JP2019209282A - Steam blasting device and steam blasting system provided with the same - Google Patents

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Abstract

To provide a steam blasting device and a steam blasting system provided with the same capable of producing pulverized biomass as a fuel in a high yield by efficiently pulverizing the biomass with small energy.SOLUTION: A steam blasting device includes: a control unit 48 where biomass is fed from a feeder 38 into a tube 34 passing an inlet valve 40, the inlet and an outlet valves 40, 42 are closed, the biomass is sealed in the tube 34, the biomass in the tube 34 is heated by steam in a shell 32, the inlet valve 40 is closed and the outlet valve 42 is opened after passing a holding time, the biomass in the tube 34 is blasted by steam at the same moisture content and the pulverized biomass is produced; a separation unit 50 being connected to the outlet side of the tube 34 and separating a solid residue and steam from the pulverized biomass produced in the tube 34; and a first circulation path 52 returning at least a part of steam separated by the separation unit 50 to the inlet side of the tube.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、蒸煮爆砕装置及びそれを備えた蒸煮爆砕システムに関する。   The present invention relates to a steaming explosion apparatus and a steaming explosion system including the steam explosion apparatus.

特許文献1には、有機性廃棄物を容器内に収容し、高温・高圧の水蒸気によって廃棄物を加熱(蒸煮)した後、容器内圧力を瞬間的に開放し、水の断熱膨張のエネルギによって固体成分を粉砕(爆砕)する水蒸気爆砕(蒸煮爆砕)方式の廃棄物処理装置が開示されている。   In Patent Document 1, organic waste is stored in a container, the waste is heated (steamed) with high-temperature and high-pressure steam, the pressure in the container is instantaneously released, and the heat adiabatic expansion energy is used. A steam explosion (steaming explosion) type waste treatment apparatus that crushes (explodes) solid components is disclosed.

また、特許文献2には、複数の耐圧容器を直列に配置して各容器間をバルブで接続した装置を使用し、一段目の容器に繊維質材料を供給して高温高圧で蒸煮した後、各容器にて段階的に圧力を降下させながら爆砕する多段式爆砕方法が開示されている。   Patent Document 2 uses a device in which a plurality of pressure-resistant containers are arranged in series and each container is connected by a valve, and after supplying the fibrous material to the first-stage container and steaming at high temperature and high pressure, A multi-stage blasting method is disclosed in which blasting is performed while gradually reducing the pressure in each container.

特開2010−37536号公報JP 2010-37536 A 特開昭63−105195号公報JP-A-63-105195

原料となるバイオマスが水分を多量に含む(例えば50wt%)、いわゆる湿潤バイオマスである場合、従来はバイオマスの水分が10wt%以下程度になるまで乾燥した乾燥バイオマスを粉砕してバイオマス燃料を生成している。この場合には、バイオマスを乾燥するための前処理設備が必要となるため、乾燥機を作動させるための電力等のエネルギ消費量が増大するとともに、乾燥機という前処理設備を要する。   When the biomass as a raw material is a so-called wet biomass containing a large amount of moisture (for example, 50 wt%), conventionally, dry biomass that has been dried until the moisture content of the biomass reaches about 10 wt% or less is pulverized to produce biomass fuel. Yes. In this case, since pretreatment equipment for drying biomass is required, energy consumption such as electric power for operating the dryer increases, and pretreatment equipment called a dryer is required.

また、特許文献1に記載の廃棄物処理装置のように、ボイラで大量に発生する水蒸気を有効に活用し、バイオマスを水蒸気爆砕により粉砕する場合、バイオマスの粉砕に要するエネルギ消費量を低減することができる。しかし、この水蒸気爆砕では、水蒸気をバイオマスと混合することにより蒸煮するため、水蒸気爆砕後に大量の水蒸気が発生する。爆砕処理後に水蒸気を装置外に放出すると、熱量廃棄に伴うエネルギーロスが発生し、ボイラが設けられる火力発電所等の発電効率の低下を招きかねない。   In addition, when the biomass is pulverized by steam explosion using a large amount of steam generated in the boiler as in the waste treatment apparatus described in Patent Document 1, the energy consumption required for pulverizing the biomass is reduced. Can do. However, in this steam explosion, since steam is steamed by mixing with biomass, a large amount of steam is generated after the steam explosion. If water vapor is released outside the apparatus after the blasting treatment, energy loss due to heat loss is generated, which may lead to a decrease in power generation efficiency of a thermal power plant or the like in which a boiler is provided.

一方、特許文献2に記載の蒸煮爆砕装置は、各容器において段階的に爆砕することにより、一段目の爆砕で発生した水蒸気を次段の爆砕で利用している。しかし、特許文献1の場合と同様に、各容器において爆砕処理が終了した後には、水蒸気が装置外に放出され、熱量廃棄に伴うエネルギーロスが発生する。また、各段の爆砕で発生した大量の水分由来以外の蒸気や、凝縮水までもが次段の容器で再度蒸煮される。   On the other hand, the steam explosion apparatus described in Patent Document 2 uses the water vapor generated in the first stage explosion in the next stage explosion by performing explosion in stages in each container. However, similarly to the case of Patent Document 1, after the blasting process is completed in each container, water vapor is released outside the apparatus, and an energy loss due to heat loss is generated. In addition, a large amount of steam generated from the explosion of each stage other than water and even condensed water are steamed again in the next-stage container.

また、段階的に爆砕するため、所望の粒径を得られた材料までもが再度蒸煮、爆砕される。従って、水分由来以外の蒸気と凝縮水との再蒸煮、及び、所望の粒径を得られた材料の不要な再蒸煮及び再爆砕が行われた結果、エネルギーロスが増大するおそれがある。さらには、水分由来以外の蒸気により微粉化バイオマスが変質し、微粉化バイオマスの燃焼効率が悪化するおそれもある。しかも、多段の爆砕からなる一度の爆砕処理のために、多数の容器を要するため、装置コストが増大する。   In addition, since the material is exploded in stages, even the material having a desired particle size is steamed and exploded again. Therefore, energy loss may increase as a result of re-cooking of steam and condensed water other than moisture and unnecessary re-cooking and re-explosion of the material having a desired particle size. Furthermore, the pulverized biomass may be altered by steam other than moisture and the combustion efficiency of the pulverized biomass may be deteriorated. Moreover, since a large number of containers are required for a single explosion process consisting of multiple stages of explosions, the cost of the apparatus increases.

さらに、特許文献1、2の何れにおいても、爆砕処理後に所望の粒径を得られなかった固体残渣の扱いについて格別な配慮がなされていない。従って、バイオマスを少ないエネルギで効率的に微粉砕して燃料としての微粉化バイオマスを高い収率で生成することについては依然として課題が残されている。   Furthermore, in any of Patent Documents 1 and 2, no special consideration is given to the handling of a solid residue for which a desired particle size cannot be obtained after the explosion treatment. Accordingly, there remains a problem with efficiently pulverizing biomass with low energy to produce finely pulverized biomass as a fuel in a high yield.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、バイオマスを少ないエネルギで効率的に微粉砕して燃料としての微粉化バイオマスを高い収率で生成することができる蒸煮爆砕装置及びそれを備えた蒸煮爆砕システムを提供することにある。   This invention is made | formed in view of such a subject, The place made into the objective is to produce | generate finely pulverized biomass as a fuel with a high yield by efficiently pulverizing biomass with little energy. An object of the present invention is to provide a steaming and blasting apparatus that can be used, and a steaming and blasting system including the same.

上記目的を達成するため、本発明の蒸煮爆砕装置は、蒸気が供給されるシェルと、シェル内に配置されるチューブと、チューブの入口側に接続され、チューブ内にバイオマスを供給するフィーダと、チューブの入口側に介装される入口バルブと、チューブの出口側に介装される出口バルブと、入口バルブを開、出口バルブを閉とし、フィーダから入口バルブを経てチューブ内にバイオマスを供給し、入口及び出口バルブを閉とし、バイオマスをチューブ内に密閉し、チューブ内のバイオマスをシェル内の蒸気で加熱し、保持時間の経過後、入口バルブを閉、出口バルブを開とし、チューブ内のバイオマスをその含有水分で蒸気爆砕して微粉化バイオマスを生成する制御ユニットと、チューブの出口側に接続され、チューブ内に生成された微粉化バイオマスから固体残渣と水蒸気とを分離する分離ユニットと、分離ユニットで分離した水蒸気の少なくとも一部をチューブの入口側に戻す第1循環路とを備える。   In order to achieve the above object, a steam explosion apparatus of the present invention includes a shell to which steam is supplied, a tube disposed in the shell, a feeder connected to the inlet side of the tube and supplying biomass into the tube, The inlet valve installed on the inlet side of the tube, the outlet valve installed on the outlet side of the tube, the inlet valve is opened, the outlet valve is closed, and biomass is supplied from the feeder to the tube through the inlet valve. The inlet and outlet valves are closed, the biomass is sealed in the tube, the biomass in the tube is heated with the steam in the shell, and after the holding time has elapsed, the inlet valve is closed and the outlet valve is opened. A control unit for steam-blasting biomass with its moisture to produce pulverized biomass, and fine powder generated in the tube connected to the outlet side of the tube It comprises a separation unit for separating the solid residue and water vapor from the biomass, and a first circulation path at least a portion of the water vapor separated in the separation unit returning to the inlet side of the tube.

一方、本発明の蒸煮爆砕システムは、前述した蒸煮爆砕装置を複数備える蒸煮爆砕システムであって、第1循環路は、分離ユニットで分離した水蒸気を異なる蒸煮爆砕装置のチューブの入口側に戻す。   On the other hand, the steaming explosion system of the present invention is a steaming explosion system including a plurality of the steaming explosion devices described above, and the first circulation path returns the water vapor separated by the separation unit to the inlet side of the tube of the different steaming explosion device.

本発明の蒸煮爆砕装置及びそれを備えた蒸煮爆砕システムによれば、バイオマスを少ないエネルギで効率的に微粉砕して燃料としての微粉化バイオマスを高い収率で生成することができる。   According to the steam blasting apparatus of the present invention and the steam blasting system including the steam blasting apparatus, the biomass can be efficiently pulverized with a small amount of energy to produce pulverized biomass as a fuel in a high yield.

