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JP7382572B2 - Biochar production system and biochar production system control program - Google Patents
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JP7382572B2 - Biochar production system and biochar production system control program - Google Patents

Biochar production system and biochar production system control program Download PDF

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Description

発明の詳細な説明Detailed description of the invention

本発明は、有機質バイオマス原料を炭化処理することによりバイオチャを製造するバイオチャ製造システム、バイオチャの製造方法、及びその制御プログラムに関する。 The present invention relates to a biochar production system for producing biochar by carbonizing organic biomass raw materials, a biochar production method, and a control program therefor.

近年、再生可能エネルギーによって生産された電力が注目されている。この電力は、太陽光、太陽熱、風力、バイオマス、地熱、水力、大気中の熱等の再生可能エネルギーである資源を利用することで生産される。再生可能エネルギーによる発電は、石油、石炭、液化天然ガス等の化石燃料による発電に比べて、地球温暖化の原因となっているCO2をほとんど排出しないため、電力の生産に利用される資源の中でも、再生可能エネルギーは環境に優しいエネルギー資源である。他方で生活の隅々までプラスチック製品が使用され、このプラスチックの破棄物から生じるいわゆるマイクロプラスチックは環境汚染にとどまらず、魚介類を通して摂取者の健康にも悪影響を与えることが懸念されおり、大量に発生する「プラゴミ」による悪影響を防ぐ事が喫緊の課題となっている。In recent years, electricity produced by renewable energy has attracted attention. This electricity is produced using renewable energy resources such as sunlight, solar heat, wind, biomass, geothermal, hydropower, and atmospheric heat. Compared to power generation using fossil fuels such as oil, coal, and liquefied natural gas, power generation using renewable energy emits almost no CO2, which is a cause of global warming. , Renewable energy is an environmentally friendly energy resource. On the other hand, plastic products are used in every corner of our lives, and there are concerns that the so-called microplastics generated from discarded plastics not only pollute the environment but also have a negative impact on the health of those who consume them through seafood. Preventing the negative effects of the generated plastic waste has become an urgent issue.

この点、バイオマスから水素ガスを抽出する技術は公知であり、また、木材や植物などのセルロース系バイオマスから改質により炭素の原子比が高い燃料を作り出す方法も公知となっているが、比較的大掛かりな設備が必要となり、発展途上国では利用しづらい面がある。このため特にバイオマス資源が豊富な東南アジアなどの発展途上国ではバイオマス資源を十分に活用できていない。その一方で開発途上国の都市部では大量のゴミを環境に優しいとは言えない方法で処理している場合も少なくない。先進国で使用される高性能の排気浄化装置は高価であり、発展途上国での導入は困難な面があることは否定できないからである。 In this regard, the technology for extracting hydrogen gas from biomass is well known, and the method of producing fuel with a high carbon atomic ratio by reforming cellulosic biomass such as wood and plants is also well known. It requires large-scale equipment and is difficult to use in developing countries. For this reason, biomass resources are not fully utilized, especially in developing countries such as Southeast Asia, which are rich in biomass resources. On the other hand, urban areas in developing countries often dispose of large amounts of garbage using methods that are not environmentally friendly. This is because high-performance exhaust purification devices used in developed countries are expensive, and it cannot be denied that it is difficult to introduce them in developing countries.

特表2015-534534号公報Special table 2015-534534 publication 特開2005-179379号公報Japanese Patent Application Publication No. 2005-179379

特許文献1では、炭素と酸素と水素とを含む化合物から少なくとも水素ガス又は液体燃料を抽出する方法が開示されており、水を前記化合物と組み合わせて湿潤形態の化合物を生成後、湿潤形態の化合物を反応処理チャンバ内に移動し、この湿潤形態の化合物が水熱分解反応により解離して反応するように、前記湿潤形態の化合物を反応処理チャンバ内で700℃~1100℃の温度に加熱するものである。
しかし、この方法では効率的に水素ガス又は液体燃料を抽出することができるが、この製造プロセスを通じて反応処理チャンバを加熱し続ける必要があり、そのための燃料又は電力等が必要となるので二酸化炭素の排出等環境への影響がある点でなお課題がある。
Patent Document 1 discloses a method for extracting at least hydrogen gas or liquid fuel from a compound containing carbon, oxygen, and hydrogen, in which water is combined with the compound to produce a wet form of the compound, and then the wet form of the compound is extracted. is moved into a reaction processing chamber, and the wet form of the compound is heated to a temperature of 700° C. to 1100° C. in the reaction processing chamber so that the wet form of the compound dissociates and reacts by a hydrothermal decomposition reaction. It is.
However, although this method can efficiently extract hydrogen gas or liquid fuel, it is necessary to continue heating the reaction chamber throughout this production process, which requires fuel or electricity. There are still issues in terms of environmental impacts such as emissions.

特許文献2では、セルロース系バイオマスを原料として、重油代替燃料として使用可能な酸素/炭素原子比が低い(炭素の原子比が高い)高濃度バイオマス水スラリーとし得る改質バイオマスを提供するバイオマスの改質方法が開示されている。このバイオマスの改質方法は、セルロース系バイオマス原料に対して質量比で5~15倍の水を加えて250~380℃で、かつ水の飽和蒸気圧より1~3MPa程度の高い圧力で改質処理を行い、改質工程の後分離工程にて固体成分と水が主体の液体成分を分離し、固体成分を乾燥して燃料として使用する場合には更に加熱乾燥を行っている。
しかし、この改質方法では、改質工程、分離工程、乾燥工程が必要となり設備が大掛かりでコストも高くなるという課題がある。
Patent Document 2 discloses a biomass modification that uses cellulosic biomass as a raw material to provide a modified biomass that can be made into a highly concentrated biomass water slurry with a low oxygen/carbon atomic ratio (high carbon atomic ratio) that can be used as a heavy oil alternative fuel. quality methods are disclosed. This biomass modification method involves adding 5 to 15 times the mass ratio of water to the cellulosic biomass raw material and reforming it at 250 to 380°C and at a pressure approximately 1 to 3 MPa higher than the saturated vapor pressure of water. After the treatment and the reforming step, a solid component and a liquid component mainly composed of water are separated in a separation step, and when the solid component is dried and used as a fuel, it is further heated and dried.
However, this reforming method requires a reforming process, a separation process, and a drying process, resulting in large-scale equipment and high costs.

本発明は、上記社会的背景を考慮し、原材料費も設備の導入コストも低廉で、かつランニングコストも低く、かつ環境にも比較的優しい方法によりバイオマス資源を原料とするバイオチャの製造システム等を提供するという課題を解決するものである。 In consideration of the above social background, the present invention provides a system for producing biochar using biomass resources as a raw material using a method that has low raw material costs, low equipment introduction costs, low running costs, and is relatively environmentally friendly. It solves the problem of providing

この点、例えば当業者であれば上記特許文献1の技術と特許文献2の技術を組み合わせて、上記特許文献1の技術で製造した水素ガスを燃焼させて、特許文献2のその熱を利用してバイオマス原料の改質処理を行うことも容易であるかに思えるかもしれない。しかし、両者を単に組合せただけでは以下の理由から課題を解決する事は困難であることは明らかと言える。 In this regard, for example, a person skilled in the art would be able to combine the technology of Patent Document 1 and the technology of Patent Document 2, burn the hydrogen gas produced by the technology of Patent Document 1, and utilize the heat of Patent Document 2. It may seem easy to modify biomass raw materials. However, it is clear that it is difficult to solve the problem simply by combining the two for the following reasons.

第一に水素ガスを発生させるための熱源が必要となる。特許文献1には加熱源の具体的記載がないが、この分野の他の文献、例えば特開2019-522067号公報では、その第0013段落の後半で、例えば炭化処理ガスを原料として有機ランキンサイクルにより得た電気エネルギーを加熱源とする方法やレシプロ式エンジンで得た駆動力で発電して得た電気エネルギーを加熱源とする方法が開示されている。しかし、この方法では、水素ガスを発生させるための設備コストもランニングコストも高くなってしまう。 First, a heat source is required to generate hydrogen gas. Although Patent Document 1 does not have a specific description of the heating source, other documents in this field, for example, Japanese Patent Application Publication No. 2019-522067, mention in the second half of paragraph 0013 that, for example, an organic Rankine cycle using carbonized gas as a raw material Disclosed are a method in which the electrical energy obtained by a reciprocating engine is used as a heating source, and a method in which electrical energy obtained by generating electricity using the driving force obtained by a reciprocating engine is used as a heating source. However, this method increases the equipment cost and running cost for generating hydrogen gas.

第二に、上記特許文献1の有機化合物(例えば都市で排出される紙やプラスチックや植物等の混合物)も、上記特許文献2もその成分は均一ではなく、バイオチャ製造システムのインプットとして、これら2種類の物質を原料(水素発生材料とバイオチャの原材料)とした場合、均質なバイオチャを製造することは困難になり、仮に均質なバイオチャを製造しようとすれば、システムの制御は複雑となり、設備コストもランニングコストも更に高くなってしまう。 Secondly, the components of the organic compounds in Patent Document 1 (e.g., a mixture of paper, plastic, plants, etc. discharged in cities) and Patent Document 2 are not uniform, and these two are used as inputs for biochar production systems. If different types of substances are used as raw materials (hydrogen generating material and raw material for biochar), it will be difficult to produce homogeneous biochar, and if you try to produce homogeneous biochar, system control will be complicated and equipment costs However, running costs will also increase.

