JP7021604B2 - Steaming blasting device and steaming blasting system equipped with it - Google Patents

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Description

本発明は、蒸煮爆砕装置及びそれを備えた蒸煮爆砕システムに関する。 The present invention relates to a steaming blasting apparatus and a steaming blasting system including the steaming blasting apparatus.

特許文献1には、有機性廃棄物を容器内に収容し、高温・高圧の水蒸気によって廃棄物を加熱(蒸煮)した後、容器内圧力を瞬間的に開放し、水の断熱膨張のエネルギによって固体成分を粉砕(爆砕)する水蒸気爆砕(蒸煮爆砕)方式の廃棄物処理装置が開示されている。 In Patent Document 1, organic waste is stored in a container, and after the waste is heated (steamed) with high-temperature and high-pressure steam, the pressure inside the container is momentarily released, and the energy of adiabatic expansion of water is used. A steam blasting (steaming blasting) type waste treatment device for crushing (blasting) solid components is disclosed.

また、特許文献2には、複数の耐圧容器を直列に配置して各容器間をバルブで接続した装置を使用し、一段目の容器に繊維質材料を供給して高温高圧で蒸煮した後、各容器にて段階的に圧力を降下させながら爆砕する多段式爆砕方法が開示されている。 Further, in Patent Document 2, a device in which a plurality of pressure-resistant containers are arranged in series and each container is connected by a valve is used, and after supplying a fibrous material to the first-stage container and boiling at high temperature and high pressure, A multi-stage blasting method of blasting while gradually lowering the pressure in each container is disclosed.

特開2010-37536号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-37536 特開昭63-105195号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-105195

原料となるバイオマスが水分を多量に含む(例えば50wt%)、いわゆる湿潤バイオマスである場合、従来はバイオマスの水分が10wt%以下程度になるまで乾燥した乾燥バイオマスを粉砕してバイオマス燃料を生成している。この場合には、バイオマスを乾燥するための前処理設備が必要となるため、乾燥機を作動させるための電力等のエネルギ消費量が増大するとともに、乾燥機という前処理設備を要する。 When the raw material biomass is a so-called wet biomass containing a large amount of water (for example, 50 wt%), conventionally, dried biomass dried until the water content of the biomass becomes about 10 wt% or less is crushed to produce biomass fuel. There is. In this case, since a pretreatment facility for drying the biomass is required, energy consumption such as electric power for operating the dryer is increased, and a pretreatment facility called a dryer is required.

また、特許文献1に記載の廃棄物処理装置のように、ボイラで大量に発生する水蒸気を有効に活用し、バイオマスを水蒸気爆砕により粉砕する場合、バイオマスの粉砕に要するエネルギ消費量を低減することができる。しかし、この水蒸気爆砕では、水蒸気をバイオマスと混合することにより蒸煮するため、水蒸気爆砕後に大量の水蒸気が発生する。爆砕処理後に水蒸気を装置外に放出すると、熱量廃棄に伴うエネルギーロスが発生し、ボイラが設けられる火力発電所等の発電効率の低下を招きかねない。 Further, when the biomass is crushed by steam blasting by effectively utilizing the steam generated in a large amount in the boiler as in the waste treatment apparatus described in Patent Document 1, the energy consumption required for crushing the biomass is reduced. Can be done. However, in this steam blasting, steam is steamed by mixing it with biomass, so a large amount of steam is generated after steam blasting. If steam is released to the outside of the device after the blasting process, energy loss will occur due to heat disposal, which may lead to a decrease in power generation efficiency of a thermal power plant or the like in which a boiler is installed.

一方、特許文献2に記載の蒸煮爆砕装置は、各容器において段階的に爆砕することにより、一段目の爆砕で発生した水蒸気を次段の爆砕で利用している。しかし、特許文献1の場合と同様に、各容器において爆砕処理が終了した後には、水蒸気が装置外に放出され、熱量廃棄に伴うエネルギーロスが発生する。また、各段の爆砕で発生した大量の水分由来以外の蒸気や、凝縮水までもが次段の容器で再度蒸煮される。 On the other hand, the steaming and blasting apparatus described in Patent Document 2 uses the steam generated in the first-stage blasting in the next-stage blasting by blasting in each container in stages. However, as in the case of Patent Document 1, after the blasting treatment is completed in each container, water vapor is released to the outside of the apparatus, and energy loss due to heat disposal occurs. In addition, steam other than that derived from a large amount of water generated by the blasting of each stage and even condensed water are steamed again in the container of the next stage.

また、段階的に爆砕するため、所望の粒径を得られた材料までもが再度蒸煮、爆砕される。従って、水分由来以外の蒸気と凝縮水との再蒸煮、及び、所望の粒径を得られた材料の不要な再蒸煮及び再爆砕が行われた結果、エネルギーロスが増大するおそれがある。さらには、水分由来以外の蒸気により微粉化バイオマスが変質し、微粉化バイオマスの燃焼効率が悪化するおそれもある。しかも、多段の爆砕からなる一度の爆砕処理のために、多数の容器を要するため、装置コストが増大する。 Further, since the material is crushed step by step, even the material having a desired particle size is steamed and crushed again. Therefore, as a result of re-steaming of steam other than that derived from water and condensed water, and unnecessary re-steaming and re-blasting of a material having a desired particle size, energy loss may increase. Furthermore, vapors other than those derived from water may alter the micronized biomass, degrading the combustion efficiency of the micronized biomass. Moreover, since a large number of containers are required for one blasting process consisting of multiple stages of blasting, the equipment cost increases.

さらに、特許文献1、2の何れにおいても、爆砕処理後に所望の粒径を得られなかった固体残渣の扱いについて格別な配慮がなされていない。従って、バイオマスを少ないエネルギで効率的に微粉砕して燃料としての微粉化バイオマスを高い収率で生成することについては依然として課題が残されている。 Further, in neither of Patent Documents 1 and 2, special consideration is given to the handling of the solid residue whose desired particle size has not been obtained after the blasting treatment. Therefore, there is still a problem in producing micronized biomass as a fuel in high yield by efficiently pulverizing the biomass with a small amount of energy.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、バイオマスを少ないエネルギで効率的に微粉砕して燃料としての微粉化バイオマスを高い収率で生成することができる蒸煮爆砕装置及びそれを備えた蒸煮爆砕システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object thereof is to efficiently finely grind biomass with a small amount of energy to produce finely divided biomass as a fuel in a high yield. It is an object of the present invention to provide a steaming and exploding device capable of being capable of steaming and exploding, and a steaming and exploding system equipped with the same.

上記目的を達成するため、本発明の蒸煮爆砕装置は、蒸気が供給されるシェルと、シェル内に配置されるチューブと、チューブの入口側に接続され、チューブ内にバイオマスを供給するフィーダと、チューブの入口側に介装される入口バルブと、チューブの出口側に介装される出口バルブと、入口バルブを開、出口バルブを閉とし、フィーダから入口バルブを経てチューブ内にバイオマスを供給し、入口及び出口バルブを閉とし、バイオマスをチューブ内に密閉し、チューブ内のバイオマスをシェル内の蒸気で加熱し、保持時間の経過後、入口バルブを閉、出口バルブを開とし、チューブ内のバイオマスをその含有水分で蒸気爆砕して微粉化バイオマスを生成する制御ユニットと、チューブの出口側に接続され、チューブ内に生成された微粉化バイオマスから固体残渣と水蒸気とを分離する分離ユニットと、分離ユニットで分離した水蒸気の少なくとも一部をチューブの入口側に戻す第1循環路とを備え、第1循環路は、分離ユニットで分離した水蒸気の凝縮を抑制する保温ユニットを有するIn order to achieve the above object, the steaming and exploding device of the present invention includes a shell to which steam is supplied, a tube arranged in the shell, a feeder connected to the inlet side of the tube, and a feeder for supplying biomass into the tube. The inlet valve interposed on the inlet side of the tube, the outlet valve interposed on the outlet side of the tube, the inlet valve are opened, the outlet valve is closed, and the steam is supplied from the feeder to the tube via the inlet valve. , The inlet and outlet valves are closed, the biomass is sealed in the tube, the biomass in the tube is heated by the steam in the shell, and after the holding time has elapsed, the inlet valve is closed, the outlet valve is opened, and the inside of the tube is closed. A control unit that steam-blasts the biomass with its water content to produce pulverized biomass, and a separation unit that is connected to the outlet side of the tube and separates solid residue and water vapor from the pulverized biomass generated in the tube. A first circulation path for returning at least a part of the steam separated by the separation unit to the inlet side of the tube is provided , and the first circulation path has a heat retaining unit for suppressing the condensation of the steam separated by the separation unit .

一方、本発明の蒸煮爆砕システムは、蒸気が供給されるシェルと、シェル内に配置されるチューブと、チューブの入口側に接続され、チューブ内にバイオマスを供給するフィーダと、チューブの入口側に介装される入口バルブと、チューブの出口側に介装される出口バルブと、入口バルブを開、出口バルブを閉とし、フィーダから入口バルブを経てチューブ内にバイオマスを供給し、入口及び出口バルブを閉とし、バイオマスをチューブ内に密閉し、チューブ内のバイオマスをシェル内の蒸気で加熱し、保持時間の経過後、入口バルブを閉、出口バルブを開とし、チューブ内のバイオマスをその含有水分で蒸気爆砕して微粉化バイオマスを生成する制御ユニットと、チューブの出口側に接続され、チューブ内に生成された微粉化バイオマスから固体残渣と水蒸気とを分離する分離ユニットと、分離ユニットで分離した水蒸気の少なくとも一部をチューブの入口側に戻す第1循環路とを備えた蒸煮爆砕装置を複数備える蒸煮爆砕システムであって、第1循環路は、分離ユニットで分離した水蒸気を異なる蒸煮爆砕装置のチューブの入口側に戻す。 On the other hand, the steaming and blasting system of the present invention is connected to a shell to which steam is supplied, a tube arranged in the shell, a feeder connected to the inlet side of the tube and supplying biomass into the tube, and an inlet side of the tube. The inlet valve to be interposed, the outlet valve to be interposed on the outlet side of the tube, the inlet valve to be opened, the outlet valve to be closed, the steam is supplied from the feeder to the tube via the inlet valve, and the inlet and outlet valves are used. Close, seal the biomass in the tube, heat the biomass in the tube with steam in the shell, close the inlet valve and open the outlet valve after the retention time elapses, and contain the biomass in the tube with its water content. Separated by a control unit that is connected to the outlet side of the tube and separates the solid residue and steam from the pulverized biomass generated in the tube, and a separation unit that is connected to the outlet side of the tube to generate pulverized biomass by steam blasting. It is a steaming and blasting system equipped with a plurality of steaming and exploding devices equipped with a first circulation path for returning at least a part of steam to the inlet side of the tube, and the first circulation path is a different steaming and exploding device for steam separated by a separation unit. Return to the inlet side of the tube.

