JP6319931B1

JP6319931B1 - パームｅｆｂ熱分解ガス化発電システム

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Publication number: JP6319931B1
Application number: JP2018030946A
Authority: JP
Inventors: 彰田口; 美久川井; 弘樹藤平; 宏田井
Original assignee: Takuma KK
Current assignee: Takuma KK
Priority date: 2018-02-23
Filing date: 2018-02-23
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2038-02-23
Also published as: MY179026A; JP2019143942A

Abstract

【課題】パームＥＦＢを熱分解して燃焼させることにより、発電や補助燃料、肥料に有効利用できるようにする。【解決手段】パームＥＦＢを熱分解して熱分解ガスＡと熱分解残渣Ｂにする熱分解ドラム１と、熱分解ドラム１から排出された熱分解ガスＡを燃焼させ、その燃焼排ガスを加熱ガスＣとして熱分解ドラム１に供給する熱分解ガス燃焼炉２と、加熱ガスＣ中のダスト類を除去する集じん器３と、集じん器３から排出された加熱ガスＣを熱分解ガス燃焼炉２に戻す加熱ガス循環送風機４と、前記熱分解ドラム１、熱分解ガス燃焼炉２、集じん器３及び加熱ガス循環送風機４をループ状に接続する加熱ガス循環ダクト５と、熱分解ガス燃焼炉２の下流側の加熱ガス循環ダクト５に介設され、加熱ガスＣから熱回収する第１廃熱ボイラ６と、第１廃熱ボイラ６の下流側の加熱ガス循環ダクト５と熱分解ドラム１の下流側の加熱ガス循環ダクト５とを接続する加熱ガスバイパスダクト７と、加熱ガスバイパスダクト７に介設され、第１廃熱ボイラ６から排出された加熱ガスＣの一部から熱回収する第２廃熱ボイラ８と、第１廃熱ボイラ６及び第２廃熱ボイラ８からの蒸気Ｄで蒸気タービン１３ａを回して発電機１３ｂで発電する発電装置１３と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、パーム油搾油後に排出されるパームＥＦＢ（EFB:Empty Fruit Bunch）を熱分解ドラムで熱分解することにより得られた熱分解ガスを燃料として熱分解ガス燃焼炉で燃焼させ、熱分解ガス燃焼炉で発生した燃焼排ガスを加熱ガスとして熱分解ドラムの加熱源とすると共に、前記加熱ガスから廃熱ボイラで熱回収して蒸気を発生させ、この蒸気を発電装置で使用して発電するようにしたパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムに関するものである。

従来、パーム椰子は、食用のパーム油を抽出するために、その果実部のみが利用され、残ったパームＥＦＢ（パーム椰子空果房とも言う）については、容易に処理できないことから廃棄処分されていた。

何故なら、パームＥＦＢは、水分が多くて熱量が低いため、燃料としては効率が悪く、そのままの状態では燃焼利用に適さないからである。
また、パームＥＦＢは、Ｋ，Ｎａ，Ｃｌを多く含むため、そのままの状態でパームＥＦＢのみを焼却処理すると、焼却炉内にクリンカーが生成され、連続運転性能が阻害されると共に、焼却炉の後段に設置したボイラ等に腐食の問題が発生すると言う問題があった。

一方、近年、パームＥＦＢからＫ，Ｎａ，Ｃｌを除去した後、パームＥＦＢをペレット化して燃料として有効利用する技術が開発されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

しかし、パームＥＦＢを燃料として有効利用するには、パームＥＦＢを乾燥処理、破砕処理、洗浄処理、固形化処理する等、多くのプロセスを必要とし、極めて高価な燃料となる。
また、パームＥＦＢを破砕機で細かく破砕してその一部を石炭等の他の燃料に混入して燃焼させることも行われているが、破砕機の刃の寿命が短いことやクリンカーの発生、腐食の問題を考慮すると、長期的に見ると、あまり経済的であるとは言えない。

このように、パームＥＦＢを燃料として有効利用する場合には、次のような問題が発生している。
（１）パームＥＦＢは、Ｋ，Ｎａ，Ｃｌを多く含むため、専焼炉ではクリンカー生成による連続運転性能の阻害や腐食の問題が発生する。
（２）パームＥＦＢをペレット化して燃料化すると、乾燥処理、破砕処理、洗浄処理、固形化処理等の多くのプロセスを必要とし、経済的でない。
（３）パームＥＦＢは、そのままの状態で燃焼させると、水分の変動により燃焼性能が安定しない。
（４）パームＥＦＢを焼却処理する場合、破砕機が必要になると共に、破砕機の刃の寿命が非常に短くなって不経済である。

