JP2019172766A - Producing method for fuel pellet - Google Patents
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Abstract
【課題】所望の性状を有する燃料ペレットを製造することができる燃料ペレットの製造方法の提供。【解決手段】木質系バイオマス１２と、汚泥１６及び工場残渣２０の少なくとも一方とを乾燥させる乾燥工程１４，１８，２２と、乾燥処理された木質系バイオマスと、乾燥処理された汚泥及び乾燥処理された工場残渣の少なくとも一方とを混合して混合燃料３０を製造する混合工程２６と、混合燃料３０を押出し成形して燃料ペレット３２とするペレット化工程２８と、成形された燃料ペレット３２の性状を解析し、性状が予め設定した閾値内に収まるように、混合工程２６における木質系バイオマス１２に対する汚泥１６及び工場残渣２０の少なくとも一方の混合割合、乾燥工程１４，１８，２２における乾燥時間、乾燥温度、ペレット化工程２８における混合燃料３０の押出し圧力の内の少なくとも一つを調整する調整工程と、を有する。【選択図】図１An object of the present invention is to provide a fuel pellet manufacturing method capable of manufacturing fuel pellets having desired properties. A drying process for drying woody biomass 12, sludge 16 and at least one of plant residues 20, woody biomass that has been dried, sludge that has been dried and sludge that has been dried. A mixing step 26 of mixing at least one of the plant residue obtained to produce a mixed fuel 30, a pelletizing step 28 of extruding the mixed fuel 30 to form a fuel pellet 32, and a property of the formed fuel pellet 32. Analyzed, the mixing ratio of at least one of the sludge 16 and the plant residue 20 with respect to the woody biomass 12 in the mixing step 26, the drying time in the drying steps 14, 18 and 22, and the drying temperature so that the properties fall within a preset threshold value. Adjusting the at least one of the extrusion pressures of the mixed fuel 30 in the pelletizing step 28. . [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、燃料ペレットの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing fuel pellets.
特許文献１〜３に示すように、バイオマス燃料が知られている。バイオマスは安定して供給することが困難であるため、汚泥等をバインダー（繋ぎ）として使用して、ペレット化することが試みられている。 As shown in Patent Documents 1 to 3, biomass fuels are known. Since it is difficult to stably supply biomass, attempts have been made to pelletize using sludge or the like as a binder.
しかし、発熱量や組成の変動の大きい地域のバイオマスを用いると、製造されたペレットの性状のばらつきも大きくなるという問題があった。 However, when biomass in a region where the calorific value and composition fluctuate greatly is used, there has been a problem that variations in the properties of the produced pellets also increase.
本発明は、上記事実を考慮して、所望の性状を有する燃料ペレットを製造することができる燃料ペレットの製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a fuel pellet manufacturing method capable of manufacturing fuel pellets having desired properties in consideration of the above facts.
請求項１に記載の燃料ペレットの製造方法は、木質系バイオマスと、汚泥及び工場残渣の少なくとも一方とを乾燥させる乾燥工程と、乾燥させた前記木質系バイオマスを粉砕する粉砕工程と、粉砕された前記木質系バイオマスと、汚泥及び工場残渣の少なくとも一方とを混合して混合燃料を製造する混合工程と、前記混合燃料を押出し成形して燃料ペレットとするペレット化工程と、成形された前記燃料ペレットの性状を解析し、前記燃料ペレットの性状が予め設定した閾値内になるように、前記混合工程における前記木質系バイオマスに対する前記汚泥及び前記工場残渣の少なくとも一方の混合割合、前記乾燥工程における乾燥時間、前記乾燥工程における乾燥温度、前記ペレット化工程における前記混合燃料の押出し圧力の内の少なくとも一つを調整する調整工程と、を有する。 The method for producing fuel pellets according to claim 1 includes a drying step of drying woody biomass and at least one of sludge and factory residue, a pulverizing step of pulverizing the dried woody biomass, and pulverizing A mixing step of mixing the woody biomass and at least one of sludge and factory residue to produce a mixed fuel, a pelletizing step of extruding the mixed fuel to form fuel pellets, and the formed fuel pellets The mixing ratio of at least one of the sludge and the factory residue with respect to the woody biomass in the mixing step, the drying time in the drying step, so that the properties of the fuel pellets are within a preset threshold value , At least a drying temperature in the drying step and an extrusion pressure of the mixed fuel in the pelletizing step Having an adjusting step of adjusting one, the.
請求項１に記載の燃料ペレットの製造方法では、乾燥工程で、木質系バイオマスと、汚泥及び工場残渣の少なくとも一方とを乾燥させる。 In the fuel pellet manufacturing method according to claim 1, the woody biomass and at least one of sludge and factory residue are dried in the drying step.
混合工程では、乾燥処理された木質系バイオマスと、乾燥処理された汚泥及び乾燥処理された工場残渣の少なくとも一方とを混合して混合燃料を製造する。 In the mixing step, the dried woody biomass is mixed with at least one of the dried sludge and the dried factory residue to produce a mixed fuel.
ペレット化工程では、混合燃料を押出し成形して燃料ペレットとする。 In the pelletizing step, the mixed fuel is extruded to form fuel pellets.
そして、調整工程において、押出し成形された燃料ペレットの性状を解析し、ペレットの性状が予め設定した閾値内になるように、混合工程における木質系バイオマスに対する汚泥及び工場残渣の少なくとも一方の混合割合、乾燥工程における乾燥時間、乾燥工程における乾燥温度、ペレット化工程における混合燃料の押出し圧力の内の少なくとも一つを調整する。 And, in the adjustment step, the properties of the extruded fuel pellets are analyzed, and the mixing ratio of at least one of sludge and factory residue with respect to the woody biomass in the mixing step so that the properties of the pellets are within a preset threshold value, At least one of the drying time in the drying process, the drying temperature in the drying process, and the extrusion pressure of the mixed fuel in the pelletizing process is adjusted.