上記従来の課題を解決するために、本発明のバイオチャ製造システムは、
裁断され乾燥された有機廃棄物資源を熱分解ガス化して燃焼させ高温ガスを発生させる第一の熱分解手段と、
前記有機廃棄物資源を前記第一の熱分解手段に移送する第一の移送装置と、
前記高温ガスの熱を導入して実質的に無酸素状態でバイオマス資源を熱分解して水素含有ガスを発生させると共にバイオチャを製造する第二の熱分解手段と、
前記第一の熱分解手段内の前記高温ガスを稼働開始後に発生させ安定的に燃焼可能にするために、前記第一の熱分解手段内の前記有機廃棄物資源を所定時間加熱する点火装置と、
前記第一の熱分解手段内に燃焼制御用の空気を投入する空気投入装置と、
裁断され乾燥されたバイオマス資源を第二の熱分解炉に所望量投入するための第二の移送装置と、
前記高温ガスの熱を前記第二の熱分解手段に導入するための熱交換機と、
前記第二の熱分解手段に窒素を供給する窒素供給装置と、
前記水素含有ガスを前記第二の熱分解炉から導入して貯留する水素含有ガス貯留手段と、
前記水素含有ガス貯留手段から前記水素含有ガスを前記第一の熱分解手段に所望量導入する導入量調整手段と、
前記第一の熱分解手段と前記熱交換機とを接続する第一の配管と、
前記熱交換機から前記高温ガスを環境に排出する前に、前記熱交換機を前記高温ガスを浄化するガス浄化装置に接続するための第二の配管とを備えたバイオチャ製造システムであって、
前記第一の熱分解手段から運用開始後に排出される前記高温ガスを直接前記ガス浄化装置に直接供給するための第三の配管と、
前記第三の配管の途中にあり前記熱交換機に前記高温ガスを供給する際に閉となる第一の開閉手段と、
前記第一の熱分解手段から前記熱交換機に前記高温ガスを供給する際に共に開となる前記第一の配管の途中にある第二の開閉手段と、
前記第二の配管の途中にある第三の開閉手段と、
前記第二の熱分解手段と前記第二の移送装置との間に存在する第四の開閉手段と、
前記第二の熱分解手段内の温度を測定する第一の温度測定手段と、
前記第二の熱分解手段から前記水素含有ガス貯留手段へ前記水素含有ガスを導入するための第四の配管と、
前記水素含有ガス貯留手段から前記第一の熱分解手段へ前記水素含有ガスを導入するための第五の配管と、
前記第四の配管の途中に設置された第四の流量調節手段と、
前記第五の配管の途中に設置された第五の流量調節手段と、
前記窒素供給装置が前記第二の熱分解手段へ供給する窒素の供給量を制御可能な第一の流量調節手段と、
前記第二の熱分解手段は前記製造したバイオチャを排出可能な第五の開閉手段と
を更に備えるとともに、
前記水素含有ガスを前記第一の熱分解手段に導入して前記有機廃棄物資源を燃焼させ、
前記第一の開閉手段乃至前記第三の開閉手段を用いて前記高温ガスの流通経路を制御し、前記第四の開閉手段を用いて前記バイオマス資源の投入を制御し、前記第五の開閉手段を用いて前記バイオチャの排出を制御し、前記第一の流量調節手段を用いて前記窒素の供給量を制御し、前記第四の流量調節手段を用いて前記水素含有ガスの前記水素含有ガス貯留手段における貯留量を制御し、前記第五の流量調節手段を用いて前記水素含有ガス貯留手段に貯留された前記水素含有ガスの前記第一の熱分解手段への導入量を制御する制御装置を更に備える事を特徴とする。
In order to solve the above conventional problems, the biochar production system of the present invention includes:
a first pyrolysis means for pyrolyzing and gasifying shredded and dried organic waste resources and burning them to generate high-temperature gas;
a first transfer device for transferring the organic waste resource to the first pyrolysis means;
a second pyrolysis means that introduces the heat of the high-temperature gas to pyrolyze the biomass resource in a substantially anoxic state to generate hydrogen-containing gas and produce biochar;
an ignition device that heats the organic waste resource in the first pyrolysis means for a predetermined period of time in order to generate the high-temperature gas in the first pyrolysis means after the start of operation and enable stable combustion; ,
an air injection device for injecting air for combustion control into the first pyrolysis means;
a second transfer device for inputting a desired amount of shredded and dried biomass resources into a second pyrolysis furnace;
a heat exchanger for introducing heat of the high-temperature gas into the second thermal decomposition means;
a nitrogen supply device that supplies nitrogen to the second thermal decomposition means;
hydrogen-containing gas storage means for introducing and storing the hydrogen-containing gas from the second pyrolysis furnace;
introduction amount adjusting means for introducing a desired amount of the hydrogen-containing gas from the hydrogen-containing gas storage means into the first thermal decomposition means;
a first pipe connecting the first pyrolysis means and the heat exchanger;
A biochar production system comprising: a second pipe for connecting the heat exchanger to a gas purification device that purifies the high-temperature gas before discharging the high-temperature gas from the heat exchanger to the environment,
a third pipe for directly supplying the high temperature gas discharged from the first pyrolysis means after the start of operation to the gas purification device;
a first opening/closing means located in the middle of the third piping and closed when supplying the high temperature gas to the heat exchanger;
a second opening/closing means located in the middle of the first piping that is both opened when the high temperature gas is supplied from the first pyrolysis means to the heat exchanger;
a third opening/closing means located in the middle of the second piping;
a fourth opening/closing means existing between the second pyrolysis means and the second transfer device;
a first temperature measuring means for measuring the temperature within the second pyrolysis means;
a fourth pipe for introducing the hydrogen-containing gas from the second thermal decomposition means to the hydrogen-containing gas storage means;
a fifth pipe for introducing the hydrogen-containing gas from the hydrogen-containing gas storage means to the first pyrolysis means;
a fourth flow rate regulating means installed in the middle of the fourth piping;
a fifth flow rate regulating means installed in the middle of the fifth pipe;
a first flow rate regulating means capable of controlling the amount of nitrogen supplied by the nitrogen supply device to the second thermal decomposition means;
The second pyrolysis means further includes a fifth opening/closing means capable of discharging the produced biochar, and
introducing the hydrogen-containing gas into the first pyrolysis means to burn the organic waste resource;
The first opening/closing means to the third opening/closing means are used to control the flow path of the high temperature gas, the fourth opening/closing means is used to control the input of the biomass resource, and the fifth opening/closing means is used to control the flow path of the high temperature gas. is used to control the discharge of the biochar, the first flow rate adjustment means is used to control the nitrogen supply amount, and the fourth flow rate adjustment means is used to control the hydrogen-containing gas storage. A control device for controlling the storage amount in the means and controlling the amount of the hydrogen-containing gas stored in the hydrogen-containing gas storage means introduced into the first pyrolysis means using the fifth flow rate adjusting means. It is characterized by further provision.

