(57)【要約】【課題】粉じん爆発を起こしにくいバイオマス固形燃料の製造方法を提供すること。【解決手段】バイオマスを含むバイオマス原料を塊状物に成形して得られるバイオマス固形燃料の製造方法であって、前記バイオマス固形燃料の含水率が、５質量％以上２５質量％以下になるように、前記バイオマス原料及び前記塊状物の少なくとも一方に水分を付与する工程を有する、バイオマス固形燃料の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオマスを含むバイオマス原料を塊状物に成形して得られるバイオマス固形燃料の製造方法であって、
前記バイオマス固形燃料の含水率が、５質量％以上２５質量％以下になるように、前記バイオマス原料及び前記塊状物の少なくとも一方に水分を付与する工程を有する、バイオマス固形燃料の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のバイオマス固形燃料の製造方法において、
前記水分を付与する工程は、前記バイオマス原料を水中に浸漬する工程、前記バイオマス原料に水分を散布する工程、または前記バイオマス原料を加湿した空間に保管する工程である、バイオマス固形燃料の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載のバイオマス固形燃料の製造方法において、
前記水分を付与する工程は、前記塊状物を水中に浸漬する工程、前記塊状物に水分を散布する工程、または前記塊状物を加湿した空間に保管する工程である、バイオマス固形燃料の製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のバイオマス固形燃料の製造方法において、
前記バイオマスは、木質系バイオマス、草木系バイオマス、農作物残渣系バイオマス、及びパーム椰子バイオマスからなる群から選択される少なくとも１種である、バイオマス固形燃料の製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のバイオマス固形燃料の製造方法において、
前記バイオマスは粉末であり、前記粉末の長軸径が５ｍｍ以下である、バイオマス固形燃料の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のバイオマス固形燃料の製造方法において、
前記塊状物は、ペレットまたはブリケットである、バイオマス固形燃料の製造方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のバイオマス固形燃料の製造方法において、
前記バイオマス原料は、さらに、石炭を含む、バイオマス固形燃料の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のバイオマス固形燃料の製造方法において、
前記石炭の粒径は、１ｍｍ以下である、バイオマス固形燃料の製造方法。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載のバイオマス固形燃料の製造方法において、
前記バイオマス原料中における前記バイオマスに対する前記石炭の割合（石炭／バイオマス）は、質量比で、０／１００以上７５／２５以下である、バイオマス固形燃料の製造方法。
【請求項１０】
バイオマスを含むバイオマス原料を塊状物に成形して得られるバイオマス固形燃料の水分調整方法であって、
前記バイオマス固形燃料に水分を付与することにより、前記バイオマス固形燃料の含水率を５質量％以上２５質量％以下に調整する水分調整工程を有する、バイオマス固形燃料の水分調整方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のバイオマス固形燃料の水分調整方法において、
前記バイオマス固形燃料は、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のバイオマス固形燃料の製造方法によって得られたバイオマス固形燃料である、バイオマス固形燃料の水分調整方法。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１に記載のバイオマス固形燃料の水分調整方法において、
前記水分調整工程は、前記バイオマス固形燃料の前記含水率を検知する手段が、前記含水率が５質量％未満であると検知したとき、前記バイオマス固形燃料の含水率を５質量％以上２５質量％以下に調整する工程である、バイオマス固形燃料の水分調整方法。
【請求項１３】
請求項１０または請求項１１に記載のバイオマス固形燃料の水分調整方法において、
前記水分調整工程は、前記バイオマス固形燃料の前記含水率を検知する手段が、前記含水率を検知し、検知された前記含水率に基づいて前記含水率を制御する手段が、前記バイオマス固形燃料に水を付与するか否かを判定し、判定された結果に基づいて、前記含水率を５質量％以上２５質量％以下に調整する工程である、バイオマス固形燃料の水分調整方法。
【請求項１４】
バイオマスを含むペレット状またはブリケット状のバイオマス固形燃料であって、
前記バイオマス固形燃料に対し、前記バイオマスの含有量が２５質量％以上９５質量％未満であり、含水率が、５質量％以上２５質量％以下である、バイオマス固形燃料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマス固形燃料の製造方法、バイオマス固形燃料の水分調整方法及びバイオマス固形燃料に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化の原因とされるＣＯ２の排出量削減に向け、バイオマス燃料が検討されている。実際にバイオマス専焼発電所の建設も進められている。
例えば、特許文献１には、木材を含むバイオマス原料を機械的に圧縮して脱水する工程を含む、固形燃料の製造方法が開示されている。特許文献１に記載の固形燃料の製造方法においては、目開きが６．４ｍｍの篩を通過するバイオマス原料の重量割合が、圧縮の前後で５．０％以下しか増加せず、圧縮後のバイオマスの低位発熱量が２１００ｋｃａｌ／ｋｇ以上であることが開示されている。
【０００３】
また、バイオマス燃料は、固形燃料の代表である石炭に比べ、発熱量が低いものの、石炭と同じように使用されることが期待されている。
例えば、特許文献２には、石炭を粉砕し、石炭粉体を得る石炭粉砕装置と、バイオマスを粉砕し、バイオマス粉体を得るバイオマス粉砕装置と、前記石炭粉体とバイオマス粉体とが供給されるボイラ火炉とを有し、前記バイオマス粉砕装置での粉砕の際に、前記バイオマスに添加物を添加しつつ混合粉砕することを特徴とするバイオマス・石炭混焼システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−０９５６８５号公報
【特許文献２】特開２０１２−１３２６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バイオマス燃料は、通常、ペレットまたはブリケット等の塊状物に固形化されて輸送される。しかしながら、バイオマス燃料を輸送する際、機械的衝撃等によって粉じんが発生することがある。この粉じんが空気中に飛散し、ある範囲の濃度になり、そこに静電気等の着火源があって、条件が揃うと粉じん爆発を起こす可能性がある。
