炭化炉による熱併給発電方法及びシステム
【課題】電力と熱エネルギーを同時に供給でき、且つ需要先の負荷変動に速やかに対応できる炭化炉による熱併給発電方法及びシステムを提供する。
【解決手段】アスファルト製造プラント４０に併設された炭化炉４により炭化物２３を製造するとともに、該炭化炉にて発生した熱分解ガス２２を燃焼室５ａで燃焼させて高温燃焼ガス２１を生成し、該高温燃焼ガスからボイラ６で生成した蒸気２７を用いて発電を行う炭化炉による熱併給発電システムであって、前記炭化炉４が外熱式キルンであり、該炭化炉にて得られる熱分解ガス２１を燃焼して高温燃焼ガスを得るガス燃焼室５ａと、炭化物を燃焼して高温燃焼ガスを得る炭化物燃焼室５ｂとを備え、これらの高温燃焼ガスの一部を分岐させて空気予熱器７を介して高温空気４７を生成し、該高温空気をアスファルト製造プラントに供給する構成とした。
【解決手段】アスファルト製造プラント４０に併設された炭化炉４により炭化物２３を製造するとともに、該炭化炉にて発生した熱分解ガス２２を燃焼室５ａで燃焼させて高温燃焼ガス２１を生成し、該高温燃焼ガスからボイラ６で生成した蒸気２７を用いて発電を行う炭化炉による熱併給発電システムであって、前記炭化炉４が外熱式キルンであり、該炭化炉にて得られる熱分解ガス２１を燃焼して高温燃焼ガスを得るガス燃焼室５ａと、炭化物を燃焼して高温燃焼ガスを得る炭化物燃焼室５ｂとを備え、これらの高温燃焼ガスの一部を分岐させて空気予熱器７を介して高温空気４７を生成し、該高温空気をアスファルト製造プラントに供給する構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アスファルト製造プラントに炭化炉が併設されたシステムにおいて、炭化炉にて炭化物を製造するとともに、炭化炉にて発生した熱分解ガスを用いて発電を行うようにした炭化炉による熱併給発電方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にバイオマスとは、エネルギー源又は工業原料として利用することのできる生物体をいい、従来よりバイオマスを有効利用する方法が各種提案されている。バイオマスとしては、例えば、植物、廃木材、農業廃棄物、家畜糞尿、下水汚泥等が挙げられるが、これらを低コストで以って高付加価値物に転換できる有用な方法として、バイオマスを熱分解ガス化して炭化物を製造する方法がある。例えば、特許文献１（特開２００５−１６２５４２号公報）では、乾燥させた蓄糞をロータリーキルン式炭化炉に投入して炭化し、炭化物を製造する設備が提案されている。この設備では、炭化物又は熱分解ガスを、蓄糞の乾燥用及び炭化用の熱風発生炉の燃料として用いている。
【０００３】
このように、バイオマスから炭化物を製造するとともに、炭化により発生する排ガスから熱エネルギーを回収することによって、エネルギー効率の向上が図られている。
さらに近年では、単一のシステム内で熱と電力を併せて供給する熱併給発電が、より高い総合熱効率を得るシステムとして知られている。特許文献２（特開２００１−２４１６２４号公報）には、木質系廃棄物を炭化して炭化物を得るとともに、炭化炉から発生する熱分解ガスを燃料としてボイラにて水蒸気を発生させ、この水蒸気を用いてタービン発電機により発電して電力を製造する廃棄物焼却プラントが開示されている。これにより、マテリアルリサイクル及びエネルギーリサイクルの双方を有効に行うことが可能となる。
【０００４】
一方、炭化炉にて発生した排ガスをアスファルト製造プラントにて有効利用する方法が特許文献３（特開２００３−１７１９０９号公報）に開示されている。これは、アスファルトプラントの近傍に炭化炉を併設し、炭化処理にて発生する排ガスをアスファルトプラントのドライヤ内に導入し、排ガスが有する熱エネルギーを利用してアスファルト混合物の骨材加熱を行うものである。これにより、炭化物を得るとともに炭化炉の排ガス熱をアスファルト混合物の骨材加熱に有効利用でき、ドライヤのバーナ燃費を抑えることが可能となる。尚、アスファルト製造プラントとしては、例えば特許文献４（特開２００５−２４８４８９号公報）等に記載されるように、表面にアスファルト皮膜を有する骨材のをドライヤで加熱乾燥することによってアスファルト合材を製造するプラントなどがある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１６２５４２号公報
【特許文献２】特開２００１−２４１６２４号公報
【特許文献３】特開２００３−１７１９０９号公報
【特許文献４】特開２００５−２４８４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献３に記載される炭化炉は、被炭化物の部分燃焼による直接的な自己熱を利用した直接加熱式を採用しているため、炭化炉内に均一に空気を供給できない場合、炉内を間接加熱する外熱式炭化炉に比べて炭化ガス化が不安定となる。従って、製造される炭化物が不均質であり、またカロリーが比較的低いため、燃料として利用する際に効率が悪いという問題があった。また、炭化炉出口の排ガス中には重金属類等の有害成分が含まれ可能性があり、その排ガスを直接アスファルト製造プラントへ導入した場合、アスファルトが有害物に汚染される可能性がある。
また、特許文献２に記載される炭化炉においても、熱分解ガス及び炭化物による直接的な自己熱を利用した炭化方式を採用しているため、炭化炉内に均一に空気を供給できない場合、外熱式炭化炉に比べて炭化ガス化が不安定となるという問題があった。さらに、熱分解ガス中にはタール分が含まれ、これを熱風炉に供給した場合閉塞を伴う可能性がある。さらにまた、乾留ガス中の揮発した重金属成分が系内で濃縮して排ガス中の重金属濃度が増大する惧れもあった。
【０００７】
また、アスファルト製造プラントは、需要に基づく製造量の変動が大きいという特徴を有しており、特許文献３に記載されるシステムではこの負荷変動に対応できないという問題があった。
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、電力と熱エネルギーを同時に供給でき、且つ需要先の負荷変動に速やかに対応できる炭化炉による熱併給発電方法及びシステム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】
【０００８】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、熱風利用設備に併設された炭化炉により炭化物を製造するとともに、該炭化炉にて発生した熱分解ガスを燃焼室で燃焼させて高温燃焼ガスを生成し、該高温燃焼ガスからボイラで生成した高温蒸気を用いて発電を行う炭化炉による熱併給発電方法であって、
