JP2013249427A

JP2013249427A - Method for producing biomass thermal decomposition oil and apparatus for producing the oil

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Publication number: JP2013249427A
Application number: JP2012126555A
Authority: JP
Inventors: Yoshishige Katori; 取義重香
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-06-01
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2013-12-12

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing biomass thermal decomposition oil capable of being industrially used, from biomass at a high carbon recovery rate without requiring drying of a raw material having a high moisture content; and to provide an apparatus for producing the oil.SOLUTION: A method for producing biomass thermal decomposition oil includes: a raw material supply stage having a biomass raw material kneading step of kneading biomass, a functional microwave absorption material formed from a carbon material, water, and calcium oxide to produce a biomass raw material, and a pressure-sending step of sending the biomass raw material under pressure; a biomass thermal decomposition stage in which the biomass raw material, pressure-sent from the raw material supply stage, is irradiated with a microwave by using a microwave heating means to heat the raw material to 180-250°C for 10 to 1,200 s and to thermally decompose the biomass, and the by-produced carbon dioxide is reacted with calcium hydroxide to form calcium carbonate; and (3) a biomass thermal decomposition oil discharge stage in which the formed biomass thermal decomposition oil is discharged.

Description

本発明は、バイオマス熱分解オイルの製造方法及び製造装置に係り、より詳しくは、バイオマスと機能性マイクロ波吸収材と酸化カルシウムと水とを混練したバイオマス原料にマイクロ波を照射し、熱分解してバイオマス熱分解オイルを製造するバイオマス熱分解オイルの製造方法及び製造装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for producing biomass pyrolysis oil. More specifically, the present invention relates to a biomass raw material obtained by kneading biomass, a functional microwave absorber, calcium oxide and water, and subjecting it to microwave irradiation to perform pyrolysis. The present invention relates to a biomass pyrolysis oil manufacturing method and a manufacturing apparatus for manufacturing biomass pyrolysis oil.

バイオマスを、石炭、石油、又は天然ガスのような化石燃料の代替として燃料あるいは工業用原料として利用する場合の最大の懸案は、固体のバイオマスを液体または気体に変換し、連続生産装置で使用できるようにすることである。 The biggest concern when using biomass as a fuel or industrial feedstock as an alternative to fossil fuels such as coal, oil, or natural gas is to convert solid biomass into liquid or gas for use in continuous production equipment Is to do so.

固体燃料から気体の工業原料を製造する方法としては、石炭を水蒸気の存在下に不完全燃焼させて一酸化炭素と水素を含む「水性ガス」を製造する方法が、石炭化学の基礎反応として１９世紀から２０世紀前半にかけて行われた。ドイツにおいて、第２次世界大戦中には石炭から航空機燃料が製造され、南アフリカ連邦共和国において、アパルトヘイトによる石油禁輸中にガソリンが製造されたこともある。 As a method of producing a gaseous industrial raw material from solid fuel, a method of producing “water gas” containing carbon monoxide and hydrogen by incompletely burning coal in the presence of water vapor is a basic reaction in coal chemistry. It took place from the century to the first half of the 20th century. In Germany, aviation fuel was produced from coal during World War II, and in South Africa, gasoline was produced during the oil embargo by apartheid.

水性ガスを製造する技術をバイオマスに応用して、バイオマスから合成ガスを製造し、燃料や工業原料を製造する技術の開発行われている。例えば、バイオマスから水素と一酸化炭素を含む水性ガスを製造する際に、生成するタールを分解するために用いる、ペロブスカイト型複合酸化物に金属を担持した触媒が開示されている（例えば特許文献１を参照）。バイオマスから製造した水性ガスから、メタノール（例えば特許文献２を参照）、エタノール、ジメチルエーテル（例えば特許文献３を参照）等を製造する方法は、既に開示されている。
現在でも、「水性ガス」は、バイオマスから工業原料を製造するために有望な共通原料とみなすことができる。 Technology for producing water and gas is being developed by applying technology for producing water gas to biomass to produce synthesis gas from biomass. For example, a catalyst in which a metal is supported on a perovskite-type composite oxide, which is used to decompose tar generated when producing an aqueous gas containing hydrogen and carbon monoxide from biomass is disclosed (for example, Patent Document 1). See). Methods for producing methanol (see, for example, Patent Document 2), ethanol, dimethyl ether (see, for example, Patent Document 3) and the like from water gas produced from biomass have already been disclosed.
Even now, “water gas” can be regarded as a promising common raw material for producing industrial raw materials from biomass.

なお、「水性ガス」は、狭義には、コークスなどの炭素化合物と水蒸気を９００℃以上で反応させて得られる水素ガスと一酸化炭素を含む混合ガス（合成ガスともいう）のことを指すが、本発明では水素ガスと一酸化炭素とを含む混合ガスを「水性ガス」と称するものとする。本発明では、炭素化合物と水蒸気との反応で生成した水性ガスから、水素ガスと一酸化炭素を膜分離装置を用いて別個に取り出し、成分比を調整後混合して「水性ガス」として用いる。 Note that the “water gas” in a narrow sense refers to a mixed gas (also referred to as synthesis gas) containing hydrogen gas and carbon monoxide obtained by reacting a carbon compound such as coke with water vapor at 900 ° C. or higher. In the present invention, a mixed gas containing hydrogen gas and carbon monoxide is referred to as “water gas”. In the present invention, hydrogen gas and carbon monoxide are separately taken out from the water gas generated by the reaction between the carbon compound and water vapor using a membrane separator, and after adjusting the component ratio, they are mixed and used as “water gas”.

水性ガスを製造する従来法は、９００℃以上で反応を行うため、バイオマスの一部を燃料として燃やして反応温度を保たなければならず、反応収率が低下するという問題点があった。また、水性ガス反応は、基本的には不完全燃焼反応なので、反応が不安定で制御が難しく、特に生成する一酸化炭素と水素の混合比率の調整が困難であるという問題点があった。 In the conventional method for producing water gas, since the reaction is performed at 900 ° C. or higher, a part of the biomass must be burned as fuel to maintain the reaction temperature, and the reaction yield is reduced. In addition, since the water gas reaction is basically an incomplete combustion reaction, the reaction is unstable and difficult to control. In particular, it is difficult to adjust the mixing ratio of carbon monoxide and hydrogen to be generated.

近年の技術として、バイオマスをマイクロ波加熱装置で加熱して炭素材料を製造する方法が提案されている（例えば特許文献４を参照）。また、マイクロ波加熱装置を使用して炭素材料から「水性ガス」を製造する方法が報告されている（例えば特許文献５を参照）。しかし、これらの方法もマイクロ波加熱装置で使用するエネルギー量が大きいために炭素収率及びエネルギー回収率が低く、この方法は経済的理由で工業化できないと言われている。 As a recent technology, a method for producing a carbon material by heating biomass with a microwave heating apparatus has been proposed (see, for example, Patent Document 4). In addition, a method for producing “water gas” from a carbon material using a microwave heating apparatus has been reported (see, for example, Patent Document 5). However, since these methods also use a large amount of energy in the microwave heating apparatus, the carbon yield and energy recovery rate are low, and it is said that this method cannot be industrialized for economic reasons.

バイオマスを工業原料として利用する方法の評価方法としては、下記に定義する炭素収率（％）、及びエネルギー回収率がある。
炭素収率＝（生産物中の炭素原子数／原料中の炭素原子数） ×１００（１）
（但し、製造工程で消費するエネルギー量は、同量の燃焼エネルギーを有する炭素量に換算し、生成物中の炭素量から差し引く。） As an evaluation method of a method of using biomass as an industrial raw material, there are a carbon yield (%) and an energy recovery rate defined below.
Carbon yield = (number of carbon atoms in product / number of carbon atoms in raw material) x 100 (1)
(However, the amount of energy consumed in the production process is converted to the amount of carbon having the same amount of combustion energy and subtracted from the amount of carbon in the product.)

また、バイオマスの、下記に定義するエネルギー回収率も０．２が限度であると言われている。
エネルギー回収率＝生産物のもつエネルギー／（原料のエネルギー＋製造工程で消費するエネルギー）（２）
現状では、炭素収率は２０％が限度であり、エネルギー回収率も０．２が限度であると言われている。
バイオマスから水性ガスを製造する工業的に実施可能な方法は、現在までのところ実用化されていない。 Moreover, it is said that the energy recovery rate defined below of biomass is 0.2.
Energy recovery rate = Energy of product / (Raw material energy + Energy consumed in manufacturing process) (2)
At present, the carbon yield is said to be 20% and the energy recovery rate is said to be 0.2.
An industrially feasible method for producing water gas from biomass has not been put into practical use so far.

バイオマス等を工業利用可能な素材に変換する方法の一つとして、バイオマスの液化がある。バイオマスと水に金属塩を加えてマイクロ波を照射してバイオマスを急速に加熱して液化して、「バイオマス熱分解オイル」と、非凝縮性成分（気体成分）と、固体の炭素材料と、を製造する方法が開示されている（例えば特許文献６を参照）。この方法の「バイオマス熱分解オイル」中の炭素収率は８０〜９０％にすることが可能であり、原料の性状が変化しても、生成するバイオマスは性状の変化が少ないと言われている。 One method for converting biomass and the like into industrially usable materials is liquefaction of biomass. Add metal salt to biomass and water and irradiate microwaves to rapidly heat and liquefy biomass, "biomass pyrolysis oil", non-condensable component (gas component), solid carbon material, Has been disclosed (see, for example, Patent Document 6). The carbon yield in the “biomass pyrolysis oil” of this method can be 80 to 90%, and even if the properties of the raw material change, it is said that the produced biomass has little change in properties. .

