(57)【要約】【課題】不要木材と有機汚泥の両方を有効活用でき、燃焼装置を核とした有効活用とリサイクルとを両立できる、有機汚泥を利用する燃料製造装置を提供する。【解決手段】本発明の有機汚泥を利用する燃料製造装置は、有機汚泥にタールを混合させてタール混合汚泥を生成する混合部と、タール混合汚泥を粉砕して粉砕混合汚泥を生成する粉砕部と、粉砕混合汚泥を乾燥させて乾燥粉砕混合汚泥を生成する乾燥部と、乾燥粉砕混合汚泥を所定形状に生成して、有機汚泥由来の燃料を生成する成型部と、を備え、タールは、不要木材の燃焼工程で得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機汚泥にタールを混合させてタール混合汚泥を生成する混合部と、
前記タール混合汚泥を粉砕して粉砕混合汚泥を生成する粉砕部と、
前記粉砕混合汚泥を乾燥させて乾燥粉砕混合汚泥を生成する乾燥部と、
前記乾燥粉砕混合汚泥を所定形状に生成して、有機汚泥由来の燃料を生成する成型部と、を備え、
前記タールは、不要木材の燃焼工程で得られる、有機汚泥を利用する燃料製造装置。
【請求項２】
前記混合部に供給される前記有機汚泥を予め乾燥させる、有機汚泥乾燥部を、更に備える、請求項１記載の有機汚泥を利用する燃料製造装置。
【請求項３】
前記成型部で成型された前記燃料を乾燥させる燃料乾燥部を、更に備える、請求項１または２記載の有機汚泥を利用する燃料製造装置。
【請求項４】
前記有機汚泥は、工場から排出される、請求項１から３のいずれか記載の有機汚泥を利用する燃料製造装置。
【請求項５】
前記不要木材は、間伐材、廃材、流木、倒木の少なくとも一つを含む、請求項１から４のいずれか記載の有機汚泥を利用する燃料製造装置。
【請求項６】
前記タールは、前記不要木材を燃焼させて燃焼熱を得る燃焼装置から得られ、
前記燃焼装置は、前記不要木材を燃焼させて燃焼熱を生じさせて、当該燃焼熱は、燃焼熱を必要とする装置に利用され、
前記燃焼装置での前記不要木材の燃焼で抽出されるタールは、前記混合部に供給される、請求項５記載の有機汚泥を利用する燃料製造装置。
【請求項７】
前記不要木材を木材チップとするチップ化装置を更に備え、
前記混合部には、前記タールを含浸させた前記木材チップが供給される、請求項１から６のいずれか記載の有機汚泥を利用する燃料製造装置。
【請求項８】
前記木材チップに前記タールを含浸させる含浸部を、更に備える、請求項７記載の有機汚泥を利用する燃料製造装置。
【請求項９】
前記混合部は、更に炭を混合させる、請求項１記載の有機汚泥を利用する燃料製造装置。
【請求項１０】
有機汚泥にタールを混合させてタール混合汚泥を生成する混合工程と、
前記タール混合汚泥を粉砕して粉砕混合汚泥を生成する粉砕工程と、
前記粉砕混合汚泥を乾燥させて乾燥粉砕混合汚泥を生成する乾燥工程と、
前記乾燥粉砕混合汚泥を所定形状に生成して、有機汚泥由来の燃料を生成する成型工程と、を備え、
前記タールは、不要木材の燃焼工程で得られる、有機汚泥を利用する燃料製造方法。
【請求項１１】
前記不要木材は、間伐材、廃材、流木、倒木の少なくとも一つを含み、
前記有機汚泥は工場から排出される、請求項１０記載の有機汚泥を利用する燃料製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処分が困難であった有機汚泥を利用して燃料を製造し、処分に困っている有機汚泥を利用可能にして循環を可能とする有機汚泥を利用する燃料製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な工場から有機汚泥が発生している。工場においては、製造工程の過程で、有機物を含む汚泥である有機汚泥が発生する。化学系素材を扱う工場であったり、工場で使用する機械や装置からの油分などの廃棄物が出る工場であったりするからである。このような廃棄物や除去できない化学系素材などは、有機汚泥として、不可避に発生する。
【０００３】
このような有機汚泥は、焼却処分されるか、埋め立て処分されるかが行われている。有機汚泥を放置することは、悪臭などが発生する問題があったり、環境汚染に繋がる問題があったりするからである。埋め立て処分によって、表面にこれらの問題が生じにくくなるからである。あるいは、焼却処分することによって、有機汚泥の問題を削減する。
【０００４】
しかしながら、埋め立て処分によっても環境への影響は残ってしまい、有機汚泥による環境汚染などの根本的な問題は解決しない。また、焼却処分は、化石燃料などを用いて有機汚泥を焼却する必要があり、二酸化炭素の発生や化石燃料の消費などの点で、環境にとって好ましくない。
【０００５】
有機汚泥が生じることは防止しにくいが、発生した有機汚泥を循環処理に入れたり、有効活用したりする観点からは、埋め立て処分や焼却処分は好ましくない。有機汚泥を循環処理の一環に組み込むと共に、有効活用することが必要となっている。特に、環境意識の高まりの中で、これらの有機汚泥の有効活用などを想定した環境負荷の少ない処理が求められている。
【０００６】
これと平行して、近年森林計画の見直しにより不要な樹木が伐採されることが多くある。また林業の盛衰に合わせて、間伐材や廃材などが大量に発生する事象が生じている。また、災害などによって倒木や流木が大量に発生する事象も生じている。このような大量の木材の処分に困ることが多い。
【０００７】
