiment, two squeezing / dehydrating units and one hydration unit are provided, but the number of squeezing / dehydrating units and hydration units provided in one squeezing / dehydrating device may be increased as necessary. In this case, the pressing dewatering unit and the water adding unit are provided alternately.
<燃焼・熱回収>
圧搾脱水装置10から取り出された前処理済みの脱水草本系バイオマスは、燃料として燃焼炉へ供給し燃焼し、ボイラにて燃焼ガスから熱回収し蒸気を得て、蒸気タービン発電機により発電したり、温熱源として用いることができる。該燃焼炉としては公知のバイオマス燃焼炉、例えば固定床炉、流動層炉、循環流動層炉、ロータリーキルンを用いることができる。燃焼炉で圧搾バイオマスを燃焼して生じる燃焼熱を熱回収する熱回収装置としては蒸気を発生させるボイラ、熱交換して温水や加熱空気を得る熱交換器などを用いる。発生した蒸気を用いて蒸気タービンを駆動し発電する発電機を接続して電力を得ることもできる。
<Combustion and heat recovery>
The pretreated dehydrated herbaceous biomass taken out from the
また、前処理済みの脱水草本系バイオマスは、カリウム含有率が大幅に低減されているので、燃料として燃焼炉で燃焼される際に、カリウムが含まれることに起因する問題の発生を防ぐことができ、支障なく円滑に安定して燃焼することができ、燃焼熱を効率的に回収することができる。また、圧搾脱水部から搾り出される圧搾水を油水分離して得られる水分は、カリウムを含んでおり、上述のごとく、肥料として使用される。 In addition, since the pretreated dehydrated herbaceous biomass has a significantly reduced potassium content, it can prevent the occurrence of problems caused by the inclusion of potassium when burned in a combustion furnace as fuel. And can be burned smoothly and stably without hindrance, and the heat of combustion can be efficiently recovered. Moreover, the water | moisture content obtained by carrying out oil-water separation of the pressing water squeezed out from a pressing dehydration part contains potassium, and is used as a fertilizer as mentioned above.
また、草本系バイオマスとしてアブラヤシ空果房を用いる場合、前処理済みのアブラヤシ空果房を燃焼炉に供給するとともに、アブラヤシ果実から搾油した搾粕であるFiberやアブラヤシ種子から核油を搾油した残渣であるPKS(Palm Kernel Shell)をも燃焼炉へ供給し混合燃焼するようにしてもよい。このようにアブラヤシ空果房とパーム油搾油工場で排出される他のバイオマスとを混合燃焼する場合においても、アブラヤシ空果房中のカリウムを大幅に低減しているため、カリウムが含まれることに起因する問題の発生を防ぐことができ、燃焼するバイオマス全体に対するアブラヤシ空果房の比率を、大幅に増大させることができる。 In addition, when using oil palm empty fruit bunches as herbaceous biomass, the pre-treated oil palm empty fruit bunches are supplied to the combustion furnace, and the residue obtained by squeezing nuclear oil from fiber and oil palm seeds squeezed from oil palm fruits PKS (Palm Kernel Shell) may also be supplied to the combustion furnace for mixed combustion. Even in the case of mixed combustion of the oil palm empty fruit bunch and other biomass discharged from the palm oil mill, potassium in the oil palm empty fruit bunch is greatly reduced, so that potassium is included. It is possible to prevent the occurrence of problems due to this, and the ratio of oil palm empty fruit bunches to the whole burning biomass can be greatly increased.
