WO2012137895A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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洋文 岡▲崎▼
折井　明仁
哲馬 辰巳
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株式会社日立製作所
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    • C10B49/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
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    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Definitions

  • the present invention relates to a semi-carbonized fuel manufacturing apparatus and method using biomass and a power generation system using the semi-carbonized fuel.
  • Biomass made from plant waste such as fir, straw, thinned wood, and waste wood produced in agriculture, forestry, etc. contains many fibers such as cellulose and lignin as its components. Moreover, the moisture content in biomass is usually about 20% or higher, which is higher than other fuels such as coal.
  • biomass consisting of plant waste (hereinafter simply referred to as “biomass”) has been studied for use as a heat source such as a boiler as an alternative fuel to solid fuel typified by coal.
  • biomass When biomass is used as fuel, CO 2 derived from biomass is again immobilized by the plant, and can be regarded as CO 2 free.
  • CO 2 emissions can be reduced by simplifying the disposal of waste and reducing the amount of coal used.
  • biomass As a solid fuel.
  • One of the methods corresponding to the above problem is a method of producing a semi-carbonized fuel by thermally decomposing biomass in an atmosphere having a temperature of about 300 ° C. and less than 10% oxygen, a so-called semi-carbonized method.
  • An example of the semi-carbonizing method is described in Patent Documents 1 and 2.
  • biomass is thermally decomposed in an atmosphere having a low oxygen concentration and a temperature of about 300 ° C., thereby removing moisture and decomposing a fiber composed of lignin and cellulose.
  • the solid fuel after pyrolysis has a reduced water content and an increased calorific value per unit mass. Since the fiber is decomposed and becomes a component mainly composed of carbon, pressure crushing becomes easy.
  • thermal decomposition at a low temperature of about 300 ° C. a part of the volatile matter remains in the solid fuel, and the ignitability is equivalent to that of coal.
  • each of the methods has a feature regarding a heat source for pyrolyzing biomass.
  • Patent Document 1 a heat source necessary for semi-carbonization is secured by using exhaust gas generated from cement firing equipment. That is, it is assumed that cement burning equipment provided outside the semi-carbonized fuel production apparatus is used as combustion equipment, and high-temperature exhaust gas generated in this combustion equipment is used. As described above, providing a heat source outside the production apparatus for semi-carbonized fuel increases the scale and production cost of the apparatus, which is a great restriction on the installation of the apparatus.
  • the present invention has an object to provide an apparatus and a method for producing a semi-carbonized fuel for biomass, which does not require an external heat source and can suppress adhesion of tar, condensed water and the like to piping.
  • the biomass semi-carbonized fuel production apparatus has the following characteristics.
  • a drying apparatus for heating and drying biomass a thermal decomposition apparatus for thermally decomposing the biomass dried by the drying apparatus, and a combustion apparatus for supplying heat for heating to the drying apparatus and the thermal decomposition apparatus .
  • the pyrolysis device is supplied with a part of the combustion exhaust gas generated by the combustion device, and directly mixes the supplied combustion exhaust gas with the biomass to heat and thermally decompose the biomass and generate heat
  • a mixed gas of the cracked gas and the combustion exhaust gas used for heating is configured to be supplied to the combustion device.
  • the combustion device is configured to be supplied with combustion air, burn the supplied mixed gas, and generate the combustion exhaust gas.
  • the block diagram of the manufacturing apparatus of the semi-carbonized fuel of biomass by the 1st Embodiment of this invention The block diagram of the manufacturing apparatus of the semi-carbonized fuel of biomass by the 2nd Embodiment of this invention.
  • the block diagram of the manufacturing apparatus of the semi-carbonized fuel of biomass by the 3rd Embodiment of this invention The block diagram which shows the modification of the manufacturing apparatus of the semi-carbonized fuel of biomass by the 3rd Embodiment of this invention.
  • biomass semi-carbonized fuel production apparatus is simply referred to as “production apparatus”.
  • production apparatus The method for producing a semi-carbonized fuel of biomass is simply referred to as “manufacturing method”.
  • the production apparatus comprises a drying apparatus for heating and drying biomass (hereinafter referred to as “raw material biomass”) made of plant waste such as fir, straw, thinned wood, and waste wood, and drying with the drying apparatus.
  • raw material biomass made of plant waste such as fir, straw, thinned wood, and waste wood
  • a thermal decomposition apparatus that thermally decomposes the biomass (hereinafter referred to as “dry biomass”), and a combustion apparatus that supplies heat for heating to the drying apparatus and the thermal decomposition apparatus.
  • exhaust gas A part of combustion exhaust gas (hereinafter referred to as “exhaust gas”) generated in the combustion apparatus is supplied to the thermal decomposition apparatus.
  • the thermal decomposition apparatus heats and drys the dried biomass by directly mixing the supplied exhaust gas with the dried biomass.
  • a mixed gas of pyrolysis gas generated by pyrolysis of dry biomass and exhaust gas used for heating (hereinafter simply referred to as “mixed gas”) is supplied to the combustion device and combusted.
  • the combustion device is supplied with combustion air, burns the supplied mixed gas, and generates exhaust gas. It is also possible to use a combustor having a catalyst component supported on the surface of the combustion apparatus.
  • the drying device supplies a gas component (hereinafter referred to as “dry separation gas”) generated when the raw material biomass is dried to the combustion device.
  • dry separation gas a gas component generated when the raw material biomass is dried
  • an ejector device for supplying the mixed gas from the thermal decomposition device to the combustion device.
  • the ejector device uses at least one of dry separated gas and combustion air as a drive source.
  • a plurality of combustion devices are provided.
  • Each of the combustion devices is supplied with a mixed gas and combustion air.
  • exhaust gas generated in some combustion devices is supplied to the thermal decomposition device, and exhaust gas generated in the remaining combustion devices is supplied to the drying device.
  • the biomass itself (the pyrolysis gas of biomass) is used as a heat source necessary for semi-carbonization of the biomass, so that it is not necessary to provide a heat source (combustion device) outside.
  • the pyrolysis of biomass is usually performed in an atmosphere having a temperature of about 300 ° C. and an oxygen concentration of 10% or less.
  • a direct heating method is used in which dry biomass and exhaust gas are directly mixed inside the pyrolysis apparatus to heat the dry biomass.
  • the direct heating method has higher heat transfer efficiency than the indirect heating method using other heat transfer media, and can reduce the heat transfer area and volume of the thermal decomposition apparatus. In addition, heat is difficult to escape and heat efficiency is high.
  • Some of the pyrolysis components of biomass have a low vapor pressure and condense as the temperature decreases, becoming liquid or solid, so-called tar or condensed water.
  • tar or condensed water adheres to the partition walls or heat transfer surfaces, the components contained in these deposits grow on the partition walls, heat transfer surfaces, or pipes, and shrink or block the flow path. It becomes.
  • the direct heating method the area and volume of the heat transfer surface where the temperature tends to decrease can be reduced, and the length of the piping can also be shortened. Is less likely to occur.
  • the pyrolysis gas generated in the pyrolysis device is sent to the combustion device together with the exhaust gas and burned. For this reason, the use of other fuels can be reduced in the combustion apparatus, and the fuel cost can be reduced.
  • the calorific value is low.
  • a catalytic combustion method using a combustor having a catalyst component supported on the surface is adopted for the combustion device, a combustion reaction can be promoted by a catalytic action on a mixed gas having a low calorific value, which is desirable for stable combustion.
  • a catalyst is heated to a high temperature of 1000 ° C. or higher, a component that brings about the catalytic action volatilizes or reacts and its activity decreases.
  • the combustion apparatus of the manufacturing apparatus and the manufacturing method according to the present invention combusts a mixed gas having a low calorific value including exhaust gas, so that a high temperature portion of 1000 ° C. or higher is hardly generated on the surface of the catalyst, and is suitable for the catalytic combustion method.
  • the dry separation gas discharged from the drying apparatus is water whose main component is separated from biomass, but includes flammable gas and odor components with high vapor pressure.
  • the odor component can be decomposed by the combustion reaction.
  • the reaction heat of combustible gas can be used effectively.
  • the manufacturing apparatus it is desirable to use an ejector apparatus using air or the like as a drive source.
  • a rotating part such as a blower is not required to send the mixed gas to the combustion device. For this reason, the mixed gas has no part in contact with the solid other than the partition walls constituting the flow path and the ejector device.
  • the production apparatus uses the ejector device to eliminate the rotating portion in the mixed gas flow path, the partition wall constituting the flow path and the ejector apparatus is kept warm to prevent tar and condensed water from adhering to the partition wall. If it does, it will become possible to suppress adhesion of tar and condensed water to a manufacturing device.
  • the air used as a drive source of an ejector apparatus is utilized as a combustion support gas of a mixed gas in a combustion apparatus. Since mixing of air and mixed gas is promoted in the ejector device, it is possible to suppress the occurrence of a local high temperature inside the combustion device.
  • the manufacturing apparatus and the manufacturing method according to the present invention it is desirable to include a plurality of combustion apparatuses.
  • the oxygen concentration of the exhaust gas discharged is changed, and the temperature of the exhaust gas is changed.
  • the exhaust gas with a high oxygen concentration has a low temperature
  • the amount of exhaust gas can be increased. Therefore, it is suitable for a drying apparatus that requires a heat source having a temperature of about 100 to 200 ° C.
