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公開番号2025117695
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-13
出願番号2024012558
出願日2024-01-31
発明の名称固形燃料の製造方法、固形燃料の製造装置、及び固形燃料
出願人DOWAエコシステム株式会社
代理人個人,個人
主分類C10L 5/44 20060101AFI20250805BHJP(石油,ガスまたはコークス工業;一酸化炭素を含有する工業ガス;燃料;潤滑剤;でい炭)
要約【課題】高い生産性を有し、かつ高い圧縮強度を有する固形燃料を製造することができる、固形燃料の製造方法の提供。
【解決手段】ピストンを備える成形用シリンダーを用いて、圧力が100MPa以上で籾殻を突き押しする突押工程を含む固形燃料の製造方法である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ピストンを備える成形用シリンダーを用いて、圧力が１００ＭＰａ以上で籾殻を突き押しする突押工程を含むことを特徴とする固形燃料の製造方法。
続きを表示（約 770 文字）【請求項２】
前記突押工程は、直径が４０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下である成形用シリンダーを用い、突き押し長さ１５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下で籾殻を突き押しする、請求項１に記載の固形燃料の製造方法。
【請求項３】
前記突押工程において、前記成形用シリンダー内のピストンを回転数３００ｒｐｍ以上で駆動させる、請求項１に記載の固形燃料の製造方法。
【請求項４】
前記突押工程において、前記成形用シリンダーを１２０℃以上２００℃以下に加熱する、請求項１から２のいずれかに記載の固形燃料の製造方法。
【請求項５】
前記突押工程の前に、前記籾殻の粒径が２ｍｍ以下となるように前記籾殻を破砕する破砕工程を含む、請求項１から２のいずれかに記載の固形燃料の製造方法。
【請求項６】
前記破砕工程の前に、前記籾殻の含水率が３質量％以上１０質量％以下となるように前記籾殻を乾燥する乾燥工程を含む、請求項５に記載の固形燃料の製造方法。
【請求項７】
成形用シリンダーの内部で籾殻を１００ＭＰａ以上の圧力で突き押し可能な突押手段を有することを特徴とする固形燃料の製造装置。
【請求項８】
前記成形用シリンダーは、直径が４０ｍｍ以上１２０ｍｍであり、突き押し長さが１５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下である、請求項７に記載の固形燃料の製造装置。
【請求項９】
前記籾殻の粒径を２ｍｍ以下に破砕する破砕手段を有する、請求項７に記載の固形燃料の製造装置。
【請求項１０】
前記籾殻の含水率が１０質量％以下となるように前記籾殻を乾燥する乾燥手段を有する、請求項７から９のいずれかに記載の固形燃料の製造装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、固形燃料の製造方法、固形燃料の製造装置、及び固形燃料に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来のバイオコークス等の固形燃料の製造方法の１つとしては、バッチ式の方法が知られている。
前記バッチ式の方法としては、例えば、有底筒状の反応容器にバイオマス細粒体を充填し、該バイオマス細粒体を略密状態にて半炭化或いは半炭化前固形物を得る温度範囲及び圧力範囲で加熱しながら加圧成形した後、冷却してバイオコークスを製造するバイオコークス製造方法が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
また、バイオマス原料を粉砕する工程と、粉砕されたバイオマス原料を筒に充填する工程と、前記バイオマス原料を加熱すると共に加圧ピストンにより加圧成形する工程と、前記バイオマス原料を冷却する工程と、前記バイオマス原料を乾燥する工程を含むバイオマス固形物の製造方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。
また、バイオマス原料を反応容器に充填する充填工程と、前記反応容器内で加熱しながら加圧ヘッドを介して加圧成形し、後に冷却する反応工程を備えたバイオコークス製造方法において、前記反応容器の中心軸及び前記加圧ヘッドの動作軸と水平方向の角度を３０°～７５°の範囲とし、バイオマス原料の投入と、前記加圧ヘッドの前記反応容器への挿入、加圧とを繰り返すことによって、バイオマス原料を充填することを特徴とするバイオコークス製造方法が知られている（例えば、特許文献４参照）。
【０００３】
しかしながら、従来のバッチ式の方法であると、バイオマス原料を充填する必要があるため処理能力が低く、固形燃料の生産性が低いという問題があった。この点については、籾殻を原料とする場合にも同様である。
【０００４】