本発明の実施形態に係る蒸煮爆砕装置を備えたボイラ装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the boiler apparatus provided with the steaming explosion apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る蒸煮爆砕装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the steaming explosion apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図2のシェルを図2のA−A断面の矢視方向から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the shell of FIG. 2 from the arrow direction of the AA cross section of FIG. 図2の制御ユニットが実行する爆砕制御を説明したフローチャートである。It is the flowchart explaining the explosion control which the control unit of FIG. 2 performs. 本発明の第2実施形態に係る蒸煮爆砕装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the steaming explosion apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図5の制御ユニットが実行する爆砕制御を説明したフローチャートである。It is the flowchart explaining the explosion control which the control unit of FIG. 5 performs. 本発明の第3実施形態に係る蒸煮爆砕システムを示す構成図である。It is a block diagram which shows the steaming explosion system which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る蒸煮爆砕システムの別形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows another form of the steaming explosion system which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 図1又は図5の蒸煮爆砕装置が受入タンクを備える形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows the form in which the steaming explosion apparatus of FIG. 1 or FIG. 5 is provided with a receiving tank.

以下、図面に基づき本発明の蒸煮爆砕装置及びそれを備えた蒸煮爆砕システムについて説明する。
図1は、蒸煮爆砕装置を備えたボイラ装置1の構成を示す。ボイラ装置1は、石炭焚きボイラ2を備え、火力発電所等に設置される。石炭焚きボイラ2は、例えば微粉炭焚きボイラ(PCボイラ:Pulverized Coal boiler)であって、火炉2a、後部伝熱部である過熱器2b、再熱器2c、及び節炭部2dを具備している。節炭部2dから煙突Pに至るまでの排ガス処理煙道3には、脱硝部4、エアヒータ5、集塵装置6、誘引ファン7、熱交換器8、脱硫部9及び押込みファン10が順次配置されている。
Hereinafter, a steaming / explosion apparatus of the present invention and a steaming / explosion system including the same will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration of a boiler apparatus 1 equipped with a steaming explosion apparatus. The boiler device 1 includes a coal-fired boiler 2 and is installed in a thermal power plant or the like. The coal fired boiler 2 is, for example, a pulverized coal fired boiler (PC boiler: Pulverized Coal boiler), and includes a furnace 2a, a superheater 2b as a rear heat transfer section, a reheater 2c, and a charcoal saving section 2d. Yes. In the flue gas treatment flue 3 from the charcoal saving part 2d to the chimney P, a denitration part 4, an air heater 5, a dust collector 6, an induction fan 7, a heat exchanger 8, a desulfurization part 9, and a push-in fan 10 are sequentially arranged. Has been.

エアヒータ5は、押込みファン11により導入される外部空気を脱硝部4から排出される排ガスの熱で暖め、石炭焚きボイラ2のバーナー部2eに燃焼用空気として送り込む。熱交換器8は、誘引ファン7により導かれて集塵装置6を通過した後の排ガスと、押込みファン10により導入されて脱硫部9を通過した後の排ガスとを熱交換する。熱交換器8を経た排ガスは煙突Pから排出される。   The air heater 5 warms the external air introduced by the pushing fan 11 with the heat of the exhaust gas discharged from the denitration unit 4, and sends it as combustion air to the burner unit 2 e of the coal burning boiler 2. The heat exchanger 8 exchanges heat between the exhaust gas that has been guided by the induction fan 7 and passed through the dust collector 6, and the exhaust gas that has been introduced by the pushing fan 10 and passed through the desulfurization unit 9. The exhaust gas that has passed through the heat exchanger 8 is discharged from the chimney P.

石炭焚きボイラ2には、石炭Cを機械式のミル(粉砕機)20により粉砕処理した微粉炭燃料が供給される。この微粉炭燃料は、押込みファン11により導入される燃焼用空気とともにバーナー部2eを経て石炭焚きボイラ2の火炉2aに投入されて燃焼される。   The coal-fired boiler 2 is supplied with pulverized coal fuel obtained by pulverizing coal C with a mechanical mill (pulverizer) 20. This pulverized coal fuel is introduced into the furnace 2a of the coal-fired boiler 2 through the burner portion 2e together with the combustion air introduced by the pushing fan 11 and burned.

ボイラ装置1の石炭焚きボイラ2で微粉炭燃料が燃焼することで生じる蒸気は、過熱器2bから配管21を通って高圧タービン22に送られ、高圧タービン22を回転させる。高圧タービン22の仕事に供された蒸気は、配管23を通って再熱器2cに戻されて再度加熱される。そして、再度加熱された蒸気は、配管24を通って中・低圧タービン25に送られ、この中・低圧タービン25の仕事に供された後、配管26及び復水器27を経て石炭焚きボイラ2に戻される。   Steam generated by the combustion of pulverized coal fuel in the coal-fired boiler 2 of the boiler device 1 is sent from the superheater 2b through the pipe 21 to the high-pressure turbine 22 to rotate the high-pressure turbine 22. The steam provided for work of the high-pressure turbine 22 is returned to the reheater 2c through the pipe 23 and heated again. The steam that has been heated again is sent to the intermediate / low pressure turbine 25 through the pipe 24, supplied to the work of the intermediate / low pressure turbine 25, and then through the pipe 26 and the condenser 27, the coal fired boiler 2. Returned to

また、ボイラ装置1は、原料であるバイオマスBを水蒸気爆砕により微粉化してバイオマス燃料としての微粉化バイオマスを製造する蒸煮爆砕装置30を備えている。バイオマスBは、例えば木質バイオマスからなる固形燃料であるが、含水率が30wt%〜60wt%程度の湿潤バイオマスである。さらに、蒸煮爆砕装置30は、生成された微粉化バイオマスから固体残渣と水蒸気とを分離する分離ユニット50を備えている。   Moreover, the boiler apparatus 1 is provided with the steaming explosion apparatus 30 which pulverizes the biomass B which is a raw material by steam explosion, and produces the pulverized biomass as biomass fuel. Biomass B is a solid fuel made of woody biomass, for example, but is a wet biomass having a water content of about 30 wt% to 60 wt%. Furthermore, the steaming / explosion apparatus 30 includes a separation unit 50 that separates solid residue and water vapor from the generated pulverized biomass.

<第1実施形態>
図2は、第1実施形態に係る蒸煮爆砕装置30の構成を示す。蒸煮爆砕装置30は、水蒸気が供給されるシェル32、及びシェル32内に配置される複数のチューブ34を有するシェル&チューブ構造の熱交換部36と、熱交換部36の上側に配置され、各チューブ34の入口側に接続されて各チューブ34内にバイオマスBを供給可能とするフィーダ38と、後述する分離ユニット50とを備えている。
<First Embodiment>
FIG. 2 shows the configuration of the steaming and explosive device 30 according to the first embodiment. The steam explosion device 30 is disposed on the upper side of the heat exchanging unit 36, a heat exchange unit 36 having a shell and tube structure having a shell 32 to which water vapor is supplied, and a plurality of tubes 34 disposed in the shell 32. A feeder 38 connected to the inlet side of the tube 34 and capable of supplying biomass B into each tube 34 and a separation unit 50 described later are provided.

フィーダ38は、バイオマスBが投入されるホッパ38aと、ホッパ38aから自重で流下したバイオマスBを各チューブ34の入口に向けて搬送する搬送路38bとを備えている。また、蒸煮爆砕装置30の下部には火炉2aに接続された搬送路47が設けられている。   The feeder 38 includes a hopper 38 a into which the biomass B is charged, and a conveyance path 38 b that conveys the biomass B that has flowed down from the hopper 38 a by its own weight toward the inlet of each tube 34. Moreover, the conveyance path 47 connected to the furnace 2a is provided in the lower part of the steaming explosion apparatus 30.

シェル32は、円筒状の胴部32aと、胴部32aの上下をそれぞれ密閉する上壁32b、下壁32cとから形成された密閉容器である。胴部32aには、水蒸気の入口部32dと、出口部32eとが形成されている。例えば、入口部32dは胴部32aの上壁32b近傍に、出口部32eは胴部32aの下壁32c近傍に位置付けられている。入口部32dには、配管23から分岐する分岐配管28が接続されている。   The shell 32 is a sealed container formed of a cylindrical body portion 32a, and an upper wall 32b and a lower wall 32c that seal the top and bottom of the body portion 32a. The body portion 32a is formed with a water vapor inlet portion 32d and an outlet portion 32e. For example, the inlet portion 32d is positioned near the upper wall 32b of the trunk portion 32a, and the outlet portion 32e is positioned near the lower wall 32c of the trunk portion 32a. A branch pipe 28 branched from the pipe 23 is connected to the inlet portion 32d.

シェル32には、高圧タービン22を回転させた後に石炭焚きボイラ2の再熱器2cに戻る200℃〜300℃の蒸気(再熱蒸気)の一部が分岐配管28を経て入口部32dから供給される。出口部32eには、配管23における分岐配管28の分岐点の下流側にて配管23に合流する合流配管29が接続されている。シェル32内を流れて各チューブ34、ひいては後述する特定のチューブ34内に供給されたバイオマスBの加熱に供した水蒸気は、合流配管29を経て配管23に戻されて石炭焚きボイラ2で再利用される。すなわち、シェル32内には石炭焚きボイラ2で生成された蒸気が循環されている。   A part of the steam (reheated steam) of 200 ° C. to 300 ° C. that is returned to the reheater 2c of the coal fired boiler 2 after rotating the high-pressure turbine 22 is supplied to the shell 32 from the inlet 32d through the branch pipe 28. Is done. A junction pipe 29 that joins the pipe 23 is connected to the outlet 32e downstream of the branch point of the branch pipe 28 in the pipe 23. Water vapor that flows through the shell 32 and is used for heating the biomass B supplied into each tube 34 and then into a specific tube 34 to be described later is returned to the pipe 23 via the junction pipe 29 and reused in the coal-fired boiler 2. Is done. That is, steam generated in the coal-fired boiler 2 is circulated in the shell 32.

シェル32内には各チューブ34が配置され、各チューブ34はシェル32の上下壁32b、32cからシェル32内の気密性を保持しながらそれぞれ上下に突出して延設されている。また、各チューブ34のシェル32から上下に突出した部位には、チューブ34毎に入口バルブ40と、出口バルブ42とがそれぞれ設けられている。   Each tube 34 is disposed in the shell 32, and each tube 34 is extended from the upper and lower walls 32 b and 32 c of the shell 32 so as to protrude vertically while maintaining the airtightness in the shell 32. In addition, an inlet valve 40 and an outlet valve 42 are provided for each tube 34 at a portion of each tube 34 protruding vertically from the shell 32.

