JPS59102989A - Manufacture of fuel pellet - Google Patents
Manufacture of fuel pelletInfo
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- JPS59102989A JPS59102989A JP21134582A JP21134582A JPS59102989A JP S59102989 A JPS59102989 A JP S59102989A JP 21134582 A JP21134582 A JP 21134582A JP 21134582 A JP21134582 A JP 21134582A JP S59102989 A JPS59102989 A JP S59102989A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は木材廃棄物、又は木材廃棄物と合成樹脂の混合
物、を原料としてペレット化した燃料を製造する燃料ペ
レットの製造方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing fuel pellets, which produces pelletized fuel using wood waste or a mixture of wood waste and synthetic resin as a raw material.
木材廃棄物の大部分は焼却処分又は投棄することより処
理されており、公害の発生源となっている。このような
木材廃棄物を有効に利用する方法として、これをペレッ
ト燃料化する方法がある。Most of the wood waste is disposed of by incineration or dumping, which is a source of pollution. One way to effectively utilize such wood waste is to turn it into pellet fuel.
従来は、木材廃棄物を粉砕した後で乾燥し、次いてこれ
を造粒することによりペレット化していた。造粒のため
には、ペレッＩ・ミルが使用される。すなわち、円筒体
に多数の半径方向穴を設けたダイスの内径部から高温で
原料を押し出し、円柱状に押し出された原料をダイス外
周部に設けたナイフによって切断することにより造粒化
していた。Conventionally, wood waste has been pulverized, dried, and then granulated to form pellets. For granulation, a Pellet I mill is used. That is, the raw material was extruded at high temperature from the inner diameter part of a die having a cylindrical body with many radial holes, and the raw material extruded into a cylindrical shape was granulated by cutting it with a knife provided on the outer periphery of the die.
しかしながら、上記のような従来の燃料ペレットの製造
方法にあっては、ペレットミルは常圧下で作動しており
、原料の温度を１００°Ｃ程度まてしか高めることがで
きなかった。このため、従来の方法には次のような欠点
があった。すなわち、原料に含まれるリグニンの融点は
１８３°Ｃ以上であるが、原料の温度がこの値に達しな
いため、すゲニンは溶出せず、ペレット全体にリグニン
が拡散せず、ペレットの耐湿性及び強度が劣っていた。However, in the conventional method for producing fuel pellets as described above, the pellet mill operates under normal pressure, and the temperature of the raw material could only be raised to about 100°C. Therefore, the conventional method has the following drawbacks. In other words, the melting point of the lignin contained in the raw material is 183°C or higher, but since the temperature of the raw material does not reach this value, the lignin does not elute and the lignin does not diffuse throughout the pellet, which deteriorates the moisture resistance and moisture resistance of the pellet. The strength was inferior.
原料として木材廃棄物にポリエチレン（軟゛化点１１０
〜１３０℃）、ポリプロピレン（融点１６１°Ｃ）等の
合成樹脂を混合したものを用いる場合にも、成形条件に
よっては合成樹脂の軟化点又は融点以上にならないため
、溶融した合成樹脂がペレッＩ・全体に拡散せず、ペレ
ットの＃湿性及び強度が劣っていた。また、リグニン又
は合成樹脂が溶融してない状態においてペレットミルを
作動させると、ペレッＩ・ミルのダイス及びローラの淳
耗が’Ｉｔしく、またダイス穴の目詰まりを起しやすい
という問題点があった。また、従来の方法では、原料及
び水分の供給量のばらつきにより造粒温度及び圧力が変
化し、ペレント燃料の品質、すなわち、比重、強度、面
Ｊ湿性等が一定しなかった。燃料ペレットを製造するた
めの消費動力も大きかった。これに加えて従来の方法で
は、ペレットミルの始動時にダイス及びローラ部の温度
が低く、定常状１ハ１に達するまで２０〜３０分程度の
時間を必要とし、この間作業者が監視する必費があった
。Polyethylene (softening point 110) is used as a raw material for wood waste.
