(57)【要約】【課題】ボイラーなどの熱源の耐火物や伝熱管が腐食することを防止する、トレファクション燃料製造システムを提供する。【解決手段】バイオマス原料２を液体で洗浄する洗浄装置６と、前記バイオマス原料２を無酸素雰囲気または低酸素雰囲気で間接加熱することによって炭素成分の多いトレファクション燃料２０を製造するトレファクション装置１０と、熱風を発生させる熱風発生装置２２とを備え、前記熱風発生装置２２で発生した前記熱風が、前記トレファクション装置１０での間接加熱と、前記洗浄装置６での前記液体の加熱とに利用される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオマス原料を液体で洗浄する洗浄装置と、
前記バイオマス原料を間接加熱することによって炭素成分の多いトレファクション燃料を製造するトレファクション装置と、
熱風を発生させる熱風発生装置とを備え、
前記熱風発生装置で発生した前記熱風が、前記トレファクション装置での間接加熱と、前記洗浄装置での前記液体の加熱とに利用されることを特徴とする、トレファクション燃料製造システム。
【請求項２】
前記洗浄装置によって洗浄された前記バイオマス原料を加熱乾燥する乾燥装置をさらに備え、前記洗浄装置での前記液体の加熱に利用する前記熱風を、前記乾燥装置内での前記バイオマス原料の加熱乾燥に利用することを特徴とする、請求項１に記載のトレファクション燃料製造システム。
【請求項３】
前記熱風発生装置で発生した前記熱風が、燃料を燃焼空気で燃焼することによって生成された燃焼排ガスであり、前記トレファクション装置の間接加熱に利用された前記熱風が、前記燃焼空気の加熱に利用されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のトレファクション燃料製造システム。
【請求項４】
前記乾燥装置において加熱乾燥に利用された前記熱風の一部が、前記トレファクション装置内に供給されることを特徴とする、請求項２に記載のトレファクション燃料製造システム。
【請求項５】
前記バイオマス原料が、前記熱風発生装置での前記燃料として利用されることを特徴とする、請求項３に記載のトレファクション燃料製造システム。
【請求項６】
前記トレファクション装置によって製造された前記トレファクション燃料を液体で間接冷却する冷却装置をさらに備え、前記冷却装置での間接冷却に利用された前記液体が、前記洗浄装置での前記液体として利用されることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか一つに記載のトレファクション燃料製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トレファクション燃料製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
植物系のバイオマス原料（以下、単に「バイオマス原料」という。）は、ボイラーなどの熱源において、石炭に代表される固体燃料の代替燃料として利用したり、固体燃料と混焼して利用したりすることが検討されている。
【０００３】
バイオマス原料は、一般に、含水量が多いので、そのまま燃焼させると発熱量が低くなる。また、バイオマス原料は、主成分が繊維質であるため、破砕性も悪い。そのため、バイオマス原料をトレファクション（Torrefaction）処理することで燃料化することが検討されている。
【０００４】
トレファクション処理は、半炭化処理とも呼ばれ、バイオマス原料を無酸素雰囲気または低酸素雰囲気で２００℃〜３００℃で加熱することにより、揮発性有機化合物が熱分解ガスとして分解して抜けた、炭素成分の多い物質を作り出す。トレファクション処理によって得られたトレファクション燃料は、エネルギー密度が高くなり、粉砕性や耐水性が向上するので、石炭の代替燃料としての利用や石炭との混焼が想定されている。 
【０００５】
