JP2006299675A - Asphalt plant using combustible gas generated from biomass - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、道路舗装材であるアスファルト混合物を製造するアスファルトプラントに関し、特に廃木材や間伐材などの木質系のバイオマスを熱分解してガス化処理することで得られる可燃性ガスをドライヤのバーナの燃料として利用するようにしたアスファルトプラントに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an asphalt plant for producing an asphalt mixture that is a road pavement material. In particular, the burner of a dryer uses a combustible gas obtained by pyrolyzing woody biomass such as waste wood and thinned wood and gasifying it. The present invention relates to an asphalt plant that can be used as a fuel for fuel.
アスファルトプラント工場では、道路舗装材を製造する各種設備が設置されており、使用されるエネルギーは主として骨材加熱に使用されるA重油または都市ガスなどの化石燃料と、プラント稼働に使用される電力である。このアスファルトプラント工場においても地球温暖化防止のためのCO2(二酸化炭素)の排出量抑制が命題となっており、CO2排出量を削減する義務がある。アスファルトプラントのCO2排出量はアスファルト混合物生産量の原単位から概算すると、燃料で約25kg−CO2/トン、電力で約5kg−CO2/トンであり、燃料によるCO2排出量が大部分を占めている。 The asphalt plant factory has various facilities for producing road pavement materials. The energy used is mainly fossil fuel such as heavy oil A or city gas used for heating aggregates, and electric power used for plant operation. It is. Even in this asphalt plant factory, suppression of CO2 (carbon dioxide) emissions for the prevention of global warming is a proposition, and there is an obligation to reduce CO2 emissions. The CO2 emissions of asphalt plants are roughly 25kg-CO2 / ton for fuel and about 5kg-CO2 / ton for electricity when estimated from the basic unit of asphalt mixture production, and CO2 emissions from fuel account for the majority. .
現在、アスファルトプラントに使用されている燃料の発熱量から見た有効熱の効率は80%程度であり、ドライヤの排ガス温度が100〜120℃となっていてこれ以上に排ガス温度を下げることは結露の問題があり、加熱効率を高めることが限界に達していて抜本的なCO2削減の方法は極めて困難な状況にある。 The efficiency of the effective heat seen from the calorific value of the fuel currently used in the asphalt plant is about 80%, and the exhaust gas temperature of the dryer is 100-120 ° C. There is a problem, and it is extremely difficult to drastically reduce the CO2 by increasing the heating efficiency.
そのような状況にあって、本出願人は、アスファルトプラントのCO2削減のために、CO2循環物質(CO2排出にカウントされない)である廃木材や間伐材などの木質系のバイオマスを微粉化した木質系燃料をドライヤのバーナの燃焼域に吹き込んで燃焼させることにより、化石燃料の使用量を減らしてCO2の削減を図るようにした発明を出願済みである。
ところで、最近、木質系のバイオマスをガス化炉にて熱分解してガス化処理することにより水素やメタンなどを含んだ可燃性ガスを生成し、この可燃性ガスをガスタービンやガスエンジンなどに供給して発電を行うようにしたシステムが実用化されつつある。そして、本出願人は前記システムに着目し、木質系のバイオマスをガス化炉にて熱分解してガス化処理することにより得られる可燃性ガスを、アスファルトプラントに備えられるドライヤのバーナの燃料として利用するようにすれば、上記発明とはまた別の形で化石燃料の使用量を減らせてCO2の削減を図れるのではないかと考えた。 By the way, recently, woody biomass is pyrolyzed in a gasifier and gasified to produce a combustible gas containing hydrogen, methane, etc., and this combustible gas is used in gas turbines and gas engines. Systems that supply power to generate electricity are being put into practical use. The present applicant pays attention to the above system, and combustible gas obtained by pyrolyzing woody biomass in a gasification furnace and gasifying it is used as fuel for a burner of a dryer provided in an asphalt plant. If used, it was thought that CO2 could be reduced by reducing the amount of fossil fuel used in another form than the above invention.
