(57)【要約】      （修正有）【課題】廃木材、製紙スラッジ、下水汚泥などの有機性廃棄物であるバイオマスを、有効かつ簡易な方法で処理を行ない燃料化して効率よく利用するためのバイオマスの処理方法を提供する。【解決手段】セメント焼成設備のサスペンションプレヒータ２からの排ガスとロータリーキルン１の窯尻からの排ガスを抽気して混合した排ガスを炭化装置１２に導入して、該排ガスとバイオマスとが直接接触する並流処理することでバイオマスの加熱処理を行い、燃料比が０．３〜３．５の半炭化バイオマスを得るとともに、当該炭化装置１２からの排ガスを当該セメント焼成設備に戻すとともに該排ガス中に含まれる微細ダストを該半炭化バイオマスとともに粉砕処理して粉砕燃料とし、該粉砕燃料を、当該セメント焼成設備の前記ロータリーキルン１に投入して燃料として利用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント焼成設備のサスペンションプレヒータからの排ガスとロータリーキルンの窯尻からの排ガスを抽気して混合した排ガスを炭化装置に導入して、該排ガスとバイオマスとが直接接触する並流処理することでバイオマスの加熱処理を行い、燃料比が０．３〜３．５の半炭化バイオマスを得るとともに、当該炭化装置からの排ガスを当該セメント焼成設備に戻すとともに該排ガス中に含まれる微細ダストを該半炭化バイオマスとともに粉砕処理して粉砕燃料とし、該粉砕燃料を、当該セメント焼成設備の前記ロータリーキルンに投入して燃料として利用することを特徴とする、バイオマスの処理方法。
【請求項２】
請求項1記載のバイオマスの処理方法において、炭化装置からの排ガス中に含まれる微細ダストは、該排ガスからサイクロンで分離されて粉砕処理に供給されることを特徴とする、バイオマスの処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のバイオマスの処理方法において、セメント焼成設備のサスペンションプレヒータからの排ガスとロータリーキルンの窯尻からの排ガスを抽気して混合した該排ガス中の酸素濃度は１０％以下であることを特徴とする、バイオマスの処理方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のバイオマスの処理方法において、前記半炭化したバイオマスを粉砕する際に、固体燃料と同時粉砕を行い、粉末固体燃料を形成することを特徴とする、バイオマスの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に廃棄物である廃木材、製紙スラッジ、下水汚泥などの有機性廃棄物であるバイオマスを原料とするバイオマスをセメント設備を用いて処理する、バイオマスの処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
木材などの有機性廃棄物であるバイオマスを燃料として有効利用するため、バイオマスの炭化法が各種研究開発されつつある。これらの技術の中でも、バイオマスの持つエネルギー収率を高めるため、バイオマスを完全炭化するまでの工程を経ずに燃料化する製造方法が検討されている。
【０００３】
例えば、以下の特許文献１には、生ゴミ及び可燃性粗大ゴミ等の廃棄物を破砕機及び粉砕機により略米粒大の細断物となし、次いでこれを絞砕機により固形物と水分とに分別し、水分は汚水処理機により浄化処理すると共に、固形物は乾燥機により乾燥処理して乾燥ゴミとなし、かつ前記乾燥処理時に発生する煙は排煙処理機により水蒸気とし、さらに前記乾燥ゴミは石油製品等のバインダーを混合して成形プレスにより所要形状の成形物に形成した後、これを炭化処理機により炭化物となし、かつ前記炭化処理時に発生した排煙は冷却固化して再び前記乾燥ゴミのバインダーとして再利用すると共に前記炭化物はミキサーにより炭素化粉末となし、さらに前記炭素化粉末に澱粉系バインダーを混入し、これを低圧成形振動プレスにより加圧成形して高カロリーの炭素化固形燃料となすことを特徴とするゴミ再生処理方法が開示されている。
【０００４】