本発明の蒸煮爆砕装置及びそれを備えた蒸煮爆砕システムによれば、バイオマスを少ないエネルギで効率的に微粉砕して燃料としての微粉化バイオマスを高い収率で生成することができる。 According to the steaming and blasting apparatus of the present invention and the steaming and blasting system provided therein, biomass can be efficiently pulverized with a small amount of energy to produce pulverized biomass as fuel in a high yield.

本発明の実施形態に係る蒸煮爆砕装置を備えたボイラ装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the boiler apparatus provided with the steaming explosion apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る蒸煮爆砕装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the steaming blasting apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図2のシェルを図2のA-A断面の矢視方向から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the shell of FIG. 2 from the arrow view direction of the cross section AA of FIG. 図2の制御ユニットが実行する爆砕制御を説明したフローチャートである。It is a flowchart explaining the blasting control executed by the control unit of FIG. 本発明の第2実施形態に係る蒸煮爆砕装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the steaming explosion crusher which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図5の制御ユニットが実行する爆砕制御を説明したフローチャートである。It is a flowchart explaining the blasting control executed by the control unit of FIG. 本発明の第3実施形態に係る蒸煮爆砕システムを示す構成図である。It is a block diagram which shows the steaming explosion crushing system which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る蒸煮爆砕システムの別形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows another form of the steaming explosion crushing system which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 図1又は図5の蒸煮爆砕装置が受入タンクを備える形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows the form which the steaming blasting apparatus of FIG. 1 or FIG. 5 is provided with a receiving tank.

以下、図面に基づき本発明の蒸煮爆砕装置及びそれを備えた蒸煮爆砕システムについて説明する。
図1は、蒸煮爆砕装置を備えたボイラ装置1の構成を示す。ボイラ装置1は、石炭焚きボイラ2を備え、火力発電所等に設置される。石炭焚きボイラ2は、例えば微粉炭焚きボイラ(PCボイラ:Pulverized Coal boiler)であって、火炉2a、後部伝熱部である過熱器2b、再熱器2c、及び節炭部2dを具備している。節炭部2dから煙突Pに至るまでの排ガス処理煙道3には、脱硝部4、エアヒータ5、集塵装置6、誘引ファン7、熱交換器8、脱硫部9及び押込みファン10が順次配置されている。
Hereinafter, the steaming blasting apparatus of the present invention and the steaming blasting system provided with the steaming blasting apparatus will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the configuration of a boiler device 1 provided with a steaming and explosive device. The boiler device 1 includes a coal-fired boiler 2 and is installed in a thermal power plant or the like. The coal-fired boiler 2 is, for example, a pulverized coal-fired boiler (PC boiler: Pulverized Coal boiler), which includes a furnace 2a, a superheater 2b which is a rear heat transfer section, a reheater 2c, and a coal saving section 2d. There is. A denitration section 4, an air heater 5, a dust collector 6, an attraction fan 7, a heat exchanger 8, a desulfurization section 9, and a push-in fan 10 are sequentially arranged in the exhaust gas treatment flue 3 from the economizer 2d to the chimney P. Has been done.

エアヒータ5は、押込みファン11により導入される外部空気を脱硝部4から排出される排ガスの熱で暖め、石炭焚きボイラ2のバーナー部2eに燃焼用空気として送り込む。熱交換器8は、誘引ファン7により導かれて集塵装置6を通過した後の排ガスと、押込みファン10により導入されて脱硫部9を通過した後の排ガスとを熱交換する。熱交換器8を経た排ガスは煙突Pから排出される。 The air heater 5 warms the external air introduced by the push-in fan 11 with the heat of the exhaust gas discharged from the denitration unit 4, and sends it to the burner unit 2e of the coal-fired boiler 2 as combustion air. The heat exchanger 8 exchanges heat between the exhaust gas guided by the attracting fan 7 and passing through the dust collector 6 and the exhaust gas introduced by the pushing fan 10 and passing through the desulfurization unit 9. The exhaust gas that has passed through the heat exchanger 8 is discharged from the chimney P.

石炭焚きボイラ2には、石炭Cを機械式のミル(粉砕機)20により粉砕処理した微粉炭燃料が供給される。この微粉炭燃料は、押込みファン11により導入される燃焼用空気とともにバーナー部2eを経て石炭焚きボイラ2の火炉2aに投入されて燃焼される。 The coal-fired boiler 2 is supplied with pulverized coal fuel obtained by pulverizing coal C with a mechanical mill (crusher) 20. The pulverized coal fuel is charged into the furnace 2a of the coal-fired boiler 2 through the burner section 2e together with the combustion air introduced by the push-in fan 11 and burned.

ボイラ装置1の石炭焚きボイラ2で微粉炭燃料が燃焼することで生じる蒸気は、過熱器2bから配管21を通って高圧タービン22に送られ、高圧タービン22を回転させる。高圧タービン22の仕事に供された蒸気は、配管23を通って再熱器2cに戻されて再度加熱される。そして、再度加熱された蒸気は、配管24を通って中・低圧タービン25に送られ、この中・低圧タービン25の仕事に供された後、配管26及び復水器27を経て石炭焚きボイラ2に戻される。 The steam generated by the combustion of the pulverized coal fuel in the coal-fired boiler 2 of the boiler device 1 is sent from the superheater 2b to the high-pressure turbine 22 through the pipe 21 to rotate the high-pressure turbine 22. The steam used for the work of the high-pressure turbine 22 is returned to the reheater 2c through the pipe 23 and heated again. Then, the reheated steam is sent to the medium / low pressure turbine 25 through the pipe 24, is used for the work of the medium / low pressure turbine 25, and then passes through the pipe 26 and the condenser 27 to be a coal-fired boiler 2. Returned to.

また、ボイラ装置1は、原料であるバイオマスBを水蒸気爆砕により微粉化してバイオマス燃料としての微粉化バイオマスを製造する蒸煮爆砕装置30を備えている。バイオマスBは、例えば木質バイオマスからなる固形燃料であるが、含水率が30wt%~60wt%程度の湿潤バイオマスである。さらに、蒸煮爆砕装置30は、生成された微粉化バイオマスから固体残渣と水蒸気とを分離する分離ユニット50を備えている。 Further, the boiler device 1 includes a steaming and blasting device 30 that pulverizes biomass B, which is a raw material, by steam blasting to produce pulverized biomass as a biomass fuel. Biomass B is, for example, a solid fuel made of woody biomass, but is a wet biomass having a water content of about 30 wt% to 60 wt%. Further, the steaming and blasting apparatus 30 includes a separation unit 50 that separates the solid residue and steam from the generated micronized biomass.

<第1実施形態>
図2は、第1実施形態に係る蒸煮爆砕装置30の構成を示す。蒸煮爆砕装置30は、水蒸気が供給されるシェル32、及びシェル32内に配置される複数のチューブ34を有するシェル&チューブ構造の熱交換部36と、熱交換部36の上側に配置され、各チューブ34の入口側に接続されて各チューブ34内にバイオマスBを供給可能とするフィーダ38と、後述する分離ユニット50とを備えている。
<First Embodiment>
FIG. 2 shows the configuration of the steaming and blasting apparatus 30 according to the first embodiment. The steaming and exploding device 30 is arranged above the heat exchange unit 36 and the heat exchange unit 36 having a shell & tube structure having a shell 32 to which steam is supplied and a plurality of tubes 34 arranged in the shell 32, and each of them. A feeder 38 connected to the inlet side of the tubes 34 and capable of supplying biomass B into each tube 34, and a separation unit 50 described later are provided.

フィーダ38は、バイオマスBが投入されるホッパ38aと、ホッパ38aから自重で流下したバイオマスBを各チューブ34の入口に向けて搬送する搬送路38bとを備えている。また、蒸煮爆砕装置30の下部には火炉2aに接続された搬送路47が設けられている。 The feeder 38 includes a hopper 38a into which the biomass B is charged, and a transport path 38b for transporting the biomass B flowing down from the hopper 38a toward the inlet of each tube 34. Further, a transport path 47 connected to the furnace 2a is provided at the lower part of the steaming / explosive device 30.

シェル32は、円筒状の胴部32aと、胴部32aの上下をそれぞれ密閉する上壁32b、下壁32cとから形成された密閉容器である。胴部32aには、水蒸気の入口部32dと、出口部32eとが形成されている。例えば、入口部32dは胴部32aの上壁32b近傍に、出口部32eは胴部32aの下壁32c近傍に位置付けられている。入口部32dには、配管23から分岐する分岐配管28が接続されている。 The shell 32 is a closed container formed of a cylindrical body portion 32a, an upper wall 32b that seals the upper and lower sides of the body portion 32a, and a lower wall 32c, respectively. The body portion 32a is formed with an inlet portion 32d for water vapor and an outlet portion 32e. For example, the entrance portion 32d is positioned near the upper wall 32b of the body portion 32a, and the exit portion 32e is positioned near the lower wall 32c of the body portion 32a. A branch pipe 28 branching from the pipe 23 is connected to the inlet portion 32d.

シェル32には、高圧タービン22を回転させた後に石炭焚きボイラ2の再熱器2cに戻る200℃~300℃の蒸気(再熱蒸気)の一部が分岐配管28を経て入口部32dから供給される。出口部32eには、配管23における分岐配管28の分岐点の下流側にて配管23に合流する合流配管29が接続されている。シェル32内を流れて各チューブ34、ひいては後述する特定のチューブ34内に供給されたバイオマスBの加熱に供した水蒸気は、合流配管29を経て配管23に戻されて石炭焚きボイラ2で再利用される。すなわち、シェル32内には石炭焚きボイラ2で生成された蒸気が循環されている。 A part of steam (reheated steam) at 200 ° C. to 300 ° C. that returns to the reheater 2c of the coal-fired boiler 2 after rotating the high-pressure turbine 22 is supplied to the shell 32 from the inlet portion 32d via the branch pipe 28. Will be done. A merging pipe 29 that joins the pipe 23 is connected to the outlet portion 32e on the downstream side of the branch point of the branch pipe 28 in the pipe 23. The steam flowing through the shell 32 and used for heating the biomass B supplied to each tube 34 and eventually to the specific tube 34 described later is returned to the pipe 23 via the merging pipe 29 and reused in the coal-fired boiler 2. Will be done. That is, the steam generated by the coal-fired boiler 2 is circulated in the shell 32.

シェル32内には各チューブ34が配置され、各チューブ34はシェル32の上下壁32b、32cからシェル32内の気密性を保持しながらそれぞれ上下に突出して延設されている。また、各チューブ34のシェル32から上下に突出した部位には、チューブ34毎に入口バルブ40と、出口バルブ42とがそれぞれ設けられている。 Each tube 34 is arranged in the shell 32, and each tube 34 extends vertically from the upper and lower walls 32b and 32c of the shell 32 while maintaining the airtightness in the shell 32. Further, an inlet valve 40 and an outlet valve 42 are provided for each tube 34 at a portion protruding vertically from the shell 32 of each tube 34.