上記従来の課題を解決するために、本発明のバイオチャ製造システムは、好ましくは、排出したバイオチャを冷却する冷却装置を更に備え、
前記冷却装置は、冷却済のバイオチャを排出する第六の開閉手段と、冷却水の流入量を調節可能な第二の流量調節手段と、冷却水の流出量を調節可能な第三の流量調節手段とを備え、
前記制御装置は前記第二の流量調節手段を用いて前記冷却水の流入量を調節すると共に、前記第三の流量調節手段を用いて前記冷却水の流出量を調節することを特徴とする。
上記従来の課題を解決するために、本発明のバイオチャ製造システムは、好ましくは、冷却装置内のバイオチャの温度を測定する第二の温度測定手段を更に備え、前記制御装置は、
前記第一の温度測定手段と前記第二の温度測定手段が測定した温度に応じて、前記有機廃棄物資源を乾燥させかつ燃焼を容易にすべく裁断するための第一の裁断装置の稼働/非稼働タイミングと、前記第一の移送装置の稼働/非稼働タイミング及び、前記第一乃至第四の各流量調節手段の流量を制御することを特徴とする。
上記従来の課題を解決するために、本発明のバイオチャ製造システムは、好ましくは、 前記冷却装置内のバイオチャの温度を測定する第二の温度測定手段を更に備え、
前記制御装置は、前記第一の温度測定手段と前記第二の温度測定手段が測定した温度に応じて、前記有機廃棄物資源を乾燥させかつ燃焼を容易にすべく裁断するための第一の裁断装置の稼働/非稼働タイミングと、前記第一の移送装置の稼働/非稼働タイミング及び、前記第一乃至第四の各流量調節手段の流量を制御することを特徴とする。
上記従来の課題を解決するために、本発明のバイオチャ製造システムは、好ましくは、前記制御装置と通信可能に構成された学習装置を更に備え、
前記制御装置は、前記バイオチャ製造システムの周囲の環境温度を測定可能な第三の温度測定手段と環境湿度を測定する環境湿度測定手段と、
各時刻における前記第一の温度測定手段が記録した温度乃至前記第三の温度測定手段が記録した温度と前記湿度測定手段が記録した湿度と、前記第一の開閉手段、前記第二の開閉手段、前記第三の開閉手段と前記第四の開閉手段それぞれの開閉タイミングと、前記点火装置の加熱時間と加熱開始及び加熱停止のタイミング、前記空気投入装置の空気投入量並びに空気投入開始及び空気投入停止のタイミングと、前記冷却装置の冷却水の流入量及び流出量並びに前記冷却水の流入開始及び流出開始のタイミング並びに前記冷却水の流入停止及び流出停止のタイミングと、前記有機廃棄物資源を乾燥させかつ燃焼を容易にすべく裁断するための第一の裁断装置の稼働/非稼働タイミングと、前記第一の移送装置の稼働/非稼働タイミングを含む各種制御パラメータを記憶する制御パラメータ履歴記憶手段と、を更に備えることを特徴とする。
上記従来の課題を解決するために、本発明のバイオチャ製造システムは、好ましくは、前記学習装置は、前記制御装置の前記制御パラメータ履歴記憶手段の制御パラメータ履歴情報を学習データとして記憶する学習データ記憶手段と、前記学習データの少なくとも一部に正例又は負例の少なくとも一つのフラグを付加したものを学習データ記憶手段に記憶し、前記フラグを付加後の学習データに含まれる前記制御パラメータ履歴記憶手段の各種制御パラメータと前記付加されたフラグとを用いて、前記環境温度及び前記環境湿度並びに前記第二の熱分解手段内の温度と前記バイオチャの温度に応じた最適制御パラメータを決定する学習手段とを更に備え、
前記制御装置は、前記学習手段が決定した前記最適制御パラメータを記憶する最適パラメータ記憶手段を更に備え、前記制御装置は、前記学習装置から受信した前記最適制御パラメータを用いて制御を実行することを特徴とする。
In order to solve the above conventional problems, the biochar production system of the present invention preferably further includes a cooling device that cools the discharged biochar,
The cooling device includes a sixth opening/closing means for discharging the cooled biochar, a second flow regulating means capable of adjusting the amount of inflow of cooling water, and a third flow regulating means capable of regulating the amount of outflow of cooling water. and means;
The control device is characterized in that the second flow rate regulating means is used to regulate the inflow amount of the cooling water, and the third flow rate regulating means is used to regulate the outflow amount of the cooling water.
In order to solve the above conventional problems, the biochar production system of the present invention preferably further includes a second temperature measurement means for measuring the temperature of the biochar in the cooling device, and the control device includes:
operation of a first cutting device for cutting the organic waste resource to dry and facilitate combustion according to the temperatures measured by the first temperature measuring means and the second temperature measuring means; It is characterized by controlling the non-operating timing, the operating/non-operating timing of the first transfer device, and the flow rate of each of the first to fourth flow rate adjusting means.
In order to solve the above conventional problems, the biochar production system of the present invention preferably further includes a second temperature measuring means for measuring the temperature of the biochar in the cooling device,
The control device is configured to control the first temperature measuring means for drying the organic waste resource and cutting the organic waste resource to facilitate combustion, depending on the temperatures measured by the first temperature measuring means and the second temperature measuring means. It is characterized by controlling the operation/non-operation timing of the cutting device, the operation/non-operation timing of the first transfer device, and the flow rate of each of the first to fourth flow rate adjusting means.
In order to solve the above conventional problems, the biochar production system of the present invention preferably further includes a learning device configured to be able to communicate with the control device,
The control device includes a third temperature measuring means capable of measuring an environmental temperature around the biochar production system and an environmental humidity measuring means measuring an environmental humidity;
The temperature recorded by the first temperature measuring means at each time, the temperature recorded by the third temperature measuring means, the humidity recorded by the humidity measuring means, the first opening/closing means, and the second opening/closing means. , the respective opening/closing timings of the third opening/closing means and the fourth opening/closing means, the heating time of the ignition device and the timing of heating start and stop, the amount of air input by the air injection device, and the start and air injection of air. The timing of stopping, the amount of inflow and outflow of the cooling water of the cooling device, the timing of the start of inflow and start of the outflow of the cooling water, the timing of stopping the inflow and outflow of the cooling water, and the timing of the drying of the organic waste resources. control parameter history storage means for storing various control parameters including operation/non-operation timing of a first cutting device for cutting to facilitate cutting and combustion , and operation/non-operation timing of the first transfer device; The method further comprises:
In order to solve the above conventional problems, the biochar production system of the present invention preferably includes a learning data storage that stores control parameter history information of the control parameter history storage means of the control device as learning data. means, storing at least a part of the learning data with at least one flag of a positive example or a negative example added thereto in a learning data storage means, and storing the control parameter history included in the learning data after adding the flag. learning means for determining optimal control parameters according to the environmental temperature, the environmental humidity, the temperature within the second pyrolysis means, and the temperature of the biochar, using various control parameters of the means and the added flag; further comprising:
The control device further includes optimal parameter storage means for storing the optimal control parameters determined by the learning device, and the control device executes control using the optimal control parameters received from the learning device. Features.

上記従来の課題を解決するために、本発明のバイオチャ製造システムの制御プログラムは、裁断され乾燥された有機廃棄物資源を熱分解ガス化して燃焼させ高温ガスを発生させる第一の熱分解手段と熱交換機が第一の配管で接続され、前記熱交換機にはガス浄化装置と接続するための第二の配管が接続され、第二の熱分解手段は前記熱交換機を介して伝わった前記高温ガスの熱を用いて前記第二の熱分解手段に投入されたバイオマス資源を実質的に無酸素状態で熱分解してバイオチャを製造すると共に水素含有ガスを生成し、前記水素含有ガスを前記第一の熱分解手段に導入して燃焼させるバイオチャ製造システムの制御プログラムであって、
前記バイオチャ製造システムを、
裁断され乾燥された有機廃棄物資源を前記第一の熱分解手段に移送する第一の移送装置と、
前記第一の熱分解手段内の前記高温ガスを稼働開始後に発生させ安定的に燃焼可能にするために、前記第一の熱分解手段内の前記有機廃棄物資源を所定時間加熱する点火装置と、
前記第一の熱分解手段内に燃焼制御用の空気を投入する空気投入装置と、
裁断され乾燥されたバイオマス資源を第二の熱分解炉に所望量投入するための第二の移送装置と、
前記第二の熱分解手段に窒素を供給する窒素供給装置と、
前記水素含有ガスを前記第二の熱分解炉から導入して貯留する水素含有ガス貯留手段と、
前記水素含有ガス貯留手段から前記第一の熱分解手段へ前記水素含有ガスを導入するための第五の配管と、
前記水素含有ガス貯留手段から前記水素含有ガスを前記第一の熱分解手段に所望量導入するための前記第五の配管の途中に設置された導入量調整手段と、
前記熱交換機から前記高温ガスを環境に排出する前に、前記熱交換機を前記高温ガスを浄化するガス浄化装置に接続するための第二の配管と、
前記第一の熱分解手段から運用開始後に排出される前記高温ガスを直接前記ガス浄化装置に直接供給するための第三の配管と、
前記第三の配管の途中にあり前記熱交換機に前記高温ガスを供給する際に閉となる第一の開閉手段と、
前記第一の熱分解手段から前記熱交換機に前記高温ガスを供給する際に共に開となる前記第一の配管の途中にある第二の開閉手段と、
前記第二の配管の途中にある第三の開閉手段と、
前記第二の熱分解手段と前記第二の移送装置との間に存在する第四の開閉手段と、
前記第二の熱分解手段内の温度を測定する第一の温度測定手段と、
前記第二の熱分解手段から前記水素含有ガス貯留手段へ前記水素含有ガスを導入するための第四の配管と、
前記水素含有ガス貯留手段から前記第一の熱分解手段へ前記水素含有ガスを導入するための第五の配管と、
前記第四の配管の途中に設置された第四の流量調節手段と、
前記窒素供給装置が前記第二の熱分解手段へ供給する窒素の供給量を制御可能な第一の流量調節手段と、
前記第二の熱分解手段は前記製造したバイオチャを排出可能な第五の開閉手段とを更に備え、
前記水素含有ガスを前記第一の熱分解手段に導入して前記有機廃棄物資源を燃焼させ、
前記第一の開閉手段乃至前記第三の開閉手段を用いて前記高温ガスの流通経路を制御し、前記第四の開閉手段を用いて前記バイオマス資源の投入を制御し、前記第五の開閉手段を用いて前記バイオチャの排出を制御し、前記第一の流量調節手段を用いて前記窒素の供給量を制御し、前記第四の流量調節手段を用いて前記水素含有ガスの前記水素含有ガス貯留手段における貯留量を制御し、前記導入量調整手段を用いて前記水素含有ガス貯留手段に貯留された前記水素含有ガスの前記第一の熱分解手段への導入量を制御する制御装置として機能させることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned conventional problems, the control program of the biochar production system of the present invention includes a first pyrolysis means that pyrolyzes and burns shredded and dried organic waste resources to generate high-temperature gas. A heat exchanger is connected by a first pipe, a second pipe for connecting to a gas purification device is connected to the heat exchanger, and a second pyrolysis means is used to decompose the high-temperature gas transmitted through the heat exchanger. The biomass resources input into the second pyrolysis means are pyrolyzed in a substantially anoxic state using the heat of A control program for a biochar production system in which biochar is introduced into a pyrolysis means and combusted,
The biochar production system,
a first transfer device for transferring the shredded and dried organic waste resources to the first pyrolysis means;
an ignition device that heats the organic waste resource in the first pyrolysis means for a predetermined period of time in order to generate the high-temperature gas in the first pyrolysis means after the start of operation and enable stable combustion; ,
an air injection device for injecting air for combustion control into the first pyrolysis means;
a second transfer device for inputting a desired amount of shredded and dried biomass resources into a second pyrolysis furnace;
a nitrogen supply device that supplies nitrogen to the second thermal decomposition means;
hydrogen-containing gas storage means for introducing and storing the hydrogen-containing gas from the second pyrolysis furnace;
a fifth pipe for introducing the hydrogen-containing gas from the hydrogen-containing gas storage means to the first pyrolysis means;
an introduction amount adjusting means installed in the middle of the fifth piping for introducing a desired amount of the hydrogen-containing gas from the hydrogen-containing gas storage means to the first pyrolysis means;
a second pipe for connecting the heat exchanger to a gas purification device that purifies the high temperature gas before discharging the high temperature gas from the heat exchanger to the environment;
a third pipe for directly supplying the high temperature gas discharged from the first pyrolysis means after the start of operation to the gas purification device;
a first opening/closing means located in the middle of the third piping and closed when supplying the high temperature gas to the heat exchanger;
a second opening/closing means located in the middle of the first piping that is both opened when the high temperature gas is supplied from the first pyrolysis means to the heat exchanger;
a third opening/closing means located in the middle of the second piping;
a fourth opening/closing means existing between the second pyrolysis means and the second transfer device;
a first temperature measuring means for measuring the temperature within the second pyrolysis means;
a fourth pipe for introducing the hydrogen-containing gas from the second thermal decomposition means to the hydrogen-containing gas storage means;
a fifth pipe for introducing the hydrogen-containing gas from the hydrogen-containing gas storage means to the first pyrolysis means;
a fourth flow rate regulating means installed in the middle of the fourth piping;
a first flow rate regulating means capable of controlling the amount of nitrogen supplied by the nitrogen supply device to the second thermal decomposition means;
The second pyrolysis means further includes a fifth opening/closing means capable of discharging the produced biochar,
introducing the hydrogen-containing gas into the first pyrolysis means to burn the organic waste resource;
The first opening/closing means to the third opening/closing means are used to control the flow path of the high temperature gas, the fourth opening/closing means is used to control the input of the biomass resource, and the fifth opening/closing means is used to control the flow path of the high temperature gas. is used to control the discharge of the biochar, the first flow rate adjustment means is used to control the nitrogen supply amount, and the fourth flow rate adjustment means is used to control the hydrogen-containing gas storage. The hydrogen-containing gas stored in the hydrogen-containing gas storage means is controlled to function as a control device that controls the amount stored in the means and uses the introduction amount adjustment means to control the amount of the hydrogen-containing gas stored in the hydrogen-containing gas storage means introduced into the first thermal decomposition means. It is characterized by

