JP2010091198A

JP2010091198A - 木質タールの燃料処理装置および方法

Info

Publication number: JP2010091198A
Application number: JP2008262303A
Authority: JP
Inventors: Mitsuharu Kagawa; 光治香川; Kihachiro Denda; 喜八郎傳田; Hirochika Moriyasu; 弘周守安; Hideto Horai; 秀人蓬莱
Original assignee: Nikko Co Ltd; Nikko KK; Maeda Road Construction Co Ltd
Current assignee: Nikko Co Ltd; Nikko KK; Maeda Road Construction Co Ltd
Priority date: 2008-10-09
Filing date: 2008-10-09
Publication date: 2010-04-22

Abstract

【課題】最近のバイオマス処理によって大量の木質タールが生じ、その大量の木質タールを有効に利用することにある。
【解決手段】バイオマス処理によって生成される木質タールをボイラーやドライヤー等の燃料用として利用するために、木質タールを７０℃以下、好ましくは３５〜７０℃に加熱して流動性を維持して粘度を霧化しやすい数ｃＰ〜３００ｃＰとしてボイラーやドライヤー等の燃焼用のバーナー１１に配管６を介して送給自在としている。燃焼用のバーナー１１へ送給する配管６の途中に木質タールを３５〜７０℃に加熱するプレヒータ７を配設し、また配管の途中に木質タールの粘度を検出する粘度センサー１４を設けて、送給する木質タールを所要の粘度範囲にプレヒータ７で加熱制御することが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、バイオマス処理によって生成される木質タールの燃料処理装置および方法に関するものである。

近年、資源の有効利用、地球温暖化防止として、廃木材や間伐材などの木質系のバイオマスをエネルギーとして利用することが盛んに行われている。このバイオエネルギーの利用として、バイオマスを直接燃焼させて熱、電気エネルギーを得たり、熱分解によって燃料ガスを得る方法等が知られている。

しかし、廃木材や間伐材などの木質系のバイオマスを熱分解すると、木質タールが生成され、従来このタールの利用手段がなくて廃棄処分に困っていた。特に、最近、バイオマス処理によって大量の木質タールが生じ、大量の木質タールを有効に処理することが必要となっている。

特許調査の結果、特開２００５−１６１１３４号公報、特開２００４−３１５６４２号公報が検索された。
上記特開２００５−１６１１３４号公報は、ＦｅＯ、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、Ｆｅ₃ Ｏ₄ 等の酸化鉄を含む組成物を触媒として用い、木質系バイオマスを６００℃以下で熱分解し、タールをほぼ１００％分解して燃料ガスとして回収することを提案している。
また、特開２００４−３１５６４２号公報は、木タール、木酢液の木質分解液に水や鉱物油、アルコール類、ガソリンを添加混合してエマルジョン燃料として利用することを提案している。

しかし、前者にあっては、触媒を介して高温で熱分解するもので、触媒を必要とするとともに、高温処理設備が必要となり、設備が高価になる。
また、後者にあっては、資源として有効に利用できる水や鉱物油、アルコール類、ガソリンを使用するもので、さらに界面活性剤も必要となり、木質タールの処理に原単価が高くなる。
特開２００５−１６１１３４号公報特開２００４−３１５６４２号公報

本発明は、最近のバイオマス処理によって大量の木質タールが生じ、その大量の木質タールを有効に処理することが課題である。

本発明は、上記のような点に鑑みたもので、上記の課題を解決するために、バイオマス処理によって生成される木質タールをボイラーやドライヤー等の燃料用として利用するために、木質タールを７０℃以下、好ましくは３５〜７０℃に加熱して流動性を維持して粘度を霧化しやすい数ｃＰ〜３００ｃＰとしてボイラーやドライヤー等の燃焼用のバーナーに配管を介して送給自在としたこと特徴とする木質タールの燃料処理装置を提供するにある。

また、木質タールを貯蔵タンクに装填して燃焼用のバーナーへ送給する配管の途中に木質タールを３５〜７０℃に加熱するプレヒータを配設し、上記プレヒータで加熱した木質タールを送給ポンプで所定の圧力に加圧してバーナーに送給自在に形成したことを特徴とする木質タールの燃料処理装置を提供するにある。

さらに、木質タールの燃焼用のバーナーへ送給する配管の途中に木質タールの粘度を検出する粘度センサーを設け、この粘度センサーを介して送給する木質タールを所要の粘度範囲にプレヒータにフィードバックして加熱制御自在に形成したことを特徴とする木質タールの燃料処理装置を提供するにある。

さらに、廃食油の燃料処理時に生成される廃グリセリンを３５℃以上に加熱して上記木質タールに５〜２０重量％添加することを特徴とする木質タールの燃料処理装置を提供するにある。