前記炭化炉が外熱式キルンであり、該炭化炉にて得られる熱エネルギーの一部を用いて生成した高温空気を前記熱風利用設備にて利用することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、炭化炉にて炭化物を製造するとともに、熱風利用設備にて利用される電力を発電することができるため、マテリアルリサイクル及びエネルギーリサイクルをともに有効に行うことが可能となる。
また、炭化炉にて得られる熱エネルギーの一部を高温空気として熱風利用設備に供給する構成としたため、該設備における加熱時の助燃料を低減でき、熱効率のよいシステムとすることが可能である。
このとき、炭化炉として炉内を間接加熱する外熱式キルンを採用しているため、炭化炉で発生する熱分解ガスに不純物が混入しにくく、また炉内を低酸素若しくは無酸素状態で均一に加熱できるため、均質で高カロリーの炭化物が得られ、熱エネルギーの燃料として好適である。
尚、前記熱風利用設備はアスファルト製造プラントであることが好ましい。
【００１０】
また、前記熱エネルギーが、前記熱分解ガスと前記炭化物を前記燃焼室で燃焼することにより生成した高温燃焼ガスであり、
前記高温燃焼ガスを前記ボイラに供給するとともに、該高温燃焼ガスの一部を分岐させて空気予熱器を介して前記高温空気を生成することを特徴とする。
本発明によれば、炭化物と熱分解ガスから高温燃焼ガスを生成してこれを基に発電を行うようにしたため、熱風利用設備に必要な稼動電力を自己供給するとともに売電可能となり、同時に高温燃焼ガスの一部を用いて高温空気を製造して熱風利用設備に供給するようにしたため、骨材加熱時の助燃量を低減できる。
また、熱風利用設備に供給する熱源が、高温燃焼ガスの顕熱を利用して生成したクリーンな高温空気であるため、例えば熱風利用設備がアスファルト製造プラントである場合、該プラントにて製造したアスファルト製品に不純物が混入せず、高品質の製品を提供できる。
【００１１】
このとき、前記熱風利用設備の運転状況に応じて前記燃焼室への炭化物供給量を制御し、前記高温空気の生成量を調整することが好ましい。
本発明では、熱風利用設備の運転状況に伴う負荷変動を、備蓄した炭化物により補う構成としたため、常に一定の電力を供給しつつ熱風利用設備にて利用する高温空気を適宜供給することが可能となり、安定した熱併給発電システムを提供することができる。また、負荷変動を補う燃料として、炭化物を用いているため、熱分解ガスを貯留する場合に比べて極めて備蓄が容易、安全である。
【００１２】
また、前記熱エネルギーが前記炭化物を粉砕して得られた微粉炭化物であり、
前記微粉炭化物を前記熱風利用設備が具備する粉体バーナより供給して直接燃焼させて前記高温空気を生成することを特徴とする。
本発明では、製造した炭化物を熱風利用設備へ輸送する際に固形の炭化物の形態であるため、配管等の設備が不要となり設備の簡素化が可能で、熱風利用設備と炭化炉が離れて設けられている場合であっても、容易に熱エネルギーを輸送することが可能となる。
また、炭化炉として間接加熱式のロータリーキルンを採用しているため、均質で高カロリーの炭化物を得ることができ、熱風利用設備の熱源に適した燃料を供給することができる。
さらに、これらの発明において、前記炭化炉にて熱分解ガス化する処理物が木質系バイオマスであることが好ましい。これにより、使用化石燃料を低減でき、資源の枯渇化問題が解消されるとともに、ＣＯ２削減が図れ、地球温暖化防止に貢献できる。また、木質系であることから不純物の少ない炭化物が製造可能である。
【００１３】
また、炭化物を製造する炭化炉が熱風利用設備に併設され、該炭化炉にて発生した熱分解ガスを燃焼させて高温燃焼ガスを生成する燃焼室と、該高温燃焼ガスにより高温蒸気を生成するボイラと、該高温蒸気を用いて発電する発電設備と、を備えた炭化炉による熱併給発電システムであって、
前記炭化炉が外熱式キルンであり、前記熱風利用設備が、前記炭化炉にて得られる熱エネルギーの一部を用いて生成した高温空気を利用する構成であることを特徴とする。
尚、前記熱風利用設備はアスファルト製造プラントであることが好ましい。
【００１４】
また、前記熱エネルギーが、前記熱分解ガスと前記炭化物を前記燃焼室で燃焼させて生成した高温燃焼ガスであり、
前記高温燃焼ガスの顕熱により高温空気を生成する空気予熱器と、
前記高温燃焼ガスを前記ボイラに供給するとともに、該高温燃焼排ガスの一部を分岐させて前記空気予熱器に供給する高温燃焼ガスラインと、
前記空気予熱器からの高温空気を前記熱風利用設備に供給する高温空気ラインと、を備えることを特徴とする。
【００１５】
さらに、前記燃焼室への炭化物供給量を制御する手段を備え、前記熱風利用設備の運転状況に応じて前記高温空気の生成量を調整することを特徴とする。
さらにまた、前記燃焼室が、前記熱分解ガスを主燃料として高温燃焼ガスを生成するガス燃焼室と、前記炭化物を主燃料として高温燃焼ガスを生成する炭化物燃焼室とからなり、前記熱風利用設備の運転状況に応じて前記炭化物燃焼室における高温燃焼ガスの生成量を調整することを特徴とする。
【００１６】
また、前記熱エネルギーが前記炭化物を粉砕して得られた微粉炭化物であり、
前記熱風利用設備が、前記微粉炭化物を供給する粉体バーナを備え、該粉体バーナから供給する微粉炭化物を直接燃焼させて前記高温空気を生成することを特徴とする。
また、これらの発明において、前記炭化物に木質系バイオマスを供給することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
以上記載のごとく本発明によれば、炭化炉にて得られる熱エネルギーの一部をアスファルト製造プラント等の熱風利用設備に供給する構成としたため、熱風利用設備における加熱時の助燃料を低減でき、熱効率のよいシステムとし、且つ使用化石燃料を低減でき、資源の枯渇化問題が解消されるとともにＣＯ２削減が図れ、地球温暖化防止に貢献できる。
また、本発明では炭化炉として外熱式キルンを採用しているため、炭化炉でクリーンな熱分解ガスが得られるとともに、均質で高カロリーの炭化物が得られ、熱エネルギーの再利用化に好適である。
また、熱風利用設備の運転状況に伴う負荷変動を、備蓄した炭化物により補う構成としたため、常に一定の電力を供給しつつも熱風利用設備にて利用する高温空気を適宜供給することが可能となり、安定した熱併給発電システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１及び図２は、夫々本発明の実施例１及び実施例２に係る炭化炉による熱併給発電システムの全体構成図であり、図３は図１及び図２における炭化物供給設備を示す概略図である。
【実施例１】
【００１９】