本発明は,有機廃棄物を第1の熱分解手段により熱分解して発生した高温ガスを第1の熱分解手段の熱源としてフィードバックすると共に,この高温ガスをバイオマス資源の第2の熱分解手段の熱源としても利用することにより,燃料コストを大幅に削減することが可能になると共にCOの発生を抑制し環境に優しいバイオチャ製造システムである。The present invention feeds back high-temperature gas generated by thermally decomposing organic waste by a first thermal decomposition means as a heat source for the first thermal decomposition means, and feeds this high-temperature gas to a second thermal decomposition means for biomass resources. By using it as a heat source, it is possible to significantly reduce fuel costs, and it is also an environmentally friendly biochar production system that suppresses CO 2 generation.

バイオチャ製造システムの全体図Overall diagram of biochar production system 熱分解炉B12と制御装置32と学習装置39の模式図Schematic diagram of pyrolysis furnace B12, control device 32, and learning device 39 熱分解炉A4と貯留チャンバ34の拡大模式図Enlarged schematic diagram of pyrolysis furnace A4 and storage chamber 34 制御装置32のハードウェア構成図Hardware configuration diagram of control device 32 学習装置39のハードウェア構成図Hardware configuration diagram of learning device 39 有機廃棄物1の熱分解処理のフローチャートを示す図Diagram showing a flowchart of pyrolysis treatment of organic waste 1 バイオマスの熱分解処理と一次排出のフローチャートを示す図Diagram showing the flowchart of biomass pyrolysis treatment and primary discharge バイオチャの冷却処理、最終排出のフローチャートを示す図Diagram showing the flowchart of biochar cooling process and final discharge 熱分解炉B12の昇温処理の詳細フローチャート(図6のステップS610の詳細フロー)Detailed flowchart of temperature raising process of pyrolysis furnace B12 (detailed flow of step S610 in FIG. 6) 熱分解炉B12の降温処理の詳細フローチャート(図6のステップS612の詳細フロー)Detailed flowchart of temperature reduction process of pyrolysis furnace B12 (detailed flow of step S612 in FIG. 6) 学習処理の詳細処理のフローチャートを示す図。The figure which shows the flowchart of detailed processing of learning processing. パラメータ最適化処理のフローチャートを示す図。The figure which shows the flowchart of parameter optimization processing.

以下図1を用いて本発明のバイオチャ製造システムの概要を説明する。図1はバイオチャ製造システムの全体図である。なお、図3に示すブロア40及びその配管・バルブ類と、貯留チャンバ34及びその配管・バルブ類並びに圧力計A60並びに吸引ポンプ56と、エアタンク48その配管・バルブ類並びに圧力計B61並びに空気吸引ポンプ58と、通信回線55は、図1では省略されている。以下に説明する各バルブ及び各電磁弁には、それぞれに同様のアクチュエータ及びアクチュエータを駆動するための電源がそれぞれ取り付けられ、制御装置32から図1では不図示の通信回線55を介して各アクチュエータが制御信号を受信し、各バルブが目的とする気体又は液体を通過させ、各電磁弁が目的とする気体、液体、半固体、又は固体を通過、吸入又は排出等を行うものであり、各バルブ及び各電磁弁にそれぞれアクチュエータが取り付けられ制御装置32から通信回線55を介してそれぞれのアクチュエータが制御信号を受信し、それに応じて動作する。図1の左側の投入する有機廃棄物1は、材木又はプラスチックの細断が可能なシュレッダ2に、制御装置32から不図示の通信回線55を介して接続され、制御装置32から制御可能な投入装置A63により投入され、細断された有機廃棄物1はシュレッダ2の排出口からコンベア3により搬送されて熱分解炉A4に投入される。シュレッダ2は一連のシュレッダ処理終了時点で裁断した有機廃棄物1の重量と終了時刻と機器の識別情報とを制御履歴情報として制御装置32に送信する。熱分解炉A4には点火装置5が接続され、別途燃焼制御用のブロア40が接続パイプ54を介して備え付けられている。点火装置5は、2リットル程度の重油を貯留可能な不図示の重油タンクとタンクと外部からの制御信号受信部と、電源と、この受信部が受信した信号を用いて点火/消火及び火力調節の可能なバーナーと、バーナーと重油タンクとを結ぶ耐熱ホースとを備えており、火力にもよるが30分程度の燃焼が可能となっている。点火装置5は制御装置32と通信回線を介して接続されている。通信回線55は無線通信回線であるが、有線のLANケーブルでも良く、2芯のより線(ツイステッドペアケーブル)でも良い。無線通信回線の場合は、各センサ、各バルブ、各電磁弁に電源を含む無線通信用アダプタが取付けられ、制御装置32にも無線通信用アダプタが取付けられる。また、LANケーブルの場合は各センサ、各バルブ、各電磁弁に電源を含むLANアダプタが取付けられ、制御装置32にはLANアダプタが取付けられる。ツイステッドペアケーブルの場合は、ケーブル長に応じて必要によりレベル変換回路及び電源が取付けられ、制御装置32には集線装置が取付けられる。点火装置5の電源は例えば単一電池(1.5V)を4個直列にしたものを2個並列にして接続しているが、通常のAC100Vの商用電源に接続した定電圧電源装置でも良い。 The outline of the biochar production system of the present invention will be explained below using FIG. 1. FIG. 1 is an overall diagram of the biochar production system. In addition, the blower 40 and its piping and valves shown in FIG. 3, the storage chamber 34 and its piping and valves, the pressure gauge A60 and the suction pump 56, the air tank 48 and its piping and valves, the pressure gauge B61 and the air suction pump 58 and the communication line 55 are omitted in FIG. Each valve and each electromagnetic valve described below are each equipped with a similar actuator and a power source for driving the actuator, and each actuator is connected to the control device 32 via a communication line 55 (not shown in FIG. 1). Each valve receives a control signal, and each valve passes the target gas or liquid, and each solenoid valve passes, inhales, or discharges the target gas, liquid, semisolid, or solid. An actuator is attached to each electromagnetic valve, and each actuator receives a control signal from the control device 32 via a communication line 55, and operates in accordance with the control signal. The organic waste 1 to be inputted on the left side of FIG. The organic waste 1 inputted by the apparatus A63 and shredded is conveyed by the conveyor 3 from the discharge port of the shredder 2 and inputted into the pyrolysis furnace A4. At the end of a series of shredder processes, the shredder 2 transmits the weight of the shredded organic waste 1, the end time, and device identification information to the control device 32 as control history information. An ignition device 5 is connected to the pyrolysis furnace A4, and a blower 40 for combustion control is separately provided via a connecting pipe 54. The ignition device 5 includes a heavy oil tank (not shown) capable of storing about 2 liters of heavy oil, a control signal receiving section from the outside, a power supply, and ignition/extinguishing and firepower adjustment using the signals received by the receiving section. It is equipped with a burner that can burn for about 30 minutes, and a heat-resistant hose that connects the burner to the heavy oil tank, making it possible to burn for about 30 minutes, depending on the firepower. The ignition device 5 is connected to the control device 32 via a communication line. The communication line 55 is a wireless communication line, but may be a wired LAN cable or a two-core twisted wire (twisted pair cable). In the case of a wireless communication line, a wireless communication adapter including a power source is attached to each sensor, each valve, and each electromagnetic valve, and a wireless communication adapter is also attached to the control device 32. Further, in the case of a LAN cable, a LAN adapter including a power source is attached to each sensor, each valve, and each solenoid valve, and a LAN adapter is attached to the control device 32. In the case of a twisted pair cable, a level conversion circuit and a power supply are attached as necessary depending on the cable length, and a line concentrator is attached to the control device 32. The power source for the ignition device 5 is, for example, four single batteries (1.5 V) connected in series and two connected in parallel, but a constant voltage power source connected to a normal AC 100 V commercial power source may be used.

