バイオマス・廃棄物燃料の発熱量評価

(1)

【論文】

バイオマス・廃棄物燃料の発熱量評価

Evaluation of Calorific Value of Biomass Fuel and Waste Fuel

森田慎一

_{羽二生稔大}

_山田貴延

_高井和紀

_早水庸隆

_権田岳

堀部明彦

_春木直人

Shin-ichi Morita, Toshihiro Haniu, Takanobu Yamada, Kazunori Takai, Yasutaka Hayamizu,

Takeshi Gonda, Akihiko Horibe, and Naoto Haruki

本研究は，断熱式発熱量測定装置を用い，農業用途を想定するバイオマス・廃棄物燃料の発熱量を評価した結果を示すものである．我が国においては，寒冷期に農作物の生育遅延または不能となるため，施設栽培農業においても冬期の出荷が抑制される．寒冷期の出荷実現を目指す農家は，近郊で得られる様々なバイオマス・廃棄物燃料燃料を施設栽培用燃料に活用したい要望があるが，農業用燃焼暖房器に使用することで営農が成り立つか否か見極める必要がある．しかしながら，この種の燃料の発熱量データは稀少であり，設計が困難であることが未利用燃料の利用普及を妨げている．本報は，針葉樹，広葉樹，木炭，竹，家畜糞堆肥，エンジンオイルフィルターおよびコンデンサー用セパレータ紙廃棄物の発熱量測定結果を示し，燃料の多様化につながる実用資料を提供するものである．

This study shows the evaluation results of the calorific value of biomass fuel and waste fuel. The

calorific value is measured by using an adiabatic type calorimeter. In the case of farming in Japan, even

in the case of farming with in-greenhouse cultivation, the amount of shipments is suppressed by the

inability or delay of growth of agricultural crops in winter. Farmers can obtain a variety of biomass

fuels and waste fuels from nearby locations and want to determine if these various fuels can be used in

combustion heaters. However, there are few the calorific value data of these fuel, so that it is difficult

to estimate the usage and storage amount. The lack of data hinders the widespread use and utilization

of these unused resources.

This paper presents the results of measuring the calorific value of coniferous,

hardwood, charcoal, bamboo, livestock manure compost as biomass fuel, engine oil filters and separator

paper waste for condensers as waste fuel, and provides practical data for fuel diversification.

[Keywords: calorific value, bulk density, plant fuel, livestock excrement fuel, waste fuel]

ｌ．はじめにバイオマス燃料利用は，バイオマス利用推進基本法 (2009)[1]の施行により，家畜排せつ物，食品廃棄物，木質バイオマス燃料など_{[2]をガス燃料化利用するなど，各地} で多くの事例が見られる．施設設備建設のために大きな初期投資を要すこれらの取組は，農業者の協同組織や公共団体などが主体となって進められ，未利用エネルギー活用と地域の廃棄物の循環利用推進に有効である．電気事業者による再生可能エネルギー電気の調達に関する特別措置法_{[3]に基づく再生可能エネルギー固定価格} 買取制度（_{FIT 制度: Feed-in Tariff，2012 年制定，2017 年} 改定）は，間伐材など未利用資源の大きな需要を生み出している．木質燃料は，含有水分量により大きく発熱量が変動し，燃料価格に水分量を反映（基準1.0：50mass%，1.2 倍：_{40mass%以下，1.5 倍：30mass%以下，1.8 倍：20mass%} 以下）する岡山県_{[1]などの例がある．この制度における} 調達価格は，発熱量（_{1kWh）当りで決められており，嵩} 密度が小さい木材チップの輸送コスト低減のため，体積当り発熱量の増加が望まれる．一方，農業分野では，多様な燃料に対応可能な燃焼室を持つボイラを開発し，前述のガス化および発電事業の供給量に満たない未利用燃料資源を活用する動きがある． * 北見工大工学部機械電気系，〒090-8507 北見市公園町 165.