図１に本実施例１に係る炭化炉による熱併給発電システムを示す。本実施例に係るシステムは、アスファルト製造プラント４０と、これに併設された炭化炉４と、該炭化炉４からの熱分解ガスを燃焼させるガス燃焼室５ａと、炭化物を燃焼させる炭化物燃焼室５ｂと、高温燃焼ガスから熱回収するボイラ６と、該ボイラ６にて発生させた高温蒸気を用いて発電する発電設備１２と、ガス燃焼室５ａ及び炭化物燃焼室５ｂからの燃焼排ガスの一部を用いて高温空気を生成する空気予熱器７と、を主要構成とする。尚、本実施例では一例としてアスファルト製造プラント４０を備える構成としたが、これに限定されず、他の熱風利用設備を備える構成としてもよい。
【００２０】
本システムのフローを、各装置の具体的構成とともに説明する。
受入供給設備１には、炭化炉４で熱分解ガス化される被処理物が供給される。被処理物としては、植物、廃木材、農業廃棄物、家畜糞尿、下水汚泥等のバイオマス２０が挙げられるが、特に残廃材、建廃由来木屑、建築廃材、解体材、間伐材等の木質系バイオマスが好ましい。
受入供給設備１から供給されるバイオマス２０は、投入コンベア２を搬送されてスクリューフィーダ３から定量的に炭化炉４に投入される。
炭化炉４は、間接加熱により炉内を加熱する外熱式ロータリーキルンである。該炭化炉４は、炉の周囲に加熱ジャケットが設けられ、加熱ジャケットに高温燃焼ガス２１を流通させて炭化炉３内のバイオマス２０を加熱する装置である。外熱式ロータリーキルンは、少ない飛灰発生量でバイオマスを熱分解ガス化することができる。また、間接加熱式であるために、バイオマスが滞留するキルン内部の酸素濃度を極めて低い値に保持することができるとともに均一な加熱が可能であるため、高カロリーで均質な炭化物２３を製造することができる。
【００２１】
炭化炉４での炭化により発生した熱分解ガス２２は、ガス燃焼室５ａに導かれる。ガス燃焼室５ａでは、燃焼空気２４を供給しながら熱分解ガス２２を燃焼させ、高温燃焼ガス２１を生成する。
同時に、炭化炉４にて製造された炭化物２３は、炭化物燃焼室５ｂに導かれ、ガス燃焼室５ａと同様に燃焼空気２４を供給しながら炭化物２３を燃焼させ、高温燃焼ガス２１を生成する。燃焼室昇温時には助燃２５を使用する。
尚、本実施例では、炭化炉４にて発生した熱分解ガス２２と炭化物２３を、別個の燃焼室５ａ、５ｂにて燃焼させる構成としているが、これに限定されるものではなく、一の燃焼室にて熱分解ガス２２と炭化物２３を燃焼させて高温燃焼ガス２１を生成するようにしてもよい。また、燃焼室５ａ、５ｂでは排ガス循環を行い、高温燃焼ガス２１の燃焼室出口温度を制御し、同時に緩慢燃焼により排ガス中のＮＯｘ発生を抑制することが好ましい。
【００２２】
ここで、炭化物２３を、炭化炉４から炭化物燃焼室５ｂへ供給するまでの工程を図３に示す。炭化炉４から排出された炭化物２３は、冷却コンベア５１上で空冷されながら移送され、炭化物ホッパ５２に貯留される。炭化物ホッパ５２に貯留された炭化物は適宜磁選機５３に送給され、磁選機５３にて金属等の異物が分離除去される。磁選機５３からの炭化物は粉砕機５４に供給されて粉砕され、微粉炭化物として微粉炭化物ホッパ５５に貯留される。そして、微粉炭化物ホッパ５５に貯留された微粉炭化物は、所定量ずつ定量フィーダ５６にて炭化物燃焼室５ｂに気相搬送され、粉体バーナから燃焼室５ｂ内に供給される。
【００２３】
このようにして生成された高温燃焼ガス２１の一部は、炭化炉４の加熱ジャケットに送給され炭化炉４の間接加熱に用いられる。
他の高温燃焼ガス２１の少なくとも一部はボイラ６に送給され、ボイラ６にて高温燃焼ガス２１の顕熱を利用して高温蒸気２７を生成する。生成した高温蒸気２７は、ボイラ６に併設される発電設備１２に導かれて発電に利用される。発電設備１２としては、蒸気タービンに連結された発電機により電力を発生させる周知の装置などが用いられる。ここで発電した電力は、アスファルト製造プラント４０の稼動必要電力を自己供給するとともに、他へ売電してもよい。
また、ボイラ６にて生成した高温蒸気の一部を、炭化物２３に供給することが好ましく、微粒分飛散防止、或いは冷却に利用する。
ボイラ６にて熱回収後の排ガスは加熱器７に導入され、他の低温排ガス３５を熱交換により加熱した後、減温塔８に導入されて冷却水３２の噴霧により冷却される。冷却された排ガス３３は消石灰３４の供給によりＮＯｘ、ＨＣｌ等の酸性ガスが中和され、バグフィルタ９に導入されて除塵される。ボイラ６、加熱器７、減温塔８、バグフィルタ９により捕集された飛灰２８は飛灰処理設備（不図示）にて処理される。
【００２４】
バグフィルタ９から排出される排ガスは、洗煙塔１３にて冷却水３６、補給水３７により冷却、湿式洗浄されるとともに、苛性ソーダ３８を噴霧されてＳＯｘ、ＨＣｌ等が除去される。洗浄された排ガス３５は、加熱器７を介して加熱された後に脱硝反応器１０にてアンモニア３９の供給によりＮＯｘを除去され、煙突１１より大気放出される。また、加熱器７により加熱された排ガスの一部は、ガス燃焼室５ａ若しくは炭化物燃焼室５ｂに供給される。尚、排ガスの性状に応じて、洗煙塔１３、脱硝反応塔１０、加熱器７は具備しない構成とすることもでき、これらの装置構成は適宜選択可能である。
【００２５】
一方、ガス燃焼室５ａ及び炭化物燃焼室５ｂにより生成された高温燃焼ガス２１のうち少なくとも一部のガス４６は、空気予熱器７に送給される。空気予熱器７では、空気４９と高温燃焼ガス２１を熱交換して高温空気４７が生成される。熱交換により減温した燃焼ガスは加熱器７の後段側に送給され、他の排ガスとともに処理される。
空気予熱器７で生成されたクリーンな高温空気４７は、アスファルト製造プラント４０に送給され、該プラントにてドライヤー等へ供給される。アスファルト製造プラント４０では、骨材４１、空気４２、灯油等の燃料４３が供給されてアスファルト合材等のアスファルト製品４４が製造されるが、ここで高温空気４７を利用することにより、アスファルト製造プラントの助燃を低減することが可能となる。また、高温空気４７は、炭化炉４の熱源を利用しながらも空気予熱器７にて空気４９を熱交換して生成したクリーンな空気であるため、製造されたアスファルト製品に不純物が混入することがなく、高品質の製品を製造することができる。
【００２６】
本実施例では、ガス燃焼室５ａ及び炭化物燃焼室５ｂにて生成した高温燃焼ガス２１を利用して、ボイラ６及び発電設備１２で安定した電力供給ができる。また、アスファルト製造プラント４０の運転状況に応じて、空気予熱器７へ分岐させる高温燃焼排ガス４６の流量を制御するとともに、これに応じて炭化物燃焼室５ｂへの炭化物２３の供給量も制御し、高温燃焼排ガス２１の生成量を調整する。これにより、アスファルト製造プラント４０での運転状況に応じた高温空気４７を速やかに生成することができる。即ち、本実施例では、アスファルト製造プラント４０の運転状況に伴う負荷変動を、ホッパに備蓄した炭化物２３によりまかなう構成としたため、常に一定の電力を供給しつつもアスファルト製造プラント４０にて利用する高温空気４７を適宜供給することが可能となり、安定した熱併給発電システムを提供することができる。また、負荷変動を補う燃料として、炭化物２３を用いているため、熱分解ガスを貯留する場合に比較して極めて備蓄が容易、安全である。