これにより、予め設定した閾値内の性状となった所望の燃料ペレットを得ることが可能となる。言い換えれば、燃料ペレットの製造方法では、フィードバック制御が行われており、これにより、予め設定した閾値内の性状となった所望の燃料ペレットを得ることができる。 Thereby, it becomes possible to obtain a desired fuel pellet having a property within a preset threshold. In other words, in the method for producing fuel pellets, feedback control is performed, and thereby desired fuel pellets having properties within a preset threshold can be obtained.
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃料ペレットの製造方法において、前記木質系バイオマスを粉砕する粉砕工程を有する。 Invention of Claim 2 has a grinding | pulverization process which grind | pulverizes the said woody biomass in the manufacturing method of the fuel pellet of Claim 1.
請求項２に記載の燃料ペレットの製造方法では、粉砕工程で木質系バイオマスを粉砕することができる。したがって、木質系バイオマスと、汚泥及び工場残渣の少なくとも一方とを混合する前に、木質系バイオマスを粉砕することができる。木質系バイオマスを粉砕することで、木質系バイオマスを粉化、または細かなチップ状とすることができ、混合工程において、木質系バイオマスと汚泥及び工場残渣の少なくとも一方とを均一に混合することが可能となる。 In the fuel pellet manufacturing method according to claim 2, the woody biomass can be pulverized in the pulverization step. Therefore, before mixing woody biomass with at least one of sludge and factory residue, woody biomass can be pulverized. By pulverizing the woody biomass, the woody biomass can be pulverized or made into fine chips, and in the mixing step, the woody biomass and at least one of sludge and factory residue can be mixed uniformly. It becomes possible.
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の燃料ペレットの製造方法において、前記木質系バイオマスは竹である。 According to a third aspect of the present invention, in the method for producing fuel pellets according to the first or second aspect, the woody biomass is bamboo.
請求項３に記載の燃料ペレットの製造方法では、木質系バイオマスとして竹が用いられ、竹を燃料として有効利用することができる。 In the method for producing fuel pellets according to claim 3, bamboo is used as the woody biomass, and bamboo can be effectively used as fuel.
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の燃料ペレットの製造方法において、前記解析で前記燃料ペレットの含水率を測定し、測定した含水率に応じて前記調整を行う。 According to a fourth aspect of the present invention, in the fuel pellet manufacturing method according to any one of the first to third aspects, the moisture content of the fuel pellet is measured in the analysis, and the measured moisture content is determined. To make the adjustment.
請求項４に記載の燃料ペレットの製造方法では、燃料ペレットの含水率を測定し、測定した含水率に応じて混合工程における木質系バイオマスに対する汚泥及び工場残渣の少なくとも一方の混合割合、乾燥工程における乾燥時間、乾燥工程における乾燥温度、ペレット化工程における混合燃料の押出し圧力の内の少なくとも一つを調整し、予め設定した閾値内の性状、一例として所望の含水率となった燃料ペレットを得ることができる。 In the method for producing fuel pellets according to claim 4, the moisture content of the fuel pellets is measured, and the mixing ratio of at least one of sludge and factory residue with respect to the woody biomass in the mixing step according to the measured moisture content, in the drying step By adjusting at least one of the drying time, the drying temperature in the drying process, and the extrusion pressure of the mixed fuel in the pelletizing process, to obtain fuel pellets having a predetermined moisture content, for example, a desired moisture content Can do.
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の燃料ペレットの製造方法において、前記解析で前記燃料ペレットの燃焼させた際の高位発熱量を測定し、測定した高位発熱量に応じて前記調整を行う。 The invention according to claim 5 is the method for producing fuel pellets according to any one of claims 1 to 4, wherein a high calorific value when the fuel pellets are burned in the analysis is measured, The said adjustment is performed according to the measured high calorific value.
請求項５に記載の燃料ペレットの製造方法では、燃料ペレットの燃焼させた際の高位発熱量を測定し、測定した高位発熱量に応じて測定した含水率に応じて混合工程における木質系バイオマスに対する汚泥及び工場残渣の少なくとも一方の混合割合、乾燥工程における乾燥時間、乾燥工程における乾燥温度、ペレット化工程における混合燃料の押出し圧力の内の少なくとも一つを調整し、予め設定した閾値内の性状となった、一例として所望の高位発熱量となった燃料ペレットを得ることができる。 In the fuel pellet manufacturing method according to claim 5, the high calorific value when the fuel pellet is burned is measured, and the wood biomass in the mixing process is measured according to the moisture content measured according to the measured high calorific value. Adjust at least one of the mixing ratio of at least one of sludge and factory residue, the drying time in the drying process, the drying temperature in the drying process, the extrusion pressure of the mixed fuel in the pelletizing process, and a property within a preset threshold As an example, fuel pellets having a desired higher heating value can be obtained.
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の燃料ペレットの製造方法において、前記解析で前記燃料ペレットの硫黄の含有量を測定し、測定した前記硫黄の含有量に応じて前記調整を行う。 The invention according to claim 6 is the fuel pellet manufacturing method according to any one of claims 1 to 5, wherein the sulfur content of the fuel pellet is measured in the analysis, and the measured sulfur is measured. The said adjustment is performed according to content of.
請求項６に記載の燃料ペレットの製造方法では、燃料ペレットの硫黄の含有量を測定し、測定した硫黄の含有量に応じて混合工程における木質系バイオマスに対する汚泥及び工場残渣の少なくとも一方の混合割合、乾燥工程における乾燥時間、乾燥工程における乾燥温度、ペレット化工程における混合燃料の押出し圧力の内の少なくとも一つ、例えば、木質系バイオマスに対する汚泥及び工場残渣の少なくとも一方の混合割合を調整し、予め設定した閾値内の性状となった、一例として所望の硫黄の含有量となった燃料ペレットを得ることができる。 In the fuel pellet manufacturing method according to claim 6, the sulfur content of the fuel pellet is measured, and the mixing ratio of at least one of the sludge and the factory residue with respect to the woody biomass in the mixing step according to the measured sulfur content Adjusting at least one of the drying time in the drying process, the drying temperature in the drying process, and the extrusion pressure of the mixed fuel in the pelletizing process, for example, the mixing ratio of at least one of sludge and factory residue with respect to the woody biomass, As an example, fuel pellets having a desired sulfur content can be obtained that have properties within the set threshold.