特開２０１２−１２２０２６号公報特開２０１７−１７６９２５号公報

本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、廃棄処理又は高額な費用で燃料化されて来たパームＥＦＢを熱分解処理して熱分解ガス及び熱分解残渣を生成し、生成した熱分解ガスを燃料として燃焼させて発生した燃焼排ガスをパームＥＦＢを熱分解するための加熱ガスとして使用すると共に、この加熱ガスから熱回収して蒸気を発生させて発電し、また、熱分解残渣を助燃剤や肥料とすることにより、パームＥＦＢをクリンカー生成による連続運転性能の阻害や腐食の問題、処理工程の増加や破砕機の使用による高コスト化、燃焼性能の不安定化等を引き起こすことなく、発電や補助燃料、肥料に有効利用できるようにしたパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載のパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、少なくともパームＥＦＢを乾留熱分解して熱分解ガスと熱分解残渣にする熱分解ドラムと、熱分解ドラムから排出された熱分解ガスを燃焼させ、その燃焼排ガスを加熱ガスとして熱分解ドラムに供給する熱分解ガス燃焼炉と、熱分解ドラムの後段に設置され、加熱ガス中のダスト類を除去する集じん器と、集じん器から排出された加熱ガスを熱分解ガス燃焼炉に戻す加熱ガス循環送風機と、前記熱分解ドラム、熱分解ガス燃焼炉、集じん器及び加熱ガス循環送風機をループ状に接続する加熱ガス循環ダクトと、熱分解ガス燃焼炉の下流側の加熱ガス循環ダクトに介設され、加熱ガスから熱回収する第１廃熱ボイラと、第１廃熱ボイラの下流側の加熱ガス循環ダクトと熱分解ドラムの下流側の加熱ガス循環ダクトとを接続する加熱ガスバイパスダクトと、加熱ガスバイパスダクトに介設され、第１廃熱ボイラから排出された加熱ガスの一部から熱回収する第２廃熱ボイラと、第１廃熱ボイラ及び第２廃熱ボイラからの蒸気で蒸気タービンを回して発電機で発電する発電装置と、を備えていることに特徴がある。

本発明の請求項２に記載のパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、請求項１に記載のパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムにおいて、前記集じん器の上流側の加熱ガス循環ダクトに、熱分解ドラム及び第２廃熱ボイラから排出された加熱ガスから熱回収する熱回収装置を介設したことに特徴がある。

本発明の請求項３に記載のパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、請求項２に記載のパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムにおいて、前記集じん器の下流側の加熱ガス循環ダクトに、加熱ガスの余剰分を排出する余剰加熱ガス排出ダクトを分岐状に接続し、前記余剰加熱ガス排出ダクトに、熱分解ドラムに投入されるパームＥＦＢを余剰の加熱ガスにより乾燥する乾燥機と、余剰の加熱ガスを引き抜く余剰加熱ガス誘引送風機とをそれぞれ介設したことに特徴がある。

本発明の請求項４に記載のパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、請求項３に記載のパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムにおいて、前記乾燥機の上流側の余剰加熱ガス排出ダクトに、余剰の加熱ガスから熱回収して発電する低温熱回収発電装置を介設したことに特徴がある。

本発明の請求項５に記載のパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、請求項１に記載のパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムにおいて、前記集じん器の上流側の加熱ガス循環ダクトに、加熱ガスの余剰分を排出する余剰加熱ガス排出ダクトを分岐状に接続し、前記余剰加熱ガス排出ダクトに、押込み送風機から熱分解ガス燃焼炉に供給する燃焼用空気を余剰の加熱ガスにより予熱する燃焼用空気予熱器と、熱分解ドラムに投入されるパームＥＦＢを余剰の加熱ガスにより乾燥する乾燥機と、余剰の加熱ガスを引き抜く余剰加熱ガス誘引送風機と、をそれぞれ介設したことに特徴がある。

