(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオマスが混合された混合物を粉砕して固体燃料を生成する粉砕機の運転方法であって、
前記バイオマスを前記粉砕機に供給する供給手段と、
前記粉砕機内のバイオマス保有量を検出する保有量検出手段と、
前記粉砕機内のバイオマスを風力選別し、この粉砕機から排出する選別手段と、
前記選別手段における風量を調節する風量調節手段と、
前記供給手段を制御することにより、前記バイオマスの供給を実行または停止する供給制御手段と
を有し、
前記粉砕機の運転中に任意のタイミングで該粉砕機内への前記混合物の投入を停止する投入停止工程と、
前記投入停止工程にて前記混合物の投入を停止した後に前記粉砕機内の該混合物の保有量を検出する保有量検出工程と、
前記保有量検出工程にて検出された前記混合物の保有量が所定量以下となった場合に、前記粉砕機内からの排出風量を絞る風量絞り工程と、
前記風量絞り工程にて前記排出風量を絞ってから所定時間が経過したか否かを判断する時間経過判断工程と、
前記時間経過判断工程にて前記所定時間が経過したと判断された場合に、前記風量絞り工程にて絞られた前記排出風量を元に戻すとともに、前記投入停止工程にて停止された前記粉砕機内への前記混合物の投入を再開する投入再開工程とを含む
ことを特徴とする粉砕機の運転方法。
【請求項２】
前記バイオマスは、木質バイオマスであることを特徴とする請求項１記載の粉砕機の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマスが混合された混合物を粉砕して固体燃料を生成する粉砕機の運転方法に関し、さらに詳しくは運転中に粉砕機内のテーブル上のクリーニングを行うことができる粉砕機の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、益々エネルギーの需要が増大し、また、地球環境問題への意識が高まっている状況に対応し、石炭等の化石燃料に代えて、微粉バイオマス燃料などの固体燃料を使用して燃焼を行うボイラやキルンなどの工業用炉に用いる燃焼装置（特許文献１参照）の開発が進められている。
【特許文献１】特開２００５−４８９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えば、バイオマスを用いる場合、釘などの異物が含まれていることが多い。このため、上述した特許文献１に開示されているような燃焼装置が含まれる設備に備えられる粉砕機のテーブル上に、金属異物等が滞留して粉砕機の粉砕効率が低下したり、粉砕ローラやテーブルライナ等の磨耗が進行するおそれがある。よって、粉砕機の運転を停止して粉砕機内に入り、テーブル上の異物除去等の清掃を行うことが必要であり、粉砕機内の劣悪な環境下（熱い、粉塵多）での長時間作業を強いられる。また、粉砕機の停止時間が長くなり、生産量の低下を招く。このように、粉砕機が運転状態においては効率的に粉砕機内のテーブル上の清掃を行うことはできないという問題がある。
【０００４】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、粉砕機を運転させたまま粉砕機内の清掃を低コストで効率よく行い、テーブル上の金属異物滞留による粉砕効率低下を防ぎ、また粉砕ローラやテーブルライナの磨耗進行を低減することができる粉砕機の運転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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明に係る粉砕機の運転方法は、バイオマスが混合された混合物を粉砕して固体燃料を生成する粉砕機の運転方法であって、前記粉砕機の運転中に任意のタイミングで該粉砕機内への前記混合物の投入を停止する投入停止工程と、前記投入停止工程にて前記混合物の投入を停止した後に前記粉砕機内の該混合物の保有量を検出する保有量検出工程と、前記保有量検出工程にて検出された前記混合物の保有量が所定量以下となった場合に、前記粉砕機内からの排出風量を絞る風量絞り工程と、前記風量絞り工程にて前記排出風量を絞ってから所定時間が経過したか否かを判断する時間経過判断工程と、前記時間経過判断工程にて前記所定時間が経過したと判断された場合に、前記風量絞り工程にて絞られた前記排出風量を元に戻すとともに、前記投入停止工程にて停止された前記粉砕機内への前記混合物の投入を再開する投入再開工程とを含むことを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る粉砕機の運転方法は、上記のように構成されることにより、粉砕機の運転中に混合物の投入を停止したまま粉砕機内の混合物の保有量が所定量以下となったときに、粉砕機内からの排出風量を絞ってから所定時間運転を継続（すなわち、テーブル等の駆動を継続）することで、粉砕機内の残存混合物を効果的に除去することができる。これにより、粉砕機を運転させたまま粉砕機内テーブル上の清掃を低コストで効率よく行うことができる。
