JP2003329203A - 木材エネルギー利用システム - Google Patents
木材エネルギー利用システムInfo
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- JP2003329203A JP2003329203A JP2002138391A JP2002138391A JP2003329203A JP 2003329203 A JP2003329203 A JP 2003329203A JP 2002138391 A JP2002138391 A JP 2002138391A JP 2002138391 A JP2002138391 A JP 2002138391A JP 2003329203 A JP2003329203 A JP 2003329203A
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- 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
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- Coke Industry (AREA)
- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、樹皮材をボイラで燃焼させて
蒸気を発生させて発電する際に蒸気タービンに所定流量
の蒸気供給を確実かつ環境汚染を抑制して行える木材エ
ネルギー利用システムを提供することにある。 【解決手段】樹皮材を主燃料とするボイラ6に予め定め
た所定流量の蒸気を発生させて発電機19を駆動する蒸
気タービン18に供給する。木炭粉砕機3は木炭を粉砕
して粉末木炭を生成する。粉末木炭量調節器37は蒸気
タービン18に流入する蒸気流量が所定流量より減少す
ると粉末木炭をボイラ6に助燃材として供給して蒸気タ
ービン18に流入する蒸気流量を所定流量に維持する。
蒸気を発生させて発電する際に蒸気タービンに所定流量
の蒸気供給を確実かつ環境汚染を抑制して行える木材エ
ネルギー利用システムを提供することにある。 【解決手段】樹皮材を主燃料とするボイラ6に予め定め
た所定流量の蒸気を発生させて発電機19を駆動する蒸
気タービン18に供給する。木炭粉砕機3は木炭を粉砕
して粉末木炭を生成する。粉末木炭量調節器37は蒸気
タービン18に流入する蒸気流量が所定流量より減少す
ると粉末木炭をボイラ6に助燃材として供給して蒸気タ
ービン18に流入する蒸気流量を所定流量に維持する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、木材の樹皮材や間
伐材などの木質系バイオマス資源からエネルギーを回収
する木材エネルギー利用システムに関する。
伐材などの木質系バイオマス資源からエネルギーを回収
する木材エネルギー利用システムに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、石炭、石油などの化石燃料の燃焼
により発生する二酸化炭素等の温室効果ガスによる地球
温暖化現象と、窒素酸化物、硫黄酸化物による大気汚染
や酸性雨の環境的問題から、化石燃料の代替エネルギー
を見つけ出すことが要求されている。
により発生する二酸化炭素等の温室効果ガスによる地球
温暖化現象と、窒素酸化物、硫黄酸化物による大気汚染
や酸性雨の環境的問題から、化石燃料の代替エネルギー
を見つけ出すことが要求されている。
【0003】一方、製材所から発生する樹皮材や間伐
材、山林残材などの木質系バイオマスは、同時に計画的
な植林を行えば再生可能であるとともに、大気中の温室
効果ガス濃度を上昇させない優れた資源である。しか
し、木質系バイオマスは、貯蔵状態、季節、天候等によ
って含水率が変化することから安定した発熱量が得られ
ない。このため、ボイラの燃料として利用されることは
少なく、多くが焼却炉で焼却処分(いわゆる「野焼
き」)されている。
材、山林残材などの木質系バイオマスは、同時に計画的
な植林を行えば再生可能であるとともに、大気中の温室
効果ガス濃度を上昇させない優れた資源である。しか
し、木質系バイオマスは、貯蔵状態、季節、天候等によ
って含水率が変化することから安定した発熱量が得られ
ない。このため、ボイラの燃料として利用されることは
少なく、多くが焼却炉で焼却処分(いわゆる「野焼
き」)されている。
【0004】しかしながら、平成13年4月1日より施
行されている廃棄物処理及び清掃に関する法律で基本的
に野焼きが禁止されたため、これらの木質系バイオマス
を資源として集中管理し、発電や熱供給に利用しようと
する気運が増大してきている。このような背景から、環
境性に優れた樹皮材、間伐材、山林残材などの木質系バ
イオマスを化石燃料の代替燃料として、有効活用できる
技術の開発が急務になっている。
行されている廃棄物処理及び清掃に関する法律で基本的
に野焼きが禁止されたため、これらの木質系バイオマス
を資源として集中管理し、発電や熱供給に利用しようと
する気運が増大してきている。このような背景から、環
境性に優れた樹皮材、間伐材、山林残材などの木質系バ
イオマスを化石燃料の代替燃料として、有効活用できる
技術の開発が急務になっている。
【0005】ところで、木材を無酸素状態で炭化するこ
