JP7108354B1 - バイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置と、バイオマス発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】バイオマス発電における木質ペレット利用を促進することが可能なバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置とバイオマス発電システムを提供する。
【解決手段】バイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置は、半炭化装置１と、過剰ガス燃焼装置３０と、第３配管３３と、第４配管２と、冷却装置４と、第１排出管５と、破砕機８と、ホッパー７と、水分調整混合器４２と、ペレタイザー装置４３とを備える。バイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置は、半炭化装置１のガスを、第２配管３２、過剰ガス燃焼装置３０、及び第４配管２を経由して半炭化装置１へと循環させる。バイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置では、この循環された循環ガスの流れにおいて、過剰ガス燃焼装置３０は、第３配管３３からの循環ガスの一部を燃焼し、過剰ガス燃焼装置３０内の循環ガスの残部を昇温可能とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、バイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置と、バイオマス発電システムに関する。

本発明は、バイオマス燃料用半炭化ペレット（トレファクション燃料）の製造に関する。半炭化は、トレファクションとも呼ばれ、２００℃から３００℃の還元雰囲気下で、木質バイオマスを熱分解するプロセスである。半炭化ペレット（トレファクション燃料）の製造工程の一部は、木質ペレットの製造工程と類似すると考えられる。

本発明の半炭化ペレットに関してより詳細に説明する。半炭化（トレファクション、Ｔｏｒｒｅｆａｃｔｉｏｎ）とは、木質バイオマスを無酸素状態で、例えば２８０℃程度に加熱することにより、木質バイオマスの１部が熱分解し、それによって可燃性ガスが発生し、その質量は約７０％に減少するが、燃焼熱は９０％が保持され、その粉砕性は石炭と同等で混焼率の向上に有利であり、かつ耐水性（疎水性）が高く運搬性・取扱性にも優れるという、木質バイオマスの高度利用を目指した技術である。木質バイオマスが加熱分解される際に発生するのは、水分と可燃性ガスであり、可燃性ガスの燃焼熱により木質バイオマスを加熱する。このため、外部からの熱供給を必要としない場合もあるが、補助燃料としてＬＰＧを用いることも可能である。

トレファクション燃料については、近年、世界規模で開発が進捗しており、商業ベースでの開発が促進されている。その更なる発展のためには、下記が重要である。
Ａ） 発熱量アップ
素材毎の比率は、石炭：６０００ｋｃａｌ／ｋｇ、トレファクション燃料：５０００ｋｃａｌ／ｋｇ、木質ペレット：４０００ｋｃａｌ／ｋｇである。
Ｂ） エネルギー密度アップ
トレファクションは熱分解プロセスであるため、反応により、原料中の水分と熱分解により発生する揮発成分として３０％の質量を失うが、エネルギーとして失われる量は１０％程度である。単位重量当たりのエネルギー密度は１．３倍となり、エネルギー輸送効率が改善される。
Ｃ） 粉砕性の向上
木質チップやペレットでは粉砕性は低く、石炭火力発電においては、混焼率は数％程度である。トレファクション燃料の粉砕性は石炭と同等であり、混焼率を高めることが可能である。国内の発電所では２０％混焼可能と実証済みであり、かつ海外では４０％程度の混焼は可能との報告がある。
Ｄ） 耐水性の改善と自然発火の危険性低下
Ｅ） 多様なバイオマスの利用
樹皮・枝葉等、有用性の低い林地残材、バガス等の農業残渣、多様な原料が利用可能である。

トレファクション燃料の開発の背景としては、地球環境問題や燃料需要増、経済発展などがあり、例えば２０３０年のＣＯ２削減目標達成のためには、脱化石燃料は必至である。具体的に、化石燃料から、トレファクション燃料を含むバイオマス燃料への転換が期待される設備には以下のようなものがある。
１）発電設備→木質ペレットの代替
２）石炭火力発電設備→石炭とバイオマス燃料との混焼
３）各種工場等にて稼働する石炭ボイラー→石炭とバイオマス燃料との混焼
前記１）の設備においては、今後、規制の変更が実施されると考えられる。前記２）、３）の設備においては、今後は新設や更新の際に高効率の設備採用、ＣＯ２排出抑制などが必須であり、未使用の資源（間伐材、建設資材、廃棄物、農業残渣、等）からバイオマス燃料を製造し、資材の有効利用を図ることが必要である。このような状況下で、バイオマス燃料の一種であるトレファクション燃料は、高い混焼率での運用が可能である故に、代替燃料として期待されている。

ここで、本発明と関連する文献（１）－（４）を説明する。

文献（１）は、特許第５５８４６４７号に記載の発明であり、乾燥装置と、バイオマスを熱分解する熱分解装置と、乾燥装置と熱分解装置に加熱用の熱を供給する燃焼装置を備えるバイオマスの半炭化燃料の製造装置において、
乾燥装置には、燃焼排ガスの一部が供給され、この一部をバイオマスと直接混合し、その他を、間接伝熱でバイオマスと熱交換し、発生したガスを燃焼装置に供給し、
また、熱分解装置には、燃焼排ガスの一部が供給され、この一部を、バイオマスと直接混合し、
燃焼装置には、燃焼用空気を供給し、熱分解装置から供給された混合気体、及び乾燥装置から供給されたガスを燃焼し、燃焼排ガスを生成するバイオマスの半炭化燃料の製造装置であり、前記バイオマスを加熱して熱分解し、この熱分解ガスと燃焼排ガスの混合気体を、補助燃料とし、燃焼装置に供給することを特徴とする。

また、文献（１）は、バイオマスの熱分解成分は、その一部は蒸気圧が低く、温度が低下すると凝縮し、液体や固体となり、いわゆるタールや凝縮水となる。タールや凝縮水が隔壁や伝熱面に付着すると、これらの付着物に含まれる成分が隔壁や伝熱面、配管に付着して成長し、流路を縮小、閉塞するなど、運転上の障害となる。しかし、本発明では、直接加熱方式を採用することにより、温度が低下し易い伝熱面の面積や容積を小さくでき、配管の長さも短くできるので、タールや凝縮水の付着を抑制することができ、運転上の障害が発生し難くなる。

また、文献（２）は、実用新案登録第３２３２１１３号の考案であり、粉砕装置として、縦型粗粉砕装置にピンミル機能を備えた装置であって、タケやササもφ２ｍｍ程度で繊維方向に対して１００ｍｍ以下で、好ましくはφ２ｍｍ、長さ５０ｍｍ程度の針状形チップ状物とした材料を投入し、繊維束あるいは維管束を引きちぎった状態の微粒径綿状物を生成し、ペレタイザーの運転温度は７０℃～９０℃の予備熱温度で運転し、成型メカニズムは木質繊維樹脂軟化温度による水素結合を達成しつつ、一部材料の高温乾燥による結合不良を２％以下のバインダーによる補助結合を可能とし、２０℃～４０℃程度高い温度とし、微粉砕物の成分である多糖物質やリグニンなどのバインダー物質の溶融化と成型物表面の被膜化を加温効果にすることを特徴とする。