Even when using a mixture of synthetic resins such as polypropylene (melting point 161°C) and polypropylene (melting point 161°C), the temperature will not exceed the softening point or melting point of the synthetic resin depending on the molding conditions, so the molten synthetic resin may It did not spread throughout, and the wettability and strength of the pellets were poor. Additionally, if the pellet mill is operated in a state where the lignin or synthetic resin is not melted, the dies and rollers of the pellet I mill will be subject to wear and tear, and the die holes will easily become clogged. there were. In addition, in the conventional method, the granulation temperature and pressure changed due to variations in the supply amount of raw materials and water, and the quality of the pellet fuel, that is, the specific gravity, strength, surface J moisture, etc., were not constant. The power consumption for producing fuel pellets was also large. In addition, in the conventional method, the temperature of the die and roller part is low when starting the pellet mill, and it takes about 20 to 30 minutes to reach a steady state, and during this time it is necessary for the operator to monitor the temperature. was there.
本発明は、従来の燃料ペレットの製造方法における上記
のような問題点に着目してなされたものであり、造粒機
の原料供給部及びペレント排出部間に、水蒸気又は高温
の空気を供給して高い飽和水蒸気圧を維持し、これによ
ってダイス及びローラ部を高温度にし、原料中のリグニ
ン又は合成樹脂を溶出させ、これを粘結材及びコーテイ
ング材として燃料ペレット全面に分散させることにより
、上記問題点を解消することを目的としている。The present invention has been made by focusing on the above-mentioned problems in the conventional fuel pellet manufacturing method, and involves supplying steam or high-temperature air between the raw material supply section and the pellet discharge section of a granulator. By maintaining a high saturated water vapor pressure and thereby raising the temperature of the die and roller parts, the lignin or synthetic resin in the raw material is eluted, and this is dispersed over the entire surface of the fuel pellet as a binder and coating material. The purpose is to solve problems.
以下、本発明を添付図面の第１及び２図に基づいて説明
する。Hereinafter, the present invention will be explained based on FIGS. 1 and 2 of the accompanying drawings.
第１及び２図に本発明方法を実施するだめの装置を示す
。原料を移送するスクリュフィーダ２のホッパ口にロー
タリバルブ４が設けである。スクリュフィーダ２はミキ
サー６に連結され、更にミキサー６は造粒機であるペレ
ットミル８に連結されている。ミキサー６は、高圧・高
温の水蒸気又は空気を供給するためのバルブ１０を有し
てしゝる。ペレットミル８は、第２図に示すように、円
筒体のダイス１２、及びダイス１２の内径部番こ設けら
れてこれに内接するローラ１４を有してｔ／Ｘる。ダイ
ス１２は、内径部から外径部へ半径方向に貫通する多数
のノズル１６を有している。ダイス１２の外周部に隣接
してナイフ１８が配置しである。ペレットミル８のペレ
ント排出口２０にはロークリバルブ２２が設けである。1 and 2 show an apparatus for carrying out the method of the invention. A rotary valve 4 is provided at the hopper mouth of the screw feeder 2 for transferring raw materials. The screw feeder 2 is connected to a mixer 6, and the mixer 6 is further connected to a pellet mill 8, which is a granulator. The mixer 6 has a valve 10 for supplying high pressure and high temperature steam or air. As shown in FIG. 2, the pellet mill 8 includes a cylindrical die 12 and a roller 14 provided at the inner diameter of the die 12 and inscribed therein. The die 12 has a number of nozzles 16 extending radially from the inner diameter to the outer diameter. A knife 18 is disposed adjacent to the outer periphery of the die 12. A pellet discharge port 20 of the pellet mill 8 is provided with a rotary valve 22.
ロークリ７ヘルブ４及びロータリバルブ２２により、ス
クリュフィーダ２、ミキサー６及びペレットミル８は布
ｊ４ｊされた状態となる。The screw feeder 2, the mixer 6, and the pellet mill 8 are brought into a clothed state by the rotary valve 4 and the rotary valve 22.
