JP6827582B1 - 固形燃料製造システム、固形燃料製造方法、及び、固形燃料 - Google Patents
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Abstract
【課題】固形燃料の塩素濃度を低減することが可能な固形燃料製造システムを提供すること。【解決手段】固形燃料製造システム１は、廃プラスチックを含む原料から固形燃料を製造する。固形燃料製造システム１は、水熱反応装置１０と、洗浄装置２０と、分離装置３０，４０と、を備える。水熱反応装置１０は、原料を水熱反応により微粒子に分解する反応室と、分解の後に反応室に分散液を供給する分散液供給部と、供給された分散液にて微粒子が分散する懸濁液を排出する懸濁液排出部と、を含む。洗浄装置２０は、排出された懸濁液を攪拌することにより微粒子を洗浄する。分離装置３０，４０は、懸濁液から微粒子を分離することにより固形燃料を生成する。【選択図】図１
Description
本発明は、固形燃料製造システム、固形燃料製造方法、及び、固形燃料に関する。
廃プラスチックを含む原料から固形燃料を製造する固形燃料製造システムが知られている。例えば、特許文献１に記載の固形燃料製造システムは、ポリ塩化ビニルを含む有機性廃棄物を水熱反応により分解する反応室を備える。固形燃料製造システムは、分解の後の固形分を混合攪拌槽に供給するとともに水を混合攪拌槽に供給し、混合攪拌槽にて混合攪拌することにより、固形分の塩素濃度を低減する。
ところで、石炭の塩素濃度は、相当低い。このため、例えば、火力発電に用いられる石炭ボイラにおいて、石炭の一部に代えて固形燃料を用いる場合、固形燃料の塩素濃度を十分に低減しなければ、燃焼ガス又は燃焼灰が接触する部材が腐食する虞がある。しかしながら、上記固形燃料製造システムにおいては、固形燃料の塩素濃度を十分に低減できない、という課題があった。
本発明の目的の一つは、固形燃料の塩素濃度を低減することである。
一つの側面では、固形燃料製造システムは、廃プラスチックを含む原料から固形燃料を製造する。
固形燃料製造システムは、水熱反応装置と、洗浄装置と、分離装置と、を備える。
水熱反応装置は、原料を水熱反応により微粒子に分解する反応室と、分解の後に反応室に分散液を供給する分散液供給部と、供給された分散液にて微粒子が分散する懸濁液を排出する懸濁液排出部と、を含む。洗浄装置は、排出された懸濁液を攪拌することにより微粒子を洗浄する。分離装置は、懸濁液から微粒子を分離することにより固形燃料を生成する。
固形燃料製造システムは、水熱反応装置と、洗浄装置と、分離装置と、を備える。
水熱反応装置は、原料を水熱反応により微粒子に分解する反応室と、分解の後に反応室に分散液を供給する分散液供給部と、供給された分散液にて微粒子が分散する懸濁液を排出する懸濁液排出部と、を含む。洗浄装置は、排出された懸濁液を攪拌することにより微粒子を洗浄する。分離装置は、懸濁液から微粒子を分離することにより固形燃料を生成する。
他の一つの側面では、固形燃料製造方法は、廃プラスチックを含む原料から固形燃料を製造する。
固形燃料製造方法は、
反応室にて原料を水熱反応により微粒子に分解し、
原料の分解の後に反応室に分散液を導入し、
導入された分散液にて微粒子が分散する懸濁液を反応室から排出し、
排出された懸濁液を攪拌することにより微粒子を洗浄し、
懸濁液から微粒子を分離することにより固形燃料を生成する、ことを含む。
固形燃料製造方法は、
反応室にて原料を水熱反応により微粒子に分解し、
原料の分解の後に反応室に分散液を導入し、
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排出された懸濁液を攪拌することにより微粒子を洗浄し、
懸濁液から微粒子を分離することにより固形燃料を生成する、ことを含む。
他の一つの側面では、固形燃料は、廃プラスチックを含む原料から製造される。
固形燃料は、ハードグローブ粉砕性指数が、石炭よりも高いとともに、固形燃料の塩素濃度が、０．１重量％濃度以下である。
固形燃料は、ハードグローブ粉砕性指数が、石炭よりも高いとともに、固形燃料の塩素濃度が、０．１重量％濃度以下である。
他の一つの側面では、固形燃料は、廃プラスチックを含む原料から製造される。
固形燃料は、固形燃料の平均粒径が、１１８０μｍ未満であるとともに、固形燃料の塩素濃度が、０．３０重量％濃度以下である。
固形燃料は、固形燃料の平均粒径が、１１８０μｍ未満であるとともに、固形燃料の塩素濃度が、０．３０重量％濃度以下である。
固形燃料の塩素濃度を低減することができる。
以下、本発明の、固形燃料製造システム、固形燃料製造方法、及び、固形燃料に関する各実施形態について図１乃至図１０を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
（概要）
第１実施形態の固形燃料製造システムは、廃プラスチックを含む原料から固形燃料を製造する。
固形燃料製造システムは、水熱反応装置と、洗浄装置と、分離装置と、を備える。
水熱反応装置は、原料を水熱反応により微粒子に分解する反応室と、分解の後に反応室に分散液を供給する分散液供給部と、供給された分散液にて微粒子が分散する懸濁液を排出する懸濁液排出部と、を含む。洗浄装置は、排出された懸濁液を攪拌することにより微粒子を洗浄する。分離装置は、懸濁液から微粒子を分離することにより固形燃料を生成する。
（概要）
第１実施形態の固形燃料製造システムは、廃プラスチックを含む原料から固形燃料を製造する。
固形燃料製造システムは、水熱反応装置と、洗浄装置と、分離装置と、を備える。
水熱反応装置は、原料を水熱反応により微粒子に分解する反応室と、分解の後に反応室に分散液を供給する分散液供給部と、供給された分散液にて微粒子が分散する懸濁液を排出する懸濁液排出部と、を含む。洗浄装置は、排出された懸濁液を攪拌することにより微粒子を洗浄する。分離装置は、懸濁液から微粒子を分離することにより固形燃料を生成する。
ところで、水熱反応により生成された微粒子が凝集することにより凝集体が生成されることがある。凝集体は、分散液とともに攪拌されても分解されにくい。また、凝集体の内部に取り込まれた塩素含有物質は、分散液とともに攪拌されても溶出しにくい。塩素含有物質は、塩素原子を含有する物質である。このため、例えば、特許文献１に記載の固形燃料製造システムのように、水熱反応による分解の後に、反応室に分散液を供給することなく、固形分を反応室から排出する場合、生成される固形燃料の塩素濃度を十分に低減できない虞があった。
これに対し、第１実施形態の固形燃料製造システムによれば、水熱反応装置は、分解の後に反応室に分散液を供給する分散液供給部と、微粒子が分散液にて分散する懸濁液を排出する懸濁液排出部と、を備える。これにより、水熱反応により生成された微粒子が凝集することを抑制できる。この結果、洗浄装置における洗浄により、微粒子の塩素濃度を低減できるので、固形燃料の塩素濃度を低減できる。
次に、第１実施形態の固形燃料製造システムについて、より詳細に説明する。
次に、第１実施形態の固形燃料製造システムについて、より詳細に説明する。
（構成）
図１に表されるように、固形燃料製造システム１は、廃プラスチックを含む原料から固形燃料を製造する。本例では、原料は、第１原料と、第２原料と、からなる。
本例では、第１原料は、廃プラスチックである。廃プラスチックは、プラスチックを含む廃棄物である。例えば、廃プラスチックは、商品を包装する容器を含む。本例では、廃プラスチックは、容器に付着する食塩、及び、ポリ塩化ビニル等の塩素含有物質を含む。
図１に表されるように、固形燃料製造システム１は、廃プラスチックを含む原料から固形燃料を製造する。本例では、原料は、第１原料と、第２原料と、からなる。
本例では、第１原料は、廃プラスチックである。廃プラスチックは、プラスチックを含む廃棄物である。例えば、廃プラスチックは、商品を包装する容器を含む。本例では、廃プラスチックは、容器に付着する食塩、及び、ポリ塩化ビニル等の塩素含有物質を含む。
本例では、第２原料は、バイオマスである。例えば、バイオマスは、古紙、汚泥、草、稲わら、麦稈、もみ殻、又は、木質バイオマス（例えば、流木、間伐材、又は、木質廃材等）等である。例えば、木質廃材は、製材の際に発生する樹皮若しくはのこ屑、木屑、建築物の解体材、又は、剪定枝等である。
固形燃料製造システム１は、水熱反応装置１０と、第１原料供給部１１と、第２原料供給部１２と、蒸気供給部１３と、水供給部１４と、水酸化物供給部１５と、蒸気回収部１６と、洗浄装置２０と、大径微粒子供給部２５と、脱水装置３０と、乾燥装置４０と、分離液貯留部５１と、排水処理装置５２と、を備える。
図２に表されるように、水熱反応装置１０は、反応室１０１と、攪拌体１０２と、電動機１０３と、第１原料導入部１０４と、第２原料導入部１０５と、蒸気導入部１０６と、水導入部１０７と、水酸化物導入部１０８と、蒸気排出部１０９と、懸濁液排出部１１０と、を備える。