請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の燃料ペレットの製造方法において、前記解析で前記燃料ペレットの塩素の含有量を測定し、測定した前記塩素の含有量に応じて前記調整を行う。 The invention according to claim 7 is the fuel pellet manufacturing method according to any one of claims 1 to 6, wherein the chlorine content of the fuel pellet is measured in the analysis, and the measured chlorine The said adjustment is performed according to content of.
請求項７に記載の燃料ペレットの製造方法では、燃料ペレットの塩素の含有量を測定し、測定した塩素の含有量に応じて混合工程における木質系バイオマスに対する汚泥及び工場残渣の少なくとも一方の混合割合、乾燥工程における乾燥時間、乾燥工程における乾燥温度、ペレット化工程における混合燃料の押出し圧力の内の少なくとも一つ、例えば、木質系バイオマスに対する汚泥及び工場残渣の少なくとも一方の混合割合を調整し、予め設定した閾値内の性状となった、一例として所望の塩素の含有量となった燃料ペレットを得ることができる。 In the fuel pellet manufacturing method according to claim 7, the chlorine content of the fuel pellet is measured, and the mixing ratio of at least one of sludge and factory residue with respect to the woody biomass in the mixing step according to the measured chlorine content Adjusting at least one of the drying time in the drying process, the drying temperature in the drying process, and the extrusion pressure of the mixed fuel in the pelletizing process, for example, the mixing ratio of at least one of sludge and factory residue with respect to the woody biomass, As an example, fuel pellets having a desired chlorine content can be obtained that have properties within the set threshold.
請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の燃料ペレットの製造方法において、前記解析で前記燃料ペレットのハードグローブ粉砕性指数を測定し、測定したハードグローブ粉砕性指数に応じて前記調整を行う。 The invention according to claim 8 is the method for producing fuel pellets according to any one of claims 1 to 7, wherein the hard glove grindability index of the fuel pellets is measured in the analysis, and the measured hard The adjustment is performed according to the glove grindability index.
請求項８に記載の燃料ペレットの製造方法では、燃料ペレットのハードグローブ粉砕性指数を測定し、測定したハードグローブ粉砕性指数に応じて混合工程における木質系バイオマスに対する汚泥及び工場残渣の少なくとも一方の混合割合、乾燥工程における乾燥時間、乾燥工程における乾燥温度、ペレット化工程における混合燃料の押出し圧力の内の少なくとも一つを調整し、予め設定した閾値内の性状となった、一例として所望のハードグローブ粉砕性指数となった燃料ペレットを得ることができる。 In the method for producing fuel pellets according to claim 8, the hard glove grindability index of the fuel pellet is measured, and at least one of sludge and woody residue for the woody biomass in the mixing process according to the measured hard glove grindability index. By adjusting at least one of the mixing ratio, the drying time in the drying process, the drying temperature in the drying process, and the extrusion pressure of the mixed fuel in the pelletizing process, it becomes a property within a preset threshold value. Fuel pellets having a glove grindability index can be obtained.
請求項９に記載の発明は、請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の燃料ペレットの製造方法において、前記木質系バイオマスに混合する前記汚泥及び前記工場残渣は、前記木質系バイオマスよりもカリウムの含有量が少ないものを用いる。 The invention according to claim 9 is the fuel pellet manufacturing method according to any one of claims 1 to 8, wherein the sludge mixed with the woody biomass and the factory residue are the woody biomass. The one having a lower potassium content than that used.
請求項９に記載の燃料ペレットの製造方法では、木質系バイオマスに混合する汚泥及び工場残渣を、木質系バイオマスよりもカリウムの含有量が少ないものとすることで、木質系バイオマスのみで製造する場合よりも燃料ペレットのカリウムの含有量を下げることができる。 In the method for producing fuel pellets according to claim 9, when the sludge mixed with the woody biomass and the factory residue are produced with only the woody biomass by making the potassium content smaller than that of the woody biomass. As a result, the potassium content of the fuel pellet can be lowered.
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜請求項９の何れか１項に記載の燃料ペレットの製造方法において、前記木質系バイオマスに混合する前記汚泥及び前記工場残渣は、前記木質系バイオマスよりもナトリウムの含有量が少ないものを用いる。 The invention according to claim 10 is the method for producing fuel pellets according to any one of claims 1 to 9, wherein the sludge mixed with the woody biomass and the factory residue are the woody biomass. The one with less sodium content is used.
請求項１０に記載の燃料ペレットの製造方法では、木質系バイオマスに混合する汚泥及び工場残渣を、木質系バイオマスよりもナトリウムムの含有量が少ないものとすることで、木質系バイオマスのみで製造する場合よりも燃料ペレットのナトリウムの含有量を下げることができる。 In the fuel pellet manufacturing method according to claim 10, the sludge and the factory residue to be mixed with the woody biomass are produced using only the woody biomass by making the content of sodium is less than that of the woody biomass. The sodium content of the fuel pellet can be reduced more than the case.
以上説明したように、本発明の燃料ペレットの製造法によれば、所望の性状を有する燃料ペレットを製造することができる、という優れた効果を有する。 As described above, according to the method for producing fuel pellets of the present invention, there is an excellent effect that fuel pellets having desired properties can be produced.
以下、本発明の一実施形態に係る燃料ペレットの製造方法を図面にしたがって説明する。図１には、本実施形態の燃料ペレットの製造方法を実現するための燃料ペレット製造装置１０が示されている。 Hereinafter, the manufacturing method of the fuel pellet which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated according to drawing. FIG. 1 shows a fuel pellet manufacturing apparatus 10 for realizing the fuel pellet manufacturing method of the present embodiment.