例えば、前者の間伐材や廃材は、有効な木材としての活用が難しいため、処分せざるを得ない。あるいは倒木や流木は、建築材料などとしての活用が難しい。このような倒木や流木なども処分せざるを得ない。しかしながら、これらの廃材や倒木などは、業者であっても自治体であっても、処分方法や処分費用に困っている実態がある。この処分の難しさのため、結局はこれらの廃材や倒木などの不要木材を、焼却処分せざるを得ないのが実情である。
【０００８】
焼却処分となれば、償却のための場所を確保しつつ、その償却費用も確保しなければならない。関連する業者や自治体にとっては、非常に困った問題となっている。また、焼却処分するだけであるので、貴重な木材を無駄にしてしまうだけになっている問題もある。加えて、燃焼処分により、二酸化炭素を多く排出して環境にも好ましくない。もちろん、ただ処分するだけの燃焼であるので、エネルギーも無駄になってしまう。
【０００９】
このように、廃材、倒木、流木といった不要木材の処分に困っている実情がある。上述したように、工場などから排出される有機汚泥と地域的に発生する不要木材との、２つの問題が生じている。これらいずれも、その処理に困っている状態であり、地域、事業者、地方自治体などが悩んでいる。
【００１０】
この状況において、燃料を燃焼させてガスエンジンにより発電を行うガスエンジン発電や、燃焼熱を種々の目的に利用する燃焼熱生成が、様々な場所で利用されている。ガスエンジン発電や燃焼熱生成においては、燃料を燃焼装置で燃やすことで実現される。
【００１１】
特に、地域的に限定された場所において、発電を行う必要性が高まっており、地域的に限定する発電装置が多く用いられるようになっている。このような発電装置は、燃料を燃焼させる燃焼装置を必要としている。燃焼装置からの燃焼熱を用いて、発電を行うからである。
【００１２】
あるいは、農業、畜産業などの第１次産業において、暖房を必要とすることもある。例えば、栽培用ハウスでの暖房装置が必要となることもある。このような暖房装置においても、燃焼装置が必要となることがある。燃焼装置から得られる燃焼熱は、直接的な暖気としての活用だけでなく、冷媒を用いて冷房としての活用を行うこともできる。
【００１３】
すなわち、燃料の必要性は継続的に存在している。このような燃料を用いる燃焼装置では、石化燃料を始めとして、バイオマス燃料、様々な有機燃料、専用に準備された燃料が使用される。しかしながら、これらの燃料は環境への影響やリサイクルされていないことによる循環社会の実現ができない問題がある。
【００１４】
このように、不要木材の処分に困っている問題、有機汚泥の処分に困っている問題、燃焼熱を生成する燃焼装置がリサイクル型燃料を必要とする状態などが、並行して存在している。このような中で、再生利用による燃料の製造についての技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００７−１６９３９８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１５７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
特許文献１は、有機材を受け入れ搬出するボックスフィーダ１と、有機材を破砕乾燥する破砕乾燥機６と、有機材を間接加熱式で炭化処理する炭化炉１６とを有する破砕乾燥及び炭化系と、廃鉱物油、廃油等の廃液を貯留する受入タンク３１と、ドラム吊り回転機３２と、液中固形物６０を分離搬送する固形物搬送コンベア３４と、廃液を貯留して撹拌する撹拌タンク４０とを有する廃液系と、炭化処理された有機材を受け入れ搬出するボックスフィーダ４５と、このボックスフィーダ４５からの炭化処理された有機材と、廃液系にて固形物が除去された廃液とを混練する混練機５０と、該混練機５０による有機材、廃液材の混練物を造粒して直径１〜５ｍｍ程度の固化燃料７０を得る連続ニーダ５８とを具備する固化処理系とを有する固化燃料製造システムを、開示する。
【００１７】
特許文献１は、有機材を粉砕して燃焼成分である愛液を混合して燃料とすることを開示する。
【００１８】
しかしながら、特許文献１は、従来技術で説明したような処分に困っている不要木材や有機汚泥をリサイクルすることを開示していない。これらを再利用した燃料を製造することはできない問題を有している。また、混合される廃液は、再利用する有機物とは無関係に得られるものであり、リサイクルとしての完成度が不十分である。完成度が不十分であることで、コスト、製造工程、地域に閉じた問題解決などにおいて問題がある。
【００１９】
特許文献２は、廃スラッジＡを解砕機２により解砕し、該解砕によって得られた解砕物を調整廃油Ｘと破砕混合機４により破砕混合し、該破砕混合によって得られた混合物Ｙと廃油吸収材Ｗとを混合する、廃油系固体燃料の製造方法を加持する。
【００２０】
特許文献２も、特許文献１と同様に、従来技術で説明したような処分に困っている不要木材や有機汚泥をリサイクルすることを開示していない。これらを再利用した燃料を製造することはできない問題を有している。また、混合される廃液は、再利用する有機物とは無関係に得られるものであり、リサイクルとしての完成度が不十分である。完成度が不十分であることで、コスト、製造工程、地域に閉じた問題解決などにおいて問題がある。
【００２１】
