JP2011112228A - 高カロリーバイオ燃料貯留サイロを備えた蒸気ボイラ - Google Patents

Abstract

【課題】
蒸気ボイラの燃焼炉へバイオ燃料素材を直接投入していたのでは、精密な対応はできなく安定しないという不具合があった。また、ボイラから出る高温の燃焼ガスを乾燥機へ導入すると、乾燥対象物の含有水分量が低い場合には火災を起こすとがあったり、ボイラから出る高温の燃焼ガスに火の粉が混ざっていると乾燥機内で容易に着火し火災の原因となっていた。
【解決手段】
乾燥機にバイオ燃料素材供給器から水分を含んだバイオ燃料素材を投入し、蒸気ボイラから送られる高温の燃焼ガスによって乾燥させて、高カロリーのバイオ燃料とし、乾燥機から排出されるガスを集塵した塵埃と、該高カロリーのバイオ燃料とを一旦貯留する高カロリーバイオ燃料貯留サイロを備え、該サイロから定量的に高カロリーバイオ燃料を蒸気ボイラの燃焼炉に供給することとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、蒸気ボイラの廃熱を利用し、水分の多いバイオ燃料素材を乾燥させ、高発熱量を発生させるバイオ燃料とする装置に関するものである。

ボイラでの燃焼により発生した燃焼排ガスでバイオ燃料を乾燥させ、石炭ボイラの副燃料として使用する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、穀粒を乾燥させ、貯留する乾燥機が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

本発明でいうバイオ燃料とは化石燃料以外の生物系燃料で、特に森林の廃材、とうもろこしの茎や茸培地など農業廃棄物、家畜の糞などの畜産廃棄物からなる燃料となりうる発熱量を有するものである。

特開２００５−２９１５２６号公報 特開２００９−１２７８８４号公報

蒸気ボイラの燃焼炉へは燃料をボイラが所望する一定カロリー供給する必要があり、バイオ燃料素材を直接投入していたのでは精密な対応はできなく安定しないという不具合があった。

また、ボイラから出る高温の燃焼ガスを乾燥機へ導入すると、乾燥対象物の含有水分量が低い場合には火災を起こすとがあったり、ボイラから出る高温の燃焼ガスに火の粉が混ざっていると乾燥機内で容易に着火し火災の原因となっていた。

乾燥機にバイオ燃料素材供給器から水分を含んだバイオ燃料素材を投入し、蒸気ボイラから送られる高温の燃焼ガスによって乾燥させて、高カロリーのバイオ燃料とし、乾燥機から排出されるガスを集塵した塵埃と、該高カロリーのバイオ燃料とを一旦貯留する高カロリーバイオ燃料貯留サイロを備え、該サイロから定量的に高カロリーバイオ燃料を蒸気ボイラの燃焼炉に供給することとした。

蒸気ボイラから送られる高温の燃焼ガスは、火の粉止した後、冷風混合器によって温度調節して、乾燥機へ供給することとした。

水分を多く含んだバイオ燃料素材は森林の廃材、とうもろこしの茎や茸培地など農業廃棄物、家畜の糞などの畜産廃棄物からなる生物系燃料であることとした。

バイオ燃料素材は一般廃棄物として処理費用が発生していたが、高カロリーのバイオ燃料にして蒸気ボイラで使用することで、廃棄物を減らし、処理費用がかからなくなった。

従来、大気中へ放出していた廃熱を利用するので、総合熱効率が高まり、バイオ燃料の有効利用が可能となった。

冷風混合器によって温度調節する前の低酸素時に火の粉止し、乾燥させるバイオ燃料素材に合わせて温度調節した燃焼ガスを乾燥機に送るので、乾燥機内での火災発生事故が発生しなくなった。

サイロへ高カロリーバイオ燃料を貯留するので、蒸気ボイラの燃焼炉への定量安定供給が可能となった。

火の粉止として小石を用いたので、熱容量が大きくしかも安価で確実に火の粉を除去できるようになった。

本発明の構成を示す模式図である。 図１の点線で囲んだ要部を拡大して示す拡大図である。

以下、本願発明の実施例を図面よって説明する。図１中１１は蒸気ボイラで、高カロリーバイオ燃料を燃料とする燃焼炉１０によって熱せられ蒸気を発生させる。発生した蒸気は工場へ送られ利用される。

１２は煙道で、蒸気ボイラ１１とエゼクタ１３をつないでいる。図示していないエゼクタファンによって誘引された燃焼ガスは、煙道１２を通ってエゼクタ１２内に配されたサイクロン１４で煤塵を除去された後、大気へと放出される。

