(57)【要約】【課題】バイオマスをより効率よく粉砕し、燃焼させやすくすることができるバイオマス供給装置及びボイラシステムを提供することにある。【解決手段】バイオマスを粉砕する粉砕手段と、粉砕手段にバイオマスを供給する前処理ユニットと、粉砕手段及び前処理ユニットの少なくとも一方にあるバイオマスと加熱源との間で熱交換を行うことで当該バイオマスを加熱する加熱手段と、粉砕手段で粉砕されたバイオマスを粒度の基準値に基づいて分離する粉体分離装置と、粉体分離装置で分離された粒度が基準値以上である大きい粒度のバイオマスを、バイオマスの搬送経路において粉砕手段よりも上流側に供給する再循環配管と、粉体分離装置で分離された粒度が基準値未満である小さい粒度のバイオマスを、バイオマスの搬送経路において粉砕手段に供給する供給配管と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオマスを粉砕する粉砕手段と、
前記粉砕手段に前記バイオマスを供給する前処理ユニットと、
前記粉砕手段及び前記前処理ユニットの少なくとも一方にあるバイオマスと加熱源との間で熱交換を行うことで当該バイオマスを加熱する加熱手段と、
前記粉砕手段で粉砕された前記バイオマスを粒度の基準値に基づいて分離する粉体分離装置と、
前記粉体分離装置で分離された粒度が基準値以上である大きい粒度のバイオマスを、前記バイオマスの搬送経路において前記粉砕手段よりも上流側に供給する再循環配管と、
前記粉体分離装置で分離された粒度が基準値未満である小さい粒度のバイオマスを、前記バイオマスの搬送経路において前記粉砕手段に供給する供給配管と、を備えることを特徴とするバイオマス供給装置。
【請求項２】
前記再循環配管は、前記バイオマスの搬送経路において前記加熱手段よりも上流側に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のバイオマス供給装置。
【請求項３】
前記再循環配管は、前記バイオマスの搬送経路において前記加熱手段と前記粉砕手段との間に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のバイオマス供給装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のバイオマス供給装置と、
前記バイオマス供給装置の前記供給配管を通過する粉砕されたバイオマスが供給され、前記バイオマスを含む燃料を燃焼させるボイラ本体と、
前記ボイラ本体から排出される排ガスの経路に配置された節炭器と、
前記排ガスの経路の前記節炭器よりも下流側に配置されたエアヒータと、を有し、
前記加熱手段は、前記加熱源が、前記節炭器と前記エアヒータとの間を流れる排ガスの一部を分岐し、当該分岐した分岐排ガスであることを特徴とするボイラシステム。
【請求項５】
前記粉砕手段と前記粉体分離装置との間の前記バイオマスの搬送経路に前記ボイラ本体から排出される排ガスの一部を供給する上流側配管をさらに有することを特徴とする請求項４に記載のボイラシステム。
【請求項６】
前記上流側配管に供給される排ガスは、前記分岐排ガスであることを特徴とする請求項５に記載のボイラシステム。
【請求項７】
前記粉体分離装置と前記ボイラ本体との間の前記バイオマスの搬送経路に前記ボイラ本体から排出される排ガスの一部を供給する下流側配管をさらに有することを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載のボイラシステム。
【請求項８】
前記下流側配管に供給される排ガスは、前記分岐排ガスであることを特徴とする請求項７に記載のボイラシステム。
【請求項９】
前記前処理ユニットは、
バイオマスを貯蔵するバイオマス貯蔵タンクと、
前記バイオマス貯蔵タンクにバイオマスを供給する貯蔵前供給手段と、
前記バイオマス貯蔵タンクに貯蔵されたバイオマスを前記粉砕手段に供給する貯蔵後供給手段と、を備え、
前記加熱手段は、前記貯蔵前供給手段、前記バイオマス貯蔵タンク及び前記貯蔵後供給手段のいずれかにあるバイオマスを加熱することを特徴とする請求項４から８のいずれか一項に記載のボイラシステム。
【請求項１０】
前記加熱手段は、前記貯蔵後供給手段により前記粉砕手段に向けて搬送されているバイオマスを加熱することを特徴とする請求項９に記載のボイラシステム。
【請求項１１】
前記分岐排ガスは、前記節炭器と前記エアヒータとの間から分岐される位置での温度が２５０℃以上４００℃以下であることを特徴とする請求項４から１０のいずれか一項に記載のボイラシステム。
【請求項１２】
前記加熱手段は、前記バイオマスを２５０℃以上４００℃以下に加熱することを特徴とする請求項４から１０のいずれか一項に記載のボイラシステム。
【請求項１３】
前記加熱手段は、前記バイオマスを加熱している領域から排出される空気を、前記ボイラ本体に供給することを特徴とする請求項４から１２のいずれか一項に記載のボイラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマスを粉砕して供給するバイオマス供給装置及びボイラシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化の観点からＣＯ2排出の削減が推進されている。特に、発電用ボイラ等の燃焼設備においては、燃料として石炭や重油等の化石燃料が用いられることが多いが、この化石燃料は、ＣＯ2排出の問題から地球温暖化の原因となり、地球環境保全の見地からその使用が規制されつつある。また化石燃料の枯渇化の観点からもこれに代替するエネルギ資源の開発、実用化が求められている。そこで、化石燃料の代替として、バイオマスを用いた燃料の利用促進が図られている。バイオマスとは、光合成に起因する有機物であって、木質類、草木類、農作物類、厨芥類等のバイオマスがある。このバイオマスを燃料化処理することにより、バイオマスをエネルギ源又は工業原料として有効に利用することができる。
【０００３】
再生可能エネルギであるバイオマスの高効率利用の観点から、バイオマスを燃料として用いることが行われている。燃料として用いる方法の一つに、バイオマス固形物を粉砕して微粉化し、微粉炭焚きボイラに供給して燃料として用いるものがある。これは、石炭とバイオマスとをそれぞれを単独で粉砕する単独粉砕方式と、石炭とバイオマスとを混合してから粉砕する混合粉砕方式とが知られている。何れの方式においても、バイオマス固形物を粉砕するためのバイオマス粉砕装置が必要であるが、従来の石炭焚きボイラで用いられている既設ミルを用いようとした場合、既設ミルの能力制約から石炭に対する混焼率は最大でも５ｃａｌ％程度に留まっていた。また、特許文献１及び特許文献２に記載されているように、バイオマスを炭化させた後、燃料として用いるものもある。
【０００４】
特許文献１には、ごみ焼却炉の廃熱を利用して、木質系バイオマスを炭化する装置が記載されている。また、特許文献１には、４００℃から７００℃で炭化することが一般的であることが記載され、炭化条件の一例として、５００℃から６００℃程度の範囲で炭化することが記載されている。特許文献２には、バイオマスを炭化させるシャフト型熱分解炉内にある炭化物の一部を燃焼させて熱分解用ガスとするために酸素含有ガスを投入して、炉頂から排出される熱分解ガス及び熱分解タールの温度を３００から６００℃に制御する装置が記載されている。また、特許文献２には、バイオマスを炭化させるシャフト型熱分解炉に炉外で生成された１０００から１２００℃の熱分解用ガスを供給し、炉頂から排出される熱分解ガス及び熱分解タールの温度を３００から６００℃に制御する装置が記載されている。
【０００５】
また、バイオマスを粉砕して燃料とする場合、粉砕したバイオマスを粒度に基づいて分離し、一部を再度粉砕する装置を備えているものもなる。本出願人が出願した特許文献３には、粉砕したバイオマスを粒度に基づいて分離し、粗粉を粉砕装置に送って、再度粉砕する装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−９１８８９号公報
【特許文献２】特許第４８５５５３９号公報
【特許文献３】特開２０１２−８３０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来技術の石炭粉砕装置を用いて木質系バイオマス原料を粉砕する場合、以下のような問題がある。木質バイオマス特にチップ状のものは石炭に比し、比重が小さいためローラーミルにより粉砕するとミル内部でローラとテーブルの間に噛みこみにくいため粉砕量が減少する。また木質バイオマスは圧縮性がありテーブルライナに噛み込まれ粉砕する場合、圧力が伝わらず粉砕しにくい、という問題がある。また、木質系バイオマス原料は、その水分含有量が高く、かつ繊維質のため、ローラとテーブルライナに挟まれ押しつぶされた場合、粉砕された微粉がお互いに絡んで分離しにくい性質がある。このため従来技術の石炭ミルで粉砕しても粉砕された粗粒と微粉が固まり移動しにくいため、過粉砕され、石炭粉砕に対し大幅に粉砕量が低下し、消費動力が増加する。石炭と混粉砕しても、一般的に５％が木質バイオマスの混合限度であり、それ以上混合粉砕率を上げると微粉粒度が低下し、ボイラでの燃焼効率が悪化する。また、ミル動力が増加するためミル容量を下げて運転する必要がある。
【０００８】
これに対して、特許文献１及び特許文献２のように、バイオマスを炭化することで、脆化させ、粉砕しやすくすることができる。また、特許文献３のように、粉砕したバイオマスを粒度に基づいて分離し、必要に応じて再度粉砕することで、バイオマスの粒度を均一化することができる。しかしながら、バイオマスの粉砕の効率化、燃焼のさせやすさの点で改良の余地がある。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、バイオマスをより効率よく粉砕させることができ、燃焼させやすくすることができるバイオマス供給装置及びボイラ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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、バイオマス供給装置であって、バイオマスを粉砕する粉砕手段と、前記粉砕手段に前記バイオマスを供給する前処理ユニットと、前記粉砕手段及び前記前処理ユニットの少なくとも一方にあるバイオマスと加熱源との間で熱交換を行うことで当該バイオマスを加熱する加熱手段と、前記粉砕手段で粉砕された前記バイオマスを粒度の基準値に基づいて分離する粉体分離装置と、前記粉体分離装置で分離された粒度が基準値以上である大きい粒度のバイオマスを、前記バイオマスの搬送経路において前記粉砕手段よりも上流側に供給する再循環配管と、前記粉体分離装置で分離された粒度が基準値未満である小さい粒度のバイオマスを、前記バイオマスの搬送経路において前記粉砕手段に供給する供給配管と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記再循環配管は、前記バイオマスの搬送経路において前記加熱手段よりも上流側に接続されていることが好ましい。