【実施例２】
【００２７】
図２に本実施例２に係る炭化炉による熱併給発電システムを示す。尚、本実施例２において、上記した実施例１と同様の構成についてはその詳細な説明を省略する。
本実施例に係るシステムは、アスファルト製造プラント４０と、これに併設された炭化炉４と、該炭化炉４からの熱分解ガスを燃焼させて高温燃焼ガスを生成するガス燃焼室５ａと、高温燃焼ガスから熱回収するボイラ６と、該ボイラ６にて発生させた高温蒸気を用いて発電する発電設備１２と、を主要構成とする。
本実施例２において上記実施例１と異なる構成は、炭化炉４にて製造した炭化物２３を、アスファルト製造プラント４０で用いられる化石燃料の代替として利用する点である。従って、炭化物２３を燃焼して高温燃焼ガスを生成する炭化物燃焼室５ｂや高温空気４７を生成する空気予熱器７は設けない構成とし、炭化炉４からの熱分解ガス２２をガス燃焼室５ａで燃焼させて生成した高温燃焼ガス２１は、炭化炉４の間接加熱、若しくはボイラ６での高温蒸気生成のみに用いる。
【００２８】
炭化物２３は図３に示す工程を経て、微粉炭化物２３としてアスファルト製造プラント４０に搬送され、プラント内のドライヤ等に備えられた粉体バーナから供給して直接燃焼させ、アスファルト加熱の熱源として利用する。
本実施例によれば、固形の炭化物２３として輸送するため、配管等の設備の簡素化が可能で、またアスファルト製造プラント４０と炭化炉４が離れて設けられている場合であっても、容易に熱源を輸送することが可能となる。
また、炭化炉４として間接加熱式のロータリーキルンを採用しているため、均質で高カロリーの炭化物２３を得ることができ、アスファルト製造プラント４０の熱源に適した燃料を供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例１に係る炭化炉による熱併給発電システムの全体構成図である。
【図２】本発明の実施例２に係る炭化炉による熱併給発電システムの全体構成図である。
【図３】図１及び図２における炭化物供給設備を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３０】
４ 炭化炉
５ａ ガス燃焼室
５ｂ 炭化物燃焼室
６ ボイラ
７ 排ガス加熱器
８ 減温塔
９ バグフィルタ
１０ 脱硝反応塔
１２ 発電設備
２０ バイオマス
２１ 高温燃焼ガス
２２ 熱分解ガス
２３ 炭化物
２７ 高温蒸気
４０ アスファルト製造プラント
４４ アスファルト製品
４６ 高温燃焼ガス
４７ 高温空気
５２ 炭化物ホッパ
５３ 磁選機
５４ 粉砕機
５５ 微粉炭化物ホッパ
５６ 定量フィーダ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アスファルト製造プラントに炭化炉が併設されたシステムにおいて、炭化炉にて炭化物を製造するとともに、炭化炉にて発生した熱分解ガスを用いて発電を行うようにした炭化炉による熱併給発電方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にバイオマスとは、エネルギー源又は工業原料として利用することのできる生物体をいい、従来よりバイオマスを有効利用する方法が各種提案されている。バイオマスとしては、例えば、植物、廃木材、農業廃棄物、家畜糞尿、下水汚泥等が挙げられるが、これらを低コストで以って高付加価値物に転換できる有用な方法として、バイオマスを熱分解ガス化して炭化物を製造する方法がある。例えば、特許文献１（特開２００５−１６２５４２号公報）では、乾燥させた蓄糞をロータリーキルン式炭化炉に投入して炭化し、炭化物を製造する設備が提案されている。この設備では、炭化物又は熱分解ガスを、蓄糞の乾燥用及び炭化用の熱風発生炉の燃料として用いている。
【０００３】
このように、バイオマスから炭化物を製造するとともに、炭化により発生する排ガスから熱エネルギーを回収することによって、エネルギー効率の向上が図られている。
さらに近年では、単一のシステム内で熱と電力を併せて供給する熱併給発電が、より高い総合熱効率を得るシステムとして知られている。特許文献２（特開２００１−２４１６２４号公報）には、木質系廃棄物を炭化して炭化物を得るとともに、炭化炉から発生する熱分解ガスを燃料としてボイラにて水蒸気を発生させ、この水蒸気を用いてタービン発電機により発電して電力を製造する廃棄物焼却プラントが開示されている。これにより、マテリアルリサイクル及びエネルギーリサイクルの双方を有効に行うことが可能となる。
【０００４】
一方、炭化炉にて発生した排ガスをアスファルト製造プラントにて有効利用する方法が特許文献３（特開２００３−１７１９０９号公報）に開示されている。これは、アスファルトプラントの近傍に炭化炉を併設し、炭化処理にて発生する排ガスをアスファルトプラントのドライヤ内に導入し、排ガスが有する熱エネルギーを利用してアスファルト混合物の骨材加熱を行うものである。これにより、炭化物を得るとともに炭化炉の排ガス熱をアスファルト混合物の骨材加熱に有効利用でき、ドライヤのバーナ燃費を抑えることが可能となる。尚、アスファルト製造プラントとしては、例えば特許文献４（特開２００５−２４８４８９号公報）等に記載されるように、表面にアスファルト皮膜を有する骨材のをドライヤで加熱乾燥することによってアスファルト合材を製造するプラントなどがある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１６２５４２号公報
【特許文献２】特開２００１−２４１６２４号公報
【特許文献３】特開２００３−１７１９０９号公報
【特許文献４】特開２００５−２４８４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献３に記載される炭化炉は、被炭化物の部分燃焼による直接的な自己熱を利用した直接加熱式を採用しているため、炭化炉内に均一に空気を供給できない場合、炉内を間接加熱する外熱式炭化炉に比べて炭化ガス化が不安定となる。従って、製造される炭化物が不均質であり、またカロリーが比較的低いため、燃料として利用する際に効率が悪いという問題があった。また、炭化炉出口の排ガス中には重金属類等の有害成分が含まれ可能性があり、その排ガスを直接アスファルト製造プラントへ導入した場合、アスファルトが有害物に汚染される可能性がある。