反応室１０１は、水熱反応装置１０の内部に設けられた空間である。本例では、反応室１０１は、所定の延在方向にて延在する円柱状である。反応室１０１は、所定の圧力、及び、所定の温度を有する水を保持する。本例では、反応室１０１は、亜臨界状態の水（換言すると、亜臨界水）を保持する。例えば、反応室１０１が保持する亜臨界水の圧力は、１．５ＭＰａ乃至３．５ＭＰａの圧力である。例えば、反応室１０１が保持する亜臨界水の温度は、１８０℃乃至２５０℃の温度である。
本例では、反応室１０１は、亜臨界水を所定の時間に亘って保持することによって、原料を水熱反応により微粒子に分解する。例えば、反応室１０１が亜臨界水を保持する時間は、１分乃至６０分の時間である。
攪拌体１０２は、複数の攪拌翼を備える。なお、攪拌体１０２が備える攪拌翼は、１つであってもよい。例えば、攪拌翼は、プロペラ翼、タービン翼、パドル翼、アンカー翼、又は、ヘリカルリボン翼等である。なお、水熱反応装置１０は、反応室１０１の内壁に邪魔板を備えていてもよい。
攪拌体１０２は、反応室１０１において、回転の中心軸が延在方向にて延在するように回転可能に支持される。攪拌体１０２は、電動機１０３により回転駆動される。このような構成により、攪拌体１０２は、反応室１０１に導入された物質を攪拌する。
本例では、攪拌体１０２は、第１回転方向へ回転駆動されることにより、反応室１０１に導入された物質を、延在方向における反応室１０１の中央へ近づけるように移動させる。一方、攪拌体１０２は、第１回転方向と逆の第２回転方向へ回転駆動されることにより、反応室１０１に導入された物質を、延在方向における反応室１０１の端へ近づけるように移動させる。例えば、攪拌体１０２は、所定の時間が経過する毎に、回転方向が変更される。
第１原料導入部１０４は、第１原料供給部１１により供給される第１原料を反応室１０１へ導入する。第１原料導入部１０４は、反応室１０１へ導入される第１原料の量を調整する。なお、水熱反応装置１０が備える第１原料導入部１０４の数は、２以上であってもよい。
第２原料導入部１０５は、第２原料供給部１２により供給される第２原料を反応室１０１へ導入する。第２原料導入部１０５は、反応室１０１へ導入される第２原料の量を調整する。なお、水熱反応装置１０が備える第２原料導入部１０５の数は、２以上であってもよい。
また、水熱反応装置１０は、第１原料導入部１０４及び第２原料導入部１０５に代えて、第１原料及び第２原料からなる原料を反応室１０１へ導入する原料導入部を備えていてもよい。
また、水熱反応装置１０は、第１原料導入部１０４及び第２原料導入部１０５に代えて、第１原料及び第２原料からなる原料を反応室１０１へ導入する原料導入部を備えていてもよい。
蒸気導入部１０６は、蒸気供給部１３により供給される蒸気を反応室１０１へ導入する。蒸気導入部１０６は、反応室１０１へ導入される蒸気の量を調整する。本例では、蒸気供給部１３は、水蒸気を供給する。なお、蒸気供給部１３により供給される蒸気は、水溶液（例えば、水酸化物供給部１５により供給される水酸化物の水溶液）の蒸気であってもよい。また、水熱反応装置１０が備える蒸気導入部１０６の数は、２以上であってもよい。
水導入部１０７は、水供給部１４により供給される水を反応室１０１へ導入する。水導入部１０７は、反応室１０１へ導入される水の量を調整する。本例では、水導入部１０７により反応室１０１へ導入される水は、水熱反応による原料の分解の後に反応室１０１に導入される分散液に対応する。なお、分散液は、水酸化物供給部１５により供給される水酸化物の水溶液であってもよい。また、水熱反応装置１０が備える水導入部１０７の数は、２以上であってもよい。
水酸化物導入部１０８は、水酸化物供給部１５により供給される水酸化物を反応室１０１へ導入する。水酸化物導入部１０８は、反応室１０１へ導入される水酸化物の量を調整する。例えば、水酸化物は、水酸化カルシウムである。
本例では、反応室１０１へ水酸化物が導入された後に水熱反応が生じる。水熱反応において、原料は、微粒子に分解される。この際、水酸化物から生成された水酸化物イオンと、廃プラスチックに含まれるポリ塩化ビニルと、が反応することにより、ポリ塩化ビニルが有する塩基が水酸基に置換されることが推定される。
また、この反応により生成された塩化物イオンと、水酸化物から生成されたカルシウムイオンと、が反応することにより、塩化カルシウムが生成されることが推定される。更に、生成された塩化カルシウムは、水熱反応により生成された微粒子に混在することが推定される。後述のように、微粒子に混在する塩化カルシウムは、洗浄装置２０における洗浄によって除去される。このようにして、洗浄後の微粒子の塩素濃度を十分に低減できる。
なお、水酸化物は、カルシウム以外の金属（例えば、アルミニウム、ニッケル、鉄、マグネシウム、亜鉛、銅、又は、ナトリウム等）の水酸化物であってもよい。また、固形燃料製造システム１は、水酸化物に代えて、アンモニアを用いてもよい。また、水熱反応装置１０が備える水酸化物導入部１０８の数は、２以上であってもよい。
蒸気排出部１０９は、水熱反応による原料の分解の後に反応室１０１内の蒸気を蒸気回収部１６へ排出する。この蒸気は、塩素含有物質を含むことが推定される。蒸気排出部１０９は、反応室１０１と蒸気回収部１６とを連通する通路を開閉する弁を備える。なお、水熱反応装置１０が備える蒸気排出部１０９の数は、２以上であってもよい。
蒸気回収部１６は、水を貯留する貯水槽を含む。蒸気回収部１６は、貯水槽に貯留された水の中へ、反応室１０１から排出された蒸気を導入する。図１に表されるように、蒸気回収部１６は、貯水槽に貯留された水である回収水を排水処理装置５２へ供給する。
図２に表されるように、懸濁液排出部１１０は、反応室１０１内の懸濁液を、水熱反応装置１０の外部へ排出する。本例では、懸濁液は、反応室１０１において、水熱反応により生成された微粒子が、水導入部１０７により導入された分散液（本例では、水）にて分散する。
懸濁液排出部１１０は、反応室１０１と、水熱反応装置１０の外部と、を連通する通路を開閉する弁を備える。なお、水熱反応装置１０が備える懸濁液排出部１１０の数は、２以上であってもよい。
図１に表されるように、洗浄装置２０は、第１洗浄部２１と、大径微粒子除去部２２と、蒸気洗浄部２３と、第２洗浄部２４と、を備える。
図２に表されるように、第１洗浄部２１は、洗浄槽２１１と、攪拌体２１２と、懸濁液排出部２１３と、を備える。
洗浄槽２１１は、水熱反応装置１０の懸濁液排出部１１０から排出された懸濁液を貯留する。
攪拌体２１２は、攪拌翼を備える。なお、攪拌体２１２が備える攪拌翼の数は、２以上であってもよい。例えば、攪拌翼は、プロペラ翼、タービン翼、パドル翼、アンカー翼、又は、ヘリカルリボン翼等である。なお、第１洗浄部２１は、洗浄槽２１１の内壁に邪魔板を備えていてもよい。
図２に表されるように、第１洗浄部２１は、洗浄槽２１１と、攪拌体２１２と、懸濁液排出部２１３と、を備える。
洗浄槽２１１は、水熱反応装置１０の懸濁液排出部１１０から排出された懸濁液を貯留する。
攪拌体２１２は、攪拌翼を備える。なお、攪拌体２１２が備える攪拌翼の数は、２以上であってもよい。例えば、攪拌翼は、プロペラ翼、タービン翼、パドル翼、アンカー翼、又は、ヘリカルリボン翼等である。なお、第１洗浄部２１は、洗浄槽２１１の内壁に邪魔板を備えていてもよい。
攪拌体２１２は、洗浄槽２１１の内部において回転可能に支持されるとともに、図示されない電動機により回転駆動される。このような構成により、攪拌体２１２は、洗浄槽２１１に導入された物質（本例では、懸濁液）を攪拌する。
なお、第１洗浄部２１は、水供給部１４により供給される水を洗浄槽２１１へ導入してもよい。また、第１洗浄部２１は、水酸化物供給部１５により供給される水酸化物を洗浄槽２１１へ導入してもよい。
なお、第１洗浄部２１は、水供給部１４により供給される水を洗浄槽２１１へ導入してもよい。また、第１洗浄部２１は、水酸化物供給部１５により供給される水酸化物を洗浄槽２１１へ導入してもよい。
本例では、第１洗浄部２１は、図示されないヒーターを備え、ヒーターが発生する熱により洗浄槽２１１に導入された物質を加熱する。例えば、第１洗浄部２１は、洗浄槽２１１に導入された物質の温度を所定の温度に保持する。例えば、第１洗浄部２１により保持される温度は、４０℃乃至９０℃の温度である。
このような構成により、第１洗浄部２１は、反応室１０１から排出された懸濁液を加熱及び攪拌することにより微粒子を洗浄する。なお、第１洗浄部２１は、懸濁液を加熱することなく、懸濁液を攪拌することにより微粒子を洗浄してもよい。
懸濁液排出部２１３は、洗浄槽２１１内の懸濁液を、第１洗浄部２１の外部へ排出する。懸濁液排出部２１３は、洗浄槽２１１の内部と、第１洗浄部２１の外部と、を連通する通路を開閉する弁を備える。
