JP2008209080A - 炭化物混合装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】石炭代替燃料廉価燃料であるバイオマスを炭化炉で炭化させた炭化物と石炭とを混合し、微粉炭機で許容できる範囲で該炭化物の混焼率を増加させる炭化物混合装置および方法を提供する。
【解決手段】石炭が貯炭場からコンベアで石炭バンカーに搬送され、給炭機を経て微粉炭機へ運ばれて微粉炭に圧砕されボイラへ送り込まれる手段に、炭化物を混合する炭化物混合手段を備えた炭化物混合装置において、
前記炭化物を所定の大きさに粉砕後、密閉容器に封入し、貯留時密閉状態を維持する炭化物ホッパへ気流搬送する手段と、該炭化物ホッパに粉砕された該炭化物を一旦保持する手段と、コンベア端側を夫々上下に位置をずらして配設し、コンベア間に段差を持たせて複数のコンベアを連設した上流側に、前記炭化物を前記炭化物ホッパより供給する手段と、前記コンベア間の段差を利用して該炭化物と石炭を混合するとともに搬送する手段とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、石炭火力発電設備において、石炭代替燃料廉価燃料であるバイオマスを炭化炉で炭化させた炭化物と石炭とを混焼する際の炭化物を混合する装置およびその方法に関する。

近年、地球温暖化の観点からＣＯ_２排出の削減が推進されている。特に、ボイラ発電等の燃焼設備においては、燃料として石炭や重油等の化石燃料が用いられることが多いが、この化石燃料は、ＣＯ_２排出の問題から地球温暖化の原因となり、地球環境保全の見地からその使用が規制されつつある。また化石燃料の枯渇化の観点からもこれに代替するエネルギー資源の開発、実用化が求められている。
そこで、化石燃料の代替として、バイオマスを用いた燃料の利用促進が図られている。バイオマスとは、光合成に起因する有機物であって、木質類、草木類、農作物類、厨芥類等のバイオマスがある。このバイオマスを燃料化処理することにより、バイオマスをエネルギー源又は工業原料として有効に利用することができる。
上記した観点から、石炭火力発電設備において、石炭とバイオマスを用いた燃料を混焼させる技術に対するニーズが高まってきている。

ところで、石炭火力発電設備では、特許文献１（特開２００１−５５７５６号公報）に開示されるように、石炭が貯炭場からコンベアで石炭バンカーに搬送され、給炭機を経て微粉炭機へ運ばれて微粉炭に圧砕されボイラへ送り込まれる。なお、特許文献１は、電力産業からの石灰炭、導入路付着貝、脱流石膏等の要廃棄物を有効利用して、軟弱な低品質土からなる砂状の改良土を容易かつ低コストで製造する発明である。

また、特許文献２（特許第３７１２６９１号）には石炭とバイオマスを混焼するため、石炭とバイオマスを混合する発明が提案されている。特許文献２によれば、石炭火力発電設備や産業用ボイラ等において、バイオマス（木屑、廃木材）を燃料として、石炭バンカーと微粉炭機の間にバイオマスを供給し、石炭とバイオマスを混焼する。
具体的には、バイオマス（木屑、廃木材）が底部にコンベアが設けられたストック部で一旦保持後、コンベアにより木屑破砕機に投入され、石炭と同程度の数十ミリ程度の大きさに破砕される。破砕後、バイオマスはブロワ若しくはバケットコンベアを介して集塵機に送られ、塵埃等を除去した後、底部にスクリューフィーダーを備えたホッパに一時貯留される。ホッパにはロードセルが設けられ、破砕木屑の混炭率すなわち、重量の時間的変化率を制御装置に送る。また、制御装置で制御されたモータの回転速度でスクリューフィーダーと石炭との混合搬送部に送られる。
そして、石炭数十ミリ程度に破砕されて石炭バンカーに搬送され、破砕された石炭が石炭バンカーから石炭バンカー底部に配設された給炭機を経て微粉炭機へ運ばれる工程で、前述したバイオマスが供給される。