詳しくは、入口バルブ40は、シェル32の上側において、シェル32の上壁32bから突出した各チューブ34にそれぞれ介装されている。また、出口バルブ42は、シェル32の下側において、シェル32の下壁32cから突出した各チューブ34にそれぞれ介装されている。入口及び出口バルブ40、42は、例えばゲート弁(仕切弁)や、バタフライ弁であって、木質チップ等の固形物が開作動時に引っ掛かりなく円滑に且つ瞬時に流通し、閉作動時には詰まり等なく確実に流路を遮断可能なプレート状の弁体を有している。 Specifically, the inlet valve 40 is interposed in each tube 34 protruding from the upper wall 32b of the shell 32 on the upper side of the shell 32. Further, the outlet valve 42 is interposed in each tube 34 protruding from the lower wall 32c of the shell 32 on the lower side of the shell 32. The inlet and outlet valves 40 and 42 are, for example, gate valves (gate valves) and butterfly valves, and solid materials such as wood chips can be smoothly and instantly distributed without being caught during the opening operation, and without clogging during the closing operation. It has a plate-shaped valve body that can reliably block the flow path.

各チューブ34は、入口バルブ40の上側にシェル32の胴部32aの径方向中央に向けて傾斜した上傾斜管部34aをそれぞれ有している。また、各チューブ34は、出口バルブ42の下側にシェル32の胴部32aの径方向中央に向けて傾斜したそれぞれ下傾斜管部34bを有している。 Each tube 34 has an upwardly inclined tube portion 34a inclined toward the radial center of the body portion 32a of the shell 32 on the upper side of the inlet valve 40. Further, each tube 34 has a downwardly inclined tube portion 34b inclined toward the radial center of the body portion 32a of the shell 32 on the lower side of the outlet valve 42.

各チューブ34の各上傾斜管部34aと、フィーダ38の搬送路38bとの間には分岐配管(分岐路)44が設けられている。分岐配管44には、各上傾斜管部34aの上端に形成された各チューブ34の入口が接続されている。すなわち、各チューブ34は、分岐配管44、各入口バルブ40、搬送路38bを介してホッパ38aと連通可能に構成されている。 A branch pipe (branch path) 44 is provided between each upper inclined pipe portion 34a of each tube 34 and the transport path 38b of the feeder 38. The branch pipe 44 is connected to the inlet of each tube 34 formed at the upper end of each upper inclined pipe portion 34a. That is, each tube 34 is configured to be able to communicate with the hopper 38a via the branch pipe 44, each inlet valve 40, and the transport path 38b.

一方、各チューブ34の下傾斜管部34bと、火炉2aに至る搬送路47との間には合流配管(合流路)46が設けられている。合流配管46には、下傾斜管部34bの下端に形成された各チューブ34の出口が接続されている。すなわち、各チューブ34は、各出口バルブ42、合流配管46、搬送路47を介して火炉2aと連通可能に構成されている。 On the other hand, a merging pipe (merging flow path) 46 is provided between the lower inclined pipe portion 34b of each tube 34 and the transport path 47 leading to the furnace 2a. The outlet of each tube 34 formed at the lower end of the lower inclined pipe portion 34b is connected to the merging pipe 46. That is, each tube 34 is configured to be able to communicate with the furnace 2a via each outlet valve 42, the merging pipe 46, and the transport path 47.

鉛直方向を基準としたときの各上及び下傾斜管部34a、34bの傾斜角は、シェル32の胴部32a近傍に位置する各チューブ34の角度が最も大きく、シェル32の胴部32aの径方向中央に位置する各チューブ34の角度が最も小さい。 As for the inclination angles of the upper and lower inclined pipe portions 34a and 34b with respect to the vertical direction, the angle of each tube 34 located in the vicinity of the body portion 32a of the shell 32 is the largest, and the diameter of the body portion 32a of the shell 32 is the largest. The angle of each tube 34 located in the center of the direction is the smallest.

これらの上及び下傾斜管部34a、34bの傾斜角は、フィーダ38側から各チューブ34に供給されるバイオマスB、及び、各チューブ34から火炉2a側に送出されるバイオマスBが自重で円滑に流下可能な角度に設定されている。これにより、図2に示すように、フィーダ38から供給されたバイオマスBは、分岐配管44及び各上傾斜管部34aに高い充填率で充填され、閉作動された各入口バルブ40により堰き止められる。 As for the inclination angles of the upper and lower inclined pipe portions 34a and 34b, the biomass B supplied from the feeder 38 side to each tube 34 and the biomass B sent from each tube 34 to the furnace 2a side smoothly by their own weight. It is set at an angle that allows it to flow down. As a result, as shown in FIG. 2, the biomass B supplied from the feeder 38 is filled in the branch pipe 44 and each upper inclined pipe portion 34a with a high filling rate, and is blocked by each closed inlet valve 40. ..

各入口バルブ40が開作動されることにより、バイオマスBは、分岐配管44及び各上傾斜管部34aで詰まることなくシェル32内の各チューブ34に供給される。そして、入口及び出口バルブ40、42は、蒸煮爆砕装置30の制御ユニット48に電気的に接続されている。入口及び出口バルブ40、42が制御ユニット48の信号に基づいて開閉されることにより、蒸煮爆砕装置30で行う水蒸気爆砕を制御する爆砕制御が実行される。 When each inlet valve 40 is opened, the biomass B is supplied to each tube 34 in the shell 32 without being clogged by the branch pipe 44 and each upper inclined pipe portion 34a. The inlet and outlet valves 40 and 42 are electrically connected to the control unit 48 of the steaming and explosive device 30. By opening and closing the inlet and outlet valves 40 and 42 based on the signal of the control unit 48, the blasting control for controlling the steam blasting performed by the steaming blasting apparatus 30 is executed.

図3は、シェル32を図2のA-A断面の矢視方向から見た断面図である。シェル32内には、例えば24本のチューブ34が離間して配置されている。また、入口及び出口バルブ40、42も、各チューブ34に対応して、それぞれ24個ずつ設けられている。24本のチューブ34は、例えば、破線で囲った4つの第1~第4チューブ群34A~34Dから構成され、第1~第4チューブ群34A~34Dは、それぞれ6本のチューブ34から構成されている。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the shell 32 as viewed from the arrow-viewing direction of the AA cross section of FIG. In the shell 32, for example, 24 tubes 34 are arranged apart from each other. Further, 24 inlet and 24 outlet valves 40 and 42 are provided corresponding to each tube 34. The 24 tubes 34 are composed of, for example, four first to fourth tube groups 34A to 34D surrounded by a broken line, and the first to fourth tube groups 34A to 34D are each composed of six tubes 34. ing.

また、24個の入口バルブ40は、第1~第4チューブ群34A~34Dに対応する4つの第1~第4入口バルブ群から構成され、第1~第4入口バルブ群は、それぞれ6個の入口バルブ40から構成されている。また、24個の出口バルブ42も、入口バルブ40と同様に、第1~第4チューブ群34A~34Dに対応する4つの第1~第4出口バルブ群から構成され、第1~第4出口バルブ群は、それぞれ6個の出口バルブ42から構成されている。 Further, the 24 inlet valves 40 are composed of four 1st to 4th inlet valve groups corresponding to the 1st to 4th tube groups 34A to 34D, and the 1st to 4th inlet valve groups are 6 each. It is composed of an inlet valve 40 of. Further, the 24 outlet valves 42 are also composed of four first to fourth outlet valve groups corresponding to the first to fourth tube groups 34A to 34D, like the inlet valve 40, and are composed of the first to fourth outlets. Each valve group is composed of 6 outlet valves 42.

以下、図4に示すフローチャートを参照して、制御ユニット48が実行する爆砕制御について説明する。先ず、制御ユニット48が爆砕制御を開始すると、ステップS1では、先ず第1チューブ群34Aでの爆砕(第n群におけるn=1の場合)を行うべく、第1入口バルブ群の各入口バルブ40を開作動し、第1出口バルブ群の各出口バルブ42を閉作動する。これにより、第1入口バルブ群の各入口バルブ40で堰き止められていたバイオマスBが第1チューブ群34Aの各チューブ34内に供給され、チューブ34内のバイオマスBが予め設定された充填率となるまで充填される。 Hereinafter, the blasting control executed by the control unit 48 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, when the control unit 48 starts the blasting control, in step S1, each inlet valve 40 of the first inlet valve group is to perform blasting in the first tube group 34A (when n = 1 in the nth group). Is opened, and each outlet valve 42 of the first outlet valve group is closed. As a result, the biomass B blocked by each inlet valve 40 of the first inlet valve group is supplied into each tube 34 of the first tube group 34A, and the biomass B in the tube 34 has a preset filling rate. It is filled until it becomes.

次に、ステップS2では、第1入口バルブ群の各入口バルブ40を閉作動し、第1チューブ群34Aの各チューブ34に充填されたバイオマスBをこれら各チューブ34内に密閉する。このバイオマスBは、前述したように、含水率が30wt%~60wt%程度の湿潤バイオマスである。 Next, in step S2, each inlet valve 40 of the first inlet valve group is closed, and the biomass B filled in each tube 34 of the first tube group 34A is sealed in each of these tubes 34. As described above, this biomass B is a wet biomass having a water content of about 30 wt% to 60 wt%.

そして、ボイラ装置1からシェル32内に供給され、シェル32を循環する蒸気により、第1チューブ群34Aの各チューブ34を介してこれら各チューブ34内のバイオマスBが間接的に加熱される。すなわち、ボイラ装置1で生成された蒸気は、各チューブ34の加熱源としてシェル32に供給されるものであり、各チューブ34内には供給されず、バイオマスBには接触しない。 Then, the biomass B in each of the tubes 34 of the first tube group 34A is indirectly heated by the steam supplied from the boiler device 1 into the shell 32 and circulating in the shell 32. That is, the steam generated by the boiler device 1 is supplied to the shell 32 as a heating source for each tube 34, is not supplied into each tube 34, and does not come into contact with the biomass B.

シェル32内を循環する蒸気の熱によって各チューブ34は高温となっているため、第1チューブ群34Aの各チューブ34内に密閉状態で保持されたバイオマスBの含有水分が徐々に蒸発する。これにより、第1チューブ群34Aの各チューブ34内は蒸気が充満して昇圧し、バイオマスBの含有水分に基づく蒸気がバイオマスBの水蒸気爆砕に利用される。 Since each tube 34 is heated to a high temperature by the heat of the steam circulating in the shell 32, the water content of the biomass B held in the sealed state in each tube 34 of the first tube group 34A gradually evaporates. As a result, the inside of each tube 34 of the first tube group 34A is filled with steam to increase the pressure, and the steam based on the water content of the biomass B is used for steam explosion of the biomass B.

