成果報告書詳細
管理番号20090000000361
タイトル平成18年度-平成20年度成果報告書 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/鶏糞ガス化熱電併用システムフィールドテスト事業
公開日2009/12/16
報告書年度2006 - 2008
委託先名株式会社クレスト
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. 事業の内容
養鶏場では、飼育数10万羽あたり470MWhの電気エネルギーを消費すると同時に鶏卵の洗浄等に温水などの熱エネルギーを消費する事業所となっている。一方、養鶏場から大量に発生する鶏糞は、平均 約100g/日・羽である。したがって、鶏糞をバイオマス燃料とした発電装置により電力や熱を小規模でも有効に、効率よく取り出す技術が確立できれば、鶏糞がエネルギー資源に変わるのみならず、養鶏場で使用する電力と熱エネルギーが確保される。バイオマスエネルギーとして鶏糞を有効利用するこのような技術は、石油由来エネルギーを低減することでCO2削減効果もあり、養鶏家の経営安定にも寄与するものである。
2. 設備の概要
本システムは、ダウンドラフト型ガス化炉によるエネルギー転換設備、ガス精製設備、エネルギー利用設備より構成され、4.8ton/日の鶏糞乾燥燃料が、ガスエネルギーに転換され、ガスエンジン発電、ガスエンジン排ガス熱および余剰ガス燃焼熱を供給する。エネルギー利用は、発電電力最大74kW(ガスエンジン3台運転時)を鶏舎電力に使用し、熱を廃熱ボイラにより温水に転換し洗卵と鶏糞乾燥用床暖房に使用する。ガスエンジンは国産エンジンのため、低コストで、メンテナンスが容易であり、また混焼燃料は不要であるため経済的である。
3. 総合試験、連続運転
実証試験は、H19年10月より総合試験を実施し、ガス化炉、ガス冷却器、減温塔などの温度、圧力損失特性を、ガスエンジンは発電性能などを確認した。鶏糞燃料の低位発熱量は9700kJ/kg、発生ガスの低位発熱量は4110kJ/Nm3であり、発電電力は、混焼燃料を必要とせずに29-30kW/台である。また、洗卵、燃料乾燥における温水利用についても検証をおこなった。連続運転において、ガス冷却器は冷却管がダストとタールにより閉塞をおこし、また誘引ファンは塩化アンモニウムによる能力低下が発生したが、冷却管寸法の変更、誘引ファンの構造方式変更による設備改造を実施した。
4.経済性、採算性など
発電電力については、計画どおりの電力が得られた。洗卵と燃料乾燥に使用する温水熱エネルギーは、供給に対し使用率が、ともに計画値に達しなかった。これは、熱需要を大きく見すぎたことによる。洗卵以外にパッキングトレー洗浄等利用用途を検討する必要がある。
英文要約Title:New energy field test project.Field test project of regional biomass heat utilization/ Field test project of the system combined with chicken manure gasification (FY2006-FY2008) Final Report.
1. Content of business
Chicken farms consume electrical energy of 470MWh per 100,000 chickens and at the same time they consume heat energy such as warm water for washing eggs. On the other hand, chicken manure produced a lot from the chicken farms is about 100g/day/chicken on average. If we can, therefore, establish technology to effectively and efficiently generate power and heat, even on a small scale, by means of power generating equipment using the manure as biomass, the manure would be changed into energy resources, and what's more, the chicken farmers would secure electricity and heat energy to be used for their farms. Such technology to effectively utilize the manure as biomass energy has the effect of reducing CO2 because it reduces the energy derived from oil, and also contributes to a stable management of chicken farms.
2. Outline of system
This system, comprising energy converting equipment by means of a draft-down type gasification furnace, gas purifier, and energy utilizing equipment, changes dried manure fuel of 4.8 ton/day into gas energy and provides gas engine power generation, gas engine exhaust gas heat and surplus gas combustion heat. As for the energy utilization, generated output maximum 74kW (when 3 gas engines are operated) is used as henhouse power and the heat is changed into warm water by a waste heat boiler and used for washing eggs and floor heating for drying the manure. The gas engines are domestic products, featuring low cost and easy maintenance, and they are also economical because they do not need mixed firing fuel.
3. Integration test, continuous operation
As the demonstration testing, integration tests were conducted from October, 2007, and temperature and pressure loss characteristics of the gasification furnace, gas cooler, and temperature reducing tower were checked, and for the gas engines, power generating performance was checked. The lower heating value of the manure fuel is 9700kj/kg and that of the generated gas is 4110kj/Nm3, and the generated output is 29~30kW/unit without the need of mixed firing fuel. In the continuous operation, the gas cooler had the cooling pipes blocked due to dust and tar, and the induced draft fan decreased in capacity due to ammonium chloride, but the equipment was improved by changing the dimensions for the cooling pipes and the structural system for the induced draft fan.
4. Economy, profitability
The generated output was achieved as planned. As for the warm-water heat energy used for egg washing and fuel drying, the consumption in both cases did not reach the planned values. This is because the heat demand was estimated too large. It is necessary to investigate the utilization for washing packing trays, etc. in addition to the egg washing. We investigated effective utilization of residual ash due to gasification.
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