一方、ＦＩＴ制度（電力固定価格買取制度）及び電力事業者に再生エネルギーの利用拡大を義務付ける法律等により、発電所で使用されるバイオマス燃料の使用量をより増大させることが求められている。このようなバイオマス燃料の使用量増大の要請に応えるためには、バイオマス燃料の安全性をより高めることが求められている。
本発明の目的は、粉じん爆発を起こしにくいバイオマス固形燃料の製造方法、バイオマス固形燃料の水分調整方法及びバイオマス固形燃料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、バイオマスを含むバイオマス原料を塊状物に成形して得られるバイオマス固形燃料の製造方法であって、前記バイオマス固形燃料の含水率が、５質量％以上２５質量％以下になるように、前記バイオマス原料及び前記塊状物の少なくとも一方に水分を付与する工程を有する、バイオマス固形燃料の製造方法が提供される。
【０００７】
本発明の一態様に係るバイオマス固形燃料の製造方法において、前記水分を付与する工程は、前記バイオマス原料を水中に浸漬する工程、前記バイオマス原料に水分を散布する工程、または前記バイオマス原料を加湿した空間に保管する工程であることが好ましい。
【０００８】
本発明の一態様に係るバイオマス固形燃料の製造方法において、前記水分を付与する工程は、前記塊状物を水中に浸漬する工程、前記塊状物に水分を散布する工程、または前記塊状物を加湿した空間に保管する工程であることが好ましい。
【０００９】
本発明の一態様に係るバイオマス固形燃料の製造方法において、前記バイオマスは、木質系バイオマス、草木系バイオマス、農作物残渣系バイオマス、及びパーム椰子バイオマスからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
【００１０】
本発明の一態様に係るバイオマス固形燃料の製造方法において、前記バイオマスは粉末であり、前記粉末の長軸径が５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１１】
本発明の一態様に係るバイオマス固形燃料の製造方法において、前記塊状物は、ペレットまたはブリケットであることが好ましい。
【００１２】
本発明の一態様に係るバイオマス固形燃料の製造方法において、前記バイオマス原料は、さらに、石炭を含むことが好ましい。
【００１３】
本発明の一態様に係るバイオマス固形燃料の製造方法において、前記石炭の粒径は、１ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１４】
本発明の一態様に係るバイオマス固形燃料の製造方法において、前記バイオマス原料中における前記バイオマスに対する前記石炭の割合（石炭／バイオマス）は、質量比で、０／１００以上７５／２５以下であることが好ましい。
【００１５】
本発明の一態様によれば、バイオマスを含むバイオマス原料を塊状物に成形して得られるバイオマス固形燃料の水分調整方法であって、
前記バイオマス固形燃料に水分を付与することにより、前記バイオマス固形燃料の含水率を５質量％以上２５質量％以下に調整する水分調整工程を有する、バイオマス固形燃料の水分調整方法が提供される。
【００１６】
本発明の一態様に係るバイオマス固形燃料の水分調整方法において、前記バイオマス固形燃料は、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のバイオマス固形燃料の製造方法によって得られたバイオマス固形燃料であることが好ましい。
【００１７】
本発明の一態様に係るバイオマス固形燃料の水分調整方法において、前記水分調整工程は、前記バイオマス固形燃料の前記含水率を検知する手段が、前記含水率が５質量％未満であると検知したとき、前記バイオマス固形燃料の含水率を５質量％以上２５質量％以下に調整する工程であることが好ましい。
【００１８】
本発明の一態様に係るバイオマス固形燃料の水分調整方法において、前記水分調整工程は、前記バイオマス固形燃料の前記含水率を検知する手段が、前記含水率を検知し、検知された前記含水率に基づいて前記含水率を制御する手段が、前記バイオマス固形燃料に水を付与するか否かを判定し、判定された結果に基づいて、前記含水率を５質量％以上２５質量％以下に調整する工程であることが好ましい。
【００１９】
本発明の一態様によれば、バイオマスを含むペレット状またはブリケット状のバイオマス固形燃料であって、前記バイオマス固形燃料に対し、前記バイオマスの含有量が２５質量％以上９５質量％未満であり、含水率が、５質量％以上２５質量％以下である、バイオマス固形燃料が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の一態様によれば、粉じん爆発を起こしにくいバイオマス固形燃料の製造方法、バイオマス固形燃料の水分調整方法及びバイオマス固形燃料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例の評価で用いた最小着火エネルギー測定装置の概略図。
【図２】実施例１における粉じん濃度と放電エネルギーとの関係を示すグラフ。
【図３】実施例２における粉じん濃度と放電エネルギーとの関係を示すグラフ。
【図４】比較例１における粉じん濃度と放電エネルギーとの関係を示すグラフ。
【図５】加水バイオマス原料またはバイオマス原料中のバイオマス粉の混合比と最小着火エネルギーとの関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本明細書において、塊状物とは、バイオマスを含んだバイオマス原料が成形されることで得られる固体状のものを意味する。塊状物としては特に限定されないが、例えば、ペレット及びブリケット等が挙げられる。塊状物は、燃料として使用できる程度に固形化されていればよい。そのため、塊状物の大きさ、形状及び密度等は特に限定されない。
【００２３】
〔第１実施形態〕
〔バイオマス固形燃料の製造方法〕
第１実施形態に係るバイオマス固形燃料の製造方法（以下、「本実施形態の製造方法」とも称する）について説明する。
本実施形態の製造方法は、バイオマスを含むバイオマス原料を塊状物に成形して得られるバイオマス固形燃料の製造方法であって、具体的には、前記バイオマス固形燃料の含水率が、５質量％以上２５質量％以下になるように、前記バイオマス原料及び前記塊状物の少なくとも一方に水分を付与する工程を有する。
本実施形態の製造方法で得られるバイオマス固形燃料は、バイオマスを含むバイオマス原料が塊状物に成形されたものであり、かつバイオマス原料及び塊状物の少なくとも一方に水分を付与することにより、含水率が特定の範囲（５質量％以上２５質量％以下）に調整されている。