  • an externally heated drying apparatus such as a rotary kiln
  • the exhaust gas after heat transfer is discharged from the chimney to the outside of the manufacturing apparatus
  • the amount of exhaust gas is large, so the temperature drop is reduced. For this reason, corrosion of materials, such as piping and a drying apparatus accompanying the condensation of the water
  • the unburned component contained in the exhaust gas easily reacts with oxygen. Since the unburned component contained in the exhaust gas decreases by reacting with oxygen, the unburned component discharged from the manufacturing apparatus can be reduced.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a biomass semi-carbonized fuel production apparatus according to the first embodiment.
  • the manufacturing apparatus includes a drying device 10, a thermal decomposition device 11, a pellet manufacturing device 12, a combustion device 13, and a chimney 21 as main components. These devices are connected by ducts 14 to 19, 24, and 25.
  • the thick line indicates the flow of solid matter originating from the raw material biomass
  • the thin line indicates the flow of gas components such as air and exhaust gas.
  • Raw material biomass 1 made of plant waste such as fir, straw, thinned wood, and waste wood is heated by a drying device 10 and dried to produce dry biomass 2 separated from water and raw biomass.
  • the dried biomass 2 is heated in an atmosphere having a temperature of about 300 ° C. and an oxygen concentration of 10% or less by the thermal decomposition apparatus 11 and thermally decomposed, and so-called semi-carbonization treatment is performed.
  • the biomass after semi-carbonization (hereinafter referred to as “semi-carbonized fuel”) 4 generally has a moisture content of 5% or less and a calorific value similar to that of coal. For this reason, compared with the raw material biomass 1, even if it is stored for a long period of time, it is unlikely to be altered by microorganisms, and the transportation cost is low. Further, fiber such as lignin and cellulose, which are components of biomass, is decomposed by the semi-carbonization treatment, and becomes a component mainly composed of carbon.
  • the semi-carbonized fuel 4 is easily pulverized under pressure like coal, the pulverization is improved, and the pulverization efficiency is the same as that of coal.
  • the semi-carbonized fuel 4 can be used as a heat source such as a boiler as in the case of coal.
  • the powdered semi-carbonized fuel 4 is processed into pellets (hereinafter referred to as “semi-carbonized pellet fuel”) 5 by a pellet manufacturing apparatus 12 in order to improve handling properties, Shipped from manufacturing equipment.
  • combustion exhaust gas (hereinafter simply referred to as “exhaust gas”) 6 generated by the combustion apparatus 13 is used as the heat source of the drying apparatus 10 and the thermal decomposition apparatus 11.
  • the combustion apparatus 13 is connected to the drying apparatus 10 and the thermal decomposition apparatus 11 via ducts 14 to 16, 19, and 24.
  • the exhaust gas 6 is divided into exhaust gas 6a supplied from the combustion device 13 to the thermal decomposition device 11 via the ducts 14 and 15, and exhaust gas 6b supplied from the combustion device 13 to the drying device 10 via the ducts 14 and 16. It is done.
  • the exhaust gas 6a and the dry biomass 2 are directly mixed.
  • the dry biomass 2 is heated by the exhaust gas 6a and pyrolyzed to generate pyrolysis gas.
  • the pyrolysis gas and the exhaust gas 6a are discharged from the pyrolysis apparatus 11 as a mixed gas 7.
  • the mixed gas 7 of the pyrolysis gas and the exhaust gas 6 a is supplied to the combustion device 13 through the duct 24 and the blower 20, and becomes a heat source for the combustion device 13.
  • the pyrolysis gas generated from biomass (dry biomass 2) as a heat source for the combustion device 13
  • the amount of other fuel used can be reduced, and the production cost of the semi-carbonized pellet fuel 5 as a product is suppressed. it can.
  • the calorific value of the mixed gas 7 is about 4 MJ / m3n, which is lower than that of natural gas (low calorific value of about 40 MJ / m3n).
  • the exhaust gas 6b supplied to the drying apparatus 10 is supplied to the outside of the drying apparatus 10 and is heat-exchanged with the raw material biomass 1 by indirect heat transfer through the partition walls.
  • heat exchange is performed by indirect heat transfer, the amount of dry separation gas 3 can be reduced.
  • the exhaust gas 6b heat-exchanged with the drying apparatus 10 passes through the ducts 17 and 18 and is discharged from the chimney 21 to the outside of the manufacturing apparatus. Further, a part of the exhaust gas 6 generated by the combustion device 13 can be directly discharged from the chimney 21 through the duct 18.
  • the dry separation gas 3 generated by the drying apparatus 10 is mainly composed of moisture generated from the raw material biomass 1 and partially includes a pyrolysis component and an odor component having a high vapor pressure. For this reason, it is desirable to send the dry separation gas 3 to the combustion device 13 through the duct 19 and the blowers 22 and 20 and to burn them. By burning the dry separated gas 3, the odor component can be decomposed by using the combustion heat of the thermal decomposition component.
  • Combustion air 8 is also supplied to the combustion device 13.
  • the combustion air 8 is pressurized by the blower 23, partly sent to the blower 20 through the duct 25, and partly sent to the fuel device 13 and the duct 14.
  • a direct heating method is used in which the dry biomass 2 and the exhaust gas 6 are directly mixed inside the thermal decomposition apparatus 11 and the dry biomass 2 is heated.
  • the direct heating method has higher heat transfer efficiency than the indirect heating method using other heat transfer media, and can reduce the heat transfer area and volume of the thermal decomposition apparatus. In addition, heat is difficult to escape and heat efficiency is high.
  • Some of the pyrolysis components of biomass have a low vapor pressure and condense as the temperature decreases, becoming liquid or solid, so-called tar or condensed water.
  • tar or condensed water adheres to the partition walls or heat transfer surfaces, the components contained in these deposits grow on the partition walls, heat transfer surfaces, or pipes, and shrink or block the flow path. It becomes.
  • the direct heating method the area and volume of the heat transfer surface where the temperature tends to decrease can be reduced, and the length of the piping can also be shortened. Is less likely to occur.
  • the heat transfer efficiency is higher than when other heat transfer media are used, and the heat transfer area and volume of the thermal decomposition apparatus 11 can be reduced. Moreover, since heat is directly transferred, heat is difficult to escape and heat efficiency is high. Further, the pyrolysis gas (gas generated from the dried biomass 2) generated in the pyrolysis device 11 is sent to the combustion device 13 as the mixed gas 7 together with the exhaust gas 6a and burned. For this reason, the use of other fuels can be reduced in the combustion device 13, and the fuel cost can be reduced.
  • catalytic combustor that employs a catalytic combustion method (hereinafter referred to as “catalytic combustor”) as the combustion device 13 of the manufacturing apparatus according to the first embodiment.
  • the catalyst component supported on the surface promotes the combustion reaction.
  • the catalyst component volatilizes or reacts at a high temperature of 1000 ° C. or higher, and its activity decreases.
  • the mixed gas 7 including the exhaust gas 6a having a low calorific value is combusted, it is difficult to generate a high-temperature portion of 1000 ° C. or higher on the surface of the catalyst, and the catalyst component is used for a long time. Can do.
  • the combustion apparatus may be provided with a system for supplying fuel for starting and auxiliary combustion.
  • the pyrolysis temperature in the pyrolysis apparatus 11 varies depending on the properties of the raw material biomass 1 and the properties required for the semi-carbonized pellet fuel 5 that is a product, but is generally a temperature at which the fibers in the biomass can be decomposed. It is about 250 to 350 ° C.
  • FIG. 2 is a block diagram of a biomass semi-carbonized fuel production apparatus according to the second embodiment.
  • the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or common elements as those in the first embodiment, and description of these elements is omitted.
  • the thick line indicates the flow of solids originating from the raw material biomass
  • the thin line indicates the flow of gas components such as air and exhaust gas.
  • illustration of a feeder for transferring a solid object, a damper used for adjusting a flow rate of a gas component, and the like is omitted.
  • the combustion apparatus can be provided with a system for supplying fuel for starting and auxiliary combustion.
  • This embodiment is different from the first embodiment in that an ejector device 30 is installed in a duct connecting the thermal decomposition apparatus 11 and the combustion apparatus 13, and the mixed gas 7 discharged from the thermal decomposition apparatus 11 is supplied to the combustion apparatus 13.
  • the ejector device 30 is used for supplying.
  • the ejector device 30 is a device that induces a low pressure by Bernoulli's theorem by generating a high-speed air flow inside, and sucks the gas by this low pressure.
  • the combustion air 8 and the dry separation gas 3 are used after being pressurized by the blower 22. Either the combustion air 8 or the dry separation gas 3 may be used as a drive source, or both the combustion air 8 and the dry separation gas 3 may be used as a drive source.
  • the pressurized combustion air 8 and dry separation gas 3 are ejected by a high-speed air stream, and the mixed gas 7 is entrained.
  • the mixing of the combustion air 8 and the mixed gas 7 is promoted and supplied to the combustion device 13 as a gas in which air and fuel are uniformly mixed.
  • the local high temperature part and low temperature part resulting from the uneven distribution of a fuel are hard to be formed.
  • generation of the unburned carbon monoxide which is easy to produce in a low temperature part can be suppressed.