【００１２】
また、前記再循環配管は、前記バイオマスの搬送経路において前記加熱手段と前記粉砕手段との間に接続されていることが好ましい。
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ボイラシステムであって、上記のいずれかに記載のバイオマス供給装置と、前記バイオマス供給装置の前記供給配管を通過する粉砕されたバイオマスが供給され、前記バイオマスを含む燃料を燃焼させるボイラ本体と、前記ボイラ本体から排出される排ガスの経路に配置された節炭器と、前記排ガスの経路の前記節炭器よりも下流側に配置されたエアヒータと、を有し、前記加熱手段は、前記加熱源が、前記節炭器と前記エアヒータとの間を流れる排ガスの一部を分岐し、当該分岐した分岐排ガスであることを特徴とする。
【００１４】
また、前記粉砕手段と前記粉体分離装置との間の前記バイオマスの搬送経路に前記ボイラ本体から排出される排ガスの一部を供給する上流側配管をさらに有することが好ましい。
【００１５】
また、前記上流側配管に供給される排ガスは、前記分岐排ガスであることが好ましい。
【００１６】
また、前記粉体分離装置と前記ボイラ本体との間の前記バイオマスの搬送経路に前記ボイラ本体から排出される排ガスの一部を供給する下流側配管をさらに有することが好ましい。
【００１７】
また、前記下流側配管に供給される排ガスは、前記分岐排ガスであることが好ましい。
【００１８】
また、前記前処理ユニットは、バイオマスを貯蔵するバイオマス貯蔵タンクと、前記バイオマス貯蔵タンクにバイオマスを供給する貯蔵前供給手段と、前記バイオマス貯蔵タンクに貯蔵されたバイオマスを前記粉砕手段に供給する貯蔵後供給手段と、を備え、前記加熱手段は、前記貯蔵前供給手段、前記バイオマス貯蔵タンク及び前記貯蔵後供給手段のいずれかにあるバイオマスを加熱することが好ましい。
【００１９】
また、前記加熱手段は、前記貯蔵後供給手段により前記粉砕手段に向けて搬送されているバイオマスを加熱することが好ましい。
【００２０】
また、前記分岐排ガスは、前記節炭器と前記エアヒータとの間から分岐される位置での温度が２５０℃以上４００℃以下であることが好ましい。
【００２１】
また、前記加熱手段は、前記バイオマスを２５０℃以上４００℃以下に加熱することが好ましい。
【００２２】
また、前記加熱手段は、前記バイオマスを加熱している領域から排出される空気を、前記ボイラ本体に供給することが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、加熱手段で加熱され、炭化された後、粉砕手段で粉砕されたバイオマスを粉体分離装置で基準値の粒度で分離し、粒度が大きいバイオマスを粉砕手段よりも上流側に戻すことで、バイオマスを炭化し、かつ、基準の粒度以下に粉砕することができる。これにより、バイオマスをより効率よく粉砕させることができ、燃焼させやすくすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、発電システムの一実施形態の概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、前処理ユニットの概略構成の一部を示す模式図である。
【図３】図３は、バイオマスの温度と、各成分の割合との関係を示すグラフである。
【図４】図４は、粉砕動力比と所定粒径までの粉砕時間との関係を示すグラフである。
【図５】図５は、粉砕粒径の分布を示すグラフである。
【図６】図６は、前処理ユニットの他の実施形態の一部を示す模式図である。
【図７】図７は、前処理ユニットの他の実施形態の概略構成の一部を示す断面図である。
【図８】図８は、前処理ユニットの他の実施形態の一部を示す模式図である。
【図９】図９は、前処理ユニットの他の実施形態の一部を示す模式図である。
【図１０】図１０は、前処理ユニットの他の実施形態の一部を示す模式図である。
【図１１】図１１は、前処理ユニットの概略構成の一部を示す断面図である。
【図１２】図１２は、前処理ユニットの他の実施形態の一部を示す模式図である。
【図１３】図１３は、前処理ユニットの他の実施形態の一部の概略構成を示す模式図である。
【図１４】図１４は、発電システムの他の実施形態の概略構成を示す模式図である。
【図１５】図１５は、発電システムの他の実施形態の概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照して、本発明に係るボイラシステムを発電システムに用いた場合の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。本発明に係るボイラシステムは、ボイラに供給する燃料としてバイオマスを用いる各種ボイラシステムに用いることができる。本発明に係るボイラシステムは、例えば、ボイラで発生させた熱で水を加熱し、お湯を供給する給湯システムに用いることができる。本発明に係るボイラシステムは、ボイラで発生させた熱を機械的エネルギ、つまり駆動力に変換する駆動システムに用いることもできる。
【００２６】
図１は、発電システムの一実施形態の概略構成を示す模式図である。図１に示す発電システム１０は、バイオマスを粉砕した微粉体と石炭や油等の化石燃料とを燃料として併用して燃焼させ、この燃焼により発生した熱を回収し、回収した熱で発電を行うことが可能な発電システムである。
【００２７】
図１に示す発電システム１０は、バイオマスを供給するバイオマス供給装置１１と、化石燃料を供給する化石燃料供給装置１２と、バイオマス供給装置１１から供給されたバイオマスと化石燃料供給装置１２から供給された化石燃料とを燃焼することで発生した熱を回収するボイラ３０と、ボイラ３０で発生させた熱を用いて発電を行う発電装置６０とを有する。なお、本実施形態の発電システム１０は、一部の機構がバイオマス供給装置１１と化石燃料供給装置１２との両方に用いられる。具体的には、発電システム１０は、一部の機構がバイオマスと化石燃料を混合して同時に処理を行い、バイオマスと化石燃料とを混合した状態でボイラ３０に供給している。
【００２８】
ここで、バイオマスとは、再生可能な生物由来の有機性資源であって、化石資源を除いたものと定義する。例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ、及びこれらを原料としたリサイクル燃料(ペレットやチップ)等であり、ここに提示したものに限定されることはない。
【００２９】
バイオマス供給装置１１は、バイオマスを好適に炭化できる温度の範囲で加熱した後、粉砕し、粉砕したバイオマスをボイラ３０に供給する装置であり、前処理ユニット１９と、空気供給配管２１と、粉砕装置（ミル）２６と、粉体分離装置２７と、供給配管２８と、再循環配管２９と、加熱手段１００とを有する。なお、加熱手段１００については後述する。
【００３０】
前処理ユニット１９は、バイオマスに前処理を行った後、粉砕装置２６に供給するユニットであり、貯蔵サイロ２０と、払い出しコンベア２２と、搬送コンベア２３と、バイオマス貯蔵タンク２４と、フィーダ２５と、配管８０と、冷却手段１０１と、を有する。貯蔵サイロ２０は、所定量のバイオマスを貯留可能な装置である。貯蔵サイロ２０は、貯留させているバイオマス１４０を所定の量ずつ払い出しコンベア２２に供給する。払い出しコンベア２２と搬送コンベア２３は、ともにバイオマス１４０を搬送する搬送機構である。なお、本実施形態では、コンベアとしたが、バイオマス１４０の搬送機構としては、種々の機構を用いることができる。払い出しコンベア２２は、貯蔵サイロ２０から供給されたバイオマス１４０を搬送コンベア２３に搬送する。搬送コンベア２３は、払い出しコンベア２２から供給されたバイオマス１４０をバイオマス貯蔵タンク２４に供給する。
【００３１】
バイオマス貯蔵タンク２４は、搬送コンベア２３から供給されたバイオマス１４０を一時的に貯留する。バイオマス貯蔵タンク２４は、貯留しているバイオマス１４０をフィーダ２５に供給する。フィーダ２５は、バイオマス貯蔵タンク２４から供給されたバイオマス１４０を搬送し、粉砕装置２６に供給する。加熱手段１００は、フィーダ２５を通過するバイオマス１４０を加熱して炭化バイオマス１４２とする機構である。なお、フィーダ２５の構成については後ほど説明する。
【００３２】
配管８０は、フィーダ２５と粉砕装置２６とを接続する配管であり、フィーダ２５から排出された炭化バイオマス１４２を粉砕装置２６に搬送する。本実施形態では、フィーダ２５と配管８０の両方が前処理ユニット１９の貯蔵後供給手段となる。なお、前処理ユニット１９は、配管８０で炭化バイオマス１４２を搬送させる機構として種々の機構を用いることができる。前処理ユニット１９は、例えば、配管内にスクリューを配置し、当該スクリューを回転させることで、炭化バイオマス１４２を搬送させてもよい。また、前処理ユニット１９は、配管８０内にフィーダ２５から粉砕装置２６に向かう流れの空気を流すことで炭化バイオマス１４２を搬送してもよい。
【００３３】
冷却手段１０１は、配管８０に配置されており、フィーダ２５から粉砕装置２６に向かう炭化バイオマス１４２を冷却する。前処理ユニット１９は、加熱手段１００で加熱され粉砕装置２６に供給される炭化バイオマス１４２を冷却することで、炭化されたバイオマスの状態を安定させることができ、配管８０内を安定して搬送することができ、粉砕装置２６での処理も安定して行うことができる。
【００３４】
バイオマス供給装置１１の構成の説明を続ける。空気供給配管２１は、バイオマス供給装置１１及び化石燃料供給装置１２に空気を供給する配管である。空気供給配管２１は、ボイラ３０の空気を供給させる各部と接続され、空気１４８が供給される。また、空気供給配管２１は、粉砕装置２６と石炭粉砕装置２５２ａ、２５２ｂに接続され、それぞれに空気１４８を供給する。また、空気供給配管２１は、粉砕装置２６と接続される配管にバルブ７０が設けられ、石炭粉砕装置２５２ａと接続される配管にバルブ７２が設けられ、石炭粉砕装置２５２ｂと接続される配管にバルブ７４が設けられている。このバルブ７０、７２、７４の開閉及び開度を調整することで、各部に供給する空気１４８の量を調整することができる。
【００３５】
粉砕装置２６は、バイオマスを粉砕する粉砕装置（本実施形態の粉砕手段）であり、フィーダ２５から供給された炭化バイオマス１４２を微粉１４４に粉砕する。また、粉砕装置２６には、空気供給配管２１が接続されており、空気供給配管２１から供給される空気１４８の力で粉砕した微粉１４４を搬送させる。つまり、粉砕装置２６で粉砕されたバイオマスは、空気搬送により、粉体分離装置２７に供給する。