詳しくは、入口バルブ40は、シェル32の上側において、シェル32の上壁32bから突出した各チューブ34にそれぞれ介装されている。また、出口バルブ42は、シェル32の下側において、シェル32の下壁32cから突出した各チューブ34にそれぞれ介装されている。入口及び出口バルブ40、42は、例えばゲート弁(仕切弁)や、バタフライ弁であって、木質チップ等の固形物が開作動時に引っ掛かりなく円滑に且つ瞬時に流通し、閉作動時には詰まり等なく確実に流路を遮断可能なプレート状の弁体を有している。   Specifically, the inlet valve 40 is interposed on each tube 34 protruding from the upper wall 32 b of the shell 32 on the upper side of the shell 32. Further, the outlet valve 42 is interposed on each tube 34 protruding from the lower wall 32 c of the shell 32 on the lower side of the shell 32. The inlet and outlet valves 40 and 42 are, for example, gate valves (gate valves) or butterfly valves, and solids such as wood chips flow smoothly and instantaneously without being caught during the opening operation, and are not clogged during the closing operation. It has a plate-like valve element that can reliably block the flow path.

各チューブ34は、入口バルブ40の上側にシェル32の胴部32aの径方向中央に向けて傾斜した上傾斜管部34aをそれぞれ有している。また、各チューブ34は、出口バルブ42の下側にシェル32の胴部32aの径方向中央に向けて傾斜したそれぞれ下傾斜管部34bを有している。   Each tube 34 has an upper inclined pipe portion 34 a that is inclined toward the radial center of the body portion 32 a of the shell 32 above the inlet valve 40. Each tube 34 has a lower inclined pipe portion 34 b that is inclined toward the radial center of the trunk portion 32 a of the shell 32 below the outlet valve 42.

各チューブ34の各上傾斜管部34aと、フィーダ38の搬送路38bとの間には分岐配管(分岐路)44が設けられている。分岐配管44には、各上傾斜管部34aの上端に形成された各チューブ34の入口が接続されている。すなわち、各チューブ34は、分岐配管44、各入口バルブ40、搬送路38bを介してホッパ38aと連通可能に構成されている。   A branch pipe (branch path) 44 is provided between each upper inclined pipe portion 34 a of each tube 34 and the transport path 38 b of the feeder 38. The branch pipe 44 is connected to an inlet of each tube 34 formed at the upper end of each upper inclined pipe portion 34a. That is, each tube 34 is configured to be able to communicate with the hopper 38a via the branch pipe 44, each inlet valve 40, and the conveyance path 38b.

一方、各チューブ34の下傾斜管部34bと、火炉2aに至る搬送路47との間には合流配管(合流路)46が設けられている。合流配管46には、下傾斜管部34bの下端に形成された各チューブ34の出口が接続されている。すなわち、各チューブ34は、各出口バルブ42、合流配管46、搬送路47を介して火炉2aと連通可能に構成されている。   On the other hand, a merging pipe (merging channel) 46 is provided between the lower inclined pipe portion 34b of each tube 34 and the conveying path 47 leading to the furnace 2a. The junction pipe 46 is connected to the outlet of each tube 34 formed at the lower end of the lower inclined pipe portion 34b. That is, each tube 34 is configured to be able to communicate with the furnace 2 a via each outlet valve 42, the junction pipe 46, and the transport path 47.

鉛直方向を基準としたときの各上及び下傾斜管部34a、34bの傾斜角は、シェル32の胴部32a近傍に位置する各チューブ34の角度が最も大きく、シェル32の胴部32aの径方向中央に位置する各チューブ34の角度が最も小さい。   The inclination angle of each of the upper and lower inclined pipe portions 34a and 34b with respect to the vertical direction is the largest angle of each tube 34 located in the vicinity of the body portion 32a of the shell 32, and the diameter of the body portion 32a of the shell 32 is the largest. The angle of each tube 34 located at the center in the direction is the smallest.

これらの上及び下傾斜管部34a、34bの傾斜角は、フィーダ38側から各チューブ34に供給されるバイオマスB、及び、各チューブ34から火炉2a側に送出されるバイオマスBが自重で円滑に流下可能な角度に設定されている。これにより、図2に示すように、フィーダ38から供給されたバイオマスBは、分岐配管44及び各上傾斜管部34aに高い充填率で充填され、閉作動された各入口バルブ40により堰き止められる。   The inclination angles of the upper and lower inclined pipe portions 34a and 34b are set such that the biomass B supplied from the feeder 38 side to each tube 34 and the biomass B sent from each tube 34 to the furnace 2a side are smooth under its own weight. It is set to an angle that allows it to flow down. As a result, as shown in FIG. 2, the biomass B supplied from the feeder 38 is filled in the branch pipe 44 and each upper inclined pipe portion 34a with a high filling rate, and is blocked by each inlet valve 40 that is closed. .

各入口バルブ40が開作動されることにより、バイオマスBは、分岐配管44及び各上傾斜管部34aで詰まることなくシェル32内の各チューブ34に供給される。そして、入口及び出口バルブ40、42は、蒸煮爆砕装置30の制御ユニット48に電気的に接続されている。入口及び出口バルブ40、42が制御ユニット48の信号に基づいて開閉されることにより、蒸煮爆砕装置30で行う水蒸気爆砕を制御する爆砕制御が実行される。   By opening each inlet valve 40, the biomass B is supplied to each tube 34 in the shell 32 without being clogged by the branch pipe 44 and each upper inclined pipe portion 34a. The inlet and outlet valves 40, 42 are electrically connected to the control unit 48 of the steaming / explosion device 30. By opening and closing the inlet and outlet valves 40 and 42 based on a signal from the control unit 48, explosion control for controlling steam explosion performed by the steam explosion apparatus 30 is executed.

図3は、シェル32を図2のA−A断面の矢視方向から見た断面図である。シェル32内には、例えば24本のチューブ34が離間して配置されている。また、入口及び出口バルブ40、42も、各チューブ34に対応して、それぞれ24個ずつ設けられている。24本のチューブ34は、例えば、破線で囲った4つの第1〜第4チューブ群34A〜34Dから構成され、第1〜第4チューブ群34A〜34Dは、それぞれ6本のチューブ34から構成されている。   3 is a cross-sectional view of the shell 32 as seen from the direction of the arrow of the AA cross section of FIG. In the shell 32, for example, 24 tubes 34 are spaced apart. In addition, 24 inlet and outlet valves 40 and 42 are provided corresponding to the respective tubes 34. The 24 tubes 34 are constituted by, for example, four first to fourth tube groups 34A to 34D surrounded by broken lines, and the first to fourth tube groups 34A to 34D are constituted by six tubes 34, respectively. ing.

また、24個の入口バルブ40は、第1〜第4チューブ群34A〜34Dに対応する4つの第1〜第4入口バルブ群から構成され、第1〜第4入口バルブ群は、それぞれ6個の入口バルブ40から構成されている。また、24個の出口バルブ42も、入口バルブ40と同様に、第1〜第4チューブ群34A〜34Dに対応する4つの第1〜第4出口バルブ群から構成され、第1〜第4出口バルブ群は、それぞれ6個の出口バルブ42から構成されている。   The 24 inlet valves 40 are composed of four first to fourth inlet valve groups corresponding to the first to fourth tube groups 34A to 34D, and each of the first to fourth inlet valve groups is six. It is comprised from the inlet valve 40 of this. Similarly to the inlet valve 40, the 24 outlet valves 42 include four first to fourth outlet valve groups corresponding to the first to fourth tube groups 34A to 34D, and the first to fourth outlets. Each valve group includes six outlet valves 42.

以下、図4に示すフローチャートを参照して、制御ユニット48が実行する爆砕制御について説明する。先ず、制御ユニット48が爆砕制御を開始すると、ステップS1では、先ず第1チューブ群34Aでの爆砕(第n群におけるn=1の場合)を行うべく、第1入口バルブ群の各入口バルブ40を開作動し、第1出口バルブ群の各出口バルブ42を閉作動する。これにより、第1入口バルブ群の各入口バルブ40で堰き止められていたバイオマスBが第1チューブ群34Aの各チューブ34内に供給され、チューブ34内のバイオマスBが予め設定された充填率となるまで充填される。   Hereinafter, the explosion control executed by the control unit 48 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, when the control unit 48 starts the explosion control, in step S1, first, in order to perform explosion in the first tube group 34A (when n = 1 in the nth group), each inlet valve 40 of the first inlet valve group. Is opened and each outlet valve 42 of the first outlet valve group is closed. Thereby, the biomass B that has been dammed up by each inlet valve 40 of the first inlet valve group is supplied into each tube 34 of the first tube group 34A, and the biomass B in the tube 34 has a preset filling rate. It is filled until it becomes.

次に、ステップS2では、第1入口バルブ群の各入口バルブ40を閉作動し、第1チューブ群34Aの各チューブ34に充填されたバイオマスBをこれら各チューブ34内に密閉する。このバイオマスBは、前述したように、含水率が30wt%〜60wt%程度の湿潤バイオマスである。   Next, in step S <b> 2, each inlet valve 40 of the first inlet valve group is closed, and the biomass B filled in each tube 34 of the first tube group 34 </ b> A is sealed in each tube 34. As described above, this biomass B is wet biomass having a moisture content of about 30 wt% to 60 wt%.

そして、ボイラ装置1からシェル32内に供給され、シェル32を循環する蒸気により、第1チューブ群34Aの各チューブ34を介してこれら各チューブ34内のバイオマスBが間接的に加熱される。すなわち、ボイラ装置1で生成された蒸気は、各チューブ34の加熱源としてシェル32に供給されるものであり、各チューブ34内には供給されず、バイオマスBには接触しない。   Then, the biomass B in each tube 34 is indirectly heated by the steam supplied from the boiler device 1 into the shell 32 and circulating through the shell 32 through each tube 34 of the first tube group 34A. That is, the steam generated in the boiler device 1 is supplied to the shell 32 as a heating source of each tube 34, is not supplied into each tube 34, and does not contact the biomass B.

シェル32内を循環する蒸気の熱によって各チューブ34は高温となっているため、第1チューブ群34Aの各チューブ34内に密閉状態で保持されたバイオマスBの含有水分が徐々に蒸発する。これにより、第1チューブ群34Aの各チューブ34内は蒸気が充満して昇圧し、バイオマスBの含有水分に基づく蒸気がバイオマスBの水蒸気爆砕に利用される。   Since each tube 34 is heated by the heat of the steam circulating in the shell 32, the moisture content of the biomass B held in a sealed state in each tube 34 of the first tube group 34A gradually evaporates. Thereby, each tube 34 of the first tube group 34 </ b> A is filled with steam and pressurized, and steam based on the moisture contained in the biomass B is used for steam explosion of the biomass B.

