JP6996827B2 - Solid fuel manufacturing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、固体燃料の製造装置に関し、例えば、バイオマスを炭化して固体燃料とする製造装置に関する。 The present invention relates to a solid fuel manufacturing apparatus, for example , a manufacturing apparatus for carbonizing biomass into a solid fuel.
例えば、火力発電所では、未利用な資源として扱われていたバイオマスを燃料として有効利用することが検討されている。特に、カーボンニュートラルな木質バイオマスの利用が検討されている(例えば、特許文献1)。特許文献1では、木質バイオマスを熱分解することにより、炭化物とガスを生成し、炭化物をボイラの燃料として用いて電力を得ることが提案されている。
For example, in thermal power plants, it is being considered to effectively use biomass, which has been treated as an unused resource, as fuel. In particular, the use of carbon-neutral woody biomass has been studied (for example, Patent Document 1).
また、バイオマスから作られた炭化物を石炭に混ぜてボイラで燃焼させて電力を得ることが考えられている。このような状況から、バイオマスの使用量が拡大しつつある。しかし、バイオマスの需要増加に伴い、石炭と混焼させることができるバイオマスの入手が困難になったり、バイオマスの価格が上昇したりすることが予想される。 It is also considered that carbides made from biomass are mixed with coal and burned in a boiler to obtain electric power. Under these circumstances, the amount of biomass used is increasing. However, as the demand for biomass increases, it is expected that it will be difficult to obtain biomass that can be co-fired with coal and that the price of biomass will rise.
このため、現状では、石炭と混焼させることができないバイオマス、例えば、海に近い場所で伐採された樹木で、塩素が多く含まれているバイオマス(木質バイオマス)の使用が検討されている。塩素が含まれているバイオマスを使用することができれば、石炭火力発電所に適用可能なバイオマスの量を増大することができると共に、バイオマスの供給量増大に伴って、入手に必要なコストを抑制することができると考えられている。 For this reason, at present, the use of biomass that cannot be co-fired with coal, for example, biomass (woody biomass) containing a large amount of chlorine in trees cut down near the sea, is being considered. If biomass containing chlorine can be used, the amount of biomass applicable to coal-fired power plants can be increased, and the cost required for acquisition can be suppressed as the supply of biomass increases. It is believed that it can be done.
塩素を含有しているバイオマスを炭化して得られる固体燃料は、単位体積当たりの塩素含有率が高くなるため、炭化処理の過程で塩素を除去することが好ましい。しかし、炭化処理の過程で任意の塩素含有率まで低減した固体燃料を得るのは、技術面で困難であった。一方で、使用者側で、塩素を十分に除去できる排ガス処理を備えている等の状況であれば、塩素が含まれているバイオマスから得られた固体燃料であっても、原料を安価に入手できるため、使用したい要望があるのも現実である。 Since the solid fuel obtained by carbonizing biomass containing chlorine has a high chlorine content per unit volume, it is preferable to remove chlorine in the process of carbonization. However, it has been technically difficult to obtain a solid fuel having an arbitrary chlorine content reduced in the process of carbonization. On the other hand, if the user has an exhaust gas treatment that can sufficiently remove chlorine, the raw material can be obtained at low cost even if it is a solid fuel obtained from biomass containing chlorine. Because it can be done, it is a reality that there is a desire to use it.
このため、塩素が含まれているバイオマスから固体燃料を得る際に(炭化処理を施す際に)、塩素の含有率をある程度調整できれば、安定した価格で入手できるバイオマスから、使う側の事情に応じた所望の塩素含有率となる固体燃料が得られることになり、安価なバイオマスを使用したい要望に応えることが可能になる。 Therefore, when obtaining solid fuel from biomass containing chlorine (when performing carbonization treatment), if the chlorine content can be adjusted to some extent, the biomass that can be obtained at a stable price can be selected according to the circumstances of the user. A solid fuel having a desired chlorine content can be obtained, and it becomes possible to meet the demand for using inexpensive biomass.
このような状況から、塩素が含まれるバイオマスを炭化して固体燃料とする際に、塩素の除去状況が調整できる技術の出現が望まれているのが現状である。 Under these circumstances, the emergence of technology that can adjust the chlorine removal status when carbonizing biomass containing chlorine into a solid fuel is desired.
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、塩素の除去状況を調整して固体燃料を製造
することができる固体燃料の製造装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a solid fuel production apparatus capable of producing a solid fuel by adjusting the chlorine removal status.
特に、バイオマス(木質バイオマス)を炭化して炭化物(固体燃料)を得る際に、塩素
の除去率を調整することができる固体燃料の製造装置を提供することを目的とする。
In particular, it is an object of the present invention to provide a solid fuel production apparatus capable of adjusting the removal rate of chlorine when carbonizing biomass (woody biomass) to obtain a carbide (solid fuel).
