(57)【要約】【課題】固体バイオマスを改質することなく安全にしかも効率的に固体バイオマス燃料を燃焼させることができる固体バイオマス混合燃料燃焼装置を提供することである。【解決手段】混合機１６は、バイオマス粉砕機１４で粉砕された固体バイオマス微粉粒を液体燃料に所定の割合で混合し、固体バイオマス混合燃料を得る。混合機１６で得られた固体バイオマス混合燃料は燃料ポンプ１７により、ボイラ１２の燃料バーナ１８に供給され、燃料バーナ１８は燃料ポンプ１８から供給される固体バイオマス混合燃料を燃焼させる。【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に粉砕するバイオマス粉砕機と、前記バイオマス粉砕機で粉砕された固体バイオマス微粉粒を液体燃料に所定の割合で混合し固体バイオマス混合燃料を得る混合機と、前記混合機で得られた固体バイオマス混合燃料を送出する燃料ポンプと、前記燃料ポンプから供給される固体バイオマス混合燃料を燃焼させる燃料バーナとを備えたことを特徴とする固体バイオマス混合燃料燃焼装置。
【請求項２】
少なくとも２台以上の前記混合機を有し、所定量以上の固体バイオマス燃料が得られた混合機に切り換えて前記燃料バーナに固体バイオマス混合燃料を供給することを特徴とする請求項１記載の固体バイオマス混合燃料燃焼装置。
【請求項３】
前記液体燃料は、石油、動植物油またはＧＴＬ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混合燃料燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体バイオマスを液体燃料とともに燃焼させる固体バイオマス混合燃料燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、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は、木、家畜の糞、廃棄物の中でも紙など元々生物からできたものをエネルギーとして利用するものであり、これらを改質して燃料としたり、改質をしないでそのまま燃料とする場合もある。
【０００３】
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）。一方、改質をしないでそのまま燃料として使用するようにしたものとして、木質バイオマスを乾燥して粉砕し固形にし燃料とする場合もある。
【０００４】
バイオマス燃料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、図３に示すように、改質を伴わない固体バイオマスを石炭とともに石炭粉砕機１１に供給し、石炭粉砕機１１で混合させて粉砕した後にボイラ１２の石炭バーナ１３に空気搬送にて運び、石炭バーナ１３で混合燃焼させる混合粉砕方式が考えられる。
【０００５】
一方、図４に示すように、改質を伴わない固体バイオマスの粉砕を行う専用のバイオマス粉砕機１４を石炭粉砕機１１とは別に設け、バイオマス粉砕機１４で粉砕された粉状の固体バイオマス燃料を貯蔵ビン１５に貯蔵し、石炭粉砕機１１で粉砕された微粉炭に混合して、ボイラ１２の石炭バーナ１３で混合燃焼させる別粉砕方式を採用することも考えられる。
【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】
【０００６】
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混合スラリに改質しているので、その改質のための工程が必要となる。一方、改質を伴わない固体バイオマスを石炭とともに石炭粉砕機１１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度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。固体バイオマスを石炭の粉砕粒度まで細かく粉砕するには、粉砕を複数回繰り返して行わなければならないので粉砕の動力がかかる。また、粉砕された固体バイオマスは揮発分が多くて燃焼し易いにもかかわらず、複数回の粉砕が必要となるので、粉砕の動力は無駄となる。
【０００７】