本実施形態でいう「塊状物」とは、水分が付与された後の塊状物（含水率が特定の範囲に調整された塊状物）と、水分が付与される前の塊状物（含水率が特定の範囲に調整されていない塊状物）の両者を含む概念で用いている。
したがって、本実施形態の製造方法において、含水率が特定の範囲に調整された塊状物は、本実施形態の製造方法で得られたバイオマス固形燃料と同義である。
【００２４】
バイオマス固形燃料は、発熱量確保の観点から、できるだけ乾燥していることが望ましいとされている。そのため、バイオマス固形燃料を製造する際には、バイオマス原料の水分をより少なくするために、通常、バイオマス原料を乾燥する工程が設けられている。
これに対し、本実施形態の製造方法では、製造過程で得られるバイオマス原料及び塊状物の少なくとも一方に水分を付与することで、得られるバイオマス固形燃料の含水率を特定の範囲に調整する。すなわち、本実施形態の製造方法は、従来の「バイオマス原料の水分をより少なくする」とは逆の発想で、バイオマス固形燃料にあえて水分を含ませる。
含ませる水分量について、バイオマス固形燃料の含水率を５質量％以上とすることで、最小着火エネルギーを高めてバイオマスへの着火を抑制する効果を発現させる。また、前記含水率を２５質量％以下とすることで、燃料としての発熱量を確保する。
なお、含水率が調整されていない半炭化ペレットの含水率は、通常５質量％未満である。また、前記半炭化ペレットを水中に浸漬させた場合、半炭化ペレットの含水率は、通常２５質量％程度で飽和する。
【００２５】
したがって、本実施形態の製造方法によれば、バイオマス固形燃料の輸送時及び貯蔵時において、機械的衝撃等により粉じんが発生しても、粉じん爆発を起こしにくいバイオマス固形燃料が得られる。すなわち、本実施形態の製造方法で得られるバイオマス固形燃料は、安全性が高められた燃料となる。
以下では、バイオマス固形燃料の含水率を５質量％以上２５質量％以下に調整することで奏される効果（すなわち、粉じん爆発を起こしにくくする効果）を「加水効果」と称することがある。
【００２６】
・バイオマス固形燃料の輸送時
バイオマス固形燃料の輸送時における「搬送」としては、例えば、所定場所から積込港までの輸送、積込港から陸揚港までの輸送、陸揚港から各地の発電所、製鉄所、及び工場等の敷地内までの輸送、並びに前記敷地内から火炉までの輸送等が挙げられる。輸送手段としては、例えば、エレベーター、車、船、コンベア、アンローダ（揚炭機）、及びベルトフィーダー等が挙げられる。
【００２７】
・バイオマス固形燃料の貯蔵時
バイオマス固形燃料の貯蔵時における「貯蔵」としては、例えば、屋外の場所、屋内の屋根付き（ドーム方式、倉庫型など）の場所、船倉、サイロ、及び容器（例えばビン）への貯蔵等が挙げられる。
【００２８】
また、発電所においては、前述の通り、バイオマス固形燃料の使用量をより増大させる要請がある。本実施形態の製造方法によれば、安全性が高められたバイオマス固形燃料を製造できるので、このようなバイオマス固形燃料の使用量増大の要請にも応えることができる。
【００２９】
本実施形態の製造方法で得られるバイオマス固形燃料の含水率は、５質量％以上２５質量％以下であるが、バイオマスへの着火をより抑制する観点及び発熱量をより確保する観点から、好ましくは５質量％以上２０質量％以下、より好ましくは５質量％以上１０質量％以下である。
【００３０】
バイオマス固形燃料の含水率（５質量％以上２５質量％以下）、すなわち、バイオマス固形燃料に含まれる全水分（質量％）は、製造工程において、バイオマス原料及び塊状物の少なくとも一方に水分を付与することで調整される。
バイオマス固形燃料の含水率は、本実施形態の製造方法で得られたバイオマス固形燃料から、以下の方法で確認することができる。
バイオマス固形燃料から試料１ｇを採取する。採取した試料を１０７℃±２℃で１時間加熱乾燥する。加熱乾燥前の試料の質量に対する加熱乾燥による減量の割合を百分率（％）で算出する（ＪＩＳ  Ｍ８８２０（２０００））。上記操作を３回実施して百分率をそれぞれ求め、その平均値をバイオマス固形燃料の含水率とする。
【００３１】
本実施形態の製造方法で用いるバイオマス原料の最小着火エネルギーは、粉じん爆発を起こしにくいバイオマス固形燃料を得る観点から、好ましくは１０ｍＪ超え、より好ましくは２０ｍＪ超え、さらに好ましくは３０ｍＪ超えである。
バイオマス原料の最小着火エネルギーは、後述の実施例に記載した方法で測定することができる。
【００３２】
本実施形態の製造方法で得られるバイオマス固形燃料の最小着火エネルギーは、粉じん爆発を起こしにくくする観点から、好ましくは１０ｍＪ超え、より好ましくは２０ｍＪ超え、さらに好ましくは３０ｍＪ超えである。
バイオマス固形燃料の最小着火エネルギーは、バイオマス固形燃料から試料を採取し、その試料を用いて、バイオマス原料の最小着火エネルギーと同様の方法で測定することができる。
【００３３】
以下、本実施形態の製造方法の構成について説明する。
【００３４】
＜水分を付与する工程＞
水分を付与する工程は、バイオマス原料及び塊状物の少なくとも一方に水分を付与する工程である。水分を付与する工程は特に限定されないが、水中に浸漬する工程、水分を散布する工程、または加湿した空間に保管する工程であることが好ましい。
すなわち、バイオマス原料に水分を付与する工程としては、バイオマス原料を水中に浸漬する工程、バイオマス原料に水分を散布する工程、またはバイオマス原料を加湿した空間に保管する工程であることが好ましく、塊状物に水分を付与する工程としては、塊状物を水中に浸漬する工程、塊状物に水分を散布する工程、または塊状物を加湿した空間に保管する工程であることが好ましい。
【００３５】
水分としては特に限定されず、例えば、水道水、井戸水、天然水、工業用水、湖水、河川水、湧水、及び蒸留水等のいずれも用いることができる。また、水分として湿潤空気を用いてもよい。
水分の状態としては、例えば、水（液体）、水滴、ミスト、及び水蒸気等が挙げられる。水分の温度は限定されない。
【００３６】
水中に浸漬する工程において、使用する水の種類、水の量、水の温度、及び水中への浸漬時間等は、所望のバイオマス固形燃料の含水率に調整できるように適宜設定することが好ましい。水中に浸漬する工程は、例えば水槽を用いて行うことができる。
水分を散布する工程において、使用する水の種類、水の量、水の温度、水分の状態及び水分の散布時間等は、所望のバイオマス固形燃料の含水率に調整できるように適宜設定することが好ましい。水分を散布する手段としては特に限定されないが、例えば、スプレー、シャワー、スプリンクラー、及びホース等が挙げられる。また、水分を散布する手段として降雨を利用してもよい。
加湿した空間に保管する工程において、使用する空間の状態（例えば、湿度、温度、水分の状態、及び広さ等）及び加湿した空間に保管する時間等は、所望のバイオマス固形燃料の含水率に調整できるように適宜設定することが好ましい。
空間を加湿する手段としては特に限定されないが、例えば、スチーム、及び公知の加湿装置等が挙げられる。また、空間を加湿する手段として多湿の自然環境を利用してもよい。
【００３７】
（バイオマス原料）
・バイオマス
バイオマス原料はバイオマスを含む。
