JP6990593B2 - Semi-carbonization treatment condition determination device and semi-carbonization treatment condition determination method - Google Patents
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Description
本開示は、バイオマスに対する半炭化処理の処理条件の決定手法に関する。 The present disclosure relates to a method for determining treatment conditions for semi-carbonization treatment of biomass.
近年、ブラック・ペレットと呼ばれるバイオマス燃料が登場している。ブラック・ペレットは、乾燥した木や草などのバイオマスに対して無酸素状態で比較的低温(例えば、200~300℃など)の熱を加える熱処理を行うことによって半炭化(トレファクション)させたバイオマス(半炭化物)を、運搬性などの取扱い性を向上させるためにペレット状に固めたトレファイド・ペレットである。この熱処理(半炭化処理)によって炭化状態に至る前の半炭化の状態にバイオマスを留めることで、石炭に近い粉砕性を得つつ、木質ペレット(ホワイト・ペレット)に比べて、脱水による質量や含水率の減少、発熱量(J/kg)やエネルギー密度(J/m3)の増大が可能になり、より優れた燃料特性(燃料性状)を有するバイオマス燃料の製造が可能になる。 In recent years, a biomass fuel called black pellet has appeared. Black pellets are semi-carbonized (torrefaction) biomass by applying heat to dried wood, grass, or other biomass in an oxygen-free state at a relatively low temperature (for example, 200 to 300 ° C.). Trefide pellets made by solidifying (semi-carbide) into pellets in order to improve handleability such as transportability. By keeping the biomass in the semi-carbonized state before reaching the carbonized state by this heat treatment (semi-carbonized treatment), while obtaining crushability close to that of coal, the mass and water content due to dehydration are compared with those of wood pellets (white pellets). It is possible to reduce the rate, increase the calorific value (J / kg) and energy density (J / m 3 ), and produce biomass fuel with better fuel characteristics (fuel properties).
例えば特許文献1には、木質材料に対して穏やかで最適な加熱条件を維持し、高品質な半炭化物を効率よく製造できる半炭化物製造装置が開示されている。この製造装置によれば、木質材料に対して半炭化炉の炉壁を介した穏やかな加熱が行えると共に、木質材料を半炭化させる半炭化炉内部の最適温度が揮発成分ガスの凝縮状態制御に基づいて外部から容易に調整維持でき、高い品質の半炭化物の製造を効率よく進めることが可能とされる。
For example,
上述したように、バイオマスの半炭化により燃料特性が向上されたブラック・ペレットのようなバイオマス燃料を製造することが可能であるが、木質ペレットを製造する場合のように製造方法や規格などが確立されておらず、製造者ごとに燃料特性がばらつく。この点、バイオマスは、産地、種類、環境、保管方法などの違いで性状(原料性状)が異なることから、同一の半炭化処理条件で半炭化処理を行ったのでは、バイオマスを半炭化させた半炭化物の燃料特性にもばらつきが生じることが予測される。よって、要求性能を発揮する半炭化燃料を安定して製造するためには、半炭化しようとするバイオマスの性状に応じた処理条件(半炭化処理条件)で半炭化処理を行うなど、原料性状を見極めた半炭化プロセスの管理が必要となる。 As mentioned above, it is possible to produce biomass fuels such as black pellets whose fuel characteristics have been improved by semi-carbonation of biomass, but the production method and standards have been established as in the case of producing wood pellets. The fuel characteristics vary from manufacturer to manufacturer. In this respect, biomass has different properties (raw material properties) depending on the production area, type, environment, storage method, etc. Therefore, if the semi-carbonization treatment was performed under the same semi-carbonization treatment conditions, the biomass was semi-carbonized. It is expected that the fuel characteristics of semi-carbonized materials will also vary. Therefore, in order to stably produce a semi-carbonized fuel that exhibits the required performance, the raw material properties are determined by performing semi-carbonization treatment under the treatment conditions (semi-carbonization treatment conditions) according to the properties of the biomass to be semi-carbonized. It is necessary to manage the semi-carbonization process that has been identified.
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、バイオマスの性状に応じた半炭化処理条件を決定するための半炭化処理条件決定装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, at least one embodiment of the present invention aims to provide a semi-carbonization treatment condition determining apparatus for determining semi-carbonization treatment conditions according to the properties of biomass.
(1)本発明の少なくとも一実施形態に係る半炭化処理条件決定装置は、
半炭化処理の対象となる対象バイオマスに対する半炭化処理条件である対象処理条件を決定する半炭化処理条件決定装置であって、
前記対象バイオマスについての乾燥性を表す乾燥性指標の指標値である対象乾燥性指標値を取得する対象指標値取得部と、
過去に前記半炭化処理の対象とされた参照バイオマス毎の、前記半炭化処理前の前記乾燥性指標の指標値である参照乾燥性指標値と、前記半炭化処理条件と、前記半炭化処理により得られる半炭化物の燃料特性との関係性に基づいて作成される候補処理条件導出部であって、少なくとも前記対象乾燥性指標値から前記対象処理条件の候補処理条件を導出する候補処理条件導出部と、
前記候補処理条件に基づいて前記対象処理条件を決定する対象処理条件決定部と、を備える。
(1) The semi-carbonization treatment condition determining device according to at least one embodiment of the present invention is
It is a semi-carbonization treatment condition determination device that determines the target treatment conditions, which are the semi-carbonization treatment conditions for the target biomass to be semi-carbonized.
The target index value acquisition unit for acquiring the target dryness index value, which is the index value of the dryness index indicating the dryness of the target biomass, and the target index value acquisition unit.
By the reference dryness index value which is the index value of the dryness index before the semi-carbonization treatment, the semi-carbonization treatment condition, and the semi-carbonization treatment for each reference biomass which has been the target of the semi-carbonization treatment in the past. It is a candidate processing condition derivation unit created based on the relationship with the fuel characteristics of the obtained semi-carbonized material, and is a candidate processing condition derivation unit that derives the candidate processing conditions of the target processing conditions from at least the target dryness index value. When,
A target processing condition determination unit for determining the target processing condition based on the candidate processing condition is provided.
乾燥性指標などの原料性状が同一または類似すれば、同一の半炭化処理条件による半炭化処理によって、同じような燃料特性を有する半炭化物が得られると予想される。よって、上記(1)の構成によれば、これから半炭化処理を行おうとするバイオマス(対象バイオマス)の半炭化処理条件を、過去に半炭化処理の対象とされたバイオマス(参照バイオマス)に適用された半炭化処理条件に基づいて決定する。より具体的には、乾燥性指標(含水率、乾燥速度など)が対象バイオマスのものと類似する参照バイオマスのうち、対象バイオマスに対して求める所望の燃料特性を満たす半炭化物が得られている半炭化処理条件に基づいて、対象バイオマスの半炭化処理条件を決定する。これによって、所望の燃料特性を満たすような半炭化物を製造可能な対象バイオマスの半炭化処理条件を適切に決定することができる。また、対象バイオマス毎に、その乾燥性指標に応じた半炭化処理条件を適用することにより、所望の燃料特性を満たす半炭化物の安定した製造を図ることができる。 If the raw material properties such as the dryness index are the same or similar, it is expected that semi-carbonized products having similar fuel characteristics can be obtained by semi-carbonization treatment under the same semi-carbonization treatment conditions. Therefore, according to the configuration of (1) above, the semi-carbonization treatment conditions of the biomass (target biomass) to be semi-carbonized from now on are applied to the biomass (reference biomass) that has been the target of the semi-carbonization treatment in the past. Determined based on the semi-carbonization treatment conditions. More specifically, among the reference biomasses having a dryness index (moisture content, drying rate, etc.) similar to those of the target biomass, semi-carbonized products satisfying the desired fuel characteristics for the target biomass are obtained. Based on the carbonization treatment conditions, the semi-carbonization treatment conditions for the target biomass are determined. Thereby, the semi-carbonization treatment conditions of the target biomass capable of producing the semi-carbide that satisfy the desired fuel characteristics can be appropriately determined. Further, by applying the semi-carbonization treatment conditions according to the dryness index for each target biomass, stable production of semi-carbonized products satisfying desired fuel characteristics can be achieved.
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、
前記候補処理条件導出部は、
前記参照バイオマス毎の前記関係性における少なくとも前記参照乾燥性指標値と前記半炭化処理条件とを対応付けて記憶するデータベース部と、
前記対象乾燥性指標値に基づいて、前記データベース部に記憶されている少なくとも1つの前記半炭化処理条件を前記候補処理条件として取得する候補取得部と、を有する。
上記(2)の構成によれば、対象バイオマスの乾燥性指標値と同一又は類似する指標値を有する参照バイオマスの半炭化処理条件が、対象バイオマスの半炭化処理条件の候補としてデータベースから取得される。このように、参照バイオマス毎の情報(上記の関係性)をデータベースで管理することにより、データベースから候補処理条件を取得することができる。
(2) In some embodiments, in the configuration of (1) above,
The candidate processing condition derivation unit is
A database unit that stores at least the reference dryness index value in the relationship for each reference biomass in association with the semi-carbonized treatment conditions.
It has a candidate acquisition unit that acquires at least one semi-carbonization treatment condition stored in the database unit as the candidate processing condition based on the target dryness index value.
According to the configuration of (2) above, the semi-carbonization treatment condition of the reference biomass having the same or similar index value as the dryness index value of the target biomass is acquired from the database as a candidate for the semi-carbonization treatment condition of the target biomass. .. In this way, by managing the information for each reference biomass (the above relationship) in the database, the candidate processing conditions can be obtained from the database.
(3)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、
前記候補処理条件導出部は、前記参照バイオマス毎の前記関係性における少なくとも前記参照乾燥性指標値と前記半炭化処理条件とを対応付けた複数のデータに基づいて作成された決定モデルを有する。
上記(3)の構成によれば、例えば上記の複数のデータを分析あるいは機械学習することにより作成した決定モデルによって、候補処理条件を取得することができる。
(3) In some embodiments, in the configuration of (1) above,
The candidate processing condition derivation unit has a determination model created based on a plurality of data in which at least the reference dryness index value in the relationship for each reference biomass and the semi-carbonization treatment condition are associated with each other.
According to the configuration of (3) above, candidate processing conditions can be acquired by, for example, a determination model created by analyzing or machine learning the above-mentioned plurality of data.
(4)幾つかの実施形態では、上記(1)~(3)の構成において、
前記対象指標値取得部は、
前記参照バイオマスの木材種類、産地およびチップサイズの少なくとも1つの情報を含む原料情報と前記参照乾燥性指標値との関係性に基づいて作成された対象乾燥性指標値推定部であって、前記対象バイオマスの前記原料情報から前記対象乾燥性指標値を推定する対象乾燥性指標値推定部を含む。
原料情報が共通すれば、乾燥性指標値も類似すると予想される。よって、上記(4)の構成によれば、対象バイオマスの原料情報と同一又は類似する原料情報を有する参照バイオマスの乾燥性指標値(参照乾燥性指標値)に基づいて、対象バイオマスの乾燥性指標値(対象乾燥性指標)を推定する。これによって、対象バイオマスの乾燥性指標値(推定値)を、測定することなく、その原料情報から求めることができる。
(4) In some embodiments, in the configurations (1) to (3) above,
The target index value acquisition unit is
The target dryness index value estimation unit created based on the relationship between the raw material information including at least one information of the wood type, production area, and chip size of the reference biomass and the reference dryness index value. It includes a target dryness index value estimation unit that estimates the target dryness index value from the raw material information of biomass.
If the raw material information is common, it is expected that the dryness index values will be similar. Therefore, according to the configuration of (4) above, the dryness index of the target biomass is based on the dryness index value (reference dryness index value) of the reference biomass having the same or similar raw material information as the raw material information of the target biomass. Estimate the value (target dryness index). Thereby, the dryness index value (estimated value) of the target biomass can be obtained from the raw material information without measuring.
