(57)【要約】【課題】石炭を使用するブリケット燃料において、製造時に添加物を加えることにより、着火性を向上し、高燃焼性を持たせるとともに燃焼時にばい煙の発生を抑制する。【解決手段】石炭を、粒子形状約３ｍｍ以下の粉状とし、これに同級サイズのバイオマス乾留物を重量比率で３％以上混合し、硫黄含有量の大きい石炭の場合は、さらに粒子形状約１ｍｍ以下の粉状の脱硫剤（ＣａＣＯ３、Ｃａ（ＯＨ）２、ＭｇＯ又はＭｇ（ＯＨ）２）を石炭中の硫黄に対する脱硫剤中のカルシウム又はマグネシウムの割合をモル比で１：１．５〜２．０で添加した後、均一に混合し成形する方法でブリケット燃料を製造する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発分が１５％以上の粉状の石炭に籾殻、木屑などからなるバイオマス乾留物を３重量％以上混合し、着火性、燃焼持続性を向上するとともに、燃焼時のばい煙の発生を低減させることを特徴とするバイオマス乾留物複合石炭ブリケット燃料。
【請求項２】
請求項１記載のバイオマス乾留物複合石炭ブリケット燃料にカルシウム、マグネシウムなどを含む粉状の脱硫剤を添加して、さらに燃焼時の硫黄酸化物の発生を低減させることを特徴とするバイオマス乾留物複合石炭ブリケット燃料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼性能を向上するとともに有害物質の排出を抑制するため、バイオマス乾留物及び脱硫剤を添加混合し成型した複合石炭ブリケット燃料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の紛状の石炭を原料とする石炭ブリケット燃料は、燃焼性を良くするために、揮発成分を多く含有する石炭を使用したが、揮発分を多く含有する石炭は、燃焼時に約２５０℃、乃至約３００℃の温度から揮発分が蒸発し、その一部が燃焼しない状態でばい煙となって大気中に放出されるとともに、石炭中に含まれる硫黄も二酸化硫黄などの有害ガスとなって、環境を汚染した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、石炭ブリケット燃料について、燃焼の際に発生するばい煙及び二酸化硫黄などの有害ガスを除去する方法が色々と試みられたが、安価で有効な方法は見いだせなかった。本発明は、このような課題にこたえるためになされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明のバイオマス乾留物複合石炭ブリケット燃料においては、基本燃料体として揮発分を多く含有する石炭を使用し、これに着火及び燃焼性を向上するためのバイオマス乾留物を混合し、さらに硫黄含有量の多い石炭を使用する場合は、二酸化硫黄の発生を抑制するために脱硫剤を添加混合成形し、ばい煙の発生が少ない高着火性及び高燃焼性を保持した複合石炭ブリケット燃料を得る。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の構成は、前記課題を解決するための手段において説明した通りであるが、詳細について説明する。
基本燃料体として使用する石炭の中で、燃焼性の良い石炭は揮発分を多く含有し、燃焼時に温度が２５０℃〜３００℃以上になると揮発分が蒸発しガス化するが、この分解ガスの一部が燃焼しないままばい煙となって大気中に放出され、人間の健康を害するとともに植物の生育を阻害する等の環境汚染が発生する。
また、石炭の着火温度は３００℃〜３５０℃であるため着火時には着火材として木材等の補助燃料を多く必要とする。
基本燃料である石炭を粒子形状３ｍｍ以下の粉状に粉砕し、当該粉状炭に籾殻、木屑等のバイオマスを３００℃〜６５０℃程度の低温で乾留し、揮発分の一部を残留させて着火性及び燃焼性を良くした乾留物を石炭と同級サイズの粉粒体にしたものを、石炭との重量比３％以上で粒子が均一に分布するよう混合し、ブリケットに成形する。石炭粒子の間に分布するバイオマス乾留物粒子は、嵩密度が約０．１ｇ／ｃｃ程度で石炭嵩密度の約０．８ｇ／ｃｃと比較し大幅に低いことから、石炭に対するバイオマス乾留物の混合比率は体積比で約２０％以上となっていて、混合した状態では石炭粒子間に多くのバイオマス乾留物が散在する。バイオマス乾留物は乾燥状態で、内部に多くの細孔を有し残留空気を包含し活性化しているので、着火性がよく２００℃〜２５０℃の温度で容易に着火し、燃焼中もばい煙の発生が少ない。石炭の着火温度は３００℃〜４５０℃であるが、バイオマス乾留物複合石炭ブリケット燃料は石炭粒子間にバイオマス乾留物が密着分布する状態で成形されるので、その効果により当該ブリケットは、２００℃〜２５０℃の低温で着火することになる。約２５０℃〜３００℃の温度で発生する石炭中の揮発分の分解ガスはバイオマス乾留物の燃焼によって容易に着火して燃焼し、また、該分解ガスの一部は、バイオマス乾留物内部の多くの細孔に吸着され、バイオマス乾留物の燃焼とともに燃焼して、該分解ガスが未燃焼のまま排出されるのを防ぎ、石炭の燃焼時に発生するばい煙を低減させる。バイオマス乾留物中の細孔は外部からの空気の導入路としても作用し安定した燃焼を継続させる。バイオマス乾留物のこのような作用によって燃焼時に発生するばい煙を殆ど抑制することができる。バイオマス乾留物の混合比率を大きくすることにより、さらに着火性をよくし、ばい煙発生の抑制効果を向上させることもできる。未利用の灌木、鋸屑など林産物廃棄物、トウモロコシ茎、藁などの農産廃棄物、家畜粉などの畜産破棄物、及び廃棄物汚泥等の有機排出物を使用した乾留物を使用しても同様の効果を得ることができる。