チューブ34内における水蒸気爆砕の条件は、チューブ34の内径、長さ、材質、厚み等によって異なるが、蒸煮温度は例えば200℃〜250℃程度、保持時間(密閉時間)tは例えば10分〜30分程度、蒸煮圧力(密閉圧力)は1.6MPa〜4.0MPa程度である。また、蒸煮爆砕装置30は、例えば、各チューブ34の外径が100mm、管長が8m程度であるとき、1ton/時程度の微粉化バイオマスを生成可能である。   The conditions for steam explosion in the tube 34 vary depending on the inner diameter, length, material, thickness, etc. of the tube 34, but the cooking temperature is, for example, about 200 ° C. to 250 ° C., and the holding time (sealing time) t is, for example, 10 minutes to 30. The steaming pressure (sealing pressure) is about 1.6 MPa to 4.0 MPa. In addition, the steaming / explosion apparatus 30 can generate pulverized biomass of about 1 ton / hour when the outer diameter of each tube 34 is about 100 mm and the tube length is about 8 m, for example.

また、保持時間tは、長すぎると爆砕中にバイオマスの粉砕から分解が進行し、逆に燃焼効率が悪化するため、上記範囲の適正な時間に設定される。
こうして、シェル32内を循環される蒸気によってチューブ34を介してバイオマスBが間接的に密閉状態で加熱され、バイオマスBはチューブ34内にてバイオマスBの含有水分によって蒸煮される。
Further, if the holding time t is too long, decomposition proceeds from pulverization of the biomass during explosion, and conversely the combustion efficiency deteriorates. Therefore, the holding time t is set to an appropriate time within the above range.
Thus, the biomass B is indirectly heated in a sealed state through the tube 34 by the steam circulated in the shell 32, and the biomass B is cooked in the tube 34 with the moisture contained in the biomass B.

次に、ステップS3では、ステップS2から移行した後の保持時間tが経過したか否かを判定する。判定結果がYes(真)である場合には、第1チューブ群34Aの各チューブ34内で好適な水蒸気爆砕が可能な蒸煮が十分に行われたと判定し、ステップS4に移行する。一方、判定結果がNo(偽)である場合には、第1チューブ群34Aの各チューブ34内で水蒸気爆砕が可能な蒸煮が十分に行われていないと判定し、ステップS3に留まって待機する。   Next, in step S3, it is determined whether or not the holding time t after shifting from step S2 has elapsed. If the determination result is Yes (true), it is determined that steaming that allows suitable steam explosion is performed in each tube 34 of the first tube group 34A, and the process proceeds to step S4. On the other hand, when the determination result is No (false), it is determined that steaming capable of steam explosion is not sufficiently performed in each tube 34 of the first tube group 34A, and the process stays in step S3 and waits. .

次に、ステップS4では、第1出口バルブ群の各出口バルブ42を開作動する。これにより、第1チューブ群34Aの各チューブ34内の圧力が瞬時に開放され、これら各チューブ34内の急速減圧が行われ、水蒸気爆砕によって微粉化されたバイオマス燃料が第1出口バルブ群の各出口バルブ42から噴出して生成される。   Next, in step S4, each outlet valve 42 of the first outlet valve group is opened. As a result, the pressure in each tube 34 of the first tube group 34A is instantaneously released, rapid decompression in each tube 34 is performed, and the biomass fuel pulverized by steam explosion is supplied to each of the first outlet valve groups. It is generated by being ejected from the outlet valve 42.

次に、ステップS5では、生成された微粉化バイオマス燃料の分離工程が分離ユニット50において行われる。分離工程の詳細は後述する。分離工程を経た微粉化バイオマス燃料は、押込みファン11により導入される燃焼用空気とともにバーナー部2eを経て石炭焚きボイラ2の火炉2aに投入され、ミル20により粉砕処理された微粉炭燃料とともに燃焼される。   Next, in step S <b> 5, a separation process of the generated pulverized biomass fuel is performed in the separation unit 50. Details of the separation step will be described later. The pulverized biomass fuel that has passed through the separation step is introduced into the furnace 2a of the coal-fired boiler 2 through the burner section 2e together with the combustion air introduced by the pushing fan 11, and is combusted together with the pulverized coal fuel that has been pulverized by the mill 20. The

次に、ステップS6では、第1〜第4チューブ群34A〜34Dで微粉化バイオマスを段階的に順次生成するべく、上述した第1チューブ群34Aでの爆砕(n=1の場合)に加え、第2〜第4チューブ群34B〜34Dでの爆砕(n=2、n=3、n=4の場合)及び分離工程が全て完了したか否かを判定する。   Next, in step S6, in addition to the above-described explosion in the first tube group 34A (in the case of n = 1) in order to sequentially generate pulverized biomass in the first to fourth tube groups 34A to 34D, It is determined whether or not the blasting (in the case of n = 2, n = 3, n = 4) and separation processes in the second to fourth tube groups 34B to 34D are all completed.

判定結果がYes(真)である場合には、第1〜第4チューブ群34A〜34Dでの爆砕及び分離工程が全て完了したと判定し、一連の爆砕制御を終了する。一方、判定結果がNo(偽)である場合には、ステップS1に戻り、ステップS1〜S5を再び実行することにより、終えていない第2〜第4チューブ群34A〜34Dでの爆砕を順次段階的に行う。   When the determination result is Yes (true), it is determined that the blasting and separation processes in the first to fourth tube groups 34A to 34D are all completed, and the series of blasting control is finished. On the other hand, if the determination result is No (false), the process returns to step S1, and steps S1 to S5 are executed again to sequentially perform the explosion in the second to fourth tube groups 34A to 34D that have not been completed. Do it.

ここで、図2に示すように、分離ユニット50は、搬送路47に設けられ、換言すると、各チューブ34の出口側に接続されている。分離ユニット50は、例えば、図示しない遠心分離機、メッシュ、吸込管等を組み合わせて構成されており、爆砕制御により生成された微粉化バイオマスから水分由来の蒸気である水蒸気のみを抽出して分離する分離機能を備えている。生成された微粉化バイオマスに水分由来以外の蒸気や、凝縮水が含まれる場合、これらは抽出しない。   Here, as shown in FIG. 2, the separation unit 50 is provided in the transport path 47, in other words, connected to the outlet side of each tube 34. For example, the separation unit 50 is configured by combining a centrifuge, a mesh, a suction pipe, and the like (not shown), and extracts and separates only water vapor, which is water-derived steam, from pulverized biomass generated by explosion control. It has a separation function. If the generated micronized biomass contains steam other than moisture or condensed water, these are not extracted.

また、分離ユニット50は、爆砕制御により生成された微粉化バイオマスから、燃焼効率の悪い、例えば2.0mm以上であって5.0mm程度となる粒径を有する固体残渣を分級して分離する分級機能をも備えている。固体残渣以外、すなわち例えば2.0mm未満の粒径の微粉化バイオマスは、燃料として火炉2aに投入される。   Further, the separation unit 50 classifies and separates solid residue having a particle size of about 2.0 mm or more and having a particle size of about 5.0 mm from the pulverized biomass generated by the explosion control. It also has a function. Other than the solid residue, that is, pulverized biomass having a particle diameter of, for example, less than 2.0 mm, is charged as fuel into the furnace 2a.

分離ユニット50には、第1循環路52及び第2循環路54のそれぞれの一端が接続されている。第1循環路52は、配管であって、他端がシェル32の上壁32bから突出した各チューブ34に分岐して接続されており、分岐した第1循環路52の各チューブ34の近傍には開閉バルブ56がそれぞれ介装されている。分離ユニット50及び各開閉バルブ56の駆動部は、制御ユニット48に電気的に接続されている。   One end of each of the first circulation path 52 and the second circulation path 54 is connected to the separation unit 50. The first circulation path 52 is a pipe, and the other end is branched and connected to each tube 34 protruding from the upper wall 32b of the shell 32, and in the vicinity of each tube 34 of the branched first circulation path 52. Each is provided with an open / close valve 56. The drive unit of the separation unit 50 and each open / close valve 56 is electrically connected to the control unit 48.

そして、制御ユニット48は、爆砕制御におけるステップS5の分離工程において、分離ユニット50を起動するとともに、各開閉バルブ56を開作動する。これにより、生成された微粉化バイオマスから分離ユニット50で分離した水蒸気の少なくとも一部(例えば約50%程度)が第1循環路52を介して各チューブ34の入口側に戻される。なお、シェル32の外部であって各チューブ34の入口側であれば、図2に示した箇所以外に水蒸気を戻しても良い。   The control unit 48 activates the separation unit 50 and opens each open / close valve 56 in the separation step of step S5 in the explosion control. Thereby, at least a part (for example, about 50%) of the water vapor separated from the produced pulverized biomass by the separation unit 50 is returned to the inlet side of each tube 34 through the first circulation path 52. In addition, as long as it is the exterior side of the shell 32 and the inlet side of each tube 34, you may return water vapor | steam to the location other than the location shown in FIG.

一方、第2循環路54は、フィーダ38の上方まで延設された配管である。第2循環路54内には、例えばスクリューコンベア60が配置され、スクリューコンベア60は分離ユニット50で分離した固体残渣をフィーダ38に向けて搬送する。スクリューコンベア60の駆動部は、制御ユニット48に電気的に接続されている。なお、固体残渣の搬送手段はスクリューコンベア60以外であっても良い。   On the other hand, the second circulation path 54 is a pipe extending to the upper side of the feeder 38. For example, a screw conveyor 60 is disposed in the second circulation path 54, and the screw conveyor 60 conveys the solid residue separated by the separation unit 50 toward the feeder 38. The drive unit of the screw conveyor 60 is electrically connected to the control unit 48. The solid residue transport means may be other than the screw conveyor 60.

そして、制御ユニット48は、爆砕制御におけるステップS5の分離工程において、分離ユニット50及びスクリューコンベア60を起動する。これにより、生成された微粉化バイオマスから分離ユニット50で分離した固体残渣の少なくとも一部(好ましくは約90%〜100%程度)が第2循環路54を介して各チューブ34の入口側であるフィーダ38に戻される。なお、シェル32の外部であって各チューブ34の入口側であれば、フィーダ38以外の箇所に固体残渣を戻しても良い。   And control unit 48 starts separation unit 50 and screw conveyor 60 in the separation process of Step S5 in explosion control. As a result, at least a part (preferably about 90% to 100%) of the solid residue separated from the produced pulverized biomass by the separation unit 50 is on the inlet side of each tube 34 via the second circulation path 54. Returned to the feeder 38. Note that the solid residue may be returned to a place other than the feeder 38 as long as it is outside the shell 32 and on the inlet side of each tube 34.