バイオマスとしては特に限定されないが、例えば、木質系バイオマス、草木系バイオマス、農作物残渣系バイオマス、パーム椰子バイオマス、セルロース製品、及びパルプ製品等が挙げられる。
本明細書において、農作物残渣系バイオマスとは、食用部分以外のものを意味する。
本明細書において、パーム椰子バイオマスとは、バイオマス燃料となり得るパーム椰子の農業廃棄物を意味する。パーム椰子バイオマスとしては、具体的には、パーム椰子殻（ＰＫＳ：Ｐａｌｍ Ｋｅｒｎｅｌ Ｓｈｅｌｌ）、及びパーム椰子空果房（ＥＦＢ：Ｅｍｐｔｙ Ｆｒｕｉｔ Ｂｕｎｃｈ）等が挙げられる。
バイオマスは、木質系バイオマス、草木系バイオマス、農作物残渣系バイオマス、及びパーム椰子バイオマスからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
【００３８】
木質系バイオマスとしては、例えば、針葉樹（例えば、スギ、マツ、ユーカリ、ヒノキ、及びモミ等）、及び広葉樹（例えば、シラカバ、ブナ、ケヤキ、カツラ、キリ、ゴムノキ及びクスノキ等）等が挙げられる。木質系バイオマスは、建築廃材（例えば、切断した端材、加工場で発生した切りくず、及びおがくず等）、林地残材、切捨間伐材、及び竹等であってもよい。
草木系バイオマスとしては、例えば、草、自然に生育した植物、及び人工的に植林した植物等が挙げられる。草木系バイオマスは、麻、綿、稲わら、籾殻、麦わら、ササ、及びススキ等であってもよい。
【００３９】
農作物残渣系バイオマスとしては、例えば、農作物の葉、果房、茎、根、及びその他食用以外の不要部分が挙げられる。前記農作物としては、例えば、小麦、とうもろこし、じゃがいも、サトウキビ（バガスを含む）、サトウキビ、デンプン、バナナ、及びひまし油等が挙げられる。
【００４０】
パーム椰子バイオマスとしては、例えば、パーム油の絞りかす（ＰＫＳ）、果房（ＥＦＢ）、及び果実皮等が挙げられる。
以上に記載したバイオマスは、１種単独で用いても２種以上併用してもよい。
【００４１】
前記バイオマスは粉末であり、前記粉末の長軸径は、塊状物への成形のし易さの観点から、好ましくは５ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以下である。前記粉末の長軸径の下限値は０超えである。
粉末の長軸径とは、粉末の最大径のことであり、具体的には、粉末の外側輪郭線上の任意の２点を直線で結んだ時の直線の最大長さを意味する。
粉末の長軸径は、以下の方法で測定することができる。バイオマス粉末またはバイオマス固形燃料から試料１ｇを採取し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって試料を観察する。観察した視野におけるバイオマス粉末の長軸径を測定する。
【００４２】
バイオマス原料中におけるバイオマスの含有量は、加水効果をより発現する観点、及びバイオマス燃料の使用量増大の要請という背景から、バイオマス原料に対し、好ましくは２５質量％以上１００質量％以下、より好ましくは５０質量％以上１００質量％以下である。
【００４３】
バイオマスは、公知の粉砕機を用いることで粉末に粉砕することができる。
例えば、木質系バイオマスとして木材を用いる場合、木材で大型のものは数センチ程度のチップに粗粉砕し、その後、粉末（好ましくは長軸径１ｍｍ以下の粉末）に粉砕してもよい。また、チップ及び小型のバイオマスを用いる場合、公知の粉砕機を用いて粉末（好ましくは長軸径１ｍｍ以下の粉末）に粉砕することが好ましい。
【００４４】
塊状物の成形方法は特に限定されないが、塊状物は、搬送性及び貯蔵性等のハンドリングの観点から、圧縮成形されたものが好ましい。
塊状物の形状及び大きさは特に限定されない。
塊状物はペレットまたはブリケットであることが好ましい。ペレットは、通常、円筒状であり、直径５ｍｍ以上１０ｍｍ以下、長さ５ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。ブリケットは、通常、ペレットよりも大きい直径または長さを有する。
ペレットは、例えば、バイオマス原料または水分が調整されたバイオマス原料を、金属穴（例えば、直径５ｍｍ以上１０ｍｍ以下、長さ５ｍｍ以上５０ｍｍ以下）から押し出すことで作製することができる。また、ペレットは、リングダイ方式またはフラットダイ方式等のペレタイザーを用いて作製することができる。
ブリケットは、例えば、ブリケットマシーンを用いて豆炭状または円筒状に成型することで作製することができる。
【００４５】
本実施形態の製造方法で用いるバイオマス原料または塊状物は半炭化したものでもよい。すなわち、本実施形態の製造方法において、水分を付与する工程は、バイオマス原料を半炭化し、半炭化されたバイオマス原料に水分を付与してもよいし、塊状物を半炭化し、半炭化された塊状物に水分を付与してもよい。
半炭化する方法としては特に限定されないが、例えば、ロータリーキルン等を用いて、空気を遮断した容器内でバイオマス原料または塊状物を一定時間過熱して炭化度を高める方法が挙げられる。
【００４６】
また、バイオマス原料または塊状物が半炭化されていないものである場合、水分を付与する工程は、塊状物に成形する前のバイオマス原料に水分を付与してもよいし、塊状物に水分を付与してもよい。なお、半炭化されていない塊状物は、通常、ホワイトペレットと呼ばれる。
【００４７】
・石炭
バイオマス原料は、石炭を含んでもよい。石炭はとしては、例えば、瀝青炭、亜瀝青炭、及び褐炭が挙げられる
・瀝青炭…無水無灰基準において、総発熱量が８、１００ｋｃａｌ／ｋｇ以上８、４００ｋｃａｌ／ｋｇ未満の石炭
・亜瀝青炭…無水無灰基準において、総発熱量が７、３００ｋｃａｌ／ｋｇ以上８、１００ ｋｃａｌ／ｋｇ未満の石炭
・褐炭…無水無灰基準において、総発熱量が５、８００ｋｃａｌ／ｋｇ以上７、３００ ｋｃａｌ／ｋｇ未満の石炭
【００４８】
石炭は、粉砕された石炭であることが好ましい。
石炭の粒径は、塊状物への成形のし易さの観点から、好ましくは１ｍｍ以下、より好ましくは１１０μｍ以下である。石炭の粒径の下限値は０超えである。
石炭の粒径は、例えば、篩を用いて調整することができる。
【００４９】
バイオマス原料が石炭を含む場合、加水効果をより発現する観点、及びバイオマス燃料の使用量増大の要請という背景から、バイオマス原料中におけるバイオマスに対する石炭の割合（石炭／バイオマス）は、質量比で、好ましくは０／１００超え７５／２５以下、より好ましくは０／１００超え５０／５０以下である。
前記バイオマスに対する石炭の割合（石炭／バイオマス）が、０／１００超え７５／２５であると、加水効果がより発現され易くなる。
【００５０】
本実施形態の製造方法で得られるバイオマス固形燃料中におけるバイオマスの含有量は、加水効果をより発現する観点、及びバイオマス燃料の使用量増大の要請という背景から、バイオマス固形燃料に対し、好ましくは２５質量％以上９５質量％以下、より好ましくは５０質量％以上９５質量％以下である。
【００５１】
本実施形態の製造方法で得られるバイオマス固形燃料は、本実施形態の効果を損なわない限り、バイオマス及び石炭以外のその他成分を含んでもよい。