点火装置5の火力により細断された有機廃棄物1が一部燃焼を始めるが、初期段階では点火装置5の重油の煤が出るため、この時点では熱分解炉A4で燃焼により発生した高温ガスは熱交換炉B12には導入されず、この時点では電磁弁B25が開となり、高温ガスは配管C43を通って直接遠心式の集塵装置であるサイクロン27、排煙脱硫装置28、湿式洗浄塔で汚染物質を含むガスをろ過する湿式スクラバー29、活性炭などの吸着剤フィルタに汚染物質を吸着させる乾式スクラバー30を通過して浄化された後、煙突31を通って環境に排出される。他方、図3に示す貯留チャンバ34に貯留された以前の処理サイクルで生成された水素含有ガスが配管E45及びバタフライバルブ49、又は配管F46及びバタフライバルブ50を通って熱分解炉A4に注入されて燃焼し、初期燃焼の安定化及び点火装置5の重油消費量の低減に寄与する。 Part of the shredded organic waste 1 starts to burn due to the thermal power of the igniter 5, but at the initial stage, soot from the heavy oil in the igniter 5 is produced, so at this point the high-temperature gas generated by combustion in the pyrolysis furnace A4 is not introduced into the heat exchange furnace B12, and at this point, the solenoid valve B25 is open, and the high-temperature gas passes directly through the pipe C43 to the cyclone 27, which is a centrifugal dust collector, the flue gas desulfurization device 28, and the wet cleaning tower. After passing through a wet scrubber 29 that filters gas containing pollutants and a dry scrubber 30 that adsorbs pollutants to an adsorbent filter such as activated carbon, the gas is purified and then discharged into the environment through a chimney 31. On the other hand, the hydrogen-containing gas generated in the previous processing cycle stored in the storage chamber 34 shown in FIG. This contributes to stabilizing initial combustion and reducing heavy oil consumption of the ignition device 5.

熱分解炉A4内の細断されたされた有機廃棄物1が熱分解ガス化し安定して燃焼を始めると点火装置5は消火され、熱分解反応を持続しつつ燃焼して高温ガスが発生し、、電磁弁B25が閉となり、電磁弁A24と電磁弁C26が実質的に同時に開になると発生した1000℃乃至1200℃の高温ガスが、配管A41から熱交換機6に導入されて熱分解炉B12内の温度が上昇を始め350℃乃至450℃に昇温する。
熱交換機6は、図1に示すように熱分解炉B12の中にU字状に入り込み熱分解炉Aから排出された燃焼後の高温ガスの熱を熱分解炉B12の中に伝えるように構成されている。熱交換機6の熱分解炉B12側の表面には細かい半導体用放熱器様の凹凸のフィンが取り付けられており熱交換の効率を高くしている。熱交換機6の出口側には配管B42が接続され、図1に示すように配管C43と合流し、途中に電磁弁C26が設置されている。
When the shredded organic waste 1 in the pyrolysis furnace A4 is pyrolyzed and gasified and begins to burn stably, the ignition device 5 is extinguished, and the pyrolysis reaction is continued and burned to generate high-temperature gas. ,, When the solenoid valve B25 is closed and the solenoid valves A24 and C26 are opened substantially simultaneously, the generated high-temperature gas of 1000°C to 1200°C is introduced into the heat exchanger 6 from the piping A41 and is fed into the pyrolysis furnace B12. The temperature inside begins to rise and rises to 350°C to 450°C.
As shown in FIG. 1, the heat exchanger 6 is configured to enter the pyrolysis furnace B12 in a U-shape and transfer the heat of the high-temperature gas after combustion discharged from the pyrolysis furnace A into the pyrolysis furnace B12. has been done. The surface of the heat exchanger 6 on the pyrolysis furnace B12 side is provided with fine uneven fins similar to a semiconductor radiator to increase the efficiency of heat exchange. A pipe B42 is connected to the outlet side of the heat exchanger 6, and as shown in FIG. 1, it merges with a pipe C43, and a solenoid valve C26 is installed in the middle.

他方、処理対象であるバイオマス資源8はシュレッダ乾燥装置11に投入され細断後乾燥されたのちコンベア9にて運搬され、漏斗状の投入口の底にある電磁弁D10が開の状態で、細断され乾燥したバイオマス資源8は熱分解炉B12内に投入される。シュレッダ乾燥装置11は、一回の乾燥処理終了時点で乾燥後のバイオマス資源8の重量と終了時刻と機器の識別情報とを制御履歴情報として制御装置32に送信する。熱分解炉B12には窒素製造装置22で製造された窒素が窒素投入用バルブ23を通って投入され、熱分解炉B12内は低酸素から実質的に無酸素状態となり投入されたバイオマス資源8からは主にHの他、CHやC等の炭化水素が含まれているガス、CO等が発生し、バイオマス資源8中の有機物が分解するので、残った固体又は半固体は炭素含有率が次第に高くなっていく。熱分解炉A4の燃焼が安定し熱交換機6を介した熱により熱交換炉B12内の温度が上昇し、水素含有ガスは図3の説明にて後述する水素含有ガス制御用バルブ35が開になった後吸引ポンプ56により吸引され、配管D44を通って貯留チャンバ34に貯留される。この水素含有ガスが前述したように、熱分解炉A4内の有機廃棄物1の燃焼を助ける。熱分解炉B12の中央部には高温用の白金ロジウム合金の熱電対型温度センサA33が取付けられセンサA33が測定した電圧は通信回線55を介して制御装置に送られ、制御装置32内で温度に換算される。制御装置32はこの温度を用いて各バルブの開閉と流量、各電磁弁の開閉、各ポンプのオン/オフ及び回転数を制御する。制御装置32の詳細は図2及び図4で説明する。On the other hand, the biomass resources 8 to be processed are inputted into the shredder drying device 11, shredded and dried, and then conveyed by the conveyor 9. The cut and dried biomass resource 8 is put into a pyrolysis furnace B12. The shredder drying device 11 transmits the weight of the biomass resource 8 after drying, the end time, and the device identification information to the control device 32 as control history information at the end of one drying process. Nitrogen produced by the nitrogen production device 22 is input into the pyrolysis furnace B12 through the nitrogen input valve 23, and the inside of the pyrolysis furnace B12 changes from a low oxygen state to a substantially anoxic state, and the biomass resources 8 that have been input are removed. In addition to mainly H 2 , gas containing hydrocarbons such as CH 4 and C 2 H 6 , CO, etc. are generated, and the organic matter in the biomass resource 8 is decomposed, so the remaining solid or semi-solid is The carbon content gradually increases. The combustion in the pyrolysis furnace A4 is stabilized, the temperature in the heat exchange furnace B12 rises due to the heat passed through the heat exchanger 6, and the hydrogen-containing gas is opened by the hydrogen-containing gas control valve 35, which will be described later in the explanation of FIG. After that, it is sucked by the suction pump 56 and stored in the storage chamber 34 through the pipe D44. As described above, this hydrogen-containing gas assists in the combustion of the organic waste 1 in the pyrolysis furnace A4. A thermocouple type temperature sensor A33 made of a platinum-rhodium alloy for high temperatures is attached to the center of the pyrolysis furnace B12, and the voltage measured by the sensor A33 is sent to the control device via the communication line 55, and the temperature is determined within the control device 32. It is converted to . The control device 32 uses this temperature to control the opening/closing of each valve, the flow rate, the opening/closing of each solenoid valve, the on/off and rotation speed of each pump. Details of the control device 32 will be explained with reference to FIGS. 2 and 4.