ロータリバルブ４を通して、１２〜２０１」−星％の水
分を含む原料をスクリュフィーダ２に供給する。スクリ
ュフィーダ２は原料をミキサー６しこ移送する。ミキサ
ー６は原料をかくほんしつつ移送し、ペレットミル８に
供給する。ミキサ−６内番こはバルブ１０から高圧・高
温の水蒸気又は空気か吹き込まれる。その結果、ミキサ
ー６及びペレ・ントミル８の内部は高圧となる。ミキサ
ー６及びペレットミル８の内部の飽和水蒸気圧が０．５
〜１０ｋｇ／Ｃｍ２ （ゲージ圧）となるようにバルブ
１０かも供給される水蒸気又は空気の圧力が調整される
。上記のような飽和水蒸気圧のもとて高温となった原料
はダイス１２の内径部に供給され、ローラ１４によって
ノズル１６を通してダイス１２の外周部に押し出される
。ノズル１６を通過時の高温・高圧状態からノズル１６
の出口で解放されると、木材廃棄物原料の細胞組織は破
壊され、水分は蒸発し、また原料中のリグニンは可塑化
溶出しペレット全体に拡散し、粘結材及びコーテイング
材としての作用する。ペレットミル８の内部の飽和水蒸
気圧は高圧に維持されているので原料の温度は非常に高
くすることができ、リグニンの融点である１８３°Ｃ以
上となる。樹脂を混合した原料の場合には、樹脂が軟化
又は溶融する温度以上となる。回転するダイス１２のノ
ズル１６から押し出された原料は、ナイフ１８によって
切断されペレット化される。Through the rotary valve 4, raw material containing 12 to 201''-star% moisture is fed to the screw feeder 2. The screw feeder 2 transfers the raw material to the mixer 6. The mixer 6 stirs and transfers the raw material and supplies it to the pellet mill 8. High pressure and high temperature steam or air is blown into the mixer 6 from a valve 10. As a result, the interiors of mixer 6 and pellet mill 8 are under high pressure. The saturated water vapor pressure inside the mixer 6 and pellet mill 8 is 0.5
The pressure of the water vapor or air supplied to the valve 10 is adjusted so that the pressure is ~10 kg/Cm2 (gauge pressure). The raw material heated to a high temperature under the saturated steam pressure as described above is supplied to the inner diameter of the die 12, and is pushed out to the outer circumference of the die 12 through the nozzle 16 by the roller 14. Due to the high temperature and high pressure state when passing through the nozzle 16,
Once released at the outlet, the cell structure of the wood waste raw material is destroyed, water evaporates, and the lignin in the raw material is plasticized and eluted and diffuses throughout the pellet, acting as a binding agent and coating agent. . Since the saturated steam pressure inside the pellet mill 8 is maintained at a high pressure, the temperature of the raw material can be made very high, reaching 183° C. or higher, which is the melting point of lignin. In the case of raw materials mixed with resin, the temperature will be higher than the temperature at which the resin softens or melts. The raw material extruded from the nozzle 16 of the rotating die 12 is cut into pellets by a knife 18.
次に、原料として杉の木の皮を使った場合の具体的結果
について説明する。まず杉の皮を長さ１０ｃｍ以下の１
１長さに粉砕し、これをロータリドライヤーて水分１５
重都％に乾燥し、次いでハンマーミル型粉砕機で繊維長
さ５ｍｍ以下に粉砕し、これを原料とした。ペレットミ
ルとしてはモーフ容＠−３０ＫＷのものを使用し、ダイ
ス１２のノズル１６の直径は６．３５ｍｍとした。バル
ブ１０からは蒸気を吹き込み、内部の飽和水蒸気圧は３
ｋｇ／ｃｍ２ （ゲージ圧）に設定した。上記のような
条件でペレットの製造を行なったところ、ダイス１２の
内γ？ｂの温度は１８５°Ｃとなり、またノズル１６を
通過直後のペレフトの表面１１．に度は１３１°Ｃとな
った。また、ノズル１６内における圧力は２１１０ｋｇ
、／ｃｍ２ （ゲージ圧）の高圧に達した。上記条件に
よって製造されたペレットの物性を、従来の方法による
場合、すなわち、バルブｌＯからの水１ｉ気の吹き込み
がない場合、にイ！１られるペレットの物性と比較１〜
だ。まず、比重は従来の方法の場合０．５５であったも
のが本発明方法では０．６２と大きくなった。作溝、性
についても本発明方法によるペレットの方が向上してい
る。すなわち、温度３５°Ｃ相対湿度８０％の恒温・恒
湿槽内にペレットを７２時間放置し、水分の増加を測定
したところ、従来方法により製造したペレフトは１．２
％水分が増加したのに対して、本発明方法によるペレッ
トでは、０．３％の水分の増加があった。この結果は、
本発明方法により原料が高温となり、原料の細胞組織が
破壊されリグニン、ワックス等がペレフトの表面に溶出
し、これによって耐湿性が向上したことを示している。Next, we will explain specific results when using cedar tree bark as a raw material. First, cut a piece of cedar bark to a length of 10 cm or less.