その他成分としては特に限定されないが、バインダー及び各種添加剤等が挙げられる。
【００５２】
〔バイオマス固形燃料の使用態様〕
本実施形態の製造方法で得られたバイオマス固形燃料は、発電所、製鉄所、及び工場等で広く用いることができる。本実施形態のバイオマス固形燃料は、単独で燃焼させて用いてもよいし、石炭等の他の燃料と混合して燃焼（混焼）させてもよい。
例えば、バイオマス固形燃料を火力発電設備で用いる場合、バイオマス固形燃料を粉砕機で粉砕してボイラに導入してもよいし、大きさによってはそのままボイラに導入してもよい。
また、バイオマス固形燃料を石炭と混合して用いることも好ましく、その場合、既存の火力発電設備を用いて、例えば、石炭粉砕機を利用して、バイオマス固形燃料を石炭と共に粉砕し、これらをボイラに導入してもよい。
また、バイオマス固形燃料を石炭粉砕機とは別の粉砕機（例えば、バイオマス固形燃料用粉砕機）で粉砕した後、別途粉砕された石炭と混合して、これらをボイラに導入してもよい。
バイオマス固形燃料の使用態様は上記に限定されない。
【００５３】
〔第２実施形態〕
〔バイオマス固形燃料の水分調整方法〕
第２実施形態に係るバイオマス固形燃料の水分調整方法（以下、「本実施形態の水分調整方法」とも称する）は、バイオマスを含むバイオマス原料を塊状物に成形して得られるバイオマス固形燃料の水分調整方法であって、バイオマス固形燃料に水分を付与することにより、バイオマス固形燃料の含水率を５質量％以上２５質量％以下に調整する水分調整工程を有する。
【００５４】
本実施形態の水分調整方法において、水分調整の対象となるバイオマス固形燃料としては、例えば、１）第１実施形態の製造方法によって製造されたバイオマス固形燃料であって、第１実施形態で例示した「バイオマス固形燃料の輸送時」または「バイオマス固形燃料の貯蔵時」に、乾燥して水分量が低下したバイオマス固形燃料（例えば含水率が５質量％未満に低下したバイオマス固形燃料）、２）第１実施形態の製造方法とは異なる方法で製造されたバイオマス固形燃料、すなわち、水分が調整されていないバイオマス固形燃料が挙げられる。
【００５５】
本実施形態の水分調整方法では、例えば、上記１）または２）のバイオマス固形燃料に対し、上記水分調整工程を実施することにより、含水率を５質量％以上２５質量％以下に調整することができる。これにより、粉じん爆発を起こしにくいバイオマス固形燃料を得ることができる。
【００５６】
水分調整工程は、前記バイオマス固形燃料の含水率を、好ましくは５質量％以上２０質量％以下、より好ましくは５質量％以上１０質量％以下に調整する工程であることが好ましい。
【００５７】
本実施形態の水分調整方法における「水分を付与すること」は特に限定されないが、第１実施形態で記載した、バイオマス固形燃料を水中に浸漬する工程、バイオマス固形燃料に水分を散布する工程、またはバイオマス固形燃料を加湿した空間に保管する工程であることが好ましい。
【００５８】
本実施形態の水分調整方法において、水分調整の対象となるバイオマス固形燃料は、第１実施形態の製造方法によって得られたバイオマス固形燃料であることが好ましい。すなわち、上記１）のバイオマス固形燃料であることが好ましい。
【００５９】
バイオマス固形燃料は時間が経つにつれて水分量が変化することがある。そのため、第１実施形態の製造方法によって、含水率が調整されたバイオマス固形燃料を製造した場合であっても、時間が経つにつれて水分量が変化することがある。
例えば、含水率が５質量％以上（好ましくは１０質量％以上）のバイオマス固形燃料であれば、粉じん爆発を起こしにくいので、乾燥して含水率が低下したバイオマス固形燃料（例えば含水率が５質量％未満のバイオマス固形燃料）または含水率の低下傾向が見られるバイオマス固形燃料に対し、本実施形態の水分調整方法を実施することにより、粉じん爆発を起こしにくいバイオマス固形燃料とすることができる。
また、含水率が５質量％未満であるバイオマス固形燃料は、輸送、貯蔵、及び利用の過程で、破壊され粉じんとして装置の不可動部分に吹き溜まることがある。装置の不可動部分に吹き溜まって乾燥した粉じんは、粉じん爆発の要因となり得る。
したがって、本実施形態の水分調整方法は、粉じん爆発の要因となり得る、装置の不可動部分への粉じんの吹き溜まりを抑制できる点でも有効である。
【００６０】
本実施形態の水分調整方法において、水分調整工程は、バイオマス固形燃料の含水率を検知する手段（以下、「含水率検知手段」とも称する）が、前記含水率が５質量％未満であると検知したとき、バイオマス固形燃料の含水率を５質量％以上２５質量％以下に調整する工程であることが好ましい。
含水率検知手段としては特に限定されないが、例えば、光学的検知器または電気的検知器を用いることができる。光学的検知器としては、例えば赤外線水分計等が挙げられる。電気的検知器としては、例えば静電容量方式の水分計等が挙げられる。
【００６１】
本実施形態の水分調整方法において、水分調整工程は、バイオマス固形燃料の含水率を検知する手段が、前記含水率を検知し、検知された前記含水率に基づいて前記含水率を制御する手段（以下、「含水率制御手段」とも称する）が、バイオマス固形燃料に水を付与するか否かを判定し、判定された結果に基づいて、前記含水率を５質量％以上２５質量％以下に調整する工程であることが好ましい。
含水率制御手段としては特に限定されないが、例えば、公知の制御装置を用いることができる。
すなわち、本実施形態の水分調整方法は、含水率検知手段によって、バイオマス固形燃料の含水率（水分量）が５質量％未満であると検知されたとき、含水率制御手段によって、水分を散布する装置または水分を散布する設備を作動させて、バイオマス固形燃料の含水率が５質量％以上２５質量％以下になるように、バイオマス固形燃料に水分を付与する（例えば散水する）ことが好ましい。
言い換えれば、本実施形態の水分調整方法は、含水率検知手段によって、バイオマス固形燃料の含水率（水分量）が５質量％以上であると検知されたとき、含水率制御手段によって、水分を散布する装置または水分を散布する設備を作動させないことが好ましい。
これにより、バイオマス固形燃料の含水率を絶え間なく監視できるので、バイオマス固形燃料をより安全に取り扱うことができる。その結果、バイオマス固形燃料の利用を拡大することができ、バイオマス固形燃料の使用量増大の要請に応えることができる。
なお、水分を散布する装置または水分を散布する設備は、粉じんが吹き溜まり易い部分、具体的には、装置の不可動部分の付近、清掃しにくい部分に設置することが好ましい。
【００６２】
本実施形態において、バイオマス原料中に含まれるバイオマスは、第１実施形態に記載のバイオマスと同様のものを使用することができる。バイオマス原料中に含まれる石炭は、第１実施形態に記載の石炭と同様のものを使用することができる。
本実施形態において、「バイオマス原料中におけるバイオマスの含有量」及び「バイオマス原料中におけるバイオマスに対する石炭の割合（石炭／バイオマス）」は、第１実施形態と同様である。
【００６３】
〔第３実施形態〕
