(57)【要約】【課題】  色情報を基に、固体燃料の塩素の含有状況を容易に把握する。【解決手段】  固体燃料の明度Ｌ＊、及び（もしくは）、色相角ｈａｂと固体燃料の固定炭素の割合（燃料性状）を対応させ（ステップＳ５）、固定炭素の割合に基づいて塩素含有割合を対応させることで、明度Ｌ＊、及び（もしくは）、色相角ｈａｂに基づいて塩素含有割合を把握する（ステップＳ６）。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体燃料の色情報を測定し、得られた色情報と前記固体燃料の燃料性状を対応させ、前記燃料性状に対する前記固体燃料の塩素含有割合を対応させることで、前記固体燃料の塩素含有割合を把握する
ことを特徴とする固体燃料の塩素状況把握方法。
【請求項２】
請求項１に記載の固体燃料の塩素状況把握方法において、
前記燃料性状は、前記固体燃料の燃料割合である
ことを特徴とする固体燃料の塩素状況把握方法。
【請求項３】
請求項１もしくは請求項２に記載の固体燃料の塩素状況把握方法において、
前記色情報は、明るさの度合いを示す明度の情報と、複数の色度の軸を含む平面内の基準軸に対する角度である色相角の情報の少なくとも一つにより得られる情報である
ことを特徴とする固体燃料の塩素状況把握方法。
【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固体燃料の塩素状況把握方法において、
前記固体燃料の原料は、バイオマスである
ことを特徴とする固体燃料の塩素状況把握方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体燃料の塩素状況把握方法に関し、例えば、バイオマスを炭化して固体燃料とした際の塩素の含有割合を把握する塩素状況把握方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、火力発電所では、未利用な資源として扱われていたバイオマスの燃料利用が進められている。特に、カーボンニュートラルな木質バイオマスの利用が進められている。（例えば、特許文献１）。特許文献１では、木質バイオマスを熱分解することにより、炭化物とガスを生成し、炭化物をボイラの燃料として用いて電力を得ることが提案されている。
【０００３】
また、バイオマスから作られた炭化物を石炭に混ぜてボイラで燃焼させて電力を得ることが考えられている。このような状況から、バイオマスの使用量が拡大しつつある。しかし、バイオマスの需要増加に伴い、石炭と混焼させることができる高品位なバイオマスの入手が困難になったり、バイオマスの調達価格が上昇したりすることが予想される。
【０００４】
このため、現状では、石炭と混焼させることができないバイオマス、例えば、海に近い場所で伐採された樹木で、塩素が多く含まれている燃料としては低品位なバイオマス（木質バイオマス）の使用が検討されている。塩素が多量に含まれているバイオマスを燃料として使用することができれば、石炭火力発電所に適用可能なバイオマス種の拡大が図れると共に、バイオマスの供給量増大に伴って、入手に必要なコストを抑制することができると考えられている。
【０００５】
バイオマスを炭化して得られる固体燃料は、単位重量当たりの塩素含有率が高くなるため、炭化処理の過程で塩素を除去することが好ましい。塩素を除去する場合、塩素の含有割合を把握しておくことで、適切に塩素を除去することが可能になる。塩素の除去が適切に行えるようになれば、安価なバイオマスを使用したい要望に応えることが可能になる。
【０００６】
このような状況から、塩素が含まれるバイオマスを炭化して固体燃料を得る製造プロセスにおいて、塩素の含有状況を容易に検出できる技術の出現が望まれているのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−２０５７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、固体燃料の塩素の含有状況を容易に把握することができる固体燃料の塩素状況把握方法を提供することを目的とする。
【０００９】
特に、バイオマス（木質バイオマス）を炭化して炭化物（固体燃料）を得た際に、塩素の含有状況を容易に把握することができる固体燃料の塩素状況把握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】
