JP2009191085A - Method and system for manufacturing solid fuel, and solid fuel - Google Patents

Method and system for manufacturing solid fuel, and solid fuel Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a system for manufacturing a solid fuel, capable of improving pulverizing property while keeping calories usable as a fuel by carbonizing a hard biomass under appropriate conditions, and manufacturing a solid fuel having a similar level of pulverizing property as coal, and to provide a solid fuel. <P>SOLUTION: The system for manufacturing the solid fuel includes a carbonization furnace 1 that heats biomass in an oxygen-deficiency atmosphere and manufactures a solid fuel 21 to be pulverized as mixed with coal or in a single material, and used a fine powder fuel, wherein the carbonization furnace 1 is set to furnace conditions of 1 to 5% oxygen concentration and 350 to 400°C treatment temperature and is configured to manufacture the solid fuel 21 by heating hard biomass 20 such as vegetable chaffs, fruits and seeds under the above conditions for 30 to 90 minutes to carbonize. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、植物の殻類、実、種子を含む硬質バイオマスを酸素欠乏雰囲気下で加熱して固体燃料を製造する固体燃料製造方法及びシステム、並びに固体燃料に関し、特に、該固体燃料が、粉砕され微粉燃料として用いられる固体燃料であり、硬質バイオマスを適切な条件にて炭化処理することにより粉砕性を向上させることを可能とした固体燃料製造方法及びシステム、並びに固体燃料に関する。   The present invention relates to a solid fuel production method and system for producing a solid fuel by heating hard biomass containing plant shells, berries and seeds in an oxygen-deficient atmosphere, and in particular, the solid fuel is pulverized. In particular, the present invention relates to a solid fuel manufacturing method and system, and a solid fuel, which can improve grindability by carbonizing hard biomass under appropriate conditions.

近年、化石燃料の枯渇化及びCO排出による地球温暖化への対策として、バイオマスを用いた燃料の利用促進が図られている。一般にバイオマスとは、エネルギー源又は工業原料として利用することのできる生物体をいい、従来よりこのバイオマスを有効利用する方法が各種提案されている。その中でも、バイオマスを低コストで以って高付加価値物に転換できる有用な方法として、バイオマスを炭化して固体燃料を製造する方法がある。これは、バイオマスを炭化炉に投入して酸素欠乏雰囲気下で所定時間加熱して炭化処理し、固体燃料を製造するものである。 In recent years, as a measure against global warming due to depletion of fossil fuels and CO 2 emissions, use of fuel using biomass has been promoted. In general, biomass refers to an organism that can be used as an energy source or an industrial raw material, and various methods for effectively using this biomass have been proposed. Among them, as a useful method capable of converting biomass into a high value-added product at a low cost, there is a method for producing a solid fuel by carbonizing biomass. In this method, biomass is put into a carbonization furnace and heated for a predetermined time in an oxygen-deficient atmosphere to be carbonized to produce a solid fuel.

このようにして製造された固体燃料は、発電設備や焼却設備等の燃焼設備の燃料源に用いられるが、この場合、燃焼効率を向上させるために固体燃料を細かく粉砕して微粉燃料として用いることがある。固体燃料は単独で或いは石炭と混合して粉砕されるが、例えば、特許文献1(特開2004−347241号公報)には、石炭と固体燃料を粉砕ミルに供給して粉砕し、微粉混合燃料を製造する粉砕装置が開示されている。   The solid fuel thus produced is used as a fuel source for combustion facilities such as power generation facilities and incineration facilities. In this case, the solid fuel must be finely pulverized and used as a finely divided fuel in order to improve combustion efficiency. There is. Solid fuel is pulverized by itself or mixed with coal. For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-347241), coal and solid fuel are supplied to a pulverization mill and pulverized to obtain a finely mixed fuel. A pulverizing apparatus for manufacturing is disclosed.

しかし、バイオマスのうち木質系バイオマスは大部分が繊維質であるため、粉砕性が悪く、燃焼効率の低下、粉砕機の運転性低下等の問題があった。
そこで特許文献2(特開2006−26474号公報)には、木質系バイオマスを240℃以上300℃以下の温度で15分以上90分以下の時間で熱分解した後に粉砕する方法が開示されている。これは、製材廃材、除間伐材、庭木、建築廃材等の木質系バイオマスを対象としており、加熱温度が240℃より低い温度だと破砕性、粉砕性が向上せず、300℃よりも高い温度だと破砕、粉砕時にサブミクロンオーダーの微粉量が増大して粉体トラブルを生じやすくなるため好ましくないとしている。
However, most woody biomass of biomass is fibrous, so that the grindability is poor, and there are problems such as a decrease in combustion efficiency and a decrease in operability of the grinder.
Therefore, Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-26474) discloses a method in which woody biomass is pyrolyzed at a temperature of 240 ° C. to 300 ° C. for 15 minutes to 90 minutes and then pulverized. . This is intended for woody biomass such as sawn timber, thinned wood, garden trees, building waste, etc. If the heating temperature is lower than 240 ° C, the crushability and grindability will not improve, and the temperature will be higher than 300 ° C. In this case, the amount of fine powder on the order of submicron is increased at the time of crushing and pulverization, and powder trouble is likely to occur.

同様に粉砕性が悪いバイオマスとして、植物の殻類、実、種子等の硬質バイオマスが挙げられる。植物の殻類、実、種子等は農園から大量に廃棄されているのが実状であり、これを有効利用することが望まれているが、このような硬質バイオマスは脆化材料ではなく且つ上記したような木質バイオマスよりもさらに粉砕性が悪く、圧縮、せん断による粉砕が困難であるため、石炭焚きボイラにて混焼する場合においては、バイオマスの混焼率の上限が数パーセントと極めて低い値となるため有効利用されていなかった。
一方、炭化処理は有機性物質の脆化には有効であるが、バイオマス中の揮発分が熱分解によりガス化する結果、炭化物に残る熱量は50%以下となり、燃料としての価値が低減してしまう。
Similarly, examples of biomass with poor grindability include hard biomass such as plant shells, fruits and seeds. Plant shells, fruits, seeds, etc. are actually discarded in large quantities from the plantation, and it is desired to make effective use of them, but such hard biomass is not an embrittlement material and the above Since the pulverization is worse than woody biomass and it is difficult to pulverize by compression and shearing, the upper limit of the biomass co-firing rate is extremely low at several percent when co-firing with a coal-fired boiler. Therefore, it was not used effectively.
On the other hand, carbonization is effective for embrittlement of organic substances, but as a result of gasification of volatiles in biomass by thermal decomposition, the amount of heat remaining in the carbide is reduced to 50% or less, reducing the value as fuel. End up.

特開2004−347241号公報JP 2004-347241 A 特開2006−26474号公報JP 2006-26474 A

上記したように、硬質バイオマスは極めて粉砕性が悪く、圧縮、せん断による粉砕が困難であるため、特許文献1に記載されるように石炭と混合して粉砕し、微粉混合燃料として微粉炭焚きボイラ等に用いる際には硬質バイオマスの混合率を低くしなければならなかった。
特許文献2に記載されるように硬質バイオマスを木質系バイオマスと同等レベルの条件で炭化しても、硬質バイオマスは木質系バイオマスとは性質が異なり、より粉砕性が悪いため炭化によっても粉砕性が十分に向上せず、石炭と混合して粉砕する場合には粉砕機の微粉度や、運転安定性等の運転性能の低下、運転エネルギの消費量増大、及び石炭微粉とバイオマス微粉が均一に混合しないことにより燃料としての燃焼効率低下などの問題が残る。
As described above, hard biomass is extremely pulverizable and difficult to pulverize by compression and shearing. Therefore, as described in Patent Document 1, it is pulverized by mixing with coal and pulverized as a pulverized mixed fuel. When used for the above, the mixing ratio of hard biomass had to be lowered.
As described in Patent Document 2, even if hard biomass is carbonized under the same level of conditions as woody biomass, hard biomass has different properties from woody biomass, and its grindability is worse. If it is not sufficiently improved and pulverized by mixing with coal, the pulverizer's fineness and operational performance such as operational stability will decrease, the operating energy consumption will increase, and the coal and biomass will be mixed uniformly. If this is not done, problems such as a reduction in combustion efficiency as a fuel remain.