また、以下の特許文献２には、木材や枯葉、紙、木綿等といったセルロース系廃棄物等に、燐酸等の燐化合物か、燐化合物と硫酸、硫酸アンモニウム、硼酸、またはそれらの誘導体の何れか一つあるいは二つ以上との混合物かの何れかから成る添加液を含浸状とした上、それらを、活性雰囲気下、略８０℃ないし３００℃程度の温度範囲内であって、添加液濃度に応じた所要時間だけ加熱または火炎による可燃性ガス発生を抑制した脱水、炭化を促進し、セルロース系廃棄物等の固形成分の大部分を炭化残渣に変質、固定化することを特徴とするセルロース系廃棄物等の処理方法が開示されている。
【０００５】
さらに、以下の特許文献３には、酸素欠乏雰囲気中においてバイオマスを２００〜５００℃で加熱することによりバイオマス半炭化圧密燃料前駆体を製造し、さらに得られたバイオマス半炭化圧密燃料前駆体を加圧下で成形することによりバイオマス半炭化圧密燃料を製造する方法が開示されている。
【０００６】
しかしながら、これらのバイオマスの半炭化し燃料化する方法においては、いずれも、半炭化燃料を製造するまでに要する製造工程が多く、例えば、特許文献１においては、乾燥、バインダー添加、破砕や加圧成形といった工程が必要であり、特許文献２においては、燐酸などの添加液に含浸させる工程が必要となる。さらに、特許文献３においては、加圧成形工程が不可欠となる。
このように、半炭化工程以外の多くの工程を必要とするため、製造工程が複雑化し、高コストな設備となるなどの弊害を生じることとなる。しかも、製造工程中に発生するガス処理も複雑となる等の問題点もあり、バイオマスを大量に半炭化処理することが困難である。
【０００７】
しかも、これらのバイオマスの半炭化燃料の製造方法では、半炭化する工程に大量の熱源を必要とするため、処理に係るコストが増加する上、地球温暖化など環境への負荷も増大するなどの問題がある。他方、製造された半炭化燃料は、別途、燃料として燃焼利用する設備が必要であり、これらの設備が十分確保できない状況では、大量にバイオマスを処理することが難しいばかりか、製造された半炭化燃料に、長期保存が可能となるような処置を施したり、輸送効率を高めるため、形状並びにエネルギー密度の向上などの特別な処置を必要とする。
【０００８】
一方、近年の産業廃棄物の増大に対応して、これらの産業廃棄物の処理を支援するために、セメント焼成設備を利用することが検討され、実施されつつある。
セメント焼成設備における廃棄物の処理方法の多くは、セメント原料として従来から使用されてきたスラグや石炭灰に加えて、有機性廃棄物も同時に焼却処理を行うものである。
具体的には、有機性廃棄物の内の特に可燃性廃棄物を、セメント焼成装置のロータリーキルンに投入し、燃料の一部を代替するものとして使用することがおこなわれている。可燃性廃棄物としては、廃タイヤや廃プラスチックが利用され、これらを切断又は粉砕したものをロータリーキルンに直接投入し燃焼させ、焼成熱量の一部として利用している。
【０００９】
また最近では、以下の特許文献４のように、最終的には燃焼可能であるが、処理前の状態において水分を多く含む有機性廃棄物についても、ロータリーキルンに直接投入し焼却処理する方法が行われている。
具体的には、含水汚泥を、乾燥することなく、また、添加剤を用いて前処理することなく直接、ロータリーキルンの窯尻部分又は仮焼炉に導入して焼却するものである。含水汚泥は、その殆どが水分と有機成分であるため、焼却により残留する灰分はごく微量であり、セメントクリンカの品質に影響を及ぼすこともなく、通常運転を行えるものである。
図３は、有機性廃棄物である含水汚泥８を、ロータリーキルン窯尻５に投入し、ロータリーキルン１内で焼却処理をする処理手段を、模式的に示す図である。図３に示すように、汚泥をロータリーキルン窯尻５に投入する場合には、投入された含水汚泥がロータリーキルン１内で瞬時に蒸発脱水し、汚泥中の有機物は燃焼し焼却される。９は、含水汚泥８をロータリーキルン窯尻５に供給するためのポンプである。なお、含水汚泥は、仮焼炉４に供給することも可能である。２はサスペンションプレヒータを示す。  
【００１０】