とにより得られる木炭は、水質や土壌改良剤、調質剤な
どの効用があり、また、炭化過程で発生する木ガスを冷
却することにより得られる木酢液は、殺菌、植物成長促
進などの様々な効果が認められている。
とにより得られる木炭は、水質や土壌改良剤、調質剤な
どの効用があり、また、炭化過程で発生する木ガスを冷
却することにより得られる木酢液は、殺菌、植物成長促
進などの様々な効果が認められている。
【0006】また、近年、木酢液を回収後の木ガスには
可燃性の水素、一酸化炭素が含まれているため、この可
燃性の木ガスの燃焼熱で木材を加熱し、省エネルギー性
の向上を図った炭化装置が開発されている。
可燃性の水素、一酸化炭素が含まれているため、この可
燃性の木ガスの燃焼熱で木材を加熱し、省エネルギー性
の向上を図った炭化装置が開発されている。
【0007】省エネルギー性の向上を図った炭化装置
は、通常、炭化室と燃焼室が分離されており、炭化室に
仕込まれた炭材(間伐材などの木材)を直接燃焼せずに
燃焼ガスにより間接的に加熱している。間伐材の熱分解
により発生する木ガスはガス管路を通ってコンデンサ
(凝縮器)に導かれる。
は、通常、炭化室と燃焼室が分離されており、炭化室に
仕込まれた炭材(間伐材などの木材)を直接燃焼せずに
燃焼ガスにより間接的に加熱している。間伐材の熱分解
により発生する木ガスはガス管路を通ってコンデンサ
(凝縮器)に導かれる。
【0008】木ガスはコンデンサにおいて空気もしくは
水にて冷却され粗木酢液と可燃性ガスの気液に分離され
る。粗木酢液は木酢液受器に回収され、また、可燃性ガ
スはガス路を通って燃焼室に導かれる。燃焼室には燃焼
ファンにより燃焼用空気が送り込まれ、燃焼バーナで可
燃性ガスと空気を混合させて燃焼する。炭化室を加熱し
た燃焼ガスは、排煙ダクトから大気へ放出される。
水にて冷却され粗木酢液と可燃性ガスの気液に分離され
る。粗木酢液は木酢液受器に回収され、また、可燃性ガ
スはガス路を通って燃焼室に導かれる。燃焼室には燃焼
ファンにより燃焼用空気が送り込まれ、燃焼バーナで可
燃性ガスと空気を混合させて燃焼する。炭化室を加熱し
た燃焼ガスは、排煙ダクトから大気へ放出される。
【0009】一方、木材を熱分解により炭化する際に発
生する木ガスから木酢液を回収した可燃性ガスを燃料と
してボイラで蒸気を発生し発電することも提案されてい
る。このことは、例えば、特開平7―258652号公
報、特開平8―325576号公報に記載されている。
生する木ガスから木酢液を回収した可燃性ガスを燃料と
してボイラで蒸気を発生し発電することも提案されてい
る。このことは、例えば、特開平7―258652号公
報、特開平8―325576号公報に記載されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来技術は間伐材など
の木材を木炭に加工したり、木材を木炭にする炭化工程
で生成する可燃性ガスで発電するようにしているが、製
材所から多量に発生する樹皮材を有効に利用できないと
いう問題点を有している。
の木材を木炭に加工したり、木材を木炭にする炭化工程
で生成する可燃性ガスで発電するようにしているが、製
材所から多量に発生する樹皮材を有効に利用できないと
いう問題点を有している。
【0011】このことを解決するために樹皮材をボイラ
で燃焼させて蒸気を発生させて発電することが考えられ
ている。樹皮材は貯蔵状態、季節、天候等によって含水
率が変化するので安定した発熱量が得られずボイラに所
定流量の蒸気を安定して発生させることができず、その
上、ボイラから蒸気タービンだけでなく他の蒸気負荷に
蒸気を供給しようとすると蒸気タービンに所定流量の蒸
気を供給することが困難になるという実用上の問題点を
有している。
で燃焼させて蒸気を発生させて発電することが考えられ
ている。樹皮材は貯蔵状態、季節、天候等によって含水
率が変化するので安定した発熱量が得られずボイラに所
定流量の蒸気を安定して発生させることができず、その
上、ボイラから蒸気タービンだけでなく他の蒸気負荷に
蒸気を供給しようとすると蒸気タービンに所定流量の蒸
気を供給することが困難になるという実用上の問題点を
有している。
【0012】本発明の目的は、樹皮材をボイラで燃焼さ
せて蒸気を発生させて発電する際に蒸気タービンに所定
流量の蒸気供給を確実かつ環境汚染を抑制して行える木
材エネルギー利用システムを提供することにある。
せて蒸気を発生させて発電する際に蒸気タービンに所定
流量の蒸気供給を確実かつ環境汚染を抑制して行える木
材エネルギー利用システムを提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、樹皮材を主燃料とするボイラに予め定めた所定流
量の蒸気を発生させて発電機を駆動する蒸気タービンに
供給し、蒸気タービンに流入する蒸気流量が所定流量よ
り減少すると木炭を粉砕した粉末木炭をボイラに助燃材
として供給して蒸気タービンに流入する蒸気流量を所定
流量に維持するようにしたことにある。
ろは、樹皮材を主燃料とするボイラに予め定めた所定流
量の蒸気を発生させて発電機を駆動する蒸気タービンに
供給し、蒸気タービンに流入する蒸気流量が所定流量よ
り減少すると木炭を粉砕した粉末木炭をボイラに助燃材
として供給して蒸気タービンに流入する蒸気流量を所定
流量に維持するようにしたことにある。