チューブ34内における水蒸気爆砕の条件は、チューブ34の内径、長さ、材質、厚み等によって異なるが、蒸煮温度は例えば200℃~250℃程度、保持時間(密閉時間)tは例えば10分~30分程度、蒸煮圧力(密閉圧力)は1.6MPa~4.0MPa程度である。また、蒸煮爆砕装置30は、例えば、各チューブ34の外径が100mm、管長が8m程度であるとき、1ton/時程度の微粉化バイオマスを生成可能である。 The conditions for steam explosion in the tube 34 vary depending on the inner diameter, length, material, thickness, etc. of the tube 34, but the steaming temperature is, for example, about 200 ° C to 250 ° C, and the holding time (sealing time) t is, for example, 10 minutes to 30. The steaming pressure (sealing pressure) is about 1.6 MPa to 4.0 MPa. Further, the steaming / explosive apparatus 30 can generate micronized biomass of about 1 ton / hour when the outer diameter of each tube 34 is 100 mm and the tube length is about 8 m, for example.

また、保持時間tは、長すぎると爆砕中にバイオマスの粉砕から分解が進行し、逆に燃焼効率が悪化するため、上記範囲の適正な時間に設定される。
こうして、シェル32内を循環される蒸気によってチューブ34を介してバイオマスBが間接的に密閉状態で加熱され、バイオマスBはチューブ34内にてバイオマスBの含有水分によって蒸煮される。
Further, if the holding time t is too long, decomposition proceeds from the crushing of the biomass during the blasting, and conversely, the combustion efficiency deteriorates, so that the holding time t is set to an appropriate time within the above range.
In this way, the biomass B is indirectly heated in a closed state through the tube 34 by the steam circulated in the shell 32, and the biomass B is steamed in the tube 34 by the water content of the biomass B.

次に、ステップS3では、ステップS2から移行した後の保持時間tが経過したか否かを判定する。判定結果がYes(真)である場合には、第1チューブ群34Aの各チューブ34内で好適な水蒸気爆砕が可能な蒸煮が十分に行われたと判定し、ステップS4に移行する。一方、判定結果がNo(偽)である場合には、第1チューブ群34Aの各チューブ34内で水蒸気爆砕が可能な蒸煮が十分に行われていないと判定し、ステップS3に留まって待機する。 Next, in step S3, it is determined whether or not the holding time t after the transition from step S2 has elapsed. When the determination result is Yes (true), it is determined that steaming capable of suitable steam explosion has been sufficiently performed in each tube 34 of the first tube group 34A, and the process proceeds to step S4. On the other hand, when the determination result is No (false), it is determined that steaming that allows steam explosion is not sufficiently performed in each tube 34 of the first tube group 34A, and the patient stays in step S3 and stands by. ..

次に、ステップS4では、第1出口バルブ群の各出口バルブ42を開作動する。これにより、第1チューブ群34Aの各チューブ34内の圧力が瞬時に開放され、これら各チューブ34内の急速減圧が行われ、水蒸気爆砕によって微粉化されたバイオマス燃料が第1出口バルブ群の各出口バルブ42から噴出して生成される。 Next, in step S4, each outlet valve 42 of the first outlet valve group is opened and operated. As a result, the pressure in each tube 34 of the first tube group 34A is instantly released, rapid depressurization is performed in each of these tubes 34, and the biomass fuel pulverized by steam explosion is released in each of the first outlet valve groups. It is generated by ejecting from the outlet valve 42.

次に、ステップS5では、生成された微粉化バイオマス燃料の分離工程が分離ユニット50において行われる。分離工程の詳細は後述する。分離工程を経た微粉化バイオマス燃料は、押込みファン11により導入される燃焼用空気とともにバーナー部2eを経て石炭焚きボイラ2の火炉2aに投入され、ミル20により粉砕処理された微粉炭燃料とともに燃焼される。 Next, in step S5, the separation step of the produced micronized biomass fuel is performed in the separation unit 50. The details of the separation process will be described later. The pulverized biomass fuel that has undergone the separation step is put into the furnace 2a of the coal-fired boiler 2 through the burner section 2e together with the combustion air introduced by the indentation fan 11, and is burned together with the pulverized coal fuel pulverized by the mill 20. To.

次に、ステップS6では、第1~第4チューブ群34A~34Dで微粉化バイオマスを段階的に順次生成するべく、上述した第1チューブ群34Aでの爆砕(n=1の場合)に加え、第2~第4チューブ群34B~34Dでの爆砕(n=2、n=3、n=4の場合)及び分離工程が全て完了したか否かを判定する。 Next, in step S6, in order to sequentially and sequentially generate micronized biomass in the first to fourth tube groups 34A to 34D, in addition to the above-mentioned blasting in the first tube group 34A (in the case of n = 1), It is determined whether or not all the blasting (in the case of n = 2, n = 3, n = 4) and separation steps in the second to fourth tube groups 34B to 34D are completed.

判定結果がYes(真)である場合には、第1~第4チューブ群34A~34Dでの爆砕及び分離工程が全て完了したと判定し、一連の爆砕制御を終了する。一方、判定結果がNo(偽)である場合には、ステップS1に戻り、ステップS1~S5を再び実行することにより、終えていない第2~第4チューブ群34A~34Dでの爆砕を順次段階的に行う。 If the determination result is Yes (true), it is determined that all the blasting and separation steps in the first to fourth tube groups 34A to 34D have been completed, and a series of blasting control is terminated. On the other hand, when the determination result is No (false), the process returns to step S1 and steps S1 to S5 are executed again to sequentially perform the unfinished blasting in the second to fourth tube groups 34A to 34D. Do it.

ここで、図2に示すように、分離ユニット50は、搬送路47に設けられ、換言すると、各チューブ34の出口側に接続されている。分離ユニット50は、例えば、図示しない遠心分離機、メッシュ、吸込管等を組み合わせて構成されており、爆砕制御により生成された微粉化バイオマスから水分由来の蒸気である水蒸気のみを抽出して分離する分離機能を備えている。生成された微粉化バイオマスに水分由来以外の蒸気や、凝縮水が含まれる場合、これらは抽出しない。 Here, as shown in FIG. 2, the separation unit 50 is provided in the transport path 47, in other words, is connected to the outlet side of each tube 34. The separation unit 50 is configured by combining, for example, a centrifuge, a mesh, a suction pipe, etc. (not shown), and extracts and separates only water vapor, which is steam derived from water, from the micronized biomass generated by the blasting control. It has a separation function. If the generated micronized biomass contains vapors other than those derived from water or condensed water, these are not extracted.

また、分離ユニット50は、爆砕制御により生成された微粉化バイオマスから、燃焼効率の悪い、例えば2.0mm以上であって5.0mm程度となる粒径を有する固体残渣を分級して分離する分級機能をも備えている。固体残渣以外、すなわち例えば2.0mm未満の粒径の微粉化バイオマスは、燃料として火炉2aに投入される。 Further, the separation unit 50 classifies and separates a solid residue having a poor combustion efficiency, for example, a particle size of 2.0 mm or more and a particle size of about 5.0 mm, from the micronized biomass generated by the blasting control. It also has a function. Other than the solid residue, that is, micronized biomass having a particle size of less than 2.0 mm, for example, is charged into the furnace 2a as fuel.

分離ユニット50には、第1循環路52及び第2循環路54のそれぞれの一端が接続されている。第1循環路52は、配管であって、他端がシェル32の上壁32bから突出した各チューブ34に分岐して接続されており、分岐した第1循環路52の各チューブ34の近傍には開閉バルブ56がそれぞれ介装されている。分離ユニット50及び各開閉バルブ56の駆動部は、制御ユニット48に電気的に接続されている。 One end of each of the first circulation path 52 and the second circulation path 54 is connected to the separation unit 50. The first circulation path 52 is a pipe, and the other end thereof is branched and connected to each tube 34 protruding from the upper wall 32b of the shell 32, and is connected to each tube 34 in the vicinity of each tube 34 of the branched first circulation path 52. Each of the open / close valves 56 is interposed. The drive unit of the separation unit 50 and each on-off valve 56 is electrically connected to the control unit 48.

そして、制御ユニット48は、爆砕制御におけるステップS5の分離工程において、分離ユニット50を起動するとともに、各開閉バルブ56を開作動する。これにより、生成された微粉化バイオマスから分離ユニット50で分離した水蒸気の少なくとも一部(例えば約50%程度)が第1循環路52を介して各チューブ34の入口側に戻される。なお、シェル32の外部であって各チューブ34の入口側であれば、図2に示した箇所以外に水蒸気を戻しても良い。 Then, the control unit 48 activates the separation unit 50 and opens each opening / closing valve 56 in the separation step of step S5 in the blasting control. As a result, at least a part (for example, about 50%) of the water vapor separated by the separation unit 50 from the produced micronized biomass is returned to the inlet side of each tube 34 via the first circulation path 52. If it is outside the shell 32 and on the inlet side of each tube 34, water vapor may be returned to a place other than the portion shown in FIG.

一方、第2循環路54は、フィーダ38の上方まで延設された配管である。第2循環路54内には、例えばスクリューコンベア60が配置され、スクリューコンベア60は分離ユニット50で分離した固体残渣をフィーダ38に向けて搬送する。スクリューコンベア60の駆動部は、制御ユニット48に電気的に接続されている。なお、固体残渣の搬送手段はスクリューコンベア60以外であっても良い。 On the other hand, the second circulation passage 54 is a pipe extending above the feeder 38. For example, a screw conveyor 60 is arranged in the second circulation passage 54, and the screw conveyor 60 conveys the solid residue separated by the separation unit 50 toward the feeder 38. The drive unit of the screw conveyor 60 is electrically connected to the control unit 48. The means for transporting the solid residue may be other than the screw conveyor 60.

そして、制御ユニット48は、爆砕制御におけるステップS5の分離工程において、分離ユニット50及びスクリューコンベア60を起動する。これにより、生成された微粉化バイオマスから分離ユニット50で分離した固体残渣の少なくとも一部(好ましくは約90%~100%程度)が第2循環路54を介して各チューブ34の入口側であるフィーダ38に戻される。なお、シェル32の外部であって各チューブ34の入口側であれば、フィーダ38以外の箇所に固体残渣を戻しても良い。 Then, the control unit 48 starts the separation unit 50 and the screw conveyor 60 in the separation step of step S5 in the blasting control. As a result, at least a part (preferably about 90% to 100%) of the solid residue separated from the produced micronized biomass by the separation unit 50 is on the inlet side of each tube 34 via the second circulation path 54. Returned to feeder 38. If it is outside the shell 32 and on the inlet side of each tube 34, the solid residue may be returned to a place other than the feeder 38.