以上のように、従来技術では、処分に困っている不要木材と有機汚泥を有効活用することができない問題があった。また有効活用での、燃料とすることを目的とする場合に、燃焼装置との循環連携ができない問題があった。これらの結果、不要木材などの処分に困っている地域でのリサイクルを実現できない問題があった。
【００２２】
本発明は、不要木材と有機汚泥の両方を有効活用でき、燃焼装置を核とした有効活用とリサイクルとを両立できる、有機汚泥を利用する燃料製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記課題に鑑み、本発明の有機汚泥を利用する燃料製造装置は、
有機汚泥にタールと炭を混合させてタール混合汚泥を生成する混合部と、
前記タール混合汚泥を粉砕して粉砕混合汚泥を生成する粉砕部と、
前記粉砕混合汚泥を乾燥させて乾燥粉砕混合汚泥を生成する乾燥部と、
前記乾燥粉砕混合汚泥を所定形状に生成して、有機汚泥由来の燃料を生成する成型部と、を備え、
前記タールは、不要木材の燃焼工程で得られる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の有機汚泥を利用する燃料製造装置は、処分に困っている倒木などの不要木材と工場などから発生する有機汚泥との両方を有効活用して燃料を製造することができる。製造される燃料は、様々な場面で燃焼用として用いることができ、発電装置や冷暖房装置などにおいて有用である。
【００２５】
不要木材と有機汚泥の両方を有効活用できることで、これらの処分に困っている地域における問題を解消できる。このとき、不要木材は、燃料製造の前段階で、燃焼装置に使用されており、燃焼装置での燃焼過程で得られるタールが燃料製造に利用される。
【００２６】
これらの工程から、不要木材と有機汚泥とは、不要木材の燃焼装置への利用、タールと有機汚泥の燃料製造への利用、製造された燃料の燃焼装置などへの利用との、全体において不要な工程の無い循環が実現できる。
【００２７】
すなわち、燃料を製造する工程に必要となるすべての要素が、不要物およびこれらの排出物を利用でき、全体リサイクルが実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態１における有機汚泥を利用する燃料製造装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるタールの製造工程を示すフロー図である。
【図３】本発明の実施の形態１における燃料製造装置のブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１における燃料製造装置のブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態１における燃料製造装置のブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態１における含浸部の内部構成図である。
【図７】本発明の実施の形態１における木材チップの製造例を示す模式図である。
【図８】本発明の実施の形態２における燃料製造方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の第１の発明に係る有機汚泥を利用する燃料製造装置は、有機汚泥にタールを混合させてタール混合汚泥を生成する混合部と、
タール混合汚泥を粉砕して粉砕混合汚泥を生成する粉砕部と、
粉砕混合汚泥を乾燥させて乾燥粉砕混合汚泥を生成する乾燥部と、
乾燥粉砕混合汚泥を所定形状に生成して、有機汚泥由来の燃料を生成する成型部と、を備え、
タールは、不要木材の燃焼工程で得られる。
【００３０】
この構成により、不要物で処理に困っていた不要木材由来のタールと有機汚泥とを、有効活用できる。製造される燃料は、全体のリサイクルを実現できる。
【００３１】
本発明の第２の発明に係る有機汚泥を利用する燃料製造装置では、第１の発明に加えて、混合部に供給される有機汚泥を予め乾燥させる、有機汚泥乾燥部を、更に備える。
【００３２】
この構成により、有機汚泥とタールの混合をより適切にできる。
【００３３】
本発明の第３の発明に係る有機汚泥を利用する燃料製造装置では、第１または第２の発明に加えて、成型部で成型された燃料を乾燥させる燃料乾燥部を、更に備える。
【００３４】
この構成により、成型された燃料の乾燥度を向上させて、保管や輸送を容易とできる。
【００３５】
本発明の第４の発明に係る有機汚泥を利用する燃料製造装置では、第１から第３のいずれかの発明に加えて、有機汚泥は、工場から排出される。
【００３６】
この構成により、不要物である有機汚泥の有効活用が図られる。
【００３７】
本発明の第５の発明に係る有機汚泥を利用する燃料製造装置では、第１から第４のいずれかの発明に加えて、不要木材は、間伐材、廃材、流木、倒木の少なくとも一つを含む。
【００３８】
この構成により、不要木材の有効活用が可能である。
【００３９】
本発明の第６の発明に係る有機汚泥を利用する燃料製造装置では、第５の発明に加えて、タールは、不要木材を燃焼させて燃焼熱を得る燃焼装置から得られ、
燃焼装置は、不要木材を燃焼させて燃焼熱を生じさせて、当該燃焼熱は、燃焼熱を必要とする装置に利用され、
燃焼装置での不要木材の燃焼で抽出されるタールは、混合部に供給される。
【００４０】
この構成により、タールも不要木材由来であり、不要物からの燃料製造が実現できる。