またさらに、バイオマス処理によって生成される木質タールをボイラーやドライヤー等の燃料用として利用するために、木質タールを７０℃以下、好ましくは３５〜７０℃に加熱して流動性を維持して粘度を霧化しやすい数ｃＰ〜３００ｃＰとしてボイラーやドライヤー等の燃焼用のバーナーに送給して燃焼すること特徴とする木質タールの燃料処理方法を提供するにある。

本発明は、バイオマス処理によって生成される木質タールをボイラーやドライヤー等の燃料用として利用するために、木質タールを７０℃以下、好ましくは３５〜７０℃に加熱して流動性を維持して粘度を霧化しやすい数ｃＰ〜３００ｃＰとしてボイラーやドライヤー等の燃焼用のバーナーに配管を介して送給自在としたことによって、廃棄処分に困る大量の木質タールを円滑にボイラーやドライヤー等の燃焼用のバーナーに送給でき、かつ噴霧可能にでき、有効に燃焼処理できて、ボイラーやドライヤー等の加熱や乾燥に利用することができる。

また、本発明は、木質タールを貯蔵タンクに装填して燃焼用のバーナーへ送給する配管の途中に木質タールを３５〜７０℃に加熱するプレヒータを配設し、上記プレヒータで加熱した木質タールを送給ポンプで所定の圧力に加圧してバーナーに送給自在に形成することによって、大量の木質タールを貯蔵タンクに装填して配管の途中でプレヒータで木質タールを３５〜７０℃に加熱して円滑に燃焼用のバーナーへ送給でき、ボイラーやドライヤー等の加熱や乾燥に利用することができる。

さらに、本発明は、木質タールの燃焼用のバーナーへ送給する配管の途中に木質タールの粘度を検出する粘度センサーを設け、この粘度センサーを介して送給する木質タールを所要の粘度範囲にプレヒータにフィードバックして加熱制御自在に形成することによって、生成される木質タールの品質にばらつきがあっても、粘度センサーで送給する木質タールの粘度を検出してプレヒータで適正な粘度に加熱制御して、円滑に燃焼用のバーナーへ送給でき、ボイラーやドライヤー等の加熱や乾燥に利用することができる。

またさらに、本発明は、廃食油の燃料処理時に生成される廃グリセリンを３５℃以上に加熱して上記木質タールに５〜２０重量％添加することによって、廃棄処分に困っていた廃食油の燃料処理時に生成される廃グリセリンを木質タールに添加して燃焼効率よく、ボイラーやドライヤー等の加熱や乾燥に利用することができる。

またさらに、本発明は、バイオマス処理によって生成される木質タールをボイラーやドライヤー等の燃料用として利用するために、木質タールを７０℃以下、好ましくは３５〜７０℃に加熱して流動性を維持して粘度を霧化しやすい数ｃＰ〜３００ｃＰとしてボイラーやドライヤー等の燃焼用のバーナーに送給して燃焼して利用することによって、上記のように廃棄処分に困る大量の木質タールを円滑にボイラーやドライヤー等の燃焼用のバーナーに送給でき、かつ噴霧可能にできて、有効に燃焼処理できて、ボイラーやドライヤー等の加熱や乾燥に利用することができる。

本発明の木質タールの燃料処理装置および方法は、バイオマス処理によって生成される木質タールをボイラーやドライヤー等の燃料用として利用するために、木質タールを７０℃以下、好ましくは３５〜７０℃に加熱して流動性を維持して粘度を霧化しやすい数ｃＰ〜３００ｃＰとしてボイラーやドライヤー等の燃焼用のバーナーに配管を介して送給して燃焼することを特徴としている。

木質タールの燃料処理装置は、図１のように所定容量の貯蔵タンク２にバイオマス処理によって生成される木質タールをヒータ３で所定温度に加温可能に装填し、開閉弁４等を介して送り出し用の送給ポンプ５を配設し、途中の配管６にプレヒータ７、フィルター８、開閉弁９、圧送用の送給ポンプ１０等を適宜に接続して、末端のボイラーやドライヤー等の燃焼用のバーナー１１に７０℃以下として円滑に流動してそのノズル１２から噴霧する燃焼用燃料として供給するようにしている。

木質タールは、資源の有効利用、地球温暖化防止として、廃木材や間伐材などの木質系のバイオマスをエネルギーとして利用することが盛んに行われているバイオマスを火力発電等で熱分解処理したときに生成される廃液を利用するもので、近年の状況によって大量に発生してその処分に困っているものである。

貯蔵タンク２は、１００００〜２００００リットル容量として十分な量の木質タールを装填できるようにし、その底部に防爆用のヒータ３を内装し、木質タールを劣化しない、後続のプレヒータ７で所要の温度に加熱できる２０〜３０℃位の適宜な流動状態に保温するようにしている。