本発明のパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、次のような優れた作用効果を奏することができる。
（１）即ち、本発明のパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、パームＥＦＢを熱分解ドラムで熱分解処理して熱分解ガス及び熱分解残渣を生成し、生成したこの熱分解ガスを熱分解ガス燃焼炉で燃焼させて発生した燃焼排ガスを加熱ガスとし、この加熱ガスを熱分解ドラムの熱源として使用すると共に、この加熱ガスから複数の廃熱ボイラにより熱回収して蒸気を発生させ、発生した蒸気で発電装置を駆動させて発電するようにしているため、パームＥＦＢ熱分解ガス化発電システム自体の動力、パーム油製造工場内の動力を全て賄うことができると共に、余剰電力を売電することができる。
（２）本発明のパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、パームＥＦＢを熱分解ドラムで熱分解することにより得られた熱分解ガスを燃料として使用しているため、パームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムの始動時を除いて外部燃料が不要となり、自己熱で熱分解及び発電を行える。
（３）本発明のパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、パームＥＦＢを熱分解ドラムで熱分解すると、Ｋ，Ｃｌ，Ｓをあまり含まない燃焼性に優れた熱分解ガスと、Ｋを多く含む熱分解残渣（炭化物）を生成することができるため、熱分解ガスを燃料として利用でき、また、熱分解残渣を他の燃料との混焼での助燃剤やＫを多く含むことから肥料として有効に利用することができ、パームＥＦＢを全て有効利用することができるので廃棄物がでない。
（４）本発明のパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、熱分解ドラムに投入されるパームＥＦＢを余剰の加熱ガスにより乾燥する乾燥機を備えているため、パームＥＦＢを自己熱で乾燥させることができ、パームＥＦＢを高品質で安定的な燃料にできる。
（５）本発明のパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、パームＥＦＢを熱分解ドラムで熱分解してＫ，Ｃｌ，Ｓをあまり含まない燃焼性に優れた熱分解ガスと、Ｋを多く含む熱分解残渣を生成しているため、エネルギー密度の向上、性状の均質化、ハンドリング性の改善などが期待できる。
（６）本発明のパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、パームＥＦＢを熱分解ドラムで熱分解しているため、パームＥＦＢを破砕機で破砕することなく、そのままの形態で熱分解ドラムに投入することができ、破砕機の設置やメンテナンスを省略できて極めて経済的である。
（７）本発明のパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、Ｋ，Ｃｌ，Ｓをあまり含まない熱分解ガスを燃料として熱分解ガス燃焼炉で燃焼させているため、発生した燃焼排ガス（加熱ガス）は、パームＥＦＢを単純焼却して発生した燃焼排ガスよりもＣｌ・Ｓ分が少なくなり、露点温度が低くなって低温まで熱回収することができる。その結果、加熱ガスの余剰分を排出する余剰加熱ガス排出ダクトに低温熱回収発電装置を設置することができ、当該低温熱回収発電装置により余剰の加熱ガスの熱を回収して発電することができ、より多くの電力を発電することができる。
（８）本発明のパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、熱分解ドラムの入口でパームＥＦＢの水分に変動があった場合でも、熱分解ドラムがバッファーとなり、熱分解ガスの性状が安定することになり、連続安定燃焼が可能になって運転が簡単になる。
（９）本発明のパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、熱分解ガス燃焼炉に供給される燃焼用空気を加熱ガスで予熱することができる空気予熱器を備えているため、熱分解ガス燃焼炉での燃焼効率を高めることができる。
（10）本発明のパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、設備が比較的シンプルであり、設備費、維持管理費、ユーティリティーを考慮して比較的早期から利益を出すことができる。

このように、本発明のパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、今まで廃棄処理又は高額な費用で燃料化されて来たパームＥＦＢを、発電や補助燃料、肥料に有効利用することができると共に、廃棄物として廃棄することを無くすことができる。

本発明の第１の実施形態に係るパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムの概略系統図である。本発明の第２の実施形態に係るパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムの概略系統図である。本発明の第３の実施形態に係るパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムの概略系統図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の第１の実施形態に係るパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムを示し、当該パームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、少なくともパーム油搾油後に排出されるパームＥＦＢを乾留熱分解して熱分解ガスＡと熱分解残渣Ｂにする熱分解ドラム１と、熱分解ドラム１から排出された熱分解ガスＡを燃焼させ、その燃焼排ガスを加熱ガスＣとして熱分解ドラム１に供給する熱分解ガス燃焼炉２と、熱分解ガス燃焼炉２の後段に設置され、加熱ガスＣ中のダスト類を除去する集じん器３と、集じん器３から排出された加熱ガスＣを熱分解ガス燃焼炉２に戻す加熱ガス循環送風機４と、前記熱分解ドラム１、熱分解ガス燃焼炉２、集じん器３及び加熱ガス循環送風機４をループ状に接続する加熱ガス循環ダクト５と、熱分解ガス燃焼炉２の下流側の加熱ガス循環ダクト５に介設され、加熱ガスＣから熱回収する第１廃熱ボイラ６と、第１廃熱ボイラ６の下流側の加熱ガス循環ダクト５と熱分解ドラム１の下流側の加熱ガス循環ダクト５とを接続する加熱ガスバイパスダクト７と、加熱ガスバイパスダクト７に介設され、第１廃熱ボイラ６から排出された加熱ガスＣの一部から熱回収する第２廃熱ボイラ８と、集じん器３の上流側の加熱ガス循環ダクト５に介設され、熱分解ドラム１及び第２廃熱ボイラ８から排出された加熱ガスＣから熱回収する熱回収装置９と、集じん器３の下流側の加熱ガス循環ダクト５に分岐状に接続され、加熱ガスＣの余剰分を排出する余剰加熱ガス排出ダクト１０と、余剰加熱ガス排出ダクト１０に介設され、熱分解ドラム１に投入されるパームＥＦＢを余剰の加熱ガスＣ′により乾燥する乾燥機１１と、乾燥機１１の下流側の余剰加熱ガス排出ダクト１０に介設され、余剰の加熱ガスＣ′を引き抜く余剰加熱ガス誘引送風機１２と、前記各廃熱ボイラ６，８，９からの蒸気Ｄで蒸気タービン１３ａを回して発電機１３ｂで発電する発電装置１３と、を備えている。