【００１０】
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の固体燃料の塩素状況把握方法は、固体燃料の色情報を測定し、得られた色情報と前記固体燃料の燃料性状を対応させ、前記燃料性状に対する前記固体燃料の塩素含有割合を対応させることで、前記固体燃料の塩素含有割合を把握することを特徴とする。
【００１１】
請求項１に係る本発明では、色情報と固体燃料の燃料性状を対応させ、燃料性状に基づいて塩素含有割合を対応させることで、色情報に基づいて塩素含有割合を把握することができる。このため、色情報を基に、固体燃料の塩素の含有状況を容易に把握することが可能になる。
【００１２】
そして、請求項２に係る本発明の固体燃料の塩素状況把握方法は、請求項１に記載の固体燃料の塩素状況把握方法において、前記燃料性状は、前記固体燃料の燃料割合であることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に係る本発明では、燃料性状として、燃料割合（例えば、固定炭素量）に基づいて塩素含有割合を対応させることができる。
【００１４】
また、請求項３に係る本発明の固体燃料の塩素状況把握方法は、請求項１もしくは請求項２に記載の固体燃料の塩素状況把握方法において、前記色情報は、明るさの度合いを示す明度の情報と、複数の色度の軸を含む平面内の基準軸に対する角度である色相角の情報の少なくとも一つにより得られる情報であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に係る本発明では、色情報として、明るさの度合いを示す明度の色情報、もしくは（及び）、色度の状況を示す色相角の色情報を用いることができる。
【００１６】
また、請求項４に係る本発明の固体燃料の塩素状況把握方法は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の固体燃料の塩素状況把握方法において、前記固体燃料の原料は、バイオマスであることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に係る本発明では、バイオマスを炭化した固体燃料の塩素の割合を把握することができる。バイオマスとしては、林地残材、間伐材、未利用樹、製材廃材、建設廃材等の木質バイオマスを用いることが好適である。また、バイオマスとしては、稲、麦わら、もみ殻等の未利用バイオマスや、古紙、家畜の糞尿、食品残渣、汚泥等の廃棄物バイオマスを用いることも可能である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の固体燃料の塩素状況把握方法は、色情報を基に、固体燃料の塩素の含有状況を容易に把握することが可能になる。
【００１９】
本発明の固体燃料の塩素状況把握方法は、特に、バイオマス（木質バイオマス）を炭化して炭化物（固体燃料）を得た際に、色情報を基に、塩素の含有状況を容易に把握することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例に係る固体燃料の塩素状況把握方法を実施する工程図である。
【図２】色情報を説明する色空間の概念図である。
【図３】固定炭素の割合と明るさの度合いの関係を表すグラフである。
【図４】固定炭素の割合と色相角の関係を表すグラフである。
【図５】塩素の含有割合と固定炭素割合の関係を表すグラフである。
【図６】塩素の含有割合と明るさの度合いの関係を表すグラフである。
【図７】塩素の含有割合と色相角の関係を表すグラフである。
【図８】色差情報の計測値と固体燃料の性状分析値の一例の表図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本実施例の固体燃料の塩素状況把握方法は、バイオマス（木質バイオマス）を炭化して固体燃料として使用する際に、色情報（色差計で測定した色差情報）を基にして、固体燃料の塩素の割合を容易に把握するようにしたものである。木質バイオマスの塩素の割合が把握できることで、炭化物を使用する側で、塩素の処理を的確に実施することが可能になる。
【００２２】
固体燃料の原料となるバイオマスとしては、林地残材、間伐材、未利用樹、製材廃材、建設廃材等の木質バイオマスを用いることが好適である。また、原料のバイオマスとしては、稲、麦わら、もみ殻等の未利用バイオマスや、古紙、家畜の糞尿、食品残渣、汚泥等の廃棄物バイオマスを用いることも可能である。