大気へ放出される前の燃焼ガスを吸引ファン１６によって引き出し、火の粉止１７によって火の粉を除去した後、冷風混合器５０によって温度を調節し、乾燥機２０へ送る。
また、エゼクタ１３を使用せず、燃焼ガス全量を吸引ファン１６によって引き出し、乾燥に使用する場合もある。

火の粉止１７は小石の間に燃焼ガスを通すことによって行われている。

冷風混合器５０は図２で示すように、燃焼ガスが通る主管５１に、冷風空気（外気）を取り入れる冷風管５２が接続されている。温度測定機５３で冷風との混合後の燃焼ガス温度を測定し、設定した温度になるようダンパ弁５４の開閉調整を自動的に行う。通常燃焼ガス温は４００度程度あるものを２００度程度に自動調整している。

前記冷風との混合後の燃焼ガス温度の設定はバイオ燃料素材や気候条件などを考慮して決定される。また、５５はダンパ弁の開閉を駆動するダンパモータである。

バイオ燃料素材供給器２１から水分を多く含んだバイオ燃料素材が定量コンベア２２によって取出され、搬送コンベア２３で乾燥機２０へ投入される。

乾燥機２０はパドルドライヤーでバイオ燃料素材に合わせて回転数や滞留時間が適宜設定される。乾燥機２０はパドルドライヤーの他に、ロータリーキルン等が用いられる。

乾燥機２０へ投入されたバイオ燃料素材は冷風混合器５０によって温度調整された燃焼ガスによって乾燥させられる。一定時間燥溜され水分を除去された高カロリーのバイオ燃料となって乾燥機２０から取出され、貯留サイロ３０へ搬送され貯留される。

また、乾燥機２０へ送られた燃焼ガスは集塵機４０に設けられた排気ファン４１によって誘引され、集塵機４０によって塵埃を除去された後、大気へと放出される。

集塵機４０に溜まった塵埃は、高カロリーのバイオ燃料であるので回収され貯留サイロ３０へ貯留される。貯留サイロ３０に高カロリーバイオ燃料が多量に貯まった場合には、別に取出し、他の燃焼炉の燃料としても利用する。

高カロリーのバイオ燃料は一般に水分量が２５％で約３０００ｋｃａｌ／Ｋｇ、２０％で約３５００ｋｃａｌ／Ｋｇの熱量を持つ。

貯留サイロ３０の定量供給機３１は高カロリーバイオ燃料を燃焼炉１０へ定量供給する。

燃焼炉１０の運転立ち上がり時は、乾燥機２０内の温度がバイオ燃料素材乾燥に適していないので、バイオ燃料素材の投入は行わない。乾燥機２０に温度センサ２４を設け、設定温度以下の時にはバイオ燃料素材の投入は行わないようコントロールする。

乾燥機２０内の温度が高温であるほど時間効率はよくなるので、安全な範囲でできるだけ高温に設定している。

１０ 燃焼炉
１１ 蒸気ボイラ
１２ 煙道
１３ エゼクタ
１４ サイクロン
１６ 吸引ファン
１７ 火の粉止
２０ 乾燥機
２１ バイオ燃料素材供給器
２２ 定量コンベア
２３ 搬送コンベア
２４ 温度センサ
３０ 貯留サイロ
３１ 定量供給機
４０ 集塵機
４１ 排気ファン
５０ 冷風混合器
５１ 主管
５２ 冷風管
５３ 温度測定機
５４ ダンパ弁
５５ ダンパモータ

Claims (4)

1. 乾燥機にバイオ燃料素材供給器から水分を含んだバイオ燃料素材を投入し、蒸気ボイラから送られる高温の燃焼ガスによって乾燥させて、高カロリーのバイオ燃料とし、乾燥機から排出されるガスを集塵した塵埃と、該高カロリーのバイオ燃料とを一旦貯留する高カロリーバイオ燃料貯留サイロを備え、該サイロから定量的に高カロリーバイオ燃料を蒸気ボイラの燃焼炉に供給することを特徴とする高カロリーバイオ燃料貯留サイロを備えた蒸気ボイラ。
2. 請求項１において、蒸気ボイラから送られる高温の燃焼ガスは、火の粉止した後、冷風混合器によって高カロリーバイオ燃料の着火温度以下に温度調節して、乾燥機へ供給することを特徴とする高カロリーバイオ燃料貯留サイロを備えた蒸気ボイラ。
3. 請求項２において、火の粉止は、小石の間を通すことによって行われることを特徴とする高カロリーバイオ燃料貯留サイロを備えた蒸気ボイラ。
4. 請求項１において、水分を多く含んだバイオ燃料素材は森林の廃材、とうもろこしの茎や茸培地など農業廃棄物、家畜の糞などの畜産廃棄物からなる生物系燃料であることを特徴とする高カロリーバイオ燃料貯留サイロを備えた蒸気ボイラ。

Images