ステップS5の分離工程は、第1〜第4チューブ群34A〜34Dで微粉化バイオマスを段階的に順次生成した後に都度行われる。さらに、第1循環路52には保温ユニット62が設けられている。保温ユニット62は、例えば、保温ダクトや、第1循環路52を覆う保温カバー等であって、第1循環路52に導かれた水蒸気を保温する。   The separation step of step S5 is performed each time after the pulverized biomass is sequentially generated step by step in the first to fourth tube groups 34A to 34D. Furthermore, a heat retaining unit 62 is provided in the first circulation path 52. The heat retaining unit 62 is, for example, a heat retaining duct, a heat retaining cover that covers the first circulation path 52, and the like, and retains the water vapor that is guided to the first circulation path 52.

第1〜第4チューブ群34A〜34Dで微粉化バイオマスを段階的に順次生成する際、次の爆砕処理まで待機時間がある場合には、保温ユニット62で保温することにより分離ユニット50で分離した水蒸気の凝縮が抑制される。なお、分離ユニット50で分離した水蒸気の凝縮が問題とならない程度に待機時間が短い場合には、保温ユニット62を設けなくとも良い。   When the pulverized biomass is sequentially generated step by step in the first to fourth tube groups 34 </ b> A to 34 </ b> D, if there is a waiting time until the next blasting treatment, the heat is kept by the heat retaining unit 62 and separated by the separation unit 50. Condensation of water vapor is suppressed. If the standby time is short enough that condensation of water vapor separated by the separation unit 50 does not cause a problem, the heat retaining unit 62 may not be provided.

以上のように、本実施形態の蒸煮爆砕装置30は、チューブ34内にて湿潤状態のバイオマスBを密閉して加熱し、バイオマスBの含有水分でバイオマスBを水蒸気爆砕して水分の少ない高熱量の微粉化バイオマスを生成することができる。従って、バイオマスBの乾燥等の前処理及びその設備が不要となり、従来の水蒸気爆砕に比して大幅に少ないエネルギでバイオマスBを微粉化することができる。加えて、蒸煮爆砕装置30ひいてはボイラ装置1におけるエネルギ消費及び設備コストを全体として大幅に削減し、蒸煮爆砕装置30ひいてはボイラ装置1の運転コストを低減することができる。   As described above, the steam explosion apparatus 30 of the present embodiment seals and heats the wet biomass B in the tube 34, and steam-explodes the biomass B with the moisture contained in the biomass B to increase the amount of heat with less moisture. Of micronized biomass can be produced. Therefore, pretreatment such as drying of the biomass B and its equipment are not required, and the biomass B can be pulverized with much less energy than conventional steam explosion. In addition, it is possible to significantly reduce the energy consumption and equipment cost of the steaming / explosion apparatus 30 and thus the boiler apparatus 1 as a whole, and the steaming / explosion apparatus 30 and thus the operating cost of the boiler apparatus 1 can be reduced.

さらに、本実施形態の蒸煮爆砕装置30は、生成された微粉化バイオマスから固体残渣と水蒸気とを分離する分離ユニット50と、分離ユニット50で分離した水蒸気の少なくとも一部を各チューブ34の入口側に戻す第1循環路52とを備えている。これにより、バイオマスを少ないエネルギで効率的に微粉砕して燃料としての微粉化バイオマスを高い収率で生成することができる。   Further, the steam explosion apparatus 30 of the present embodiment includes a separation unit 50 that separates the solid residue and water vapor from the generated pulverized biomass, and at least a part of the water vapor separated by the separation unit 50 is on the inlet side of each tube 34. And a first circulation path 52 that returns to Thereby, the biomass can be efficiently pulverized with a small amount of energy to produce finely pulverized biomass as a fuel in a high yield.

詳しくは、爆砕処理後に発生した水分由来の水蒸気のみを次の爆砕処理に利用することができるため、蒸煮爆砕装置30の装置外に放出される水蒸気を低減することができる。従って、熱量廃棄に伴うエネルギーロスを低減し、ボイラ装置1が設けられる火力発電所等の発電効率の低下を防止することができる。   Specifically, since only water-derived water vapor generated after the blasting treatment can be used for the next blasting treatment, the water vapor released to the outside of the steaming blasting device 30 can be reduced. Therefore, it is possible to reduce energy loss due to heat quantity disposal and prevent a decrease in power generation efficiency of a thermal power plant where the boiler device 1 is provided.

また、水分由来以外の蒸気と凝縮水の再蒸煮は行われないため、これらに伴うエネルギーロスを低減することもできる。さらには、水分由来以外の蒸気と凝縮水によって蒸煮することによる微粉化バイオマスの変質の懸念が排除され、燃焼効率の良い高品質の微粉化バイオマスを製造することができる。   Moreover, since steam other than moisture origin and condensed water are not re-cooked, the energy loss accompanying these can also be reduced. Furthermore, the concern of alteration of the pulverized biomass caused by steaming with steam other than moisture and condensed water is eliminated, and high-quality pulverized biomass with good combustion efficiency can be produced.

なお、生成された微粉化バイオマスから分離された水蒸気は、元々、原料である湿潤状態のバイオマスBに含まれた含有水分に基づくものである。従って、分離ユニット50による分離工程を行ったとしても、バイオマスBの含有水分に基づく蒸気がバイオマスBの蒸煮爆砕に利用されることに変わりはない。   In addition, the water vapor | steam isolate | separated from the produced | generated micronized biomass is based on the moisture content originally contained in the biomass B of the wet state which is a raw material. Therefore, even if the separation process by the separation unit 50 is performed, the steam based on the moisture contained in the biomass B is still used for the steaming explosion of the biomass B.

また、蒸煮爆砕装置30は、生成された微粉化バイオマスから分離ユニット50で分離した固体残渣の少なくとも一部を各チューブ34の入口側に戻す第2循環路54を備えている。分離ユニット50で分離した固体残渣は、例えば2.0mm以上であって5.0mm程度となる粒径を有するものである。   In addition, the steam explosion apparatus 30 includes a second circulation path 54 that returns at least a part of the solid residue separated from the generated pulverized biomass by the separation unit 50 to the inlet side of each tube 34. The solid residue separated by the separation unit 50 has a particle size of, for example, 2.0 mm or more and about 5.0 mm.

このような固体残渣は、爆砕処理により生成された微粉化バイオマスの一割程度を占めており、2.0mm未満の粒径を基準としたときの微粉化バイオマスの収率を悪化させる。また、固体残渣をそのまま火炉2aに投入すると、石炭焚きボイラ2における燃焼効率が悪化する。しかし、生成された微粉化バイオマスから固体残渣を分離して次回の爆砕制御で再び爆砕することにより、固体残渣を2.0mm未満の粒径の微粉化バイオマスに再生成することができるため、これらの問題を解決できることが判明した。   Such a solid residue accounts for about 10% of the pulverized biomass produced by the blasting process, and deteriorates the yield of the pulverized biomass when the particle size is less than 2.0 mm. Moreover, if a solid residue is put into the furnace 2a as it is, the combustion efficiency in the coal fired boiler 2 will deteriorate. However, by separating the solid residue from the produced pulverized biomass and blasting again in the next blasting control, the solid residue can be regenerated into pulverized biomass having a particle size of less than 2.0 mm. It was found that the problem can be solved.

具体的には、150MW級の石炭焚きボイラ2に、エネルギ(熱量)基準とした比率で25%の木質チップを混焼し、約21.2ton/時の微粉木質、つまり微粉化バイオマスの供給が必要となることを想定して実験を行った。この場合、分離工程を行わない、つまり分離ユニット50によりリサイクルを行わない従来の蒸煮爆砕装置においては、原料としてのバイオマスB(湿潤木質チップ)の必要な供給量は約47.2ton/時である。   Specifically, 25% wood chips are co-fired in a 150 MW class coal-fired boiler 2 at a ratio based on energy (calorie), and it is necessary to supply about 21.2 tons / hour of finely divided wood, that is, finely pulverized biomass. The experiment was conducted assuming that In this case, in the conventional steaming and explosive device that does not perform the separation step, that is, does not recycle by the separation unit 50, the necessary supply amount of biomass B (wet wood chip) as a raw material is about 47.2 ton / hour. .

この場合において、高圧タービン22からシェル32に供給する水蒸気(432℃、6MPa)の必要な供給量は約37ton/時(9MWのエネルギーロスに相当)であり、従来の蒸煮爆砕装置において得られた微粉化バイオマスの収率は約70%であった。これに対し、本実施形態の蒸煮爆砕装置30においては、第1循環路52を介して分離ユニット50で分離した水蒸気の約50%を各チューブ34の入口側に戻す場合、高圧タービン22からシェル32に供給する水蒸気(432℃、6MPa)の必要な供給量は約17ton/時(4MWのエネルギーロスに相当)となった。   In this case, the necessary supply amount of water vapor (432 ° C., 6 MPa) supplied from the high-pressure turbine 22 to the shell 32 is about 37 ton / hour (corresponding to an energy loss of 9 MW), which was obtained in a conventional steaming and explosive device. The yield of micronized biomass was about 70%. In contrast, in the steam explosion apparatus 30 of the present embodiment, when about 50% of the water vapor separated by the separation unit 50 via the first circulation path 52 is returned to the inlet side of each tube 34, the high-pressure turbine 22 is connected to the shell. The required supply amount of water vapor (432 ° C., 6 MPa) supplied to 32 was about 17 ton / hour (corresponding to an energy loss of 4 MW).

このように、分離ユニット50を有する循環式の蒸煮爆砕装置30は、装置外に放出される水蒸気を大幅に低減することができる。また、固体残渣をフィーダ38に投入し、原料として再利用することにより、蒸煮爆砕装置30に投入するバイオマスBを低減することができるため、蒸煮爆砕装置30において得られた微粉化バイオマスの収率は約78%に上昇した。従って、本実施形態の蒸煮爆砕装置30は、分離ユニット50と、第1及び第2循環路52、54とを有することにより、バイオマスを少ないエネルギで効率的に微粉砕して燃料として高品質の微粉化バイオマスを高い収率で生成することができる。   Thus, the circulation type steaming and explosive device 30 having the separation unit 50 can greatly reduce the water vapor released to the outside of the device. Moreover, since the biomass B thrown into the steaming / explosion device 30 can be reduced by putting the solid residue into the feeder 38 and reusing it as a raw material, the yield of the pulverized biomass obtained in the steaming / explosion device 30 Rose to about 78%. Therefore, the steam explosion apparatus 30 of the present embodiment includes the separation unit 50 and the first and second circulation paths 52 and 54, so that the biomass can be efficiently pulverized with less energy and high quality as fuel. Micronized biomass can be produced with high yield.