而して、前記パームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、パームＥＦＢを熱分解ドラム１で熱分解して熱分解ガスＡ及び熱分解残渣を生成し、生成した熱分解ガスＡを燃料として熱分解ガス燃焼炉２で燃焼させ、発生した燃焼排ガスを加熱ガスＣとして熱分解ドラム１の加熱源とすると共に、加熱ガスＣから第１廃熱ボイラ６、第２廃熱ボイラ８及び第３廃熱ボイラ９で熱回収して蒸気Ｄを発生させ、この蒸気Ｄを発電装置１３で使用して発電するようにしている。

具体的には、前記熱分解ドラム１は、内部に複数本の加熱管（図示省略）が配設され、軸心回りに回転自在に支持された円筒状のドラム本体１４と、ドラム本体１４の一端部に相対回転自在に接続され、加熱管に連通する加熱ガス入口ケーシング１５と、ドラム本体１４の他端部に相対回転自在に接続され、加熱管に連通する加熱ガス出口ケーシング１６等を備えており、熱分解ガス燃焼炉２からの高温の加熱ガスＣを加熱ガス入口ケーシング１５、加熱管、加熱ガス出口ケーシング１６の順に流し、ドラム本体１４内に供給されたパームＥＦＢを無酸素又は低酸素雰囲気下で加熱管内を流れる加熱ガスＣにより間接的に加熱して熱分解ガスＡと熱分解残渣Ｂとに熱分解するようにしたものである。

また、熱分解ドラム１は、パームＥＦＢをドラム本体１４内に供給するための供給装置１７を備えている。この供給装置１７は、加熱ガス出口ケーシング１６側に設けられており、当該供給装置１７には、ホッパー１７ａを備えたケーシング１７ｂ内にスクリュー羽根１７ｃを回転自在に配設して成るスクリューフィーダーが使用されている。

尚、供給装置１７は、スクリューフィーダーに限定されるものではなく、熱分解ドラム１に所定量のパームＥＦＢを供給することができれば、如何なるものであっても良い。例えば、供給装置１７に二重ダンパーとプッシャーを組み合わせたものを使用しても良い。

更に、熱分解ドラム１は、ドラム本体１４内から排出された熱分解ガスＡ及び熱分解残渣Ｂを重力により熱分解ガスＡと熱分解残渣Ｂとに分離する分離器１８を備えている。この分離器１８は、加熱ガス入口ケーシング１５側に設けられており、分離器１８の熱分解ガスＡの出口が熱分解ガス供給ダクト１９により熱分解ガス燃焼炉２のバーナ２０に接続されている。

前記熱分解ガス燃焼炉２は、熱分解ドラム１の分離器１８から排出された熱分解ガスＡを燃焼用空気Ｅと一緒に燃焼させて燃焼排ガスを発生させ、この燃焼排ガスを加熱ガスＣとして熱分解ドラム１に供給するものである。

また、熱分解ガス燃焼炉２は、熱分解ドラム１の運転開始時のみ石油や天然ガス等の化石燃料を燃焼させて加熱ガスＣを生成するバーナ２０と、炉内及びバーナ２０に燃焼用空気Ｅを供給する燃焼用空気供給ダクト２１と、燃焼用空気供給ダクト２１に燃焼用空気Ｅを供給する押込み送風機２２とを備えている。

前記集じん器３は、熱分解ドラム１や各廃熱ボイラ６，８、熱回収装置９から排出された加熱ガスＣ中のダスト類を除去するものであり、この集じん器３には、バグフィルタが使用されている。前記バグフィルタは、加熱ガスＣの温度が２００℃〜２３０℃以下の場合には、四フッ化エチレン樹脂やガラス繊維等で形成されたろ布が使用され、加熱ガスＣの温度が前記温度よりも高い場合には、セラミックフィルタが使用されている。

また、集じん器３の前段には、ＨＣｌ等の有害ガスを含んでいる加熱ガスＣを中和処理するための中和剤Ｆを吹き込む中和剤供給部２３が設けられている。この中和剤供給部２３は、加熱ガスＣの温度が２００℃〜２３０℃以下の場合には、消石灰等の安価な中和剤Ｆを使用し、加熱ガスＣの温度が高い場合（３００℃位の場合）には、重曹等の高価な中和剤Ｆを使用する。