また、特許文献２に記載される炭化炉においても、熱分解ガス及び炭化物による直接的な自己熱を利用した炭化方式を採用しているため、炭化炉内に均一に空気を供給できない場合、外熱式炭化炉に比べて炭化ガス化が不安定となるという問題があった。さらに、熱分解ガス中にはタール分が含まれ、これを熱風炉に供給した場合閉塞を伴う可能性がある。さらにまた、乾留ガス中の揮発した重金属成分が系内で濃縮して排ガス中の重金属濃度が増大する惧れもあった。
【０００７】
また、アスファルト製造プラントは、需要に基づく製造量の変動が大きいという特徴を有しており、特許文献３に記載されるシステムではこの負荷変動に対応できないという問題があった。
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、電力と熱エネルギーを同時に供給でき、且つ需要先の負荷変動に速やかに対応できる炭化炉による熱併給発電方法及びシステム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】
【０００８】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、熱風利用設備に併設された炭化炉により炭化物を製造するとともに、該炭化炉にて発生した熱分解ガスを燃焼室で燃焼させて高温燃焼ガスを生成し、該高温燃焼ガスからボイラで生成した高温蒸気を用いて発電を行う炭化炉による熱併給発電方法であって、
前記炭化炉が外熱式キルンであり、該炭化炉にて得られる熱エネルギーの一部を用いて生成した高温空気を前記熱風利用設備にて利用することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、炭化炉にて炭化物を製造するとともに、熱風利用設備にて利用される電力を発電することができるため、マテリアルリサイクル及びエネルギーリサイクルをともに有効に行うことが可能となる。
また、炭化炉にて得られる熱エネルギーの一部を高温空気として熱風利用設備に供給する構成としたため、該設備における加熱時の助燃料を低減でき、熱効率のよいシステムとすることが可能である。
このとき、炭化炉として炉内を間接加熱する外熱式キルンを採用しているため、炭化炉で発生する熱分解ガスに不純物が混入しにくく、また炉内を低酸素若しくは無酸素状態で均一に加熱できるため、均質で高カロリーの炭化物が得られ、熱エネルギーの燃料として好適である。
尚、前記熱風利用設備はアスファルト製造プラントであることが好ましい。
【００１０】
また、前記熱エネルギーが、前記熱分解ガスと前記炭化物を前記燃焼室で燃焼することにより生成した高温燃焼ガスであり、
前記高温燃焼ガスを前記ボイラに供給するとともに、該高温燃焼ガスの一部を分岐させて空気予熱器を介して前記高温空気を生成することを特徴とする。
本発明によれば、炭化物と熱分解ガスから高温燃焼ガスを生成してこれを基に発電を行うようにしたため、熱風利用設備に必要な稼動電力を自己供給するとともに売電可能となり、同時に高温燃焼ガスの一部を用いて高温空気を製造して熱風利用設備に供給するようにしたため、骨材加熱時の助燃量を低減できる。
また、熱風利用設備に供給する熱源が、高温燃焼ガスの顕熱を利用して生成したクリーンな高温空気であるため、例えば熱風利用設備がアスファルト製造プラントである場合、該プラントにて製造したアスファルト製品に不純物が混入せず、高品質の製品を提供できる。
【００１１】
このとき、前記熱風利用設備の運転状況に応じて前記燃焼室への炭化物供給量を制御し、前記高温空気の生成量を調整することが好ましい。
本発明では、熱風利用設備の運転状況に伴う負荷変動を、備蓄した炭化物により補う構成としたため、常に一定の電力を供給しつつ熱風利用設備にて利用する高温空気を適宜供給することが可能となり、安定した熱併給発電システムを提供することができる。また、負荷変動を補う燃料として、炭化物を用いているため、熱分解ガスを貯留する場合に比べて極めて備蓄が容易、安全である。
【００１２】
また、前記熱エネルギーが前記炭化物を粉砕して得られた微粉炭化物であり、
前記微粉炭化物を前記熱風利用設備が具備する粉体バーナより供給して直接燃焼させて前記高温空気を生成することを特徴とする。
本発明では、製造した炭化物を熱風利用設備へ輸送する際に固形の炭化物の形態であるため、配管等の設備が不要となり設備の簡素化が可能で、熱風利用設備と炭化炉が離れて設けられている場合であっても、容易に熱エネルギーを輸送することが可能となる。
また、炭化炉として間接加熱式のロータリーキルンを採用しているため、均質で高カロリーの炭化物を得ることができ、熱風利用設備の熱源に適した燃料を供給することができる。
さらに、これらの発明において、前記炭化炉にて熱分解ガス化する処理物が木質系バイオマスであることが好ましい。これにより、使用化石燃料を低減でき、資源の枯渇化問題が解消されるとともに、ＣＯ２削減が図れ、地球温暖化防止に貢献できる。また、木質系であることから不純物の少ない炭化物が製造可能である。
【００１３】
また、炭化物を製造する炭化炉が熱風利用設備に併設され、該炭化炉にて発生した熱分解ガスを燃焼させて高温燃焼ガスを生成する燃焼室と、該高温燃焼ガスにより高温蒸気を生成するボイラと、該高温蒸気を用いて発電する発電設備と、を備えた炭化炉による熱併給発電システムであって、
前記炭化炉が外熱式キルンであり、前記熱風利用設備が、前記炭化炉にて得られる熱エネルギーの一部を用いて生成した高温空気を利用する構成であることを特徴とする。
尚、前記熱風利用設備はアスファルト製造プラントであることが好ましい。
【００１４】
また、前記熱エネルギーが、前記熱分解ガスと前記炭化物を前記燃焼室で燃焼させて生成した高温燃焼ガスであり、
前記高温燃焼ガスの顕熱により高温空気を生成する空気予熱器と、
前記高温燃焼ガスを前記ボイラに供給するとともに、該高温燃焼排ガスの一部を分岐させて前記空気予熱器に供給する高温燃焼ガスラインと、
前記空気予熱器からの高温空気を前記熱風利用設備に供給する高温空気ラインと、を備えることを特徴とする。
【００１５】
さらに、前記燃焼室への炭化物供給量を制御する手段を備え、前記熱風利用設備の運転状況に応じて前記高温空気の生成量を調整することを特徴とする。
さらにまた、前記燃焼室が、前記熱分解ガスを主燃料として高温燃焼ガスを生成するガス燃焼室と、前記炭化物を主燃料として高温燃焼ガスを生成する炭化物燃焼室とからなり、前記熱風利用設備の運転状況に応じて前記炭化物燃焼室における高温燃焼ガスの生成量を調整することを特徴とする。
【００１６】
また、前記熱エネルギーが前記炭化物を粉砕して得られた微粉炭化物であり、
前記熱風利用設備が、前記微粉炭化物を供給する粉体バーナを備え、該粉体バーナから供給する微粉炭化物を直接燃焼させて前記高温空気を生成することを特徴とする。
