JP2019059880A - Method of producing solidified carbide - Google Patents

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Kiyoshi Sakuragi
潔 櫻木
暁 須網
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暁 須網
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Abstract

To produce a solidified carbide at a low cost.SOLUTION: A circular column 4 of a carbide is produced by steps of crushing a carbide 1, mixing the crushed carbide 1 with acetic acid (an aqueous solution of acetic acid) as a coagulant to make the electric potential of the surface of the carbide particles closer to zero to generate a coagulation force on the particles of the carbide 1 to form aggregate 2, and compression molding the aggregate.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、炭化物を成型して固化物を製造する炭化物固化体の製造方法に関する。   The present invention relates to a method of producing a solidified carbide by solidifying carbide to produce a solid.

炉やボイラ等の還元剤(燃料)として、近年、バイオマスの炭化物の適用が検討されている。また、炉やボイラ等の還元剤(燃料)として、石炭の粉砕物を用いたコークスが適用されている。バイオマスの炭化物および石炭の粉砕物は、輸送、ハンドリング、及び、貯蔵を容易にするために、成型品(ペレット状、粒状)として用いられることがある。   In recent years, application of carbides of biomass has been considered as a reducing agent (fuel) for furnaces and boilers. Moreover, the coke using the ground material of coal is applied as a reducing agent (fuel), such as a furnace and a boiler. Pulverized material of biomass carbide and coal may be used as a shaped product (pellet-like, granular) to facilitate transportation, handling and storage.

バイオマスの炭化物や石炭の粉砕物(炭化物)を成型品にするために、従来から、粘結材(バインダー)を用いて固化体とすることが種々提案されている(例えば、特許文献1)。粘結材(バインダー)を用いて炭化物をペレット状や粒状に成形することで、ハンドリングが容易となり、輸送コストや貯蔵コストを抑制することができる。   In order to make biomass carbide or pulverized coal (carbide) of coal into a molded product, various proposals have conventionally been made to form a solidified body using a caking additive (binder) (for example, Patent Document 1). By forming the carbide into a pellet or granular form using a caking material (binder), handling becomes easy, and transportation costs and storage costs can be suppressed.

しかし、従来から提案されている技術では、成型品(固化体)を得るために、粘結材(バインダー)を用いるとともに、より強固な固化体を得るために、多くの場合高温高圧にて成型を行う必要があった。このため、材料のコスト、及び、加工時の温度管理、圧力管理の手間が嵩み、炭化物の固化体を得るためには費用がかかるのが現状であった。   However, in the conventionally proposed technology, in order to obtain a molded product (solidified body), a caking material (binder) is used, and in order to obtain a more rigid solidified body, molding is often performed at high temperature and high pressure Had to do. For this reason, the cost of the material, the temperature control at the time of processing, and the time of pressure control are increased, and it has been the case that it is expensive to obtain a solidified body of carbide.

特開2015−63581号公報JP, 2015-63581, A

本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、炭化物固化体を安価に製造することができる炭化物固化体の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a method for producing a solidified carbide body which can produce a solidified carbide body at low cost.

上記目的を達成するための請求項1に係る本発明の炭化物固化体の製造方法は、炭化物を粉砕し、粉砕された前記炭化物に凝集剤を混合して粒子を凝集させることで凝集物を形成し、前記凝集物を圧密成形することで炭化物固化体を得ることを特徴とする。   In order to achieve the above object, according to the method for producing a solidified carbide of the present invention according to claim 1, an aggregate is formed by pulverizing a carbide and mixing a flocculating agent with the crushed carbide to aggregate particles. And compacting the aggregates to obtain a solidified carbide body.

請求項1に係る本発明では、凝集剤を混合して粒子を凝集させることで凝集物を形成し、凝集物を圧密成形することで炭化物固化体を得るので、バインダーを用いることなく凝集物を形成して炭化物固化体を得ることができる。この結果、炭化物固化体を安価に製造することが可能になる。   In the first aspect of the present invention, the flocculating agent is mixed to aggregate the particles to form an aggregate, and the aggregate is compacted to obtain a carbide solidified body. Therefore, the aggregate is formed without using a binder. It can be formed to obtain a solidified carbide. As a result, it is possible to produce a solidified carbide body at low cost.