尚、この実施形態においては、集じん器３にバグフィルタを使用したが、他の実施形態においては、集じん器３に電気集じん機やマルチサイクロン等を使用しても良い。

前記加熱ガス循環ダクト５は、熱分解ドラム１の加熱ガス入口ケーシング１５と熱分解ガス燃焼炉２の加熱ガス出口、熱分解ドラム１の加熱ガス出口ケーシング１６と集じん器３の入口、集じん器３の出口と加熱ガス循環送風機４、加熱ガス循環送風機４と熱分解ガス燃焼炉２をそれぞれ接続するものである。これにより、熱分解ドラム１、熱分解ガス燃焼炉２、集じん器３及び加熱ガス循環送風機４は、加熱ガス循環ダクト５を介してループ状に接続されることになる。

前記第１廃熱ボイラ６及び第２廃熱ボイラ８は、何れも加熱ガスＣから熱を回収して高温の蒸気Ｄを発生させるものであり、また、前記熱回収装置９は、熱分解ドラム１及び第２廃熱ボイラ８から排出された加熱ガスＣから熱回収するものである。

前記第１廃熱ボイラ６は、熱分解ガス燃焼炉２の下流側の加熱ガス循環ダクト５に介設されており、熱分解ガス燃焼炉２から排出される全ての加熱ガスＣから熱回収して高温の蒸気Ｄを発生するものである。この第１廃熱ボイラ６は、加熱ガスＣの温度をパームＥＦＢを熱分解することができる温度にすることができ、且つ熱分解ドラム１の各部材に比較的安価な一般構造用圧延鋼材等の鋼材を使用できるように加熱ガスＣの温度を調整するものである。

また、第２廃熱ボイラ８は、第１廃熱ボイラ６の下流側の加熱ガス循環ダクト５と熱分解ドラム１の下流側の加熱ガス循環ダクト５とを接続する加熱ガスバイパスダクト７に介設されており、第１廃熱ボイラ６から排出されて加熱ガスバイパスダクト７により分岐された加熱ガスＣから熱回収して蒸気Ｄを発生するものである。

更に、熱回収装置９は、加熱ガス循環ダクト５と加熱ガスバイパスダクト７の接続部よりも下流側位置で、且つ集じん器３の上流側の加熱ガス循環ダクト５に介設されており、熱分解ドラム１及び第２廃熱ボイラ８から排出された加熱ガスＣから熱回収すると共に、加熱ガスＣの温度を集じん器３に適した温度にするものである。この熱回収装置９には、例えば、第３廃熱ボイラ、エコノマイザ、温水ボイラ等が使用されている。この実施形態においては、熱回収装置９には、第３廃熱ボイラが使用されている。

前記余剰加熱ガス排出ダクト１０は、集じん器３の下流側の加熱ガス循環ダクト５に分岐状に接続されており、加熱ガスＣの余剰分を排出して他の機器に供給するものである。この余剰加熱ガス排出ダクト１０には、熱分解ドラム１に投入されるパームＥＦＢを余剰の加熱ガスＣ′により乾燥する乾燥機１１と、余剰の加熱ガスＣ′を引き抜く余剰加熱ガス誘引送風機１２とが介設されている。

前記発電装置１３は、第１廃熱ボイラ６、第２廃熱ボイラ８及び第３廃熱ボイラ９から発生した蒸気Ｄで駆動される蒸気タービン１３ａと、蒸気タービン１３ａにより駆動されて電力を発生する発電機１３ｂとを備えている。

尚、図１に示すパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムにおいては、廃熱ボイラ６，８や熱回収装置９だけでは、熱分解ドラム１に流入する加熱ガスＣの温度を制御し難いので、図１に示すように第１廃熱ボイラ６の出口側の加熱ガス循環ダクト５と加熱ガス循環送風機４の出口側の加熱ガス循環ダクト５とを温度制御用バイパスダクト２７で接続し、熱分解ガス燃焼炉２内に供給される加熱ガスＣの一部を温度制御用バイパスダクト２７でバイパスさせ、熱分解ドラム１に流入する加熱ガスＣの温度を制御するようにしている。

次に、上述したパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムによりパーム油搾油後に排出されるパームＥＦＢを処理する場合について説明する。

先ず、パームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムの運転を開始する際には、熱分解ガス燃焼炉２に設けたバーナ２０で化石燃料を燃焼させて加熱ガスＣを生成し、この加熱ガスＣを熱分解ドラム１の加熱ガス入口ケーシング１５に供給すると共に、供給装置１７から熱分解ドラム１のドラム本体１４内にパームＥＦＢを供給する。尚、このときの加熱ガスＣは、化石燃料を燃料としているため、ＨＣｌ等の腐食性ガスを含有しないクリーンなガスである。

熱分解ドラム１のドラム本体１４内へ供給されたパームＥＦＢは、ドラム本体１４内において無酸素又は低酸素状態下で加熱管内を流れる加熱ガスＣにより間接的に加熱され、ドラム本体１４の回転による攪拌・混合作用を受けながら所定時間ドラム本体１４内に滞留する。これによって、ドラム本体１４内のパームＥＦＢは、乾留熱分解されて熱分解ガスＡと熱分解残渣Ｂになる。

