JP6648697B2 - バイオマス固体燃料 - Google Patents
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Description
燃料比(固定炭素/揮発分)が0.2〜0.8、無水ベース高位発熱量が4800〜7000(kcal/kg)、酸素Oと炭素Cのモル比O/Cが0.1〜0.7、水素Hと炭素Cのモル比H/Cが0.8〜1.3であり、バイオマス粉を成型したバイオマス固体燃料であることを特徴とする。
(米松、米栂、杉、および桧:固体燃料A)
本発明の一態様として、原料が米松、米栂、杉、および桧から選ばれる少なくとも1種を含む場合のバイオマス固体燃料(以下、固体燃料Aと記載することがある)の性状は以下のとおりである。
本発明の一態様として、原料が欧州アカマツである場合のバイオマス固体燃料(以下、固体燃料Bと記載することがある)の性状は以下のとおりである。
本発明の一態様として、原料がアーモンド古木である場合のバイオマス固体燃料(以下、固体燃料Cと記載することがある)の性状は以下のとおりである。
本発明の一態様として、原料がアーモンド殻とアーモンド古木の混合物である場合のバイオマス固体燃料(以下、固体燃料Dと記載することがある)の性状は以下のとおりである。
本発明の一態様として、原料がアカシア木部である場合のバイオマス固体燃料(以下、固体燃料Eと記載することがある)の性状は以下のとおりである。
本発明の一態様として、原料がアカシアバークである場合のバイオマス固体燃料(以下、固体燃料Fと記載することがある)の性状は以下のとおりである。
本発明の一態様として、原料がアーモンド殻と胡桃殻の混合物である場合のバイオマス固体燃料(以下、固体燃料Gと記載することがある)の性状は以下のとおりである。
本発明の一態様として、原料がサゴヤシである場合のバイオマス固体燃料(以下、固体燃料Hと記載することがある)の性状は以下のとおりである。
本発明の一態様として、原料がEFB(パーム油加工残渣の空果房)である場合のバイオマス固体燃料(以下、固体燃料Iと記載することがある)の性状は以下のとおりである。
本発明の一態様として、原料がメランティである場合のバイオマス固体燃料(以下、固体燃料Jと記載することがある)の性状は以下のとおりである。
本発明の一態様として、原料がゴムの木である場合のバイオマス固体燃料(以下、固体燃料Kと記載することがある)の性状は以下のとおりである。
(例A−1〜A−6)
バイオマスを破砕後粉砕し、粉砕されたバイオマスを成型する成型工程およびその後の加熱工程を経てバイオマス固体燃料A(PBT)を得た。いずれの工程においてもバインダーは使用されない。原料のバイオマスとして、米松40重量%、米栂58重量%、杉1重量%、桧1重量%の混合物を用いた。各例の成型工程においては、直径8mmのペレット形状に成型した。各実施例における加熱工程ではφ600mm電気式バッチ炉にそれぞれの原料を4kg投入し、2℃/minの昇温速度で各実施例における目標温度(表1における加熱温度)まで昇温させ、加熱した。以下、目標温度と加熱温度は同一のものを指す。各例A−1〜A−6いずれにおいても目標温度(加熱温度)における保持は行っていない(以下の例B〜例Kも同様)。例A−1〜A−6の加熱工程における加熱温度と、加熱工程後に得られたバイオマス固体燃料Aの性状を表1に示す。
比較例Aは破砕、粉砕後に成型したのみで加熱工程を経ていない、未加熱のバイオマス固体燃料(WP)である。比較例Aについてもバインダーは不使用である。原料のバイオマスは、例A−1と同様である。比較例Aの固体燃料の性状についても表1に示す。