バイオマス資源8が充分炭化してバイオチャとなった後で電磁弁E13が開き、精製されたバイオチャは重力により冷却装置16に落下する。冷却装置16はバイオチャの排出用電磁弁F17を備え、その内部に温度センサB36が取付けられており通信回線55を介して制御装置32と接続されている。温度センサB36の示す温度(正確には温度に該当する電圧値)を検知すると制御装置32は排出用の電磁弁F17を開くための制御信号を、通信回線55を介して、電磁弁F17のアクチュエータに送信し、電磁弁F17が開いて、製造されたバイオチャが搬出可能になる。搬出は人手又は、制御装置32と通信回線55を介して接続され、制御装置32からの制御信号により搬出操作が可能な不図示の搬出装置によって行う。なお、図2で説明する制御装置32と、図3で説明するブロア40とダイレクトエアフローバルブ47は図1では省略されている。また、窒素製造機22の外側には、環境温度を測定するための温度センサC37と環境湿度を測定するための湿度センサ53が取付けられており、それぞれ通信回線55を介して制御装置32と接続され、温度及び湿度を特定するための情報を送信する。以上で図1の説明を終わる。 After the biomass resource 8 is sufficiently carbonized to become biochar, the electromagnetic valve E13 is opened, and the purified biochar falls into the cooling device 16 by gravity. The cooling device 16 includes a solenoid valve F17 for discharging biochar, has a temperature sensor B36 attached therein, and is connected to the control device 32 via a communication line 55. When the temperature sensor B36 detects the temperature (more precisely, the voltage value corresponding to the temperature), the control device 32 sends a control signal to open the discharge solenoid valve F17 to the actuator of the solenoid valve F17 via the communication line 55. The electromagnetic valve F17 is opened, and the produced biochar can be carried out. Carrying out is performed manually or by an unillustrated carrying out device that is connected to the control device 32 via the communication line 55 and can be carried out in response to a control signal from the control device 32. Note that the control device 32 described in FIG. 2, and the blower 40 and direct air flow valve 47 described in FIG. 3 are omitted in FIG. Furthermore, a temperature sensor C37 for measuring the environmental temperature and a humidity sensor 53 for measuring the environmental humidity are attached to the outside of the nitrogen production machine 22, and each is connected to the control device 32 via a communication line 55. and transmit information to determine temperature and humidity. This concludes the explanation of FIG.

以下、図2乃至図11を参照しつつ本発明の具体的な実施例を開示する。ただし、本発明は実施例のみに制限されない。Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be disclosed with reference to FIGS. 2 to 11. However, the present invention is not limited only to the examples.

次に図2について説明する。図1の説明で記載した内容は省略し、制御装置32の概要について説明する。制御装置32は各温度センサから温度情報、湿度センサから湿度情報、各圧力計から圧力情報を受信して、必要に応じそれぞれ温度値、湿度値、圧力値に換算し、これらに基づいて必要なタイミングで必要なバルブ、電磁弁、又はポンプを制御する。具体的には、各バルブに対しては開信号、閉信号又は流量制御信号を送信する。各電磁弁には開信号又は閉信号を送信する。各ポンプには起動信号、停止信号、回転数制御信号を送信する。これらを送信時刻と共に制御パラメータとして制御パラメータ履歴記憶部38に記憶する。制御パラメータ履歴記憶部38には、運転時開始時及び終了時の年月日時刻も記憶される。制御装置32は更に制御判定部62と最適パラメータ記憶部52とを備える。制御判定部62は、最適パラメータ記憶部52の各パラメータと、前述の現在の各温度センサからの温度情報、湿度センサからの湿度情報、各圧力計からの圧力情報とに基づいて、どのバルブ、電磁弁、又はポンプを制御する制御信号をどのタイミングで送信するかを決定する。学習装置39はディスプレイB66と接続されており、制御装置32の制御パラメータ履歴記憶部38に記憶されている制御パラメータ履歴情報を、通信回線55を介して受信して、この制御パラメータ履歴情報の一部に正例又は負例のフラグを付けたものを学習データとして学習データ記憶部67に記憶し、学習処理部68がこのフラグ付加後の学習データを用いて学習処理を実行して最適制御パラメータを決定し、決定した最適パラメータを最適パラメータ記憶部69に記憶する。この最適パラメータを制御装置32に通信回線55を介して送信する。学習処理の詳細は図11のフローチャートで説明する。制御装置32は、通信回線55を介して受信した最適制御パラメータを図4のハードディスク78及びRAM73の最適パラメータ記憶部52に記憶する。制御の詳細については図6以降のフローチャートで詳細に説明する。制御装置32は振動や熱、水しぶき等に耐えるケースに収納された工業用のPLC、又は工業用のパソコンが典型例であるが、プログラムが可能なパソコンと同様のハードウェア構成を備えた専用の制御装置でも構わない。制御装置32はディスプレイ65と接続されており、制御装置32のハードウェア構成は図4で説明する。また、学習装置39のハードウェア構成は図5で説明する。以上で図2の説明を終わる。 Next, FIG. 2 will be explained. The contents described in the explanation of FIG. 1 will be omitted, and an overview of the control device 32 will be explained. The control device 32 receives temperature information from each temperature sensor, humidity information from each humidity sensor, and pressure information from each pressure gauge, converts them into temperature values, humidity values, and pressure values as necessary, and calculates the necessary information based on these. Control the necessary valves, solenoid valves, or pumps with timing. Specifically, an open signal, a close signal, or a flow control signal is transmitted to each valve. An open signal or a close signal is sent to each solenoid valve. A start signal, a stop signal, and a rotation speed control signal are sent to each pump. These are stored in the control parameter history storage section 38 as control parameters together with the transmission time. The control parameter history storage unit 38 also stores the year, month, day, and time at the start and end of the operation. The control device 32 further includes a control determination section 62 and an optimal parameter storage section 52. The control determining unit 62 determines which valve or valve to use based on each parameter in the optimum parameter storage unit 52 and the current temperature information from each temperature sensor, humidity information from the humidity sensor, and pressure information from each pressure gauge. Decide at what timing to send a control signal to control a solenoid valve or pump. The learning device 39 is connected to the display B66, receives control parameter history information stored in the control parameter history storage section 38 of the control device 32 via the communication line 55, and displays part of this control parameter history information. The learning data with a positive example or negative example flag attached is stored in the learning data storage unit 67 as learning data, and the learning processing unit 68 executes learning processing using the flagged learning data to determine the optimal control parameters. is determined, and the determined optimal parameters are stored in the optimal parameter storage section 69. The optimum parameters are transmitted to the control device 32 via the communication line 55. Details of the learning process will be explained using the flowchart in FIG. 11. The control device 32 stores the optimal control parameters received via the communication line 55 in the optimal parameter storage section 52 of the hard disk 78 and RAM 73 in FIG. The details of the control will be explained in detail using the flowcharts starting from FIG. The control device 32 is typically an industrial PLC housed in a case that can withstand vibration, heat, water splash, etc., or an industrial personal computer, but it may also be a dedicated computer with the same hardware configuration as a programmable personal computer. It may also be a control device. The control device 32 is connected to a display 65, and the hardware configuration of the control device 32 will be explained with reference to FIG. Further, the hardware configuration of the learning device 39 will be explained with reference to FIG. This concludes the explanation of FIG. 2.

次に図3について説明する。図3は熱分解炉A4と貯留チャンバ34の拡大模式図である。
ブロア40は熱分解炉A4と配管G54を介して接続されており、配管G54の中間地点にはダイレクトエアフローバルブ47が設置されており、ブロア40のファンを使用する際には、制御装置32から受信した制御信号に基づいてダイレクトエアフローバルブ47が開になり、ブロア40内蔵のファンから出た空気流は配管G54を介して熱分解炉A4に送り込まれる。ダイレクトエアフローバルブ47は、呼び径50A乃至80A程度で200℃~300℃程度の耐熱性があるものが望ましい。
ブロア40はAC100Vの電源に接続されており、200ミリ乃至250ミリ直径の炭素鋼製耐火ファンを2機乃至3機備えており、これら耐火ファンは不図示のブロア40内の電源及び制御スイッチと接続され、制御スイッチは御装置32と通信回線55を介して接続されており、制御装置32から受信した制御信号に基づいて電源のオン/オフを切り替えファンの起動/停止を行う。
Next, FIG. 3 will be explained. FIG. 3 is an enlarged schematic diagram of the pyrolysis furnace A4 and the storage chamber 34.
The blower 40 is connected to the pyrolysis furnace A4 via a pipe G54, and a direct air flow valve 47 is installed at the midpoint of the pipe G54. The direct air flow valve 47 is opened based on the received control signal, and the air flow from the fan built in the blower 40 is sent to the pyrolysis furnace A4 via the pipe G54. The direct air flow valve 47 preferably has a nominal diameter of about 50A to 80A and a heat resistance of about 200°C to 300°C.
The blower 40 is connected to an AC 100V power source and is equipped with two to three carbon steel fireproof fans with a diameter of 200 mm to 250 mm. The control switch is connected to the control device 32 via a communication line 55, and turns on/off the power supply and starts/stops the fan based on a control signal received from the control device 32.

熱分解炉B12には配管D44が接続されており、配管D44は途中水素含有ガスの流量を制御する水素含有ガス制御用バルブ35及び水素含有ガスを吸引して貯留チャンバ34に加圧状態で貯留するための吸引ポンプ56を経て貯留チャンバ34に接続されている。吸引ポンプ56にはポンプ駆動用の電源が接続され、吸引ポンプ56は通信回線55を介して制御装置32と接続されている。吸引ポンプ56は制御装置32から通信回線55を介して制御信号を受信し、それに応じて吸引ポンプ56のオン/オフ及びポンプの回転数を制御する A pipe D44 is connected to the pyrolysis furnace B12, and the pipe D44 includes a hydrogen-containing gas control valve 35 that controls the flow rate of the hydrogen-containing gas, and a hydrogen-containing gas control valve 35 that sucks the hydrogen-containing gas and stores it in a pressurized storage chamber 34. The storage chamber 34 is connected to the storage chamber 34 via a suction pump 56. A power source for driving the pump is connected to the suction pump 56, and the suction pump 56 is connected to the control device 32 via a communication line 55. The suction pump 56 receives a control signal from the control device 32 via the communication line 55, and controls the on/off of the suction pump 56 and the rotation speed of the pump accordingly.

