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公開番号2025068848
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-30
出願番号2023178897
出願日2023-10-17
発明の名称水熱反応半炭化固形物製造装置及び水熱反応半炭化固形物製造方法
出願人タオ・エンジニアリング株式会社
代理人弁理士法人日峯国際特許事務所
主分類B09B 3/45 20220101AFI20250422BHJP(固体廃棄物の処理;汚染土壌の再生)
要約【課題】木質ペレットと同等の高発熱量を持つバイオマス燃料であって、二重構造の圧力容器を用いた水熱反応処理で生成した水熱反応半炭化固形物を生成する。
【解決手段】制御装置が、水の亜臨界反応域の水熱反応温度、及び処理原料の種類、半炭化処理温度及び木質チップの有する発熱量に対する発熱量倍数を設定する制御盤を備えて、当該制御盤に入力された制御データを取得する。当該加水分解処理領域に、所定の圧力の下、制御データから水の亜臨界反応域の水熱反応温度、及び当該乾燥・半炭化処理領域に、所定の圧力の下、制御データから処理原料の種類、半炭化処理温度及び木質チップの有する発熱量に対する発熱量倍数を設定し、木質チップの有する発熱量に対する所定の発熱量を持つ乾燥・半炭化された水熱反応半炭化固形物を生成する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ゴミ廃棄物の処理原料を投入する投入口、反応を均一化するための機構及び生成された高発熱量炭化固形物を取り出す取出口を備え圧力容器、及び水熱反応処理及び半炭化処理にための熱源を備えて、処理原料の水熱反応処理及び半炭化処理によって、水熱反応炭化固形物を製造する水熱反応半炭化固形物製造装置において、
水熱反応処理及び半炭化処理を制御するための制御装置を備え、
前記圧力容器を、外側円筒容器及び内側円筒容器から構成して、内側円筒容器内の内側空
間及び内側円筒容器と外側円筒容器との間に形成された外側空間を当該内側円筒容器によ
って区画し、
内側空間内に、水蒸気を導入し、当該内側空間内を直接加熱する第一の加熱手段を設け、及び外部空間内を直接加熱し、当該内側空間内を間接加熱する第二の加熱手段を設け、
内部空間内に、第一の加熱手段によって、水熱反応圧力で加水分解による水熱反応を行う加水分解処理領域を有し、
内部空間内に、第二の加熱手段によって、所定の圧力の下、加水分解処理領域に代えた乾
燥・半炭化処理領域を有し、
当該制御装置に制御盤を設け、当該制御盤上に、発熱量倍数の設定が、半炭化処理温度と半炭化処理時間の設定に関与し、及び半炭化処理温度又は半炭化処理時間の設定が、発熱量倍数の設定に関与する関係を有した、処理原料の種類、水熱反応温度、発熱量倍数、半炭化処理温度及び半炭化処理時間の設定項目を持つ設定領域を設け、
当該設定項目に設定された、処理原料の種類、水熱反応温度、発熱量倍数、半炭化処理温度及び半炭化処理時間の設定値に基づいて、木質チップの有する発熱量を１．０としたときに、発熱量倍数が１．０（１．０を含まず）以上である水熱反応半炭固形物を生成すること
を特徴とする水熱反応半炭化固形物製造装置。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
請求項１に記載された水熱反応半炭化固形物製造装置において、
１．２５以上の発熱量倍数を持った水熱反応半炭固形物を生成すること
を特徴とする水熱反応半炭化固形物製造装置。
【請求項３】
請求項１に記載された水熱反応半炭化固形物製造装置において、
水熱反応半炭化固形物を集合して水熱反応半炭化ペレットを製造することを特徴とする水熱反応半炭化固形燃料製造装置。
【請求項４】
請求項１に記載された水熱反応半炭化固形物製造装置において、
内側円筒容器をクラッド鋼板で形成したことを特徴とする水熱反応半炭化固形燃料製造装置。
【請求項５】
ゴミ廃棄物の処理原料を投入する投入口、反応を均一化するための機構及び生成された高発熱量炭化固形物を取り出す取出口を備え圧力容器、水熱反応処理及び半炭化処理にための熱源、及び水熱反応処理及び半炭化処理を制御するための制御装置を備え、
前記圧力容器を、外側円筒容器及び内側円筒容器から構成して、内側円筒容器内の内側空
間及び内側円筒容器と外側円筒容器との間に形成された外側空間を当該内側円筒容器によ
って区画し、
内側空間内に、水蒸気を導入し、当該内側空間内を直接加熱する第一の加熱手段を設け、及び外部空間内を直接加熱し、当該内側空間内を間接加熱する第二の加熱手段を設け、
内部空間内に、第一の加熱手段によって、水熱反応圧力で加水分解による水熱反応を行う加水分解処理領域を形成可能とし、
内部空間内に、第二の加熱手段によって、所定の圧力の下、加水分解処理領域に代えた乾
燥・半炭化処理領域を形成可能とし、
当該制御装置に制御盤を設けて、処理原料の水熱反応処理及び半炭化処理によって、水熱反応炭化固形物を製造する水熱反応半炭化固形物製造装置のよる水熱反応半炭化固形物製造方法において、