【００４１】
本発明の第７の発明に係る有機汚泥を利用する燃料製造装置では、第１から第６のいずれかの発明に加えて、不要木材を木材チップとするチップ化装置を更に備え、
混合部には、タールを含浸させた木材チップが供給される。
【００４２】
この構成により、燃料の燃焼能力が更に高まる。
【００４３】
本発明の第８の発明に係る有機汚泥を利用する燃料製造装置では、第７の発明に加えて、木材チップにタールを含浸させる含浸部を、更に備える。
【００４４】
この構成により、タールを木材チップに含浸させてから、混合部に供給できる。
【００４５】
本発明の第９の発明に係る有機汚泥を利用する燃料製造装置では、第１の発明に加えて、前記混合部は、更に炭を混合させる。
【００４６】
この構成により、得られる燃料の燃焼能力を更に高めることができる。
【００４７】
本発明の第１０の発明に係る有機汚泥を利用する燃料製造方法は、
有機汚泥にタールを混合させてタール混合汚泥を生成する混合工程と、
タール混合汚泥を粉砕して粉砕混合汚泥を生成する粉砕工程と、
粉砕混合汚泥を乾燥させて乾燥粉砕混合汚泥を生成する乾燥工程と、
乾燥粉砕混合汚泥を所定形状に生成して、有機汚泥由来の燃料を生成する成型工程と、を備え、
タールは、不要木材の燃焼工程で得られる。
【００４８】
この構成により、不要物からの燃料製造ができる。
【００４９】
本発明の第１１の発明に係る有機汚泥を利用する燃料製造方法では、第１０の発明に加えて、不要木材は、間伐材、廃材、流木、倒木の少なくとも一つを含み、有機汚泥は工場から排出される。
【００５０】
この構成により、不要物のリサイクルが実現できる。
【００５１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００５２】
（実施の形態１）
【００５３】
（全体概要）
まず、全体概要について説明する。
【００５４】
図１は、本発明の実施の形態１における有機汚泥を利用する燃料製造装置（以下、必要に応じて「燃料製造装置」と略す）のブロック図である。燃料製造装置１は、混合部３、粉砕部４、乾燥部２０、成型部５を備える。これらの要素を経て、有機汚泥を利用する燃料である「燃料Ａ」が製造される。
【００５５】
混合部３は、タールと有機汚泥を混合して（有機汚泥にタールを混合させて）、タール混合汚泥を生成する。有機汚泥は、従来技術で説明したように、工場などから排出される汚泥である。工場などで、発生し続けるものであり、その処理に困っているものである。
【００５６】
混合部３において、タールと有機汚泥とが混合されることで、タールによる燃焼成分が有機汚泥に混合されることになる。タールによる燃焼成分の燃焼能力は高く、混合部３で混合されて得られるタール混合汚泥は、高い燃焼能力を持つようになる。
【００５７】
混合部３は、容器と撹拌機能を有しており、有機汚泥にタールを混合させる混合処理を実現できる。また、混合部３は、更に炭を混合してもよい。この炭は、不要木材から得られる。これはタールと同じである。すなわち、燃料の原料となる木材チップ、タール、炭のそれぞれは、不要木材から得られる。このため、リサイクルが実現される。
また、炭が混合部３で混合されることで、最終的に得られる燃料の燃焼能力が高くなるメリットがある。特に、タールと炭は、後述するガス化燃焼装置における不要木材の燃焼によって得られる。不要木材からのリサイクルが実現できる。
【００５８】
粉砕部４は、タール混合汚泥を粉砕する。粉砕機能のある回転刃などを用いて、タール混合汚泥を粉砕すればよい。粉砕部４によって粉砕されることで、粉砕混合汚泥が生成される。粉砕された形態であることで、後述する成型部５での成型が容易となる。加えて、成型される燃料の品質の均一化を図ることができる。加えて、粉砕部４の次の工程を実施する乾燥部２０での乾燥を行いやすくなるメリットもある。
【００５９】
乾燥部２０は、粉砕混合汚泥を乾燥させる。乾燥した空気中に粉砕混合汚泥を置く、あるいは乾燥空気を吹き付ける、あるいは熱を付与するなどにより、混合粉砕汚泥を乾燥させる。タールが有機汚泥に混合されたタール混合汚泥は、粉砕部４によって粉砕されて細かくされている。このため、乾燥部２０で乾燥されやすく、粉砕混合汚泥は、全体としておよび均一に乾燥される。この結果、乾燥粉砕混合汚泥が生成される。
【００６０】
成型部５は、乾燥粉砕混合汚泥を所定形状に成型する。例えば、ペレット形状であったり、方形などの形状であったりする形状に成型する。このような形状に成型されることで、燃焼装置などの燃料Ａとして（燃焼材として）利用可能となる。この製造される燃料Ａは、有機汚泥由来である。すなわち、処分に困っていた有機汚泥の有効活用が図られる。
【００６１】
また、混合部３で有機汚泥に混合されるタールは、不要木材由来である。不要木材とは、伐採現場で発生する間伐材、製材所や建築現場などで発生する廃材、自然災害などで生じる倒木や流木などである。これらの不要木材も、処分に困っている。このような不要木材は、地域において発生するので、地域において使用される燃焼装置の燃料として利用されることが多い。
【００６２】
例えば、地域における発電装置や冷暖房装置に必要となる燃焼装置の燃料として利用される。この不要木材が燃焼装置で燃焼される過程で、タール分が抽出される。混合部３で使用されるタールは、この不要木材の燃焼工程で抽出されるタールである。