そして、請求項2に係る本発明の炭化物固化体の製造方法は、請求項1に記載の炭化物固化体の製造方法において、前記凝集剤は、前記粒子の表面の電位を低下させる酸であることを特徴とする。   And in the method for producing a solidified carbide body according to the second aspect of the present invention, in the method for producing a solidified carbide body according to the first aspect, the coagulant is an acid that lowers the potential of the surface of the particles. It is characterized by

粒子の凝集性を高める効果の一因として、特に炭化物においては、粒子表面の電位と水素濃度指数(pH)との間には、水素濃度指数(pH)が低くなるに従って(酸性側になるに従って)表面電荷がゼロに近づく関係があることが知られている。   As a part of the effect of enhancing the cohesion of particles, especially in carbides, as the hydrogen concentration index (pH) becomes lower between the potential of the particle surface and the hydrogen concentration index (pH) It is known that there is a relation that the surface charge approaches zero.

このような知見に基づき、請求項2に係る本発明では、粉砕された炭化物に酸を混合している(酸を混合して凝集性を高めている)。粉砕された炭化物に酸を加えることで、炭化物の粒子の表面の電位の値がゼロに近づき、粒子同士の反発力が低減されるために、粒子を凝集させて粒子の凝集性を向上させることができる。   Based on such a finding, in the present invention according to claim 2, the ground carbide is mixed with an acid (the acid is mixed to enhance the cohesiveness). By adding an acid to the crushed carbide, the value of the potential of the surface of the carbide particles approaches zero, and the repulsive force between the particles is reduced, thereby aggregating the particles and improving the cohesion of the particles. Can.

尚、酸としては、木酢液、ギ酸、酢酸などの炭化物製造プロセスで生じる副生成物、及び、工業用の酸(塩酸、硝酸、硫酸等)を適用することができる。   In addition, as an acid, a by-product generated in a carbide production process such as wood vinegar, formic acid, acetic acid and the like, and an industrial acid (hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid etc.) can be applied.

また、請求項3に係る本発明の炭化物固化体の製造方法は、請求項2に記載の炭化物固化体の製造方法において、前記酸を溶媒に溶解させずに前記炭化物に混合することを特徴とする。   In the method for producing a solidified carbide body according to a third aspect of the present invention, in the method for producing a solidified carbide body according to the second aspect, the acid is mixed with the carbide without being dissolved in a solvent. Do.

請求項3に係る本発明では、純粋な酸により、炭化物の種類に応じて粒子の表面電荷を低下させ、炭化物の粒子を容易に凝集させることができる。   According to the third aspect of the present invention, the pure acid can reduce the surface charge of the particles according to the type of the carbide and can easily aggregate the carbide particles.

また、請求項4に係る本発明の炭化物固化体の製造方法は、請求項2に記載の炭化物固化体の製造方法において、前記酸を水に溶解して水溶液とし、前記酸の前記水溶液を前記炭化物に混合することを特徴とする。   In the method for producing a solidified carbide body according to a fourth aspect of the present invention, in the method for producing a solidified carbide body according to the second aspect, the acid is dissolved in water to form an aqueous solution, and the aqueous solution of the acid is the aqueous solution It is characterized by mixing with carbide.

請求項4に係る本発明では、酸の水溶液を用いて、炭化物の種類に応じて粒子の表面電荷を低下させ、炭化物の粒子を容易に凝集させることができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the aqueous solution of the acid can be used to reduce the surface charge of the particles according to the type of the carbide and to easily aggregate the carbide particles.

また、請求項5に係る本発明の炭化物固化体の製造方法は、請求項2から請求項4のいずれか一項に記載の炭化物固化体の製造方法において、前記炭化物に対する酸水溶液の割合を10%以下にしたことを特徴とする。   Further, in the method for producing a solidified carbide according to the present invention according to claim 5, in the method for producing a solidified carbide according to any one of claims 2 to 4, the ratio of the aqueous acid solution to the carbide is 10%. It is characterized in that it is less than%.

請求項5に係る本発明では、炭化物に対する酸(純粋な酸、酸の水溶液)の重量含有率を10%以下(好ましくは1%から10%)にしたので、炭化物の粒子を的確に凝集させることができる。   In the present invention according to claim 5, the weight content of the acid (pure acid, acid aqueous solution) to the carbide is 10% or less (preferably 1% to 10%), and therefore, the particles of the carbide are properly aggregated. be able to.