(5)幾つかの実施形態では、上記(4)の構成において、
前記対象バイオマスに対して前記対象処理条件で前記半炭化処理を実行することにより得られる前記半炭化物の前記燃料特性を取得する燃料特性取得部と、
前記対象バイオマスの前記半炭化物の前記燃料特性に基づいて、前記対象乾燥性指標値推定部を補正する第1フィードバック部と、をさらに備える。
上記(5)の構成によれば、決定した対象処理条件で対象バイオマスに半炭化処理を実行することにより製造した半炭化物の燃料特性に基づいて、対象乾燥性指標値の推定ロジックを補正(修正)する。これによって、その推定精度の向上を図ることができる。
(5) In some embodiments, in the configuration of (4) above,
A fuel property acquisition unit that acquires the fuel characteristics of the semi-carbide obtained by executing the semi-carbonization treatment on the target biomass under the target treatment conditions.
A first feedback unit for correcting the target dryness index value estimation unit based on the fuel characteristics of the semi-carbide of the target biomass is further provided.
According to the configuration of (5) above, the estimation logic of the target dryness index value is corrected (corrected) based on the fuel characteristics of the semi-carbide produced by performing the semi-carbonization treatment on the target biomass under the determined target treatment conditions. )do. This makes it possible to improve the estimation accuracy.
(6)幾つかの実施形態では、上記(1)~(5)の構成において、
前記対象バイオマスに対して前記対象処理条件で前記半炭化処理を実行することにより得られる前記半炭化物の前記燃料特性を取得する燃料特性取得部と、
前記対象バイオマスの前記半炭化物の前記燃料特性に基づいて、前記候補処理条件導出部を補正する第2フィードバック部と、をさらに備える。
上記(6)の構成によれば、決定した対象処理条件で対象バイオマスに半炭化処理を実行することにより製造した半炭化物の燃料特性に基づいて、候補処理条件の導出ロジックを補正(修正)する。これによって、その候補条件の導出精度の向上を図ることができる。
(6) In some embodiments, in the configurations (1) to (5) above,
A fuel property acquisition unit that acquires the fuel characteristics of the semi-carbide obtained by executing the semi-carbonization treatment on the target biomass under the target treatment conditions.
A second feedback unit that corrects the candidate processing condition derivation unit based on the fuel characteristics of the semi-carbide of the target biomass is further provided.
According to the configuration of (6) above, the derivation logic of the candidate treatment conditions is corrected (corrected) based on the fuel characteristics of the semi-carbide produced by executing the semi-carbonization treatment on the target biomass under the determined target treatment conditions. .. This makes it possible to improve the accuracy of deriving the candidate conditions.
(7)幾つかの実施形態では、上記(1)~(6)の構成において、
前記対象処理条件に対する制約条件を取得する制約条件取得部を、さらに備え、
前記対象処理条件決定部は、前記制約条件を満たすように、前記対象処理条件を決定する。
上記(7)の構成によれば、ユーザが所望の制約条件を設定するようにすれば、ユーザにとってより望ましい燃料特性を有する半炭化物を製造することができる。
(7) In some embodiments, in the configurations (1) to (6) above,
Further, a constraint condition acquisition unit for acquiring the constraint condition for the target processing condition is provided.
The target processing condition determination unit determines the target processing condition so as to satisfy the constraint condition.
According to the configuration of (7) above, if the user sets desired constraints, a semi-carbide having more desirable fuel characteristics for the user can be produced.
(8)幾つかの実施形態では、上記(7)の構成において、
前記制約条件は、前記対象バイオマスに対して前記半炭化処理を実行することにより得られる前記半炭化物を粉砕するミル装置の粉砕性能に関するミル条件、および前記対象バイオマスから製造される前記半炭化物の前記燃料特性に関する燃料特性条件を含む。
上記(8)の構成によれば、ミル条件および燃料特性条件に対する所望の制約条件を設定することができる。これによって、例えば、ミル装置の性能から必要となる半炭化物の粉砕性を維持可能な範囲で、最も残留熱量又は発熱量が高くなるような半炭化処理条件や、要求される半炭化物の残留熱量又は発熱量を維持可能な範囲で、ミル装置による粉砕性が最も良くなる半炭化処理条件など、対象バイオマスに対する所望の半炭化処理条件を決定することができる。
(8) In some embodiments, in the configuration of (7) above,
The constraint conditions are the mill conditions relating to the pulverization performance of the mill device for pulverizing the semi-carbide obtained by performing the semi-carbide treatment on the target biomass, and the semi-carbide produced from the target biomass. Includes fuel characteristic conditions for fuel characteristics.
According to the configuration of (8) above, desired constraint conditions for mill conditions and fuel characteristic conditions can be set. Thereby, for example, the semi-carbonization treatment conditions that have the highest residual calorific value or calorific value within the range in which the pulverizability of the semi-carbonized material required from the performance of the mill device can be maintained, and the required residual calorific value of the semi-carbonized material. Alternatively, it is possible to determine the desired semi-carbonization treatment conditions for the target biomass, such as the semi-carbonization treatment conditions that maximize the pulverizability by the milling device, within the range in which the calorific value can be maintained.
(9)幾つかの実施形態では、上記(7)~(8)の構成において、
前記制約条件は、前記対象バイオマスから製造される前記半炭化物の前記燃料特性に関する燃料特性条件、および前記半炭化処理において前記対象バイオマスを加熱する加熱時間に関する加熱時間条件を含む。
上記(9)の構成によれば、燃料特性条件および加熱時間条件に対する所望の制約条件を設定することができる。これによって、例えば、半炭化物が一定の残留熱量又は発熱量を維持可能な範囲で、半炭化処理における加熱時間が最も短くなるような加熱温度を含む半炭化処理条件を決定するなど、対象バイオマスに対する所望の半炭化処理条件を決定することができる。
(9) In some embodiments, in the configurations (7) to (8) above,
The constraint condition includes a fuel characteristic condition relating to the fuel characteristic of the semi-carbide produced from the target biomass, and a heating time condition relating to the heating time for heating the target biomass in the semi-carbonization treatment.
According to the configuration of (9) above, desired constraint conditions for fuel characteristic conditions and heating time conditions can be set. Thereby, for example, the semi-carbonization treatment condition including the heating temperature at which the heating time in the semi-carbonization treatment is the shortest is determined within the range where the semi-carbonization can maintain a constant residual calorific value or calorific value. The desired semi-carbonization treatment conditions can be determined.
(10)幾つかの実施形態では、上記(7)~(9)の構成において、
前記制約条件は、前記対象バイオマスに対する前記半炭化処理を実行することにより得られる前記半炭化物の含水量に関する含水量条件、および前記対象バイオマスから製造される前記半炭化物の前記燃料特性に関する燃料特性条件を含む。
上記(10)の構成によれば、含水量条件および燃料特性条件に対する所望の制約条件を設定することができる。これによって、例えば、半炭化物の疎水性や発火安全性を予想貯蔵期間等に応じた一定レベルに維持可能な範囲で、最もエネルギー密度(MJ/m3)が高くなる条件で半炭化処理条件など、対象バイオマスに対する所望の半炭化処理条件を決定することができる。
(10) In some embodiments, in the configurations (7) to (9) above,
The constraint conditions are a water content condition relating to the water content of the semi-carbide obtained by performing the semi-carbonization treatment on the target biomass, and a fuel characteristic condition relating to the fuel characteristic of the semi-carbide produced from the target biomass. including.
According to the configuration of (10) above, desired constraint conditions for the water content condition and the fuel characteristic condition can be set. As a result, for example, semi-carbonization treatment conditions under the condition that the energy density (MJ / m3) is the highest within the range where the hydrophobicity and ignition safety of the semi-carbonized material can be maintained at a certain level according to the expected storage period, etc. The desired semi-carbonization treatment conditions for the target biomass can be determined.
(11)幾つかの実施形態では、上記(1)~(10)の構成において、
前記乾燥性指標は、含水量、乾燥速度、またはバイオマスのチップサイズの少なくとも1つを含む。
上記(11)の構成によれば、含水量、乾燥速度、またはバイオマスのチップサイズ(粒度)の少なくとも1つの乾燥性指標に基づいて、適切な参照バイオマスの半炭化処理条件を候補としていることができる。
(11) In some embodiments, in the configurations (1) to (10) above,
The dryness index comprises at least one of water content, drying rate, or biomass chip size.
According to the configuration of (11) above, appropriate reference biomass semi-carbonization treatment conditions are candidates based on at least one dryness index of water content, drying rate, or biomass chip size (particle size). can.
(12)幾つかの実施形態では、上記(1)~(11)の構成において、
前記半炭化処理条件は、前記半炭化処理の実行時の加熱温度および加熱時間を含む。
上記(12)の構成によれば、バイオマスの性状に応じた加熱温度および加熱時間を決定することができる。
(12) In some embodiments, in the configurations (1) to (11) above,
The semi-carbonization treatment conditions include a heating temperature and a heating time at the time of executing the semi-carbonization treatment.
According to the configuration of (12) above, the heating temperature and the heating time can be determined according to the properties of the biomass.
(13)本発明の少なくとも一実施形態に係る半炭化処理条件決定方法は、
半炭化処理の対象となる対象バイオマスに対する半炭化処理条件である対象処理条件を決定する半炭化処理条件決定方法であって、
前記対象バイオマスについての乾燥性を表す乾燥性指標の指標値である対象乾燥性指標値を取得する対象指標値取得ステップと、
過去に前記半炭化処理の対象とされた参照バイオマス毎の、前記半炭化処理前の前記乾燥性指標の指標値である参照乾燥性指標値と、前記半炭化処理条件と、前記半炭化処理により得られる半炭化物の燃料特性との関係性に基づいて、少なくとも前記対象乾燥性指標値から前記対象処理条件の候補処理条件を導出する候補処理条件導出ステップと、
前記候補処理条件に基づいて前記対象処理条件を決定する対象処理条件決定ステップと、を備える。
(13) The method for determining semi-carbonization treatment conditions according to at least one embodiment of the present invention is
It is a semi-carbonization treatment condition determination method for determining the target treatment conditions, which are the semi-carbonization treatment conditions for the target biomass to be semi-carbonized.
The target index value acquisition step for acquiring the target dryness index value, which is the index value of the dryness index indicating the dryness of the target biomass, and the step of acquiring the target index value.
By the reference dryness index value which is the index value of the dryness index before the semi-carbonization treatment, the semi-carbonization treatment condition, and the semi-carbonization treatment for each reference biomass which has been the target of the semi-carbonization treatment in the past. A candidate processing condition derivation step for deriving a candidate processing condition for the target processing condition from at least the target dryness index value based on the relationship with the fuel characteristics of the obtained semi-carbonized material.
A target processing condition determination step for determining the target processing condition based on the candidate processing condition is provided.
上記(13)の方法によれば、上記(1)と同様の効果を奏する。 According to the method of the above (13), the same effect as the above (1) is obtained.
(14)幾つかの実施形態では、上記(13)の方法において、
前記候補処理条件導出ステップは、
前記対象乾燥性指標値に基づいて、前記参照バイオマス毎の前記関係性における少なくとも前記参照乾燥性指標値と前記半炭化処理条件とを対応付けて記憶するデータベースに記憶されている少なくとも1つの前記半炭化処理条件を前記候補処理条件として取得する候補取得ステップ、を有する。
上記(14)の方法によれば、上記(2)と同様の効果を奏する。
(14) In some embodiments, in the method of (13) above,
The candidate processing condition derivation step is
Based on the target dryness index value, at least one said half stored in a database that stores at least the reference dryness index value in the relationship for each reference biomass in association with the semi-carbonized treatment condition. It has a candidate acquisition step of acquiring carbonization treatment conditions as the candidate treatment conditions.
According to the method of the above (14), the same effect as the above (2) is obtained.