Grind it into pieces of 1 length and use a rotary dryer to reduce the moisture content to 15.
The fibers were dried to 50% weight and then ground into fibers with a length of 5 mm or less using a hammer mill type grinder, which was used as a raw material. A pellet mill with a morph capacity of -30 KW was used, and the diameter of the nozzle 16 of the die 12 was 6.35 mm. Steam is blown from valve 10, and the internal saturated water vapor pressure is 3.
kg/cm2 (gauge pressure). When pellets were manufactured under the above conditions, γ? The temperature at point b is 185°C, and the surface 11.b of the pellet immediately after passing through the nozzle 16. The temperature reached 131°C. Also, the pressure inside the nozzle 16 is 2110 kg.
,/cm2 (gauge pressure) was reached. The physical properties of the pellets produced under the above conditions are as follows when using the conventional method, that is, when there is no water blowing from the valve IO. Comparison of physical properties of pellets 1~
is. First, the specific gravity was 0.55 in the conventional method, but increased to 0.62 in the method of the present invention. The pellets produced by the method of the present invention also have better groove formation and properties. That is, when the pellets were left in a constant temperature and humidity chamber at a temperature of 35°C and a relative humidity of 80% for 72 hours and the increase in moisture was measured, the pellets produced by the conventional method had an increase of 1.2
% moisture increased, whereas the pellets according to the method of the present invention had an increase in moisture of 0.3%. This result is
This shows that the method of the present invention raises the temperature of the raw material, destroys the cell tissue of the raw material, and dissolves lignin, wax, etc. onto the surface of the pellet, thereby improving its moisture resistance.
このことは、原料に対してペレットのメタノール可溶リ
グ３７分がどれだけ増加したかを試験したメタノール可
溶性リグニン定量試験からも証明される。すなわち、従
来方法により製造されたベレッＩ・では原料に対して６
％のメタノール可溶リグ３７分の増加があったが、本発
明の方法によるペレットでは原料に対して２０％のメタ
ノール可溶リグ３７分の増加があった。このことは、高
温・高圧下で造粒する本発明方法により、リグニンの溶
出作用が促進されていることを証明している。また、ペ
レットの単位生産量当り消費動力は、従来の方法ては０
．０６ＫＷＨ／ｋｇであったが、本発明方法によれば０
．０４ＫＷＨ／ｋｇとなった。すなわち、消費動力が大
幅にｊ賊少している。また、従来の方法と比較して、本
発明方法では造粒温度が一定しているのでペレ・ントの
品質も安定している。また、本発明方法では蒸気の吹き
込みによって急速に原料の温度を上昇させるので、５〜
１０分で定常的な生産状態に達いＬ従来は定常的な生産
状態に達するまで２０〜３０分かかっていた。This is also evidenced by a methanol-soluble lignin quantitative test that tested how much the methanol-soluble lignin of the pellets increased compared to the raw material. That is, in Beret I produced by the conventional method, 6
There was a 20% methanol soluble increase of 37 minutes compared to the feedstock for the pellets according to the method of the present invention. This proves that the method of the present invention, which involves granulation at high temperature and high pressure, promotes the elution of lignin. In addition, the power consumption per unit production of pellets is 0 in the conventional method.
．． 06KWH/kg, but according to the method of the present invention, it was 0.06KWH/kg.