特開２００１−５５７５６号公報 特許第３７１２６９１号

しかしながら、特許文献１は石炭火力発電設備の灰処理装置が開示されているのみで、石炭とバイオマスを用いた燃料を混焼させる方法は開示されていない。
一方、特許文献２に記載の石炭とバイオマスを混合する方法は、バイオマスの混焼率が略５％であるため、ＣＯ_２の排出をより削減するためには混焼率の更なる向上が求められる。しかし、混焼率を上げると微粉炭機等の設備に負荷がかかりすぎるという問題点があるため、設備の余力を考慮した混焼率の設定が求められる。
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、石炭代替燃料廉価燃料であるバイオマスを炭化炉で炭化させた炭化物を石炭と混合し、微粉炭機で許容できる範囲で該炭化物の混焼率を増加させる炭化物混合装置および方法を提供することを目的とする。

本発明はかかる目的を達成するもので、石炭が貯炭場からコンベアで石炭バンカーに搬送され、給炭機を経て微粉炭機へ運ばれて微粉炭に圧砕されボイラへ送り込まれる手段に、炭化物を混合する炭化物混合手段を備えた炭化物混合装置において、
前記炭化物を所定の大きさに粉砕後、密閉容器に封入し、貯留時密閉状態を維持する炭化物ホッパへ気流搬送する手段と、該炭化物ホッパに粉砕された該炭化物を一旦保持する手段と、
貯炭場と石炭バンカーの間に設けられたコンベアの上流側に、前記炭化物を前記炭化物ホッパより供給する手段と、
前記コンベアで該炭化物と石炭を混合するとともに搬送する手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明における炭化物混合装置において、
前記炭化物を所定の大きさに粉砕後、貯留時密閉状態を維持する炭化物ホッパへ不活性ガス噴射下で気流搬送する手段と、該炭化物ホッパに粉砕された該炭化物を一旦保持する手段と、
貯炭場と石炭バンカーの間に設けられたコンベアの上流側に、前記炭化物を前記炭化物ホッパより供給する手段と、
前記コンベアで該炭化物と石炭を混合するとともに搬送する手段とを備えたことを特徴とする。

粉砕した炭化物を密閉容器に封入して気流搬送、若しくは不活性ガス下で気流搬送させることにより、前記炭化物は酸素不足下におかれるので、自然発火することなく搬送することができる。また、粉砕した炭化物を密閉することにより、粉塵防止も可能である。

また、かかる発明によれば、前記コンベアがコンベア端側を夫々上下に位置をずらして配設し、コンベア間に段差を持たせて複数のコンベアを連設して配置され、コンベア間の段差を利用して前記炭化物と石炭とを混合するとともに搬送する手段とを備えたことを特徴とする。
このような上記したコンベアにより、石炭と炭化物の混合と搬送を効率的に行うことが可能となり、微粉炭機へ運ばれる前に十分に混合される。
これにより、石炭代替燃料廉価燃料である炭化物を石炭と混合し、微粉炭機で許容できる範囲で混焼率を増加させることが可能となる。

また、方法の発明として、石炭が貯炭場からコンベアで石炭バンカーに搬送され、給炭機を経て微粉炭機へ運ばれて微粉炭に圧砕されボイラへ送り込まれる工程に、炭化物を混合する炭化物混合工程を具えた炭化物混合方法において、
前記炭化物を所定の大きさに粉砕後、密閉容器に封入し、
貯留時密閉状態を維持する炭化物ホッパへ気流搬送し、該炭化物ホッパに一旦保持後、
貯炭場と石炭バンカーの間に設けられたコンベアの上流側に、前記炭化物を前記炭化物ホッパより供給し、前記コンベアで該炭化物と石炭を混合することを特徴とする。

さらにまた、上記した炭化物混合方法において、
前記炭化物を所定の大きさに粉砕後、貯留時密閉状態を維持する炭化物ホッパへ不活性ガス噴射下で気流搬送し、該炭化物ホッパに一旦保持後、
貯炭場と石炭バンカーの間に設けられたコンベアの上流側に、前記炭化物を前記炭化物ホッパより供給し、前記コンベアで該炭化物と石炭を混合することを特徴とする。