Div. of Mechanical and Electrical Eng., Fac. of Eng., Kitami Institute of Tech., 165 Koen-cho, Kitami-shi, Hokkaido 090-8507. E-mail: [email protected]

** 米子高専機械工学科，〒683-8502 米子市彦名町 4448. Dept. of Mech. Eng., National Inst. of Tech., Yonago College, 4448, hikona-cyo, Yonago-shi, Tottori 683-8502.

*** 岡山大学大学院，〒700-8530 岡山市津島中 3-1-1. Graduate School of Natural Science and Tech., Okayama Univ.,

3-1-1, Tsushimanaka, Kita-ku, Okayama-shi, Okayama 700-8530. **** 岡山県立大学，〒719-1197 岡山県総社市窪木 111. Okayama Pref. Univ., 111 Kuboki, Soja-shi, Okayama, 719-1197.

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すなわち，農家が個別入手可能な木材や廃棄物などを活用し，寒冷期栽培用の燃料とするものである．これらのバイオマス・廃棄物燃料は，発熱量データが稀少で施設温調設計のための基礎資料が十分とは言えない．本論文は，農業施設栽培暖房に用いることを想定し，バイオマス・リサイクル燃料の発熱量を測定した結果を示すものである．木質系燃料に関しては，木材および木炭燃料の嵩密度を測定し，燃料輸送の検討に有用な体積当り発熱量の評価結果を示す．家畜糞堆肥燃料は，不燃残渣を除く，一般に利用可能な発熱量を報告する．廃棄物（リサイクル）燃料は，エンジンオイルフィルターおよびコンデンサー用セパレータ紙廃棄物を試料とし，新規燃料として利用するための基礎資料を提供する．２．測定原理および測定装置２.１測定試料表1 は，発熱量測定に用いた，バイオマス・廃棄物燃料試料一覧である．試料は，_{(1) 木炭（杉），(2) 木炭（広葉} 樹），_{(3) 杉，(4) 広葉樹，(5) 竹，(6) 混合糞堆肥（豚} 50mass%，鶏 25mass%，牛 25mass%），(7) 牛糞堆肥，(8) 鶏糞堆肥，(9) エンジンオイルフィルター，(10) コンデンサー用セパレータ紙である．No. (11) ～ (14)は，比較参照値_{[4]である(11) 食用油，(12) ひまし油， (13) A 重油，(14)} 灯油である．_{No. (1) ～ (4)試料は，輸送熱量評価のため，} 体積当り発熱量の評価を行った．図_{1 は，植物系のバイオマス燃料試料として採用し} た，(1) 木炭（杉），(2) 木炭（広葉樹），(3) 杉，(4) 広葉樹および_{(5) 竹の外観写真を示したものである．(3) 杉} および_{(4) 広葉樹は，伐採後に粉砕処理された，気乾状態} である．(1) 木炭（杉）と(2) 木炭（広葉樹）は，(3) 杉と (4) 広葉樹をそれぞれ炭化したものであり，木炭となっても粉砕処理後の形状をなしている．_{(5) 竹は，伐採の後} に粉砕処理した気乾状態のものであるが，繊維質が強く粉砕方法が異なるため木材チップとは異なる形状である．図2 は，家畜由来のバイオマス燃料である，(6)混合糞堆肥（豚_{50mass%，鶏 25mass%，牛 25mass%），(7)牛糞} 堆肥および(8)鶏糞堆肥の外観写真を示したものである．家畜堆肥は，家畜糞を約_{10 ヶ月かけて屋根付屋外乾燥場} で乾燥（発酵）などさせるため，砂などの不燃成分が含ま

(1) Charcoal: Cedar (2) Charcoal: Hardwood

(3) Wood chip: Cedar (4) Wood chip: Hardwood

(5) Bamboo chip

Fig.1 Biomass fuel (Plant)

5mm 5mm

5mm

5mm 5mm

(6) Mixed manure compost Unburned residue of (6)

(7) Manure comp.: Cow (8) Manure comp.:Chicken

Fig. 2 Biomass fuel (Animal manure compost)