しかし生成する「バイオマス熱分解オイル」は、不安定で、水を多く含むために単位重量当たりの発熱量が低く、そのために用途がボイラー燃料などに限定されている。 However, the produced “biomass pyrolysis oil” is unstable and contains a large amount of water, so its calorific value per unit weight is low. Therefore, its use is limited to boiler fuel and the like.

特開２００８−２３８０１２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2008-238012 特開２００５−１３２７３９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-13239 特開２００３−６４０１６公報JP 2003-64016 A 特開２００２−１６１２７８号公報JP 2002-161278 A 特開２００７−１４６１１５号公報JP 2007-146115 A 特表２００９−５４３９２６号公報Special table 2009-543926

かかる課題を解決するためになされた本発明の目的は、バイオマスから、炭素回収率が高く、水分含有率の高い原料を乾燥する必要がなく、工業的利用が可能なバイオマス熱分解オイルの製造方法及び製造装置を提供することにある。 The object of the present invention made to solve such problems is to produce a biomass pyrolysis oil that can be used industrially without the need to dry a raw material having a high carbon recovery rate and a high water content from biomass. And providing a manufacturing apparatus.

かかる課題を解決するための本発明のバイオマス熱分解オイルの製造装置は、バイオマスと、炭素材料と、水と、酸化カルシウムと、を混練し、水と酸化カルシウムとを反応させて水酸化カルシウムを生成させ、反応熱でバイオマスを加熱し、水分量を調節し、流動性を有するバイオマス原料を製造する混練工程と、バイオマス原料を、圧送する圧送工程と、を有する原料供給段階と、
原料供給段階から圧送されたバイオマス原料に、マイクロ波加熱手段を用いてマイクロ波を照射し、１８０乃至２５０℃に１０乃至１２００秒間加熱してバイオマスを熱分解すると共に、副成する炭酸ガスを水酸化カルシウムと反応させて炭酸カルシウムにする熱分解段階と、
生成したバイオマス熱分解オイルを排出するオイル排出段階と、
を有することを特徴とする。 An apparatus for producing a biomass pyrolysis oil according to the present invention for solving such a problem is to knead biomass, a carbon material, water, and calcium oxide, and react the water and calcium oxide to produce calcium hydroxide. A raw material supply stage comprising: a kneading step for producing and heating biomass with reaction heat, adjusting a moisture content, and producing a biomass raw material having fluidity; and a pumping step for pumping the biomass raw material;
The biomass raw material pumped from the raw material supply stage is irradiated with microwaves using a microwave heating means, heated to 180 to 250 ° C. for 10 to 1200 seconds to thermally decompose the biomass, and the by-product carbon dioxide gas is converted into water. A pyrolysis stage that reacts with calcium oxide to form calcium carbonate;
An oil discharge stage for discharging the generated biomass pyrolysis oil;
It is characterized by having.

また本発明のバイオマス熱分解段階は、更に、マイクロ波加熱手段の後段に高周波電磁誘導加熱手段を備え、マイクロ波加熱手段から排出された熱分解反応液を、１８０乃至２５０℃で１００乃至６００秒間加熱する高周波電磁誘導加熱工程を含むことが好ましい。 The biomass pyrolysis stage of the present invention further includes a high-frequency electromagnetic induction heating means after the microwave heating means, and the pyrolysis reaction liquid discharged from the microwave heating means is heated at 180 to 250 ° C. for 100 to 600 seconds. It is preferable to include a high-frequency electromagnetic induction heating step for heating.

また本発明は、熱分解段階とオイル排出段階との間、又はオイル排出段階の後段に、固体成分を除去するカルシウム分離段階を更に有することが好ましい。 The present invention preferably further includes a calcium separation step for removing solid components between the thermal decomposition step and the oil discharge step or after the oil discharge step.

また本発明は、カルシウム分離段階で得られた固体成分をか焼し、固体成分に含まれる炭酸カルシウムを酸化カルシウムに変換し回収し再使用に供するカルシウム再生段階を更に有することが好ましい。 In addition, the present invention preferably further includes a calcium regeneration step in which the solid component obtained in the calcium separation step is calcined, and calcium carbonate contained in the solid component is converted to calcium oxide and recovered for reuse.

また本発明は、バイオマスが、木材、竹材、草本、稲わら、麦わら、もみ殻、サトウキビの茎、農産物、海藻を含むバイオマスと、生ごみ、焼酎かす、林地残材、糞尿、下水汚泥、家庭廃棄物、工業廃棄物、畜産廃棄物、農業廃棄物、林業廃棄物、及び水産業廃棄物を含む廃棄物と、から成る群の中から選ばれる１以上であることが好ましい。 The present invention also includes biomass containing wood, bamboo, grass, rice straw, wheat straw, rice husk, sugarcane stem, agricultural products, seaweed, food waste, shochu lees, forest land residue, manure, sewage sludge, household It is preferably one or more selected from the group consisting of waste, industrial waste, livestock waste, agricultural waste, forestry waste, and waste including marine waste.

また本発明は、炭素材料が、前記バイオマスの中の１以上を加熱、乾留、炭化、若しくは不完全燃焼して得られる炭素材料と、石炭と、亜炭と、チャーと、コークスと、、からなる群の中から選ばれるの１以上であることが好ましい。 The present invention also includes a carbon material obtained by heating, dry distillation, carbonization, or incomplete combustion of one or more of the biomass, coal, lignite, char, and coke. It is preferably 1 or more selected from the group.

また本発明のマイクロ波加熱手段は、
マイクロ波発振器と、少なくとも内面が金属製の円筒形空間を有する容器を備え、円筒形空間内に、向きが円筒形空間の中心軸に平行で、大きさが円筒形空間の円筒の中心軸方向及び円筒形空間の円周方向に一定な軸対称マイクロ波電磁界を有するマイクロ波共振器と、を備えるマイクロ波加熱手段と、
マイクロ波を吸収しない材質で形成され、圧送手段と連通するマイクロ波反応管と、を有し、
マイクロ波反応管が、円筒形空間の中心軸と中心軸を共有してマイクロ波共振器の内部を貫通し、一端で圧送手段に連通し、他端でカルシウム分離部又はオイル排出部に連通することが好ましい。 Moreover, the microwave heating means of the present invention comprises:
A microwave oscillator and a container having a cylindrical space made of metal at least on the inner surface, and in the cylindrical space, the direction is parallel to the central axis of the cylindrical space and the direction of the central axis of the cylinder of the cylindrical space And a microwave resonator having a constant axially symmetric microwave electromagnetic field in the circumferential direction of the cylindrical space, and microwave heating means,
A microwave reaction tube that is formed of a material that does not absorb microwaves and communicates with the pumping means;
The microwave reaction tube shares the central axis of the cylindrical space and passes through the inside of the microwave resonator, communicates with the pressure feeding means at one end, and communicates with the calcium separation unit or the oil discharge unit at the other end. It is preferable.

本発明のバイオマス熱分解オイルの製造方法によれば、少量多種類のバイオマスから、高収率で工業的連続生産に利用可能な「液体」としてバイオマス熱分解オイルを製造することができる。
バイオマス熱分解オイルの炭素収率は、６０〜８０％という高率であり、濃度が高く、燃焼熱量がおきい。 According to the method for producing biomass pyrolysis oil of the present invention, biomass pyrolysis oil can be produced as a “liquid” that can be used for industrial continuous production at a high yield from a small amount of many types of biomass.
The carbon yield of biomass pyrolysis oil is as high as 60 to 80%, the concentration is high, and the amount of combustion heat is high.

バイオマス熱分解オイルは、水を溶媒とする分散液であるから、原料のバイオマスを乾燥することなく用いることができる。
本発明のバイオマス熱分解オイルから、水性ガスを高収率で製造することができる。 Since the biomass pyrolysis oil is a dispersion using water as a solvent, the raw material biomass can be used without drying.
Water gas can be produced in high yield from the biomass pyrolysis oil of the present invention.

本発明のバイオマス熱分解オイル製造装置の基本構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the basic composition of the biomass pyrolysis oil manufacturing apparatus of this invention. 本発明のバイオマス熱分解オイル製造装置の第１の実施形態の概略図である。It is the schematic of 1st Embodiment of the biomass pyrolysis oil manufacturing apparatus of this invention. 本発明の第１実施形態の熱分解部を示す図である。It is a figure which shows the thermal decomposition part of 1st Embodiment of this invention. 本発明のオイル排出部の概略図である。It is the schematic of the oil discharge part of this invention. 本発明の第２実施形態の熱分解部の原料供給部と熱分解部を示す図である。It is a figure which shows the raw material supply part and thermal decomposition part of the thermal decomposition part of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態の熱分解部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the thermal decomposition part of 3rd Embodiment of this invention. 本発明の応用例のバイオマスガス化装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the biomass gasification apparatus of the application example of this invention.

「バイオマス」という語は、生物由来の有機性資源をいうことが多いが、本発明ではより広く、「化石燃料を除く再生可能な有機性資源全般」を含むものとする。
バイオマスの具体例としては、木材、竹材、草本、稲わら、麦わら、もみ殻、サトウキビの茎、農産物、海藻を含むバイオマスと、生ごみ、焼酎かす、林地残材、糞尿、下水汚泥、家庭廃棄物、工業廃棄物、畜産廃棄物、農業廃棄物、林業廃棄物、及び水産業廃棄物を含む廃棄物と、を挙げることができる。なお、石炭、亜炭、コークスを含む固体燃料の液化にも適用できる。 The term “biomass” often refers to organic resources derived from living organisms. However, in the present invention, the term “biomass” is broader and includes “all renewable organic resources excluding fossil fuels”.
Specific examples of biomass include biomass including wood, bamboo, grass, rice straw, straw, rice husk, sugar cane stalk, agricultural products, seaweed, food waste, shochu waste, forest land residue, manure, sewage sludge, household waste And waste including industrial waste, livestock waste, agricultural waste, forestry waste, and fishery waste. It can be applied to liquefaction of solid fuel containing coal, lignite and coke.