特許文献１は、乾燥設備とトレファクション設備とを区画分離し、トレファクション設備では過熱水蒸気を熱源として使用するトレファクション処理を開示する。特許文献２は、バイオマス原料を過熱水蒸気で乾燥処理する乾燥用コンベアと、乾燥されたバイオマス原料を過熱水蒸気で半炭化処理する半炭化用コンベアと、半炭化物を無酸素雰囲気で非自然温度まで下げて排出する排出装置とを備える、バイオマス原料の半炭化物製造装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１１７８０９号公報
【特許文献２】ＷＯ２０１７／１５８６４９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１および特許文献２では、乾燥処理されたバイオマス原料をトレファクション処理することを開示するだけである。
【０００８】
トレファクション処理においては、木くずや間伐材や樹皮チップや建築廃材などが、通常、バイオマス原料として利用されている。通常のバイオマス原料は、アルカリ金属や塩素などの腐食性元素の含有量が少ない。そのため、バイオマス原料の乾燥処理前に何らの処理も行うことなく、トレファクション処理に供されている。しかしながら、腐食性元素を含む異物が通常のバイオマス原料に付着している場合もあるので、通常のバイオマス原料であっても、ボイラーなどの熱源の耐火物や伝熱管を腐食させるおそれがある。
【０００９】
ゴムの木の廃材や竹や雑草類などの低質のバイオマス原料は、アルカリ金属や塩素などの腐食性元素を、通常のバイオマス原料と比較して高濃度で含んでいる。そのため、低質のバイオマス原料は、ボイラーなどの熱源の耐火物や伝熱管を腐食させる。低質のバイオマス原料は、安価に入手できるものの、燃料としては不向きであると考えられている。
【００１０】
このように、バイオマス原料から製造されるトレファクション燃料は、ボイラーなどの熱源の耐火物や伝熱管を腐食させるリスクを有している。
【００１１】
そこで、この発明の課題は、ボイラーなどの熱源の耐火物や伝熱管が腐食することを防止する、トレファクション燃料製造システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、この発明の一態様に係るトレファクション燃料製造システムは、
バイオマス原料を液体で洗浄する洗浄装置と、
前記バイオマス原料を間接加熱することによって炭素成分の多いトレファクション燃料を製造するトレファクション装置と、
熱風を発生させる熱風発生装置とを備え、
前記熱風発生装置で発生した前記熱風が、前記トレファクション装置での間接加熱と、前記洗浄装置での前記液体の加熱とに利用されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、洗浄装置において、加熱された液体を用いた洗浄によって、バイオマス原料におけるアルカリ金属や塩素などの腐食性元素の残留量を低減できるので、トレファクション燃料が、ボイラーなどの熱源の耐火物や伝熱管を腐食することを防止できる。そして、熱風発生装置で発生した熱風が、トレファクション装置での間接加熱と洗浄装置での液体の加熱とに利用されるので、熱風が有する熱を有効利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態に係るトレファクション燃料製造システムのブロック図である。
【図２】図１に示したトレファクション燃料製造システムを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、この発明に係るトレファクション燃料製造システム１の実施の形態を説明する。
【００１６】
〔実施形態〕
図１および図２を参照しながら、一実施形態に係るトレファクション燃料製造システム１を説明する。図１は、一実施形態に係るトレファクション燃料製造システム１のブロック図である。図２は、図１に示したトレファクション燃料製造システム１を説明する図である。
【００１７】
図１に示すように、トレファクション燃料製造システム１は、植物系のバイオマス原料２（以下、単に「バイオマス原料２」という。）からトレファクション燃料２０を製造するためのものである。バイオマス原料２は、一般に、含水量が高いので、そのまま燃焼させると発熱量が低く、主成分が繊維質であるため、破砕性も悪い。そこで、トレファクション燃料製造システム１を用いて、バイオマス原料２からトレファクション燃料２０が製造される。