本発明を実施するための固体燃料の塩素状況調整方法は、反応槽内で移送される固体燃料に熱風を供給して固体燃料を炭化するに際し、前記固体燃料の所望の塩素除去率に対する炭化率(炭化処理が施された固体燃料中の固定炭素量の重量割合)を導出し、導出された炭化率になるように、熱風の温度、流量、固体燃料の移送速度を調整することで、固体燃料の塩素除去状況を制御することが好ましい。 The method for adjusting the chlorine status of a solid fuel for carrying out the present invention is a carbonization rate with respect to a desired chlorine removal rate of the solid fuel when hot air is supplied to the solid fuel transferred in the reaction tank to carbonize the solid fuel. By deriving (the weight ratio of the fixed carbon content in the solid fuel that has been carbonized) and adjusting the temperature, flow rate, and transfer speed of the solid fuel so that the derived carbonization ratio is obtained, the solid It is preferable to control the chlorine removal status of the fuel.
これにより、固体燃料の炭化状況を調整することで、炭化処理の際に塩素の除去状況が制御され、塩素が所望の状況で除去された固体燃料を得ることができる。
また、原料の炭化処理における炭化率、即ち、炭化処理が施された固体燃料中の固定炭素量の重量割合に応じて炭化された固体燃料の中の塩素の含有状況を調整することができる。
Thereby, by adjusting the carbonization status of the solid fuel, the chlorine removal status is controlled during the carbonization treatment, and the solid fuel from which chlorine is removed in a desired condition can be obtained.
Further, the carbonization rate in the carbonization treatment of the raw material, that is, the content of chlorine in the carbonized solid fuel can be adjusted according to the weight ratio of the fixed carbon content in the carbonized solid fuel.
この結果、塩素の除去状況を調整して固体燃料を製造することが可能になる。塩素の除去状況を調整することができるので、原料の塩素の含有状況に制約を受けずに、固体燃料を使用する側での塩素の浄化システム等の状況により、コストと排気ガスの浄化性能に基づいて任意の原料を選択することが可能になる。 As a result, it becomes possible to adjust the removal status of chlorine to produce solid fuel. Since the chlorine removal status can be adjusted, the cost and exhaust gas purification performance can be improved depending on the status of the chlorine purification system on the side where the solid fuel is used, without being restricted by the chlorine content of the raw material. It becomes possible to select any raw material based on this.
因みに、特開2005-67789号公報には、木質系のバイオマスを焙焼して塩素含有率を0.002%以下にした固体燃料を製造する技術が開示されている。この技術は、塩素をできるだけ除去するための条件を見出した技術である。このため、特開2005-67789号公報で開示された技術は、塩素の除去状況を任意の状況に調整できる本願発明の固体燃料の塩素除去状況調整方法とは異なる分野の技術である。 Incidentally, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-67789 discloses a technique for roasting woody biomass to produce a solid fuel having a chlorine content of 0.002% or less. This technology is a technology that has found the conditions for removing chlorine as much as possible. Therefore, the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-67789 is a technique in a field different from the method for adjusting the chlorine removal status of the solid fuel of the present invention, which can adjust the chlorine removal status to an arbitrary status.
また、上述した固体燃料の塩素除去状況調整方法において、前記塩素除去率は、前記固体燃料の原料の中の塩素の含有割合と、前記原料に炭化処理を施した後の炭化燃料の中の塩素の含有割合とに基づいて導出されることが好ましい。 Further, in the above-mentioned method for adjusting the chlorine removal status of the solid fuel, the chlorine removal rate is the content ratio of chlorine in the raw material of the solid fuel and the chlorine in the carbonized fuel after the raw material is carbonized. It is preferable to derive it based on the content ratio of.
請求項2に係る本発明では、所望の塩素除去率で塩素が除去された固体燃料を得ることができる。塩素除去率の導出は、固体燃料の原料の中の塩素の含有割合と、原料に炭化処理を施した後の炭化燃料の中の塩素の含有割合とに基づいて導出される。
In the present invention according to
例えば、
原料の中の塩素の含有率をm1とし、
原料の供給量をm0とし、
炭化燃料の中の塩素の含有率をm2とし、
炭化燃料の排出量(排出量が少ないほど炭化が進んだ状態)をm3とした際、
塩素除去率Rは、以下の式(1)により求めることができる。
R={(m1・m0)-(m2・m3)}/(m1・m0)・・・(1)
塩素除去率Rは、原料を炭化する際の処理温度に基づいて導出されることが知見として得られている(後述する図3参照)。
このため、炭化燃料の中の塩素の含有率m2は、以下の式(2)により求めることができる。
m2=m1・m0(1-R)/m3・・・(2)
for example,
The chlorine content in the raw material is m1.
The supply amount of raw materials is m0,
The chlorine content in the carbonized fuel is m2.
When the amount of carbonized fuel emitted (the smaller the amount of carbonized fuel, the more carbonized) is m3.
The chlorine removal rate R can be obtained by the following formula (1).
R = {(m1 ・ m0)-(m2 ・ m3)} / (m1 ・ m0) ・ ・ ・ (1)
It has been found that the chlorine removal rate R is derived based on the treatment temperature when carbonizing the raw material (see FIG. 3 described later).
Therefore, the chlorine content m2 in the carbonized fuel can be obtained by the following formula (2).
m2 = m1 ・ m0 (1-R) / m3 ... (2)
また、上述した固体燃料の塩素除去状況調整方法において、前記炭化状況は、前記固体
燃料の原料の炭化処理の処理温度であることが好ましい。
Further, in the above -mentioned method for adjusting the chlorine removal status of the solid fuel, it is preferable that the carbonization status is the treatment temperature of the carbonization treatment of the raw material of the solid fuel.