燃料ペレット製造装置１０は、木質系バイオマス１２を乾燥する木質系バイオマス乾燥装置１４、汚泥１６を乾燥する汚泥乾燥装置１８、工場残渣２０を乾燥する工場残渣乾燥装置２２、木質系バイオマス粉砕装置２４、混合装置２６、押出し装置２８を備えている。 The fuel pellet manufacturing apparatus 10 includes a woody biomass drying apparatus 14 for drying the woody biomass 12, a sludge drying apparatus 18 for drying the sludge 16, a factory residue drying apparatus 22 for drying the factory residue 20, a woody biomass pulverizing apparatus 24, A mixing device 26 and an extrusion device 28 are provided.
木質系バイオマス乾燥装置１４は、水分を含んだ木質系バイオマス１２をガスバーナー、電気ヒーター等で加熱して乾燥させる。汚泥乾燥装置１８は、水分を含んだ汚泥をガスバーナー、電気ヒーター等で加熱して乾燥させる。また、工場残渣乾燥装置２２は、水分を含んだ工場残渣をガスバーナー、電気ヒーター等で加熱して乾燥させる。本実施形態では、汚泥乾燥装置１８、及び工場残渣乾燥装置２２の３台の乾燥装置を用いているが、例えば、一台の乾燥装置で木質系バイオマス１２、汚泥１６、工場残渣２０の乾燥を行っても良い。 The woody biomass drying apparatus 14 heats and dries the woody biomass 12 containing moisture with a gas burner, an electric heater or the like. The sludge drying device 18 dries the sludge containing moisture by heating it with a gas burner, an electric heater or the like. Moreover, the factory residue drying apparatus 22 heats and drys the factory residue containing moisture with a gas burner, an electric heater or the like. In this embodiment, three drying apparatuses, the sludge drying apparatus 18 and the factory residue drying apparatus 22, are used. For example, the wood biomass 12, the sludge 16, and the factory residue 20 are dried by one drying apparatus. You can go.
木質系バイオマス１２としては、一例として、竹、間伐材等を用いることができる。汚泥１６としては、一例として、下水汚泥、工場の汚泥、浄化槽の汚泥等の有機物を用いることができる。なお、汚泥１６としては、木質系バイオマス１２よりもカリウムの含有量が低いものを用いることが好ましい。工場残渣２０としては、一例として、食品工場の野菜、肉、魚、穀物等の有機物を用いることができる。なお、工場残渣２０としては、木質系バイオマス１２よりもカリウムの含有量が低いものを用いることが好ましい。 As the woody biomass 12, for example, bamboo, thinned wood, or the like can be used. As the sludge 16, for example, organic substances such as sewage sludge, factory sludge, and septic tank sludge can be used. In addition, as the sludge 16, it is preferable to use what has a lower potassium content than the woody biomass 12. As an example of the factory residue 20, organic substances such as vegetables, meat, fish, and grains from food factories can be used. In addition, it is preferable to use what has a lower potassium content than the woody biomass 12 as the factory residue 20.
混合装置２６は、粉砕された乾燥処理され木質系バイオマス１２と、乾燥処理された汚泥１６、及び乾燥処理された工場残渣２０の少なくとも一方とを均一に混合し、混合燃料３０を得る。 The mixing device 26 uniformly mixes the pulverized and dried woody biomass 12 with at least one of the dried sludge 16 and the dried factory residue 20 to obtain a mixed fuel 30.
押出し装置２８は、混合燃料３０を押出し成形してカットすることで、燃料ペレット３２を製造することができる。なお、押出し装置２８は、混合燃料３０の押出し圧力を可変することができる。また、押出し装置２８は、口金（図示せず）を交換することで、種々の断面形状、及び種々の断面積の燃料ペレット３２を得ることができる。燃料ペレット３２としては、例えば、直径１０ｍｍ、長さ５０ｍｍの円柱形状（断面形状が円形）のものを挙げることができるが、寸法、形状等はこれに限らない。 The extrusion device 28 can produce the fuel pellet 32 by extruding and cutting the mixed fuel 30. Note that the extrusion device 28 can vary the extrusion pressure of the mixed fuel 30. Moreover, the extrusion apparatus 28 can obtain the fuel pellet 32 of various cross-sectional shapes and various cross-sectional areas by replacing | exchanging a nozzle | cap | die (not shown). As the fuel pellet 32, for example, a cylindrical shape having a diameter of 10 mm and a length of 50 mm (the cross-sectional shape is circular) can be cited, but the size, shape, and the like are not limited thereto.
ここで、燃料ペレット３２は、一例として石炭火力発電所３４の燃料として用いることができる。石炭火力発電所３４の燃料として用いる場合には、石炭と同様の扱い易さ、燃え易さ、高位発熱量等を有することが望ましい。そのため、燃料ペレット３２としては、形状が安定し、含水率及び高位発熱量のばらつきが抑えられた、所望の性状を有するものが望ましい。 Here, the fuel pellet 32 can be used as a fuel of the coal-fired power plant 34 as an example. When used as a fuel for the coal-fired power plant 34, it is desirable to have the same ease of handling, ease of burning, high calorific value, and the like as coal. Therefore, it is desirable that the fuel pellet 32 has a desired property with a stable shape and suppressed variation in moisture content and higher heat value.
本実施形態の燃料ペレットの製造方法の一例を、図２に示すフローチャートにしたがって説明する。 An example of the manufacturing method of the fuel pellet of this embodiment is demonstrated according to the flowchart shown in FIG.
ステップ１００では、木質系バイオマス乾燥装置１４を用いて、予め設定した量の木質系バイオマス１２を予め設定した条件（乾燥温度、乾燥時間）で乾燥させる（乾燥工程の一例）。 In step 100, the woody biomass drying apparatus 14 is used to dry a preset amount of woody biomass 12 under preset conditions (drying temperature, drying time) (an example of a drying process).
