(57)【要約】【課題】もみがら炭製造に使用される熱分解装置の廃熱を使用したコージェネレーション・システムおよび廃熱利用方法を提供すること。【解決手段】本発明のコージェネレーション・システムは、籾殻を炭化処理してもみがら炭を製造する熱分解装置１００から排出される排気ガスを熱交換機１０２の熱交換媒体として使用する。この熱分解装置１００は、籾殻を炭化するための炭化部１０４と、廃木材を燃焼させて籾殻を炭化処理するための加熱部１０３と、熱分解装置１００から排出される排気ガスを排出する煙突１０１と、煙突１０１に配設された熱交換機１０２とを備えており、熱交換機１０２には、チップ・ボイラー２００からの高温水が供給され、排気ガスから熱を回収した後、建物のコージェネレーション・システムのための熱交換媒体として追加供給されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
籾側を炭化処理してもみがら炭を製造する熱分解装置であって、
燃料として廃木材が供給される加熱部と、
籾殻が供給される加熱部と、
熱分解装置の排気ガスを外部に排出する煙突と、
廃木材を燃料とし、建物のためのコージェネレーション・システムのためのチップ・ボイラーで加熱された熱交換媒体が供給され、かつ前記煙突に配置された熱交換器と
を含む熱分解装置。
【請求項２】
前記排気ガスから回収した熱により生成した高温水を熱交換媒体として前記熱分解装置とは別に稼働する前記コージェネレーション・システムに供給する、請求項１または２に記載の熱分解装置。
【請求項３】
籾殻を炭化処理してもみがら炭を製造する熱分解装置の廃熱利用方法であって、
前記熱分解装置においてもみがら炭を製造する工程と、
前記もみがら炭を製造する工程で排出される廃熱と、建物のためのコージェネレーション・システムのためのチップ・ボイラーで加熱された熱交換媒体とを熱交換する工程と、
前記廃熱から熱を回収した熱交換媒体を、前記コージェネレーション・システムに供給する工程と、
を含む廃熱利用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、もみがら炭製造に使用する熱分解装置および熱分解装置の廃熱利用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化を抑制する目的で、二酸化炭素の排出量を抑制することが要求されている。このためには、エネルギー回収効率を高め、二酸化炭素を排出する燃料の使用を減少させることも考えられる。
【０００３】
植物は、その成長過程で二酸化炭素を吸収するので、廃木材を燃料として使用することは、カーボンニュートラル条件を提供し、廃木材を燃料としたコージェネレーション・システムを提供することができる。ところで、米作地帯では、籾殻が一般廃棄物として排出され、その有効利用が検討されている。籾殻は、そのまま燃料とされる場合もあるが、近年、Ｓｉ成分の豊富さが注目され、燻蒸されて土壌改良剤および農作物の育成剤などとして利用されている。
【０００４】
例えば、特開２０１４−２２４１８５号公報（特許文献１）では、農作物肥料として使用するためのもみがら炭を製造するための技術が記載されている。また、特開２００７−３２２０９８号公報（特許文献２）では、籾殻を燃焼させる際の廃熱を利用して外部燃料の使用量を少量に節減する設備が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２２４１８５号公報
【特許文献２】特開２００７−３２２０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、籾殻は、季節的に大量に発生し、それ以外の期間には、発生しないという特徴を有している。このため、もみがら炭をもみがら炭専用の設備を使用して製造する場合、稼働率が低く、また製造コストも高くなるという問題点があった。その他良質のもみがら炭を製造するためには、中程度の温度（４００〜５００℃）の一定の温度に維持しながら炭化処理する必要もある。この温度は、一般用途のボイラーの燃焼温度である９００℃程度よりも低く、エネルギー抽出も制限されてしまうことから、もみがら炭を製造するための装置の廃熱を有効利用することが要求されていた。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、本発明は、もみがら炭製造に係わる熱分解装置および廃熱利用方法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】