【００１８】
バイオマス原料２は、木くずや間伐材や樹皮チップや建築廃材などの通常タイプのものと、ゴムの木の廃材や竹や雑草類などの低質タイプのものとに分類することができる。低質タイプのものは、アルカリ金属（カリウムやナトリウム）や塩素などの腐食性元素を、通常タイプのものと比較して高濃度で含むため、ボイラーなどの熱源の耐火物や伝熱管を腐食させる。通常のバイオマス原料２は、アルカリ金属や塩素などの腐食性元素の含有量が少ないものの、腐食性元素を含む異物が付着している場合もある。
【００１９】
トレファクション燃料製造システム１は、図１に示すように、破砕装置４と、洗浄装置６と、乾燥装置８と、トレファクション装置１０と、冷却装置１２と、微粉砕装置１４と、ペレット製造装置１６と、空冷装置１８と、熱風発生装置２２（図２に図示）とを備える。
【００２０】
バイオマス原料２は、バイオマスラインＭ１を通じて破砕装置４に供給される。破砕装置４は、バイオマス原料２を粉砕、破砕、裁断、摩砕などの機械的な処理を行う。破砕装置４は、例えば、一軸破砕機、二軸破砕機、ハンマークラッシャー、リファイナー、ニーダーなどである。破砕装置４によって、バイオマス原料２は、例えば、長さが約３０ｍｍから約４０ｍｍのチップに破砕される。破砕されたチップ状のバイオマス原料２は、バイオマスラインＭ２とバイオマスラインＭ６とによって、それぞれ、トレファクション用チップ５ａと燃料用チップ５ｂとに分けられる。
【００２１】
トレファクション用チップ５ａ（バイオマス原料２）は、バイオマスラインＭ３を通じて洗浄装置６に供給される。図２に示すように、バイオマスラインＭ３には、ホッパＪ１が配設されている。洗浄装置６は、トレファクション用チップ５ａ（バイオマス原料２）を、洗浄槽に貯留された液体で洗浄する。洗浄に使用される液体として、例えば水が用いられる。液体は、トレファクション用チップ５ａ（バイオマス原料２）に含まれるかまたは付着しているアルカリ金属（カリウムやナトリウム）や塩素などの腐食性元素を溶出させて、腐食性元素の残留量を低減する。好ましくは、腐食性元素の溶出を促進するために、液体が約８０℃から約１００℃に加熱される。後述するように、洗浄に使用される液体は、熱風発生装置２２で発生した高温の熱風との熱交換によって加熱される。洗浄装置６は、洗浄槽（図示しない）と、洗浄槽に投入されたトレファクション用チップ５ａ（バイオマス原料２）を搬送する過程で撹拌・洗浄する搬送手段（図示しない）とを有する。
【００２２】
洗浄されたトレファクション用チップ５ａ（バイオマス原料２）は、バイオマスラインＭ４を通じて乾燥装置８に供給される。図２に示すように、バイオマスラインＭ４には、ホッパＪ２が配設されている。ホッパＪ２の下流側には、ダブルダンパＤ１が配設されている。ダブルダンパＤ１を交互に開閉することで、洗浄装置６と乾燥装置８との間で温度や雰囲気成分に関して相互に影響を及ぼすことを防止しながら、トレファクション用チップ５ａ（バイオマス原料２）を移動できる。乾燥装置８は、洗浄されたトレファクション用チップ５ａ（バイオマス原料２）を加熱乾燥する。乾燥装置８は、例えば、コンベア上に載置されたトレファクション用チップ５ａ（バイオマス原料２）に高温のガスを供給することによって乾燥させるコンベア式や、ロータリーキルン式にすることができる。後述するように、乾燥用ガスとして、熱風発生装置２２（図２に図示）で発生した高温の熱風が用いられる。乾燥装置８は、間接加熱または直接加熱の何れでもよい。
【００２３】