  • the ejector device 30 it is possible to send the mixed gas 7 to the combustion device 13 without having a rotating part such as a blower. For this reason, the mixed gas 7 has no portion in contact with the solid other than the partition walls constituting the flow path (duct 24) and the ejector device 30.
  • Some of the components of the pyrolysis gas of biomass in the mixed gas 7 have a low vapor pressure and condense into liquids and solids as the temperature decreases, so-called tar and condensed water. If tar or condensed water adheres to the partition wall or the like, it becomes an obstacle to the operation of the manufacturing apparatus such as reducing or closing the flow path. In particular, when tar adheres to a rotating part such as a blower, vibration or the like is generated. In addition, since the rotating part normally needs to be cooled, a special cooling mechanism is required to flow a mixed gas having a temperature of about 300 ° C.
  • the use of the ejector device 30 eliminates the need for a rotating part in the flow path of the mixed gas 7. For this reason, if the partition which comprises a flow path and an ejector apparatus is kept warm and adhesion of tar and condensed water to this partition is prevented, it will become possible to suppress adhesion of tar and condensed water to a manufacturing apparatus. Therefore, it is possible to operate the manufacturing apparatus without stopping for a long period of time in order to remove deposits such as tar and condensed water.
  • FIG. 3 is a block diagram of a biomass semi-carbonized fuel production apparatus according to the third embodiment.
  • the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same or common elements as those in the second embodiment, and the description of these elements is omitted.
  • the thick line indicates the flow of solids originating from the raw material biomass
  • the thin line indicates the flow of gas components such as air and exhaust gas.
  • illustration of a feeder for transferring a solid object, a damper used for adjusting a flow rate of a gas component, and the like is omitted.
  • the combustion apparatus can be provided with a system for supplying fuel for starting and auxiliary combustion.
  • the manufacturing apparatus according to the present embodiment includes two combustion apparatuses 40 and 41 as shown in FIG.
  • the combustion device 41 is provided on the downstream side of the combustion device 40 with respect to the flow of exhaust gas.
  • the manufacturing apparatus according to the present embodiment includes two gas analyzers 53 and 54.
  • the gas analyzer 53 is provided in the duct 15 through which the exhaust gas 50 discharged from the combustion device 40 passes, and the gas analyzer 54 is provided in the duct 16 through which the exhaust gas 51 discharged from the combustion device 41 passes.
  • the combustion device 40 burns the mixed gas 7 and the combustion air 8 supplied from the ejector device 30 and discharges the exhaust gas 50. A part of the exhaust gas 50 is supplied to the thermal decomposition apparatus 11, and the rest is supplied to the combustion apparatus 41.
  • the combustion device 41 burns a part of the exhaust gas 50 supplied from the combustion device 40 and the combustion air 8 supplied by the blower 23, and discharges the exhaust gas 51.
  • a part of the exhaust gas 51 is supplied to the drying apparatus 10 and the remaining part is discharged from the chimney 21 to the outside of the manufacturing apparatus. Further, the combustion apparatus 41 is supplied with the dry separated gas 3 from the drying apparatus 10 via the blower 22.
  • Gas analyzers 53 and 54 measure the oxygen concentrations of the exhaust gases 50 and 51, respectively. Based on the measured oxygen concentration of the exhaust gas 50, 51, the flow rate of the combustion air 8 entering the combustion devices 40, 41 can be adjusted.
  • the exhaust gas 50 emitted from the combustion device 40 is set to have a lower oxygen concentration than the exhaust gas 51 emitted from the combustion device 41.
  • the exhaust gas 50 supplied to the thermal decomposition apparatus 11 has a lower oxygen concentration than the exhaust gas 51 supplied to the drying apparatus 10.
  • the oxygen concentration is preferably 0 to 2% for the exhaust gas 50 and 3 to 8% for the exhaust gas 51, so that the exhaust gas 50 and the exhaust gas 51 have an oxygen concentration difference of 1% or more.
  • the oxygen concentration of the exhaust gas 50 and the exhaust gas 51 is adjusted by the supply amount of the combustion air 8 supplied by the blower 23.
  • the exhaust gas 50 with a low oxygen concentration has less excess air and a relatively high temperature. For this reason, it becomes a temperature suitable for the thermal decomposition apparatus 11 that requires thermal decomposition at a temperature of about 300 ° C.
  • the oxygen concentration is low, the operation is less likely to be disturbed due to spontaneous ignition or the like in the thermal decomposition apparatus 11.
  • the exhaust gas 51 having a high oxygen concentration has a large amount of gas and a relatively low temperature because it contains a lot of air. Therefore, a large amount of low-temperature gas can be supplied to the drying device 10. Furthermore, the temperature drop of the exhaust gas 51 accompanying heat transfer can be reduced while suppressing the generation of a local high temperature portion in the drying apparatus 10. For this reason, it can suppress that the dry separation gas 3 condenses again in the low temperature part in the drying apparatus 10, and becomes moisture. When condensed moisture is generated in the drying apparatus 10, the dried biomass 2 may be fixed and operation may be hindered. However, in the apparatus configuration according to the present embodiment, this possibility is reduced.
  • the exhaust gas discharged from the chimney 21 to the outside of the manufacturing apparatus is the exhaust gas 51 having a high oxygen concentration.
  • the unburned matter contained in the exhaust gas 51 easily reacts with oxygen and decreases by reacting with oxygen. Therefore, the unburned matter in the exhaust gas discharged from the chimney 21 to the outside of the manufacturing apparatus can be reduced.
  • the combustion temperature decreases.
  • the dry separation gas 3 is supplied to the combustion device 41 but not supplied to the combustion device 40.
  • generated with the combustion apparatus 40 and supplied to the thermal decomposition apparatus 11 and the combustion apparatus 41 becomes high. Accordingly, the high-temperature exhaust gas 50 can be supplied to the thermal decomposition apparatus 11 and the combustion apparatus 41 can process odor components in the dry separated gas 3.
  • a catalytic combustor When a catalytic combustor is used for the combustion devices 40 and 41, a highly heat-resistant catalyst that can be operated at a high temperature is used for the combustion device 40, and the combustion device 41 is compatible with a gas containing a large amount of water vapor. It is desirable to use a catalyst with high steam resistance. Specifically, for example, a catalyst that can be used at a temperature of 800 ° C. or higher is used for the combustion device 40, and a water vapor amount can be used at a mass ratio of 5% or more with respect to the total gas amount for the combustion device 41. It is desirable to use a catalyst.
  • FIG. 4 is a configuration diagram showing a modification of the biomass semi-carbonized fuel production apparatus according to the present embodiment. 4, the same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same elements as those in FIG. 3, and the description of these elements is omitted.
  • a part of the exhaust gas 50 emitted from the combustion apparatus 40 is supplied to the combustion apparatus 41.
  • the production apparatus shown in FIG. 7 can be branched downstream of the ejector device 30 and supplied to the combustion devices 40 and 41 individually.
  • the calorific value of the combustion gas (mixed gas 7) entering the combustion device 41 is divided into the configuration shown in FIG. 3 by branching the mixed gas 7 and individually supplying it to the combustion devices 40 and 41. It becomes higher than the manufacturing equipment. For this reason, in the case where combustion is performed using a burner without using a catalytic combustor in the combustion device 41, the local combustion temperature in the combustion device 41 increases if the configuration shown in FIG. It becomes easy to maintain.
  • a catalytic combustor when used for the combustion device 41, it is preferable to use a part of the exhaust gas 50 emitted from the combustion device 40 as the combustion gas of the combustion device 41 as in the configuration shown in FIG.
  • the combustion gas (a part of the exhaust gas 50) entering the combustion device 41 has a low calorific value, and it is difficult to form a local high-temperature portion in the combustion device 41, so that the combustion temperature is smoothed, which is desirable for maintaining the durability of the catalyst. .
  • 3 and 4 includes two combustion devices 40 and 41, but the number of combustion devices is not limited to two, and may be three or more.
  • a manufacturing apparatus including three combustion apparatuses is shown in FIG.
  • FIG. 5 is a block diagram showing another modification of the biomass semi-carbonized fuel production apparatus according to this embodiment. 5, the same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same elements as those in FIG. 3, and the description of these elements is omitted.
  • the manufacturing apparatus shown in FIG. 5 includes three combustion apparatuses 40, 41 and 42.
  • the combustion device 41 is provided on the downstream side of the combustion device 40 with respect to the flow of exhaust gas, and the combustion device 42 is provided on the downstream side of the combustion device 41.
  • the manufacturing apparatus shown in FIG. 5 includes three gas analyzers 53, 54 and 55.
  • the gas analyzer 53 is provided in the duct 15 through which the exhaust gas 50 discharged from the combustion device 40 passes.
  • the gas analyzer 54 is provided in the duct 16 through which the exhaust gas 51 discharged from the combustion device 41 is passed. Is provided in the duct 16 through which the exhaust gas 52 discharged from the combustion device 42 passes.
  • the combustion device 42 burns part of the exhaust gas 51 supplied from the combustion device 41 and the combustion air 8 supplied by the blower 23, and discharges the exhaust gas 52. A part of the exhaust gas 51 is supplied into the drying apparatus 10. Part of the exhaust gas 52 is supplied to the outside of the drying apparatus 10, and the remaining part is discharged from the chimney 21 to the outside of the manufacturing apparatus. Further, the combustion apparatus 42 is supplied with the dry separated gas 3 output from the drying apparatus 10 via the blower 22.
