JP2020073690A - 燃料用竹材の製造方法 - Google Patents
燃料用竹材の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020073690A JP2020073690A JP2020004135A JP2020004135A JP2020073690A JP 2020073690 A JP2020073690 A JP 2020073690A JP 2020004135 A JP2020004135 A JP 2020004135A JP 2020004135 A JP2020004135 A JP 2020004135A JP 2020073690 A JP2020073690 A JP 2020073690A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- water
- bamboo
- bamboo material
- potassium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 title claims abstract description 129
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 title claims abstract description 129
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 title claims abstract description 129
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 title claims abstract description 128
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 title claims abstract description 128
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 105
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 100
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 94
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims abstract description 51
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 55
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 29
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 10
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 60
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 abstract description 60
- 239000011591 potassium Substances 0.000 abstract description 60
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 40
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 22
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 21
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 10
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 10
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 10
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 10
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 10
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 10
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 8
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N Potassium ion Chemical compound [K+] NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 3
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 description 3
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 3
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N furfural Chemical compound O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 2
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 2
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 2
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 description 1
- 241000209128 Bambusa Species 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 244000181980 Fraxinus excelsior Species 0.000 description 1
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000010794 food waste Substances 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010903 husk Substances 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- 238000007601 warm air drying Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Abstract
【課題】本発明は、カリウム含有量を低減させ、直接燃焼による大規模発電の主燃料として有効活用し得る竹材(燃料用竹材)の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の燃料用竹材の製造方法は、竹材を切断する工程(切断工程)、切断した竹材を水に浸漬する工程(浸漬工程)、及び浸漬した竹材を水から取り出して乾燥する工程(乾燥工程)を含み、前記浸漬工程における水の温度が50〜100℃の範囲である。【選択図】なし
Description
本発明は、燃料用竹材の製造方法に関する。
近年、地球温暖化防止の観点から、バイオマス燃料の利用拡大が図られている。バイオ
マスとは、生物資源(bio)の量(mass)を表す概念で、一般的には「再生可能な、生物
由来の有機性資源で化石資源を除いたもの」をバイオマスと呼ぶ。バイオマスの種類には
、廃棄物系バイオマス、未利用バイオマス、資源作物(エネルギーや製品の製造を目的に
栽培される植物)がある。廃棄物系バイオマスとしては、例えば、廃棄される紙、家畜排