一方、脆化を促進するため、より一層熱分解を促進させると炭化物(固体燃料)に残存する熱量が少なくなり、燃料としての価値が低減してしまうという問題があった。
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、硬質バイオマスを適切な条件にて炭化処理することにより、燃料として利用できる熱量を残存させながら粉砕性を向上させ石炭と同等レベルの粉砕性を有する固体燃料を製造することができる固体燃料の製造方法及びシステム、並びに固体燃料を提供することを目的とする。
On the other hand, if the thermal decomposition is further promoted in order to promote embrittlement, there is a problem that the amount of heat remaining in the carbide (solid fuel) decreases and the value as a fuel is reduced.
Therefore, in view of the above-mentioned problems of the prior art, the present invention carbonizes hard biomass under appropriate conditions to improve the pulverization property while maintaining the amount of heat that can be used as fuel, and to achieve the same level of pulverization properties as coal. An object of the present invention is to provide a solid fuel production method and system capable of producing a solid fuel, and a solid fuel.

そこで、本発明はかかる課題を解決するために、石炭と混合して若しくは単独で粉砕され微粉燃料として用いられる固体燃料を、バイオマスを酸素欠乏雰囲気下で加熱することにより製造する固体燃料製造方法において、
植物の殻類、実、種子を含む硬質バイオマスを、酸素濃度1〜5%で且つ処理温度350〜400℃で30〜90分加熱して炭化処理することにより前記固体燃料を製造することを特徴とする。
Therefore, in order to solve the above problems, the present invention provides a solid fuel production method for producing a solid fuel mixed with coal or pulverized alone and used as a pulverized fuel by heating biomass in an oxygen-deficient atmosphere. ,
The solid fuel is produced by carbonizing a hard biomass containing plant shells, berries and seeds at an oxygen concentration of 1 to 5% and a treatment temperature of 350 to 400 ° C. for 30 to 90 minutes. And

本発明によれば、炭化処理における処理温度が350〜400℃のとき、製造される固体燃料のHGI(ハードグローブ粉砕性指数)は30〜60程度となる。一般に石炭は、HGIが40〜50程度であるため、固体燃料は石炭と同等レベルの粉砕性を有することとなる。これにより、固体燃料は粉砕性が大幅に向上し、粉砕機の粉砕性能向上、動力低減が可能となる。尚、HGIとは、Hardgrove Grinding Index(ハードブローブ粉砕性指数)の略であり、これは石炭の粉砕性を評価する指数で、一定量の仕事量を被粉砕物に加えて得られる砕成物量で定まり、値が大きいほど粉砕性が高いことを示す。
固体燃料を石炭と混合して粉砕する際にも、固体燃料を石炭とともに均一に粉砕することができるため、燃焼効率が高く、高品質な燃料を得ることが可能となる。
また、処理温度400℃以下の範囲内で加熱することにより、固体燃料の熱量残存割合は硬質バイオマスの熱量に対して50%以上となる。従って、燃料としての利用価値を低下させない程度に熱量を残存させた上で、石炭と同等レベルの粉砕性を確保することを可能としている。
According to the present invention, when the treatment temperature in the carbonization treatment is 350 to 400 ° C., the HGI (hard glove grindability index) of the produced solid fuel is about 30 to 60. Generally, since coal has an HGI of about 40 to 50, the solid fuel has the same level of pulverization as coal. As a result, the crushability of the solid fuel is greatly improved, and the crushing performance of the crusher can be improved and the power can be reduced. HGI is an abbreviation for Hardgrove Grinding Index, which is an index for evaluating the grindability of coal. The amount of crushed material obtained by adding a certain amount of work to the material to be ground. The larger the value, the higher the grindability.
Even when solid fuel is mixed with coal and pulverized, the solid fuel can be uniformly pulverized together with coal, so that combustion efficiency is high and high-quality fuel can be obtained.
In addition, by heating within the range of the processing temperature of 400 ° C. or less, the remaining amount of heat of the solid fuel becomes 50% or more with respect to the amount of heat of the hard biomass. Therefore, it is possible to ensure the same level of pulverization as that of coal while leaving the amount of heat to such an extent that the utility value as fuel does not decrease.

また、石炭と混合して若しくは単独で粉砕され微粉燃料として用いられる固体燃料を、バイオマスを酸素欠乏雰囲気下で加熱することにより製造する固体燃料製造方法において、
植物の殻類、実、種子を含む硬質バイオマスを、酸素濃度1〜5%で且つ製造される固体燃料のHGIが30〜60となる処理温度で30〜90分加熱して炭化処理することにより前記固体燃料を製造することを特徴とする。
In addition, in a solid fuel production method for producing a solid fuel mixed with coal or pulverized alone and used as a pulverized fuel by heating biomass in an oxygen-deficient atmosphere,
By carbonizing hard biomass containing plant shells, berries and seeds at an oxygen concentration of 1 to 5% and a treatment temperature at which the HGI of the produced solid fuel is 30 to 60 for 30 to 90 minutes The solid fuel is manufactured.

本発明によれば、上記と同様に固体燃料の粉砕性が大幅に向上し、粉砕機の粉砕性能向上、動力低減が可能となるとともに、石炭と混合して粉砕した際に固体燃料を石炭とともに均一に粉砕することができ、燃焼効率が高く、高品質な燃料とすることができる。
また、HGIが30〜60となる処理温度に設定するため、硬質バイオマスの種類、性状、処理量に応じて適宜処理温度が設定され、粉砕性を確実に向上させることが可能となる。さらにまた、硬質バイオマスを他の種類のバイオマスと混合して炭化処理する場合においても、HGIが30〜60となる適切な温度に設定することにより、硬質バイオマスの粉砕性を確実に向上させることができる。
According to the present invention, as in the above, the pulverization performance of the solid fuel is greatly improved, the pulverization performance of the pulverizer can be improved, and the power can be reduced. It can be uniformly pulverized, has high combustion efficiency, and can be a high quality fuel.
Moreover, since it sets to the processing temperature from which HGI becomes 30-60, processing temperature is set suitably according to the kind of hard biomass, a property, and a processing amount, and it becomes possible to improve a grindability reliably. Furthermore, even when hard biomass is mixed with other types of biomass and carbonized, the grindability of the hard biomass can be reliably improved by setting the HGI to an appropriate temperature of 30 to 60. it can.

さらに、前記硬質バイオマスの炭化処理により発生した熱分解ガスを燃焼し、生成した燃焼ガスを前記炭化処理の熱源として用いることを特徴とする。
前記条件下における炭化処理により、硬質バイオマスの有する熱量の約70%が固体燃料として残存し、約30%が熱分解ガスとしてガス化される。この熱分解ガスを炭化の熱源として利用することにより、硬質バイオマスを低温炭化処理するために必要な熱量をまかなうことができ、外部から熱源を供給する必要がなくなるため、熱効率を向上させ自立的なシステムとすることが可能となる。
Furthermore, the pyrolysis gas generated by the carbonization treatment of the hard biomass is burned, and the generated combustion gas is used as a heat source for the carbonization treatment.
By the carbonization treatment under the above conditions, about 70% of the heat quantity of the hard biomass remains as a solid fuel, and about 30% is gasified as a pyrolysis gas. By using this pyrolysis gas as a heat source for carbonization, it is possible to cover the amount of heat necessary for low-temperature carbonization treatment of hard biomass, and it is not necessary to supply a heat source from the outside. It becomes possible to set it as a system.