また、請求項6に係る本発明の炭化物固化体の製造方法は、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の炭化物固化体の製造方法において、前記炭化物はバイオマス由来の炭化物であることを特徴とする。   In the method for producing a solidified carbide according to the present invention according to claim 6, in the method for producing a solidified carbide according to any one of claims 1 to 5, the carbide is a biomass-derived carbide It is characterized by

請求項6に係る本発明では、バイオマス由来の炭化物の固化体を製造することができる。尚、バイオマスとしては、木質のバイオマスを適用することが好適である。バイオマスとしては、植物由来のバイオマス等、木質以外のバイオマス(草本、下水汚泥など)を用いることが可能である。また、炭化物としては石炭の粉砕粉を適用し、固化体としてコークスを製造することも可能である。   In the present invention according to claim 6, a solidified body of biomass-derived carbide can be produced. As biomass, it is preferable to apply woody biomass. As biomass, it is possible to use biomass (grass, sewage sludge, etc.) other than wood, such as biomass derived from plants. Moreover, it is also possible to apply the ground powder of coal as a carbide and to manufacture coke as a solidified body.

本発明の炭化物固化体の製造方法は、炭化物固化体を安価に製造することが可能になる。   The method for producing a solidified carbide body according to the present invention makes it possible to inexpensively produce a solidified carbide body.

本発明の一実施例に係る炭化物固化体の製造方法の処理フロー図である。It is a processing flow figure of the manufacturing method of the carbide solidification object concerning one example of the present invention. 本発明の一実施例に係る炭化物固化体の製造方法の工程概念図である。It is a process conceptual diagram of the manufacturing method of the carbide solidification object concerning one example of the present invention. 本発明の一実施例に係る炭化物固化体の製造方法の工程概念図である。It is a process conceptual diagram of the manufacturing method of the carbide solidification object concerning one example of the present invention. 炭化物固化体としての円柱塊の外観図である。It is an external view of the cylindrical lump as a carbide solidification object. 炭化物の表面電位と水素濃度指数(pH)との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the surface potential of a carbide, and a hydrogen concentration index (pH). 円柱塊の強度を説明するグラフである。It is a graph explaining the intensity | strength of a cylinder block. 圧縮手段の他の実施例(ダイスと回転ローラ:図2)の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the other Example (die and rotary roller: FIG. 2) of a compression means.

粒子が凝集するメカニズムの一つに、粒子の表面の電荷が影響することが知られている。つまり、粒子の表面の電位が中和状態にあると、粒子同士の反発力が緩和され、粒子が結合しやすくなることが知られている(固化体になりやすくなることが知られている)。   It is known that the charge on the surface of the particles influences one of the mechanisms by which the particles aggregate. That is, it is known that when the potential of the surface of the particles is in a neutralized state, the repulsive force between the particles is alleviated and the particles are easily bonded (it is known that they become easily solidified). .

そして、炭化物粒子の表面の電位と水素濃度指数(pH)との間には、例えば、pHが低くなるに従って(酸性側になるに従って)、表面の電位がゼロに近づく関係があることが知られている。本発明はこのような知見に基づき、なされたものである。   And, it is known that there is a relation between the electric potential of the surface of the carbide particles and the hydrogen concentration index (pH), for example, the electric potential of the surface approaches zero as the pH becomes lower (as the acid side). ing. The present invention has been made based on such findings.

即ち、以下に示す実施例では、粉砕された炭化物に凝集剤として酸(例えば、酢酸)を混合し、炭化物の粒子の表面の電位をゼロに近づけ、表面の電位を中和状態にして粒子同士の反発力を低減させている。これにより、炭化物の粒子を凝集しやすくして粒子の凝集性を向上させ、バインダー等を用いることなく、炭化物固化体を製造している。   That is, in the example shown below, an acid (for example, acetic acid) is mixed as a flocculant with the crushed carbide, the potential of the surface of the carbide particles is brought close to zero, and the potential of the surface is neutralized. The repulsive force of the Thereby, the particles of the carbide are easily aggregated to improve the aggregation of the particles, and the solidified carbide is manufactured without using a binder or the like.

以下、図面を参照して本発明の炭化物固化体の製造方法を具体的に説明する。   Hereinafter, the method for producing a solidified carbide body of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図1には酢酸(酢酸水溶液)を混合する場合の本発明の一実施例に係る炭化物固化体の製造方法の処理の流れ、図2には炭化物を凝集させた状況の外観、図3にはプレス成形により円柱塊を成形している状況の概略、図4には円柱塊の外観、図5には炭化物の表面の電位と水素濃度指数(pH)との関係を表すグラフ、図6には圧縮強度の結果を表すグラフを示してある。   1 shows the process flow of the method for producing a solidified carbide according to an embodiment of the present invention in the case of mixing acetic acid (acetic acid aqueous solution), FIG. 2 shows the appearance of a state in which carbide is agglomerated, FIG. An outline of the situation where a cylindrical mass is formed by press molding, FIG. 4 shows the appearance of the cylindrical mass, FIG. 5 a graph showing the relationship between the surface potential of the carbide and the hydrogen concentration index (pH), FIG. A graph representing the result of the compressive strength is shown.