(15)幾つかの実施形態では、上記(13)の方法において、
前記候補処理条件導出ステップは、前記参照バイオマス毎の前記関係性における少なくとも前記参照乾燥性指標値と前記半炭化処理条件とを対応付けた複数のデータに基づいて作成された決定モデルを用いて、前記対象乾燥性指標値から前記候補処理条件を導出する。
上記(15)の方法によれば、上記(3)と同様の効果を奏する。
(15) In some embodiments, in the method of (13) above,
The candidate treatment condition derivation step uses a determination model created based on a plurality of data in which at least the reference dryness index value in the relationship for each reference biomass and the semi-carbonization treatment condition are associated with each other. The candidate processing conditions are derived from the target dryness index value.
According to the method of the above (15), the same effect as the above (3) is obtained.
(16)幾つかの実施形態では、上記(13)~(15)の方法において、
前記対象指標値取得ステップは、
前記参照バイオマスの木材種類、産地およびチップサイズの少なくとも1つの情報を含む原料情報と前記参照乾燥性指標値との関係性に基づいて、前記対象バイオマスの前記原料情報から前記対象乾燥性指標値を推定する対象乾燥性指標値推定ステップを含む。
上記(16)の方法によれば、上記(4)と同様の効果を奏する。
(16) In some embodiments, in the methods (13) to (15) above,
The target index value acquisition step is
Based on the relationship between the reference dryness index value and the raw material information including at least one information of the wood type, the production area and the chip size of the reference biomass, the target dryness index value is obtained from the raw material information of the target biomass. Includes the target dryness index value estimation step to be estimated.
According to the method of the above (16), the same effect as the above (4) is obtained.
(17)幾つかの実施形態では、上記(16)の方法において、
前記対象バイオマスに対して前記対象処理条件で前記半炭化処理を実行することにより得られる前記半炭化物の前記燃料特性を取得する燃料特性取得ステップと、
前記対象バイオマスの前記半炭化物の前記燃料特性に基づいて、前記対象乾燥性指標値推定ステップを補正する第1フィードバックステップと、をさらに備える。
上記(17)の方法によれば、上記(5)と同様の効果を奏する。
(17) In some embodiments, in the method of (16) above,
A fuel characteristic acquisition step for acquiring the fuel characteristics of the semi-carbide obtained by performing the semi-carbonization treatment on the target biomass under the target treatment conditions, and
A first feedback step for correcting the target dryness index value estimation step based on the fuel characteristics of the semi-carbide of the target biomass is further provided.
According to the method of the above (17), the same effect as the above (5) is obtained.
(18)幾つかの実施形態では、上記(13)~(17)の方法において、
前記対象バイオマスに対して前記対象処理条件で前記半炭化処理を実行することにより得られる前記半炭化物の前記燃料特性を取得する燃料特性取得ステップと、
前記対象バイオマスの前記半炭化物の前記燃料特性に基づいて、前記候補処理条件導出ステップを補正する第2フィードバックステップと、をさらに備える。
上記(18)の方法によれば、上記(6)と同様の効果を奏する。
(18) In some embodiments, in the methods (13) to (17) above,
A fuel characteristic acquisition step for acquiring the fuel characteristics of the semi-carbide obtained by performing the semi-carbonization treatment on the target biomass under the target treatment conditions, and
A second feedback step for correcting the candidate processing condition derivation step based on the fuel characteristics of the semi-carbide of the target biomass is further provided.
According to the method of the above (18), the same effect as the above (6) is obtained.
(19)幾つかの実施形態では、上記(13)~(18)の方法において、
前記対象処理条件に対する制約条件を取得する制約条件取得ステップを、さらに備え、
前記対象処理条件決定ステップは、前記制約条件を満たすように、前記対象処理条件を決定する。
上記(19)の方法によれば、上記(7)と同様の効果を奏する。
(19) In some embodiments, in the methods (13) to (18) above,
A constraint condition acquisition step for acquiring the constraint condition for the target processing condition is further provided.
The target processing condition determination step determines the target processing condition so as to satisfy the constraint condition.
According to the method of the above (19), the same effect as the above (7) is obtained.
(20)幾つかの実施形態では、上記(19)の方法において、
前記制約条件は、前記対象バイオマスに対して前記半炭化処理を実行することにより得られる前記半炭化物を粉砕するミル装置の粉砕性能に関するミル条件、および前記対象バイオマスから製造される前記半炭化物の前記燃料特性に関する燃料特性条件を含む。
上記(20)の方法によれば、上記(8)と同様の効果を奏する。
(20) In some embodiments, in the method of (19) above,
The constraint conditions are the mill conditions relating to the pulverization performance of the mill device for pulverizing the semi-carbide obtained by performing the semi-carbide treatment on the target biomass, and the semi-carbide produced from the target biomass. Includes fuel characteristic conditions for fuel characteristics.
According to the method of the above (20), the same effect as the above (8) is obtained.
(21)幾つかの実施形態では、上記(19)~(20)の方法において、
前記制約条件は、前記対象バイオマスから製造される前記半炭化物の前記燃料特性に関する燃料特性条件、および前記半炭化処理において前記対象バイオマスを加熱する加熱時間に関する加熱時間条件を含む。
上記(21)の方法によれば、上記(9)と同様の効果を奏する。
(21) In some embodiments, in the methods (19) to (20) above,
The constraint condition includes a fuel characteristic condition relating to the fuel characteristic of the semi-carbide produced from the target biomass, and a heating time condition relating to the heating time for heating the target biomass in the semi-carbonization treatment.
According to the method of the above (21), the same effect as the above (9) is obtained.
(22)幾つかの実施形態では、上記(19)~(21)の方法において、
前記制約条件は、前記対象バイオマスに対する前記半炭化処理を実行することにより得られる前記半炭化物の含水量に関する含水量条件、および前記対象バイオマスから製造される前記半炭化物の前記燃料特性に関する燃料特性条件を含む。
上記(22)の方法によれば、上記(10)と同様の効果を奏する。
(22) In some embodiments, in the methods (19) to (21) above,
The constraint conditions are a water content condition relating to the water content of the semi-carbide obtained by performing the semi-carbonization treatment on the target biomass, and a fuel characteristic condition relating to the fuel characteristic of the semi-carbide produced from the target biomass. including.
According to the method of the above (22), the same effect as the above (10) is obtained.
(23)幾つかの実施形態では、上記(13)~(22)の方法において、
前記乾燥性指標は、含水量、乾燥速度、またはバイオマスのチップサイズの少なくとも1つを含む。
上記(23)の方法によれば、上記(11)と同様の効果を奏する。
(23) In some embodiments, in the methods (13) to (22) above,
The dryness index comprises at least one of water content, drying rate, or biomass chip size.
According to the method of the above (23), the same effect as the above (11) is obtained.
(24)幾つかの実施形態では、上記(13)~(23)の方法において、
前記半炭化処理条件は、前記半炭化処理の実行時の加熱温度および加熱時間を含む。
上記(24)の方法によれば、上記(12)と同様の効果を奏する。
(24) In some embodiments, in the methods (13) to (23) above,
The semi-carbonization treatment conditions include a heating temperature and a heating time at the time of executing the semi-carbonization treatment.
According to the method of the above (24), the same effect as the above (12) is obtained.
本発明の少なくとも一実施形態によれば、バイオマスの性状に応じた半炭化処理条件を決定するための半炭化処理条件決定装置が提供される。 According to at least one embodiment of the present invention, there is provided a semi-carbonization treatment condition determining device for determining semi-carbonization treatment conditions according to the properties of biomass.
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described as embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention to this, but are merely explanatory examples. do not have.
For example, expressions that represent relative or absolute arrangements such as "in a certain direction", "along a certain direction", "parallel", "orthogonal", "center", "concentric" or "coaxial" are exact. Not only does it represent such an arrangement, but it also represents a tolerance or a state of relative displacement at an angle or distance to the extent that the same function can be obtained.
For example, expressions such as "same", "equal", and "homogeneous" that indicate that things are in the same state not only represent exactly the same state, but also have tolerances or differences to the extent that the same function can be obtained. It shall also represent the existing state.
For example, the expression representing a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape not only represents a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also an uneven portion or a chamfer within the range where the same effect can be obtained. It shall also represent the shape including the part and the like.
On the other hand, the expressions "equipped", "equipped", "equipped", "included", or "have" one component are not exclusive expressions excluding the existence of other components.
図1は、本発明の一実施形態に係る半炭化処理条件決定装置1の構成を概略的に示す図である。半炭化処理条件決定装置1は、半炭化処理の対象となるバイオマス(以下、対象バイオマスB)に対する半炭化処理条件(以下、適宜、対象処理条件P)を決定する装置(システム)である。換言すれば、対象バイオマスBは、半炭化処理条件を決定する対象となるバイオマスである。一般に、バイオマスを半炭化した半炭化物は、木や草を破砕してチップ化した状態のバイオマスに対して半炭化処理を行い、製造されるが、半炭化処理条件決定装置1は、対象バイオマスBの半炭化物を製造するための半炭化処理で用いる半炭化処理条件を決定する。このため、図1に示すように、半炭化処理条件決定装置1は、対象指標値取得部2と、候補処理条件導出部3と、対象処理条件決定部4と、を備える。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a semi-carbonization treatment
また、半炭化処理条件決定装置1はコンピュータで構成されたシステムであり、図示しないCPU(プロセッサ)や、ROMやRAMといったメモリ、外部記憶装置などの記憶装置m、通信インタフェースなどを備える。そして、主記憶装置にロードされたプログラム(半炭化処理条件プログラム)の命令に従ってCPUが動作(データの演算など)することで、上記の各機能部を実現する。
以下、半炭化処理条件決定装置1が備える上記の各機能部について、それぞれ説明する。
Further, the semi-carbonized processing
Hereinafter, each of the above-mentioned functional units included in the semi-carbonization treatment
対象指標値取得部2は、対象バイオマスBについての乾燥性を表す乾燥性指標の指標値(以下、適宜、対象乾燥性指標値D)を取得する。対象バイオマスBは、わら、もみがら、間伐材、建築発生木材及び廃木材などの植物系バイオマス(木質バイオマス)の少なくとも1つを含んでいても良い。また、乾燥性指標は、バイオマスの乾燥のし易さを定量化して示す指標であり、例えば、含水率といった単位重量あるいは単位体積あたりの含水量や、乾燥速度(kg/(m2・s)など)、対象バイオマスBのチップサイズ(粒度)の少なくとも一つの指標を含んでいても良い。対象指標値取得部2は、例えば対象バイオマスBに対する実際の測定により得られる測定値や、後述する手法を用いた推定などにより得られる推定値の入力を受けることにより、対象乾燥性指標値Dを取得しても良い。
The target index
候補処理条件導出部3は、過去に半炭化処理の対象とされたバイオマス(以下、参照バイオマスBr)毎の、半炭化処理前の乾燥性指標の指標値(以下、適宜、参照乾燥性指標値Dr)と、参照バイオマスBrに対する半炭化処理条件(以下、適宜、参照処理条件Pr)と、この参照バイオマスBrに参照処理条件Prで半炭化処理を行うことによって得られる半炭化物F(以下、適宜、参照半炭化物Fr)の燃料特性Fpとの関係性(第1の関係性)に基づいて作成される機能部であり、少なくとも、対象指標値取得部2によって取得された対象乾燥性指標値Dから対象処理条件Pの候補処理条件Pcを導出することが可能な機能部である。より具体的には、候補処理条件導出部3は、後述するような、マップ、テーブル、または、機械学習モデルなどを有していても良く、対象指標値取得部2によって取得された対象乾燥性指標値Dが入力されると、上述したように候補処理条件Pcを導出する(図1参照)。
The candidate treatment
より具体的には、候補処理条件導出部3は、別途入力される所望の燃料特性Fp(以下、適宜、クライテリア)の値を取得することで、所望の燃料特性Fpおよび対象乾燥性指標値Dから上記の候補処理条件Pcを導出しても良い。あるいは、半炭化物Fの燃料特性Fpがクライテリアを満たしている参照バイオマスBrの情報のみで上記の関係性が構成されている場合など、上記の関係性において燃料特性Fpに対するクライテリアが既に考慮されている場合には、候補処理条件導出部3への入力情報は対象乾燥性指標値Dのみであっても良い。
More specifically, the candidate processing
また、参照バイオマスBr毎の上記の関係性は実験などを通して得られる。つまり、参照バイオマスBrに対して任意の半炭化処理条件を適用して半炭化処理を実行する前にその乾燥性指標を測定し、その半炭化処理後の参照半炭化物Frの燃料特性Fpを測定し、これらの3種の関係を対応付ける。上記の関係性は文献値に基づいて得たものであっても良い。燃料特性Fpは、バイオマスから製造される半炭化物Fの燃料としての性状を定量化して示す指標であり、例えば、含水量(含水率)、発熱量h(MJ/kgなど)、かさ密度w(kg/m3など)、エネルギー密度(MJ/m3など)、灰分(wt%など)の少なくとも1つの特性を含んでいても良い。 In addition, the above relationship for each reference biomass Br can be obtained through experiments and the like. That is, the dryness index is measured before the semi-carbonization treatment is performed by applying arbitrary semi-carbonization treatment conditions to the reference biomass Br, and the fuel characteristic Fp of the reference semi-carbonization Fr after the semi-carbonization treatment is measured. Then, these three types of relationships are associated with each other. The above relationship may be obtained based on the literature values. The fuel characteristic Fp is an index that quantifies and indicates the properties of the semi-carbohydrate F produced from biomass as a fuel. For example, the water content (moisture content), the calorific value h (MJ / kg, etc.), and the bulk density w ( It may contain at least one characteristic of (kg / m 3 etc.), energy density (MJ / m 3 etc.), ash content (wt% etc.).