【０００７】
また、バイオマスは、木質バイオマスであるとよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、粉砕機を運転させたまま粉砕機内テーブル上の清掃を低コストで行い効率を高めることができる粉砕機の運転方法を提供することが可能となるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態に係る粉砕機の運転方法を詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施の形態に係る粉砕機の運転方法が適用された固体燃料の製造燃焼設備の全体構成の一例を説明するための説明図である。図１に示すように、製造燃焼設備１００では、まず、例えばバイオマスを混合した固体燃料の材料となる混合物が、図示しないトラックなどから受入ホッパに投入される。ここで、バイオマスとは、建築廃材、森林の伐採木、バークなどの木質バイオマスや、籾殻、コーヒー粕などの食品バイオマスをいう。バイオマスは、単品および複数を混合した混合品を用いることができる。この中で、本発明においては木質バイオマスを好適に使用することができる。
【００１１】
なお、混合物の投入に伴う受入ホッパ内の空気中の塵などは、図示しない集塵機により集塵される。
【００１２】
そして、受入ホッパに投入された混合物は、図示しないスクリューフィーダによって所定の搬送速度で攪拌搬送されるとともにディスクスクリーンを介して混合物中の夾雑物が取り除かれた後に、図示しないベルトコンベアおよびスクリューフィーダを介して供給ホッパ１１に投入され貯蔵される。
【００１３】
なお、ディスクスクリーンから排出された混合物からは、さらにベルトコンベアによる搬送中に磁選機（図示せず）によって鉄片などの大きな磁性体が取り除かれる。尚、磁選機においては、特に小さな磁性体の完全な除去は難しく、それらは粉砕機に投入される。また、アルミニウムなどの非磁性体金属は除去されず、粉砕機に投入される。こうして供給ホッパ１１に貯蔵された混合物は、供給フィーダ１２を介して所定量ずつ計量ベルトコンベア１３に排出され、さらにこの計量ベルトコンベア１３によって定量が量られた上でダブルフラップゲート１４を介して粉砕機である竪型ローラミル３０に供給される。
【００１４】
竪型ローラミル３０では、投入された混合物がテーブル上に固定敷設されているテーブルライナ３１およびミルローラ３２間の磨砕作用によって細かく粉砕される。テーブルライナ３１は、図示しない駆動モータによって、垂直方向に立設する回転軸を中心に円回転運動するように駆動される。ミルローラ３２は、テーブルライナ３１のライナ面にミルローラ３２の側面が粉砕物を介して当接するように回転駆動される。この竪型ローラミル３０内では、粉砕された混合物のうち、微粉化された軽量の粉体は竪型ローラミル３０内に加圧ファン２８によって供給される熱風Ｐにより上方へ空気搬送され、回転分級機３３によって粒子径や密度、形状などに基づき区別されて固体燃料としてミルファン３５により吸い出されて（排出されて）粉体分離器であるサイクロン３４に供給される。
【００１５】
なお、竪型ミルローラ３０内では、バルブユニット２５、ローラ加圧ポンプ２６およびオイルユニット２７によって、ミルローラ３２のテーブルライナ３１への押圧力（加圧力）が調整される。この圧力は、圧力計２４によって逐次モニタリングされる。
【００１６】
サイクロン３４では、空気搬送された固体燃料が空気と分離され、分離された空気はミルファン３５によってバグフィルタ４０に供給されて、粉塵などが除去された後に図示しない環境設備へ送られるとともに、一部が加圧ファン２８の排気側に送られる。なお、ミルファン３５は、例えば流体継手３６を介して動力接続された駆動モータ３７により駆動される。
【００１７】