大径微粒子除去部２２は、分級体２２１を備える。分級体２２１は、懸濁液排出部２１３から排出された懸濁液が供給される。分級体２２１は、供給された懸濁液に含まれる微粒子のうちの、粒径が所定の基準粒径よりも大きい微粒子である大径微粒子を捕捉し、供給された懸濁液のうちの、大径微粒子以外の部分を通過させる。本例では、基準粒径は、０．２ｍｍである。なお、基準粒径は、０．１ｍｍ乃至５ｍｍの長さであってもよい。
本例では、分級体２２１は、ウェッジワイヤースクリーンである。本例では、互いに隣接するウェッジワイヤー間の間隔は、基準粒径と略等しい。なお、分級体２２１は、ウェッジワイヤースクリーン以外のワイヤースクリーン、金属製又は樹脂製のメッシュ、パンチングメタル、又は、多孔質体であってもよい。また、大径微粒子除去部２２は、スリットセーバー等の固液分離装置により実現されていてもよい。
このような構成により、大径微粒子除去部２２は、第１洗浄部２１により洗浄された微粒子から大径微粒子を除去する。
このような構成により、大径微粒子除去部２２は、第１洗浄部２１により洗浄された微粒子から大径微粒子を除去する。
大径微粒子除去部２２は、分級体２２１により捕捉された大径微粒子を大径微粒子供給部２５へ供給する。更に、大径微粒子除去部２２は、分級体２２１を通過した懸濁液を蒸気洗浄部２３へ供給する。
蒸気洗浄部２３は、固液分離体２３１を備える。固液分離体２３１は、分級体２２１を通過した懸濁液が供給される。固液分離体２３１は、供給された懸濁液に含まれる微粒子を捕捉し、供給された懸濁液のうちの、微粒子以外の部分（換言すると、分離液）を通過させる。
本例では、固液分離体２３１は、ウェッジワイヤースクリーンである。互いに隣接するウェッジワイヤー間の間隔は、基準粒径よりも短い。本例では、互いに隣接するウェッジワイヤー間の間隔は、２０μｍである。なお、互いに隣接するウェッジワイヤー間の間隔は、１μｍ乃至１００μｍの長さであってもよい。また、固液分離体２３１は、ウェッジワイヤースクリーン以外のワイヤースクリーン、金属製又は樹脂製のメッシュ、パンチングメタル、又は、多孔質体であってもよい。
蒸気洗浄部２３は、固液分離体２３１により捕捉された微粒子に、蒸気供給部１３により供給される蒸気を吹き付けることにより、蒸気を用いて微粒子を洗浄する。
蒸気洗浄部２３は、固液分離体２３１により捕捉された微粒子に、蒸気供給部１３により供給される蒸気を吹き付けることにより、蒸気を用いて微粒子を洗浄する。
蒸気洗浄部２３は、固液分離体２３１により捕捉されるとともに、蒸気を用いて洗浄された微粒子を第２洗浄部２４へ供給する。更に、蒸気洗浄部２３は、固液分離体２３１を通過した分離液を分離液貯留部５１へ供給する。
第２洗浄部２４は、洗浄槽２４１と、攪拌体２４２と、を備える。
図１及び図２に表されるように、洗浄槽２４１は、水供給部１４から供給された水を貯留する。本例では、洗浄槽２４１が貯留する水は、洗浄液と表されてもよい。なお、洗浄液は、水酸化物供給部１５により供給される水酸化物の水溶液であってもよい。洗浄槽２４１は、蒸気洗浄部２３から微粒子が供給される。このような構成により、洗浄槽２４１は、蒸気洗浄部２３により洗浄された微粒子が、水供給部１４から供給された水にて分散する懸濁液を貯留する。
図１及び図２に表されるように、洗浄槽２４１は、水供給部１４から供給された水を貯留する。本例では、洗浄槽２４１が貯留する水は、洗浄液と表されてもよい。なお、洗浄液は、水酸化物供給部１５により供給される水酸化物の水溶液であってもよい。洗浄槽２４１は、蒸気洗浄部２３から微粒子が供給される。このような構成により、洗浄槽２４１は、蒸気洗浄部２３により洗浄された微粒子が、水供給部１４から供給された水にて分散する懸濁液を貯留する。
攪拌体２４２は、攪拌翼を備える。なお、攪拌体２４２が備える攪拌翼の数は、２以上であってもよい。例えば、攪拌翼は、プロペラ翼、タービン翼、パドル翼、アンカー翼、又は、ヘリカルリボン翼等である。なお、第２洗浄部２４は、洗浄槽２４１の内壁に邪魔板を備えていてもよい。
攪拌体２４２は、洗浄槽２４１の内部において回転可能に支持されるとともに、図示されない電動機により回転駆動される。このような構成により、攪拌体２４２は、洗浄槽２４１に貯留された物質（本例では、懸濁液）を攪拌する。
本例では、第２洗浄部２４は、図示されないヒーターを備え、ヒーターが発生する熱により洗浄槽２４１に導入された物質を加熱する。例えば、第２洗浄部２４は、洗浄槽２４１に導入された物質の温度を所定の温度に保持する。例えば、第２洗浄部２４により保持される温度は、４０℃乃至９０℃の温度である。
このような構成により、第２洗浄部２４は、蒸気洗浄部２３により洗浄された微粒子が水にて分散する懸濁液を加熱及び攪拌することにより微粒子を洗浄する。なお、第２洗浄部２４は、懸濁液を加熱することなく、懸濁液を攪拌することにより微粒子を洗浄してもよい。
図１に表されるように、第２洗浄部２４は、洗浄された微粒子が分散する懸濁液を脱水装置３０へ供給する。
図１に表されるように、第２洗浄部２４は、洗浄された微粒子が分散する懸濁液を脱水装置３０へ供給する。
大径微粒子供給部２５は、大径微粒子除去部２２により除去された大径微粒子を反応室１０１へ供給する。本例では、大径微粒子供給部２５は、第１原料導入部１０４を介して大径微粒子を反応室１０１へ供給する。なお、水熱反応装置１０は、第１原料導入部１０４に加えて、大径微粒子を反応室１０１へ導入する大径微粒子導入部を備えていてもよい。
脱水装置３０は、第２洗浄部２４から供給された懸濁液を脱水することにより、当該懸濁液から分離液を分離する。本例では、脱水装置３０は、フィルタープレス式の脱水装置である。なお、脱水装置３０は、フィルタープレス式以外の方式（例えば、スクリュープレス式、ベルトプレス式、又は、遠心分離式等）の脱水装置であってもよい。
脱水装置３０は、脱水後の脱水ケーキを乾燥装置４０へ供給する。更に、脱水装置３０は、分離された分離液を分離液貯留部５１へ供給する。
脱水装置３０は、脱水後の脱水ケーキを乾燥装置４０へ供給する。更に、脱水装置３０は、分離された分離液を分離液貯留部５１へ供給する。
乾燥装置４０は、脱水装置３０から供給された脱水ケーキを乾燥することにより固形燃料を生成する。本例では、乾燥装置４０により生成される固形燃料は、微粉状、又は、顆粒状である。
このように、本例では、脱水装置３０及び乾燥装置４０は、洗浄装置２０による洗浄後の懸濁液から微粒子を分離することにより固形燃料を生成する分離装置を構成する。
このように、本例では、脱水装置３０及び乾燥装置４０は、洗浄装置２０による洗浄後の懸濁液から微粒子を分離することにより固形燃料を生成する分離装置を構成する。
図１及び図２に表されるように、分離液貯留部５１は、蒸気洗浄部２３から供給された分離液、及び、脱水装置３０から供給された分離液を貯留する貯留槽５１１を備える。分離液貯留部５１は、貯留された分離液を排水処理装置５２へ供給する。
排水処理装置５２は、分離液貯留部５１から供給された分離液、及び、蒸気回収部１６から供給された回収水を清浄化する処理（換言すると、清浄化処理）を行う。本例では、清浄化処理は、分離液、及び、回収水に含まれる塩素含有物質を除去する処理を含む。
排水処理装置５２は、分離液貯留部５１から供給された分離液、及び、蒸気回収部１６から供給された回収水を清浄化する処理（換言すると、清浄化処理）を行う。本例では、清浄化処理は、分離液、及び、回収水に含まれる塩素含有物質を除去する処理を含む。
なお、固形燃料製造システム１は、脱水ケーキを所定の形状（例えば、棒状等）に成形する成形装置を備え、成形後の脱水ケーキを乾燥装置４０により乾燥してもよい。
また、固形燃料製造システム１は、乾燥後の固形燃料を所定の形状（例えば、棒状等）に成形する成形装置を備えていてもよい。
また、固形燃料製造システム１は、乾燥後の固形燃料を所定の形状（例えば、棒状等）に成形する成形装置を備えていてもよい。
（動作）
次に、固形燃料製造システム１の動作について、図３を参照しながら説明する。
先ず、水熱反応装置１０は、第１原料導入部１０４が、第１原料供給部１１により供給される第１原料を反応室１０１へ導入するとともに、第２原料導入部１０５が、第２原料供給部１２により供給される第２原料を反応室１０１へ導入する。このようにして、水熱反応装置１０の反応室１０１へ原料が供給される（ステップＳ１０１）。
次に、固形燃料製造システム１の動作について、図３を参照しながら説明する。
先ず、水熱反応装置１０は、第１原料導入部１０４が、第１原料供給部１１により供給される第１原料を反応室１０１へ導入するとともに、第２原料導入部１０５が、第２原料供給部１２により供給される第２原料を反応室１０１へ導入する。このようにして、水熱反応装置１０の反応室１０１へ原料が供給される（ステップＳ１０１）。