「バイオマス熱分解オイル」は、バイオマスを水中、無酸素状態でマイクロ波加熱装置によって［℃／ミリ秒］オーダーの速さで急速加熱処理することによってバイオマスを熱分解することによって製造され通称「バイオオイル」と称される。水を溶媒とする暗色の液体であって、原料の種類と分解の程度によって組成が異なる複雑な混合物である。バイオマス熱分解オイルは、水溶液ではなく微粒子成分の分散液であると推測される。製造条件によっては、水性成分と油性成分との２層に分離することがある。 “Biomass pyrolysis oil” is produced by pyrolyzing biomass by rapid heat treatment at a rate of [° C./millisecond] using a microwave heating apparatus in water in an oxygen-free state. Referred to as “oil”. It is a dark liquid using water as a solvent, and is a complex mixture having a different composition depending on the type of raw material and the degree of decomposition. Biomass pyrolysis oil is presumed to be a dispersion of fine particle components, not an aqueous solution. Depending on the production conditions, it may be separated into two layers of an aqueous component and an oily component.

バイオマス熱分解オイルの品質は、バイオマス熱分解オイルを元素分析し、元素分析値からバイオマス熱分解オイル１リットル当たりの発熱量（ΔＨ）を計算することによって評価することができる。またバイオマス熱分解反応の収率は、使用したバイオマスの元素分析に基づく発熱量を１００％とした場合の、生成したバイオマス熱分解オイルの発熱量％として計算することができる。 The quality of the biomass pyrolysis oil can be evaluated by elemental analysis of the biomass pyrolysis oil and calculating the calorific value (ΔH) per liter of the biomass pyrolysis oil from the elemental analysis value. The yield of the biomass pyrolysis reaction can be calculated as the calorific value% of the generated biomass pyrolysis oil when the calorific value based on elemental analysis of the used biomass is 100%.

バイオマス熱分解オイルの製造反応は、
（１）バイオマスを急速加熱することによって加水分解反応に優先してバイオマス分子内の脱水反応が、起こる。
（２）副反応として、水素ガスを生成する水性ガス反応及び水性ガスシフト反応を伴うので、還元条件下の反応である。
（３）バイオマスは、主成分であるセルロース等、Ｃ６化合物が多いことから６員環化合物を生成し、炭素６員環が縮合した縮合芳香環化合物を主生成物として与える。 The production reaction of biomass pyrolysis oil is
(1) By rapidly heating the biomass, a dehydration reaction within the biomass molecule occurs in preference to the hydrolysis reaction.
(2) As a side reaction, it involves a water gas reaction and a water gas shift reaction that generate hydrogen gas, and thus is a reaction under reducing conditions.
(3) Biomass produces a 6-membered ring compound because there are many C6 compounds such as cellulose as a main component, and gives a condensed aromatic ring compound condensed with a carbon 6-membered ring as a main product.

バイオマスを高温高圧の熱水で処理し、セルロースを加水分解してグルコース、キシロースなどの単糖を製造する反応は公知であるが、本発明のバイオマス熱分解オイルの生成反応はこれとは異なる反応である。 Reactions in which biomass is treated with high-temperature and high-pressure hot water and cellulose is hydrolyzed to produce monosaccharides such as glucose and xylose are known, but the production reaction of biomass pyrolysis oil of the present invention is different from this. It is.

（本発明のバイオマス熱分解オイル製造方法について）
本発明のバイオオイルの製造方法の第１の特徴は、バイオマスを水中に分散させ、加熱手段としてマイクロ波加熱装置を用い［℃／ミリ秒］オーダーの速さで急速加熱して熱分解することである。マイクロ波加熱装置を用いて急速加熱することによって、バイオマス熱分解オイルを効率よく製造することができる。 (About the biomass pyrolysis oil production method of the present invention)
The first feature of the bio-oil production method of the present invention is that the biomass is dispersed in water and rapidly heated at a rate on the order of [° C./millisecond] using a microwave heating device as a heating means for thermal decomposition. It is. Biomass pyrolysis oil can be efficiently produced by rapid heating using a microwave heating apparatus.

本発明は、マイクロ波を吸収して発熱する機能性マイクロ波吸収剤として炭素材料を用いることを第２の特徴とする。
水はマイクロ波を吸収して発熱するが、吸収効率及び発熱効率は良くない。炭素材料は、効率よくマイクロ波を吸収して発熱すると共に、それ自体が水と反応して一酸化炭素と水素ガスとを生成するという長所を有する。更に、本発明では、炭素材料は回収した炭素材料２０を次回に再利用することができ、効率的である。 The second feature of the present invention is that a carbon material is used as a functional microwave absorbent that generates heat by absorbing microwaves.
Water absorbs microwaves and generates heat, but absorption efficiency and heat generation efficiency are not good. A carbon material has the advantage that it efficiently absorbs microwaves and generates heat, and itself reacts with water to generate carbon monoxide and hydrogen gas. Furthermore, in the present invention, the recovered carbon material 20 can be reused next time, which is efficient.

本発明は、更に、バイオマス原料に酸化カルシウムを加えることを第３の特徴とする。酸化カルシウムは、下式に示すように、バイオマスに含まれる過剰な水分と反応して水酸化カルシウムに変化し、水分を除去すると共に、反応熱でバイオマス原料を加熱し、水酸化カルシウムのアルカリ性によってバイオマスの加水分解を促進し、バイオマスを低分子化してペースト状の圧送可能な物性を付与することができる。
ＣａＯ＋Ｈ_２Ｏ＝Ｃａ（ＯＨ）_２ ΔＨ＝−１０９ＫＪ／ｍｏｌ The third feature of the present invention is that calcium oxide is added to the biomass material. As shown in the following formula, calcium oxide reacts with excess moisture contained in biomass to change to calcium hydroxide, removes moisture, heats the biomass raw material with reaction heat, and depends on the alkalinity of calcium hydroxide. The hydrolysis of biomass can be promoted, and the biomass can be reduced in molecular weight to give paste-like properties that can be pumped.
CaO + H ₂ O = Ca (OH) ₂ ΔH = −109 KJ / mol

生成した水酸化カルシウムは、バイオマス熱分解反応の副生成物である炭酸ガスを吸収して炭酸カルシウムに変化する。
Ｃａ（ＯＨ）_２＋ＣＯ_２＝ＣａＣＯ_３＋Ｈ_２Ｏ ΔＨ_９７３＝−６９ＫＪ／ｍｏｌ
The produced calcium hydroxide absorbs carbon dioxide, which is a byproduct of the biomass pyrolysis reaction, and changes to calcium carbonate.
Ca (OH) ₂ + CO ₂ = CaCO ₃ + H ₂ O ΔH ₉₇₃ = −69 KJ / mol

生成した炭酸カルシウムは炭化物（チャー）と共に回収され、炭化物を燃料（の一部）としてか焼され、酸化カルシウムとして回収される。回収された酸化カルシウムは、再使用によって上記した熱エネルギーを反応系に供給するので、か焼工程によるエネルギー回収率は５０〜８０％である。
ＣａＣＯ_３＝ＣａＯ＋ＣＯ２ ΔＨ＝＋１７８ＫＪ／ｍｏｌ
The produced calcium carbonate is recovered together with the carbide (char), calcined using the carbide as a fuel (part), and recovered as calcium oxide. Since the recovered calcium oxide supplies the above-mentioned thermal energy to the reaction system by reuse, the energy recovery rate by the calcination step is 50 to 80%.
CaCO ₃ = CaO + CO 2 ΔH = + 178 KJ / mol

（バイオマス熱分解オイルのガス化）
本発明で製造したバイオマス熱分解オイルは、次工程において過熱水蒸気と反応して一酸化炭素と水素ガスとを含む水性ガスを合成する反応に供される。この反応は、バイオマス熱分解オイルを過熱水蒸気で分解する気体反応である。また、固体の炭化物（チャー）も一酸化炭素と水素ガスに変換される。
前述したように、バイオマス熱分解オイルの主成分は重質芳香族炭化水素なので、そのガス化反応の主反応は、次式のように表わすことができる。
Ｃ_ｘＨ_ｙ＋ｘＨ_２Ｏ＝＞ｘＣＯ＋（ｘ＋ｙ／２）Ｈ_２（ｙ＝０〜２）
(Gasification of biomass pyrolysis oil)
The biomass pyrolysis oil produced in the present invention is subjected to a reaction for reacting with superheated steam in the next step to synthesize water gas containing carbon monoxide and hydrogen gas. This reaction is a gas reaction that decomposes biomass pyrolysis oil with superheated steam. Solid carbide (char) is also converted into carbon monoxide and hydrogen gas.
As described above, since the main component of the biomass pyrolysis oil is a heavy aromatic hydrocarbon, the main reaction of the gasification reaction can be expressed by the following equation.
_{_{_{C x H y + xH 2 O}}} => xCO + (x + y / 2) H 2 (y = 0~2)

上式の（Ｃ_ｘＨ_ｙ）の重量を１とした場合、（Ｃ_ｘＨ_ｙ）を一酸化炭素と水素ガスに分解するのに必要な水蒸気の重量は（Ｃ_ｘＨ_ｙ）の重量の１．３〜１．５倍になる。従って、濃度の高いバイオマス熱分解オイルを製造すれば、溶媒の水は、バイオマス熱分解オイルの分解反応によって消費される。即ち、溶媒の水、脱水反応で生成した水、及び原料のバイオマスに含まれていた水分は、バイオマス熱分解オイルの中に取り込まれるので、原料のバイオマスに含まれていた水を生成物の水性ガスの原料として利用することができるので、原料を乾燥するエネルギーを節減できる。 When the weight of (C _x H _y ) in the above formula is 1, the weight of water vapor necessary to decompose (C _x H _y ) into carbon monoxide and hydrogen gas is the weight of (C _x H _y ) 1.3 to 1.5 times. Therefore, if high-concentration biomass pyrolysis oil is produced, the solvent water is consumed by the decomposition reaction of the biomass pyrolysis oil. That is, since the water contained in the biomass of the raw material biomass is taken into the biomass pyrolysis oil, the water contained in the raw material biomass is converted into the aqueous solution of the product. Since it can be used as a raw material for gas, energy for drying the raw material can be saved.