また、第1循環路52に保温ユニット62を設けたことにより、微粉化バイオマスを段階的に順次生成する際、次の爆砕処理まで待機時間がある場合には、保温ユニット62で保温することにより分離ユニット50で分離した水蒸気の凝縮が抑制される。従って、リサイクルする水蒸気の性状を維持することができるため、熱量廃棄に伴うエネルギーロスをさらに低減することができる。   Further, by providing the heat retaining unit 62 in the first circulation path 52, when the pulverized biomass is sequentially generated step by step, if there is a waiting time until the next explosion process, the heat retaining unit 62 retains the temperature. Condensation of water vapor separated by the separation unit 50 is suppressed. Therefore, since the property of the water vapor | steam to recycle can be maintained, the energy loss accompanying heat quantity disposal can further be reduced.

また、特に本実施形態の蒸煮爆砕装置30は、上述した爆砕制御を実行し、第1〜第4チューブ群34A〜34Dで微粉化バイオマスを段階的に順次生成する。これにより、蒸煮爆砕装置30における微粉化バイオマスの生成量を容易に調整することができ、蒸煮爆砕装置30で微粉化バイオマスを所定量ずつ段階的に生成して石炭焚きボイラ2で燃焼させることが可能である。   In particular, the steam explosion apparatus 30 according to the present embodiment executes the above-described explosion control, and sequentially generates pulverized biomass in stages in the first to fourth tube groups 34A to 34D. Thereby, the production amount of the pulverized biomass in the steaming / explosion device 30 can be easily adjusted, and the pulverized biomass can be generated stepwise by the steaming / explosion device 30 and burned in the coal-fired boiler 2. Is possible.

従って、蒸煮爆砕装置30ひいてはボイラ装置1の運転の自由度を高めることができ、蒸煮爆砕装置30ひいてはボイラ装置1のエネルギ消費及び運転コストのさらなる低減を図ることができる。なお、このような微粉化バイオマスの段階的な生成は、石炭焚きボイラ2で生成された蒸気をシェル32内に連続的に循環させ、当該蒸気を連続供給可能なバイオマスBの加熱源として有効利用することで初めて実現されるものである。   Therefore, it is possible to increase the degree of freedom of operation of the steaming / explosion device 30 and thus the boiler device 1, and to further reduce the energy consumption and operation cost of the steaming / explosion device 30 and thus the boiler device 1. Note that such stepwise generation of pulverized biomass is effectively utilized as a heating source of biomass B that can continuously circulate steam generated in the coal-fired boiler 2 in the shell 32 and continuously supply the steam. This is the first time it is realized.

また、本実施形態では、チューブ34の数、ひいてはチューブ34に対応する入口バルブ40、出口バルブ42の数は適宜変更可能である。また、チューブ群の数、チューブ群に対応する入口バルブ群、出口バルブ群の数、ひいては、これら群を構成するチューブ34、入口バルブ40、出口バルブ42の数も適宜変更可能である。すなわち、制御ユニット48で実行される爆砕制御では、入口及び出口バルブ40、42の開閉により、フィーダ38から複数のチューブ34のうちの少なくとも1つ以上に段階的にバイオマスBを供給し、微粉化バイオマスが所定量ずつ段階的に順次生成される。   In the present embodiment, the number of tubes 34, and hence the number of inlet valves 40 and outlet valves 42 corresponding to the tubes 34, can be changed as appropriate. Further, the number of tube groups, the number of inlet valve groups and outlet valve groups corresponding to the tube groups, and the number of tubes 34, inlet valves 40, and outlet valves 42 constituting these groups can be changed as appropriate. That is, in the explosion control executed by the control unit 48, the biomass B is supplied stepwise from the feeder 38 to at least one of the plurality of tubes 34 by opening and closing the inlet and outlet valves 40 and 42, and pulverized. Biomass is sequentially generated in predetermined steps.

<第2実施形態>
第2実施形態の蒸煮爆砕装置130は、入口及び出口バルブ40、42の数及び位置、シェル32の形状、及び制御ユニット48が実行する爆砕制御、第1循環路52の接続箇所を除き、第1実施形態の蒸煮爆砕装置30と同様の構成をなしている。従って、以下、これら相違点を主として説明し、第1実施形態と同様の構成は図面及び明細書中に同符号を付して説明を省略することがある。
Second Embodiment
The steam explosion apparatus 130 of the second embodiment is the same as that of the first and second embodiments except for the number and position of the inlet and outlet valves 40 and 42, the shape of the shell 32, and the explosion control executed by the control unit 48 and the connection point of the first circulation path 52. The configuration is the same as that of the steaming and explosive device 30 of one embodiment. Accordingly, these differences will be mainly described below, and the same configurations as those of the first embodiment may be denoted by the same reference numerals in the drawings and specification, and description thereof may be omitted.

図5は、第2実施形態に係る蒸煮爆砕装置130の構成を示す。本実施形態の蒸煮爆砕装置130には、入口及び出口バルブ40、42はチューブ34毎に設けられておらず、分岐配管44に1個の入口バルブ40が介装され、合流配管46に1個の出口バルブ42が介装されている。また、シェル32内には、各チューブ34の上傾斜管部34a、及び下傾斜管部34bが配置され、分岐配管44、合流配管46はシェル32の上下壁32b、32cからシェル32内の気密性を保持しながらそれぞれ上下に突出して位置付けられている。   FIG. 5 shows a configuration of the steaming and explosive device 130 according to the second embodiment. In the steam explosion apparatus 130 of this embodiment, the inlet and outlet valves 40, 42 are not provided for each tube 34, and one inlet valve 40 is interposed in the branch pipe 44, and one in the junction pipe 46. The outlet valve 42 is interposed. Further, in the shell 32, an upper inclined pipe portion 34 a and a lower inclined pipe portion 34 b of each tube 34 are disposed, and the branch pipe 44 and the junction pipe 46 are airtight in the shell 32 from the upper and lower walls 32 b and 32 c of the shell 32. Each of them is positioned so as to protrude up and down while maintaining its properties.

フィーダ38から供給されたバイオマスBは、分岐配管44の途中位置までに高い充填率で充填され、閉作動された入口バルブ40により堰き止められている。また、蒸煮爆砕装置130は、第1実施形態の場合と同様に、分離ユニット50、第1及び第2循環路52、54、開閉バルブ56、スクリューコンベア60、保温ユニット62を備えている。   Biomass B supplied from the feeder 38 is filled up to a midway position of the branch pipe 44 with a high filling rate, and is blocked by the inlet valve 40 that is closed. Moreover, the steaming explosion apparatus 130 is provided with the separation unit 50, the 1st and 2nd circulation paths 52 and 54, the opening-and-closing valve 56, the screw conveyor 60, and the heat retention unit 62 similarly to the case of 1st Embodiment.

本実施形態の第1循環路52は、シェル32の上壁32bから突出した分岐配管44に接続されている。また、開閉バルブ56は第1循環路52に1個だけ設けられている。なお、シェル32の外部であって各チューブ34の入口側であれば、図5に示した箇所以外に第1循環路52を接続しても良い。   The first circulation path 52 of the present embodiment is connected to a branch pipe 44 protruding from the upper wall 32b of the shell 32. Further, only one open / close valve 56 is provided in the first circulation path 52. In addition, as long as it is the exterior side of the shell 32 and the inlet side of each tube 34, you may connect the 1st circulation path 52 other than the location shown in FIG.

以下、図6に示すフローチャートを参照して、制御ユニット48が実行する本実施形態の爆砕制御について説明する。先ず、制御ユニット48が爆砕制御を開始すると、ステップS11では、入口バルブ40を開作動し、出口バルブ42を閉作動する。これにより、入口バルブ40で堰き止められていたバイオマスBが24本の各チューブ34内に一括して供給、充填される。   Hereinafter, the explosion control of the present embodiment executed by the control unit 48 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, when the control unit 48 starts the explosion control, in step S11, the inlet valve 40 is opened and the outlet valve 42 is closed. As a result, the biomass B that has been blocked by the inlet valve 40 is supplied and filled in the 24 tubes 34 at once.

次に、ステップS12では、入口バルブ40を閉作動し、各チューブ34に充填されたバイオマスBをこれら各チューブ34内に密閉する。そして、シェル32内を循環される蒸気により、各チューブ34を介して各チューブ34内のバイオマスBが間接的に加熱される。   Next, in step S <b> 12, the inlet valve 40 is closed and the biomass B filled in each tube 34 is sealed in each tube 34. The biomass B in each tube 34 is indirectly heated by the steam circulated in the shell 32 through each tube 34.

各チューブ34内に密閉状態で保持されたバイオマスBの含有水分が徐々に蒸発し、各チューブ34内は蒸気が充満して昇圧し、バイオマスBの含有水分に基づく蒸気がバイオマスBの蒸煮爆砕に利用される。こうして、シェル32内を流れる蒸気によってチューブ34を介してバイオマスBが間接的に密閉状態で加熱され、バイオマスBはチューブ34内にてバイオマスBの含有水分によって蒸煮される。   The moisture contained in the biomass B held in a sealed state in each tube 34 is gradually evaporated, the inside of each tube 34 is filled with steam and the pressure is increased, and the steam based on the moisture contained in the biomass B is used for steaming explosion of the biomass B. Used. In this way, the biomass B is indirectly heated in a sealed state by the steam flowing in the shell 32 through the tube 34, and the biomass B is steamed by the moisture contained in the biomass B in the tube 34.

次に、ステップS13では、ステップS12から移行した後の保持時間tが経過したか否かを判定する。判定結果がYes(真)である場合には、各チューブ34内で好適な蒸煮爆砕が可能な蒸煮が十分に行われたと判定し、ステップS14に移行する。一方、判定結果がNo(偽)である場合には、各チューブ34内で蒸煮爆砕が可能な蒸煮が十分に行われていないと判定し、ステップS13に留まって待機する。   Next, in step S13, it is determined whether or not the holding time t after shifting from step S12 has elapsed. When a determination result is Yes (true), it is determined that steaming that allows suitable steaming and explosion in each tube 34 has been sufficiently performed, and the process proceeds to step S14. On the other hand, when the determination result is No (false), it is determined that the steaming that can be steamed in each tube 34 is not sufficiently performed, and the process stays in step S13 and waits.