次いで、水熱反応装置１０は、蒸気導入部１０６が、蒸気供給部１３により供給される蒸気を反応室１０１へ導入するとともに、水導入部１０７が、水供給部１４により供給される水を反応室１０１へ導入し、且つ、水酸化物導入部１０８が、水酸化物供給部１５により供給される水酸化物を反応室１０１へ導入する。このようにして、水熱反応装置１０の反応室１０１へ、蒸気、水、及び、水酸化物が供給される（ステップＳ１０２）。
次いで、水熱反応装置１０は、攪拌体１０２を回転駆動することにより、反応室１０１に導入された物質を攪拌しながら、反応室１０１が、所定の圧力、及び、所定の温度を有する水（本例では、亜臨界水）を、所定の時間に亘って保持することによって、原料を水熱反応により微粒子に分解する（ステップＳ１０３）。
次いで、水熱反応装置１０は、蒸気排出部１０９が反応室１０１内の蒸気を蒸気回収部１６へ排出するとともに、水導入部１０７が、水供給部１４により供給される分散液（本例では、水）を反応室１０１へ導入する。このようにして、水熱反応装置１０の反応室１０１から蒸気が排出されるとともに、反応室１０１へ分散液が供給される（ステップＳ１０４）。これにより、反応室１０１において、水熱反応により生成された微粒子が乾燥することなく、水熱反応により生成された微粒子が分散液（本例では、水）にて分散する懸濁液が生成される。
次いで、水熱反応装置１０は、懸濁液排出部１１０が、反応室１０１内の懸濁液を、水熱反応装置１０の外部へ排出することにより、懸濁液を第１洗浄部２１の洗浄槽２１１へ供給する（ステップＳ１０５）。この際、本例では、水熱反応装置１０の攪拌体１０２が、第１回転方向へ回転駆動される。これにより、反応室１０１内の懸濁液が懸濁液排出部１１０へ近づくように移動させられる。
次いで、洗浄装置２０は、第１洗浄部２１が、洗浄槽２１１において、反応室１０１から供給された懸濁液を加熱及び攪拌することにより微粒子を洗浄する（ステップＳ１０６）。次いで、洗浄装置２０は、第１洗浄部２１が、洗浄槽２１１内の懸濁液を、第１洗浄部２１の外部へ排出することにより、懸濁液を大径微粒子除去部２２へ供給する。
次いで、洗浄装置２０は、大径微粒子除去部２２が、供給された懸濁液のうちの、大径微粒子を分級体２２１によって捕捉することにより、懸濁液から大径微粒子を除去する（ステップＳ１０７）。
次いで、洗浄装置２０は、大径微粒子除去部２２が、除去された大径微粒子を大径微粒子供給部２５へ供給する。本例では、大径微粒子供給部２５は、次回の反応室１０１への原料の供給の際に、大径微粒子除去部２２から供給された大径微粒子を反応室１０１へ供給する。
更に、洗浄装置２０は、大径微粒子除去部２２が、分級体２２１を通過した懸濁液を蒸気洗浄部２３へ供給する。
更に、洗浄装置２０は、大径微粒子除去部２２が、分級体２２１を通過した懸濁液を蒸気洗浄部２３へ供給する。
次いで、洗浄装置２０は、蒸気洗浄部２３が、供給された懸濁液に含まれる微粒子を固液分離体２３１によって捕捉することにより、懸濁液から微粒子と分離液とを分離する。更に、洗浄装置２０は、蒸気洗浄部２３が、固液分離体２３１により捕捉された微粒子に蒸気を吹き付けることにより、蒸気を用いて微粒子を洗浄する（ステップＳ１０８）。
次いで、洗浄装置２０は、蒸気洗浄部２３が、固液分離体２３１により捕捉されるとともに、蒸気を用いて洗浄された微粒子を第２洗浄部２４へ供給する。更に、洗浄装置２０は、蒸気洗浄部２３が、固液分離体２３１を通過した分離液を分離液貯留部５１へ供給する。
次いで、洗浄装置２０は、第２洗浄部２４が、蒸気洗浄部２３から供給された微粒子を、洗浄槽２４１に貯留された洗浄液に分散させることにより懸濁液を生成し、洗浄槽２４１において、生成された懸濁液を加熱及び攪拌することにより微粒子を洗浄する（ステップＳ１０９）。
次いで、洗浄装置２０は、第２洗浄部２４が、洗浄された微粒子が洗浄液にて分散する懸濁液を脱水装置３０へ供給する。
次いで、洗浄装置２０は、第２洗浄部２４が、洗浄された微粒子が洗浄液にて分散する懸濁液を脱水装置３０へ供給する。
次いで、脱水装置３０は、第２洗浄部２４から供給された懸濁液を脱水することにより、懸濁液から分離液と脱水ケーキとを分離する。これにより、脱水装置３０は、脱水ケーキを生成する（ステップＳ１１０）。
次いで、脱水装置３０は、生成された脱水ケーキを乾燥装置４０へ供給するとともに、分離液を分離液貯留部５１へ供給する。
次いで、脱水装置３０は、生成された脱水ケーキを乾燥装置４０へ供給するとともに、分離液を分離液貯留部５１へ供給する。
次いで、乾燥装置４０は、脱水装置３０から供給された脱水ケーキを乾燥することにより固形燃料を生成する（ステップＳ１１１）。
また、分離液貯留部５１は、貯留槽５１１が、蒸気洗浄部２３から供給された分離液、及び、脱水装置３０から供給された分離液を貯留し、貯留された分離液を排水処理装置５２へ供給する。次いで、排水処理装置５２は、分離液貯留部５１から供給された分離液、及び、蒸気回収部１６から供給された回収水に対して清浄化処理を行う。
このようにして、固形燃料製造システム１は、廃プラスチックを含む原料から固形燃料を製造する。なお、固形燃料製造システム１は、上述の動作を繰り返し実行してもよい。
以上、説明したように、第１実施形態の固形燃料製造システム１は、廃プラスチックを含む原料から固形燃料を製造する。固形燃料製造システム１は、水熱反応装置１０と、洗浄装置２０と、分離装置（本例では、脱水装置３０及び乾燥装置４０）と、を備える。
水熱反応装置１０は、反応室１０１と、分散液導入部（本例では、水導入部１０７）と、懸濁液排出部１１０と、を備える。反応室１０１は、原料を水熱反応により微粒子に分解する。分散液導入部は、分解の後に反応室１０１に分散液（本例では、水）を導入する。懸濁液排出部１１０は、導入された分散液にて微粒子が分散する懸濁液を排出する。洗浄装置２０は、排出された懸濁液を攪拌することにより微粒子を洗浄する。分離装置は、懸濁液から微粒子を分離することにより固形燃料を生成する。
ところで、水熱反応により生成された微粒子が凝集することにより凝集体が生成されることがある。凝集体は、分散液とともに攪拌されても分解されにくい。また、凝集体の内部に取り込まれた塩素含有物質は、分散液とともに攪拌されても溶出しにくい。このため、特許文献１に記載の固形燃料製造システムのように、水熱反応による分解の後に、反応室に分散液を導入することなく、固形分を反応室から排出する場合、生成される固形燃料の塩素濃度を十分に低減できない虞があった。
これに対し、固形燃料製造システム１によれば、水熱反応装置１０は、分解の後に反応室１０１に分散液を導入する分散液導入部（本例では、水導入部１０７）と、微粒子が分散液にて分散する懸濁液を排出する懸濁液排出部１１０と、を備える。これにより、水熱反応により生成された微粒子が凝集することを抑制できる。この結果、洗浄装置２０における洗浄により、微粒子の塩素濃度を低減できるので、固形燃料の塩素濃度を低減できる。
更に、第１実施形態の固形燃料製造システム１において、洗浄装置２０は、洗浄された微粒子から、粒径が所定の基準粒径よりも大きい微粒子である大径微粒子を除去する大径微粒子除去部２２を含む。
微粒子は、粒径が大きくなるほど、水熱反応による分解が十分でない可能性が高い。また、微粒子は、粒径が大きくなるほど、凝集体である可能性が高い。従って、微粒子の塩素濃度は、粒径が大きくなるほど高くなりやすい。そこで、固形燃料製造システム１のように、基準粒径よりも大きい大径微粒子を除去することにより、固形燃料の塩素濃度を低減できる。
更に、第１実施形態の固形燃料製造システム１は、除去された大径微粒子を反応室１０１へ供給する大径微粒子供給部２５を備える。
これによれば、水熱反応による分解が十分でない微粒子、又は、凝集体を、再び、水熱反応により微粒子に分解できる。従って、生成される固形燃料の量の減少を抑制できる。
更に、第１実施形態の固形燃料製造システム１において、洗浄装置２０は、洗浄の後に、蒸気を用いて微粒子を洗浄する蒸気洗浄部２３を含む。
これによれば、蒸気が懸濁液よりも高温であるため、懸濁液の攪拌により溶出しなかった塩素含有物質を微粒子から除去できる。この結果、固形燃料の塩素濃度を低減できる。
ところで、第１実施形態の固形燃料製造システム１は、バッチ式である。なお、固形燃料製造システム１は、連続式であってもよい。
また、固形燃料製造システム１が備える蒸気洗浄部の数は、２以上であってもよい。また、固形燃料製造システム１が備える洗浄部の数は、１又は３以上であってもよい。
（固形燃料）
次に、第１実施形態の固形燃料製造システム１を用いて製造された固形燃料について説明を加える。
固形燃料について、ＪＩＳ Ｍ ８８０１に従って測定されたハードグローブ粉砕性指数は、１００乃至２００の値であった。なお、石炭のハードグローブ粉砕性指数は、約４０である。従って、固形燃料のハードグローブ粉砕性指数は、石炭よりも高い。