せつ物、食品廃棄物、建設発生木材、製材工場残材、下水汚泥等が挙げられ、未利用バイ
オマスとしては、例えば、稲わら、麦わら、もみ殻等が挙げられ、資源作物としては、例
えば、さとうきびやトウモロコシ等が挙げられる。
マスとは、生物資源(bio)の量(mass)を表す概念で、一般的には「再生可能な、生物
由来の有機性資源で化石資源を除いたもの」をバイオマスと呼ぶ。バイオマスの種類には
、廃棄物系バイオマス、未利用バイオマス、資源作物(エネルギーや製品の製造を目的に
栽培される植物)がある。廃棄物系バイオマスとしては、例えば、廃棄される紙、家畜排
せつ物、食品廃棄物、建設発生木材、製材工場残材、下水汚泥等が挙げられ、未利用バイ
オマスとしては、例えば、稲わら、麦わら、もみ殻等が挙げられ、資源作物としては、例
えば、さとうきびやトウモロコシ等が挙げられる。
これらのバイオマスは、通常、そのままの状態では有効な燃料として利用することが困
難である。そこで、これらのバイオマスを良質なバイオマス燃料とするための様々な加工
技術が提案されている。例えば、特許文献1には、バガス等のバイオマス原料の洗浄にお
いて、ピスを含めた原料の歩留まりを下げることなく、効率的に異物を除去する装置及び
方法が提案されている。また、例えば、特許文献2には、バイオマスがカリウムやナトリ
ウムなどのアルカリ金属を含有する場合であっても、アルカリ金属含有量の低いバイオマ
ス炭を製造できる、バイオマスの洗浄方法、バイオマス炭の製造方法、及び竪型炉の操業
方法が提案されている。また、例えば、特許文献3には、草本系バイオマスを燃料、ガス
化原料又は炭化物原料として利用する際に、草本系バイオマスにカリウムが含まれること
に起因する問題の発生を防ぐことができる草本系バイオマスの前処理装置及び前処理方法
が提案されている。また、例えば、特許文献4には、水蒸気爆砕の厳しい方法であって、
同時にフルフラールが低い生成物を生成する方法が提案されている。
難である。そこで、これらのバイオマスを良質なバイオマス燃料とするための様々な加工
技術が提案されている。例えば、特許文献1には、バガス等のバイオマス原料の洗浄にお
いて、ピスを含めた原料の歩留まりを下げることなく、効率的に異物を除去する装置及び
方法が提案されている。また、例えば、特許文献2には、バイオマスがカリウムやナトリ
ウムなどのアルカリ金属を含有する場合であっても、アルカリ金属含有量の低いバイオマ
ス炭を製造できる、バイオマスの洗浄方法、バイオマス炭の製造方法、及び竪型炉の操業
方法が提案されている。また、例えば、特許文献3には、草本系バイオマスを燃料、ガス
化原料又は炭化物原料として利用する際に、草本系バイオマスにカリウムが含まれること
に起因する問題の発生を防ぐことができる草本系バイオマスの前処理装置及び前処理方法
が提案されている。また、例えば、特許文献4には、水蒸気爆砕の厳しい方法であって、
同時にフルフラールが低い生成物を生成する方法が提案されている。
バイオマスのうち、竹材は、燃焼させた後の灰分中にカリウムが極めて多く含まれる。
灰分中のカリウムは、例えば、灰の融点降下を引き起こし、炉材の腐食を招くおそれがあ
る。そのため、現在のところ竹材は、直接燃焼による大規模(MWhクラス)発電の主燃
料として利用されていないし、これを実現するための提案もされていない。一方で、国内
で放置されている竹林は16万haとも言われており、竹材を直接燃焼による大規模発電
の主燃料として有効活用することができればエネルギー問題の解決手段の一つとして有望
なものとなり得る。
灰分中のカリウムは、例えば、灰の融点降下を引き起こし、炉材の腐食を招くおそれがあ
る。そのため、現在のところ竹材は、直接燃焼による大規模(MWhクラス)発電の主燃
料として利用されていないし、これを実現するための提案もされていない。一方で、国内
で放置されている竹林は16万haとも言われており、竹材を直接燃焼による大規模発電
の主燃料として有効活用することができればエネルギー問題の解決手段の一つとして有望
なものとなり得る。
そこで、本発明は、カリウム含有量を低減させ、直接燃焼による大規模発電の主燃料と
して有効活用し得る竹材(燃料用竹材)の製造方法を提供することを目的とする。
して有効活用し得る竹材(燃料用竹材)の製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の工程を含む製造方法に
よりカリウム含有量を低減させた竹材が得られることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
よりカリウム含有量を低減させた竹材が得られることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
すなわち本発明は、以下のとおりである。
[1]
竹材を切断する工程(切断工程)、
切断した竹材を水に浸漬する工程(浸漬工程)、及び
浸漬した竹材を水から取り出して乾燥する工程(乾燥工程)を含み、
前記浸漬工程における水の温度が50〜100℃の範囲である、燃料用竹材の製造方法
。
[2]
前記浸漬工程において水を撹拌する、[1]に記載の燃料用竹材の製造方法。
[3]
[1]又は[2]に記載の製造方法により得られるバイオマス発電用材料。
[4]
[1]又は[2]に記載の製造方法により得られる竹材を燃料として用いるバイオマス
発電システム。
[1]
竹材を切断する工程(切断工程)、
切断した竹材を水に浸漬する工程(浸漬工程)、及び
浸漬した竹材を水から取り出して乾燥する工程(乾燥工程)を含み、
前記浸漬工程における水の温度が50〜100℃の範囲である、燃料用竹材の製造方法
。
[2]
前記浸漬工程において水を撹拌する、[1]に記載の燃料用竹材の製造方法。
[3]
[1]又は[2]に記載の製造方法により得られるバイオマス発電用材料。
[4]
[1]又は[2]に記載の製造方法により得られる竹材を燃料として用いるバイオマス
発電システム。
本発明によれば、竹材中のカリウム含有量を効率的に低減させることができ、竹材を直
接燃焼による大規模発電の主燃料として有効活用することが可能となる。
接燃焼による大規模発電の主燃料として有効活用することが可能となる。
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」と略記する。)について詳
細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の
範囲内で種々変形して実施することができる。
細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の
範囲内で種々変形して実施することができる。
本実施形態の燃料用竹材の製造方法は、
竹材を切断する工程(切断工程)、
切断した竹材を水に浸漬する工程(浸漬工程)、及び
浸漬した竹材を水から取り出して乾燥する工程(乾燥工程)を含み、
前記浸漬工程における水の温度が50〜100℃の範囲である。
このような製造方法で得られた竹材は、カリウム含有量が低減されているため、燃焼さ
せた場合、カリウムによる灰の融点降下が抑制され、炉材の腐食を抑制することができる
。したがって、本実施形態の製造方法で得られた竹材は、直接燃焼による大規模発電の主
燃料として有効活用することが可能となる。
竹材を切断する工程(切断工程)、
切断した竹材を水に浸漬する工程(浸漬工程)、及び
浸漬した竹材を水から取り出して乾燥する工程(乾燥工程)を含み、
前記浸漬工程における水の温度が50〜100℃の範囲である。
このような製造方法で得られた竹材は、カリウム含有量が低減されているため、燃焼さ
せた場合、カリウムによる灰の融点降下が抑制され、炉材の腐食を抑制することができる
。したがって、本実施形態の製造方法で得られた竹材は、直接燃焼による大規模発電の主
燃料として有効活用することが可能となる。
なお、本実施形態において、燃料用竹材とは、バイオマス燃料として用いる竹材を意味
する。
する。
[切断工程]
本実施形態の燃料用竹材の製造方法は、竹材を切断する工程(切断工程)を含む。
本実施形態の燃料用竹材の製造方法は、竹材を切断する工程(切断工程)を含む。
竹材を切断する方法としては、特に限定されないが、例えば、鋸もしくは電動鋸で切る