対象処理条件決定部4は、上記の候補処理条件導出部3によって導出された候補処理条件Pcに基づいて、対象バイオマスBの半炭化処理条件(対象処理条件P)を決定する。半炭化処理条件は、半炭化処理の実行時の加熱温度(熱分解温度。以下同様。)および加熱時間(熱分解時間。以下同様。)を含む。例えば、加熱温度が高い場合や加熱時間が長い場合には、対象バイオマスBの炭化が過度に進み、残留する発熱量が少なくなる(後述する図4参照)。また、加熱温度が低い場合や加熱時間が短い場合には、対象バイオマスBの炭化が不足し、エネルギー密度が低くなる。このように、半炭化処理条件が最適でないと、対象バイオマスBの半炭化が適度に行われず、高品質な半炭化物F(燃料)が製造できない。よって、対象バイオマスBから燃料特性Fpに優れた高品質の半炭化物Fを製造可能な最適な対象処理条件Pを候補処理条件Pcに基づいて決定する。
The target processing
そして、半炭化処理では、対象バイオマスBが、対象処理条件Pによって規定された加熱時間の間、加熱温度下に置かれるように制御される。半炭化処理が例えばβ℃でx分間加熱後にγ℃でy分間加熱するなど、半炭化処理の開始後に時間の経過に従って加熱温度を変化させるような場合には、複数の加熱温度とその各々の温度に対する加熱時間が対象処理条件Pに含まれていても良い。対象処理条件決定部4は、候補処理条件導出部3によって例えば1つの候補処理条件Pcが導出された場合には、その候補処理条件Pcを対象処理条件Pとして決定しても良い。あるいは、対象処理条件決定部4は、候補処理条件導出部3によって複数の候補処理条件Pcが導出された場合には、その複数の候補処理条件Pcの平均などの統計値などを算出して得られる1つの半炭化処理条件を対象処理条件Pとして決定しても良い。
Then, in the semi-carbonization treatment, the target biomass B is controlled to be kept at the heating temperature for the heating time specified by the target treatment condition P. When the semi-carbonization treatment changes the heating temperature with the passage of time after the start of the semi-carbonization treatment, for example, heating at β ° C. for x minutes and then heating at γ ° C. for y minutes, a plurality of heating temperatures and their respective heating temperatures are used. The heating time with respect to the temperature may be included in the target treatment condition P. When, for example, one candidate processing condition Pc is derived by the candidate processing
つまり、上述したような構成を備える半炭化処理条件決定装置1は、対象バイオマスBの半炭化処理条件を、参照バイオマスBrに適用された半炭化処理条件に基づいて決定する。より具体的には、乾燥性指標値が対象バイオマスBのものと類似する参照バイオマスBrのうち対象バイオマスBに対して求める所望の燃料特性Fpを満たす参照半炭化物Fが得られている半炭化処理条件に基づいて、対象バイオマスの半炭化処理条件を決定する。乾燥性指標などの原料性状が同一または類似すれば、同一の半炭化処理条件による半炭化処理によって、同じような燃料特性Fpを有する半炭化物Fが得られると予想される。よって、参照バイオマスBrの情報に基づいて、対象バイオマスBが有する乾燥性指標値(対象乾燥性指標値D)に応じた半炭化処理条件を決定することが可能となる。
That is, the semi-carbonization treatment
上記の構成によれば、所望の燃料特性Fpを満たすような半炭化物Fを製造可能な対象バイオマスBの半炭化処理条件(対象処理条件P)を適切に決定することができる。また、対象バイオマスB毎に、その乾燥性指標に応じた半炭化処理条件を適用することにより、所望の燃料特性Fpを満たす半炭化物Fの安定した製造を図ることができる。 According to the above configuration, the semi-carbonization treatment condition (target treatment condition P) of the target biomass B capable of producing the semi-carbonized product F satisfying the desired fuel characteristic Fp can be appropriately determined. Further, by applying the semi-carbonization treatment conditions corresponding to the dryness index for each target biomass B, stable production of the semi-carbide F satisfying the desired fuel characteristic Fp can be achieved.
次に、候補処理条件導出部3に関する幾つかの実施形態について、図2A~図4を用いて説明する。図2Aは、本発明の一実施形態に係るデータベースを有する候補処理条件導出部3の構成を概略的に示す図である。また、図2Bは、本発明の一実施形態に係る決定モデルMを有する候補処理条件導出部3の構成を概略的に示す図である。
Next, some embodiments relating to the candidate processing
幾つかの実施形態では、図2Aに示すように、上述した候補処理条件導出部3は、参照バイオマスBr毎の上述した関係性(第1の関係性)における少なくとも参照乾燥性指標値Drと半炭化処理条件とを対応付けて記憶するデータベース部31と、対象乾燥性指標値Dに基づいて、データベース部31に記憶されている少なくとも1つの半炭化処理条件を候補処理条件Pcとして取得する候補取得部32と、を有しても良い。図2Aに示す実施形態では、候補取得部32は、対象指標値取得部2およびデータベース部31にそれぞれ接続されている。そして、候補取得部32は、対象指標値取得部2によって取得された対象乾燥性指標値Dが入力されると、その対象乾燥性指標値Dを検索条件としてデータベース部31に送信すると共に、その結果(検索結果)としてデータベース部31から候補処理条件Pcを受信することによって、候補処理条件Pcを取得するように構成されている。また、候補取得部32は、対象処理条件決定部4に接続されており、上述したように導出した1以上の候補処理条件Pcを、後述する対象処理条件決定部4に送信する。
In some embodiments, as shown in FIG. 2A, the candidate processing
より詳細には、上記のデータベース部31は記憶装置mを含んで構成されており、例えば、上述した関係性における少なくとも参照乾燥性指標値Drと半炭化処理条件とを参照バイオマスBr毎に保持するよう構成された半炭化処理条件テーブルTを記憶装置mに記憶する。この半炭化処理条件テーブルTは、参照バイオマスBrを一意に識別するための識別情報と、その参照バイオマスBrの参照乾燥性指標値Dr、この参照バイオマスBrに適用された半炭化処理条件、この半炭化処理条件で半炭化処理を実行した場合に得られる半炭化物Fの燃料特性Fpをそれぞれ格納するための情報フィールドを有する。そして、半炭化処理条件テーブルTは、1または複数の参照バイオマスBrの各々についての参照乾燥性指標値Dr、半炭化処理条件、燃料特性Fpの情報のセットが半炭化処理条件テーブルT(データベース部31)に登録されることにより、これらの情報セットをそれぞれ含む複数のレコードを管理する。
More specifically, the
また、データベース部31では、対象指標値取得部2から受信した対象乾燥性指標値Dと、データベース部31に記憶されている参照バイオマスBrの乾燥性指標値とを比較し、両者が一致すると判定されるレコードを抽出する。この際、データベース部31は、対象乾燥性指標値Dと参照バイオマスBrの乾燥性指標値との違いが例えば±α%以内であれば一致すると判定するなど、完全に同一となっていなくても良く、所定の幅を持って判定しても良い。また、対象乾燥性指標値Dが含水量および乾燥速度など複数の指標を含む場合には、その指標毎に一致判定がなされると共に、全ての指標が指標毎に一致すると判定された場合に、両者が一致するレコードであると判定する。その結果、1以上のレコードが抽出されても良く、データベース部31は、抽出された1以上のレコードを候補取得部32に返送する。これによって、候補取得部32は1以上の候補処理条件Pcを取得する。換言すれば、候補処理条件導出部3は、1以上の候補処理条件Pcを導出する。
Further, the
上記の構成によれば、対象バイオマスBの乾燥性指標値と同一又は類似する指標値を有する参照バイオマスBrの半炭化処理条件が、対象バイオマスBの半炭化処理条件の候補としてデータベースから取得される。このように、参照バイオマスBr毎の情報(上記の関係性)をデータベースで管理することにより、データベースから候補処理条件Pcを取得することができる。 According to the above configuration, the semi-carbonization treatment condition of the reference biomass Br having the same or similar index value as the dryness index value of the target biomass B is acquired from the database as a candidate for the semi-carbonization treatment condition of the target biomass B. .. In this way, by managing the information (the above relationship) for each reference biomass Br in the database, the candidate processing condition Pc can be acquired from the database.
他の幾つかの実施形態では、図2Bに示すように、上述した候補処理条件導出部3は、参照バイオマスBr毎の上述した関係性(第1の関係性)における少なくとも参照乾燥性指標値Drと半炭化処理条件とを対応付けた複数のデータに基づいて作成された決定モデルMを有していても良い。例えば、乾燥性指標が含水率および乾燥速度であり、半炭化処理条件が加熱温度および加熱時間である場合には、対象バイオマスBの含水率および乾燥速度が候補処理条件導出部3に入力されると、候補処理条件導出部3は、これら2つの指標を決定モデルMの入力変数として、加熱温度および加熱時間を導出する。
In some other embodiments, as shown in FIG. 2B, the above-mentioned candidate processing
例えば、幾つかの実施形態では、決定モデルMは、乾燥性指標と半炭化処理条件との関係を示す決定マップMpであっても良い。決定マップMpは、上述した複数のデータを分析することにより、変数として入力される対象乾燥性指標値Dから、対象処理条件Pを出力するように構成される。決定マップMpは、関数化されていても良い。これによって、対象乾燥性指標値Dから対象処理条件Pをより柔軟に導出することが可能となる。 For example, in some embodiments, the decision model M may be a decision map Mp showing the relationship between the dryness index and the semi-carbonized treatment conditions. The determination map Mp is configured to output the target processing condition P from the target dryness index value D input as a variable by analyzing the plurality of data described above. The decision map Mp may be functionalized. This makes it possible to more flexibly derive the target processing condition P from the target dryness index value D.
あるいは、他の幾つかの実施形態では、決定モデルMは、機械学習によって作成された学習決定モデルMmであっても良い。具体的には、学習決定モデルMmは、半炭化処理を行うことによって得られた半炭化物Fが燃料特性Fpに対するクライテリアを満たしている複数の参照バイオマスBrの乾燥性指標値と半炭化処理条件とを対応付けた複数のデータを教師データとして機械学習することにより作成される。機械学習は、例えばニューラルネットワークなどの周知な機械学習の手法(アルゴリズム)で行われる。これによって、対象乾燥性指標値Dから対象処理条件Pを容易に導出することが可能になる。 Alternatively, in some other embodiments, the decision model M may be a learning decision model Mm created by machine learning. Specifically, the learning determination model Mm includes the dryness index value and the semi-carbonization treatment condition of a plurality of reference biomass Brs in which the semi-carbonization F obtained by performing the semi-carbonization treatment satisfies the criteria for the fuel characteristic Fp. It is created by machine learning a plurality of data associated with the above as teacher data. Machine learning is performed by a well-known machine learning method (algorithm) such as a neural network. This makes it possible to easily derive the target processing condition P from the target dryness index value D.