これにより、原料の炭化処理の処理温度に応じて炭化された固体燃料の中の塩素の含有状況を調整することができる。 Thereby, the content of chlorine in the carbonized solid fuel can be adjusted according to the treatment temperature of the carbonization treatment of the raw material.
また、上述した固体燃料の塩素除去状況調整方法において、前記固体燃料の原料は、バイオマス(木質バイオマス)であることが好ましい。 Further, in the above -mentioned method for adjusting the chlorine removal status of the solid fuel, it is preferable that the raw material of the solid fuel is biomass (woody biomass).
これにより、バイオマスを炭化して、所望の塩素除去状況で塩素が除去された固体燃料とすることができる。バイオマスとしては、林地残材、間伐材、未利用樹、製材廃材、建設廃材等の木質バイオマスを用いることが好適である。また、バイオマスとしては、稲、麦わら、もみ殻等の未利用バイオマスや、古紙、家畜の糞尿、食品残渣、汚泥等の廃棄物バイオマスを用いることも可能である。 This allows the biomass to be carbonized into a solid fuel from which chlorine has been removed in the desired chlorine removal situation. As the biomass, it is preferable to use woody biomass such as forest residue, thinned wood, unused trees, lumber waste, and construction waste. Further, as the biomass, unused biomass such as rice, straw and rice husk, and waste biomass such as used paper, livestock manure, food residue and sludge can be used.
上記目的を達成するための請求項1に係る本発明の固体燃料の製造装置は、原料を炭化して固体燃料とする炭化手段と、前記炭化手段による炭化状況を制御する炭化状況調整手段と、前記炭化状況調整手段に動作指令を出力する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記炭化手段で炭化された固体燃料の炭化状況として炭化率を求める炭化率導出手段を備えると共に、前記制御手段は、所定の炭化率に対する塩素除去率の関係が塩素情報として記憶され、所望の塩素除去率が入力され、入力された前記塩素除去率に対して導出された所望の炭化率になるように前記炭化状況調整手段に動作指示を出力することを特徴とする。
The solid fuel manufacturing apparatus of the present invention according to
請求項1に係る本発明では、制御手段の指令に基づいて炭化状況調整手段により固体燃料の炭化状況を調整することで、炭化手段での炭化処理の際の塩素の除去状況が制御される。制御手段の指令は、入力された所望の炭化状況になるように、炭化状況調整手段が動作される。所望の炭化状況にすることで、炭化処理の際に塩素の除去状況が所望の状態に制御され、塩素が所望の状況で除去された固体燃料を得ることができる。
また、所望の塩素除去率で塩素が除去された固体燃料を得ることができる。塩素除去率の導出は、固体燃料の原料の中の塩素の含有割合と、原料に炭化処理を施した後の炭化燃料の中の塩素の含有割合とに基づいて導出される。塩素除去率は、例えば、前述した式(1)により求めることができる。式(1)に基づき、炭化燃料の中の塩素の含有率を前述した式(2)により求めることができる。
また、炭化率導出手段で求められた原料の炭化処理における炭化率、即ち、炭化処理が施された固体燃料中の固定炭素量の重量割合に応じて炭化された固体燃料の中の塩素の含有状況を調整することができる。
In the present invention according to
Further, it is possible to obtain a solid fuel from which chlorine has been removed at a desired chlorine removal rate. The derivation of the chlorine removal rate is derived based on the chlorine content in the raw material of the solid fuel and the chlorine content in the carbonized fuel after the raw material is carbonized. The chlorine removal rate can be obtained, for example, by the above-mentioned formula (1). Based on the formula (1), the chlorine content in the carbonized fuel can be obtained by the above-mentioned formula (2).
Further, the carbonization rate in the carbonization treatment of the raw material obtained by the carbonization rate derivation means, that is, the content of chlorine in the carbonized solid fuel according to the weight ratio of the fixed carbon content in the carbonized solid fuel. The situation can be adjusted.
この結果、塩素の除去状況を調整して固体燃料を製造することが可能になる。塩素の除去状況を調整することができるので、原料の塩素の含有状況に制約を受けずに、固体燃料を使用する側での塩素の浄化システム等の状況により、コストと排気ガスの浄化性能に基づいて任意の原料を選択することが可能になる。 As a result, it becomes possible to adjust the removal status of chlorine to produce solid fuel. Since the chlorine removal status can be adjusted, the cost and exhaust gas purification performance can be improved depending on the status of the chlorine purification system on the side where the solid fuel is used, without being restricted by the chlorine content of the raw material. It becomes possible to select any raw material based on this.
因みに、特開2005-67789号公報には、木質系のバイオマスを焙焼して塩素含有率を0.002%以下にした固体燃料を製造する技術が開示されている。この技術は、塩素をできるだけ除去するための条件を見出した技術である。このため、特開2005-67789号公報で開示された技術は、塩素の除去状況を任意の状況に調整できる本願発明の固体燃料の塩素除去状況調整方法とは異なる分野の技術である。 Incidentally, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-67789 discloses a technique for roasting woody biomass to produce a solid fuel having a chlorine content of 0.002% or less. This technology is a technology that has found the conditions for removing chlorine as much as possible. Therefore, the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-67789 is a technique in a field different from the method for adjusting the chlorine removal status of the solid fuel of the present invention, which can adjust the chlorine removal status to an arbitrary status.