方法、竹割り器で割く方法、破砕機による破砕、粉砕機による粉砕が挙げられる。
方法、竹割り器で割く方法、破砕機による破砕、粉砕機による粉砕が挙げられる。
切断後の竹材の形状としては、特に限定されないが、例えば、割竹、チップ、丸竹、お
が粉が挙げられる。中でも、割竹、チップが好ましく、チップがより好ましい。
が粉が挙げられる。中でも、割竹、チップが好ましく、チップがより好ましい。
上述のように竹材を切断した場合、後述の浸漬工程で竹材からカリウムが水中へ溶出し
易くなる傾向にあり、また、竹の中空部が少なく若しくは無くなるため、竹材を水中へ沈
めやすくなり、竹材を浸漬しやすくなる。
易くなる傾向にあり、また、竹の中空部が少なく若しくは無くなるため、竹材を水中へ沈
めやすくなり、竹材を浸漬しやすくなる。
[浸漬工程]
本実施形態の燃料用竹材の製造方法は、上記切断工程で切断した竹材を水に浸漬する工
程(浸漬工程)を含む。
本実施形態の燃料用竹材の製造方法は、上記切断工程で切断した竹材を水に浸漬する工
程(浸漬工程)を含む。
竹材を水に浸漬する方法としては、特に限定されないが、例えば、竹全体が完全に浸漬
する等が挙げられる。
する等が挙げられる。
前記浸漬工程において、水を撹拌することが好ましい。当該撹拌方法の具体例としては
、特に限定されないが、例えば、攪拌翼、循環ポンプ、エアレーションが挙げられる。
、特に限定されないが、例えば、攪拌翼、循環ポンプ、エアレーションが挙げられる。
上述のように水を撹拌した場合、浸漬工程で竹材からカリウムが水中へより一層溶出し
易くなる傾向にある。
易くなる傾向にある。
前記浸漬工程における水の温度は、50〜100℃の範囲であり、50〜80℃の範囲
であることが好ましく、60〜80℃の範囲であることがより好ましく、60〜70℃の
範囲であることがさらに好ましい。前記浸漬工程における水の温度が前記範囲であると、
浸漬工程で竹材からカリウムが水中へ溶出し、カリウム含有量が充分に低減された竹材が
得られる。
であることが好ましく、60〜80℃の範囲であることがより好ましく、60〜70℃の
範囲であることがさらに好ましい。前記浸漬工程における水の温度が前記範囲であると、
浸漬工程で竹材からカリウムが水中へ溶出し、カリウム含有量が充分に低減された竹材が
得られる。
前記浸漬工程における水としては、特に限定されないが、例えば、陽イオン交換水、水
道水、淡水(河川水)、湧水(温泉水)が挙げられる。中でも、陽イオン交換水、水道水
が好ましく、陽イオン交換水がより好ましい。
道水、淡水(河川水)、湧水(温泉水)が挙げられる。中でも、陽イオン交換水、水道水
が好ましく、陽イオン交換水がより好ましい。
前記浸漬工程において、竹材からのカリウムの除去率は、カリウムの溶出量を測定し、
下記式より求めることができる。
カリウムの除去率(%)=浸漬工程における水中へのカリウム溶出量/浸漬工程前の竹
材中のカリウム含有量×100
下記式より求めることができる。
カリウムの除去率(%)=浸漬工程における水中へのカリウム溶出量/浸漬工程前の竹
材中のカリウム含有量×100
したがって、前記浸漬工程において、カリウムを充分に除去した竹材を得るためには、
カリウムの溶出量を測定し、竹材からのカリウムの除去率を把握することが好ましい。ま
た、前記浸漬工程において、水の電気伝導率は、カリウムの溶出量と相関していることか
ら、水の電気伝導率を測定することにより、竹材からのカリウムの除去率を把握してもよ
い。
カリウムの溶出量を測定し、竹材からのカリウムの除去率を把握することが好ましい。ま
た、前記浸漬工程において、水の電気伝導率は、カリウムの溶出量と相関していることか
ら、水の電気伝導率を測定することにより、竹材からのカリウムの除去率を把握してもよ
い。
前記浸漬工程において、浸漬時間は、竹材からのカリウムの除去率が前記範囲内となる
時間であればよく、特に限定されないが、例えば、0分〜1日である。
時間であればよく、特に限定されないが、例えば、0分〜1日である。
[乾燥工程]
本実施形態の燃料用竹材の製造方法は、前記浸漬工程で浸漬した竹材を水から取り出し
て乾燥する工程(乾燥工程)を含む。
本実施形態の燃料用竹材の製造方法は、前記浸漬工程で浸漬した竹材を水から取り出し
て乾燥する工程(乾燥工程)を含む。
竹材を乾燥する方法としては、特に限定されないが、例えば、気流乾燥、温風乾燥、蒸
気乾燥、除湿乾燥、真空乾燥、くん煙乾燥、自然乾燥が挙げられる。
気乾燥、除湿乾燥、真空乾燥、くん煙乾燥、自然乾燥が挙げられる。
前記乾燥工程後の竹材中の含水率は、25〜40重量%あることが好ましく、25〜3
5重量%あることがより好ましく、30〜35重量%あることがさらに好ましい。
5重量%あることがより好ましく、30〜35重量%あることがさらに好ましい。
本実施形態のバイオマス燃料用竹材は、上述の製造方法により得られる竹材である。本
実施形態のバイオマス燃料用竹材は、カリウム含有量が低減されているので、バイオマス
発電の主燃料として有効に用いることができる。
実施形態のバイオマス燃料用竹材は、カリウム含有量が低減されているので、バイオマス
発電の主燃料として有効に用いることができる。
<バイオマス発電システム>
本実施形態のバイオマス発電システムは、上述の製造方法により得られる竹材を燃料と
して用いる。
本実施形態のバイオマス発電システムは、上述の製造方法により得られる竹材を燃料と
して用いる。
また、本実施形態のバイオマス発電システムは、
火格子上の燃料を効率よく燃焼させるための一次空気と、前記火格子上で発生した未燃
物、未燃ガスを二次燃焼させる二次空気と、が吹き込まれる燃焼炉と、
該燃焼炉の炉壁を冷却して温度を低下させる水管と、
を備え、
前記一次空気の流速を減速させ、
前記水管を流れる冷却水によって前記燃焼炉の炉壁を冷却して、
前記燃料として上述の製造方法により得られる竹材を燃焼させる
ことが好ましい。
火格子上の燃料を効率よく燃焼させるための一次空気と、前記火格子上で発生した未燃
物、未燃ガスを二次燃焼させる二次空気と、が吹き込まれる燃焼炉と、
該燃焼炉の炉壁を冷却して温度を低下させる水管と、
を備え、
前記一次空気の流速を減速させ、
前記水管を流れる冷却水によって前記燃焼炉の炉壁を冷却して、
前記燃料として上述の製造方法により得られる竹材を燃焼させる
ことが好ましい。
このバイオマス発電システムによれば、上述の製造方法により得られる竹材を燃焼させ
た場合の炉壁へのスラグ付着をより一層抑制することができる。したがって、上述の製造
方法により得られる竹材を主燃料として有効に活用することができる。
た場合の炉壁へのスラグ付着をより一層抑制することができる。したがって、上述の製造
方法により得られる竹材を主燃料として有効に活用することができる。
以下、図面を参照しつつ本実施形態のバイオマス発電システムの好適な実施形態につい
て詳細に説明する(図15〜図19参照)。
て詳細に説明する(図15〜図19参照)。
図15〜図19に本実施形態のバイオマス発電システムの一実施形態を示す。図15は
バイオマス発電システムの構成を分かりやすく示す概略図、図16はこのバイオマス発電
システムの全体の構成例を示す図、図17はバイオマス発電システムにおける各構成のつ
ながり及び燃料や水等の流れを示す図、図18は燃料供給装置(マルチスクリューフィー
ダー)の構成例を示す図、図19は火格子の構成例を示す斜視図である。
バイオマス発電システムの構成を分かりやすく示す概略図、図16はこのバイオマス発電
システムの全体の構成例を示す図、図17はバイオマス発電システムにおける各構成のつ
ながり及び燃料や水等の流れを示す図、図18は燃料供給装置(マルチスクリューフィー
ダー)の構成例を示す図、図19は火格子の構成例を示す斜視図である。
バイオマス発電システム1は、例えば、上述の製造方法により得られる竹材を主燃料と
して、木質系バイオマス、都市ゴミ等の廃棄物系バイオマスなどを燃料に含めた状態で必
要に応じて熱分解と炭化を行い、燃焼器にて燃焼させ、生成したガスをエネルギーとして
作動させて発電するシステムである。本実施形態のバイオマス発電システム1は、機能的
に分類すれば、以下の8つのユニットに分割することができる。
して、木質系バイオマス、都市ゴミ等の廃棄物系バイオマスなどを燃料に含めた状態で必