文献（３）は、特許第５８４３９５２号に記載の発明であり、乾燥処理物の発火防止に加え、乾燥処理した廃棄物のエネルギー密度を向上した低コストで連続稼動可能な乾燥処理物の半炭化方法とその装置の提供であって、乾燥設備で乾燥させた後の乾燥処理物を半炭化した略絶乾状態に近づけるようにトレファクション設備を区画分離し、かつトレファクション設備においては、過熱蒸気を一部使用し、トレファクション設備での乾燥処理物の発火防止と、半炭化のための酸素濃度低減とを可能にする。トレファクションロータリーシェル装置は、シェル外周面を外部ジャケットで覆い、かつ外熱空気入口から外熱空気出口までを通じて熱風導入可能な重ジャケット構造で、炉内部での過熱蒸気混合ガスによる乾燥処理物の直接加熱と同時に、乾燥処理物の間接加熱をするハイブリッド構造とし（炉内部での過熱蒸気混合ガスによる乾燥処理物の直接加熱と同時に、乾燥処理物の間接加熱をも行うハイブリッド化）、半炭化された乾燥処理物は、半炭化排出口を経て、トレファクションロータリーシェル装置の出口コンベヤに設置した水分計と、熱風導入口に設置した吹込ガス温度指示調節計を連動させることで、乾燥処理物の水分を値に近づけるようカスケード制御を行い、レファクションロータリーシェル装置の排ガス出口部に一酸化炭素（ＣＯ）の濃度を感知するＣＯ計を設け、トレファクションロータリーシェル装置の炉内部にＣＯ計による濃度感知信号に連動して散水作動をする散水装置を設け、トレファクションロータリーシェル装置の外部ジャケットの外熱空気入口に温度指示調節計を設け、外熱空気入口を介し、熱交換器より熱回収した熱風を導入するときに、トレファクションロータリーシェル装置の炉内部において、乾燥処理物の半炭化状態が過度に炭化方向に進まない構造とする。

また、文献（４）は、特許第３８３７４９０号に記載の発明であり、バイオマスの半炭化燃料の製造装置と製造方法、及び半炭化燃料を用いた発電システムであって、タールや凝縮水が隔壁や伝熱面に付着すると、これらの付着物に含まれる成分が隔壁や伝熱面、配管に付着して成長し、流路を縮小、閉塞するなど、運転上の障害となる。直接加熱方式を採用することにより、温度が低下し易い伝熱面の面積や容積を小さくでき、配管の長さも短くなり、かつタールや凝縮水の付着を抑制できて、例えば、運転上の障害が発生し難くなる。即ち、酸素欠乏雰囲気中かつ密閉状態において、バイオマスを２００～５００℃で加熱することにより、１～５％のタール分を含有する生成物を収得することを特徴とする。

特許第５５８４６４７号 実用新案登録第３２３２１１３号 特許第５８４３９５２号 特許第３８３７４９０号

前記文献（１）－（４）は、バイオマスの半炭化燃料の製造装置の提供と、その発明を補完するペレタイザーの運転温度に関する発明又は考案であり、連続稼働を図る工夫、タールに関する改良点を備えた構造ではない。個別には、文献（１）では、燃焼排気ガスと乾燥バイオマスの燃焼用空気を混合し、所謂、実施例１の如く、乾燥装置（１０）と熱分解室装置（１１）を繋ぐ構造である。また、文献（２）は、前述の如く、「ペレタイザーの運転温度は７０℃～９０℃の予備熱温度で運転し、成型メカニズムは木質繊維樹脂軟化温度による水素結合を達成しつつ、一部材料の高温乾燥による結合不良を２％以下のバインダーによる補助結合を可能とし、２０℃～４０℃程度高い温度とし、微粉砕物の成分である多糖物質やリグニンなどのバインダー物質の溶融化と成型物表面の被膜化を加温効果にする」ことにある。また、文献（３）は、連続稼働を目的として、前述の如く、「シェル外周面を外部ジャケットで覆い、かつ外熱空気入口から外熱空気出口までを通じて熱風導入可能な重ジャケット構造で、炉内部での過熱蒸気混合ガスによる乾燥処理物の直接加熱と同時に、乾燥処理物の間接加熱をするハイブリッド構造」とする。さらに、文献（４）は、前述の如く、「酸素欠乏雰囲気中かつ密閉状態において、バイオマスを２００～５００℃で加熱することにより、１～５％のタール分を含有する生成物を収得する」ことを特徴とする。

前述した、文献（１）－（４）では、連続稼働と、タール処理に関する改良（工夫と処理）が、さらに要求される。また、設備の増設、変更、又は減設、更には設備の合理化及びコンパクト化に関しての工夫や改良に関し、充分に提案されていないと考えられる。

上記の課題を解決するために、請求項１～１３を提案する。

請求項１は、
投入口（１０４）及びゲート（１０２ａ、１０２ｂ）を備えておりかつ木質ペレット供給を担う第１配管（１０１）、開放口（１０３）、並びに処理室（１０７）を有する半炭化装置（１）と、
半炭化装置（１）に隣設した過剰ガス燃焼装置（３０）と、
半炭化装置（１）から過剰ガス燃焼装置（３０）に至る第２配管（３２）と、
第２配管（３２）から分岐して過剰ガス燃焼装置（３０）に至る第３配管（３３）と、
過剰ガス燃焼装置（３０）から半炭化装置（１）に至る第４配管（２）と、
半炭化装置（１）から排出される中間半炭化品を冷却する冷却装置（４）と、
この冷却装置（４）に繋がる、中間半炭化品を排出する第１排出管（５）と、
第１排出管（５）に繋がる破砕機（８）と、
木質チップ供給を担う、破砕機（８）に繋がるホッパー（７）と、
破砕機（８）に繋がる水分調整混合器（４２）と、
水分調整混合器（４２）に繋がるペレタイザー装置（４３）と、
を備え、
半炭化装置（１）のガスを、第２配管（３２）、過剰ガス燃焼装置（３０）、及び第４配管（２）を経由して半炭化装置（１）へと循環させる構成とし、
この循環ガスの流れにおいて、過剰ガス燃焼装置（３０）は、第３配管（３３）からの循環ガスの一部を燃焼し、過剰ガス燃焼装置（３０）内の循環ガスの残部を昇温可能とする構成とした、
バイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置
とし、バイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置の連続稼働と、半炭化ペレット製造の効率化、定形化、又は関連装置の過度の負担回避、故障回避、設備の合理化及びコンパクト化、等を図れる。

