(57)【要約】【課題】加工装置に微小バイオマスを確実に搬送することのできる微小バイオマスの供給装置を提供する。【解決手段】内部に微小バイオマス１を収納した状態で密閉可能であり、下部内面が下端の開口２ａに連通する下り傾斜をなすホッパ２と、ホッパ２の開口２ａとガス化炉３０とを連通させる搬送管１０と、ホッパ２内を振動可能な加振装置３と、ホッパ２内に窒素ガスからなるキャリアガスを吐出し、ホッパ２内の微小バイオマス１の流動性を上げるとともに、ホッパ２内を加圧してホッパ２内の微小バイオマス１をガス化炉３０内に搬送するノズルＬ１（１）〜（３）、Ｌ２（１）〜（３）、Ｌ３（１）〜（３）を有するキャリアガス供給手段とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小バイオマスを原料とする加工装置に微小バイオマスを供給するための微小バイオマスの供給装置であって、
内部に前記微小バイオマスを収納した状態で密閉可能であり、下部内面が下端の開口に連通する下り傾斜をなすホッパと、該ホッパの該開口と前記加工装置とを連通させる連通路と、該ホッパ内を振動可能な加振手段と、該ホッパ内に窒素ガス又は不活性ガスからなるキャリアガスを吐出し、該ホッパ内の該微小バイオマスの流動性を上げるとともに、該ホッパ内を加圧して該ホッパ内の該微小バイオマスを該加工装置内に搬送するキャリアガス供給手段とを備えていることを特徴とする微小バイオマスの供給装置。
【請求項２】
前記加工装置は、前記微小バイオマスを還元雰囲気又は酸化不完全雰囲気下で加熱してガスを得るガス化炉であることを特徴とする請求項１記載の微小バイオマスの供給装置。
【請求項３】
前記キャリアガス供給手段は、前記ホッパの下部に設けられて該ホッパ内の中央に向かって前記キャリアガスを吐出させるノズルを有することを特徴とする請求項１又は２記載の微小バイオマスの供給装置。
【請求項４】
前記ノズルは前記ホッパの周方向に複数本設けられていることを特徴とする請求項３記載の微小バイオマスの供給装置。
【請求項５】
前記微小バイオマスは木粉であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の微小バイオマスの供給装置。
【請求項６】
前記木粉の平均粒径は２００μｍ以下であることを特徴とする請求項５記載の微小バイオマスの供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は微小バイオマスの供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、粉砕木粉や大鋸屑等の微小バイオマスは、ＰＰ（ポリプロピレン）やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の微粒子に比べ、特殊な繊維形状を持っている上、水分を多く含んでいるため、ホッパ内の微小バイオマスを加工装置内に円滑に搬送することは困難である。つまり、粉砕木粉や大鋸屑等の微小バイオマスは粒子同士が付着し易く、ホッパの表面との滑りも悪いため、ホッパ内において不安定な状態になって、ホッパからの排出が困難になり易い。
【０００３】
ホッパからの微小バイオマスの排出が困難になる場合について調べた結果を図４及び図５に示す。図４は、ホッパ９０の開口９０ａ付近においてブリッジ９１ａを形成して微小バイオマス９１が排出不能になる場合である。また、図５は、いわゆるラットホール９１ｂが形成され、わずかに開口９０ａの真上の微小バイオマス９１だけが排出される場合である。ただし、この微小バイオマス９１として、木質チップ（２０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ３ｍｍ）を振動ミルにかけ粉砕した２種類の粉砕木粉Ａ、Ｂを使用した。２種類の粉砕木粉Ａ、Ｂについての粒度分布のグラフを図６に示す。このグラフでは、横軸に粒径（μｍ）の常用対数が表され、縦軸Ｑ１に出現頻度（％）、縦軸Ｑ２に累積頻度（％）が表されている。Ｇ１（Ａ）、Ｇ２（Ａ）が粉砕木粉Ａの出現頻度及び累積頻度についての粒度分布のグラフ、Ｇ１（Ｂ）、Ｇ２（Ｂ）が粉砕木粉Ｂの出現頻度及び累積頻度についての粒度分布のグラフである。このグラフより、粉砕木粉Ａの平均粒径は約８４μｍであり、粉砕木粉Ｂの平均粒径は約４３μｍであることがわかる。なお、粉砕木粉Ａ、Ｂとも水分は約１２質量％である。
【０００４】
このようなホッパからの排出が困難な微小バイオマスに対し、従来、特許文献１に微小バイオマスの供給装置が開示されている。この微小バイオマスの供給装置は、内部に微小バイオマスを収納した状態で密閉可能なホッパと、ホッパの下部に設けられ、多数の孔を有する漏斗状の多孔板と、多孔板の下端近くに下方に向けた開口を有し、加工装置に連通させる連通路と、ホッパ内を振動可能な加振手段と、多孔板の孔からホッパ内にキャリアガスを吐出し、ホッパ内の微小バイオマスを加工装置内に搬送するキャリアガス供給手段とを備えている。