乾燥されたトレファクション用チップ５ａ（バイオマス原料２）は、バイオマスラインＭ５を通じてトレファクション装置１０に供給される。図２に示すように、バイオマスラインＭ５には、ホッパＪ３が配設されている。ホッパＪ３の下流側には、ダブルダンパＤ２が配設されている。ダブルダンパＤ２を交互に開閉することで、乾燥装置８とトレファクション装置１０との間で温度や雰囲気成分に関して相互に影響を及ぼすことを防止しながら、トレファクション用チップ５ａ（バイオマス原料２）を移動できる。トレファクション装置１０は、例えば窒素ガスのような不活性ガスを供給することにより、トレファクション用チップ５ａ（バイオマス原料２）を無酸素雰囲気または低酸素雰囲気で間接加熱することによって炭素成分の多いトレファクション燃料２０を製造する。図２に示すように、トレファクション装置１０は、例えば、内側シェル部１０ａと、内側シェル部１０ａの外周に位置する外周加熱部１０ｂとを有する外熱式ロータリーキルンである。内側シェル部１０ａは、図示しない回転駆動モータによって、回転する。内側シェル部１０ａに投入されたトレファクション用チップ５ａ（バイオマス原料２）は、外周加熱部１０ｂによって約２００℃〜約３００℃に、好ましくは約２５０℃〜約３００℃に間接加熱される。バイオマス原料２をトレファクション装置１０で間接加熱することによって、トレファクション燃料２０が作製される。後述するように、外周加熱部１０ｂは、熱風発生装置２２（図２に図示）で発生した高温の熱風と熱交換される熱媒体によって加熱される。
【００２４】
トレファクション燃料２０は、トレファクションラインＭ８を通じて冷却装置１２に供給される。図２に示すように、トレファクションラインＭ８には、ダブルダンパＤ３が配設されている。ダブルダンパＤ３を交互に開閉することで、トレファクション装置１０と冷却装置１２との間で温度や雰囲気成分に関して相互に影響を及ぼすことを防止しながら、トレファクション用チップ５ａ（バイオマス原料２）を移動できる。冷却装置１２は、トレファクション装置１０によって製造されたトレファクション燃料２０を間接冷却する。図２に示すように、冷却装置１２は、例えば、内側シェル部１２ａと、内側シェル部１２ａの外周に位置する外周冷却部１２ｂとを有する。内側シェル部１２ａは、図示しない回転駆動モータによって、回転する。内側シェル部１２ａには、窒素ガスのような不活性ガスが供給される。内側シェル部１２ａに投入されたトレファクション燃料２０は、外周冷却部１２ｂによって間接冷却される。冷却装置１２によって、高温のトレファクション燃料２０が、発火したり酸化したりすることを防止できる。後述するように、外周冷却部１２ｂの冷却に使用された液体は、洗浄装置６での洗浄用の液体として利用される。
【００２５】
冷却されたトレファクション燃料２０は、トレファクションラインＭ９を通じて微粉砕装置１４に供給される。微粉砕装置１４は、冷却されたトレファクション燃料２０を微粉砕する。トレファクション燃料２０を微粉砕することによって、圧縮密度が高くなる。微粉砕されたトレファクション燃料２０は、トレファクションラインＭ１０を通じてペレット製造装置１６に供給される。ペレット製造装置１６は、微粉砕されたトレファクション燃料２０から、ペレット状のトレファクション燃料２０を成形する。トレファクション燃料２０をペレット状に成形することにより、トレファクション燃料２０のハンドリング性が向上する。ペレット状に成形されたトレファクション燃料２０は、トレファクションラインＭ１１を通じて空冷装置１８に供給され、空冷装置１８によって空冷される。空冷されたトレファクション燃料２０は、トレファクションラインＭ１２を通じて、袋詰めなどの梱包作業に供される。このようにして得られたトレファクション燃料２０は、石炭の代替燃料として利用したり、石炭との混焼に利用したりすることができる。
【００２６】
熱風発生装置２２は、高温の熱風を発生させる。高温の熱風は、例えば、燃料を燃焼空気で燃焼することによって生成された燃焼排ガスである。熱風の成分は、例えば、二酸化炭素、窒素、燃焼に使用されなかった酸素である。燃焼の初期には、バーナー２４を通じて供給される燃料ガスやオイルなどが、初期の燃料として用いられる。燃焼が安定すると、例えば、破砕装置４でチップ状に破砕された燃料用チップ５ｂ（バイオマス原料２）が、本燃焼用の燃料として用いられる。トレファクション用のバイオマス原料２と共用化することにより、燃料費を削減できる。燃料用チップ５ｂ（バイオマス原料２）は、バイオマスラインＭ７を通じて熱風発生装置２２に供給される。バイオマスラインＭ７には、ホッパＪ４が配設されている。
