説明

粉砕機の運転方法

【課題】粉砕機を運転させたまま粉砕機内の清掃を低コストで効率よく行うこと。
【解決手段】製造燃焼設備100では、任意のタイミングで運転中の竪型ローラミル30内へのバイオマスの供給を停止し、竪型ローラミル30内のバイオマスの保有量がほぼゼロになった後ミルファン35の風量を絞り、風量がほぼゼロとなった後、そのままミルファン35の風量をほぼゼロにした状態で竪型ローラミル30の運転を継続する。運転を継続中に、ミルファン35の風量をほぼゼロに絞ってから、例えば5分〜10分の清掃運転時間が経過した後、ミルファン35の風量を元に戻し、竪型ローラミル30内へのバイオマスの供給を再開する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バイオマスが混合された混合物を粉砕して固体燃料を生成する粉砕機の運転方法に関し、さらに詳しくは運転中に粉砕機内のテーブル上のクリーニングを行うことができる粉砕機の運転方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、益々エネルギーの需要が増大し、また、地球環境問題への意識が高まっている状況に対応し、石炭等の化石燃料に代えて、微粉バイオマス燃料などの固体燃料を使用して燃焼を行うボイラやキルンなどの工業用炉に用いる燃焼装置(特許文献1参照)の開発が進められている。
【特許文献1】特開2005−48967号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
例えば、バイオマスを用いる場合、釘などの異物が含まれていることが多い。このため、上述した特許文献1に開示されているような燃焼装置が含まれる設備に備えられる粉砕機のテーブル上に、金属異物等が滞留して粉砕機の粉砕効率が低下したり、粉砕ローラやテーブルライナ等の磨耗が進行するおそれがある。よって、粉砕機の運転を停止して粉砕機内に入り、テーブル上の異物除去等の清掃を行うことが必要であり、粉砕機内の劣悪な環境下(熱い、粉塵多)での長時間作業を強いられる。また、粉砕機の停止時間が長くなり、生産量の低下を招く。このように、粉砕機が運転状態においては効率的に粉砕機内のテーブル上の清掃を行うことはできないという問題がある。
【0004】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、粉砕機を運転させたまま粉砕機内の清掃を低コストで効率よく行い、テーブル上の金属異物滞留による粉砕効率低下を防ぎ、また粉砕ローラやテーブルライナの磨耗進行を低減することができる粉砕機の運転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】
【0005】
上記目的を達成するため、本発明に係る粉砕機の運転方法は、バイオマスが混合された混合物を粉砕して固体燃料を生成する粉砕機の運転方法であって、前記粉砕機の運転中に任意のタイミングで該粉砕機内への前記混合物の投入を停止する投入停止工程と、前記投入停止工程にて前記混合物の投入を停止した後に前記粉砕機内の該混合物の保有量を検出する保有量検出工程と、前記保有量検出工程にて検出された前記混合物の保有量が所定量以下となった場合に、前記粉砕機内からの排出風量を絞る風量絞り工程と、前記風量絞り工程にて前記排出風量を絞ってから所定時間が経過したか否かを判断する時間経過判断工程と、前記時間経過判断工程にて前記所定時間が経過したと判断された場合に、前記風量絞り工程にて絞られた前記排出風量を元に戻すとともに、前記投入停止工程にて停止された前記粉砕機内への前記混合物の投入を再開する投入再開工程とを含むことを特徴とする。
【0006】
本発明に係る粉砕機の運転方法は、上記のように構成されることにより、粉砕機の運転中に混合物の投入を停止したまま粉砕機内の混合物の保有量が所定量以下となったときに、粉砕機内からの排出風量を絞ってから所定時間運転を継続(すなわち、テーブル等の駆動を継続)することで、粉砕機内の残存混合物を効果的に除去することができる。これにより、粉砕機を運転させたまま粉砕機内テーブル上の清掃を低コストで効率よく行うことができる。
【0007】
また、バイオマスは、木質バイオマスであるとよい。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、粉砕機を運転させたまま粉砕機内テーブル上の清掃を低コストで効率効率を高めることができる粉砕機の運転方法を提供することが可能となるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態に係る粉砕機の運転方法を詳細に説明する。