5mm 5mm

5mm 1mm

Table 1 Biomass and waste fuel samples

Classification No. Fuel sample

(1) Charcoal: Cedar (2) Charcoal: Hardwood (3) Wood chip: Cedar (4) Wood chip:Hardwood Biomass fuel (5) Bamboo

(6) Mixed manure compost: _{Cow50Pig25Chicken25mass%} (7) Manure compost: Cow (8) Manure compost: Chicken (9) Engine oil filter

Waste fuel (10) Separator paper scraps for capacitor (11) Cooking oil: Rapeseed [4] (12) Castor oil [4]

Fossil fuel (13) Heavy oil A [4] (14) Kerosene [4]

Calorific value per volume

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れている．図中には，発熱量測定後に燃え残った物質の外観写真を示してあり，燃焼中に溶けて球形となったガラス成分が観察できる．家畜バイオマス燃料の発熱量は，不燃成分含有量の影響が大きいため，燃え残り成分を考慮した発熱量評価を行った．図_{3 は，廃棄物燃料試料として発熱量測定に用いられ} た，(9) エンジンオイルフィルター，(10) コンデンサー用セパレータ紙廃棄物の外観写真である．_{(9) エンジンオ} イルフィルターの写真は，回収物を_{5mm 幅に切断したも} のであり，エンジンオイルが染み込んでいるため黒色である．_{(10)の廃棄物は，コンデンサー内の陰陽極を絶縁す} る用途に用いられるセパレータ紙であり，製造時に発生する端材廃棄物である．コンデンサー用セパレータ紙は，発熱量測定後に燃え残りがあり，不燃成分が含まれる．本研究の発熱量測定試料は，大気圧下で温度28℃，相対湿度 _{30～40%に設定した乾燥庫内で水分蒸発させ，試} 料質量の減少変化がなくなるまで乾燥処理を施した．図4 は，杉および広葉樹の乾燥過程における質量変化を，_{3 回} 測定した平均値で示したものである．木質チップ燃料は， 48 時間以降に質量変化が無くなり，大気中の湿度と平衡する気乾状態となる．本研究で用いた間伐材チップは，気乾状態に達した時に杉で8.0g，広葉樹で 8.8g の質量が減少していることから，採取直後にそれぞれ _{40.0 mass%，} 44.0 mass%の水分が含有されていたと考えられる．発熱量測定に用いる燃料試料は，乾燥庫にて気乾状態とし，粉砕器を用いて長辺長さ_{2mm 以下に微細化し，発} 熱量の測定に用いた．２.２発熱量測定図5 は，発熱量測定実験装置（B 型燃研式熱量計：㈱吉田製作所）の概略を示したものである．装置は，燃焼容器であるボンベ，内筒，外槽，撹拌棒，水温測定用温度計より構成される．発熱量の測定は，以下の手順で行われた． 1) 点火線 1 本および測定試料（または安息香酸錠剤）の質量を電子天秤（A&D FX-120i，秤量 120g，最少計測量_{0.001g）にて測定し記録する．} 2) 測定試料（または安息香酸錠剤）を試料皿に載せ，点火線を試料に設置し両端を電極に接続する． 3) 燃焼容器の蓋を閉じて密閉し，導入口から酸素を 3MPa 封入する． 4) 温度調節した水 2100g を内筒に入れ，燃焼容器を内筒の中にセットする．電子天秤（_{A&D GP-12k，秤量 12kg，} 精度_{±1g：秤量時）にて測定し記録する．} 5) 内筒を中間筒内にセットし，点火用電極を燃焼容器蓋に取り付け，中間筒蓋を閉じて密閉する． 6) 中間筒を外槽の中にセットし，オーバーフロー口に達するまで外槽内に給水する． 7) 外槽のアクリル割蓋を固定し，内筒攪拌機を挿入セットし，モーター駆動により撹拌を開始する． 8) 内筒と外槽それぞれに温度計（testo735＋Pt プローブ，精度：±0.05℃）を挿入セットする．

Fig. 5 Schematic diagram of calorimeter

(9) Engine oil filter: Cutting sample

(10) Separator paper scrap

Fig. 3 Waste fuel

5mm

Fig. 4 Time variation of wood mass in drying process

20.0 13.4 12.0 12.0 20.0 11.7 _11.2 _11.2 5 10 15 20 25 0 24 48 72 M ass o f w oo d fu el [g ]