【００３６】
粉体分離装置２７は、バグフィルタや、サイクロンを有し、通過する微粉１４４を分離し、分級する。微粉１４４は、炭化され粉砕されたバイオマスである。粉体分離装置２７は、通過するバイオマス１４０のうち、大きさが一定より小さい微粉１４４を適正微粉１４４ａとして供給配管２８に供給する。粉体分離装置２７は、通過する粉砕されたバイオマス１４０のうち、大きさが一定以上の微粉１４４を粗粉１４４ｂとして再循環配管２９に供給する。なお、微粉１４４のそれぞれの大きさは、例えば粒度を用いて判定することができる。また、判定の基準としては基準値を用いることができる。つまり、粉体分離装置２７は、粒度が基準値未満である小さい粒度のバイオマスを供給配管２８に供給し、粒度が基準値以上である大きい粒度のバイオマスを再循環配管２９に供給する。例えば、粉体分離装置２７は、サイクロンによりバイオマス１４０に対して吹き上げる風を送り、風によって吹き上げられた大きさが一定より小さい微粉１４４を適正微粉１４４ａとして供給配管２８に供給する。粉体分離装置２７は、サイクロンによりバイオマス１４０に対して吹き上げる風を送り、風を吹き付けても落下する大きさが一定以上の微粉１４４を粗粉１４４ｂとして、再循環配管２９に供給する。なお、粉体分離装置２７としては、種々の分球機を用いることができる、例えば、慣性力分級機、遠心力分級機、重力式分級機、振動篩、またはこれらの組合せを用いることができる。
【００３７】
供給配管２８は、一方の端部が粉体分離装置２７に接続され、他方の端部がバイオマス用の燃焼バーナ３４に接続されている。供給配管２８は、粉体分離装置２７から供給された適性微粉１４４ａ及び空気１４８をボイラ３０のバイオマス用の燃焼バーナ３４に供給する。なお、発電システム１０は、空気供給配管２１から供給配管２８にも空気１４８を供給するようにしてもよい。この場合、供給される空気１４８は、一次空気となる。
【００３８】
再循環配管２９は、一方の端部が粉体分離装置２７に接続され、他方の端部がバイオマスの搬送経路においてバイオマス貯蔵タンク２４とフィーダ２５との間に接続されている。再循環配管２９は、粉体分離装置２７から供給された粗粉１４４ｂ及び空気１４８をバイオマス貯蔵タンク２４とフィーダ２５との間に供給することで、フィーダ２５に再度供給する。つまり、粗粉１４４ｂは、バイオマス貯蔵タンク２４からフィーダ２５に供給されるバイオマス１４２に混合され、混合されたバイオマス１４２とともに搬送されフィーダ２５に供給される。フィーダ２５に供給された粗粉１４４ｂは、フィーダ２５の通過時に加熱手段１００で再度加熱され、炭化された後、粉砕装置２６に供給され、粉砕される。
【００３９】
次に、化石燃料供給装置１２は、ボイラ３０に石炭を供給する装置である。化石燃料供給装置１２は、石炭２５０を受け入れるホッパ２５１ａ、２５１ｂと、ホッパ２５１ａ、２５１ｂに対応して配置された石炭粉砕装置２５２ａ、２５２ｂと、石炭粉砕装置２５２ａ、２５２ｂにて得られた微粉炭１４９を燃焼バーナ３３に供給する配管２５３と、を備える。ホッパ２５１ａ、２５１ｂは、石炭を貯留し、貯留した石炭を石炭粉砕装置２５２ａ、２５２ｂに供給する。石炭粉砕装置２５２ａ、２５２ｂは、石炭を粉砕する機構である。石炭粉砕装置２５２ａ、２５２ｂは、上述したように空気供給配管２１と接続されており、空気供給配管２１から供給される空気１４８を用いて、装置内の石炭を攪拌しつつ、粉砕する。また、石炭粉砕装置２５２ａ、２５２ｂは、粉砕され所定以下の粒度となった石炭の粉体を空気１４８で装置上側に吹き上げることで、配管２５３に排出する。図１に示す石炭粉砕装置２５２ａ、２５２ｂは、縦型のミルを示したが、種々の機構の粉砕装置を用いることができる。例えば、チューブミルを用いることができる。また、石炭粉砕装置２５２ａは、粉砕装置２６と同じ構成としてもよいし、異なる構成としてもよい。また、本実施形態では、ホッパと石炭粉砕装置との組合せを２つ示したが、ホッパと石炭粉砕装置との組合せの数は、任意の数とすればよい。
【００４０】
次に、ボイラ３０は、コンベンショナルボイラであって、バイオマスと化石燃料とを燃焼可能なボイラ本体３１を有している。このボイラ本体３１は、中空形状をなして鉛直方向に設置され、このボイラ本体３１を構成する火炉壁の下部に燃焼装置３２が設けられている。この燃焼装置３２は、火炉壁に装着された複数の化石燃料用の燃焼バーナ３３と、複数のバイオマス用の燃焼バーナ３４とを有している。バイオマス用の燃焼バーナ３４とは、燃料としてバイオマスが噴射されるバーナである。本実施形態にて、化石燃料用の燃焼バーナ３３は、周方向に沿って４個若しくは８個配設されたものが上下方向に３から６段配置されている。一方、バイオマス用の燃焼バーナ３４は、複数の化石燃料用の燃焼バーナ３３の下方であって、周方向に沿って４個若しくは８個配設されたものが上下方向に１段配置されている。なお、化石燃料用の燃焼バーナ３３とバイオマス用の燃焼バーナ３４の配置関係は上下逆であってもよい。また、各燃焼バーナ３３、３４にて、周方向の数は４個に限るものではなく、段数も４段や１段に限るものではない。さらに、各燃焼バーナ３３、３４を対向するように配置してもよい。
【００４１】
化石燃料用の燃焼バーナ３３は、上述したように、化石燃料供給装置１２の配管２５３ａ、２５３ｂと連結されている。なお、燃料バーナ３３は、化石燃料として、石炭ではなく、燃料油または燃料ガスを供給する供給装置と接続されていてもよい。つまり、燃料バーナ３３は、化石燃料として燃料油または燃料ガスが供給されてもよい。一方、バイオマス用の燃焼バーナ３４は、バイオマス供給装置１１からの供給配管２８が連結されている。
【００４２】
燃焼装置３２は、各燃焼バーナ３３、３４に燃焼用空気を供給可能な空気供給配管３９を有しており、この空気供給配管３９は、基端部に送風機４０が装着され、先端部がボイラ本体３１の外周側に設けられた風箱４１に連結されている。そのため、この風箱４１に供給された空気を各燃焼バーナ３３、３４に供給することができる。また、ボイラ本体３１には、加熱手段１００の配管１０８が接続されている。この点については後述する。
【００４３】
ボイラ本体３１は、上部に煙道４２が連結されており、この煙道４２に、対流伝熱部として排ガスの熱を回収するための、過熱器４３、４４、再熱器４５、４６、節炭器（エコノマイザ、ＥＣＯ）４７、４８、４９が設けられており、ボイラ本体３１での燃焼で発生した排ガスと水との間で熱交換が行われる。
【００４４】
煙道４２は、その下流側に熱交換を行った排ガスが排出される排ガス配管５０が連結されている。この排ガス配管５０は、空気供給配管３９との間にエアヒータ（空気予熱器、ＡＨ）５１が設けられ、空気供給配管３９を流れる空気と、排ガス配管５０を流れる排ガスとの間で熱交換を行い、燃焼バーナ３３、３４に供給する燃焼用空気を２００から３００℃の範囲に昇温することが望ましい。
【００４５】
また、空気供給配管３９は、エアヒータ５１より下流側の位置から分岐して、空気供給配管２１が設けられている。この空気供給配管２１は、塵や埃等の粒子状物質を除去可能な除塵装置５２と、高温空気を昇圧可能なブロア５３が装着されており、エアヒータ５１で２００から３００℃に加熱した空気をバイオマス供給装置１１の供給配管２８に供給することができる。
【００４６】
なお、排ガス配管５０は、エアヒータ５１より上流側に位置して、選択還元型触媒（ＳＣＲ）５４が設けられ、エアヒータ５１より下流側に位置して、電気集塵器（ＥＰ）５５、誘引送風機５６、脱硫装置５７が設けられ、下流端部に煙突５８が設けられている。
【００４７】
発電装置６０は、熱エネルギを電気に変換する変換機構である。配管ユニット６２は、ボイラ３０の過熱器４３、４４、再熱器４５、４６と、発電装置６０とを接続する配管であり、過熱器４３、４４、再熱器４５、４６で過熱された蒸気を発電装置６０に送り、発電装置６０で熱交換した蒸気を過熱器４３、４４、再熱器４５、４６に送る。発電装置６０は、過熱器４３、４４、再熱器４５、４６で過熱された蒸気から取り出した熱エネルギを電気に変換する。例えば、発電装置６０は、タービンを有し、過熱蒸気のエネルギを利用してタービンを回転させ、電力を取り出す。
【００４８】
以上より、発電システム１０は、ボイラ３０にて、送風機４０を駆動して空気を吸引すると、この空気は、空気供給配管３９を通してエアヒータ５１で加熱された後に風箱４１を介して各燃焼バーナ３３、３４に供給される。また、化石燃料としての微粉炭は、配管２５３を通して化石燃料用の燃焼バーナ３３に供給される。また、バイオマス供給装置１１から供給されたバイオマスは、供給配管２８を通してバイオマス用の燃焼バーナ３４に供給される。
【００４９】
すると、化石燃料用の燃焼バーナ３３は、燃焼用空気と化石燃料をボイラ本体３１に噴射すると同時に着火し、また、バイオマス用の燃焼バーナ３４は、燃焼用空気とバイオマスの微粉体をボイラ本体３１に噴射すると同時に着火する。このボイラ本体３１では、燃焼用空気、化石燃料、バイオマスが燃焼して火炎が生じる。ボイラ本体３１内の下部で火炎が生じると、燃焼ガスがこのボイラ本体３１内を上昇し、煙道４２に排出される。
【００５０】
このとき、図示しない給水ポンプから供給された水は、節炭器４７、４８、４９によって予熱された後、図示しない蒸気ドラムに供給され火炉壁の各水管（図示せず）に供給される間に加熱されて飽和蒸気となり、図示しない蒸気ドラムに送り込まれる。さらに、図示しない蒸気ドラムの飽和蒸気は過熱器４３、４４に導入され、燃焼ガスによって過熱される。過熱器４３、４４で生成された過熱蒸気は、配管ユニット６２を通過して発電装置６０に供給される。また、発電装置６０での膨張過程の中途で取り出した蒸気は、配管ユニット６２を通過して再熱器４５、４６に導入され、再度過熱されて配管ユニット６２を通過して発電装置６０に戻される。なお、ボイラ本体３１をドラム型（蒸気ドラム）として説明したが、この構造に限定されるものではない。
【００５１】
その後、煙道４２の節炭器４７、４８、４９を通過した排ガスは、排ガス配管５０にて、選択還元型触媒５４でＮＯｘ等の有害物質が除去され、電気集塵器５５で粒子状物質が除去され、脱硫装置５７により硫黄分が除去された後、煙突５８から大気中に排出される。
【００５２】
次に、図１から図５を用いて、バイオマス供給装置１１の構成についてより詳細に説明する。バイオマス供給装置１１は、上述したように、前処理ユニット１９と、空気供給配管２１と、粉砕装置（ミル）２６と、供給配管２８と、加熱手段１００と、制御部１３０と、を有する。以下では、前処理ユニット１９のフィーダ２５と、加熱手段１００ついて説明する。
【００５３】