以下に添付した図面を参照して本発明のバイオマス熱分解オイル製造装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、装置の説明及び図面において、各装置に共通する構成要素に同じ符号を附し、説明の重複を省略することがある。 Embodiments of a biomass pyrolysis oil production apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the device and the drawings, the same reference numerals are given to the components common to the respective devices, and repeated description may be omitted.

図１は、本発明のバイオマス熱分解オイル製造装置の基本構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係るバイオマス熱分解オイル製造装置１００は、バイオマス１０を熱分解してバイオオイル６０を製造する装置であって、原料供給部１１０と、熱分解部１２０と、カルシウム分離部１４０と、オイル排出部１５０と、を有する。ここで、カルシウム分離部１４０は、オイル排出部１５０の後段に設置することもできる。 FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a biomass pyrolysis oil production apparatus of the present invention. As shown in FIG. 1, the biomass pyrolysis oil production apparatus 100 according to the present embodiment is an apparatus that produces biooil 60 by pyrolyzing biomass 10, and includes a raw material supply unit 110, a pyrolysis unit 120, and And a calcium separation part 140 and an oil discharge part 150. Here, the calcium separation unit 140 may be installed at a subsequent stage of the oil discharge unit 150.

（第１実施形態）
図２は、本発明のバイオマス熱分解オイル製造装置の第１の実施形態の概略図である。図２に示すように、原料供給部１１０は、バイオマス１０と、炭素材料からなる機能性マイクロ波吸収材（炭素材料）２０と、水１５と、酸化カルシウム２５と、を混練してバイオマス原料１２とする混練手段１１１と、前記バイオマス原料を圧送する圧送手段１２１と、を有し、バイオマス原料１２を熱分解部１２０に供給する。 (First embodiment)
FIG. 2 is a schematic view of the first embodiment of the biomass pyrolysis oil production apparatus of the present invention. As shown in FIG. 2, the raw material supply unit 110 kneads the biomass 10, a functional microwave absorbent material (carbon material) 20 made of a carbon material, water 15, and calcium oxide 25, thereby mixing the biomass raw material 12. Kneading means 111 and a pressure feeding means 121 for feeding the biomass raw material, and the biomass raw material 12 is supplied to the thermal decomposition unit 120.

バイオマス原料のうち、水１５と酸化カルシウム２５とは発熱反応して水酸化カルシウム２６を生成する。この反応によって、バイオマス原料中の過剰な水分を除去し、バイオマス原料１２を加熱し加水分解して低分子化すると共に、バイオマス原料１２に圧送可能な物性を付与する。このため、酸化カルシウム２５と、水１５及び／又はバイオマス１０中の水分は、混合後直ちに混練し、熱分解部１２０へ圧送することが好ましい。従って、混練手段１１１は、定量フィーダー１１２（図４を参照）を備えることが好ましい。炭素材料２０は、バイオマス１０、酸化カルシウム２５、及び水１５の何れかと前以て混合して供給することができる。 Of the biomass material, water 15 and calcium oxide 25 react exothermically to produce calcium hydroxide 26. By this reaction, excess moisture in the biomass material is removed, the biomass material 12 is heated and hydrolyzed to lower the molecular weight, and physical properties that can be pumped to the biomass material 12 are imparted. For this reason, it is preferable that the calcium oxide 25, the water 15 and / or the water in the biomass 10 are kneaded immediately after mixing and pumped to the thermal decomposition unit 120. Therefore, the kneading means 111 preferably includes a quantitative feeder 112 (see FIG. 4). The carbon material 20 can be mixed and supplied in advance with any of the biomass 10, the calcium oxide 25, and the water 15.

圧送手段１２１は、バイオマス原料１２を２．５〜３．０ＭＰａに加圧し移送できる装置であれば何れの装置でも適用可能である。好ましい実例として、例えば、２軸撹拌混練器、スクリューフィーダー、歯車ポンプ、トコロイドポンプ、及びピストンポンプを例示することができる。また、圧送手段１２１の前段に圧力調整室１１４（図４を参照）を設けて、加圧下に搬送しても良い。 As long as the pressure feeding means 121 is a device capable of pressurizing and transferring the biomass raw material 12 to 2.5 to 3.0 MPa, any device can be applied. As a preferable example, a biaxial stirring kneader, a screw feeder, a gear pump, a tocoloid pump, and a piston pump can be exemplified. Further, a pressure adjusting chamber 114 (see FIG. 4) may be provided in the front stage of the pressure feeding means 121 and conveyed under pressure.

（熱分解部）
熱分解部１２０は、バイオマス原料１２にマイクロ波を照射してバイオマス１０を加熱分解するという、本発明の目的に合致する装置であれば、形式は特に制限されない。
図３は、本発明の第１実施形態の熱分解部を示す図である。
図３に示すように、第１実施形態の熱分解部１２０は、一端で圧送手段１２１と連通し、他端で圧力制御弁１３２と連通するマイクロ波反応管１３０と、マイクロ波反応管１３０を加熱するマイクロ波加熱手段１２２と、を有する。 (Pyrolysis part)
The form of the pyrolysis unit 120 is not particularly limited as long as it is an apparatus that meets the object of the present invention, in which the biomass material 12 is irradiated with microwaves to thermally decompose the biomass 10.
FIG. 3 is a diagram illustrating a thermal decomposition unit according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 3, the pyrolysis unit 120 of the first embodiment includes a microwave reaction tube 130 that communicates with the pressure feeding means 121 at one end and a pressure control valve 132 at the other end, and a microwave reaction tube 130. And microwave heating means 122 for heating.

マイクロ波反応管１３０の材質は、マイクロ波を吸収しない材質を有し本発明の実施形態で用いることができるものであれば何れでも良い。好ましい例として、セラミックス、石英、サファイヤ、アルミナ、窒化ケイ素等を挙げることができる。本実施形態ではセラミックス管を使用した。 The microwave reaction tube 130 may be made of any material that does not absorb microwaves and can be used in the embodiment of the present invention. Preferred examples include ceramics, quartz, sapphire, alumina, silicon nitride and the like. In this embodiment, a ceramic tube is used.

マイクロ波加熱手段は、マイクロ波をマイクロ波反応管１３０に照射し、マイクロ波反応管１３０内部のバイオマス原料１２を加熱することができるものであれば、形式は制限されない。反応効率を上げるためには、マイクロ波発振器１２３と、マイクロ波共振器１２９と、を備えることが好ましい。 The form of the microwave heating means is not limited as long as it can irradiate the microwave reaction tube 130 with microwaves and heat the biomass raw material 12 inside the microwave reaction tube 130. In order to increase the reaction efficiency, it is preferable to include a microwave oscillator 123 and a microwave resonator 129.

本実施例では、マイクロ波発振器１２３と、
内面が金属製の円筒形空間１２６を有し、円筒形空間１２６の内部に、磁界の向きが円筒形空間１２６の中心軸１２８に平行で磁界の大きさが円筒形空間１２６の中心軸方向及び円周方向に一定な軸対称のマイクロ波電磁界を発生させるマイクロ波共振器１２９と、
マイクロ波共振器１２９と中心軸を共有するように設置されたマイクロ波反応管１３０と、
を有するマイクロ波加熱手段１２２を用いた。 In this embodiment, a microwave oscillator 123,
The inner surface has a cylindrical space 126 made of metal, and the direction of the magnetic field is parallel to the central axis 128 of the cylindrical space 126 and the magnitude of the magnetic field is in the direction of the central axis of the cylindrical space 126. A microwave resonator 129 for generating a constant axially symmetric microwave electromagnetic field in the circumferential direction;
A microwave reaction tube 130 installed to share a central axis with the microwave resonator 129;
The microwave heating means 122 having the following was used.

（カルシウム分離部）
カルシウム分離部１４０は、熱分解部で生成された熱分解反応液５９から、炭酸カルシウム２７と炭化物（チャー）２１を含む固体成分２２を除去する。カルシウム分離部１４０は、熱分解反応液５９と固体成分２２とを分離することができる装置であれば何れでも良く、公知の分離装置から本発明の目的に合致するものを選択することができる。 (Calcium separation part)
The calcium separation unit 140 removes the solid component 22 including the calcium carbonate 27 and the carbide (char) 21 from the thermal decomposition reaction liquid 59 generated in the thermal decomposition unit. The calcium separation unit 140 may be any device that can separate the pyrolysis reaction liquid 59 and the solid component 22, and a device that meets the object of the present invention can be selected from known separation devices.