ステップS5の分離工程は、第1~第4チューブ群34A~34Dで微粉化バイオマスを段階的に順次生成した後に都度行われる。さらに、第1循環路52には保温ユニット62が設けられている。保温ユニット62は、例えば、保温ダクトや、第1循環路52を覆う保温カバー等であって、第1循環路52に導かれた水蒸気を保温する。 The separation step of step S5 is performed each time after the micronized biomass is sequentially produced stepwise in the first to fourth tube groups 34A to 34D. Further, a heat insulating unit 62 is provided in the first circulation passage 52. The heat insulating unit 62 is, for example, a heat insulating duct, a heat insulating cover that covers the first circulation passage 52, or the like, and retains the water vapor guided to the first circulation passage 52.

第1~第4チューブ群34A~34Dで微粉化バイオマスを段階的に順次生成する際、次の爆砕処理まで待機時間がある場合には、保温ユニット62で保温することにより分離ユニット50で分離した水蒸気の凝縮が抑制される。なお、分離ユニット50で分離した水蒸気の凝縮が問題とならない程度に待機時間が短い場合には、保温ユニット62を設けなくとも良い。 When the micronized biomass was sequentially generated stepwise in the first to fourth tube groups 34A to 34D, if there was a waiting time until the next blasting treatment, it was separated by the separation unit 50 by keeping it warm in the heat insulating unit 62. Condensation of water vapor is suppressed. If the standby time is short enough that the condensation of water vapor separated by the separation unit 50 does not pose a problem, the heat insulation unit 62 may not be provided.

以上のように、本実施形態の蒸煮爆砕装置30は、チューブ34内にて湿潤状態のバイオマスBを密閉して加熱し、バイオマスBの含有水分でバイオマスBを水蒸気爆砕して水分の少ない高熱量の微粉化バイオマスを生成することができる。従って、バイオマスBの乾燥等の前処理及びその設備が不要となり、従来の水蒸気爆砕に比して大幅に少ないエネルギでバイオマスBを微粉化することができる。加えて、蒸煮爆砕装置30ひいてはボイラ装置1におけるエネルギ消費及び設備コストを全体として大幅に削減し、蒸煮爆砕装置30ひいてはボイラ装置1の運転コストを低減することができる。 As described above, the steaming / explosive apparatus 30 of the present embodiment seals and heats the wet biomass B in the tube 34, steam-blasts the biomass B with the moisture contained in the biomass B, and has a high calorific value with less moisture. It is possible to produce micronized biomass of. Therefore, pretreatment such as drying of biomass B and its equipment are not required, and biomass B can be micronized with significantly less energy than conventional steam blasting. In addition, the energy consumption and equipment cost of the steaming and explosive device 30 and thus the boiler device 1 can be significantly reduced as a whole, and the operating cost of the steaming and explosive device 30 and thus the boiler device 1 can be reduced.

さらに、本実施形態の蒸煮爆砕装置30は、生成された微粉化バイオマスから固体残渣と水蒸気とを分離する分離ユニット50と、分離ユニット50で分離した水蒸気の少なくとも一部を各チューブ34の入口側に戻す第1循環路52とを備えている。これにより、バイオマスを少ないエネルギで効率的に微粉砕して燃料としての微粉化バイオマスを高い収率で生成することができる。 Further, in the steaming / explosive apparatus 30 of the present embodiment, the separation unit 50 that separates the solid residue and the steam from the generated micronized biomass, and at least a part of the steam separated by the separation unit 50 are on the inlet side of each tube 34. It is provided with a first circulation path 52 for returning to. As a result, the biomass can be efficiently pulverized with a small amount of energy to produce pulverized biomass as a fuel in a high yield.

詳しくは、爆砕処理後に発生した水分由来の水蒸気のみを次の爆砕処理に利用することができるため、蒸煮爆砕装置30の装置外に放出される水蒸気を低減することができる。従って、熱量廃棄に伴うエネルギーロスを低減し、ボイラ装置1が設けられる火力発電所等の発電効率の低下を防止することができる。 Specifically, since only the steam derived from the water generated after the blasting treatment can be used for the next blasting treatment, the steam discharged to the outside of the steaming blasting apparatus 30 can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the energy loss due to the waste of heat and prevent the deterioration of the power generation efficiency of the thermal power plant or the like in which the boiler device 1 is provided.

また、水分由来以外の蒸気と凝縮水の再蒸煮は行われないため、これらに伴うエネルギーロスを低減することもできる。さらには、水分由来以外の蒸気と凝縮水によって蒸煮することによる微粉化バイオマスの変質の懸念が排除され、燃焼効率の良い高品質の微粉化バイオマスを製造することができる。 Further, since the steam other than that derived from water and the condensed water are not re-steamed, the energy loss associated therewith can be reduced. Furthermore, the concern about deterioration of the pulverized biomass due to steaming with steam other than that derived from water and condensed water is eliminated, and high-quality pulverized biomass with good combustion efficiency can be produced.

なお、生成された微粉化バイオマスから分離された水蒸気は、元々、原料である湿潤状態のバイオマスBに含まれた含有水分に基づくものである。従って、分離ユニット50による分離工程を行ったとしても、バイオマスBの含有水分に基づく蒸気がバイオマスBの蒸煮爆砕に利用されることに変わりはない。 The water vapor separated from the generated micronized biomass is originally based on the water content contained in the wet biomass B, which is a raw material. Therefore, even if the separation step is performed by the separation unit 50, the steam based on the water content of the biomass B is still used for the steaming and blasting of the biomass B.

また、蒸煮爆砕装置30は、生成された微粉化バイオマスから分離ユニット50で分離した固体残渣の少なくとも一部を各チューブ34の入口側に戻す第2循環路54を備えている。分離ユニット50で分離した固体残渣は、例えば2.0mm以上であって5.0mm程度となる粒径を有するものである。 Further, the steaming / explosive apparatus 30 is provided with a second circulation path 54 for returning at least a part of the solid residue separated from the generated micronized biomass by the separation unit 50 to the inlet side of each tube 34. The solid residue separated by the separation unit 50 has a particle size of, for example, 2.0 mm or more and about 5.0 mm.

このような固体残渣は、爆砕処理により生成された微粉化バイオマスの一割程度を占めており、2.0mm未満の粒径を基準としたときの微粉化バイオマスの収率を悪化させる。また、固体残渣をそのまま火炉2aに投入すると、石炭焚きボイラ2における燃焼効率が悪化する。しかし、生成された微粉化バイオマスから固体残渣を分離して次回の爆砕制御で再び爆砕することにより、固体残渣を2.0mm未満の粒径の微粉化バイオマスに再生成することができるため、これらの問題を解決できることが判明した。 Such a solid residue occupies about 10% of the micronized biomass produced by the blasting treatment, and deteriorates the yield of the micronized biomass when the particle size of less than 2.0 mm is used as a reference. Further, if the solid residue is directly put into the furnace 2a, the combustion efficiency in the coal-fired boiler 2 deteriorates. However, by separating the solid residue from the generated micronized biomass and blasting it again in the next blasting control, the solid residue can be regenerated into the pulverized biomass having a particle size of less than 2.0 mm. It turned out that the problem could be solved.

具体的には、150MW級の石炭焚きボイラ2に、エネルギ(熱量)基準とした比率で25%の木質チップを混焼し、約21.2ton/時の微粉木質、つまり微粉化バイオマスの供給が必要となることを想定して実験を行った。この場合、分離工程を行わない、つまり分離ユニット50によりリサイクルを行わない従来の蒸煮爆砕装置においては、原料としてのバイオマスB(湿潤木質チップ)の必要な供給量は約47.2ton/時である。 Specifically, it is necessary to co-fire 25% of wood chips in a 150 MW class coal-fired boiler 2 at a ratio based on energy (calorific value), and supply finely powdered wood of about 21.2 ton / hour, that is, finely divided biomass. The experiment was conducted on the assumption that In this case, in the conventional steaming and blasting apparatus which does not perform the separation step, that is, does not recycle by the separation unit 50, the required supply amount of biomass B (wet wood chips) as a raw material is about 47.2 ton / hour. ..

この場合において、高圧タービン22からシェル32に供給する水蒸気(432℃、6MPa)の必要な供給量は約37ton/時(9MWのエネルギーロスに相当)であり、従来の蒸煮爆砕装置において得られた微粉化バイオマスの収率は約70%であった。これに対し、本実施形態の蒸煮爆砕装置30においては、第1循環路52を介して分離ユニット50で分離した水蒸気の約50%を各チューブ34の入口側に戻す場合、高圧タービン22からシェル32に供給する水蒸気(432℃、6MPa)の必要な供給量は約17ton/時(4MWのエネルギーロスに相当)となった。 In this case, the required supply amount of steam (432 ° C., 6 MPa) supplied from the high-pressure turbine 22 to the shell 32 is about 37 ton / hour (corresponding to an energy loss of 9 MW), which was obtained in a conventional steaming and exploding device. The yield of pulverized biomass was about 70%. On the other hand, in the steaming / explosive apparatus 30 of the present embodiment, when about 50% of the steam separated by the separation unit 50 via the first circulation path 52 is returned to the inlet side of each tube 34, the shell is sent from the high pressure turbine 22. The required supply amount of water vapor (432 ° C., 6 MPa) supplied to 32 was about 17 ton / hour (corresponding to an energy loss of 4 MW).

このように、分離ユニット50を有する循環式の蒸煮爆砕装置30は、装置外に放出される水蒸気を大幅に低減することができる。また、固体残渣をフィーダ38に投入し、原料として再利用することにより、蒸煮爆砕装置30に投入するバイオマスBを低減することができるため、蒸煮爆砕装置30において得られた微粉化バイオマスの収率は約78%に上昇した。従って、本実施形態の蒸煮爆砕装置30は、分離ユニット50と、第1及び第2循環路52、54とを有することにより、バイオマスを少ないエネルギで効率的に微粉砕して燃料として高品質の微粉化バイオマスを高い収率で生成することができる。 As described above, the circulation type steaming and exploding device 30 having the separation unit 50 can significantly reduce the steam released to the outside of the device. Further, by charging the solid residue into the feeder 38 and reusing it as a raw material, the biomass B charged into the steaming and blasting apparatus 30 can be reduced, so that the yield of the micronized biomass obtained in the steaming and blasting apparatus 30 can be reduced. Rised to about 78%. Therefore, the steaming and blasting apparatus 30 of the present embodiment has the separation unit 50 and the first and second circulation passages 52 and 54, so that the biomass can be efficiently finely pulverized with less energy to obtain high quality fuel. Micronized biomass can be produced in high yield.

また、第1循環路52に保温ユニット62を設けたことにより、微粉化バイオマスを段階的に順次生成する際、次の爆砕処理まで待機時間がある場合には、保温ユニット62で保温することにより分離ユニット50で分離した水蒸気の凝縮が抑制される。従って、リサイクルする水蒸気の性状を維持することができるため、熱量廃棄に伴うエネルギーロスをさらに低減することができる。 Further, by providing the heat insulating unit 62 in the first circulation passage 52, when the micronized biomass is sequentially generated in stages, if there is a waiting time until the next blasting process, the heat insulating unit 62 keeps warm. Condensation of water vapor separated by the separation unit 50 is suppressed. Therefore, since the properties of the steam to be recycled can be maintained, the energy loss due to the waste of heat can be further reduced.