請求項２では、
第１配管（１０１）、第１排出管（５）、第２配管（３２）、及び／又は第４配管（２）にタール付着を抑制するリボンヒータを付設するとともに、これらの管内のタール付着を検証し、バイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置の連続稼働に対し、障害となる状況である時は、これらの管のタール除去、管の故障時の交換、及び解体による保守管理を可能とする構成とした、
請求項１に記載のバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置
とし、請求項１を更に発展させたバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置の構造が得られる。

請求項３では、
第１配管（１０１）と第２配管（３２）を繋ぐ第８配管（３７）と、
冷却装置（４）と第２配管（３２）を繋ぐ第６配管（３５）と、
第１排出管（５）と第２配管（３２）を繋ぐ第７配管（３６）と、
を更に備える、
請求項１に記載のバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置
とし、請求項１を更に発展させたバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置の構造が得られる。

請求項４では、
第１配管（１０１）、第１排出管（５）、第２配管（３２）、第４配管（２）、第６配管（３５）、第７配管（３６）、及び／又は第８配管（３７）にタール付着を抑制するリボンヒータを付設するとともに、これらの管内のタール付着を検証し、バイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置の連続稼働に対し、障害となる状況である時は、これらの管のタール除去、管の故障時の交換、及び解体による保守管理を可能とする構成とした、
請求項３に記載のバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置
とし、請求項３を更に発展させたバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置の構造が得られる。

請求項５では、
破砕機（８）は木質チップ及び中間半炭化品の両方の破砕に使用され、
ペレタイザー装置（４３）は破砕された木質チップ及び中間半炭化品の両方のペレット化を行う構成とした、
請求項１に記載のバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置
とし、請求項１を更に発展させたバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置の構造が得られる。

請求項６では、
第２配管（３２）はノックアウトドラム（３４）を更に備える、
請求項１に記載のバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置
とし、請求項１を更に発展させたバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置の構造が得られる。

請求項７では、
ペレタイザー装置（４３）に繋がり、かつ木質ペレット供給を担うルート２と、
ペレタイザー装置（４３）に繋がり、かつ半炭化ペレット輸送を担うルート６と、を備え、
ルート２を、投入口（１０４）に繋ぎ、
ルート６は、半炭化ペレットコンベア（５１）を備える、
構成とした請求項１に記載のバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置
とし、請求項１を更に発展させたバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置の構造が得られる。

請求項８では、
ルート２と、投入口（１０４）の間に、木質ペレット搬送を担うルート３、及びルート４を配備し、木質ペレットを、第１配管（１０１）に供給する、
構成とした請求項７に記載のバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置
とし、請求項７を更に発展させたバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置の構造が得られる。

請求項９では、
破砕機（８）の排出口に繋がる排出コンベア（４１）と水分調整混合器（４２）との間にあるルート５と、
ルート４と前期半炭化装置（１）を繋ぐルート１と、を備え、
ルート２とルート３を繋ぎ、このルート３とルート４を繋ぐ、
構成とした請求項８に記載のバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置
とし、請求項８を更に発展させたバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置の構造が得られる。

請求項１０では、
半炭化装置（１）と、第２配管（３２）及び第４配管（２）と、冷却装置（４）と、第１排出管（５）と、ホッパー（７）と、破砕機（８）と、を第１ユニットとする、
構成とした請求項１に記載のバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置
とし、請求項１を更に発展させたバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置の構造が得られる。

請求項１１では、
第２配管（３２）、第３配管（３３）、及び第４配管（２）と、過剰ガス燃焼装置（３０）と、を第２ユニットとする、
構成とした請求項１に記載のバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置
とし、請求項１を更に発展させたバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置の構造が得られる。

請求項１２では、
水分調整混合器（４２）と、この水分調整混合器（４２）に繋がるペレタイザー装置（４３）と、を第３ユニットとする、
構成とした請求項１に記載のバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置
とし、請求項１を更に発展させたバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置の構造が得られる。

請求項１３では、
請求項１～請求項１２のいずれか１項に記載のバイオマス燃料用半炭化ペレットを燃料とし、バイオマス発電を実施する
構成としたバイオマス発電システムの提供である。この種のバイオマス発電で用いるバイオマス発電機について、限定はないが、本発明が、第１～第３ユニットでなる構造を採用することで、例えば、本出願人が取得した特許第７０１７７４７号の「バイオマス発電方法、バイオマス発電の情報管理方法、バイオマス発電システム、及びバイオマス発電の外販商品の販売方法」で採用した“発電機Ａ”が望ましいと考える（以下同じ）。

バイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置の全体を示し、かつ装置の系統（装置の流れ）を摸式化した模式図 図１の回路図 木質チップ、木質ペレット、又はトレファクションペレットの各一例及び特徴を示した模式図

以下、本発明の実施例を説明する。実施例は、好ましい一例であり、実施例の説明、及び／又は、図面に限定されない。従って、発明の趣旨の範囲において構成の一部を変更する構造、又は同じ特徴と効果を達成できる構造、簡略化した構造、等は、本発明の範疇である。

トレファクション（半炭化）のプロセス原理について以下述べる。木質バイオマスは、セルロース、ヘミセルロース、リグニン等を含む。そのうち最多を占めるのは、セルロースであり、約１／３であるが、全体は、（Ｃ６Ｈ１０О５）ｎで表される多糖類である。木質バイオマス全体の平均の元素比率としては（Ｃ６Ｈ９О４．２）ｎとされている。木質バイオマスをトレファクションによって無酸素状態で３００℃以下に熱すると、最も低温（２４０℃付近）で分解する成分であるヘミセルロースの分解があり、おもにО（酸素）がＨ２О（水）として分解脱離される。これにより質量が７０～７５ｗｔ％へ減少するが、燃焼熱は９０％に保たれる。原料木質チップの炭素は４９ｗｔ％、酸素は４５ｗｔ％程度である。しかし、半炭化ペレットでは酸素が３５ｗｔ％と大きく減少し、炭素は５４ｗｔ％へ上昇する。この結果、単位質量当たりの発熱量（燃焼熱）が３０％程度上昇する。

このように、半炭化によりバイオマスの質量が約７５％へ減少する中で、その酸素は約４０％がガスとして放散される一方、炭素分で分解放散されるのは１２％程度である。放散されるガスは、水分が多く（原料に１０ｗｔ％ほど含まれる含有水分が蒸発される分を除く）、発生ガスの質量比で３７％、モル比で６１％になる。しかし、一酸化炭素、酢酸、ギ酸、メタノール、乳酸、フルフラール、ヒドロキシアセトン等可燃物が含まれているため、この発生ガスは燃焼により発熱する。