（オイル排出部）
図４は、本発明のオイル排出部１５０の概略図である。
オイル排出部１５０は、圧力制御弁１３２に連結し、高温高圧の熱分解反応液５９が放出される熱分解オイル放出部１８５と、熱分解オイル放出部１８５の底部に設けられたろ過器１８９と、熱分解オイル出口１８８と、水蒸気を凝縮させる凝縮器１８６と、非凝縮成分出口１８７と、を備えることが好ましい。 (Oil discharge part)
FIG. 4 is a schematic view of the oil discharge part 150 of the present invention.
The oil discharge unit 150 is connected to the pressure control valve 132, and includes a pyrolysis oil discharge unit 185 from which the high-temperature and high-pressure pyrolysis reaction liquid 59 is discharged, and a filter 189 provided at the bottom of the pyrolysis oil discharge unit 185. Preferably, a pyrolysis oil outlet 188, a condenser 186 for condensing water vapor, and a non-condensed component outlet 187 are provided.

圧力制御弁１３２から熱分解オイル放出部１８５に放出された熱分解反応液５９は、不揮発成分が熱分解オイル放出部１８５の下部へ移動し、気化していた水蒸気を含む凝縮成分６１が凝縮器１８６で凝縮されて熱分解オイル放出部１８５へ還流し、不揮発成分と混合され、析出した炭化物２１をろ過器１８９で除去してバイオマス熱分解オイル６０が税造ざれる。 In the pyrolysis reaction liquid 59 released from the pressure control valve 132 to the pyrolysis oil discharge section 185, the non-volatile component moves to the lower part of the pyrolysis oil discharge section 185, and the condensed component 61 containing vaporized water vapor is condensed in the condenser. The biomass pyrolyzed oil 60 is produced by taxing by condensing at 186 and returning to the pyrolysis oil discharge section 185, mixing with non-volatile components, and removing the precipitated carbide 21 with a filter 189.

（カルシウム回収部）
カルシウム分離部１４０で回収された固体成分は、熱分解反応液５９に含まれる炭化物（チャー）２１と炭酸カルシウム２７とを含む。
図１、２に示すように、本発明は、炭化物（チャー）２１を燃料又はその一部として炭酸カルシウム２７をか焼（ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ）して酸化カルシウム２５を回収し再利用することを特徴の一つとする。炭酸カルシウム２７をか焼して酸化カルシウム２５を回収する方法及びその装置は公知であるので詳細は省略する。 (Calcium recovery department)
The solid component recovered by the calcium separation unit 140 includes carbide (char) 21 and calcium carbonate 27 contained in the thermal decomposition reaction liquid 59.
As shown in FIGS. 1 and 2, the present invention is characterized in that calcium carbonate 25 is calcined using carbide (char) 21 as fuel or a part thereof, and calcium oxide 25 is recovered and reused. I will. Since the method and apparatus for recovering the calcium oxide 25 by calcining the calcium carbonate 27 are well known, the details are omitted.

以下に、本発明の第１実施形態のバイオマス熱分解オイル製造方法について説明する。
（原料供給部）
反応に用いるバイオマス１０の量は、原料として用いるバイオマスの多様性に対応して大きく異なるが、バイオマス原料１２の全成分の重量を１００重量％とした時、バイオマスの乾燥重量として２０〜７０重量％であることが好ましい。より好ましくは３０〜６０重量％である。
バイオマス１０の重量が７０重量％以上では、他の成分を混合するのが困難であり、バイオマス１の重量が２０重量％以下では効率が悪く採算が取れない。バイオマス中の有機物含量が少ない時は、より多くのバイオマスを用いる必要があり、廃棄物の処理を目的とする時はより低いバイオマス含量で運転することも可能である。 Below, the biomass pyrolysis oil manufacturing method of 1st Embodiment of this invention is demonstrated.
(Raw material supply department)
The amount of biomass 10 used in the reaction varies greatly depending on the diversity of biomass used as a raw material, but when the weight of all components of biomass raw material 12 is 100% by weight, the dry weight of biomass is 20 to 70% by weight. It is preferable that More preferably, it is 30 to 60% by weight.
When the weight of the biomass 10 is 70% by weight or more, it is difficult to mix other components, and when the weight of the biomass 1 is 20% by weight or less, the efficiency is poor and cannot be profitable. When the organic matter content in the biomass is small, it is necessary to use a larger amount of biomass, and when aiming at waste treatment, it is possible to operate with a lower biomass content.

炭素材料は、マイクロ波を吸収して発熱する炭化物であれば何れでも使用できる。例えば、バイオマスを加熱、乾留、炭化、若しくは不完全燃焼して得られる炭素材料が好ましい。バイオマス由来の炭素材料としては、具体的には、木炭、竹炭、草本及び海藻の炭化物をあげることができる。また、石炭と、亜炭と、チャーと、コークスと、から成る群の炭化物も使用できる。
炭素材料２０の量は、バイオマス原料１２の全成分の重量を１００重量％とした時、５〜３０重量％の範囲であることが好ましく、５〜２５重量％の範囲であることがより好ましい。炭素材料２０が５重量％以下では、マイクロ波を吸収して発熱する作用が十分に得られず、３０重量％以上では、それ以上の発熱効果が得られない。 Any carbon material can be used as long as it is a carbide that absorbs microwaves and generates heat. For example, a carbon material obtained by heating, carbonizing, carbonizing, or incompletely burning biomass is preferable. Specific examples of the carbon material derived from biomass include charcoal, bamboo charcoal, herbaceous, and seaweed carbides. Also, a group of carbides consisting of coal, lignite, char and coke can be used.
The amount of the carbon material 20 is preferably in the range of 5 to 30% by weight and more preferably in the range of 5 to 25% by weight when the weight of all components of the biomass raw material 12 is 100% by weight. If the carbon material 20 is 5% by weight or less, the effect of generating heat by absorbing microwaves cannot be sufficiently obtained, and if it is 30% by weight or more, no further heat generation effect can be obtained.

バイオマス原料１２に含まれる水１５の量は、原料として用いるバイオマス１０の性状とバイオマス１０の含水量によって決定される。例えば海藻のように水分含量が多いバイオマスを用いる場合は、水分含量の少ないバイオマス又は燃料を加えて水分含量を調整することができる。 The amount of water 15 contained in the biomass material 12 is determined by the properties of the biomass 10 used as the material and the water content of the biomass 10. For example, when using biomass with a high water content such as seaweed, the water content can be adjusted by adding biomass or fuel with a low water content.

本実施形態においては、バイオマス原料１２の全成分の重量を１００重量％とした時に、水、及びバイオマス１０に含まれる水分の和が１５〜６０重量％の範囲であることが好ましい。より好ましくは、２０〜５０重量％の範囲である。
水分量が６０重量％以上では、バイオマスの含有量が低すぎ、水を蒸発させる蒸発熱が大きくなるので経済的に不利である。但し、バイオマス１０が廃棄物であって、廃棄処理を主目的とする場合は、水分量が６０重量％以上で操作することも可能である。 In the present embodiment, when the weight of all components of the biomass raw material 12 is 100% by weight, the sum of water and water contained in the biomass 10 is preferably in the range of 15 to 60% by weight. More preferably, it is the range of 20-50 weight%.
If the water content is 60% by weight or more, the biomass content is too low, and the heat of evaporation for evaporating the water increases, which is economically disadvantageous. However, when the biomass 10 is waste and the main purpose is disposal, it is possible to operate with a moisture content of 60% by weight or more.

本発明で用いる酸化カルシウム２５の使用量は、バイオマス１０の含水率、性質、及び本反応を行う目的によって異なるが、バイオマス原料１２の重量を１００重量％とした時に、５〜３０重量％の範囲であることが経済的に好ましい。しかし、酸化カルシウムの使用量は特に制限されない。
バイオマ１０の含水率が低く、含水率の調整をする必要がない場合は、酸化カルシウム（生石灰）の代わりに水酸化カルシウム（消石灰）を用いることができる。
（熱分解部） The amount of calcium oxide 25 used in the present invention varies depending on the moisture content and properties of the biomass 10 and the purpose of carrying out this reaction, but in the range of 5 to 30 % by weight when the weight of the biomass raw material 12 is 100% by weight. It is economically preferable. However, the amount of calcium oxide used is not particularly limited.
When the water content of the bioma 10 is low and it is not necessary to adjust the water content, calcium hydroxide (slaked lime) can be used instead of calcium oxide (quick lime).
(Pyrolysis part)

バイオマス原料１２は、圧送手段１２１によって熱分解部１２０に圧送され、マイクロ波加熱手段１２２によって加熱される。
マイクロ波反応管１３０にマイクロ波加熱手段１２２からマイクロ波を照射すると、バイオマス原料１２に含まれる炭素材料がマイクロ波を吸収し発熱し、バイオマス原料１２を加熱することができる。バイオマス原料１２の加熱温度は、１２０℃〜３４７℃の温度範囲が好ましく、より好ましくは、１８０℃〜２５０℃の範囲であり、更に好ましくは２００℃〜２２０℃の温度範囲を例示することができる。 The biomass raw material 12 is pumped to the thermal decomposition unit 120 by the pumping unit 121 and heated by the microwave heating unit 122.
When the microwave reaction tube 130 is irradiated with microwaves from the microwave heating means 122, the carbon material contained in the biomass raw material 12 absorbs the microwave and generates heat, thereby heating the biomass raw material 12. The heating temperature of the biomass raw material 12 is preferably in the temperature range of 120 ° C to 347 ° C, more preferably in the range of 180 ° C to 250 ° C, and still more preferably in the temperature range of 200 ° C to 220 ° C. .