また、上述した固体燃料の製造装置において、前記炭化手段には、前記原料が炭化される際の処理温度を検出する処理温度検出手段が備えられ、前記炭化状況は、前記処理温度検出手段で検出される処理温度であることが好ましい。 Further, in the above -mentioned solid fuel manufacturing apparatus, the carbonization means is provided with a processing temperature detecting means for detecting the processing temperature when the raw material is carbonized, and the carbonization state is detected by the processing temperature detecting means. It is preferable that the processing temperature is the same.
これにより、処理温度検出手段で検出される処理温度(原料の炭化処理の処理温度)に応じて炭化された固体燃料の中の塩素の含有状況を調整することができる。 This makes it possible to adjust the chlorine content in the carbonized solid fuel according to the processing temperature (processing temperature for carbonization of the raw material) detected by the processing temperature detecting means.
また、請求項2に係る本発明の固体燃料の製造装置は、請求項1に記載の固体燃料の製造装置において、前記固体燃料の原料は、バイオマス(木質バイオマス)であることを特徴とする。
Further, the solid fuel manufacturing apparatus of the present invention according to
請求項2に係る本発明では、バイオマスを炭化して、所望の塩素除去状況で塩素が除去された固体燃料とすることができる。バイオマスとしては、林地残材、間伐材、未利用樹、製材廃材、建設廃材等の木質バイオマスを用いることが好適である。また、バイオマスとしては、稲、麦わら、もみ殻等の未利用バイオマスや、古紙、家畜の糞尿、食品残渣、汚泥等の廃棄物バイオマスを用いることも可能である。
In the present invention according to
本発明の固体燃料の塩素除去状況調整方法は、塩素の除去状況を調整して固体燃料を製造することが可能になる。 The method for adjusting the chlorine removal status of a solid fuel of the present invention makes it possible to produce a solid fuel by adjusting the chlorine removal status.
また、本発明の固体燃料の製造装置は、塩素の除去状況を調整して固体燃料を製造することが可能になる。 Further, the solid fuel production apparatus of the present invention can produce solid fuel by adjusting the chlorine removal state.
本発明の固体燃料の塩素除去状況調整方法、及び、固体燃料の製造装置は、特に、バイオマス(木質バイオマス)を炭化して炭化物(固体燃料)を得る際に、塩素の除去率を調整して所望の塩素除去率で塩素が除去された炭化物(固体燃料)を得ることが可能になる。 The method for adjusting the chlorine removal status of a solid fuel and the equipment for producing a solid fuel of the present invention adjust the removal rate of chlorine, in particular, when carbonizing biomass (woody biomass) to obtain carbonized material (solid fuel). It becomes possible to obtain a carbide (solid fuel) from which chlorine has been removed at a desired chlorine removal rate.
本実施例の固体燃料の塩素除去状況調整方法は、バイオマス(木質バイオマス)を炭化して燃料として使用する際に、木質バイオマスの炭化状況(炭化温度、炭化率)を把握し、炭化状況に基づいて塩素の除去状況(塩素の除去率)を導出することで、炭化状況に応じて木質バイオマスの炭化物(固体燃料)の塩素除去率を制御するものである。例えば、所望の塩素除去率で塩素が除去された炭化物を得ることができるようにしたものである。 The method for adjusting the chlorine removal status of the solid fuel of this embodiment grasps the carbonization status (carbonization temperature, carbonization rate) of the woody biomass when carbonizing the biomass (woody biomass) and using it as a fuel, and is based on the carbonization status. By deriving the removal status of chlorine (removal rate of chlorine), the removal rate of carbonized carbonized wood (solid fuel) of woody biomass is controlled according to the carbonization status. For example, it is possible to obtain a carbide from which chlorine has been removed at a desired chlorine removal rate.
このため、塩素の除去率を調整して木質バイオマスを製造することが可能になる。塩素の除去率を調整することができるので、原料の塩素の含有状況に制約を受けずに、炭化物を使用する側での塩素の浄化システム等の状況により、コストと排気ガスの浄化性能に基づいて任意の原料を選択することが可能になる。 Therefore, it becomes possible to produce woody biomass by adjusting the chlorine removal rate. Since the chlorine removal rate can be adjusted, it is not restricted by the chlorine content of the raw material, and it is based on the cost and exhaust gas purification performance depending on the situation such as the chlorine purification system on the side where the carbide is used. It becomes possible to select any raw material.
つまり、塩素が含まれている木質バイオマから炭化物を得る際に(炭化処理を施す際に)、塩素の含有率をある程度調整できるため、安定した価格で入手できる木質バイオマスから、使う側の事情に応じた所望の塩素含有率となる炭化物が得られ、安価な木質バイオマスを使用したい要望に応えることが可能になる。 In other words, when carbonizing carbonized material is obtained from woody biomass containing chlorine (when carbonizing), the chlorine content can be adjusted to some extent, so the woody biomass that can be obtained at a stable price can be used according to the circumstances of the user. A carbide having a desired chlorine content can be obtained, and it becomes possible to meet the demand for using inexpensive woody biomass.