ステップ１０６では、乾燥処理された木質系バイオマス１２を、木質系バイオマス粉砕装置２４を用いて予め設定したサイズ以下となるように粉砕する（粉砕工程の一例）。これにより、後工程において、汚泥１６や工場残渣２０と混合し易くなり、燃料ペレット化も容易になる。 In step 106, the dried woody biomass 12 is pulverized using the woody biomass pulverizer 24 so as to be equal to or smaller than a preset size (an example of a pulverization step). Thereby, it becomes easy to mix with the sludge 16 and the factory residue 20 in a post process, and fuel pelletization also becomes easy.
ステップ１０２では、汚泥乾燥装置１８を用いて、予め設定した量の汚泥１６を予め設定した条件（乾燥温度、乾燥時間）で乾燥させる（乾燥工程の一例）。 In step 102, the sludge drying apparatus 18 is used to dry a predetermined amount of sludge 16 under preset conditions (drying temperature, drying time) (an example of a drying process).
ステップ１０４では、工場残渣乾燥装置２２を用いて、予め設定した量の工場残渣２０を予め設定した条件（乾燥温度、乾燥時間）で乾燥させる（乾燥工程の一例）。 In step 104, the factory residue drying apparatus 22 is used to dry a factory residue 20 in a preset amount under preset conditions (drying temperature, drying time) (an example of a drying process).
ステップ１０６では、混合装置２６を用いて、乾燥処理され粉砕された木質系バイオマス１２に対して、予め設定した混合割合となるように乾燥処理された汚泥１６及び乾燥処理された工場残渣２０の少なくとも一方とを均一に混合して混合燃料３０を得る（混合工程の一例）。 In step 106, at least the sludge 16 and the factory residue 20 that have been dried and processed so as to have a preset mixing ratio with respect to the woody biomass 12 that has been dried and pulverized using the mixing device 26. One of them is uniformly mixed to obtain a mixed fuel 30 (an example of a mixing step).
ステップ１０８では、押出し装置２８を用いて、予め設定した押出し圧力で混合燃料３０を押出し成形し、燃料ペレット３２を得る（ペレット化工程の一例）。なお、押出し成形する材料が木質系バイオマス１２のみでは、押出し成形しても崩れやすく、ペレット化は難しいが、本実施形態では、汚泥１６や工場残渣２０がバインダーの役目をするので、ペレット化は容易であり、所望の形状を保った取り扱いや保存が良好な燃料ペレット３２を得ることができる。 In step 108, the mixed fuel 30 is extruded using the extrusion device 28 at a preset extrusion pressure to obtain fuel pellets 32 (an example of a pelletizing step). In addition, when the material to be extruded is only the woody biomass 12, it is easy to collapse even if it is extruded, and pelletization is difficult. In this embodiment, the sludge 16 and the factory residue 20 serve as a binder. It is easy to obtain the fuel pellets 32 that are easy to handle and preserve the desired shape.
ステップ１１０は、成形された燃料ペレット３２の性状を解析装置３６で解析し、燃料ペレット３２の性状が予め設定した閾値内に入っているか否かを判断する。ステップ１１０で、燃料ペレット３２の性状が予め設定した閾値内に入っていると判断されれば、処理を終了する。一方、燃料ペレット３２の性状が予め設定した閾値内に入っていないと判断されれば、ステップ１００へ戻る。そして、混合工程における木質系バイオマスに対する汚泥及び工場残渣の少なくとも一方の混合割合、乾燥工程における乾燥時間、乾燥工程における乾燥温度、ペレット化工程における混合燃料の押出し圧力の内の少なくとも一つを調整する。 In step 110, the analysis device 36 analyzes the properties of the molded fuel pellets 32 to determine whether the properties of the fuel pellets 32 are within a preset threshold. If it is determined in step 110 that the properties of the fuel pellet 32 are within a preset threshold, the process is terminated. On the other hand, if it is determined that the property of the fuel pellet 32 is not within the preset threshold value, the process returns to step 100. Then, at least one of a mixing ratio of at least one of sludge and factory residue to the woody biomass in the mixing process, a drying time in the drying process, a drying temperature in the drying process, and an extrusion pressure of the mixed fuel in the pelletizing process is adjusted. .
本実施形態の燃料ペレットの製造方法では、混合割合、乾燥時間、乾燥温度、押出し圧力を調整することで、性状を予め設定した閾値内に収めた燃料ペレット３２を得ることができる。燃料ペレット３２の性状とは、一例として、含水率、高位発熱量、ハードグローブ粉砕性指数（ＨＧＩ）、カリウムの含有量等であり、各々の値は解析装置３６で測定される。 In the fuel pellet manufacturing method of the present embodiment, the fuel pellets 32 whose properties are contained within a preset threshold can be obtained by adjusting the mixing ratio, drying time, drying temperature, and extrusion pressure. The properties of the fuel pellets 32 are, for example, water content, higher heating value, hard glove grindability index (HGI), potassium content, and the like, and each value is measured by the analyzer 36.
含水率を測定した場合は、以後製造する燃料ペレット３２が予め設定した含水率となるように、混合工程における木質系バイオマス１２に対する汚泥１６及び工場残渣２０の少なくとも一方の混合割合、乾燥工程における乾燥時間、乾燥工程における乾燥温度、ペレット化工程における混合燃料３０の押出し圧力の内の少なくとも一つを調整する。含水率は、水分計等を用いて測定することができる。燃料ペレット３２の含水率を低く抑えることで、燃料ペレット３２を着火し易くしたり、燃料ペレット３２の高位発熱量を多くすることが可能となる。 When the moisture content is measured, the mixing ratio of at least one of the sludge 16 and the factory residue 20 with respect to the woody biomass 12 in the mixing step, and the drying in the drying step so that the fuel pellets 32 to be manufactured thereafter have a preset moisture content. At least one of the time, the drying temperature in the drying process, and the extrusion pressure of the mixed fuel 30 in the pelletizing process is adjusted. The moisture content can be measured using a moisture meter or the like. By keeping the moisture content of the fuel pellet 32 low, it becomes possible to easily ignite the fuel pellet 32 and to increase the higher heating value of the fuel pellet 32.