<塩素除去効果>
草本系バイオマスには、塩素を含むものがあり、塩素を含む草本系バイオマスを燃焼すると、塩化水素が生成され熱回収ボイラに腐食が生じる問題が生じる。本実施形態に係る前処理装置を用いて、草本系バイオマスに第一圧搾脱水を施した後に加水し、その後に第二圧搾脱水を施すことにより、カリウムを低減するとともに草本系バイオマスの塩素を大幅に低減できる効果がある。その結果、草本系バイオマスを燃料として利用する場合に、塩素による熱回収ボイラの腐食を防ぐことができる。また、熱回収ボイラに導入する燃焼ガスを高温にすることができるので、発生させる蒸気温度をより高温にでき発電効率を向上させることができる。さらに、草本系バイオマスの塩素を低減するので、ダイオキシンの発生を抑制できる。
<Chlorine removal effect>
Some herbaceous biomass contains chlorine, and combustion of herbaceous biomass containing chlorine causes a problem that hydrogen chloride is generated and the heat recovery boiler is corroded. By using the pretreatment device according to this embodiment, the herbaceous biomass is first squeezed and dehydrated, and then subjected to the second squeeze dehydration to reduce potassium and greatly increase the chlorine in the herbaceous biomass. There is an effect that can be reduced. As a result, when using herbaceous biomass as fuel, corrosion of the heat recovery boiler due to chlorine can be prevented. Moreover, since the combustion gas introduced into the heat recovery boiler can be increased in temperature, the generated steam temperature can be increased and the power generation efficiency can be improved. Furthermore, since chlorine in herbaceous biomass is reduced, generation of dioxins can be suppressed.
<第二実施形態>
本実施形態は、圧搾脱水装置がフィルタープレス脱水装置である点で、圧搾脱水装置がスクリュープレス脱水装置である第一実施形態と構成が異なっている。本実施形態においても、草本系バイオマスが圧搾脱水装置へ供給されるまでの構成は第一実施形態と同じであるので、説明を省略し、圧搾脱水装置の構成を中心に説明する。以下、草本系バイオマスとしてアブラヤシ空果房を処理する例を説明するが、キンググラス等の他の草本系バイオマスを処理できる点は第一実施形態と同様である。
<Second embodiment>
This embodiment is different in configuration from the first embodiment in which the press dewatering device is a screw press dewatering device in that the press dewatering device is a filter press dewatering device. Also in this embodiment, since the structure until herbaceous biomass is supplied to the pressing and dehydrating apparatus is the same as that of the first embodiment, the description will be omitted, and the description will focus on the structure of the pressing and dehydrating apparatus. Hereinafter, although the example which processes an oil palm empty fruit bunch as herbaceous biomass is demonstrated, the point which can process other herbaceous biomass, such as king glass, is the same as that of 1st embodiment.
図3(A)ないし図3(D)は、本実施形態の第二実施形態に係る圧搾脱水装置20の構成および動作を示す縦断面図であり、図3(A)はバイオマス供給工程、図3(B)は第一圧搾脱水工程および第二圧搾脱水工程、図3(C)は加水工程、図3(D)はバイオマス排出工程を示している。