要に応じて熱分解と炭化を行い、燃焼器にて燃焼させ、生成したガスをエネルギーとして
作動させて発電するシステムである。本実施形態のバイオマス発電システム1は、機能的
に分類すれば、以下の8つのユニットに分割することができる。
<第1ユニット10>
燃料の運搬および準備が行われるユニットである。第1ユニット10には、荷下ろし場
所11、燃料の一時保管場所13が含まれる(図15参照)。
燃料の運搬および準備が行われるユニットである。第1ユニット10には、荷下ろし場
所11、燃料の一時保管場所13が含まれる(図15参照)。
荷下ろし場所11は、トラクターTR等によって運搬されたバイオマス燃料を荷下ろし
する場所である(図15参照)。荷下ろしされたバイオマス燃料は、必要な場合にはシュ
レッダー装置によって細断され、一時保管場所13にて保管される。バイオマスとして主
に上述の製造方法により得られる竹材を用いる本実施形態のバイオマス発電システム1の
場合は、破砕された竹チップといった竹材の原料が貯蔵される。なお、最終的に、燃料は
燃料貯蔵庫21に移動され、それ以外の石や砂、泥などは、例えば道路舗装材に利用され
る。
する場所である(図15参照)。荷下ろしされたバイオマス燃料は、必要な場合にはシュ
レッダー装置によって細断され、一時保管場所13にて保管される。バイオマスとして主
に上述の製造方法により得られる竹材を用いる本実施形態のバイオマス発電システム1の
場合は、破砕された竹チップといった竹材の原料が貯蔵される。なお、最終的に、燃料は
燃料貯蔵庫21に移動され、それ以外の石や砂、泥などは、例えば道路舗装材に利用され
る。
<第2ユニット20>
燃焼が保管されるユニットである。第2ユニット20には、移動床を備えた燃料貯蔵庫
21、燃料供給システムへのコンベアー23が含まれる。
燃焼が保管されるユニットである。第2ユニット20には、移動床を備えた燃料貯蔵庫
21、燃料供給システムへのコンベアー23が含まれる。
燃料貯蔵庫21には、バイオマス燃料が貯蔵される。燃料貯蔵庫21は、途中で燃料を
補給しなくても済むように、要求される運用時間分の燃料を保持できる容量とされている
。貯蔵されているバイオマス燃料は、燃料供給システムで制御される油圧で動作する床と
チェーンコンベアとで、自動的に搬出され、コンベアー23によって第3ユニット30へ
と搬送される。
補給しなくても済むように、要求される運用時間分の燃料を保持できる容量とされている
。貯蔵されているバイオマス燃料は、燃料供給システムで制御される油圧で動作する床と
チェーンコンベアとで、自動的に搬出され、コンベアー23によって第3ユニット30へ
と搬送される。
<第3ユニット30>
第3ユニット30は、ボイラーシステムである。第3ユニット30には、燃料供給装置
31A,31B、燃焼炉32、ボイラー34、内部配管35、ボイラークリーニング機器
(図示省略)、エコノマイザー37、スーパーヒーター38、水管39が含まれる。
第3ユニット30は、ボイラーシステムである。第3ユニット30には、燃料供給装置
31A,31B、燃焼炉32、ボイラー34、内部配管35、ボイラークリーニング機器
(図示省略)、エコノマイザー37、スーパーヒーター38、水管39が含まれる。
燃料供給装置31A、31Bは、燃焼炉32に燃料を供給する装置である。本実施形態
では、螺旋形状のマルチスクリューフィーダーを用いて、コンベアー23によって搬送さ
れた燃料を燃焼炉32へと供給する(図15、図18等参照)。また、特に図示していな
いが、バックファイアを防止するため、供給システムは、冗長性を持って設計された消火
ユニットを持つ。
では、螺旋形状のマルチスクリューフィーダーを用いて、コンベアー23によって搬送さ
れた燃料を燃焼炉32へと供給する(図15、図18等参照)。また、特に図示していな
いが、バックファイアを防止するため、供給システムは、冗長性を持って設計された消火
ユニットを持つ。
燃焼炉32は、供給されたバイオマス燃料を燃焼させる炉であり、傾いた火格子33の
炉に適切な空気が供給される、ストーカ式燃焼炉として設計されている。燃焼炉32の構
造体は、気体を通さず、炉の内壁や装備の重量を支えることができる。大きさにより、い
くつかの検査及びメンテナンス用の扉が設けられる。また、特に図示していないが、燃焼
炉32は多層の内壁で内張りされており、例えば、高負荷な場所では正面の層に高アルミ
ナキャスタブル(耐火物)または耐火レンガが使われ、平均的な低負荷の場所では低セメ
ント質のものが使われる。中間の層では一般的な耐火レンガやキャスタブルが使われ、外
側の層には断熱板が使われる。大きさにもよるが、燃焼炉32は工場で内張りされること
が多い。
炉に適切な空気が供給される、ストーカ式燃焼炉として設計されている。燃焼炉32の構
造体は、気体を通さず、炉の内壁や装備の重量を支えることができる。大きさにより、い
くつかの検査及びメンテナンス用の扉が設けられる。また、特に図示していないが、燃焼
炉32は多層の内壁で内張りされており、例えば、高負荷な場所では正面の層に高アルミ
ナキャスタブル(耐火物)または耐火レンガが使われ、平均的な低負荷の場所では低セメ
ント質のものが使われる。中間の層では一般的な耐火レンガやキャスタブルが使われ、外
側の層には断熱板が使われる。大きさにもよるが、燃焼炉32は工場で内張りされること
が多い。
また、燃焼炉32においては、排気ガスを再循環させることにより、湿った燃料が使え
るだけでなく、NOxの排出を最小限にするための燃焼温度制御が行える。燃焼は、負荷
や圧力の状態、過剰空気の比率(λ制御)を考慮して常に制御される。
るだけでなく、NOxの排出を最小限にするための燃焼温度制御が行える。燃焼は、負荷
や圧力の状態、過剰空気の比率(λ制御)を考慮して常に制御される。
火格子33は自己支持型で、燃焼炉32の中に置かれ、設計段階で寸法が決まる(図1
9参照)。いくつかの油圧シリンダーが火格子33の棒を前後に動かし、燃料を完全燃焼
させる。不燃物(灰やその他のもの)は火格子33の上を移動し、燃焼炉32の終端から
排出コンベアーで(にある排出孔から外部に)排出される。
9参照)。いくつかの油圧シリンダーが火格子33の棒を前後に動かし、燃料を完全燃焼
させる。不燃物(灰やその他のもの)は火格子33の上を移動し、燃焼炉32の終端から
排出コンベアーで(にある排出孔から外部に)排出される。
本実施形態のバイオマス発電システム1においては、火格子33上に載置された燃料に
対し、一次空気と二次空気とが供給されて燃焼が行われる(図16参照)。すなわち、火
格子33上の燃料を効率よく燃焼させるために一次空気を火格子33の下から吹き込み、
二次空気を、火格子33上で発生した未燃ガスや未燃物を二次燃焼させ、壁面にクリンカ
の付着を防止するために吹き込む。
対し、一次空気と二次空気とが供給されて燃焼が行われる(図16参照)。すなわち、火
格子33上の燃料を効率よく燃焼させるために一次空気を火格子33の下から吹き込み、
二次空気を、火格子33上で発生した未燃ガスや未燃物を二次燃焼させ、壁面にクリンカ
の付着を防止するために吹き込む。
図16を参照しつつ、より具体的に説明する。ストーカ式である燃焼炉32においては
、火格子33の下から火格子33上方の一次燃焼室に一次空気Aを供給して火格子33上
の燃料を一次燃焼させ、一次燃焼室上方の二次燃焼室に二次空気Bを供給し、一次燃焼室
で発生した未燃ガスや未燃物を二次燃焼させ、後燃焼火格子33の上部から燃焼ガスを(
集塵機を通過した後の排ガスを)一部引き抜いて、これを二次燃焼室に吹き込む事により
還元ゾーンを形成してNOxを低減し、その後、二次燃焼によって高温でCO、ダイオキ
シン類を低減すると同時に、低空気比燃焼を実現する。なお、一次空気Aは、ボイラー3
4から供給される空気(通常空気)であり、一次空気A'は再循環させた空気である。一
次空気A'は、燃料の還元・乾燥に使用される。
、火格子33の下から火格子33上方の一次燃焼室に一次空気Aを供給して火格子33上
の燃料を一次燃焼させ、一次燃焼室上方の二次燃焼室に二次空気Bを供給し、一次燃焼室
で発生した未燃ガスや未燃物を二次燃焼させ、後燃焼火格子33の上部から燃焼ガスを(
集塵機を通過した後の排ガスを)一部引き抜いて、これを二次燃焼室に吹き込む事により