次に、第１実施形態の固形燃料製造システム１を用いて製造された固形燃料について説明を加える。
固形燃料について、ＪＩＳ Ｍ ８８０１に従って測定されたハードグローブ粉砕性指数は、１００乃至２００の値であった。なお、石炭のハードグローブ粉砕性指数は、約４０である。従って、固形燃料のハードグローブ粉砕性指数は、石炭よりも高い。
また、固形燃料について、ＪＩＳ Ｚ ７３０２−６に従って測定された塩素濃度は、０．０５重量％濃度乃至０．１重量％濃度の値であった。従って、固形燃料の塩素濃度は、０．１重量％濃度以下である。
また、固形燃料について、ＪＩＳ Ｚ ７３０２−２に従って測定された発熱量は、２０ＭＪ／ｋｇ乃至４０ＭＪ／ｋｇの値であった。従って、固形燃料の発熱量は、２０ＭＪ／ｋｇ以上である。
このように、第１実施形態の固形燃料は、廃プラスチックを含む原料から製造される。更に、固形燃料は、ハードグローブ粉砕性指数が、石炭よりも高いとともに、固形燃料の塩素濃度が、０．１重量％濃度以下である。
ところで、固形燃料の粉砕性が石炭よりも低い場合、例えば、火力発電に用いられる石炭ボイラにおいて、固形燃料を粉砕できない虞がある。また、固形燃料の塩素濃度を十分に低減しなければ、燃焼ガス又は燃焼灰が接触する部材が腐食する虞がある。
これに対し、第１実施形態の固形燃料によれば、例えば、火力発電に用いられる石炭ボイラにおいて、石炭の一部に代えて固形燃料を用いることができる。
これに対し、第１実施形態の固形燃料によれば、例えば、火力発電に用いられる石炭ボイラにおいて、石炭の一部に代えて固形燃料を用いることができる。
＜第１実施形態の第１変形例＞
次に、第１実施形態の第１変形例の固形燃料製造システムについて説明する。第１実施形態の第１変形例の固形燃料製造システムは、第１実施形態の固形燃料製造システムに対して、蒸気洗浄部を備えない点において相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第１実施形態の第１変形例の説明において、第１実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又は略同様のものである。
次に、第１実施形態の第１変形例の固形燃料製造システムについて説明する。第１実施形態の第１変形例の固形燃料製造システムは、第１実施形態の固形燃料製造システムに対して、蒸気洗浄部を備えない点において相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第１実施形態の第１変形例の説明において、第１実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又は略同様のものである。
（構成）
図４に表されるように、第１実施形態の第１変形例の固形燃料製造システム１Ａは、第１実施形態の固形燃料製造システム１において、洗浄装置２０が洗浄装置２０Ａに置換される。
図４に表されるように、第１実施形態の第１変形例の固形燃料製造システム１Ａは、第１実施形態の固形燃料製造システム１において、洗浄装置２０が洗浄装置２０Ａに置換される。
洗浄装置２０Ａは、第１実施形態の洗浄装置２０において、蒸気洗浄部２３が固液分離部２６Ａに置換される。固液分離部２６Ａは、蒸気洗浄部２３と同様の固液分離体を備える。固液分離部２６Ａは、固液分離体が、供給された懸濁液に含まれる微粒子を捕捉し、供給された懸濁液のうちの、微粒子以外の部分（換言すると、分離液）を通過させる。固液分離部２６Ａは、固液分離体により捕捉された微粒子を第２洗浄部２４へ供給するとともに、固液分離体を通過した分離液を分離液貯留部５１へ供給する。
このような構成により、第１実施形態の第１変形例の固形燃料製造システム１Ａによっても、第１実施形態の固形燃料製造システム１と同様の作用及び効果を奏することができる。
＜第１実施形態の第２変形例＞
次に、第１実施形態の第２変形例の固形燃料製造システムについて説明する。第１実施形態の第２変形例の固形燃料製造システムは、第１実施形態の固形燃料製造システムに対して、第１洗浄部を備えない点において相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第１実施形態の第２変形例の説明において、第１実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又は略同様のものである。
次に、第１実施形態の第２変形例の固形燃料製造システムについて説明する。第１実施形態の第２変形例の固形燃料製造システムは、第１実施形態の固形燃料製造システムに対して、第１洗浄部を備えない点において相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第１実施形態の第２変形例の説明において、第１実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又は略同様のものである。
（構成）
図５に表されるように、第１実施形態の第２変形例の固形燃料製造システム１Ｆは、第１実施形態の固形燃料製造システム１において、洗浄装置２０が洗浄装置２０Ｆに置換される。
図５に表されるように、第１実施形態の第２変形例の固形燃料製造システム１Ｆは、第１実施形態の固形燃料製造システム１において、洗浄装置２０が洗浄装置２０Ｆに置換される。
洗浄装置２０Ｆは、第１洗浄部２１を備えない点を除いて、第１実施形態の洗浄装置２０と同様の構成を有する。
このような構成により、第１実施形態の第２変形例の固形燃料製造システム１Ｆによっても、第１実施形態の固形燃料製造システム１と同様の作用及び効果を奏することができる。
このような構成により、第１実施形態の第２変形例の固形燃料製造システム１Ｆによっても、第１実施形態の固形燃料製造システム１と同様の作用及び効果を奏することができる。
（実験例）
次に、固形燃料の塩素濃度の、固形燃料の粒径、及び、洗浄の有無に対する変化を調べるために行われた実験例について説明する。
実験例では、第１実施形態の第２変形例の固形燃料製造システム１Ｆを用いて、固形燃料の未洗浄サンプルと、固形燃料の洗浄済サンプルと、が生成される。
次に、固形燃料の塩素濃度の、固形燃料の粒径、及び、洗浄の有無に対する変化を調べるために行われた実験例について説明する。
実験例では、第１実施形態の第２変形例の固形燃料製造システム１Ｆを用いて、固形燃料の未洗浄サンプルと、固形燃料の洗浄済サンプルと、が生成される。
未洗浄サンプルは、水熱反応の終了後、反応室１０１へ分散液が供給されることなく、水熱反応により生成された微粒子を、乾燥装置４０によって乾燥させることにより生成される。
洗浄済サンプルは、大径微粒子除去部２２により除去された大径微粒子を蒸気洗浄部２３へ供給し、蒸気洗浄部２３及び第２洗浄部２４による洗浄、脱水装置３０による脱水、及び、乾燥装置４０による乾燥を行うことにより生成される。
未洗浄サンプル、及び、洗浄済サンプルについて、ＪＩＳ Ｚ ７３０２−６に従って測定された塩素濃度は、表１の通りである。本例では、塩素濃度は、７個の粒径範囲のそれぞれに対して測定された。粒径範囲は、未洗浄サンプル、及び、洗浄済サンプルの粒径の範囲である。本例では、表１における粒径範囲は、未洗浄サンプル、及び、洗浄済サンプルの粒径が、「−」の左側の数値以上であり、且つ、「−」の右側の数値未満である範囲に含まれることを表す。
図６は、表１に表される塩素濃度の、粒径に対する変化を表すグラフである。
図６に表されるように、いずれの粒径範囲においても、洗浄済サンプルの塩素濃度は、未洗浄サンプルの塩素濃度以下である。洗浄済サンプルの塩素濃度は、粒径が１１８０μｍ未満である場合、粒径が１１８０μｍ以上である場合よりも、洗浄を行うことによって大きく低下する。洗浄済サンプルの塩素濃度は、粒径が１１８０μｍ未満である場合、０．３０重量％濃度以下である。
図６に表されるように、いずれの粒径範囲においても、洗浄済サンプルの塩素濃度は、未洗浄サンプルの塩素濃度以下である。洗浄済サンプルの塩素濃度は、粒径が１１８０μｍ未満である場合、粒径が１１８０μｍ以上である場合よりも、洗浄を行うことによって大きく低下する。洗浄済サンプルの塩素濃度は、粒径が１１８０μｍ未満である場合、０．３０重量％濃度以下である。
更に、洗浄済サンプルの塩素濃度は、粒径が６００μｍ未満である場合、粒径が６００μｍ以上である場合よりも、洗浄を行うことによって一層大きく低下する。洗浄済サンプルの塩素濃度は、粒径が６００μｍ未満である場合、０．２４重量％濃度以下である。
更に、洗浄済サンプルの塩素濃度は、粒径が４２５μｍ未満である場合、粒径が４２５μｍ以上である場合よりも、洗浄を行うことによってより一層大きく低下する。洗浄済サンプルの塩素濃度は、粒径が４２５μｍ未満である場合、０．１９重量％濃度以下である。