  • Gas analyzers 53 to 55 measure the oxygen concentrations of exhaust gases 50 to 52, respectively. Based on the measured oxygen concentration of the exhaust gas 50 to 52, the flow rate of the combustion air 8 entering the combustion devices 40 to 42 can be adjusted.
  • the manufacturing apparatus shown in FIG. 5 also discharges exhaust gas with a high oxygen concentration from the downstream combustion apparatus (combustion apparatuses 41 and 42 that supply exhaust gas to the drying apparatus 10).
  • the oxygen concentration of the exhaust gas 50 to 52 is set. That is, the exhaust gas 50 supplied to the thermal decomposition apparatus 11 has a lower oxygen concentration than the exhaust gases 51 and 52 supplied to the drying apparatus 10.
  • the exhaust gas 52 with a high oxygen concentration is discharged from the combustion device 42, and the exhaust gas 52 can be discharged from the chimney 21 to the outside of the manufacturing apparatus.
  • the oxygen concentration of exhaust gas discharged from each combustion apparatus is set to be lower than the oxygen concentration of the exhaust gas supplied to the drying device 10, and the combustion device (the exhaust gas is supplied to the drying device 10) on the downstream side. It is possible to discharge exhaust gas with a high oxygen concentration from the combustion apparatus to be supplied.
  • a plurality of combustion devices are provided, the oxygen concentration of the exhaust gas discharged from each combustion device is set, and the exhaust gas having a high oxygen concentration is discharged from the chimney 21 to the outside of the manufacturing device, so that the unburned components in the exhaust gas and oxygen The reaction can be promoted, and unburned components discharged out of the production apparatus can be reduced.
  • the gas analyzers 53 to 54 measure the oxygen concentration in the exhaust gas, and the flow rate of the combustion air 8 is adjusted based on the measured oxygen concentration.
  • a difference in oxygen concentration at the outlet of the combustion apparatus can be provided without using a gas analyzer.
  • the flow rates of the combustion air 8, the mixed gas 7, the exhaust gas 50, and the like entering the combustion device it is possible to measure the flow rates of the combustion air 8, the mixed gas 7, the exhaust gas 50, and the like entering the combustion device and provide a flow rate difference for each combustion device.
  • the combustion air 8 is mixed in the combustion device 41. It becomes higher than the oxygen concentration. For this reason, by adjusting the flow rate ratio between the exhaust gas 50 entering the combustion device 41 and the combustion air 8, the oxygen concentration difference between the exhaust gases 50 and 51 exiting from the combustion devices 40 and 41 can be set.
  • FIG. 6 is a configuration diagram of the power generation system according to the present embodiment.
  • the power generation system includes a biomass semi-carbonized fuel production device 62 and a power plant 65.
  • the production apparatus 62 is an apparatus for producing a semi-carbonized fuel of biomass according to the present invention.
  • the power plant 65 uses a solid fuel including a semi-carbonized fuel manufactured by the manufacturing apparatus 62 as the fuel.
  • the biomass 60 is collected in the manufacturing apparatus 62 by a collecting means 61 such as a truck.
  • the production apparatus 62 produces the semi-carbonized fuel 63 by pyrolyzing the biomass 60. At this time, when the semi-carbonized fuel 63 is compressed into a pellet having a diameter of about 1 cm, it is less likely to be scattered than the powdered one, and the handling property as a fuel is improved.
  • Semi-carbonized fuel 63 is transported to power plant 65 by means of transport 64 such as a ship.
  • the semi-carbonized fuel 63 is used as a fuel for power generation together with coal or the like.
  • the utilization amount of coal can be reduced by using the semi-carbonized fuel 63.
  • the semi-carbonized fuel 63 is derived from biomass, and the CO 2 derived from biomass is again immobilized by the plant, so that it can be regarded as CO 2 free. Furthermore, the amount of CO 2 emitted from the power plant 65 can be reduced by simplifying the disposal of waste and reducing the amount of coal used.