しかし、このように有機性廃棄物をロータリーキルンに直接投入する方法は、ロータリーキルン窯尻部の原料温度を水分の蒸発により低下させるため、セメント原料がクリンカ状に焼結する帯域（キルン焼成帯）の温度を低下させる原因になる。このような温度低下は、焼成されたセメントクリンカの品質に影響を与える虞があり、有機性廃棄物の投入量は、極端に制限される。
例えば、廃タイヤや廃プラスチック等の可燃性廃棄物では、直接投入量でロータリーキルンで使用する燃料消費量の１０％未満であるが、含水率の高い有機性廃棄物では、クリンカ焼成量に対して、数重量％に留まる。
【００１１】
セメント焼成設備における有機性廃棄物の使用量を増加するため、以下の特許文献５では、ロータリーキルンの原料投入側に仮焼炉を備えたサスペンションプレヒータを接続し、ロータリーキルンのクリンカ排出側にクーラを接続してなるセメント原料焼成装置において、上記クーラで生じた高温空気を上記仮焼炉に導入するためのダクトに、高温空気の一部を用いて可燃性産業廃棄物を乾留すると共に、可燃性の乾留ガスを発生させるガス発生装置を設け、上記乾留ガスを燃料としてセメント原料の仮焼を行うバーナを上記ダクトに設けたセメント原料焼成装置が開示されている。
【００１２】
特許文献５では、可燃性廃棄物である廃タイヤを、ロータリーキルンに直接投入せずに、セメント焼成設備の外部において、該廃タイヤを乾留し、この乾留ガスを仮焼炉に利用することにより、可燃性廃棄物の利用を高めようとしたものである。
【００１３】
また、以下の特許文献６では、廃棄可燃物を焼却するバーナを備えた焼却装置と、焼却により発生した焼却灰のみをセメント焼成設備に供給する灰供給装置とを備えたセメント焼成用廃棄物処理装置が開示されている。
【００１４】
しかしながら、このようなセメント焼成設備における有機性廃棄物の処理方法においては、可燃性廃棄物の持つ燃焼熱の全てを有効利用するものではなく、例えば、乾留ガスを燃焼させるバーナや廃棄物を燃焼させるバーナなどを別途設ける必要があるため、装置が複雑化する上、余分な燃料消費も掛かる。しかも、特許文献５に係る技術では、乾留が間接加熱のため処理効率に劣るなどの問題点もあり、実際のセメント焼成設備では、一般的に利用されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平５−４３８８４号公報
【特許文献２】特開２００２−３０１４５８号公報
【特許文献３】特開２００３−２０６４９０号公報
【特許文献４】特開２００２−５２３９７号公報
【特許文献５】特開平１１−２９２５８０号公報
【特許文献６】特開平１１−２９４９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は上述した種々の問題点を解決し、有機性廃棄物のうち廃木材、製紙スラッジ、下水汚泥などのバイオマス系廃棄物を、有効かつ簡易な方法で処理を行ない燃料化するためのバイオマスの処理方法を提供するものであり、特に、セメント焼成設備などの高温排ガスが利用を発生する焼成設備において、好適に利用可能なバイオマスの処理方法を提供するものである。
しかも、セメント焼成設備では廃タイヤや廃プラスチックスといった熱量の有効利用が容易な可燃性廃棄物のみならず、廃木材や水分が多量に含まれる汚泥等も効率的に処理が可能な、バイオマスの処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、請求項１記載のバイオマスの処理方法は、セメント焼成設備のサスペンションプレヒータからの排ガスとロータリーキルンの窯尻からの排ガスを抽気して混合した排ガスを炭化装置に導入して、該排ガスとバイオマスとが直接接触する並流処理することでバイオマスの加熱処理を行い、燃料比が０．３〜３．５の半炭化バイオマスを得るとともに、当該炭化装置からの排ガスを当該セメント焼成設備に戻すとともに該排ガス中に含まれる微細ダストを該半炭化バイオマスとともに粉砕処理して粉砕燃料とし、該粉砕燃料を、当該セメント焼成設備の前記ロータリーキルンに投入して燃料として利用することを特徴とする、バイオマスの処理方法である。