バイオマス１０は水を含むので、マイクロ波反応管１３０内は加圧状態となる。圧力は２〜２２ＭＰａの範囲であることが好ましく、より好ましくは、２００℃〜２２０℃の温度範囲で反応を行うときは２．５〜３．０ＭＰａの圧力範囲に加圧される。本反応は充分な耐圧装置を用いて行うことが好ましい。
マイクロ波発振器１２３は被照射物を急速に加熱できるので、反応時間は１０秒〜６００秒の範囲であることができる。 Since the biomass 10 contains water, the inside of the microwave reaction tube 130 is in a pressurized state. The pressure is preferably in the range of 2 to 22 MPa, more preferably, when the reaction is performed in the temperature range of 200 ° C. to 220 ° C., the pressure is increased to a pressure range of 2.5 to 3.0 MPa. This reaction is preferably performed using a sufficient pressure device.
Since the microwave oscillator 123 can rapidly heat the irradiated object, the reaction time can be in the range of 10 seconds to 600 seconds.

（カルシウム分離部）
熱分解反応液５９に含まれる炭酸カルシウム２７は、カルシウム分離部１４０で分離されることが好ましい。
カルシウム分離部１４０は、熱分解部１２０とオイル排出部１５０の間に設けるか、又はオイル排出部１５０の後段に設けられたろ過器１８９（図４参照）にカルシウム分離部としての機能を持たせることもできる。更に、バイオマス熱分解オイル製造装置１００と水性ガス製造部２００とを連結してバイオマスから水性ガスを連続製造する場合は、一酸化炭素５０と固体成分２２とを分離する固体・気体分離装置２２２（図６参照）がカルシウム分離部１４０の機能を有することができる。 (Calcium separation part)
It is preferable that the calcium carbonate 27 contained in the thermal decomposition reaction liquid 59 is separated by the calcium separation unit 140.
The calcium separation unit 140 is provided between the thermal decomposition unit 120 and the oil discharge unit 150, or a filter 189 (see FIG. 4) provided at the subsequent stage of the oil discharge unit 150 has a function as a calcium separation unit. You can also Furthermore, when the biomass pyrolysis oil production apparatus 100 and the water gas production unit 200 are connected to produce water gas continuously from biomass, the solid / gas separation apparatus 222 (separating the carbon monoxide 50 and the solid component 22) ( 6) can have the function of the calcium separator 140.

第１実施形態では、図３に示すように、熱分解部１２０とオイル排出部１５０の圧力制御弁の間にカルシウム分離部１４０を設けた。この構成によれば、オイル排出部１５０の後段に設けられたろ過器からはカルシウムを含まない炭化物（チャー）２１が得られるので、炭酸カルシウム２７と炭化物（チャー）２１を分けて回収することができ、炭化物２１を機能性マイクロ波吸収剤（炭素材料）２０として使用することができる。
カルシウム分離部１４０で分離された炭酸カルシウム２７は、カルシウム再生部１６０でか焼されて酸化カルシウム２５に変換されて再利用されることが好ましい。回収した酸化カルシウムは、次回の反応で反応熱を提供するので、カルシウム回収部におけるエネルギー回収率は５０〜８０％である。 In the first embodiment, as shown in FIG. 3, a calcium separation unit 140 is provided between the pressure control valve of the thermal decomposition unit 120 and the oil discharge unit 150. According to this configuration, since the carbide (char) 21 not containing calcium is obtained from the filter provided at the subsequent stage of the oil discharger 150, the calcium carbonate 27 and the carbide (char) 21 can be recovered separately. The carbide 21 can be used as the functional microwave absorbent (carbon material) 20.
The calcium carbonate 27 separated by the calcium separation unit 140 is preferably calcined by the calcium regeneration unit 160, converted into calcium oxide 25, and reused. Since the recovered calcium oxide provides reaction heat in the next reaction, the energy recovery rate in the calcium recovery unit is 50 to 80%.

（第２実施形態）
第２実施形態は、原料供給部として加圧ホッパーを備えることと、大型の熱分解部を備えることを特徴とする。
図５は、本発明の第２実施形態の熱分解部の原料供給部１１０と熱分解部１２０を示す図である。図５に示すように、本実施形態の原料供給部１１０は、２台の定量フィーダー１１２によって供給されたバイオマス原料１２を混練する混練手段１１１と圧力調整室１１４を備えたホッパー１１３と、圧送手段１２１と、を有する。
また、熱分解部１２０は、複数の単位熱分解手段１２５が直列に連結されて形成され、各単位熱分解手段１２５は、単位反応管１３１と単位マイクロ波発振器を備えることが好ましい。 (Second Embodiment)
The second embodiment is characterized in that a pressure hopper is provided as a raw material supply unit and a large thermal decomposition unit is provided.
FIG. 5 is a diagram illustrating the raw material supply unit 110 and the thermal decomposition unit 120 of the thermal decomposition unit according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the raw material supply unit 110 of this embodiment includes a kneading means 111 for kneading the biomass raw material 12 supplied by the two quantitative feeders 112, a hopper 113 having a pressure adjusting chamber 114, and a pressure feeding means. 121.
The pyrolysis unit 120 is formed by connecting a plurality of unit pyrolysis means 125 in series, and each unit pyrolysis means 125 preferably includes a unit reaction tube 131 and a unit microwave oscillator.

第２実施形態においては、１００ＫＷの９１５ＭＨｚの単位マイクロ波発振器１２４を備える単位熱分解手段１２５を４台直列に連結して基本ユニットとした熱分解部１２０を用いた。マイクロ波発振器からのマイクロ波の浸透距離を考慮し、単位反応管１３１の直径は２０ｃｍとし、長さは５００ｃｍとした。
バイオマス原料１２の滞留時間を６分間とすると、熱分解部１２０の１基本ユニット当たりの処理能力は毎時２トンとなる。この基本ユニットを複数個並列設置することによって、更なる大量生産が可能になる。 In the second embodiment, the thermal decomposition unit 120 is used as a basic unit by connecting four unit thermal decomposition means 125 including a 100 KW 915 MHz unit microwave oscillator 124 in series. Considering the penetration distance of the microwave from the microwave oscillator, the diameter of the unit reaction tube 131 was 20 cm and the length was 500 cm.
When the residence time of the biomass raw material 12 is 6 minutes, the processing capacity per basic unit of the thermal decomposition unit 120 is 2 tons per hour. By installing a plurality of these basic units in parallel, further mass production becomes possible.

（第３実施形態）
第２実施形態は、熱分解部１２０が、マイクロ波加熱手段と高周波電磁誘導加熱手段とで構成される。
図６は、本発明の第３実施形態の熱分解部の構成を示す図である。図６に示すように、本実施形態の熱分解部１２０は、原料供給部１１０に連通するマイクロ波加熱手段１２２と、一端がマイクロ波加熱手段１２２に連結し、他端がカルシウム分離部１４０と連通する高周波電磁誘導加熱手段１３４と、を有する。
原料のバイオマス１０の性質によって、熱分解反応液５９を１８０〜２５０℃で更に加熱分解する必要がある時は、マイクロ波加熱手段１２２を大型にするよりも、高周波電磁誘導加熱手段１３４をマイクロ波加熱手段１２２の後段に設ける方が、装置が安価であり、操作が安定するので有利である (Third embodiment)
In the second embodiment, the thermal decomposition unit 120 includes a microwave heating unit and a high-frequency electromagnetic induction heating unit.
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the thermal decomposition section of the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the pyrolysis unit 120 of the present embodiment includes a microwave heating unit 122 communicating with the raw material supply unit 110, one end connected to the microwave heating unit 122, and the other end connected to the calcium separation unit 140. High-frequency electromagnetic induction heating means 134 in communication.
When the pyrolysis reaction liquid 59 needs to be further thermally decomposed at 180 to 250 ° C. depending on the properties of the biomass 10 as a raw material, the microwave induction heating means 134 is made to be microwaves rather than making the microwave heating means 122 large. It is advantageous to provide it at the subsequent stage of the heating means 122 because the apparatus is inexpensive and the operation is stable.

（第４実施形態・応用例）
バイオマス１０を熱分解してバイオマス熱分解オイル６０に変換し、バイオマス熱分解オイル６０を加熱分解して一酸化炭素５０と水素ガス４０からなる水性ガス５２を一貫製造する場合は、バイオマス熱分解オイル６０を分離せずに、熱分解反応液５９をそのまま水性ガス製造部２００でガス化する方が有利である。 (Fourth embodiment / application example)
When the biomass 10 is pyrolyzed and converted into the biomass pyrolysis oil 60 and the biomass pyrolysis oil 60 is thermally decomposed to produce the water gas 52 composed of the carbon monoxide 50 and the hydrogen gas 40 in an integrated manner, the biomass pyrolysis oil It is advantageous to gasify the pyrolysis reaction liquid 59 as it is in the water gas production unit 200 without separating 60.

図７は、本発明の応用例のバイオマスガス化装置を示す構成図である。原料供給部１１０と熱分解部１２０とは、図１に示す第１実施形態と同様なので説明を省略する。
図７に示すように、水性ガス製造部２００のガス化装置２１０は、熱分解部１２０に連結して設けられた圧力制御弁１３２に連結される。ガス化装置２１０は、熱分解反応液５９を気化させる膨脹部１４１と、触媒１４２と、高周波電磁誘導加熱手段１３４と、水素分離膜２２６と、高周波電磁誘導で発熱する発熱体（図示しない）を有する。 FIG. 7 is a configuration diagram illustrating a biomass gasification apparatus according to an application example of the present invention. The raw material supply unit 110 and the thermal decomposition unit 120 are the same as those in the first embodiment shown in FIG.
As shown in FIG. 7, the gasifier 210 of the water gas production unit 200 is connected to a pressure control valve 132 provided in connection with the thermal decomposition unit 120. The gasifier 210 includes an expansion part 141 that vaporizes the thermal decomposition reaction liquid 59, a catalyst 142, a high-frequency electromagnetic induction heating means 134, a hydrogen separation membrane 226, and a heating element (not shown) that generates heat by high-frequency electromagnetic induction. Have.