高位発熱量を測定した場合は、以後製造する燃料ペレット３２が予め設定した高位発熱量となるように、混合工程における木質系バイオマス１２に対する汚泥１６及び工場残渣２０の少なくとも一方の混合割合、乾燥工程における乾燥時間、乾燥工程における乾燥温度、ペレット化工程における混合燃料３０の押出し圧力の内の少なくとも一つを調整する。これにより、高位発熱量の多い燃料ペレット３２を得ることができる。なお、高位発熱量（ＭＪ／ｋｇ）は、例えば、熱量計等を用いて測定することができる。 When the higher calorific value is measured, the mixing ratio of at least one of the sludge 16 and the factory residue 20 with respect to the woody biomass 12 in the mixing process, the drying process so that the fuel pellets 32 to be manufactured thereafter have a preset higher calorific value. At least one of the drying time in step 1, the drying temperature in the drying step, and the extrusion pressure of the mixed fuel 30 in the pelletizing step. Thereby, the fuel pellet 32 with many high calorific values can be obtained. The higher heating value (MJ / kg) can be measured using, for example, a calorimeter.
ハードグローブ粉砕性指数を測定した場合は、以後製造する燃料ペレット３２が予め設定したハードグローブ粉砕性指数となるように、混合工程における木質系バイオマス１２に対する汚泥１６及び工場残渣２０の少なくとも一方の混合割合、乾燥工程における乾燥時間、乾燥工程における乾燥温度、ペレット化工程における混合燃料３０の押出し圧力の内の少なくとも一つを調整する。 When the hard glove grindability index is measured, at least one of the sludge 16 and the factory residue 20 is mixed with the woody biomass 12 in the mixing step so that the fuel pellets 32 to be manufactured thereafter have a preset hard glove grindability index. At least one of the ratio, the drying time in the drying process, the drying temperature in the drying process, and the extrusion pressure of the mixed fuel 30 in the pelletizing process is adjusted.
ハードグローブ粉砕性指数とは、粉砕性を評価するパラメータであり、ＪＩＳ Ｍ ８８０１に試験方法の記載がある。石炭火力発電所３４において、石炭の代わりに燃料ペレット３２を用いることが考えられるが、石炭を微粒子状に細かく粉砕して燃焼させる微粉炭火力発電方式を採用している石炭火力発電所３４においては、石炭と同様に、燃料ペレット３２を細かく粉砕して燃焼させる必要がある。したがって、微粉炭火力発電方式を採用している石炭火力発電所３４で使用する燃料ペレット３２としては、ハードグローブ粉砕性指数を、石炭と同様の値にする、または近づけることが好ましい。 The hard glove grindability index is a parameter for evaluating grindability, and a test method is described in JIS M8801. In the coal-fired power plant 34, it is conceivable to use fuel pellets 32 instead of coal. However, in the coal-fired power plant 34 that employs a pulverized coal-fired power generation system in which coal is finely pulverized and combusted, it is considered. Like the coal, the fuel pellets 32 need to be finely pulverized and burned. Therefore, as the fuel pellet 32 used in the coal-fired power plant 34 adopting the pulverized coal-fired power generation method, it is preferable to set the hard glove grindability index to a value similar to or close to that of coal.
カリウムやナトリウムの含有量を測定した場合は、以後製造する燃料ペレット３２が予め設定したカリウムやナトリウムの含有量未満となるように、混合工程における木質系バイオマス１２に対する汚泥１６及び工場残渣２０の少なくとも一方の混合割合を調整する。例えば、木質系バイオマス１２の一例としての竹には、カリウム、ナトリウム等が含まれているが、これらは火力発電所の燃焼炉を損傷させる原因物質となっている。したがって、燃料ペレット３２は、カリウム、及びナトリウムの含有量が少ない方がよい。 When the content of potassium or sodium is measured, at least the sludge 16 and the factory residue 20 with respect to the woody biomass 12 in the mixing step so that the fuel pellets 32 to be manufactured thereafter will be less than the preset potassium or sodium content. One mixing ratio is adjusted. For example, bamboo as an example of the woody biomass 12 contains potassium, sodium, and the like, which are causative substances that damage a combustion furnace of a thermal power plant. Therefore, the fuel pellet 32 should have a low content of potassium and sodium.
木質系バイオマス１２、汚泥１６、工場残渣２０は、それらの種類により成分にばらつきがある。また、木質系バイオマス１２は、同じ産地の同じ植物であっても、季節の変動により成分が大きくばらつく場合がある。したがって、本実施形態のように混合工程における木質系バイオマスに対する汚泥及び工場残渣の少なくとも一方の混合割合、乾燥工程における乾燥時間、乾燥工程における乾燥温度、ペレット化工程における混合燃料の押出し圧力の内の少なくとも一つを調整することで、予め定めた性状の燃料ペレット３２、即ち、安定した高品質の燃料ペレット３２を製造することができる。したがって、本実施形態のバイオマス燃料の製造方法によれば、石炭火力発電所３４において好適に用いることができる燃料ペレット３２を製造することができる。 The woody biomass 12, the sludge 16, and the factory residue 20 have different components depending on their types. Moreover, even if the woody biomass 12 is the same plant in the same production area, the components may vary greatly due to seasonal variations. Therefore, as in this embodiment, the mixing ratio of at least one of sludge and factory residue with respect to the woody biomass in the mixing step, the drying time in the drying step, the drying temperature in the drying step, and the extrusion pressure of the mixed fuel in the pelletizing step By adjusting at least one, fuel pellets 32 having a predetermined property, that is, stable high-quality fuel pellets 32 can be produced. Therefore, according to the biomass fuel manufacturing method of the present embodiment, the fuel pellets 32 that can be suitably used in the coal-fired power plant 34 can be manufactured.