図1に示すように、炭化物として、木質のバイオマス由来の炭化物1を粉砕し、粉砕された炭化物1に凝集剤である酸(例えば、酢酸、酢酸水溶液)を混合して粒子を凝集させることで凝集物2を形成する。つまり、図2に示すように、粉砕された炭化物1に酢酸、もしくは酢酸水溶液を混合し、粒子を凝集させることで凝集物2を形成する。   As shown in FIG. 1, the carbide 1 derived from woody biomass is crushed as a carbide, and the crushed carbide 1 is mixed with an acid (for example, acetic acid, an aqueous solution of acetic acid) which is a coagulant to aggregate particles. Aggregate 2 is formed. That is, as shown in FIG. 2, acetic acid or an aqueous acetic acid solution is mixed with the crushed carbide 1 to aggregate the particles to form an aggregate 2.

尚、バイオマスとしては、植物由来のバイオマス等、木質以外のバイオマスを用いることが可能である。また、炭化物としては石炭の粉砕粉を適用し、炭化物固化体としてコークスを製造することも可能である。また、酸としては酢酸の他に、ギ酸、塩酸、硝酸、硫酸等を用いることが可能である。   As biomass, biomass other than wood such as plant-derived biomass can be used. Moreover, it is also possible to apply the ground powder of coal as a carbide and to manufacture coke as a carbide solidification object. In addition to acetic acid, it is possible to use formic acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid or the like as the acid.

酢酸水溶液を用いた場合(純粋な酢酸を用いた場合であっても)、炭化物固化体に占める(炭化物固化体に対する)酢酸水溶液(純粋な酸)の重量含有率は少ないことが好ましい(例えば、1%から10%)。また、用いる酢酸水溶液の酢酸濃度は大きくすることが好ましい。酢酸水溶液の酢酸濃度を0%から100%とし、炭化物固化体に占める酢酸水溶液の重量含有率を10%以下(例えば、1%から10%)にした場合において、粉砕された炭化物1に酢酸水溶液を混合した結果、いずれの濃度の水溶液の場合でも炭化物1の粒子を凝集させて凝集物2が形成されたことが確認されている。   When an aqueous acetic acid solution is used (even when pure acetic acid is used), it is preferable that the weight content of the aqueous acetic acid solution (pure acid) in the solidified carbide (relative to the solidified carbide) be small (for example, 1% to 10%). Moreover, it is preferable to make the acetic acid concentration of the acetic acid aqueous solution to be used large. When the acetic acid concentration of the aqueous acetic acid solution is 0% to 100%, and the weight content of the aqueous acetic acid solution in the solidified carbide is 10% or less (for example, 1% to 10%) As a result of mixing, it was confirmed that the aggregates 2 were formed by aggregating the particles of the carbide 1 in the case of the aqueous solution of any concentration.

図5に示すように、木質のバイオマスの炭化物の粒子の表面の電位は、水素濃度指数(pH)が低くなるに従って(酸性側になるに従って)、ゼロに近づくようになっている。このため、粉砕された炭化物1に酢酸(酢酸水溶液)を混合することで、表面の電位がゼロに近づき、粒子同士の反発力が低減する。これにより、炭化物1の粒子が凝集しやすくなり、炭化物1の粒子の凝集性を向上させることができる(炭化物1の粒子が結合しやすくなる)。   As shown in FIG. 5, the surface potential of the woody biomass carbide particles approaches zero as the hydrogen concentration index (pH) decreases (as the acid side is reached). Therefore, by mixing acetic acid (aqueous acetic acid solution) with the crushed carbide 1, the surface potential approaches zero, and the repulsive force between particles decreases. Thereby, the particles of the carbide 1 are easily aggregated, and the aggregation of the particles of the carbide 1 can be improved (the particles of the carbide 1 are easily bonded).

図1に示すように、炭化物1の粒子を凝集させた凝集物2を成型して炭化物固化体としての円柱塊4を得る。即ち、図3に示すように、凝集物2をプレス装置5に投入し、凝集物2をプレス成形(圧密成形)することで炭化物固化体である円柱塊4を得る。   As shown in FIG. 1, an aggregate 2 obtained by aggregating particles of carbide 1 is molded to obtain a cylindrical block 4 as a carbide solidified body. That is, as shown in FIG. 3, the aggregate 2 is put into a press 5 and the aggregate 2 is press-formed (consolidated) to obtain a cylindrical block 4 which is a carbide solidified body.