一方、改質を伴わない固体バイオマスを専用のバイオマス粉砕機で粉砕する別粉砕方式では、ボイラの安定運転のために粉砕後に貯蔵ビンにて貯蔵することになるので、粉砕後の固体バイオマスの固着や粉塵爆発の危険性が高くなる。すなわち、別粉砕方式では、その粉砕形式や粉砕粒度の最適化ができるものの微粉砕された固体バイオマスは揮発分が多いことから、貯蔵ビンでの保管により固着や粉塵爆発の危険性が高くなる。また、微粉砕された固体バイオマスを石炭バーナまで空気搬送するための専用の配管が必要となり、その配管は大径管となることから増設コストやスペースが必要となる。
【０００８】
本発明の目的は、固体バイオマスを改質することなく安全にしかも効率的に固体バイオマス燃料を燃焼させることができる固体バイオマス混合燃料燃焼装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明に係わる固体バイオマス混合燃料燃焼装置は、固体バイオマスを微粉粒に粉砕するバイオマス粉砕機と、前記バイオマス粉砕機で粉砕された固体バイオマス微粉粒を液体燃料に所定の割合で混合し固体バイオマス混合燃料を得る混合機と、前記混合機で得られた固体バイオマス混合燃料を送出する燃料ポンプと、前記燃料ポンプから供給される固体バイオマス混合燃料を燃焼させる燃料バーナとを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明に係わる固体バイオマス混合燃料燃焼装置は、請求項１の発明において、少なくとも２台以上の前記混合機を有し、所定量以上の固体バイオマス燃料が得られた混合機に切り換えて前記燃料バーナに固体バイオマス混合燃料を供給することを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明に係わる固体バイオマス混合燃料燃焼装置は、請求項１または２の発明において、前記液体燃料は、石油、動植物油またはＧＴＬであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、固体バイオマスを専用のバイオマス粉砕機にて粉砕するので微粉粒に粉砕することができ、直ぐに既存の液体燃料と混合させるので、空気との接触による粉塵爆発の危険性を回避することができる。また、液体燃料と混合されスラリー状になった固体バイオマスと液体燃料の固体バイオマス混合燃料は流動性があるため、燃料ポンプでの輸送が可能であり、空気搬送に比較して配管が小さく済みコストやスペース等を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係わる固体バイオマス混合燃料燃焼装置のブロック構成図である。バイオマス粉砕機１４は固体バイオマスの専用の粉砕機であり、固体バイオマスを所定の粒度以下の微粉粒に粉砕する。固体バイオマスは、例えば、油椰子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、油椰子の核から油を搾り取った後に残るかすで粉状のＰＫＥ、パーム核の殻であるパームシェル等である。バイオマス粉砕機１４で粉砕された微粉粒の固体バイオマスは、混合機１６で液体燃料と混合される。なお、バイオマス粉砕機１４では、液体燃料に混合する固体バイオマスが所定の割合となる量だけ固体バイオマスを粉砕することになる。
【００１４】
次に、液体燃料は、石油、動植物油あるいはＧＴＬ（Gas to Liquid）等である。動植物油は、動物性の油脂例えば豚脂を生成したラード、植物性の油脂例えばパームステアリンであり、ＧＴＬは天然ガスから製造されるＦＴ（Fishcher Tropsch）合成油やメタノール等の液体燃料である。石油火力発電所では、通常、液体燃料として石油が使用されているので、混合機１６では微粉粒の固体バイオマスが石油に混合されることになる。前述したように、バイオマス粉砕機１４では、液体燃料に混合する固体バイオマスが所定の割合となる量だけ固体バイオマスを粉砕し混合機に供給するので、混合機１６で得られる固体バイオマス混合燃料は、石油に固体バイオマス微粉粒を所定の割合で含んだ固体バイオマス混合燃料となる。
【００１５】
混合機１６で得られた固体バイオマス混合燃料は、固体バイオマス燃料と石油とが混合した燃料であるのでスラリー状であり流動性がある。そのため、ポンプでの輸送が可能であることから、燃料ポンプ１７によりボイラ１２の燃料バーナ１８に固体バイオマス混合燃料を供給する。これにより、燃料バーナ１８は固体バイオマス混合燃料を燃焼させる。ここで、混合機１６で微粉粒の固体バイオマスと液体燃料とを混合する際には、場合によっては、固体バイオマス混合燃料のスラリーの安定性および粘土質の付着防止のために添加剤を加えてもよい。