一方、サイクロン３４内で空気と分離された固体燃料（バイオマス粉）は、下方に落下して搬送ブロア２９により分配器３９に送られた後、燃焼ボイラ４１に備えられた図示しない燃焼バーナの数に応じて分配され、燃焼ボイラ４１内で燃料として利用される。
【００１８】
なお、バグフィルタ４０にて除去された粉塵は、フィーダ４２によってサイクロン３４からの固体燃料と合わせて分配器３９に送られ、上述した固体燃料として利用される。また、本例の製造燃焼設備１００では、分配器３９を介して分配された固体燃料に対して、さらに微粉炭が混合されて燃焼ボイラ４１にて燃料として利用される。
【００１９】
燃焼ボイラ４１内の排気ガスＳは、燃焼ボイラ４１から排出され、その一部が熱ガスサイクロン３８に供給され、この熱ガスサイクロン３８にて熱風Ｐと煤塵とに分離され、分離された煤塵は図示しない環境設備へ送られるとともに、熱風Ｐは竪型ローラミル３０内に供給される。したがって、本例の製造燃焼設備１００においては、竪型ローラミル３０内では、バイオマスが細かく粉砕されるだけではなく、加圧ファン２８からの熱風Ｐにより十分に乾燥される。
【００２０】
次に、このように構成された製造燃焼設備１００の竪型ローラミル３０の清掃運転処理について説明する。図２は、この製造燃焼設備１００の竪型ローラミル３０の清掃運転処理手順の例を示すフローチャートである。なお、既に説明した部分と重複する箇所には同一の符号を付して説明を省略する場合があることとし、ここでは、説明を簡単にするため、本発明に特に関わる処理以外は、説明を省略している場合があるものとする。また、ここでは、竪型ローラミル３０に供給される混合物を特に木屑として説明する。
【００２１】
図２に示すように、まず、竪型ローラミル３０の清掃を行う任意のタイミングで運転中の竪型ローラミル３０内への木屑の供給を停止する（ステップＳ１０１）。次に、竪型ローラミル３０内の木屑の保有量がほぼゼロになるまで待って（ステップＳ１０２のＮ）、保有量がほぼゼロになった場合は（ステップＳ１０２のＹ）、ミルファン３５の風量を絞る（ステップＳ１０３）。
【００２２】
ここで、ミルファン３５の風量がほぼゼロとなったか否かを判断し（ステップＳ１０４）、風量がほぼゼロとなっていないと判断した場合は（ステップＳ１０４のＮ）、ステップＳ１０３に移行してミルファン３５の風量を絞る。風量がほぼゼロとなったと判断した場合は（ステップＳ１０４のＹ）、そのままミルファン３５の風量をほぼゼロにした状態で竪型ローラミル３０の運転を継続する。
【００２３】
そして、運転を継続中に、ミルファン３５の風量をほぼゼロに絞ってから、例えばあらかじめ設定された所定時間としての５分〜１０分の清掃運転時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ１０５）、清掃運転時間が経過するまで待って（ステップＳ１０５のＮ）、清掃運転時間が経過した場合は（ステップＳ１０５のＹ）、ミルファン３５の風量を元に戻し（ステップＳ１０６）、竪型ローラミル３０内への木屑の供給を再開して（ステップＳ１０７）、本フローチャートによる一連の清掃運転処理を終了する。
【００２４】
このような清掃運転処理を行うことによって、竪型ローラミル３０内に滞留している金属粒などの異物（特に、テーブルライナ３１のライナ面上に残留している異物）を効率よく除去することが可能となる。また、竪型ローラミル３０の運転を継続したまま効果的に内部の異物を除去することができるので、低コストで運用することができる。
【００２５】
なお、上記清掃運転処理においては、具体的には次のような操作がプログラムにより自動的に行われる。まず、上記ステップＳ１０１での木屑供給停止に係る処理では、供給フィーダ１２を停止してミル差圧（供給風圧力と排出風圧力の差）を下げるとともに、ミル出口温度の上昇を抑えるため、加圧ファン入口ダンパ１８を全閉状態にする。また、これとともに、計量ベルトコンベア１３を停止してダブルフラップゲート１４を停止する。
【００２６】
次に、上記ステップＳ１０２での木屑保有量およびＳ１０３、Ｓ１０４でのミルファン３５の風量に関する処理では、例えば搬送ブロア２９のバイオマス粉の搬送圧力が低下して例えば８．５ｋＰａまで下がったか否かを搬送圧力計２０にて確認し、操作前のすくい管２１の位置（ＭＶ値）を記憶しておいた上で流体継手３６の出力を０％にする。また、これとともに、ミルファン入口ダンパ２２の開度を５％にし、風量計２３にて排出風量を１０ｋＮｍ３／ｈにする。
【００２７】