次に、ステップS14では、出口バルブ42を開作動する。これにより、各チューブ34内の圧力が瞬時に開放され、これら各チューブ34内の急速減圧が行われ、蒸煮爆砕によって微粉化されたバイオマス燃料が出口バルブ42から噴出して生成され、爆砕制御を終了する。   Next, in step S14, the outlet valve 42 is opened. As a result, the pressure in each tube 34 is instantaneously released, rapid decompression in each tube 34 is performed, and biomass fuel pulverized by steam explosion is generated from the outlet valve 42 to generate explosion control. finish.

次に、ステップS15では、第1実施形態の場合と同様に、分離ユニット50による分離工程が行われる。分離工程において、制御ユニット48は、分離ユニット50を起動するとともに、開閉バルブ56を開作動する。これにより、生成された微粉化バイオマスから分離ユニット50で分離した水蒸気の少なくとも一部(例えば約50%程度)が第1循環路52を介してチューブ34の入口側に戻される。   Next, in step S15, the separation process by the separation unit 50 is performed as in the case of the first embodiment. In the separation step, the control unit 48 activates the separation unit 50 and opens the opening / closing valve 56. Thereby, at least a part (for example, about 50%) of the water vapor separated from the produced pulverized biomass by the separation unit 50 is returned to the inlet side of the tube 34 through the first circulation path 52.

また、制御ユニット48は、分離ユニット50及びスクリューコンベア60を起動する。これにより、生成された微粉化バイオマスから分離ユニット50で分離した固体残渣の少なくとも一部(好ましくは約90%〜100%程度)が第2循環路54を介して各チューブ34の入口側であるフィーダ38に戻される。   Further, the control unit 48 activates the separation unit 50 and the screw conveyor 60. As a result, at least a part (preferably about 90% to 100%) of the solid residue separated from the produced pulverized biomass by the separation unit 50 is on the inlet side of each tube 34 via the second circulation path 54. Returned to the feeder 38.

蒸煮爆砕装置130で微粉化バイオマスを順次生成する際、次の爆砕処理まで待機時間がある場合には、保温ユニット62で保温することにより分離ユニット50で分離した水蒸気の凝縮が抑制される。なお、本実施形態の分離ユニット50及び分離工程において、前述した内容の例外となる構成は、第1実施形態の場合と同様に許容される。そして、分離工程を経た微粉化バイオマス燃料は、押込みファン11により導入される燃焼用空気とともにバーナー部2eを経て石炭焚きボイラ2の火炉2aに投入され、ミル20により粉砕処理された微粉炭燃料とともに燃焼される。   When the pulverized biomass is sequentially generated by the steaming and pulverizing apparatus 130, when there is a waiting time until the next blasting process, the heat retention by the heat retaining unit 62 suppresses the condensation of the water vapor separated by the separation unit 50. Note that, in the separation unit 50 and the separation step of the present embodiment, configurations that are exceptions to the above-described contents are allowed as in the case of the first embodiment. Then, the pulverized biomass fuel that has passed through the separation step is introduced into the furnace 2a of the coal-fired boiler 2 through the burner portion 2e together with the combustion air introduced by the pushing fan 11, and together with the pulverized coal fuel pulverized by the mill 20 Burned.

以上のように本実施形態の蒸煮爆砕装置130では、第1実施形態の場合と同様に、チューブ34内にて湿潤状態のバイオマスBを密閉して加熱し、バイオマスBの含有水分でバイオマスBを水蒸気爆砕して水分の少ない高熱量の微粉化バイオマスを生成することができる。従って、従来の水蒸気爆砕に比して大幅に少ないエネルギでバイオマスBを微粉化することができ、蒸煮爆砕装置130ひいてはボイラ装置1におけるエネルギ消費及び設備コストを全体として大幅に削減し、蒸煮爆砕装置130ひいてはボイラ装置1の運転コストを低減することができる。   As described above, in the steam explosion apparatus 130 of the present embodiment, the biomass B in a wet state is sealed and heated in the tube 34 as in the case of the first embodiment, and the biomass B is contained with the moisture contained in the biomass B. Steam explosion can produce high heat quantity micronized biomass with little moisture. Therefore, the biomass B can be pulverized with much less energy than the conventional steam explosion, and the overall energy consumption and equipment cost in the steam explosion apparatus 130 and the boiler apparatus 1 are greatly reduced. As a result, the operating cost of the boiler apparatus 1 can be reduced.

さらに、本実施形態の蒸煮爆砕装置130は、第1実施形態の場合と同様に、分離ユニット50、第1及び第2循環路52、54を備えることから、バイオマスを少ないエネルギで効率的に微粉砕して燃料として高品質の微粉化バイオマスを高い収率で生成することができる。また、第1循環路52に保温ユニット62を設けたことにより、分離ユニット50で分離した水蒸気の凝縮が抑制され、熱量廃棄に伴うエネルギーロスをさらに低減することができる。   Furthermore, since the steaming and explosive device 130 of this embodiment includes the separation unit 50 and the first and second circulation paths 52 and 54 as in the case of the first embodiment, the biomass can be efficiently finely divided with less energy. It can be pulverized to produce high quality finely divided biomass as fuel. Further, by providing the heat retaining unit 62 in the first circulation path 52, the condensation of the water vapor separated by the separation unit 50 is suppressed, and the energy loss accompanying the waste of heat can be further reduced.

また、特に本実施形態の蒸煮爆砕装置130は、入口及び出口バルブ40、42は1個で良いため、第1実施形態の場合に比して、入口及び出口バルブ40、42の個数を大幅に削減することができ、爆砕制御の制御システムも簡素化される。従って、蒸煮爆砕装置130は、その全体構成を大幅に簡素化することができるため、蒸煮爆砕装置130ひいてはボイラ装置1におけるエネルギ消費及び設備コストをさらに削減し、これらの運転コストをさらに低減することができる。   In particular, the steam explosion apparatus 130 of the present embodiment requires only one inlet and outlet valve 40, 42, so the number of inlet and outlet valves 40, 42 is significantly larger than in the case of the first embodiment. It can be reduced, and the control system for explosion control is simplified. Therefore, the steaming and explosive device 130 can greatly simplify the overall configuration thereof, so that the energy consumption and equipment cost in the steaming and explosive device 130 and thus the boiler device 1 can be further reduced, and these operating costs can be further reduced. Can do.

また、本実施形態では、上述した爆砕制御を実行し、入口及び出口バルブ40、42の開閉により、フィーダ38から24本のチューブ34内に一括してバイオマスBを供給し、微粉化バイオマスを生成する。しかも、各チューブ34の上傾斜管部34a、及び下傾斜管部34bにもバイオマスBを充填して蒸煮爆砕を行うことができる。これにより、石炭焚きボイラ2で生成された蒸気を利用しながら、微粉化バイオマスを一度に大量に生成することができ、蒸煮爆砕装置130の爆砕能力を大幅に高めることができる。   Further, in the present embodiment, the above-described explosion control is executed, and the biomass B is supplied from the feeder 38 into the 24 tubes 34 by opening and closing the inlet and outlet valves 40 and 42 to generate pulverized biomass. To do. In addition, the upper inclined pipe portion 34a and the lower inclined pipe portion 34b of each tube 34 can be filled with the biomass B and steamed and crushed. Thereby, while using the steam | steam produced | generated with the coal burning boiler 2, pulverized biomass can be produced | generated in large quantities at once, and the blasting capability of the steaming blasting apparatus 130 can be improved significantly.

<第3実施形態>
第3実施形態に係る蒸煮爆砕システムは、ボイラ装置1に設けられ、蒸煮爆砕装置30又は130を複数備えている。以下、第2実施形態の蒸煮爆砕装置130を複数備える場合を代表して説明し、第2実施形態と同様の構成は図面及び明細書中に同符号を付して説明を省略することがある。
<Third Embodiment>
The steaming / explosion system according to the third embodiment is provided in the boiler device 1 and includes a plurality of the steaming / explosion devices 30 or 130. Hereinafter, a case where a plurality of the steaming and explosive devices 130 according to the second embodiment are provided will be described as a representative, and the same configuration as that of the second embodiment may be denoted by the same reference numerals in the drawings and specification, and the description thereof may be omitted. .

図7は、複数の蒸煮爆砕装置130のうちの一部をなす装置130A、130Bを図示した蒸煮爆砕システム200を示す。装置130Aの第1循環路52は、隣り合う装置130Bの分岐配管44に接続されている。一方、装置130A、130Bの第2循環路54は、それぞれ装置130A、130Bの各フィーダ38の上方まで延設される。なお、図7、及び後述する図8においては、制御ユニット48の図示を省略している。   FIG. 7 shows a steaming / explosion system 200 illustrating devices 130 </ b> A and 130 </ b> B that form part of the plurality of steaming / explosion devices 130. The first circulation path 52 of the device 130A is connected to the branch pipe 44 of the adjacent device 130B. On the other hand, the second circulation paths 54 of the devices 130A and 130B extend to above the feeders 38 of the devices 130A and 130B, respectively. Note that the control unit 48 is not shown in FIG. 7 and FIG. 8 described later.

装置130Aの分離ユニット50で分離した水蒸気は、異なる装置130Bの各チューブ34の入口側に戻され、装置130Aの爆砕処理後に発生した水分由来の水蒸気を装置130Bの爆砕処理に利用することができる。従って、蒸煮爆砕システム200の装置外に放出される水蒸気を低減することができるため、熱量廃棄に伴うエネルギーロスを低減することができる。   The water vapor separated by the separation unit 50 of the device 130A is returned to the inlet side of each tube 34 of the different device 130B, and the water-derived water vapor generated after the explosion treatment of the device 130A can be used for the explosion treatment of the device 130B. . Therefore, since the water vapor | steam discharge | released out of the apparatus of the steaming explosion system 200 can be reduced, the energy loss accompanying heat amount disposal can be reduced.

また、装置130A、130Bにおいて微粉化バイオマスを順次段階的に生成することにより、装置130Aと装置130Aとの爆砕処理の間に待機時間を極力短くすることができる。これにより、保温ユニット62を設けなくとも、リサイクルする水蒸気の性状を維持することができるため、設備コストを低減しながら熱量廃棄に伴うエネルギーロスを削減することができる。   Further, by generating the pulverized biomass in stages in the apparatuses 130A and 130B, the standby time can be shortened as much as possible between the explosion processes of the apparatuses 130A and 130A. Thereby, even if it does not provide the heat retention unit 62, since the property of the water vapor | steam to recycle can be maintained, the energy loss accompanying heat amount disposal can be reduced, reducing an installation cost.