生成した水性ガス５２は、水素分離膜２２６によって水素ガス４０と一酸化炭素５０に分離され、水素ガス４０はそのまま分離精製装置２２０に送られ、一酸化炭素５０は固体気体分離装置２２２で炭化物２１及び炭酸カルシウム２７と分離されて分離精製装置２２０に送られ、生成された後混合されて水性ガス５２が再構成される。 The generated water gas 52 is separated into the hydrogen gas 40 and the carbon monoxide 50 by the hydrogen separation membrane 226, and the hydrogen gas 40 is sent as it is to the separation and purification device 220, and the carbon monoxide 50 is converted into the carbide 21 by the solid gas separation device 222. And separated from the calcium carbonate 27 and sent to the separation and purification device 220, and after being produced, mixed to reconstitute the water gas 52.

図２〜４に示した装置を用い、３０００ｋｇの林地残材のチップ（含水率５２．１重量％）と、４６０ｋｇの炭素材料２０と、を均一に混合し、第１定量フィーダーで４８ｋｇ／Ｈｒの速度で供給し、６００ｋｇの酸化カルシウムを第２定量フィーダーで０．９６ｋｇ／Ｈｒの速度で供給してバイオマス原料とし、混練装置１１１で混練したところ、酸化カルシウムと水との反応及び反応熱による水分の蒸発で、林地残材のチップの含水量が３３．８％になり、ペースト状になって圧送可能となった。
ペースト状のバイオマス原料１２を圧送手段１２１で、３．０ＭＰａに加圧して内径５０ｍｍで長さ１０００ｍｍのセラミック管であるマイクロ波反応管１３０に供給し、マイクロ波加熱手段１２２を用いてマイクロ波を間欠照射した。
炭素材料２０がマイクロ波を吸収して発熱し、バイオマス原料１２は２００〜２２０℃に加熱され、バイオマスが重質タール成分に分解され、熱分解反応液５９が生成した。
マイクロ波加熱手段１２２は、連続式マイクロ波処理装置（日本化学機械製造株式会社製、マイクロ波出力５．０ＫＷ）を用いた。
マイクロ波反応管１３０に連結して設けられたカルシウム分離部１４０で、圧力制御弁１３２から、高温高圧の熱分解反応液５９を、熱分解オイル放出部１８５へ排出し、凝縮器１８６で揮発成分を回収し、オイル排出部１５０の底部に設けたろ過器１８９で炭酸カルシウム２７と炭化物２１とを除去して、２０２２ｋｇのバイオマス熱分解オイル６０を得た。反応は７２時間であった。
製造したバイオマス熱分解オイル６０の元素分析を行い、元素分析値から燃焼熱量を計算したところ、８．８ＭＪ／ｋｇであった。
原料の林地残材のチップの熱量は８．７ＭＪ／ｋｇであったので、バイオマス熱分解オイル６０のバイオマス原料１２に対するエネルギー回収率は６８．２％であった。 Using the apparatus shown in FIGS. 2 to 4, 3000 kg of forest residue wood chips (water content 52.1 wt%) and 460 kg of carbon material 20 are uniformly mixed, and 48 kg / Hr with a first quantitative feeder When 600 kg of calcium oxide is supplied at a rate of 0.96 kg / Hr with a second quantitative feeder to obtain a biomass raw material and kneaded with the kneading device 111, it depends on the reaction between calcium oxide and water and the reaction heat. As a result of evaporation of water, the water content of the remaining wood chips became 33.8%, which became a paste and was able to be pumped.
The paste-like biomass raw material 12 is pressurized to 3.0 MPa by the pressure feeding means 121 and supplied to the microwave reaction tube 130 which is a ceramic tube having an inner diameter of 50 mm and a length of 1000 mm, and the microwave is heated using the microwave heating means 122. Intermittent irradiation.
The carbon material 20 absorbed microwaves and generated heat, the biomass raw material 12 was heated to 200 to 220 ° C., the biomass was decomposed into heavy tar components, and a pyrolysis reaction liquid 59 was generated.
As the microwave heating means 122, a continuous microwave processing apparatus (manufactured by Nippon Chemical Machinery Co., Ltd., microwave output 5.0 kW) was used.
The calcium separation unit 140 connected to the microwave reaction tube 130 discharges the high-temperature and high-pressure pyrolysis reaction liquid 59 from the pressure control valve 132 to the pyrolysis oil discharge unit 185, and the condenser 186 causes volatile components. And the calcium carbonate 27 and the carbide 21 were removed by a filter 189 provided at the bottom of the oil discharge unit 150 to obtain 2022 kg of biomass pyrolysis oil 60. The reaction was 72 hours.
It was 8.8 MJ / kg when the elemental analysis of the manufactured biomass pyrolysis oil 60 was performed and the calorie | heat amount of combustion was calculated from the elemental analysis value.
Since the amount of heat of the raw material forest land chips was 8.7 MJ / kg, the energy recovery rate of the biomass pyrolysis oil 60 with respect to the biomass material 12 was 68.2%.

（比較例）
３０００ｋｇの林地残材のチップ（含水率５２．１重量％）と、４６０ｋｇの炭素材料２０と、を均一に混合したところ、搬送不可能であったので、更に水２０００ｋｇを加えてバイオマス原料を粉末化しスラリー状にしてバイオマス原料を圧送手段１２１で、３．０ＭＰａに加圧して内径２０ｍｍで長さ１０００ｍｍのセラミック管であるマイクロ波反応管１３０に供給し、マイクロ波加熱手段１２２を用いてマイクロ波を間欠照射した。
以下、実施例と同様に処理して、４３５２ｋｇのバイオマス熱分解オイル６０を得た。反応は１１４時間であった。
製造したバイオマス熱分解オイル６０の元素分析を行い、元素分析値から燃焼熱量を計算したところ、２．８ＭＪ／ｋｇであった。従って、バイオマス熱分解オイル６０のバイオマス原料１２に対するエネルギー回収率は４６．７％であった (Comparative example)
When 3000 kg of forest land residue chips (water content 52.1 wt%) and 460 kg of carbon material 20 were uniformly mixed, they could not be transported, so 2000 kg of water was further added to powder the biomass raw material. In the form of slurry, the biomass raw material is pressurized to 3.0 MPa by the pressure feeding means 121 and supplied to the microwave reaction tube 130 which is a ceramic tube having an inner diameter of 20 mm and a length of 1000 mm, and the microwave heating means 122 is used to microwave. Was intermittently irradiated.
Thereafter, processing was performed in the same manner as in Example, and 4352 kg of biomass pyrolysis oil 60 was obtained. The reaction was 114 hours.
It was 2.8 MJ / kg when the elemental analysis of the manufactured biomass pyrolysis oil 60 was performed and the calorie | heat amount of combustion was calculated from the elemental analysis value. Therefore, the energy recovery rate of the biomass pyrolysis oil 60 with respect to the biomass raw material 12 was 46.7%.

１０バイオマス
１２バイオマス原料
１５水
２０炭素材料
２１炭化物（チャー）
２２固体成分
２５酸化カルシウム
２６水酸化カルシウム
２７炭酸カルシウム
４０水素ガス
４４炭酸ガス
５０一酸化炭素
５２水性ガス
５９熱分解反応液
６０バイオマス熱分解オイル
６１凝縮成分
１００バイオマス熱分解オイル製造装置
１１０原料供給部
１１１混練手段
１１２定量フィーダー
１１３ホッパー
１１４圧力調整室
１２０熱分解部
１２１圧送手段
１２２マイクロ波加熱手段
１２３マイクロ波発振器
１２４単位マイクロ波発振器
１２５単位熱分解手段
１２６円筒形空間
１２８中心軸
１２９マイクロ波共振器
１３０マイクロ波反応管
１３１単位反応管
１３２圧力制御弁
１３４高周波電磁誘導加熱手段
１４０カルシウム分離部
１４１膨脹部
１４２触媒
１５０オイル排出部
１５６発熱体
１５８高周波電磁誘導コイル
１６０カルシウム再生部
１６２固体・気体分離器
１８５熱分解オイル放出部
１８６凝縮器
１８７非凝縮成分出口
１８８熱分解オイル出口
１８９ろ過器
２００水性ガス製造部
２１０ガス化装置
２２０分離精製装置
２２２固体気体分離装置
２２６水素分離膜
10 Biomass 12 Biomass Raw Material 15 Water 20 Carbon Material 21 Carbide (Char)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 22 Solid component 25 Calcium oxide 26 Calcium hydroxide 27 Calcium carbonate 40 Hydrogen gas 44 Carbon dioxide gas 50 Carbon monoxide 52 Water gas 59 Pyrolysis reaction liquid 60 Biomass pyrolysis oil 61 Condensed component 100 Biomass pyrolysis oil production apparatus 110 Raw material supply part DESCRIPTION OF SYMBOLS 111 Kneading means 112 Fixed feeder 113 Hopper 114 Pressure regulation chamber 120 Thermal decomposition part 121 Pressure feeding means 122 Microwave heating means 123 Microwave oscillator 124 Unit microwave oscillator 125 Unit thermal decomposition means 126 Cylindrical space 128 Central axis 129 Microwave resonator 130 Microwave Reaction Tube 131 Unit Reaction Tube 132 Pressure Control Valve 134 High Frequency Electromagnetic Induction Heating Means 140 Calcium Separation Unit 141 Expansion Unit 142 Catalyst 150 Oil Discharge Unit 156 Heating Element 158 High-frequency electromagnetic induction coil 160 Calcium regeneration unit 162 Solid / gas separator 185 Pyrolysis oil discharge unit 186 Condenser 187 Non-condensed component outlet 188 Pyrolysis oil outlet 189 Filter 200 Water gas production unit 210 Gasifier 220 Separation and purification unit 222 Solid gas separator 226 Hydrogen separation membrane