また、バイオマスを酸素欠乏雰囲気下で加熱する炭化炉を備え、石炭と混合して若しくは単独で粉砕され微粉燃料として用いられる固体燃料を製造する固体燃料製造システムにおいて、
前記炭化炉が、酸素濃度1〜5%で且つ処理温度350〜400℃の炉内条件に設定され、植物の殻類、実、種子を含む硬質バイオマスを前記条件下にて30〜90分加熱して炭化処理することにより固体燃料を製造する装置であることを特徴とする。
本発明によれば、固体燃料の粉砕性が大幅に向上し、粉砕機の粉砕性能向上、動力低減が可能となるとともに、石炭と混合して粉砕した際に固体燃料を石炭とともに均一に粉砕することができ、燃焼効率が高く、高品質な燃料とすることができる。また、固体燃料として必要とされる熱量を残存させることが可能となる。
In addition, in a solid fuel production system that includes a carbonization furnace that heats biomass in an oxygen-deficient atmosphere and that is mixed with coal or pulverized alone and used as a pulverized fuel,
The carbonization furnace is set to in-furnace conditions with an oxygen concentration of 1 to 5% and a processing temperature of 350 to 400 ° C., and the hard biomass containing plant shells, fruits and seeds is heated for 30 to 90 minutes under the above conditions. And a device for producing a solid fuel by carbonization.
According to the present invention, the pulverization property of the solid fuel is greatly improved, the pulverization performance of the pulverizer can be improved and the power can be reduced, and the solid fuel is uniformly pulverized together with the coal when pulverized by mixing with the coal. The combustion efficiency is high and the fuel can be made high quality. In addition, the amount of heat required for the solid fuel can be left.

さらに、前記炭化炉にて発生した熱分解ガスを燃焼させる燃焼炉を備えており、
前記燃焼炉にて生成した燃焼ガスの少なくとも一部を、前記炭化処理の熱源として前記炭化炉に供給する燃焼ガスラインを設けたことを特徴とする。
これにより、硬質バイオマスを低温炭化処理するために必要な熱量をまかなうことができ、外部から熱源を供給する必要がなくなるため、熱効率を向上させ自立的なシステムとすることが可能となる。
Furthermore, it comprises a combustion furnace for burning the pyrolysis gas generated in the carbonization furnace,
A combustion gas line for supplying at least a part of the combustion gas generated in the combustion furnace to the carbonization furnace as a heat source for the carbonization treatment is provided.
As a result, it is possible to cover the amount of heat necessary for subjecting the hard biomass to low-temperature carbonization, and it is not necessary to supply a heat source from the outside. Therefore, it is possible to improve the thermal efficiency and make a self-supporting system.

さらにまた、前記固体燃料を粉砕して微粉化した微粉燃料を燃焼させ、蒸気を生成するボイラ火炉を備えており、
前記燃焼ガスラインを分岐させ、前記炭化炉に供給する燃焼ガスを除く他の燃焼ガスを前記ボイラ火炉の熱交換部に供給する燃焼ガスラインを設けたことを特徴とする。
これにより、燃焼炉にて生成した高温の燃焼ガスからも熱回収できるため、エネルギの効率的利用が可能となる。
Furthermore, it comprises a boiler furnace that burns the pulverized fine fuel by combusting the solid fuel and generates steam.
The combustion gas line is branched, and a combustion gas line is provided for supplying other combustion gases excluding the combustion gas supplied to the carbonization furnace to the heat exchange section of the boiler furnace.
As a result, heat can be recovered from the high-temperature combustion gas generated in the combustion furnace, so that energy can be used efficiently.

また、前記固体燃料を粉砕して微粉化した微粉燃料を燃焼させ、蒸気を生成するボイラ火炉と、該ボイラ火炉から排出される排ガスを処理する排ガス処理設備とを備えたシステムであって、
前記炭化炉からの排ガスを前記排ガス処理設備に供給する排ガスラインを設け、前記炭化炉からの排ガスと前記ボイラ火炉からの排ガスをともに処理することを特徴とする。
これは、炭化炉の排ガス処理設備とボイラ火炉の排ガス処理設備とを共用させているため、システムの省スペース化、小型化が可能であるとともに、コスト低減が可能となる。
Also, a system comprising a boiler furnace that pulverizes the pulverized solid fuel to burn fine powder and generates steam, and an exhaust gas treatment facility that processes exhaust gas discharged from the boiler furnace,
An exhaust gas line for supplying exhaust gas from the carbonization furnace to the exhaust gas treatment facility is provided, and both the exhaust gas from the carbonization furnace and the exhaust gas from the boiler furnace are treated.
This is because the exhaust gas treatment facility of the carbonization furnace and the exhaust gas treatment facility of the boiler furnace are shared, so that the system can be saved in space and reduced in size and the cost can be reduced.

また、石炭と混合して若しくは単独で粉砕され微粉燃料として用いられる固体燃料において、
植物の殻類、実、種子を含む硬質バイオマスを、酸素濃度1〜5%で且つ処理温度350〜400℃で30〜90分加熱して炭化処理することにより製造されることを特徴とする。
また、石炭と混合して若しくは単独で粉砕され微粉燃料として用いられる固体燃料において、
植物の殻類、実、種子を含む硬質バイオマスを、酸素濃度1〜5%で且つ製造される固体燃料のHGIが30〜60となる処理温度で30〜90分加熱して炭化処理することにより製造されることを特徴とする。
これらの発明によれば、微粉燃料の原料となる固体燃料において、粉砕性が悪い硬質バイオマスであっても上記条件下にて炭化処理して製造することにより石炭と同等レベルまで粉砕性を向上させることができ、高品質の固体燃料を提供することが可能となる。
In addition, in solid fuel that is mixed with coal or pulverized alone and used as pulverized fuel,
It is produced by heating and carbonizing hard biomass containing plant shells, berries and seeds at an oxygen concentration of 1 to 5% and a treatment temperature of 350 to 400 ° C. for 30 to 90 minutes.
In addition, in solid fuel that is mixed with coal or pulverized alone and used as pulverized fuel,
By carbonizing hard biomass containing plant shells, berries and seeds at an oxygen concentration of 1 to 5% and a treatment temperature at which the HGI of the produced solid fuel is 30 to 60 for 30 to 90 minutes It is manufactured.
According to these inventions, in solid fuel that is a raw material for pulverized fuel, even if it is hard biomass with poor pulverizability, it can be pulverized to the same level as coal by producing it by carbonizing under the above conditions. It is possible to provide a high-quality solid fuel.