3 (A) to 3 (D) are longitudinal sectional views showing the configuration and operation of the pressing and dehydrating
図3(D)を用いて、圧搾脱水装置20の構成を詳細に説明する。圧搾脱水装置20は、ろ板21とダイヤフラムろ板22とから成る対がその板厚方向でガードレール(図示せず)上に複数配列されて構成されている。図3(D)には、一対のろ板21とダイヤフラムろ板22とが示されている。各対において、ダイヤフラムろ板22は締付シリンダ等によりガードレール上を往復動可能となっている。本実施形態では、各対において、ダイヤフラムろ板22が、ろ板21と接触する閉位置(図3(A)〜(C)参照)および該ろ板21から離間した開位置(図3(D))の間で往復動するようになっている。また、ろ板21とダイヤフラムろ板22との間には、アブラヤシ空果房を受け入れるための空間であるろ過室20Aが形成されている。
The structure of the pressing and
図3(D)には、一対のろ板21とダイヤフラムろ板22とが互いに離間した開位置にある状態で示されている。ろ板21は、ダイヤフラムろ板22と対向する面に凹部21Aが形成されているとともに、該凹部21Aの内壁面のうち側板面(ダイヤフラムろ板22と対向する面)がろ過床21Fとして機能する。該ろ過床21Fには、図3(D)の紙面に対して直角に延びる複数の溝部21Bが形成されており、該複数の溝部21Bは互いに連通している。上記凹部21Aの上方位置には、分散装置4からのアブラヤシ空果房および加水供給部(図示せず)からの水の供給のための供給口21Cがろ板21を貫通して形成されており、上記凹部21Aの下方位置には、外部への圧搾水の排出のための排出口21Dがろ板21を貫通して形成されている。上記供給口21Cはろ過室20Aと連通しており、上記排出口21Dは該ろ過室20Aおよび上記複数の溝部21Bと連通している。
FIG. 3D shows a state in which the pair of
上記ろ板21のろ過床21Fには、上記複数の溝部21Bを覆うようにろ材23が設けられており、後述するように該ろ材23がアブラヤシ空果房の圧搾水をろ過するようになっている。ろ材23は、例えば、ろ布やウェッジワイヤフィルタ等の金属ろ材で形成されている。
The
ダイヤフラムろ板22は、ろ板21と対向する面に該ろ板21の凹部21Aと対応する凹部22Aが形成されている。上記凹部22Aの上方位置には、分散装置4からのアブラヤシ空果房および加水供給部(図示せず)からの水を供給するための供給口22Cがダイヤフラムろ板22を貫通して形成されており、上記凹部22Aの下方位置には、外部への圧搾水の排出のための排出口22Dがダイヤフラムろ板22を貫通して形成されている。
The
上記供給口22Cそして排出口22Dはろ過室20Aと連通している。また、該供給口22Cそして排出口22Dは、ろ板21とダイヤフラムろ板22とが閉位置にあるときに、ろ板21の供給口21Cそして排出口21Dとそれぞれ連通する(図3(A)〜(C)参照)。また、上記供給口22C,22Dは、ろ板21およびダイヤフラムろ板22の複数の対同士間にわたって一本の供給管(図示せず)によって接続されており、該供給管から各対のろ過室20Aへアブラヤシ空果房および水が供給されるようなっている。また、上記凹部22Aには、後述するように圧搾用空気が送入および排出される空気口22Eが該凹部22Aの側板(板面がろ板21と対向する板部)を貫通して形成されている。本実施形態では、アブラヤシ空果房および水は供給口21Cからろ過室20Aに供給される。また、閉位置にて該供給口21Cと連通した供給口22Cは、該供給口21Cからのアブラヤシ空果房および水を、上記ろ板21とダイヤフラムろ板22との対に隣接する他の対におけるろ過室へ供給するようになっている。
The
上記凹部22A内には、該凹部22Aに適合して収容される板状のダイヤフラムろ過床24が設けられている。該ダイヤフラムろ過床24は、例えば、弾性ゴム等によって作られている。該ダイヤフラムろ過床24は、ろ板21と対向する面に、図3(D)の紙面に対して直角に延びる複数の溝部22Bが形成されており、該複数の溝部22Bは互いに連通している。また、該複数の溝部22Bは、ダイヤフラムろ過床24が後述する圧搾位置にあるとき(図3(B))、排出口22Dと連通する。
In the
上記ダイヤフラムろ板22における上記溝部22Bが形成されている板面には、該溝部22Bを覆うようにろ材25が設けられており、該ろ材25がアブラヤシ空果房の圧搾水をろ過するようになっている。ろ材25も上記ろ材23と同様に、例えば、濾布やウェッジワイヤフィルタ等の金属ろ材で形成されている。
A
図3(D)に見られるように、上記凹部22Aの側板面と上記ダイヤフラムろ板22との間にはダイヤフラム室26として機能する空間が形成されている。後述するように、空気口22Eから圧搾用空気が送入されると該ダイヤフラム室26は膨張し(図2(B)参照)、該空気口22Eから圧搾用空気が排出されると該ダイヤフラム室26は収縮する(図3(C)参照)。