トレファクション反応そのものは発熱反応であるが、低温バイオマスの２８０℃近くまでの加熱、及び含有水分蒸発のために熱が必要であり、この熱は、放散されたガスの燃焼熱で賄う。

トレファクションのプロセスは、以下である。
（１）縦型円筒の半炭化装置１下部から、２８０℃に加熱された一定量の循環ガスＦを流し、頂部から落下するバイオマス（木質ペレット）を向流接触により加熱し、バイオマスから分解発生したガスと循環ガスＦが半炭化装置１頂部から排出される。
（２）このガスは落下してくる冷バイオマスにより熱を奪われ１８０℃近くに冷却されている。
（３）このガスのうち、発生ガス相当分は、原則として、過剰ガス燃焼装置３０に送られ燃焼される（その残りが循環ガスＦとなる）。その１２００℃に近い高温の燃焼排ガスは熱交換器の制約により３５０℃程度まで希釈空気の注入により冷却された後、１８０℃循環ガスＦの２８０℃迄の加熱に用いられる。
（４）２８０℃迄加熱された循環ガスＦは、再び半炭化装置１へ送られる。
（５）燃焼排ガスのうちその一部は熱が余るので、加熱に使用されることなく、大気中へ放散される。

半炭化ペレットの製造工程としては、原料である乾燥された切削チップ（木質チップ）を破砕しペレット化する工程（原料ペレット化工程：第１工程）と、製造された木質ペレットを高温の半炭化装置１に通して前述のトレファクションのプロセスを行い、その半炭化された製造物（中間半炭化品）を更に破砕しペレット化する工程（半炭化工程：第２工程）に分けられる。破砕機とペレタイザーがそれぞれ１台ずつである場合は、第１・第２工程を同時（連続的）に行うことはできないが、限定されない。原料木質ペレットを購入する、或いは原料としてチップをそのまま使用するなど、第１工程（原料ペレット化工程）を省略することもあり得る。第１工程は２４時間連続運転の必要はないが、第２工程は可燃性ガスの燃焼操作を伴うため２４時間連続運転となる。本発明の製造装置での安定した製造能力としては、例えば以下のようである。
・乾燥チップ（水分１０ｗｔ％）投入 ２０ｋｇ／ｈｒ
・半炭化品製造能力 １３ｋｇ／ｈｒ

また、本装置は、大別すると、無酸素下又は低酸素下、かつ２００℃から３００℃の還元雰囲気下で、木質ペレットを熱分解する半炭化装置１（半炭化炉）を主体とする第１ユニットＡと、過剰ガス燃焼装置３０で、半炭化装置１で発生したガスを燃焼し、その燃焼排ガスを用いて昇温した循環ガスＦを、再度半炭化装置１に供給する第２ユニットＢと、中間半炭化品及び木質チップをペレット化する、ペレタイザー装置４３を主体とする第３ユニットＣと、の組合せである。この第１ユニットＡ～第３ユニットＣを構成する機器の容積変更可能、配管の寸法調整可能とし、配置等の変更可能とすることを介して、設備規模変更・増設が図れることを特徴とする。第１ユニットＡ～第３ユニットＣについて、以下、順に説明する。

第１ユニットＡは、
木質ペレット、及び／又は、投入口１０４及び開閉ゲート１０２ａ、１０２ｂを備えておりかつ木質ペレット供給を担う第１配管１０１と、開放口１０３と、温度計１０５と、処理室１０７（図２の表記では、筐体及びその内部空間の両方を指すことを意図している）と、を有する半炭化装置１と、
半炭化装置１から過剰ガス燃焼装置３０に至る第２配管３２と、過剰ガス燃焼装置３０から半炭化装置１に至る第４配管２と、
半炭化装置１から排出される中間半炭化品を冷却する冷却装置４と、
冷却装置４に繋がる、中間半炭化品を排出する第１排出管５と、
第１排出管５が備えるダンパ１７の排出口９に繋がる破砕機８と、
機外にある木質チップを送り込む、木質チップ供給用の手段６（例えば、人、樋、配管等）と、
手段６から、破砕機８に繋がるホッパー７と、
窒素ガスを第１配管１０１及び／又は第１排出管５及び／又は処理室１０７に供給する第５配管１０と、でなる。

第１ユニットＡの工程について、以下詳述する。初めに、第１ユニットＡの半炭化装置１による半炭化工程について述べる。

原料木質ペレットを木質ペレットホッパー２１へ投入する。投入された原料は、ロータリーバルブ（符号なし）の回転数により投入速度を調整され、木質ペレット投入コンベア２２により、半炭化装置１上部に設置された、投入口１０４と２段の投入スライドゲート１０２ａ及び１０２ｂを備える、第１配管１０１へ送られる（ルート１（１１））。投入口１０４下部にゲート１０２ａが設置され、投入口１０４がいっぱいになる前にゲート１０２ａ（上段）が開き、材をゲート１０２ｂ（下段）に落とす。投入スライドゲート１０２ａ、１０２ｂの間の滞留時間は適宜調整可能である。

ゲート１０２ａの閉止を確認後、ゲート１０２ｂが自動的に開放され材を半炭化装置１に落とす。このように、２つのゲート１０２ａ、１０２ｂが交互に開閉を繰り返し、２つが同時には開かないことで、半炭化装置１へ材を供給するとともに、第１配管１０１内部の可燃性ガス（人体に非常に有毒）の外部への漏洩、及び空気の内部への混入を防いでいる。なお、同じ目的で、ゲート１０２ａ、１０２ｂとも、その開放中は窒素が封入される。この窒素を供給する配管が第５配管１０であり、第１ユニットＡに含まれる。また両者の間に第８配管３７を設け、これにより両者の閉止中は中間の可燃性ガスを第８配管３７により第２配管３２へと排出するようにすることができる。第８配管３７にはリボンヒータなどのタール除去手段が適宜付設され得る。