図3に示すように、プレス装置5は、底付きの筒状の下型6と下型6の筒内に挿入されて嵌合する上型7とを備えている。下型6に供給された凝集物2は、上型7が下型6に所定の圧力(例えば、20MPa)で所定時間(例えば、5分間)、押し付けられることで(荷重が加えられることで)、所定の大きさに加圧(圧密)され、円柱状の円柱塊4(図4参照)が得られる。   As shown in FIG. 3, the press device 5 includes a bottomed cylindrical lower die 6 and an upper die 7 which is inserted into and fitted in the cylinder of the lower die 6. The aggregate 2 supplied to the lower mold 6 is pressed by pressing the upper mold 7 to the lower mold 6 at a predetermined pressure (for example, 20 MPa) for a predetermined time (for example, 5 minutes) (by applying a load) Then, it is pressurized (consolidated) to a predetermined size, and a cylindrical cylindrical mass 4 (see FIG. 4) is obtained.

0.2gの凝集物2を下型6に充填し、上型7に20MPaの荷重を加え、加圧後5分間保持して、直径10mm、高さ2mmの円柱塊4を得た。凝集物2を円柱塊4とすることで、炭化物1(図1参照)が酸素と接触し難くなることで自然発火性を抑制できるとともに、粉塵発生の抑制、体積あたりの発熱量増大が期待できることから、ハンドリングがより容易となり、輸送コストを抑えることに加え、保管等の管理のコストを抑制することができる。   0.2 g of the aggregate 2 was filled in the lower mold 6, a load of 20 MPa was applied to the upper mold 7, and held for 5 minutes after pressing, to obtain a cylindrical block 4 having a diameter of 10 mm and a height of 2 mm. By making the aggregate 2 into a cylindrical block 4, it is possible to suppress the spontaneous ignition property by making the carbide 1 (see FIG. 1) difficult to contact with oxygen, and suppress dust generation and increase in calorific value per volume can be expected. Thus, the handling becomes easier, and in addition to the reduction of the transportation cost, the cost of management such as storage can be suppressed.

酢酸水溶液を用いた場合の4種類の凝集物(A、B、C、D)を用いてプレス装置5により円柱塊を成形した。4種類の凝集物(A、B、C、D)で成形した円柱塊について、荷重を加え、破壊されるまでの力(N)と変位(mm)を測定した。試験速度は0.3mm/minとした。円柱塊に亀裂が入り、破壊された時の力(N)を円柱塊が耐え得る最大荷重として評価した。   A cylindrical block was formed by the press device 5 using four types of aggregates (A, B, C, D) in the case of using an aqueous solution of acetic acid. A load was applied to a cylindrical block formed of four types of aggregates (A, B, C, D), and the force (N) and the displacement (mm) until breakage were measured. The test speed was 0.3 mm / min. The cylinder block was cracked and the force (N) when broken was evaluated as the maximum load that the cylinder block can withstand.

凝集物は以下の通りであり、炭化物固化体に占める酢酸水溶液の重量含有率を10%としてある。
凝集物A(比較例:酢酸水溶液の酢酸濃度0%)
炭化物1に水のみを加えたもの(炭化物:水:酢酸=9:1:0)
凝集物B(実施例:酢酸水溶液の酢酸濃度20%)
炭化物1に水と酢酸を加えたもの(炭化物:水:酢酸=9:0.8:0.2)
凝集物C(実施例:酢酸水溶液の酢酸濃度50%)
炭化物1に水と酢酸を同量加えたもの(炭化物:水:酢酸=9:0.5:0.5)
凝集物D(実施例:酢酸水溶液の酢酸濃度100%)
炭化物1に酢酸のみを加えたもの(炭化物:水:酢酸=9:0:1)
The aggregates were as follows, and the weight content of the aqueous acetic acid solution in the solidified carbide was 10%.
Aggregate A (Comparative example: Acetic acid concentration 0% of aqueous acetic acid solution)
Water 1 added to carbide 1 (carbide: water: acetic acid = 9: 0)
Aggregate B (Example: Acetic acid concentration 20% of aqueous acetic acid solution)
Water and acetic acid added to carbide 1 (carbide: water: acetic acid = 9: 0.8: 0.2)
Aggregate C (Example: Acetic acid concentration 50% of aqueous acetic acid solution)
Equal amount of water and acetic acid added to carbide 1 (carbide: water: acetic acid = 9: 0.5: 0.5)
Aggregate D (Example: 100% acetic acid concentration of aqueous acetic acid solution)
Carbide 1 with acetic acid only (carbide: water: acetic acid = 9: 0: 1)

4種類の凝集物(A、B、C、D)を用いた円柱塊の最大荷重を図6に実線で示した(図中○印で示してある)。   The maximum load of a cylindrical block using four types of aggregates (A, B, C, D) is indicated by a solid line in FIG. 6 (indicated by 印 in the figure).