〔バイオマス固形燃料〕
第３実施形態に係るバイオマス固形燃料は、バイオマスを含むペレット状またはブリケット状のバイオマス固形燃料である。
前記バイオマス固形燃料に対し、前記バイオマスの含有量は、２５質量％以上９５質量％未満であり、前記バイオマス固形燃料の含水率は、５質量％以上２５質量％以下である。
バイオマス固形燃料の含水率が、５質量％以上であると、最小着火エネルギーを高めてバイオマスへの着火を抑制する効果が発現される。
バイオマス固形燃料の含水率が、２５質量％以下であると、燃料としての発熱量が確保される。
バイオマス固形燃料に対し、バイオマスの含有量が、２５質量％以上９５質量％未満であると、バイオマス固形燃料が水分を含むことによるバイオマスへの着火抑制効果が発現され易くなる。
したがって、本実施形態のバイオマス固形燃料によれば、輸送時及び貯蔵時において、機械的衝撃等により粉じんが発生しても、粉じん爆発を起こしにくくなる。
【００６４】
本実施形態のバイオマス固形燃料の含水率は、バイオマスへの着火をより抑制する観点及び発熱量をより確保する観点から、好ましくは５質量％以上２０質量％以下、より好ましくは５質量％以上１０質量％以下である。
また、本実施形態のバイオマス固形燃料の含水率は、バイオマスへの着火をより抑制する観点から、８．０質量％以上２５質量％以下であることも好ましく、９．１質量％以上２５質量％以下であることも好ましい。
【００６５】
本実施形態のバイオマス固形燃料中におけるバイオマスに対する石炭の割合（石炭／バイオマス）は、質量比で、好ましくは０／１００超え７５／２５以下である。
【００６６】
本実施形態のバイオマス固形燃料は、第１実施形態の製造方法で製造されたバイオマス固形燃料であることが好ましい。すなわち、本実施形態のバイオマス固形燃料は、第１実施形態の製造方法で製造されたバイオマス固形燃料のうち、粉状（粉末）のバイオマスと、粉砕された石炭とを含むバイオマス原料をペレット状またはブリケット状に圧縮成形して得られたものであることが好ましい。
本実施形態において、バイオマス固形燃料中に含まれるバイオマスは、第１実施形態に記載のバイオマスと同様のものを使用することができる。バイオマス固形燃料中に含まれる石炭は、第１実施形態に記載の石炭と同様のものを使用することができる。
【００６７】
本実施形態のバイオマス固形燃料は、第２実施形態の水分調整方法で水分が調整されたバイオマス固形燃料であることが好ましい。
【００６８】
〔他の実施形態〕
本発明は、上述の実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変更、改良等は、本発明に含まれる。
【実施例】
【００６９】
以下、本発明に係る実施例を説明する。本発明はこれらの実施例によって何ら限定されない。
【００７０】
実施例及び比較例で使用した石炭及びバイオマスの性状を表１に示す。
【００７１】
【表１】
2020200411.tif 000002
【００７２】
・表１の説明
工業分析値は、ＪＩＳ  Ｍ８８１２（２００４）に準拠して測定した値である。
元素分析値のうち炭素、水素、窒素及び硫黄は、ＪＩＳ  Ｍ８８１９（１９９７）に準拠して測定した値であり、酸素はＪＩＳ  Ｍ８８１３（２００４）に準拠して、他の分析値から算出した値である。
高位発熱量は、ＪＩＳ  Ｍ８８１４（２００３）に準拠して測定した値である。
燃料比は、「固定炭素／揮発分」である。
「ａｒ」は、Ａｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｂａｓｅの略で、到着ベースを表し、何も手を加えないそのままの状態を示す。表２も同様である。
「ａｄ」は、Ａｉｒ Ｄｒｙ Ｂａｓｉｓの略で、気乾ベースを表し、大気中で乾燥させた状態を表す。表２も同様である。
「ｄａｆ」は、Ｄｒｙ Ａｓｈ Ｆｒｅｅの略で、無水無灰ベースを表し、石炭に水分と灰分とが含まれないと仮定した仮想状態を表す。分析値から換算により求める。
「＜０．０１」は、「０．０１未満」であることを表す。
【００７３】
本実施例で行う着火試験及び爆発試験は、バイオマス固形燃料から生成した微粉が空気中に舞って粉じん爆発を引き起こすことを想定して行った。そのため、着火試験及び爆発試験では、いずれも粉体を用いた。粉体としてのバイオマス粉及び微粉炭は、以下のように作製した。
【００７４】
〔実施例１〕
＜バイオマス粉の作製＞
半炭化されたペレット状のバイオマス（Ｓｉａｍｂｉｏｍａｓ社製、木質系バイオマス（ゴムノキ））を粉砕機にて粉砕し、目開き１０５μｍ（１４０メッシュ）の篩にかけて、粒径１０５μｍ以下のバイオマス粉を作製した。
【００７５】
＜微粉炭の作製＞
石炭（インドネシア産の褐炭）を粉砕機にて粉砕し、バイオマスと同様１０５μｍ（１４０メッシュ）の篩にかけて、粒径１０５μｍ以下の微粉炭を作製した。
【００７６】
＜バイオマス原料の作製＞
バイオマス粉５０質量部及び微粉炭５０質量部を混合し、バイオマス粉と微粉炭との混合粉を得た。これをバイオマス原料とした。
【００７７】
＜バイオマス原料への加水＞
密閉容器を用いて、バイオマス原料１００質量部に対して、５質量部の水を加えて容器に入れ、振とうしてもこぼれないようにしっかりと蓋をし、２時間振とう器にてよく混合して、含水率が１２．２質量％の加水されたバイオマス原料（以下、「加水バイオマス原料」とも称する）を得た。
なお、加水バイオマス原料の含水率は、表１に示すバイオマスの全水分（４．９ｗｔ％）及び石炭の全水分（１０．８ｗｔ％）を考慮し、以下のように算出した。
含水率［質量％］＝（５＋２．４５＋５．４）／１０５＝１２．２
【００７８】
〔実施例２〕
実施例１の「バイオマス原料への加水」において、バイオマス原料１００質量部に対して、１０質量部の水を散布したこと以外は、実施例１と同様の方法で、含水率が１６．２質量％の実施例２の加水バイオマス原料を得た。
なお、加水バイオマス原料の含水率は、表１に示すバイオマスの全水分（４．９ｗｔ％）及び石炭の全水分（１０．８ｗｔ％）を考慮し、以下のように算出した。
含水率［質量％］＝（１０＋２．４５＋５．４）／１１０＝１６．２
【００７９】
〔比較例１〕
実施例１で用いたバイオマス粉及び微粉炭を表２に示す質量部で混合した混合粉を比較例１のバイオマス原料とした。比較例１においては、「バイオマス原料への加水」を行わなかった。後述の比較例２及び参考例１〜３においても同様に、バイオマス原料への加水を行わなかった。
比較例１のバイオマス原料の含水率は、表１に示すバイオマスの全水分（４．９ｗｔ％）及び石炭の全水分（１０．８ｗｔ％）から算出した。
【００８０】
〔比較例２〕
実施例１で用いたバイオマス粉を比較例２のバイオマス原料とした。
比較例２のバイオマス原料の含水率は、表１に示すバイオマスの全水分（４．９ｗｔ％）に相当する。
【００８１】
〔参考例１〕
実施例１で用いた微粉炭を参考例１の石炭原料とした。
参考例１の石炭原料の含水率は、表１に示す石炭の全水分（１０．８ｗｔ％）に相当する。
【００８２】
〔参考例２〜３〕