【００１６】
第１の実施の形態によれば、固体バイオマスを専用のバイオマス粉砕機にて粉砕するので、固体バイオマスを所定の粒度に粉砕できる。従って、液体燃料との混合によりスラリー状の固体バイオマス混合燃料を得ることができる。そして、固体バイオマスの粉砕後に、直ぐに混合機１６で固体バイオマスを既存の液体燃料に混合させるので、空気との接触による粉塵爆発の危険性を回避することができる。
【００１７】
また、スラリー状になった固体バイオマス混合燃料は流動性があるため、ポンプでの輸送が可能であることから、既存の設備を使用して燃料バーナ１８に供給できる。従って、設備のコストやスペース等を抑えることができる。また、固体バイオマスは燃料単価の高い液体燃料（石油）の一部を代替するので経済性が向上する。
【００１８】
（第２の実施の形態）
図２は本発明の第２の実施の形態に係わる固体バイオマス混合燃料燃焼装置のブロック構成図である。この第２の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、２台の混合機１６ａ、１６ｂを設け、固体バイオマス燃料が得られた混合機１６ａ、１６ｂに切り換えて燃料バーナ１８に固体バイオマス混合燃料を供給するようにしたものである。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００１９】
図２において、バイオマス粉砕機１４で粉砕された微粉粒の固体バイオマスは、バルブ１９ａ、１９ｂを介して２台の混合機１６ａ、１６ｂに対して交互に供給される。また、２台の混合機１６ａ、１６ｂからはバルブ２０ａ、２０ｂを介して、固体バイオマス液体燃料が交互に燃料バーナ１８に供給される。
【００２０】
図２では、バイオマス粉砕機１４から混合機１６ｂに微粉粒の固体バイオマスが供給され、混合機１６ａから燃料ポンプ１７によりボイラ１２の燃料バーナ１８に固体バイオマス混合燃料が供給されている場合を示している。すなわち、白抜きで示すバルブ１９ｂ、２０ａは開いており、黒塗り潰しで示すバルブ１９ａ、２０ｂは閉じている。
【００２１】
この状態で、混合機１６ｂに所定量以上の微粉粒の固体バイオマスがバイオマス粉砕機１４から供給されると、バルブ１９ｂを閉じバルブ２０ｂを開き、混合機１６ｂから燃料ポンプ１７によりボイラ１２の燃料バーナ１８に固体バイオマス混合燃料を供給する。この際には、バルブ２０ａを閉じバルブ１９ａを開いて、バイオマス粉砕機１４から微粉粒の固体バイオマスを供給する。
【００２２】
このように、２台の混合機１６ａ、１６ｂを設け、所定量以上の微粉粒の固体バイオマスがバイオマス粉砕機１４から供給されると、混合機１６ａ、１６ｂを切り換えるので、混合機１６ａ、１６ｂでの固体バイオマスと液体燃料との混合比率をより精度よく管理できる。また、３台以上の混合機１６を設けて順次切り換えるようにしてもよい。
【００２３】
第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、混合機１６ａ、１６ｂでの固体バイオマスと液体燃料との混合比率をより精度よく管理でき、ボイラの熱出力が安定したものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる固体バイオマス混合燃料燃焼装置のブロック構成図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係わる固体バイオマス混合燃料燃焼装置のブロック構成図。
【図３】固体バイオマスを石炭とともに混合粉砕して石炭バーナで混合燃焼させる混合粉砕方式の燃料燃焼装置の構成図。
【図４】固体バイオマスを専用の粉砕機で粉砕して石炭とともに石炭バーナで混合燃焼させる別粉砕方式の燃料燃焼装置の構成図。
【符号の説明】
【００２５】
１１…石炭粉砕機、１２…ボイラ、１３…石炭バーナ、１４…バイオマス粉砕機、１５…貯蔵ビン、１６…混合機、１７…燃料ポンプ、１８…燃料バーナ、１９、２０…バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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