図1は加熱工程における加熱温度と、得られたバイオマス固体燃料を水中に浸漬した際の浸漬水のCOD(化学的酸素要求量)およびpHの相関を示すものである(pHについては後述)。COD測定用浸漬水試料の調製は、昭和48年環境庁告示第13号(イ)産業廃棄物に含まれる金属等の検定方法に従い、CODはJIS K0102(2010)−17によって分析した。
例A−1〜A−6および比較例Aの固体燃料を固液比1:3で浸漬し、pHを測定した。図1から、例A−2および例A−3については若干値が低くなるものの、全ての例A−1〜A−6において概ねpHは6前後であり、加熱前の比較例Aと比べて特に変化はないことが示される。したがって、例A−1〜A−6を屋外貯蔵した際に出る排水のpHについては特に問題ないことが示される。
図2は加熱工程における加熱温度と、得られたバイオマス固体燃料Aの粉砕性(HGI)、および粉砕速度(後述)の相関を、比較例Aおよび例A−1〜A−6のバイオマス固体燃料について示す図である。
表2は粉化試験を行ったバイオマス固体燃料Aの篩下積算割合、図3はその粒度分布図である。ペレットのハンドリング特性を評価するために、粉化試験を実施した。サンプル1kgを8.6mの高さから樹脂製の袋に入れて20回落下させた後、JIS Z 8841に基づき回転強度試験を行い、粒度分布を測定した。得られた粒度分布を図3に示す。サンプル粒度分布における2mm篩下品が30wt%以下、および0.5mm篩下品が15wt%以下であれば搬送、貯蔵等におけるハンドリングが可能な粒度であるとみなすものとする。表2および図3より、回転強度試験後のサンプル粒度は固体温度が高くなるにつれて細かくなったが、いずれのサンプルにおいても上述の評価基準をクリアしており、問題無くハンドリング可能であることが示唆された。
表3および図4はバイオマス固体燃料Aの水中浸漬試験結果である。各実施例および比較例の固体燃料を水中に浸し、表3および図4に示す所定時間経過後に取り出して水分を拭き取って固体水分を測定した。比較例A(WP)の固体燃料は水中浸漬によって崩壊し、固体水分の測定は不可能であった。これに対し、例A−1の固体燃料では浸漬後約10時間で水分量が平衡に達し、平衡水分量は約27wt%であった。また、例A−2の固体燃料では約100時間経過後に水分量が平衡に達し、平衡水分は約25wt%であった。例A−3〜A−5についても約100時間後に水分量約23wt%で平衡となった。例A−6も約100時間経過後にほぼ平衡に達し、平衡水分量は約28wt%であった(例A−3〜A−5よりも振れが大きいが、原料のばらつきによるものと考えられる)。これらの結果は、加熱に伴うタール等有機成分の溶出・固化により、バイオマス固体燃料の表面が疎水性に変化したためと考えられ、例A−1〜A−6(PBT)は屋外貯蔵されることが多い固体燃料として有利な特性を示している。
(回転強度)
図5は例A−1〜A−6および比較例Aについて、水中浸漬前後の固体強度(JIS Z 8841 回転強度試験方法 に基づく)を測定した結果である。上述のとおり比較例A(WP)については水中浸漬後崩壊したため、浸漬後の回転強度は測定不可能であった。例A−1〜A−6(PBT)については、平衡水分に達した固体燃料の表面水分を拭き取った後、恒温乾燥機にて35℃で22時間乾燥させたものを使用した。加熱工程を経た例A−1〜A−6(PBT)の強度はほとんど低下しておらず、水中浸漬前の比較例A(WP)と比べても粉化が発生しにくく、ハンドリング性を維持できるものと言える。
図6は水中浸漬前後の機械的耐久性を測定した結果を示す図である。例A−1〜A−6、比較例Aの固体燃料について、アメリカ農業工業者規格ASAE S 269.4、およびドイツ工業規格DIN EN 15210−1に準拠して機械的耐久性DUを以下の式に基づいて測定した。式中、m0は回転処理前の試料重量、m1は回転処理後の篩上試料重量であり、篩は円孔径3.15mmの板ふるいを用いた。