還元ゾーンを形成してNOxを低減し、その後、二次燃焼によって高温でCO、ダイオキ
シン類を低減すると同時に、低空気比燃焼を実現する。なお、一次空気Aは、ボイラー3
4から供給される空気(通常空気)であり、一次空気A'は再循環させた空気である。一
次空気A'は、燃料の還元・乾燥に使用される。
ボイラー34は、内部配管35の途中に配置されており、燃焼排ガスと循環水との間で
熱交換をさせて循環水を加熱する。また、ボイラークリーニング機器(図示省略)は、使
用されたボイラー34をクリーニングする。なお、第3ユニット30は、スーパーヒータ
ー38とエコノマイザー37のオンラインの清掃のために、蒸気によるスートブロワー(
すす払い)をさらに備えている。
熱交換をさせて循環水を加熱する。また、ボイラークリーニング機器(図示省略)は、使
用されたボイラー34をクリーニングする。なお、第3ユニット30は、スーパーヒータ
ー38とエコノマイザー37のオンラインの清掃のために、蒸気によるスートブロワー(
すす払い)をさらに備えている。
エコノマイザー37は、ボイラー34の給水加熱器の一つであり、排気の余熱を利用し
て給水を加熱する。エコノマイザー37は、煙道36に設けられた水管などによって構成
されている。
て給水を加熱する。エコノマイザー37は、煙道36に設けられた水管などによって構成
されている。
なお、バイオマス発電システム1においては、図16中で雲状に示す囲みCの部分にて
、燃焼ガス中の大半の灰が除去される。これは、下降気流のダクトを経由させることで多
くの灰を集められることによる(図16参照)。また、その後のスーパーヒーター38へ
の上昇気流では、非常に小さな微粉しか残っていないので、スーパーヒーター38の配管
へのクリンカの付着が少なくて済む。
、燃焼ガス中の大半の灰が除去される。これは、下降気流のダクトを経由させることで多
くの灰を集められることによる(図16参照)。また、その後のスーパーヒーター38へ
の上昇気流では、非常に小さな微粉しか残っていないので、スーパーヒーター38の配管
へのクリンカの付着が少なくて済む。
水管39は、燃焼炉32の炉壁を冷却するべく冷却水を流すための配管であり、煙道3
6の周囲に配列されている。水管39の具体的な構成は特に限定されないが、本実施形態
のバイオマス発電システム1における水管39は、大部分が水平に配置された横水管39
a、これら横水管39aを繋ぐ縦水管39b、および、途中で止まる形状の細水管39c
を含む(図16等参照)。
6の周囲に配列されている。水管39の具体的な構成は特に限定されないが、本実施形態
のバイオマス発電システム1における水管39は、大部分が水平に配置された横水管39
a、これら横水管39aを繋ぐ縦水管39b、および、途中で止まる形状の細水管39c
を含む(図16等参照)。
<第4ユニット40>
第4ユニット40は、燃焼ガスの処理を行うユニットである。第4ユニット40には、
一次集塵機41、静電集塵機42、通気ファン43、煙突45が含まれる。
第4ユニット40は、燃焼ガスの処理を行うユニットである。第4ユニット40には、
一次集塵機41、静電集塵機42、通気ファン43、煙突45が含まれる。
粗い粒子を取り除く一次集塵機41は、エコノマイザー37を通過したあとの煙道36
に接続されている。次に、粗く集塵された排ガスは、さらに静電集塵機42にて集塵され
る。分離された粉塵は連続的に取り除かれ、きれいになった排気ガスは通気ファン43を
通って鋼鉄製の煙突45に導かれる。煙突45は自己支持型で、高さは、設置場所の自治
体などが要求する高さに合わせて設計される。
に接続されている。次に、粗く集塵された排ガスは、さらに静電集塵機42にて集塵され
る。分離された粉塵は連続的に取り除かれ、きれいになった排気ガスは通気ファン43を
通って鋼鉄製の煙突45に導かれる。煙突45は自己支持型で、高さは、設置場所の自治
体などが要求する高さに合わせて設計される。
<第5ユニット50>
第5ユニット50は、発電装置を構成するユニットである。第5ユニット50には、発
電機56とギア接続された凝縮タービン51、蒸気凝縮器52と復水タンク53、空気冷
却器54、外部配管55が含まれる。
第5ユニット50は、発電装置を構成するユニットである。第5ユニット50には、発
電機56とギア接続された凝縮タービン51、蒸気凝縮器52と復水タンク53、空気冷
却器54、外部配管55が含まれる。
この第5ユニット50においては、ボイラー34で作られた過熱水蒸気で、凝縮タービ
ン51が回される。凝縮タービン51から抽蒸気をすれば、種々の目的(たとえば、処理
、加熱)に利用することができる。利用後の凝縮した蒸気は、無圧の復水タンク53に集
められてから、BFW(ボイラー供給水)タンク63に戻される。蒸気凝縮器52は、凝
縮タンクに接続されている。
ン51が回される。凝縮タービン51から抽蒸気をすれば、種々の目的(たとえば、処理
、加熱)に利用することができる。利用後の凝縮した蒸気は、無圧の復水タンク53に集
められてから、BFW(ボイラー供給水)タンク63に戻される。蒸気凝縮器52は、凝
縮タンクに接続されている。
<第6ユニット60>
第6ユニット60は、水処理を行うユニットである。第6ユニット60には、淡水処理
機61、脱気装置62、BFW(ボイラー供給水)タンク63、計装付きBFWポンプ6
4、排水管システム65が含まれる。
第6ユニット60は、水処理を行うユニットである。第6ユニット60には、淡水処理
機61、脱気装置62、BFW(ボイラー供給水)タンク63、計装付きBFWポンプ6
4、排水管システム65が含まれる。
化学的に水処理を行うシステムは、カチオン(陽イオン)交換体と逆浸透システムで構
成される。BFWタンク63は、その中の熱脱気装置と計装品から構成される。
成される。BFWタンク63は、その中の熱脱気装置と計装品から構成される。
<第7ユニット70>
第7ユニット70は、灰処理を行うユニットである。第7ユニット70には、火格子3
3からの灰取り出し装置71、煙道36の途中からの灰取り出し、一次集塵機41および
静電集塵機42からの灰取り出し装置73が含まれる。
第7ユニット70は、灰処理を行うユニットである。第7ユニット70には、火格子3
3からの灰取り出し装置71、煙道36の途中からの灰取り出し、一次集塵機41および
静電集塵機42からの灰取り出し装置73が含まれる。
燃焼炉32の中の火格子33の灰は、燃焼炉32の終端の下部から取り出される。煙道
36の途中からの灰は、共通の灰取り出し位置まで運ばれる。一次集塵機41と静電集塵
機42の灰は、図示されていないケースの取り出し口(ホッパー)から直接取り出される
。灰処理システムの境界は、対応する回転バルブの取り出しノズルになる。それぞれの灰
は、それぞれの取り出し口から別々に集めて、産業廃棄物処理業者に引き渡される。
36の途中からの灰は、共通の灰取り出し位置まで運ばれる。一次集塵機41と静電集塵
機42の灰は、図示されていないケースの取り出し口(ホッパー)から直接取り出される
。灰処理システムの境界は、対応する回転バルブの取り出しノズルになる。それぞれの灰
は、それぞれの取り出し口から別々に集めて、産業廃棄物処理業者に引き渡される。
<第8ユニット80>
第8ユニット80は、制御装置を構成するユニットである。第8ユニット80には、制
御盤81、I&Pフィールド装置(以下、図示省略)、燃焼制御装置、ボイラー制御装置
が含まれる(図17参照)。
第8ユニット80は、制御装置を構成するユニットである。第8ユニット80には、制
御盤81、I&Pフィールド装置(以下、図示省略)、燃焼制御装置、ボイラー制御装置
が含まれる(図17参照)。
続いて、上述したバイオマス発電システム1において、上述の製造方法により得られる
竹材を主燃料とした場合の燃焼のさせかた等について説明する(図17等参照)。
竹材を主燃料とした場合の燃焼のさせかた等について説明する(図17等参照)。
上述の製造方法により得られる竹材を主燃料として燃焼させるにあたっては、一次空気
の流速を減速させ、かつ、水管39を流れる冷却水によって燃焼炉32の炉壁を冷却しな
がら、燃焼させる。これにより、竹材を燃焼させた場合の炉壁へのスラグ付着を抑制する
ことができる。