貯留チャンバ34は熱分解炉B12で発生した水素含有ガスを貯留するためのタンクであり、貯留チャンバ内の圧力を測定し、圧力信号を制御装置32に送信するための圧力計A60が内部に設置されている。貯留チャンバ34から水素含有ガスを熱分解炉A4に注入するための配管E45と、同じ目的の配管F46が接続されている。配管E45の途中にはバタフライバルブ49があり、バタフライバルブ49にはアクチュエータが取り付けられ制御装置32から通信回線55を介してアクチュエータが制御信号を受信し、熱分解炉A4に注入する水素含有ガスの流量を調節可能になっている。また、配管F46の途中にはバタフライバルブ50があり、バタフライバルブ50にはアクチュエータが取り付けられ制御装置32から通信回線55を介してアクチュエータが制御信号を受信し、別経路で注入する水素含有ガスの流量を調節可能になっている。The storage chamber 34 is a tank for storing the hydrogen-containing gas generated in the pyrolysis furnace B12, and a pressure gauge A60 is installed inside to measure the pressure inside the storage chamber and send a pressure signal to the control device 32. has been done. A pipe E45 for injecting hydrogen-containing gas from the storage chamber 34 into the pyrolysis furnace A4 is connected to a pipe F46 for the same purpose. There is a butterfly valve 49 in the middle of the pipe E45, and an actuator is attached to the butterfly valve 49. The actuator receives a control signal from the control device 32 via the communication line 55, and controls the hydrogen-containing gas to be injected into the pyrolysis furnace A4. Flow rate can be adjusted. Further, there is a butterfly valve 50 in the middle of the pipe F46, and an actuator is attached to the butterfly valve 50, and the actuator receives a control signal from the control device 32 via a communication line 55, and controls the hydrogen-containing gas to be injected via a separate route. Flow rate can be adjusted.

熱分解炉A4には配管G54の一端が接続され他端はエアタンク48に接続されている。配管G54の途中には、制御装置32から受信した制御信号によりエアタンク48に蓄積させた空気を熱分解炉A4に注入して短時間で燃焼を拡大し熱分解処理の時間を短縮するためのエアタンク用バルブ51が取付けられている。エアタンク48の外側には、エアタンク48に空気を蓄積するための空気吸引用ポンプ58が取付けられている。空気吸引用ポンプ58は制御装置32から受信した制御信号により圧力計B61が示す圧力情報が所望の圧力になるまで空気を外部から取り込んで蓄積する。以上で図3の説明を終わる。 One end of a pipe G54 is connected to the pyrolysis furnace A4, and the other end is connected to the air tank 48. In the middle of the pipe G54, there is an air tank for injecting the air accumulated in the air tank 48 into the pyrolysis furnace A4 according to the control signal received from the control device 32 to expand combustion in a short time and shorten the time for pyrolysis treatment. A valve 51 is attached. An air suction pump 58 for accumulating air in the air tank 48 is attached to the outside of the air tank 48 . The air suction pump 58 takes in air from the outside and stores it in response to a control signal received from the control device 32 until the pressure information indicated by the pressure gauge B61 reaches a desired pressure. This concludes the explanation of FIG.

図4は制御装置32のハードウェア構成を示す模式図である。通信回線55としてLANを用いた場合を以下説明する。
CPU71とROM72とRAM73とビデオグラフィックアダプタ(VGA)74とLANアダプタ75とキーボード76とマウス77とHDD78とBD-R/REドライブ79はそれぞれシステムバス70を介して接続されている。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the hardware configuration of the control device 32. As shown in FIG. A case where a LAN is used as the communication line 55 will be described below.
A CPU 71, a ROM 72, a RAM 73, a video graphic adapter (VGA) 74, a LAN adapter 75, a keyboard 76, a mouse 77, an HDD 78, and a BD-R/RE drive 79 are connected via a system bus 70, respectively.

なお、これらと各構成要素とシステムバス70との間にインタフェース部が存在する場合があるが図では省略されている。CPU71は制御装置32の全体の制御を司り、具体的には起動時にはROM72から起動プログラム(ブートローダ)を読み込んでハードウェアのチェック及び初期化を行い、その後HDD78からシステムプログラムを読み出してRAM73にロードし、オペレーティングシステム(OS)を立ち上げる。オペレーティングシステムは例えばWindows(登録商標)、Linux(登録商標)などいずれのOSでも良い。更にCPU71はユーザの操作に応じて各制御プログラムをHDD78からRAM73にロードし、実行する。 Note that there may be an interface section between these components and the system bus 70, but it is omitted in the figure. The CPU 71 is in charge of overall control of the control device 32, and specifically, upon startup, it reads a boot program (boot loader) from the ROM 72, checks and initializes the hardware, and then reads a system program from the HDD 78 and loads it into the RAM 73. , launch the operating system (OS). The operating system may be any OS such as Windows (registered trademark) or Linux (registered trademark). Further, the CPU 71 loads each control program from the HDD 78 to the RAM 73 and executes it according to the user's operation.

ROM72は前述のように起動プログラム(Bootプログラム)を記憶しており、RAM73はいわゆるメインメモリとしてオペレーティングシステム及びアプリケーションプログラム及びワークエリアとして使用する。VGA74は液晶ディスプレイ又はCRTに接続して画面表示を行うためのビデオグラフィックアダプタであり、ディスプレイA65が接続されている。LANアダプタ75は無線又はLANケーブル又は外部のネットワークと接続しデータの送受信を行う。具体的にはHDD78に記憶された制御メインプログラムが起動後RAM73に読込まれ、電磁弁A24、電磁弁B25、電磁弁C26、電磁弁D10、電磁弁E13、電磁弁F17の各開閉手段の開/閉を制御する信号を送る。更に制御メインプログラムは窒素投入用バルブ23、冷却水入口バルブ19、冷却水締切バルブ15、水素含有ガス制御用バルブ35、エアフローバルブ47、バタフライバルブ49、バラフライバルブ50、エアタンク用バルブ51の各流量調節手段に開/閉または流量を調節するための制御信号を送る。更に制御メインプログラムは吸引ポンプ56と空気吸引ポンプ58に起動/停止及び回転数を制御する制御信号を送る。更に制御メインプログラムは温度センサA33と温度センサB36と温度センサC37の温度情報と、湿度センサ53からの湿度情報と、圧力計A60と圧力計B61の圧力情報とを、通信回線55経由で30秒間隔で受信して、RAM73のワークエリアに記憶し、これら各センサ又は各圧力計を識別する識別情報と共に受信した温度情報又は湿度情報又は圧力情報これら各情報の受信時刻とを、HDD78の制御パラメータ履歴記憶部38に記憶する。また制御メインプログラムは各電磁弁、各バルブ、各ポンプに送った制御指令(バルブの場合は開度情報を含む)とその送信時刻とをこれら各機器を識別する機器情報と共にRAM73とHDD78の制御パラメータ履歴記憶部38に記憶する。
学習時には制御装置32は、制御パラメータ履歴記憶部38に記憶した制御パラメータ履歴情報を、学習装置39に送信し、学習装置39はHDD88の制御パラメータ履歴記憶部69に記憶する。学習装置39は受信した制御パラメータ履歴情報を図5のハードディスク88に記憶後、RAM83及びGPU90の内部メモリに記憶し学習処理を実行して最適パラメータを決定し、決定した最適パラメータ情報を制御装置32に送信する。キーボード76及びマウス77はユーザの操作を入力する入力手段として機能する。又HDD78には各種プログラム(オペレーティングシステム、本システムの制御メインプログラム、本発明の図6乃至図10に記載のフローチャートを実行する各処理プログラム及びディスプレイA65の画面に表示するためのHTMLの画面のレイアウト情報)やパラメータ履歴記憶部38の制御パラメータ履歴情報を含む各種テーブルや検索履歴情報(検索条件情報及び検索結果の詳細情報)を記憶している。本発明の図6乃至図10に記載のフローチャートを実行する各処理プログラムは本システムの制御メインプログラムと協働して、制御メインプログラムが外部の各機器への制御信号の送信を行い、各センサからの制御信号の受信を行いRAM73のワークエリアに記憶後実際の値に換算し、各処理プログラムはこの換算後の値を読取って処理を実行する。
The ROM 72 stores a boot program as described above, and the RAM 73 serves as a so-called main memory and is used as an operating system, application programs, and a work area. VGA74 is a video graphics adapter for connecting to a liquid crystal display or CRT to display a screen, and a display A65 is connected thereto. The LAN adapter 75 connects to a wireless or LAN cable or external network to transmit and receive data. Specifically, the control main program stored in the HDD 78 is read into the RAM 73 after startup, and controls the opening/closing means of the solenoid valve A24, solenoid valve B25, solenoid valve C26, solenoid valve D10, solenoid valve E13, and solenoid valve F17. Sends a signal to control closing. Furthermore, the main control program controls the flow rates of the nitrogen input valve 23, cooling water inlet valve 19, cooling water cut-off valve 15, hydrogen-containing gas control valve 35, air flow valve 47, butterfly valve 49, butterfly valve 50, and air tank valve 51. A control signal is sent to the regulating means for opening/closing or regulating the flow rate. Further, the control main program sends control signals to the suction pump 56 and air suction pump 58 to control start/stop and rotation speed. Furthermore, the control main program transmits temperature information from temperature sensor A33, temperature sensor B36, and temperature sensor C37, humidity information from humidity sensor 53, and pressure information from pressure gauge A60 and pressure gauge B61 for 30 seconds via communication line 55. Temperature information, humidity information, or pressure information received at intervals and stored in the work area of the RAM 73, along with identification information for identifying each sensor or each pressure gauge, and the reception time of each of these information are stored in the control parameters of the HDD 78. It is stored in the history storage section 38. In addition, the control main program controls the RAM 73 and HDD 78 by controlling the control commands sent to each solenoid valve, each valve, and each pump (including opening information in the case of valves) and their transmission times, along with device information that identifies these devices. It is stored in the parameter history storage section 38.
During learning, the control device 32 transmits the control parameter history information stored in the control parameter history storage section 38 to the learning device 39, and the learning device 39 stores it in the control parameter history storage section 69 of the HDD 88. The learning device 39 stores the received control parameter history information in the hard disk 88 of FIG. Send to. The keyboard 76 and mouse 77 function as input means for inputting user operations. The HDD 78 also stores various programs (an operating system, a control main program for this system, each processing program that executes the flowcharts shown in FIGS. 6 to 10 of the present invention, and an HTML screen layout for displaying on the screen of the display A 65). information), various tables including control parameter history information of the parameter history storage section 38, and search history information (search condition information and detailed information of search results). Each processing program that executes the flowcharts shown in FIGS. 6 to 10 of the present invention cooperates with the control main program of this system, and the control main program transmits control signals to each external device and sends control signals to each sensor. After receiving the control signal from the RAM 73 and storing it in the work area of the RAM 73, it is converted into an actual value, and each processing program reads the converted value and executes the process.