また、送り出し用の送給ポンプ５、圧送用の送給ポンプ１０は、１〜５リットル／分の送給量のギヤーポンプ等として、特に圧送用の送給ポンプ１０は１０〜３０kg／cm² の圧送力として、バーナー１１のノズル１２から容易に噴射して燃焼するようにし、ブロアー１３を介して前方へ送り込むようにしている。

そして、配管６の途中に接続したプレヒータ７は防爆型のものとして、図２の木質タールの温度と粘性の関係図から木質タールの粘度を数ｃＰ〜３００ｃＰの、７０℃以下、好ましくは３５〜７０℃の温度範囲に加熱制御して円滑にボイラーやドライヤー等の燃焼用のバーナー１１に送給して、噴霧できるようにしている。なお、木質タールを７０℃にて４０時間加熱する実験によれば、図３のように木質タールが重合して高分子化し、粘性が高まってかたまりだすことが判明し、７０℃以上に加熱すると配管６に詰まりが生じたり、送給ポンプ１０内に粘着して円滑に送給できなくなるとともに、燃焼用バーナー１１での燃焼に支障を生じて好ましくない。そのため、図２から３５〜５０℃の温度範囲に維持するのが連続的に円滑に送給できてより好ましい。

そしてまた、送給ポンプ１０とバーナー１１の間の配管６にインライン用のソリッドステート等の粘度センサー１４を配設し、流通する木質タールの粘度を検出し、粘度が数ｃＰ〜３００ｃＰの範囲、好ましくは数ｃＰ〜２００ｃＰの範囲に維持できるようにプレヒータ７にフィードバックしてプレヒータ７で加熱制御するようにしている。このようにすることによって、各種のバイオマス処理によって生成される木質タールの品質にばらつきがあっても、所要の流動性、燃焼に支障のない粘度に確実に維持することができるようにできて好ましいものである。

なお、燃焼用のバーナー１１には、図１のようにノズル１２を２本並列に配設し、この１本に上記のように木質タールを送給自在に配管接続しているとともに、他の１本に燃油タンク１５に重油を装填して送給自在に配管接続し、万一の場合に代替して使用できるようにしている。また、これらの配管には、ブロアー１３の風量と連動して連動弁１６を配設して木質タール量、重油量を流量調節可能としている。また、配管は、すべて電気ヒーター等を介して保温処理している。

そしてまた、図４のように廃食油の燃料処理時に生成される廃グリセリンの貯蔵タンク１７を配設し、廃グリセリンを上記した木質タールに混合ポンプ１８等を介して添加混合して送給するようにしている。廃グリセリンは、上記した木質タールに５〜２０重量％添加、好ましくは７〜１０重量％添加して３５〜５０℃に加熱して送給することが好ましい。廃グリセリンが５重量％以下では効果が乏しく、２０重量％以上としても効果をより高められない。

廃グリセリンを木質タールに添加混合することで、廃棄処分される廃グリセリンの高燃焼力を利用して木質タールを安定して燃焼するようにできる。廃グリセリンは、高粘度なので、３０〜５０℃に保温し、３５〜５０℃にプレヒータ７で加熱して送給するのが好ましい。

図１は、本発明の一実施例を示すもので、木質タールの燃料処理装置１を図１のように２００００リットル容量の貯蔵タンク２にバイオマス処理によって生成された木質タールをその底部の防爆用のヒータ３で２０〜３０℃に加温可能に装填し、送給ポンプ５で送給自在として途中の配管６にプレヒータ７、フィルター８、開閉弁９、圧送用の送給ポンプ１０等を接続し、末端のボイラーやドライヤー等の燃焼用のバーナー１１に７０℃以下としてそのノズル１２から噴霧して燃焼するようにしている。

圧送用の送給ポンプ１０は、５リットル／分の送給量、３０kg／cm² の圧送のギヤーポンプとして、バーナー１１のノズル１２から均一に噴射して燃焼するようにし、ブロアー１３で前方へ送り込むようにしている。

配管６の途中に接続したプレヒータ７で、木質タールを２０〜７０℃の温度範囲に加熱して円滑にボイラーやドライヤー等の燃焼用のバーナーに送給し、かつ加圧噴霧可能にしている。そして、送給ポンプ１０とバーナー１１の間の配管６にインライン用のソリッドステートの粘度センサー１４を配設し、流通する木質タールの粘度を検出して粘度が数ｃＰ〜２００ｃＰの範囲に維持できるようにプレヒータ７にフィードバックしてプレヒータ７で加熱制御し、各種のバイオマス処理によって生成される木質タールの品質にばらつきがあっても、所要の流動性、燃焼に支障のない粘度に確実に維持することができるようにしている。