【００２７】
熱風発生装置２２内の底部には、撹拌部材２６が設けられている。撹拌部材２６は、モータＭで回転駆動される支持軸２５を中心にして回転する。撹拌部材２６の燃焼ノズル（図示しない）は、燃焼空気導入ラインＣ１に接続されている。回転する撹拌部材２６によって、燃料として投入された燃料用チップ５ｂ（バイオマス原料２）が撹拌されるとともに、燃焼空気が燃焼ノズルから吐出される。これにより、燃料用チップ５ｂ（バイオマス原料２）が流動しながら燃焼する流動層が形成されるので、燃焼反応が向上する。燃焼によって生じた灰は、底部に配設された灰排出ラインＭ１４を通じて排出され、灰回収容器２７で回収される。灰排出ラインＭ１４には、制御ダンパＤ７が配設されている。
【００２８】
〔熱風の流れ〕
次に、熱風発生装置２２で発生した熱風が、トレファクション燃料製造システム１においてどのように利用されるかの例示を、図２を参照しながら説明する。
【００２９】
燃焼空気は、燃焼空気導入ラインＣ１において、常温（例えば２０℃）の空気がファンＦ１で誘引され、第２熱交換器３２で加熱される。加熱された燃焼空気は、燃焼空気導入ラインＣ１を通じて熱風発生装置２２内に供給され、撹拌部材２６の燃焼ノズルから吐出される。熱風発生装置２２は、燃料用チップ５ｂ（バイオマス原料２）の燃焼によって、例えば、約８００℃の高温の熱風（燃焼排ガス）を発生する。
【００３０】
熱風発生装置２２で発生した約８００℃の熱風は、熱風ラインＨ１によって第１熱交換器３１に供給される。第１熱交換器３１とトレファクション装置１０の外周加熱部１０ｂとは、熱媒体ラインＣ２および熱媒体ラインＣ３によって接続されている。熱媒体ラインＣ２および熱媒体ラインＣ３では、空気などの熱媒体が流れる。熱媒体ラインＣ２にはファンＦ４が設けられている。ファンＦ４によって、外周加熱部１０ｂの加熱に使用された熱媒体が、第１熱交換器３１の方に誘引される。第１熱交換器３１での熱交換によって昇温した熱媒体（例えば約５００℃）が、外周加熱部１０ｂに供給される。第１熱交換器３１では、その出口側での熱風温度が、例えば６５０℃になる。
【００３１】
第１熱交換器３１を出た熱風は、熱風ラインＨ２によって第２熱交換器３２に供給される。上述したように、第２熱交換器３２に供給された熱風の熱が、燃焼空気の加熱に利用される。第２熱交換器３２では、その出口側での熱風温度が、例えば約６２０℃になる。
【００３２】
第２熱交換器３２を出た熱風は、熱風ラインＨ３および熱風ラインＨ４を経て第３熱交換器３３に供給される。熱風ラインＨ３と熱風ラインＨ４との間での境界部には、大気取り入れ口Ｓ１が設けられている。乾燥装置８では熱風が乾燥用ガスとして利用されるが、乾燥には大流量の乾燥用ガスが必要になるので、大気取り入れ口Ｓ１を通じて、常温の大気が熱風に混入される。これにより、熱風ラインＨ４を流れる熱風の温度が、例えば約４５０℃になる。熱風ラインＨ４に接続される第３熱交換器３３は、液体ラインＷ３から液体ラインＷ４に流れる液体と，熱風ラインＨ４から熱風ラインＨ５に流れる熱風との間で熱交換を行う。
【００３３】
第３熱交換器３３の出口側と乾燥装置８の入口側とは、熱風ラインＨ５によって接続されている。熱風ラインＨ５を流れる熱風の温度は、例えば約４１５℃である。熱風ラインＨ５の上流側には、ファンＦ２が配設され、熱風ラインＨ５の下流側には、制御ダンパＤ４が配設されている。ファンＦ２と制御ダンパＤ４との間に位置する熱風ラインＨ５の分岐ポイントでは、熱風ラインＨ６が分岐している。熱風ラインＨ６は、熱風ラインＨ８に接続されている。熱風ラインＨ６の上流側では、制御ダンパＤ８が配設されている。制御ダンパＤ８の下流側に位置する熱風ラインＨ６の分岐ポイントでは、熱風ラインＨ７が分岐している。熱風ラインＨ７は、大気と連通している。制御ダンパＤ８を開くことによって熱風ラインＨ５を流れる熱風や、乾燥装置８において乾燥に利用された熱風が、大気放出される。熱風ラインＨ６の分岐ポイントの下流側に位置する熱風ラインＨ６の接続ポイントでは、熱風ラインＨ８が接続されている。