本発明は上記の点に鑑み、バイオマスから生成した可燃性ガスをドライヤのバーナの燃料として利用し、CO2の削減を図るようにしたアスファルトプラントを提供することを課題とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to provide an asphalt plant that uses a combustible gas generated from biomass as fuel for a burner of a dryer to reduce CO2.
上記の課題を解決するために、請求項1記載のバイオマスから生成した可燃性ガスを利用したアスファルトプラントは、アスファルト混合物を製造するアスファルトプラントの近傍にバイオマスを熱分解してガス化処理することで可燃性ガスを生成するガス化炉を併設し、該ガス化炉の下流側にはガス化炉で生成した可燃性ガス中のダストを除塵処理する集塵機を配設すると共に、該集塵機にて除塵処理した可燃性ガスを前記アスファルトプラントに設置されるドライヤのバーナの燃料として供給するようにしたことを特徴としている。 In order to solve the above problems, an asphalt plant using the combustible gas generated from biomass according to claim 1 thermally decomposes the biomass in the vicinity of the asphalt plant for producing the asphalt mixture and gasifies it. A gasifier that generates combustible gas is provided, and a dust collector that removes dust in the combustible gas generated in the gasifier is disposed downstream of the gasifier, and dust is removed by the dust collector. The treated combustible gas is supplied as fuel for a burner of a dryer installed in the asphalt plant.
また、請求項2記載のバイオマスから生成した可燃性ガスを利用したアスファルトプラントは、前記集塵機の下流側に、プラント停止中にガス化炉にて生成した可燃性ガスを一時的に貯蔵するガス貯蔵タンクを配設したことを特徴としている。 Moreover, the asphalt plant using the combustible gas produced | generated from the biomass of Claim 2 is a gas storage which temporarily stores the combustible gas produced | generated in the gasifier during the plant stop in the downstream of the said dust collector. It is characterized by a tank.
以上のように本発明に係る請求項1記載のバイオマスから生成した可燃性ガスを利用したアスファルトプラントによれば、アスファルト混合物を製造するアスファルトプラントの近傍にバイオマスを熱分解してガス化処理することで可燃性ガスを生成するガス化炉を併設し、該ガス化炉の下流側にはガス化炉で生成した可燃性ガス中のダストを除塵処理する集塵機を配設すると共に、該集塵機にて除塵処理した可燃性ガスを前記アスファルトプラントに設置されるドライヤのバーナの燃料として供給するようにしたので、バイオマスから生成される可燃性ガスをドライヤのバーナの燃料として利用して化石燃料の使用量を減少させることができ、CO2の削減を図ることができる。 As described above, according to the asphalt plant using the combustible gas generated from the biomass according to claim 1 according to the present invention, the biomass is thermally decomposed and gasified in the vicinity of the asphalt plant for producing the asphalt mixture. And a gasifier for generating combustible gas, and a dust collector for removing dust in the combustible gas generated in the gasifier is disposed on the downstream side of the gasifier, and the dust collector Since dust-burning combustible gas is supplied as fuel for the burner of the dryer installed in the asphalt plant, the amount of fossil fuel used by using the combustible gas generated from biomass as fuel for the burner of the dryer Can be reduced, and CO2 can be reduced.
また、請求項2記載のバイオマスから生成した可燃性ガスを利用したアスファルトプラントによれば、前記集塵機の下流側に、プラント停止中にガス化炉にて生成した可燃性ガスを一時的に貯蔵するガス貯蔵タンクを配設したので、プラント停止中に貯蔵した可燃性ガスをプラントの運転に応じて適宜量ずつ供給することにより、ドライヤのバーナの燃料として安定供給することが可能となり、化石燃料の使用量を確実に抑えてCO2の削減を図ることができる。 Moreover, according to the asphalt plant using the combustible gas produced | generated from the biomass of Claim 2, the combustible gas produced | generated in the gasification furnace during the plant stop is temporarily stored in the downstream of the said dust collector. Since the gas storage tank is installed, it is possible to supply the combustible gas stored while the plant is shut down in an appropriate amount according to the operation of the plant so that it can be stably supplied as the fuel for the dryer burner. The amount of CO2 can be reduced by reliably reducing the amount used.