半炭化装置１への材の供給速度と排出速度は、バランスされるとよい。前述のように、材の供給速度は、ロータリーバルブ（符号なし）の回転数による制御であり、排出速度は、半炭化装置１下部に設けられた冷却装置４が備えるコンベアの回転数による制御であるが、供給速度とバランスしない時のために、半炭化装置１内にはレベルスイッチが設けられ、これがＨを示すと、２つのゲート１０２ａ、１０２ｂが閉止され、これにより材の供給が停止され、その間は材の排出は継続するので、半炭化装置１内の材レベルは下降し、Ｈは解除され、同時にゲート１０２ａ、１０２ｂが再起動となる。ゲート１０２ａ、１０２ｂ停止中もロータリーバルブ、木質ペレット投入コンベア２２は稼働を続けるので、その状態が続けば投入口１０４のレベルスイッチがＨとなり、これによってロータリーバルブ、木質ペレット投入コンベア２２が停止となる。ロータリーバルブと木質ペレット投入コンベア２２の発停を頻繁に繰り返すことを避けるため、供給量と排出量のバランスを調整することが肝要である。目安としては、数時間に１度程度、レベルスイッチがＨを示すように調整することである。Ｈを長時間全く示さない場合は、排出量に対して供給量が不足していると考えられ、半炭化装置１内の材レベルが次第に不足し、その結果、半炭化が不十分となっている可能性がある。よって、半炭化装置１への供給量が排出量を少しだけ上回るように調整するのが基本である。

半炭化（トレファクション）の重要なポイン卜は、全ての木質ペレット（バイオマス）が均一に、同じ時間、同じ温度で加熱されることなので、半炭化装置１内では、全ての木質ペレット（バイオマス）が同じ速度で落下するように、内部表面は溶接線も含めて精巧に磨かれ、自然落下に障害となるような物も、温度計１０５とガス分散器（図示しない）を例外として、できるだけ除くことが望ましい。

トレファクションのプロセスにおいて述べたように、半炭化装置１内部では、過剰ガス燃焼装置３０内の熱交換器によって、２８０℃程度まで加熱された循環ガスＦが、第４配管２から半炭化装置１内下部に注入され、上部から落下する原料ペレットとの向流的な接触により、トレファクションに必要な熱量を与えている。

半炭化装置１の処理室１０７の圧力は適宜調整可能である。本実施例の半炭化装置１の処理室１０７は、縦型円筒のベッセル（容器）であり、例えば当技術分野で使用される一般的な容器を使用してもよく、また処理能力や装置の構成に応じてカスタマイズされた容器であってもよい。その設計圧力、設計温度、材料の滞留時間等についても同様である。実際の運転圧力が設計圧力を超えた場合、装置上面に設置されたラプチャーディスクが例えば１００ｋＰａＧにて破裂し、装置の破損を防ぐとともに、内部の可燃性ガスを、開放口１０３を通じて建屋外へ導く。ラプチャーディスクのバイパスに設けられた自動弁は、窒素による置換などのためで、放散口が建屋（処理室１０７）外高所に置かれている。

半炭化装置１内部では、原料ペレット（木質バイオマス）が２８０℃近くまで加熱されるので、熱分解により可燃性ガスが発生する。循環ガスＦ及びこの発生ガスは、半炭化装置１上部に設けられた出口ノズル（番号なし）を介し、半炭化装置ブロワ３１に吸引されて第２配管３２に入り、過剰ガス燃焼装置３０へ送られる。半炭化装置１へ循環される循環ガス流量は、半炭化装置ブロワ３１の回転数制御により、処理能力、装置の構成、設計圧力、設計温度、材料の滞留時間、等に応じて調整した一定値に保たれることが望ましい。半炭化装置ブロワ３１の手前には、タール除去を目的として、ノックアウトドラム３４を設けるとよい。

次に、第１ユニットＡの、冷却装置４等による工程について述べる。

半炭化装置１底部から排出された、トレファクションを終えた生成物（中間半炭化品）は、冷却装置４（冷却コンベア）によって、できるだけ均一な速度で切り出され、かつ水噴霧（例えば２つの注入ノズルによる、水量は適宜調整可能）によって９０℃以下へ冷却し、火災発生の危険性を防ぐ。次に、排出ゲート１０２ｃ、１０２ｄを通し、大気に触れる。冷却装置４で蒸発した水分は、若干の可燃性ＶＯＣ（揮発性有機化合物）を含んでおり、そのままでは大気へは放散できない。このため例えば、冷却装置４から第２配管３２の間にこの蒸気を逃がすためのベントラインである第６配管３５を設けることができ、これを通してこのＶＯＣを含むガスを第２配管３２へと送り込み、半炭化装置ブロワ３１の吸引によって過剰ガス燃焼装置３０へと送り込み、そこで燃焼処理することができる。このラインは径が比較的小さく、温度も比較的低いので、タールの発生による閉塞に注意が必要であり、適宜リボンヒータなどのタール除去手段が付設され得る。

冷却装置４と排出口９の間には、２つの排出ゲート１０２ｃ、１０２ｄ、及び窒素封入弁（図２中の※Ｎ１）を含む、第１排出管５が設けられる。排出ゲート１０２ｃ、１０２ｄ、及び窒素封入弁の動作は半炭化装置１の入口のものとほぼ同一であり、その説明は省略する。排出ゲート１０２ｃ、１０２ｄ間の容量は、設計圧力、設計温度、材料の滞留時間等に応じて適宜調整可能である。第１排出管５から第２配管３２の間には、系内の可燃性有毒ガスの外部への漏洩防止及び系内への空気進入防止のためのベントラインである第７配管３６を設けることができる（機能や動作は上記第８配管３７と同様）。第７配管３６にもリボンヒータなどのタール除去手段が適宜付設され得る。

冷却装置４により、９０℃以下まで冷却された中間半炭化品は、第１排出管５を経て、排出口９、９ａを備えた分岐型のダンパ１７（分岐ダンパ装置）を介し、破砕機８に送られる。

尚、この破砕機８には、ホッパー７を介して、手段６（手動、その他の装置等）により、原料となる木質チップも送られる。すなわち、本実施例では、破砕機８は、中間半炭化品と木質チップ、双方を破砕する役割を担う。前述の手段６も、第１ユニットＡに含まれる。木質チップ（切削チップ）の供給過程は、手作業、ホイールローダー、又はフォークリフト（図示せず）などの手段６により、木質チップを半炭化設備まで運搬し、チェーンブロック（不図示）により床上のステージに上げ、木質チップホッパー７へ投入する。投入された木質チップは、木質チップホッパー７から、振動フィーダー（符号なし）を経由して破砕機８に送られる。

次に、第２ユニットＢは、
半炭化装置１に隣設した過剰ガス燃焼装置３０と、
半炭化装置１から過剰ガス燃焼装置３０に至る第２配管３２と、
第２配管３２から分岐して過剰ガス燃焼装置３０に至る第３配管３３と、
過剰ガス燃焼装置３０から半炭化装置１に至る第４配管２と、でなる。

