JP2010001423A

JP2010001423A - 炭化物燃料の製造方法

Info

Publication number: JP2010001423A
Application number: JP2008163062A
Authority: JP
Inventors: Toshiichiro Ueno; 俊一朗上野
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2008-06-23
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2010-01-07

Abstract

【課題】有機塩素化合物であるか無機塩素化合物であるかを問わず、含有される塩素の量を極めて少なく抑えた炭化物燃料を製造することが可能な炭化物燃料の製造方法を提供する。
【解決手段】紙類、プラスチックなどの都市ごみや産業廃棄物、木材、パルプなどのバイオマスを原材料として炭化物燃料を製造する炭化物燃料の製造方法であって、原材料を低酸素雰囲気の炭化炉で加熱して炭化物にする加熱工程２と、炭化物を洗浄して該炭化物に含まれる塩素を減らす脱塩素装置による脱塩素処理工程４を経て炭化物燃料を製造するに際して、加熱工程２における原材料を炭化炉に供給するまでの段階で、原材料に鉄粉Ｆｅを混合する。
【選択図】図１

Description

本発明は、紙類、プラスチックなどの都市ごみや産業廃棄物、木材、パルプなどの生物に由来するバイオマスを原材料として炭化物燃料を製造する際に用いられる炭化物燃料の製造方法に関するものである。

近年において、紙類、プラスチックなどの都市ごみや産業廃棄物、木材、パルプなどのバイオマスを原材料として炭化物燃料を製造し、得られた炭化物燃料を、例えばボイラの燃料に混合して燃焼させる試みが始まっている。
この炭化物燃料を製造するに際しては、まず、原材料を粉砕するのに続いて、低酸素雰囲気の炭化炉で加熱して炭化物にする。

次いで、炭化物を適当な粒径の炭化物粒子とするべく破砕した後、この炭化物粒子を脱塩素装置に搬送して洗浄による脱塩素処理を実施する。
ここで、炭化物燃料には相当量の塩素が含まれており、この炭化物燃料を燃焼させた際に塩素による腐食等の害がボイラ等に及ぶのを回避するべく、上記脱塩素装置において主に水による洗浄を行う。

そして、この脱塩素処理により塩素の含有量を低減させた炭化物粒子に対して、脱水機による脱水処理を行った後、この炭化物粒子を造粒機によりペレット状に成形することで、炭化物燃料を得るようになっている。
上記した製造過程を経て得られる炭化物燃料中の塩素濃度（脱塩素装置における洗浄処理後の炭化物燃料中塩素濃度）は、低濃度であるほど好ましいことから、塩素濃度をより低減させるための技術が種々提案されている。

炭化物燃料の製造段階における塩素濃度低減技術としては、例えば、多段の洗浄槽を用いて炭化物粒子の洗浄を繰り返す技術（特許文献１参照）や、温水を用いて炭化物粒子を洗浄する技術（特許文献２参照）や、スチームを用いて炭化物粒子を洗浄する技術（特許文献３参照）があるほか、酸性又はアルカリ性の溶液で炭化物粒子を洗浄する技術（特許文献４参照）がある。
特開2006-290911号公報特許第3506893号公報特許第3501925号公報特開2005-8662号公報

しかしながら、上記した従来における炭化物燃料の製造方法に採用される塩素濃度の低減技術は、炭化物中に含まれる塩素が、水溶液に溶解する無機塩素であることを前提としていることから、炭化物中に含まれている水に溶け難い有機塩素の低減には、効果を期待することができないという問題があり、この問題を解決することが従来の課題となっている。

本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、有機塩素化合物であるか無機塩素化合物であるかを問わず、含有される塩素の量を極めて少なく抑えた炭化物燃料を製造することが可能な炭化物燃料の製造方法を提供することを目的としている。

上記した目的を達成するために、本発明者は、土壌に含まれるトリクロロベンゼン等の有機塩素化合物の分解に鉄粉が用いられていることに着目した。この手法は、これまでの研究結果（参考文献；東ソー研究・技術報告第50巻（2006）p55-58）からも判っている手法であり、反応式（１）に示すように、鉄粉を土壌に混合して、この鉄粉の還元力により有機塩素化合物（ＲＣｌ）を分解する方法である。

Ｆｅ＋ＲＣｌ＋Ｈ_２Ｏ → ＲＨ＋Ｆｅ_２＋Ｃｌ⁻＋ＯＨ⁻反応式（１）
但し、ＲＨは脱塩素後の有機物である。
そして、本発明者は、土壌中の有機塩素化合物の分解に利用されている鉄粉を炭化物中の有機塩素化合物の分解に用いることを見出し、本発明をするに至った。