本発明の請求項1記載のバイオマスから生成した可燃性ガスを利用したアスファルトプラントにあっては、アスファルトプラントの近傍に、例えば廃木材や間伐材などの木質系のバイオマスを熱分解してガス化処理することで可燃性ガスを生成するガス化炉を併設すると共に、該ガス化炉の下流側に可燃性ガス中のダストを除塵処理する集塵機を配設する。そして、前記木質系のバイオマスをガス化炉にてガス化処理して水素やメタンなどを豊富に含む自燃可能な程度の可燃性ガスを生成し、この可燃性ガスを下流の集塵機へと送って可燃性ガスに対して散水を行ってガス中に含まれる灰分などのダストを除塵処理した後、この清浄化された可燃性ガスをアスファルトプラントのドライヤのバーナへ燃料として供給する。そして、バーナにおいては、メインの燃料であるA重油や都市ガスなどの化石燃料と共に前記可燃性ガスを混焼させるようにして利用する。 In an asphalt plant using combustible gas generated from biomass according to claim 1 of the present invention, woody biomass such as waste wood and thinned wood is pyrolyzed and gasified in the vicinity of the asphalt plant. A gasification furnace that generates combustible gas by processing is provided side by side, and a dust collector that removes dust in the combustible gas is disposed on the downstream side of the gasification furnace. Then, the woody biomass is gasified in a gasification furnace to produce a combustible gas that can be combusted abundantly including hydrogen and methane, and the combustible gas is sent to a downstream dust collector. After spraying the combustible gas to remove dust such as ash contained in the gas, the cleaned combustible gas is supplied as fuel to the burner of the asphalt plant dryer. In the burner, the combustible gas is mixed and used together with fossil fuels such as A heavy oil and city gas which are main fuels.
このように、バイオマスをガス化炉にてガス化処理することによって生成する可燃性ガスを、アスファルト混合物を製造する際の骨材加熱用バーナの燃料の一部として補助的に利用することにより、その発熱量分に相当する化石燃料の使用量を抑えることができ、アスファルトプラント工場におけるCO2の削減を図ることができる。 Thus, by using the combustible gas generated by gasifying the biomass in the gasification furnace as a part of the fuel for the burner for heating the aggregate when producing the asphalt mixture, The amount of fossil fuel used corresponding to the calorific value can be reduced, and CO2 can be reduced in the asphalt plant factory.
また、請求項2記載のバイオマスから生成した可燃性ガスを利用したアスファルトプラントにあっては、集塵機の下流側に、プラント停止中にガス化炉にて生成した可燃性ガスを一時的に貯蔵しておくためのガス貯蔵タンクを配設する。そして、プラント運転時には、ガス化炉にて生成した可燃性ガスはそのままドライヤのバーナへ燃料として供給していく。一方、プラント停止時には、ガス化炉にて生成した可燃性ガスは貯蔵タンクへ送って貯蔵していき、この貯蔵した可燃性ガスは次回プラント運転時に適宜量ずつバーナへ供給して利用する。 Moreover, in the asphalt plant using the combustible gas produced | generated from the biomass of Claim 2, the combustible gas produced | generated in the gasifier during the plant stop was temporarily stored in the downstream of a dust collector. A gas storage tank is provided for storage. During plant operation, the combustible gas generated in the gasifier is supplied as it is to the dryer burner. On the other hand, when the plant is shut down, the combustible gas generated in the gasifier is sent to the storage tank for storage, and the stored combustible gas is supplied to the burner by an appropriate amount at the next plant operation and used.
