(57)【要約】      （修正有）【課題】未利用廃熱を利用した微細藻類の乾燥法;法を提供する。【解決手段】含水した微細藻類を入れた鉄製容器４を、前記溶融スラグ３が排滓された前記スラグヤード１の上方に設置することにより、スラグヤードに排滓された溶融スラグの放冷時の熱を利用して、含水した微細藻類を乾燥させる。さらに鉄製容器のスラグからの高さを、前記鉄製容器の温度を指標に上下させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラグヤードに排滓された溶融スラグの放冷時の熱を利用して、含水した微細藻類を乾燥させることを特徴とする微細藻類の乾燥方法。
【請求項２】
前記含水した微細藻類を入れた鉄製容器を、前記溶融スラグが排滓された前記スラグヤードの上方に設置することにより、前記含水した微細藻類を乾燥させることを特徴とする請求項１に記載の微細藻類の乾燥方法。
【請求項３】
前記スラグヤードの上方に設置した前記鉄製容器のスラグからの高さを、前記鉄製容器の温度を指標に上下させることを特徴とする請求項１又は２に記載の微細藻類の乾燥方法。
【請求項４】
前記鉄製容器を、前記スラグヤード上のスラグの排滓からの経過時間を指標にして、前記スラグヤード上を水平方向に移動させることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載の微細藻類の乾燥方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれかに記載の微細藻類の乾燥方法を用いたバイオ燃料の製造方法。
【請求項６】
溶融スラグが排滓されるスラグヤードの上方に設置された鉄製容器の温度を制御する調整機構を備えたことを特徴とする微細藻類の乾燥装置。
【請求項７】
前記調整機構は、前記鉄製容器の高さ、若しくは、水平方向の少なくとも一方を調整する機能を有することを特徴とする請求項６に記載の微細藻類の乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細藻類の乾燥方法及び微細藻類乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代バイオ燃料の原料として、微細藻類が注目されている（非特許文献１）。菜種やパーム等を利用する既存のバイオ燃料は食料との競合の課題があるのに対し、微細藻類は食料との競合を緩和でき、また、これらの陸生植物に対して高い油脂生産性を持っている。微細藻類のオイル生産効率は陸生植物の１０〜１００倍高いと言われており、培養方法などについて、数多くの研究開発がなされている。例えば、特許文献１には、ディーゼル燃料として利用可能な炭化水素産性能の高い微細藻類が開示されている。
【０００３】
このような微細藻類をバイオ燃料とするためには、人工池などで微細藻類の株を育てる培養工程、回収された微細藻類に含まれる水分を除去する分離工程、分離した微細藻類から油脂類など炭化水素類を抽出する抽出工程、そして炭化水素類を水素化・異性化反応などにより燃料成分とする燃料化工程というように、数多くの工程がある。
【０００４】
中でも、分離工程では、回収された微細藻類に含まれる大量の水を除去しなければならないため、処理に時間がかかる。
【０００５】
特許文献２には、回収された微細藻類に含まれる水分を除去する分離工程において、微細藻を含む養液を、遠心分離により微細藻と養液成分とに分離した後に、分離された微細藻と常温常圧下で気体である水相溶性溶媒の液化物とを加圧下で攪拌混合し、水分が抽出された微細藻と水分が溶解した水相溶性溶媒の液化物との混合物を得て、混合物を濾過し、得られた濾物から水相溶性溶媒を揮発させて乾燥した微細藻を得ることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１８７６４５号公報
【特許文献２】特開２０１１−６７１６０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】産業競争力懇談会2011年度  微細藻類を利用した燃料の開発プロジェクト最終報告書「微細藻類を利用した燃料の開発」、2012年3月6日、産業競争力懇談会ＣＯＣＮ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に開示された遠心分離による分離工程では、遠心分離やその後の溶媒の除去を行うために、複雑な設備と多量のエネルギーを要し、投入エネルギーを引いた実質的に得られるエネルギーが少なくなるという問題がある。また、特許文献２に開示された分離工程では、複数の工程が必要となるため、処理時間が長く、コスト高となる。