Claims

バイオマスと、炭素材料と、水と、酸化カルシウムと、を混練し、水と酸化カルシウムとを反応させて水酸化カルシウムを生成させ、反応熱で前記バイオマスを加熱し、水分量を調節し、流動性を有するバイオマス原料を製造する混練工程と、前記バイオマス原料を、圧送する圧送工程と、を有する原料供給段階と、
前記原料供給段階から圧送されたバイオマス原料に、マイクロ波加熱手段を用いてマイクロ波を照射し、１８０乃至２５０℃に１０乃至１２００秒間加熱してバイオマスを熱分解すると共に、副成する炭酸ガスを前記水酸化カルシウムと反応させて炭酸カルシウムにする熱分解段階と、
生成したバイオマス熱分解オイルを排出するオイル排出段階と、
を有することを特徴とするバイオマス熱分解オイルの製造方法。 Biomass, carbon material, water and calcium oxide are kneaded, water and calcium oxide are reacted to form calcium hydroxide, the biomass is heated with reaction heat, the amount of moisture is adjusted, A raw material supply stage comprising: a kneading step for producing a biomass raw material having properties; and a pumping step for pumping the biomass raw material;
The biomass raw material pumped from the raw material supply stage is irradiated with microwaves using a microwave heating means, heated to 180 to 250 ° C. for 10 to 1200 seconds to thermally decompose the biomass, and by-produced carbon dioxide gas A pyrolysis step to react with the calcium hydroxide to form calcium carbonate;
An oil discharge stage for discharging the generated biomass pyrolysis oil;
A method for producing biomass pyrolysis oil, comprising:

前記熱分解段階は、更に、前記マイクロ波加熱手段の後段に高周波電磁誘導加熱手段を備え、前記マイクロ波加熱手段から排出された熱分解反応液を、１８０乃至２５０℃で１００乃至６００秒間加熱する高周波電磁誘導加熱工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のバイオマス熱分解オイルの製造方法。 The pyrolysis step further includes high-frequency electromagnetic induction heating means following the microwave heating means, and heats the pyrolysis reaction liquid discharged from the microwave heating means at 180 to 250 ° C. for 100 to 600 seconds. The method for producing biomass pyrolysis oil according to claim 1, comprising a high-frequency electromagnetic induction heating step.

前記熱分解段階と前記オイル排出段階との間、又は前記オイル排出段階の後段に、固体成分を除去するカルシウム分離段階を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載のバイオマス熱分解オイルの製造方法。 The biomass pyrolysis oil according to claim 1 or 2, further comprising a calcium separation step for removing solid components between the pyrolysis step and the oil discharge step or after the oil discharge step. Manufacturing method.

前記カルシウム分離段階で得られた固体成分をか焼し、前記固体成分に含まれる炭酸カルシウムを酸化カルシウムに変換し回収し再使用に供するカルシウム再生段階を更に有することを特徴とする請求項３に記載のバイオマス熱分解オイルの製造方法。 The solid component obtained in the calcium separation step is calcined, and further includes a calcium regeneration step in which the calcium carbonate contained in the solid component is converted to calcium oxide, recovered, and reused. The manufacturing method of biomass pyrolysis oil of description.

前記バイオマスが、木材、竹材、草本、稲わら、麦わら、もみ殻、サトウキビの茎、農産物、海藻を含むバイオマスと、生ごみ、焼酎かす、林地残材、糞尿、下水汚泥、家庭廃棄物、工業廃棄物、畜産廃棄物、農業廃棄物、林業廃棄物、及び水産業廃棄物を含む廃棄物と、から成る群の中から選ばれる１以上であることを特徴とする請求項１に記載のバイオマス熱分解オイルの製造方法。 The biomass includes wood, bamboo, herbaceous, rice straw, wheat straw, rice husk, sugar cane stalk, agricultural products, seaweed, biomass, shochu lees, forest residue, manure, sewage sludge, household waste, industrial The biomass according to claim 1, wherein the biomass is one or more selected from the group consisting of waste, livestock waste, agricultural waste, forestry waste, and waste including fishery waste. A method for producing pyrolysis oil.

前記炭素材料が、前記バイオマスの中の１以上を加熱、乾留、炭化、若しくは不完全燃焼して得られる炭素材料と、石炭と、亜炭と、チャーと、コークスと、から成る群の中から選ばれるの１以上であることを特徴とする請求項１に記載のバイオマス熱分解オイルの製造方法。 The carbon material is selected from the group consisting of a carbon material obtained by heating, dry distillation, carbonization, or incomplete combustion of one or more of the biomass, coal, lignite, char, and coke. The method for producing biomass pyrolysis oil according to claim 1, wherein the method is one or more.

バイオマスと、炭素材料と、水と、酸化カルシウムと、を混練し、水と酸化カルシウムとを反応させて水酸化カルシウムを生成させ、反応熱で前記バイオマスを加熱し、水分量を調節し、流動性を有するバイオマス原料を製造する混練手段と、前記バイオマス原料を、圧送する圧送手段と、を有する原料供給部と、
前記原料供給部から圧送されたバイオマス原料に、マイクロ波加熱手段を用いてマイクロ波を照射し、１８０乃至２５０℃に１０乃至１２００秒間加熱してバイオマスを熱分解すると共に、副成する炭酸ガスを前記水酸化カルシウムと反応させて炭酸カルシウムにする熱分解部と、
生成したバイオマス熱分解オイルを外部に排出するオイル排出部と、
を有することを特徴とするバイオマス熱分解オイルの製造装置。 Biomass, carbon material, water and calcium oxide are kneaded, water and calcium oxide are reacted to form calcium hydroxide, the biomass is heated with reaction heat, the amount of moisture is adjusted, A raw material supply unit having kneading means for producing a biomass raw material having a property, and a pumping means for pumping the biomass raw material,
The biomass raw material pumped from the raw material supply unit is irradiated with microwaves using a microwave heating means, heated to 180 to 250 ° C. for 10 to 1200 seconds to thermally decompose the biomass, and by-produced carbon dioxide gas A pyrolysis portion that reacts with the calcium hydroxide to form calcium carbonate;
An oil discharge part for discharging the generated biomass pyrolysis oil to the outside;
An apparatus for producing biomass pyrolysis oil, comprising:

前記バイオマス熱分解部は、更に、前記マイクロ波加熱手段の後段に、高周波電磁誘導加熱手段を備え、前記マイクロ波加熱手段から排出された熱分解反応液を、１８０乃至２５０℃で１００乃至６００秒間加熱する高周波電磁誘導加熱手段を有することを特徴とする請求項７に記載のバイオマス熱分解オイルの製造装置。 The biomass pyrolysis section further includes a high-frequency electromagnetic induction heating means downstream of the microwave heating means, and the pyrolysis reaction liquid discharged from the microwave heating means is heated at 180 to 250 ° C. for 100 to 600 seconds. The apparatus for producing biomass pyrolysis oil according to claim 7, further comprising high-frequency electromagnetic induction heating means for heating.

前記熱分解部と前記オイル排出部との間、又は前記オイル排出部の後段に、固体成分を除去するカルシウム分離部を更に有することを特徴とする請求項７又は８に記載のバイオマス熱分解オイルの製造装置。 The biomass pyrolysis oil according to claim 7 or 8, further comprising a calcium separation unit that removes a solid component between the pyrolysis unit and the oil discharge unit or after the oil discharge unit. Manufacturing equipment.

前記カルシウム分離部で得られた固体成分をか焼して、前記固体成分に含まれる炭酸カルシウムを酸化カルシウムに変換して回収し再使用に供するカルシウム再生部を更に有することを特徴とする請求項９に記載のバイオマス熱分解オイルの製造装置。 The solid component obtained in the calcium separation unit is calcined to further convert the calcium carbonate contained in the solid component into calcium oxide, which is recovered and reused for reuse. 9. The apparatus for producing biomass pyrolysis oil according to 9.

前記マイクロ波加熱手段は、
マイクロ波発振器と、少なくとも内面が金属製の円筒形空間を有する容器を備え、前記円筒形空間内に、向きが前記円筒形空間の中心軸に平行で、大きさが前記円筒形空間の円筒の中心軸方向及び前記円筒形空間の円周方向に一定な軸対称マイクロ波電磁界を有するマイクロ波共振器と、を備えるマイクロ波加熱手段と、
マイクロ波を吸収しない材質で形成され、前記圧送手段と連通するマイクロ波反応管と、を有し、
前記マイクロ波反応管が、前記円筒形空間の中心軸と中心軸を共有して前記マイクロ波共振器の内部を貫通し、一端で前記圧送手段に連通し、他端で前記カルシウム分離部又は前記オイル排出部に連通することを特徴とする請求項７に記載のバイオマス熱分解オイルの製造装置。
The microwave heating means includes
A microwave oscillator and a container having a cylindrical space made of metal at least on the inner surface, the orientation of the cylindrical space being parallel to the central axis of the cylindrical space and the size of the cylinder of the cylindrical space being Microwave heating means comprising: a microwave resonator having an axially symmetric microwave electromagnetic field in a central axis direction and a circumferential direction of the cylindrical space; and
A microwave reaction tube formed of a material that does not absorb microwaves and communicated with the pumping means,
The microwave reaction tube shares a central axis with the central axis of the cylindrical space, penetrates the inside of the microwave resonator, communicates with the pumping means at one end, and the calcium separation unit or the other end at the other end The apparatus for producing biomass pyrolysis oil according to claim 7, wherein the apparatus is in communication with an oil discharge section.