このように、プラントの停止中にバイオマスからガス化炉にて生成した可燃性ガスをガス貯蔵タンクに一時的に貯蔵し、この貯蔵した可燃性ガスをプラント運転時に適宜量ずつ供給するようにしたことにより、ドライヤのバーナの燃料として安定して供給することが可能となり、化石燃料の使用量を確実に抑えてCO2の削減を図ることができる。また、効率面から連続運転が求められるガス化炉にて連続的に生成される可燃性ガスを、間欠運転を余儀なくされるアスファルトプラントのドライヤのバーナの燃料として好適に利用することが可能となる。 In this way, the combustible gas generated in the gasifier from biomass during the plant shutdown is temporarily stored in the gas storage tank, and the stored combustible gas is supplied in appropriate amounts during plant operation. As a result, it is possible to stably supply the fuel as a fuel for the burner of the dryer, and the amount of fossil fuel used can be reliably suppressed to reduce CO2. Moreover, it becomes possible to suitably use the combustible gas continuously generated in a gasification furnace that requires continuous operation from the viewpoint of efficiency, as the fuel for the burner of an asphalt plant dryer that must be intermittently operated. .
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図中の1は公知のアスファルトプラントの骨材を加熱するドライヤであって、内周部に多数の掻き上げ羽根(図示せず)を周設した円筒状のドラム2を機台3上に回転自在に傾斜支持し、駆動装置(図示せず)により所定の速度で回転させるようにしており、ドラム2の一端部のホットホッパ4に配設したバーナ5よりドラム2内に熱風を送り込む一方、他端部のコールドホッパ6に連結した排気煙道7の末端に配設した排風機8にて排ガスを吸引してドラム2内を通過する高温ガス流を維持すると共に、集塵機9を経由させて排ガスを煙突10より放出している。
In the figure, reference numeral 1 denotes a dryer for heating the aggregate of a known asphalt plant, and a cylindrical drum 2 having a large number of scraping blades (not shown) around its inner periphery is rotated on a
そして、粒度別に骨材を貯蔵している骨材ホッパ群(図示せず)から骨材を所定量ずつ払い出し、払い出した骨材をベルトコンベヤ11を介してドラム2内に送り込み、掻き上げ羽根で掻き上げながらドラム2内を転動流下させる間に高温ガス流と接触させ、所望温度まで昇温させてホットホッパ4に配設した排出部12から排出している。
Then, a predetermined amount of aggregate is discharged from an aggregate hopper group (not shown) that stores aggregates according to particle size, and the discharged aggregate is fed into the drum 2 via the
ドラム2より排出された骨材は垂直搬送装置であるバケットエレベータ13によってプラント本体14上部まで持ち上げられ、バケットエレベータ13の排出シュート15を滑り落ちてプラント本体14最上部の振動篩16に流れ込み、ここで粒度別に篩い分けられて骨材貯蔵ビン17の各区画室に貯蔵される。
The aggregate discharged from the drum 2 is lifted up to the upper part of the plant
骨材貯蔵ビン17の各区画室の下端にはそれぞれ骨材排出用の排出ゲート(図示せず)を備えており、その下位には重量検出器にて支持する骨材計量槽18を配設すると共に、石粉貯蔵ビン19のスクリューフィーダ20にて供給される石粉を計量する石粉計量槽21、アスファルトを計量するアスファルト計量槽22を配設し、更にその下位にはミキサ23を配設しており、所定量の各材料を上記各計量槽にて計量し、ミキサ23にて混合調整して所望のアスファルト混合物を生産している。
The lower end of each compartment of the
24は各種バイオマスの内、特に廃木材や間伐材などの木質系のバイオマスを加熱分解してガス化処理することにより可燃性ガスを生成する、間接加熱式のキルン状のガス化炉であって、外筒25と、該外筒25内に貫通させた円筒状の内筒26、及び熱風供給用の熱風炉27とから主体を構成している。前記外筒25は基台28に固定している一方、内筒26は基台28上に回転自在に傾斜支持し、駆動装置(図示せず)により所定の速度で回転させるようにしていると共に、前記熱風炉27に備えたバーナ29から供給される500〜1000℃程度の熱風を外筒25内に送り込むようにしており、これによってベルトコンベヤ30を介して内筒26内に投入される、例えば廃木材や間伐材などを細かく粉砕してなる木質系のバイオマスを間接的に加熱し、熱分解させてガス化処理することで水素やメタンなどを豊富に含む自燃可能な程度の可燃性ガスを生成できるようにしている。また、内筒26の終端部には内筒26内で生成された可燃性ガスを導出するガス導出管31を配設している一方、その下部には木質系のバイオマスを熱分解することによって生じるチャーや灰分などの残渣を排出する排出ホッパ32を備えている。