【0014】本発明は、樹皮材を主燃料としてボイラに
蒸気を発生させて発電を行い、蒸気タービンに流入する
蒸気流量が所定流量より減少すると木炭を粉砕した粉末
木炭をボイラに助燃材として供給して蒸気タービンに流
入する蒸気流量を所定流量に維持するようにしている。
したがって、樹皮材をボイラで燃焼させて蒸気を発生さ
せて発電する際に、化石燃料を用いることなく環境汚染
を抑制して蒸気タービンに所定流量の蒸気供給を確実に
行える。
蒸気を発生させて発電を行い、蒸気タービンに流入する
蒸気流量が所定流量より減少すると木炭を粉砕した粉末
木炭をボイラに助燃材として供給して蒸気タービンに流
入する蒸気流量を所定流量に維持するようにしている。
したがって、樹皮材をボイラで燃焼させて蒸気を発生さ
せて発電する際に、化石燃料を用いることなく環境汚染
を抑制して蒸気タービンに所定流量の蒸気供給を確実に
行える。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1に本発明の一実施例を示す。図
1は樹皮材を燃焼させたボイラの発生蒸気で蒸気タービ
ンを駆動する蒸気タービン発電設備と、木材から木酢液
を回収すると共に木炭を生成する炭化設備で構成された
木質系バイオマスエネルギー再利用システムの例を示し
ている。
基づいて説明する。図1に本発明の一実施例を示す。図
1は樹皮材を燃焼させたボイラの発生蒸気で蒸気タービ
ンを駆動する蒸気タービン発電設備と、木材から木酢液
を回収すると共に木炭を生成する炭化設備で構成された
木質系バイオマスエネルギー再利用システムの例を示し
ている。
【0016】図1において、炭化装置26は間伐材など
の木材(炭材)を仕込む炭化室27と燃焼室28を有し
ている。炭化室27と燃焼室28は分離独立しており、
炭化室27に仕込まれた木材は直接燃焼されずに燃焼室
28で燃焼する燃焼ガスにより間接的に加熱される。
の木材(炭材)を仕込む炭化室27と燃焼室28を有し
ている。炭化室27と燃焼室28は分離独立しており、
炭化室27に仕込まれた木材は直接燃焼されずに燃焼室
28で燃焼する燃焼ガスにより間接的に加熱される。
【0017】炭化室27に仕込まれた木材の熱分解によ
り発生する木ガスはガス管路29を介して凝縮器(コン
デンサ)30に導かれる。凝縮器30は木ガス(熱分解
ガス)を空気もしくは水にて冷却し粗木酢液と可燃性ガ
スの気液に分離する。粗木酢液は木酢液受器31に回収
され、また、可燃性ガスはガス路32を通って燃焼室2
8に導かれる。炭化装置26と凝縮器30は一体化され
ているものもあり、両者を含めて炭化設備と称すること
もある。
り発生する木ガスはガス管路29を介して凝縮器(コン
デンサ)30に導かれる。凝縮器30は木ガス(熱分解
ガス)を空気もしくは水にて冷却し粗木酢液と可燃性ガ
スの気液に分離する。粗木酢液は木酢液受器31に回収
され、また、可燃性ガスはガス路32を通って燃焼室2
8に導かれる。炭化装置26と凝縮器30は一体化され
ているものもあり、両者を含めて炭化設備と称すること
もある。
【0018】燃焼室28は燃焼ファン34により燃焼用
空気が送り込まれ、燃焼バーナ33で凝縮器30からの
可燃性ガスを空気と混合して再燃焼させる。燃焼室28
で再燃焼により発生する可燃性ガスからの燃焼ガスは炭
化炉27を加熱して、排煙ダクト35から大気へ放出さ
れる。
空気が送り込まれ、燃焼バーナ33で凝縮器30からの
可燃性ガスを空気と混合して再燃焼させる。燃焼室28
で再燃焼により発生する可燃性ガスからの燃焼ガスは炭
化炉27を加熱して、排煙ダクト35から大気へ放出さ
れる。
【0019】炭化装置26で製造された木炭は、図示し
ない重機類により木炭貯蔵場1に搬送され、ボイラ6の
助燃材として使用される。木炭貯蔵場1に貯蔵された木
炭は、木炭供給機(コンベア)2で木炭粉砕機3に供給
される。木炭粉砕機3は木炭を数ミクロン〜数十ミクロ
ンの微粒子に粉砕して粉末木炭(木炭微粒子)を生成す
る。木炭供給機(コンベア)2は粉末木炭量調節器37
で搬送速度を制御される。ボイラ6に供給される助燃材
としての粉末木炭量は粉末木炭量調節器37によって制
御される。
ない重機類により木炭貯蔵場1に搬送され、ボイラ6の
助燃材として使用される。木炭貯蔵場1に貯蔵された木
炭は、木炭供給機(コンベア)2で木炭粉砕機3に供給
される。木炭粉砕機3は木炭を数ミクロン〜数十ミクロ
ンの微粒子に粉砕して粉末木炭(木炭微粒子)を生成す
る。木炭供給機(コンベア)2は粉末木炭量調節器37
で搬送速度を制御される。ボイラ6に供給される助燃材
としての粉末木炭量は粉末木炭量調節器37によって制
御される。
【0020】木炭粉砕機3で生成された粉末木炭は、一
次空気管15を介して送られてくる一次空気ファン14
からの空気と混合される。粉末木炭との混合空気は木炭
混合空気管4を通ってバーナ5からボイラ6に噴出さ
れ、粉末木炭が燃焼される。
次空気管15を介して送られてくる一次空気ファン14
からの空気と混合される。粉末木炭との混合空気は木炭
混合空気管4を通ってバーナ5からボイラ6に噴出さ
れ、粉末木炭が燃焼される。
【0021】ボイラ6の主燃料として使用する樹皮材
は、木炭貯蔵場1とは別の樹皮材貯蔵場24に貯蔵され
る。樹皮材貯蔵場24に貯蔵された樹皮材は、図示しな
い重機類により燃料投入装置25に供給される。燃料投