更に、洗浄済サンプルの塩素濃度は、粒径が１０５μｍ未満である場合、粒径が１０５μｍ以上である場合よりも、洗浄を行うことによって最も大きく低下する。洗浄済サンプルの塩素濃度は、粒径が１０５μｍ未満である場合、０．０６重量％濃度以下である。
従って、第１実施形態の第２変形例の固形燃料製造システム１Ｆを用いて製造される固形燃料は、平均粒径が１１８０μｍ未満である場合、０．３０重量％濃度以下である。また、第１実施形態の第２変形例の固形燃料製造システム１Ｆを用いて製造される固形燃料は、平均粒径が６００μｍ未満である場合、０．２４重量％濃度以下である。また、第１実施形態の第２変形例の固形燃料製造システム１Ｆを用いて製造される固形燃料は、平均粒径が４２５μｍ未満である場合、０．１９重量％濃度以下である。また、第１実施形態の第２変形例の固形燃料製造システム１Ｆを用いて製造される固形燃料は、平均粒径が１０５μｍ未満である場合、０．０６重量％濃度以下である。
例えば、平均粒径は、レーザー回折・散乱法によって測定された粒径分布（換言すると、粒度分布）における積算値が５０％である粒径であってよい。また、平均粒径は、レーザー回折・散乱法によって求められる粒径分布（換言すると、粒度分布）における最頻値を有する粒径であってもよい。
なお、第１実施形態の固形燃料製造システム１、第１実施形態の第１変形例の固形燃料製造システム１Ａ、又は、後述の第２実施形態乃至第５実施形態の固形燃料製造システムを用いて製造される固形燃料も、第１実施形態の第２変形例の固形燃料製造システム１Ｆを用いて製造される固形燃料と同様である。
（固形燃料）
次に、第１実施形態の第２変形例の固形燃料製造システム１Ｆを用いて製造された固形燃料について説明を加える。
固形燃料について、ＪＩＳ Ｍ ８８０１に従って測定されたハードグローブ粉砕性指数は、１００乃至２００の値であった。なお、石炭のハードグローブ粉砕性指数は、約４０である。従って、固形燃料のハードグローブ粉砕性指数は、石炭よりも高い。
次に、第１実施形態の第２変形例の固形燃料製造システム１Ｆを用いて製造された固形燃料について説明を加える。
固形燃料について、ＪＩＳ Ｍ ８８０１に従って測定されたハードグローブ粉砕性指数は、１００乃至２００の値であった。なお、石炭のハードグローブ粉砕性指数は、約４０である。従って、固形燃料のハードグローブ粉砕性指数は、石炭よりも高い。
また、固形燃料について、レーザー回折・散乱法によって測定された平均粒径は、２００μｍ未満であった。
また、固形燃料について、ＪＩＳ Ｚ ７３０２−６に従って測定された塩素濃度は、０．０６重量％濃度乃至０．１重量％濃度の値であった。従って、固形燃料の塩素濃度は、０．１重量％濃度以下である。
また、固形燃料について、ＪＩＳ Ｚ ７３０２−６に従って測定された塩素濃度は、０．０６重量％濃度乃至０．１重量％濃度の値であった。従って、固形燃料の塩素濃度は、０．１重量％濃度以下である。
また、固形燃料について、ＪＩＳ Ｚ ７３０２−２に従って測定された発熱量は、２０ＭＪ／ｋｇ乃至４０ＭＪ／ｋｇの値であった。従って、固形燃料の発熱量は、２０ＭＪ／ｋｇ以上である。
このように、第１実施形態の第２変形例の固形燃料は、廃プラスチックを含む原料から製造される。更に、固形燃料は、ハードグローブ粉砕性指数が、石炭よりも高いとともに、固形燃料の平均粒径が、２００μｍ未満であり、且つ、固形燃料の塩素濃度が、０．１重量％濃度以下である。
ところで、固形燃料の粉砕性が石炭よりも低い場合、例えば、火力発電に用いられる石炭ボイラにおいて、固形燃料を粉砕できない虞がある。また、固形燃料の塩素濃度を十分に低減しなければ、燃焼ガス又は燃焼灰が接触する部材が腐食する虞がある。
これに対し、第１実施形態の第２変形例の固形燃料によれば、例えば、火力発電に用いられる石炭ボイラにおいて、石炭の一部に代えて固形燃料を用いることができる。
これに対し、第１実施形態の第２変形例の固形燃料によれば、例えば、火力発電に用いられる石炭ボイラにおいて、石炭の一部に代えて固形燃料を用いることができる。
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の固形燃料製造システムについて説明する。第２実施形態の固形燃料製造システムは、第１実施形態の固形燃料製造システムに対して、回収水を水熱反応装置へ供給する点において相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第２実施形態の説明において、第１実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又は略同様のものである。
次に、第２実施形態の固形燃料製造システムについて説明する。第２実施形態の固形燃料製造システムは、第１実施形態の固形燃料製造システムに対して、回収水を水熱反応装置へ供給する点において相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第２実施形態の説明において、第１実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又は略同様のものである。
（構成）
図７に表されるように、第２実施形態の固形燃料製造システム１Ｂは、第１実施形態の固形燃料製造システム１において、蒸気回収部１６が蒸気回収部１６Ｂに置換される。
図７に表されるように、第２実施形態の固形燃料製造システム１Ｂは、第１実施形態の固形燃料製造システム１において、蒸気回収部１６が蒸気回収部１６Ｂに置換される。
蒸気回収部１６Ｂは、水を貯留する貯水槽を含む。蒸気回収部１６Ｂは、貯水槽に貯留された水の中へ、反応室１０１から排出された蒸気を導入する。
更に、蒸気回収部１６Ｂは、塩素濃度検出部１６１Ｂを備える。塩素濃度検出部１６１Ｂは、回収水塩素濃度検出部と表されてもよい。塩素濃度検出部１６１Ｂは、貯水槽に貯留された水の中への蒸気の導入の後に、貯水槽に貯留された水である回収水の塩素濃度を検出する。
更に、蒸気回収部１６Ｂは、塩素濃度検出部１６１Ｂを備える。塩素濃度検出部１６１Ｂは、回収水塩素濃度検出部と表されてもよい。塩素濃度検出部１６１Ｂは、貯水槽に貯留された水の中への蒸気の導入の後に、貯水槽に貯留された水である回収水の塩素濃度を検出する。
蒸気回収部１６Ｂは、塩素濃度検出部１６１Ｂにより検出された塩素濃度が所定の第１基準濃度よりも低い場合、水熱反応による原料の分解の後に、貯水槽に貯留された回収水を反応室１０１へ供給する。一方、蒸気回収部１６Ｂは、塩素濃度検出部１６１Ｂにより検出された塩素濃度が第１基準濃度よりも高い場合、貯水槽に貯留された回収水を排水処理装置５２へ供給する。
このような構成により、第２実施形態の固形燃料製造システム１Ｂによっても、第１実施形態の固形燃料製造システム１と同様の作用及び効果を奏することができる。
更に、第２実施形態の固形燃料製造システム１Ｂは、水を貯留する貯水槽を含むとともに、貯留された水の中へ、反応室１０１から排出された蒸気を導入する蒸気回収部１６Ｂを備える。蒸気回収部１６Ｂは、蒸気の導入の後に、貯留された水である回収水の塩素濃度を検出する塩素濃度検出部１６１Ｂを含む。蒸気回収部１６Ｂは、検出された塩素濃度が所定の第１基準濃度よりも低い場合、水熱反応による原料の分解の後に反応室１０１に回収水を供給する。
更に、第２実施形態の固形燃料製造システム１Ｂは、水を貯留する貯水槽を含むとともに、貯留された水の中へ、反応室１０１から排出された蒸気を導入する蒸気回収部１６Ｂを備える。蒸気回収部１６Ｂは、蒸気の導入の後に、貯留された水である回収水の塩素濃度を検出する塩素濃度検出部１６１Ｂを含む。蒸気回収部１６Ｂは、検出された塩素濃度が所定の第１基準濃度よりも低い場合、水熱反応による原料の分解の後に反応室１０１に回収水を供給する。
これによれば、反応室１０１から排出された蒸気に含まれる塩素含有物質を、貯留された水に溶かすことにより回収できる。更に、水熱反応による分解の後に、反応室１０１に回収水を供給することにより、懸濁液を生成するために反応室１０１へ別途供給される分散液（本例では、水供給部１４により供給される水）の量を低減できる。
ところで、回収水の塩素濃度が高くなるほど、微粒子に含まれる塩素含有物質が回収水へ溶出する量は少なくなる。従って、固形燃料製造システム１Ｂのように、回収水の塩素濃度が第１基準濃度よりも低い場合に、回収水を反応室１０１へ供給することにより、洗浄装置２０における洗浄により、微粒子の塩素濃度を確実に低減できる。
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態の固形燃料製造システムについて説明する。第３実施形態の固形燃料製造システムは、第１実施形態の固形燃料製造システムに対して、回収水を洗浄装置へ供給する点において相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第３実施形態の説明において、第１実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又は略同様のものである。