の流速を減速させ、かつ、水管39を流れる冷却水によって燃焼炉32の炉壁を冷却しな
がら、燃焼させる。これにより、竹材を燃焼させた場合の炉壁へのスラグ付着を抑制する
ことができる。
以下、本発明を実施例及び比較例に更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施
例のみに限定されるものではない。
例のみに限定されるものではない。
[電気伝導率の測定方法]
浸漬工程における水の電気伝導率は、電気伝導率計により測定した。
浸漬工程における水の電気伝導率は、電気伝導率計により測定した。
[カリウムイオン濃度の測定方法]
浸漬工程における水中のカリウムイオン濃度は、カリウムイオン計により測定した。
浸漬工程における水中のカリウムイオン濃度は、カリウムイオン計により測定した。
[カリウム溶出量(推測値)の算出方法]
浸漬工程における水中へのカリウム溶出量(推測値)は、塩化カリウム(KCl)の水
中におけるカリウムイオン濃度と電気伝導率との関係を表す検量線(図14参照)を用い
て下記式より算出した。
所定の浸漬時間におけるカリウム溶出量(推測値)(mg/kg)=(所定の浸漬時間に
おける水の電気伝導率(μS/cm)−浸漬工程前の水の電気伝導率(μS/cm))×
0.2631×浸漬工程に用いた水の重量(kg)/竹絶乾重量(kg)
浸漬工程における水中へのカリウム溶出量(推測値)は、塩化カリウム(KCl)の水
中におけるカリウムイオン濃度と電気伝導率との関係を表す検量線(図14参照)を用い
て下記式より算出した。
所定の浸漬時間におけるカリウム溶出量(推測値)(mg/kg)=(所定の浸漬時間に
おける水の電気伝導率(μS/cm)−浸漬工程前の水の電気伝導率(μS/cm))×
0.2631×浸漬工程に用いた水の重量(kg)/竹絶乾重量(kg)
[カリウム除去率の算出方法]
浸漬工程における竹材からのカリウム除去率は、後述の比較例1(浸漬工程を行わなか
った場合)の灰中のカリウムの割合(59重量%)を浸漬工程前の竹材中のカリウム含有
量として下記式より算出した。
カリウム除去率(%)=カリウム溶出量/(灰の重量×0.59)×100
浸漬工程における竹材からのカリウム除去率は、後述の比較例1(浸漬工程を行わなか
った場合)の灰中のカリウムの割合(59重量%)を浸漬工程前の竹材中のカリウム含有
量として下記式より算出した。
カリウム除去率(%)=カリウム溶出量/(灰の重量×0.59)×100
[丸竹の作成]
竹林から伐採した竹(モウソウチク、長さ:15.78m、重量:42.94kg(枝
なし)、根元直径:13cm、含水率:44.9重量%)を、長さ20cm若しくは1m
の間隔で切断して丸竹を作成した。
竹林から伐採した竹(モウソウチク、長さ:15.78m、重量:42.94kg(枝
なし)、根元直径:13cm、含水率:44.9重量%)を、長さ20cm若しくは1m
の間隔で切断して丸竹を作成した。
[比較例1]
上記作成した丸竹(長さ:20cm、直径:7.2cm、重量:389.4g)を恒温
機(135℃)で一日乾燥させた。乾燥後の丸竹(重量:214.5g)を、900℃、
1時間という条件で2回焼成した。焼成後の灰の重量は、2.3341gであり、灰中の
カリウムの割合は、59重量%であった。このように当該丸竹は、焼成させた後の灰中に
カリウムが極めて多く含まれるため、燃料として使用すると、生成した灰中のカリウムが
、例えば、灰の融点降下を引き起こし、炉材の腐食を招くおそれがあると考えられる。
上記作成した丸竹(長さ:20cm、直径:7.2cm、重量:389.4g)を恒温
機(135℃)で一日乾燥させた。乾燥後の丸竹(重量:214.5g)を、900℃、
1時間という条件で2回焼成した。焼成後の灰の重量は、2.3341gであり、灰中の
カリウムの割合は、59重量%であった。このように当該丸竹は、焼成させた後の灰中に
カリウムが極めて多く含まれるため、燃料として使用すると、生成した灰中のカリウムが
、例えば、灰の融点降下を引き起こし、炉材の腐食を招くおそれがあると考えられる。
[実施例1]
上記作成した丸竹(長さ:21cm、直径:7.7cm、重量:449.9g)を3日
間放置した。放置後の丸竹を切断して割竹を作成した。作成した割竹(重量:421.0
g)を、60℃の陽イオン交換水(6kg)中で、1時間、撹拌せずに浸漬した。浸漬後
、割竹を水から取り出し恒温機(135℃)で一日乾燥して燃料用竹材を作成した。作成
した燃料用竹材(重量:252.0g)を、900℃、1時間という条件で2回焼成した
。焼成後の灰の重量は、2.1962gであった。図1、図4及び図7からも分かるよう
に当該燃料用竹材は、灰中のカリウム含有量が低減されているため、燃料として使用した
場合、例えば、カリウムによる灰の融点降下が抑制され、炉材の腐食を抑制することがで
きる。
上記作成した丸竹(長さ:21cm、直径:7.7cm、重量:449.9g)を3日
間放置した。放置後の丸竹を切断して割竹を作成した。作成した割竹(重量:421.0
g)を、60℃の陽イオン交換水(6kg)中で、1時間、撹拌せずに浸漬した。浸漬後
、割竹を水から取り出し恒温機(135℃)で一日乾燥して燃料用竹材を作成した。作成
した燃料用竹材(重量:252.0g)を、900℃、1時間という条件で2回焼成した
。焼成後の灰の重量は、2.1962gであった。図1、図4及び図7からも分かるよう
に当該燃料用竹材は、灰中のカリウム含有量が低減されているため、燃料として使用した
場合、例えば、カリウムによる灰の融点降下が抑制され、炉材の腐食を抑制することがで
きる。
[実施例2〜4及び比較例2〜9]
表1のとおり、浸漬時間、浸漬温度を変更した以外は、実施例1と同様にして燃料用竹
材を作成した。作成した各燃料用竹材を、900℃、1時間という条件で2回焼成した。
各燃料用竹材において、焼成後の灰の重量は、表2のとおりであった。また、図1〜図9
からも分かるように実施例1〜4の燃料用竹材は、比較例2〜9の燃料用竹材に比べて、
灰中のカリウム含有量が低減されているため、燃料として使用した場合、例えば、カリウ
ムによる灰の融点降下が抑制され、炉材の腐食を抑制することができる。なお、実施例4
並びに比較例8及び9において、浸漬中の所定の時間における水の電気伝導率を測定し、
推測カリウム溶出量及び推測カリウム除去率を算出した。当該結果を表3〜5に示す。
表1のとおり、浸漬時間、浸漬温度を変更した以外は、実施例1と同様にして燃料用竹
材を作成した。作成した各燃料用竹材を、900℃、1時間という条件で2回焼成した。
各燃料用竹材において、焼成後の灰の重量は、表2のとおりであった。また、図1〜図9
からも分かるように実施例1〜4の燃料用竹材は、比較例2〜9の燃料用竹材に比べて、
灰中のカリウム含有量が低減されているため、燃料として使用した場合、例えば、カリウ
ムによる灰の融点降下が抑制され、炉材の腐食を抑制することができる。なお、実施例4
並びに比較例8及び9において、浸漬中の所定の時間における水の電気伝導率を測定し、
推測カリウム溶出量及び推測カリウム除去率を算出した。当該結果を表3〜5に示す。
[実施例5]
上記作成した丸竹(長さ:20.2cm、直径:8.6cm、重量:499.3g)を
6日間放置した。放置後の丸竹を切断して割竹を作成した。作成した割竹(重量:425
.5g)を、60℃の陽イオン交換水(6kg)中で、1時間、撹拌しながら浸漬した。
浸漬後、割竹を水から取り出し恒温機(135℃)で一日乾燥して燃料用竹材を作成した
。作成した燃料用竹材(重量:267.2g)を、900℃、1時間という条件で2回焼
成した。焼成後の灰の重量は、2.4932gであった。図1、図4及び図7からも分か
るように当該燃料用竹材は、焼成させた後の灰中のカリウム含有量が低減されているため
、燃料として使用すると、例えば、カリウムによる灰の融点降下が抑制され、炉材の腐食
を抑制することができる。
上記作成した丸竹(長さ:20.2cm、直径:8.6cm、重量:499.3g)を
6日間放置した。放置後の丸竹を切断して割竹を作成した。作成した割竹(重量:425
.5g)を、60℃の陽イオン交換水(6kg)中で、1時間、撹拌しながら浸漬した。
浸漬後、割竹を水から取り出し恒温機(135℃)で一日乾燥して燃料用竹材を作成した