入装置25は油圧プッシュ方式で、ある間隔をもってバ
ッチ的に樹皮材を投入する。
は、木炭貯蔵場1とは別の樹皮材貯蔵場24に貯蔵され
る。樹皮材貯蔵場24に貯蔵された樹皮材は、図示しな
い重機類により燃料投入装置25に供給される。燃料投
入装置25は油圧プッシュ方式で、ある間隔をもってバ
ッチ的に樹皮材を投入する。
【0022】ボイラ6の燃焼排ガスは、誘引ファン9に
より煙道11を通って煙突10へ導かれ大気に放出され
る。煙道11には空気予熱器7が設けられ、燃焼排ガス
と押込みファン12から送られる燃焼用空気および一次
空気ファン14から送られる粉末木炭搬送用空気との熱
交換を行っている。
より煙道11を通って煙突10へ導かれ大気に放出され
る。煙道11には空気予熱器7が設けられ、燃焼排ガス
と押込みファン12から送られる燃焼用空気および一次
空気ファン14から送られる粉末木炭搬送用空気との熱
交換を行っている。
【0023】押込みファン12からの燃焼用空気は空気
管13を通ってボイラ6に供給される。空気予熱器7か
らの燃焼排ガスは、集塵器8で排ガス中の粉塵類を除去
し、煙突10に導かれる。
管13を通ってボイラ6に供給される。空気予熱器7か
らの燃焼排ガスは、集塵器8で排ガス中の粉塵類を除去
し、煙突10に導かれる。
【0024】ボイラ6の伝熱管16から発生する蒸気は
蒸気供給管17を介して蒸気タービン18と炭化室27
に供給される。蒸気タービン18に流入する蒸気流量は
流量計36で測定され粉末木炭量調節器37に加えられ
る。ボイラ6の発生する蒸気は炭化室27に開閉弁38
を開操作して導入される。炭化室27に蒸気を供給する
ことにより、木材中に含まれる水分を増加させ凝縮器3
0での木酢液回収量を増加することができる。
蒸気供給管17を介して蒸気タービン18と炭化室27
に供給される。蒸気タービン18に流入する蒸気流量は
流量計36で測定され粉末木炭量調節器37に加えられ
る。ボイラ6の発生する蒸気は炭化室27に開閉弁38
を開操作して導入される。炭化室27に蒸気を供給する
ことにより、木材中に含まれる水分を増加させ凝縮器3
0での木酢液回収量を増加することができる。
【0025】蒸気タービン18には発電機19が連結さ
れ一定の電力を出力する。発電機19の容量は400k
W程度で、その発電出力は木質系バイオマスエネルギー
再利用システムを構成する補機類の必要動力の一部とし
て賄われる。蒸気タービン18からの排気蒸気は復水器
21で復水され、復水ポンプ22により復水管23を通
ってボイラ6へ送水される。
れ一定の電力を出力する。発電機19の容量は400k
W程度で、その発電出力は木質系バイオマスエネルギー
再利用システムを構成する補機類の必要動力の一部とし
て賄われる。蒸気タービン18からの排気蒸気は復水器
21で復水され、復水ポンプ22により復水管23を通
ってボイラ6へ送水される。
【0026】この構成において、ボイラ6には樹皮材貯
蔵場24に貯蔵されている樹皮材が主燃料として燃料投
入装置25からバッチ式に投入される。ボイラ6は樹皮
材を燃焼させて伝熱管16から予め定めた所定流量の蒸
気を発生し蒸気供給管17を介して蒸気タービン18に
供給する。この時、ボイラ6の発生する蒸気を炭化室2
7に導入する開閉弁38は閉操作されている。
蔵場24に貯蔵されている樹皮材が主燃料として燃料投
入装置25からバッチ式に投入される。ボイラ6は樹皮
材を燃焼させて伝熱管16から予め定めた所定流量の蒸
気を発生し蒸気供給管17を介して蒸気タービン18に
供給する。この時、ボイラ6の発生する蒸気を炭化室2
7に導入する開閉弁38は閉操作されている。
【0027】蒸気タービン18は流入した蒸気流量に基
づき発電機19を駆動して一定の電力を発生させる。発
電機19の発電出力はファンなどの補機類の必要動力の
一部として使用される。蒸気タービン18からの排気蒸
気は復水器21で復水され、復水ポンプ22により復水
管23を通ってボイラ6へ送水される。
づき発電機19を駆動して一定の電力を発生させる。発
電機19の発電出力はファンなどの補機類の必要動力の
一部として使用される。蒸気タービン18からの排気蒸
気は復水器21で復水され、復水ポンプ22により復水
管23を通ってボイラ6へ送水される。
【0028】このように蒸気タービン18に所定流量の
蒸気が供給されている状態では、粉末木炭量調節器37
に流量計36から所定流量信号が入力される。粉末木炭
量調節器37は蒸気タービン18に所定流量の蒸気が供
給されている木炭供給機2を停止させている。したがっ
て、ボイラ6には助燃材としての粉末木炭が供給され
ず、主燃料の樹皮材のみを燃焼させて所定流量の発生す
る。
蒸気が供給されている状態では、粉末木炭量調節器37
に流量計36から所定流量信号が入力される。粉末木炭
量調節器37は蒸気タービン18に所定流量の蒸気が供
給されている木炭供給機2を停止させている。したがっ
て、ボイラ6には助燃材としての粉末木炭が供給され
ず、主燃料の樹皮材のみを燃焼させて所定流量の発生す
る。
【0029】このように樹皮材を燃料として発電してい
る時に炭化装置26で木材の炭化処理を開始する場合に
は開閉弁38を開操作する。開閉弁38の操作は図示し
ない弁駆動装置により行われる。炭化装置26と凝縮器
30から構成される炭化設備は木酢液回収工程の後に炭
火工程が行われる。炭化設備が木酢液回収処理している