過剰ガス燃焼装置３０で、循環ガスＦを昇温する構造である。循環ガスＦは、半炭化装置１から、第２配管３２、過剰ガス燃焼装置３０、第４配管２を通って再び半炭化装置１へと循環する。その際、半炭化装置１でのトレファクションにより発生したガスを、第２配管３２から分岐した第３配管３３により過剰ガス燃焼装置３０に送って高温燃焼し、その燃焼熱を用いて過剰ガス燃焼装置３０内の熱交換器において循環ガスＦを昇温し、第４配管２により半炭化装置１に供給する構造である。半炭化装置１に高温の循環ガスＦを供給し、木質ペレットを熱分解し、中間半炭化品を効率的に生成する。

第２ユニットＢの過剰ガス燃焼装置３０、及び循環ガスＦの流れについて、以下詳述する。

半炭化装置１上部から半炭化装置ブロワ３１により吸引された循環ガスＦのうち、一定量は半炭化装置１への循環ガスＦとして、過剰ガス燃焼装置３０内の熱交換器によって、１８０℃から２８０℃程度まで加熱されたのち、半炭化装置１へ再循環される。

半炭化装置１への循環ガスＦの流量は、流量制御機（図中のＦＩＣ）からの出力信号によって、半炭化装置ブロワ３１の回転数を制御することで一定に保たれる。また、熱交換器による加熱は、循環ガスＦの、半炭化装置１入り口（ガス供給口１０６）手前に設けられた温度制御機（図中のＴＩＣ）による過剰ガス燃焼装置熱交換器入り口に設置された２つの制御弁（番号なし）の開度制御によって、２８０℃に保つよう調整される。この２つの制御弁は、一方が熱交換器に入るもの、他方が熱交換器のバイパスとなるものであり、作動は逆方向となる（片方が開けば、もう一方は閉じる）。

半炭化装置１内で発生したＶＯＣ相当分の過剰燃焼ガスＥは（前述の冷却装置４からの蒸発水含め）、過剰ガス燃焼装置３０内の熱交換器の手前で、分岐弁（不図示）などにより循環ガスＦから分岐し、第３配管３３を通って過剰ガス燃焼装置３０にて燃焼される。燃焼条件は処理能力、装置の構成、設計圧力、設計温度、材料の滞留時間、等に応じて調整可能である。その流量は半炭化装置１内部の圧力が一定となるよう圧力制御機（図２中のＰＩＣ）からの信号による圧力制御弁の開度調整によって制御される。高温の燃焼排ガスによる供給熱量が、循環ガスＦの加熱に必要な熱量を上回る場合、余剰分は熱交換器のバイパスとして大気放散される。その流量は煙突出口手前にある手動バタフライ弁（不図示）の開度によって調整される。

過剰ガス燃焼装置３０へは、補助燃料としてＬＰＧ（補充ガスＤ）が供給されてもよい。補充ガスＤは、スタートアップ時は少量が供給され、火炎安定後、自動的に所定量に切り替わる。補充ガスＤの供給量は、過剰燃焼ガスＥの温度制御機、及び温度制御弁の開度によって自動的に調整される。

本発明では、安全性向上のため、第２配管３２、及び第３配管３３には、複数の緊急遮断弁を設け、失火等の異常時には燃料供給を自動的に停止するのが好ましい。起動時にはまず燃焼空気ブロワが起動し、燃焼炉（符号なし）内部を空気でパージ（可燃性ガスを除去）した後、補充ガスＤを導入、点火し、停止時には、補充ガスＤおよび過剰燃焼ガスＥの供給を停止（失火）した後も、しばらく燃焼空気ブロワは運転を続け、燃焼炉内部の可燃性ガスを除去したのちに停止する。

循環ガスＦの目標温度は２８０℃が望ましいが、本実施例のように、小容量設備の場合、大型設備に比べ設備の表面積が相対的に大きくなり、熱損失があることから、過剰ガス燃焼装置３０からの燃焼排ガス温度を上げることや、電熱フランジヒータ（不図示）を半炭化装置１の入り口ライン付近に付設することで対応するとよい。

続いて、第３ユニットＣは、
破砕機８に繋がる水分調整混合器４２と、
水分調整混合器４２に繋がるペレタイザー装置４３でなる。

第１ユニットＡから第３ユニットＣに至る工程には、第１ユニットＡの破砕機８の排出口（符号なし）に繋がる排出コンベア４１と第３ユニットＣの水分調整混合器４２を繋ぐルート５（１５）が含まれる。また、第３ユニットＣから第１ユニットＡに至る工程には、水分調整混合器４２に繋がるペレタイザー装置４３と、このペレタイザー装置４３に繋がる、木質ペレット搬送用のルート２（１２）と、バイオマス燃料用半炭化ペレット搬送用のルート６（１６）と、ルート２（１２）に繋がるルート３（１３）と、ルート３（１３）に繋がるルート４（１４）と、このルート４（１４）を投入口１０４に繋ぐ機構（木質ペレット投入コンベア２２による搬送など）と、が含まれる。

第３ユニットＣのペレタイザー装置４３を用いたペレット化工程について、以下詳述する。

本発明の一例では、第１回目のペレット化では、例えば地産の針葉樹（杉・ヒノキ等）が原材料となり、切削チップ（木質チップ）の形状で購入し、ペレタイザー装置４３での処理により木質ペレットを生成する。また、第２回目のペレット化では、この木質ペレットが半炭化されたもの（中間半炭化品）を破砕し、ペレタイザー装置４３での処理により、半炭化ペレットを供給する構成とする。

ペレタイザー装置４３は詳細には説明しないが、本製造装置で好適に使用できるペレットを製造でき、本製造装置に組み込み可能なものであれば、詳細は特に限定されない。例えば、成形機器と、この成形機器にチップ、又はペレットを押し込む回転式のローラ機器を組み合せたものなどの、市販のペレタイザー装置を使用することができる。

まず、原料ペレット化工程（第１回目のペレット化）に関して説明する。原料となる木質チップ（バイオマス）の条件としては、水分１０～１５ｗｔ％、また半炭化装置１には、例えばバイオマスが重力によって自然落下する移動床と呼ばれる方式を採用しているため、原料サイズの均一化が要求される。本発明では、水分調整混合器４２により水分調整後、ペレタイザー装置４３（ブリケッター）での圧縮固形によってできるだけ均一なサイズとする。

本実施例では、トレファクションに用いる原料は、例えば、水分１０％まで乾燥された切削チップ（木質チップ）であり、例えばＶｏｌｔｅｒ４０（商品名）という木質バイオマスのガス化による熱電併給装置（ＣＨＰ；Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｈｅａｔ ＆ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｓｙｓｔｅｍ）用の原料をそのまま用いることもできるが、限定されない。