回転強度と同様、機械的耐久性についても加熱工程を経た例A−1〜A−6(PBT)の強度はほとんど低下しておらず、水中浸漬前の比較例A(WP)と比べても粉化が発生しにくく、ハンドリング性を維持できることが示されている。
「国連試験および判定基準マニュアル:危険物船舶運送及び貯蔵規則16訂版」の「自然発火性試験」に基づき評価を行った。例A−2のバイオマス固体燃料(加熱温度250℃)1〜2cm3を1mの高さから無機質断熱板上に落下させ、落下途中又は落下後5分以内に発火するか否かの測定を6回行った。6回の試験いずれも発火せず、例A−2(PBT)は上記国連試験および判定基準マニュアルの容器等級Iに該当しないと判定された。
自然発火性と同様、「危険物船舶運送及び貯蔵規則16訂版」の「自己発火性試験」に基づき評価を行った。試料容器(一辺が10cmのステンレス網立方体)に例A−2のバイオマス固体燃料(加熱温度250℃)を充填し、恒温槽内部に吊り下げ、140℃の温度で24時間連続して物質の温度を測定した。発火又は200℃を超える温度上昇の認められた物質は、自己発熱性物質と認め、更に一辺が2.5cmの試料容器を使用し同様の試験を行い、発火又は60℃を超える温度上昇の有無を確認した。試験結果に基づき、例A−2(PBT)は自己発熱性物質に該当しないと判定された。
(BET比表面積)
図7は固体燃料AのBET比表面積の測定結果を示す図である。例A−1〜A−6および比較例Aの固体燃料につき、自動比表面積/細孔径分布測定装置(日本ベル(株)製BELSORP−min II)を用い、前処理として試料を2〜6mmにカットして容器内に充填した後に、100℃で2時間真空脱気してBET比表面積を求めた。なお吸着ガスには窒素ガスを用いた。図7から、加熱温度の上昇に伴ってBET比表面積は増加しており、加熱(熱分解)にともなって細孔が発達していくことが示される。
図8は固体燃料A表面の平均細孔直径、図9は全細孔容積を示す図である。平均細孔直径、全細孔容積いずれもBET比表面積と同じ装置を用いて測定した。なお、ここでいう「細孔」とは直径2nm〜100nmの孔とする。平均細孔直径は例A−2以降で加熱温度の上昇にともなって減少していることから、細かな細孔が多数生成していくことを示している。これはセルロースの分解に起因すると考えられる。
図10は加熱工程を経た後のバイオマス固体燃料Aの収率(固体収率および熱収率)である。固体収率は加熱前後の重量比、熱収率は加熱前後の発熱量比である。なお上述のとおり各実施例の目標温度(加熱温度)における保持は行っていない(以下の例B〜例Kも同様)。
例A−2の固体燃料につき以下の方法で自然発熱性を測定した。試料1kgを容器に装入し、80℃の恒温槽中に反応器を入れて、試料に空気を流して得られたガスのO2、CO、CO2濃度を測定した。加熱前後の濃度から試料の加熱に基づくO2吸着量、CO発生量、CO2発生量を計算し、以下の式(1)に基づき自然発熱性指数(SCI)を算出する。
CO発生量 0.03[ml/kg・min]
CO2発生量 0.02[ml/kg・min]
H/C(例A−2の固体燃料における水素、炭素のモル比) 1.28[mol/mol](表1参照)
また、式(1)で用いた吸着熱、各生成熱は以下のとおりである。
CO生成熱 110.5[kJ/mol]
H2O生成熱 285.83[kJ/mol]
CO2生成熱 393.5[kJ/mol]
以上に基づき例A−2にかかる固体燃料のSCIを算出したところ、SCI=1.3であった。なお、本発明のバイオマス固体燃料Aは石炭に性状が近接していることから、O2吸着熱は石炭への吸着熱と同一のものを用いた。
