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公開番号2024027703
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-01
出願番号2022130719
出願日2022-08-18
発明の名称バイオマスのトレファクションシステム
出願人個人
代理人個人
主分類F27D 17/00 20060101AFI20240222BHJP(炉,キルン,窯;レトルト)
要約【課題】乾燥機およびトレファクションリアクターのそれぞれに最適な熱源を備え、適切かつ安定した半炭化処理を行うことのできるバイオマスのトレファクションシステムを提供すること。
【解決手段】トレファクションシステム1では、トレファクションリアクター3のガス排出口33に木ガス燃焼機7が取り付けられており、木ガスがガス排出口33で燃焼し、発生する燃焼ガスが高温乾燥機2の主熱源10として用いられる。主熱源10だけでは不足する高温乾燥機2の熱量は、制御可能な補助熱源11によって補っている。これに対して、トレファクションリアクター3の熱分解用の熱源8として、高精度の熱量制御を行うことのできる熱源を用いている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
バイオマスの加熱乾燥を行う乾燥機と、
前記乾燥機から排出される加熱乾燥後の高温状態の前記バイオマスが投入され、当該バイオマスを熱分解して半炭化状態にするトレファクションリアクターと、
前記乾燥機の乾燥用熱源と、
前記トレファクションリアクターの熱分解用熱源と、
前記トレファクションリアクターから排出される熱分解により発生する木ガスを燃焼させる木ガス燃焼機と、
を備えており、
前記乾燥機の前記乾燥用熱源は、前記木ガス燃焼機から排出される高温燃焼ガスであり、
前記トレファクションリアクターの前記熱分解用熱源は、前記高温燃焼ガスとは別個の熱源であることを特徴とするバイオマスのトレファクションシステム。
続きを表示（約 280 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記木ガス燃焼機は、前記トレファクションリアクターにおける前記木ガスの排出口に取り付けられており、前記排出口から排出される前記木ガスを燃焼させるようになっているバイオマスのトレファクションシステム。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記乾燥機の前記乾燥用熱源として、主熱源および補助熱源を備えており、
前記主熱源は、前記木ガス燃焼機から排出される前記高温燃焼ガスであり、
前記補助熱源は前記高温燃焼ガスとは別個の熱源であるバイオマスのトレファクションシステム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマスを熱分解して半炭化燃料を製造するバイオマスのトレファクションシステムに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
バイオマスを熱分解して半炭化燃料を製造するトレファクションシステムでは、一般に、処理対象のバイオマスを乾燥機に掛けて所定の乾燥状態にし、乾燥後のバイオマスがトレファクションリアクターに投入され、熱分解が行われて半炭化燃料が製造される。この場合、トレファクションリアクターに投入されるバイオマスの含水率が少ないと、潜熱による熱吸収が少なくなるので、半炭化処理に必要な熱量も少なくて済む。そこで、乾燥機とトレファクションリアクターとを連続ラインとして、乾燥機の排出口から排出される加熱乾燥後の高温状態のバイオマスを、温度が下がらないように高温状態のまま、トレファクションリアクターの投入口に投入できるようにする。これにより、トレファクションリアクター投入時におけるバイオマスの温度上昇に必要な熱エネルギーを少なくできる。
【０００３】
特許文献１には、乾燥装置と熱分解装置（トレファクションリアクター）とを備えた半炭化燃料の製造装置が提案されている。この製造装置においては、乾燥装置および熱分解装置の熱源として熱分解装置から排出される高温の排ガスを利用している。具体的には、熱分解装置から排出される熱分解ガス（木ガス）および加熱に用いた燃焼排ガスとの混合気体を、燃焼装置に供給し、燃焼装置において、供給された混合気体を燃焼して燃焼排ガスを生成し、この燃焼排ガスを乾燥装置および熱分解装置のそれぞれに供給して、これらの熱源として用いている。これにより、外部熱源等を用いることなく、バイオマスの半炭化処理を行うことを可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１２－２１９１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、トレファクションリアクターの熱源として、ここから排出される熱分解ガスを燃焼装置に回収して燃焼させて発生する燃焼ガスを用いる場合には、次のような解決すべき課題がある。すなわち、トレファクションリアクターから排出される熱分解ガスの発生量は安定していないので、発生熱分解ガスを燃料とする燃焼装置から得られる熱量も安定しない。不安定な熱源を用いたトレファクションリアクターにおける熱分解も不安定になる。一般的に、トレファクションリアクターから排出される熱分解ガスを燃料とする燃焼装置から得られる熱量は、トレファクションリアクターで必要とされる熱量よりも多く、過剰な加熱により熱分解のオーバーシュートを起こし、制御不可能に陥るおそれもある。このため、高品質の半炭化燃料を安定的に得ることができない場合がある。
【０００６】
本発明の目的は、このような点に鑑みて、乾燥機およびトレファクションリアクターのそれぞれに最適な熱源を備え、適切かつ安定した半炭化処理を行うことのできるバイオマスのトレファクションシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明のトレファクションシステムは、
バイオマスの加熱乾燥を行う乾燥機と、
乾燥機から排出される加熱乾燥後の高温状態のバイオマスが投入され、当該バイオマスを熱分解して半炭化状態にするトレファクションリアクターと、
乾燥機の乾燥用熱源と、
トレファクションリアクターの熱分解用熱源と、
トレファクションリアクターから排出される熱分解により発生する木ガスを燃焼させる木ガス燃焼機と、
を備えており、
乾燥機の乾燥用熱源は、木ガス燃焼機から排出される高温燃焼ガスであり、
トレファクションリアクターの熱分解用熱源は、高温燃焼ガスとは別個の熱源であることを特徴としている。
【０００８】
本発明では、トレファクションリアクターから排出される木ガスを燃料として得られる高温燃焼ガスを乾燥機の熱源としてのみ用いており、トレファクションリアクターの熱源は、高温燃焼ガスとは別個の熱源を用いている。乾燥機に比べて半炭化処理に必要な熱量は少なくて済むが、高精度の熱量制御が要求される。この要求を満たす熱分解に必要十分な最低限のエネルギーを供給できる小型で高精度の熱源を、トレファクションリアクター専用の熱源として用いることができる。これに対して、乾燥機に要求される大容量の熱源として、トレファクションリアタクーから排出される木ガスを有効利用している。乾燥機においては、その必要熱量に対して供給される熱量が所定量以上であれば不安定でも問題なく、トレファクションリアクターのような高精度な熱量制御は必要とされない。例えば、過剰となった場合でもバイオマスの乾燥が進むだけであり特に問題は生じない。
【０００９】
本発明において、木ガス燃焼機は、トレファクションリアクターにおける木ガスの排出口に取り付けられており、排出口から排出される木ガスを燃焼させるようになっていることが望ましい。半炭化処理の熱分解により発生した木ガスを、トレファクションリアクターの排出口で燃焼させることで、木ガスの結露（液化）を防ぎ、半炭化処理におけるタールの発生を抑えることができる。
【００１０】
また、本発明において、乾燥機の乾燥用熱源として、主熱源および補助熱源を備えており、主熱源を、木ガス燃焼機から排出される高温燃焼ガスとし、補助熱源を高温燃焼ガスとは別個の熱源とすることができる。木ガスを燃焼して発生する高温燃焼ガスによる熱量が、乾燥機の必要熱量に対して不足する場合には、補助熱源により不足する熱量を補うことで、目標とする乾燥状態のバイオマスが安定して得られる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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