【００３４】
乾燥装置８の出口側と熱風発生装置２２とは、熱風ラインＨ８によって接続されている。熱風ラインＨ８を流れる熱風の温度は、例えば約１５０℃である。熱風ラインＨ８の上流側には、ファンＦ３が配設され、熱風ラインＨ８の下流側には、制御ダンパＤ６が配設されている。制御ダンパＤ６を開いて、乾燥装置８で使用した熱風を熱風発生装置２２に戻すことによって、熱風が有する熱を有効に回収できる。ファンＦ３と制御ダンパＤ６との間に位置する熱風ラインＨ８の分岐ポイントでは、熱風ラインＨ９が分岐している。熱風ラインＨ８の分岐ポイントは、熱風ラインＨ６との接続ポイントよりも下流側に位置する。熱風発生装置２２で発生した高温の熱風が、熱交換および乾燥に利用される中で徐々に降温しているので、熱風が有する熱を有効に回収できる。
【００３５】
熱風ラインＨ９の下流側は、トレファクション装置１０のガス入口に接続されている。熱風ラインＨ９には制御ダンパＤ５が設けられている。制御ダンパＤ５を開くことによって、乾燥装置８において加熱乾燥に利用された熱風の一部を、トレファクション装置１０に導入することができる。トレファクション装置１０に導入される熱風が、大気取り入れ口Ｓ１から導入された大気と燃焼排ガスとを含むので、トレファクション装置１０における加熱雰囲気を変化させることができ、トレファクション燃料２０の特性を変化させることができる。トレファクション装置１０のガス出口と熱風発生装置２２とは、熱風ラインＨ１１によって接続されている。トレファクション装置１０で使用された熱風が、熱風ラインＨ１１を通じて熱風発生装置２２に戻される。熱風は、トレファクション装置１０で発生した可燃性ガスを含んでいるので、可燃性ガスを熱風発生装置２２での燃料として利用できる。
【００３６】
上記構成によれば、洗浄装置６において、加熱された液体を用いた洗浄によって、バイオマス原料２におけるアルカリ金属や塩素などの腐食性元素の残留量を低減できるので、トレファクション燃料２０が、ボイラーなどの熱源の耐火物や伝熱管を腐食することを防止できる。そして、熱風発生装置２２で発生した熱風が、第１熱交換器３１と第２熱交換器３２と第３熱交換器３３とによって、それぞれ、トレファクション装置１０での間接加熱と燃焼空気の間接加熱と洗浄装置６での液体の間接加熱とに利用されるので、熱風が有する熱を有効利用できる。
【００３７】
〔液体の流れ〕
次に、液体ラインＷ１から供給された液体が、トレファクション燃料製造システム１においてどのように利用されるかの例示を、図２を参照しながら説明する。
【００３８】
液体ラインＷ１の上流側からは、例えば、常温（例えば約２０℃）の水などの液体が、供給されて、液体ラインＷ１の下流側に接続された外周冷却部１２ｂを流れる。外周冷却部１２ｂを流れる液体は、冷却装置１２の内側シェル部１２ａを間接冷却する。その一方で、外周冷却部１２ｂを流れる液体の温度が上昇する。外周冷却部１２ｂの出口側と第４熱交換器３４とは、液体ラインＷ２によって接続されており、液体ラインＷ２を流れる液体の温度が、例えば約３６℃になる。
【００３９】
第４熱交換器３４は、液体ラインＷ５から液体ラインＷ６に流れる液体と，液体ラインＷ２から液体ラインＷ３に流れる液体との間で熱交換を行う。液体ラインＷ５を流れる液体の温度が、約７０℃であり、液体ラインＷ６を流れる液体の温度が、約５０℃である。これにより、液体ラインＷ３を流れる液体の温度が、約５４℃に上昇する。
【００４０】
第４熱交換器３４と第３熱交換器３３とは、液体ラインＷ３によって接続されている。第３熱交換器３３は、液体ラインＷ３から液体ラインＷ４に流れる液体と，熱風ラインＨ４から熱風ラインＨ５に流れる熱風との間で熱交換を行う。熱風ラインＨ４を流れる熱風の温度が、約４５０℃であり、熱風ラインＨ５を流れる熱風の温度が、約４１５℃である。これにより、液体ラインＷ４を流れる液体の温度が、例えば９０℃に上昇する。液体ラインＷ４を流れる加熱された液体は、洗浄装置６の入口に供給され、トレファクション用チップ５ａ（バイオマス原料２）の洗浄に利用される。洗浄装置６の出口側と第４熱交換器３４とは、液体ラインＷ５によって接続されている。液体ラインＷ５には、ポンプＰが配設されている。第４熱交換器３４の下流側には、液体ラインＷ６が接続されており、液体ラインＷ６を通じて使用済みの液体が排出される。当該構成によれば、液体が有する熱を有効利用できる。
