成果報告書詳細
管理番号20090000000230
タイトル*平成20年度中間年報 新エネルギー技術フィールドテスト事業 地域バイオマス熱利用フィールドテスト事業 食品系等バイオマス複合利用による燃料製造・熱利用フィールドテスト事業
公開日2009/8/18
報告書年度2008 - 2008
委託先名株式会社イトウ精麦
プロジェクト番号P07018
部署名新エネルギー技術開発部 バイオマスグループ
和文要約1.事業の背景・目的と概要 長野県は、日本一のキノコの産地であるが、キノコ栽培の際に発生する大量の使用済み培地の処理、利用が課題になっている。 本事業は、それらのキノコ栽培後に発生する高含水率の使用済み培地を、炭化工程からの熱を有効利用することで効率的に乾燥するとともに、有価物を併産し、さらに乾燥後の培地をペレット化して熱源用燃料として有効利用することで、トータルシステムとして効率性・経済性に優れたシステム構築を目指すものである。2.本年度(平成20年度)の実施内容(1)システムの整備 フィールドテストのための施設の設置と試運転調整、および本格稼働を開始した。おもな新設設備は、炭化・熱利用システム、乾燥装置、ペレットボイラーである。 その他、既設のペレタイザーや重油ボイラーもシステムの中に組み込む。(2)システムの運用 各システムの運用および稼働状況の把握を行った。1原料の収集運搬について 炭化用原料の籾殻およびペレット用原料の使用済み培地の調達を行った。昨年度の収集実績は、使用済み培地が弊社周辺地域から約140t、もみ殻が主に新潟県内の上越・糸魚川等から約250tである。籾殻の調達価格が高騰した点が課題としてあった。2炭化・熱利用システムについて 炭化・熱利用システムについては、炭化で発生する熱を利用して廃熱ボイラーで蒸気を得るが、その蒸気のラインを既設工場の蒸気ヘッダーにつなぎこむことで、運用の自由度を高めた。 本年度事業では、約30日、120時間の稼働を行い、約24tのもみ殻を処理し約8tの炭化物を得た。 システムの課題としては、廃熱ボイラー入口の排ガス温度が当初は低かったことが挙げられる。最終的には、それはある程度完全できた。その関係で、当初は廃熱ボイラーが所定の能力が出なかったが、改善された。3乾燥装置について 乾燥装置は、当初試運転時に過負荷で停止し、また乾燥時に炉内壁面に原料が付着するなどして所定の能力がでないなどのトラブルがあった。現在でも、当初予定した能力に達しておらず、今後乾燥時間の短縮と処理能力の向上を図る必要がある。本年度は、約30日稼働して約47tを乾燥したが、1バッチに当初予定の約倍の10時間を要し、1バッチ当り処理能力も80%程度である。4ペレット製造について 本年度は、使用済み培地から約14.5tのペレットを製造した。処理能力は、時間当たり約1.6t程度が可能である。ペレットの性状は、原料の使用済み培地の性状を反映して灰分が多い。5ペレットボイラー 本年度は、主として工場の重油ボイラーの給水予熱用のペレットボイラーを稼働した。約60日運転して、ペレットを約9.4t使用した。 使用済み培地ペレットでは、灰の発生が多く、また燃焼時に発生するクリンカーが安定的な燃焼を妨げる傾向が見られ、課題として考えられる。(3)システムの運用状況の分析 1エネルギー収支 システム全体では、投入した原料(ペレット用および炭化用)のうち、エネルギーベースで約49%が最終的に熱として利用あるいは炭化物としてえられている。2環境特性 環境特性では、ペレットボイラー燃焼時の窒素酸化物の排出量において、燃焼状態の不安定さのために、基準値をクリアすることが難しく、課題として挙げられる。ペレットの原料を使用済み培地を50%に木質を50%混合したところ、基準値をクリアできた。 燃料の利用による化石燃料削減と炭化物による炭素固定から、二酸化炭素削減量を算定したところ、当初予定している年間ペレット消費量200tの稼働規模が達成できた場合、約313t-CO2の削減が見込まれる。3システムの経済性について 経済性では、籾殻の価格高騰に伴い、籾殻の調達費用の占める割合が大きくなっており課題として挙げられる。また、今後ユーティリティのうち用水消費量を削減することが必要になる可能性がある。炭化物については、土壌改良資材として付加価値化が期待できる。(4)システムのトラブル等の発生と対策状況について 本年度のシステム運用では、主として乾燥装置に関係してトラブルや能力不足などの問題が多く発生した。それらは現状でも完全には解決していないため、次年度以降にさらに対策を講じる必要がある。3.本年度の取り組みの評価と今後の課題
英文要約1.The Background, Objectives and Outline of the Project Nagano is the largest production area for mushrooms in Japan. The challenges that the area faces are the treatment and utilization of the large quantities of medium used in mushroom cultivation.This project aims to develop an efficient and economic integrated system where used medium with a high water content which is emitted from mushroom cultivation is efficiently dried using the heat emitted from the carbonization process through which a valuable resource is produced, as well as producing pellets from the dehydrated used medium which will then be used as a heat source fuel. 2. Project Activities Conducted in Fiscal Year 2008 (1)Development of the System The pilot facilities were established and operated on a trial basis so that the system could be adjusted, before it became fully operational. Newly installed facilities included a carbonization and thermal utilization system, a drier and a pellet boiler.  Existing facilities such as a pelletizer and a heavy fuel oil boiler were also integrated into the system. (2) Operation of Individual Systems Each system was operated and the operational status of each system was evaluated. 1.Collection and Transportation of Raw Materials Rice husks for carbonization and used medium for pellet production were procured.  About 140 tons of used medium was collected from neighboring areas and about 250 tons of rice husks were collected from Joetsu, Itoigawa, etc. in Niigata and other areas during fiscal year 2007. A problem identified was that rice husk procurement costs were surging. 2.The Carbonization and Thermal Utilization System In the carbonization and thermal utilization system, steam is created in a waste heat boiler using the heat emitted from the carbonization process. A steam pipe was also connected to the steam header at the existing plant so that the steam could be used at the existing plant facilities.The system was operated for about 30 days (120 hours) and about 24 tons of rice husks were treated to produce about eight tons of carbides during fiscal year 2008. The problem regarding the system is that the waste gas temperature was initially low at the entrance of the waste heat boiler. The waste heat boiler did not perform at expected levels due to this problem. This situation was eventually improved to a certain extent and the performance of the waste heat boiler improved. 3.The Drier There were some initial problems with the drier, for example the facility stopped working due to being overloaded during trial operations and the facility did not perform at expected levels due to the raw material sticking to the inside wall of the drier during the drying process. The expected capacity level is yet to be achieved and therefore it is necessary to reduce the drying time and improve the treatment capacity. The drier was operated for about 30 days during fiscal year 2008 and it processed about 47 tons of raw material. Processing one batch required 10 hours, which is about twice the expected required time. In addition, only about 80% of each batch was successfully treated.  4.Production of Pellets About 14.5 tons of pellets were produced using used medium during fiscal year 2008. The treatment capacity of the facility is about 1.6 tons per hour. The resulting pellets had a high ash content due to the properties of the used medium which was the raw material used. 5.The Pellet Boiler A pellet boiler was used mainly to pre-heat the water for the heavy fuel oil boiler at the plant during fiscal year 2008. The pellet boiler was operated for about 60 days and about 9.4 tons of pellets were used.The problems identified were that a large quantity of ash was generated when pellets made of the used medium were burned and that the clinker generated during the incineration process tended to prevent stable incineration. (3)Analysis of the System’s Operational Status
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