図12〜図14は例A−2における水中浸漬前後の固体燃料(PBT)の断面SEM写真である。図12は浸漬前、図13は2秒浸漬後、図14は20秒浸漬後である。同様に図15〜図17は比較例A(WP)における水中浸漬前後の断面SEM写真であり、図15は浸漬前、図16は2秒浸漬後、図17は20秒浸漬後である。なお例A−2、比較例Aいずれも、浸漬後の断面とは2秒または20秒浸漬後の固体燃料を切断した断面のことである。また、各写真下に倍率およびスケールを示す。
例B−1〜例B−4(PBT)においては、原料のバイオマスとして欧州アカマツを用いた以外は、例Aと同様にして目標温度(表5に記載の加熱温度)まで昇温させ、加熱した。加熱工程後に得られたバイオマス固体燃料B(例B−1〜例B−4)の性状を表5及び表6に示す。比較例B(WP)についても同様に示した。なお例Aと同様、例B−1〜例B−4、比較例Bいずれもバインダーは不使用である。水中浸漬後の水分は100時間以上浸漬後のものであるため(例Bでは168時間)、実質的に固体燃料B内の水分は平衡に達していると看做す。バイオマス固体燃料の各性状の測定方法は、上記例Aと同様である。なお、表6に記載のボールミル粉砕性は、下記のように測定した。
各バイオマス固体燃料Bの粉砕時間を20分として、20分後の150μm篩下の重量比を粉砕ポイントとした。なお、ボールミルはJIS M4002に準拠したものを用い、内径305mm×軸方向長さ305mmの円筒容器にJIS B1501に規定された並級ボールベアリング(Φ36.5mm×43個、Φ30.2mm×67個、Φ24.4mm×10個、Φ19.1mm×71個、Φ15.9mm×94個)を入れて70rpmの速度で回転させて測定した。数値が高い方が粉砕性は向上していることを示す。加熱温度の上昇にともない、粉砕ポイントは上昇することを確認した。
原料のバイオマスとして、アーモンド古木を用いた以外は、例Aと同様にして目標温度(表5に記載の加熱温度)まで昇温させ、加熱した(例C−1〜例C−4:PBT)。ボールミル粉砕性については上記例Bと同様の方法で測定した。加熱工程後に得られたバイオマス固体燃料Cの性状を表5及び表6に示す。例Bと同様、水中浸漬後の水分は100時間以上の浸漬後(例Cでは168時間)であるため平衡しているものと看做す。比較例C(WP)についても同様に示した。なお例C−1〜例C−4、比較例Cいずれもバインダーは不使用である。
原料のバイオマスとして、(30wt%アーモンド殻+70wt%アーモンド古木)を用いた以外は、例Aと同様にして目標温度(表5に記載の加熱温度)まで昇温させ、加熱した(例D−1〜例D−4:PBT)。ボールミル粉砕性については上記例Bと同様の方法で測定した。加熱工程後に得られたバイオマス固体燃料Dの性状を表5及び表6に示す。水中浸漬後の水分は100時間以上の浸漬後(例Dでは168時間)であり、平衡しているものと看做す。また比較例D(WP)についても同様に示した。なお例D−1〜例D−4、比較例Dいずれもバインダーは不使用である。
原料のバイオマスとしてアカシア木部を用い、バイオマスをタブレット形状に成型し、加熱装置としてφ70mmの管状炉を用いた以外は、例Aと同様にして目標温度(表5に記載の加熱温度)まで昇温させ、加熱した(例E−1〜例E−3:PBT)。加熱工程後に得られたバイオマス固体燃料Eの性状を表5及び表6に示す。水中浸漬後の水分は100時間以上の浸漬後(例Eでは168時間)であり、平衡しているものと看做す。また比較例E(WP)についても同様に示す。なお例E−1〜例E−3、比較例Eいずれもバインダーは不使用である。例EにおいてpHの測定は、固体燃料を固液比1:13で浸漬して測定した。ここで、表6における比較例Eの浸漬時間はpHを測定した時間、すなわち比較例Eを浸漬して96時間経過後のpHを測定したことを示す。