まず、図２を用いて、前処理ユニットのフィーダ２５について説明する。ここで、図２は、前処理ユニットの一部を示す模式図である。フィーダ２５は、キルン１０４を有する。キルン１０４は、配管８０と接続されており、バイオマス貯蔵タンク２４から供給されるバイオマスを配管８０まで加熱しつつ案内する窯である。また、フィーダ２５は、キルン１０４と配管８０との間に開閉弁を設けてもよい。フィーダ２５は、開閉弁を設け、当該開閉弁の開閉を切り換えることで、キルン１０４内を通過したバイオマスを配管８０に供給するか否かを切り換える。なお、フィーダ２５によるキルン１０４内のバイオマスの搬送方法は特に限定されない。例えば、フィーダ２５は、ベルト搬送機構やスクリュー機構をキルン１０４内に設け、ベルト搬送機構やスクリュー機構を駆動させることでバイオマスを搬送してもよい。
【００５４】
加熱手段１００は、配管１０６と、配管１０８と、配管１１２と、フレアスタック１１４と、ガス再循環ファン（Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ  Ｆａｎ）１１６と、配管１１７と、バルブ１１８と、配管１２０と、ガス再循環ファン１２２とを有する。なお、加熱手段１００は、これらに加え、温度を検出する検出部や、流量を検出する検出部、バルブ等も備えている。
【００５５】
配管１０６は、一方の端部が、節炭器４７とエアヒータ５１との間の煙道４２または排ガス配管５０と接続しており、他方の端部のフィーダ２５のキルン１０４のバイオマスの搬送方向の下流側端部と接続している。配管１０６には、ガス再循環ファン１１６が配置されており、ガス再循環ファン１１６により、煙道４２または排ガス配管５０からフィーダ２５に向けて分岐排ガス１３１を流す。分岐排ガス１３１は、煙道４２または排ガス配管５０の配管１０６が接続している部分周辺を流れる排ガスの一部である。
【００５６】
次に、配管１０８は、一方の端部がキルン１０４のバイオマスの搬送方向の上流側端部と接続し、他方の端部がボイラ本体３１と接続している。配管１０８は、ボイラ本体３１の燃焼ガスの流れ方向において上流側の端部、具体的にはボイラ本体３１の下端の近傍に接続されている。配管１０８は、フィーダ２５から排出される空気、具体的には、バイオマスが加熱されることで発生する熱分解ガス１３２を含む空気をボイラ本体３１に案内する。
【００５７】
配管１１２は、配管１０８の分岐管であり、一方の端部が配管１０８に接続し、他方の端部がフレアスタック１１４と接続している。配管１１２は、配管１０８を流れる熱分解ガス１３２をフレアスタック１１４に供給する。フレアスタック１１４は、ボイラトリップ時に熱分解ガス１３２を燃焼させる燃焼装置である。つまり、フレアスタック１１４は、発電システム１０でボイラを提示しているとき（ボイラ本体３１での燃焼が実行されていない時）に熱分解ガス１３２が供給され、熱分解ガス１３２の可燃成分を燃焼させる。なお、発電システム１０は、配管１１２と配管１０８との接続部に流路を切り換える弁を設けることで、熱分解ガス１３２をボイラ本体３１に供給するか、フレアスタック１１４に供給するかを切り換えることができる。また、配管１１２と配管１０８にそれぞれバルブを設けてもよい。発電システム１０は、ボイラトリップしているか否かで、配管１０８を流れる熱分解ガス１３２をボイラ本体３１に供給するかフレアスタック１１４に供給するかを切り換える。
【００５８】
配管１１７は、配管１０６の分岐管であり、一方の端部が配管１０６に接続し、他方の端部が配管１０８と接続している。配管１１７は、配管１０８の配管１１２との接続部とボイラ本体３１との接続部との間に接続されている。つまり、配管１１７は、熱分解ガス１３２の流れ方向において、配管１１２との分岐位置よりも下流側で、ボイラ本体３１よりも上流側となる位置に配置されている。配管１１７は、分岐排ガス１３１の一部を配管１０８に供給することができる。バルブ１１８は、配管１１７に設けられている。バルブ１１８は、開閉を切り換えることで、配管１０８に供給する分岐排ガス１３１の流量を調整することができる。
【００５９】
配管１２０は、一方の端部が排ガス配管５０と接続し、他方の端部が配管１０６と接続している。配管１２０は、排ガス配管５０の電気集塵機５５の下流側で誘引送風機５６の上流側となる位置に接続している。また、配管１２０は、配管１０６の配管１１７との接続部よりも下流側で、フィーダ２５との接続よりも上流側となる位置に接続している。配管１２０には、ガス再循環ファン１２２が配置されており、ガス再循環ファン１２２により、排ガス配管５０からフィーダ２５に向けて排ガス１３６を流す。排ガス１３６は、排ガス配管５０の配管１０６が接続している部分周辺を流れる排ガスの一部である。なお、排ガス１３６は、分岐排ガス１３１を取得する位置よりも下流側となる排ガス配管５０から取得される排ガスである。このため、排ガス１３６は、分岐排ガス１３１よりも低温のガスとなる。加熱手段１００は、配管１２０から配管１０６に供給する排ガス１３６の量を調整することで、配管１０６からフィーダ２５に供給する分岐排ガス１３１の温度を調整することができる。
【００６０】
制御部１３０は、加熱手段１００の各部、具体的には、ガス再循環ファン１１６、１２２、バルブ１１８の動作を制御し、フィーダ２５に供給する分岐排ガス１３１の流量、温度や、ボイラ本体に供給する熱分解ガス１３２の流量、温度を調整する。また、制御部１３０は、各部の動作を制御することで、配管１０６で煙道４２から分岐する排ガス（分岐排ガス１３１）の量を調整する。
【００６１】
加熱手段１００は、以上のような構成であり、配管１０６により、キルン１０４のバイオマスを保持、搬送している領域に分岐排ガス１３１を直接供給する。また、キルン１０４を通過した分岐排ガス１３１は、熱分解ガス１３２として配管１０８から排出される。これにより、加熱手段１００は、分岐排ガス１３１でキルン１０４にあるバイオマスを直接加熱により加熱することができ、キルン１０４にあるバイオマス１４０を炭化バイオマス１４２とすることができる。また、加熱手段１００は、節炭器４７とエアヒータ５１との間の煙道４２または排ガス配管５０を流れる排ガスを分岐して分岐排ガス１３１とし、分岐排ガス１３１をバイオマスの加熱源として用いることで、バイオマスを好適に炭化することができる。このように、バイオマス供給装置１１は、加熱手段１００でバイオマスを加熱し、炭化させることでバイオマスを粉砕しやすくすることができる。
【００６２】
また、加熱手段１００は、バイオマスの加熱時に発生するタール分等の不要な物質を配管１０８でボイラ本体３１に案内することで、ボイラ本体３１で燃焼させることができる。これにより、不要な物質がフィーダ２５内や炭化バイオマス１４２に付着してバイオマス供給装置１１に残留することを抑制することができる。
【００６３】
また、加熱手段１００は、バイオマスの搬送方向と反対の方向に分岐排ガスを供給すること（搬送方向と排ガスの流れ方向が逆方向となる向きで分岐排ガスを供給すること）、つまり向流式供給することで、キルン１０４の搬送方向終端側（出口側）に分岐排ガスの最も高温な部分を吹き付けることができる。これにより、バイオマス１４０をより確実に炭化することができる。なお、本実施形態では、搬送方向と排ガスの流れ方向が逆方向となる向きで供給したが、これには限定されない。例えば、バイオマスの搬送方向と並向な方向に排ガスを供給してもよい。排ガスを並向となる方向で供給することで、分岐排ガスの流れによりバイオマスを搬送することができる。
【００６４】
バイオマス供給装置１１は、以上のような構成であり、加熱手段１００によりフィーダ２５を流れるバイオマス１４０を加熱する。また、バイオマス供給装置１１は、制御部１３０が、加熱手段１００の各部の動作を制御することで、排出されるバイオマス１４０の温度を、一定範囲、具体的には、バイオマスが好適に炭化する所定の温度範囲まで加熱することができる。
【００６５】
ここで、バイオマスが好適に炭化する所定の温度範囲は、２５０℃以上４００℃以下とすることが好ましい。ここで、図３は、バイオマスの温度と、各成分の割合との関係を示すグラフであり、図４は、粉砕動力比と所定粒径までの粉砕時間との関係を示すグラフである。図３は、縦軸を重量割合［％］とし、バイオマスを各温度に加熱した場合（加熱前、１５０℃、２００℃、２５０℃、３００℃）の各成分の重量割合の関係を示している。また、図４は、縦軸をミル（粉砕装置）における所定粒径までの推定粉砕動力比をとし、横軸をボールミル（粉砕装置）での所定粒径までの粉砕時間［ｓ］とした。なお、図３には、木質ペレットＡを、生の状態（加熱前）、１５０℃、２００℃、２５０℃、３００℃の加熱した状態にした場合の、推定粉砕動力比と、ボールミル（粉砕装置）での所定粒径までの粉砕時間との関係を計測した結果を示す。また、図４には、比較のため、加熱していない木質チップＡ、木質チップＢ、木質ペレットＢのそれぞれについても推定粉砕動力比と、ボールミル（粉砕装置）での所定粒径までの粉砕時間との関係を計測した結果も示す。
【００６６】
バイオマスは、図３に示すように、加熱される温度により、成分の割合が変化し、一定の温度を超えるとガス成分やタールが析出される。また、バイオマスは、高い温度に加熱するほど、もろくなる。具体的には、木質ペレットを加熱するとボールミル（粉砕装置）での所定粒径までの粉砕時間が加熱していない木質ペレットの粉砕時間よりも短くなる。さらに、木質ペレットを加熱する温度を高くすると粉砕時間がさらに短くなる。例えば、図４に示すように、木質ペレットＡは、１５０℃に加熱するとボールミル（粉砕装置）での所定粒径までの粉砕時間が加熱していない木質ペレットＢの粉砕時間よりも短くなる。さらに、木質ペレットＡを２００℃、２５０℃と加熱する温度を高くすると粉砕時間がさらに短くなる。ここで、ミル（粉砕装置）における所定粒径までの推定粉砕動力比は、粉砕時間に比例するため、粉砕時間が短くなることで、粉砕に必要な動力も少なくなる。
【００６７】
以上より、バイオマスは、温度を高くするほど粉砕しやすくなる。しかしながら、バイオマスは温度が高くなりすぎると、バイオマスに含まれる可燃成分がガスとして排出されてしまい、バイオマスの熱量が低減してしまう。ここで、バイオマスを好適に炭化できる温度とは、熱量の低減を抑制しつつ、バイオマスが粉砕しやすくなる温度であり、バイオマスの種類によって異なる温度範囲、温度となる。ここで、バイオマスは、温度範囲を２５０℃以上４００℃以下とすることで、熱量の低減を抑制し（具体的には、排出されるガス成分、タール成分を２０％から５０％以下に抑え、つまり多くても５０％以下に抑え）つつ、粉砕にかかる時間を石炭と同程度以下の時間とすることができる。つまり、加熱手段１００は、上記範囲に加熱することで、バイオマスの熱量の低減を抑制しつつ、粉砕しやすくすることができる。
【００６８】