As seen in FIG. 3D, a space functioning as a
以下、図3(A)ないし図3(D)を用いて圧搾脱水装置20によるアブラヤシ空果房の前処理について説明する。
Hereinafter, the pretreatment of the oil palm empty fruit bunch by the squeezing and dehydrating
<バイオマス供給工程>
まず、図3(A)に見られるように、ダイヤフラムろ板22をろ板21側へ移動させ、閉位置にもたらす。この結果、ダイヤフラムろ板22の供給口22Cおよび排出口22Dがろ板21の供給口21Cおよび排出口21Dとそれぞれ連通する。次に、ろ板21のろ材23とダイヤフラムろ板22のろ材25との間の空間、すなわちろ過室20A内へアブラヤシ空果房Pを供給口21Cから投入する。
<Biomass supply process>
First, as seen in FIG. 3A, the
<第一圧搾脱水工程>
次に、図3(B)に見られるように、ダイヤフラムろ板22の空気口22Eからダイヤフラム室26へ圧搾用空気を供給して該ダイヤフラム室26を膨張させ、ダイヤフラムろ過床24をろ板21側へ向けて移動させる。この結果、図3(B)に示されるように、ダイヤフラムろ過床24はアブラヤシ空果房Pを圧搾する圧搾位置にもたらされ、該アブラヤシ空果房Pがろ材23とろ材25とによって挟圧されて圧搾脱水される。アブラヤシ空果房Pから搾り出された圧搾水は、ろ材23,25でろ過されて、複数の溝部21B,22Bを通ってから排出口21D,22Dから外部へ排出される。この圧搾水には、カリウムが含まれているので、圧搾水の排出によってアブラヤシ空果房Pからのカリウム溶出排除がなされる。
<First pressing dehydration process>
Next, as shown in FIG. 3B, the air for compression is supplied from the
このようにアブラヤシ空果房Pを圧搾脱水することにより、該アブラヤシ空果房Pから溶出したカリウムを含む水分を除くとともに、圧搾して加圧することによりアブラヤシ空果房Pの細片からカリウムを含む水分を滲出させ、さらに、該細片を軟らかくし、又、細胞膜を破壊し、細胞内のカリウムを周囲の水分中に滲出させる。 By squeezing and dehydrating the oil palm empty fruit buns P in this way, water containing potassium eluted from the oil palm empty fruit bunches P is removed, and by pressing and pressurizing, potassium is removed from the small pieces of the oil palm empty fruit bunches P. Moisture contained is leached, and the strip is softened, and the cell membrane is broken, and intracellular potassium is leached into the surrounding moisture.
<加水工程>
次に、図3(C)に見られるように、空気口22Eから圧搾用空気を排出するとともに、加水供給部(図示せず)から供給口21Cを経てろ過室20Aに水を供給することにより、上記第一圧搾工程で圧搾脱水されたアブラヤシ空果房(脱水草本系バイオマス)に加水する。圧搾用空気の排出によりダイヤフラムろ過床24は、ろ板21から離れる方向(図3(C)での右方)へ向けて移動し、アブラヤシ空果房Pは上記第一圧搾脱水工程で加えられていた圧力が解放される。そして、アブラヤシ空果房Pに加水することにより、該アブラヤシ空果房Pは、膨張しながら水分を吸収するので、該アブラヤシ空果房Pに水分が吸収される効率が高く短時間で吸収されるとともに、内部にまで水分が行き渡り、残存するカリウムを水分中に十分に溶出させることができる。
<Hydrolysis step>
Next, as shown in FIG. 3 (C), by discharging the air for compression from the
本実施形態では、供給口から水を供給することとしたが、これに代えて、例えば、排水口を供給口としても利用することにより該排水口から水を供給することとしてもよい。また、ろ過床に給水系(図示せず)を別途設けて該ろ過床から水を供給するようにしてよい。 In the present embodiment, water is supplied from the supply port. However, instead of this, for example, water may be supplied from the drain port by using the drain port as the supply port. Further, a water supply system (not shown) may be separately provided in the filtration bed to supply water from the filtration bed.