【０００５】
この微小バイオマスの供給装置では、加振手段によりホッパ内の微小バイオマスを流動化させ、この微小バイオマスをキャリアガス供給手段により加工装置内に搬送している。また、この際、ホッパ内に吐出されたキャリアガスの一部により、微小バイオマスが多孔板の斜面に沿って滑り落とされる。こうして、この微小バイオマスの供給装置では、ホッパ内の微小バイオマスを加工装置内に円滑に搬送することができると考えられる。ここで、微小バイオマスとは、粉砕木粉や大鋸屑等の有機系廃棄物であって、粒子径が２００μｍ以下のものをいう。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−３０４５１８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来の微小バイオマスの供給装置では、キャリアガスは主に微小バイオマスを加工装置内に搬送する働きをするものであり、微小バイオマスの流動化は主に加振手段によっている。つまり、キャリアガスの一部が微小バイオマスを多孔板の斜面に沿って滑り落とすものの、これは積極的に微小バイオマスを流動化するものではなく、微小バイオマスの流動化は主に加振手段がホッパ内を振動させることにより行われる。そのため、この微小バイオマスの供給装置では、微小バイオマスの流動化が完全であるとはいい難く、微小バイオマスを加工装置内へ確実に搬送することが困難な場合が起こり得る。
【０００８】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、加工装置に微小バイオマスを確実に搬送することのできる微小バイオマスの供給装置を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の微小バイオマスの供給装置は、微小バイオマスを原料とする加工装置に微小バイオマスを供給するための微小バイオマスの供給装置であって、
内部に前記微小バイオマスを収納した状態で密閉可能であり、下部内面が下端の開口に連通する下り傾斜をなすホッパと、該ホッパの該開口と前記加工装置とを連通させる連通路と、該ホッパ内を振動可能な加振手段と、該ホッパ内に窒素ガス又は不活性ガスからなるキャリアガスを吐出し、該ホッパ内の該微小バイオマスの流動性を上げるとともに、該ホッパ内を加圧して該ホッパ内の該微小バイオマスを該加工装置内に搬送するキャリアガス供給手段とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の微小バイオマスの供給装置では、ホッパ内を振動可能な加振手段と、ホッパ内にキャリアガスを吐出して微小バイオマスの流動性を上げるとともに、ホッパ内を加圧して微小バイオマスを加工装置内に搬送するキャリアガス供給手段とを備えている。そのため、加振手段による振動のみならず、キャリアガス供給手段から吐出されたキャリアガスによってもホッパ内の微小バイオマスの流動性を上げることができる。こうして、この微小バイオマスの供給装置では、キャリアガスが積極的に微小バイオマスを流動化させるため、従来の微小バイオマスの供給装置に比べ、微小バイオマスの流動化がより確実になる。
【００１１】
したがって、本発明の微小バイオマスの供給装置によれば、加工装置に微小バイオマスを確実に搬送することができる。
【００１２】
前記加工装置は、前記微小バイオマスを還元雰囲気又は酸化不完全雰囲気下で加熱してガスを得るガス化炉であることが好ましい。ガス化炉で生成したＣＯ、Ｈ2ガスを発電に利用して電力を得ることができる。また、その際に生じる廃熱を冷暖房等に利用するコジェネレーションシステムを採用して、資源の有効利用を図ることができる。
【００１３】
前記キャリアガス供給手段は、前記ホッパの下部に設けられて該ホッパ内の中央に向かって前記キャリアガスを吐出させるノズルを有することが好ましい。これにより、キャリアガスの吐出方向の調整が容易になる。
【００１４】
前記ノズルは前記ホッパの周方向に複数本設けられていることが好ましい。これにより、偏りなく微小バイオマスを流動化させることができる。
【００１５】
前記微小バイオマスは木粉であることが好ましく、その平均粒径が２００μｍ以下であることが好ましい。この微小バイオマスの供給装置は、特殊な繊維形状を持っている上、水分を多く含む木粉を微小バイオマスとすれば効果を発揮することができる。また、木粉の平均粒径が２００μｍ以下であれば、キャリアガスによる流動化の効果も大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本実施形態の微小バイオマスの供給装置は、図１に示すように、ガス化炉３０に微小バイオマス１を供給するものである。微小バイオマスの供給装置は、ホッパ２と搬送管１０と加振装置３とノズルＬ１（１）〜（３）、Ｌ２（１）〜（３）、Ｌ３（１）〜（３）とを備えている。また、微小バイオマス１として、図６に示す２種類の粉砕木粉Ａ、Ｂを使用した。ここで、ガス化炉３０が加工装置であり、搬送管１０が連通路である。また、ノズルＬ１（１）〜（３）、Ｌ２（１）〜（３）、Ｌ３（１）〜（３）がキャリアガス供給手段の一部である。