【００４１】
この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。
【００４２】
熱風発生装置２２での本燃焼用の燃料として、バイオマス原料２を出発原料とした燃料用チップ５ｂを用いているが、燃料用チップ５ｂ（バイオマス原料２）以外の各種燃料を用いることもできる。
【００４３】
この発明および実施形態をまとめると、次のようになる。
【００４４】
この発明の一態様に係るトレファクション燃料製造システム１は、
バイオマス原料２を液体で洗浄する洗浄装置６と、
前記バイオマス原料２を間接加熱することによって炭素成分の多いトレファクション燃料２０を製造するトレファクション装置１０と、
熱風を発生させる熱風発生装置２２とを備え、
前記熱風発生装置２２で発生した前記熱風が、前記トレファクション装置１０での間接加熱と、前記洗浄装置６での前記液体の加熱とに利用されることを特徴とする。
【００４５】
上記構成によれば、洗浄装置６において、加熱された液体を用いた洗浄によって、バイオマス原料２におけるアルカリ金属や塩素などの腐食性元素の残留量を低減できるので、トレファクション燃料２０が、ボイラーなどの熱源の耐火物や伝熱管を腐食することを防止できる。そして、熱風発生装置２２で発生した熱風が、トレファクション装置１０での間接加熱と洗浄装置６での液体の加熱とに利用されるので、熱風が有する熱を有効利用できる。
【００４６】
また、一実施形態のトレファクション燃料製造システム１では、
前記洗浄装置６によって洗浄された前記バイオマス原料２を加熱乾燥する乾燥装置８をさらに備え、前記洗浄装置６での前記液体の加熱に利用する前記熱風を、前記乾燥装置８内での前記バイオマス原料２の加熱乾燥に利用する。
【００４７】
上記実施形態によれば、バイオマス原料２の加熱乾燥によってバイオマス原料２の含水量を少なくして重量当たりの発熱量を高くできるとともに、熱風が有する熱を有効利用できる。
【００４８】
また、一実施形態のトレファクション燃料製造システム１では、
前記熱風発生装置２２で発生した前記熱風が、燃料を燃焼空気で燃焼することによって生成された燃焼排ガスであり、前記トレファクション装置１０の間接加熱に利用された前記熱風が、前記燃焼空気の加熱に利用される。
【００４９】
上記実施形態によれば、熱風発生装置２２での燃焼効率を高めることができるとともに、熱風が有する熱を有効利用できる。
【００５０】
また、一実施形態のトレファクション燃料製造システム１では、
前記乾燥装置８において加熱乾燥に利用された前記熱風の一部が、前記トレファクション装置１０内に供給される。
【００５１】
上記実施形態によれば、トレファクション装置１０における加熱雰囲気を変化させることができ、トレファクション燃料２０の特性を変化させることができる。
【００５２】
また、一実施形態のトレファクション燃料製造システム１では、
前記バイオマス原料２が、前記熱風発生装置２２での前記燃料として利用される。
【００５３】
上記実施形態によれば、トレファクション用のバイオマス原料２と共用化することにより、燃料費を削減できる。
【００５４】
また、一実施形態のトレファクション燃料製造システム１では、
前記トレファクション装置１０によって製造された前記トレファクション燃料２０を液体で間接冷却する冷却装置１２をさらに備え、前記冷却装置１２での間接冷却に利用された前記液体が、前記洗浄装置６での前記液体として利用される。
【００５５】
上記実施形態によれば、冷却装置１２によって、高温のトレファクション燃料２０が、発火したり酸化したりすることを防止できるとともに、液体が有する熱を有効利用できる。
【符号の説明】
【００５６】
１…トレファクション燃料製造システム
２…バイオマス原料
４…破砕装置
５ａ…トレファクション用チップ