さらに、図8に示すように、蒸煮爆砕システム200において、分離ユニット50を複数の蒸煮爆砕装置130で共用しても良い。例えば、蒸煮爆砕システム200が装置130A、130Bから構成される場合、分離ユニット50は1つだけ設けられ、第1循環路52は、装置130A、130Bの各分岐配管44に向けて分岐して接続される。   Furthermore, as shown in FIG. 8, in the steam explosion system 200, the separation unit 50 may be shared by a plurality of steam explosion apparatuses 130. For example, when the steam explosion system 200 is composed of the devices 130A and 130B, only one separation unit 50 is provided, and the first circulation path 52 is branched and connected toward the branch pipes 44 of the devices 130A and 130B. Is done.

また、第2循環路54は、装置130A、130Bの各フィーダ38の上方に向けて分岐して延設される。分岐した第2循環路54の各フィーダ38の近傍には、それぞれ開閉バルブ58が介装されている。開閉バルブ58の駆動部は、制御ユニット48に電気的に接続されている。制御ユニット48は、爆砕制御におけるステップS5の分離工程において、分離ユニット50及びスクリューコンベア60を起動するとともに、何れかの開閉バルブ58を開作動する。   Further, the second circulation path 54 is branched and extended toward the upper side of the feeders 38 of the devices 130A and 130B. An opening / closing valve 58 is interposed in the vicinity of each feeder 38 of the branched second circulation path 54. The drive part of the opening / closing valve 58 is electrically connected to the control unit 48. The control unit 48 activates the separation unit 50 and the screw conveyor 60 and opens any one of the opening / closing valves 58 in the separation step of step S5 in the explosion control.

これにより、生成された微粉化バイオマスから分離ユニット50で分離した固体残渣の一部が第2循環路54を介して選択されたフィーダ38に戻される。このような図8の形態の場合には、蒸煮爆砕システム200の分離ユニット50の数を減らすことができるため、設備コストを低減しながらコンパクトな蒸煮爆砕システム200を実現することができる。   Thereby, a part of the solid residue separated from the produced pulverized biomass by the separation unit 50 is returned to the selected feeder 38 via the second circulation path 54. In the case of such a form of FIG. 8, since the number of separation units 50 of the steam explosion system 200 can be reduced, a compact steam explosion system 200 can be realized while reducing the equipment cost.

以上で本発明の各実施形態についての説明を終えるが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、蒸煮爆砕装置30、130は、分離ユニット50と第1循環路52とを備えていれば、第2循環路54を備えていなくとも良い。バイオマスBの性状や、蒸煮爆砕装置30、130の爆砕能力によっては、固体残渣の量が少ない場合もあり得るからである。
Although the description of the embodiments of the present invention has been completed above, the present invention is not limited to these, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the steaming and explosive devices 30 and 130 do not need to include the second circulation path 54 as long as the separation unit 50 and the first circulation path 52 are included. This is because the amount of the solid residue may be small depending on the properties of the biomass B and the explosion ability of the steam explosion equipment 30 and 130.

また、例えば、図9に示すように、蒸煮爆砕装置30(蒸煮爆砕装置130でも良い)は、チューブ34内に生成された微粉化バイオマスを受け入れる受入タンク64を備えても良い。この場合には、蒸煮爆砕装置30において分離ユニット50を経た微粉化バイオマスを火炉2aに直接投入して燃焼するのではなく、受入タンク64で一旦保管することができる。これにより、蒸煮爆砕装置30及びボイラ装置1の運転の自由度をさらに高めることができる。   Further, for example, as shown in FIG. 9, the steaming / explosion device 30 (or the steaming / explosion device 130) may include a receiving tank 64 that receives the pulverized biomass generated in the tube 34. In this case, the pulverized biomass that has passed through the separation unit 50 in the steaming explosion device 30 is not directly charged into the furnace 2a and combusted, but can be temporarily stored in the receiving tank 64. Thereby, the freedom degree of operation | movement of the steaming explosion apparatus 30 and the boiler apparatus 1 can further be raised.

また、上記各実施形態では、ボイラ装置1が備える蒸煮爆砕装置30、130で蒸煮爆砕を行うことで、バイオマスBの含水量で微粉化バイオマスを生成する場合について説明した。この場合には、石炭焚きボイラ2で生じている高温の蒸気のうちの再熱蒸気(高圧タービン22を回転させた後に再熱器2cに戻る蒸気)の一部をチューブ34の加熱源として利用している。   Moreover, in each said embodiment, the case where pulverized biomass was produced | generated with the moisture content of biomass B was demonstrated by performing steaming explosion by the steaming explosion equipment 30 and 130 with which the boiler apparatus 1 is provided. In this case, a part of reheat steam (steam returning to the reheater 2c after rotating the high pressure turbine 22) out of the high temperature steam generated in the coal fired boiler 2 is used as a heating source for the tube 34. doing.

これにより、新たな電力消費を要さずに、少ないエネルギでバイオマスBを微粉化することができる。しかし、これに限らず、上記加熱源として、中・低圧タービン25の仕事に供された後の蒸気を利用しても良いし、石炭焚きボイラ2で発生する水蒸気を直接利用しても良いし、石炭焚きボイラ2で発生する排ガスで蒸気を追い焚きして利用しても良い。   Thereby, biomass B can be pulverized with little energy, without requiring new power consumption. However, the present invention is not limited thereto, and the steam after being used for the work of the medium / low pressure turbine 25 may be used as the heating source, or the steam generated in the coal fired boiler 2 may be directly used. Alternatively, steam may be used for exhaust gas generated in the coal-fired boiler 2 for use.

また、ボイラ装置1以外の他の装置や設備に、蒸煮爆砕装置30、130の態様をなす微粉化バイオマス製造装置を設け、蒸気以外の加熱源を利用してチューブ34を加熱して微粉化バイオマスを生成しても良い。
また、本発明で微粉化可能なバイオマスは、水分を含む潤湿バイオマスであれば良く、木質系に限らず草木系を含む未利用バイオマスであっても良いし、廃棄物系バイオマスであっても良い。
Moreover, the pulverized biomass production apparatus which makes the aspect of the steaming explosion apparatus 30 and 130 is provided in apparatuses and facilities other than the boiler apparatus 1, and the tube 34 is heated using heating sources other than steam, and pulverized biomass. May be generated.
In addition, the biomass that can be pulverized in the present invention may be any moisture-containing biomass that includes moisture, and may be unused biomass including vegetation and not only woody, but also waste biomass. good.

30、130 蒸煮爆砕装置
32 シェル
34 チューブ
40 入口バルブ
42 出口バルブ
48 制御ユニット
50 分離ユニット
52 第1循環路
54 第2循環路
62 保温ユニット
200 蒸煮爆砕システム
30, 130 Steaming and explosive device 32 Shell 34 Tube 40 Inlet valve 42 Outlet valve 48 Control unit 50 Separating unit 52 First circulation path 54 Second circulation path 62 Thermal insulation unit 200 Steaming explosion system

Claims (5)

蒸気が供給されるシェルと、
前記シェル内に配置されるチューブと、
前記チューブの入口側に接続され、前記チューブ内にバイオマスを供給するフィーダと、
前記チューブの入口側に介装される入口バルブと、
前記チューブの出口側に介装される出口バルブと、
前記入口バルブを開、前記出口バルブを閉とし、前記フィーダから前記入口バルブを経て前記チューブ内に前記バイオマスを供給し、前記入口及び出口バルブを閉とし、前記バイオマスを前記チューブ内に密閉し、前記チューブ内の前記バイオマスを前記シェル内の蒸気で加熱し、保持時間の経過後、前記入口バルブを閉、前記出口バルブを開とし、前記チューブ内の前記バイオマスをその含有水分で蒸気爆砕して微粉化バイオマスを生成する制御ユニットと、
前記チューブの出口側に接続され、前記チューブ内に生成された前記微粉化バイオマスから固体残渣と水蒸気とを分離する分離ユニットと、
前記分離ユニットで分離した水蒸気の少なくとも一部を前記チューブの入口側に戻す第1循環路と
を備える、蒸煮爆砕装置。
A shell supplied with steam;
A tube disposed in the shell;
A feeder connected to the inlet side of the tube and supplying biomass into the tube;
An inlet valve interposed on the inlet side of the tube;
An outlet valve interposed on the outlet side of the tube;
Open the inlet valve, close the outlet valve, supply the biomass from the feeder through the inlet valve into the tube, close the inlet and outlet valve, seal the biomass in the tube, The biomass in the tube is heated with steam in the shell, and after the holding time has elapsed, the inlet valve is closed, the outlet valve is opened, and the biomass in the tube is steam-exploded with the contained moisture. A control unit for producing micronized biomass;
A separation unit connected to the outlet side of the tube and separating solid residue and water vapor from the micronized biomass produced in the tube;
A steam blasting apparatus comprising: a first circulation path for returning at least part of the water vapor separated by the separation unit to the inlet side of the tube.
前記分離ユニットで分離した固体残渣の少なくとも一部を前記チューブの入口側に戻す第2循環路をさらに備える、請求項1に記載の蒸煮爆砕装置。   The steaming and explosive device according to claim 1, further comprising a second circulation path for returning at least a part of the solid residue separated by the separation unit to the inlet side of the tube. 前記第1循環路は、前記分離ユニットで分離した水蒸気の凝縮を抑制する保温ユニットを有する、請求項1又は2に記載の蒸煮爆砕装置。   The steam blasting apparatus according to claim 1 or 2, wherein the first circulation path includes a heat retaining unit that suppresses condensation of water vapor separated by the separation unit. 請求項1又は2に記載の蒸煮爆砕装置を複数備える蒸煮爆砕システムであって、
前記第1循環路は、前記分離ユニットで分離した水蒸気を異なる前記蒸煮爆砕装置の前記チューブの入口側に戻す、蒸煮爆砕システム。
A steam explosion system comprising a plurality of steam explosion apparatuses according to claim 1 or 2,
The first circulation path is a steaming / explosion system for returning the water vapor separated by the separation unit to the inlet side of the tube of the different steaming / explosion device.
前記分離ユニットは、複数の前記蒸煮爆砕装置において共用されている、請求項4に記載の蒸煮爆砕システム。   The steaming / explosion system according to claim 4, wherein the separation unit is shared by a plurality of the steaming / explosion apparatuses.
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