尚、熱分解ガスＡは、水分、ＣＯ、ＣＯ₂、Ｈ₂及び炭化水素を主成分とするものであり、その他にダスト等も含まれている。また、熱分解残渣Ｂは、カーボン残渣である。

熱分解ドラム１から熱分解ガスＡ及び熱分解残渣Ｂが排出されるようになると、分離器１８で熱分解ガスＡ及び熱分解残渣Ｂを熱分解ガスＡと熱分解残渣Ｂに分離し、分離された熱分解ガスＡを熱分解ガス供給ダクト１９により熱分解ガス燃焼炉２に導いて燃焼させると共に、バーナ２０で燃焼させる化石燃料の量を徐々に少なくして行く。

そして、熱分解ドラム１から排出される熱分解ガスＡの量が設定量になると、バーナ２０の運転を停止し、熱分解ガスＡだけを押込み送風機２２及び燃焼用空気供給ダクト２１により供給される燃焼用空気Ｅと一緒に熱分解ガス燃焼炉２で燃焼させて燃焼排ガスを発生させ、この燃焼排ガスを加熱ガスＣとする。

熱分解ガス燃焼炉２内で発生した高温の加熱ガスＣは、熱分解ガス燃焼炉２から排出されて第１廃熱ボイラ６で熱回収された後、一部分が加熱ガス循環ダクト５により熱分解ドラム１の加熱ガス入口ケーシング１５に流入し、また、残りの部分が加熱ガスバイパスダクト７により第２廃熱ボイラ８に流入する。

このとき、熱分解ドラム１に流入する加熱ガスＣの温度は、第１廃熱ボイラ６によりパームＥＦＢを熱分解することができ、且つ熱分解ドラム１の各部材に比較的安価な一般構造用圧延鋼材等の鋼材を使用できる温度にする。この実施形態においては、熱分解ドラム１に流入する加熱ガスＣの温度は、約５３０℃に設定されている。また、熱分解ドラム１から排出される加熱ガスＣの温度は、加熱管の表面に付着物が付着しない程度の温度（約３００℃）に設定されている。

熱分解ドラム１の加熱ガス入口ケーシング１５に流入した加熱ガスＣは、ドラム本体１４内の加熱管内に流入し、加熱管内を通過する間にドラム本体１４内のパームＥＦＢに熱を与えた後、加熱ガス出口ケーシング１６から排出される。

このとき、熱分解ドラム１のドラム本体１４内のパームＥＦＢは、無酸素又は低酸素状態下で加熱管内を流通する加熱ガスＣにより熱分解する温度（約４８０℃）にまで加熱され、ドラム本体１４が回転することにより攪拌混合を受けながら所定時間ドラム本体１４内に滞留する。これにより、熱分解ドラム１のドラム本体１４内においては、パームＥＦＢが完全に熱分解され、熱分解ガスＡと熱分解残渣Ｂが生成される。

一方、第２廃熱ボイラ８に流入した加熱ガスＣは、ここで熱回収された後、熱分解ドラム１の加熱ガス出口ケーシング１６から排出される加熱ガスＣと一緒に加熱ガス循環ダクト５により熱回収装置９（第３廃熱ボイラ）に流入する。

そして、熱分解ドラム１で生成された熱分解ガスＡ及び熱分解残渣Ｂは、熱分解ドラム１の分離器１８で熱分解ガスＡと熱分解残渣Ｂに分離される。尚、パームＥＦＢを熱分解して熱分解ガスＡと熱分解残渣Ｂにすると、熱分解ガスＡ中には、Ｋが殆ど残らず、Ｃｌも１／４〜１／５に減少する。また、熱分解残渣Ｂは、パームＥＦＢに比べて容積が５％位になると共に、Ｋを多く含むことになる。

分離器１８で分離された熱分解ガスＡは、熱分解ガス供給ダクト１９により熱分解ガス燃焼炉２のバーナ２０に流入し、ここで押込み送風機２２及び燃焼用空気供給ダクト２１を介して供給される燃焼用空気Ｅにより燃焼され、高温の加熱ガスＣとなる。また、分離器１８で分離された熱分解残渣Ｂは、Ｋを多く含んでいるので、肥料として利用される。

熱回収装置９（第３廃熱ボイラ）に流入した加熱ガスＣは、ここで集じん器３に適した温度にまで減温された後、中和剤供給部２３から吹き込まれた中和剤Ｆにより中和されて集じん器３に流入する。この実施形態においては、集じん器３に比較的安価なろ布を備えたバグフィルタを使用できるように、熱回収装置９（第３廃熱ボイラ）で加熱ガスＣの温度を所定の温度に減温するようにしている。そのため、加熱ガスＣ中には、中和剤Ｆとして消石灰を吹き込む。