また、これらの発明において、前記炭化物に木質系バイオマスを供給することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
以上記載のごとく本発明によれば、炭化炉にて得られる熱エネルギーの一部をアスファルト製造プラント等の熱風利用設備に供給する構成としたため、熱風利用設備における加熱時の助燃料を低減でき、熱効率のよいシステムとし、且つ使用化石燃料を低減でき、資源の枯渇化問題が解消されるとともにＣＯ２削減が図れ、地球温暖化防止に貢献できる。
また、本発明では炭化炉として外熱式キルンを採用しているため、炭化炉でクリーンな熱分解ガスが得られるとともに、均質で高カロリーの炭化物が得られ、熱エネルギーの再利用化に好適である。
また、熱風利用設備の運転状況に伴う負荷変動を、備蓄した炭化物により補う構成としたため、常に一定の電力を供給しつつも熱風利用設備にて利用する高温空気を適宜供給することが可能となり、安定した熱併給発電システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１及び図２は、夫々本発明の実施例１及び実施例２に係る炭化炉による熱併給発電システムの全体構成図であり、図３は図１及び図２における炭化物供給設備を示す概略図である。
【実施例１】
【００１９】
図１に本実施例１に係る炭化炉による熱併給発電システムを示す。本実施例に係るシステムは、アスファルト製造プラント４０と、これに併設された炭化炉４と、該炭化炉４からの熱分解ガスを燃焼させるガス燃焼室５ａと、炭化物を燃焼させる炭化物燃焼室５ｂと、高温燃焼ガスから熱回収するボイラ６と、該ボイラ６にて発生させた高温蒸気を用いて発電する発電設備１２と、ガス燃焼室５ａ及び炭化物燃焼室５ｂからの燃焼排ガスの一部を用いて高温空気を生成する空気予熱器７と、を主要構成とする。尚、本実施例では一例としてアスファルト製造プラント４０を備える構成としたが、これに限定されず、他の熱風利用設備を備える構成としてもよい。
【００２０】
本システムのフローを、各装置の具体的構成とともに説明する。
受入供給設備１には、炭化炉４で熱分解ガス化される被処理物が供給される。被処理物としては、植物、廃木材、農業廃棄物、家畜糞尿、下水汚泥等のバイオマス２０が挙げられるが、特に残廃材、建廃由来木屑、建築廃材、解体材、間伐材等の木質系バイオマスが好ましい。
受入供給設備１から供給されるバイオマス２０は、投入コンベア２を搬送されてスクリューフィーダ３から定量的に炭化炉４に投入される。
炭化炉４は、間接加熱により炉内を加熱する外熱式ロータリーキルンである。該炭化炉４は、炉の周囲に加熱ジャケットが設けられ、加熱ジャケットに高温燃焼ガス２１を流通させて炭化炉３内のバイオマス２０を加熱する装置である。外熱式ロータリーキルンは、少ない飛灰発生量でバイオマスを熱分解ガス化することができる。また、間接加熱式であるために、バイオマスが滞留するキルン内部の酸素濃度を極めて低い値に保持することができるとともに均一な加熱が可能であるため、高カロリーで均質な炭化物２３を製造することができる。
【００２１】
炭化炉４での炭化により発生した熱分解ガス２２は、ガス燃焼室５ａに導かれる。ガス燃焼室５ａでは、燃焼空気２４を供給しながら熱分解ガス２２を燃焼させ、高温燃焼ガス２１を生成する。
同時に、炭化炉４にて製造された炭化物２３は、炭化物燃焼室５ｂに導かれ、ガス燃焼室５ａと同様に燃焼空気２４を供給しながら炭化物２３を燃焼させ、高温燃焼ガス２１を生成する。燃焼室昇温時には助燃２５を使用する。
尚、本実施例では、炭化炉４にて発生した熱分解ガス２２と炭化物２３を、別個の燃焼室５ａ、５ｂにて燃焼させる構成としているが、これに限定されるものではなく、一の燃焼室にて熱分解ガス２２と炭化物２３を燃焼させて高温燃焼ガス２１を生成するようにしてもよい。また、燃焼室５ａ、５ｂでは排ガス循環を行い、高温燃焼ガス２１の燃焼室出口温度を制御し、同時に緩慢燃焼により排ガス中のＮＯｘ発生を抑制することが好ましい。
【００２２】
ここで、炭化物２３を、炭化炉４から炭化物燃焼室５ｂへ供給するまでの工程を図３に示す。炭化炉４から排出された炭化物２３は、冷却コンベア５１上で空冷されながら移送され、炭化物ホッパ５２に貯留される。炭化物ホッパ５２に貯留された炭化物は適宜磁選機５３に送給され、磁選機５３にて金属等の異物が分離除去される。磁選機５３からの炭化物は粉砕機５４に供給されて粉砕され、微粉炭化物として微粉炭化物ホッパ５５に貯留される。そして、微粉炭化物ホッパ５５に貯留された微粉炭化物は、所定量ずつ定量フィーダ５６にて炭化物燃焼室５ｂに気相搬送され、粉体バーナから燃焼室５ｂ内に供給される。
【００２３】
このようにして生成された高温燃焼ガス２１の一部は、炭化炉４の加熱ジャケットに送給され炭化炉４の間接加熱に用いられる。
他の高温燃焼ガス２１の少なくとも一部はボイラ６に送給され、ボイラ６にて高温燃焼ガス２１の顕熱を利用して高温蒸気２７を生成する。生成した高温蒸気２７は、ボイラ６に併設される発電設備１２に導かれて発電に利用される。発電設備１２としては、蒸気タービンに連結された発電機により電力を発生させる周知の装置などが用いられる。ここで発電した電力は、アスファルト製造プラント４０の稼動必要電力を自己供給するとともに、他へ売電してもよい。
また、ボイラ６にて生成した高温蒸気の一部を、炭化物２３に供給することが好ましく、微粒分飛散防止、或いは冷却に利用する。
ボイラ６にて熱回収後の排ガスは加熱器７に導入され、他の低温排ガス３５を熱交換により加熱した後、減温塔８に導入されて冷却水３２の噴霧により冷却される。冷却された排ガス３３は消石灰３４の供給によりＮＯｘ、ＨＣｌ等の酸性ガスが中和され、バグフィルタ９に導入されて除塵される。ボイラ６、加熱器７、減温塔８、バグフィルタ９により捕集された飛灰２８は飛灰処理設備（不図示）にて処理される。
【００２４】
バグフィルタ９から排出される排ガスは、洗煙塔１３にて冷却水３６、補給水３７により冷却、湿式洗浄されるとともに、苛性ソーダ３８を噴霧されてＳＯｘ、ＨＣｌ等が除去される。洗浄された排ガス３５は、加熱器７を介して加熱された後に脱硝反応器１０にてアンモニア３９の供給によりＮＯｘを除去され、煙突１１より大気放出される。また、加熱器７により加熱された排ガスの一部は、ガス燃焼室５ａ若しくは炭化物燃焼室５ｂに供給される。尚、排ガスの性状に応じて、洗煙塔１３、脱硝反応塔１０、加熱器７は具備しない構成とすることもでき、これらの装置構成は適宜選択可能である。
【００２５】