原料のバイオマスとしてアカシアバークを用いた以外は、例Eと同様にして目標温度(表5に記載の加熱温度)まで昇温させ、加熱した(例F−1〜例F−4:PBT)。加熱工程後に得られたバイオマス固体燃料Fの性状を表5及び表6に示す。水中浸漬後の水分は100時間以上の浸漬後(例Fでは168時間以上)であり、平衡しているものと看做す。また比較例F(WP)についても同様に示す。なお例F−1〜例F−4、比較例Fいずれもバインダーは不使用である。例FにおいてpHの測定は、固体燃料を固液比1:13で浸漬して測定した。ここで、表6における比較例Fの浸漬時間はpHを測定した時間、すなわち比較例Fを浸漬して96時間経過後のpHを測定したことを示す。
原料のバイオマスとして(70wt%アーモンド殻+30wt%胡桃殻)を用い、加熱装置としてφ70mmの管状炉を用いた以外は、例Aと同様にして目標温度(表5に記載の加熱温度)まで昇温させ、加熱した(例G−1〜例G−4:PBT)。加熱工程後に得られたバイオマス固体燃料Gの性状を表5及び表6に示す。水中浸漬後の水分は100時間以上の浸漬後(例Gでは144時間以上)であり、平衡しているものと看做す。比較例G(WP)についても同様に示す。なお例G−1〜例G−4、比較例Gいずれもバインダーは不使用である。
原料のバイオマスとしてサゴヤシを用いた以外は、例Aと同様にして目標温度(表5に記載の加熱温度)まで昇温させ、加熱した(例H−1〜例H−4:PBT)。ボールミル粉砕性については上記例Bと同様の方法で測定した。加熱工程後に得られたバイオマス固体燃料Hの性状を表5及び表6に示す。水中浸漬後の水分は100時間以上の浸漬後(例Hでは168時間)であり、平衡しているものと看做す。比較例H(WP)についても同様に示す。なお例H−1〜例H−4、比較例Hいずれもバインダーは不使用である。表6における比較例Hの浸漬時間はpHを測定した時間、すなわち比較例Hを浸漬して24時間経過後のpHを測定したことを示す。
原料のバイオマスとしてEFB(パーム油加工残渣の空果房)を用いた以外は、例Aと同様にして目標温度(表5に記載の加熱温度)まで昇温させ、加熱した(例I−1〜例I−4:PBT)。加熱工程後に得られたバイオマス固体燃料Iの性状を表5及び表6に示す。水中浸漬後の水分は100時間以上の浸漬後(例Iでは168時間)であり、平衡しているものと看做す。比較例I(WP)についても同様に示す。なお例I−1〜例I−4、比較例Iいずれもバインダーは不使用である。
DU=(m1/m0)×100
により機械的耐久性(DU)を算出した。式中、m0は回転処理前の試料重量、m1は回転処理後の篩上試料重量である。
原料のバイオマスとしてメランティを用いた以外は、例Aと同様にして目標温度(表5に記載の加熱温度)まで昇温させ、加熱した(例J−1、例J−2:PBT)。加熱工程後に得られたバイオマス固体燃料Jの性状を表5及び表6に示す。水中浸漬後の水分は100時間以上の浸漬後(例Jでは168時間)であり、平衡しているものと看做す。比較例J(WP)についても同様に示す。なお例J−1、例J−2、および比較例Jいずれもバインダーは不使用である。
原料のバイオマスとしてゴムの木を用い、加熱装置としてφ70mmの管状炉を用いた以外は、例Aと同様にして目標温度(表5に記載の加熱温度)まで昇温させ、加熱した(例K−1)。加熱工程後に得られたバイオマス固体燃料Kの性状を表5に示す。比較例K(WP)についても同様に示す。いずれもバインダーは不使用である。