塩素除去率の導出は、炭化物の原料である木質バイオマスの中の塩素の含有割合と、木質バイオマスに炭化処理を施した後の炭化物(炭化燃料)の中の塩素の含有割合とに基づいて導出される。 The derivation of the chlorine removal rate is based on the chlorine content in the woody biomass, which is the raw material for carbonization, and the chlorine content in the charcoal (carbonized fuel) after carbonizing the woody biomass. Will be done.
例えば、
原料の木質バイオマス中の塩素の含有率をm1とし、
原料の木質バイオマスの供給量をm0とし、
炭化物(炭化燃料)の中の塩素の含有率をm2とし、
炭化物(炭化燃料)の排出量(排出量が少ないほど炭化が進んだ状態)をm3とした際に、
塩素除去率Rは、以下の式により求めることができる。
R={(m1・m0)-(m2・m3)}/(m1・m0)
塩素除去率Rは、原料を炭化する際の処理温度に基づいて導出されることが知見として得られている(後述する図3参照)。このため、炭化燃料の中の塩素の含有率m2は、以下の式により求めることができる。
m2=m1・m0(1-R)/m3
for example,
The chlorine content in the raw wood biomass is m1.
The supply amount of woody biomass as a raw material is set to m0.
The chlorine content in the carbide (carbonized fuel) is m2.
When the amount of carbonized material (carbonized fuel) discharged (the smaller the amount of carbonized fuel, the more carbonized) is set to m3.
The chlorine removal rate R can be calculated by the following formula.
R = {(m1 ・ m0)-(m2 ・ m3)} / (m1 ・ m0)
It has been found that the chlorine removal rate R is derived based on the treatment temperature when carbonizing the raw material (see FIG. 3 described later). Therefore, the chlorine content m2 in the carbonized fuel can be calculated by the following formula.
m2 = m1 ・ m0 (1-R) / m3
原料のバイオマスとしては、林地残材、間伐材、未利用樹、製材廃材、建設廃材等の木質バイオマスを用いることが好適である。また、原料のバイオマスとしては、稲、麦わら、もみ殻等の未利用バイオマスや、古紙、家畜の糞尿、食品残渣、汚泥等の廃棄物バイオマスを用いることも可能である。 As the raw material biomass, it is preferable to use woody biomass such as forest residue, thinned wood, unused trees, lumber waste, and construction waste. Further, as the raw material biomass, unused biomass such as rice, straw and rice husk, and waste biomass such as used paper, livestock manure, food residue and sludge can be used.
図1から図3に基づいて本発明の一実施例の参考となる固体燃料の塩素除去状況調整方法を実施する固体燃料の製造装置を説明する。 A solid fuel manufacturing apparatus for carrying out a method for adjusting the chlorine removal status of a solid fuel as a reference for an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
図1には本発明の一実施例に係る固体燃料の製造装置の全体構成を説明する概略系統、図2には本発明の参考例に係る固体燃料の製造装置における制御手段のブロック構成、図3には塩素除去率と処理温度の関係を表すグラフを示してある。 FIG. 1 is a schematic system for explaining an overall configuration of a solid fuel manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block configuration of a control means in the solid fuel manufacturing apparatus according to a reference example of the present invention. No. 3 shows a graph showing the relationship between the chlorine removal rate and the processing temperature.
図1に示すように、原料であるバイオマス(木質バイオマス)を炭化して炭化燃料(固体燃料)とする炭化手段としての炭化設備1を備えている。炭化設備1は、入口部3から出口部4に向けて木質バイオマスが軸方向に順次搬送される加熱本体2を備えている。加熱本体2はモータ5bにより回転される回転体で構成され、加熱本体2の回転により木質バイオマスが出口部4に向けて搬送される。加熱本体2には、モータ5aにより駆動されるコンベア6(スクリューコンベア)から木質バイオマスが供給される。コンベア6による木質バイオマスの供給速度、加熱本体2の回転による木質バイオマスの搬送速度が制御されることで、木質バイオマスの炭化時間が調整される(炭化状況調整手段)。
As shown in FIG. 1, it is provided with a
炭化設備1の加熱本体2は加熱ドラム11に覆われ、加熱本体2と加熱ドラム11の間(加熱ドラム11の内側)に熱風が供給されることで、加熱本体2の内部の木質バイオマスが炭化される。熱風の温度が制御されることで、木質バイオマスの炭化時間が調整される(炭化状況調整手段)。加熱ドラム11には処理温度検出手段としての温度検出手段13が設けられ(例えば、加熱ドラム11の軸方向に4箇所設けられ)、温度検出手段13により炭化処理の処理温度が検出される。
The heating
尚、上記実施例では、炭化設備1として、加熱本体2(回転体)を回転させて原料を搬送する回転ドラム型の反応設備を適用した例を挙げて説明したが、多段の燃焼炉を備えた反応設備、流動層型の反応設備、移動層型の反応設備等、他の形式で原料を加熱(直接、間接)する設備を適用することが可能である。
In the above embodiment, an example in which a rotary drum type reaction facility for rotating a heating main body 2 (rotating body) to transport raw materials is applied as the
炭化された木質バイオマスである炭化燃料8が出口部4から冷却手段12を介して排出される。また、炭化に伴って生じる塩素を含む熱分解ガスが出口部4から排出されて処理設備に送られて清浄化される。熱分解ガスは燃料としても利用できるので、熱分解ガスの全部もしくは一部は、後述する燃料供給路16に投入される。