次に、第３実施形態の固形燃料製造システムについて説明する。第３実施形態の固形燃料製造システムは、第１実施形態の固形燃料製造システムに対して、回収水を洗浄装置へ供給する点において相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第３実施形態の説明において、第１実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又は略同様のものである。
（構成）
図８に表されるように、第３実施形態の固形燃料製造システム１Ｃは、第１実施形態の固形燃料製造システム１において、蒸気回収部１６が蒸気回収部１６Ｃに置換される。
図８に表されるように、第３実施形態の固形燃料製造システム１Ｃは、第１実施形態の固形燃料製造システム１において、蒸気回収部１６が蒸気回収部１６Ｃに置換される。
蒸気回収部１６Ｃは、水を貯留する貯水槽を含む。蒸気回収部１６Ｃは、貯水槽に貯留された水の中へ、反応室１０１から排出された蒸気を導入する。
更に、蒸気回収部１６Ｃは、塩素濃度検出部１６１Ｃを備える。塩素濃度検出部１６１Ｃは、回収水塩素濃度検出部と表されてもよい。塩素濃度検出部１６１Ｃは、貯水槽に貯留された水の中への蒸気の導入の後に、貯水槽に貯留された水である回収水の塩素濃度を検出する。
更に、蒸気回収部１６Ｃは、塩素濃度検出部１６１Ｃを備える。塩素濃度検出部１６１Ｃは、回収水塩素濃度検出部と表されてもよい。塩素濃度検出部１６１Ｃは、貯水槽に貯留された水の中への蒸気の導入の後に、貯水槽に貯留された水である回収水の塩素濃度を検出する。
蒸気回収部１６Ｃは、塩素濃度検出部１６１Ｃにより検出された塩素濃度が所定の第１基準濃度よりも低い場合、貯水槽に貯留された回収水を、第２洗浄部２４の洗浄槽２４１へ供給する。一方、蒸気回収部１６Ｃは、塩素濃度検出部１６１Ｃにより検出された塩素濃度が第１基準濃度よりも高い場合、貯水槽に貯留された回収水を排水処理装置５２へ供給する。
このような構成により、第３実施形態の固形燃料製造システム１Ｃによっても、第１実施形態の固形燃料製造システム１と同様の作用及び効果を奏することができる。
更に、第３実施形態の固形燃料製造システム１Ｃは、水を貯留する貯水槽を含むとともに、貯留された水の中へ、反応室１０１から排出された蒸気を導入する蒸気回収部１６Ｃを備える。蒸気回収部１６Ｃは、蒸気の導入の後に、貯留された水である回収水の塩素濃度を検出する塩素濃度検出部１６１Ｃを含む。蒸気回収部１６Ｃは、検出された塩素濃度が所定の第１基準濃度よりも低い場合、洗浄装置２０に回収水を供給する。
更に、第３実施形態の固形燃料製造システム１Ｃは、水を貯留する貯水槽を含むとともに、貯留された水の中へ、反応室１０１から排出された蒸気を導入する蒸気回収部１６Ｃを備える。蒸気回収部１６Ｃは、蒸気の導入の後に、貯留された水である回収水の塩素濃度を検出する塩素濃度検出部１６１Ｃを含む。蒸気回収部１６Ｃは、検出された塩素濃度が所定の第１基準濃度よりも低い場合、洗浄装置２０に回収水を供給する。
これによれば、反応室１０１から排出された蒸気に含まれる塩素含有物質を、貯留された水に溶かすことにより回収できる。更に、洗浄装置２０に回収水を供給することにより、洗浄装置２０へ別途供給される洗浄液（本例では、水供給部１４により供給される水）の量を低減できる。
ところで、回収水の塩素濃度が高くなるほど、微粒子に含まれる塩素含有物質が回収水へ溶出する量は少なくなる。従って、固形燃料製造システム１Ｃのように、回収水の塩素濃度が第１基準濃度よりも低い場合に、回収水を洗浄装置２０へ供給することにより、洗浄装置２０における洗浄により、微粒子の塩素濃度を確実に低減できる。
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態の固形燃料製造システムについて説明する。第４実施形態の固形燃料製造システムは、第１実施形態の固形燃料製造システムに対して、分離液を水熱反応装置へ供給する点において相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第４実施形態の説明において、第１実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又は略同様のものである。
次に、第４実施形態の固形燃料製造システムについて説明する。第４実施形態の固形燃料製造システムは、第１実施形態の固形燃料製造システムに対して、分離液を水熱反応装置へ供給する点において相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第４実施形態の説明において、第１実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又は略同様のものである。
（構成）
図９に表されるように、第４実施形態の固形燃料製造システム１Ｄは、第１実施形態の固形燃料製造システム１において、分離液貯留部５１が分離液貯留部５１Ｄに置換される。
図９に表されるように、第４実施形態の固形燃料製造システム１Ｄは、第１実施形態の固形燃料製造システム１において、分離液貯留部５１が分離液貯留部５１Ｄに置換される。
分離液貯留部５１Ｄは、蒸気洗浄部２３から供給された分離液、及び、脱水装置３０から供給された分離液を貯留する貯留槽を備える。
更に、分離液貯留部５１Ｄは、塩素濃度検出部５１２Ｄを備える。塩素濃度検出部５１２Ｄは、分離液塩素濃度検出部と表されてもよい。塩素濃度検出部５１２Ｄは、貯留槽に貯留された分離液の塩素濃度を検出する。
更に、分離液貯留部５１Ｄは、塩素濃度検出部５１２Ｄを備える。塩素濃度検出部５１２Ｄは、分離液塩素濃度検出部と表されてもよい。塩素濃度検出部５１２Ｄは、貯留槽に貯留された分離液の塩素濃度を検出する。
分離液貯留部５１Ｄは、塩素濃度検出部５１２Ｄにより検出された塩素濃度が所定の第２基準濃度よりも低い場合、水熱反応による原料の分解の後に、貯留槽に貯留された分離液を反応室１０１へ供給する。一方、分離液貯留部５１Ｄは、塩素濃度検出部５１２Ｄにより検出された塩素濃度が第２基準濃度よりも高い場合、貯留槽に貯留された分離液を排水処理装置５２へ供給する。
このような構成により、第４実施形態の固形燃料製造システム１Ｄによっても、第１実施形態の固形燃料製造システム１と同様の作用及び効果を奏することができる。
更に、第４実施形態の固形燃料製造システム１Ｄは、懸濁液から微粒子が分離された後の液体である分離液を貯留する分離液貯留部５１Ｄを備える。分離液貯留部５１Ｄは、貯留された分離液の塩素濃度を検出する塩素濃度検出部５１２Ｄを含む。分離液貯留部５１Ｄは、検出された塩素濃度が所定の第２基準濃度よりも低い場合、水熱反応による原料の分解の後に反応室１０１に分離液を供給する。
更に、第４実施形態の固形燃料製造システム１Ｄは、懸濁液から微粒子が分離された後の液体である分離液を貯留する分離液貯留部５１Ｄを備える。分離液貯留部５１Ｄは、貯留された分離液の塩素濃度を検出する塩素濃度検出部５１２Ｄを含む。分離液貯留部５１Ｄは、検出された塩素濃度が所定の第２基準濃度よりも低い場合、水熱反応による原料の分解の後に反応室１０１に分離液を供給する。
これによれば、水熱反応による分解の後に、反応室１０１に分離液を供給することにより、懸濁液を生成するために反応室１０１へ別途供給される分散液（本例では、水供給部１４により供給される水）の量を低減できる。
ところで、分離液の塩素濃度が高くなるほど、微粒子に含まれる塩素含有物質が分離液へ溶出する量は少なくなる。従って、固形燃料製造システム１Ｄのように、分離液の塩素濃度が第２基準濃度よりも低い場合に、分離液を反応室１０１へ供給することにより、洗浄装置２０における洗浄により、微粒子の塩素濃度を確実に低減できる。
＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態の固形燃料製造システムについて説明する。第５実施形態の固形燃料製造システムは、第１実施形態の固形燃料製造システムに対して、分離液を洗浄装置へ供給する点において相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第５実施形態の説明において、第１実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又は略同様のものである。