．． It became 04KWH/kg. In other words, power consumption is significantly reduced. Furthermore, compared to the conventional method, the granulation temperature is constant in the method of the present invention, so the quality of pellets is also stable. In addition, in the method of the present invention, the temperature of the raw material is rapidly raised by blowing steam, so
A steady production state is reached in 10 minutes.In the past, it took 20 to 30 minutes to reach a steady production state.
原料として−１−２杉の木の皮を粉砕したものに高圧法
ポリエチレン（軟化点１２４°Ｃ）を１０％混合したも
のを使用し、水ノに気を吹き込み３ｋｇ／Ｃｍ’（ゲー
ジ圧）の圧力とした場合εこも、原料温度は１５７°Ｃ
となり、ノズル１６を通過直後のベレット表面温度は１
４０℃となった。この場合、合成樹脂が溶出して粘結材
及びコーティング月の作用をする。高圧法ポリエチレン
の場合、軟化点は１２４°Ｃであり、杉の木の皮だけを
原料とじた場合よりも低い温度で樹脂が溶出し、飽和水
蒸気圧を多少低くすることができる。As a raw material, a mixture of 10% high-pressure polyethylene (softening point 124°C) and crushed bark of -1-2 cedar was used, and air was blown into water to produce 3 kg/cm' (gauge pressure). When the pressure is ε, the raw material temperature is 157°C.
Therefore, the pellet surface temperature immediately after passing through the nozzle 16 is 1
The temperature reached 40℃. In this case, the synthetic resin is eluted and acts as a binder and a coating material. In the case of high-pressure polyethylene, the softening point is 124°C, and the resin dissolves at a lower temperature than when only cedar bark is used as a raw material, making it possible to lower the saturated water vapor pressure to some extent.
上記と同様に低圧法ポリエチレン（軟化点１１０°０）
を混合し水蒸気圧を０．５ｋｇ／ｃｍ’（ゲージ圧）と
することにより、またポリプロピレン（融点１６１°Ｃ
）を混合して水蒸気圧を５．５ｋｇ／ｃｍ’（ゲージ圧
）とすることにより、同様の効果を得ることができる。Low pressure polyethylene (softening point 110°0) as above
By mixing the water vapor pressure to 0.5 kg/cm' (gauge pressure), polypropylene (melting point 161°C
) can be mixed to give a water vapor pressure of 5.5 kg/cm' (gauge pressure), a similar effect can be obtained.
なお、上記実施例では水蒸気を吹き込んだか、比較的水
分の多い原料の場合には、高温の空気を吹き込んでもよ
い。この場合、原料中の水分かノに発し、飽和水蒸気圧
状態となる。In the above embodiments, water vapor was blown into the material, or in the case of materials with relatively high moisture content, high-temperature air may be blown into the material. In this case, water in the raw material is released and a saturated water vapor pressure state is reached.
飽和水蒸気圧力としては０．５ｋｇ／ｃｍ２（ゲージ圧
）以上であればよい。これ以下の飽和水蒸気圧の場合、
原料の温度が十分に」−昇せず、リグニン、ワックス等
が溶出しない。なお、飽和水蒸気圧が１０ｋｇ７ｃｍ２
（ゲージ圧）を越えるとエネルギー損失が多くなり、
経済性の点で不利である・
以上説明してきたように、本発明によると、木材廃棄物
等のバイオマス原料を粉砕φ乾燥したもの、又はこれに
合成樹脂を混合したもの、を原料とし、これを造粒機に
よって圧縮成形してペレ・ント化する燃料ペレットの製
造方法において、造粒機の−に流の原料供給部及び下流
のペレット排出部にそれぞれ設けたロータリ／ヘルプ等
により造粒機を気密状ＩＭ′、とじ、原料供給部側のロ
ータリバルブ等と造粒機との間に水蒸気又は高温の空気
を吹込むことにより、この間の飽和水蒸気圧を０．５〜
１０ｋｇ／ｃｍ２ （ゲージ圧）とした状態において造
わｆを行なうので、燃料ペレントの耐湿性が向りし、ペ
レットミルのダイス及びローラの摩耗が誠少し、またペ
レットミルのタイス穴の目詰りもｊｌ＆少する。また成
形条件が安定するので、ペレットの品質が安定する。更
に、ペレット単位生産量）１′１りの消費動力が減少す
る。また運転開始時における定常状態に達するまでの時
間が短縮される。The saturated steam pressure may be 0.5 kg/cm2 (gauge pressure) or higher. If the saturated water vapor pressure is less than this,
The temperature of the raw material does not rise sufficiently and lignin, wax, etc. do not dissolve. In addition, the saturated water vapor pressure is 10kg7cm2
(gauge pressure), energy loss increases,
This is disadvantageous in terms of economic efficiency. As explained above, according to the present invention, biomass raw materials such as wood waste are pulverized and dried, or mixed with synthetic resin. In a method for producing fuel pellets in which fuel pellets are compression-molded using a granulator and turned into pellets, the granulator is heated by a rotary/help etc. provided at the -stream raw material supply section and the downstream pellet discharge section of the granulator. The saturated water vapor pressure is maintained at 0.5 to 0.5 by blowing steam or high-temperature air between the rotary valve, etc. on the raw material supply section and the granulator.