【０００８】
本発明によれば、
籾側を炭化処理してもみがら炭を製造する熱分解装置であって、
燃料として廃木材が供給される加熱部と、
籾殻が供給される加熱部と、
熱分解装置の排気ガスを外部に排出する煙突と、
廃木材を燃料とし、建物のためのコージェネレーション・システムのためのチップ・ボイラーで加熱された熱交換媒体が供給され、かつ前記煙突に配置された熱交換器と
を含む熱分解装置提供される。
【０００９】
前記排気ガスから回収した熱により生成した高温水を熱交換媒体として前記熱分解装置とは別に稼働する前記コージェネレーション・システムに供給することができる。
【００１０】
また、本発明によれば、
籾殻を炭化処理してもみがら炭を製造する熱分解装置の廃熱利用方法であって、
前記熱分解装置においてもみがら炭を製造する工程と、
前記もみがら炭を製造する工程で排出される廃熱と、建物のためのコージェネレーション・システムのためのチップ・ボイラーで加熱された熱交換媒体とを熱交換する工程と、
前記廃熱から熱を回収した熱交換媒体を、前記コージェネレーション・システムに供給する工程と、
を含む廃熱利用方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、もみがら炭製造におけるランニングコストを低下させると共に、もみがら炭の品質低下を招くことなく、もみがら炭製造の廃熱をより有効利用するコージェネレーション・システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態のコージェネレーション・システムを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を、実施形態により説明するが、本発明は、後述する実施形態に限定されるものではない。図１は、本実施形態のコージェネレーション・システムを示す。コージェネレーション・システムは、熱分解装置１００およびチップ・ボイラー２００を熱源として、建物３００に対して冷水・温水を供給し、空調機能、給湯機能および屋根融雪ヒーター／床暖房ヒーター機能を提供する。
【００１４】
熱分解装置１００は、炭化部１０４と、加熱部１０３とを含んでおり、炭化部１０４には籾殻が供給され、加熱部１０３には、燃料としてのチップが供給される。籾殻は、炭化部１０４において炭化処理されて、もみがら炭とされる。本実施形態におけるもみがら炭の製造は、約４００〜５００℃の中温度で行われることが好ましい。上述した温度範囲に温度制御することにより、多孔性の良質なもみがら炭を製造することが可能となる。
【００１５】
また、チップ・ボイラー２００は、本実施形態では、間伐材などの木材チップを燃焼させる燃焼部２０２を備えており、９００℃程度の中高温で燃焼を行い、ライン４０１ａから供給される水を加熱している。チップ・ボイラー２００からの排気は、煙突２０１を介して外部に放出されている。
【００１６】
一方、熱分解装置１００の排気は、チップ・ボイラー２００と同様に煙突１０１を介して外部に排出される。ただし、熱分解装置１００の煙突１０１には、熱交換機１０２が取り付けられており、熱分解装置１００が発生した排気ガスを熱源として回収する構成とされている。また、熱分解装置１００の加熱部１０３には、ライン４０１ａを介して低温水が、戻しヘッダー４０９から供給されており、熱交換機１０２により低温水を加熱してライン４０１ｂから高温水として供給している。
【００１７】
ライン４０１ａは、チップ・ボイラー２００の燃焼部と、熱分解装置１００の加熱部１０３に２つのバルブを介して連結されている。熱分解装置１００が稼働しない時期である４月〜８月までは、熱分解装置１００には低温水を供給することなく、チップ・ボイラー２００により高温水を生成し、システムに高温水を供給する。一方、熱分解装置１００が稼働する期間である９月〜３月程度までは、熱分解装置１００に対して高温水が供給され、熱分解装置１００で加熱された高温水が、ライン４０１ｂを介してシステムに供給される。
【００１８】