次に、第５実施形態の固形燃料製造システムについて説明する。第５実施形態の固形燃料製造システムは、第１実施形態の固形燃料製造システムに対して、分離液を洗浄装置へ供給する点において相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第５実施形態の説明において、第１実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又は略同様のものである。
（構成）
図１０に表されるように、第５実施形態の固形燃料製造システム１Ｅは、第１実施形態の固形燃料製造システム１において、分離液貯留部５１が分離液貯留部５１Ｅに置換される。
図１０に表されるように、第５実施形態の固形燃料製造システム１Ｅは、第１実施形態の固形燃料製造システム１において、分離液貯留部５１が分離液貯留部５１Ｅに置換される。
分離液貯留部５１Ｅは、蒸気洗浄部２３から供給された分離液、及び、脱水装置３０から供給された分離液を貯留する貯留槽を備える。
更に、分離液貯留部５１Ｅは、塩素濃度検出部５１２Ｅを備える。塩素濃度検出部５１２Ｅは、分離液塩素濃度検出部と表されてもよい。塩素濃度検出部５１２Ｅは、貯留槽に貯留された分離液の塩素濃度を検出する。
更に、分離液貯留部５１Ｅは、塩素濃度検出部５１２Ｅを備える。塩素濃度検出部５１２Ｅは、分離液塩素濃度検出部と表されてもよい。塩素濃度検出部５１２Ｅは、貯留槽に貯留された分離液の塩素濃度を検出する。
分離液貯留部５１Ｅは、塩素濃度検出部５１２Ｅにより検出された塩素濃度が所定の第２基準濃度よりも低い場合、貯留槽に貯留された分離液を、第２洗浄部２４の洗浄槽２４１へ供給する。一方、分離液貯留部５１Ｅは、塩素濃度検出部５１２Ｅにより検出された塩素濃度が第２基準濃度よりも高い場合、貯留槽に貯留された分離液を排水処理装置５２へ供給する。
このような構成により、第５実施形態の固形燃料製造システム１Ｅによっても、第１実施形態の固形燃料製造システム１と同様の作用及び効果を奏することができる。
更に、第５実施形態の固形燃料製造システム１Ｅは、懸濁液から微粒子が分離された後の液体である分離液を貯留する分離液貯留部５１Ｅを備える。分離液貯留部５１Ｅは、貯留された分離液の塩素濃度を検出する塩素濃度検出部５１２Ｅを含む。分離液貯留部５１Ｅは、検出された塩素濃度が所定の第２基準濃度よりも低い場合、洗浄装置２０へ分離液を供給する。
更に、第５実施形態の固形燃料製造システム１Ｅは、懸濁液から微粒子が分離された後の液体である分離液を貯留する分離液貯留部５１Ｅを備える。分離液貯留部５１Ｅは、貯留された分離液の塩素濃度を検出する塩素濃度検出部５１２Ｅを含む。分離液貯留部５１Ｅは、検出された塩素濃度が所定の第２基準濃度よりも低い場合、洗浄装置２０へ分離液を供給する。
これによれば、洗浄装置２０に分離液を供給することにより、洗浄装置２０へ別途供給される洗浄液（本例では、水供給部１４により供給される水）の量を低減できる。
ところで、分離液の塩素濃度が高くなるほど、微粒子に含まれる塩素含有物質が分離液へ溶出する量は少なくなる。従って、固形燃料製造システム１Ｅのように、分離液の塩素濃度が第２基準濃度よりも低い場合に、分離液を洗浄装置２０へ供給することにより、洗浄装置２０における洗浄により、微粒子の塩素濃度を確実に低減できる。
ところで、分離液の塩素濃度が高くなるほど、微粒子に含まれる塩素含有物質が分離液へ溶出する量は少なくなる。従って、固形燃料製造システム１Ｅのように、分離液の塩素濃度が第２基準濃度よりも低い場合に、分離液を洗浄装置２０へ供給することにより、洗浄装置２０における洗浄により、微粒子の塩素濃度を確実に低減できる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上述した実施形態に、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において当業者が理解し得る様々な変更が加えられてよい。
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ 固形燃料製造システム
１０ 水熱反応装置
１０１ 反応室
１０２ 攪拌体
１０３ 電動機
１０４ 第１原料導入部
１０５ 第２原料導入部
１０６ 蒸気導入部
１０７ 水導入部
１０８ 水酸化物導入部
１０９ 蒸気排出部
１１０ 懸濁液排出部
１１ 第１原料供給部
１２ 第２原料供給部
１３ 蒸気供給部
１４ 水供給部
１５ 水酸化物供給部
１６，１６Ｂ，１６Ｃ 蒸気回収部
１６１Ｂ，１６１Ｃ 塩素濃度検出部
２０，２０Ａ，２０Ｆ 洗浄装置
２１ 第１洗浄部
２１１ 洗浄槽
２１２ 攪拌体
２１３ 懸濁液排出部
２２ 大径微粒子除去部
２２１ 分級体
２３ 蒸気洗浄部
２３１ 固液分離体
２４ 第２洗浄部
２４１ 洗浄槽
２４２ 攪拌体
２５ 大径微粒子供給部
２６Ａ 固液分離部
３０ 脱水装置
４０ 乾燥装置
５１ 分離液貯留部
５１１ 貯留槽
５１２Ｄ，５１２Ｅ 塩素濃度検出部
５１Ｄ，５１Ｅ 分離液貯留部
５２ 排水処理装置
１０ 水熱反応装置
１０１ 反応室
１０２ 攪拌体
１０３ 電動機
１０４ 第１原料導入部
１０５ 第２原料導入部
１０６ 蒸気導入部
１０７ 水導入部
１０８ 水酸化物導入部
１０９ 蒸気排出部
１１０ 懸濁液排出部
１１ 第１原料供給部
１２ 第２原料供給部
１３ 蒸気供給部
１４ 水供給部
１５ 水酸化物供給部
１６，１６Ｂ，１６Ｃ 蒸気回収部
１６１Ｂ，１６１Ｃ 塩素濃度検出部
２０，２０Ａ，２０Ｆ 洗浄装置
２１ 第１洗浄部
２１１ 洗浄槽
２１２ 攪拌体
２１３ 懸濁液排出部
２２ 大径微粒子除去部
２２１ 分級体
２３ 蒸気洗浄部
２３１ 固液分離体
２４ 第２洗浄部
２４１ 洗浄槽
２４２ 攪拌体
２５ 大径微粒子供給部
２６Ａ 固液分離部
３０ 脱水装置
４０ 乾燥装置
５１ 分離液貯留部
５１１ 貯留槽
５１２Ｄ，５１２Ｅ 塩素濃度検出部
５１Ｄ，５１Ｅ 分離液貯留部
５２ 排水処理装置
Claims (6)
- 廃プラスチックを含む原料から固形燃料を製造する固形燃料製造システムであって、
前記原料を水熱反応により微粒子に分解する反応室と、前記反応室に水酸化物の水溶液を導入する水酸化物導入部と、前記分解の後に前記反応室に分散液を導入する分散液導入部と、前記微粒子が前記導入された分散液にて分散する懸濁液を排出する懸濁液排出部と、を含む水熱反応装置と、
前記排出された懸濁液を攪拌することにより前記微粒子を洗浄する洗浄装置と、
前記懸濁液から前記微粒子を分離することにより前記固形燃料を生成する分離装置と、
を備え、
前記洗浄装置は、前記洗浄された微粒子から、粒径が所定の基準粒径よりも大きい微粒子である大径微粒子を除去する大径微粒子除去部を含む、固形燃料製造システム。 - 請求項１に記載の固形燃料製造システムであって、
前記除去された大径微粒子を前記反応室へ供給する微粒子供給部を備える、固形燃料製造システム。 - 請求項１又は請求項２に記載の固形燃料製造システムであって、
前記洗浄装置は、前記洗浄の後に、蒸気を用いて前記微粒子を洗浄する蒸気洗浄部を含む、固形燃料製造システム。 - 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の固形燃料製造システムであって、
水を貯留する貯水槽を含むとともに、前記貯留された水の中へ、前記反応室から排出された蒸気を導入する蒸気回収部を備え、
前記蒸気回収部は、
前記導入の後に、前記貯留された水である回収水の塩素濃度を検出する回収水塩素濃度検出部を含むとともに、
前記検出された塩素濃度が所定の第１基準濃度よりも低い場合、前記分解の後に前記反応室に前記回収水を供給する、固形燃料製造システム。 - 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の固形燃料製造システムであって、
前記懸濁液から前記微粒子が分離された後の液体である分離液を貯留する分離液貯留部を備え、
前記分離液貯留部は、
前記貯留された分離液の塩素濃度を検出する分離液塩素濃度検出部を含むとともに、
前記検出された塩素濃度が所定の第２基準濃度よりも低い場合、前記分解の後に前記反応室に前記分離液を供給する、固形燃料製造システム。 - 廃プラスチックを含む原料から固形燃料を製造する固形燃料製造方法であって、
反応室に水酸化物の水溶液を導入し、
前記反応室にて前記原料を水熱反応により微粒子に分解し、
前記分解の後に前記反応室に分散液を導入し、
前記微粒子が前記導入された分散液にて分散する懸濁液を前記反応室から排出し、
前記排出された懸濁液を攪拌することにより前記微粒子を洗浄し、
前記洗浄された微粒子から、粒径が所定の基準粒径よりも大きい微粒子である大径微粒子を除去し、
前記大径微粒子が除去された懸濁液から前記微粒子を分離することにより前記固形燃料を生成する、
ことを含む、固形燃料製造方法。
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