【００１８】
また、請求項２記載のバイオマスの処理方法は、請求項１記載のバイオマスの処理方法において、炭化装置からの排ガス中に含まれる微細ダストは、該排ガスからサイクロンで分離されて粉砕処理に供給されることを特徴とする、バイオマスの処理方法である。
【００１９】
また、請求項３記載のバイオマスの処理方法は、請求項１又は２に記載のバイオマスの処理方法において、セメント焼成設備のサスペンションプレヒータからの排ガスとロータリーキルンの窯尻からの排ガスを抽気して混合した該排ガス中の酸素濃度は１０％以下であることを特徴とする、バイオマスの処理方法である。
【００２０】
また、請求項４記載のバイオマスの処理方法は、請求項１乃至３のいずれかに記載のバイオマスの処理方法において、前記半炭化したバイオマスを粉砕する際に、固体燃料と同時粉砕をおこない、粉末固体燃料を形成することを特徴とする、バイオマスの処理方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の構成により、燃焼設備の排ガスを炭化装置に導入することにより、バイオマスを効率良く炭化することが可能となる上、燃焼設備の排ガスを利用することで、炭化のための熱源を別途確保する必要もない。
さらに、炭化処理も半炭化で止めることにより、バイオマスの燃料としての利用効率の向上が図れる上、完全炭化と比較し、短時間でかつ少ない熱エネルギーでの炭化処理が可能となる。
また、半炭化したバイオマスは粉砕が可能であり、バイオマスを粉砕し粉末燃料とすることにより、燃焼設備の燃料炉などにおいて、燃料として再利用することが容易となると共に、粉末であるため、搬送がし易く燃焼も容易に行われるなどの利点がある。
【００２２】
また、半炭化したバイオマスの燃料比が０．３〜３．５である場合には、バイオマスの乾燥が完了し一部の揮発成分が抜け出しているため、容易に粉砕可能な状態となる。燃料比が０．３より低い場合には、炭化処理が不十分であるため粉砕が困難となる。他方、燃料比が３．５より大きい場合には、炭化処理が進行し過ぎることとなり、完全炭化に近い状態となる。このため、炭化処理に要する温度が高温となるだけでなく、処理時間が長くなり、炭化処理の効率が著しく低下することとなる。
また、バイオマスの燃料比が０．３〜３．５である場合には、バイオマス（例えば木材）の炭化過程で揮発する木タールなどの不完全分解性の有機成分が残存するため、バイオマスの持つエネルギーの収率が高くなり発熱量を有効に利用できる。
【００２３】
更に、本発明の構成により、排ガスである高温ガス中の酸素濃度が１０％以下であるため、バイオマスと高温ガスとの直接接触による処理が可能となり、乾燥処理や炭化処理の効率を向上させることが可能となる。
【００２４】
更に、本発明の構成により、セメント焼成設備から排出される高温ガスを利用することにより、セメントロータリーキルンに有機性廃棄物を直接投入する場合と比較して、セメントの品質を劣化させることもなく、しかもロータリーキルン内の温度低下もないため、廃棄物を大量に処理することが可能となる。
【００２５】
更に、請求項４に係る発明の構成より、半炭化したバイオマスを粉砕する際に、固体燃料と同時粉砕を行うため、燃焼設備で利用される通常の固体燃料の粉末に、バイオマスの半炭化燃料を混入させることが可能となり、安定した燃焼力を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のバイオマスの処理方法を実施するセメント焼成設備である実施形態を示す図である。
【図２】従来のＮＳＰキルンの全体構成図を示す図である。
【図３】従来の含水汚泥などの有機性廃棄物を投入する場合の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明において処理対象となるバイオマスは、廃木材、食品残渣、パルプ廃棄物、製紙スラッジ、下水汚泥等の有機性廃棄物が利用可能であるが、特にこれに限定されるものではなく、脱水、乾燥、更には半炭化処理を行うことにより燃料として利用可能な廃棄物は、本発明に利用することが可能である。