図6に示すように、凝集物Aを用いた円柱塊(図中A○)に対し、凝集物Bを用いた円柱塊は(図中B○)の最大荷重は、約40Nとなり、凝集物Cを用いた円柱塊は(図中C○)の最大荷重は、約45Nとなり、濃度が大きくなるにしたがって、最大荷重が高くなることがわかった。そして、凝集物Dを用いた円柱塊(図中D○)の最大荷重は、50(N)を超え、凝集物Aを用いた円柱塊(図中A○)を用いた円柱塊の最大荷重に比べ、大幅に高くなることがわかった。このため、円柱塊の最大強度は、酢酸の有無と混合割合による影響を受けることが確認された。   As shown in FIG. 6, while the cylindrical block using aggregate B (A) in the figure) has a maximum load of about 40 N, while the cylindrical block using aggregate B (A) in the figure) is about 40 N It was found that the maximum load of the cylinder block using C (C と な り in the figure) is about 45 N, and the maximum load increases as the concentration increases. And the maximum load of the cylinder block (D in the figure) using the aggregate D exceeds 50 (N), and the maximum load of the cylinder block using the cylinder block (A in the figure) using the aggregate A It was found to be much higher than that of Therefore, it was confirmed that the maximum strength of the cylinder block is influenced by the presence or absence of acetic acid and the mixing ratio.

尚、炭化物固化体に占める酢酸水溶液の重量含有率を1%から10%の範囲とし、酢酸水溶液の酢酸濃度を、例えば、20%、50%、100%とした場合、上述と同様に、酢酸の有無と混合割合により、濃度が大きくなるにしたがって、最大荷重が高くなることが確認されている。例えば、炭化物固化体に占める酢酸水溶液の重量含有率が低い場合に、最大荷重がより高くなることが確認されている。   When the weight content of the aqueous acetic acid solution in the solidified carbide is in the range of 1% to 10% and the acetic acid concentration of the aqueous acetic acid solution is, for example, 20%, 50%, or 100%, acetic acid is the same as above. It has been confirmed that the maximum load increases as the concentration increases, depending on the presence or absence of and the mixing ratio. For example, it has been confirmed that the maximum load is higher when the weight content of the aqueous acetic acid solution in the solidified carbide is low.

上述したように、炭化物1の粒子が酢酸の存在下で凝集され、粒子が凝集されたた凝集物2を圧密することで、高い圧縮強度を有する円柱塊4が得られる。   As described above, the particles of the carbide 1 are agglomerated in the presence of acetic acid, and the agglomerates 2 in which the particles are agglomerated are consolidated to obtain a cylinder block 4 having high compressive strength.

酸として無水酢酸を用いた場合の例を説明する。上述した4種類の凝集物(A、B、C、D)に対し、酢酸水溶液に代えて無水酢酸水溶液を用いた場合の結果を図6に破線で示した(図中□印で示してある)。   An example where acetic anhydride is used as the acid will be described. With respect to the four types of aggregates (A, B, C, D) described above, the results in the case of using an acetic anhydride aqueous solution instead of the acetic acid aqueous solution are shown by broken lines in FIG. ).

図6に示すように、凝集物Aを用いた円柱塊(図中A□)に対し、無水酢酸による凝集物Bを用いた円柱塊(図中B□)の最大荷重は、約35Nとなり、凝集物Cを用いた円柱塊(図中C□)の最大荷重は、約38Nとなり、酢酸を用いた場合と同様に、無水酢酸濃度が大きくなるにしたがって、最大荷重が高くなることがわかった。そして、無水酢酸のみによる凝集物Dを用いた円柱塊(図中D□)の最大荷重は、45(N)を超え、凝集物Aを用いた円柱塊(図中A□)を用いた円柱塊の最大荷重に比べ、大幅に高くなっていることがわかった。このため、円柱塊の最大強度は、酢酸と同様に、無水酢酸の有無と混合割合による影響を受けることが確認された。   As shown in FIG. 6, the maximum load of the cylinder block (B in the figure) using the aggregate B with acetic anhydride is about 35 N with respect to the cylinder block (A in the figure) using the aggregate A, The maximum load of the cylinder block (C in the figure) using aggregate C was about 38 N, and it was found that the maximum load increased as the acetic anhydride concentration increased, as in the case of using acetic acid. . And the maximum load of the cylinder block (D in the figure) using the aggregate D with only acetic anhydride exceeds 45 (N), and the cylinder using the cylinder block (A in the figure) using the aggregate A It was found that it was significantly higher than the maximum load of the mass. For this reason, it was confirmed that the maximum strength of the cylinder block is influenced by the presence or absence of acetic anhydride and the mixing ratio, similarly to acetic acid.