また、特に本実施形態の蒸煮爆砕装置30は、上述した爆砕制御を実行し、第1~第4チューブ群34A~34Dで微粉化バイオマスを段階的に順次生成する。これにより、蒸煮爆砕装置30における微粉化バイオマスの生成量を容易に調整することができ、蒸煮爆砕装置30で微粉化バイオマスを所定量ずつ段階的に生成して石炭焚きボイラ2で燃焼させることが可能である。 Further, in particular, the steaming and blasting apparatus 30 of the present embodiment executes the above-mentioned blasting control, and sequentially produces micronized biomass in the first to fourth tube groups 34A to 34D. As a result, the amount of pulverized biomass produced in the steaming and blasting apparatus 30 can be easily adjusted, and the pulverized biomass can be produced stepwise in a predetermined amount by the steaming and blasting apparatus 30 and burned by the coal-fired boiler 2. It is possible.

従って、蒸煮爆砕装置30ひいてはボイラ装置1の運転の自由度を高めることができ、蒸煮爆砕装置30ひいてはボイラ装置1のエネルギ消費及び運転コストのさらなる低減を図ることができる。なお、このような微粉化バイオマスの段階的な生成は、石炭焚きボイラ2で生成された蒸気をシェル32内に連続的に循環させ、当該蒸気を連続供給可能なバイオマスBの加熱源として有効利用することで初めて実現されるものである。 Therefore, the degree of freedom in operation of the steaming and blasting device 30 and thus the boiler device 1 can be increased, and the energy consumption and operating cost of the steaming and crushing device 30 and thus the boiler device 1 can be further reduced. In the stepwise production of such micronized biomass, the steam generated by the coal-fired boiler 2 is continuously circulated in the shell 32, and the steam is effectively used as a heating source for biomass B capable of continuously supplying the steam. It will be realized for the first time by doing so.

また、本実施形態では、チューブ34の数、ひいてはチューブ34に対応する入口バルブ40、出口バルブ42の数は適宜変更可能である。また、チューブ群の数、チューブ群に対応する入口バルブ群、出口バルブ群の数、ひいては、これら群を構成するチューブ34、入口バルブ40、出口バルブ42の数も適宜変更可能である。すなわち、制御ユニット48で実行される爆砕制御では、入口及び出口バルブ40、42の開閉により、フィーダ38から複数のチューブ34のうちの少なくとも1つ以上に段階的にバイオマスBを供給し、微粉化バイオマスが所定量ずつ段階的に順次生成される。 Further, in the present embodiment, the number of tubes 34, and by extension, the number of inlet valves 40 and outlet valves 42 corresponding to the tubes 34 can be appropriately changed. Further, the number of tube groups, the number of inlet valves and outlet valves corresponding to the tube groups, the number of outlet valves, and the number of tubes 34, inlet valves 40, and outlet valves 42 constituting these groups can be appropriately changed. That is, in the blasting control executed by the control unit 48, the biomass B is gradually supplied from the feeder 38 to at least one or more of the plurality of tubes 34 by opening and closing the inlet and outlet valves 40 and 42, and micronized. Biomass is sequentially produced in predetermined amounts in stages.

<第2実施形態>
第2実施形態の蒸煮爆砕装置130は、入口及び出口バルブ40、42の数及び位置、シェル32の形状、及び制御ユニット48が実行する爆砕制御、第1循環路52の接続箇所を除き、第1実施形態の蒸煮爆砕装置30と同様の構成をなしている。従って、以下、これら相違点を主として説明し、第1実施形態と同様の構成は図面及び明細書中に同符号を付して説明を省略することがある。
<Second Embodiment>
The steaming blasting device 130 of the second embodiment is the first except for the number and position of the inlet and outlet valves 40 and 42, the shape of the shell 32, the blasting control executed by the control unit 48, and the connection point of the first circulation path 52. It has the same configuration as the steaming and explosive device 30 of the first embodiment. Therefore, these differences will be mainly described below, and the same configurations as those in the first embodiment may be designated by the same reference numerals in the drawings and the specification, and the description thereof may be omitted.

図5は、第2実施形態に係る蒸煮爆砕装置130の構成を示す。本実施形態の蒸煮爆砕装置130には、入口及び出口バルブ40、42はチューブ34毎に設けられておらず、分岐配管44に1個の入口バルブ40が介装され、合流配管46に1個の出口バルブ42が介装されている。また、シェル32内には、各チューブ34の上傾斜管部34a、及び下傾斜管部34bが配置され、分岐配管44、合流配管46はシェル32の上下壁32b、32cからシェル32内の気密性を保持しながらそれぞれ上下に突出して位置付けられている。 FIG. 5 shows the configuration of the steaming and blasting apparatus 130 according to the second embodiment. In the steaming and explosive apparatus 130 of the present embodiment, the inlet and outlet valves 40 and 42 are not provided for each tube 34, one inlet valve 40 is interposed in the branch pipe 44, and one in the merging pipe 46. The outlet valve 42 of the above is interposed. Further, in the shell 32, an upper inclined pipe portion 34a and a lower inclined pipe portion 34b of each tube 34 are arranged, and the branch pipe 44 and the merging pipe 46 are airtight in the shell 32 from the upper and lower walls 32b and 32c of the shell 32. They are positioned so as to project vertically while maintaining their sexuality.

フィーダ38から供給されたバイオマスBは、分岐配管44の途中位置までに高い充填率で充填され、閉作動された入口バルブ40により堰き止められている。また、蒸煮爆砕装置130は、第1実施形態の場合と同様に、分離ユニット50、第1及び第2循環路52、54、開閉バルブ56、スクリューコンベア60、保温ユニット62を備えている。 The biomass B supplied from the feeder 38 is filled with a high filling rate up to the middle position of the branch pipe 44, and is blocked by the closed-operated inlet valve 40. Further, the steaming and explosive device 130 includes a separation unit 50, first and second circulation passages 52 and 54, an on-off valve 56, a screw conveyor 60, and a heat insulating unit 62, as in the case of the first embodiment.

本実施形態の第1循環路52は、シェル32の上壁32bから突出した分岐配管44に接続されている。また、開閉バルブ56は第1循環路52に1個だけ設けられている。なお、シェル32の外部であって各チューブ34の入口側であれば、図5に示した箇所以外に第1循環路52を接続しても良い。 The first circulation path 52 of the present embodiment is connected to a branch pipe 44 protruding from the upper wall 32b of the shell 32. Further, only one on-off valve 56 is provided in the first circulation path 52. If it is outside the shell 32 and on the inlet side of each tube 34, the first circulation path 52 may be connected to a portion other than the location shown in FIG.

以下、図6に示すフローチャートを参照して、制御ユニット48が実行する本実施形態の爆砕制御について説明する。先ず、制御ユニット48が爆砕制御を開始すると、ステップS11では、入口バルブ40を開作動し、出口バルブ42を閉作動する。これにより、入口バルブ40で堰き止められていたバイオマスBが24本の各チューブ34内に一括して供給、充填される。 Hereinafter, the blasting control of the present embodiment executed by the control unit 48 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, when the control unit 48 starts the blasting control, in step S11, the inlet valve 40 is opened and the outlet valve 42 is closed. As a result, the biomass B blocked by the inlet valve 40 is collectively supplied and filled in each of the 24 tubes 34.

次に、ステップS12では、入口バルブ40を閉作動し、各チューブ34に充填されたバイオマスBをこれら各チューブ34内に密閉する。そして、シェル32内を循環される蒸気により、各チューブ34を介して各チューブ34内のバイオマスBが間接的に加熱される。 Next, in step S12, the inlet valve 40 is closed and the biomass B filled in each tube 34 is sealed in each of these tubes 34. Then, the biomass B in each tube 34 is indirectly heated by the steam circulated in the shell 32 via each tube 34.

各チューブ34内に密閉状態で保持されたバイオマスBの含有水分が徐々に蒸発し、各チューブ34内は蒸気が充満して昇圧し、バイオマスBの含有水分に基づく蒸気がバイオマスBの蒸煮爆砕に利用される。こうして、シェル32内を流れる蒸気によってチューブ34を介してバイオマスBが間接的に密閉状態で加熱され、バイオマスBはチューブ34内にてバイオマスBの含有水分によって蒸煮される。 The water contained in the biomass B held in the sealed state in each tube 34 gradually evaporates, the inside of each tube 34 is filled with steam and the pressure is increased, and the steam based on the water contained in the biomass B is used for steaming and blasting the biomass B. It will be used. In this way, the biomass B is indirectly heated in a closed state through the tube 34 by the steam flowing in the shell 32, and the biomass B is steamed in the tube 34 by the water content of the biomass B.

次に、ステップS13では、ステップS12から移行した後の保持時間tが経過したか否かを判定する。判定結果がYes(真)である場合には、各チューブ34内で好適な蒸煮爆砕が可能な蒸煮が十分に行われたと判定し、ステップS14に移行する。一方、判定結果がNo(偽)である場合には、各チューブ34内で蒸煮爆砕が可能な蒸煮が十分に行われていないと判定し、ステップS13に留まって待機する。 Next, in step S13, it is determined whether or not the holding time t after the transition from step S12 has elapsed. If the determination result is Yes (true), it is determined that steaming capable of suitable steaming and crushing has been sufficiently performed in each tube 34, and the process proceeds to step S14. On the other hand, when the determination result is No (false), it is determined that the steaming that can be steamed and exploded is not sufficiently performed in each tube 34, and the patient stays in step S13 and stands by.

次に、ステップS14では、出口バルブ42を開作動する。これにより、各チューブ34内の圧力が瞬時に開放され、これら各チューブ34内の急速減圧が行われ、蒸煮爆砕によって微粉化されたバイオマス燃料が出口バルブ42から噴出して生成され、爆砕制御を終了する。 Next, in step S14, the outlet valve 42 is opened and operated. As a result, the pressure in each tube 34 is instantly released, rapid depressurization is performed in each of these tubes 34, and biomass fuel atomized by steaming and blasting is ejected from the outlet valve 42 to generate blasting control. finish.

次に、ステップS15では、第1実施形態の場合と同様に、分離ユニット50による分離工程が行われる。分離工程において、制御ユニット48は、分離ユニット50を起動するとともに、開閉バルブ56を開作動する。これにより、生成された微粉化バイオマスから分離ユニット50で分離した水蒸気の少なくとも一部(例えば約50%程度)が第1循環路52を介してチューブ34の入口側に戻される。 Next, in step S15, the separation step by the separation unit 50 is performed as in the case of the first embodiment. In the separation step, the control unit 48 activates the separation unit 50 and opens the on-off valve 56. As a result, at least a part (for example, about 50%) of the water vapor separated by the separation unit 50 from the produced micronized biomass is returned to the inlet side of the tube 34 via the first circulation path 52.