【００６３】
すなわち、燃料Ａの主原料となる有機汚泥とタールや炭のそれぞれは、不要で処理に困っているものに由来している。タールや炭については、その原料となる不要木材も不要で処理に困っているものであり、燃焼の過程で抽出されることで、不要なものを由来とする。すなわち、燃料Ａの主原料となる有機汚泥とタールのそれぞれは、不要なものに由来している。
【００６４】
このように、実施の形態１における燃料製造装置１は、処分や処理に困っていた不要木材からのタールおよび有機汚泥を利用する燃料Ａを製造できる。この燃料Ａは、様々な場面で有効利用でき、化石燃料などを用いるよりも、資源枯渇や環境破壊の面でのデメリットが低い。燃料Ａが、不要な原料を基に製造されるからである。すなわち、不要物から有効活用できる燃料Ａへのリサイクルを実現できる。
【００６５】
この燃料Ａは、様々な場面で燃焼熱を得ることに有効利用できる。すなわち、有用物に繋がる。また、タールや炭は不要木材を燃料として使用する過程で得られ、有機汚泥は工場から排出される中で得られる。このように、原料から燃料Ａまでが循環した中で動かされる。得られる燃料Ａは、不要木材の燃焼に用いることもできるし、有機汚泥を算出する工場での燃焼装置に利用することもできる。
【００６６】
このように、燃料Ａは、燃料Ａの原料発生工程にもつながる。すなわち、原料と製造物も、循環経路として繋がる。
【００６７】
以下に、各部の詳細や追加的バリエーションなどについて説明する。
【００６８】
（不要木材とタール）
不要木材は、間伐材、廃材、流木、倒木の少なくとも一つを含む。林業や農業の分野において、間伐材が発生することがある。森林の手入れや維持のために、間引かれる木材が、間伐材として発生するからである。
【００６９】
あるいは、林業における加工業、製材所、木材加工事業などにおいて、使用されない廃材が出ることもある。建築現場で廃材が発生することもある。間伐材と合わせて、廃材も、様々な場所で発生する状態がある。
【００７０】
一方、このような事業の中で生じる間伐材や廃材以外に、自然災害などによって流木や倒木が発生することがある。近年の地球温暖化の影響で、局地的な豪雨、大型台風、豪雪などによって、がけ崩れ、土砂災害、洪水、河川氾濫などの自然災害が多く（そして大きく）起こるようになってきている。このような自然災害が生じると、大量の倒木や流木が発生しうる。これら流木や倒木は、災害地における復旧支援の邪魔となっている。加えて、これらの流木や倒木の処理に困っている地域の現状がある。流木や倒木は、不要なだけでなく、処理を困らせる厄介な木材である。
【００７１】
製造される燃料Ａの原料の一つであるタールは、この不要木材を燃焼させる過程で抽出されて得られる。上述したように不要木材は、地域において発生する。この地域においては、農業、畜産業、小規模工業、工事現場、建築現場、災害復旧現場などにおいて、個別に電力を必要とすることがある。あるいは、個別に冷暖房装置を必要とすることがある。
【００７２】
このような発電装置あるいは冷暖房装置においては、燃焼熱を利用する。すなわち、燃焼装置を利用する。上述の地域で発生する不要木材は、この燃焼装置において使用される。すなわち、必要な燃焼熱を得るためにおいてまず不要木材が有効利用される。この燃焼の過程で、不要木材中に含まれるタールが抽出されて、タールが得られる。すなわちタールや炭も不要木材の利用の過程で得られる。
【００７３】
このように、燃料Ａの原料の一つであるタールも、不要木材の有効利用の過程で得られ、リサイクルの一つが実現できる。
【００７４】
また、後述する追加的な原料の一つとしての木材チップは、このような不要木材を由来とする。この点から、燃料Ａを製造する燃料製造装置１は、処理に困っている有機汚泥に加えて、処理に困っている不要木材の有効活用も実現できる。
【００７５】
このようにタールは、不要木材の燃焼から得ることができる。図２は、本発明の実施の形態１におけるタールの製造工程を示すフロー図である。
【００７６】
不要木材は、後述する含浸部２で使用される木材チップの原料となると共に、タールの原料となる。不要木材は、チップ化装置１１で粉砕されてチップ形態とされる。その後、チップ形態となった木材は乾燥装置１２で乾燥されて、木材チップが製造される。
【００７７】
この木材チップの一部は、後述するように、燃料製造装置１に用いられる。一方で、木材チップについては、そのまま燃焼ガス（燃焼熱）を生成するための燃焼装置１３に使用されることもありえる。例えば、燃焼ガスを利用する発電機などがある。この発電機においては、燃焼装置１３が使用される。燃焼装置１３は、燃焼によって燃焼ガスを生成させるからである。
【００７８】
燃焼ガスを利用する発電装置は、農業、畜産業、工場、工事現場、建築現場、災害復旧現場など、局地的な現場で使用されることが多い。このような現場においては、化石燃料を輸送して発電装置の燃料として利用するよりも、現場で入手容易な不要木材を利用するほうが適当であることが多いからである。このため、燃焼ガスを利用する発電装置は、不要木材を原料とする木材チップを、その燃焼装置に利用することが適当である。
【００７９】
このため、乾燥装置１２で製造された木材チップは、その一部が燃料製造装置１に用いられ、その一部が燃焼装置１３に用いられる。
【００８０】