。作成した燃料用竹材(重量:267.2g)を、900℃、1時間という条件で2回焼
成した。焼成後の灰の重量は、2.4932gであった。図1、図4及び図7からも分か
るように当該燃料用竹材は、焼成させた後の灰中のカリウム含有量が低減されているため
、燃料として使用すると、例えば、カリウムによる灰の融点降下が抑制され、炉材の腐食
を抑制することができる。
[実施例6〜8及び比較例10〜17]
表6のとおり、浸漬時間、浸漬温度を変更した以外は、実施例5と同様にして燃料用竹
材を作成した。作成した各燃料用竹材を、900℃、1時間という条件で2回焼成した。
各燃料用竹材において、焼成後の灰の重量は、表7のとおりであった。図1〜図9からも
分かるように実施例5〜8の燃料用竹材は、比較例10〜17の燃料用竹材に比べて、灰
中のカリウム含有量が低減されているため、燃料として使用すると、例えば、カリウムに
よる灰の融点降下が抑制され、炉材の腐食を抑制することができる。なお、実施例8並び
に比較例16及び17において、浸漬中の所定の時間における水の電気伝導率を測定し、
推測カリウム溶出量及び推測カリウム除去率を算出した。当該結果を表8〜10に示す。
表6のとおり、浸漬時間、浸漬温度を変更した以外は、実施例5と同様にして燃料用竹
材を作成した。作成した各燃料用竹材を、900℃、1時間という条件で2回焼成した。
各燃料用竹材において、焼成後の灰の重量は、表7のとおりであった。図1〜図9からも
分かるように実施例5〜8の燃料用竹材は、比較例10〜17の燃料用竹材に比べて、灰
中のカリウム含有量が低減されているため、燃料として使用すると、例えば、カリウムに
よる灰の融点降下が抑制され、炉材の腐食を抑制することができる。なお、実施例8並び
に比較例16及び17において、浸漬中の所定の時間における水の電気伝導率を測定し、
推測カリウム溶出量及び推測カリウム除去率を算出した。当該結果を表8〜10に示す。
[実施例9]
上記作成した丸竹(長さ:1m)をチップ状(長さ:10cm)に加工した。加工した
チップ状の竹(重量:369.3g)を、50℃の陽イオン交換水(6kg)中で、3時
間、撹拌しながら浸漬した。浸漬後、チップ状の竹を水から取り出し恒温機(135℃)
で一日乾燥して燃料用竹材を作成した。作成した燃料用竹材(重量:191.9g)を、
900℃、1時間という条件で2回焼成した。焼成後の灰の重量は、1.9568gあっ
た。図10及び図11からも分かるように当該燃料用竹材は、灰中のカリウム含有量が低
減されているため、燃料として使用すると、例えば、カリウムによる灰の融点降下が抑制
され、炉材の腐食を抑制することができる。なお、実施例9において、浸漬中の所定の時
間における水の電気伝導率を測定し、推測カリウム溶出量及び推測カリウム除去率を算出
した。当該結果を表13に示す。また、浸漬中の所定の時間における竹1kgあたりのカ
リウムイオン溶出量を測定した。当該結果を図10に示す。
上記作成した丸竹(長さ:1m)をチップ状(長さ:10cm)に加工した。加工した
チップ状の竹(重量:369.3g)を、50℃の陽イオン交換水(6kg)中で、3時
間、撹拌しながら浸漬した。浸漬後、チップ状の竹を水から取り出し恒温機(135℃)
で一日乾燥して燃料用竹材を作成した。作成した燃料用竹材(重量:191.9g)を、
900℃、1時間という条件で2回焼成した。焼成後の灰の重量は、1.9568gあっ
た。図10及び図11からも分かるように当該燃料用竹材は、灰中のカリウム含有量が低
減されているため、燃料として使用すると、例えば、カリウムによる灰の融点降下が抑制
され、炉材の腐食を抑制することができる。なお、実施例9において、浸漬中の所定の時
間における水の電気伝導率を測定し、推測カリウム溶出量及び推測カリウム除去率を算出
した。当該結果を表13に示す。また、浸漬中の所定の時間における竹1kgあたりのカ
リウムイオン溶出量を測定した。当該結果を図10に示す。
[実施例10〜12及び比較例18〜20]
表11のとおり、浸漬温度を変更した以外は、実施例9と同様にして燃料用竹材を作成
した。作成した各燃料用竹材を、900℃、1時間という条件で2回焼成した。各燃料用
竹材において、焼成後の灰の重量は、表12のとおりであった。図10、図12及び図1
3からも分かるように実施例10〜12で作成した燃料用竹材は、灰中のカリウム含有量
が低減されているため、燃料として使用すると、例えば、カリウムによる灰の融点降下が
抑制され、炉材の腐食を抑制することができると考えられる。一方、比較例18〜20で
作成した燃料用竹材は、灰中のカリウム含有量が充分に低減されていないため、燃料とし
て使用すると、例えば、カリウムによる灰の融点降下が発生し、炉材の腐食が進行すると
考えられる。なお、実施例10〜12及び比較例18〜20において、浸漬中の所定の時
間における水の電気伝導率を測定し、推測カリウム溶出量を算出した。当該結果を表14
〜19に示す。また、浸漬中の所定の時間における竹1kgあたりのカリウムイオン溶出
量を測定した。当該結果を図10に示す。
表11のとおり、浸漬温度を変更した以外は、実施例9と同様にして燃料用竹材を作成
した。作成した各燃料用竹材を、900℃、1時間という条件で2回焼成した。各燃料用
竹材において、焼成後の灰の重量は、表12のとおりであった。図10、図12及び図1
3からも分かるように実施例10〜12で作成した燃料用竹材は、灰中のカリウム含有量
が低減されているため、燃料として使用すると、例えば、カリウムによる灰の融点降下が
抑制され、炉材の腐食を抑制することができると考えられる。一方、比較例18〜20で
作成した燃料用竹材は、灰中のカリウム含有量が充分に低減されていないため、燃料とし
て使用すると、例えば、カリウムによる灰の融点降下が発生し、炉材の腐食が進行すると
考えられる。なお、実施例10〜12及び比較例18〜20において、浸漬中の所定の時
間における水の電気伝導率を測定し、推測カリウム溶出量を算出した。当該結果を表14
〜19に示す。また、浸漬中の所定の時間における竹1kgあたりのカリウムイオン溶出
量を測定した。当該結果を図10に示す。
本発明の製造方法で得られる竹材は、カリウム含有量が低減されているため、直接燃焼
による大規模発電の主燃料として好適に利用することができる。
による大規模発電の主燃料として好適に利用することができる。
1…バイオマス発電システム
10…第1ユニット
11…荷下ろし場所
13…一時保管場所
20…第2ユニット
21…燃料貯蔵庫
23…コンベアー
30…第3ユニット
31A…燃料供給装置
31B…燃料供給装置
32…燃焼炉
33…火格子
34…ボイラー
35…内部配管
36…煙道
37…エコノマイザー
38…スーパーヒーター
39…水管
39a…横水管
39b…縦水管
39c…細水管
40…第4ユニット
41…一次集塵機
42…静電集塵機
43…通気ファン
45…煙突
50…第5ユニット
51…凝縮タービン
52…蒸気凝縮器
53…復水タンク
54…空気冷却器
55…外部配管
56…発電機
60…第6ユニット
61…淡水処理機
62…脱気装置
63…BFW(ボイラー供給水)タンク
64…計装付きBFWポンプ
65…排水管システム
70…第7ユニット
71…火格子33からの灰取り出し装置
73…一次集塵機41および静電集塵機42からの灰取り出し装置
80…第8ユニット
81…制御盤
10…第1ユニット
11…荷下ろし場所
13…一時保管場所
20…第2ユニット
21…燃料貯蔵庫
23…コンベアー
30…第3ユニット
31A…燃料供給装置
31B…燃料供給装置
32…燃焼炉
33…火格子
34…ボイラー
35…内部配管
36…煙道
37…エコノマイザー
38…スーパーヒーター
39…水管
39a…横水管
39b…縦水管
39c…細水管
40…第4ユニット
41…一次集塵機
42…静電集塵機
43…通気ファン
45…煙突
50…第5ユニット
51…凝縮タービン
52…蒸気凝縮器
53…復水タンク
54…空気冷却器
55…外部配管
56…発電機
60…第6ユニット
61…淡水処理機
62…脱気装置
63…BFW(ボイラー供給水)タンク
64…計装付きBFWポンプ
65…排水管システム
70…第7ユニット