上記の構成によれば、例えば上記の複数のデータを分析あるいは機械学習することにより作成した決定モデルMによって、候補処理条件Pcを取得することができる。 According to the above configuration, the candidate processing condition Pc can be acquired by, for example, the determination model M created by analyzing or machine learning the above-mentioned plurality of data.
次に、対象指標値取得部2に関する幾つかの実施形態について、図3を用いて説明する。図3は、本発明の一実施形態に係る対象指標値取得部2の構成を概略的に示す図である。
Next, some embodiments relating to the target index
幾つかの実施形態では、上述した対象指標値取得部2は、参照バイオマスBrの木材種類、産地、原料由来およびチップサイズの少なくとも1つの情報を含む原料情報と参照乾燥性指標値Drとの関係性(第2の関係性)に基づいて作成された対象乾燥性指標値推定部21であって、対象バイオマスBの原料情報から対象乾燥性指標値Dの推定する対象乾燥性指標値推定部21を含む。つまり、対象指標値取得部2は、対象乾燥性指標値推定部21が算出した推定値を対象乾燥性指標値Dとして取得する。原料情報は、含水量や乾燥速度などの乾燥性指標値の推定値に影響の大きい情報としており、上述したような情報を含む。木材種類は、針葉樹や広葉樹などの原木の樹種である。産地は、原木の伐採地などである。原料由来は、バイオマスが、原木、製材側板、端材あるいは建築解体材などのどのような物を破砕して製造されたかを示す情報である。その他、原料情報には、参照バイオマスBrの屋内保管、屋外保管、室温管理された倉庫保管などの保管方法、伐採地や保管場所における気象を含む環境情報などの他の情報を含めても良い。
In some embodiments, the target index
図3に示す実施形態では、対象乾燥性指標値推定部21は、参照バイオマスBr毎に原料情報と参照乾燥性指標値Drとを対応づけて記憶する原料情報データベース22と、対象乾燥性指標値Dが入力されると、このデータベースから、対象バイオマスBの原料情報に一致する原料情報を有する参照バイオマスBrの参照乾燥性指標値Drを取得すると共に、取得した参照乾燥性指標値Drに基づいて対象乾燥性指標値Dを推定する推定部23とを、有する。そして、推定部によって得られた推定値は、対象乾燥性指標値Dとして、候補処理条件導出部3に入力される。
In the embodiment shown in FIG. 3, the target dryness index
より詳細には、原料情報データベース22は、参照バイオマスBrを一意に識別するための識別情報と、その参照バイオマスBrの原料情報と、その参照乾燥性指標値Drとをそれぞれ格納するための情報フィールドを有する原料テーブルTrを管理していても良い。そして、原料テーブルTrは、1または複数の参照バイオマスBrの各々についての原料情報および参照乾燥性指標値Drのセットが登録されることにより、これらの情報セットをそれぞれ含む複数のレコードを管理する。推定部23は、対象バイオマスBの原料情報と、原料情報データベース22に記憶されている参照バイオマスBrの原料情報とを比較した際に、両者が一致すると判定されるレコードを取得する。一致の判定は、上述したデータベース部31の場合と同様であるため、省略する。また、上記の一致の判定の結果、複数の参照乾燥性指標値Drが得られた場合には、その複数の複数の参照乾燥性指標値Drの平均などの統計値などを算出して得られる値を対象乾燥性指標値Dとして決定しても良い。
More specifically, the raw
ただし、上記の実施形態に本発明は限定されない。他の幾つかの実施形態では、対象バイオマスBの原料情報と、原料情報データベース22で管理する複数のレコードとの類似度を求め、例えば類似度が高いレコードを取得するなど、求めた類似度に基づいて1以上のレコードを取得しても良い。より具体的には、動的計画法によるマッチングなど類似度を求めることのできる既知の手法を適用したり、各種情報をパラメータとする機械学習を実行し、比較対象との一致の判定を通して最も類似度の高いものを一致するものとして判定したりして、一致が判定された参照乾燥性指標値Drを取得しても良い。なお、機械学習においては、テーブルで管理される各種情報を教師データとして、予め一致を判定するトレーニングを行い判定モデルとして完成させても良いし、実際に一致判定を重ねながら、モデルをトレーニングしても良い。これによって、類似度の高い参照乾燥性指標値Drを原料情報データベース22から取得できる。
However, the present invention is not limited to the above embodiment. In some other embodiments, the degree of similarity between the raw material information of the target biomass B and a plurality of records managed by the raw
上記の構成によれば、対象バイオマスBの原料情報と同一又は類似する原料情報を有する参照バイオマスBrの乾燥性指標値(参照乾燥性指標値Dr)に基づいて、対象バイオマスBの乾燥性指標値(対象乾燥性指標値D)を推定する。これによって、対象バイオマスBの乾燥性指標値(推定値)を、測定することなく、その原料情報から求めることができる。 According to the above configuration, the dryness index value of the target biomass B is based on the dryness index value (reference dryness index value Dr) of the reference biomass Br having the same or similar raw material information as the raw material information of the target biomass B. (Target dryness index value D) is estimated. Thereby, the dryness index value (estimated value) of the target biomass B can be obtained from the raw material information without measuring.
次に、半炭化処理条件決定装置1が備える他の機能について、説明する。
幾つかの実施形態では、図1に示すように、対象バイオマスBに対して対象処理条件Pで半炭化処理を実行することにより得られる半炭化物Fの燃料特性Fp(前述)を取得する燃料特性取得部51と、この対象バイオマスBの半炭化物Fの燃料特性Fpに基づいて、候補処理条件導出部3または対象乾燥性指標値推定部21の少なくとも一方を補正するフィードバック部52と、をさらに備える。対象バイオマスBから製造された半炭化物Fの実際の燃料特性Fpがクライテリアを満たさない場合といったような、その実際の燃料特性Fpが想定される特性値と異なるような場合には、候補処理条件Pcの導出精度が適切でない場合や、対象乾燥性指標値Dの推定精度が適切ではない場合が考えられることから、候補処理条件導出部3の決定モデルM(決定マップMp、学習決定モデルMm)や、対象乾燥性指標値推定部21の原料情報データベース22の中身などを補正(修正)する。
Next, other functions included in the semi-carbonization treatment
In some embodiments, as shown in FIG. 1, the fuel characteristic Fp (described above) of the semi-carbide F obtained by performing the semi-carbide treatment on the target biomass B under the target treatment condition P is obtained. The
上記の燃料特性取得部51は、対象バイオマスBの半炭化物Fについての燃料特性Fpの測定値が入力されることによって、その燃料特性Fpを取得する。
また、半炭化物Fの燃料特性Fpが想定外であった対象バイオマスBについて、その乾燥性指標の測定値を保存していたり、そのサンプル試料を保管するなどしておき改めて乾燥性指標を測定したりすれば、その対象バイオマスBの対象乾燥性指標値Dと半炭化処理条件と燃料特性Fpとの関係性(第1の関係性)が得られる。よって、この新たに得られた関係性をデータベース部31(半炭化処理条件テーブルT)に加えることや、その新たな関係性を含む第1の関係性に基づいて決定モデルMを再作成したりすることにより、候補処理条件導出部3による候補処理条件Pcの導出精度の向上を図ることが可能となる。同様に、半炭化物Fの燃料特性Fpが想定外であった対象バイオマスBについて、乾燥性指標の測定値と対象乾燥性指標値推定部21による対象乾燥性指標値Dの推定値との一致度合いに関する情報も得られるので、データベースの検索における一致と判定する範囲を狭めることや、一致判定のロジックの補正などを行っても良い。
The fuel
In addition, for the target biomass B whose fuel characteristic Fp of the semi-carbide F was unexpected, the dryness index was measured again by storing the measured value of the dryness index or storing the sample sample. Then, the relationship (first relationship) between the target dryness index value D of the target biomass B, the semi-carbide treatment condition, and the fuel characteristic Fp can be obtained. Therefore, this newly obtained relationship can be added to the database unit 31 (semi-carbonization treatment condition table T), or the determination model M can be recreated based on the first relationship including the new relationship. By doing so, it becomes possible to improve the derivation accuracy of the candidate processing condition Pc by the candidate processing
なお、半炭化物Fの燃料特性Fpが想定外であった対象バイオマスBに対する半炭化処理条件の決定の元になった、候補処理条件Pcの導出に用いられたデータベース部31のレコードあるいは関係性は、半炭化処理条件テーブルTから削除したり、決定モデルMの再作成には用いないようにしたりしても良い。同様に、そのような関係性は、原料テーブルTrから削除するなど、対象乾燥性指標値Dの推定に用いないようにしても良い。
The record or relationship of the
上記の構成によれば、決定した対象処理条件Pで対象バイオマスBに半炭化処理を実行することにより製造した半炭化物Fの燃料特性Fpに基づいて、対象乾燥性指標値の推定ロジックや、候補処理条件の導出ロジックの少なくとも一方を補正(修正)することにより、その精度の向上を図ることができる。 According to the above configuration, the estimation logic of the target dryness index value and the candidate are based on the fuel characteristic Fp of the semi-carbide F produced by executing the semi-carbonization treatment on the target biomass B under the determined target treatment condition P. By correcting (correcting) at least one of the processing condition derivation logics, the accuracy can be improved.