【００２８】
バイオマスの主成分は、セルロース、ヘミセルロース、またリグニンであり、代表的な木材においては、水分が約２５重量％、木酢液および木タール混合物などの揮発物が約５０重量％、残りの約２５％が炭化物で形成されている。炭化工程では、水分の蒸発による脱水工程、さらには揮発物の蒸発／揮発工程により、炭化が進行する。
【００２９】
本発明において半炭化とは、前記の水分がほぼ無くなった状態で、木酢液および木タール混合物の低温度蒸発／揮発がある程度進行した状態をさしている。すなわち、バイオマスの種類によらず、半炭化したバイオマスは、燃料比が０．３〜３．５の範囲になると、バイオマスの乾燥が完了し一部の揮発成分が抜け出し、しかも容易に粉砕されうる状態となっている。本発明で用いる燃料比とは、廃棄物中の固定炭素と揮発分との割合であり、燃料比＝（固定炭素）／（揮発分）として表される。
【００３０】
一方、食品残渣やパルプ廃棄物、製紙スラッジ、下水汚泥等については、含有水分が高く、下水汚泥においては８０〜８５％程度の水分を含んでいるが、その他のセルロース等は、木材と同様であり、半炭化物の燃料比は前述の木材と同様である。
【００３１】
以下では、本発明で利用される燃焼設備として、セメント焼成設備を中心に説明する。本発明においては、焼成設備は、セメント焼成設備のように高温排ガスを発生するものであれば、特にセメント焼成設備に限定されるものではなく、さらに、セメント焼成設備を利用する場合も、以下に示す実施例に限定されるものではなく、セメント焼成設備の高温排ガスを利用して、有機性廃棄物の乾燥もしくは炭化処理が可能なものであれば、本発明に適用可能である。
【００３２】
図１は、本発明を実施するためのセメント焼成設備の一例の模式図を示す。
図１において、１はセメント焼成炉であるロータリーキルン、２はセメント原料を予熱するためのサスペンションプレヒータ、３は焼成したセメントを冷却するためのクリンカクーラ、４は仮焼炉、５は窯尻部を示す。
なお、参考までに、従来のＮＳＰキルンの全体構成図を、図２に示す。従来は、粉末原料２１をサスペンションプレヒータ２に投入し、原料の予熱を行ない、仮焼炉４で仮焼成し、更に窯尻部５に仮焼成した原料を投入して、ロータリーキルン１でセメントの焼成を行なうよう構成されている。焼成されたセメントは、クリンカクーラ３で冷却され、冷却空気の一部は仮焼炉２次空気ダクト２０を介して仮焼炉４に戻される。
他方、サスペンションプレヒータ２の排ガス２２は、サスペンションプレヒータ排ガスファン２３を介してセメント原料乾燥粉砕工程を経由して外部に排気される。
【００３３】
本発明におけるバイオマスの半炭化燃料の製造装置は、図１に示すように、バイオマス（有機性廃棄物６）を粉砕が容易な状態まで半炭化処理する炭化装置１２、該炭化装置１２に有機性廃棄物６を供給する供給装置、セメント焼成設備のクリンカクーラ３から高温排ガスを抽気し、該排ガスの一部を炭化装置に送るライン１１、サスペンションプレヒータからの排ガスの一部を炭化装置に供給する抽気ライン１５、炭化装置から排出した排ガスをセメント焼成設備に戻す炭化装置排ガスライン１４、更に炭化装置内で半炭化した有機性廃棄物を石炭ミル１７に供給する装置などから構成される。
【００３４】
また、半炭化した有機性廃棄物を石炭ミル１７に供給する装置は、炭化装置１２の排ガス中に含まれる微細ダストをサイクロン１３にて分離し、該微細ダストと半炭化した有機性廃棄物とを合わせて供給するよう構成し、可能な限り燃料となる物質を回収可能に構成することが好ましい。
石炭ミル１７では、半炭化した有機性廃棄物を、セメント焼成設備内で燃料として有効利用することを可能とするため、粉砕し粉末燃料とするものである。なお、半炭化した有機性廃棄物の性状によっては、半炭化物を粉砕せずに、仮焼炉４などに直接投入し燃焼させてもよい。
【００３５】