また、前記コンベアがコンベア端側を夫々上下に位置をずらして配設し、コンベア間に段差を持たせて複数のコンベアを連設して配置され、コンベア間の段差を利用して前記炭化物と石炭とを混合することを特徴とする炭化物混合方法も本発明に含まれる。
これにより、上記した装置発明と同様の効果を得ることが可能である。
なお、以上述べた各構成は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。

以上記載のごとく本発明によれば、石炭代替燃料廉価燃料であるバイオマスを炭化炉で炭化させた炭化物と石炭とを混合し、微粉炭機で許容できる範囲で該炭化物の混焼率を増加させることができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

本発明の実施形態を、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態を示す炭化物混合装置の全体構成図である。図２は炭化物ホッパの拡大断面図である。図３は本発明の実施形態におけるコンベアの概略図である。
本実施形態において炭化物は、石炭代替燃料廉価燃料であるバイオマスを炭化炉で炭化させた炭化物である。バイオマスとして、木材、木屑、下水汚泥、食品廃棄物、ごみなどを蒸し焼きにしたもの等が挙げられる。

まず、図１を参照して、本発明の炭化物混合装置を説明する。
石炭火力発電設備では、石炭が貯炭場１からコンベア２で石炭バンカー６に搬送され、給炭機を７経て、微粉炭機８へ運ばれて微粉炭に圧砕されボイラへ送り込まれる。
ここでは、図１に示すように、石炭が貯炭場１からコンベア２で石炭バンカー６に搬送される過程で炭化物が供給され混合される。
尚、図示されないが本実施形態では、石炭代替燃料廉価燃料であるバイオマスを炭化炉で炭化させ、その炭化物を所定粒径以下まで粉砕する前処理装置を備えることが好ましい。

図１のように、炭化物は所定の大きさに粉砕後、貯留時密閉状態を維持する炭化物ホッパ３へ気流搬送させ、炭化物ホッパ３で一時貯留後、コンベア２上に供給して石炭と混合する。
気流搬送する手段としては、酸素不足下で自然発火することなく搬送する能力を有することが好ましい。図１に示した気流搬送手段では、密閉容器５に封入して酸素不足状態を維持して炭化物ホッパ３へ気流搬送する。前記密閉容器５として、ジェットパック車、密閉コンテナ等が挙げられる。
また、不活性ガス噴射下で、貯留時密閉状態を維持する炭化物ホッパ３へ気流搬送する手段も好適に用いられる。

図２に示すように、密閉容器５内の炭化物は、コンプレッサー２０により炭化物ホッパ３へ気流搬送される。炭化物ホッパ３は、貯留時密閉状態を維持できる構造を備えているので炭化物は自然発火しない。
気流搬送された炭化物は、バグフィルタ１０によって気流と炭化物（粉体）に分別され、炭化物は、貯留サイロ１１へ貯留される。貯留サイロ１１へ貯留された炭化物は、ロータリーバルブ１２で必要量排出し、計量ホッパ１３へ一時貯留される。計量ホッパ１３に一時貯留された炭化物は、ロードセル１６で質量検出され、スクリューフィーダー１４によって搬送され、排出弁１５へ送られ、コンベア２へ供給される。

炭化物が供給されるコンベア２では、炭化物ホッパ３より供給された炭化物と、貯炭場１より搬送された石炭を混合し搬送している。図３に示すように、本発明におけるコンベア２は、コンベア端側を夫々上下に位置をずらして配設し、コンベア間に段差を持たせて複数のコンベアを連設して構成されている。各コンベア間の段差を利用して、石炭と炭化物の混合と搬送を効率的に行うことができる。

混合され搬送された石炭と炭化物の混合物は、石炭バンカー６に貯留される。その後、給炭機７により微粉炭機８へ運ばれて２００メッシュ（７５ミクロン）まで圧砕され、ボイラへ送り込まれる。