ここで、燃焼装置１３において木材チップが燃焼させられると、木材チップからタール分が抽出される。燃焼の過程で、木材チップに含まれるタール分が得られるからである。このように、不要木材から製造される木材チップを燃焼させる燃焼装置１３から、タールが得られる。このタールは、木材チップと共に、燃料製造装置１での混合部３に使用される。
【００８１】
この燃焼装置１３は、不要木材を一般的な燃焼により燃焼させるのではなく、ガス化発電装置などにおけるガス化燃焼で燃焼させる。このようなガス化燃焼での燃焼によって、不要木材から多くのタールや炭が発生する。このタールや炭が、含浸部や混合部で利用される。
【００８２】
このように、不要木材は、燃焼装置１３で使用される。不要木材を燃焼装置１３が使用する必要性は、上述したように、不要木材が発生する地域あるいはこれが供給されやすい地域における燃焼熱利用のためである。この燃焼装置１３は、不要木材（実際には、これをチップ化した木材チップ）を燃焼させて燃焼熱を所持させる。この燃焼過程で抽出されるタールは、含浸部２で使用され、炭は混合部３で使用される。
【００８３】
以上のように、燃料製造装置１で製造される燃料の原料の一つであるタールや炭も、不要木材に由来する。もちろん、木材チップも同じ不要木材に由来する。これらにより、処理に困っている有機汚泥と共に、不要木材を原料として、燃料Ａを、製造することができる。この点でも、燃料製造装置１は、不要で処理に困っている素材を原料として、燃料Ａを製造することができる。
【００８４】
（有機汚泥）
有機汚泥は、工場などから排出される。工場での製造工程や製造内容によって、排出されざるを得ない。このため、有機汚泥は、次々と発生する。従来は、有機汚泥は、埋め立て処分か焼却処分での対応であったが、これらは環境負荷になる。本発明の燃料製造装置１は、この有機汚泥も原料の一つとする。この結果、燃料Ａが製造される。
【００８５】
燃料Ａは、様々な場面で燃焼装置に使用できる。保管や輸送も容易であるので、燃料Ａの活用度はさらに高まる。燃料Ａとしての流通も可能であるし、燃料としての使用も当然可能である。
【００８６】
（有機汚泥乾燥部）
図３は、本発明の実施の形態１における燃料製造装置のブロック図である。図３においては、有機汚泥を予め乾燥させる有機汚泥乾燥部７が備わっている。
【００８７】
有機汚泥は、燃料製造装置１の主原料の一つとして用いられる。有機汚泥は、タールや炭と混合される。このタールや炭との混合によって、有機汚泥に燃焼成分が混合される。この混合物が、最終的に成型されて燃料Ａとなる。燃料Ａとしての燃焼能力の向上、成型の容易性、成型された燃料Ａの運搬や保管容易性の観点から、乾燥度があることが適当である。
【００８８】
このため、混合部３に供給される有機汚泥は、予め乾燥されていることも好適である。有機汚泥乾燥部７は、混合部３に供給される有機汚泥を、予め乾燥させる。有機汚泥が乾燥していることで、混合部３においてタールや炭との混合が促進され均一に混合されやすいメリットがある。有機汚泥乾燥部７は、湿度減衰された空間において、有機汚泥を乾燥させる。あるいは、全体的な加熱や熱風が付与されることで、有機汚泥が乾燥される。
【００８９】
有機汚泥乾燥部７によって、乾燥された有機汚泥が混合部３に供給される。この結果、燃料Ａの主原料の乾燥度が高まるので、燃料Ａの燃焼能力が高まる。むろん、混合部３での混合や成型部５での成型の容易性も高まり、燃料製造装置１による燃料Ａの製造が容易となる。
【００９０】
また、有機汚泥が乾燥していることで、混合部３でのタールとの混合がより容易となり、混合度合いを高めることができる。特に、液体であるタールは、混合部３において乾燥している有機汚泥に吸収されるようになり、混合によって得られるタール混合汚泥のタール混合度合いが高まる。結果として、タール混合汚泥の燃焼能力が高まる状態が作られる。
【００９１】
（燃料乾燥部）
図４は、本発明の実施の形態１における燃料製造装置のブロック図である。図４の燃料製造装置１は、燃料乾燥部８を更に備える。燃料乾燥部８は、成型部５で成型された燃料を乾燥させる。この乾燥によって、最終的に製造される燃料Ａは、その乾燥度が進み、保管、輸送、燃焼レベルが向上する。
【００９２】
燃料乾燥部８は、湿度減衰された空間において、燃料を乾燥させる。あるいは、全体的な加熱や熱風が付与されることで、燃料が乾燥される。このように、最終的に得られる燃料Ａの乾燥度合いが高まることで、燃料Ａの燃料としての能力が高まる。燃焼能力が高ければ、燃料Ａが使用される際の不要なガスや排出物が抑えられ、環境負荷も低減する。
【００９３】
燃料乾燥部８は、成型部５で成型された燃料を更に乾燥させる。この成型後の乾燥によって、最終的に得られる燃料Ａは、より乾燥が進み、燃料としての燃焼能力が向上する。また、輸送や保管などの点で、使い勝手もよくなる。
【００９４】
（木材チップの利用）
図５は、本発明の実施の形態１における燃料製造装置のブロック図である。図５においては、混合部３において有機汚泥と混合されるタールではなく、タールが含浸された木材チップが供給されるバリエーションを示している。
【００９５】
上述したように、様々な地域で間伐材、廃材、倒木、流木などの不要木材が大量に発生している。この不要木材は、図２に示されるように、木材チップとして加工されて、燃焼装置１３で燃料として利用される。
【００９６】