【０００９】
本発明は、このような問題点に対してなされたものであり、燃料の実質的に得られるエネルギー効率が高く、簡単な手段で微細藻類を乾燥させることができる微細藻類の乾燥方法及び微細藻類乾燥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】
【００１０】
本発明は、上記のような目的を達成するため、以下のような特徴を有している。
［１］スラグヤードに排滓された溶融スラグの放冷時の熱を利用して、含水した微細藻類を乾燥させることを特徴とする微細藻類の乾燥方法。
［２］前記含水した微細藻類を入れた鉄製容器を、前記溶融スラグが排滓された前記スラグヤードの上方に設置することにより、前記含水した微細藻類を乾燥させることを特徴とする［１］に記載の微細藻類の乾燥方法。
［３］前記スラグヤードの上方に設置した前記鉄製容器のスラグからの高さを、前記鉄製容器の温度を指標に上下させることを特徴とする［１］又は［２］に記載の微細藻類の乾燥方法。
［４］前記鉄製容器を、前記スラグヤード上のスラグの排滓からの経過時間を指標にして、前記スラグヤード上を水平方向に移動させることを特徴とする［１］乃至［３］のうちいずれかに記載の微細藻類の乾燥方法。
［５］［１］乃至［４］のうちいずれかに記載の微細藻類の乾燥方法を用いたバイオ燃料の製造方法。
［６］溶融スラグが排滓されるスラグヤードの上方に設置された鉄製容器の温度を制御することを特徴とする調整機構を備えた微細藻類の乾燥装置。
［７］前記調整機構は、前記鉄製容器の高さ、若しくは、水平方向の少なくとも一方を調整する機能を有することを特徴とする［６］に記載の微細藻類の乾燥装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、従来利用されていなかったスラグヤードにおける排滓されたスラグ放冷時の熱を利用することで、微細藻類の乾燥を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る微細藻類の乾燥方法及び微細藻類の乾燥装置の概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る微細藻類の乾燥方法及び微細藻類の乾燥装置の概要を示す図である。溶融スラグ３は、例えば４００トン／日程度、スラグポット２からスラグヤード１に排滓される。なお、図１では、スラグヤード１は、容器のように図示されているが、スラグヤード１は、溶融スラグ３が排滓される所定の場所を示すものとし、容器は設けられていなくてもよい。
【００１４】
スラグヤード１に排滓された直後の溶融スラグ３の温度は、１０００〜１３００℃である。１０００〜１３００℃の溶融スラグ３は、数〜数十時間かけてスラグヤード１で放置され、約２００℃まで冷却される。本発明では、未だ利用されていない、この溶融スラグ３の放冷時の熱を利用して、微細藻類６の乾燥を行う。
【００１５】
図１に示すように、スラグヤード１の上方に、鉄製容器４を設置する。具体的には、スラグヤード１の建屋天井に設けられた天井クレーン５から、鉄製容器４を吊り下げる。鉄製容器４の内部には、水を多量に含んだ微細藻類６が収容されている。
【００１６】
天井クレーン５は、鉄製容器４を昇降させることができる。換言すれば、天井クレーン５は、鉄製容器４と溶融スラグ３との相対距離Ｌを調整することができる。また、天井クレーン５は、鉄製容器４を紙面左右方向に移動させることができる。換言すれば、天井クレーン５は、鉄製容器４を、スラグヤード１上において水平方向に移動させることができる。
【００１７】
ここで、通常の有機物は、４００℃以上で分解が開始する。そのため、微細藻類６が溶融スラグ３の熱によって分解しないよう、微細藻類６の温度は４００℃以下とすることが好ましい。一方、溶融スラグ３は、次第に放冷していくため、順次温度が変化している。そのため、本実施の形態では、微細藻類６の温度が４００℃以下となるよう、鉄製容器４とスラグヤード１との相対距離Ｌを調整しながら、微細藻類６の乾燥を行っている。
【００１８】
具体的には、溶融スラグ３と鉄製容器４の相対距離Ｌを、天井クレーン５を用いて調整し、微細藻類６が所定の乾燥状態となるまで、微細藻類６の乾燥を行う。
【００１９】