<第二圧搾脱水工程>
次に、図3(B)に見られるように、第一圧搾脱水工程と同様に、ダイヤフラム室26へ圧搾用空気を供給して該ダイヤフラム室26を膨張させ、ダイヤフラムろ過床24を圧搾位置にもたらすことにより、アブラヤシ空果房Pを再び圧搾脱水する。加水され水分を吸収したアブラヤシ空果房(加水草本系バイオマス)を再び圧搾脱水することにより、第一圧搾脱水と同様の原理で、該アブラヤシ空果房中のカリウム含有率をさらに低減することができる。以上のように、第一圧搾工程、加水工程および第二圧搾脱水工程にてアブラヤシ空果房を処理することにより前処理が完了する。
<Second pressing dehydration process>
Next, as seen in FIG. 3 (B), as in the first squeezing and dewatering step, air for squeezing is supplied to the
<バイオマス排出工程>
図3(D)に示されるように、ダイヤフラムろ板22をろ板21から離れる方向(図3(D)での右方)に移動させて開位置にもたらすとともに、空気口22Eから圧搾用空気を排出して、ダイヤフラムろ過床24をろ板22の凹部22A内へ移動させる。この結果、ろ過室20Aが大きく開放され、圧搾脱水されたアブラヤシ空果房P(脱水草本系バイオマス)がろ過室20A外へ落下排出される。
<Biomass discharge process>
As shown in FIG. 3 (D), the
本実施形態では、圧搾脱水装置20のろ過室20Aに供給されたアブラヤシ空果房Pが、該ろ過室20A内に留まったまま第一圧搾脱水、加水及び第二圧搾脱水の各処理を施され、カリウム含有率を低減させたアブラヤシ空果房Pが排出されるようになっている。このように、第一圧搾脱水工程、加水工程及び第二圧搾脱水工程の三つの工程が一つの圧搾脱水装置20で行われるので、設備がコンパクトであり、設備コストを低くすることができ、運転操作を簡便に行うことができる。
In this embodiment, the oil palm empty fruit bunches P supplied to the
また、本実施形態では、二回の圧搾脱水工程と一回の加水工程を行うこととしたが、必要に応じて、一つの圧搾脱水装置に設ける圧搾脱水工程と加水工程の回数を増加させてもよい。この場合、圧搾脱水工程と加水工程は交互に行われる。 Moreover, in this embodiment, although it was decided to perform two squeezing dehydration processes and one hydration process, the number of the squeezing dehydration processes and hydration processes provided in one squeeze dehydration apparatus was increased as needed. Also good. In this case, the pressing dehydration step and the hydration step are performed alternately.
10 圧搾脱水装置(スクリュープレス装置)
11 第一圧搾脱水部
12 加水部
13 第二圧搾脱水部
20 圧搾脱水装置(フィルタープレス装置)
20A ろ過室
10 Press dewatering device (screw press device)
DESCRIPTION OF
20A Filtration chamber
Claims (4)
草本系バイオマスを圧搾脱水し、その後に加水し、再び圧搾脱水する手段が一つの装置に構成された圧搾脱水装置を有し、
圧搾脱水装置はスクリュープレス脱水装置であり、草本系バイオマスを受け入れ圧搾脱水する第一圧搾脱水部と、第一圧搾脱水部から移送された脱水草本系バイオマスに加水する加水部と、加水部から移送された加水草本系バイオマスを再び圧搾脱水し脱水草本系バイオマスを排出する第二圧搾脱水部とを有することを特徴とする草本系バイオマスの前処理装置。 A pretreatment device that performs pretreatment before using herbaceous biomass as fuel, gasification raw material or carbide raw material,
And squeezing and dewatering herbaceous biomass, then adding water, squeezing and dewatering to means have a squeezing and dewatering device which is structured in a single device again,
The press dewatering device is a screw press dewatering device that accepts herbaceous biomass, presses and dehydrates, presses and dehydrates the squeezed dehydrated herbaceous biomass transferred from the first press dewatering unit, and squeezes dehydrated herbaceous biomass. pretreatment apparatus herbaceous biomass, characterized by chromatic and a second compression dehydration unit to discharge again squeezing and dewatering dried herbaceous biomass hydro herbaceous biomass are.
草本系バイオマスを圧搾脱水し、その後に加水し、再び圧搾脱水する手段が一つの装置に構成された圧搾脱水装置を有し、
圧搾脱水装置はフィルタープレス脱水装置であり、対面するろ材の間隙に草本系バイオマスを受け入れ圧搾脱水するろ過室と、ろ過室内の脱水草本系バイオマスに加水する加水供給部とを有し、ろ過室内に受け入れた草本系バイオマスを圧搾脱水した後に、加水供給部から脱水草本系バイオマスに加水し、再び圧搾脱水し、脱水草本系バイオマスを排出することを特徴とする草本系バイオマスの前処理装置。 A pretreatment device that performs pretreatment before using herbaceous biomass as fuel, gasification raw material or carbide raw material,
A means for dehydrating and dehydrating herbaceous biomass, and then squeezing and dehydrating again has a squeezing and dehydrating device configured in one device,
The pressure dewatering device is a filter press dewatering device, and has a filtration chamber that receives herbaceous biomass in the gap between the filter media facing each other, and a water supply section that hydrates the dehydrated herbaceous biomass in the filtration chamber, after squeezing and dewatering herbaceous biomass acceptance, hydro from hydro supply unit to dehydration herbaceous biomass, again squeezed and dewatered pretreatment apparatus herbaceous biomass, characterized in that for discharging the dehydrated herbaceous biomass.