５ｂ…燃料用チップ
６…洗浄装置
８…乾燥装置
１０…トレファクション装置
１０ａ…内側シェル部
１０ｂ…外周加熱部
１２…冷却装置
１２ａ…内側シェル部
１２ｂ…外周冷却部
１４…微粉砕装置
１６…ペレット製造装置
１８…空冷装置
２０…トレファクション燃料
２２…熱風発生装置
２４…バーナー
２５…支持軸
２６…撹拌部材
２７…灰回収容器
３１…第１熱交換器
３２…第２熱交換器
３３…第３熱交換器
３４…第４熱交換器
Ｃ１…燃焼空気導入ライン
Ｃ２、Ｃ３…熱媒体ライン
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３…ダブルダンパ
Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８…制御ダンパ
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４…ファン
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６、Ｈ７、Ｈ８、Ｈ９、Ｈ１１…熱風ライン
Ｍ…モータ
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ７…バイオマスライン
Ｍ８、Ｍ９、Ｍ１０、Ｍ１１、Ｍ１２…トレファクションライン
Ｍ１４…灰排出ライン
Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４…ホッパ
Ｐ…ポンプ
Ｓ１…大気取り入れ口
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５、Ｗ６…液体ライン
【図１】
2020094150.tif 000003
【図２】
2020094150.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月4日(2020.3.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオマス原料を液体で洗浄する洗浄装置と、
前記バイオマス原料を間接加熱することによって炭素成分の多いトレファクション燃料を製造するトレファクション装置と、
燃焼排ガスからなる熱風を発生させる熱風発生装置とを備え、
前記熱風発生装置で発生した前記熱風が、前記トレファクション装置での間接加熱に利用されたあと、前記洗浄装置での前記液体の加熱に利用され、
前記熱風の温度が、前記熱風発生装置、前記トレファクション装置および前記洗浄装置の順で低下することを特徴とする、トレファクション燃料製造システム。
【請求項２】
前記洗浄装置によって洗浄された前記バイオマス原料を加熱乾燥する乾燥装置をさらに備え、前記洗浄装置での前記液体の加熱に利用された前記熱風が、前記乾燥装置内での前記バイオマス原料の加熱乾燥に利用されることを特徴とする、請求項１に記載のトレファクション燃料製造システム。
【請求項３】
前記トレファクション装置の間接加熱に利用された前記熱風が、前記燃焼排ガスを生成するために燃料を燃焼するために使用される燃焼空気の加熱に利用されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のトレファクション燃料製造システム。
【請求項４】
前記乾燥装置において加熱乾燥に利用された前記熱風の一部が、前記トレファクション装置内に供給されることを特徴とする、請求項２に記載のトレファクション燃料製造システム。
【請求項５】
前記バイオマス原料が、前記熱風発生装置での前記燃料として利用されることを特徴とする、請求項３に記載のトレファクション燃料製造システム。
【請求項６】
前記トレファクション装置によって製造された前記トレファクション燃料を前記液体で間接冷却する冷却装置をさらに備え、前記冷却装置での間接冷却に利用された前記液体が、前記洗浄装置での前記液体として利用されることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか一つに記載のトレファクション燃料製造システム。