さらに、基本燃料体である石炭の中には、硫黄が含まれており、燃焼時に硫黄酸化物として大気中に排出される。硫黄含有量の多い石炭を使用する場合は、該ブリケット製造時に脱硫剤として石灰石（ＣａＣＯ３）または消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）を添加混合すると、燃焼中に石炭から発生する硫黄酸化物を硫化カルシウムとして固定し、硫黄酸化物の大気中への排出を減少させる。脱硫剤として、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）又は水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）を使用しても同様の効果が得られる。当該ブリケット製造時の脱硫剤の混合割合は、石炭中の硫黄に対する脱硫剤中のカルシウム又はマグネシウムの割合をモル比で１：１．５〜２．０で混合する。以下に、その場合の化学方程式を示す。
脱硫剤として石灰石を使用した場合は
【化１】
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脱硫剤として消石灰を使用した場合は
【化２】
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脱硫剤として酸化マグネシウムを使用した場合は
【化３】
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脱硫剤として水酸化マグネシウムを使用した場合は
【化４】
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の各反応となる。
石炭とバイオマス乾留物及び脱硫剤は粒子間が互いに均一な混合状態となるように成形され、石炭とバイオマス乾留物の複合燃焼、あるいは石炭中の硫黄と脱硫剤との反応が均一かつ効率的に行われるようにするために、石炭及びバイオマス乾留物の粒子は３ｍｍ以下の粉状体とし、均一に配合されるよう混合し成形する。揮発分の少ない石炭の場合は、表面積を大きくして着火性を良くするために粒子形状が１ｍｍ以下の大きさの粉状体とする。バイオマス乾留物は、脆いものが多いので、混合及び成形過程で砕ける物があり、粒子形状が３ｍｍより大きいものでも効果が同じになるものがある。脱硫剤は、石炭粒子に密着させ、かつ表面積を大きくするために粒子形状を１ｍｍ以下の大きさにすると脱硫効果が大きい。
【０００６】
【実施例】
実施例について説明する。石炭を粒子形状３ｍｍ以下の粉状体とし、この粉状の石炭８２％に０．５ｍｍ以下の粉状の石灰石６％、粘結剤としてモラセス６％及び粘土６％を混合して約４０ｃｃの大きさに成形したブリケット３２個をコンロに投入し炭火で着火して、着火までの所要時間及び水１リットルを入れた湯沸器を沸騰させる回数を測定するとともに、粒子形状３ｍｍ以下の粉状炭８０％に石灰石５％、モラセス５％、粘土５％及び石炭粒子と同級サイズの籾殻の低温乾留物５％を混合して約４０ｃｃの大きさに成形した当該複合石炭ブリケット３２個を同じ要領でコンロに投入し炭火で着火して、着火までの所要時間及び水１リットルを入れた湯沸器を沸騰させる回数を測定し両者を比較する方法で、バイオマス乾留物複合石炭ブリケット燃料の特性を評価した。その結果、前者は着火までの所要時間は４５分、沸騰回数は２回でありばい煙が発生し付近に臭気が漂った。後者は着火までの所要時間は３０分、沸騰回数は４回であり着火時に僅かにばい煙が見られたが、燃焼中は殆ど目視できない程度であり、臭いも感じられなかった。また、バイオマス乾留物を混合しないブリケットは、未燃焼物を多く残したが、バイオマス乾留物を混合した当該ブリケットは未燃焼物が少なく、燃焼効率はバイオマス乾留物を混合しないブリケットの２倍に達した。
図１はバイオマス乾留物複合石炭ブリケット燃料の製造フローの一例を示す。粉状の籾殻の乾留物と脱硫剤としてＣａ（ＯＨ）２と粘結剤としてモラセスと粘土を粉状の石炭に混合してバイオマス乾留物複合石炭ブリケットを製作する。粒子形状３ｍｍ以下の粉状の石炭を重量比率で８２％、約５００℃以下の低温で乾留した石炭粒子と同級サイズの籾殻を重量比率で３％、粒子形状１ｍｍ以下の脱硫剤Ｃａ（ＯＨ）２を重量比率で５％、粘結剤としてモラセス、粘土を各々重量比率で５％混合し、約３０ｃｃの大きさに成形してブリケットをつくり、その後該ブリケットを養生してブリケット燃料とする。
【０００７】
【発明の効果】
農産廃棄物の籾殻及び未利用林産物の灌木等を低温乾留した炭化物を安価な石炭に重量比率で３％以上混合し、石炭中の硫黄量に応じたＣａＣＯ３などの脱硫剤を混合して成型した当該発明のブリケットは、ばい煙及び硫黄酸化物の排出が少なく、クリーンで着火性及び燃焼性に優れ、未燃焼物も少ない効率的で安価な燃料となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバイオマス乾留物複合石炭ブリケット燃料の製造フロー図の一例である。
【図１】
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