【0010】
図1は、本発明の一実施の形態に係る粉砕機の運転方法が適用された固体燃料の製造燃焼設備の全体構成の一例を説明するための説明図である。図1に示すように、製造燃焼設備100では、まず、例えばバイオマスを混合した固体燃料の材料となる混合物が、図示しないトラックなどから受入ホッパに投入される。ここで、バイオマスとは、建築廃材、森林の伐採木、バークなどの木質バイオマスや、籾殻、コーヒー粕などの食品バイオマスをいう。バイオマスは、単品および複数を混合した混合品を用いることができる。この中で、本発明においては木質バイオマスを好適に使用することができる。
【0011】
なお、混合物の投入に伴う受入ホッパ内の空気中の塵などは、図示しない集塵機により集塵される。
【0012】
そして、受入ホッパに投入された混合物は、図示しないスクリューフィーダによって所定の搬送速度で攪拌搬送されるとともにディスクスクリーンを介して混合物中の夾雑物が取り除かれた後に、図示しないベルトコンベアおよびスクリューフィーダを介して供給ホッパ11に投入され貯蔵される。
【0013】
なお、ディスクスクリーンから排出された混合物からは、さらにベルトコンベアによる搬送中に磁選機(図示せず)によって鉄片などの大きな磁性体が取り除かれる。尚、磁選機においては、特に小さな磁性体の完全な除去は難しく、それらは粉砕機に投入される。また、アルミニウムなどの非磁性体金属は除去されず、粉砕機に投入される。こうして供給ホッパ11に貯蔵された混合物は、供給フィーダ12を介して所定量ずつ計量ベルトコンベア13に排出され、さらにこの計量ベルトコンベア13によって定量が量られた上でダブルフラップゲート14を介して粉砕機である竪型ローラミル30に供給される。
【0014】
竪型ローラミル30では、投入された混合物がテーブル上に固定敷設されているテーブルライナ31およびミルローラ32間の磨砕作用によって細かく粉砕される。テーブルライナ31は、図示しない駆動モータによって、垂直方向に立設する回転軸を中心に円回転運動するように駆動される。ミルローラ32は、テーブルライナ31のライナ面にミルローラ32の側面が粉砕物を介して当接するように回転駆動される。この竪型ローラミル30内では、粉砕された混合物のうち、微粉化された軽量の粉体は竪型ローラミル30内に加圧ファン28によって供給される熱風Pにより上方へ空気搬送され、回転分級機33によって粒子径や密度、形状などに基づき区別されて固体燃料としてミルファン35により吸い出されて(排出されて)粉体分離器であるサイクロン34に供給される。
【0015】
なお、竪型ミルローラ30内では、バルブユニット25、ローラ加圧ポンプ26およびオイルユニット27によって、ミルローラ32のテーブルライナ31への押圧力(加圧力)が調整される。この圧力は、圧力計24によって逐次モニタリングされる。
【0016】
サイクロン34では、空気搬送された固体燃料が空気と分離され、分離された空気はミルファン35によってバグフィルタ40に供給されて、粉塵などが除去された後に図示しない環境設備へ送られるとともに、一部が加圧ファン28の排気側に送られる。なお、ミルファン35は、例えば流体継手36を介して動力接続された駆動モータ37により駆動される。
【0017】
一方、サイクロン34内で空気と分離された固体燃料(バイオマス粉)は、下方に落下して搬送ブロア29により分配器39に送られた後、燃焼ボイラ41に備えられた図示しない燃焼バーナの数に応じて分配され、燃焼ボイラ41内で燃料として利用される。
【0018】
なお、バグフィルタ40にて除去された粉塵は、フィーダ42によってサイクロン34からの固体燃料と合わせて分配器39に送られ、上述した固体燃料として利用される。また、本例の製造燃焼設備100では、分配器39を介して分配された固体燃料に対して、さらに微粉炭が混合されて燃焼ボイラ41にて燃料として利用される。
【0019】
燃焼ボイラ41内の排気ガスSは、燃焼ボイラ41から排出され、その一部が熱ガスサイクロン38に供給され、この熱ガスサイクロン38にて熱風Pと煤塵とに分離され、分離された煤塵は図示しない環境設備へ送られるとともに、熱風Pは竪型ローラミル30内に供給される。したがって、本例の製造燃焼設備100においては、竪型ローラミル30内では、バイオマスが細かく粉砕されるだけではなく、加圧ファン28からの熱風Pにより十分に乾燥される。
【0020】