The carbonized fuel 8, which is carbonized woody biomass, is discharged from the outlet portion 4 via the cooling means 12. Further, the pyrolysis gas containing chlorine generated by carbonization is discharged from the outlet portion 4 and sent to the processing equipment for cleaning. Since the pyrolysis gas can also be used as fuel, all or part of the pyrolysis gas is put into the
加熱ドラム11の内側に熱風を供給する熱風炉15が備えられ、熱風炉15には燃料供給路16から燃料が供給され、空気供給路17から燃焼用の空気が供給される。燃料供給路16には流量調整手段18aが設けられ、空気供給路17には流量調整手段18bが設けられている。流量調整手段18a、18bの制御により、燃料量と空気量が調整され、熱風の温度及び流量が制御される(炭化状況調整手段)。
A
炭化設備1には、木質バイオマスが所望の炭化状況(塩素除去率)になるように炭化状況調整手段に動作指示を出力する制御手段21が備えられている。即ち、制御手段21には、所望の塩素除去率の情報、木質バイオマスの塩素含有量の情報(原料情報)等が入力され、必要に応じて、温度検出手段13で検出される炭化処理の処理温度の情報が入力される。
The
制御手段21からは、モータ5a、モータ5bに駆動指令が出力され、流量調整手段18a、18bに制御指令が出力される。つまり、コンベア6による木質バイオマスの供給速度が制御されると共に、加熱本体2の回転数が制御されて木質バイオマスの搬送速度が制御される。そして、燃料供給路16の燃料量の状況、空気供給路17の燃焼用の空気流量の状況が制御されて熱風炉15からの熱風の温度、流量が制御される。熱風炉15からの熱風の温度、流量が制御されることにより、炭化処理の処理温度が制御され、処理温度に応じて炭化された炭化燃料8の塩素の含有量(炭化燃料の塩素の除去率)が調整される。
The control means 21 outputs a drive command to the
図2に示すように、制御手段21には、所定の処理温度(炭化状況)に対する塩素除去率(塩素除去状況)の関係が温度-除去率マップ22(塩素情報)として記憶されている。制御手段21では、入力された所望の塩素除去率に対する温度を温度-除去率マップ22から導出し、導出された温度になるように、熱風の温度、流量が温度制御手段23で調整される。制御手段21からは、温度制御手段23で調整された熱風の温度、流量になるように、空気供給路17(炭化設備1)に制御指令が出力される。
As shown in FIG. 2, the control means 21 stores the relationship between the chlorine removal rate (chlorine removal status) and the predetermined treatment temperature (carbonization status) as the temperature-removal rate map 22 (chlorine information). In the control means 21, the temperature with respect to the input desired chlorine removal rate is derived from the temperature-
温度-除去率マップ22には、図3に示すように、塩素除去率と処理温度の関係がマップ化されている。例えば、木質バイオマスを炭化する場合の処理温度がある温度T1(例えば、360℃から380℃)に至るまでは、塩素の除去率が徐々に高くなり、多くの塩素が除去される(例えば、除去率80%から90%)。
As shown in FIG. 3, the temperature-
そして、処理温度がある温度であるT1を超えると、塩素の除去率の上昇がほとんど無くなり、処理温度がある温度よりも高い温度であるTS(例えば、400℃)になるとこれ以上温度が高くなっても、塩素の除去率は変化しなくなる(例えば、90%が上限となる)。 When the treatment temperature exceeds T1, which is a certain temperature, the increase in the chlorine removal rate almost disappears, and when the treatment temperature reaches TS (for example, 400 ° C.), which is a temperature higher than a certain temperature, the temperature becomes higher. However, the chlorine removal rate does not change (for example, 90% is the upper limit).
例えば、塩素の処理設備を備えていない場合、必要となる炭化燃料の所望の塩素除去率が高い値(100%に近い)の状況になるので、木質バイオマスを炭化する場合の処理温度をT1に調整して炭化設備1を運転することで、最大限の除去率で塩素が除去された炭化燃料8を得ることができる。
For example, if a chlorine treatment facility is not provided, the desired chlorine removal rate of the required carbonized fuel is high (close to 100%), so the treatment temperature for carbonizing woody biomass is set to T1. By adjusting and operating the
また、例えば、塩素を高いレベルで除去できる排煙設備を備えている場合、必要となる炭化燃料の所望の塩素除去率は高くなくてよい(70%程度)状況になるので、木質バイオマスを炭化する場合の処理温度をT1よりも低い温度に調整して炭化設備1を運転することで、最小限のエネルギーの消費により、所望の除去率で塩素が除去された炭化燃料8を得ることができる。
Further, for example, if a smoke exhaust facility capable of removing chlorine at a high level is provided, the desired chlorine removal rate of the required carbonized fuel does not have to be high (about 70%), so that woody biomass is carbonized. By adjusting the processing temperature to a temperature lower than T1 and operating the
この結果、木質バイオマスを炭化する場合の処理温度を制御することにより、任意の塩素除去率(所望の塩素除去率)の炭化燃料8(固体燃料)を製造することが可能になる。 As a result, by controlling the treatment temperature when carbonizing woody biomass, it becomes possible to produce carbonized fuel 8 (solid fuel) having an arbitrary chlorine removal rate (desired chlorine removal rate).