また、制御ユニット48は、分離ユニット50及びスクリューコンベア60を起動する。これにより、生成された微粉化バイオマスから分離ユニット50で分離した固体残渣の少なくとも一部(好ましくは約90%~100%程度)が第2循環路54を介して各チューブ34の入口側であるフィーダ38に戻される。 Further, the control unit 48 starts the separation unit 50 and the screw conveyor 60. As a result, at least a part (preferably about 90% to 100%) of the solid residue separated from the produced micronized biomass by the separation unit 50 is on the inlet side of each tube 34 via the second circulation path 54. Returned to feeder 38.

蒸煮爆砕装置130で微粉化バイオマスを順次生成する際、次の爆砕処理まで待機時間がある場合には、保温ユニット62で保温することにより分離ユニット50で分離した水蒸気の凝縮が抑制される。なお、本実施形態の分離ユニット50及び分離工程において、前述した内容の例外となる構成は、第1実施形態の場合と同様に許容される。そして、分離工程を経た微粉化バイオマス燃料は、押込みファン11により導入される燃焼用空気とともにバーナー部2eを経て石炭焚きボイラ2の火炉2aに投入され、ミル20により粉砕処理された微粉炭燃料とともに燃焼される。 When the steaming and blasting apparatus 130 sequentially produces micronized biomass, if there is a waiting time until the next blasting process, the heat insulation unit 62 keeps the heat, so that the condensation of the steam separated by the separation unit 50 is suppressed. In the separation unit 50 and the separation step of the present embodiment, the configuration as an exception to the above-mentioned contents is allowed as in the case of the first embodiment. Then, the pulverized biomass fuel that has undergone the separation step is put into the furnace 2a of the coal-fired boiler 2 through the burner section 2e together with the combustion air introduced by the indentation fan 11, and is pulverized by the mill 20 together with the pulverized coal fuel. Will be burned.

以上のように本実施形態の蒸煮爆砕装置130では、第1実施形態の場合と同様に、チューブ34内にて湿潤状態のバイオマスBを密閉して加熱し、バイオマスBの含有水分でバイオマスBを水蒸気爆砕して水分の少ない高熱量の微粉化バイオマスを生成することができる。従って、従来の水蒸気爆砕に比して大幅に少ないエネルギでバイオマスBを微粉化することができ、蒸煮爆砕装置130ひいてはボイラ装置1におけるエネルギ消費及び設備コストを全体として大幅に削減し、蒸煮爆砕装置130ひいてはボイラ装置1の運転コストを低減することができる。 As described above, in the steaming / explosive apparatus 130 of the present embodiment, as in the case of the first embodiment, the wet biomass B is sealed and heated in the tube 34, and the biomass B is heated by the moisture contained in the biomass B. It can be steam-blasted to produce high-calorie micronized biomass with low moisture content. Therefore, the biomass B can be atomized with significantly less energy than the conventional steam blasting, and the energy consumption and equipment cost of the steaming blasting device 130 and the boiler device 1 can be significantly reduced as a whole, and the steaming blasting device can be used. 130 As a result, the operating cost of the boiler device 1 can be reduced.

さらに、本実施形態の蒸煮爆砕装置130は、第1実施形態の場合と同様に、分離ユニット50、第1及び第2循環路52、54を備えることから、バイオマスを少ないエネルギで効率的に微粉砕して燃料として高品質の微粉化バイオマスを高い収率で生成することができる。また、第1循環路52に保温ユニット62を設けたことにより、分離ユニット50で分離した水蒸気の凝縮が抑制され、熱量廃棄に伴うエネルギーロスをさらに低減することができる。 Further, since the steaming and explosive apparatus 130 of the present embodiment includes the separation unit 50 and the first and second circulation passages 52 and 54 as in the case of the first embodiment, the biomass can be efficiently micronized with less energy. It can be crushed to produce high quality micronized biomass as fuel in high yield. Further, by providing the heat insulating unit 62 in the first circulation passage 52, the condensation of the water vapor separated by the separation unit 50 is suppressed, and the energy loss due to the waste of heat can be further reduced.

また、特に本実施形態の蒸煮爆砕装置130は、入口及び出口バルブ40、42は1個で良いため、第1実施形態の場合に比して、入口及び出口バルブ40、42の個数を大幅に削減することができ、爆砕制御の制御システムも簡素化される。従って、蒸煮爆砕装置130は、その全体構成を大幅に簡素化することができるため、蒸煮爆砕装置130ひいてはボイラ装置1におけるエネルギ消費及び設備コストをさらに削減し、これらの運転コストをさらに低減することができる。 Further, in particular, in the steaming / explosive apparatus 130 of the present embodiment, only one inlet and outlet valves 40 and 42 are required, so that the number of inlet and outlet valves 40 and 42 is significantly larger than that of the first embodiment. It can be reduced and the control system for blast control is also simplified. Therefore, since the steaming and blasting device 130 can greatly simplify the overall configuration, the energy consumption and the equipment cost in the steaming and blasting device 130 and the boiler device 1 can be further reduced, and the operating costs thereof can be further reduced. Can be done.

また、本実施形態では、上述した爆砕制御を実行し、入口及び出口バルブ40、42の開閉により、フィーダ38から24本のチューブ34内に一括してバイオマスBを供給し、微粉化バイオマスを生成する。しかも、各チューブ34の上傾斜管部34a、及び下傾斜管部34bにもバイオマスBを充填して蒸煮爆砕を行うことができる。これにより、石炭焚きボイラ2で生成された蒸気を利用しながら、微粉化バイオマスを一度に大量に生成することができ、蒸煮爆砕装置130の爆砕能力を大幅に高めることができる。 Further, in the present embodiment, the above-mentioned blasting control is executed, and the biomass B is collectively supplied from the feeder 38 into the 24 tubes 34 by opening and closing the inlet and outlet valves 40 and 42 to generate micronized biomass. do. Moreover, the upper inclined pipe portion 34a and the lower inclined pipe portion 34b of each tube 34 can also be filled with biomass B for steaming and blasting. As a result, it is possible to generate a large amount of micronized biomass at one time while utilizing the steam generated by the coal-fired boiler 2, and the blasting capacity of the steaming crusher 130 can be significantly increased.

<第3実施形態>
第3実施形態に係る蒸煮爆砕システムは、ボイラ装置1に設けられ、蒸煮爆砕装置30又は130を複数備えている。以下、第2実施形態の蒸煮爆砕装置130を複数備える場合を代表して説明し、第2実施形態と同様の構成は図面及び明細書中に同符号を付して説明を省略することがある。
<Third Embodiment>
The steaming and blasting system according to the third embodiment is provided in the boiler device 1 and includes a plurality of steaming and blasting devices 30 or 130. Hereinafter, a case where a plurality of steaming and blasting devices 130 of the second embodiment will be provided will be described as a representative, and the same configurations as those of the second embodiment may be omitted by adding the same reference numerals in the drawings and the specification. ..

図7は、複数の蒸煮爆砕装置130のうちの一部をなす装置130A、130Bを図示した蒸煮爆砕システム200を示す。装置130Aの第1循環路52は、隣り合う装置130Bの分岐配管44に接続されている。一方、装置130A、130Bの第2循環路54は、それぞれ装置130A、130Bの各フィーダ38の上方まで延設される。なお、図7、及び後述する図8においては、制御ユニット48の図示を省略している。 FIG. 7 shows a steaming and blasting system 200 in which the devices 130A and 130B forming a part of the plurality of steaming and blasting devices 130 are illustrated. The first circulation path 52 of the device 130A is connected to the branch pipe 44 of the adjacent device 130B. On the other hand, the second circulation path 54 of the devices 130A and 130B extends above the feeders 38 of the devices 130A and 130B, respectively. In FIG. 7 and FIG. 8 described later, the control unit 48 is not shown.

装置130Aの分離ユニット50で分離した水蒸気は、異なる装置130Bの各チューブ34の入口側に戻され、装置130Aの爆砕処理後に発生した水分由来の水蒸気を装置130Bの爆砕処理に利用することができる。従って、蒸煮爆砕システム200の装置外に放出される水蒸気を低減することができるため、熱量廃棄に伴うエネルギーロスを低減することができる。 The water vapor separated by the separation unit 50 of the device 130A is returned to the inlet side of each tube 34 of the different device 130B, and the water vapor derived from the water generated after the blasting process of the device 130A can be used for the blasting process of the device 130B. .. Therefore, since the steam released to the outside of the steaming and blasting system 200 can be reduced, the energy loss due to the waste of heat can be reduced.

また、装置130A、130Bにおいて微粉化バイオマスを順次段階的に生成することにより、装置130Aと装置130Aとの爆砕処理の間に待機時間を極力短くすることができる。これにより、保温ユニット62を設けなくとも、リサイクルする水蒸気の性状を維持することができるため、設備コストを低減しながら熱量廃棄に伴うエネルギーロスを削減することができる。 Further, by sequentially and stepwise producing the micronized biomass in the devices 130A and 130B, the waiting time between the blasting treatments of the device 130A and the device 130A can be shortened as much as possible. As a result, even if the heat insulating unit 62 is not provided, the properties of the steam to be recycled can be maintained, so that the energy loss due to the waste of heat can be reduced while reducing the equipment cost.

さらに、図8に示すように、蒸煮爆砕システム200において、分離ユニット50を複数の蒸煮爆砕装置130で共用しても良い。例えば、蒸煮爆砕システム200が装置130A、130Bから構成される場合、分離ユニット50は1つだけ設けられ、第1循環路52は、装置130A、130Bの各分岐配管44に向けて分岐して接続される。 Further, as shown in FIG. 8, in the steaming and blasting system 200, the separation unit 50 may be shared by a plurality of steaming and blasting devices 130. For example, when the steaming and blasting system 200 is composed of the devices 130A and 130B, only one separation unit 50 is provided, and the first circulation path 52 branches and connects to the branch pipes 44 of the devices 130A and 130B. Will be done.

また、第2循環路54は、装置130A、130Bの各フィーダ38の上方に向けて分岐して延設される。分岐した第2循環路54の各フィーダ38の近傍には、それぞれ開閉バルブ58が介装されている。開閉バルブ58の駆動部は、制御ユニット48に電気的に接続されている。制御ユニット48は、爆砕制御におけるステップS5の分離工程において、分離ユニット50及びスクリューコンベア60を起動するとともに、何れかの開閉バルブ58を開作動する。 Further, the second circulation path 54 is branched and extended toward the upper side of each feeder 38 of the devices 130A and 130B. An on-off valve 58 is interposed in the vicinity of each feeder 38 of the branched second circulation path 54. The drive unit of the on-off valve 58 is electrically connected to the control unit 48. The control unit 48 activates the separation unit 50 and the screw conveyor 60 and opens any of the on-off valves 58 in the separation step of step S5 in the blasting control.