次に、このように構成された製造燃焼設備100の竪型ローラミル30の清掃運転処理について説明する。図2は、この製造燃焼設備100の竪型ローラミル30の清掃運転処理手順の例を示すフローチャートである。なお、既に説明した部分と重複する箇所には同一の符号を付して説明を省略する場合があることとし、ここでは、説明を簡単にするため、本発明に特に関わる処理以外は、説明を省略している場合があるものとする。また、ここでは、竪型ローラミル30に供給される混合物を特に木屑として説明する。
【0021】
図2に示すように、まず、竪型ローラミル30の清掃を行う任意のタイミングで運転中の竪型ローラミル30内への木屑の供給を停止する(ステップS101)。次に、竪型ローラミル30内の木屑の保有量がほぼゼロになるまで待って(ステップS102のN)、保有量がほぼゼロになった場合は(ステップS102のY)、ミルファン35の風量を絞る(ステップS103)。
【0022】
ここで、ミルファン35の風量がほぼゼロとなったか否かを判断し(ステップS104)、風量がほぼゼロとなっていないと判断した場合は(ステップS104のN)、ステップS103に移行してミルファン35の風量を絞る。風量がほぼゼロとなったと判断した場合は(ステップS104のY)、そのままミルファン35の風量をほぼゼロにした状態で竪型ローラミル30の運転を継続する。
【0023】
そして、運転を継続中に、ミルファン35の風量をほぼゼロに絞ってから、例えばあらかじめ設定された所定時間としての5分〜10分の清掃運転時間が経過したか否かを判断し(ステップS105)、清掃運転時間が経過するまで待って(ステップS105のN)、清掃運転時間が経過した場合は(ステップS105のY)、ミルファン35の風量を元に戻し(ステップS106)、竪型ローラミル30内への木屑の供給を再開して(ステップS107)、本フローチャートによる一連の清掃運転処理を終了する。
【0024】
このような清掃運転処理を行うことによって、竪型ローラミル30内に滞留している金属粒などの異物(特に、テーブルライナ31のライナ面上に残留している異物)を効率よく除去することが可能となる。また、竪型ローラミル30の運転を継続したまま効果的に内部の異物を除去することができるので、低コストで運用することができる。
【0025】
なお、上記清掃運転処理においては、具体的には次のような操作がプログラムにより自動的に行われる。まず、上記ステップS101での木屑供給停止に係る処理では、供給フィーダ12を停止してミル差圧(供給風圧力と排出風圧力の差)を下げるとともに、ミル出口温度の上昇を抑えるため、加圧ファン入口ダンパ18を全閉状態にする。また、これとともに、計量ベルトコンベア13を停止してダブルフラップゲート14を停止する。
【0026】
次に、上記ステップS102での木屑保有量およびS103、S104でのミルファン35の風量に関する処理では、例えば搬送ブロア29のバイオマス粉の搬送圧力が低下して例えば8.5kPaまで下がったか否かを搬送圧力計20にて確認し、操作前のすくい管21の位置(MV値)を記憶しておいた上で流体継手36の出力を0%にする。また、これとともに、ミルファン入口ダンパ22の開度を5%にし、風量計23にて排出風量を10kNm/hにする。
【0027】
そして、上記ステップS105での所定時間経過判断に係る処理では、例えば清掃運転時間として5分間運転状態で待機し、木粉ミルパイライト15より金属粒を排出する。このとき、ミル出口温度計16にてミル出口温度またはバグフィルタ温度計17にてバグフィルタ温度が上昇する場合は、パイライトゲート15を開放する。
【0028】
最後に、上記ステップS106での木屑供給再開に係る処理では、流体継手36を操作前のすくい管21の位置(MV値)に戻す。
【0029】
これとともに、例えば回転分級機33の回転数を1,700rpmにし、ミルローラ32の押圧力を圧力計24にて3.5kPaになるようにして、排出風量を風量計23にて67kNm/hとなるように設定する。そして、ダブルフラップゲート14および計量ベルトコンベア13を稼働させるとともに、供給フィーダ12を稼働させ、木屑供給量MV値が10%となるように投入を再開する。なお、上記各数値等のデータは、本例の製造燃焼設備100に適したデータであるため、設備規模や運転条件等が変わった場合は適宜変更される。
【0030】
このように製造燃焼設備100の稼働中に竪型ローラミル30を運転することにより、本出願人は次のような結果を得ることができた。表1は、本出願人が行ったクリーニング実施前後の竪型ローラミル30の運転状況を示すものである。
【0031】