また、幾つかの実施形態では、半炭化処理条件決定装置1は、対象処理条件P(対象バイオマスBの半炭化処理条件)に対する制約条件(以下、単に、制約条件という。)を取得する制約条件取得部6を、さらに備える。そして、対象処理条件決定部4は、制約条件を満たすように、対象処理条件Pを決定する。例えば、ユーザが所望の制約条件を設定するようにすれば、ユーザにとってより望ましい燃料特性Fpを有する半炭化物Fを製造することが可能になる。このような制約条件は、様々なものであっても良い。上記の制約条件についての幾つかの実施形態を具体的に説明する。
Further, in some embodiments, the semi-carbonization treatment
幾つかの実施形態では、上記の制約条件は、対象バイオマスBに対して半炭化処理を実行することにより得られる半炭化物Fを粉砕するミル装置86(後述する図5参照)の粉砕性能に関するミル条件、および対象バイオマスBから製造される半炭化物Fの燃料特性Fpに関する燃料特性条件を含む。制約条件にミル条件および燃料特性条件を含むことによって、例えば、燃料特性Fpのクライテリアを満たすこと、および、ミル装置86による粉砕エネルギーの低減を考慮しつつ、対象処理条件Pを求めるといったことが可能になる。
In some embodiments, the above constraint is a mill relating to the pulverization performance of the mill apparatus 86 (see FIG. 5 below) for pulverizing the semi-carbide F obtained by performing the semi-carbide treatment on the target biomass B. The conditions and the fuel characteristic conditions regarding the fuel characteristic Fp of the semi-carbide F produced from the target biomass B are included. By including the mill condition and the fuel characteristic condition in the constraint condition, for example, it is possible to obtain the target processing condition P while satisfying the criteria of the fuel characteristic Fp and considering the reduction of the crushing energy by the
ここで、半炭化処理における加熱温度と半炭化物の粉砕性gとの関係を、図4を用いて説明する。図4は、本発明の一実施形態に係る半炭化処理における加熱温度に対する発熱量h、かさ密度w、粉砕性gの関係を説明するための図である。半炭化処理前の発熱量h、かさ密度wを基準(100%)とすると、図4に示すように、半炭化処理における加熱温度が高くなるにつれて、半炭化物Fの発熱量h(半炭化物Fの重量ベース)、および、かさ密度wは減少する。他方、図4に示すように、ミル装置86による粉砕性gは、加熱温度が高くなるにつれて上昇する。よって、ミル装置86よる粉砕エネルギーを優先させる場合には、加熱温度が高いほど粉砕性gが良くなるため、粉砕エネルギーを小さく抑えることができる。逆に、発熱量hを優先させる場合には、最適な温度範囲内において加熱温度が低いほど、半炭化物Fの発熱量hは多くなる。かさ密度wを優先させる場合には、かさ密度wが小さいほど輸送コストの抑制が可能とすると、加熱温度が高いほど望ましいことになる。なお、半炭化物Fの加熱温度は、200℃~300℃の間が最適と言われている。この際、加熱時間は、加熱温度に応じて定められるものとし、加熱温度が高いと加熱時間は短くなり、逆に、加熱温度が低いと加熱時間が長くなる傾向がある。なお、発熱量hについて、ここでは代表して半炭化物Fの重量ベースでの発熱量を用いて説明したが、制約条件を考慮する上で、残留熱量(半炭化前のバイオマスの重量ベース)を用いても構わない。
Here, the relationship between the heating temperature and the pulverizability g of the semi-carbide in the semi-carbonization treatment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the calorific value h, the bulk density w, and the pulverizability g with respect to the heating temperature in the semi-carbonization treatment according to the embodiment of the present invention. Assuming that the calorific value h before the semi-carbonization treatment and the bulk density w are used as a reference (100%), as shown in FIG. 4, the calorific value h of the semi-carbide F (semi-carbide F) increases as the heating temperature in the semi-carbonization treatment increases. By weight base), and bulk density w is reduced. On the other hand, as shown in FIG. 4, the pulverizability g by the
よって、図4に示す実施形態では、例えば、半炭化物Fが、自プラントの備えるミル装置86による粉砕が可能な粉砕性g(例えば、図4の値g1以上)を有しつつ、発熱量hが最も高くなるとする制約条件の下で対象処理条件Pを決定すると、加熱温度は温度T1となる。また、半炭化物Fに要求される発熱量h(例えば、図4の値a1以上)を有しつつ、最も粉砕性gが良くなるとする制約条件の下で対象処理条件Pを決定すると、加熱温度は温度T2となる。
Therefore, in the embodiment shown in FIG. 4, for example, the semi-carbide F has a pulverizability g (for example, the value g1 or more in FIG. 4) that can be pulverized by the
上記の構成によれば、ミル条件および燃料特性条件に対する所望の制約条件を設定することができる。これによって、例えば、ミル装置86の性能から必要となる半炭化物Fの粉砕性gを維持可能な範囲で、最も発熱量h(残留熱量でも良い。)が高くなるような半炭化処理条件や、要求される半炭化物Fの発熱量hを維持可能な範囲で、ミル装置86による粉砕性gが最も良くなる半炭化処理条件など、対象バイオマスBに対する所望の半炭化処理条件を決定することができる。
According to the above configuration, desired constraints on mill conditions and fuel characteristic conditions can be set. Thereby, for example, the semi-carbonization treatment condition in which the calorific value h (may be the residual calorific value) is the highest within the range in which the pulverizability g of the semi-carbonized product F required from the performance of the
他の幾つかの実施形態では、上記の制約条件は、対象バイオマスBから製造される半炭化物Fの燃料特性Fpに関する燃料特性条件、および半炭化処理において対象バイオマスBを加熱する加熱時間に関する加熱時間条件を含む。例えば、一定の発熱量hを維持可能な範囲で、加熱時間(半炭化処理時間)が最も短くなる加熱温度を対象処理条件Pとするなど、半炭化物Fの生産速度を適切に設定することで、一定品質の半炭化物Fの製造を効率化することができる。 In some other embodiments, the above constraints are the fuel characteristic condition for the fuel characteristic Fp of the semi-carbide F produced from the target biomass B, and the heating time for the heating time for heating the target biomass B in the semi-carbonized treatment. Including conditions. For example, by appropriately setting the production rate of the semi-carbide F, for example, the heating temperature at which the heating time (semi-carbide treatment time) is the shortest within the range in which a constant calorific value h can be maintained is set as the target treatment condition P. , It is possible to improve the efficiency of production of semi-carbide F of constant quality.
上記の構成によれば、燃料特性条件および加熱時間条件に対する所望の制約条件を設定することができる。これによって、例えば、半炭化物Fが一定の発熱量hを維持可能な範囲で、半炭化処理における加熱時間が最も短くなるような加熱温度を含む半炭化処理条件を決定するなど、対象バイオマスBに対する所望の半炭化処理条件を決定することができる。 According to the above configuration, desired constraints on fuel characteristic conditions and heating time conditions can be set. Thereby, for example, the semi-carbonization treatment condition including the heating temperature at which the heating time in the semi-carbonization treatment is the shortest is determined within the range in which the semi-carbonization F can maintain a constant calorific value h. The desired semi-carbonization treatment conditions can be determined.
その他の幾つかの実施形態では、上記の制約条件は、対象バイオマスBに対する半炭化処理を実行することにより得られる半炭化物Fの含水量に関する含水量条件、および対象バイオマスBから製造される半炭化物Fの燃料特性Fpに関する燃料特性条件を含む。例えば、運搬時や貯蔵時に考慮すべき半炭化物Fの疎水性や発火安全性を予想貯蔵期間等に応じた一定レベルに維持可能な範囲で、最もエネルギー密度が高くなるような制約条件下で、対象処理条件を決定することが可能となる。これによって、同一のエネルギーをハンドリングするのに必要な設備容積の最小化、貯蔵性の向上などを図ることができる。 In some other embodiments, the above constraints are the water content conditions for the water content of the semi-carbide F obtained by performing the semi-carbide treatment on the target biomass B, and the semi-carbide produced from the target biomass B. Fuel characteristic of F Includes fuel characteristic conditions for Fp. For example, under the constraint condition that the energy density is the highest within the range where the hydrophobicity and ignition safety of the semicarbide F, which should be considered during transportation and storage, can be maintained at a certain level according to the expected storage period and the like. It is possible to determine the target processing conditions. As a result, it is possible to minimize the equipment volume required for handling the same energy and improve the storability.
なお、図4に示す状態I→II→IIIになるにつれ、繊維質のヘミセルロース、セルロースが分解され、疎水性のリグニンが主体となるため、粉砕性gと疎水性が向上する。状態III以降でリグニンも分解する。疎水性向上は雨天時のハンドリング性や発火安全性の向上、発熱量h(燃焼性)の劣化防止につながる。また、含水率15%以下に抑えることで微生物の増殖が抑えられ、発酵起因の自然発火のリスクが低減する。 In the state I → II → III shown in FIG. 4, fibrous hemicellulose and cellulose are decomposed, and hydrophobic lignin becomes the main component, so that the pulverizability g and the hydrophobicity are improved. Lignin is also degraded after state III. Improvement of hydrophobicity leads to improvement of handleability in rainy weather, improvement of ignition safety, and prevention of deterioration of calorific value h (combustibility). In addition, by suppressing the water content to 15% or less, the growth of microorganisms is suppressed, and the risk of spontaneous combustion caused by fermentation is reduced.
上記の構成によれば、含水量条件および燃料特性条件に対する所望の制約条件を設定することができ、対象バイオマスBに対する所望の半炭化処理条件を決定することができる。 According to the above configuration, desired constraint conditions for water content conditions and fuel characteristic conditions can be set, and desired semi-carbonization treatment conditions for the target biomass B can be determined.
次に、上述した半炭化処理条件決定装置1によって決定される対象バイオマスBに対する半炭化処理条件(対象処理条件P)が適用されるプラントの例を、図5を用いて説明する。図5は、本発明の一実施形態に係る半炭化処理を行うボイラシステム7を概略的に示す図である。また、図6は、本発明の一実施形態に係る半炭化処理における加熱温度の制御フローを示す図である。
Next, an example of a plant to which the semi-carbonization treatment condition (target treatment condition P) determined by the above-mentioned semi-carbonization treatment
図5に示すボイラシステム7は、対象バイオマスBから半炭化物F(半炭化燃料)を生成して、半炭化物Fを含むボイラ燃料Fbをボイラ71で燃焼させて蒸気Sを発生させるシステムであると共に、ボイラ71により発生された蒸気Sにより蒸気タービン7Tが駆動することによって発電するシステムでもある。本システムにおいて、半炭化物Fの生成は熱分解装置83(熱分解炉)で行われるようになっており、例えばチップ状の対象バイオマスBが、バンカなどであるバイオマス貯蔵装置81から、ベルトコンベヤなどの搬送装置を含むバイオマス供給ライン82を経て熱分解装置83に供給されることにより行われる。そして、熱分解装置83で製造された半炭化物Fは、コンベヤなどの搬送装置やフィーダーなどの供給装置を含む半炭化物供給ライン84に設けられた半炭化物貯蔵装置85に一端貯蔵された後に、半炭化物Fを破砕して小さくするミル装置86(粉砕装置)に供給されて微粉状にされ、ボイラ71に供給される。
The
上記の熱分解装置83における半炭化処理についてより詳細に説明すると、バイオマス供給ライン82を介してバイオマス貯蔵装置81から供給された対象バイオマスBを、例えば、温度(加熱温度)が250℃以上350℃以下、且つ、酸素濃度が10%以下の条件下で、この温度に応じて定める時間(加熱時間)だけ加熱することにより、対象バイオマスBを熱分解させて半炭化物Fを生成するようになっている。なお、この際、熱分解ガスGも生成されるが、その全量をボイラ71に戻す(再循環させる)よう構成しても良い。
The semi-carbonization treatment in the above-mentioned
また、熱分解装置83は、ボイラ71におけるボイラ燃料Fbの燃焼により生じる排ガスEを用いて半炭化処理を実行する。つまり、図5に示す実施形態では、排ガス温度は約300℃~350℃であり、且つ、排ガスEの酸素濃度が約6%以下であるなど、上記の熱分解に用いるのに好適であることから、半炭化処理に排ガスEを利用する。このため、ボイラシステム7では、ボイラ71から排出される排ガスEを外部に排出するための排ガス排出ライン72(ダクトなど)から、熱分解装置83に排ガスEを導入するための排ガス導入ライン91(ダクトなど)が分岐されている。この排ガス導入ライン91には、排ガスEの流量を調整可能な開閉器やダンパなどの排ガス導入量調整装置93が設けられており、制御装置98によって制御されることにより、熱分解装置83に導入する排ガスEの流量を調整することが可能となっている。