なお、燃焼用のバーナー１１には、図１のようにノズル１２を２本並列に配設し、この１本に上記のように配管接続しているとともに、他の１本に燃油タンク１５に重油を装填して供給自在に配管接続し、万一の場合に代替して使用できるようにしている。これらの配管には、ブロアー１３の風量と連動して連動弁１６を配設して木質タール量、重油量を流量調節可能としている。

このようにして、バイオマス処理によって生成される木質タールをボイラーやドライヤー等の燃焼用のバーナーに送給すると、廃棄処分に困る大量の木質タールを円滑にボイラーやドライヤー等の燃焼用のバーナーに送給できて、かつ噴霧可能にでき、有効に燃焼処理できて、ボイラーやドライヤー等の加熱や乾燥に利用することができる。

特に、大量の木質タールを貯蔵タンク２に装填して配管６の途中でプレヒータ７で木質タールを３５〜７０℃に加熱して円滑に燃焼用のバーナー１１へ送給でき、ボイラーやドライヤー等の加熱や乾燥に燃焼することができる。

また、木質タールの燃焼用のバーナーへ送給する配管の途中に木質タールの粘度を検出する粘度センサーを設けて、木質タールを所要の粘度範囲にプレヒータにフィードバックして加熱制御することによって、生成される木質タールの品質にばらつきがあっても、粘度センサーで送給する木質タールの粘度を検出してプレヒータで適正な粘度に加熱制御でき、円滑に燃焼用のバーナーへ送給できて、ボイラーやドライヤー等の加熱や乾燥に燃焼することができる。

図４は、本発明の他の実施例を示すもので、廃食油の燃料処理時に生成される廃グリセリンの貯蔵タンク１７を配設し、混合ポンプ１８を介して廃グリセリンを上記した木質タールに５〜２０重量％添加混合して燃焼するようにしている。廃グリセリンを木質タールに添加混合することで、廃棄処分される廃グリセリンの高燃焼力を利用して木質タールを安定して燃焼するようにできる。廃グリセリンは、高粘度なので、廃グリセリンを３５〜５０℃に加熱して適正な粘度として、上記木質タールに５〜２０重量％添加して送給して燃焼効率よく、ボイラーやドライヤー等の加熱や乾燥に燃焼することができる。

上記では、木質タールを貯蔵タンクに装填してバーナーに送給したが、バイオマス発電装置等から生成される木質タールを貯蔵タンクを介し、また介さずに供給するなど、環境に対応して本発明の趣旨にもとづいて適宜な変形態様で実施することができる。

本発明の一実施例の概要説明図、同上の木質タールの粘度−温度の関係図、同上の木質タールの性状説明用図、同上の他の実施例の概要説明図。

符号の説明

１…燃料処理装置２…貯蔵タンク３…ヒータ４、１０…送給ポンプ
６…配管７…プレヒータ１１…バーナー１２…ノズル
１４…粘度センサー

Claims

バイオマス処理によって生成されル木質タールをボイラーやドライヤー等の燃料用として利用するために、木質タールを７０℃以下、好ましくは３５〜７０℃に加熱して流動性を維持して粘度を霧化しやすい数ｃＰ〜３００ｃＰとしてボイラーやドライヤー等の燃焼用のバーナーに配管を介して送給自在としたこと特徴とする木質タールの燃料処理装置。
木質タールを貯蔵タンクに装填して燃焼用のバーナーへ送給する配管の途中に木質タールを３５〜７０℃に加熱するプレヒータを配設し、上記プレヒータで加熱した木質タールを送給ポンプで所定の圧力に加圧してバーナーに送給自在に形成したことを特徴とする請求項１に記載の木質タールの燃料処理装置。
木質タールの燃焼用のバーナーへ送給する配管の途中に木質タールの粘度を検出する粘度センサーを設け、この粘度センサーを介して送給する木質タールを所要の粘度範囲にプレヒータにフィードバックして加熱制御自在に形成したことを特徴とする請求項２に記載の木質タールの燃料処理装置。
廃食油の燃料処理時に生成される廃グリセリンを３５℃以上に加熱して上記木質タールに５〜２０重量％添加することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の木質タールの燃料処理装置。
バイオマス処理によって生成された木質タールをボイラーやドライヤー等の燃料用として利用するために、木質タールを７０℃以下、好ましくは３５〜７０℃に加熱して流動性を維持して粘度を霧化しやすい数ｃＰ〜３００ｃＰとしてボイラーやドライヤー等の燃焼用のバーナーに送給して燃焼すること特徴とする木質タールの燃料処理方法。