尚、竪型ローラミル30の粉砕能力は13t/hである。また、バイオマスとしては建設廃材(水分13〜35%見かけ比重0.18〜0.23t/m3)を使用した。
【0032】
【表1】

【0033】
また、表2は、クリーニング実施前後の竪型ローラミル30の電力に関する運転状況を示すものである。
【0034】
【表2】

【0035】
このように、表1および表2においては、クリーニング実施前後の効果は、ミル差圧(竪型ローラミル30の入口側と排出側の圧力差)に最も顕著に表れている。クリーニングを実施することにより、ミル差圧は平均で約21%も減少している(すなわち、ミル内での木粉保有量が減少し、粉砕が効率よくおこなわれていることを示している)。また、絶乾粉砕量(絶対乾燥時における粉砕量)は平均で約15%の増加(すなわち、粉砕効率が向上)し、電力原単位(合計)は平均で約14%減少(すなわち、節電)することが分かった。
【0036】
さらに、クリーニングを実施することによる竪型ローラミル30のテーブルライナ31およびミルローラ32の磨耗低減効果を示すものとして、クリーニング実施前後のテーブルライナ31の磨耗状況測定結果を表3に示す。
【0037】
【表3】

【0038】
この表3において、計測箇所A,B,C,Dは、テーブルライナ31のライナ面の任意の箇所を表している。これによると、テーブルライナ31の磨耗は平均磨耗原単位で約40%も減少している(すなわち、クリーニングを実施することにより磨耗を抑えることができる)。
【0039】
以上述べたように、本実施の形態に係る粉砕機の運転方法によれば、竪型ローラミル30を運転させたまま内部のテーブル上の清掃を低コストで効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】本発明の一実施の形態に係る粉砕機の運転方法が適用された固体燃料の製造燃焼設備の全体構成の一例を説明するための説明図である。
【図2】同製造燃焼設備100の竪型ローラミル30の清掃運転処理手順の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【0041】
11…供給ホッパ、12…供給フィーダ、13…計量ベルトコンベア、14…ダブルフラップゲート、15…パイライトゲート、16…ミル出口温度計、17…バグフィルタ温度計、18…加圧ファン入口ダンパ、19…リサイクルダンパ、20…搬送圧力計、21…すくい管、22…ミルファン入口ダンパ、23…風量計、24…圧力計、25…バルブユニット、26…ローラ加圧ポンプ、27…オイルユニット、28…加圧ファン、29…搬送ブロア、30…竪型ローラミル、31…テーブル及びテーブルライナ、32…ミルローラ、33…回転分級機、34…サイクロン、35…ミルファン、36…流体継手、37…駆動モータ、38…熱ガスサイクロン、39…分配器、40…バグフィルタ、41…燃焼ボイラ、42…フィーダ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
バイオマスが混合された混合物を粉砕して固体燃料を生成する粉砕機の運転方法であって、
前記粉砕機の運転中に任意のタイミングで該粉砕機内への前記混合物の投入を停止する投入停止工程と、
前記投入停止工程にて前記混合物の投入を停止した後に前記粉砕機内の該混合物の保有量を検出する保有量検出工程と、
前記保有量検出工程にて検出された前記混合物の保有量が所定量以下となった場合に、前記粉砕機内からの排出風量を絞る風量絞り工程と、
前記風量絞り工程にて前記排出風量を絞ってから所定時間が経過したか否かを判断する時間経過判断工程と、
前記時間経過判断工程にて前記所定時間が経過したと判断された場合に、前記風量絞り工程にて絞られた前記排出風量を元に戻すとともに、前記投入停止工程にて停止された前記粉砕機内への前記混合物の投入を再開する投入再開工程とを含む
ことを特徴とする粉砕機の運転方法。
【請求項2】
前記バイオマスは、木質バイオマスであることを特徴とする請求項1記載の粉砕機の運転方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate


【公開番号】特開2009−219964(P2009−219964A)
【公開日】平成21年10月1日(2009.10.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−65230(P2008−65230)
【出願日】平成20年3月14日(2008.3.14)
【出願人】(000000206)宇部興産株式会社 (2,022)
【Fターム(参考)】