つまり、木質バイオマスを炭化する場合の処理温度を調整して塩素の除去率(除去状況)を調整し、炭化燃料8(固体燃料)を製造することが可能になり、使用する木質バイオマスの塩素の含有状況の制約を受けることなく、炭化燃料8(固体燃料)を使用する側での塩素の浄化システム等の状況により、コストと排気ガスの浄化性能に基づいて任意の(安価で塩素が含有されている状況の)木質バイオマスを選択することが可能になる。 In other words, it is possible to adjust the treatment temperature when carbonizing woody biomass to adjust the chlorine removal rate (removal status) to produce carbonized fuel 8 (solid fuel), and it is possible to produce chlorine in the woody biomass used. Arbitrary (cheap and inexpensive chlorine is contained) based on the cost and the purification performance of the exhaust gas, depending on the situation such as the chlorine purification system on the side where the carbonized fuel 8 (solid fuel) is used, without being restricted by the content situation. It will be possible to select woody biomass (in the current situation).
上述した固体燃料の製造装置は、木質バイオマスを炭化して炭化物(固体燃料)を得る際に、処理温度を調整することで塩素の除去率を調整することが可能になる。 The above-mentioned solid fuel production apparatus can adjust the chlorine removal rate by adjusting the treatment temperature when carbonizing woody biomass to obtain carbides (solid fuel).
図1、図4、図5に基づいて本発明の一実施例を説明する。本実施例では、炭化燃料8の炭化率に応じて炭化燃料8の塩素の除去率が調整される。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 4, and 5. In this embodiment, the chlorine removal rate of the carbonized fuel 8 is adjusted according to the carbonization rate of the carbonized fuel 8.
制御手段21からは、モータ5に駆動指令が出力され、流量調整手段18に制御指令が出力される。つまり、コンベア6による搬送速度が制御されて木質バイオマスの炭化時間が調整される。炭化時間が調整されることで、炭化燃料8の炭化率(炭化処理が施された炭化燃料中の固定炭素量の重量割合)が制御され、炭化率に応じて炭化された炭化燃料8の塩素の含有量(炭化燃料8の塩素の除去率)が調整される。
A drive command is output from the control means 21 to the motor 5, and a control command is output to the flow rate adjusting means 18. That is, the transport speed by the
制御手段21には、加熱本体2で炭化された炭化燃料8の炭化率(炭化処理が施された炭化燃料中の固定炭素量の重量割合)を求める炭化率導出手段が備えられ、炭化率導出手段で求められた炭化率(炭化状況)に対する塩素除去率(塩素除去状況)の関係が炭化率-除去率マップ25として記憶されている。
The control means 21 is provided with a carbonization rate derivation means for obtaining the carbonization rate (the weight ratio of the fixed carbon content in the carbonized fuel subjected to the carbonization treatment) of the carbonized fuel 8 carbonized by the heating
制御手段21では、入力された所望の塩素除去率に対する炭化率を炭化率-除去率マップ25から導出し、導出された炭化率になるように、熱風の温度、流量、コンベア6による搬送速度が制御され、木質バイオマスの炭化温度、炭化時間が、炭化率制御手段26で調整される(炭化率が調整される)。
In the control means 21, the carbonization rate with respect to the input desired chlorine removal rate is derived from the carbonization rate-
制御手段21からは、炭化率制御手段26で調整された熱風の温度、流量、及び、搬送速度になるように、空気供給路17(炭化設備1)、モータ5(炭化設備1)に制御指令が出力される。 The control means 21 gives a control command to the air supply path 17 (carbonization equipment 1) and the motor 5 (carbonization equipment 1) so that the temperature, flow rate, and transport speed of the hot air adjusted by the carbonization rate control means 26 are obtained. Is output.
炭化率-除去率マップ25には、図5に示すように、塩素除去率と固定炭素の割合(固定炭素量:炭化率)の関係がマップ化されている。例えば、炭化燃料の固定炭素の割合が、ある割合、例えば、20wt%を超えて30wt%に至るまでの間に、塩素の除去率が急激に上昇し、多くの塩素が除去されている(例えば、除去率80%から90%)。
As shown in FIG. 5, the carbonization rate-
そして、炭化燃料の固定炭素の割合がある割合を超えると、例えば、30wt%を超えると、塩素の除去率の上昇がほとんど無くなり、固定炭素の割合がこれ以上高くなっても、塩素の除去率は変化しなくなる(例えば、90%が上限となる)。 When the ratio of fixed carbon in the carbonized fuel exceeds a certain ratio, for example, when it exceeds 30 wt%, the increase in the chlorine removal rate almost disappears, and even if the ratio of fixed carbon becomes higher than this, the chlorine removal rate Does not change (for example, 90% is the upper limit).