一方、ガス燃焼室５ａ及び炭化物燃焼室５ｂにより生成された高温燃焼ガス２１のうち少なくとも一部のガス４６は、空気予熱器７に送給される。空気予熱器７では、空気４９と高温燃焼ガス２１を熱交換して高温空気４７が生成される。熱交換により減温した燃焼ガスは加熱器７の後段側に送給され、他の排ガスとともに処理される。
空気予熱器７で生成されたクリーンな高温空気４７は、アスファルト製造プラント４０に送給され、該プラントにてドライヤー等へ供給される。アスファルト製造プラント４０では、骨材４１、空気４２、灯油等の燃料４３が供給されてアスファルト合材等のアスファルト製品４４が製造されるが、ここで高温空気４７を利用することにより、アスファルト製造プラントの助燃を低減することが可能となる。また、高温空気４７は、炭化炉４の熱源を利用しながらも空気予熱器７にて空気４９を熱交換して生成したクリーンな空気であるため、製造されたアスファルト製品に不純物が混入することがなく、高品質の製品を製造することができる。
【００２６】
本実施例では、ガス燃焼室５ａ及び炭化物燃焼室５ｂにて生成した高温燃焼ガス２１を利用して、ボイラ６及び発電設備１２で安定した電力供給ができる。また、アスファルト製造プラント４０の運転状況に応じて、空気予熱器７へ分岐させる高温燃焼排ガス４６の流量を制御するとともに、これに応じて炭化物燃焼室５ｂへの炭化物２３の供給量も制御し、高温燃焼排ガス２１の生成量を調整する。これにより、アスファルト製造プラント４０での運転状況に応じた高温空気４７を速やかに生成することができる。即ち、本実施例では、アスファルト製造プラント４０の運転状況に伴う負荷変動を、ホッパに備蓄した炭化物２３によりまかなう構成としたため、常に一定の電力を供給しつつもアスファルト製造プラント４０にて利用する高温空気４７を適宜供給することが可能となり、安定した熱併給発電システムを提供することができる。また、負荷変動を補う燃料として、炭化物２３を用いているため、熱分解ガスを貯留する場合に比較して極めて備蓄が容易、安全である。
【実施例２】
【００２７】
図２に本実施例２に係る炭化炉による熱併給発電システムを示す。尚、本実施例２において、上記した実施例１と同様の構成についてはその詳細な説明を省略する。
本実施例に係るシステムは、アスファルト製造プラント４０と、これに併設された炭化炉４と、該炭化炉４からの熱分解ガスを燃焼させて高温燃焼ガスを生成するガス燃焼室５ａと、高温燃焼ガスから熱回収するボイラ６と、該ボイラ６にて発生させた高温蒸気を用いて発電する発電設備１２と、を主要構成とする。
本実施例２において上記実施例１と異なる構成は、炭化炉４にて製造した炭化物２３を、アスファルト製造プラント４０で用いられる化石燃料の代替として利用する点である。従って、炭化物２３を燃焼して高温燃焼ガスを生成する炭化物燃焼室５ｂや高温空気４７を生成する空気予熱器７は設けない構成とし、炭化炉４からの熱分解ガス２２をガス燃焼室５ａで燃焼させて生成した高温燃焼ガス２１は、炭化炉４の間接加熱、若しくはボイラ６での高温蒸気生成のみに用いる。
【００２８】
炭化物２３は図３に示す工程を経て、微粉炭化物２３としてアスファルト製造プラント４０に搬送され、プラント内のドライヤ等に備えられた粉体バーナから供給して直接燃焼させ、アスファルト加熱の熱源として利用する。
本実施例によれば、固形の炭化物２３として輸送するため、配管等の設備の簡素化が可能で、またアスファルト製造プラント４０と炭化炉４が離れて設けられている場合であっても、容易に熱源を輸送することが可能となる。
また、炭化炉４として間接加熱式のロータリーキルンを採用しているため、均質で高カロリーの炭化物２３を得ることができ、アスファルト製造プラント４０の熱源に適した燃料を供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例１に係る炭化炉による熱併給発電システムの全体構成図である。
【図２】本発明の実施例２に係る炭化炉による熱併給発電システムの全体構成図である。
【図３】図１及び図２における炭化物供給設備を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３０】
４ 炭化炉
５ａ ガス燃焼室
５ｂ 炭化物燃焼室
６ ボイラ
７ 排ガス加熱器
８ 減温塔
９ バグフィルタ
１０ 脱硝反応塔
１２ 発電設備
２０ バイオマス
２１ 高温燃焼ガス
２２ 熱分解ガス
２３ 炭化物
２７ 高温蒸気
４０ アスファルト製造プラント
４４ アスファルト製品
４６ 高温燃焼ガス
４７ 高温空気
５２ 炭化物ホッパ
５３ 磁選機
５４ 粉砕機
５５ 微粉炭化物ホッパ
５６ 定量フィーダ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱風利用設備に併設された炭化炉により炭化物を製造するとともに、該炭化炉にて発生した熱分解ガスを燃焼室で燃焼させて高温燃焼ガスを生成し、該高温燃焼ガスからボイラで生成した高温蒸気を用いて発電を行う炭化炉による熱併給発電方法であって、
前記炭化炉が外熱式キルンであり、該炭化炉にて得られる熱エネルギーの一部を用いて生成した高温空気を前記熱風利用設備にて利用することを特徴とする炭化炉による熱併給発電方法。
【請求項２】
前記熱風利用設備がアスファルト製造プラントであることを特徴とする請求項１記載の炭化炉による熱併給発電方法。
【請求項３】
前記熱エネルギーが、前記熱分解ガスと前記炭化物を前記燃焼室で燃焼することにより生成した高温燃焼ガスであり、
前記高温燃焼ガスを前記ボイラに供給するとともに、該高温燃焼ガスの一部を分岐させて空気予熱器を介して前記高温空気を生成することを特徴とする請求項１若しくは２記載の炭化炉による熱併給発電方法。
【請求項４】
前記熱風利用設備の運転状況に応じて前記燃焼室への炭化物供給量を制御し、前記高温空気の生成量を調整することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の炭化炉による熱併給発電方法。
【請求項５】
前記熱エネルギーが前記炭化物を粉砕して得られた微粉炭化物であり、
前記微粉炭化物を前記熱風利用設備が具備する粉体バーナより供給して直接燃焼させて前記高温空気を生成することを特徴とする請求項１若しくは２記載の炭化炉による熱併給発電方法。
【請求項６】
前記炭化炉に木質系バイオマスを供給することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の炭化炉による熱併給発電方法。
【請求項７】
炭化物を製造する炭化炉が熱風利用設備に併設され、該炭化炉にて発生した熱分解ガスを燃焼させて高温燃焼ガスを生成する燃焼室と、該高温燃焼ガスにより高温蒸気を生成するボイラと、該高温蒸気を用いて発電する発電設備と、を備えた炭化炉による熱併給発電システムであって、