71…火格子33からの灰取り出し装置
73…一次集塵機41および静電集塵機42からの灰取り出し装置
80…第8ユニット
81…制御盤
Claims (4)
- 竹材を切断する工程(切断工程)、
切断した竹材を水に浸漬する工程(浸漬工程)、及び
浸漬した竹材を水から取り出して乾燥する工程(乾燥工程)を含み、
前記浸漬工程における水の温度が50〜100℃の範囲である、燃料用竹材の製造方法
。 - 前記浸漬工程において水を撹拌する、請求項1に記載の燃料用竹材の製造方法。
- 請求項1又は2に記載の製造方法により得られるバイオマス燃料用竹材。
- 請求項1又は2に記載の製造方法により得られる竹材を燃料として用いるバイオマス発
電システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020004135A JP2020073690A (ja) | 2020-01-15 | 2020-01-15 | 燃料用竹材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020004135A JP2020073690A (ja) | 2020-01-15 | 2020-01-15 | 燃料用竹材の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015240220A Division JP6649657B2 (ja) | 2015-12-09 | 2015-12-09 | 燃料用竹材の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020073690A true JP2020073690A (ja) | 2020-05-14 |
Family
ID=70610005
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020004135A Pending JP2020073690A (ja) | 2020-01-15 | 2020-01-15 | 燃料用竹材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020073690A (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009066581A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-02 | Yoshinobu Hayashi | バイオマスの燃焼によって生じた灰分の有効利用方法 |
JP2009191229A (ja) * | 2008-02-18 | 2009-08-27 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 燃料改質装置及びこれを備えたボイラ設備 |
WO2013162355A1 (en) * | 2012-04-23 | 2013-10-31 | Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland | Wet biomass treatment |
JP5753959B1 (ja) * | 2015-01-08 | 2015-07-22 | 株式会社日立製作所 | 植物性バイオ燃料改質方法、システムおよび生産方法 |
-
2020
- 2020-01-15 JP JP2020004135A patent/JP2020073690A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009066581A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-02 | Yoshinobu Hayashi | バイオマスの燃焼によって生じた灰分の有効利用方法 |
JP2009191229A (ja) * | 2008-02-18 | 2009-08-27 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 燃料改質装置及びこれを備えたボイラ設備 |
WO2013162355A1 (en) * | 2012-04-23 | 2013-10-31 | Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland | Wet biomass treatment |
JP5753959B1 (ja) * | 2015-01-08 | 2015-07-22 | 株式会社日立製作所 | 植物性バイオ燃料改質方法、システムおよび生産方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6649657B2 (ja) | 燃料用竹材の製造方法 | |
CN101963356B (zh) | 适用于发电的生活垃圾立式焚烧炉燃烧系统及控制方法 | |
CN105368496B (zh) | 一种生物质气化供气联产电、炭、热、肥的工艺方法 | |
CN104990084B (zh) | 一种生物质类固废及危废处理工艺 | |
CN203571721U (zh) | 以生物质为燃料的燃烧供热系统 | |
CN106537037B (zh) | 无烟焚烧炉以及使用该无烟焚烧炉的系统 | |
JP6101889B2 (ja) | 木屑バイオマスを燃料とする連続温水製造装置 | |
CN206570184U (zh) | 一种污泥干化碳化系统 | |
CN107816726A (zh) | 一种带有汽轮机拖动的水泥窑协同处置生活垃圾系统及方法 | |
WO2017014299A1 (ja) | 竹材を主燃料にしたバイオマス発電システムおよび該バイオマス発電システムにおける竹材の燃焼方法 | |
CN105972582B (zh) | 一种生物质燃烧炉中的炉嘴、燃烧炉及供热设备 | |
JP2020073690A (ja) | 燃料用竹材の製造方法 | |
CN203880691U (zh) | 无烟囱多功能燃油燃气锅炉 | |
CN103615712A (zh) | 大型生物质气化炉燃烧器 | |
CN207815342U (zh) | 一种垃圾焚烧锅炉 | |
CN103574594A (zh) | 以生物质为燃料的燃烧供热系统 | |
Tugov et al. | All-Russia Thermal Engineering Institute experience in using difficult to burn fuels in the power industry | |
EP3850271B1 (en) | A reactor capable of carbonized drying and burning volatile gases together with toxic gases | |
CN210564688U (zh) | 一种生物质锅炉掺烧兰炭的发电系统 | |
CN111336529A (zh) | 一种环保机制木炭生产线产生的废气收集多次燃烧系统 | |
RU2375637C1 (ru) | Устройство для сжигания смеси углеродосодержащих материалов и помета | |
CN101392904B (zh) | 生物物质为燃料的补气式旋燃电热蒸汽锅炉 | |
JP5657155B1 (ja) | 大型炉筒式バイオマス蒸気発電方法 | |
CN103968391B (zh) | 一种城市污泥综合利用处理系统 | |
CN212157193U (zh) | 一种环保机制木炭生产线产生的废气收集多次燃烧系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200115 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200115 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210208 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20210802 |