【００２３】
図１、図２に基づいて本発明の固体燃料の塩素状況把握方法の概略を説明する。図１には本発明の一実施例に係る固体燃料の塩素状況把握方法を実施する工程説明、図２には色差情報を説明する色空間の概念を示してある。
【００２４】
原料であるバイオマス（木質バイオマス）を炭化して炭化燃料（固体燃料）とし、図１に示すように、色差計を用いて固体燃料の色情報を測定する（ステップＳ１）。色差計の計測では、固体燃料を粉砕し、例えば、２００メッシュのふるいにかけて測定用の試料とすることで、均一な状態で色度を計測することができる。
【００２５】
色差計によって得られる情報は、例えば、図２に示すＬ＊ａ＊ｂ＊表色系の色空間によって整理することができる。Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系において、Ｌ＊は、黒色から白色までを縦軸で表して明るさの度合いを表現した明度を示したもので、黒色に対する白色の度合いを０から１００として表現している。
【００２６】
尚、表色系として、ＣＩＥ表色系（ＲＧＢ、ＸＹＺ、ｘｙＹ、Ｌ＊ａ＊ｂ＊、Ｌ＊ｕ＊ｖ＊等）以外にも、マンセル表色系、オストワルト表色系等、種々の表色系を用いることも可能である。
【００２７】
Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系において、ａ＊ｂ＊は色度を示したものであり、ａ＊が、赤色／緑色、ｂ＊が、黄色／青色の度合いを表現したもので、ａ＊がプラス側では赤色を、マイナス側では緑色を表し、ｂ＊がプラス側では黄色を、マイナス側では青色を表現している。そして、ａ＊ｂ＊の色度の軸を含む平面が明度の縦軸に直交した平面を構成し、ａ＊とｂ＊とがなす角度が（基準軸に対する角度）、色相角ｈａｂとして定義され、次式で表すことができる。
【００２８】
色相角：ｈａｂ＝ｔａｎ−１（ｂ＊／ａ＊）
【００２９】
参考として、図８には、色情報の測定値と固体燃料の性状分析値の一例を示してある。図８は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系の測定値（及び、色相角ｈａｂ）に対する性状の状況となっている。
【００３０】
図１に戻り、ステップＳ２で色情報であるＬ＊ａ＊ｂ＊を取得する。Ｌ＊ａ＊ｂ＊を取得した後、ステップＳ３で明度Ｌ＊と固体燃料の燃料性状である固定炭素の状況（固定炭素の割合）との関係を導出すると共に（具体的には後述する）、ステップＳ４で色相角ｈａｂと固体燃料の性状である固定炭素の状況（固定炭素の割合）との関係を導出する（具体的には後述する）。
【００３１】
ステップＳ５では、ステップＳ３で導出した固体燃料の固定炭素の割合、及び、ステップＳ４で導出した固体燃料の固定炭素の割合と、固体燃料に含まれる塩素の割合（塩素含有割合）を対応させる（具体的には後述する）。そして、ステップＳ６で、色差計によって得られた情報から固体燃料の塩素含有割合を把握する。
【００３２】
つまり、ステップＳ３の処理（明度Ｌ＊と固定炭素の割合を導出する処理）と、ステップＳ４の処理（色相角ｈａｂと固定炭素の割合を導出する処理）を行った後、ステップＳ５で固体燃料に含まれる塩素の割合を対応させ、ステップＳ６で、固体燃料の塩素含有割合を把握する。
【００３３】
尚、ステップＳ３の処理だけを実行し、明度Ｌ＊と固定炭素の割合を導出することだけで固体燃料に含まれる塩素の割合を対応させることも可能である。また、ステップＳ４の処理だけを実行し、色相角ｈａｂと固定炭素の割合を導出することだけで固体燃料に含まれる塩素の割合を対応させることも可能である。
【００３４】
上述したように、色情報と固体燃料の固定炭素の割合（燃料性状）を対応させ、固定炭素の割合に基づいて塩素含有割合を対応させることで、色情報に基づいて塩素含有割合を把握することができる。このため、色情報を基に、固体燃料の塩素の含有状況を容易に把握することが可能になる。
【００３５】
尚、燃料性状としては、固定炭素の割合の他に、高位発熱量（ＨＨＶ）等、他の燃料性状を適用することが可能である。
【００３６】
図３に基づいて固体燃料の燃料性状と明度Ｌ＊との関係の一例（ステップＳ３の一具体例）を説明する。図３（ａ）には固定炭素の割合の関係と明度Ｌ＊の関係、図３（ｂ）には高位発熱量（ＨＨＶ）と明度Ｌ＊の関係を示してある。
【００３７】
図３（ａ）に示すように、明度Ｌ＊が大きくなると固定炭素割合が低くなり、一定の明るさになると固定炭素割合は低い状態に保たれることが確認されている。このため、明度Ｌ＊が大きくなるにしたがって、固定炭素の割合が低下することがわかる。また、図３（ｂ）に示すように、明度Ｌ＊が大きくなると高位発熱量（ＨＨＶ）が低下することが確認されている。
【００３８】
図４に基づいて固体燃料の燃料性状と色相角ｈａｂ（度）の関係の一例（ステップＳ４の一具体例）を説明する。図４（ａ）には固定炭素の割合と色相角ｈａｂの関係、図４（ｂ）には高位発熱量（ＨＨＶ）と色相角ｈａｂの関係を示してある。
【００３９】
図４（ａ）に示すように、色相角ｈａｂがマイナス側の場合、固定炭素割合が高く、色相角ｈａｂがマイナス側から徐々に大きくなると（黄色ｂ＊の度合いに近づくと）、固定炭素割合が直線状に低下することが確認されている。このため、色相角ｈａｂが大きくなるにしたがって、固定炭素の割合が低下することがわかる。また、図４（ｂ）に示すように、色相角ｈａｂが大きくなると高位発熱量（ＨＨＶ）が低下することが確認されている。
【００４０】
図５に基づいて塩素含有割合と固定炭素の割合の関係の一例（ステップＳ５の一具体例）を説明する。図５には塩素含有割合と固定炭素の割合の関係を示してある。
【００４１】
図５に示すように、固定炭素の割合が高くなるにしたがって塩素含有割合が低くなり、固定炭素の割合が所定の割合を超えると塩素含有割合は低い状態に保たれることが確認されている。このため、固定炭素の割合が高くなるにしたがって塩素含有割合が低下することがわかる。
【００４２】
図６、図７に基づいて塩素含有割合と色情報の関係の一例（ステップＳ６の一具体例）を説明する。図６には塩素含有割合と明るさの度合いの関係、図７には塩素含有割合と色相角の関係を示してある。
【００４３】
図３（ａ）の結果である、明度Ｌ＊が大きくなるにしたがって、固定炭素の割合が低下する点、及び、図５の結果である、固定炭素の割合が高くなるにしたがって塩素含有割合が低下する点に基づき、明度Ｌ＊が大きくなるにしたがって、塩素含有割合が高くなることがわかる。
【００４４】
つまり、図６に示すように、明度Ｌ＊が大きくなるにしたがって、塩素含有割合が高くなることを把握することができる。このため、塩素含有割合が低い固体燃料を得るためには、明度Ｌ＊が小さくなるように、バイオマス（木質バイオマス）を炭化して固体燃料とすることが好ましいことがわかる。
【００４５】
図４（ａ）の結果である、色相角ｈａｂが大きくなるにしたがって、固定炭素の割合が低下する点、及び、図５の結果である、固定炭素の割合が高くなるにしたがって塩素含有割合が低下する点に基づき、色相角ｈａｂが大きくなるにしたがって、塩素含有割合が高くなることがわかる。
【００４６】
つまり、図７に示すように、色相角ｈａｂが大きくなるにしたがって、塩素含有割合が高くなることを把握することができる。このため、塩素含有割合が低い固体燃料を得るためには、色相角ｈａｂが小さくなるように（マイナスになるように）、バイオマス（木質バイオマス）を炭化して固体燃料とすることが好ましいことがわかる。
【００４７】
上述したように、色情報である明度Ｌ＊、及び（もしくは）、色相角ｈａｂと固体燃料の固定炭素の割合（燃料性状）を対応させ、固定炭素の割合に基づいて塩素含有割合を対応させることで、明度Ｌ＊、及び（もしくは）、色相角ｈａｂに基づいて塩素含有割合を把握することができる。
【００４８】
このため、明度Ｌ＊、及び（もしくは）、色相角ｈａｂを基に、固体燃料の塩素の含有状況を容易に把握することが可能になり、例えば、塩素含有割合が低い固体燃料を得るためには、明度Ｌ＊が小さく、色相角ｈａｂが小さくなるように（マイナスになるように）、バイオマス（木質バイオマス）を炭化して固体燃料とすることが好適であることがわかる。
【００４９】
上述した固体燃料の塩素状況把握方法は、色情報を基に、固体燃料の塩素の含有状況を容易に把握することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、固体燃料の塩素状況把握方法の産業分野で利用することができる。
【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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