Further, the
より詳細には、図5に示すように、排ガス導入ライン91は、排ガス排出ライン72における空気予熱器73(AH)の上流側に一方の端部が接続されることにより、空気予熱器73による熱交換前の高温の排ガスEを分岐させるための高温排ガス導入ライン91hと、排ガス排出ライン72における空気予熱器73の下流側に一方の端部が接続されることにより、空気予熱器73による熱交換によって低温化された排ガスEを分岐させるための低温排ガス導入ライン91cと、上記の高温排ガス導入ライン91hおよび低温排ガス導入ライン91cの各々の他方の端部と熱分解装置83とを接続する共有排ガス導入ライン91mとを有する。また、排ガス導入量調整装置93は、高温排ガス導入ライン91hに設置される高温排ガス導入量調整装置93hと、低温排ガス導入ライン91cに設置される低温排ガス導入量調整装置93cとを含んでいる。そして、制御装置98の制御の下で、排ガス導入ライン91において高温と低温の排ガスEの流量を調整しながら混ぜることで、熱分解装置83に導入される排ガス温度を調整することが可能になっており、上述した半炭化処理における加熱温度のより細かな調整が可能になっている。
More specifically, as shown in FIG. 5, the exhaust
こうした熱分解装置83における半炭化処理によって、対象バイオマスBから水分が除去され、且つ、対象バイオマスB中に含まれるリグニンやセルロースなどの繊維分が熱的に分解される。よって、対象バイオマスBの半炭化物Fは、成分中に占める炭素の割合が高くなり、熱分解前の対象バイオマスBに比べて、かさ密度wあたりのエネルギー密度が高くなる。より詳細には、半炭化物Fは、例えば、水分が5%以下であり石炭Fcと同等の発熱量hを有する。また、半炭化物Fは、対象バイオマスB中に含まれるリグニンやセルロースなどの繊維分が熱的に分解されているので、石炭Fcと同等にミル装置86による粉砕が容易になる。また、半炭化物Fは、上記の温度条件下での熱分解により生成されることにより、揮発成分の一部が残留し、石炭Fcと同等の着火性を有する。このため、半炭化物Fは、石炭Fcと同様にボイラ71の熱源として利用することが可能となる。
By the semi-carbonization treatment in the
なお、図5に示す実施形態では、ボイラシステム7は、性状が安定しない対象バイオマスBから生成される半炭化物Fだけでなく、石炭Fcを含んだボイラ燃料Fbをボイラ71に供給することにより、ボイラ71の出力を安定させ、また、半炭化物Fの量や熱量が不足する場合には石炭Fcにより不足分を補うために、石炭Fcを貯蔵する石炭貯蔵装置85cと、石炭Fcを石炭貯蔵装置85cからボイラ71に供給するための石炭供給ライン84cと、石炭供給ライン84cの途中に設けられて、石炭貯蔵装置85cから供給される石炭Fcを破砕して小さくするミル装置86cと、を備えている。また、共有排ガス導入ライン91mには、排ガスE中に含まれるダスト(煤塵、粉じん)を旋回気流で分離可能なサイクロン95と、サイクロン95の下流側に設けられた排ガスEの少なくとも一部を燃焼用空気(二次空気)としてボイラ71に導入するための排ガス再循環ライン97と、風力を発生させて排ガスEの少なくとも一部をボイラ71内に送り込むように構成されている排ガス再循環ファン96と、を備えている。
In the embodiment shown in FIG. 5, the
よって、半炭化処理条件決定装置1は、熱分解装置83において実行される半炭化処理における、半炭化物Fの性状に影響を与えるような上記の加熱温度、加熱時間、酸素濃度などの少なくとも1つの条件を決定する。図5に示す実施形態では、半炭化処理に酸素濃度に関する要求を満たす排ガスEを用いるため、半炭化処理条件は、排ガスE中の酸素濃度についての条件を除く、加熱温度または加熱時間の少なくとも1つを含んだものとなっていても良い。また、半炭化処理条件決定装置1によって決定された半炭化処理条件(対象処理条件P)は、熱分解装置83や制御装置98などの半炭化処理を制御する装置に送信されることにより、送信された対象処理条件Pによる半炭化処理が実行される。
Therefore, the semi-carbonization treatment
具体的には、図6に示す実施形態では、ステップS61において、半炭化処理条件決定装置1が、対象バイオマスBの含水率、乾燥速度、チップサイズ(粒度)などを含む対象乾燥性指標値Dを取得し、加熱温度および加熱時間を含む対象処理条件Pを決定した後、上述した制御装置98に対象処理条件Pを送信する。ステップS62において、制御装置98は、受信した対象処理条件Pに含まれる加熱温度に基づいて、高温排ガス導入量調整装置93h(図6ではダンパ)、または、低温排ガス導入量調整装置93c(図6ではダンパ)の少なくとも一方の開度を調整し、熱分解装置83において規定された加熱温度が実現されるようにする。これによって、ステップS63において対象処理条件Pで規定された加熱時間の間、熱処理を実行し、その加熱時間の経過後、ステップS64において、熱分解装置83の外部へ半炭化物Fを搬出するか、排ガス導入量調整装置93の開度を閉じる(最小にする)などして排ガスEの熱分解装置83への導入を停止させることにより、対象バイオマスBの半炭化処理を終了する。
Specifically, in the embodiment shown in FIG. 6, in step S61, the semi-carbonization treatment
以下、上述した半炭化処理条件決定装置1が実行する処理に対応した半炭化処理条件決定方法について、図7を用いて説明する。図7は、本発明の一実施形態に係る半炭化処理条件決定方法を示す図である。
Hereinafter, a semi-carbonization treatment condition determination method corresponding to the processing executed by the semi-carbonization treatment
半炭化処理条件決定方法は、対象バイオマスBに対する半炭化処理条件(対象処理条件P)を決定する方法である。そして、図7に示すように、半炭化処理条件決定方法は、対象指標値取得ステップ(S1)と、候補処理条件導出ステップ(S2)と、対象処理条件決定ステップ(S3)と、を備える。これによって、対象バイオマスBから燃料特性Fpが優れた高品質の半炭化物Fを製造可能な最適な対象処理条件P(図7の最適半炭化プロセス)を決定する。半炭化処理条件決定方法が備える各ステップについて、それぞれ説明する。なお、半炭化処理条件決定方法は、半炭化処理条件決定装置1が実行しても良いし、人手で実行しても良い。
以下、半炭化処理条件決定方法を、図7のステップ順に説明する。
The method for determining the semi-carbonization treatment condition is a method for determining the semi-carbonization treatment condition (target treatment condition P) for the target biomass B. Then, as shown in FIG. 7, the semi-carbonization treatment condition determination method includes a target index value acquisition step (S1), a candidate processing condition derivation step (S2), and a target processing condition determination step (S3). Thereby, the optimum target treatment condition P (optimal semi-carbonization process in FIG. 7) capable of producing a high-quality semi-carbide F having excellent fuel characteristics Fp from the target biomass B is determined. Each step provided in the semi-carbonization treatment condition determination method will be described. The semi-carbonization treatment condition determination method may be executed by the semi-carbonization treatment
Hereinafter, the method for determining the semi-carbonization treatment conditions will be described in the order of the steps in FIG.
図7のステップS1において、対象指標値取得ステップを実行する。対象指標値取得ステップ(S1)は、上述した対象バイオマスBの対象乾燥性指標値Dを取得するステップである。図7に示す実施形態では、対象指標値取得ステップ(S1)は、参照バイオマスBrの原料情報と参照乾燥性指標値Drとの関係性(第2の関係性)に基づいて、対象バイオマスBの原料情報から対象乾燥性指標値Dを推定(対象乾燥性指標値推定ステップを実行)することにより、対象乾燥性指標値Dを取得する。これらの対象指標値取得ステップ、対象乾燥性指標値推定ステップは、それぞれ、既に説明した対象指標値取得部2、対象乾燥性指標値推定部21が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。
In step S1 of FIG. 7, the target index value acquisition step is executed. The target index value acquisition step (S1) is a step of acquiring the target dryness index value D of the target biomass B described above. In the embodiment shown in FIG. 7, the target index value acquisition step (S1) is based on the relationship (second relationship) between the raw material information of the reference biomass Br and the reference dryness index value Dr. The target dryness index value D is acquired by estimating the target dryness index value D from the raw material information (performing the target dryness index value estimation step). Since these target index value acquisition step and target dryness index value estimation step are the same as the processing contents executed by the target index
ステップS2において、候補処理条件導出ステップを実行する。候補処理条件導出ステップ(S2)は、上述した参照バイオマスBr毎の参照乾燥性指標値Drと、参照処理条件Prと、この参照処理条件Prで半炭化処理された参照半炭化物Frの燃料特性Fpとの関係性に基づいて作成される決定モデルMなどを用いて、少なくとも、対象指標値取得ステップ(S1)によって取得された対象乾燥性指標値Dから対象処理条件Pの候補処理条件Pcを導出するステップである。候補処理条件導出ステップ(S2)は、既に説明した候補処理条件導出部3が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。
In step S2, the candidate processing condition derivation step is executed. In the candidate treatment condition derivation step (S2), the reference dryness index value Dr for each reference biomass Br described above, the reference treatment condition Pr, and the fuel characteristics Fp of the reference semi-carbide Fr semi-carbonized under the reference treatment condition Pr are performed. At least, the candidate processing condition Pc of the target processing condition P is derived from the target dryness index value D acquired by the target index value acquisition step (S1) by using a determination model M or the like created based on the relationship with. It is a step to do. Since the candidate processing condition derivation step (S2) is the same as the processing content executed by the candidate processing
なお、幾つかの実施形態では、候補処理条件導出ステップ(S2)は、対象乾燥性指標値Dに基づいて、参照バイオマスBr毎の上述した関係性における少なくとも参照乾燥性指標値Drと半炭化処理条件とを対応付けて記憶するデータベースに記憶されている少なくとも1つの半炭化処理条件を候補処理条件Pcとして取得する候補取得ステップ、を有しても良い。他の幾つかの実施形態では、候補処理条件導出ステップ(S2)は、参照バイオマスBr毎の上述した関係性における少なくとも参照乾燥性指標値Drと半炭化処理条件とを対応付けた複数のデータに基づいて作成された決定モデルMを用いて、対象乾燥性指標値Dから対象処理条件Pの候補処理条件Pcを導出しても良い。上記の候補取得ステップは、既に説明した候補取得部32が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。
In some embodiments, the candidate treatment condition derivation step (S2) is based on the target dryness index value D, and at least the reference dryness index value Dr in the above-mentioned relationship for each reference biomass Br and the semi-carbonization treatment. It may have a candidate acquisition step of acquiring at least one semi-carbonization processing condition stored in the database associated with the condition as the candidate processing condition Pc. In some other embodiments, the candidate treatment condition derivation step (S2) comprises a plurality of data in which at least the reference dryness index value Dr in the above-mentioned relationship for each reference biomass Br and the semi-carbonization treatment condition are associated with each other. The candidate processing condition Pc of the target processing condition P may be derived from the target dryness index value D using the determination model M created based on the above. Since the above candidate acquisition step is the same as the processing content executed by the
ステップS3において、対象処理条件決定ステップを実行する。対象処理条件決定ステップ(S3)は、上述した候補処理条件導出ステップ(S2)によって導出された候補処理条件Pcに基づいて、対象バイオマスBの半炭化処理条件(対象処理条件P)を決定する。対象処理条件決定ステップ(S3)は、既に説明した対象処理条件決定部4が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。
In step S3, the target processing condition determination step is executed. The target treatment condition determination step (S3) determines the semi-carbonization treatment condition (target treatment condition P) of the target biomass B based on the candidate treatment condition Pc derived by the candidate treatment condition derivation step (S2) described above. Since the target processing condition determination step (S3) is the same as the processing content executed by the target processing
その後、ステップS4において、上述した半炭化処理条件決定方法(S1~S3)により決定された対象処理条件P(最適半炭化プロセス)を適用した半炭化処理を対象バイオマスBに対して行う。 Then, in step S4, a semi-carbonization treatment to which the target treatment condition P (optimal semi-carbonization process) determined by the above-mentioned semi-carbonization treatment condition determination method (S1 to S3) is applied is performed on the target biomass B.