PATとPBTの耐水性を比較するため、これらバイオマス固体燃料について、食塩水を用いて、吸水後のナトリウムの分布を調べた。PATの試料としては、原料の欧州アカマツを250℃で加熱した後直径6mmのペレットに成型した固体燃料を用いた。PBTの試料としては、原料の欧州アカマツを直径6mmのペレットに成型した後250℃で加熱した固体燃料(固体燃料B)を用いた。PBTとPATを0.9wt%の生理食塩水に5日間浸漬した。その結果、ペレット外観は図24に示したとおり、PBTはペレット形状を保持した(図24の左)が、PATは大きく崩壊した(図24の右)。また、PATおよびPBTを、それぞれ、生理食塩水に浸漬する前と0.9wt%の生理食塩水に5日間浸漬後について、その断面をEPMA(Electron Probe MicroAnalyser)分析にかけ、Na分布を比較した。Na分布は、PBTはペレット表面にとどまり内部に浸透していないのに対し、PATでは内部にまで広く分布していた(図25参照)。これはPBTの方がPATより生理食塩水の浸入が少ないことを意味する。この結果からも、PBTは隣接するバイオマス粉同士の間隙を抽出成分の熱分解物が固架橋し、疎水性になったために水の侵入を防いでいるのに対し、PATでは、バイオマス粉同士の間隙に水が浸入できるため水がペレット内部にまで浸透し、バイオマス粉同士の間隙を押し広げた結果、崩壊に至ったと推察される。
例A−1、A−3の固体燃料につき水中浸漬前後のペレット長さを測定した。ペレット長さについては、浸漬前のペレットを10個選択し、電子ノギス(ミツトヨ製:CD−15CX、繰り返し精度は0.01mmであり小数点2桁の部分を四捨五入した。)により測定するとともに、同じペレットを72時間水中浸漬させた後、再度電子ノギスにより長さを測定した。なお浸漬前後いずれにおいてもペレット端が斜めの場合は最も先端部分までを長さとして計測した。計測結果を表7に示す。表7に示すとおり、例A−1のペレット長さは平均で4.6%、例A−3は平均で0.2%増加した。
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、本出願の開示事項は以下の付記に限定されない。
(付記1)
燃料比(固定炭素/揮発分)が0.2〜0.8、無水ベース高位発熱量が4800〜7000(kcal/kg)、酸素Oと炭素Cのモル比O/Cが0.1〜0.7、水素Hと炭素Cのモル比H/Cが0.8〜1.3であること
を特徴とするバイオマス粉を成型したバイオマス固体燃料。
(付記2)
水中浸漬後、前記バイオマス粉同士の接続または接着が維持されること
を特徴とする付記1記載のバイオマス固体燃料。
(付記3)
COD(化学的酸素要求量)が3000ppm以下であること
を特徴とする付記1または付記2に記載のバイオマス固体燃料。
(付記4)
バイオマスを成型して未加熱塊状物とし、この未加熱塊状物を加熱して得られること
を特徴とする付記1〜3のいずれかに記載のバイオマス固体燃料。
(付記5)
BET比表面積が0.15m 2 /g〜0.8m 2 /gであること
を特徴とする付記1〜4のいずれかに記載のバイオマス固体燃料。
(付記6)
水中浸漬後の平衡水分が15〜65wt%であること
を特徴とする付記1〜5のいずれかに記載のバイオマス固体燃料。
(付記7)
バイオマスを成型して未加熱塊状物を得る成型工程と、
前記未加熱塊状物を加熱し、加熱済固体物を得る加熱工程と
を有し、
前記加熱済固体物をバイオマス固体燃料とするバイオマス固体燃料の製造方法であって、
前記加熱工程における加熱温度は、150℃〜400℃であり、
燃料比(固定炭素/揮発分)が0.2〜0.8、無水ベース高位発熱量が4800〜7000(kcal/kg)、酸素Oと炭素Cのモル比O/Cが0.1〜0.7、水素Hと炭素Cのモル比H/Cが0.8〜1.3である、バイオマス固体燃料の製造方法。
(付記8)
前記未加熱塊状物の嵩密度をA、前記加熱済固体物の嵩密度をBとすると、B/A=0.7〜1であること
を特徴とする付記7に記載のバイオマス固体燃料の製造方法。
