バイオマス燃焼灰の有効利用を目的とした固形燃料製造に関する研究

摘要

地域で産出されるバイオマス資源を活用して，物質やエネルギーを循環させる持続可能な地域社会構築の必要性が提唱されて久しい．この理念のもと，木質バイオマス固形燃料の燃焼灰を，育苗育林のための肥料やコンクリート材への適用などに利用する提案がなされている．これらに共通する課題のひとつに，燃焼灰の溶融化があり，上記用途への支障の他，燃焼機器の安全性や信頼性に大きな影響を与えることなどが指摘されている．このため，燃焼灰溶融化のメカニズム解明し，抑制や防止に向けた様々な取り組みがなされている．バイオコークスは，バイオマスの半炭化前温度領域における圧密化によって得られる極めて高硬度の石炭コークス代替燃料である．圧密化によって原料が持つ真比重まで高められたことで，燃焼中の燃料内部への酸素供給が制限され，燃焼灰がその溶融温度に到達しないという特徴を有する．また，高密度な木質ペレットほど着火しにくく発熱速度が遅いという研究結果も，バイオコークスは燃焼による灰溶融が起きにくいことを示唆している．ただし，これまでに製造されたバイオコークスは，石炭コークス代替を目的として開発された経緯から，プリケツト程度の太さであるために，市販されている木質ペレット燃焼機器で使用することができない．そこで，市販の木質ペレット焚き家庭用ストーブに適合する寸法の小径バイオコークスを製造し，燃焼灰溶融化のメカニズム解明や燃焼灰の有効活用に向けた研究に取り組hでいる．本研究は，この取り組みの中で課題となった小径バイオコークスの製造能力を向上させる方策に取り組むものである．