また、ステップS5において、燃料特性Fp(燃料としての性能)を評価し、その評価結果をフィードバックしている。つまり、図7に示す実施形態では、ステップS5において、半炭化処理条件決定方法は、対象バイオマスBに対して対象処理条件Pで半炭化処理を実行することにより得られる半炭化物Fの燃料特性Fpを取得する燃料特性取得ステップと、この対象バイオマスBの半炭化物Fの燃料特性Fpに基づいて、候補処理条件導出ステップ(S2)または対象乾燥性指標値推定ステップを補正するフィードバックステップと、を実行する。燃料特性取得ステップ、フィードバックステップは、それぞれ、既に説明した燃料特性取得部51、フィードバック部52が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。
Further, in step S5, the fuel characteristic Fp (performance as a fuel) is evaluated, and the evaluation result is fed back. That is, in the embodiment shown in FIG. 7, in step S5, the method for determining the semi-carbonization treatment condition is the fuel characteristic Fp of the semi-carbide F obtained by performing the semi-carbonization treatment on the target biomass B under the target treatment condition P. The candidate processing condition derivation step (S2) or the feedback step for correcting the target dryness index value estimation step based on the fuel characteristic Fp of the semi-carbide F of the target biomass B is executed. do. Since the fuel characteristic acquisition step and the feedback step are the same as the processing contents executed by the fuel
また、幾つかの実施形態では、半炭化処理条件決定方法は、上述した制約条件を取得する制約条件取得ステップを、さらに備えても良く、この場合には、対象処理条件決定ステップ(S3)は、制約条件を満たすように、対象処理条件Pを決定する。幾つかの実施形態では、上記の制約条件は、既に説明したミル条件および燃料特性条件を含んでも良い。他の幾つかの実施形態では、上記の制約条件は、既に説明した燃料特性条件および加熱時間条件を含んでも良い。その他の幾つかの実施形態では、上記の制約条件は、既に説明した含水量条件および燃料特性条件を含んでいても良い。その他の幾つかの実施形態では、上記のミル条件、燃料特性条件、加熱時間条件、および含水量条件の少なくとも1つの条件を含んでいても良い。これによって、対象バイオマスBに対する所望の半炭化処理条件を決定することができる。 Further, in some embodiments, the semi-carbonization treatment condition determination method may further include a constraint condition acquisition step for acquiring the above-mentioned constraint condition, and in this case, the target treatment condition determination step (S3) may be provided. , The target processing condition P is determined so as to satisfy the constraint condition. In some embodiments, the constraints described above may include the mill conditions and fuel characteristic conditions already described. In some other embodiments, the above constraints may include the fuel characteristic conditions and heating time conditions already described. In some other embodiments, the above constraints may include the water content and fuel characteristic conditions already described. In some other embodiments, at least one of the above mill conditions, fuel characteristic conditions, heating time conditions, and water content conditions may be included. Thereby, the desired semi-carbonization treatment conditions for the target biomass B can be determined.
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes a modification of the above-mentioned embodiment and a combination of these embodiments as appropriate.
1 半炭化処理条件決定装置
m 記憶装置
2 対象指標値取得部
3 候補処理条件導出部
4 対象処理条件決定部
6 制約条件取得部
7 ボイラシステム
7T 蒸気タービン
21 対象乾燥性指標値推定部
22 原料情報データベース
23 推定部
31 データベース部
T 半炭化処理条件テーブル
Tr 原料テーブル
32 候補取得部
51 燃料特性取得部
52 フィードバック部
71 ボイラ
72 排ガス排出ライン
73 空気予熱器
81 バイオマス貯蔵装置
82 バイオマス供給ライン
83 熱分解装置
84 半炭化物供給ライン
84c 石炭供給ライン
85 半炭化物貯蔵装置
85c 石炭貯蔵装置
86 ミル装置(バイオマス)
86c ミル装置(石炭)
91 排ガス導入ライン
91c 低温排ガス導入ライン
91h 高温排ガス導入ライン
91m 共有排ガス導入ライン
93 排ガス導入量調整装置
93c 低温排ガス導入量調整装置
93h 高温排ガス導入量調整装置
95 サイクロン
96 再循環ファン
97 再循環ライン
98 制御装置
B 対象バイオマス
Br 参照バイオマス
D 対象乾燥性指標値
Dr 参照乾燥性指標値
F 半炭化物
Fr 参照半炭化物
Fb ボイラ燃料
Fc 石炭
Fp 燃料特性
M 決定モデル
Mp 決定マップ
Mm 学習決定モデル
P 対象処理条件
Pc 候補処理条件
Pr 参照処理条件
h 発熱量
w かさ密度
g 粉砕性
E 排ガス
S 蒸気
G 熱分解ガス
1 Semi-coal processing condition determination device
86c mill device (coal)
91 Exhaust
B Target Biomass Br Reference Biomass D Target Dryness Index Value Dr Reference Dryness Index Value F Semi-Carboke Fr Reference Semi-Carboke Fb Boiler Fuel Fc Coal Fp Fuel Characteristics M Decision Model Mp Decision Map Mm Learning Decision Model P Target Treatment Condition Pc Candidate Processing Condition Pr Reference processing condition h Calorific value w Bulk density g Crushability
E Exhaust gas S Steam G Pyrolysis gas
Claims (13)
前記対象バイオマスについての乾燥性を表す乾燥性指標の指標値である対象乾燥性指標値を取得する対象指標値取得部と、
過去に前記半炭化処理の対象とされた木質バイオマスである参照バイオマス毎の、前記半炭化処理前の前記乾燥性指標の指標値である参照乾燥性指標値と、前記半炭化処理条件と、前記半炭化処理により得られる半炭化物の燃料特性との関係性に基づいて作成される候補処理条件導出部であって、少なくとも前記対象乾燥性指標値から前記対象処理条件の候補処理条件を導出する候補処理条件導出部と、
前記候補処理条件に基づいて前記対象処理条件を決定する対象処理条件決定部と、を備え、
前記候補処理条件は、前記参照乾燥性指標値が前記対象バイオマスの前記対象乾燥性指標値と所定以上の類似度を有する前記参照バイオマスのうち前記対象バイオマスに対して求める所定の燃料特性を満たす前記半炭化物が得られている前記参照バイオマスの前記半炭化処理条件から構成される
ことを特徴とする半炭化処理条件決定装置。 It is a semi-carbonization treatment condition determination device that determines the target treatment conditions, which are the semi-carbonization treatment conditions for the target biomass , which is the woody biomass to be semi-carbonized.
The target index value acquisition unit for acquiring the target dryness index value, which is the index value of the dryness index indicating the dryness of the target biomass, and the target index value acquisition unit.
The reference dryness index value, which is the index value of the dryness index before the semi-carbonization treatment, the semi-carbonization treatment condition, and the above, for each reference biomass which is a woody biomass that has been the target of the semi-carbonization treatment in the past. Candidate processing condition derivation unit created based on the relationship with the fuel characteristics of the semi-carbonized material obtained by the semi-carbonization treatment, and is a candidate for deriving the candidate processing conditions of the target processing conditions from at least the target dryness index value. Processing condition derivation part and
A target processing condition determination unit for determining the target processing condition based on the candidate processing condition is provided .
The candidate processing condition satisfies the predetermined fuel characteristics obtained for the target biomass among the reference biomass having a similarity of the reference dryness index value to the target dryness index value of the target biomass or more. Consists of the semi-carbide treatment conditions of the reference biomass from which the semi-carbide is obtained
A semi-carbonization treatment condition determining device.
前記参照バイオマス毎の前記関係性における少なくとも前記参照乾燥性指標値と前記半炭化処理条件とを対応付けて記憶するデータベース部と、
前記対象乾燥性指標値に基づいて、前記データベース部に記憶されている少なくとも1つの前記半炭化処理条件を前記候補処理条件として取得する候補取得部と、を有することを特徴とする請求項1に記載の半炭化処理条件決定装置。 The candidate processing condition derivation unit is
A database unit that stores at least the reference dryness index value in the relationship for each reference biomass in association with the semi-carbonized treatment conditions.
The first aspect of the present invention is characterized by having a candidate acquisition unit that acquires at least one semi-carbonization treatment condition stored in the database unit as the candidate processing condition based on the target dryness index value. The semi-carbonization treatment condition determination device described.
前記参照バイオマスの木材種類、産地およびチップサイズの少なくとも1つの情報を含む原料情報と前記参照乾燥性指標値との関係性に基づいて作成された対象乾燥性指標値推定部であって、前記対象バイオマスの前記原料情報から前記対象乾燥性指標値を推定する対象乾燥性指標値推定部を含むことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の半炭化処理条件決定装置。 The target index value acquisition unit is
The target dryness index value estimation unit created based on the relationship between the raw material information including at least one information of the wood type, the production area and the chip size of the reference biomass and the reference dryness index value, and is the target. The semi-carbonization treatment condition determining apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a target dryness index value estimation unit that estimates the target dryness index value from the raw material information of biomass.
前記対象バイオマスの前記半炭化物の前記燃料特性に基づいて、前記対象乾燥性指標値推定部を補正する第1フィードバック部と、をさらに備えることを特徴とする請求項4に記載の半炭化処理条件決定装置。 A fuel property acquisition unit that acquires the fuel characteristics of the semi-carbide obtained by executing the semi-carbonization treatment on the target biomass under the target treatment conditions.
The semi-carbonized treatment condition according to claim 4, further comprising a first feedback unit for correcting the target dryness index value estimation unit based on the fuel characteristics of the semi-carbide of the target biomass. Determination device.
前記対象バイオマスの前記半炭化物の前記燃料特性に基づいて、前記候補処理条件導出部を補正する第2フィードバック部と、をさらに備えることを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の半炭化処理条件決定装置。 A fuel property acquisition unit that acquires the fuel characteristics of the semi-carbide obtained by executing the semi-carbonization treatment on the target biomass under the target treatment conditions.
The invention according to any one of claims 1 to 5, further comprising a second feedback unit that corrects the candidate processing condition derivation unit based on the fuel characteristics of the semi-carbide of the target biomass. Semi-carbonization treatment condition determination device.
前記対象処理条件決定部は、前記制約条件を満たすように、前記対象処理条件を決定することを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の半炭化処理条件決定装置。 Further, a constraint condition acquisition unit for acquiring the constraint condition for the target processing condition is provided.
The semi-carbonization treatment condition determining device according to any one of claims 1 to 6, wherein the target processing condition determining unit determines the target processing condition so as to satisfy the constraint condition.
前記対象バイオマスについての乾燥性を表す乾燥性指標の指標値である対象乾燥性指標値を取得する対象指標値取得ステップと、
過去に前記半炭化処理の対象とされた木質バイオマスである参照バイオマス毎の、前記半炭化処理前の前記乾燥性指標の指標値である参照乾燥性指標値と、前記半炭化処理条件と、前記半炭化処理により得られる半炭化物の燃料特性との関係性に基づいて、少なくとも前記対象乾燥性指標値から前記対象処理条件の候補処理条件を導出する候補処理条件導出ステップと、
前記候補処理条件に基づいて前記対象処理条件を決定する対象処理条件決定ステップと、を備え、
前記候補処理条件は、前記参照乾燥性指標値が前記対象バイオマスの前記対象乾燥性指標値と所定以上の類似度を有する前記参照バイオマスのうち前記対象バイオマスに対して求める所定の燃料特性を満たす前記半炭化物が得られている前記参照バイオマスの前記半炭化処理条件から構成される
ことを特徴とする半炭化処理条件決定方法。 It is a semi-carbonization treatment condition determination method for determining the target treatment conditions, which are the semi-carbonization treatment conditions for the target biomass , which is the woody biomass to be semi-carbonized.
The target index value acquisition step for acquiring the target dryness index value, which is the index value of the dryness index indicating the dryness of the target biomass, and
The reference dryness index value which is the index value of the dryness index before the semi-carbonization treatment, the semi-carbonization treatment condition, and the above for each reference biomass which is a woody biomass which has been the target of the semi-carbonization treatment in the past. A candidate processing condition derivation step for deriving a candidate processing condition for the target processing condition from at least the target dryness index value based on the relationship with the fuel characteristics of the semi-carbonized material obtained by the semi-carbonization treatment.
A target processing condition determination step for determining the target processing condition based on the candidate processing condition is provided .
The candidate processing condition satisfies the predetermined fuel characteristics obtained for the target biomass among the reference biomass having a similarity of the reference dryness index value to the target dryness index value of the target biomass or more. Consists of the semi-carbide treatment conditions of the reference biomass from which the semi-carbide is obtained
A method for determining semi-carbonization treatment conditions.
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006026474A (en) | 2004-07-13 | 2006-02-02 | Nippon Steel Corp | Method for crushing/shredding wooden biomass and gasfication method |
JP2007119642A (en) | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Electric Power Dev Co Ltd | Method for producing solid fuel |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006026474A (en) | 2004-07-13 | 2006-02-02 | Nippon Steel Corp | Method for crushing/shredding wooden biomass and gasfication method |
JP2007119642A (en) | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Electric Power Dev Co Ltd | Method for producing solid fuel |
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