すなわち、本発明の請求項１に係る発明は、紙類、プラスチックなどの都市ごみや産業廃棄物、木材、パルプなどのバイオマスを原材料として炭化物燃料を製造する炭化物燃料の製造方法であって、前記原材料を低酸素雰囲気の炭化炉で加熱して炭化物にする加熱工程と、前記炭化物を洗浄して該炭化物に含まれる塩素を減らす脱塩素処理工程を経て前記炭化物燃料を製造するに際して、前記加熱工程における前記原材料を前記炭化炉に供給するまでの段階で、前記原材料に鉄粉を混合する構成としたことを特徴としており、この炭化物燃料の製造方法の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。

また、本発明の請求項２に係る発明も、紙類、プラスチックなどの都市ごみや産業廃棄物、木材、パルプなどのバイオマスを原材料として炭化物燃料を製造する炭化物燃料の製造方法であって、前記原材料を低酸素雰囲気の炭化炉で加熱して炭化物にする加熱工程と、前記炭化物を洗浄して該炭化物に含まれる塩素を減らす脱塩素処理工程を経て前記炭化物燃料を製造するに際して、前記加熱工程が終了した段階で、前記炭化炉より搬出されて熱を保持した状態の炭化物に鉄粉を混合する構成としたことを特徴としており、この炭化物燃料の製造方法の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。

本発明の請求項１に係る炭化物燃料の製造方法では、原材料に鉄粉を混合して炭化炉に供給すると、炭化炉において原材料と鉄粉との混合物（炭化物と鉄粉との混合物）が加熱されることとなり、これにより、炭化物中の有機塩素化合物が分解するので、炭化物中に含まれる洗浄では除去し得なかった有機塩素の量を大幅に減らし得ることとなる。
また、本発明の請求項２に係る炭化物燃料の製造方法では、炭化炉より搬出された炭化物に鉄粉を混合すると、炭化物自身が保持する熱により、炭化物と鉄粉との混合物が加熱されることとなり、これによっても、炭化物中の有機塩素化合物が分解するので、炭化物中に含まれる有機塩素の量を大幅に減らし得ることとなる。

本発明の請求項１及び請求項２に係る炭化物燃料の製造方法では、上記した構成としているので、いずれの場合も、無機塩素を除去することができるのは勿論のこと、炭化物中に含まれる有機塩素の量をも大幅に減らすことができ、したがって、含有される塩素の量を極めて少なく抑えた炭化物燃料を製造することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。

以下、本発明に係る炭化物燃料の製造方法の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態による炭化物燃料の製造方法を説明する工程図である。
図１に示すように、この炭化物燃料の製造方法は、紙類、プラスチックなどの都市ごみや産業廃棄物、木材、パルプなどのバイオマスである原材料を粉砕機により粉砕する粉砕工程１と、この粉砕機により細かく粉砕された原材料を低酸素雰囲気の炭化炉２で加熱して炭化物にする加熱工程２と、この炭化炉から搬出された炭化物を適当な粒径の炭化物粒子とするべく破砕機で破砕する破砕工程３と、適当な粒径となった炭化物粒子を脱塩素装置により洗浄してこの炭化物粒子に含まれる塩素を減らす脱塩素工程４と、この脱塩素装置での脱塩素処理により塩素の含有量を低減させた炭化物粒子に対して脱水機により脱水処理を行う脱水工程５と、この脱水機から搬出された炭化物粒子を造粒機によりペレット状に成形する成形工程６から主としてなっており、原材料を炭化炉に供給するまでの段階で原材料に鉄粉Ｆｅを混合するようにしている。

この炭化物燃料の製造方法により炭化物燃料を製造するに際しては、まず、粉砕機により原材料を粉砕する粉砕工程１を行うのに続いて、この粉砕工程１で細かく粉砕された原材料を低酸素雰囲気の炭化炉により加熱して炭化物にする加熱工程２を実施する。
このとき、原材料を炭化炉に供給するまでの段階で、すなわち、粉砕機により原材料を粉砕する粉砕工程１の段階で、原材料に鉄粉Ｆｅを混合する。

次いで、炭化炉から搬出された炭化物を破砕機により適当な粒径の炭化物粒子とするべく破砕する破砕工程３を経た後、この炭化物粒子を脱塩素装置に搬送して洗浄により塩素を除去する脱塩素工程４を実施する。
次に、この脱塩素工程４を経て塩素の含有量が減った炭化物粒子から脱水機により水分を取る脱水工程５を実施した後、この炭化物粒子を造粒機によりペレット状に成形する成形工程６を行うことで、炭化物燃料を得るようになっている。