以上記載のごとく本発明によれば、硬質バイオマスを適切な条件にて炭化処理することにより、燃料として利用できる熱量を残存させながら粉砕性を向上させ石炭と同等レベルの粉砕性を有する固体燃料を製造することができる固体燃料の製造方法及びシステム、並びに固体燃料を提供することが可能となる。
即ち、炭化処理における処理温度を350〜400℃とすることにより、固体燃料は石炭と同等レベルの粉砕性を有するようになり、粉砕機の粉砕性能向上、動力低減が可能となる。固体燃料を石炭と混合して粉砕する際にも、固体燃料を石炭とともに均一に粉砕することができ、燃焼効率が高く、高品質な微粉燃料が得られる。
As described above, according to the present invention, a solid fuel having a pulverization level equivalent to that of coal can be obtained by carbonizing hard biomass under appropriate conditions to improve the pulverization property while remaining the amount of heat available as fuel. It becomes possible to provide a method and system for producing a solid fuel that can be produced, and a solid fuel.
That is, by setting the treatment temperature in the carbonization treatment to 350 to 400 ° C., the solid fuel has the same level of pulverization as coal, and the pulverization performance of the pulverizer can be improved and the power can be reduced. Even when the solid fuel is mixed with the coal and pulverized, the solid fuel can be uniformly pulverized together with the coal, and the combustion efficiency is high and a high-quality pulverized fuel is obtained.

また、処理温度400℃以下の範囲内で加熱することにより、固体燃料として必要とされる熱量を残存させることが可能となる。
また、処理温度を、HGIが30〜60となる温度に設定することにより、硬質バイオマスの種類、性状、処理量に応じて適宜処理温度が設定され、粉砕性を確実に向上させることが可能となる。さらにまた、硬質バイオマスを他の種類のバイオマスと混合して炭化処理する場合においても、HGIが30〜60となる適切な温度に設定することにより、硬質バイオマスの粉砕性を確実に向上させることができる。
Moreover, it becomes possible to leave the calorie | heat amount required as solid fuel by heating within the process temperature of 400 degrees C or less.
Further, by setting the processing temperature to a temperature at which the HGI is 30 to 60, the processing temperature is appropriately set according to the type, properties, and processing amount of the hard biomass, and the pulverization property can be improved reliably. Become. Furthermore, even when hard biomass is mixed with other types of biomass and carbonized, by setting the HGI to an appropriate temperature of 30 to 60, the hard biomass can be reliably pulverized. it can.

さらに、炭化処理により発生した熱分解ガスを燃焼し、生成した燃焼ガスを炭化処理の熱源として用いることにより、硬質バイオマスを低温炭化処理するために必要な熱量をまかなうことができ、外部から熱源を供給する必要がなくなるため、熱効率を向上させ自立的なシステムとすることが可能となる。
さらにまた、炭化炉の排ガス処理設備とボイラ火炉の排ガス処理設備とを共用させることにより、システムの省スペース化、小型化が可能であるとともに、コスト低減が可能となる。
また、上記した発明により製造された固体燃料は、粉砕性が高く、石炭と混合して粉砕した場合にも均質で燃焼効率が高く、高品質の燃料とすることができる。
Furthermore, by burning the pyrolysis gas generated by the carbonization process and using the generated combustion gas as a heat source for the carbonization process, it is possible to cover the amount of heat necessary for low-temperature carbonization treatment of hard biomass, and an external heat source is used. Since there is no need to supply, it is possible to improve the thermal efficiency and to make a self-supporting system.
Furthermore, by sharing the exhaust gas treatment facility of the carbonization furnace and the exhaust gas treatment facility of the boiler furnace, the system can be reduced in space and size, and the cost can be reduced.
Further, the solid fuel produced by the above-described invention has high pulverization property, and even when mixed with coal and pulverized, it is homogeneous and has high combustion efficiency, and can be a high quality fuel.

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。
図1は本発明の実施形態に係る方法のフローチャート、図2は炭化物の処理温度とHGIの関係を示すグラフ、図3は炭化物の処理温度と重量/熱量残存割合の関係を示すグラフ、図4は本発明の実施例1に係るシステムの全体構成図、図5は本発明の実施例2に係るシステムの全体構成図である。
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Not too much.
FIG. 1 is a flowchart of a method according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph showing the relationship between the carbide treatment temperature and HGI, FIG. 3 is a graph showing the relationship between the carbide treatment temperature and the weight / heat residual ratio, and FIG. FIG. 5 is an overall configuration diagram of a system according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 5 is an overall configuration diagram of a system according to Embodiment 2 of the present invention.

本実施形態では、硬質バイオマスを炭化して固体燃料を製造する方法及びシステム、並びにこのようにして製造した固体燃料につき説明する。ここで硬質バイオマスとは、植物の殻類、実、種子等の硬質な植物系バイオマスであり、廃木材、間伐材、剪定枝等の木質系バイオマスよりも粉砕性が低い値を示すものである。硬質バイオマスとして、具体的には油木の種子、殻、胡桃の殻等が挙げられる。
また、本実施形態にて製造される固体燃料は、粉砕され微粉燃料として、発電設備や焼却設備等の燃焼設備における燃料に幅広く用いることができるが、特に、微粉燃料焚きボイラの燃料として、石炭とともに粉砕し微粉混合燃料として用いることが好適である。
In the present embodiment, a method and system for producing a solid fuel by carbonizing hard biomass and the solid fuel produced in this manner will be described. Here, the hard biomass is a hard plant biomass such as plant shells, berries, seeds, etc., and exhibits a lower pulverization value than woody biomass such as waste wood, thinned wood, and pruned branches. . Specific examples of the hard biomass include oil tree seeds, shells, and walnut shells.
Further, the solid fuel produced in the present embodiment can be pulverized and used as a fine powder fuel in a wide range of fuels in combustion facilities such as power generation facilities and incineration facilities. It is preferable to pulverize and use as a fine powder mixed fuel.

図1を参照して、本実施形態における処理フローを説明する。
本実施形態では、炭化炉にて硬質バイオマス100を、温度350〜400℃且つ酸素濃度1〜5%で30〜90分加熱し(101)、固体燃料(102)を製造する。
このようにして製造した固体燃料(102)は、HGIが30〜60の値を示す。HGIとは、Hardgrove Grinding Index(ハードブローブ粉砕性指数)の略であり、これは石炭の粉砕性を評価する指数で、一定量の仕事量を被粉砕物に加えて得られる砕成物量で定まり、値が大きいほど粉砕性が高いことを示す。
With reference to FIG. 1, the processing flow in this embodiment is demonstrated.
In the present embodiment, the hard biomass 100 is heated in a carbonization furnace at a temperature of 350 to 400 ° C. and an oxygen concentration of 1 to 5% for 30 to 90 minutes (101) to produce a solid fuel (102).
The solid fuel (102) thus produced has a HGI value of 30-60. HGI is an abbreviation for Hardgrove Grinding Index (Hardbrove Grinding Index), which is an index for evaluating the grindability of coal and is determined by the amount of crushed material obtained by adding a certain amount of work to the material to be ground. The larger the value, the higher the grindability.

図2に、炭化物の処理温度とHGIの関係を示す。同図に示すように、炭化炉における処理温度が350〜400℃のとき、炭化物(固体燃料)のHGIは30〜60となる。
一般に石炭は、HGIが40〜50程度であるため、前記固体燃料(102)は石炭と同等レベルのHGIを有することとなる。これにより、該固体燃料(102)を石炭(103)と粉砕機にて混合・粉砕(104)するときに、固体燃料は石炭とともに均一に粉砕することができ、粉砕機の粉砕性能向上、動力低減が可能となる。さらに、均一に粉砕され混じりあった微粉混合燃料(105)を製造することができるため、燃焼効率が高く、高品質な燃料とすることができる。また、固体燃料(102)を単独で粉砕(106)してもよく、製造した微粉燃料(107)はそのまま燃焼設備の燃料として用いてもよいし、他の微粉燃料と混合して用いてもよい。
FIG. 2 shows the relationship between the carbide treatment temperature and HGI. As shown in the figure, when the treatment temperature in the carbonization furnace is 350 to 400 ° C., the HGI of the carbide (solid fuel) is 30 to 60.
Generally, since coal has an HGI of about 40 to 50, the solid fuel (102) has an HGI equivalent to that of coal. As a result, when the solid fuel (102) is mixed and pulverized (104) with the coal (103) by the pulverizer, the solid fuel can be uniformly pulverized together with the coal. Reduction is possible. Furthermore, since the finely mixed fuel (105) that is uniformly pulverized and mixed can be manufactured, the combustion efficiency is high and the fuel can be made high quality. Further, the solid fuel (102) may be pulverized (106) alone, and the produced fine fuel (107) may be used as it is as a fuel for combustion equipment, or may be used as a mixture with other fine fuel. Good.