鉄製容器４の底面には、温度計７が設けられている。温度計７は、鉄製容器４の底面の温度を検出し、図示しない演算装置に出力する。演算装置では、温度計７によって検出された鉄製容器４の温度を指標として、鉄製容器４の高さを調整し、熱伝導率を考慮して、微細藻類６の温度が所定の温度（例えば、４００℃以下）となるように調整している。
【００２０】
なお、スラグヤード１では、溶融スラグ３が順次排滓されるため、スラグヤード１内の溶融スラグ３は、水平方向において温度が異なっている。そのため、微細藻類６の温度を制御するにあたっては、天井クレーン５を用いて、鉄製容器４の平面位置も制御して、微細藻類６の温度が所定の温度（例えば、４００℃以下）となるように調整してもよい。
【００２１】
このように、天井クレーン５によって、鉄製容器４の高さや平面位置の少なくとも一方を制御しながら、乾燥藻類を所望の乾燥状態が得られるまで乾燥させる。これにより、微細藻類６を所望の水分量まで乾燥させることができる。
【００２２】
例えば、含水率が９８質量％の微細藻類を含水率が７０質量％まで乾燥することにより、含水率が９８質量％の微細藻類１ｔ当り０．９３ｔの水分を新たなエネルギーを消費せずに乾燥でき、実質的に得られるエネルギー効率を大幅に高めることができる。
そして、既知の種々の方法を用いて、乾燥させた微細藻類から油脂類など炭化水素類を抽出し、炭化水素類を水素化・異性化反応させることで、燃料成分を取り出すことにより、バイオ燃料を製造する。
【００２３】
このように、本発明の実施形態によれば、従来利用されていなかったスラグヤード１における排滓される溶融スラグ３の放冷時の熱を利用することで、新たなエネルギーを消費せずに、微細藻類６の乾燥を行うことができる。
【００２４】
また、本発明の実施形態では、スラグヤード１の上方に微細藻類６が収容された鉄製容器４を保持するだけでよいため、従来の方法に比べて、簡単に微細藻類から大量の水を除去することができる。
【００２５】
また、スラグヤード１の上方に設置する時間、若しくは、鉄製容器４の高さや平面位置を調整するだけで、微細藻類６の含水率を簡単に調整することができる。
【００２６】
なお、本発明は、上記の形態に限られず、種々の設計変更を実施することができる。例えば、上記の実施の形態では、鉄製容器４と溶融スラグ３との相対距離Ｌを、天井クレーン５によって調整しているが、鉄製容器４と溶融スラグ３の相対距離Ｌは、天井クレーン５以外の駆動機構によって調整するようにしてもよい。
【実施例】
【００２７】
３トンの含水した微細藻類６の乾燥に際し、本発明による微細藻類６の乾燥方法を適用した。微細藻類６の含水率は、９８質量％である（水２．９４トン、微細藻類０．０６トン）。この微細藻類６を、含水率７０質量％（水０．１４トン、微細藻類０．０６トン）まで乾燥させる。
【００２８】
まず、２．９４トンの水全体を、２５℃から１００℃に加熱する熱量は、４．１８４［ｋＪ／ｋｇ℃］×２９４０［ｋｇ］×（１００−２５）［℃］＝９．２３×１０５［ｋＪ］である。
【００２９】
さらに、２．８トンの水を蒸発させるための気化熱は、２．２５９×１０３［ｋＪ／ｋｇ］×２８００［ｋｇ］＝６．３３×１０６［ｋＪ］である。
【００３０】
よって、３トンの含水した微細藻類６の含水率を、９８質量％から７０質量％にするのに必要な熱量は、９．２３×１０５＋６．３３×１０６＝７．２５×１０６［ｋＪ］である。
【００３１】
空気の熱伝導率ｋは、１０００℃のとき０．０７６［Ｗ／ｍ・Ｋ］である。鉄製容器４の底面の断面積Ｓを２．０［ｍ２］、溶融スラグ３と鉄製容器４との相対距離Ｌを１５［ｍ］、微細藻類に含まれる水と溶融スラグ３の温度差ΔＴを１０００［℃］とすれば、時間ｔ［ｓ］の間に、溶融スラグ３から水に伝わる熱量Ｑは、下式となる。
【００３２】
Ｑ＝ｋＳＬｔΔＴ［ｋＪ］＝０．０７６×２．０×１５×ｔ×１０００＝２２８０ｔ［ｋＪ］
したがって、３トンの含水した微細藻類６の含水率を、９８質量％から７０質量％にするのに必要な時間ｔ＝３１８０［ｓ］＝５３［ｍｉｎ］となる。
【００３３】
このように、本発明を適用すれば、新たなエネルギーを消費せずに、比較的短時間に微細藻類の乾燥を行うことができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  スラグヤード
２  スラグポット
３  溶融スラグ
４  鉄製容器
５  天井クレーン
６  微細藻類
７  温度計
【図１】
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