前述の如く、第１ユニットＡから送られた木質チップは、破砕機８から排出コンベア４１を経由し、第３ユニットＣの水分調整混合器４２において水分量が調整され、ペレタイザー装置４３で圧縮形成され、均一なサイズ（例えば、６ｍｍφ×２０ｍｍＬ）の中間原料（木質ペレット）となって、例えば、フレコンバッグなどの木質ペレット受け２０に保管される。原料ペレット化工程の運転は、原料チップの投入速度が例えば２０ｋｇ／ｈｒであり、木質ペレットもほぼ同量となる。但し、木質ペレットを外部から購入し、原料ペレット化工程を省略することもできる。

ペレタイザー装置４３では、破砕後の木質ペレットに装置上部にある水分調整混合器４２で水分を調整添加し、混合攪拌した後、水分調整混合器４２の底部に設置された可変速のスクリューコンベアでペレタイザー装置４３本体に送り、圧縮形成する。例えば、径６ｍｍ、長さ１５～２０ｍｍの木質ペレット（円柱状の固形物）が成形される。良好な固形物（硬さ、耐水性）を得るには、水分率、ダイ温度、及び材供給量が非常に重要で、水分は１０～１５ｗｔ％程度となるようミキサーへ注入されるが、原料が予め、水分１０ｗｔ％程度まで乾燥されている場合、水分注入不要の可能性もある。

この工程の投入速度を決めるのは振動フィーダー（符号なし）であり、この振動数により例えば２０ｋｇ／ｈｒに近い投入速度に調整する。上記したペレタイザー装置４３上部の水分調整混合器４２が備えるミキサー底部スクリューコンベアは、例えば、最高速度に設定し、それでも遅い場合にはミキサー内の材レベルが上昇するため、その際は振動フィーダーによる材の供給速度をさらに下げる。

この工程は、前述の通り、原料ペレット化工程（第１回目のペレット化）の他に、後述する半炭化後のペレット化工程（第２回目のペレット化）にも用いられる。この時は、破砕機８に中間半炭化品が投入され、木質チップホッパー７と振動フィーダー（符号なし）は工程より除外される。

ペレタイザー装置４３を経た木質ペレットは、コンベア（符号なし）へ落ち、その出口で木質ペレット受け２０（フレコンバッグ等）に入れられ、一時保管される。尚、このコンベア（符号なし）は、後述する、半炭化後ペレット化工程における半炭化ペレットコンベア５１と兼用することもできるが、一例である。木質ペレット受け２０に入れられた木質ペレットは、トレファクション用の原料として使用される際には、ルート２（１２）、ルート３（１３）、ルート４（１４）の順に順送される。この工程には、例えば、木質ペレットホッパー２１、木質ペレット投入コンベア２２を、それぞれ配備する。

次に、半炭化後ペレット化工程（第２回目のペレット化）に関して説明する。

冷却装置４内での水噴霧によって９０℃以下まで冷却された中間半炭化品は、分岐ダンパ１７を経て、排出口９から排出され、破砕機８で破砕された後、排出コンベア４１から、ルート５（符号１５とする）にて水分調整混合器４２へ送られ、水分をスプレーガンによって所望する木質ペレットの水分量に応じて適宜調整した後で再びペレタイザー装置４３にて圧縮形成される。この時、ダイ温度は１００℃程度が好ましい。尚、半炭化が十分であるかを目視で確認し、不十分な場合は分岐ダンパ１７の排出口９ａからドラムなどで受ける。

ペレタイザー装置４３の良好な作動のためには、材の水分率、ダイの温度の他に、材の供給速度が重要であるが、これは最も粉末の排出が少なく、ペレットの形成に好都合な条件で適宜調整され得る。

尚、破砕機８、ペレタイザー装置４３は、ともに木質チップ処理時（第１回目のペレット化）と同様、機械表面と材の摩擦熱により昇温するため、温度制御は本実施例においても、考慮されることが望ましい。ペレタイザー装置４３の他、破砕機８においても、機械内部であまりの高温度となると機械の破損や内部での火災が発生するので注意する。特に、破砕機８の切削刃が高温になりやすい。

以上のように、第１ユニットＡで生成された中間半炭化品は、第３ユニットＣのペレタイザー装置４３に送られてペレット化される。完成品の半炭化ペレット（規格品）は、ルート６（１６）、及び／又は半炭化ペレットコンベア５１等の装置により、半炭化ペレット受け５４（フレコンバッグ等）に送られる。

尚、図４は、木質チップ、木質ペレット、又はトレファクションペレット（半炭化ペレット）の各一例を示した模式図で、それぞれの特徴を示す。

ペレタイザー装置４３には、規定の寸法、品質でなる完成品の半炭化ペレットを収容する手段が繋がっている。この一例では、ルート６（１６）、及び完成品の半炭化ペレットを収容する機器、例えば、半炭化ペレットコンベア５１、乾燥機５２、冷却器５３、及び上記半炭化ペレット受け５４等を備える。

第３ユニットＣからルート６（１６）へ送られた完成品の半炭化ペレットは、半炭化ペレットコンベア５１、乾燥機５２に送られ、電熱ヒータによって、半炭化ペレット中に残存していたリグニンと水が化学反応を起こすのに適した温度及び時間で保持される。これは耐水性及び強度を得るため、優良製品を得るための重要な工程である。その後、冷却器５３にて空冷されたのち最終製品の半炭化ペレットとして、半炭化ペレット受け５４（フレコンバッグ、等）に保管される。尚、電熱ヒータの負荷を上げ過ぎると火災の恐れがあり注意する。

ここで、トレファクションにおいて重要なタールの処理について述べる。タールとは、熱分解過程でバイオマスから揮発する炭化水素類の一部が半炭化装置１内で分解されず最後まで残り、ガスを冷却する過程で固体状になり析出した状態になったものである。タール発生を定量的に測定することは困難だが、今後、その手段と方法等を確立し、連続稼働が達成されることが不可欠である。

木質バイオマスの熱分解時にはガスだけではなく上記タール成分が発生し、タール中の低温（１６０℃以下）部分は固化析出し、詰まりとなって操業の障害となる。従って、半炭化装置１の周囲には、例えば第３配管３３、第２配管３２、その他のガス配管などを含め、１６０℃以上を保持できるように、電気加熱式のリボンヒータを適宜付設することが好ましい。

また、第３配管３３とか、第２配管３２、又は半炭化装置ブロワ３１等の機器を、ガス循環を継続しながら、配管内にタール成分を含んだガスを残さないために、運転終了後に、できれば窒素により置換する処理を行うことが有効である。

本発明の考えは、種々説明するまでもなく、様々な実施形態、及び変形が可能である。従って、前述した実施形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