例えば、塩素の処理設備を備えていない場合、必要となる炭化燃料の所望の塩素除去率が高い値(100%に近い)の状況になるので、木質バイオマスを炭化した場合の固定炭素の割合(炭化率)が、例えば、30wt%になるように炭化設備1の運転を調整することで、最大限の除去率で塩素が除去された炭化燃料8を得ることが出来る。
For example, if a carbonization facility is not provided, the desired carbonization rate of the required carbonized fuel will be high (close to 100%), so the proportion of fixed carbon when carbonizing woody biomass (close to 100%). By adjusting the operation of the
また、例えば、塩素を高いレベルで除去できる排煙設備を備えている場合、必要となる炭化燃料の所望の塩素除去率は高くなくてよい(70%程度)状況になるので、木質バイオマスを炭化した場合の固定炭素の割合(炭化率)を30wt%よりも低い状態に調整して炭化設備1の運転を調整することで、最小限のエネルギーの消費により、所望の除去率で塩素が除去された炭化燃料8を得ることができる。
Further, for example, if a smoke exhaust facility capable of removing chlorine at a high level is provided, the desired carbonization rate of the required carbonized fuel does not have to be high (about 70%), so that woody biomass is carbonized. By adjusting the ratio of fixed carbon (carbonization rate) to a state lower than 30 wt% and adjusting the operation of the
この結果、木質バイオマスを炭化した場合の炭化率を制御することにより、任意の塩素除去率(所望の塩素除去率)の炭化燃料8(固体燃料)を製造することが可能になる。 As a result, by controlling the carbonization rate when woody biomass is carbonized, it becomes possible to produce a carbonized fuel 8 (solid fuel) having an arbitrary chlorine removal rate (desired chlorine removal rate).
つまり、木質バイオマスを炭化する場合の炭化率を調整して塩素の除去率(除去状況)を調整し、炭化燃料8(固体燃料)を製造することが可能になり、使用する木質バイオマスの塩素の含有状況の制約を受けることなく、炭化燃料8(固体燃料)を使用する側での塩素の浄化システム等の状況により、コストと排気ガスの浄化性能に基づいて任意の(安価で塩素が含有されている状況の)木質バイオマスを選択することが可能になる。 In other words, it is possible to adjust the carbonization rate when carbonizing woody biomass to adjust the chlorine removal rate (removal status) to produce carbonized fuel 8 (solid fuel), and it is possible to produce chlorine in the woody biomass used. Arbitrary (cheap and inexpensive chlorine is contained) based on the cost and the purification performance of the exhaust gas, depending on the situation such as the chlorine purification system on the side where the carbonized fuel 8 (solid fuel) is used, without being restricted by the content situation. It will be possible to select woody biomass (in the current situation).
上述した固体燃料の製造装置は、木質バイオマスを炭化して炭化物(固体燃料)を得る際に、炭化率を調整することで塩素の除去率を調整することが可能になる。 The above-mentioned solid fuel production apparatus can adjust the removal rate of chlorine by adjusting the carbonization rate when carbonizing woody biomass to obtain carbonized material (solid fuel).
本発明は、固体燃料の塩素除去状況調整方法、及び、固体燃料の製造装置の産業分野で利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the industrial field of a method for adjusting the chlorine removal status of a solid fuel and a solid fuel manufacturing apparatus.
1 炭化設備
2 加熱本体
3 入口部
4 出口部
5a、5b モータ
6 コンベア
8 炭化燃料
11 加熱ドラム
12 冷却手段
13 温度検出手段
15 熱風炉
16 燃料供給路
17 空気供給路
18a、18b 流量調整手段
21 制御手段
22 温度-除去率マップ
23 温度制御手段
25 炭化率-除去率マップ
26 炭化率制御手段
1
Claims (2)
前記炭化手段による炭化状況を制御する炭化状況調整手段と、
前記炭化状況調整手段に動作指令を出力する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記炭化手段で炭化された固体燃料の炭化状況として炭化率を求める炭化率導出手段を備えると共に、
前記制御手段は、
所定の炭化率に対する塩素除去率の関係が塩素情報として記憶され、所望の塩素除去率が入力され、入力された塩素除去率に対して導出された所望の炭化率になるように前記炭化状況調整手段に動作指示を出力する
ことを特徴とする固体燃料の製造装置。 Carbonization means that carbonizes raw materials into solid fuel,
A carbonization status adjusting means for controlling the carbonization status by the carbonization means,
The carbonization status adjusting means is provided with a control means for outputting an operation command.
The control means is
A carbonization rate derivation means for determining the carbonization rate as the carbonization status of the solid fuel carbonized by the carbonization means is provided, and the carbonization rate is derived.
The control means is
The relationship between the chlorine removal rate and the predetermined carbonization rate is stored as chlorine information, the desired chlorine removal rate is input, and the carbonization status is adjusted so as to be the desired carbonization rate derived with respect to the input chlorine removal rate. A solid fuel production device characterized by outputting operation instructions to means.
前記固体燃料の原料は、バイオマスである
ことを特徴とする固体燃料の製造装置。 In the solid fuel manufacturing apparatus according to claim 1 ,
A solid fuel manufacturing apparatus characterized in that the raw material of the solid fuel is biomass.
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