尚、炭化物固化体に占める無水酢酸水溶液の重量含有率を1%から10%の範囲とし、無水酢酸水溶液の無水酢酸濃度を、例えば、20%、50%、100%とした場合、酢酸の場合と同様に、無水酢酸の有無と混合割合により、濃度が大きくなるにしたがって、最大荷重が高くなることが確認されている。   In the case of acetic acid, when the weight content of the aqueous acetic anhydride solution in the solidified carbide is in the range of 1% to 10% and the acetic anhydride concentration in the aqueous acetic anhydride solution is, for example, 20%, 50%, 100%. Similarly to the above, it has been confirmed that the maximum load increases as the concentration increases, depending on the presence or absence of acetic anhydride and the mixing ratio.

上述したように、炭化物1の粒子が無水酢酸の存在下で凝集され、粒子が凝集された凝集物2を圧密することで、高い圧縮強度を有する円柱塊4が得られる。   As described above, the particles of the carbide 1 are agglomerated in the presence of acetic anhydride, and the agglomerates 2 in which the particles are agglomerated are consolidated to obtain a cylinder block 4 having a high compressive strength.

上述した炭化物固化体の製造方法は、木質のバイオマスの炭化物1を粉砕し、粉砕された炭化物に純粋な酢酸を含む酢酸水溶液(純粋な無水酢酸を含む無水酢酸水溶液)を混合して凝集物2を形成し、凝集物2をプレス装置5で加圧成形(圧密成形)して円柱塊4を得ている。このため、酸を用いることで、結合剤(バインダー)を用いることなく凝集物2を形成し、円柱塊4を得ることができ、木質のバイオマスの炭化物1を固化体にした円柱塊4を安価に製造することが可能になる。   The method for producing a solidified carbide as described above comprises grinding the carbonized biomass 1 of woody biomass and mixing the ground carbide with an aqueous acetic acid solution containing pure acetic acid (pure aqueous acetic anhydride solution containing acetic anhydride) to form aggregates 2 And press molding (consolidation molding) the aggregate 2 with a press device 5 to obtain a cylindrical block 4. For this reason, by using an acid, the aggregate 2 can be formed without using a binder (binder), a cylindrical block 4 can be obtained, and the cylindrical block 4 in which the carbide 1 of woody biomass is solidified is inexpensive. It will be possible to manufacture.

そして、プレス装置5で加圧成形して円柱塊4を得ているため、円柱塊4が酸素と接触しにくくなり、自然発熱を抑制できるようになる上、粉塵飛散が抑制できることから、木質のバイオマスの炭化物1のハンドリングが容易となり、輸送コストを下げて燃料のコストを低下させることが可能になり、保管等の管理のコストを抑制することができる。   Then, since the cylinder block 4 is obtained by pressure molding with the press device 5, the cylinder block 4 is less likely to contact with oxygen, and natural heat generation can be suppressed, and dust scattering can be suppressed, so The handling of the biomass carbide 1 becomes easy, the transportation cost can be reduced and the cost of fuel can be reduced, and the cost of management such as storage can be suppressed.

図7に基づいて圧縮手段の他の実施例を説明する。図7にはダイスと回転ローラを用いたペレット製造装置の外観を示してある。   Another embodiment of the compression means will be described based on FIG. FIG. 7 shows the appearance of a pellet production apparatus using a die and a rotating roller.

ペレット製造装置11は、固定されたダイス(円盤)12に多数のダイス孔13が形成され、ダイス12の上を回転ローラ14が回転しながら旋回する。凝集物2は上部から投入され、ダイス(円盤)12とダイス12に挟まれて加圧され(圧密され)、ダイス孔13を通って押し出され、カッタにより切断されてペレット15(炭化物固化体)とされる。   In the pellet production apparatus 11, a large number of die holes 13 are formed in a fixed die (disk) 12, and the rotating roller rotates while rotating on the die 12. The aggregate 2 is introduced from the top, sandwiched between the die (disk) 12 and the die 12 and pressurized (consolidated), extruded through the die hole 13, cut by a cutter, and pelletized 15 (carbide solidified body) It is assumed.