(付記9)
前記未加熱塊状物のHGI(ハードグローブ粉砕性指数)をH1、前記加熱済固体物のHGIをH2とすると、H2/H1=1.1〜2.5であること
を特徴とする付記7または付記8に記載のバイオマス固体燃料の製造方法。
Claims (8)
- 100〜3000μmの粒径を有するバイオマス粉(ただし、バイオマスを水蒸気爆砕することにより得られるバイオマス粉を含まない。)を成型して未加熱塊状物とし、この未加熱塊状物を0.2〜3時間加熱して得られるバイオマス固体燃料であって、
水中浸漬後、バイオマス粉同士の接続が維持され、かつ、
バインダーを含まず、かつ、
燃料比(固定炭素/揮発分)が0.2〜0.8、無水ベース高位発熱量が4800〜7000(kcal/kg)、酸素Oと炭素Cのモル比O/Cが0.1〜0.7、水素Hと炭素Cのモル比H/Cが0.8〜1.3であり、かつ、
下記条件(a1)〜(i1)のいずれかを満たす、バイオマス固体燃料;
条件(a1):前記バイオマス粉は米松、米栂、杉、および桧の混合物を原料とし、前記未加熱塊状物の嵩密度は0.63kg/L以上であり、前記加熱時の温度は230℃〜270℃である;
条件(b1):前記バイオマス粉は欧州アカマツを原料とし、前記未加熱塊状物の嵩密度は0.64kg/L以上であり、前記加熱時の温度は230℃〜270℃である;
条件(c1):前記バイオマス粉はアーモンド古木を原料とし、前記未加熱塊状物の嵩密度は0.40kg/L以上であり、前記加熱時の温度は230℃〜270℃である;
条件(d1):前記バイオマス粉はアーモンド殻とアーモンド古木の混合物を原料とし、前記未加熱塊状物の嵩密度は0.53kg/L以上であり、前記加熱時の温度は230℃〜270℃である;
条件(h1):前記バイオマス粉はサゴヤシを原料とし、前記未加熱塊状物の嵩密度は0.57kg/L以上であり、前記加熱時の温度は230℃〜270℃である;
条件(i1):前記バイオマス粉はEFB(パーム油加工残渣の空果房)を原料とし、前記未加熱塊状物の嵩密度は0.51kg/L以上であり、前記加熱時の温度は230℃〜270℃である。 - 下記条件(a2)〜(i2)のいずれかを満たす、請求項1に記載のバイオマス固体燃料;
条件(a2):前記条件(a1)を満たし、かつ、粉化試験による2mm篩下品が12.7wt%以下であり、0.5mm篩下品が8.6wt%以下である(ただし、前記粉化試験においては、水中浸漬前の固体燃料1kgを8.6mの高さから20回落下させた後、JIS Z 8841に基づき回転強度試験を行い、粒度分布を測定する。);
条件(b2):前記条件(b1)を満たし、かつ、水中浸漬前の機械的耐久性DUが96.9%以上である;
条件(c2):前記条件(c1)を満たし、かつ、水中浸漬前の機械的耐久性DUが76.4%以上である;
条件(d2):前記条件(d1)を満たし、かつ、水中浸漬前の機械的耐久性DUが83.1%以上である;
条件(h2):前記条件(h1)を満たし、かつ、水中浸漬前の機械的耐久性DUが92.2%以上である;
条件(i2):前記条件(i1)を満たし、かつ、水中浸漬前の機械的耐久性DUが75.5%以上である。 - COD(化学的酸素要求量)が3000ppm以下であること
を特徴とする請求項1または請求項2に記載のバイオマス固体燃料。 - 下記条件(a3)〜(i3)のいずれかを満たす、請求項1〜3のいずれか一項に記載のバイオマス固体燃料;
条件(a3):前記条件(a1)を満たし、かつ、BET比表面積が0.25〜0.8m 2 /gである;
条件(b3):前記条件(b1)を満たし、かつ、BET比表面積が0.374〜0.392m 2 /gである;
条件(c3):前記条件(c1)を満たし、かつ、BET比表面積が0.261〜0.386m 2 /gである;