Since the forming process is carried out at a pressure of 10 kg/cm2 (gauge pressure), the moisture resistance of the fuel pellet is improved, the wear of the dies and rollers of the pellet mill is minimized, and the clogging of the tie holes of the pellet mill is also prevented. jl & a little. Furthermore, since the molding conditions are stable, the quality of the pellets is stable. Furthermore, the power consumption per unit pellet production (1'1) is reduced. Furthermore, the time required to reach a steady state at the start of operation is shortened.
８（−１図は本発明方法を実施するための装置を示す図
、第２図はペレットミルを概略的に示す図である。
２φの・スクリュツイータ゛、４ ａ ＠ １１ロータ
リバルブ、６００．ミキサー、１ｏ隼争・ノヘルソ、１
２・・・ダイス、１４囃ｏｓローラ、１６・−・ノズル
、１８噌囃・ナイフ、２ｏ・中・ペレ。
ト排出口、２２・・・ロータリバルブ。
特許出願人 株式会社１３木製鋼所8 (-1 is a diagram showing an apparatus for carrying out the method of the present invention, and FIG. 2 is a diagram schematically showing a pellet mill. 2φ screw tweeter, 4a @ 11 rotary valve, 600. Mixer, 1o Hayabusa/Noherso, 1
2... Dice, 14 Hayabusa roller, 16... Nozzle, 18 Hayabusa knife, 2o Medium Pele. Exhaust port, 22...Rotary valve. Patent applicant: 13 Wooden Steel Works Co., Ltd.
Claims (1)
又はこれに合成樹脂を混合したもの、を造粒機によって
圧縮成形してペレット化する燃料ペレットの製造方法に
おいて。 造粒機の上流の原料供給部及び下流のペレｙ ｌ□排出
部にそれぞれ設けたロークリ／ヘルプ等により造粒機を
気密状態とし、原料供給部側のロータリバルブ等と造粒
機との間に水蒸気又は高温の空気を吹込むことにより、
この間の飽和水蒸気圧を０．５−１０ｋｇ／ｃｍ２ （
ゲージ圧）とした状態において；′ｌｉ粒を行なうこと
を特許とする燃料ペレットの製造方法。[Claims] Pulverized and dried biomass raw materials such as next month's waste,
Or in a method for producing fuel pellets, in which a mixture of the same and a synthetic resin is compressed and formed into pellets using a granulator. The granulator is made airtight by means of rollers/helps, etc. installed in the upstream raw material supply section and the downstream pellet discharge section, and between the rotary valve, etc. on the raw material supply section side and the granulator. By blowing steam or high temperature air into
The saturated water vapor pressure during this period is 0.5-10kg/cm2 (
This is a patented method for manufacturing fuel pellets in which the fuel pellets are formed under a condition of (gauge pressure).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21134582A JPS59102989A (en) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | Manufacture of fuel pellet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21134582A JPS59102989A (en) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | Manufacture of fuel pellet |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59102989A true JPS59102989A (en) | 1984-06-14 |
Family
ID=16604424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21134582A Pending JPS59102989A (en) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | Manufacture of fuel pellet |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59102989A (en) |
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