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Abstract

　外部に熱源を設ける必要がなく、配管へのタールや凝縮水等の付着を抑制することが可能なバイオマスの半炭化燃料の製造装置及び製造方法を提供する。バイオマス（１）を加熱して乾燥させる乾燥装置（１０）と、乾燥装置（１０）で乾燥させたバイオマス（２）を熱分解する熱分解装置（１１）と、乾燥装置（１０）と熱分解装置（１１）に加熱用の熱を供給する燃焼装置（１３）とを備える。熱分解装置（１１）は、燃焼装置（１３）で発生した燃焼排ガス（６）の一部が供給され、供給された燃焼排ガス（６ａ）をバイオマス（２）と直接混合することで、バイオマス（２）を加熱して熱分解し、発生した熱分解ガスと加熱に用いた燃焼排ガス（６ａ）との混合気体（７）を燃焼装置（１３）に供給するように構成される。燃焼装置（１３）は、燃焼用空気（８）が供給され、供給された混合気体（７）を燃焼し、燃焼排ガス（６）を発生するように構成される。

Description

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
　本発明は、バイオマスを使用する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に係る。
　農業、林業等で生じたもみ、わら、間伐材や、廃木材等の植物系廃棄物からなるバイオマスは、その成分としてセルロース、リグニン等の繊維質を多く含む。また、バイオマス中の水分含有量は、通常、約２０％以上と石炭等の他の燃料と比べて高い。
　植物系廃棄物からなるバイオマス（以下、単に「バイオマス」と記す）は、近年、石炭に代表される固体燃料の代替燃料として、ボイラ等の熱源への利用が検討されている。バイオマスを燃料として使用すると、バイオマス由来のＣＯ２は再び植物により固定化されるため、ＣＯ２フリーとみなせる。さらに、廃棄物の処理が簡素化されることや、石炭の使用量が減ることにより、ＣＯ２の排出量を低減できる。
　バイオマスを固体燃料として使用するにあたり、主な課題が２つある。１つは、水分含有量が多い点である。水分含有量が多いと、発熱量の低下、輸送費の上昇、さらに微生物の働きの進行による自然発火の可能性の増大というデメリットがある。このため、バイオマスは、長距離の輸送や長期間の保管に適さない。
　もう１つの課題は、主成分が繊維質で構成されているため、粉砕性が低い点である。一般に、石炭の粉砕では、硬い材料で構成されたローラやボール等で石炭を加圧粉砕する方法が用いられる。この加圧粉砕する方法は、大量処理に向き、経済的とされる。しかし、バイオマスは、石炭に比べ柔らかく繊維質を多く含むため、上記の加圧粉砕方法では微細化がし難く、必要動力に対する微粒化度合いを示す粉砕効率が低い。このため、石炭と同様に大量粉砕することが困難であった。また、バイオマスを石炭と混焼させる場合も、石炭粉砕用の粉砕機に投入できるバイオマスの量は、数パーセント程度に留まる。
　上記の課題に対応する方法の１つに、バイオマスを温度３００℃程度、酸素１０％未満の雰囲気で熱分解させて半炭化燃料を製造する方法、いわゆる半炭化方法がある。半炭化方法の一例は、特許文献１、２に記載されている。
　この方法は、バイオマスを酸素濃度が低く温度が３００℃程度の雰囲気で熱分解させることで、水分を除去し、リグニンやセルロースから成る繊維質を分解する。このため、熱分解後の固体燃料は、水分含有量が低下し、単位質量当たりの発熱量が増加する。繊維質が分解し、炭素を主体とした成分となるため、加圧粉砕が容易となる。また、３００℃程度と低温での熱分解のため、固体燃料中に揮発分が一部残留し、着火性も石炭と同等となる。
特開２００５－２３９９０７号公報 ＷＯ２００５／０５６７２３号
　特許文献１、２に記載のバイオマスの半炭化燃料の製造方法では、何れもバイオマスを熱分解する際の熱源につき、各々、特徴をもたせている。
　特許文献１に記載の技術では、セメント焼成設備から発生する排ガスを利用することで、半炭化に必要な熱源を確保している。すなわち、半炭化燃料の製造装置の外部に設けたセメント焼成設備を燃焼設備とし、この燃焼設備で発生する高温の排ガスを利用することを前提としている。このように、半炭化燃料の製造装置の外部に熱源を設けることは、装置の規模や製作コストが増大し、装置の設置上、大きな制約となる。
　これに対し、特許文献２に記載の技術では、半炭化に必要な熱源として、バイオマス自身の熱分解ガスを利用する。バイオマスが生成するガスを利用するため、外部からの熱供給を削減でき、半炭化燃料の製造装置の運転コストを低減できる。また、特許文献１に記載の技術と異なり、半炭化燃料の製造装置は、熱源の設置による制約を受けない。
　しかしながら、特許文献２に記載の技術では、熱分解ガスを高発熱量で利用するために、熱分解ガスの一部を熱媒体として装置内に循環させる。熱分解ガスは、温度が低下するとその成分が凝縮し、タールや凝縮水として装置の配管等に付着する。配管に付着したタールは、除去するために装置を長期にわたり停止する必要があり、運転の障害となる。
　また、装置の隔壁や伝熱面、配管にタールや凝縮水等が付着すると、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。
　本発明は、外部に熱源を設ける必要がなく、配管へのタールや凝縮水等の付着を抑制することが可能なバイオマスの半炭化燃料の製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。
　本発明によるバイオマスの半炭化燃料の製造装置は、下記のような特徴を有する。
　バイオマスを加熱して乾燥させる乾燥装置と、前記乾燥装置で乾燥させた前記バイオマスを熱分解する熱分解装置と、前記乾燥装置と前記熱分解装置に加熱用の熱を供給する燃焼装置とを備える。前記熱分解装置は、前記燃焼装置で発生した燃焼排ガスの一部が供給され、供給された前記燃焼排ガスを前記バイオマスと直接混合することで、前記バイオマスを加熱して熱分解し、発生した熱分解ガスと加熱に用いた前記燃焼排ガスとの混合気体を前記燃焼装置に供給するように構成される。前記燃焼装置は、燃焼用空気が供給され、供給された前記混合気体を燃焼し、前記燃焼排ガスを発生するように構成される。
　本発明によるバイオマスの半炭化燃料の製造装置及び製造方法では、外部に熱源を設ける必要がなく、配管へのタールや凝縮水の付着を抑制することが可能である。
本発明の第１の実施形態によるバイオマスの半炭化燃料の製造装置の構成図。 本発明の第２の実施形態によるバイオマスの半炭化燃料の製造装置の構成図。 本発明の第３の実施形態によるバイオマスの半炭化燃料の製造装置の構成図。 本発明の第３の実施形態によるバイオマスの半炭化燃料の製造装置の変形例を示す構成図。 本発明の第３の実施形態によるバイオマスの半炭化燃料の製造装置の別の変形例を示す構成図。 本発明の実施形態による発電システムの構成図。
　本発明によるバイオマスの半炭化燃料の製造装置及び製造方法の主な特徴を述べる。以下では、バイオマスの半炭化燃料の製造装置のことを、単に「製造装置」と記す。また、バイオマスの半炭化燃料の製造方法のことを、単に「製造方法」と記す。
　本発明による製造装置は、もみ、わら、間伐材や、廃木材等の植物系廃棄物からなるバイオマス（以下、「原料バイオマス」と記す）を加熱して乾燥させる乾燥装置と、乾燥装置で乾燥させたバイオマス（以下、「乾燥バイオマス」と記す）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とを備える。
　熱分解装置には、燃焼装置で発生した燃焼排ガス（以下、「排ガス」と記す）の一部が供給される。熱分解装置は、供給された排ガスを乾燥バイオマスと直接混合することで、乾燥バイオマスを加熱して熱分解する。乾燥バイオマスの熱分解で発生した熱分解ガスと加熱に用いた排ガスとの混合気体（以下、単に「混合気体」と記す）は、燃焼装置に供給されて燃焼する。
　燃焼装置は、燃焼用空気が供給され、供給された混合気体を燃焼し、排ガスを発生する。燃焼装置に、表面に触媒成分が担持された燃焼器を用いることも可能である。
　乾燥装置は、原料バイオマスの乾燥の際に発生する気体成分（以下、「乾燥分離ガス」と記す）を燃焼装置に供給することが望ましい。
　好ましくは、混合気体を熱分解装置から燃焼装置に供給するエゼクタ装置を備える。エゼクタ装置は、乾燥分離ガスと燃焼用空気の少なくとも一方を駆動源として利用する。
　さらに好ましくは、燃焼装置を複数備える。燃焼装置の各々には、混合気体と燃焼用空気が供給される。燃焼装置のうち、一部の燃焼装置で発生した排ガスを熱分解装置に供給し、残りの燃焼装置で発生した排ガスを乾燥装置に供給する。このとき、熱分解装置に供給される排ガスの酸素濃度が、乾燥装置に供給される排ガスの酸素濃度よりも低くなるように設定するのが望ましい。
　本発明による製造装置及び製造方法では、バイオマスの半炭化に必要な熱源としてバイオマス自身（バイオマスの熱分解ガス）を利用するので、外部に熱源（燃焼装置）を設ける必要がない。バイオマスの熱分解は、通常、温度３００℃程度、酸素濃度１０％以下の雰囲気で実施する。本発明による製造装置及び製造方法では、熱分解装置の内部で乾燥バイオマスと排ガスを直接混合して、乾燥バイオマスを加熱する直接加熱方式を用いる。直接加熱方式は、伝熱効率が他の伝熱媒体を利用する間接加熱方式に比べて高く、熱分解装置の伝熱面積や容積を小さくできる。また、熱が他に逃げにくく、熱効率が高い。
　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。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。
　さらに、熱分解装置で発生した熱分解ガスを排ガスと共に燃焼装置に送り、燃焼させる。このため、燃焼装置にて他の燃料の使用を削減でき、燃料代を削減できる。