当該制御装置に、発熱量倍数の設定が、半炭化処理温度と半炭化処理温度の設定に関与し、及び半炭化処理温度又は半炭化処理温度の設定が、発熱量倍数の設定に関与する関係を有した関係データが保存され、
当該制御盤上に、前記関係データを有した、処理原料の種類、水熱反応温度、発熱量倍数、半炭化処理温度及び半炭化処理温度の設定項目を持つ設定領域が設けられて、当該設定項目に、処理原料の種類、水熱反応温度、発熱量倍数、半炭化処理温度及び半炭化処理時間の設定値が設定され、
管理者による入力に基づいて、あるいは処理原料の種類を自動的に判別する処理原料種類自動判別手段からの処理原料の種類の判別データに基づいて、前記設定項目に設定された設定値の全部もしくは一部が変更した制御値に置換されて設定され、
当該制御値が使用されることで、木質チップの有する発熱量を１．０としたときに、発熱量倍数が１．０（１．０を含まず）以上である水熱反応半炭固形物が生成されること
を特徴とする水熱反応半炭化固形物製造装置のよる水熱反応半炭化固形物製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載された水熱反応半炭化固形物製造装置による水熱反応半炭化固形物製造方法において、
含水率が３～６％の乾燥・半炭化された水熱反応半炭化固形物が生成されること
を特徴とする水熱反応半炭化固形物製造装置による水熱反応半炭化固形物製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載された水熱反応半炭化固形物製造装置による水熱反応半炭化固形物製造方法において、
水熱反応半炭化固形物が集合されて水熱反応半炭化ペレットが製造されることを特徴とする水熱反応半炭化固形燃料製造装置による水熱反応半炭化固形物製造方法。
【請求項８】
含水率が３～６％の乾燥・半炭化されたものであって、木質チップの持つ発熱量に比べて１．５倍（１．５を含まず）以上の発熱倍数を持つ水熱反応半炭化固形物。
【請求項９】
請求項８に記載された水熱反応半炭化固形物であって、粉末粒子状の水熱反応半炭化固形物が集合され、木質チップから形成された木質ペレットが有する発熱量よりも高発熱量を持つ水熱反応半炭化ペレット。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水熱反応半炭化物製造装置、水熱反応半炭化固形燃料製造装置、及び水熱反応半炭化固形物製造方法及び水熱反応半炭化固形燃料製造方法、水熱反応半炭化固形物、水熱反応半炭化固形燃料に係る。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
バイオマス燃料は、熱利用を中心に確実に需要を伸ばしている。さらに、再生可能エネルギーの固定価格買取制度（ＦＩＴ）の施行により大規模なバイオマス発電の導入が検討されている。しかし、需要が増加するに従い、その供給に対する不安が顕在化してきている。
【０００３】
廃棄物資源を活用して各種のペレット燃料が作られている。
【０００４】
バイオマス燃料である木質、パーム椰子殻質、パイナップル質等のチップが持つ高発熱量は、木質あるいは農作物残渣になるチップが持つ発熱量よりも高い。
【０００５】
バイオマス燃料である木質、パーム椰子殻質、パイナップル質等のペレット、特に供給材として重要な木質ペレットは、海外からの輸入に依存し、その供給に対する不安がある。
【０００６】
亜臨界水処理技術を用いた亜臨界水反応装置により、処理原料、すなわち有機性廃棄物を低分子化する試験が多数実行されるようになり、処理原料資源化の固形燃料前処理方法として有望な処理方法であることが確認され、生成物は、液体や含水率４０～８０％の固体で、温度と圧力、時間の調整により様々な性状で排出が可能であることが確認されてきている。
【０００７】
特許文献１には、
・二重構造
・運転条件：常温～２３５℃、常圧～３ＭＰａ、昇温昇圧時間：１～３時間、最大温度圧力時間５分以上で亜臨界反応
・蒸気間接加熱による乾燥粉末化
・セミ賦活化（活性炭は完全賦活化されて活性が出る）
・炭素主体の多孔質物性
が記載され、ペレット化が可能であることが記載される。
【０００８】
特許文献２には、二重壁構造の耐圧容器内で有機系廃棄物を２３０℃の高温・３ＭＰａの高圧の環境下で撹拌しながら加水分解すると共に、熱分解乃至炭化して処理する工程が設けられることが記載される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特許第４７８９５９５号公報
ＷＯ０８／０３８３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
処理原料には、多種の業種から排出される廃棄物の混合物からなり、処理原料処理者に収集され混合された廃棄物は多様である。これらの廃棄物には、燃え殻、汚泥、廃油、廃プラスチック、ゴムくずが含まれる。
（【００１１】以降は省略されています）

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