24 is an indirect heating kiln-like gasification furnace that generates combustible gas by thermally decomposing and gasifying woody biomass such as waste wood and thinned wood among various biomass. The main body is composed of an
なお、本実施例においては、ガス化炉として間接加熱式のものを採用しているが、特にこれに限定するものではなく、例えば直接加熱式である固定床式や流動床式のものなども有効に採用することができる。また、本実施例では、熱風炉27からの熱風をガス化炉24の外筒25内に導入してバイオマスを加熱するようにしているが、ドライヤ1の排気煙道7の熱風を利用してこれを導入させるようにすることもできる。
In this embodiment, an indirect heating type gasification furnace is used, but the gasification furnace is not particularly limited to this. For example, a direct heating type fixed bed type or fluidized bed type may be used. It can be employed effectively. Further, in this embodiment, hot air from the
33は前記ガス導出管31を介して送られてくる可燃性ガスに対して散水を行って可燃性ガス中の灰分やタール分などのダストを除塵処理する集塵機であって、中空状の集塵機本体34の上部には可燃性ガスに向けてシャワー状に散水する噴射ノズル35を備えていると共に、該噴射ノズル35は集塵機本体34下部の貯水槽36と給水管37にて連結しており、ポンプ38にて汲み上げて循環使用するようにしている。また、集塵機本体33の上端部にはダストが除去されて清浄化された可燃性ガスを導出するガス導出管39を配設している。なお、集塵機33は、図示例では湿式のスクラバーを採用したが、耐熱性のセラミックフィルターを使用した乾式の集塵機を採用しても良い。
40は前記ガス導出管39を介して送られてくる浄化済みの可燃性ガスを一時的に貯蔵するガス貯蔵タンクであって、適当な圧力をかけて高圧の気体状態、或いは液化させた状態にて貯蔵可能としている。41はこの貯蔵した可燃性ガスをドライヤ1のバーナ5に燃料として供給するガス供給管であり、プラントの運転時に適宜量ずつ供給を行うようにしている。なお、前記ガス供給管41を途中で分岐させて、この分岐管42より貯蔵した可燃性ガスの一部を熱風炉27のバーナ29にも燃料として供給するようにしてもよい。
したがって、前記ドライヤ1のバーナ5は、必要であれば熱風炉27のバーナ29も、従来から使用されているA重油や都市ガスなどの化石燃料と共に、木質系のバイオマスから生成した可燃性ガスを混焼可能としたものを採用している。このとき、化石燃料と可燃性ガスの混合割合は適宜決定すればよいが、例えば1:1程度に設定すればバーナ5の燃焼状態を安定に保ちながらも、効果的に化石燃料の使用量を減らせてCO2の削減を図ることができる。
Therefore, if necessary, the burner 5 of the dryer 1 also burns the
なお、本実施例においては、ガス化炉24にて生成された可燃性ガスは全てガス貯蔵タンク40に一旦貯蔵し、プラントが運転中であればすぐさま貯蔵した可燃性ガスを送り出すようにしているが、必ずしもこのようにする必要はなく、例えば集塵機33と、ガス貯蔵タンク40及びドライヤ1のバーナ5とをそれぞれ別々のガス供給管にて連結し、プラント運転時には可燃性ガスをガス貯蔵タンク40へは送り出さずにそのままバーナ5へ供給する一方、プラント停止時には可燃性ガスをガス貯蔵タンク40側へ送り出して一時的に貯蔵しておき、次回のプラント運転時にこの貯蔵した可燃性ガスを適宜量ずつバーナ5へ供給するようにしてもよい。
In this embodiment, all the combustible gas generated in the
また、このようなガス貯蔵タンクを備えることによって、効率面から連続運転が求められるガス化炉にて連続的に生成される可燃性ガスを、間欠運転を余儀なくされるアスファルトプラントのドライヤのバーナの燃料として好適に利用することが可能となるが、特に必要がないようであればガス貯蔵タンクを省略することもできる。 In addition, by providing such a gas storage tank, a combustible gas continuously generated in a gasification furnace that is required to be operated continuously from the viewpoint of efficiency, an asphalt plant dryer burner that must be intermittently operated. Although it can be suitably used as a fuel, the gas storage tank can be omitted if it is not particularly necessary.