従って、凝集物2をペレット製造装置11に投入し、凝集物2を圧密成形することで炭化物固化であるペレット15を得ることができる。   Therefore, the aggregate 2 is introduced into the pellet production apparatus 11, and the aggregate 2 is compacted to obtain a pellet 15 which is carbide solidified.

上述した炭化物固化体の製造方法は、木質のバイオマスの炭化物1を粉砕し、粉砕された炭化物に酢酸(酢酸水溶液)を混合して凝集物2を形成し、凝集物2をペレット製造装置11で加圧成形(圧密成形)してペレット15を得ている。このため、結合剤(バインダー)を用いることなく凝集物2を形成してペレット15を得ることができ、木質のバイオマスの炭化物1を固化体にしたペレット15を安価に製造することが可能になる。そして、木質のバイオマスの炭化物1を圧密してペレット15としているので、単位体積当たりの発熱量を確保することができ、燃料としての実用性を高めることができる。   In the method for producing a solidified carbide, the biomass 1 of woody biomass is crushed, acetic acid (acetic acid aqueous solution) is mixed with the crushed carbide to form an aggregate 2, and the aggregate 2 is pelletized by a pelletizing apparatus 11. The pellet 15 is obtained by pressure molding (compact molding). For this reason, the aggregate 2 can be formed without using a binder (binder) to obtain the pellet 15, and it becomes possible to inexpensively manufacture the pellet 15 in which the carbide 1 of woody biomass is solidified. . And, since the carbonized biomass 1 of woody biomass is consolidated to form pellets 15, the calorific value per unit volume can be secured, and the practicability as a fuel can be enhanced.

本発明は炭化物固化体の製造方法の産業分野で利用することができる。   The present invention can be used in the industrial field of a method for producing a solidified carbide body.

1 炭化物
2 凝集物
4 円柱塊
5 プレス装置
6 下型
7 上型
11 ペレット製造装置
12 ダイス
13 ダイス孔
14 回転ローラ
15 ペレット

Reference Signs List 1 carbide 2 aggregate 4 cylinder block 5 pressing device 6 lower die 7 upper die 11 pellet producing device 12 die 13 die hole 14 rotating roller 15 pellet

Claims (6)

炭化物を粉砕し、粉砕された前記炭化物に凝集剤を混合して粒子を凝集させることで凝集物を形成し、前記凝集物を圧密成形することで炭化物固化体を得る
ことを特徴とする炭化物固化体の製造方法。
The carbide is crushed, and an aggregating agent is mixed with the crushed carbide to coagulate particles to form an aggregate, and the aggregate is compacted to obtain a carbide solidified body. How to make the body.
請求項1に記載の炭化物固化体の製造方法において、
前記凝集剤は、前記粒子の表面の電位を低下させる酸である
ことを特徴とする炭化物固化体の製造方法。
In the method for producing a solidified carbide body according to claim 1,
The method for producing a solidified carbide body, wherein the coagulant is an acid that lowers the potential of the surface of the particles.
請求項2に記載の炭化物固化体の製造方法において、
前記酸を溶媒に溶解させずに前記炭化物に混合する
ことを特徴とする炭化物固化体の製造方法。
In the method for producing a solidified carbide body according to claim 2,
A method of producing a solidified carbide body, comprising mixing the acid with the carbide without dissolving the acid in a solvent.
請求項2に記載の炭化物固化体の製造方法において、
前記酸を水に溶解して水溶液とし、
前記酸の前記水溶液を前記炭化物に混合する
ことを特徴とする炭化物固化体の製造方法。
In the method for producing a solidified carbide body according to claim 2,
The acid is dissolved in water to form an aqueous solution,
Mixing the aqueous solution of the acid with the carbide;
請求項2から請求項4のいずれか一項に記載の炭化物固化体の製造方法において、
前記炭化物に対する酸水溶液の割合を10%以下にした
ことを特徴とする炭化物固化体の製造方法。
In the method for producing a solidified carbide body according to any one of claims 2 to 4,
The method for producing a solidified carbide body, wherein the ratio of the aqueous acid solution to the carbide is 10% or less.
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の炭化物固化体の製造方法において、
前記炭化物はバイオマス由来の炭化物である
ことを特徴とする炭化物固化体の製造方法。


In the method for producing a solidified carbide body according to any one of claims 1 to 5,
The method for producing a solidified carbide body, wherein the carbide is a biomass-derived carbide.


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