“Going for Green”を合言葉に、地球環境に順応する技術・製品の開発を行っています。

半炭化装置

世の中には、有効利用されていないバイオマス資源が大量に存在しています。一例として、当社の北関東グリーンプラントでガス化原料として使われているコーヒー搾り粕や、草食系家畜の糞尿などがあります。これらは、主に堆肥化して田畑に撒くことが主流ですが、他にも利用価値を見いだすことが可能です。
そのひとつが“半炭化(トレファクション) ”です。

“半炭化(トレファクション) ”とは、可能な限りエネルギーを保有したまま、炭化による減容化(含水率によるが、半炭化前のおよそ3分の2~3分の1程度まで減容化)を行う技術です。
また“炭化”に比べ、処理に必要なエネルギーも削減できます。
生成された“半炭化物”は、体積あたりの保有エネルギー密度が高く、乾燥前よりも重量と体積が減るため運搬生がよく、さらにペレット化すれば疎水性にも優れるため屋外での保存にも適します。
未利用バイオマスとされる「間伐材」や「食品残渣(例えばコーヒー搾り粕)」、「家畜糞(特に草食系家畜)」を原料とすることで“価値がない”ものに“価値を付加”し、資源循環へも寄与します。
半炭化物は、体積あたりの保有エネルギー密度が高いため、石炭混焼ボイラーなどのCO2削減のための補助燃料としての利用価値があります。

当社は、NEDO(新エネルギー・産業技術総合開発機構)における「新エネルギーベンチャー技術革新事業」に早稲田大学と共に採択され、委託事業として平成25年度~平成26年度の2年間、半炭化における研究と装置開発を行いました。
半炭化工程における過熱水蒸気の利用は、「①非可燃性ガスである」、「②高熱伝導率」、③高温による滅菌効果」などの優れた点があるため採用しました。

上図は、当社の半炭化装置の処理イメージです。半炭化部に過熱水蒸気を注入し、排蒸気を乾燥部へ誘引して投入された原料の乾燥に再利用することで、消費エネルギーの削減を図っています。半炭化後の原料は、冷却部に送られ素早く冷却することで熱による生成物の自然燃焼を防ぎ、品質の低下を抑制します。

当社の半炭化装置は、移動先での法的規制を回避することから熱源を電気系としましたが、燃焼系にすることも可能です。燃焼系の場合は、法的規制があるため移動式としての製造はできません(実験室レベルでの小型規模であれば可能)。
しかし、装置が固定化されるため、大量の処理が行える規模で装置の製造が可能になります。
半炭化物においては、投入する原料の含水率が大きい場合、生成させる半炭化物の量は、投入された原料のおよそ3分の1~4分の1にまで減容化されます。そのため、処理炉を大きくする必要性があることから固定式がおすすめです。
高含水率の原料を扱う場合は、原料となる未利用バイオマスを排出する工場に半炭化装置を設置し、装置と工場から出る排熱を装置に投入する前の原料乾燥に利用することで、熱収支と経済性の向上が行えます。
また、熱源を生成するボイラーは、バイオマスボイラーとすることでCO2削減効果も付与することができます。

 

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