また、籾殻などのバイオマス原料から固形燃料を製造する際に、密閉されたシリンダー内で籾殻に含まれる水分が加圧・加熱されることで亜臨界状態に到達し、セルロース・ヘミセルロース・リグニン等の成分が、分解・軟化する。加圧を行いながら冷却を行うことで、分解・軟化成分がそれぞれ結合し、固形燃料を製造する。加圧を行いながら冷却を行わない場合、亜臨界状態の水分が水蒸気となるため、水蒸気爆発若しくは水蒸気の噴き出しによる割れが発生し固形燃料が成形できない若しくは著しく圧縮強度が低下するという問題がある。これを防ぐために従来の製造方法では、加圧を行いながら冷却を行うという冷却工程を経ることによって固形燃料の割れ及び圧縮強度の低下の発生を防止していたが、生産性が低下するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１０－１００８１２号公報
特開２０１０－１００８１５号公報
国際公開番号２００６／０７８０２３号公報
特開２０１２－２４６４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、高い生産性を有し、かつ高い圧縮強度を有する固形燃料を製造することができる、固形燃料の製造方法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】
【０００７】
本発明の前記課題を解決するための手段としては以下の通りである。
＜１＞ピストンを備える成形用シリンダーを用いて、圧力が１００ＭＰａ以上で籾殻を突き押しする突押工程を含むことを特徴とする固形燃料の製造方法である。
＜２＞前記突押工程は、直径が４０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下である成形用シリンダーを用い、突き押し長さ１５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下で籾殻を突き押しする、＜１＞に記載の固形燃料の製造方法である。
＜３＞前記突押工程において、前記成形用シリンダー内のピストンを回転数３００ｒｐｍ以上で駆動させる、＜１＞から＜２＞のいずれか一項に記載の固形燃料の製造方法である。
＜４＞前記突押工程において、前記成形用シリンダーを１２０℃以上２００℃以下に加熱する、前記＜１＞から＜３＞のいずれか一項に記載の固形燃料の製造方法である。
＜５＞前記突押工程の前に、前記籾殻の粒径が２ｍｍ以下となるように前記籾殻を破砕する破砕工程を含む、前記＜１＞から＜４＞のいずれか一項に記載の固形燃料の製造方法である。
＜６＞前記破砕工程の前に、前記籾殻の含水率が３質量％以上１０質量％以下となるように前記籾殻を乾燥する乾燥工程を含む、＜５＞に記載の固形燃料の製造方法である。
＜７＞成形用シリンダーの内部で籾殻を１００ＭＰａ以上の圧力で突き押し可能な突押手段を有することを特徴とする固形燃料の製造装置である。
＜８＞前記成形用シリンダーは、直径が４０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下であり、突き押し長さが１５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下である、＜７＞に記載の固形燃料の製造装置である。
＜９＞前記籾殻の粒径を２ｍｍ以下に破砕する破砕手段を有する、＜７＞から＜８＞のいずれか一項に記載の固形燃料の製造装置である。
＜１０＞前記籾殻の含水率が１０質量％以下となるように前記籾殻を乾燥する乾燥手段を有する、＜７＞から＜９＞のいずれか一項に記載の固形燃料の製造装置である。
＜１１＞＜１＞から＜６＞のいずれか一項に記載の固形燃料の製造方法で得られる固形燃料であって、
見掛け比重１．２５以上１．４０以下であり、圧縮強度が５０ＭＰａ以上７０ＭＰａ以下であることを特徴とする固形燃料である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することができる。即ち、本発明は、高い生産性を有し、かつ高い圧縮強度を有する固形燃料を製造することができる、固形燃料の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の一実施形態における固形燃料の製造装置の一例を示す全体概略図である。
本発明の一実施形態における固形燃料の製造装置の突押手段によって固形燃料が形成されるまでの過程を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（固形燃料の製造方法及び固形燃料の製造装置）
本発明の固形燃料の製造方法としては、突押工程を含み、更に必要に応じて破砕工程、乾燥工程等のその他の工程を含むことができる。
本発明の固形燃料の製造装置としては、突押手段を含み、更に必要に応じて破砕手段、乾燥手段等のその他の手段を含むことができる。
前記突押工程としては、前記突押手段によって実行することができ、前記破砕工程としては、前記破砕手段によって実行することができ、前記乾燥工程としては、前記乾燥手段によって実行することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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