以上の関係に基づいて、加熱手段１００は、バイオマス１４０がもろくなり、かつ、熱量の低下も抑制することができる温度である、好適に炭化する所定の温度範囲でバイオマス１４０を加熱する。なお、図３及び図４に示す例では、加熱手段１００は、バイオマス１４０を２５０℃から４００℃の間の温度に加熱する。これにより、加熱手段１００は、熱量の低減影響を抑制しつつ、バイオマスを粉砕しやすくすることができる。バイオマス供給装置１１は、バイオマスを粉砕しやすい状態にして、フィーダ２５の排出口から粉砕装置２６に排出（供給）する。粉砕装置２６に搬送されたバイオマスは、粉砕装置２６で粉砕される。この際に、粉砕装置２６には、前処理ユニット１９及び加熱手段１００で炭化された炭化バイオマス１４２で供給されるため、少ない動力、かつ短時間で所定の粒径に粉砕することができる。バイオマス供給装置１１は、バイオマスの粉砕性が向上することによりＡ／Ｃ（バイオマス粉砕量あたりの空気量）を適切に下げることができ、粉砕装置２６で粉砕した後、ボイラ本体３１でダイレクトに燃焼させることが可能となる。これにより、ビンシステムを用いなくても、安定燃焼を実現できる。
【００６９】
ここで、バイオマス供給装置１１は、粉体分離装置２７及び再循環配管２９を設け、一部の粒度（または粒径）の大きい微粉１４４を粗粉１４４ｂとして、バイオマスの搬送経路において粉砕装置２６よりも上流側に戻すことで、ボイラ本体３１に供給するバイオマスの粒度を好適な範囲にすることができる。
【００７０】
図５は、粉砕粒径の分布を示すグラフである。図５に示すグラフは、横軸を粉砕粒径とし、縦軸を割合とした。図５には、本実施形態のバイオマス供給装置１１の処理で粉砕して燃焼バーナ３４に供給されるバイオマスの粉砕粒径の分布、つまり閉ループで粉砕したバイオマス（微粉１４４）の粉砕粒径の分布（図５中、粉砕品（閉ループ粉砕））を示している。また、図５には、比較のため、粉砕した後かつ分級前のバイオマス（微粉１４４）の粉砕粒径の分布（図５中、粉砕後（分級前））と、開ループで粉砕したバイオマス（微粉１４４）の粉砕粒径の分布（図５中、粉砕品（開ループ粉砕））と、を示している。粉砕後した後かつ分級前のバイオマス粉砕粒径の分布は、本実施形態の装置で粗粉１４４ｂを再循環させる前提で粉砕した場合の分布である。開ループで粉砕したバイオマス（微粉１４４）の粉砕粒径の分布は、１回の粉砕で基準値を超えないようにバイオマスを粉砕した場合の粉砕粒径の分布である。
【００７１】
ここで、図５は、矢印９０で示す境界９３と境界９４との間が適正な粉砕粒径の範囲となる。これに対して、境界９３よりも大きい粉砕粒径、つまり矢印９１で示す範囲は、粒径が大きいため、バイオマスが燃焼しにくく、この範囲の微粉を燃焼させると未燃損失が大きくなる。次に、境界９４よりも小さい粉砕粒径、つまり矢印９２で示す範囲は、粒径が小さいため、必要以上に粉砕していることになる。つまり、矢印９２で示す範囲は過粉砕となり、粉砕動力が高くなるため、エネルギ損失が大きくなる。
【００７２】
以上より、粉砕後（分級前）の状態のバイオマスは、粒径が大きいバイオマスが多いため、燃焼効率が低下する。これに対して、粉砕品（開ループ粉砕）の状態のバイオマスは、粒径が小さいバイオマスが多いため、粉砕しすぎていることなる。このためエネルギ損失が多くなる。これに対して、粉砕品（閉ループ粉砕）の状態のバイオマスは、粉砕品（開ループ粉砕）よりも分布が矢印９４方向に移動し、粉砕後（分級前）よりも分布が矢印９６方向に移動する。これにより、粉砕品（開ループ粉砕）の状態のバイオマスは、矢印９０に示す適正範囲のバイオマスの粉体をより多く生産することができる。また、粉砕品（閉ループ粉砕）の状態のバイオマスは、に示すように、境界９３よりも大きいバイオマスは、再循環され、再度粉砕されるため、粉砕品（開ループ粉砕）の状態のバイオマスは、境界９３よりも大きいバイオマスを非常に少なくすることができる。
【００７３】
また、バイオマス供給装置１１は、粗粉１４４ｂを再循環させることで、粉砕装置２６での粉砕の精度が低い場合でも適正な粒径の微粉をより多く生産することができる。これにより、粉砕装置２６として種々の機構を用いることができる。つまり粉砕手段として精度の低い粉砕装置を用いても適正な粒径の微粉をより多く生産することができる。
【００７４】
また、バイオマス供給装置１１は、本実施形態のように、粗粉１４４ｂを加熱手段１００で加熱される領域よりも上流側に戻し、再循環させることで、より好適にバイオマスを粉砕することができる。例えば、バイオマス供給装置１１は、粉砕装置２６で粉砕しても粗粉１４４ｂとなるバイオマスは、乾燥が不十分である場合や、炭化が不十分である場合がある。これに対して、バイオマス供給装置１１は、粗粉１４４ｂを再度加熱手段１００で加熱することができる。これにより、粗粉１４４ｂを十分に乾燥させることができ、十分に炭化させることができる。
【００７５】
また、バイオマス供給装置１１は、加熱源として分岐排ガス１３１を用いることで、発電システム１０で発生する熱を有効に利用することができる。これにより、発電システム１０は、装置全体での熱の利用効率を高くすることができる。
【００７６】
バイオマス供給装置１１は、加熱源として分岐排ガス１３１を用いることで、バイオマス１４０を好適に炭化させることができる。つまり、排ガスの流れ方向において、節炭器４７の配置領域の上流側端部から、エアヒータ５１の配置領域の上流側の端部までの間を流れる排ガスを分岐した分岐排ガス１３１でバイオマス１４０を加熱することで、上述したバイオマスが好適に炭化する所定の温度範囲に加熱することができる。なお、一般的には、節炭器の出口における排ガスの温度は、３５０℃程度となる。これにより、バイオマス供給装置１１は、簡単にバイオマスを好適に炭化することができる。また、バイオマス供給装置１１は、加熱源として分岐排ガス１３１を用いることで、酸素の割合が少ないガスでバイオマスを加熱することができる。これによりバイオマスを高温で加熱しても発火しにくい状態にすることができる。ここで、バイオマス供給装置１１は、分岐排ガス１３１の温度を２５０℃以上４００℃以下とすることが好ましい。分岐排ガス１３１の温度を上記範囲とすることで分岐排ガス１３１によってバイオマスを好適に炭化することができる。なお、分岐排ガス１３１は、節炭器４７の配置領域の上流側端部から、エアヒータ５１の配置領域の上流側の端部までの間にある排ガスを用いることで、基本的に上記範囲の温度とすることができる。
【００７７】
本実施形態のバイオマス供給装置１１の加熱手段１００は、さらに配管１２０及びガス再循環ファン１２２を設けることで分岐排ガス１３１の温度を調整することができる。これにより、より確実にバイオマスを好適に炭化することができる。また、加熱手段１００は、分岐排ガス１３１の温度が調整できることで、バイオマス種類に応じて、フィーダ２５に供給する分岐排ガス１３１の温度を調整することができる。これにより、バイオマス種類に応じた適正な加熱温度に調整することができる。
【００７８】
バイオマス供給装置１１は、配管１０８を設け、バイオマス１４０の加熱時に生じた熱分解ガス１３２をボイラ本体３１に案内することで、熱分解ガス１３２を燃焼させることができる。これにより、バイオマス１４０の炭化時に発生した可燃成分を好適に燃焼させることができ、発電システム１０の全体での熱の利用効率を高くすることができる。また、熱分解ガス１３２を燃やすことで、上述したように、炭化時に生じるタール等がバイオマス供給装置１１内に残留することを抑制することができる。これによりタールがバイオマスに付着して、バイオマスの搬送効率が低下したり、前処理ユニット１９の各部に付着したりすることを抑制することができる。以上より、前処理ユニット１９及びバイオマス供給装置１１は、効率よくバイオマスを粉砕することができる。さらに、発生したタールを適切にボイラ本体３１で燃焼させることで、装置へのタールの付着を抑制することができ、装置のメンテナンス等も簡単にすることができる。なお、配管１０８は、本実施形態のようにボイラ本体３１の底部か、燃焼バーナ３３、３４が配置されている位置に接続されることが好ましい。
【００７９】
バイオマス供給装置１１は、配管１１７を設け、分岐排ガス１３１の一部を配管１０８に供給することで、配管１０８内の温度が低下することを抑制することができる。これにより、配管１０８内で、熱分解ガス１３２内のタール分が固化、液化することを抑制でき、配管１０８内に付着することを抑制することができる。以上より、装置のメンテナンスを簡単にすることができる。
【００８０】
また、加熱手段１００で、バイオマス１４０を分岐排ガス１３１で加熱することで、バイオマス１４０を乾燥させることができる。これにより、前処理ユニット１９は、粉砕装置２６への投入時には、バイオマスを乾燥した状態にすることができ、粉砕装置２６での乾燥を省略することができる。これにより、粉砕装置２６に供給する空気として種々の空気を用いることができ、常温の空気も用いることができる。
【００８１】
バイオマス供給装置１１は、バイオマスの搬送方向において、加熱手段１００でバイオマスを加熱する位置よりも下流側でかつ粉砕装置２６よりも上流側に冷却手段１０１を配置することで、炭化バイオマス１４２の取り扱いを容易にすることができる。具体的には、炭化バイオマス１４２を低い温度にすることで、より安定した状態とすることができる。なお、冷却手段１０１は、設けることが好ましいがなくてもよい。また、加熱手段１００は、上記効果を得ることができるため、配管１０６、１０８に加え、加熱手段１００の各配管を設けることが好ましいがなくてもよい。
【００８２】
発電システム１０は、粉砕装置２６に供給する空気として、分岐排ガス１３１をもちいてもよい。これにより発電にステム１０は、粉砕装置２６でバイオマスを粉砕しつつ、加熱することができる。これにより、バイオマスをより好適に加熱乾燥させることができ、炭化させることができる。
【００８３】
ここで、バイオマス供給装置１１では、バイオマスの加熱手段１００として、フィーダ２５であるキルン１０４の内部に分岐排ガス１３１を通過させることでバイオマスを直接加熱したが、本発明はこれに限定されない、加熱手段は、貯蔵サイロ２０から排出されてから粉砕装置２６で粉砕が完了するまでの間にバイオマスを加熱し炭化させていればよい。なお、バイオマス供給装置１１は、粉砕を開始する前のバイオマスを加熱し炭化することが好ましい。バイオマス供給装置１１は、例えば、前処理ユニット１９の搬送コンベア２３、バイオマス貯蔵タンク２４、フィーダ２５の少なくとも一箇所にあるバイオマスを加熱することが好ましい。また、バイオマスの加熱方法は、直接加熱に限定されず、間接加熱により加熱してもよい。また、バイオマスを搬送する機構としては、本実施形態のキルン（例えばロータリーキルン）に限定されず、スクリューフィーダ、スチームチューブドライヤなどを、種々の機構を用いることができる。以下、図６から図１３を用いてバイオマス供給装置の他の実施形態について説明する。
【００８４】