Drying time [hour]

Cedar chip Hardwood chip

Ave. data from 3 measurements Dry under atmos. pressure at 28℃, Rh.30-40%

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9) 外槽内と内槽内水温を±0.3K 以内に調節する． 10) 10 分経過後，内筒の水温を 1 分毎に 3 回計測して同一温度となったら，点火前初期温度t1とし記録する． 11) 点火スイッチを押し，着火による内筒内水温上昇を確認する． 12) 湯槽から外槽へ熱湯を導入操作し，±0.1K 以内で内筒水温上昇に外槽水温を追随させる． 13) 内筒水温上昇が停止する頃，内筒と外槽水温の温度差を_{±1K 以内に合わせて，数分間撹拌を継続する．} 14) 1 分毎に 3 回内筒内水の温度を読み，3 回同一の値となったら最高温度t2として記録する．発熱量Q [kJ/kg]は，点火線及び鴈皮紙の補正値 L [kJ]， 試料の質量Ms [kg]，実験前後の内筒水温度 t1，t2 [°C]，安息香酸を試料として同装置により得られる温度上昇当りの熱量W [kJ/K]，内筒水の温度上昇に要する熱量 w [kJ/K] を用いてEq.(1) ~ (4)より求める． Q = { (W+w)(t2− t1) − L} M⁄ (1) s L =Q_P×MP+Q_N×MN (2) W= (Qa×Ma+L') (t⁄ 2' − t1')− w (3) L' =Q_P×MP'+QN×MN' (4) 補正値L，L’は，Qp：鴈皮紙の発熱量(=15070J/g)，Mp，M’p：鴈皮紙の質量_[g]，QN：点火線（純ニッケル）発熱量 (=3244J/g)，MN，M’N：燃焼した点火線質量[g]より求める．安息香酸試料を用いて得られる温度上昇当り熱量 W [kJ/K]は，Qa：安息香酸総発熱量(=26456 J/g), Ma：安息香酸の質量_{[g]により計算される．安息香酸錠剤は，熱量規格} JIS K 8001 の熱量標準用安息香酸（一般財団法人日本エネルギー学会）であり，_{70℃〜80℃の乾燥器内で 2 時間以} 上乾燥するかシリカゲル入りのデシケータ内で_{48 時間以} 上乾燥後に約 1.0g の錠剤にした物を使用した．W [kJ/K] は，安息香酸錠剤試料を用いて手順1)～14)により得られる値であり，測定対象物の発熱量算定に用いられる．本研究の発熱量測定は，市販装置を用いているが，高精度温度プローブ（手順_{8））を用いて，外槽水温の内筒水温上昇} 追随をJIS 規格（±0.3K）よりも高精度の±0.1K 以内（手順 12））に設定した．よって，実験中の熱侵入による影響は，外槽水温を内筒水温上昇の±_{0.1K 以内で追随（手} 順_{12））させるため，温度差 0.1K（測定時間 10 分）とし} ても発熱量への影響は±_{0.4%以内と考えられる．測定さ} れる発熱量は，総発熱量（高位発熱量）であり，各試料について_{3 回行われた測定の平均値を用いて評価される．} ２.３嵩密度測定嵩密度は，一定体積内に振動等によって固く充填するかため嵩密度と軽く充填するゆるみ嵩密度がある．本報では，木材と木炭の体積当りの発熱量を比較評価するにあたり，輸送時の嵩密度が過大にならないようゆるみ嵩密度（疎充填密度）を採用した．図6 は，ゆるみ嵩密度（疎充填密度）測定方法[5]を示したものである．測定試料は，ホッパーを用いて内直径 50mm，高さ 51mm，厚さ 2mm のアクリル製容器に投入され，容器上面からあふれた部分をアクリル板ですり切り体積を固定する．ゆるみ嵩密度は，電子天秤（_A&D FX-120i，秤量 120g，最少計測量 0.001g）を用いて測定される質量からアクリル容器分（_{92.18g）を差し引いた質量を，} アクリル容器容量（100.1ml）で割り求める．３．測定結果および検討３.１植物系バイオマス燃料の発熱量評価３.１.１木炭および木質系燃料の嵩密度表2 は，杉および広葉樹の測定されたゆるみ嵩密度の 3 回測定された平均値を，木材チップおよび木炭について示したものである．同表には，参考として採取直後の木材チップ（含水状態）のゆるみ嵩密度の値および含水量を示してある．広葉樹の密度は，_{500～900 kg/m}3_{であり，針葉} 樹の密度300～500 kg/m3 よりも一般的に高い．気乾状態での杉（針葉樹）の密度は_{380±80 kg/m}3_{（±21.1%）で} あり，広葉樹の平均密度は570±150 kg/m3_{（±26.3%）[6]} である．木材の文献値密度は，気乾状態であってもとりうる範囲が大きく，発熱量が影響する設計において注意を