この木材チップの一部が、燃料製造装置１の原料として利用される。すなわち、チップ化装置１１が、不要木材を木材チップとする。また、図２の燃焼装置１３での燃焼において、タールが抽出されてタールが得られる。このタールを木材チップに含浸させて、タール含浸チップが得られる。このタール含浸チップが、混合部３に供給される。
【００９７】
混合部３では、有機汚泥とこのタール含浸チップが混合される。タール混合チップが有機汚泥と混合されることで、有機汚泥への燃焼成分の付与が、より効率的に行われる。また、タール含浸チップが混合されることで、最終的に製造される燃料Ａの成型性が高まる。
【００９８】
混合部３の後で、タール含浸チップが混合された有機汚泥は、粉砕されてから成型される。このため、成型によって製造される燃料Ａは、粉砕された状態からの成型であり、成型が確実に行える。
【００９９】
ここで、混合部３にタール含浸チップを供給する前段階として、含浸部２が設けられる。図５には、この含浸部２が備わった状態が示されている。
【０１００】
含浸部２は、木材チップにタールを吸収させて含浸チップを生成する。木材チップとタールとが投入されて、木材チップにタールが吸収されるように処理がなされる。例えば、含浸部２には、ホッパーのような容器が備わっており、これに木材チップとタールとが投入される。加えて、容器内で撹拌であったり一定時間の浸漬が行われたりすることで、木材チップへのタールの含浸が実現できる。
【０１０１】
含浸部２における含浸によって、タールが含浸されたタール含浸チップが生成される。このタール含浸チップは、次の要素である混合部３に移動される。タールが含浸した木材チップであるタール含浸チップが混合部３に供給されることで、燃焼成分であるタールと、成型性を高める木材チップとが、混合部３で混合される。混合されて、混合汚泥が生成される。この混合汚泥から、最終的に得られる燃料Ａの成型状態や燃焼能力が高まる。
【０１０２】
また、含浸部２は、タールを木材チップにより効率的に含浸させる構成を備えていることも好適である。図６は、本発明の実施の形態１における含浸部の内部構成図である。
【０１０３】
含浸部２は、空気減圧部２１を更に備える。含浸部２には、木材チップ１１とタール１２とが供給される。図６では、これを模式的に示している。木材チップ１１がタール１２に浸漬された状態が示されており、この浸漬を介して、木材チップにタールが吸収される。
【０１０４】
空気減圧部２１は、含浸部２の内部空間２２の空気圧を減圧する。内部空間２２の空気圧が減圧されると、タール１２に含浸されている木材チップ１１は、タール１１を吸収しやすくなる。減圧環境下によって、木材チップ１１の浸透圧が高まるからである。この高まりによって、木材チップ１１がタール１２を十分に吸収できる。
【０１０５】
空気減圧部２１の働きによって、木材チップ１１へのタール１２の含浸が促進され、タール含浸チップの製造効率、製造精度が高まる。タール含浸チップは、燃焼成分が低減されている有機汚泥に混合されて、燃焼成分を与える。このため、タール含浸チップのタール含浸量（タール含浸率）が高いことは、得られる燃料Ａの燃焼能力を高める。
【０１０６】
また、図２で示すように、木材チップも、乾燥装置１２で乾燥されている。このため乾燥した木材チップは、タールの吸収効率が高い。この高さによって、含浸部２では、十分にタールを含浸したタール含浸チップが得られる。
【０１０７】
混合部３において、このようなタール含浸チップが有機汚泥に混合されるバリエーションも、成型性が高い燃料Ａを製造する点で、好適である。
【０１０８】
（木材チップの製造事例）
図７は、本発明の実施の形態１における木材チップの製造例を示す模式図である。図３のブロック図での説明の工程を、実際の一例として示したものである。
【０１０９】
倒木や流木を、輸送車両３０で運搬する。自然災害などが発生した地域から、大量の倒木や流木を、輸送車両３０が運搬する。輸送車両３０は、これらの倒木や流木を工場３１に運び込む。工場３１では、これらの倒木や流木を、一時的に保管したり、必要な前処理を行ったりする。
【０１１０】
次いで、粉砕機３２によって倒木や流木は細かく粉砕されてチップ化される。
【０１１１】
更に、チップ化された木材は、乾燥器３３で乾燥される。乾燥によって、不要な水分が除去されて、直接的な燃料として、あるいは、燃料製造装置１で使用される主原料としての、木材チップが製造される。
【０１１２】
不要木材の発生地の近隣において、このような製造工程が実現されることで、木材チップの製造がおこなわれる。
【０１１３】
（燃料Ａの利用）
燃料Ａはペレット状などの保管、輸送、使用しやすい形態を有している。このため、燃料Ａは、燃焼熱を発生させる必要のある様々な燃焼装置で、有効に利用できる。例えば、燃焼熱を利用する発電装置に利用できる。あるいは、ごみ処理場での燃焼装置の燃料として利用できる。あるいは、農業における農業用ハウスの暖房熱を発生させる燃焼装置の燃料として利用できる。あるいは、冷房装置の燃料として利用される。
【０１１４】
燃焼熱を必要とする燃焼装置は、様々な場所に多々ある。特に、地域的に設置されていたり、必要な場所に設置や移動されたりして使用される。このような燃焼装置にとっては、燃料がフレキシブルに供給されることが必要である。このような状況で、ペレット形状などとなっている燃料Ａの利便性は高い。
【０１１５】