図示していないが、半炭化した有機性廃棄物は、粉末燃料とすることにより、セメント焼成炉のバーナから焼成炉内に投入が可能となる。すなわち従来のように、廃タイヤや廃プラスチック、更には含水汚泥などを、前処理を行うことなく、直接窯尻部に投入する場合には、セメント焼成炉の操業が不安定となるため、有機性廃棄物の直接投入量が制限されていたが、本発明では、従来の粉末燃料と同様に扱うことが可能となるため、これらのバイオマスを大量に有効利用することが可能になる。
【００３６】
しかも、従来の粉末燃料の原料である石炭などの固体燃料と半炭化した有機性廃棄物とを一緒に、石炭ミル１７で同時に粉砕を行うことにより、セメント焼成設備で利用される従来の固体燃料の粉末に、バイオマスの半炭化燃料を均質に混入させることが可能となり、粉末燃料の質を安定させ、燃焼設備のバーナなどで利用する場合でも、安定した燃焼力を確保することが可能となる。
【００３７】
炭化装置１２の基本的な構成は、セメント焼成設備からの高温排ガスをバイオマスに直接接触させ、バイオマスの乾燥処理及び炭化処理を行うものである。
セメント焼成設備の高温排ガスとしては、図１に示すように、サスペンションプレヒータ２からの排ガス（温度３３０〜３７０℃，酸素濃度５％以下）とロータリーキルンの窯尻部からの排ガス（温度９５０〜１１００℃，酸素濃度３％以下）を抽気し、混合して利用することが可能である。これらの排ガス以外にも、仮焼炉２次空気ダクトから一部を抽気した高温空気（温度７００〜９００℃）を利用することも可能である。
ただし、排ガスの温度や酸素濃度に関しては、バイオマスの種類に応じて、半炭化処理に適する温度（例えば、３００〜７００℃程度）、酸素濃度（例えば、１０％以下）を選定する必要がある。
【００３８】
高温ガスと直接接触してバイオマスを半炭化する炭化装置１２の具体例としては、ロータリーキルン方式を採用することができる。一方有機性廃棄物が下水汚泥の場合は気流乾燥装置も適用できる。
ロータリーキルン方式の利点は、抽気した高温排ガスとバイオマスとを、並流処理することが可能であること、また、この並流処理により、ロータリーキルン炉内での高温ガスは、バイオマスに含まれる水分や揮発成分の蒸発、あるいは揮発潜熱として優先的に利用されるため、バイオマスが必要以上に高温とならず、乾燥及び半炭化した有機物の再燃焼を防止することが可能となることである。
【００３９】
また、半炭化処理に必要なガス温度を調整するには、例えば、サスペンションプレヒータ２からの排ガスの抽気量に対して、ロータリーキルンの窯尻部からの排ガス抽気もしくは仮焼炉２次空気ダクトからの抽気の混合割合を調節することにより、所望の温度および酸素濃度に設定することが可能となる。
なお、温度が不足する場合には、各抽気ラインの途中に燃焼バーナを設置することも可能である。この場合には、燃焼バーナが消費する燃料は、炭化装置１２で製造される半炭化燃料を用いることも可能である。
【実施例１】
【００４０】
以下に、本発明に係る実施例および比較例を示し、本発明の特徴とするところを、より詳細に説明する。
（１）加熱温度と木材の炭化度に関する試験
原料バイオマスとして、１０×１５×１５ｍｍの大きさの木材において、半炭化のための加熱、および試料の粉砕実験を行った。
【００４１】
＜炭化実験＞
密閉容器内に秤量した上記試料をセラミックス製容器に封入し電気炉にて加熱し炭化を進めた。表１に示す２００℃，３００℃，５００℃，７００℃の各温度で、電気炉にて１時間加熱することにより、木片の半炭化試験を行った。
【００４２】
＜粉砕試験＞
遊星ミル（株式会社ＲＥＴＳＣＨ製  Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ  Ｂａｌｌ  Ｍｉｌｌ  Ｔｙｐｅ２）に上記半炭化後の試料をとり、２００ｒｐｍで８分間粉砕し粉砕の容易性について粉砕試験を行った。
また、それぞれの試料についてＪＩＳ  Ｍ８８１２「石炭類及びコークス類−工業分析方法」に従い試料の灰分、揮発分、固定炭素につき分析した。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
（２）粉砕性の評価試験
次に、原料バイオマスとして、長さ５０〜２００ｍｍ、太さ１０〜３０ｍｍφのサイズにカットした剪定材および、長さ１０〜３０ｍｍ、太さ１〜５ｍｍφのサイズに細断した剪定材の２種類につき、加熱および粉砕実験を行った。