図６及び図７を用いて、バイオマス供給装置の他の実施形態について説明する。図６及び図７は、バイオマス供給装置１６０の前処理ユニット１６１のうちフィーダ１６２の周辺部を示している。ここで、図６は、前処理ユニットの概略構成の一部を示す模式図であり、図７は、前処理ユニットの概略構成の一部を示す断面図である。ここで、図６及び図７に示すバイオマス供給装置１６０は、前処理ユニット１６１のフィーダ１６２、加熱手段１６３の一部の構成を除いて他の構成は、バイオマス供給装置１１と同様の構成である。そこで、図６及び図７では、バイオマス供給装置１１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略し、以下、バイオマス供給装置１６０に特有の点を説明する。バイオマス供給装置１６０は、前処理ユニット１６１と、加熱手段１６３と、制御部１３０と、温度検出部１６４と、を有する。また、前処理ユニット１６１は、図６に示すように、バイオマス貯蔵タンク２４と、フィーダ１６２と、を備える。なお、バイオマス供給装置１６０は、図６および図７に示す構成以外にも貯蔵サイロ２０、払い出しコンベア２２等、バイオマス供給装置１１と同様の構成の各部を備えている。バイオマス供給装置１６０もフィーダ１６２と配管８０が貯蔵後供給手段となる。
【００８５】
フィーダ１６２は、バイオマス貯蔵タンク２４と、配管８０との間に配置されたスクリューフィーダであり、回転する２本の回転部１６７と、２本の回転部１６７の外周を覆い、バイオマスを保持する案内管１６８と、回転部１６７を回転させる駆動源１６９と、を有する。回転部１６７は、外周にねじ溝が形成されたスクリューであり、回転することで、一方向にバイオマスを搬送する。また、回転部１６７は、中空の形状である。また、案内管１６８は、内部に回転部１６７が収納された管路であり、バイオマスを回転部１６７の周囲に保持している。また、駆動源１６９は、回転部１６７を回転させる駆動源であり、モータ等で構成されている。
【００８６】
加熱手段１６３は、ジャケット１６５と、伝熱配管１６６と、配管１０６と、配管１０８と、ガス再循環ファン１１６と、を有し、フィーダ１６２により搬送されるバイオマスを加熱する。ジャケット１６５は、案内管１６８の外周に接して配置された中空の部材である。ジャケット１６５は、案内管１６８のバイオマス１４０が保持される領域の外周を覆うように配置されている。なお、本実施形態では、案内管１６８の上面以外を覆うように配置されている。伝熱配管１６６は、回転部１６７の中空部分に挿入して配置された配管である。
【００８７】
次に、配管１０６は、一方の端部が、上述したように煙道４２または排ガス配管５０の節炭器４７の配置領域の上流側端部から、エアヒータ５１の配置領域の上流側の端部までの間と接続しており、他方の端部が分岐管１０６ａ、１０６ｂに分岐している。分岐管１０６ａは、伝熱配管１６６と接続している。分岐管１０６ｂは、ジャケット１６５と接続している。また、配管１０６には、ガス再循環ファン１１６が設けられている。次に、配管１０８は、一方の端部が、ボイラ本体３１と接続し、他方の端部が分岐管１０８ａ、１０８ｂに分岐している。分岐管１０８ａは、伝熱配管１６６と接続している。分岐管１０８ｂは、ジャケット１６５と接続している。
【００８８】
加熱手段１６３は、以上のような構成であり、分岐排ガス１３１を配管１０６、分岐管１０６ａ、１０６ｂを介して、ジャケット１６５、伝熱配管１６６に供給する。ジャケット１６５、伝熱配管１６６は、供給される排ガスの熱により加熱された状態となり、供給された熱をフィーダ１６２の内部にあるバイオマスに伝える。加熱手段１６３は、このようにして、フィーダ１６２により搬送されるバイオマスを加熱する。また、ジャケット１６５、伝熱配管１６６を通過した分岐排ガス１３１は、加熱されたバイオマスから発生したタール分やガス成分が含まれ熱分解ガス１３２となる。熱分解ガス１３２は、分岐管１０８ａ、１０８ｂ及び配管１０８を通って、ボイラ本体３１に供給される。ボイラ本体３１に供給された熱分解ガス１３２は、ボイラ３０で燃焼される。これにより、ボイラ３０でバイオマスをより効率よく燃焼できる状態とする。
【００８９】
温度検出部１６４は、フィーダ１６２のバイオマス１４０の排出口の近傍の雰囲気、あるいはバイオマス自身の温度を計測する手段である。温度検出部１６４は、計測したバイオマス１４０の温度を制御部１３０に送る。
【００９０】
制御部１３０は、温度検出部１６４での計測結果に基づいて、フィーダ１６２及び加熱手段１６３の動作を制御する。また、制御部１３０は、その他、各種機構の動作を制御する。
【００９１】
バイオマス供給装置１６０は、以上のような構成であり、加熱手段１６３によりフィーダ１６２を流れるバイオマス１４０を加熱する。また、バイオマス供給装置１６０は、制御部１３０が、温度検出部１６４での温度の計測結果に基づいて、加熱手段１６３の動作を制御し、バイオマス１４０の温度を制御することで、排出されるバイオマス１４０の温度を、一定範囲、具体的には、バイオマスを好適に炭化できる温度の範囲とすることができる。またバイオマス供給装置１６０のようにバイオマスを搬送する機構としてスクリューフィーダを用いた場合も、加熱手段１６３でバイオマス供給装置１１と同様に加熱することで、同様の効果を得ることができる。
【００９２】
また、制御部１３０は、温度検出部１６４の計測結果に基づいて、フィーダ２５の出口の近傍のバイオマスが好適に炭化できる温度の範囲となるように、加熱手段１６３の加熱動作を制御する。具体的には、加熱手段１６３による加熱量（例えば、排ガスの供給量）を制御する。制御部１３０は、フィーダ１６２によるバイオマスの搬送動作、フィーダ１６２によるバイオマスの搬送速度等も合わせて制御してもよい。なお、バイオマスの搬送速度は、回転部の回転速度、回転部のスクリューの角度の変更により制御する。また、制御部１３０は、目標とするバイオマスの温度と、そのバイオマスの温度のときに温度検出部１６４で計測される温度との関係を予め実験等で算出しておき、算出した結果と温度検出部１６４で計測される温度とに基づいて、各部の動作を制御することが好ましい。これにより、バイオマスを好適に炭化できる温度の範囲で適切に加熱することができる。なお、温度検出部１６４により温度計測位置は、本実施形態のように加熱手段が配置されている領域の出口の近傍とすることが好ましいが、本発明はこれに限定されない。また、温度検出部１６４を設けずに、設定した条件に基づいて加熱動作を制御し、バイオマスを好適に炭化できる温度の範囲に加熱するようにしてもよい。
【００９３】
次に、図８を用いて、他の実施形態のバイオマス供給装置について説明する。ここで、図８は、前処理ユニットの他の実施形態の一部を示す模式図である。ここで、図８に示すバイオマス供給装置１７０は、加熱手段１７２の構成を除いて他の構成は、バイオマス供給装置１１と同様の構成である。そこで、バイオマス供給装置１１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略し、以下、バイオマス供給装置１７０に特有の点を説明する。図８に示すバイオマス供給装置１７０は、バイオマス貯蔵タンク２４とフィーダ２５と配管８０とを含む前処理ユニット１７１と、加熱手段１７２と、を有する。なお、バイオマス供給装置１７０は、このほかにもバイオマス供給装置１１と同様に、粉砕装置、温度検出部、制御部等を備える。前処理ユニット１７１も、貯蔵サイロや搬送コンベアを有する。フィーダ２５は、キルン１０４を有する。キルン１０４は、バイオマス貯蔵タンク２４から供給されるバイオマスを配管８０まで加熱しつつ案内する窯である。
【００９４】
加熱手段１７２は、複数の分割ジャケット１７３ａと、配管１７４と、配管１７６と、バルブ１７７と、を有する。なお、加熱手段１７２は、加熱手段１００の配管１０６と配管１０８との間に複数の分割ジャケット１７３ａと、配管１７４と、配管１７６と、バルブ１７７と、を配置した構成である。したがって、加熱手段１７２は、加熱手段１００が備える各部を備えており、フィーダ２５の周辺部の構成が加熱手段１００と異なる。
【００９５】
分割ジャケット１７３ａは、キルン１０４の外周を覆うように配置された中空部材である。なお、分割ジャケット１７３ａは、バイオマスの搬送方向において、キルン１０４を複数に分割した各領域に配置されている。配管１７４は、一方の端部が、配管１０６と接続しており、他方の端部が複数の分岐管１７４ａと接続している。複数の分岐管１７４ａは、それぞれ別々の分割ジャケット１７３ａと接続している。つまり、加熱手段１７２は、配管１０６のバイオマスを加熱する領域側の端部に配管１７４が設けられている。次に、配管１７６は、一方の端部が、配管１０８と接続し、他方の端部が複数の分岐管１７６ａと接続している。つまり、加熱手段１７２は、配管１０８のバイオマスを加熱する領域側の端部に配管１７４が設けられている。複数の分岐管１７６ａは、それぞれ別々の分割ジャケット１７３ａと接続している。バルブ１７７は、ぞれぞれの分岐管１７４ａに設けられており、開閉することで、分割ジャケット１７３ａに排ガスを供給するか否かを切り換える。また、バルブ１７７は、開閉することで、夫々の分岐管に供給する排ガスの配分（流量）を調整することもできる。
【００９６】
加熱手段１７２は、以上のような構成であり、配管１７４及び分岐管１７４ａにより、分割ジャケット１７３ａのそれぞれに分岐排ガス１３１を供給する。また、分割ジャケット１７３ａに供給された排ガスは、配管１７６及び分岐管１７６ａから排出される。これにより、加熱手段１７２は、分割ジャケット１７３ａを加熱し、分割ジャケット１７３ａを介して、キルン１０４にあるバイオマスを間接加熱により加熱することができる。なお、この場合もバイオマスは、好適に炭化できる温度の範囲に加熱する。また、加熱手段１７２は、各バルブ１７７の開閉を切り換えることで、分割ジャケット１７３ａの加熱状態を個別に調整することができる。また、加熱手段１７２は、本実施形態のように、バイオマス１４０をキルン１０４内で加熱することで生じる熱分解ガスを配管１７６に流入させる構成とすることが好ましい。具体的には、キルン１０４から配管１７６に向けてのみガスを流すことができる逆支弁付き配管を設けてもよいし、分割ジャケット１７３ａとキルン１０４との接続部にキルン１０４から配管１７６に向けてのみガスを流すことができる逆支弁を設けてもよい。
【００９７】
次に、図９を用いて、他の実施形態のバイオマス供給装置について説明する。ここで、図９は、前処理ユニットの他の実施形態の一部を示す模式図である。ここで、図９に示すバイオマス供給装置１８０は、前処理ユニット１８１の搬送コンベア２３に加熱手段１８２を設けた点を除いて他の構成は、バイオマス供給装置１１と同様の構成である。そこで、バイオマス供給装置１１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略し、以下、バイオマス供給装置１８０に特有の点を説明する。図９に示すバイオマス供給装置１８０は、前処理ユニット１８１と、加熱手段１８２とを有する。なお、前処理ユニット１８１は、このほかにも前処理ユニット１９と同様に、バイオマス貯蔵タンク、フィーダ、温度検出部、制御部等を備える。また、搬送コンベア２３は、前処理ユニット１９の搬送コンベア２３と同様の構成である。