ライン４０１ｂから供給される高温水は、暖房ラインとして供給ヘッダー４０４に送られ、ライン４０５ａを介して熱交換機４０６を介して屋根融雪ヒーター／床暖房ヒーター３０５に送付されて、融雪および室内暖房などに利用される。屋根融雪ヒーター／床暖房ヒーターから排出された低温水は、ライン４０５ｂを介して温水焚冷温水発生機４０８に送られ、温水焚冷温水発生機４０８を経由して、戻しヘッダー４０９を介して再度加熱される。また供給ヘッダー４０４に供給された高温水は、温水焚冷温水発生機４０８に送られて空調機媒体を調温した後、ライン４０７ａを介して空調機に送られ、建物内の空気調和が行われる。
【００１９】
空調機３０１、３０２から排出された低温水は、ライン４０７ｂを介して再度、温水焚冷温水発生機４０８を介して戻しヘッダー４０９に送られる。戻しヘッダー４０９から送出される低温水は、ライン４０１ａを介して、チップ・ボイラー２００または熱分解装置１００へと送られ、加熱されて高温水が回復される。回復された高温水は、再度ライン４０１ｂを介して上述した空気調和および屋根融雪ヒーター／床暖房ヒーターに供給されることで、暖房用コージェネレーション系列が形成される。
【００２０】
一方、本実施形態では、熱分解装置１００の煙突１０１には、熱交換機１０２が配設されている。この熱交換機１０２には、ライン４０２ａを介して高温水が供給され、煙突を通過する排気ガスの熱をさらに回収して主として高温水を生成する。このため、本実施形態では、熱交換機１０２には、ライン４０２ａを介してチップ・ボイラー２００からの高温水が供給される。このため煙突１０１の温度を熱交換に起因して低下させることにより、炭化処理により発生した凝縮性ガスが液化することで、もみがら炭に再付着する可能性を防止することができる。本実施形態の構成により、もみがら炭の品質の劣化を防止しながら、もみがら炭を製造する熱分解装置の廃熱を効果的に熱交換に利用することが可能となる。
【００２１】
煙突１０１に配設した熱交換機１０２によって熱交換された後の高温水は、ライン４０２ｂを通して低温水に混合され、低温水を予熱するために使用される。すなわち、本実施形態は、熱分解装置１００、チップ・ボイラー２００またはそれら両方で生成された高温水の容量を、もみがら炭品質を低下させることなく、増加させることができる。また、熱分解装置１００の廃熱を使用して低温水を効率的に加熱することにより、熱分解装置１００の廃熱を有効利用することで、ランニングコストの削減を可能としている。
【００２２】
熱交換機４１０に送られた高温水は、一旦貯湯槽４１１に蓄えられ、必要に応じてライン４１３を介して給湯設備に供給される。給湯設備では、給湯栓３０６および給水栓３０４から、ライン４１３の温水および給水管４１２からの冷水が供給される。以上の構成を採用することにより。熱分解装置１００が生成した熱を効果的にコージェネレーション・システムの熱源として機能させることで、もみがら炭品質を確保ながら、熱分解装置１００の利用性を向上させることができる。また、本実施形態では、建物３００の主として冬期給湯のために使用する燃料を削減することができる。
【００２３】
これまで本発明を、実施形態をもって説明してきたが、本発明は実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００２４】
１００    ：熱分解装置
１０１    ：煙突
１０２    ：熱交換機
１０３    ：加熱部
１０４    ：炭化部
２００    ：ボイラー
２０１    ：煙突
２０２    ：燃焼部
３００    ：建物
３０１    ：空調機
３０２    ：空調機
３０４    ：給水栓
３０５    ：床暖房ヒーター
３０６    ：給湯栓
４０１    ：熱交換機
４０１ａ  ：ライン
４０１ｂ  ：ライン
４０２ａ  ：ライン
４０２ｂ  ：ライン
４０４    ：供給ヘッダー
４０４ｃ  ：ライン
４０５ａ  ：ライン
４０５ｂ  ：ライン
４０６    ：熱交換機
４０７ａ  ：ライン
４０７ｂ  ：ライン
４０８    ：温水焚冷温水発生機
４０９    ：戻しヘッダー
４１０    ：熱交換機
４１１    ：貯湯槽
４１２    ：給水管
４１３    ：ライン
【図１】
2018204948.tif 000003