スクリュープレス脱水装置の上流部において草本系バイオマスを受け入れ圧搾脱水する第一圧搾脱水工程と、スクリュープレス脱水装置の中流部において上流部から移送された脱水草本系バイオマスに加水する加水工程と、スクリュープレス脱水装置の下流部において中流部から移送された加水草本系バイオマスを再び圧搾脱水する第二圧搾脱水工程とを有することを特徴とする草本系バイオマスの前処理方法。 A pretreatment method for performing pretreatment before using herbaceous biomass as fuel, gasification raw material or carbide raw material,
A first press dehydration step for receiving and squeezing herbaceous biomass in the upstream part of the screw press dehydrator, a hydration step for adding water to the dehydrated herbaceous biomass transferred from the upstream part in the middle part of the screw press dehydrator, and a screw press A pretreatment method for herbaceous biomass, comprising: a second squeezing and dehydrating step of squeezing and dehydrating again the herbaceous biomass transferred from the midstream part in the downstream part of the dehydrator.
フィルタープレス脱水装置のろ過室に草本系バイオマスを供給し圧搾脱水する第一圧搾脱水工程と、ろ過室内の脱水草本系バイオマスに加水する加水工程と、ろ過室内の加水された草本系バイオマスを再び圧搾脱水する第二圧搾脱水工程とを有することを特徴とする草本系バイオマスの前処理方法。 A pretreatment method for performing pretreatment before using herbaceous biomass as fuel, gasification raw material or carbide raw material,
The first press dehydration step of supplying herbaceous biomass to the filter chamber of the filter press dehydrator and squeezing and dehydrating, the hydration step of adding water to the dehydrated herbaceous biomass in the filter chamber, and pressing the hydrated herbaceous biomass in the filter chamber again A pretreatment method for herbaceous biomass, comprising a second squeezing dehydration step for dehydration.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011013709A JP5557041B2 (en) | 2011-01-26 | 2011-01-26 | Pretreatment apparatus and pretreatment method for herbaceous biomass |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011013709A JP5557041B2 (en) | 2011-01-26 | 2011-01-26 | Pretreatment apparatus and pretreatment method for herbaceous biomass |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012153790A JP2012153790A (en) | 2012-08-16 |
JP5557041B2 true JP5557041B2 (en) | 2014-07-23 |
Family
ID=46835867
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011013709A Active JP5557041B2 (en) | 2011-01-26 | 2011-01-26 | Pretreatment apparatus and pretreatment method for herbaceous biomass |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5557041B2 (en) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5608806B1 (en) * | 2013-10-09 | 2014-10-15 | 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 | Palm trunk processing method |
JP6165287B1 (en) * | 2016-03-22 | 2017-07-19 | 株式会社日立製作所 | Biomass reforming system and method |
JP6180614B1 (en) * | 2016-12-22 | 2017-08-16 | 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 | Palm trunk processing method and palm trunk processing apparatus |
KR101946478B1 (en) * | 2017-01-18 | 2019-02-11 | 한기섭 | Method Fuelization Plant Biomass |
JP7168299B2 (en) | 2017-03-17 | 2022-11-09 | 日本製紙株式会社 | Method for producing solid fuel |
WO2018230715A1 (en) * | 2017-06-15 | 2018-12-20 | 大王製紙株式会社 | Fuel pellets, system for utilizing biomass as fuel source, and method for producing biomass-derived fuel pellets |
JP6744285B2 (en) | 2017-11-22 | 2020-08-19 | 三菱重工業株式会社 | Biomass fuel manufacturing plant, manufacturing plant system, biomass fuel manufacturing method, and biomass fuel |
WO2020044452A1 (en) * | 2018-08-29 | 2020-03-05 | 太平洋セメント株式会社 | Method of pretreatment of oil palm trunk and method of manufacturing biomass fuel |
KR20230015345A (en) | 2020-05-22 | 2023-01-31 | 신코 테크노스 가부시키 가이샤 | Waste biogasification treatment device and waste biogasification treatment method |
WO2021256005A1 (en) * | 2020-06-19 | 2021-12-23 | 株式会社Ihi | Gasification gas manufacturing system and method for manufacturing gasification gas |
WO2022158439A1 (en) * | 2021-01-25 | 2022-07-28 | 住友重機械工業株式会社 | Method for producing fuel, device for producing fuel, plant, combustion facility, and fuel |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63191896A (en) * | 1987-02-04 | 1988-08-09 | Tadashi Izumi | Production of solid fuel |