このように、上記した炭化物燃料の製造方法では、粉砕機により原材料を粉砕する粉砕工程１の段階で、原材料に鉄粉Ｆｅを混合するようにしているので、加熱工程２における炭化炉において、原材料と鉄粉Ｆｅとの混合物が加熱されることとなり、これにより、炭化物中の有機塩素化合物が分解することとなって、炭化物中に含まれる洗浄では除去し得なかった有機塩素の量を大幅に減らし得ることとなる。

したがって、洗浄を行う脱塩素工程４での脱塩素量が向上して、無機塩素は勿論のこと、炭化物中に含まれる有機塩素の量をも大幅に減らし得ることとなり、その結果、塩素含有量が極めて少ない炭化物燃料を製造し得ることとなる。
図２は、本発明の他の実施形態による炭化物燃料の製造方法を説明する工程図であり、図２に示すように、この実施形態による炭化物燃料の製造方法では、加熱工程２が終了した段階で、炭化物に対して鉄粉Ｆｅを混合するようにしている。

この実施形態に係る炭化物燃料の製造方法によって炭化物燃料を製造するに際しては、まず、粉砕機により原材料を粉砕する粉砕工程１を行うのに続いて、この粉砕工程１で細かく粉砕された原材料を低酸素雰囲気の炭化炉により加熱して炭化物にする加熱工程２を実施する。
この加熱工程２が終了した段階で、炭化炉より搬出されて熱を保持した状態の炭化物に対して鉄粉Ｆｅを混合する。

次いで、炭化炉から搬出されて鉄粉Ｆｅが混合された炭化物を破砕機により適当な粒径の炭化物粒子とするべく破砕する破砕工程３を経た後、この炭化物粒子を脱塩素装置に搬送して洗浄により塩素を除去する脱塩素工程４を実施する。
次に、この脱塩素工程４を経て塩素の含有量が減った炭化物粒子から脱水機により水分を取る脱水工程５を実施した後、この炭化物粒子を造粒機によりペレット状に成形する成形工程６を行うことで、炭化物燃料を得るようになっている。

このように、上記した炭化物燃料の製造方法では、加熱工程２が終了した段階で、炭化炉より搬出されて熱を保持した状態の炭化物に鉄粉Ｆｅを混合するようにしているので、炭化物自身が保持する熱により、炭化物と鉄粉Ｆｅとの混合物が加熱されることとなり、これによっても、炭化物中の有機塩素化合物が分解することとなって、炭化物中に含まれる洗浄では除去し得なかった有機塩素の量を大幅に減らし得ることとなる。

したがって、上記した先の実施形態と同様に、洗浄を行う脱塩素工程４での脱塩素量が向上して、無機塩素は言うまでもなく、炭化物中に含まれる有機塩素の量をも大幅に減らし得ることとなり、その結果、塩素含有量を極力少なく抑えた炭化物燃料を製造し得ることとなる。

本発明に係る炭化物燃料の製造の一実施形態を示す工程説明図である。本発明に係る炭化物燃料の製造の他の実施形態を示す工程説明図である。

符号の説明

２加熱工程
４脱塩素工程
Ｆｅ鉄粉

Claims

紙類、プラスチックなどの都市ごみや産業廃棄物、木材、パルプなどのバイオマスを原材料として炭化物燃料を製造する炭化物燃料の製造方法であって、
前記原材料を低酸素雰囲気の炭化炉で加熱して炭化物にする加熱工程と、
前記炭化物を洗浄して該炭化物に含まれる塩素を減らす脱塩素処理工程を経て前記炭化物燃料を製造するに際して、
前記加熱工程における前記原材料を前記炭化炉に供給するまでの段階で、前記原材料に鉄粉を混合する
ことを特徴とする炭化物燃料の製造方法。
紙類、プラスチックなどの都市ごみや産業廃棄物、木材、パルプなどのバイオマスを原材料として炭化物燃料を製造する炭化物燃料の製造方法であって、
前記原材料を低酸素雰囲気の炭化炉で加熱して炭化物にする加熱工程と、
前記炭化物を洗浄して該炭化物に含まれる塩素を減らす脱塩素処理工程を経て前記炭化物燃料を製造するに際して、
前記加熱工程が終了した段階で、前記炭化炉より搬出されて熱を保持した状態の炭化物に鉄粉を混合する
ことを特徴とする炭化物燃料の製造方法。