【００４５】
＜炭化実験＞
密閉容器内に秤量した上記試料を封入し、表２に示す１０分、３０分、６０分の各時間で、電気炉にて３００℃で加熱することにより、木片の半炭化試験を行った。
【００４６】
＜粉砕試験＞
遊星ミル（株式会社ＲＥＴＳＣＨ製  Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ  Ｂａｌｌ  Ｍｉｌｌ  Ｔｙｐｅ２）に上記半炭化後の試料をとり、２００ｒｐｍで８分間粉砕した。
つづいてレーザー回折式粒度分布測定装置（マイクロトラックＳＲＡ７９９５−１０  日機装社製）にて粒度分布を測定し、８８μ残分を算出した。
【００４７】
【表２】
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【００４８】
表１に示すように、比較例１に示す試料においては、木材の乾燥は完了した状態であるが、炭化が何ら進んでいない状態であり揮発成分がそのまま残った状態である。比較例１のような試料は、粉砕が不可能でありセメント焼成炉等での粉末燃料として利用することが困難な状態である。
【００４９】
他方、比較例２に示す試料は、７００℃での高温処理となり、揮発分が少なくなり、ほぼ炭化が完了した状態である。このような状態では、粉末燃料とするための粉砕は容易であるが、高温処理あるいは長時間の炭化処理を行わなくてはならず、実施例１，２と比較して、燃料化の処理効率が著しく劣る。しかも、揮発分には可燃性成分も多く含まれており、比較例２のように揮発分が少ないものは、燃料としての利用効率も低い。
最適な燃料比を検討するため、粉砕可能性や処理効率の観点から、より細かな試験を行った結果、燃料比が０．３〜３．５の範囲のものが、最も好ましいことが判明した。
【００５０】
また、表２に示すように、炭化処理にかける時間により、炭化の進行状況が異なることから、剪定材などの廃木材などでは、３００℃で３０分以上の炭化処理を行うことが好ましい。しかも、炭化処理の前処理として、廃棄物を数ｍｍ〜数十ｍｍ程度に粗砕することにより、炭化の進行を促進でき、より好ましいことが理解される。
【００５１】
本発明は、以上説明したものに限られるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲において、当該技術分野において公知の技術を付加したものを包含するものであることは、言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上のように、本発明に係るバイオマスの処理方法によれば、廃木材、製紙スラッジ、下水汚泥などのバイオマス系廃棄物を、有効かつ簡易な方法で処理を行ない燃料化するためのバイオマスの処理方法を提供するものであり、特に、セメント焼成設備などの高温排ガスを発生する焼成設備において、好適に利用可能なバイオマスの処理方法を提供することが可能となる。
しかも、セメント焼成設備では、廃タイヤや廃プラスチックスといった熱量の有効利用が容易な可燃性廃棄物のみならず、廃木材や水分が多量に含まれる汚泥等も効率的に処理することが可能となる。
【符号の説明】
【００５３】
１    焼成炉（ロータリーキルン）
２    サスペンションプレヒータ
３    クリンカクーラ
４    仮焼炉
５    窯尻部
６    有機性廃棄物
８    含水汚泥
９    ポンプ
１１  クリンカクーラ抽気ライン
１２  炭化装置
１３  サイクロン
１４  半炭化装置排ガスライン
１５  サスペンションプレヒータ排ガス抽気ライン
１６  半炭化物の輸送ライン
１７  石炭ミル
２０  クリンカクーラ排ガスライン
２１  粉末燃料
２２  サスペンションプレヒータ排ガスライン
２３  サスペンションプレヒータ排ガスファン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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