さらに、本実施形態の燃料ペレットの製造方法では、木質系バイオマス１２として竹を用いた場合、竹よりもカリウム、及びナトリウムの含有量が少ない汚泥１６、及び工場残渣２０の少なくとも一方を混合して燃料ペレット３２を製造することができるので、竹のみで燃料ペレット３２を製造した場合に比較して、燃料ペレット中のカリウム、及びナトリウムの含有量を少なくすることができる。これにより、石炭火力発電所３４の燃焼炉のカリウム、及びナトリウムによる損傷を抑制することができる。なお、竹に対する汚泥１６、及び工場残渣２０の少なくとも一方の混合率を調整することで、燃料ペレット中のカリウム、及びナトリウムの含有量を、予め設定した値（燃焼炉を損傷し難くできる値）よりも少なくすることが可能である。 Furthermore, in the fuel pellet manufacturing method of the present embodiment, when bamboo is used as the woody biomass 12, at least one of the sludge 16 and the factory residue 20 containing less potassium and sodium than the bamboo is mixed. Since the fuel pellet 32 can be manufactured, the contents of potassium and sodium in the fuel pellet can be reduced as compared with the case where the fuel pellet 32 is manufactured using only bamboo. Thereby, the damage by the potassium and sodium of the combustion furnace of the coal-fired power plant 34 can be suppressed. In addition, by adjusting the mixing ratio of at least one of the sludge 16 and the factory residue 20 with respect to the bamboo, the potassium and sodium contents in the fuel pellets are set in advance (values that make it difficult to damage the combustion furnace). Can be less.
なお、上記測定（解析）、及び調整が、本発明の調整工程に相当する。
燃料ペレット３２の材料となる木質系バイオマス１２の性状、汚泥１６の性状、及び工場残渣２０の性状は、それらの種類、季節、生産地、ロット等の様々な要因により変動する。そのため、性状の測定（解析）は、定期的に行ったり、また、それらの要因が変わる毎に行う必要がある。
In addition, the said measurement (analysis) and adjustment correspond to the adjustment process of this invention.
The properties of the woody biomass 12 that is the material of the fuel pellets 32, the properties of the sludge 16, and the properties of the factory residue 20 vary depending on various factors such as the type, season, production location, and lot. Therefore, it is necessary to measure (analyze) the properties periodically or whenever the factors change.
なお、ナトリウムの含有量は、ＪＩＳ Ｋ０１０２（２０１６）−４８．２に記載の方法により測定することができる。
カリウムの含有量は、ＪＩＳ Ｋ０１０２（２０１６）−４９．２に記載の方法により測定することができる。
含水率は、ＪＩＳ Ｍ８８１２（２００６）−５．２に記載の方法によって測定することができる。
燃料ペレット３２は、含水率が１０％未満、硫黄の含有量が１％未満、塩素の含有量が０．１％未満であることが好ましい。
The sodium content can be measured by the method described in JIS K0102 (2016) -48.2.
The potassium content can be measured by the method described in JIS K0102 (2016) -49.2.
The water content can be measured by the method described in JIS M8812 (2006) -5.2.
The fuel pellet 32 preferably has a moisture content of less than 10%, a sulfur content of less than 1%, and a chlorine content of less than 0.1%.
［その他の実施形態］
以上、本発明の一例について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
[Other Embodiments]
Although an example of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. .
図１に示す燃料ペレット製造装置１０は、本発明の燃料ペレットの製造方法を実現するための一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能である。また、図２に示すフローチャートは、制御の一例を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、図３に示すように、ステップ１００及びステップ１０２と、ステップ１０４及びステップ１０６とは、並行して進めてもよい。 The fuel pellet manufacturing apparatus 10 shown in FIG. 1 is an example for realizing the fuel pellet manufacturing method of the present invention, and can be implemented with various modifications without departing from the gist of the present invention. The flowchart shown in FIG. 2 shows an example of control, and various changes can be made without departing from the gist of the present invention. For example, as shown in FIG. 3, step 100 and step 102 and step 104 and step 106 may be performed in parallel.
上記実施形態では、木質系バイオマス１２、汚泥１６、及び工場残渣２０を混合工程の前に乾燥処理したが、更に、混合工程とペレット化工程の間で混合燃料３０の乾燥処理を行ってもよく、製造された燃料ペレット３２を乾燥処理してもよい。 In the above embodiment, the woody biomass 12, the sludge 16, and the factory residue 20 are dried before the mixing step. However, the mixed fuel 30 may be further dried between the mixing step and the pelletizing step. The produced fuel pellets 32 may be dried.
上記実施形態では、燃料ペレット３２の含水率を測定し、測定結果に基づいて、木質系バイオマス１２、汚泥１６、工場残渣２０の乾燥条件を変更し、以後製造される燃料ペレット３２の含水率を、予め設定した値よりも少なくなるように制御をしたが、燃料ペレット３２の含水率の測定結果が、予め設定した値以上であった場合には、製造された燃料ペレット３２を乾燥処理してもよい。 In the above embodiment, the moisture content of the fuel pellets 32 is measured, and based on the measurement results, the drying conditions of the woody biomass 12, sludge 16, and factory residue 20 are changed, and the moisture content of the fuel pellets 32 to be manufactured thereafter is changed. Although the control was performed so as to be less than the preset value, if the measurement result of the moisture content of the fuel pellet 32 is equal to or greater than the preset value, the manufactured fuel pellet 32 is dried. Also good.
上記実施形態では、木質系バイオマス１２、汚泥１６、工場残渣２０をガスバーナー、電気ヒーター等で加熱して乾燥させたが、燃料ペレット３２を燃やした熱で乾燥を行ってもよい。これにより、外部よりガスや電力を供給せずに乾燥処理を行うことができる。また、木質系バイオマス１２、汚泥１６、工場残渣２０は、天日干し等の自然乾燥により乾燥処理してもよい。 In the above embodiment, the woody biomass 12, the sludge 16, and the factory residue 20 are dried by heating with a gas burner, an electric heater, or the like. However, drying may be performed with heat generated by burning the fuel pellets 32. Thereby, a drying process can be performed without supplying gas and electric power from the outside. Moreover, you may dry-process the woody biomass 12, the sludge 16, and the factory residue 20 by natural drying, such as sun drying.