集じん器３に流入した加熱ガスＣは、ここでダスト類が除去された後、加熱ガス循環送風機４により熱分解ガス燃焼炉２に戻され、熱分解ガス燃焼炉２内で熱分解ガス燃焼炉２の温度制御用（減温用）として使用される。また、集じん器３から排出された加熱ガスＣの余剰分は、加熱ガス循環ダクト５に分岐状に接続された余剰加熱ガス排出ダクト１０から引き抜かれ、余剰加熱ガス排出ダクト１０に介設した乾燥機１１で熱分解ドラム１に投入されるパームＥＦＢを乾燥処理した後、余剰加熱ガス誘引送風機１２により他機器に供給される。

そして、第１廃熱ボイラ６、第２廃熱ボイラ８及び熱回収装置９（第３廃熱ボイラ）での加熱ガスＣの熱回収により発生した蒸気Ｄは、発電装置１３に供給され、ここで蒸気タービン１３ａを回して発電機１３ｂで発電するようになっている。この発電装置１３で得られた電力は、パームＥＦＢ熱分解ガス化発電システム自体の動力、パーム油製造工場内の動力を全て賄うことができる。また、余剰電力は売電することができる。

このように、上述したパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、今まで廃棄処理又は高額な費用で燃料化されて来たパームＥＦＢを、発電や補助燃料、肥料に有効利用することができると共に、廃棄物として廃棄することを無くすことができる。

図２は本発明の第２の実施形態に係るパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムを示し、当該パームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、熱分解ドラム１と、熱分解ガス燃焼炉２と、集じん器３と、加熱ガス循環送風機４と、加熱ガス循環ダクト５と、第１廃熱ボイラ６と、加熱ガスバイパスダクト７と、第２廃熱ボイラ８と、熱回収装置９（第３廃熱ボイラ）と、余剰加熱ガス排出ダクト１０と、乾燥機１１と、余剰加熱ガス誘引送風機１２と、発電装置１３と、蒸気タービン１３ａと、発電機１３ｂと、ドラム本体１４と、加熱ガス入口ケーシング１５と、加熱ガス出口ケーシング１６と、供給装置１７と、ホッパー１７ａと、ケーシング１７ｂと、スクリュー羽根１７ｃと、分離器１８と、熱分解ガス供給ダクト１９と、バーナ２０と、燃焼用空気供給ダクト２１と、押込み送風機２２と、中和剤供給部２３と、低温熱回収発電装置２４と、を備えている。

即ち、前記第２の実施形態に係るパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、第１の実施形態に係るパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムに低温熱回収発電装置２４を追加したものであり、その他の構成は、図１に示すパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムと同様構造に構成されている。尚、図１に示すパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムと同一の部材・部位には、同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。

前記低温熱回収発電装置２４は、余剰加熱ガス排出ダクト１０に介設され、余剰の加熱ガスＣ′を通して余剰の加熱ガスＣ′から熱回収すると共に、貯留している熱媒水を加熱して減圧蒸気を発生させる内部圧が大気圧以下に保持された減圧ボイラ２５と、減圧ボイラ２５の減圧蒸気により低沸点の液状の冷媒を予熱、蒸発させてその蒸気で蒸気タービンを回して発電機で発電するバイナリー発電装置２６と、を備えており、比較的低温になった余剰の加熱ガスＣ′（例えば、約１４０℃の加熱ガスＣ′）から熱を回収して発電を行えるようになっている。

上述した第２の実施形態に係るパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、第１の実施形態に係るパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムと同様の作用効果を奏することができる。しかも、低温熱回収発電装置２４を備えているため、より多くの電力を発電することができる。

図３は本発明の第３の実施形態に係るパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムを示し、当該パームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、熱分解ドラム１と、熱分解ガス燃焼炉２と、集じん器３と、加熱ガス循環送風機４と、加熱ガス循環ダクト５と、第１廃熱ボイラ６と、加熱ガスバイパスダクト７と、第２廃熱ボイラ８と、余剰加熱ガス排出ダクト１０と、乾燥機１１と、余剰加熱ガス誘引送風機１２と、発電装置１３と、蒸気タービン１３ａと、発電機１３ｂと、ドラム本体１４と、加熱ガス入口ケーシング１５と、加熱ガス出口ケーシング１６と、供給装置１７と、ホッパー１７ａと、ケーシング１７ｂと、スクリュー羽根１７ｃと、分離器１８と、熱分解ガス供給ダクト１９と、バーナ２０と、燃焼用空気供給ダクト２１と、押込み送風機２２と、中和剤供給部２３と、燃焼用空気予熱器２８と、を備えている。