　熱分解装置から燃焼装置に供給される混合気体は、排ガスを含むため、発熱量が低い。燃焼装置に、表面に触媒成分が担持された燃焼器を使用する触媒燃焼法を採用すると、発熱量の低い混合気体に対し、触媒作用にて燃焼反応を促進できるので、安定燃焼に望ましい。また、一般に触媒は、１０００℃以上の高温となるとその触媒作用をもたらす成分が揮発または反応し、その活性が低下することが知られている。本発明による製造装置及び製造方法の燃焼装置は、排ガスを含む発熱量の低い混合気体を燃焼させるため、触媒の表面で１０００℃以上の高温部が生成し難く、触媒燃焼法に適する。
　さらに、乾燥装置から排出される乾燥分離ガスは、主成分がバイオマスから分離された水分であるが、蒸気圧の高い可燃性ガスや臭気成分等を含む。この乾燥分離ガスを燃焼装置に供給することで、燃焼反応により臭気成分を分解できる。また、可燃性ガスの反応熱を有効利用することができる。
　本発明による製造装置では、空気等を駆動源とするエゼクタ装置を用いるのが望ましい。エゼクタ装置を用いると、混合気体を燃焼装置に送るのに、送風機等の回転部が不要である。このため、混合気体は、流路やエゼクタ装置を構成する隔壁以外には、固体と接触する部分がない。
　前述したように、タールや凝縮水が隔壁等に付着すると、流路を縮小、閉塞するなど、製造装置の運転上の障害となる。製造装置に送風機等の回転部がある場合は、回転部にタールや凝縮水が付着すると、振動等が生じてさらなる悪影響を与える。また、回転部は、通常、冷却が必要であり、温度３００℃程度の混合気体を流すには特別な冷却機構が必要となる。
　本発明による製造装置は、エゼクタ装置を用いることで混合気体の流路に回転部分がなくなるため、流路やエゼクタ装置を構成する隔壁を保温してこの隔壁へのタールや凝縮水の付着を防止すれば、製造装置へのタールや凝縮水の付着を抑制することが可能となる。また、エゼクタ装置の駆動源として用いる空気は、燃焼装置にて混合気体の支燃ガスとして利用される。エゼクタ装置にて、空気と混合気体の混合が促進されるため、燃焼装置の内部で局所的な高温が発生するのを抑制することが可能となる。
　本発明による製造装置及び製造方法では、複数の燃焼装置を備えるのが望ましい。複数の燃焼装置において、排出される排ガスの酸素濃度を変え、排ガスの温度を変更する。
　酸素濃度の低い排ガスは、余剰な空気が少なく、温度が高い。このため、発熱量の低い混合気体を燃料として利用した場合でも、燃焼装置から排出される排ガスは、酸素濃度が低いと約６００℃程度と高い温度になり、熱分解装置に供給するのに適した温度となる。さらに、酸素濃度が低いので、熱分解装置の内部における原料バイオマスの異常燃焼といった運転上の障害をもたらす可能性が低くなる。
　また、酸素濃度の高い排ガスは、温度が低いものの、排ガス量を増加することができる。このため、温度１００～２００℃程度の熱源を必要とする乾燥装置に適する。特に、ロータリーキルン等の外熱式の乾燥装置に対して排ガスを供給し、伝熱後の排ガスを煙突から製造装置外に排出すると、排ガスのガス量が多いため、温度の低下が少なくなる。このため、排ガス中の水分の凝縮に伴う配管や乾燥装置等の材料の腐食を抑制できる。
　また、製造装置から排出される排ガスは酸素濃度が高いので、排ガス中に含まれる未燃分は、酸素と反応し易くなる。排ガス中に含まれる未燃分は酸素と反応することで減少するので、製造装置から排出される未燃分を低減できる。
　以下に、本発明の第１の実施形態によるバイオマスの半炭化燃料の製造装置の一例を示す。
　図１は、第１の実施形態によるバイオマスの半炭化燃料の製造装置の構成図である。製造装置は、主要な構成機器として、乾燥装置１０、熱分解装置１１、ペレット製造装置１２、燃焼装置１３、及び煙突２１を備える。これらの機器は、ダクト１４～１９、２４、２５で接続される。なお、図１において、機器を接続する線のうち、太線は原料バイオマスを起源とする固形物の流れを示し、細線は空気や排ガス等の気体成分の流れを示す。
　もみ、わら、間伐材や、廃木材等の植物系廃棄物からなる原料バイオマス１は、乾燥装置１０にて加熱されて乾燥され、水分を分離した乾燥バイオマス２と原料バイオマスの乾燥の際に生成する気体成分（以下、「乾燥分離ガス」と記す）３となる。乾燥バイオマス２は、熱分解装置１１にて温度約３００℃、酸素濃度１０％以下の雰囲気で加熱され、熱分解し、いわゆる半炭化処理がされる。
　半炭化処理後のバイオマス（以下、「半炭化燃料」と記す）４は、一般に水分が５％以下、発熱量は石炭並みである。このため、原料バイオマス１に比べて、長期間の保管でも微生物による変質が生じ難く、輸送コストも低い。さらに、半炭化処理にてバイオマスの一成分であるリグニンやセルロース等の繊維質が分解され、炭素を主体とした成分となる。半炭化燃料４は、石炭と同様に加圧粉砕が容易となり、粉砕性が向上し、石炭と同等の粉砕効率となる。また、３００℃程度と低温での熱分解のため、固体燃料中に揮発分が一部残留し、着火性も石炭と同等となる。このため、半炭化燃料４は、石炭と同様にボイラ等の熱源として利用できる。
　一般に、粉体状の半炭化燃料４は、ハンドリング性を向上させるため、ペレット製造装置１２にて数センチメートル角程度のペレット（以下、「半炭化ペレット燃料」と記す）５に加工して、製造装置から出荷される。
　乾燥装置１０や熱分解装置１１の熱源は、燃焼装置１３で生成する燃焼排ガス（以下、単に「排ガス」と記す）６が用いられる。燃焼装置１３は、ダクト１４～１６、１９、２４を介して乾燥装置１０及び熱分解装置１１と接続する。排ガス６は、燃焼装置１３からダクト１４、１５を介して熱分解装置１１に供給される排ガス６ａと、燃焼装置１３からダクト１４、１６を介して乾燥装置１０に供給される排ガス６ｂとに分けられる。
　熱分解装置１１では、排ガス６ａと乾燥バイオマス２とを直接混合する。乾燥バイオマス２は、排ガス６ａにより加熱され、熱分解されて、熱分解ガスを発生する。この熱分解ガスと排ガス６ａは、混合気体７として、熱分解装置１１から排出される。
　熱分解ガスと排ガス６ａの混合気体７は、ダクト２４と送風機２０を介して燃焼装置１３に供給され、燃焼装置１３の熱源となる。バイオマス（乾燥バイオマス２）から生成された熱分解ガスを燃焼装置１３の熱源として利用することで、他の燃料の使用量を減らすことができ、製品である半炭化ペレット燃料５の製造コストを抑制できる。このとき、排ガス６ａの供給量にもよるが、混合気体７の発熱量は、約４ＭＪ／ｍ３ｎと天然ガス（低位発熱量約４０ＭＪ／ｍ３ｎ）に比べて低い。
　乾燥装置１０に供給される排ガス６ｂのうち大部分は、乾燥装置１０の外部に供給し、隔壁を隔てて熱交換させる間接伝熱で原料バイオマス１と熱交換させる。間接伝熱で熱交換させると、乾燥分離ガス３のガス量を低減できる。また、乾燥装置１０に供給される排ガス６ｂのうち一部は、乾燥装置１０の内部に供給することが望ましい。排ガス６ｂを供給することで、乾燥装置１０の内部の酸素濃度を低下させ、自然発火等の運転上の障害の発生を抑制できる。
　乾燥装置１０で熱交換させた排ガス６ｂは、ダクト１７、１８を通り、煙突２１から製造装置外に排出される。また、燃焼装置１３で生成した排ガス６の一部は、直接、ダクト１８を通して煙突２１から排出することも可能である。
　乾燥装置１０で生成した乾燥分離ガス３は、原料バイオマス１から生成した水分を主成分とし、一部、蒸気圧の高い熱分解成分や臭気成分を含む。このため、ダクト１９と送風機２２、２０を介して、乾燥分離ガス３を燃焼装置１３に送り、燃焼させることが望ましい。乾燥分離ガス３を燃焼させることで、熱分解成分の燃焼熱を利用し、臭気成分を分解できる。
　なお、図１に示す製造装置では図示しないが、ダクト１９の途中にガス冷却器を設け、乾燥分離ガス３中の水分の一部を除去することも可能である。乾燥分離ガス３から水分を除去することで、燃焼装置１３での燃焼温度を高めることができる。
　燃焼装置１３には、燃焼用空気８も供給される。燃焼用空気８は、送風機２３で昇圧され、一部はダクト２５を介して送風機２０に送られ、一部は燃料装置１３とダクト１４に送られる。燃焼装置１３の下流のダクト１４に燃焼用空気８を送ることで、排ガス６の温度を調節させることが可能である。
　第１の実施形態に示す製造装置では、熱分解装置１１の内部で乾燥バイオマス２と排ガス６を直接混合して、乾燥バイオマス２を加熱する直接加熱方式を用いる。直接加熱方式は、伝熱効率が他の伝熱媒体を利用する間接加熱方式に比べて高く、熱分解装置の伝熱面積や容積を小さくできる。また、熱が他に逃げにくく、熱効率が高い。
　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。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。
　このため、伝熱効率が他の伝熱媒体を利用する場合に比べて高くなり、熱分解装置１１の伝熱面積や容積を小さくできる。また、直接、伝熱するため、熱が他に逃げにくく、熱効率が高い。さらに、熱分解装置１１で発生した熱分解ガス（乾燥バイオマス２から発生したガス）を、排ガス６ａと共に混合気体７として燃焼装置１３に送り、燃焼させる。このため、燃焼装置１３にて他の燃料の使用を削減でき、燃料代を削減できる。
　第１の実施形態による製造装置の燃焼装置１３には、触媒燃焼方法を採用する燃焼器（以下、「触媒燃焼器」と記す）を用いるのが好ましい。触媒燃焼器では、表面に担持された触媒成分が燃焼反応を促進する。このため、燃焼装置１３に触媒燃焼器を用いると、燃料の発熱量が、熱分解装置１１から供給される混合気体７のように低い場合でも、安定燃焼を維持し易い。また、一般に触媒は、１０００℃以上の高温となるとその触媒成分が揮発または反応し、その活性が低下することが知られている。本実施形態による製造装置及び製造方法では、排ガス６ａを含む発熱量の低い混合気体７を燃焼させるため、触媒の表面で１０００℃以上の高温部が生成し難く、触媒成分を長期にわたり使用することができる。
　なお、燃焼装置１３に触媒燃焼器を用いず、低発熱量のガスに対応したバーナを用いて燃焼させることも可能である。