【００１７】
ホッパ２は内部に微小バイオマス１を収納した状態で密閉可能であり、下部内面が下端の開口２ａに連通する下り傾斜をなしている。ホッパ２の下部には、振動モータを有する加振手段としての加振装置３が設けられ、この加振装置３によりホッパ２内が振動可能にされている。ホッパ２の開口２ａと搬送管１０との間には、振動吸収ゴム４、電磁弁５、ロータリーバルブ６、エジェクタ７が設けられている。また、搬送管１０のエジェクタ７側には電磁バルブ１１が設けられ、搬送管１０のガス化炉３０側には原料バーナ３１が接続されている。原料バーナ３１の一端はガス化炉３０内に挿入され、原料バーナ３１からガス化炉３０内に微小バイオマス１が供給可能になっている。電磁バルブ１１と原料バーナ３１との間の搬送管１０には、バルブ２１を有し、ガス化炉３０内での微小バイオマス１の燃焼を助ける助燃用メタンを供給可能なメタン供給管２０が接続されている。ガス化炉３０は、微小バイオマス１を還元雰囲気又は酸化不完全雰囲気下で加熱してガスを得るものである。
【００１８】
また、ノズルＬ１（１）〜（３）、Ｌ２（１）〜（３）、Ｌ３（１）〜（３）はホッパ２の下部に設けられ、図２に示すように、３本のノズルＬ１（１）〜（３）は互いにθ１（＝１２０度）の角度をなして、ホッパ２の横方向の同一断面上に設けられている。ノズルＬ２（１）〜（３）及びノズルＬ３（１）〜（３）についても同様である。ただし、ホッパ２の下側より上側に向かって、ノズルＬ３（１）〜（３）、ノズルＬ２（１）〜（３）、ノズルＬ１（１）〜（３）の順に３段に設けられている。そして、ノズルＬ１（１）〜（３）、Ｌ２（１）〜（３）、Ｌ３（１）〜（３）は、互いにθ２（＝４０度）の角度をなしている。
【００１９】
以上のように構成された微小バイオマスの供給装置では、ホッパ２内に微小バイオマス１を充填し、加振装置３によりホッパ２内を振動させる。また、ノズルＬ１（１）〜（３）、Ｌ２（１）〜（３）、Ｌ３（１）〜（３）からキャリアガスとしての窒素ガスを１０ＮＬ／ｍｉｎでホッパ２内に吐出する。この際、ノズルＬ１（１）〜（３）、Ｌ２（１）〜（３）、Ｌ３（１）〜（３）はホッパ２の下部に３段に設けられ、互いにθ２（＝４０度）の角度をなしているため、図３の矢印で示すように、吐出されたキャリアガスが微小バイオマス１の中に満遍なく広がり、微小バイオマス１の粒子間の付着力を減少させる。そして、この吐出されたキャリアガスにより、微小バイオマス１の流動性が上がるとともにホッパ２内が加圧されて（０．４Ｍｐａ）、微小バイオマス１をガス化炉３０内に搬送することができる。こうして、この微小バイオマスの供給装置では、キャリアガスが積極的に微小バイオマス１を流動化させるため、従来の微小バイオマスの供給装置に比べ、微小バイオマス１の流動化がより確実になる。
【００２０】
したがって、本実施形態の微小バイオマスの供給装置によれば、ガス化炉３０に微小バイオマス１を確実に搬送することができる。
【００２１】
また、この微小バイオマスの供給装置では、ガス化炉３０で生成したＣＯ、Ｈ2ガスを発電に利用して電力を得ることができる。また、その際に生じる廃熱を冷暖房等に利用するコジェネレーションシステムを採用して、資源の有効利用を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、特に粉砕木粉や大鋸屑等の微小バイオマスの供給装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態の微小バイオマスの供給装置の模式図である。
【図２】実施形態の微小バイオマスの供給装置に係り、図１におけるＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
【図３】実施形態の微小バイオマスの供給装置に係り、ホッパの断面図である。
【図４】従来の微小バイオマスの供給装置に係り、ブリッジが形成されたホッパの断面図である。
【図５】従来の微小バイオマスの供給装置に係り、ラットホールが形成されたホッパの断面図である。
【図６】粉砕木粉についての粒度分布のグラフである。
【符号の説明】
【００２４】
１…微小バイオマス
３０…加工装置（ガス化炉）
２…ホッパ
２ａ…開口
１０…連通路（搬送管）
３…加振手段（加振装置）
Ｌ１（１）〜（３）、Ｌ２（１）〜（３）、Ｌ３（１）〜（３）…ノズル
【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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【手続補正書】
【提出日】平成16年4月30日(2004.4.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正１
【補正方法】削除
【補正の内容】