即ち、前記第３の実施形態に係るパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、第１の実施形態に係るパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムの熱回収装置９（第３廃熱ボイラ）を省略し、燃焼用空気予熱器２８を乾燥機１１の上流側の余剰加熱ガス排出ダクト１０に介設し、押込み送風機２２からの燃焼用空気Ｅを燃焼用空気予熱器２８で予熱した後、燃焼用空気供給ダクト２１により熱分解ガス燃焼炉２に供給するようにしたものであり、その他の構成は、図１に示すパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムと同様構造に構成されている。尚、図１に示すパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムと同一の部材・部位には、同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。

前記第３の実施形態に係るパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、第１の実施形態に係るパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムと同様の作用効果を奏することができる。しかも、このパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システムは、熱分解ガス燃焼炉２に供給する燃焼用空気Ｅを燃焼用空気予熱器２８で予熱しているため、燃焼効率を高めることができる。

尚、上記の実施形態においては、熱分解ドラム１でパーム搾油後に排出されるパームＥＦＢのみを熱分解するようにしたが、他の実施形態においては、パームＥＦＢとパーム椰子の木の部分とを一緒に熱分解ドラム１で熱分解するようにしても良く、或いは、パームＥＦＢと他の廃棄物（都市ごみや産廃）を混合して熱分解ドラム１で熱分解するようにしてもよい。

１は熱分解ドラム、２は熱分解ガス燃焼炉、３は集じん器、４は加熱ガス循環送風機、５は加熱ガス循環ダクト、６は第１廃熱ボイラ、８は第２廃熱ボイラ、９は第３廃熱ボイラ、１０は余剰加熱ガス排出ダクト、１１は乾燥機、１２は余剰加熱ガス誘引送風機、１３は発電装置、１３ａは蒸気タービン、１３ｂは発電機、２２は押込み送風機、２４は低温熱回収発電装置、２５は減圧ボイラ、２６はバイナリー発電装置、２８は燃焼用空気予熱器、Ａは熱分解ガス、Ｂは熱分解残渣、Ｃは加熱ガス、Ｃ′は余剰の加熱ガス、Ｄは蒸気、Ｅは燃焼用空気。

Claims

少なくともパームＥＦＢを乾留熱分解して熱分解ガスと熱分解残渣にする熱分解ドラムと、熱分解ドラムから排出された熱分解ガスを燃焼させ、その燃焼排ガスを加熱ガスとして熱分解ドラムに供給する熱分解ガス燃焼炉と、熱分解ドラムの後段に設置され、加熱ガス中のダスト類を除去する集じん器と、集じん器から排出された加熱ガスを熱分解ガス燃焼炉に戻す加熱ガス循環送風機と、前記熱分解ドラム、熱分解ガス燃焼炉、集じん器及び加熱ガス循環送風機をループ状に接続する加熱ガス循環ダクトと、熱分解ガス燃焼炉の下流側の加熱ガス循環ダクトに介設され、加熱ガスから熱回収する第１廃熱ボイラと、第１廃熱ボイラの下流側の加熱ガス循環ダクトと熱分解ドラムの下流側の加熱ガス循環ダクトとを接続する加熱ガスバイパスダクトと、加熱ガスバイパスダクトに介設され、第１廃熱ボイラから排出された加熱ガスの一部から熱回収する第２廃熱ボイラと、第１廃熱ボイラ及び第２廃熱ボイラからの蒸気で蒸気タービンを回して発電機で発電する発電装置と、を備えていることを特徴とするパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システム。
前記集じん器の上流側の加熱ガス循環ダクトに、熱分解ドラム及び第２廃熱ボイラから排出された加熱ガスから熱回収する熱回収装置を介設したことを特徴とする請求項１に記載のパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システム。
前記集じん器の下流側の加熱ガス循環ダクトに、加熱ガスの余剰分を排出する余剰加熱ガス排出ダクトを分岐状に接続し、前記余剰加熱ガス排出ダクトに、熱分解ドラムに投入されるパームＥＦＢを余剰の加熱ガスにより乾燥する乾燥機と、余剰の加熱ガスを引き抜く余剰加熱ガス誘引送風機とをそれぞれ介設したことを特徴とする請求項２に記載のパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システム。
前記乾燥機の上流側の余剰加熱ガス排出ダクトに、余剰の加熱ガスから熱回収して発電する低温熱回収発電装置を介設したことを特徴とする請求項３に記載のパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システム。
前記集じん器の上流側の加熱ガス循環ダクトに、加熱ガスの余剰分を排出する余剰加熱ガス排出ダクトを分岐状に接続し、前記余剰加熱ガス排出ダクトに、押込み送風機から熱分解ガス燃焼炉に供給する燃焼用空気を余剰の加熱ガスにより予熱する燃焼用空気予熱器と、熱分解ドラムに投入されるパームＥＦＢを余剰の加熱ガスにより乾燥する乾燥機と、余剰の加熱ガスを引き抜く余剰加熱ガス誘引送風機と、をそれぞれ介設したことを特徴とする請求項１に記載のパームＥＦＢ熱分解ガス化発電システム。