Fig. 6 Schematic diagram explaining the loose bulk

density measurement method

→Cut flat→

Measure the mass of sparse filling sample

2 φ50

51

Acrylic vessel Hopper

(5)

要する．広葉樹木材チップのゆるみ嵩密度は，主に木材密度と粉砕後形状による充填構造の違いにより，杉木材チップよりも約 _{11%高い値であった．同原料を炭化処理し} た木炭のゆるみ嵩密度は，木材チップの値に対し，杉では約43%，広葉樹では約58%の増加となる結果が得られた．

Table. 2 Loose bulk density of wood chips and charcoal

Cedar [kg/m3_] _{Hardwood [kg/m}3_]

Wood chips Ave. 1

st_84.59 _Ave. ₁st_94.65 83.92 2nd_84.04 _93.94 ₂nd_94.38 3rd_83.12 ₃rd_92.78 Charcoal Ave. 1 st_{121.12 Ave.} ₁st_149.54 120.2 2nd_{120.23 148.2 2}nd_147.97 3rd_119.17 ₃rd_147.16 Collected moist wood chips: as reference 143.7 :Water contains 40.3 mass% 150.8 :Water contains 44.0 mass% 図7 は，杉および広葉樹の木炭，気乾状態の木材および採取直後の木材チップの，ゆるみ嵩密度の _{3 回の測定値} を平均して測定最大・最小値のエラーバーと共に示したものである．杉と広葉樹のゆるみ嵩密度は，採取直後の木材チップを気乾状態化でそれぞれ_{0.58，0.62 倍となる．乾} 燥前後値の変化からゆるみ嵩密度当りの含水割合は，杉 41.6mass% （ =(143.7g-83.9g)/143.7g × 100 ），広葉樹 37.7mass%（=(150.8g-93.9g)/150.8g×100）であった．気乾木材チップは，木炭化処理により，ゆるみ嵩密度が杉1.43 倍，広葉樹_{1.58 倍となることが見て取れる．} ３_{.１.２木炭，木材および竹の発熱量} 図8 は，杉および広葉樹の木炭，気乾状態の木材および採取直後の木材チップの発熱量測定結果を示したものである．木炭および木材チップの発熱量は，3 回測定した総（高位）発熱量の平均値を測定最大（広葉樹木炭_+4.6%）・最小値（竹_{-4.2%）のエラーバーと共に示したものである．} 同図には，水分質量割合分の発熱量を差し引き，採取直後の木材チップに相当する総（高位）発熱量も示してある．採取直後の木材は，前述の通り質量の約_{4 割を水分が占} め，発熱量は杉で_{10.9 MJ/kg，広葉樹で 10.6 MJ/kg であ} る．採取直後の木材チップは，実際に電力会社へ供給されるものであり，気乾状態にすることで杉および広葉樹の発熱量がそれぞれ1.68 倍および 1.78 倍となる．気乾木材チップは，木炭化することで，さらに杉1.48 倍，広葉樹 1.50 倍に発熱量を増加できる．成長が早くバイオマス燃料として期待される竹の発熱量は，気乾木材の約_{9 割で} ある_{16.9MJ/kg であった．} ３．１．３木炭および木質系３_{.１.３燃料の体積当り発熱量} 図9 は，ゆるみ嵩密度の測定結果を用いて，杉および広葉樹の木炭，気乾状態の木材および採取直後の木材チップの体積当りの発熱量を測定最大・最小値のエラーバーと共に示したものである．杉と広葉樹の体積当り発熱量は，採取直後の木材チップを乾燥させてそれぞれ _1.67， 1.79 倍となり，さらに気乾木材チップの木炭化で 2.12， 2.36 倍に高めることができる．３.２家畜由来バイオマス燃料の発熱量評価図_{10 は，家畜糞堆肥燃料としての混合糞堆肥（豚 50，} 143.7 83.9 120.2 150.8 93.9 148.2 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Wet wood Dried wood Bamboo