図3に、炭化物の処理温度と対原料重量、熱量残存割合の関係を示す。同図に示すように、原料重量及び熱量残存割合は処理温度が高くなるほど低下するが、温度350〜400℃の範囲内では、熱量残存割合は50%以上残っている。従って、本実施形態のように、処理温度を400℃以下とすることで、炭化物の熱量を、燃料としての利用価値を低下させない程度に残存させた上で、石炭と同等レベルの粉砕性を確保することを可能としている。   FIG. 3 shows the relationship between the carbide treatment temperature, the raw material weight, and the residual amount of heat. As shown in the figure, the raw material weight and the remaining amount of heat decrease as the processing temperature increases. However, within the temperature range of 350 to 400 ° C., the remaining amount of heat remains at 50% or more. Therefore, as in this embodiment, by setting the processing temperature to 400 ° C. or less, the amount of heat of the carbide remains to the extent that the utility value as a fuel is not reduced, and the same level of pulverization as coal is ensured. It is possible to do.

また、別の処理フローとして、炭化炉にて硬質バイオマスを、酸素濃度1〜5%で且つ製造される固体燃料のHGIが30〜60となる処理温度で30〜90分加熱して炭化処理し、固体燃料を製造するようにしてもよい。
これによれば、上記と同様に固体燃料の粉砕性が大幅に向上し、粉砕機の粉砕性能向上、動力低減が可能となるとともに、石炭と混合して粉砕した際に固体燃料を石炭とともに均一に粉砕することができ、燃焼効率が高く、高品質な燃料とすることができる。
また、HGIが30〜60となる処理温度に設定するため、硬質バイオマスの種類、性状、処理量に応じて適宜処理温度が設定され、粉砕性を確実に向上させることが可能となる。さらにまた、硬質バイオマスを他の種類のバイオマスと混合して炭化処理する場合においても、HGIが30〜60となる適切な温度に設定することにより、硬質バイオマスの粉砕性を確実に向上させることができる。
As another processing flow, hard biomass is carbonized in a carbonization furnace by heating at a processing temperature at an oxygen concentration of 1 to 5% and an HGI of the produced solid fuel of 30 to 60 for 30 to 90 minutes. A solid fuel may be produced.
According to this, the pulverization performance of the solid fuel is greatly improved in the same manner as described above, and the pulverization performance of the pulverizer can be improved and the power can be reduced. The fuel can be pulverized to a high quality and has high combustion efficiency.
Moreover, since it sets to the processing temperature from which HGI becomes 30-60, processing temperature is set suitably according to the kind of hard biomass, a property, and a processing amount, and it becomes possible to improve a grindability reliably. Furthermore, even when hard biomass is mixed with other types of biomass and carbonized, by setting the HGI to an appropriate temperature of 30 to 60, the hard biomass can be reliably pulverized. it can.

(実施例1)
次いで、本実施形態のシステムの一例として、図4を参照して実施例1に係るシステムの構成と作用につき説明する。
図4に示すシステムは、間接加熱式キルンからなる炭化炉1と、該炭化炉1の熱分解ガス排出口15と接続された燃焼炉2と、該燃焼炉2の燃焼ガス出口と接続されたボイラ3と、ボイラ3の排ガス出口に接続されたガス冷却塔4と、該ガス冷却塔4の排ガス出口に接続されたバグフィルタ5と、該バグフィルタ5の排ガス出口に接続された誘引ファン6と、該誘引ファン6の吐出口に接続された煙突7とを備える。
Example 1
Next, as an example of the system of this embodiment, the configuration and operation of the system according to Example 1 will be described with reference to FIG.
The system shown in FIG. 4 is connected to a carbonization furnace 1 composed of an indirect heating kiln, a combustion furnace 2 connected to a pyrolysis gas outlet 15 of the carbonization furnace 1, and a combustion gas outlet of the combustion furnace 2. A boiler 3, a gas cooling tower 4 connected to the exhaust gas outlet of the boiler 3, a bag filter 5 connected to the exhaust gas outlet of the gas cooling tower 4, and an induction fan 6 connected to the exhaust gas outlet of the bag filter 5 And a chimney 7 connected to the discharge port of the induction fan 6.

炭化炉1の熱分解ガス出口15から延びるガスライン22は、燃焼炉2に接続され、炭化炉1から排出される熱分解ガスは燃焼炉2の燃料として用いられる。
燃焼炉2の燃焼ガス出口から延びるガスラインは、燃焼ガスライン24と27に分岐され、該燃焼ガスライン24はボイラ3に接続され、該燃焼ガスライン27は炭化炉1に接続され燃焼ガスを炭化処理の熱源として利用するようになっている。
ボイラ3の排ガス出口から延びるガスラインは、排ガスライン25と26に分岐され、該排ガスライン25はガス冷却塔4に接続され、該排ガスライン26は燃焼炉2に接続されている。
炭化炉1の燃焼ガス出口から延びるガスライン28は、ガスライン25に接続され、該炭化炉1の加熱に用いられた燃焼ガスの排ガスがガス冷却塔4に送給されるようになっている。
A gas line 22 extending from the pyrolysis gas outlet 15 of the carbonization furnace 1 is connected to the combustion furnace 2, and the pyrolysis gas discharged from the carbonization furnace 1 is used as fuel for the combustion furnace 2.
A gas line extending from the combustion gas outlet of the combustion furnace 2 is branched into combustion gas lines 24 and 27, the combustion gas line 24 is connected to the boiler 3, and the combustion gas line 27 is connected to the carbonization furnace 1 to supply combustion gas. It is used as a heat source for carbonization.
A gas line extending from the exhaust gas outlet of the boiler 3 is branched into exhaust gas lines 25 and 26, the exhaust gas line 25 is connected to the gas cooling tower 4, and the exhaust gas line 26 is connected to the combustion furnace 2.
The gas line 28 extending from the combustion gas outlet of the carbonization furnace 1 is connected to the gas line 25 so that the exhaust gas of the combustion gas used for heating the carbonization furnace 1 is supplied to the gas cooling tower 4. .

前記炭化炉1は、間接加熱式ロータリーキルン、直接加熱式ロータリーキルン、流動床炉、又はスクリュー型炭化炉等の何れの形式を採用した炭化炉でも良いが、図4では一例として間接加熱式ロータリーキルンを採用した構成につき示している。該炭化炉1は、硬質バイオマス20を炉内に投入する投入手段11と、該投入手段11に連結した内筒12と、投入手段11とは他端側に設けられた固体燃料排出口14及び熱分解ガス出口15と、加熱用の燃焼ガスが通流する外筒13とを備えている。尚、必要に応じて炭化炉1の前に、乾燥炉を設けるようにしてもよい。
前記燃焼炉2は、炭化炉1からの熱分解ガスがガスライン22を介して供給される熱分解ガス導入口と、燃焼空気23を供給する燃焼空気入口と、ボイラ3からの返送排ガスを供給する排ガス入口と、これらを燃焼することにより発生した高温の燃焼ガスを排出する燃焼ガス出口とを備えている。
The carbonization furnace 1 may be any type of carbonization furnace such as an indirect heating type rotary kiln, a direct heating type rotary kiln, a fluidized bed furnace, or a screw type carbonization furnace. In FIG. The configuration is shown. The carbonization furnace 1 includes a charging means 11 for charging the hard biomass 20 into the furnace, an inner cylinder 12 connected to the charging means 11, a charging means 11 having a solid fuel discharge port 14 provided on the other end side, and A pyrolysis gas outlet 15 and an outer cylinder 13 through which heating combustion gas flows are provided. In addition, you may make it provide a drying furnace before the carbonization furnace 1 as needed.
The combustion furnace 2 supplies a pyrolysis gas inlet through which the pyrolysis gas from the carbonization furnace 1 is supplied via a gas line 22, a combustion air inlet for supplying combustion air 23, and a return exhaust gas from the boiler 3. And an exhaust gas outlet for discharging high-temperature combustion gas generated by burning them.