前記炭化炉が外熱式キルンであり、前記熱風利用設備が、前記炭化炉にて得られる熱エネルギーの一部を用いて生成した高温空気を利用する構成であることを特徴とする炭化炉による熱併給発電システム。
【請求項８】
前記熱風利用設備がアスファルト製造プラントであることを特徴とする請求項７記載の炭化炉による熱併給発電システム。
【請求項９】
前記熱エネルギーが、前記熱分解ガスと前記炭化物を前記燃焼室で燃焼させて生成した高温燃焼ガスであり、
前記高温燃焼ガスの顕熱により前記高温空気を生成する空気予熱器と、
前記高温燃焼ガスを前記ボイラに供給するとともに、該高温燃焼排ガスの一部を分岐させて前記空気予熱器に供給する高温燃焼ガスラインと、
前記空気予熱器からの高温空気を前記熱風利用設備に供給する高温空気ラインと、を備えることを特徴とする請求項７若しくは８記載の炭化炉による熱併給発電システム。
【請求項１０】
前記燃焼室への炭化物供給量を制御する手段を備え、前記熱風利用設備の運転状況に応じて前記高温空気の生成量を調整することを特徴とする請求項９記載の炭化炉による熱併給発電システム。
【請求項１１】
前記燃焼室が、前記熱分解ガスを主燃料として高温燃焼ガスを生成するガス燃焼室と、前記炭化物を主燃料として高温燃焼ガスを生成する炭化物燃焼室とからなり、前記熱風利用設備の運転状況に応じて前記炭化物燃焼室における高温燃焼ガスの生成量を調整することを特徴とする請求項７若しくは８記載の炭化炉による熱併給発電システム。
【請求項１２】
前記熱エネルギーが前記炭化物を粉砕して得られた微粉炭化物であり、
前記熱風利用設備が、前記微粉炭化物を供給する粉体バーナを備え、該粉体バーナから供給する微粉炭化物を直接燃焼させて前記高温空気を生成することを特徴とする請求項７若しくは８記載の炭化炉による熱併給発電システム。
【請求項１３】
前記炭化物に木質系バイオマスを供給することを特徴とする請求項７乃至１２の何れかに記載の炭化炉による熱併給発電システム。
【請求項１】
熱風利用設備に併設された炭化炉により炭化物を製造するとともに、該炭化炉にて発生した熱分解ガスを燃焼室で燃焼させて高温燃焼ガスを生成し、該高温燃焼ガスからボイラで生成した高温蒸気を用いて発電を行う炭化炉による熱併給発電方法であって、
前記炭化炉が外熱式キルンであり、該炭化炉にて得られる熱エネルギーの一部を用いて生成した高温空気を前記熱風利用設備にて利用することを特徴とする炭化炉による熱併給発電方法。
【請求項２】
前記熱風利用設備がアスファルト製造プラントであることを特徴とする請求項１記載の炭化炉による熱併給発電方法。
【請求項３】
前記熱エネルギーが、前記熱分解ガスと前記炭化物を前記燃焼室で燃焼することにより生成した高温燃焼ガスであり、
前記高温燃焼ガスを前記ボイラに供給するとともに、該高温燃焼ガスの一部を分岐させて空気予熱器を介して前記高温空気を生成することを特徴とする請求項１若しくは２記載の炭化炉による熱併給発電方法。
【請求項４】
前記熱風利用設備の運転状況に応じて前記燃焼室への炭化物供給量を制御し、前記高温空気の生成量を調整することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の炭化炉による熱併給発電方法。
【請求項５】
前記熱エネルギーが前記炭化物を粉砕して得られた微粉炭化物であり、
前記微粉炭化物を前記熱風利用設備が具備する粉体バーナより供給して直接燃焼させて前記高温空気を生成することを特徴とする請求項１若しくは２記載の炭化炉による熱併給発電方法。
【請求項６】
前記炭化炉に木質系バイオマスを供給することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の炭化炉による熱併給発電方法。
【請求項７】
炭化物を製造する炭化炉が熱風利用設備に併設され、該炭化炉にて発生した熱分解ガスを燃焼させて高温燃焼ガスを生成する燃焼室と、該高温燃焼ガスにより高温蒸気を生成するボイラと、該高温蒸気を用いて発電する発電設備と、を備えた炭化炉による熱併給発電システムであって、
前記炭化炉が外熱式キルンであり、前記熱風利用設備が、前記炭化炉にて得られる熱エネルギーの一部を用いて生成した高温空気を利用する構成であることを特徴とする炭化炉による熱併給発電システム。
【請求項８】
前記熱風利用設備がアスファルト製造プラントであることを特徴とする請求項７記載の炭化炉による熱併給発電システム。
【請求項９】
前記熱エネルギーが、前記熱分解ガスと前記炭化物を前記燃焼室で燃焼させて生成した高温燃焼ガスであり、
前記高温燃焼ガスの顕熱により前記高温空気を生成する空気予熱器と、
前記高温燃焼ガスを前記ボイラに供給するとともに、該高温燃焼排ガスの一部を分岐させて前記空気予熱器に供給する高温燃焼ガスラインと、
前記空気予熱器からの高温空気を前記熱風利用設備に供給する高温空気ラインと、を備えることを特徴とする請求項７若しくは８記載の炭化炉による熱併給発電システム。
【請求項１０】
前記燃焼室への炭化物供給量を制御する手段を備え、前記熱風利用設備の運転状況に応じて前記高温空気の生成量を調整することを特徴とする請求項９記載の炭化炉による熱併給発電システム。
【請求項１１】
前記燃焼室が、前記熱分解ガスを主燃料として高温燃焼ガスを生成するガス燃焼室と、前記炭化物を主燃料として高温燃焼ガスを生成する炭化物燃焼室とからなり、前記熱風利用設備の運転状況に応じて前記炭化物燃焼室における高温燃焼ガスの生成量を調整することを特徴とする請求項７若しくは８記載の炭化炉による熱併給発電システム。
【請求項１２】
前記熱エネルギーが前記炭化物を粉砕して得られた微粉炭化物であり、
前記熱風利用設備が、前記微粉炭化物を供給する粉体バーナを備え、該粉体バーナから供給する微粉炭化物を直接燃焼させて前記高温空気を生成することを特徴とする請求項７若しくは８記載の炭化炉による熱併給発電システム。
【請求項１３】
前記炭化物に木質系バイオマスを供給することを特徴とする請求項７乃至１２の何れかに記載の炭化炉による熱併給発電システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−１２７３３０（Ｐ２００７−１２７３３０Ａ）
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３２０１８４（Ｐ２００５−３２０１８４）
【出願日】平成１７年１１月２日（２００５．１１．２）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２日（２００５．１１．２）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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