実施例１で用いたバイオマス粉及び微粉炭を表２に示す質量部で混合した混合粉を、それぞれ、参考例２〜３のバイオマス原料とした。
参考例２〜３のバイオマス原料の含水率は、表１に示すバイオマスの全水分（４．９ｗｔ％）及び石炭の全水分（１０．８ｗｔ％）から算出した。
【００８３】
〔評価〕
試料として、実施例１〜２で得られた加水バイオマス原料、比較例１〜２及び参考例２〜３で得られたバイオマス原料、並びに参考例１で得られた石炭原料を用いて以下の評価を行った。
【００８４】
〔最小着火エネルギー〕
図１に示す最小着火エネルギー測定装置（Ａｄｏｌｆ Ｋｕｈｎｅｒ ＡＧ社製、ＭＩＫＥ３型）を用いて、最小着火エネルギーを測定した。
最小着火エネルギー測定装置（Ａｄｏｌｆ Ｋｕｈｎｅｒ ＡＧ社製、ＭＩＫＥ３型）は、国際規格“ISO/IEC 80079-20-2 Edition 1.0 2016-02 :8.3 Method for determining minimum ignition energy of dust/air mixtures”に準拠する。
【００８５】
まず、最小着火エネルギー測定装置１００について説明する。
最小着火エネルギー測定装置１００は、円筒形状を有するガラス製の燃焼容器１０（内径７ｃｍ、内容積１．２Ｌ）と、燃焼容器１０を支持する第１支持台３０と、第２支持台３２とを備えている。燃焼容器１０の上部には、ろ紙２８が配置されている。
燃焼容器１０の内部には、互いに対向して配置された一対の着火用電極１２が設けられている。一対の着火用電極１２は、燃焼容器１０の内部から外部まで延設され、燃焼容器１０の外部で電気絶縁材２６ａ、２６ｂによって被覆されている。一対の着火用電極１２は、容量放電式の着火装置（不図示）に接続されている。着火装置から電圧が印加されると、着火用電極１２間に放電が発生し、発生した放電エネルギーにより、着火用電極１２間に放電火花が形成される。
燃焼容器１０は、底側に分散皿１４を有し、この分散皿１４に試料（加水バイオマス原料、バイオマス原料または石炭原料）が導入されるようになっている。また、分散皿１４には反射板１６が設けられている。
燃焼容器１０の分散皿１４は、圧縮空気を燃焼容器１０に吹き込むためのパイプ１８に接続されている。パイプ１８は、第１支持台３０及び第２支持台３２の内部を通り、パイプ１８より外径が小さい配管２０に接続されている。圧縮空気溜２４には、コンプレッサー（不図示）から供給された圧縮空気が溜められる。圧縮空気は燃焼容器１０の底側から内部へ導入される。圧縮空気は配管２０に設けられた電磁弁２２によって燃焼容器１０への圧縮空気の供給及び停止が制御される。
なお、第１支持台３０の上部から着火用電極１２までの高さＨ（図１）は、７．６ｃｍである。
【００８６】
最小着火エネルギーは、着火試験を行うことで求めた。以下の着火試験は、放電回路内に１ｍＨのインダクタンスを接続して行った。
【００８７】
＜実施例１の着火試験＞
まず、燃焼容器１０の粉じん濃度が、７５０ｇ／ｍ３、１０００ｇ／ｍ３、１２５０ｇ／ｍ３、１５００ｇ／ｍ３、１７５０ｇ／ｍ３及び２０００ｇ／ｍ３になるように、試料をそれぞれ準備した。各粉じん濃度に対する試料量は、それぞれ、０．９ｇ、１．２ｇ、１．５ｇ、１．８ｇ、２．１ｇ及び２．４ｇである。
次に、試料０，９ｇ（粉じん濃度が７５０ｇ／ｍ３になるように準備された試料）を燃焼容器１０の分散皿１４に載せた。圧縮空気溜２４から圧縮空気を燃焼容器１０に供給し、試料を燃焼容器１０内に吹き上げて分散させた。容量放電式の着火装置により、放電エネルギーを１ｍＪ、３ｍＪ、１０ｍＪ、３０ｍＪ、１００ｍＪ、３００ｍＪ及び１Ｊの７段階に変えて各放電エネルギーによる着火の有無を求め、必要ならば、着火遅延時間を変更して着火の有無を求めた。
着火試験は、試料量０．９ｇと各放電エネルギーとによる試験を１０回行って、着火の有無を調べ、１０回中、１回でも試料が着火すれば、その条件で着火性が「有り」と判定し、１回も試料が着火しなかった場合を、その条件で着火性が「無し」と判定した。
【００８８】
次に、試料量０，９ｇを、試料量１．２ｇ、１．５ｇ、１．８ｇ、２．１ｇ及び２．４ｇに順に変更して、各試料に対し、それぞれ上記と同様の方法で着火試験を行った。
結果を表２に示す。
【００８９】
【表２】
2020200411.tif 000003
【００９０】
・表２の説明
表２に示していない条件（例えば、試料量０．９ｇ、放電エネルギー１ｍＪ）の試験は、結果が予測されるので行っていない。後述する表３〜４も同様である。
【００９１】
・実施例１の最小着火エネルギー
表２の結果から、図２を作成した。図２は、粉じん濃度と放電エネルギーとの関係を示すグラフである。
図２より、実施例１の加水バイオマス原料の最小着火エネルギー（Ｅｍｉｎ）は、１０ｍＪ＜Ｅｍｉｎ＜３０ｍＪであり、その統計的最小着火エネルギー（Ｅｓ）は、１９ｍＪとなる。
統計的最小着火エネルギー（Ｅｓ）は、ＥＮ１３８２１:２００２及びＳＡＰ１２−１０−２０１０（社団法人日本粉体工業技術協会規格）に則り、着火の確率から以下の数式（１）により求めた。本試験では、この統計的最小着火エネルギー（Ｅｓ）を最小着火エネルギー（ｍＪ）として用いた。
【００９２】
【数１】
2020200411.tif 000004
【００９３】
Ｅｓ：統計的最小着火エネルギー
Ｅ１：着火した最小の放電エネルギー
Ｅ２：着火しなかった最大の放電エネルギー
Ｉ［Ｅ２］：Ｅ２において着火した粉じん濃度の数
（ＮＩ＋Ｉ）［Ｅ２］：試験した粉じん濃度の総数
Ｅｓ、Ｅ１及びＥ２の単位はいずれも（ｍＪ）である。
【００９４】
＜実施例２の着火試験＞
燃焼容器１０の粉じん濃度が、７５０ｇ／ｍ３、１０００ｇ／ｍ３、１５００ｇ／ｍ３、２０００ｇ／ｍ３、２２５０ｇ／ｍ３及び２５００ｇ／ｍ３になるように、試料をそれぞれ準備した。各粉じん濃度に対する試料量は、それぞれ、０．９ｇ、１．２ｇ、１．８ｇ、２．４ｇ、２．７ｇ及び３．０ｇである。
他は、実施例１と同様の手順で、着火試験を行った。結果を表３に示す。
【００９５】
【表３】
2020200411.tif 000005
【００９６】
・実施例２の最小着火エネルギー
表３の結果から、図３を作成した。図３は、粉じん濃度と放電エネルギーとの関係を示すグラフである。
図３より、実施例２の加水バイオマス原料の最小着火エネルギー（Ｅｍｉｎ）は、３０ｍＪ＜Ｅｍｉｎ＜１００ｍＪであり、その統計的最小着火エネルギー（Ｅｓ）は、６０ｍＪとなる。統計的最小着火エネルギー（Ｅｓ）は、実施例１と同様の方法で求めた。
【００９７】
＜比較例１の着火試験＞
燃焼容器１０の粉じん濃度が、１０００ｇ／ｍ３、１５００ｇ／ｍ３、１７５０ｇ／ｍ３、２０００ｇ／ｍ３、２２５０ｇ／ｍ３及び２５００ｇ／ｍ３になるように、試料をそれぞれ準備した。各粉じん濃度に対する試料量は、それぞれ、１．２ｇ、１．８ｇ、２．１ｇ、２．４ｇ、２．７ｇ及び３．０ｇである。
実施例１と同様の手順で、着火試験を行った。結果を表４に示す。
【００９８】
【表４】
2020200411.tif 000006
【００９９】
・比較例１の最小着火エネルギー
表４の結果から、図４を作成した。図４は、粉じん濃度と放電エネルギーとの関係を示すグラフである。