前記ボイラ3は、燃焼炉2からの燃焼ガスがガスライン24を介して供給される燃焼ガス入口と、熱交換後の排ガスが排出される排ガス出口とを備えており、ここで生成された蒸気は、例えば炭化炉1の起動、停止時における炉内への空気進入防止のために該炭化炉1に供給される。
該ボイラ3を経て排出される排ガスは、ガス冷却塔4、バグフィルタ5からなる排ガス処理設備を通って処理されるが、この排ガス処理設備の構成は特に限定されず、排ガス成分、性状及び量に応じてその装置構成が適宜設定される。
The boiler 3 includes a combustion gas inlet through which the combustion gas from the combustion furnace 2 is supplied via a gas line 24, and an exhaust gas outlet through which the exhaust gas after heat exchange is discharged. Is supplied to the carbonization furnace 1 in order to prevent air from entering the furnace when the carbonization furnace 1 is started and stopped, for example.
Exhaust gas discharged through the boiler 3 is processed through an exhaust gas treatment facility comprising a gas cooling tower 4 and a bag filter 5, but the configuration of the exhaust gas treatment facility is not particularly limited, and exhaust gas components, properties and amounts The apparatus configuration is appropriately set according to the above.

上記構成を備えたシステムにおいて、まず硬質バイオマス20は投入手段11より炭化炉1に供給され、内筒12内を搬送されながら、酸素欠乏雰囲気下にて外筒13を通流する燃焼ガスにより加熱されて炭化する。このとき、処理温度は350〜400℃、酸素濃度1〜5%、処理時間は30〜90分である。又は、処理温度を、炭化炉1にて製造される固体燃料21のHGIが30〜60となるように設定してもよい。
炭化処理により製造された固体燃料21は固体燃料排出口14より排出され、一方発生した熱分解ガスは熱分解ガス出口15から排出されてガスライン22を通って燃焼炉2に導入される。燃焼炉2では、炭化炉1からの熱分解ガスと、燃焼空気23と、ボイラ3からの返送排ガスと、必要に応じて補助燃料とが導入され、熱分解ガスを燃焼して高温の燃焼ガスを生成する。該燃焼ガスは、炭化炉1の加熱に必要とされる熱量分だけガスライン27を通って炭化炉1に供給され、残りの燃焼ガスはガスライン24を通ってボイラ3に供給される。
In the system having the above-described configuration, the hard biomass 20 is first supplied from the charging means 11 to the carbonization furnace 1 and heated by the combustion gas flowing through the outer cylinder 13 in an oxygen-deficient atmosphere while being conveyed through the inner cylinder 12. Carbonized. At this time, the treatment temperature is 350 to 400 ° C., the oxygen concentration is 1 to 5%, and the treatment time is 30 to 90 minutes. Or you may set process temperature so that HGI of the solid fuel 21 manufactured with the carbonization furnace 1 may be set to 30-60.
The solid fuel 21 produced by the carbonization process is discharged from the solid fuel discharge port 14, while the generated pyrolysis gas is discharged from the pyrolysis gas outlet 15 and introduced into the combustion furnace 2 through the gas line 22. In the combustion furnace 2, pyrolysis gas from the carbonization furnace 1, combustion air 23, return exhaust gas from the boiler 3, and auxiliary fuel as necessary are introduced, and the pyrolysis gas is burned to generate high-temperature combustion gas. Is generated. The combustion gas is supplied to the carbonization furnace 1 through the gas line 27 by the amount of heat required for heating the carbonization furnace 1, and the remaining combustion gas is supplied to the boiler 3 through the gas line 24.

炭化炉1に供給された燃焼ガスは、外筒13を通って硬質バイオマス20の加熱を行った後、ガスライン28を通ってガス冷却等4に送給される。
ボイラ3では、燃焼炉2から供給される燃焼ガスにより蒸気を生成し、必要に応じて該生成した蒸気を炭化炉1に供給する。ボイラ3から排出される排ガスは、ガス冷却塔4にて冷却された後、バグフィルタ5にて除塵され、煙突7より系外へ排出される。
The combustion gas supplied to the carbonization furnace 1 is heated to the hard biomass 20 through the outer cylinder 13 and then fed to the gas cooling 4 or the like through the gas line 28.
In the boiler 3, steam is generated by the combustion gas supplied from the combustion furnace 2, and the generated steam is supplied to the carbonization furnace 1 as necessary. The exhaust gas discharged from the boiler 3 is cooled by the gas cooling tower 4, then dust is removed by the bag filter 5, and discharged from the chimney 7 to the outside of the system.

本実施例1によれば、硬質バイオマスを上記した条件にて炭化炉1で炭化処理することにより、燃料として利用できる熱量を残存させながら粉砕性を向上させ石炭と同等レベルの粉砕性を有する固体燃料を製造することができる。
また、本実施例1では、炭化炉1にて硬質バイオマス20の炭化処理により発生した熱分解ガスを燃焼炉2にて燃焼させ、該燃焼炉2にて生成された高温の燃焼ガスを炭化炉1に供給して炭化処理の加熱源として用いる構成としている。
上記条件下における炭化により、図3に示すように硬質バイオマスの有する熱量の約70%が固体燃料として残存し、約30%が熱分解ガスとしてガス化される。この熱分解ガスを炭化の熱源として利用することにより、硬質バイオマスを低温炭化処理するために必要な熱量をまかなうことができ、外部から熱源を供給することがなくなるため、熱効率を向上させ自立的なシステムとすることが可能となる。
According to the first embodiment, the solid biomass is carbonized in the carbonization furnace 1 under the above-described conditions, thereby improving the pulverization property while remaining the amount of heat that can be used as fuel, and having a pulverization property equivalent to that of coal. Fuel can be produced.
In the first embodiment, the pyrolysis gas generated by the carbonization treatment of the hard biomass 20 in the carbonization furnace 1 is combusted in the combustion furnace 2, and the high-temperature combustion gas generated in the combustion furnace 2 is converted into the carbonization furnace. 1 is used as a heating source for carbonization.
By the carbonization under the above conditions, as shown in FIG. 3, about 70% of the heat quantity of the hard biomass remains as solid fuel, and about 30% is gasified as pyrolysis gas. By using this pyrolysis gas as a heat source for carbonization, it is possible to cover the amount of heat necessary for low-temperature carbonization treatment of hard biomass, and no heat source is supplied from the outside. It becomes possible to set it as a system.