Loos e bul k de ns ity ρb [kg/ m

3] Water content per bulk _{density [mass%]} Cedar Hardwood 41.6 37.7 ×0.58 ×0.62 ×1.43 ×1.58 10.9 18.3 _16.9 27.1 10.6 18.9 28.3 0 5 10 15 20 25 30

Wet wood Dried wood Bamboo Charcoal

Ca lo rif ic v alu e Q [MJ/k g] Cedar Hardwood Water content [mass%] 40.3 44.0 ×1.68 ×1.78 ×1.48 ×1.50 918 1533 3257 992 1775 4190 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000

Wet wood Dried wood Bamboo

Ca lo rif ic v alu e / v ol. Qv [M J/m 3] _Cedar _Hardwood

Water content per bulk density [mass%]

41.6 37.7

×1.67 ×1.79

×2.12 ×2.36

Fig. 7 Loose bulk density of charcoal and wood fuel

Fig. 8 Ave. calorific value of charcoal and wood fuel

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牛_{25，鶏 25mass%），牛糞堆肥および鶏糞堆肥の，3 回測} 定された発熱量の平均値を測定最大（混合糞堆肥+1.8%）・最小値（混合糞堆肥_{-1.2%）のエラーバーと共に示したも} のである．図中には，燃え残り成分の含有質量割合と共に，不燃含有物除く場合の発熱量を合わせて表示してある．糞堆肥燃料の発熱量は，混合糞堆肥（豚 _{50，牛 25，鶏} 25mass%）15.3MJ/kg，牛糞堆肥 14.2MJ/kg，および鶏糞堆肥_{16.0MJ/kg であったが，それぞれ 9.2，12.7，13.5mass%} の燃え残り成分が観測された．糞堆肥燃料自体の発熱量は，不燃含有物を除き混合糞堆肥（豚50，牛 25，鶏 25mass%） 16.8MJ/kg，牛糞堆肥 16.2MJ/kg および鶏糞堆肥 18.5MJ/kg であった．豚糞堆肥燃料の発熱量は，これら発熱量測定結果から推算すると_{16.3MJ/kg となり，ほぼ牛糞堆肥燃料と} 同等である．鶏糞堆肥燃料は，悪臭が強く一般的に安価であるが，その発熱量は豚および牛糞堆肥燃料よりも約 14%高い．３_{.３廃棄物燃料の発熱量評価} 図_{11 は，廃棄物燃料としてのエンジンオイルフィルタ} ーおよびコンデンサー用セパレータ紙廃棄物の 3 回測定された発熱量の平均値を，食用油，ひまし油，_{A 重油，} 灯油の既報告値_{[4]とともに示したものである．廃棄物燃} 料の発熱量は，測定された最大（コンデンサー用セパレータ紙廃棄物_{+3.5%）・最小値（コンデンサー用セパレータ} 紙廃棄物 -2.1%）のエラーバーと共に表示してある．エンジンオイルフィルターの発熱量は，本研究で測定された試料で最も高い_{32.4MJ/kg であり，ひまし油よりも高く食} 用油よりも低い値となった．廃棄物であるエンジンオイルフィルターは，発熱量が高いため一時的に火力を増大する用途に適しており，温度調節を行うための添加燃料として有用であると考えられる．コンデンサー用セパレータ紙廃棄物は，測定試料中最も低い値であると共に不燃成分が多く含まれ，燃料として採用する場合に注意を要する．４．結論バイオマス・廃棄物燃料の発熱量測定・評価を行い，以下の結論が得られた．なお，図_{12 と表 3 は，得られた発} 熱量データをまとめて示すものである．１．植物系バイオマス燃料として，木炭，木材および竹の 16.8 _16.2 18.5 15.3 _14.2 16 9.18 12.7 13.5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 5 10 15 20 25 30 Manure compost: Pig50 Cow25 Chicken25 mass% (6) M. compost:

Cow (7) M. compost: Chicken (8)

In co m bu sitib le in clu sio n [m ass %] A ver ag ed ca lo rif ic valu Q [MJ /k

g] Without incombustible inclusion

With incombustible inclusion Incombustible inclusion [mass%]

32.4 14.4 39.6 29.3 46.2 45.7 11.2 22.2mass% 0 10 20 30 40 50 60 70 0 10 20 30 40 50 60 70 In co m bu sitib le in clu sio n [m ass %] A ver ag ed ca lo rif ic valu Q [MJ /k

g] Without incombustible inclusion

With incombustible inclusion Incombustible inclusion [mass%]

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 A ve ra ge d ca lo rif ic va lu Q [M

J/kg] Without incombustible inclusion_{With incombustible inclusion}

Fig. 10 Ave. calorific value of manure compost fuel

Fig. 11 Ave. calorific value of waste fuel

(7)

発熱量を示した．さらに，木炭および木材燃料のゆるみ嵩密度から，気乾木材チップの体積当り発熱量が木炭化で杉_{2.12 倍，広葉樹 2.36 倍に高まることが明らかとなった．} ２．家畜堆肥燃料の発熱量測定が行われ，燃え残り残渣を除く，設計に有用なデータが得られた．３．エンジンオイルフィルターおよびコンデンサー用セパレータ紙廃棄物を燃料として使用する際に基準となる発熱量の評価結果が示された． [謝辞] 本研究は，平成 31 年度鳥取県環境学術研究等振 興事業の助成を受けたものです．試料を提供いただいた，松原産業有限会社松原剛氏に対して謝意を表します．

NOMENCLATURE

L

: correction value of tissue paper and nickel wire, kJ

L’ : correction value of incombustible residue, kJ

M : mass, kg

Q : calorific value, kJ/kg

Q

v

: calorific value per volume, kJ/ m

3

t

: temperature,

°C

t’

: temperature in benzoic acid sample experiments,

°C

w : heat for temp. raise of inner vessel water, kJ/K

W : heat per temp. raise by benzoic acid burning, kJ/K

ρ

b : loose bulk density, kg/m3

Subscript

1 : initial

2 : final

a

: benzoic acid

N : nickel wire

P

: tissue paper

s

: sample

参考文献 [1] 農林水産省食料産業局；「バイオマスの活用をめぐる状況」(2020) 3-9. [2] 薬師堂謙一，国立研究開発法人_{農業・食品産業技術} 総合研究機構九州沖縄農業研究センター；「家畜排せつ物の燃焼エネルギー利用の現状と課題」，畜産環境情報, (2007) 1-5. [3] 電気事業者による再生可能エネルギー電気の調達に関する特別措置法（平成二十三年法律第百八号），第二章_{電気事業者による再生可能エネルギー電気} の調達等，第一節_{調達価格及び調達期間，}_{108 (2011).} [4] 森田慎一，早水庸隆，堀部明彦，春木直人，山田貴延；「食用油混合 W/O エマルション燃料の発熱量・粘性」_{, 熱物性,}30 (2), (2016) 80-85. [5] 日本工業規格；「ファインセラミックス粉末のかさ密度測定方法」，_{JIS. R 1628-1997,}_{7 (1997).} [6] 日本熱物性学会；「熱物性ハンドブック」，日本熱物性学会編 (2008) 233-234，養賢堂.