以上のように、実施の形態１における燃料製造装置１は、処理に困っている不要木材（これから抽出されるタールや木材チップ）および有機汚泥を主原料として、燃料Ａを製造できる。これらの不要物の有効活用が実現できる。特に、不要木材の発生場所と、有機汚泥の発生場所とは、地域的に地方であることが多い。これらの地方においても、燃料製造装置１を設置することは容易であり、活用度が高い。
【０１１６】
また、不要木材の発生場所と有機汚泥の発生場所とは、近接していたり類似していたりする地域であることが多い。このため、燃料製造装置１を介して、これらの発生場所を結びつけて、処理に困っている不要木材と有機汚泥とを、一緒に有効活用することができるメリットもある。
【０１１７】
例えば、有機汚泥の発生の元となっている工場などの燃焼装置での燃料として、燃料Ａが使用されれば、リサイクルが実現できる。あるいは、不要木材を用いた燃焼装置において、追加的な燃料として燃料Ａが利用されてもよい。この場合も、燃料Ａの原料発生と、燃料Ａの利用とが、循環することになり、全体としてのリサイクルが実現できる。
【０１１８】
加えて、燃料製造装置１は、移設容易であるので、不要木材や有機汚泥の処理に困っている場所に移設されながら、これらの有効活用を実現することもできる。
【０１１９】
（実施の形態２）
【０１２０】
実施の形態２では、燃料製造装置１を用いた有機汚泥を利用する燃料製造方法について説明する。
【０１２１】
図８は、本発明の実施の形態２における燃料製造方法のフローチャートである。図８のフローチャートは、実施の形態１で説明した燃料製造装置１を用いた燃料Ａの製造工程を示している。ここで、図８は、基本的な工程に加えて、追加的な工程も合わせて示している。例えば、含浸工程ＳＴ１、乾燥工程ＳＴ６、乾燥工程ＳＴ７である。
【０１２２】
まず、混合工程ＳＴ２にて、タールと有機汚泥を混合して、混合汚泥を生成する。混合汚泥は、次の工程に移送される。なお、乾燥工程ＳＴ６にて、有機汚泥は、予め乾燥されていることも好適である。また、後述するように、木材チップにタールを含浸させたタール含浸チップが、タールの代わりにあるいはタールに加えて混合工程ＳＴ２にて、混合されてもよい。
【０１２３】
タール含浸チップが混合工程ＳＴ２にて混合される場合には、含浸工程ＳＴ１が事前に行われる。含浸工程ＳＴ１にて、木材チップにタールを吸収させて、タール含浸チップを生成する。空気減圧により含浸能力を向上させることも好適である。タール含浸チップは、必要に応じて行われるオプションであり、混合工程ＳＴ２に移送される。
【０１２４】
次に、粉砕工程ＳＴ３にて、混合汚泥を粉砕する。粉砕することで、次の乾燥工程ＳＴ４での乾燥が容易となる。更には成型工程ＳＴ５での成型が容易となる。粉砕工程で、粉砕混合汚泥が生成される。
【０１２５】
次に、乾燥工程ＳＴ４にて、粉砕混合汚泥が乾燥される。粉砕されている状態であるので、乾燥が促進される。乾燥されることで、乾燥粉砕混合汚泥が生成される。この乾燥粉砕混合汚泥は、次の成型工程ＳＴ５に移送される。
【０１２６】
最後に、成型工程ＳＴ５にて、乾燥粉砕混合汚泥を所定形状に成型する。所定形状は、方形、ペレット形状、その他の形状であって、燃焼装置に使用しやすく、保管や輸送が容易である形状であればよい。この成型工程ＳＴ５にて、燃料Ａが製造される。燃料Ａは、処理に困っている有機汚泥と不要木材からのタールを有効活用したものである。
【０１２７】
また、成型工程ＳＴ５の後に、燃料乾燥工程ＳＴ８が備わって、成型された燃料を乾燥させてから燃料Ａを得ることでもよい。この場合には、燃料Ａは乾燥度合いが進んでいるので、より燃料Ａの燃料としての能力が高まる。
【０１２８】
タールは、不要木材由来であり、不要木材を燃焼処理する際に生じる排出物である。この排出物を有効活用できる。
【０１２９】
木材チップが不要木材から得られるのは、実施の形態１で説明した通りである。不要木材は、間伐材、廃材、流木、倒木の少なくとも一つである。また、有機汚泥も、処理に困っているものであり、有機汚泥は、畜産業、汚水処理業および下水処理業の少なくとも一つから発生する。
【０１３０】
実施の形態２における燃料製造方法は、処理に困っている不要木材由来のタールや場合によって木材チップと有機汚泥とを効率よく結びつけて、燃焼装置に利用できる燃料Ａを製造できる。不要物を有効活用できると共に、様々な場面で必要となる燃料を、リサイクルの工程で製造することができる。
【０１３１】
以上、実施の形態１〜２で説明された有機汚泥を利用する燃料製造装置は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。
【符号の説明】
【０１３２】
１    燃料製造装置
２    含浸部
３    混合部
４    粉砕部
５    成形部
７    有機汚泥乾燥部
８    燃料乾燥部
２０    乾燥部
２１    空気減圧部
【図１】
2020002323.tif 000003
【図２】
2020002323.tif 000004
【図３】
2020002323.tif 000005
【図４】
2020002323.tif 000006
【図５】
2020002323.tif 000007
【図６】
2020002323.tif 000008
【図７】
2020002323.tif 000009
【図８】
2020002323.tif 000010