JPH0794077B2 (en) * | 1990-12-21 | 1995-10-11 | 石垣機工株式会社 | Cake washing equipment in screw press |
JP2001139954A (en) * | 1999-11-11 | 2001-05-22 | Nisshin Kogyo Kk | Method for using carbonization apparatus for garbage and carbonization apparatus |
JP2004057990A (en) * | 2002-07-31 | 2004-02-26 | Ishigaki Co Ltd | Filter press filtering method and equipment to be used therein |
JP4146287B2 (en) * | 2003-05-30 | 2008-09-10 | 三菱重工業株式会社 | Biomass utilization method and biomass utilization system |
KR101352442B1 (en) * | 2009-04-22 | 2014-01-16 | 제이에프이 엔지니어링 가부시키가이샤 | Method for washing biomass, method for producing biomass charcoal and method for operating vertical furnace |
JP5561481B2 (en) * | 2010-12-10 | 2014-07-30 | Jfeエンジニアリング株式会社 | Oil palm empty fruit bunch pretreatment method and combustion / heat recovery method |
-
2011
- 2011-01-26 JP JP2011013709A patent/JP5557041B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012153790A (en) | 2012-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5557041B2 (en) | Pretreatment apparatus and pretreatment method for herbaceous biomass | |
JP5561481B2 (en) | Oil palm empty fruit bunch pretreatment method and combustion / heat recovery method | |
ES2406695T3 (en) | System and method to produce bio-products | |
JP2009191229A (en) | Fuel reforming apparatus and boiler system provided therewith | |
CN104974811A (en) | Method and apparatus and use thereof for producing fuel from moist biomass | |
CN103254918A (en) | System and method for drying and carbonizing biomass raw material by using boiler flue gas | |
CA2909030C (en) | Method for producing biofuel and use of biofuel | |
CN212481254U (en) | Energy-saving environment-friendly active carbon combustion furnace | |
KR102063831B1 (en) | De-Ash in Biomass at Low-Temperature, Manufacturing Method and System of Fuel Production and Generation Connected with Reverse Electrodialysis | |
JP2009051985A (en) | Manufacturing method of biomass-based molded fuel | |
JP2005205252A (en) | High-concentration slurry containing biomass, method for preparing high-concentration slurry and method for manufacturing biomass fuel | |
CN108766677B (en) | A kind of environment-friendly cable recovery method | |
JP2009133268A (en) | Composite-type coal gasification power plant facility | |
CN102061211A (en) | Integral purified integration system and process of lignite in cement production through catalytic mild pyrolysis | |
CN110639315A (en) | Coal cinder recycling and reusing device for thermal power plant | |
KR101964623B1 (en) | Apparatus for continuous extraction of mineral from biomass | |
US10822566B2 (en) | Biomass fuel manufacturing plant, manufacturing plant system, and biomass fuel manufacturing method | |
CN203295333U (en) | External heated sludge carbonizing kiln | |
CN103721998A (en) | Pretreatment method aiming at comprehensive energy utilization of Chinese medicine residue for gasification | |
CN215963936U (en) | Automatic blanking type coal mill for thermal power plant | |
CN207527605U (en) | Waste sludge from paper mill combustion power generation air-transport system | |
JP4658980B2 (en) | Organic fuel gasification liquid fuel production system | |
JP4854365B2 (en) | Gas hydrate manufacturing apparatus and manufacturing method | |
JP2005206468A (en) | Method for producing saccharides and solid fuel using biomass as raw material | |
JP6582179B1 (en) | Palm crude oil and biomass fuel production apparatus and palm crude oil and biomass fuel production method using the apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130306 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140317 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140418 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140508 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140521 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5557041 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |