(57)【要約】【課題】硬質のバイオマス粉粒片が混ざった固体バイオマスであっても、石炭と混焼させることができる固体バイオマス燃料を供給できるようにすることである。【解決手段】固体バイオマスを微粉粒と石炭粉砕機では粉砕できない粉粒片とに分離装置１１で分離し、分離装置１１で分離された粉粒片をバイオマス粉砕機１３で微粉粒に粉砕し、固体バイオマス燃料投入系統１２は、分離装置１１で分離された固体バイオマス微粉粒及びバイオマス粉砕機１３で粉砕された粉粒片の微粉粒を混合して固体バイオマス燃料とし、石炭を供給する石炭供給ライン１４にその固体バイオマス燃料を投入する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体バイオマスを微粉粒と石炭粉砕機では粉砕できない粉粒片とに分離する分離装置と、前記分離装置で分離された粉粒片を微粉粒に粉砕するバイオマス粉砕機と、前記分離装置で分離された固体バイオマス微粉粒及び前記バイオマス粉砕機で粉砕された粉粒片の微粉粒を混合して固体バイオマス燃料とし石炭を供給する石炭供給ラインに前記固体バイオマス燃料を投入する固体バイオマス燃料投入系統とを備えたことを特徴とする固体バイオマス燃料供給装置。
【請求項２】
固体バイオマスを微粉粒と石炭粉砕機では粉砕できない粉粒片とに分離する分離装置と、前記分離装置で分離された粉粒片を炭化処理する炭化装置と、前記分離装置で分離された固体バイオマス微粉粒及び前記炭化装置で炭化された固体バイオマス炭化物を混合して固体バイオマス燃料とし石炭を供給する石炭供給ラインに前記固体バイオマス燃料を投入する固体バイオマス燃料投入系統とを備えたことを特徴とする固体バイオマス燃料供給装置。
【請求項３】
前記固体バイオマス燃料投入系統が前記固体バイオマス燃料を前記石炭供給ラインに投入する箇所は、前記石炭供給ラインのうち、少なくとも１回は前記石炭供給ラインの乗り継ぎ箇所を経由する箇所であることを特徴とする請求項１または２記載の固体バイオマス燃料供給装置。
【請求項４】
前記固体バイオマス燃料投入系統が前記固体バイオマス燃料を前記石炭供給ラインに投入する箇所は、前記石炭供給ラインの乗り継ぎ箇所であり、前記固体バイオマス燃料を先にコンベアに投入し、その固体バイオマス燃料の上部に石炭を投入することを特徴とする請求項３記載の固体バイオマス燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体バイオマスを石炭とともに石炭粉砕機に供給する固体バイオマス燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、ＲＰＳ（Renewables Portfolio Standard）法（電気事業者による新エネルギー等の利用に関する特別措置法）の新エネルギーの基準利用量達成に寄与するように、環境に優しい風力や太陽光あるいはバイオマス燃料などの新エネルギーの導入が図られている。これら新エネルギーのうちバイオマス燃料については、海外のパーム残渣を石炭火力や石油火力で混焼させることが考えられている。パーム残渣としては、パーム果実房から果実を取り除いた残材を細かく砕きペレット状に固めたパーム空房ペレット、パーム核油かすであるＰＫＥ、パーム核の殻であるパームシェル、パーム果実房の油脂のうち常温で固体部分のパームステアリン等がある。
【０００３】
固体バイオマスを用いたバイオマス発電は、発電コストとポテンシャルとの面で優れているため、ＲＰＳ法への対応において最も有効なもので、その中でもパーム残渣は、海外からの調達が期待できるため最も期待されている。固体バイオマスを火力発電所で使用する場合には、既設の石炭火力発電所には石炭を粉砕する石炭粉砕機を有していることから、固体バイオマスを石炭とともに石炭粉砕機に供給し、石炭粉砕機で混合させて粉砕した後にボイラの石炭バーナに空気搬送にて運び、石炭バーナで混合燃焼させる混合粉砕方式が考えられる。
【０００４】
ここで、バイオマスに改質を加えてバイオマス燃料を取り出すようにしたものとして、固体廃棄物スラリを反応させて得られた反応生成スラリに、石炭や石油などの代替燃料となり得る高発熱量の補助燃料を混合して燃料用の混合スラリとしたものがある（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−３１６４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のものでは固体バイオマスを燃料用の反応生成スラリに改質し、石炭や石油などの代替燃料となり得る高発熱量の補助燃料を混合して燃料用の混合スラリとしているので、その改質のための工程が必要となるだけでなく補助燃料も必要となる。
【０００６】
一方、固体バイオマスを石炭とともに石炭粉砕機１５で粉砕し石炭バーナで燃焼させる混合粉砕方式では、既設の石炭粉砕機で固体バイオマスを石炭の粉砕粒まで細かく粉砕することが容易ではないので、固体バイオマスが石炭用に設定された分級機を通過することができず、固体バイオマスの石炭バーナへの導入量が低く抑えられてしまう。すなわち、パーム残渣であるパームシェルを既存の石炭粉砕機で粉砕しようとすると、硬質のパームシェルが石炭粉砕機内の分級機を通過する大きさまで粉砕されるのに時間と動力とを要し、石炭粉砕機の動力のモータ負荷制限により結果的にその処理量が低くなる。
【０００７】
また、パーム核油かすであるＰＫＥにも生産時点からパームシェルが含まれているため、ＰＫＥやパームシェルは、既存の石炭粉砕機で粉砕することが容易でないことが判明した。このため、ＰＫＥやパームシェルは既存の石炭火力発電所の設備では石炭と混焼することができないため、そのままでは、微粉炭ボイラ用のバイオマス燃料としては、不向きな燃料ということになる
本発明の目的は、硬質のバイオマス粉粒片が混ざった固体バイオマスであっても、石炭と混焼させることができる固体バイオマス燃料を供給できる固体バイオマス燃料供給装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明に係わる固体バイオマス燃料供給装置は、固体バイオマスを微粉粒と石炭粉砕機では粉砕できない粉粒片とに分離する分離装置と、前記分離装置で分離された粉粒片を微粉粒に粉砕するバイオマス粉砕機と、前記分離装置で分離された固体バイオマス微粉粒及び前記バイオマス粉砕機で粉砕された粉粒片の微粉粒を混合して固体バイオマス燃料とし石炭を供給する石炭供給ラインに前記固体バイオマス燃料を投入する固体バイオマス燃料投入系統とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明に係わる固体バイオマス燃料供給装置は、固体バイオマスを微粉粒と石炭粉砕機では粉砕できない粉粒片とに分離する分離装置と、前記分離装置で分離された粉粒片を炭化処理する炭化装置と、前記分離装置で分離された固体バイオマス微粉粒及び前記炭化装置で炭化された固体バイオマス炭化物を混合して固体バイオマス燃料とし石炭を供給する石炭供給ラインに前記固体バイオマス燃料を投入する固体バイオマス燃料投入系統とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明に係わる固体バイオマス燃料供給装置は、請求項１または２の発明において、前記固体バイオマス燃料投入系統が前記固体バイオマス燃料を前記石炭供給ラインに投入する箇所は、前記石炭供給ラインのうち、少なくとも１回は前記石炭供給ラインの乗り継ぎ箇所を経由する箇所であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明に係わる固体バイオマス燃料供給装置は、請求項３の発明において、前記固体バイオマス燃料投入系統が前記固体バイオマス燃料を前記石炭供給ラインに投入する箇所は、前記石炭供給ラインの乗り継ぎ箇所であり、前記固体バイオマス燃料を先にコンベアに投入し、その固体バイオマス燃料の上部に石炭を投入することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、固体バイオマスを微粉粒と石炭粉砕機では粉砕できない粉粒片とに分離し、分離した粉粒片を微粉粒に粉砕または炭化処理し、固体バイオマス微粉粒に混合して固体バイオマス燃料とし石炭を供給する石炭供給ラインに投入するので、硬質のバイオマス原料が混ざったバイオマスであっても、石炭と混焼させる燃料として取り扱うことができる。
【００１３】
また、固体バイオマス燃料を少なくとも１回は石炭供給ラインの乗り継ぎ箇所を経由する箇所に投入するので、経由した石炭供給ラインの乗り継ぎ箇所において固体バイオマス燃料が石炭に容易に混合することができる。また、石炭供給ラインの乗り継ぎ箇所で、固体バイオマス燃料を先にコンベアに投入し、その固体バイオマス燃料の上部に石炭を投入するので、固体バイオマス燃料が空気中に飛散することを抑制でき固体バイオマス燃料による粉塵爆発を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明の実施の形態に係わる固体バイオマス燃料供給装置の一例を示すブロック構成図である。固体バイオマスは分離装置１１に投入され、微粉粒と石炭粉砕機では粉砕できない粉粒片とに分離される。分離装置１１は篩あるいはサイクロン等であり、固体バイオマスは、例えば、パーム核の殻であるパームシェルあるいはパーム核油かすであるＰＫＥである。パームシェルは硬質であり脆くない性質を有し、既存の石炭粉砕機で粉砕するのは困難である。そこで、分離装置１１にて、微粉粒と石炭粉砕機では粉砕できない粉粒片とに分離して、石炭粉砕機では粉砕できない粉粒片を抽出する。同様に、パーム核油かすであるＰＫＥにも生産時点からパームシェルが含まれているので、分離装置１１を通し石炭粉砕機では粉砕できない粉粒片を抽出する。
【００１５】
分離装置１１で分離された固体バイオマスの微粉粒は固体バイオマス燃料投入系統１２に供給され、一方、分離装置１１で分離され抽出された粉粒片はバイオマス粉砕機１３に供給される。バイオマス粉砕機１３では分離装置１１で抽出された固体バイオマスの粉粒片を微粉粒に粉砕する。バイオマス粉砕機１３は硬質のパームシェルを粉砕する専用の粉砕機であり、例えば、ブレードやピンなどを高速回転させて衝撃及びせん断によってパームシェルを微粉砕する高速回転ミルである。バイオマス粉砕機１３で粉砕された固体バイオマスの微粉粒は固体バイオマス燃料投入系統１２に供給される。
【００１６】
固体バイオマス燃料投入系統１２は、分離装置１１で分離された固体バイオマスの微粉粒とバイオマス粉砕機１３で粉砕された固体バイオマス粉粒片の微粉粒とを混合して固体バイオマス燃料とし、石炭を供給する石炭供給ライン１４に投入する。すなわち、コンベアを乗り継いで石炭を搬送する石炭供給ライン１４のコンベアに、微粉粒の固体バイオマス燃料を投入し、石炭に混合して石炭粉砕機１５に搬送する。
【００１７】
石炭粉砕機１５は、周知のように、円盤状テーブルにローラを押し付けローラとテーブルの面の間で石炭を粉砕するものであり、硬質のパームシェルは既にバイオマス粉砕機１３により微粉粒に粉砕されているので、石炭粉砕機１５は主として石炭を粉砕することになる。石炭粉砕機１５で石炭を粉砕して得られた微粉炭及び固体バイオマス燃料の微粉粒の混合燃料は、ボイラ１６の石炭バーナ１７に供給され燃焼することになる。
【００１８】
図２は固体バイオマス燃料投入系統１２から石炭供給ライン１４に固体バイオマス燃料を投入する際の説明図であり、図２（ａ）は固体バイオマス燃料を石炭供給ラインに投入する箇所の断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の矢印Ａ方向からの平面図である。
【００１９】
図２（ａ）において、石炭供給ライン１４は、複数のコンベア１８を乗り継いで貯炭場から石炭粉砕機１５まで石炭１９を搬送するものであり、コンベア１８の乗り継ぎ箇所には乗り継ぎ建家２０が設けられている。そして、例えば、空気浮上式コンベアの場合には、コンベア１８はチューブ２１に収納され、コンベア１８ｉに搭載された石炭１９のコンベア１８ｊへの乗り継ぎは、コンベア１８ｉのヘッド部２２からコンベアｊのボトム部２３に石炭１９を落下させて乗り継ぐようにしている。
【００２０】
固体バイオマス燃料投入系統１２から石炭供給ライン１５への固体バイオマス燃料２４の投入は、このような乗り継ぎ建家２０内のコンベア１８ｊのボトム部２３に、石炭１９より先にシュート２５から投入する。従って、石炭１９は、図２（ｂ）に示すように、固体バイオマス燃料２４の上部に投入されることになる。石炭１９を固体バイオマス燃料２４の上部に投入するようにしているのは、固体バイオマス燃料２４の微粉粒が空気中に飛散し粉塵爆発するのを防止するためである。
【００２１】
すなわち、固体バイオマス燃料２４の微粉粒は空気中に飛散すると粉塵爆発の危険性がある。そこで、分離装置１１で分離したバイオマス微粉粒、及びバイオマス粉砕機１３で粉砕した固体バイオマス微粉粒を混合し、混合して得られた固体バイオマス燃料２４を直接的にシュート２５に導き、コンベア１８のボトム部２３に投入し、その上部に石炭１９を投入して固体バイオマス燃料２４の微粉粒が空気中に飛散することを抑制するようにしている。それでも、粉塵爆発の懸念がある場合には、安全のために混合して得られた固体バイオマス燃料２４に水噴霧を施すことになる。
【００２２】
また、固体バイオマス燃料投入系統１２から固体バイオマス燃料２４を投入する箇所は、固体バイオマス燃料２４を投入してから少なくとも１回は次の乗り継ぎ箇所を経由する箇所に固体バイオマス燃料２４を投入する。これにより、次の乗り継ぎ箇所において、コンベア１８での乗り継ぎの際に、固体バイオマス燃料２４が石炭１９とともに次のコンベア１８に落下することになり、固体バイオマス燃料２４と石炭１９とが混合して落下し容易に混合できる。なお、固体バイオマス燃料２４を投入してからの乗り継ぎ箇所が多くなると、固体バイオマス燃料２４と石炭１９との混合はよくできるが、固体バイオマス燃料２４の微粉粒は空気中に飛散する可能性が高くなるので、固体バイオマス燃料２４を投入してからの乗り継ぎ箇所は少ない方が好ましい。
【００２３】
以上の説明では、分離装置１１で分離され抽出された粉粒片をバイオマス粉砕機１３で粉砕し、固体バイオマスの微粉粒としたが、図３に示すように、分離装置１１で分離され抽出された粉粒片を炭化装置２６に導き炭化処理して、分離装置で分離された固体バイオマス微粉粒に混合し、固体バイオマス燃料とするようにしてもよい。
【００２４】
本発明の実施の形態によれば、固体バイオマスを分離装置１１で、微粉粒と石炭粉砕機１５では粉砕できない粉粒片とに分離し、分離した粉粒片をバイオマス粉砕機１３で微粉粒に粉砕し、または炭化装置２６で炭化処理し、分離装置１１で分離した固体バイオマス微粉粒に混合して固体バイオマス燃料とするので、硬質のバイオマス原料が混ざったバイオマスであっても、石炭と混焼させる燃料として取り扱うことができる。
【００２５】
また、得られた固体バイオマス燃料を少なくとも１回は石炭供給ライン１４の乗り継ぎ箇所を経由する箇所に投入するので、経由した石炭供給ライン１４の乗り継ぎ箇所において、固体バイオマス燃料２４が石炭１９に容易に混合することができる。また、石炭供給ライン１４の乗り継ぎ箇所で、固体バイオマス燃料を先にコンベア１８に投入し、その固体バイオマス燃料２４の上部に石炭１９を投入するので、固体バイオマス燃料２４が空気中に飛散することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態に係わる固体バイオマス燃料供給装置の一例を示すブロック構成図。
【図２】本発明の実施の形態における固体バイオマス燃料投入系統から石炭供給ラインに固体バイオマス燃料を投入する際の説明図。
【図３】本発明の実施の形態に係わる固体バイオマス燃料供給装置の他の一例を示すブロック構成図。
【符号の説明】
【００２７】
１１…分離装置、１２…固体バイオマス燃料投入系統、１３…バイオマス粉砕機、１４…石炭供給ライン、１５…石炭粉砕機、１６…ボイラ、１７…石炭バーナ、１８…コンベア、１９…石炭、２０…乗り継ぎ建家、２１…チューブ、２２…ヘッド部、２３…ボトム部、２４…固体バイオマス燃料、２５…シュート、２６…炭化装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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