間だけ開閉弁38が開操作され炭化室27にボイラ6か
ら蒸気が供給される。炭化室27に仕込まれた木材は燃
焼室28での可燃性ガスの燃焼による加熱より前に加熱
される。
る時に炭化装置26で木材の炭化処理を開始する場合に
は開閉弁38を開操作する。開閉弁38の操作は図示し
ない弁駆動装置により行われる。炭化装置26と凝縮器
30から構成される炭化設備は木酢液回収工程の後に炭
火工程が行われる。炭化設備が木酢液回収処理している
間だけ開閉弁38が開操作され炭化室27にボイラ6か
ら蒸気が供給される。炭化室27に仕込まれた木材は燃
焼室28での可燃性ガスの燃焼による加熱より前に加熱
される。
【0030】炭化室27に仕込まれた木材の熱分解によ
り発生する木ガスはガス管路29を介して凝縮器30に
導かれる。凝縮器30は木ガス(熱分解ガス)を空気も
しくは水にて冷却し粗木酢液と可燃性ガスの気液に分離
する。粗木酢液は木酢液受器31に回収され、また、可
燃性ガスはガス路32を通って燃焼室28に導かれる。
り発生する木ガスはガス管路29を介して凝縮器30に
導かれる。凝縮器30は木ガス(熱分解ガス)を空気も
しくは水にて冷却し粗木酢液と可燃性ガスの気液に分離
する。粗木酢液は木酢液受器31に回収され、また、可
燃性ガスはガス路32を通って燃焼室28に導かれる。
【0031】燃焼室28は燃焼ファン34により燃焼用
空気が送り込まれ、燃焼バーナ33で凝縮器30からの
可燃性ガスを空気と混合して再燃焼させる。燃焼室28
で再燃焼により発生する可燃性ガスからの燃焼ガスは炭
化炉27を加熱して、排煙ダクト35から大気へ放出さ
れる。
空気が送り込まれ、燃焼バーナ33で凝縮器30からの
可燃性ガスを空気と混合して再燃焼させる。燃焼室28
で再燃焼により発生する可燃性ガスからの燃焼ガスは炭
化炉27を加熱して、排煙ダクト35から大気へ放出さ
れる。
【0032】このようにして木材の熱分解により発生す
る木ガスから木酢液が抽出回収され、かつ、炭化室27
に蒸気を供給しているので木材中に含まれる水分が増加
して木酢液回収量を増加させることができる。木酢液の
回収工程は1時間程度である。木酢液の回収工程が終了
すると開閉弁38は閉操作される。また、木ガスから気
液分離された可燃性ガスが木材の熱分解と炭化処理に利
用される。
る木ガスから木酢液が抽出回収され、かつ、炭化室27
に蒸気を供給しているので木材中に含まれる水分が増加
して木酢液回収量を増加させることができる。木酢液の
回収工程は1時間程度である。木酢液の回収工程が終了
すると開閉弁38は閉操作される。また、木ガスから気
液分離された可燃性ガスが木材の熱分解と炭化処理に利
用される。
【0033】炭化装置26における木材炭化処理の木酢
液回収工程でボイラ6の発生蒸気を使用すると蒸気ター
ビン18に流入する蒸気流量が減少する。蒸気タービン
18に流入する蒸気流量は流量計36で検出され粉末木
炭量調節器37に加えられる。
液回収工程でボイラ6の発生蒸気を使用すると蒸気ター
ビン18に流入する蒸気流量が減少する。蒸気タービン
18に流入する蒸気流量は流量計36で検出され粉末木
炭量調節器37に加えられる。
【0034】粉末木炭量調節器37は流量計36から所
定流量信号が入力される。粉末木炭量調節器37は蒸気
タービン18への流入蒸気流量が所定流量より減少する
と木炭供給機2を運転して木炭貯蔵場1に貯蔵されてい
る木炭を木炭粉砕機3に供給する。粉末木炭量調節器3
7は木炭供給機(コンベア)2の搬送速度を一定速度で
運転する。
定流量信号が入力される。粉末木炭量調節器37は蒸気
タービン18への流入蒸気流量が所定流量より減少する
と木炭供給機2を運転して木炭貯蔵場1に貯蔵されてい
る木炭を木炭粉砕機3に供給する。粉末木炭量調節器3
7は木炭供給機(コンベア)2の搬送速度を一定速度で
運転する。
【0035】木炭粉砕機3は木炭を数ミクロン〜数十ミ
クロンの微粒子に粉砕して粉末木炭(木炭微粒子)を生
成する。木炭粉砕機3で生成された粉末木炭は、一次空
気管15を介して送られてくる一次空気ファン14から
の空気と混合され、木炭混合空気管4を通ってバーナ5
からボイラ6に噴出される。粉末木炭はボイラ6の助燃
材としての燃焼される。
クロンの微粒子に粉砕して粉末木炭(木炭微粒子)を生
成する。木炭粉砕機3で生成された粉末木炭は、一次空
気管15を介して送られてくる一次空気ファン14から
の空気と混合され、木炭混合空気管4を通ってバーナ5
からボイラ6に噴出される。粉末木炭はボイラ6の助燃
材としての燃焼される。
【0036】ボイラ6は主燃料の樹皮材と助燃材として
の粉末木炭が燃焼されるので蒸気流量が増加する。粉末
木炭量調節器37はボイラ6の応答遅れを考慮して木炭
供給機(コンベア)2の搬送速度を制御して蒸気タービ
ン18への流入蒸気流量が所定流量になるように調節す
る。粉末木炭量調節器37は蒸気タービン18への流入
蒸気流量が所定流量より小さいと木炭供給機(コンベ
ア)2の搬送速度を高くし、所定流量より大きいと木炭
供給機(コンベア)2の搬送速度を低くして運転する。
の粉末木炭が燃焼されるので蒸気流量が増加する。粉末
木炭量調節器37はボイラ6の応答遅れを考慮して木炭
供給機(コンベア)2の搬送速度を制御して蒸気タービ
ン18への流入蒸気流量が所定流量になるように調節す
る。粉末木炭量調節器37は蒸気タービン18への流入