　なお、図１に示す第１の実施形態による製造装置では、固体物の移送に係る供給機や、気体成分の流量の調整に用いるダンパ等の図示を省いているが、これらが実際には設置され、固体物の移送量や気体成分の流量を調整することは自明である。また、図示していないが、燃焼装置には、起動用や助燃用の燃料を供給する系統を設けることも可能である。
　また、熱分解装置１１での熱分解温度は、原料バイオマス１の性状や、製品である半炭化ペレット燃料５に要求される性状により変わるが、一般にバイオマス中の繊維質の分解が可能な温度である２５０～３５０℃程度となる。
　以下に、本発明の第２の実施形態によるバイオマスの半炭化燃料の製造装置の一例を示す。
　図２は、第２の実施形態によるバイオマスの半炭化燃料の製造装置の構成図である。図２において、図１と同一の符号は、第１の実施形態と同一または共通する要素を示し、これらの要素については説明を省略する。図２でも、機器を接続する線のうち、太線は原料バイオマスを起源とする固形物の流れを示し、細線は空気や排ガス等の気体成分の流れを示す。また、固体物の移送に係る供給機や、気体成分の流量の調整に用いるダンパ等の図示を省いている。図示していないが、燃焼装置には、起動用や助燃用の燃料を供給する系統を設けることも可能である。
　本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、熱分解装置１１と燃焼装置１３を接続するダクトにエゼクタ装置３０が設置され、熱分解装置１１から排出された混合気体７を燃焼装置１３に供給するのに、エゼクタ装置３０を使用している点である。エゼクタ装置３０は、内部に高速の気流を生じさせることで、ベルヌーイの定理により低い圧力を誘起し、この低圧によりガスを吸引する装置である。エゼクタ装置３０の駆動源としては、燃焼用空気８や乾燥分離ガス３を、送風機２２で昇圧して用いる。燃焼用空気８と乾燥分離ガス３のどちらか一方を駆動源としても用いてもよいし、燃焼用空気８と乾燥分離ガス３の両方を駆動源としても用いてもよい。
　エゼクタ装置３０では、昇圧された燃焼用空気８や乾燥分離ガス３が高速気流で噴出し、混合気体７を巻き込む。このようにして燃焼用空気８と混合気体７は混合が促進され、空気と燃料とが均一に混合した気体として燃焼装置１３に供給される。このため、燃焼装置１３の中では、燃料の不均一な分布に起因する局所的な高温部や低温部が形成され難い。このため、高温部で生じ易い、空気中の窒素が起源となる窒素酸化物の生成や、低温部で生じ易い、未燃焼の一酸化炭素の生成を抑制できる。
　さらに、エゼクタ装置３０を用いることで、送風機等の回転部を有することなく、混合気体７を燃焼装置１３に送ることが可能である。このため、混合気体７は、流路（ダクト２４）やエゼクタ装置３０を構成する隔壁以外には、固体と接触する部分がない。
　混合気体７中のバイオマスの熱分解ガスの成分の一部は、蒸気圧が低く、温度が低下すると凝縮して液体や固体となり、いわゆるタールや凝縮水となる。タールや凝縮水が隔壁等に付着すると、流路を縮小、閉塞するなど、製造装置の運転上の障害となる。特に、送風機等の回転部にタールが付着すると、振動等を生じる。また、回転部は、通常、冷却が必要であるので、温度３００℃程度の混合気体を流すには、特別な冷却機構が必要となる。
　本実施形態による製造装置では、エゼクタ装置３０を用いることで混合気体７の流路に回転部が不要である。このため、流路やエゼクタ装置を構成する隔壁を保温してこの隔壁へのタールや凝縮水の付着を防止すれば、製造装置へのタールや凝縮水の付着を抑制することが可能となる。従って、タールや凝縮水という付着物を除去するために長期にわたり停止することなく、製造装置を運転することが可能となる。
　以下に、本発明の第３の実施形態によるバイオマスの半炭化燃料の製造装置の一例を示す。
　図３は、第３の実施形態によるバイオマスの半炭化燃料の製造装置の構成図である。図３において、図２と同一の符号は、第２の実施形態と同一または共通する要素を示し、これらの要素については説明を省略する。図３でも、機器を接続する線のうち、太線は原料バイオマスを起源とする固形物の流れを示し、細線は空気や排ガス等の気体成分の流れを示す。また、固体物の移送に係る供給機や、気体成分の流量の調整に用いるダンパ等の図示を省いている。図示していないが、燃焼装置には、起動用や助燃用の燃料を供給する系統を設けることも可能である。
　本実施形態が第２の実施形態と異なる点は、燃焼装置を複数備える点である。本実施形態による製造装置は、図３に示すように、２つの燃焼装置４０、４１を備える。燃焼装置４１は、排ガスの流れについて、燃焼装置４０の下流側に設けられる。さらに、本実施形態による製造装置は、２つのガス分析計５３、５４を備える。ガス分析計５３は、燃焼装置４０から排出される排ガス５０を通すダクト１５に設けられ、ガス分析計５４は、燃焼装置４１から排出される排ガス５１を通すダクト１６に設けられる。
　燃焼装置４０は、エゼクタ装置３０から供給された混合気体７と燃焼用空気８を燃焼し、排ガス５０を排出する。排ガス５０の一部は、熱分解装置１１に供給され、残りは燃焼装置４１に供給される。
　燃焼装置４１は、燃焼装置４０から供給された排ガス５０の一部と送風機２３で供給された燃焼用空気８を燃焼し、排ガス５１を排出する。排ガス５１は、一部が乾燥装置１０に供給され、残りの一部が煙突２１から製造装置の外部に排出される。また、燃焼装置４１には、乾燥装置１０から出た乾燥分離ガス３が、送風機２２を介して供給される。
　ガス分析計５３、５４は、排ガス５０、５１の酸素濃度をそれぞれ測定する。測定した排ガス５０、５１の酸素濃度を基に、燃焼装置４０、４１に入る燃焼用空気８の流量を調整することができる。
　燃焼装置４０から出た排ガス５０は、燃焼装置４１から出た排ガス５１よりも、酸素濃度が低くなるように設定する。すなわち、熱分解装置１１に供給される排ガス５０は、乾燥装置１０に供給される排ガス５１よりも、酸素濃度が低くなるようにする。酸素濃度は、例えば、排ガス５０は０～２％で、排ガス５１は３～８％とし、排ガス５０と排ガス５１で１％以上の酸素濃度差をもたせることが望ましい。排ガス５０と排ガス５１の酸素濃度は、送風機２３で供給された燃焼用空気８の供給量で調節する。
　酸素濃度が低い排ガス５０は、余剰な空気が少なく、温度が比較的高い。このため、温度３００℃程度での熱分解が必要な熱分解装置１１に適する温度となる。また、酸素濃度が低いので、熱分解装置１１内での自然発火等により、運転に障害を与えることが少ない。
　酸素濃度が高い排ガス５１は、空気が多く混合しているため、ガス量が多く、温度が比較的低い。このため、乾燥装置１０には、低温のガスを大量に供給することができる。さらに、乾燥装置１０の内部に局所的な高温部が発生するのを抑制しながら、熱伝達に伴う排ガス５１の温度の低下を少なくできる。このため、乾燥装置１０内の低温部分で乾燥分離ガス３が再び凝縮し、水分となることを抑制できる。乾燥装置１０内で凝縮水分が発生すると、乾燥バイオマス２同士を固着させ、運転を妨げる可能性があるが、本実施形態による装置構成では、この可能性が少なくなる。
　また、煙突２１から製造装置外に排出される排ガスは、酸素濃度が高い排ガス５１である。排ガス５１に含まれている未燃分は、酸素と反応し易く、酸素と反応することで減少する。従って、煙突２１から製造装置外に排出される排ガス中の未燃分を低減できる。
　乾燥装置１０から出た乾燥分離ガス３は、水分を多く含むため、燃焼温度が低下する。乾燥分離ガス３は、燃焼装置４１に供給するが、燃焼装置４０には供給しない。このため、燃焼装置４０で生成して熱分解装置１１と燃焼装置４１に供給する排ガス５０の温度は高くなる。従って、熱分解装置１１に高温の排ガス５０を供給できると共に、燃焼装置４１にて乾燥分離ガス３内の臭気成分などの処理が可能となる。
　なお、燃焼装置４０、４１に触媒燃焼器を用いる場合には、燃焼装置４０には高温での運用が可能な耐熱性の高い触媒を使用し、燃焼装置４１には水蒸気を多く含むガスに対応した耐水蒸気性の高い触媒を使用することが望ましい。具体的には、例えば、燃焼装置４０には、温度８００℃以上で使用可能な触媒を使用し、燃焼装置４１には、水蒸気量が全体のガス量に対する質量比で５％以上で使用可能な触媒を使用することが望ましい。
　図４は、本実施形態によるバイオマスの半炭化燃料の製造装置の変形例を示す構成図である。図４において、図３と同一の符号は、図３と同一の要素を示し、これらの要素については説明を省略する。図３に示した製造装置では、燃焼装置４０から出た排ガス５０の一部を燃焼装置４１に供給しているが、図４に示す製造装置のように、熱分解装置１１から出た混合気体７をエゼクタ装置３０の下流で分岐し、燃焼装置４０、４１に個々に供給することも可能である。
　図４に示すように混合気体７を分岐し、燃焼装置４０、４１に個々に供給することで、燃焼装置４１に入る燃焼ガス（混合気体７）の発熱量は、図３に示した構成の製造装置よりも高くなる。このため、燃焼装置４１に触媒燃焼器を用いず、バーナを用いて燃焼させる場合は、図４に示した構成をとると、燃焼装置４１内での局所的な燃焼温度が高まるので、安定燃焼を維持し易くなる。
　一方、燃焼装置４１に触媒燃焼器を用いる場合は、図３に示した構成のように、燃焼装置４０から出た排ガス５０の一部を、燃焼装置４１の燃焼ガスとした方が好ましい。燃焼装置４１に入る燃焼ガス（排ガス５０の一部）は発熱量が低く、燃焼装置４１内での局所的な高温部ができにくく燃焼温度が平滑化されるため、触媒の耐久性維持に望ましい。
　図３、図４に示した製造装置では２つの燃焼装置４０、４１を備えているが、燃焼装置の数は、２つに限られず、３つ以上でもよい。一例として、燃焼装置を３つ備えた製造装置を図５に示す。