１ 半炭化装置
１０１ 第１配管
１０２ａ ゲート
１０２ｂ ゲート
１０２ｃ 排出ゲート
１０２ｄ 排出ゲート
１０３ 開放口
１０４ 投入口
１０５ 温度計
１０６ ガス供給口
１０７ 処理室
２ 第４配管
４ 冷却装置
５ 第１排出管
６ 手段
７ ホッパー
８ 破砕機
９ 排出口
９ａ 排出口
１０ 第５配管
１１ ルート１
１２ ルート２
１３ ルート３
１４ ルート４
１５ ルート５
１６ ルート６
１７ ダンパ
２０ 木質ペレット受け
２１ ホッパー
２２ 木質ペレット投入コンベア
３０ 過剰ガス燃焼装置
３１ 半炭化装置ブロワ
３２ 第２配管
３３ 第３配管
３４ ノックアウトドラム
３５ 第６配管
３６ 第７配管
３７ 第８配管
４１ コンベア
４２ 水分調整混合器
４３ ペレタイザー装置
４６ 排出口
５１ 半炭化ペレットコンベア
５２ 乾燥機
５３ 冷却器
５４ 半炭化ペレット受け
Ａ 第１ユニット
Ｂ 第２ユニット
Ｃ 第３ユニット
Ｄ 補充ガス
Ｅ 過剰燃焼ガス
Ｆ 循環ガス

Claims (13)

1. 投入口（１０４）及びゲート（１０２ａ、１０２ｂ）を備えておりかつ木質ペレット供給を担う第１配管（１０１）、開放口（１０３）、並びに処理室（１０７）を有する半炭化装置（１）と、
   前記半炭化装置（１）に隣設した過剰ガス燃焼装置（３０）と、
   前記半炭化装置（１）から前記過剰ガス燃焼装置（３０）に至る第２配管（３２）と、
   前記第２配管（３２）から分岐して前記過剰ガス燃焼装置（３０）に至る第３配管（３３）と、
   前記過剰ガス燃焼装置（３０）から前記半炭化装置（１）に至る第４配管（２）と、
   前記半炭化装置（１）から排出される中間半炭化品を冷却する冷却装置（４）と、
   この冷却装置（４）に繋がる、前記中間半炭化品を排出する第１排出管（５）と、
   前記第１排出管（５）に繋がる破砕機（８）と、
   木質チップ供給を担う、前記破砕機（８）に繋がるホッパー（７）と、
   前記破砕機（８）に繋がる水分調整混合器（４２）と、
   前記水分調整混合器（４２）に繋がるペレタイザー装置（４３）と、
   を備え、
   前記半炭化装置（１）のガスを、前記第２配管（３２）、前記過剰ガス燃焼装置（３０）、及び前記第４配管（２）を経由して前記半炭化装置（１）へと循環させる構成とし、
   この循環された循環ガスの流れにおいて、前記過剰ガス燃焼装置（３０）は、前記第３配管（３３）からの前記循環ガスの一部を燃焼し、前記過剰ガス燃焼装置（３０）内の前記循環ガスの残部を昇温可能とする構成とした、
   バイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置。
2. 前記第１配管（１０１）、前記第１排出管（５）、前記第２配管（３２）、及び／又は前記第４配管（２）にタール付着を抑制するリボンヒータを付設するとともに、これらの管内のタール付着を検証し、前記バイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置の連続稼働に対し、障害となる状況である時は、これらの管のタール除去、前記管の故障時の交換、及び解体による保守管理を可能とする構成とした、
   請求項１に記載のバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置。
3. 前記第１配管（１０１）と前記第２配管（３２）を繋ぐ第８配管（３７）と、
   前記冷却装置（４）と前記第２配管（３２）を繋ぐ第６配管（３５）と、
   前記第１排出管（５）と前記第２配管（３２）を繋ぐ第７配管（３６）と、
   を更に備える、
   請求項１に記載のバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置。
4. 前記第１配管（１０１）、前記第１排出管（５）、前記第２配管（３２）、前記第４配管（２）、前記第６配管（３５）、前記第７配管（３６）、及び／又は前記第８配管（３７）にタール付着を抑制するリボンヒータを付設するとともに、これらの管内のタール付着を検証し、前記バイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置の連続稼働に対し、障害となる状況である時は、これらの管のタール除去、前記管の故障時の交換、及び解体による保守管理を可能とする構成とした、
   請求項３に記載のバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置。
5. 前記破砕機（８）は前記木質チップ及び前記中間半炭化品の両方の破砕に使用され、
   前記ペレタイザー装置（４３）は破砕された前記木質チップ及び前記中間半炭化品の両方のペレット化を行う構成とした、
   請求項１に記載のバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置。
6. 前記第２配管（３２）はノックアウトドラム（３４）を更に備える、
   請求項１に記載のバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置。
7. 前記ペレタイザー装置（４３）に繋がり、かつ前記木質ペレット供給を担うルート２と、
   前記ペレタイザー装置（４３）に繋がり、かつ前記半炭化ペレット輸送を担うルート６と、を備え、
   前記ルート２を、前記投入口（１０４）に繋ぎ、
   前記ルート６は、半炭化ペレットコンベア（５１）を備える、
   構成とした請求項１に記載のバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置。
8. 前記ルート２と、前記投入口（１０４）の間に、前記木質ペレット搬送を担うルート３、及びルート４を配備し、前記木質ペレットを、前記第１配管（１０１）に供給する、
   構成とした請求項７に記載のバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置。
9. 前記破砕機（８）の排出口に繋がる排出コンベア（４１）と前記水分調整混合器（４２）との間にあるルート５と、
   前記ルート４と前記半炭化装置（１）を繋ぐルート１と、を備え、
   前記ルート２と前記ルート３を繋ぎ、このルート３と前記ルート４を繋ぐ、
   構成とした請求項８に記載のバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置。
10. 前記半炭化装置（１）と、前記第２配管（３２）及び前記第４配管（２）と、前記冷却装置（４）と、前記第１排出管（５）と、前記ホッパー（７）と、前記破砕機（８）と、を第１ユニットとする、
    構成とした請求項１に記載のバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置。
11. 前記第２配管（３２）、前記第３配管（３３）、及び前記第４配管（２）と、前記過剰ガス燃焼装置（３０）と、を第２ユニットとする、
    構成とした請求項１に記載のバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置。
12. 前記水分調整混合器（４２）と、この水分調整混合器（４２）に繋がる前記ペレタイザー装置（４３）と、を第３ユニットとする、
    構成とした請求項１に記載のバイオマス燃料用半炭化ペレットの製造装置。
13. 請求項１～請求項１２のいずれか一項に記載のバイオマス燃料用半炭化ペレットを燃料とし、バイオマス発電を実施する、
    構成としたバイオマス発電システム。

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