しかして、バイオマスをガス化して生成される可燃性ガスをアスファルトプラントに設置されるドライヤ1のバーナ5の燃料として利用するときには、先ず、熱風炉27のバーナ29を燃焼させて熱風をガス化炉24の外筒25内へ送り込む一方、内筒26内に例えば廃木材や間伐材などをチップ状にした木質系のバイオマスを投入していき、順次間接加熱による熱分解をさせてガス化処理を行い、水素やメタンなどを豊富に含んだ自燃可能な程度の可燃性ガスを生成していくと共に、この可燃性ガスは集塵機33にて除塵処理した後、一時的にガス貯蔵タンク40に貯蔵していく。
Therefore, when the combustible gas generated by gasifying biomass is used as the fuel for the burner 5 of the dryer 1 installed in the asphalt plant, first, the
そして、アスファルトプラントの運転時には、前記ガス貯蔵タンク40に貯蔵しておいた可燃性ガスをドライヤ1のバーナ5へ燃料として適宜量ずつ供給していく。バーナ5では、メインの燃料としているA重油や都市ガスなどの化石燃料と共に、ガス貯蔵タンク40より供給されてくる可燃性ガスを混焼させるようにして燃焼させ、ドラム2内の骨材の加熱乾燥を行う。
During the operation of the asphalt plant, the combustible gas stored in the
このように、バイオマスをガス化炉にてガス化処理することによって生成する可燃性ガスを、アスファルトプラントに設置されるドライヤのバーナに使用するA重油や都市ガスなどの化石燃料の一部と代えて利用するようにしたので、その分の化石燃料の使用量を減らせ、結果としてアスファルトプラント工場におけるCO2の排出量の削減を図ることができる。また、ガス化炉にて生成する可燃性ガスをガス貯蔵タンクへ一時的に貯蔵するようにしたので、間欠運転の多いアスファルトプラントにおいても好適に可燃性ガスを利用することができると共に、バーナの燃料として安定供給することが可能となって、化石燃料の使用量を確実に抑えてCO2の削減を図ることができる。 In this way, the combustible gas generated by gasifying the biomass in the gasification furnace is replaced with a part of fossil fuel such as heavy fuel oil A or city gas used for a dryer burner installed in an asphalt plant. Therefore, the amount of fossil fuel used can be reduced, and as a result, the amount of CO2 emitted from the asphalt plant factory can be reduced. In addition, since the combustible gas generated in the gasifier is temporarily stored in the gas storage tank, the combustible gas can be suitably used even in an asphalt plant with many intermittent operations, and the burner It becomes possible to stably supply fuel, and the amount of fossil fuel used can be reliably suppressed to reduce CO2.
なお、ガス化炉24にて木質系のバイオマスを熱分解した際に生じるチャーは燃焼処理することにより高温の熱量を発生するものであるため、例えばこのチャーを熱風炉27に送って燃焼処理させるようにすれば、バーナ29の燃費を抑える効果が期待できる。
In addition, since the char generated when the woody biomass is pyrolyzed in the
なお、本実施例においては、ドライヤ1として新規骨材を加熱するドライヤを採用しているが、アスファルト舗装廃材を加熱する廃材再生用ドライヤであっても良い。 In the present embodiment, a dryer that heats new aggregate is adopted as the dryer 1, but a dryer for recycling waste material that heats asphalt pavement waste material may be used.
1…ドライヤ 5、29…バーナ
14…プラント本体 24…ガス化炉
25…外筒 26…内筒
27…熱風炉 33…集塵機
40…ガス貯蔵タンク
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