図４より、比較例１のバイオマス原料の最小着火エネルギー（Ｅｍｉｎ）は、３ｍＪ＜Ｅｍｉｎ＜１０ｍＪであり、その統計的最小着火エネルギー（Ｅｓ）は、６．０ｍＪとなった。統計的最小着火エネルギー（Ｅｓ）は、実施例１と同様の方法で求めた。
【０１００】
＜比較例２及び参考例１〜３の着火試験及び最小着火エネルギー＞
実施例１の加水バイオマス原料に代えて、比較例２のバイオマス粉、参考例１の石炭粉、及び参考例２〜３のバイオマス原料にそれぞれ変更し、実施例１と同様の手順で各例の着火試験を行い、統計的最小着火エネルギー（Ｅｓ）を求めた。
【０１０１】
＜バイオマス粉の混合比と最小着火エネルギーとの関係＞
図５に、バイオマス原料中におけるバイオマス粉の混合比と最小着火エネルギーとの関係を示す。
図５中に示される領域Ａ、領域Ｂ及び領域Ｃは、静電気帯電による発火危険性の判定図に記載の「粉体が持つ最小着火エネルギー毎の対策」（粉じん爆発火災対策、社団法人日本粉体工業技術協会粉じん爆発委員会編Ｐ１６９の「R.Siwek and C.Cesana:Ignition behavior of dusts: Meaning and interpretation, Process Safety Progress, 14, 2, pp.107-119(1995)」）に基づき、以下のように定義した。
・領域Ａ：容器等接地対策のよる静電気帯電の回避で対応可能な領域。
・領域Ｂ：人体の設置等爆発危険性および爆発の制御が必要な領域。領域Ｂは、「注意を要する領域」である。
・領域Ｃ：容器全体を不活性化対策したり、搬入速度の制御等が必要な領域。領域Ｃは、「極めて注意を要する領域」である。
【０１０２】
〔爆発下限濃度〕
ＪＩＳ Ｚ８８１８（２００２）の「可燃性粉じんの爆発下限濃度測定方法」に定められている吹上げ式試験装置として、図１に示す最小着火エネルギー測定装置１００と同様の構成の試験装置を用いて、爆発下限濃度を求めた。
【０１０３】
爆発下限濃度は、爆発試験を行うことで求めた。測定条件は以下の通りである。
−測定条件−
・温度        ：２０．１℃〜２０．３℃
・相対湿度    ：１３％〜１４％
・吹き上げ圧力：３０ｋＰａ以上５０ｋＰａ以下
【０１０４】
＜実施例１の爆発試験＞
試料として、実施例１の加水バイオマス原料を用いた。
まず、燃焼容器の粉じん濃度が、６５ｇ／ｍ３、７０ｇ／ｍ３、７５ｇ／ｍ３、８０ｇ／ｍ３、８５ｇ／ｍ３、９０ｇ／ｍ３、９５ｇ／ｍ３、１００ｇ／ｍ３及び１１０ｇ／ｍ３になるように、試料をそれぞれ準備した。
【０１０５】
次に、粉じん濃度が６５ｇ／ｍ３になるように準備された試料（以下、「試料Ａ」とも称する）を燃焼容器の分散皿に載せた。
圧縮空気溜から圧縮空気を燃焼容器に供給し、試料を燃焼容器内に吹き上げて分散させ、粉じん雲を発生させた。着火源には２次側出力１５ｋＶ、容量２０ｍＡのネオントランスによる放電火花を用いた。
試料を燃焼容器内に吹き上げると同時（放電開始時間０．１秒）に放電火花を発生させ、この時、粉じん雲が爆発するか否かを目視により判定した。必要に応じて、空気の圧力等を変化させてこの操作を繰り返した。爆発試験は、同一条件で５回繰り返し行った。同一条件での爆発試験は、５回中、爆発が確認された回で中止した。爆発性を示した最低粉じん濃度、すなわち、爆発が確認された回の粉じん濃度を「爆発下限濃度（見かけの爆発下限濃度）」とした。
【０１０６】
次に、試料Ａを、粉じん濃度が７０ｇ／ｍ３、７５ｇ／ｍ３、８０ｇ／ｍ３、８５ｇ／ｍ３、９０ｇ／ｍ３、９５ｇ／ｍ３、１００ｇ／ｍ３及び１１０ｇ／ｍ３になるように準備された試料に順に変更して、各試料に対し、上記と同様の方法で爆発試験を行った。結果を表５に示す。
【０１０７】
【表５】
2020200411.tif 000007
【０１０８】
・表５の説明
粉じん濃度６５ｇ／ｍ３における（６５）とは、粉じん雲の爆発の有無を参考に計測したことを意味する。後述の表６の（６０）も同様である。
【０１０９】
・実施例１の爆発下限濃度
表５より、実施例１の加水バイオマス原料の爆発下限濃度は、８０ｇ／ｍ３であった。
【０１１０】
＜比較例１の爆発試験＞
試料として、比較例１の混合粉を用いた。
まず、燃焼容器１０の粉じん濃度が、６０ｇ／ｍ３、６５ｇ／ｍ３、７０ｇ／ｍ３、７５ｇ／ｍ３、８０ｇ／ｍ３、８５ｇ／ｍ３、９０ｇ／ｍ３、９５ｇ／ｍ３、１００ｇ／ｍ３及び１１０ｇ／ｍ３になるように、試料をそれぞれ準備した
実施例１と同様の手順で爆発試験を行った。結果を表６に示す。
【０１１１】
【表６】
2020200411.tif 000008
【０１１２】
・比較例１の爆発下限濃度
表６より、比較例１の混合粉の爆発下限濃度は、７５ｇ／ｍ３であった。
【０１１３】
＜実施例２、比較例２及び参考例１〜３の爆発下限濃度＞
実施例１の加水バイオマス原料に代えて、実施例２の加水バイオマス原料、比較例２のバイオマス粉、参考例１の石炭粉、及び参考例２〜３のバイオマス原料にそれぞれ変更し、実施例１と同様の手順で各例の爆発試験を行い、爆発下限濃度を求めた。
結果を表７に示す。
【０１１４】
【表７】
2020200411.tif 000009
【０１１５】
・表７の説明
「−」は測定しなかったことを示す。
【０１１６】
表７及び図５より、含水率が５質量％以上２５質量％以下になるように加水して製造した実施例１〜２の加水バイオマス原料は、加水せずに製造した比較例１〜２のバイオマス原料に比べ、最小着火エネルギーが高くなった。
また、実施例１の加水バイオマス原料は、比較例１〜２のバイオマス原料に比べ、爆発下限濃度も高くなった。
また、実施例１〜２の加水バイオマス原料は、到着ベースの高位発熱量が確保されていた。
また、本実施例によれば、図５に示すように、バイオマス原料を加水バイオマス原料とすることにより、領域Ｃにあるバイオマス原料を領域Ａの方向にシフトさせることができる。
したがって、本実施例の加水バイオマス原料を用いてバイオマス固形燃料を製造した場合、得られるバイオマス固形燃料の含水率は、加水バイオマス原料の含水率が反映されるので、粉じん爆発を起こしにくいバイオマス固形燃料を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明の製造方法で得られるバイオマス固形燃料は、粉じん爆発を起こしにくいので、バイオマスを安全に取り扱うことができる。これにより、発電所、製鉄所、及び工場等において、バイオマスの利用を拡大することができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１０…燃焼容器、１２…着火用電極、１４…分散皿、１６…反射板、１８…パイプ、２０…配管、２２…電磁弁、２４…圧縮空気溜、２６ａ、２６ｂ…電気絶縁材、２８…ろ紙、３０…第１支持台、３２…第２支持台、１００…最小着火エネルギー測定装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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