【００９８】
加熱手段１８２は、複数の分割ジャケット１８３ａと、配管１８４と、配管１８６と、バルブ１８７と、を有する。なお、加熱手段１８２は、加熱手段１００の配管１０６と配管１０８との間に複数の分割ジャケット１８３ａと、配管１８４と、配管１８６と、バルブ１８７と、を配置した構成である。したがって、加熱手段１８２は、加熱手段１００が備える各部を備えている。加熱手段１８２は、加熱する対象がフィーダ２５内のバイオマスから搬送コンベア２３内のバイオマスとなった点と、加熱する対象の周辺部の構成が加熱手段１００と異なる。
【００９９】
分割ジャケット１８３ａは、搬送コンベア２３の外周を覆うように配置された中空部材である。なお、分割ジャケット１８３ａは、バイオマスの搬送方向において、搬送コンベア２３を複数に分割した各領域に配置されている。配管１８４は、一方の端部が、配管１０６と接続しており、他方の端部が複数の分岐管１８４ａと接続している。複数の分岐管１８４ａは、それぞれ別々の分割ジャケット１８３ａと接続している。次に、配管１８６は、一方の端部が、配管１０８と接続し、他方の端部が複数の分岐管１８６ａと接続している。複数の分岐管１８６ａは、それぞれ別々の分割ジャケット１８３ａと接続している。バルブ１８７は、ぞれぞれの分岐管１８４ａに設けられており、開閉することで、分割ジャケット１８３ａに排ガスを供給するか否かを切り換える。
【０１００】
加熱手段１８２は、以上のような構成であり、配管１０６、配管１８４及び分岐管１８４ａにより、分割ジャケット１８３ａのそれぞれに分岐排ガス１３１を供給する。また、分割ジャケット１８３ａに供給された排ガスは、配管１８６及び分岐管１８６ａから排出される。これにより、加熱手段１８２は、分割ジャケット１８３ａを加熱し、分割ジャケット１８３ａを介して、搬送コンベア２３にあるバイオマスを間接加熱により加熱することができる。なお、この場合もバイオマスは、好適に炭化できる温度の範囲に加熱する。前処理ユニット１８１のように、搬送コンベア２３により搬送されているバイオマスを好適に炭化できる温度の範囲に加熱することでも、上記と同様の効果を得ることができる。また、加熱手段１８２は、各バルブ１８７の開閉を切り換えることで、分割ジャケット１８３ａの加熱状態を個別に調整することができる。また、上記実施形態では、間接加熱によりバイオマスを加熱したが、搬送コンベア２３により搬送されるバイオマスも直接加熱により加熱するようにしてもよい。また、搬送コンベア２３は、ワイヤーメッシュコンベアベルトを用いることが好ましい。これにより、バイオマスをより加熱しやすくすることができる。なお、本実施形態では、搬送コンベア２３に対して鉛直方向下側から排ガスを供給したが、これに限定されない。加熱手段は、鉛直方向上側から鉛直方向下側に流れるように搬送コンベア２３に分岐排ガスを供給してもよい。また、加熱手段１８２も配管１８６、分岐管１８６ａにジャケット１８３ａを通過した分岐排ガスに、バイオマスが加熱されることで生じる熱分解ガスが加えられた熱分解ガス１３２を配管１０８に供給する。
【０１０１】
次に、図１０及び図１１を用いて、他の実施形態のバイオマス供給装置について説明する。ここで、図１０は、前処理ユニットの他の実施形態の一部を示す模式図である。図１１は、前処理ユニットの概略構成の一部を示す断面図である。ここで、図１０及び図１１に示すバイオマス供給装置２００は、加熱手段２０２の構成を除いて他の構成は、バイオマス供給装置１１と同様の構成である。そこで、バイオマス供給装置１１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略し、以下、バイオマス供給装置２００に特有の点を説明する。図１０に示すバイオマス供給装置２００は、前処理ユニット２０１と、加熱手段２０２とを有する。前処理ユニット２０１は、バイオマス貯蔵タンク２４と、フィーダ１６２と、を有する。前処理ユニット２０１は、このほかにも前処理ユニット１９と同様に、搬送コンベアや、温度計測部、制御部等を備える。加熱手段２０２と、を有する。
【０１０２】
加熱手段２０２は、ヒータ２０４ａ、ヒータ２０４ｂと、ヒータ２０４ｃ、ヒータ２０４ｄと、２本のヒータ２０６と、加熱によって発生するガスを排出する配管２０３と、を有する。ヒータ２０４ａは、フィーダ１６２の案内管１６８の上面に配置されており、ヒータ２０４ｂは、案内管１６８の下面に配置されており、ヒータ２０４ｃとヒータ２０４ｄは、案内管１６８の長手方向と平行な面（側面）に配置されている。つまり、案内管１６８は、ヒータ２０４ａ、ヒータ２０４ｂと、ヒータ２０４ｃ、ヒータ２０４ｄとにより周りが囲われている。また、ヒータ２０６は、回転部１６７の中空部分に挿入されている。なお、ヒータ２０４ａ、ヒータ２０４ｂと、ヒータ２０４ｃ、ヒータ２０４ｄと、２本のヒータ２０６としては、種々の加熱機構を用いることができる。
【０１０３】
加熱手段２０２は、以上のような構成であり、ヒータ２０４ａ、ヒータ２０４ｂと、ヒータ２０４ｃ、ヒータ２０４ｄと、２本のヒータ２０６により、回転部１６７、案内管１６８を加熱し、回転部１６７、案内管１６８を介して、案内管１６８にあるバイオマスを間接加熱により加熱することができる。なお、この場合もバイオマスは、非炭化温度に加熱する。このように、加熱手段として排ガスを用いない加熱機構を用いた場合も、装置全体でのエネルギ効率は低下するが、上記と同様の効果を得ることができる。なお、本実施形態では、ヒータを用いたが、排ガス以外の熱流体を用いた加熱手段を用いてもよい。また、ヒータとしては、電熱線を用いた加熱機構、ハロゲンヒータを用いた加熱機構、遠赤外線を用いた加熱機構を用いてもよい。
【０１０４】
また、配管２０３は、一方の端部がフィーダ２５と接続され、他方の端部が供給配管２８と接続されている。配管２０３は、フィーダ２５内のバイオマスが加熱されることで発生するガスを回収し、配管１０８に排出する。ここで、バイオマスが加熱されることで発生するガスには、燃焼ガスも含まれており、配管２０３を設けることで、当該発生するガスを配管１０８からボイラ本体３１内に搬送することができる。なお、バイオマスの炭化時は発生するガスは、ボイラ本体３１に排出されることで、燃焼ガスが燃焼される。これにより、バイオマスの加熱時に発生するガスも適切に処理することができる。
【０１０５】
次に、図１２を用いて、他の実施形態のバイオマス供給装置について説明する。ここで、図１２は、前処理ユニットの他の実施形態の一部を示す模式図である。ここで、図１２に示すバイオマス供給装置２１０は、加熱手段２１２を設けた点を除いて他の構成は、図９に示すバイオマス供給装置１８０と同様の構成である。そこで、バイオマス供給装置１８０と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略し、以下、バイオマス供給装置２１０に特有の点を説明する。図１２に示すバイオマス供給装置２１０は、前尾処理ユニット２１１と、加熱手段２１２と、を有する。前処理ユニット２１１は、搬送コンベア２３と、加熱によって発生するガスを排出する配管２１６と、を有する。なお、バイオマス供給装置２１０は、このほかにもバイオマス供給装置１８０と同様に、バイオマス貯蔵タンク、フィーダ、温度計測部、制御部等を備える。また、搬送コンベア２３は、前処理ユニット１８０の搬送コンベア２３と同様の構成である。
【０１０６】
加熱手段２１２は、複数の分割カバー２１３と、複数のヒータ２１４と、を有する。分割カバー２１３は、搬送コンベア２３の外周を覆うように配置された箱型部材である。なお、分割カバー２１３は、バイオマスの搬送方向において、搬送コンベア２３を複数に分割した各領域に配置されている。また、分割カバー２１３としては熱伝導性の高い材料、例えば金属で形成することが好ましい。ヒータ２１４は、夫々、分割カバー２１３に対応して配置されている。ヒータ２１４は、分割カバー２１３を加熱する。
【０１０７】
加熱手段２１２は、以上のような構成であり、ヒータ２１４により、分割カバー２１３を加熱し、分割カバー２１３を介して、搬送コンベア２３にあるバイオマスを間接加熱により加熱することができる。なお、この場合もバイオマスは、非炭化温度に加熱する。このように、加熱手段として排ガスを用いない加熱機構を搬送コンベア２３に用いた場合も、装置全体でのエネルギ効率は低下するが、上記と同様の効果を得ることができる。なお、本実施形態でも、ヒータを用いたが、排ガス以外の熱流体を用いた加熱手段を用いてもよい。また、ヒータとしては、電熱線を用いた加熱機構、ハロゲンヒータを用いた加熱機構、遠赤外線を用いた加熱機構を用いてもよい。
【０１０８】
また、配管２１６は、一方の端部が分割カバー２１３と接続され、他方の端部が配管１０８と接続されている。なお、配管２１６は、一方の端部が複数に分岐しており、分岐管のそれぞれが分割カバー２１３と接続されている。配管２１６は分割カバー２１３内のバイオマスが加熱されることで発生するガスを回収し、熱分解ガス１３２として配管１０８に排出する。ここで、バイオマスが加熱されることで発生するガスには、燃焼ガスも含まれており、配管２１６を設けることで、当該発生するガスを供給配管２８から燃焼バーナ３４に搬送することができる。なお、燃焼バーナ３４に供給された当該発生するガスは、ボイラ本体３１に排出されることで、燃焼ガスが燃焼される。これにより、バイオマスの加熱時に発生するガスも適切に処理することができる。
【０１０９】
バイオマス供給装置２００、２１０のように加熱源としてヒータを用いる場合、上述したボイラ全体としての熱の利用効率が低減するが、粉体分離装置を上述した構成とすることで、上述した効果を得ることができる。
【０１１０】
次に、図１３を用いて、他の実施形態のバイオマス供給装置について説明する。ここで、図１３は、前処理ユニットの他の実施形態の一部を示す模式図である。ここで、図１３に示すバイオマス供給装置２２０は、加熱手段２２２の構成を除いて他の構成は、バイオマス供給装置１１と同様の構成である。そこで、バイオマス供給装置１１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略し、以下、バイオマス供給装置２２０に特有の点を説明する。図１３に示すバイオマス供給装置２２０は、前処理ユニット２２１と加熱手段２２２とを有する。前処理ユニット２２１は、バイオマス貯蔵タンク２４と、フィーダ２５と、を有する。なお、前処理ユニット２２１は、このほかにも前処理ユニット１９と同様に、搬送コンベアや、制御部等を備える。