条件(d3):前記条件(d1)を満たし、かつ、BET比表面積が0.320〜0.402m 2 /gである;
条件(h3):前記条件(h1)を満たし、かつ、BET比表面積が0.191〜0.205m 2 /gである;
条件(i3):前記条件(i1)を満たし、かつ、BET比表面積が0.374〜0.438m 2 /gである。 - 下記条件(a4)〜(i4)のいずれかを満たす、請求項1〜4のいずれか一項に記載のバイオマス固体燃料;
条件(a4):前記条件(a1)を満たし、かつ、水中浸漬後の平衡水分が15〜45wt%である;
条件(b4):前記条件(b1)を満たし、かつ、水中浸漬後の平衡水分が22.1〜35.6wt%である;
条件(c4):前記条件(c1)を満たし、かつ、水中浸漬後の平衡水分が36.5〜40.7wt%である;
条件(d4):前記条件(d1)を満たし、かつ、水中浸漬後の平衡水分が25.7〜33.2wt%である;
条件(h4):前記条件(h1)を満たし、かつ、水中浸漬後の平衡水分が23.0〜25.7wt%である
条件(i4):前記条件(i1)を満たし、かつ、水中浸漬後の平衡水分が27.7〜29.8wt%である。 - 100〜3000μmの粒径を有するバイオマス粉を成型して未加熱塊状物を得る成型工程と、
前記未加熱塊状物を0.2〜3時間加熱し、加熱済固体物を得る加熱工程と
を有し、
前記加熱済固体物をバイオマス固体燃料とするバイオマス固体燃料の製造方法(ただし、バイオマスを水蒸気爆砕する工程を含まない)であって、
製造されたバイオマス固体燃料は、
水中浸漬後、バイオマス粉同士の接続が維持され、かつ、
燃料比(固定炭素/揮発分)が0.2〜0.8、無水ベース高位発熱量が4800〜7000(kcal/kg)、酸素Oと炭素Cのモル比O/Cが0.1〜0.7、水素Hと炭素Cのモル比H/Cが0.8〜1.3であり、かつ、
バインダーを含まず、かつ、
下記条件(a5)〜(i5)のいずれかを満たす、バイオマス固体燃料の製造方法;
条件(a5):前記バイオマス粉は米松、米栂、杉、および桧の混合物を原料とし、前記未加熱塊状物の嵩密度は0.63kg/L以上であり、前記加熱工程における加熱温度は230℃〜270℃である;
条件(b5):前記バイオマス粉は欧州アカマツを原料とし、前記未加熱塊状物の嵩密度は0.64kg/L以上であり、前記加熱工程における加熱温度は230℃〜270℃である;
条件(c5):前記バイオマス粉はアーモンド古木を原料とし、前記未加熱塊状物の嵩密度は0.40kg/L以上であり、前記加熱工程における加熱温度は230℃〜270℃である;
条件(d5):前記バイオマス粉はアーモンド殻とアーモンド古木の混合物を原料とし、前記未加熱塊状物の嵩密度は0.53kg/L以上であり、前記加熱工程における加熱温度は230℃〜270℃である;
条件(h5):前記バイオマス粉はサゴヤシを原料とし、前記未加熱塊状物の嵩密度は0.57kg/L以上であり、前記加熱工程における加熱温度は230℃〜270℃である;
条件(i5):前記バイオマス粉はEFB(パーム油加工残渣の空果房)を原料とし、前記未加熱塊状物の嵩密度は0.51kg/L以上であり、前記加熱工程における加熱温度は230℃〜270℃である。 - 前記未加熱塊状物の嵩密度をA、前記加熱済固体物の嵩密度をBとすると、B/A=0.7〜1であること
を特徴とする請求項6に記載のバイオマス固体燃料の製造方法。 - 前記未加熱塊状物のHGI(ハードグローブ粉砕性指数)をH1、前記加熱済固体物のHGIをH2とすると、H2/H1=1.1〜2.5であること
を特徴とする請求項6または請求項7に記載のバイオマス固体燃料の製造方法。
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