蒸気流量が所定流量より小さいと木炭供給機(コンベ
ア)2の搬送速度を高くし、所定流量より大きいと木炭
供給機(コンベア)2の搬送速度を低くして運転する。
【0037】粉末木炭量調節器37は蒸気タービン18
への流入蒸気流量が所定流量に安定すると、木炭供給機
(コンベア)2の搬送速度を蒸気タービン18への流入
蒸気流量が安定した速度で運転する。
への流入蒸気流量が所定流量に安定すると、木炭供給機
(コンベア)2の搬送速度を蒸気タービン18への流入
蒸気流量が安定した速度で運転する。
【0038】このように、主燃料の樹皮材と助燃材とし
ての粉末木炭をボイラ6で燃焼させている状態で炭化装
置26における木酢液回収工程が終了すると開閉弁38
を閉操作する。ボイラ6は主燃料の樹皮材と助燃材とし
ての粉末木炭を燃焼させているので蒸気タービン18に
流入する蒸気流量が所定流量より増加する。粉末木炭量
調節器37は木炭供給機(コンベア)2の搬送速度を漸
次低下させ運転を停止する。
ての粉末木炭をボイラ6で燃焼させている状態で炭化装
置26における木酢液回収工程が終了すると開閉弁38
を閉操作する。ボイラ6は主燃料の樹皮材と助燃材とし
ての粉末木炭を燃焼させているので蒸気タービン18に
流入する蒸気流量が所定流量より増加する。粉末木炭量
調節器37は木炭供給機(コンベア)2の搬送速度を漸
次低下させ運転を停止する。
【0039】ボイラ6は主燃料の樹皮材を燃焼させて予
め定めた所定流量の蒸気を発生し蒸気供給管17を介し
て蒸気タービン18に供給する。発電機19は一定の電
力を発生する。
め定めた所定流量の蒸気を発生し蒸気供給管17を介し
て蒸気タービン18に供給する。発電機19は一定の電
力を発生する。
【0040】このようにして樹皮材を主燃料として発電
を行い木酢液を回収した木炭を助燃材として燃焼させて
蒸気タービン18に流入する蒸気流量を所定流量に維持
するようにするのであるが、化石燃料を用いることなく
環境汚染を抑制して蒸気タービンに所定流量の蒸気供給
を確実に行える。
を行い木酢液を回収した木炭を助燃材として燃焼させて
蒸気タービン18に流入する蒸気流量を所定流量に維持
するようにするのであるが、化石燃料を用いることなく
環境汚染を抑制して蒸気タービンに所定流量の蒸気供給
を確実に行える。
【0041】次に、本発明をより理解するために図1の
実施形態の具体例を説明する。木炭貯蔵場1に貯蔵され
る木炭の発熱量は、樹種、炭化温度などにより異なる
が、一般に29000kJ/kg程度であり、従来から微粉炭焚火
力発電所で使用されている歴青炭や亜歴青炭と同程度の
発熱量が得られる。このため、木炭を微粒子に粉砕した
粉末木炭をボイラ6で燃焼することにより、木炭の単位
重量あたりの表面積を大きくし、燃焼効率を高めると共
にボイラ6の負荷に見合った連続的な制御が可能とな
る。
実施形態の具体例を説明する。木炭貯蔵場1に貯蔵され
る木炭の発熱量は、樹種、炭化温度などにより異なる
が、一般に29000kJ/kg程度であり、従来から微粉炭焚火
力発電所で使用されている歴青炭や亜歴青炭と同程度の
発熱量が得られる。このため、木炭を微粒子に粉砕した
粉末木炭をボイラ6で燃焼することにより、木炭の単位
重量あたりの表面積を大きくし、燃焼効率を高めると共
にボイラ6の負荷に見合った連続的な制御が可能とな
る。
【0042】すなわち、従来の石炭の微粉炭焚き発電設
備と同様に負荷追従性を有するボイラ6にすることがで
きる。例えば、ボイラ6が含水率15%の樹皮材を時間当
り5トン燃焼することにより180℃の飽和蒸気を時間当り
20トン発生し、ボイラ6の蒸気で蒸気タービン18を駆
動し発電機19が400kWを発電するものとする。また、
炭化設備の炭化装置26は10トンの間伐材を炭化処理し
1.5トンの木炭を製造するとともに、木酢液回収工程時
にボイラ発生蒸気を2トン使用するように構成されてい
るものとする。
備と同様に負荷追従性を有するボイラ6にすることがで
きる。例えば、ボイラ6が含水率15%の樹皮材を時間当
り5トン燃焼することにより180℃の飽和蒸気を時間当り
20トン発生し、ボイラ6の蒸気で蒸気タービン18を駆
動し発電機19が400kWを発電するものとする。また、
炭化設備の炭化装置26は10トンの間伐材を炭化処理し
1.5トンの木炭を製造するとともに、木酢液回収工程時
にボイラ発生蒸気を2トン使用するように構成されてい
るものとする。
【0043】このように構成されているシステムにおい
て、木酢液回収工程を1時間とし、2トンのボイラ発生蒸
気を炭化装置26に導入した時に発電機19が一定の発
電出力を維持するためのボイラ6に投入する助燃材とし
ての木炭量を試算してみる。
て、木酢液回収工程を1時間とし、2トンのボイラ発生蒸
気を炭化装置26に導入した時に発電機19が一定の発
電出力を維持するためのボイラ6に投入する助燃材とし
ての木炭量を試算してみる。
【0044】図2は炭化装置26の運転工程と蒸気利用
可能量の関係を示し、図3には蒸気量と蒸気タービン出
力の関係を示す。
可能量の関係を示し、図3には蒸気量と蒸気タービン出
力の関係を示す。
【0045】図3に示すように、炭化装置26の木酢液
回収工程時に時間当り2トンの噴霧蒸気を供給するた
め、その分、蒸気タービンへの導入蒸気は18トンに減少
する。それに伴って、蒸気タービン発電機19の出力電