(実施例2)
図5に、本実施例2に係るシステムの構成を示す。実施例2において、上記した実施例1と同様の構成についてはその詳細な説明を省略する。
図5において、本実施例2のシステムは、硬質バイオマス20を炭化する炭化炉1と、該炭化炉1からの熱分解ガスを燃焼させ、炭化炉1に供給する燃焼ガスを生成する燃焼炉2とを備えるとともに、炭化炉1にて製造した固体燃料21と石炭29を燃料源とした微粉燃料焚きボイラ設備を備えている。
微粉燃料焚きボイラ設備は、石炭29を搬送するコンベア31と、石炭バンカ32と、粉砕機33と、ボイラ火炉34と、排ガス処理設備35と、煙突36とを備える。
前記コンベア31若しくは石炭バンカ32には、炭化炉1にて製造した固体燃料21を供給する固体燃料供給手段が設けられる。
(Example 2)
FIG. 5 shows a configuration of a system according to the second embodiment. In the second embodiment, detailed description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted.
In FIG. 5, the system of the second embodiment includes a carbonization furnace 1 that carbonizes hard biomass 20, and a combustion furnace 2 that generates a combustion gas supplied to the carbonization furnace 1 by burning the pyrolysis gas from the carbonization furnace 1. And a pulverized fuel-fired boiler facility using the solid fuel 21 produced in the carbonization furnace 1 and coal 29 as fuel sources.
The pulverized fuel-fired boiler facility includes a conveyor 31 that conveys coal 29, a coal bunker 32, a pulverizer 33, a boiler furnace 34, an exhaust gas treatment facility 35, and a chimney 36.
The conveyor 31 or the coal bunker 32 is provided with solid fuel supply means for supplying the solid fuel 21 produced in the carbonization furnace 1.

石炭バンカ32には粉砕機33が連結されており、石炭29と固体燃料21が該粉砕機33に供給され、該粉砕機にてこれらが粉砕されて微粉化される。微粉化された微粉混合燃料は、ボイラ火炉34の燃焼室側壁に設けられたバーナから噴出して燃焼し、発生した高温の燃焼ガスにより蒸気が生成される。該生成した蒸気は、発電等に用いられるとともに、必要に応じて炭化炉1に供給される。炭化炉1では、例えば起動、停止時における炉内への空気進入防止に用いられる。
ボイラ火炉34から排出される排ガスは、排ガス処理設備35を経て煙突36より系外へ排出される。該排ガス処理設備35は、例えば、ガス冷却塔、バグフィルタ等から構成されるが、排ガス成分、性状及び量に応じてその装置構成が適宜設定される。
A pulverizer 33 is connected to the coal bunker 32, and the coal 29 and the solid fuel 21 are supplied to the pulverizer 33, which are pulverized and pulverized. The pulverized pulverized mixed fuel is jetted from a burner provided on the combustion chamber side wall of the boiler furnace 34 and burned, and steam is generated by the generated high-temperature combustion gas. The generated steam is used for power generation and the like, and is supplied to the carbonization furnace 1 as necessary. The carbonization furnace 1 is used, for example, for preventing air from entering the furnace at the time of starting and stopping.
The exhaust gas discharged from the boiler furnace 34 is discharged from the chimney 36 through the exhaust gas treatment facility 35 to the outside of the system. The exhaust gas treatment facility 35 is composed of, for example, a gas cooling tower, a bag filter, and the like, and the apparatus configuration is appropriately set according to the exhaust gas component, properties, and quantity.

さらに本実施例2では、炭化炉1の加熱に利用した燃焼ガスの排ガスを、微粉燃料焚きボイラ設備の排ガス処理設備35に送給するガスライン28を備えている。
また、燃焼炉2にて生成した燃焼ガスのうち、炭化炉1に供給する以外の燃焼ガスを、微粉燃料焚きボイラ設備の排ガス処理設備35に送給するガスライン24を備えている。このとき、燃焼炉2からの燃焼ガスは高温であるため、ボイラ火炉34の熱交換部に送給し、熱回収を行うことが好ましい。
Furthermore, in the present Example 2, the gas line 28 which supplies the exhaust gas of the combustion gas utilized for the heating of the carbonization furnace 1 to the exhaust gas treatment equipment 35 of a pulverized fuel burning boiler equipment is provided.
Moreover, the gas line 24 which supplies combustion gas other than supplying to the carbonization furnace 1 among the combustion gas produced | generated in the combustion furnace 2 to the exhaust gas treatment equipment 35 of a pulverized fuel burning boiler equipment is provided. At this time, since the combustion gas from the combustion furnace 2 is at a high temperature, it is preferable to supply the heat to the heat exchange section of the boiler furnace 34 for heat recovery.

本実施例2によれば、炭化設備の排ガス処理設備と、微粉燃料焚きボイラ設備の排ガス処理設備とを共用させているため、システムの省スペース化、小型化が可能であるとともに、コスト低減が可能となる。
さらに、微粉燃料焚きボイラ設備のボイラ火炉34では、燃焼炉2にて生成した高温の燃焼ガスからも熱回収が可能であるため、エネルギの効率的利用が可能となる。即ち、発電設備に用いた場合、硬質バイオマスの固体熱量分は、固体燃料をボイラ火炉34にて燃焼させることによりエネルギ回収し、一方ガス熱量分は、熱分解ガスを燃焼炉2で燃焼させた後生成した高温の燃焼ガスからボイラ火炉34でエネルギ回収することにより、硬質バイオマスが保有する熱量を余すところなく発電に用いることができる。
さらにまた、微粉燃料焚きボイラ設備にて生成した蒸気の一部を炭化炉に供給することにより、炭化設備にて必要な蒸気を製造する設備を簡素化又は設置しない構成とすることができる。
According to the second embodiment, since the exhaust gas treatment facility of the carbonization facility and the exhaust gas treatment facility of the pulverized fuel-fired boiler facility are shared, the system can be saved in space and reduced in size, and the cost can be reduced. It becomes possible.
Furthermore, in the boiler furnace 34 of the pulverized fuel-fired boiler facility, heat can be recovered from the high-temperature combustion gas generated in the combustion furnace 2, so that energy can be used efficiently. That is, when used for power generation facilities, the solid calorific value of the hard biomass is recovered by burning solid fuel in the boiler furnace 34, while the gas calorific value is obtained by burning the pyrolysis gas in the combustion furnace 2. By recovering energy in the boiler furnace 34 from the high-temperature combustion gas produced afterwards, the amount of heat possessed by the hard biomass can be used for power generation.
Furthermore, by supplying a part of the steam generated in the pulverized fuel-fired boiler equipment to the carbonization furnace, the equipment for producing the necessary steam in the carbonization equipment can be simplified or not installed.

本発明では、硬質バイオマスから石炭と同等レベルの粉砕性を有する固体燃料を製造することができるため、この固体燃料を粉砕し微粉燃料として単独で、或いは固体燃料と石炭を混合して粉砕し微粉混合燃料として利用する微粉燃料焚きボイラ火炉を備えた発電設備等の燃焼設備に幅広く適用可能である。   In the present invention, a solid fuel having the same level of pulverization as coal can be produced from hard biomass. Therefore, the solid fuel is pulverized and used alone as a pulverized fuel, or mixed and pulverized by mixing solid fuel and coal. The present invention can be widely applied to combustion facilities such as power generation facilities equipped with a pulverized fuel-fired boiler furnace used as a mixed fuel.