そして、上記ステップＳ１０５での所定時間経過判断に係る処理では、例えば清掃運転時間として５分間運転状態で待機し、木粉ミルパイライト１５より金属粒を排出する。このとき、ミル出口温度計１６にてミル出口温度またはバグフィルタ温度計１７にてバグフィルタ温度が上昇する場合は、パイライトゲート１５を開放する。
【００２８】
最後に、上記ステップＳ１０６での木屑供給再開に係る処理では、流体継手３６を操作前のすくい管２１の位置（ＭＶ値）に戻す。
【００２９】
これとともに、例えば回転分級機３３の回転数を１，７００ｒｐｍにし、ミルローラ３２の押圧力を圧力計２４にて３．５ｋＰａになるようにして、排出風量を風量計２３にて６７ｋＮｍ３／ｈとなるように設定する。そして、ダブルフラップゲート１４および計量ベルトコンベア１３を稼働させるとともに、供給フィーダ１２を稼働させ、木屑供給量ＭＶ値が１０％となるように投入を再開する。なお、上記各数値等のデータは、本例の製造燃焼設備１００に適したデータであるため、設備規模や運転条件等が変わった場合は適宜変更される。
【００３０】
このように製造燃焼設備１００の稼働中に竪型ローラミル３０を運転することにより、本出願人は次のような結果を得ることができた。表１は、本出願人が行ったクリーニング実施前後の竪型ローラミル３０の運転状況を示すものである。
【００３１】
尚、竪型ローラミル３０の粉砕能力は１３ｔ/ｈである。また、バイオマスとしては建設廃材（水分１３〜３５％見かけ比重０．１８〜０．２３t/ｍ３）を使用した。
【００３２】
【表１】
0005332245.tif 000002
【００３３】
また、表２は、クリーニング実施前後の竪型ローラミル３０の電力に関する運転状況を示すものである。
【００３４】
【表２】
0005332245.tif 000003
【００３５】
このように、表１および表２においては、クリーニング実施前後の効果は、ミル差圧（竪型ローラミル３０の入口側と排出側の圧力差）に最も顕著に表れている。クリーニングを実施することにより、ミル差圧は平均で約２１％も減少している（すなわち、ミル内での木粉保有量が減少し、粉砕が効率よくおこなわれていることを示している）。また、絶乾粉砕量（絶対乾燥時における粉砕量）は平均で約１５％の増加（すなわち、粉砕効率が向上）し、電力原単位（合計）は平均で約１４％減少（すなわち、節電）することが分かった。
【００３６】
さらに、クリーニングを実施することによる竪型ローラミル３０のテーブルライナ３１およびミルローラ３２の磨耗低減効果を示すものとして、クリーニング実施前後のテーブルライナ３１の磨耗状況測定結果を表３に示す。
【００３７】
【表３】
0005332245.tif 000004
【００３８】
この表３において、計測箇所Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、テーブルライナ３１のライナ面の任意の箇所を表している。これによると、テーブルライナ３１の磨耗は平均磨耗原単位で約４０％も減少している（すなわち、クリーニングを実施することにより磨耗を抑えることができる）。
【００３９】
以上述べたように、本実施の形態に係る粉砕機の運転方法によれば、竪型ローラミル３０を運転させたまま内部のテーブル上の清掃を低コストで効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る粉砕機の運転方法が適用された固体燃料の製造燃焼設備の全体構成の一例を説明するための説明図である。
【図２】同製造燃焼設備１００の竪型ローラミル３０の清掃運転処理手順の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
１１…供給ホッパ、１２…供給フィーダ、１３…計量ベルトコンベア、１４…ダブルフラップゲート、１５…パイライトゲート、１６…ミル出口温度計、１７…バグフィルタ温度計、１８…加圧ファン入口ダンパ、１９…リサイクルダンパ、２０…搬送圧力計、２１…すくい管、２２…ミルファン入口ダンパ、２３…風量計、２４…圧力計、２５…バルブユニット、２６…ローラ加圧ポンプ、２７…オイルユニット、２８…加圧ファン、２９…搬送ブロア、３０…竪型ローラミル、３１…テーブル及びテーブルライナ、３２…ミルローラ、３３…回転分級機、３４…サイクロン、３５…ミルファン、３６…流体継手、３７…駆動モータ、３８…熱ガスサイクロン、３９…分配器、４０…バグフィルタ、４１…燃焼ボイラ、４２…フィーダ。
【図１】
0005332245.tif 000005
【図２】
0005332245.tif 000006