力は、図2に示すように400kWから350kWに低下する。こ
の結果、木質系バイオマスエネルギー利用システムでは
蒸気タービン18の出力低下分を電力会社からの買電量
を増やすことになりランニングコストが増加する。
回収工程時に時間当り2トンの噴霧蒸気を供給するた
め、その分、蒸気タービンへの導入蒸気は18トンに減少
する。それに伴って、蒸気タービン発電機19の出力電
力は、図2に示すように400kWから350kWに低下する。こ
の結果、木質系バイオマスエネルギー利用システムでは
蒸気タービン18の出力低下分を電力会社からの買電量
を増やすことになりランニングコストが増加する。
【0046】本発明では、炭化装置26で製造された高
カロリーの木炭を助燃材として主燃料の樹皮材に混ぜる
ことによりボイラ蒸気量を増加させ、炭化装置26に蒸
気を供給しない場合と同等の発電出力を確保している。
カロリーの木炭を助燃材として主燃料の樹皮材に混ぜる
ことによりボイラ蒸気量を増加させ、炭化装置26に蒸
気を供給しない場合と同等の発電出力を確保している。
【0047】図4は蒸気タービン発電機19の発電出力
を一定とする場合におけるボイラ6への木炭投入量の特
性を示す。木酢液回収工程時にも蒸気タービン発電機1
9の発電出力を400kWに確保するには、蒸気供給量20ト
ンと炭化装置26への噴霧蒸気量2トンの合計22トンの
蒸気を発生させることが必要となる。
を一定とする場合におけるボイラ6への木炭投入量の特
性を示す。木酢液回収工程時にも蒸気タービン発電機1
9の発電出力を400kWに確保するには、蒸気供給量20ト
ンと炭化装置26への噴霧蒸気量2トンの合計22トンの
蒸気を発生させることが必要となる。
【0048】主燃料の樹皮材の含水率が15%であれば0.3
トンの木炭を助燃材として投入することにより、ボイラ
6からの発生蒸気量によって蒸気タービン18に所定流
量の蒸気量を維持して安定した電気出力が確保できる。
また、樹皮材の含水率は貯蔵状態、季節等により相違す
るため、この含水率(例えば、35%、50%)の変化によ
る発生蒸気の変化に対しても木炭を投入することによ
り、発生蒸気の安定化が図れる。
トンの木炭を助燃材として投入することにより、ボイラ
6からの発生蒸気量によって蒸気タービン18に所定流
量の蒸気量を維持して安定した電気出力が確保できる。
また、樹皮材の含水率は貯蔵状態、季節等により相違す
るため、この含水率(例えば、35%、50%)の変化によ
る発生蒸気の変化に対しても木炭を投入することによ
り、発生蒸気の安定化が図れる。
【0049】以上のようにして樹皮材を主燃料として発
電を行い木酢液を回収した木炭を助燃材として燃焼させ
て蒸気タービンに流入する蒸気流量を所定流量に維持す
るようにするのであるが、化石燃料を用いることなく環
境汚染を抑制して蒸気タービンに所定流量の蒸気供給を
確実に行える。
電を行い木酢液を回収した木炭を助燃材として燃焼させ
て蒸気タービンに流入する蒸気流量を所定流量に維持す
るようにするのであるが、化石燃料を用いることなく環
境汚染を抑制して蒸気タービンに所定流量の蒸気供給を
確実に行える。
【0050】なお、上述の実施例は木材エネルギー利用
システムで木炭を生成して助燃材として用いているが、
購入した木炭を用いても良いことは明らかなことであ
る。
システムで木炭を生成して助燃材として用いているが、
購入した木炭を用いても良いことは明らかなことであ
る。
【0051】
【発明の効果】本発明は樹皮材を主燃料として発電を行
い木酢液を回収した木炭を助燃材として燃焼させて蒸気
タービンに流入する蒸気流量を所定流量に維持するよう
にするのであるが、化石燃料を用いることなく環境汚染
を抑制して蒸気タービンに所定流量の蒸気供給を確実に
行える。
い木酢液を回収した木炭を助燃材として燃焼させて蒸気
タービンに流入する蒸気流量を所定流量に維持するよう
にするのであるが、化石燃料を用いることなく環境汚染
を抑制して蒸気タービンに所定流量の蒸気供給を確実に
行える。
【図1】 本発明の一実施形態を示す構成図である。
【図2】 炭化装置の運転工程と蒸気量の説明図であ
る。
る。
【図3】 蒸気量と発電出力の関係を示す特性図であ
る。
る。
【図4】 炭化装置の運転工程と木炭投入量の説明図で
ある。
ある。
1…木炭貯蔵場、2…木炭供給機、3…木炭粉砕機、4
…木炭混合空気管、5…バーナ、6…ボイラ、7…空気
予熱器、8…集塵器、9…誘引ファン、10…煙突、1
1…煙道、12…押込みファン、13…空気管、14…
一次空気ファン、15…一次空気管、16…伝熱管、1
7…蒸気供給管、18…蒸気タービン、19…発電機、
20…排気蒸気管、21…復水器、22…復水ポンプ、
23…復水管、24…樹皮材貯蔵場、25…燃料投入装
置、26…炭化装置、27…炭化室、28…燃焼室、2
9…ガス管路、30…凝縮器(コンデンサ)、31…木
酢液受器、32…ガス路、33…燃焼バーナ、34…燃
焼ファン、35…排煙ダクト、36…流量計、37…粉
末木炭量調節器、38…開閉弁。
…木炭混合空気管、5…バーナ、6…ボイラ、7…空気
予熱器、8…集塵器、9…誘引ファン、10…煙突、1
1…煙道、12…押込みファン、13…空気管、14…
一次空気ファン、15…一次空気管、16…伝熱管、1
7…蒸気供給管、18…蒸気タービン、19…発電機、
20…排気蒸気管、21…復水器、22…復水ポンプ、