以上のように、本実施形態によれば、バイオマスを炭化炉で炭化して粉砕した炭化物を自然発火させることなく、石炭と混焼することが可能である。また、上記したコンベアにより、石炭と炭化物の混合と搬送を効率的に行うことが可能となり、微粉炭機へ運ばれる前に十分に混合されるので、微粉炭機で許容できる範囲で該炭化物の混焼率を略３０％まで増加させることが可能となる。

本発明によれば、石炭代替燃料廉価燃料であるバイオマスを炭化炉で炭化させた炭化物と石炭とを混合し、微粉炭機で許容できる範囲で該炭化物の混焼率を増加させることができるので、化石燃料の使用が抑制でき、ＣＯ_２の排出をより削減する手段として有益である。

本発明の実施形態を示す炭化物混合装置の全体構成図である 炭化物ホッパの拡大断面図である。 本発明の実施形態におけるコンベアの概略図である。

符号の説明

１ 貯炭場
２ コンベア
３ 炭化物ホッパ
６ 石炭バンカー
８ 微粉炭機
１０ バグフィルタ

Claims (6)

1. 石炭が貯炭場からコンベアで石炭バンカーに搬送され、給炭機を経て微粉炭機へ運ばれて微粉炭に圧砕されボイラへ送り込まれる手段に、炭化物を混合する炭化物混合手段を備えた炭化物混合装置において、
   前記炭化物を所定の大きさに粉砕後、密閉容器に封入し、貯留時密閉状態を維持する炭化物ホッパへ気流搬送する手段と、該炭化物ホッパに粉砕された該炭化物を一旦保持する手段と、
   貯炭場と石炭バンカーの間に設けられたコンベアの上流側に、前記炭化物を前記炭化物ホッパより供給する手段と、
   前記コンベアで該炭化物と石炭を混合するとともに搬送する手段とを備えたことを特徴とする炭化物混合装置。
2. 請求項１に記載の炭化物混合装置において、
   前記炭化物を所定の大きさに粉砕後、貯留時密閉状態を維持する炭化物ホッパへ不活性ガス噴射下で気流搬送する手段と、該炭化物ホッパに粉砕された該炭化物を一旦保持する手段と、
   貯炭場と石炭バンカーの間に設けられたコンベアの上流側に、前記炭化物を前記炭化物ホッパより供給する手段と、
   前記コンベアで該炭化物と石炭を混合するとともに搬送する手段とを備えたことを特徴とする炭化物混合装置。
3. 前記コンベアがコンベア端側を夫々上下に位置をずらして配設し、コンベア間に段差を持たせて複数のコンベアを連設して配置され、コンベア間の段差を利用して前記炭化物と石炭とを混合するとともに搬送する手段とを備えたことを特徴とする請求項１若しくは２記載の炭化物混合装置。
4. 石炭が貯炭場からコンベアで石炭バンカーに搬送され、給炭機を経て微粉炭機へ運ばれて微粉炭に圧砕されボイラへ送り込まれる工程に、炭化物を混合する炭化物混合工程を具えた炭化物混合方法において、
   前記炭化物を所定の大きさに粉砕後、密閉容器に封入し、
   貯留時密閉状態を維持する炭化物ホッパへ気流搬送し、該炭化物ホッパに一旦保持後、
   貯炭場と石炭バンカーの間に設けられたコンベアの上流側に、前記炭化物を前記炭化物ホッパより供給し、前記コンベアで該炭化物と石炭を混合することを特徴とする炭化物混合方法。
5. 請求項４に記載の炭化物混合方法において、
   前記炭化物を所定の大きさに粉砕後、貯留時密閉状態を維持する炭化物ホッパへ不活性ガス噴射下で気流搬送し、該炭化物ホッパに一旦保持後、
   貯炭場と石炭バンカーの間に設けられたコンベアの上流側に、前記炭化物を前記炭化物ホッパより供給し、前記コンベアで該炭化物と石炭を混合することを特徴とする炭化物混合方法。
6. 前記コンベアがコンベア端側を夫々上下に位置をずらして配設し、コンベア間に段差を持たせて複数のコンベアを連設して配置され、コンベア間の段差を利用して前記炭化物と石炭とを混合することを特徴とする請求項４若しくは５記載の炭化物混合方法。

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