上記実施形態では、粉砕工程を乾燥工程の後で行ったが、粉砕工程を乾燥工程の前に行ってもよい。また、実施形態では、木質系バイオマス１２を粉砕する粉砕工程が設けられていたが、仕入れた木質系バイオマス１２の形状が粉状、やチップ状であれば、粉砕工程を省略することもできる。 In the said embodiment, although the grinding | pulverization process was performed after the drying process, you may perform a grinding | pulverization process before a drying process. In the embodiment, a pulverization step for pulverizing the woody biomass 12 is provided. However, if the shape of the purchased woody biomass 12 is powder or chip, the pulverization step can be omitted.
上記実施形態では、木質系バイオマス１２の乾燥、汚泥１６の乾燥、及び工場残渣２０の乾燥を順に行ったが、木質系バイオマス１２、汚泥１６、及び工場残渣２０の乾燥はこれらの順番で行わなくてもよく、いずれか２つの乾燥、または３つ乾燥を同時に行ってもよい。 In the above embodiment, the drying of the woody biomass 12, the drying of the sludge 16, and the drying of the factory residue 20 are sequentially performed. However, the drying of the wooden biomass 12, the sludge 16, and the factory residue 20 is not performed in this order. Any two dryings or three dryings may be performed simultaneously.
上記実施形態では、燃料ペレット３２の性状の測定（解析）として、高位発熱量、ハードグローブ粉砕性指数、カリウムの含有量、ナトリウムの含有量、及び含水率を測定したが、その他の成分、例えば、硫黄の含有量、塩素の含有量を測定してもよく、測定した硫黄の含有量、及び測定した塩素の含有量に基づいて、例えば、木質系バイオマス１２に対する汚泥１６及び工場残渣２０の少なくとも一方の混合割合等を調整してもよい。これにより、硫黄の含有量、及び塩素の含有量の少ない燃料ペレット３２を得ることができる。なお、硫黄の含有量は、燃焼−硫黄クロマトグラフ法によって測定することができる。また、塩素の含有量は、燃焼−硫黄クロマトグラフ法によって測定することができる。ここでの含有量は、重量（質量）％の事である。 In the above embodiment, as the measurement (analysis) of the properties of the fuel pellet 32, the higher calorific value, the hard glove grindability index, the potassium content, the sodium content, and the moisture content were measured. The sulfur content and the chlorine content may be measured. Based on the measured sulfur content and the measured chlorine content, for example, at least the sludge 16 and the factory residue 20 with respect to the woody biomass 12 One mixing ratio or the like may be adjusted. Thereby, the fuel pellet 32 with little sulfur content and chlorine content can be obtained. The sulfur content can be measured by combustion-sulfur chromatography. The chlorine content can be measured by combustion-sulfur chromatography. The content here means weight (mass)%.
さらに、燃料ペレット３２の性状の測定（解析）として、カルシウムの含有量、マグネシウムの含有量を測定してもよく、測定したカルシウムの含有量、及び測定したマグネシウムの含有量に基づいて、例えば、木質系バイオマス１２に対する汚泥１６及び工場残渣２０の少なくとも一方の混合割合等を調整してもよい。これにより、カルシウムの含有量、及びマグネシウムの含有量の少ない燃料ペレット３２を得ることができる。 Furthermore, as measurement (analysis) of the properties of the fuel pellet 32, the calcium content and the magnesium content may be measured. Based on the measured calcium content and the measured magnesium content, for example, The mixing ratio of at least one of the sludge 16 and the factory residue 20 with respect to the woody biomass 12 may be adjusted. Thereby, the fuel pellet 32 with little content of calcium and content of magnesium can be obtained.
上記実施形態では、燃料ペレット３２を石炭火力発電所３４の燃料として用いたが、他の用途に用いてもよい。 In the said embodiment, although the fuel pellet 32 was used as a fuel of the coal thermal power plant 34, you may use it for another use.
１０ 燃料ペレット製造装置
１２ 木質系バイオマス
１４ 木質系バイオマス乾燥装置
１６ 汚泥
１８ 汚泥乾燥装置
２０ 工場残渣
２２ 工場残渣乾燥装置
２４ 木質系バイオマス粉砕装置
２６ 混合装置
２８ 押出し装置
３０ 混合燃料
３２ 燃料ペレット
10 Fuel Pellet Production Equipment 12 Woody Biomass 14 Woody Biomass Drying Equipment 16 Sludge 18 Sludge Drying Equipment 20 Factory Residue 22 Factory Residue Drying Equipment 24 Woody Biomass Crushing Equipment 26 Mixing Equipment 28 Extrusion Equipment 30 Mixed Fuel 32 Fuel Pellet
Claims (10)
乾燥処理された前記木質系バイオマスと、乾燥処理された前記汚泥及び乾燥処理された前記工場残渣の少なくとも一方とを混合して混合燃料を製造する混合工程と、
前記混合燃料を押出し成形して燃料ペレットとするペレット化工程と、
成形された前記燃料ペレットの性状を解析し、前記燃料ペレットの性状が予め設定した閾値内に収まるように、前記混合工程における前記木質系バイオマスに対する前記汚泥及び前記工場残渣の少なくとも一方の混合割合、前記乾燥工程における乾燥時間、前記乾燥工程における乾燥温度、前記ペレット化工程における前記混合燃料の押出し圧力の内の少なくとも一つを調整する調整工程と、
を有する燃料ペレットの製造方法。 A drying step of drying the woody biomass and at least one of sludge and factory residue;
A mixing step of producing a mixed fuel by mixing the dried woody biomass with at least one of the dried sludge and the dried factory residue;
Pelletizing step of extruding the mixed fuel into fuel pellets;
Analyzing the properties of the molded fuel pellets, so that the properties of the fuel pellets fall within a preset threshold, the mixing ratio of at least one of the sludge and the factory residue with respect to the woody biomass in the mixing step, An adjusting step of adjusting at least one of a drying time in the drying step, a drying temperature in the drying step, and an extrusion pressure of the mixed fuel in the pelletizing step;
The manufacturing method of the fuel pellet which has this.
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