特許ウォッチ

公開番号2025012168
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023114799
出願日2023-07-12
発明の名称バイオマス発電の燃料用バイオマス片の製造方法
出願人セルマークジャパン株式会社,個人
代理人個人,個人
主分類C10L 5/44 20060101AFI20250117BHJP(石油,ガスまたはコークス工業;一酸化炭素を含有する工業ガス;燃料;潤滑剤;でい炭)
要約【課題】本発明は、燃焼熱量が高く、カリウムやナトリウムが低減されたバイオマス発電に適した燃料用バイオマス片の製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】リグノセルロース系バイオマスを半炭化する工程(1)、半炭化した前記リグノセルロース系バイオマスを水で洗浄する工程(2)を有する。
【選択図】なし

特許請求の範囲【請求項１】
リグノセルロース系バイオマスを半炭化する工程（１）、半炭化した前記リグノセルロース系バイオマスを水で洗浄する工程（２）を有するバイオマス発電の燃料用バイオマス片の製造方法。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
前記リグノセルロース系バイオマスを半炭化する工程（１）が、２０５℃～２３０℃の範囲の水蒸気で加圧水熱処理する工程である請求項１に記載のバイオマス発電の燃料用バイオマス片の製造方法。
【請求項３】
前記２０５℃～２３０℃の範囲の水蒸気で加圧水熱処理する工程が、１．８ＭＰａ～３．０ＭＰａの圧力下で行う請求項２に記載のバイオマス発電の燃料用バイオマス片の製造方法。
【請求項４】
前記リグノセルロース系バイオマスを半炭化する工程（１）が、リグノセルロース系バイオマスを撹拌しながら行う工程である請求項１～３のいずれか一項に記載のバイオマス発電の燃料用バイオマス片の製造方法。
【請求項５】
バイオマス発電の燃料用バイオマス片のナトリウムイオン、及びカリウムイオイン濃度が、２０００ｐｐｍ以下である請求項１～３のいずれか一項に記載のバイオマス発電の燃料用バイオマス片の製造方法。
【請求項６】
前記リグノセルロース系バイオマスが、ナトリウムイオン又はカリウムイオン濃度が２０００ｐｐｍを超えるリグノセルロース系バイオマスである請求項１～３のいずれか一項に記載のバイオマス発電の燃料用バイオマス片の製造方法。
【請求項７】
前記リグノセルロース系バイオマスが、ゴムの木である請求項１～３のいずれか一項に記載のバイオマス発電の燃料用バイオマス片の製造方法。
【請求項８】
請求項１～３のいずれか一項に記載の製造方法で得られたバイオマス発電の燃料用バイオマス片を用いたバイオマスペレット。
【請求項９】
請求項４に記載の製造方法で得られたバイオマス発電の燃料用バイオマス片を用いたバイオマスペレット。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマス発電の燃料用バイオマス片の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
バイオマスを石炭や石油の代替燃料として発電する場合、燃焼釜に悪影響を与えるカリウムやナトリウムの存在が問題となる。
例えば、バイオマスを乾燥処理し、更に大気圧を超える加圧処理をすることによる軟化処理又は細胞膜の破壊処理を施す第一工程と、前記第一工程の処理を施したバイオマスを水洗する第二工程とを有するバイオマスの洗浄方法がある。この方法により、アルカリ金属含有量の低いバイオマスを得て、アルカリ金属含有量の低いバイオマス炭が製造できることが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１０－２７０３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の発明は、製鉄において高価なコークスの使用量を抑えるための補助燃料である微粉炭の代替燃料に関する。この発明は、単位あたりのカロリー値が高い炭化物を得ることを目的としている。しかし、前記炭化物は、単位あたりカロリー値は高いものの、原料の木片からの収率が低く、バイオマス発電用の燃料として用いるには効率が悪いという問題があった。
本発明は、カリウムやナトリウムが低減されたバイオマス発電の燃料に適したバイオマス片の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、リグノセルロース系バイオマスを半炭化したバイオマスを水で洗浄することにより、上記課題を解決できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、本発明は、リグノセルロース系バイオマスを半炭化する工程（１）、半炭化した前記リグノセルロース系バイオマスを水で洗浄する工程（２）を有するバイオマス発電の燃料用バイオマス片の製造方法に関する。
前記リグノセルロース系バイオマスを半炭化する工程（１）は、２０５℃～２３０℃の範囲の水蒸気で加圧水熱処理する工程であるのが好ましい。
前記２０５℃～２３０℃の範囲の水蒸気で加圧水熱処理する工程は、１．８ＭＰａ～３．０ＭＰａの圧力下で行われるのが好ましい。
前記リグノセルロース系バイオマスを半炭化する工程（１）は、前記リグノセルロース系バイオマスを撹拌しながら行う工程であるのが好ましい。
バイオマス発電の燃料用バイオマス片のナトリウムイオン、及びカリウムイオイン濃度は、２０００ｐｐｍ以下であるのが好ましい。
前記リグノセルロース系バイオマスは、ナトリウムイオン又はカリウムイオン濃度が２０００ｐｐｍを超えるリグノセルロース系バイオマスであるのが好ましい。
前記リグノセルロース系バイオマスは、ゴムの木であるのが好ましい。
さらに、本発明は、前記製造方法で得られたバイオマス発電の燃料用バイオマス片を用いた木材ペレットに関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、バイオマス片製造方法を用いることにより、カリウムやナトリウムが低減されたバイオマス発電の燃料に適したバイオマス片を得ることができる。
バイオマス発電に適した燃料用のバイオマス片とは、リグノセルロース系バイオマスから得られるエネルギー収率が高いバイオマス片である。半炭化した前記リグノセルロース系バイオマスのエネルギー密度は約６０００Ｋｃａｌ／Ｋｇであるのに対して、炭化したリグノセルロース系バイオマスのエネルギー密度は、約８０００Ｋｃａｌ／Ｋｇである。
【０００８】
一方、前記半炭化したリグノセルロース系バイオマスの重量収率は、約６０％であるのに対して、前記炭化したリグノセルロースの重量収率は約３０％である。
したがって、前記半炭化したリグノセルロース系バイオマスのエネルギー収率が約８０％であるのに対して、前記炭化したリグノセルロース系バイオマスのエネルギー収率が約４０％となる。すなわち、本発明の前記半炭化したリグノセルロー系バイオマスのエネルギー収率は、前記炭化したリグノセルロース系バイオマスのエネルギー収率よりも高くなる（高温学会誌第３７巻２号４３～４９頁参照）という効果を奏する。なお、エネルギー収率は、下記式で表される。
【０００９】
（エネルギー収率）＝（半炭化状態領域において得られた半炭化燃料のエネルギー密度）×（重量収率）／（１００℃における絶乾セルロースのエネルギー密度）
【００１０】
また、炭化したバイオマス片は圧縮成形できないが、本発明のバイオマス片は、半炭化されているので、圧縮成形するだけで結着剤を用いることなくバイオマス発電の燃料に適したペレットとすることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許