JP7341386B2 - バイオマス処理システムの再構築方法 - Google Patents
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Description
炭化部とは、バイオマスを燃焼し、炭化処理を行う機能を有するパートのことである(上記特許文献では、炭化炉が炭化部にあたる)。従来システムにおいて、炭化部は、炭化処理を行う機能と炭化処理の過程で生じた可燃性ガスの燃焼を行う機能が炭化炉内で一体的に行うものである。ここで、従来システムとは、本発明に係るシステムの再構築方法のベースとなるシステムの一類型である。本発明に係るシステムの再構築方法によって再構築されたシステムでは、炭化処理を行うのが炭化物生成部、可燃性ガスの燃焼を行うのが可燃性ガス燃焼部である。可燃性ガスの燃焼は、残存不純物の燃焼や所望の熱源利用等のために行われる。炭化物生成部と可燃性ガス燃焼部が独立的に温度制御可能とは、互いの熱的影響によって設定温度範囲から外れることなく、それぞれが個別に温度制御可能なことである。また、熱分解部とは、炭化部で得られた炭化物を高温蒸気(これを「過熱蒸気」という。過熱蒸気については後述。)と反応させ、炭化物を水素、二酸化炭素等に熱分解する機能を有するパートのことである。また、過熱蒸気生成部とは、水を蒸気化し、さらに上記熱分解に資する過熱蒸気にまで高温化する機能を有するパートのことである。また、本発明に係るシステムの熱交換部とは、異なる複数の流体の熱エネルギーを交換する機能を有するパートのことである。
図1は、熱分解処理機能を含む従来システムの概念図である。従来システムは、バイオマスを乾燥させる乾燥部10、乾燥部10から送られたバイオマスを燃焼によって炭化する炭化部20、炭化部20から送られた炭化物を過熱蒸気によって熱分解する熱分解部30、水から過熱蒸気を生成し、熱分解部30に送る過熱蒸気生成部40、が主な構成要素である。ここで示される従来システムは、後述の炭化物生成部と可燃性ガス燃焼部に機能が分離されていない炭化部を有するシステムである。このような炭化部や炭化部を含むシステムが、本発明に係るバイオマス処理システムの再構築対象である。
図2は、本発明によって再構築されたシステム100の第1の形態の概念図である。本発明によって再構築されたシステムの熱分解部30、過熱蒸気生成部40は、特開2016-121256号公報、特開2017-132676号公報、特開2017-132969号公報等に記載された装置や方法、これらに準じた技術が用いられたものでもよい。また、本発明に係るバイオマス処理システムの再構築方法とは、従来システムの炭化部が、炭化物生成部20Aや可燃性ガス燃焼部20Bとして独立的に温度制御可能なものにされることであり、炭化物生成部20Aや可燃性ガス燃焼部20B、熱交換部30は、これらの文献に記載された炭化炉、炭化方法、熱交換器、熱交換方法を基本技術として、本発明の実現に必要な、所望の機能を有するように改良されたものでよい。例えば、炭化炉等の温度制御は上記文献中に記載された、燃焼のための供給空気量の調整に基づく手段が採用されたものでよいし、その他技術常識に基づくものでもよい。
本発明によって再構築されたシステム100に供されるバイオマスは、建築廃材由来の、大きさ50mm以下の木質チップである。ただし、本発明によって再構築されたシステムに用いられるバイオマスは、これに限定されるものではなく、間伐材や製材廃材等の発生起源や、広葉樹、針葉樹等の樹木等の種類は問わない。
本発明に係るバイオマス処理システムの再構築方法により再構築されたシステム100の第1の形態について、以下に説明する。
本発明に係るバイオマス処理システムの再構築方法及び再構築されたシステム100の第2の形態について、以下に説明する。
本発明に係るバイオマス処理システムの再構築方法及び再構築されたシステム100の考察について、以下に説明する。
20B 可燃性ガス燃焼部
30 熱分解部
40 過熱蒸気生成部
50 第1の熱交換部
60 第2の熱交換部
100 バイオマス処理システム
Claims (5)
- バイオマスを炭化する炭化部と、前記炭化部で生じた炭化物に過熱蒸気を混合、熱分解して水性ガス化する熱分解部と、前記熱分解部に前記過熱蒸気を供給する過熱蒸気生成部と、を備えたバイオマス処理システムの再構築方法であって、
前記炭化部を、前記バイオマスを炭化し、生じた炭化物を前記熱分解部に供給する炭化物生成部と、前記炭化物生成部で生じた可燃性ガスを燃焼させ前記熱分解部に熱源の一部として供給する可燃性ガス燃焼部と、に分離することで前記炭化物生成部と前記可燃性ガス燃焼部を独立的に温度制御可能となるようにし、
前記熱分解部からの燃焼ガスと外部からの空気を熱交換する第1の熱交換部と、
前記熱交換によって得られた空気と前記可燃性ガス燃焼部で生じた燃焼ガスを熱交換する第2の熱交換部と、を設け、
前記第2の熱交換部で得られた空気を、前記バイオマス処理システム中の所望のパートに熱源の一部として供給可能となるように再構築するバイオマス処理システムの再構築方法。 - 前記第2の熱交換部で熱交換された燃焼ガスを、前記熱分解部に熱源の一部として供給可能となるように、前記第2の熱交換部で得られた空気を、前記過熱蒸気生成部に熱源の一部として供給可能となるよう再構築する請求項1に記載のバイオマス処理システムの再構築方法。
- 前記第2の熱交換部から供給され、前記バイオマス処理システム中の所望のパートの熱源の一部とされた前記空気を、前記バイオマス処理システム中の別のパートに熱源の一部として供給可能となるよう再構築する請求項1に記載のバイオマス処理システムの再構築方法。
- 前記第2の熱交換部から供給され、前記過熱蒸気生成部で熱源の一部とされた前記空気を、前記炭化物生成部の熱源の一部として供給可能となるよう再構築する請求項2に記載のバイオマス処理システムの再構築方法。
- 前記第1の熱交換部で熱交換された燃焼ガスを、前記バイオマス処理システム中の所望のパートに熱源の一部として供給可能となるよう再構築する請求項1~4のいずれか1項に記載のバイオマス処理システムの再構築方法。
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