本発明の実施形態に係る方法のフローチャートである。3 is a flowchart of a method according to an embodiment of the present invention. 炭化物の処理温度とHGIの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the processing temperature of carbide, and HGI. 炭化物の処理温度と重量/熱量残存割合の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the processing temperature of a carbide | carbonized_material, and a weight / calorie | heat amount residual ratio. 本発明の実施例1に係るシステムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a system according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例2に係るシステムの全体構成図である。It is a whole block diagram of the system which concerns on Example 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 炭化炉
2 燃焼炉
3 ボイラ
12 内筒
13 外筒
14 固体燃料排出口
15 熱分解ガス出口
21 固体燃料
22 熱分解ガスライン
23 燃焼空気
24、27 燃焼ガスライン
25 ボイラ排ガスライン
26 返送ガスライン
28 炭化炉排ガスライン
29 石炭
33 粉砕機
34 ボイラ火炉
35 排ガス処理設備
1 Carbonization furnace 2 Combustion furnace 3 Boiler 12 Inner cylinder 13 Outer cylinder 14 Solid fuel outlet 15 Pyrolysis gas outlet 21 Solid fuel 22 Pyrolysis gas line 23 Combustion air 24, 27 Combustion gas line 25 Boiler exhaust gas line 26 Return gas line 28 Carbonization furnace exhaust gas line 29 Coal 33 Pulverizer 34 Boiler furnace 35 Exhaust gas treatment equipment

Claims (9)

石炭と混合して若しくは単独で粉砕され微粉燃料として用いられる固体燃料を、バイオマスを酸素欠乏雰囲気下で加熱することにより製造する固体燃料製造方法において、
植物の殻類、実、種子を含む硬質バイオマスを、酸素濃度1〜5%で且つ処理温度350〜400℃で30〜90分加熱して炭化処理することにより前記固体燃料を製造することを特徴とする固体燃料製造方法。
In a solid fuel production method for producing a solid fuel mixed with coal or pulverized alone and used as a pulverized fuel by heating biomass in an oxygen-deficient atmosphere,
The solid fuel is produced by carbonizing a hard biomass containing plant shells, berries and seeds at an oxygen concentration of 1 to 5% and a treatment temperature of 350 to 400 ° C. for 30 to 90 minutes. A method for producing solid fuel.
石炭と混合して若しくは単独で粉砕され微粉燃料として用いられる固体燃料を、バイオマスを酸素欠乏雰囲気下で加熱することにより製造する固体燃料製造方法において、
植物の殻類、実、種子を含む硬質バイオマスを、酸素濃度1〜5%で且つ製造される固体燃料のHGI(ハードグローブ粉砕性指数)が30〜60となる処理温度で30〜90分加熱して炭化処理することにより前記固体燃料を製造することを特徴とする固体燃料製造方法。
In a solid fuel production method for producing a solid fuel mixed with coal or pulverized alone and used as a pulverized fuel by heating biomass in an oxygen-deficient atmosphere,
Heat hard biomass including plant shells, berries and seeds for 30 to 90 minutes at a treatment temperature at which oxygen concentration is 1 to 5% and HGI (hard glove grindability index) of the produced solid fuel is 30 to 60 And producing the solid fuel by carbonizing the solid fuel.
前記硬質バイオマスの炭化処理により発生した熱分解ガスを燃焼し、生成した燃焼ガスを前記炭化処理の熱源として用いることを特徴とする請求項1若しくは2記載の固体燃料製造方法。   The solid fuel production method according to claim 1 or 2, wherein the pyrolysis gas generated by the carbonization treatment of the hard biomass is burned, and the generated combustion gas is used as a heat source for the carbonization treatment. バイオマスを酸素欠乏雰囲気下で加熱する炭化炉を備え、石炭と混合して若しくは単独で粉砕され微粉燃料として用いられる固体燃料を製造する固体燃料製造システムにおいて、
前記炭化炉が、酸素濃度1〜5%で且つ処理温度350〜400℃の炉内条件に設定され、植物の殻類、実、種子を含む硬質バイオマスを前記条件下にて30〜90分加熱して炭化処理することにより前記固体燃料を製造する装置であることを特徴とする固体燃料製造システム。
In a solid fuel production system comprising a carbonization furnace for heating biomass in an oxygen-deficient atmosphere and producing solid fuel that is mixed with coal or pulverized alone and used as pulverized fuel,
The carbonization furnace is set to in-furnace conditions with an oxygen concentration of 1 to 5% and a processing temperature of 350 to 400 ° C., and the hard biomass containing plant shells, fruits and seeds is heated for 30 to 90 minutes under the above conditions. The solid fuel production system is a device for producing the solid fuel by performing carbonization treatment.
前記炭化炉にて発生した熱分解ガスを燃焼させる燃焼炉を備えており、
前記燃焼炉にて生成した燃焼ガスの少なくとも一部を、前記炭化処理の熱源として前記炭化炉に供給する燃焼ガスラインを設けたことを特徴とする請求項4記載の固体燃料製造システム。
A combustion furnace for burning the pyrolysis gas generated in the carbonization furnace,
The solid fuel production system according to claim 4, further comprising a combustion gas line that supplies at least a part of the combustion gas generated in the combustion furnace to the carbonization furnace as a heat source for the carbonization treatment.
前記固体燃料を粉砕して微粉化した微粉燃料を燃焼させ、蒸気を生成するボイラ火炉を備えており、
前記燃焼ガスラインを分岐させ、前記炭化炉に供給する燃焼ガスを除く他の燃焼ガスを前記ボイラ火炉の熱交換部に供給する燃焼ガスラインを設けたことを特徴とする請求項5記載の固体燃料製造システム。
Combusting the pulverized pulverized fuel by pulverizing the solid fuel, comprising a boiler furnace for generating steam,
6. The solid according to claim 5, further comprising a combustion gas line for branching the combustion gas line and supplying a combustion gas other than the combustion gas supplied to the carbonization furnace to a heat exchange section of the boiler furnace. Fuel production system.
前記固体燃料を粉砕して微粉化した微粉燃料を燃焼させ、蒸気を生成するボイラ火炉と、該ボイラ火炉から排出される排ガスを処理する排ガス処理設備とを備えたシステムであって、
前記炭化炉からの排ガスを前記排ガス処理設備に供給する排ガスラインを設け、前記炭化炉からの排ガスと前記ボイラ火炉からの排ガスをともに処理することを特徴とする請求項4乃至6の何れかに記載の固体燃料製造システム。
A system comprising a boiler furnace that combusts pulverized pulverized fuel by pulverizing the solid fuel and generates steam, and an exhaust gas treatment facility that processes exhaust gas discharged from the boiler furnace,
7. An exhaust gas line for supplying exhaust gas from the carbonization furnace to the exhaust gas treatment facility is provided, and the exhaust gas from the carbonization furnace and the exhaust gas from the boiler furnace are both treated. The solid fuel production system described.
石炭と混合して若しくは単独で粉砕され微粉燃料として用いられる固体燃料において、
植物の殻類、実、種子を含む硬質バイオマスを、酸素濃度1〜5%で且つ処理温度350〜400℃で30〜90分加熱して炭化処理することにより製造されることを特徴とする固体燃料。
In the solid fuel used as a pulverized fuel mixed with coal or pulverized alone,
Solids produced by carbonizing a hard biomass containing plant shells, berries and seeds at an oxygen concentration of 1 to 5% and a treatment temperature of 350 to 400 ° C. for 30 to 90 minutes. fuel.
石炭と混合して若しくは単独で粉砕され微粉燃料として用いられる固体燃料において、
植物の殻類、実、種子を含む硬質バイオマスを、酸素濃度1〜5%で且つ製造される固体燃料のHGIが30〜60となる処理温度で30〜90分加熱して炭化処理することにより製造されることを特徴とする固体燃料。
In the solid fuel used as a pulverized fuel mixed with coal or pulverized alone,
By carbonizing hard biomass containing plant shells, berries and seeds at an oxygen concentration of 1 to 5% and a treatment temperature at which the HGI of the produced solid fuel is 30 to 60 for 30 to 90 minutes A solid fuel manufactured.
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