　図５は、本実施形態によるバイオマスの半炭化燃料の製造装置の別の変形例を示す構成図である。図５において、図３と同一の符号は、図３と同一の要素を示し、これらの要素については説明を省略する。図５に示す製造装置は、３つの燃焼装置４０、４１、４２を備える。燃焼装置４１は、排ガスの流れについて、燃焼装置４０の下流側に設けられ、燃焼装置４２は、燃焼装置４１の下流側に設けられる。さらに、図５に示す製造装置は、３つのガス分析計５３、５４、５５を備える。ガス分析計５３は、燃焼装置４０から排出される排ガス５０を通すダクト１５に設けられ、ガス分析計５４は、燃焼装置４１から排出される排ガス５１を通すダクト１６に設けられ、ガス分析計５５は、燃焼装置４２から排出される排ガス５２を通すダクト１６に設けられる。
　燃焼装置４２は、燃焼装置４１から供給された排ガス５１の一部と送風機２３で供給された燃焼用空気８を燃焼し、排ガス５２を排出する。排ガス５１の一部は、乾燥装置１０の内部に供給される。排ガス５２は、一部が乾燥装置１０の外部に供給され、残りの一部が煙突２１から製造装置の外部に排出される。また、燃焼装置４２には、乾燥装置１０から出た乾燥分離ガス３が、送風機２２を介して供給される。
　ガス分析計５３～５５は、排ガス５０～５２の酸素濃度をそれぞれ測定する。測定した排ガス５０～５２の酸素濃度を基に、燃焼装置４０～４２に入る燃焼用空気８の流量を調整することができる。
　図３に示した製造装置と同様に、図５に示した製造装置でも、下流側にある燃焼装置（乾燥装置１０に排ガスを供給する燃焼装置４１、４２）からは酸素濃度の高い排ガスが排出されるように、排ガス５０～５２の酸素濃度を設定する。すなわち、熱分解装置１１に供給される排ガス５０は、乾燥装置１０に供給される排ガス５１、５２よりも、酸素濃度が低くなるようにする。これにより、燃焼装置４２からは酸素濃度の高い排ガス５２が排出され、排ガス５２は、煙突２１から製造装置の外部に排出することができる。
　燃焼装置を４つ以上備えた製造装置でも、図３～５と同様に燃焼装置を設置し、各々の燃焼装置から排出される排ガスの酸素濃度を設定することができる。従って、熱分解装置１１に供給される排ガスの酸素濃度が、乾燥装置１０に供給される排ガスの酸素濃度よりも低くなるように設定して、下流側にある燃焼装置（乾燥装置１０に排ガスを供給する燃焼装置）からは、酸素濃度の高い排ガスが排出されるようにすることが可能である。
　燃焼装置を複数設け、各々の燃焼装置から排出される排ガスの酸素濃度を設定し、酸素濃度の高い排ガスを煙突２１から製造装置の外部に出すことで、排ガス中の未燃分と酸素との反応を促進し、製造装置外へ排出される未燃分を低減することができる。
　なお、図３から図５ではいずれもガス分析計５３～５４で排ガス中の酸素濃度を測定し、その測定した酸素濃度を元に、燃焼用空気８の流量を調節する場合について説明したが、ガス分析計を用いないで燃焼装置出口の酸素濃度差を持たせることもできる。
　例えば、燃焼装置に入る燃焼用空気８と混合気体７、排ガス５０等の流量を測定し、燃焼装置毎の流量差を設けることができる。また、例えば図３のように燃焼装置４０から出た排ガス５０の一部を燃焼装置４１に導入する場合、燃焼装置４１で燃焼用空気８が混合するため、排ガス５１の酸素濃度は排ガス５０の酸素濃度より高くなる。このため、燃焼装置４１に入る排ガス５０と燃焼用空気８の流量比率を調整することで、燃焼装置４０と４１から出る排ガス５０と５１の酸素濃度差を設定できる。
　以下に、本発明の実施形態による半炭化燃料を用いた発電システムの一例を示す。
　図６は、本実施形態による発電システムの構成図である。発電システムは、バイオマスの半炭化燃料の製造装置６２と、発電所６５を有する。製造装置６２は、本発明によるバイオマスの半炭化燃料の製造装置である。発電所６５は、燃料として、製造装置６２で製造した半炭化燃料を含む固体燃料を利用する。
　バイオマス６０は、トラック等の収集手段６１により製造装置６２に集められる。製造装置６２は、バイオマス６０を熱分解して半炭化燃料６３を製造する。このとき、半炭化燃料６３を直径１ｃｍ程度のペレット状に圧縮すると、粉末状のものよりも飛散し難く、燃料としてのハンドリング性が高まる。
　半炭化燃料６３は、船等の輸送手段６４にて発電所６５に輸送する。発電所６５では、半炭化燃料６３を石炭等と共に発電の燃料として利用する。
　本発明の実施形態による半炭化燃料を用いた発電システムでは、半炭化燃料６３を利用することで、石炭の利用量を削減できる。半炭化燃料６３は、バイオマス由来であり、バイオマス由来のＣＯ２は再び植物により固定化されるため、ＣＯ２フリーとみなせる。さらに、廃棄物の処理が簡素化されることや、石炭の使用量が減ることにより、発電所６５のＣＯ２の排出量を低減できる。
　１…原料バイオマス、２…乾燥バイオマス、３…乾燥分離ガス、４…半炭化燃料、５…半炭化ペレット燃料、６，６ａ，６ｂ…排ガス（燃焼排ガス）、７…混合気体（熱分解ガスと排ガスの混合気体）、８…燃焼用空気、１０…乾燥装置、１１…熱分解装置、１２…ペレット製造装置、１３…燃焼装置、１４～１９，２４，２５…ダクト、２０，２２，２３…送風機、２１…煙突、３０…エゼクタ装置、４０，４１，４２…燃焼装置、５０，５１，５２…排ガス、５３，５４，５５…ガス分析計、６０…バイオマス、６１…収集手段、６２…バイオマスの半炭化燃料の製造装置、６３…半炭化燃料、６４…輸送手段、６５…発電所。

Claims (10)

  1. 　バイオマスを加熱して乾燥させる乾燥装置と、前記乾燥装置で乾燥させた前記バイオマスを熱分解する熱分解装置と、前記乾燥装置と前記熱分解装置に加熱用の熱を供給する燃焼装置とを備えるバイオマスの半炭化燃料の製造装置において、
    　前記熱分解装置は、前記燃焼装置で発生した燃焼排ガスの一部が供給され、供給された前記燃焼排ガスを前記バイオマスと直接混合することで、前記バイオマスを加熱して熱分解し、発生した熱分解ガスと加熱に用いた前記燃焼排ガスとの混合気体を前記燃焼装置に供給するように構成され、
    　前記燃焼装置は、燃焼用空気が供給され、供給された前記混合気体を燃焼し、前記燃焼排ガスを発生するように構成される、
    ことを特徴とするバイオマスの半炭化燃料の製造装置。
  2. 　請求項１記載のバイオマスの半炭化燃料の製造装置において、
    　前記乾燥装置は、前記燃焼装置で発生した前記燃焼排ガスの一部が供給され、供給された前記燃焼排ガスのうち、一部を前記バイオマスと直接混合し、残りを間接伝熱で前記バイオマスと熱交換させ、発生したガスを前記燃焼装置に供給するバイオマスの半炭化燃料の製造装置。
  3. 　請求項１または２記載のバイオマスの半炭化燃料の製造装置において、
    　前記燃焼装置には、表面に触媒成分が担持された燃焼器を用いるバイオマスの半炭化燃料の製造装置。
  4. 　請求項１から３の何れか１項記載のバイオマスの半炭化燃料の製造装置において、
    　前記混合気体を前記熱分解装置から前記燃焼装置に供給するエゼクタ装置を備え、
    　前記エゼクタ装置は、前記乾燥装置で発生したガスと前記燃焼用空気の少なくとも一方を駆動源として利用するバイオマスの半炭化燃料の製造装置。
  5. 　請求項１から４の何れか１項記載のバイオマスの半炭化燃料の製造装置において、
    　前記燃焼装置を複数備え、
    　前記燃焼装置の各々は、前記混合気体と前記燃焼用空気が供給され、
    　複数の前記燃焼装置のうち、一部の燃焼装置で発生した燃焼排ガスを前記熱分解装置に供給し、残りの燃焼装置で発生した燃焼排ガスを前記乾燥装置に供給するバイオマスの半炭化燃料の製造装置。
  6. 　請求項１から４の何れか１項記載のバイオマスの半炭化燃料の製造装置において、
    　前記燃焼装置を複数備え、複数の前記燃焼装置は、排ガスの流れについて自らの上流側にある前記燃焼装置から前記燃焼排ガスが供給され、自らの下流側にある前記燃焼装置に前記燃焼排ガスを供給し、
    　最も上流側にある前記燃焼装置は、前記混合気体と前記燃焼用空気が供給され、前記燃焼排ガスのうち一部を前記熱分解装置に供給し、
    　最も上流側にある前記燃焼装置より下流側にある前記燃焼装置は、前記燃焼用空気が供給され、前記燃焼排ガスのうち一部を前記乾燥装置に供給するバイオマスの半炭化燃料の製造装置。
  7. 　請求項５または６記載のバイオマスの半炭化燃料の製造装置において、
    　複数の前記燃焼装置の各々には、表面に触媒成分が担持された燃焼器を用い、
    　前記熱分解装置に前記燃焼排ガスを供給する前記燃焼装置には、温度８００℃以上で使用可能な触媒を使用した前記燃焼器を用い、
    　前記乾燥装置に前記燃焼排ガスを供給する前記燃焼装置には、水蒸気量が全体のガス量に対する質量比で５％以上で使用可能な触媒を使用した前記燃焼器を用いるバイオマスの半炭化燃料の製造装置。
  8. 　バイオマスを加熱して乾燥させる乾燥工程と、前記乾燥工程で乾燥させた前記バイオマスを熱分解する熱分解工程と、前記乾燥工程と前記熱分解工程に用いる熱を生成する燃焼工程とを備えるバイオマスの半炭化燃料の製造方法において、
    　前記熱分解工程は、前記燃焼工程で発生した燃焼排ガスの一部を前記バイオマスと直接混合することで、前記バイオマスを加熱して熱分解し、発生した熱分解ガスと加熱に用いた前記燃焼排ガスとを混合して混合気体を生成し、
    　前記燃焼工程は、燃焼用空気と前記混合気体を燃焼し、発生した前記燃焼排ガスのうち、一部を前記熱分解工程に使用し、残りを前記乾燥工程に使用し、
    　前記熱分解工程で使用する前記燃焼排ガスの酸素濃度を、前記乾燥工程で使用する前記燃焼排ガスの酸素濃度よりも低く設定する、
    ことを特徴とするバイオマスの半炭化燃料の製造方法。
  9. 　燃料として、請求項１から７の何れか１項記載のバイオマスの半炭化燃料の製造装置で製造した半炭化燃料を用いることを特徴とする発電システム。
  10. 　燃料として、請求項８記載のバイオマスの半炭化燃料の製造方法により製造した半炭化燃料を用いることを特徴とする発電システム。
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