これにより、生成された微粉化バイオマスから分離ユニット50で分離した固体残渣の一部が第2循環路54を介して選択されたフィーダ38に戻される。このような図8の形態の場合には、蒸煮爆砕システム200の分離ユニット50の数を減らすことができるため、設備コストを低減しながらコンパクトな蒸煮爆砕システム200を実現することができる。 As a result, a part of the solid residue separated from the produced micronized biomass by the separation unit 50 is returned to the selected feeder 38 via the second circulation path 54. In the case of such an embodiment of FIG. 8, since the number of the separation units 50 of the steaming and blasting system 200 can be reduced, a compact steaming and blasting system 200 can be realized while reducing the equipment cost.

以上で本発明の各実施形態についての説明を終えるが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、蒸煮爆砕装置30、130は、分離ユニット50と第1循環路52とを備えていれば、第2循環路54を備えていなくとも良い。バイオマスBの性状や、蒸煮爆砕装置30、130の爆砕能力によっては、固体残渣の量が少ない場合もあり得るからである。
Although the description of each embodiment of the present invention is completed above, the present invention is not limited to these, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the steaming and explosive devices 30 and 130 may not be provided with the second circulation path 54 as long as the separation unit 50 and the first circulation path 52 are provided. This is because the amount of solid residue may be small depending on the properties of the biomass B and the blasting capacity of the steaming and blasting devices 30 and 130.

また、例えば、図9に示すように、蒸煮爆砕装置30(蒸煮爆砕装置130でも良い)は、チューブ34内に生成された微粉化バイオマスを受け入れる受入タンク64を備えても良い。この場合には、蒸煮爆砕装置30において分離ユニット50を経た微粉化バイオマスを火炉2aに直接投入して燃焼するのではなく、受入タンク64で一旦保管することができる。これにより、蒸煮爆砕装置30及びボイラ装置1の運転の自由度をさらに高めることができる。 Further, for example, as shown in FIG. 9, the steaming blasting device 30 (may be the steaming blasting device 130) may include a receiving tank 64 for receiving the micronized biomass generated in the tube 34. In this case, the micronized biomass that has passed through the separation unit 50 in the steaming / explosive apparatus 30 can be temporarily stored in the receiving tank 64 instead of being directly put into the furnace 2a and burned. This makes it possible to further increase the degree of freedom in operation of the steaming explosion crushing device 30 and the boiler device 1.

また、上記各実施形態では、ボイラ装置1が備える蒸煮爆砕装置30、130で蒸煮爆砕を行うことで、バイオマスBの含水量で微粉化バイオマスを生成する場合について説明した。この場合には、石炭焚きボイラ2で生じている高温の蒸気のうちの再熱蒸気(高圧タービン22を回転させた後に再熱器2cに戻る蒸気)の一部をチューブ34の加熱源として利用している。 Further, in each of the above embodiments, a case where micronized biomass is produced by the water content of biomass B by steaming and blasting with the steaming and blasting devices 30 and 130 provided in the boiler device 1 has been described. In this case, a part of the reheated steam (steam that returns to the reheater 2c after rotating the high-pressure turbine 22) among the high-temperature steam generated in the coal-fired boiler 2 is used as a heating source for the tube 34. is doing.

これにより、新たな電力消費を要さずに、少ないエネルギでバイオマスBを微粉化することができる。しかし、これに限らず、上記加熱源として、中・低圧タービン25の仕事に供された後の蒸気を利用しても良いし、石炭焚きボイラ2で発生する水蒸気を直接利用しても良いし、石炭焚きボイラ2で発生する排ガスで蒸気を追い焚きして利用しても良い。 This makes it possible to micronize the biomass B with less energy without requiring new power consumption. However, the present invention is not limited to this, and steam after being used for the work of the medium / low pressure turbine 25 may be used as the heating source, or steam generated in the coal-fired boiler 2 may be directly used. , Steam may be reheated and used by the exhaust gas generated by the coal-fired boiler 2.

また、ボイラ装置1以外の他の装置や設備に、蒸煮爆砕装置30、130の態様をなす微粉化バイオマス製造装置を設け、蒸気以外の加熱源を利用してチューブ34を加熱して微粉化バイオマスを生成しても良い。
また、本発明で微粉化可能なバイオマスは、水分を含む潤湿バイオマスであれば良く、木質系に限らず草木系を含む未利用バイオマスであっても良いし、廃棄物系バイオマスであっても良い。
Further, in devices and equipment other than the boiler device 1, a micronized biomass production device in the form of the steaming and explosive devices 30 and 130 is provided, and the tube 34 is heated by using a heating source other than steam to micronized biomass. May be generated.
Further, the biomass that can be micronized in the present invention may be a moist biomass containing water, and may be an unused biomass including vegetation-based biomass as well as a wood-based biomass, or a waste-based biomass. good.

30、130 蒸煮爆砕装置
32 シェル
34 チューブ
40 入口バルブ
42 出口バルブ
48 制御ユニット
50 分離ユニット
52 第1循環路
54 第2循環路
62 保温ユニット
200 蒸煮爆砕システム
30, 130 Steaming and blasting device 32 Shell 34 Tube 40 Inlet valve 42 Outlet valve 48 Control unit 50 Separation unit 52 First circulation path 54 Second circulation path 62 Heat insulation unit 200 Steaming and blasting system

Claims (5)

蒸気が供給されるシェルと、
前記シェル内に配置されるチューブと、
前記チューブの入口側に接続され、前記チューブ内にバイオマスを供給するフィーダと、
前記チューブの入口側に介装される入口バルブと、
前記チューブの出口側に介装される出口バルブと、
前記入口バルブを開、前記出口バルブを閉とし、前記フィーダから前記入口バルブを経て前記チューブ内に前記バイオマスを供給し、前記入口及び出口バルブを閉とし、前記バイオマスを前記チューブ内に密閉し、前記チューブ内の前記バイオマスを前記シェル内の蒸気で加熱し、保持時間の経過後、前記入口バルブを閉、前記出口バルブを開とし、前記チューブ内の前記バイオマスをその含有水分で蒸気爆砕して微粉化バイオマスを生成する制御ユニットと、
前記チューブの出口側に接続され、前記チューブ内に生成された前記微粉化バイオマスから固体残渣と水蒸気とを分離する分離ユニットと、
前記分離ユニットで分離した水蒸気の少なくとも一部を前記チューブの入口側に戻す第1循環路と
を備え
前記第1循環路は、前記分離ユニットで分離した水蒸気の凝縮を抑制する保温ユニットを有する、蒸煮爆砕装置。
The shell to which steam is supplied and
A tube placed in the shell and
A feeder connected to the inlet side of the tube and supplying biomass into the tube,
An inlet valve interposed on the inlet side of the tube and
An outlet valve interposed on the outlet side of the tube and
The inlet valve is opened, the outlet valve is closed, the biomass is supplied from the feeder via the inlet valve into the tube, the inlet and outlet valves are closed, and the biomass is sealed in the tube. The biomass in the tube is heated by the steam in the shell, and after the holding time elapses, the inlet valve is closed, the outlet valve is opened, and the biomass in the tube is steam-exploded with the water contained therein. A control unit that produces micronized biomass, and
A separation unit connected to the outlet side of the tube and separating the solid residue and water vapor from the micronized biomass generated in the tube.
It is provided with a first circulation path for returning at least a part of the water vapor separated by the separation unit to the inlet side of the tube.
The first circulation path is a steaming and explosive device having a heat insulating unit that suppresses condensation of water vapor separated by the separation unit .
前記分離ユニットで分離した固体残渣の少なくとも一部を前記チューブの入口側に戻す第2循環路をさらに備える、請求項1に記載の蒸煮爆砕装置。 The steaming and blasting apparatus according to claim 1, further comprising a second circulation path for returning at least a part of the solid residue separated by the separation unit to the inlet side of the tube. 蒸気が供給されるシェルと、
前記シェル内に配置されるチューブと、
前記チューブの入口側に接続され、前記チューブ内にバイオマスを供給するフィーダと、
前記チューブの入口側に介装される入口バルブと、
前記チューブの出口側に介装される出口バルブと、
前記入口バルブを開、前記出口バルブを閉とし、前記フィーダから前記入口バルブを経て前記チューブ内に前記バイオマスを供給し、前記入口及び出口バルブを閉とし、前記バイオマスを前記チューブ内に密閉し、前記チューブ内の前記バイオマスを前記シェル内の蒸気で加熱し、保持時間の経過後、前記入口バルブを閉、前記出口バルブを開とし、前記チューブ内の前記バイオマスをその含有水分で蒸気爆砕して微粉化バイオマスを生成する制御ユニットと、
前記チューブの出口側に接続され、前記チューブ内に生成された前記微粉化バイオマスから固体残渣と水蒸気とを分離する分離ユニットと、
前記分離ユニットで分離した水蒸気の少なくとも一部を前記チューブの入口側に戻す第1循環路と
を備えた蒸煮爆砕装置を複数備える蒸煮爆砕システムであって、
前記第1循環路は、前記分離ユニットで分離した水蒸気を異なる前記蒸煮爆砕装置の前記チューブの入口側に戻す、蒸煮爆砕システム。
The shell to which steam is supplied and
A tube placed in the shell and
A feeder connected to the inlet side of the tube and supplying biomass into the tube,
An inlet valve interposed on the inlet side of the tube and
An outlet valve interposed on the outlet side of the tube and
The inlet valve is opened, the outlet valve is closed, the biomass is supplied from the feeder via the inlet valve into the tube, the inlet and outlet valves are closed, and the biomass is sealed in the tube. The biomass in the tube is heated by the steam in the shell, and after the holding time elapses, the inlet valve is closed, the outlet valve is opened, and the biomass in the tube is steam-exploded with the water contained therein. A control unit that produces micronized biomass, and
A separation unit connected to the outlet side of the tube and separating the solid residue and water vapor from the micronized biomass generated in the tube.
With the first circulation path that returns at least a part of the water vapor separated by the separation unit to the inlet side of the tube.
It is a steaming and blasting system equipped with multiple steaming and blasting devices.
The first circulation path is a steaming / blasting system that returns the steam separated by the separation unit to the inlet side of the tube of the different steaming / blasting device.
前記蒸煮爆砕装置は、前記分離ユニットで分離した固体残渣の少なくとも一部を前記チューブの入口側に戻す第2循環路をさらに備える、請求項3に記載の蒸煮爆砕システム。 The steaming and blasting system according to claim 3, further comprising a second circulation path for returning at least a part of the solid residue separated by the separation unit to the inlet side of the tube. 前記分離ユニットは、複数の前記蒸煮爆砕装置において共用されている、請求項3又は4に記載の蒸煮爆砕システム。 The steaming and blasting system according to claim 3 or 4, wherein the separation unit is shared by the plurality of steaming and blasting devices.
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