23…復水管、24…樹皮材貯蔵場、25…燃料投入装
置、26…炭化装置、27…炭化室、28…燃焼室、2
9…ガス管路、30…凝縮器(コンデンサ)、31…木
酢液受器、32…ガス路、33…燃焼バーナ、34…燃
焼ファン、35…排煙ダクト、36…流量計、37…粉
末木炭量調節器、38…開閉弁。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 荒瀬 央
茨城県日立市幸町三丁目2番1号 日立エ
ンジニアリング株式会社内
(72)発明者 宇多村 元昭
茨城県日立市幸町三丁目2番1号 日立エ
ンジニアリング株式会社内
Fターム(参考) 3K065 TA09 TB02 TC01 TC08 TD06
3L021 AA03 BA08 DA03 FA12
4H012 JA03 JA11
Claims (3)
- 【請求項1】樹皮材を主燃料として予め定めた所定流量
の蒸気を発生するボイラと、前記ボイラが発生する所定
流量の蒸気を入力して発電機を駆動する蒸気タービン
と、木炭を粉砕して粉末木炭を生成する木炭粉砕手段
と、前記蒸気タービンに流入する蒸気流量を測定する流
量測定手段と、前記蒸気タービンに流入する蒸気流量が
前記所定流量より減少すると前記木炭粉砕手段で生成し
た前記粉末木炭を前記ボイラに助燃材として供給して前
記蒸気タービンに流入する蒸気流量を前記所定流量に維
持する粉末木炭量調整手段とを具備することを特徴とす
る木材エネルギー利用システム。 - 【請求項2】樹皮材を主燃料として予め定めた所定流量
の蒸気を発生するボイラと、前記ボイラが発生する所定
流量の蒸気を入力して発電機を駆動する蒸気タービン
と、前記ボイラが発生する蒸気を入力する蒸気負荷と、
木炭を粉砕して粉末木炭を生成する木炭粉砕手段と、前
記蒸気タービンに流入する蒸気流量を測定する流量測定
手段と、前記蒸気負荷への蒸気入力によって前記蒸気タ
ービンに流入する蒸気流量が前記所定流量より減少する
と前記木炭粉砕手段で生成した前記粉末木炭を前記ボイ
ラに助燃材として供給して前記蒸気タービンに流入する
蒸気流量を前記所定流量に維持する粉末木炭量調整手段
とを具備することを特徴とする木材エネルギー利用シス
テム。 - 【請求項3】木材を加熱して炭化する炭化室および木ガ
スから木酢液を採取する凝縮器を備え、木酢液回収工程
の後に炭化工程が行われる炭化設備と、樹皮材を主燃料
として予め定めた所定流量の蒸気を発生するボイラと、
前記ボイラが発生する所定流量の蒸気を入力して発電機
を駆動する蒸気タービンと、前記炭化設備の木酢液回収
工程時に前記ボイラが発生する蒸気を前記炭化室に導入
する開閉手段と、木炭を粉砕して粉末木炭を生成する木
炭粉砕手段と、前記蒸気タービンに流入する蒸気流量を
測定する流量測定手段と、前記炭化室への蒸気導入によ
って前記蒸気タービンに流入する蒸気流量が前記所定流
量より減少すると前記木炭粉砕手段で生成した前記粉末
木炭を前記ボイラに助燃材として供給して前記蒸気ター
ビンに流入する蒸気流量を前記所定流量に維持する粉末
木炭量調整手段とを具備することを特徴とする木材エネ
ルギー利用システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002138391A JP2003329203A (ja) | 2002-05-14 | 2002-05-14 | 木材エネルギー利用システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002138391A JP2003329203A (ja) | 2002-05-14 | 2002-05-14 | 木材エネルギー利用システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003329203A true JP2003329203A (ja) | 2003-11-19 |
Family
ID=29699843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002138391A Pending JP2003329203A (ja) | 2002-05-14 | 2002-05-14 | 木材エネルギー利用システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003329203A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101998858B1 (ko) * | 2018-10-30 | 2019-09-04 | 비엔지코리아(주) | 통나무 열분해장치 및 열분해 가스 처리장치를 이용한 에너지 회수 시스템 |
-
2002
- 2002-05-14 JP JP2002138391A patent/JP2003329203A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101998858B1 (ko) * | 2018-10-30 | 2019-09-04 | 비엔지코리아(주) | 통나무 열분해장치 및 열분해 가스 처리장치를 이용한 에너지 회수 시스템 |
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