【０１１１】
加熱手段２２２は、配管１０６と、配管１０８とを有する。なお、加熱手段２２２は、これらに加え、バルブ等も備えている。配管１０６は、一方の端部が、排ガスが流れる煙道４２または排ガスの節炭器４７の配置領域の上流側端部から、エアヒータ５１の配置領域の上流側の端部までの間と接続しており、他方の端部がバイオマス貯蔵タンク２４の鉛直方向下側の端部と接続している。次に、配管１０８は、一方の端部が、ボイラ本体３１と接続し、他方の端部がバイオマス貯蔵タンク２４の鉛直方向上側の端部と接続している。加熱手段２２２は、以上のような構成であり、配管１０６により、バイオマス貯蔵タンク２４のバイオマスを貯蔵している領域に排ガスを直接供給する。また、バイオマス貯蔵タンク２４に供給された排ガスは、配管１０８から排出される。これにより、加熱手段２２２は、バイオマス貯蔵タンク２４にあるバイオマスを直接加熱により加熱することができる。なお、この場合もバイオマスは、好適に炭化できる温度の範囲に加熱する。前処理ユニット２２１のように、バイオマス貯蔵タンク２４にあるバイオマスを直接加熱により加熱することでも、バイオマスを粉砕しやすくすることができ、かつ、不要な物質が排出されることを抑制することができる。なお、前処理ユニット２２１では、バイオマス貯蔵タンク２４の鉛直方向下側から分岐排ガスを供給したが、分岐排ガスを鉛直方向上側の端部近傍から供給しても良い。また、前処理ユニット２２１では、バイオマス貯蔵タンク２４に貯蔵されているバイオマスを直接加熱により加熱したが、本発明はこれに限定されず、間接加熱により加熱してもよい。
【０１１２】
また、バイオマスを搬送する雰囲気には、不活性ガスを供給することが好ましい。このように不活性ガス雰囲気とすることで、バイオマスが搬送経路で必要以上に反応することを抑制することができ、燃焼が発生する恐れを低減することができる。なお、不活性ガスとは、通常の空気よりも燃焼が発生しにくいガスである。例えば、酸素濃度が１０％以下のガスである。
【０１１３】
また、上記実施形態で説明した加熱手段は、それぞれ単体で設けてもよいが、複数の加熱手段を１つのバイオマス供給装置に設けてもよい。このように、複数個所で加熱を行うことで、より適切に適正温度に加熱することが可能となり、バイオマスを好適に炭化できる温度の範囲で加熱することができる。
【０１１４】
また、搬送コンベア２３にあるバイオマスを加熱する加熱手段を設けることに代えてあるいは加えて、払い出しコンベア２２にあるバイオマスを加熱する加熱手段を設けてもよい。
【０１１５】
次に、図１４を用いて、他の実施形態のボイラシステムについて説明する。ここで、図１４は、発電システムの他の実施形態の概略構成を示す模式図である。図１４に示す発電システム３１０は、再循環配管が粗粉を供給する位置を粉砕装置２６とした発電システムである。図１４に示す発電システム３１０は、再循環配管３２０以外は、発電システム１０と同様である。発電システム１０と同様の構成の部分については、説明を省略し、発電システム３１０に特有の点を説明する。
【０１１６】
発電システム３１０は、バイオマスを供給するバイオマス供給装置３１１と、化石燃料を供給する化石燃料供給装置１２と、バイオマス供給装置３１１から供給されたバイオマスと化石燃料供給装置１２から供給された化石燃料とを燃焼することで発生した熱を回収するボイラ３０と、ボイラ３０で発生させた熱を用いて発電を行う発電装置６０とを有する。
【０１１７】
バイオマス供給装置３１１は、再循環配管３２０が粉砕装置２６と接続されている。再循環配管３２０は、粉体分離装置２７から排出された粗粉１４４ｂを粉砕装置２６に供給する。
【０１１８】
発電システム３１０は、以上のように、再循環配管３２０を粉砕装置２６と接続しても、粗粉を再度粉砕することができるため、発電システム１０と同様の効果を得ることができる。なお、発電システム３１０は、粗粉を加熱手段で再度加熱しないため、炭化が十分ではないバイオマスを、確実に炭化することができるという発電システム１０の効果は低減してしまう。
【０１１９】
次に、図１５を用いて、他の実施形態のボイラシステムについて説明する。ここで、図１５は、発電システムの他の実施形態の概略構成を示す模式図である。図１５に示す発電システム４１０は、配管４２１及びバルブ４２２と、配管４３１及びバルブ４３２とを設けた以外は、発電システム１０と同様である。発電システム１０と同様の構成の部分については、説明を省略し、発電システム４１０に特有の点を説明する。
【０１２０】
発電システム４１０は、バイオマスを供給するバイオマス供給装置４１１と、化石燃料を供給する化石燃料供給装置１２と、バイオマス供給装置４１１から供給されたバイオマスと化石燃料供給装置１２から供給された化石燃料とを燃焼することで発生した熱を回収するボイラ３０と、ボイラ３０で発生させた熱を用いて発電を行う発電装置６０とを有する。
【０１２１】
バイオマス供給装置４１１は、前処理ユニット４１９と、空気供給配管２１と、粉砕装置（ミル）２６と、粉体分離装置２７と、供給配管２８と、再循環配管２９と、加熱手段１００と、配管４２１及びバルブ４２２と、配管４３１及びバルブ４３２と、を有する。
【０１２２】
配管４２１は、一方の端部が配管１０６と接続され、他方の端部が供給配管２８と接続されている。配管４２１は、配管１０６を流れる分岐排ガス１３１を供給配管２８に供給する。バルブ４２２は、配管４２１に設けられており、開閉することで、供給配管２８に分岐排ガス１３１を供給するか否かを切り換える。また、バルブ４２２は、開閉することで、供給配管２８に供給する分岐排ガスの配分（流量）を調整することもできる。
【０１２３】
配管４３１は、一方の端部が粉砕装置２６と粉体分離装置２７と間のバイオマス（粉体１４４）の搬送経路に接続され、他方の端部が供給配管２８と接続されている。配管４２１は、配管１０６を流れる分岐排ガス１３１をバイオマス（粉体１４４）の搬送経路に供給する。バルブ４３２は、配管４３１に設けられており、開閉することで、バイオマス（粉体１４４）の搬送経路に分岐排ガス１３１を供給するか否かを切り換える。また、バルブ４２２は、開閉することで、バイオマス（粉体１４４）の搬送経路に供給する分岐排ガスの配分（流量）を調整することもできる。
【０１２４】
発電システム３１０は、以上のように、供給配管２８と粉砕装置２６と粉体分離装置２７と間のバイオマス（粉体１４４）の搬送経路のそれぞれに分岐排ガス１３１を供給することで、バイオマスの搬送経路の温度を好適に制御することができる。これにより、バイオマスの搬送経路の温度を所定の温度以上とすることができ、バイオマスから排出されたタール分が液化、固化擦ることを抑制することができる。これにより、バイオマスの搬送経路が汚れることを抑制することができ、装置を長期間安定して使用することが可能となる。
【０１２５】
また、発電システム１０は、フィーダ２５と粉砕装置とを隣接して配置させることで、冷却手段や搬送機構（配管８０）を省略することができる。これにより、装置構成を簡単にすることができる。また、フィーダ２５と粉砕装置とを隣接させることで、フィーダ２５から排出された炭化バイオマス１４２の状態が変化する前に粉砕することができる。これにより、炭化バイオマス１４２を冷却しなくても安定してバイオマスを処理することができる。なお、発電システムは、フィーダ２５と粉砕装置とを隣接させることに限定されず、バイオマスを加熱し、炭化させる処理を行う領域と粉砕装置とを隣接させればよい。つまりフィーダ２５よりも搬送方向下流側に加熱手段による加熱領域を設け、バイオマスを加熱し炭化する場合、その位置に隣接して粉砕装置を設けることで、同様の効果を得ることができる。
【０１２６】
また、発電システムは、粉砕装置としてチューブミルを用いることで、粉砕装置の設置高さを低くすることができる。これにより、搬送する機構を設けなくても、フィーダ２５から排出される炭化バイオマス１４２を好適に粉砕装置に投入することができる。また、フィーダを設置するための土台を高くする等の工事も少なくまたは実施しないで、実現することができる。
【０１２７】
なお、上記実施形態では、前処理ユニットに含まれる各部にあるバイオマスを加熱手段で加熱する構成としたがこれに限定されない。発電システム（ボイラシステム）は、粉砕手段（粉砕装置）で粉砕しているバイオマスを加熱手段で加熱するようにしてもよい。つまり、バイオマスを加熱しつつ粉砕するようにしてもよい。
【０１２８】
発電システムは、粉砕装置にあるバイオマスを加熱手段で加熱することでも、加熱手段で分岐排ガス１３１を用いてバイオマスを加熱することで、発電システム１０と同様の効果を得ることができる。つまり、発電システムは、粉砕装置にあるバイオマスを、加熱手段でバイオマスを熱量が低減していない状態で粉砕しやすく加工することができる。
【０１２９】
また、上記実施形態のバイオマス供給装置は、粉砕装置でバイオマスのみを粉砕したが石炭も合わせて粉砕させてもよい。なお、この場合、粒度が基準値以上の石炭が再循環しても装置に影響のない状態、または、粉砕装置で石炭を基準値未満の粒度に粉砕できるようにした方がよい。
【符号の説明】
【０１３０】
１０  発電システム
１１、１６０、１７０、１８０  バイオマス供給装置
１２  化石燃料供給装置
１９  前処理ユニット
２０  貯蔵サイロ
２１  空気供給配管（空気供給系）
２２  払い出しコンベア
２３  搬送コンベア
２４  バイオマス貯蔵タンク
２５  フィーダ
２６  粉砕装置（ミル）
２７  粉体分離装置
２８  供給配管
２９  再循環配管
３０  ボイラ
３１  ボイラ本体
３２  燃焼装置
３３  燃焼バーナ（化石燃料用の燃焼バーナ）
３４  燃焼バーナ（バイオマスと化石燃料とで兼用の燃焼バーナ）
３９  空気供給配管
４２  煙道
５１  エアヒータ
５２  除塵装置
５３  ブロア
６０  発電装置
６２  配管ユニット
１００，１６３  加熱手段
１０４  キルン
１０６、１０８、１１７  配管
１０６ａ、１０６ｂ、１０８ａ、１０８ｂ  分岐管
１１６、１２２  ガス再循環ファン
１１８  バルブ
１２０  配管
１３０、１３０ａ  制御部
１３１  分岐排ガス
１３２  熱分解ガス
１４０  バイオマス
１４２  炭化バイオマス
１４４  微粉
１４８  空気
１４９  微粉炭
１６４  温度検出部
１６５  ジャケット
１６６  伝熱配管
１６７  回転部
１６８  案内管
１６９  駆動源
２５０  石炭
２５１ａ、２５１ｂ  ホッパ
２５２ａ、２５２ｂ  石炭粉砕装置
２５３  配管
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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