Figure 0007382572000001
BD-R/REドライブ79は各種プログラムを記憶したDVDやBD-Rなどの記憶メディアを読み込むためのドライブであり、各種データ類をDVD-RWやBD-RやBD-RE等に書き出すことも可能である。
以下に説明する各フローチャートの実行前に、起動後制御メインプログラムがHDD78からRAM73に読込まれて熱分解プログラム等他のアプリケーションと共に起動する。以上で図4の説明を終わる。
Figure 0007382572000001
The BD-R/RE drive 79 is a drive for reading storage media such as DVDs and BD-Rs that store various programs, and can also write various data to DVD-RWs, BD-Rs, BD-REs, etc. It is possible.
Before executing each of the flowcharts described below, a post-start control main program is read from the HDD 78 into the RAM 73 and started together with other applications such as a pyrolysis program. This concludes the explanation of FIG. 4.

図5は学習装置39のハードウェア構成を示す模式図である。
CPU81とROM82とRAM83とビデオグラフィックアダプタ(VGA)84とLANアダプタ85とキーボード86とマウス87とHDD88とBD-R/REドライブ89はそれぞれシステムバス80を介して接続されている。
なお、これらと各構成要素とシステムバス80との間にインタフェース部が存在する場合があるが図では省略されている。CPU81は制御装置39の全体の制御を司り、具体的には起動時にはROM82から起動プログラム(ブートローダ)を読み込んでハードウェアのチェック及び初期化を行い、その後HDD88からシステムプログラムを読み出してRAM83にロードし、オペレーティングシステム(OS)を立ち上げる。オペレーティングシステムは例えばWindows(登録商標)、Linux(登録商標)などいずれのOSでも良い。更にCPU81はユーザの操作に応じて学習プログラムをHDD88からRAM83にロードし、実行する。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the hardware configuration of the learning device 39.
A CPU 81, a ROM 82, a RAM 83, a video graphic adapter (VGA) 84, a LAN adapter 85, a keyboard 86, a mouse 87, an HDD 88, and a BD-R/RE drive 89 are connected via a system bus 80, respectively.
Note that there may be an interface section between these components and the system bus 80, but it is omitted in the figure. The CPU 81 is in charge of overall control of the control device 39, and specifically, upon startup, it reads a boot program (boot loader) from the ROM 82, checks and initializes the hardware, and then reads a system program from the HDD 88 and loads it into the RAM 83. , launch the operating system (OS). The operating system may be any OS such as Windows (registered trademark) or Linux (registered trademark). Further, the CPU 81 loads the learning program from the HDD 88 to the RAM 83 in response to a user's operation and executes it.

ROM82は前述のように起動プログラム(Bootプログラム)を記憶しており、RAM83はいわゆるメインメモリとしてオペレーティングシステム及びアプリケーションプログラム及びワークエリアとして使用する。VGA84はディスプレイB66又はCRTに接続して画面表示を行うためのアダプタであり、LANアダプタ85は無線又はLANケーブルを外部のネットワークと接続し制御装置32との間でデータの送受信を行う。キーボード86及びマウス77はユーザの操作を入力する入力手段として機能する。又HDD88には各種プログラム(オペレーティングシステム、本発明の図11に記載のフローチャートを実行するアプリケーションプログラム及び学習装置39に接続されたディスプレイB66の画面に表示するためのHTMLの画面のレイアウト情報)や各種テーブルや検索履歴情報(検索条件情報及び検索結果の詳細情報)を記憶している。BD-R/REドライブ89は各種プログラムを記憶したDVDやBD-Rなどの記憶メディアを読み込むためのドライブであり、各種データ類をDVD-RWやBD-RやBD-RE等に書き出すことも可能である。GPU90はCPU81と協働して、学習処理を並列に高速に実行するための処理装置である。制御装置32の制御パラメータ履歴記憶部38から通信回線55と接続されたLANアダプタ85を経由して制御パラメータ履歴情報を受信し、CPU81とGPU90による学習処理実行後に、成果物である最適制御パラメータをHDD88に記憶し、CPU81がLANを介して制御装置32に送信する。以上で図5の説明を終わる。 The ROM 82 stores a boot program as described above, and the RAM 83 serves as a so-called main memory and is used as an operating system, application programs, and a work area. The VGA 84 is an adapter for connecting to the display B 66 or CRT to display a screen, and the LAN adapter 85 connects a wireless or LAN cable to an external network to transmit and receive data to and from the control device 32. The keyboard 86 and mouse 77 function as input means for inputting user operations. The HDD 88 also stores various programs (an operating system, an application program for executing the flowchart shown in FIG. 11 of the present invention, and HTML screen layout information to be displayed on the screen of the display B66 connected to the learning device 39) and various other programs. It stores tables and search history information (search condition information and detailed information on search results). The BD-R/RE drive 89 is a drive for reading storage media such as DVDs and BD-Rs that store various programs, and can also write various types of data to DVD-RWs, BD-Rs, BD-REs, etc. It is possible. The GPU 90 is a processing device that cooperates with the CPU 81 to execute learning processing in parallel at high speed. Control parameter history information is received from the control parameter history storage unit 38 of the control device 32 via the LAN adapter 85 connected to the communication line 55, and after the learning process is executed by the CPU 81 and GPU 90, the optimal control parameters that are the result are received. It is stored in the HDD 88, and the CPU 81 transmits it to the control device 32 via the LAN. This concludes the explanation of FIG.

図6はバイオチャの熱分解の熱源となる高温ガスを生産するための、有機廃棄物1の熱分解処理のフローチャートを示す図である。熱分解処理はバイオチャ製造システムの制御プログラムの一部であり、非稼働時はHDD78に記憶されており、制御装置32のキーボードか76ら起動命令を入力することによりRAM73に読込まれて起動する。以下の説明では各ステップ間での「処理をステップSXXXに進める」との記載は省略する場合がある。
ステップS601からステップS612は制御装置32のCPU71の制御のもとでRAM73に読みだした熱分解処理プログラムを実行する処理である。他方、ステップS621からステップS628は各機器(例えばステップS621では、投入装置A63、ステップS622ではシュレッダ2とコンベア3等々以下の各ステップの説明で明示する)で実行する処理であり、或いは各バルブや各電磁弁に取付けられたアクチュエータが通信回線55を介して制御装置32から受信した制御信号に基づいて各機器で実行する処理であり、又は各センサが通信回線55を介して制御装置32に温度情報又は湿度情報を送信する処理ステップであり、又は各圧力計が圧力情報を、通信回線55を介して制御装置32に送信する処理ステップである。以上は他のフローチャートでも同様(図7のステップS720以降、図8のステップS820以降、図9のステップS920以降、図10のステップS1020以降の各右側の列のステップも同様)である。
FIG. 6 is a diagram showing a flowchart of pyrolysis treatment of organic waste 1 to produce high-temperature gas that becomes a heat source for pyrolysis of biochar. The pyrolysis process is part of the control program of the biochar manufacturing system, and is stored in the HDD 78 when not in operation, and is read into the RAM 73 and activated by inputting a startup command from the keyboard 76 of the control device 32. In the following description, the statement "proceed to step SXXX" between each step may be omitted.
Steps S601 to S612 are processes for executing the pyrolysis treatment program read into the RAM 73 under the control of the CPU 71 of the control device 32. On the other hand, steps S621 to S628 are processes executed by each device (for example, in step S621, the input device A63, in step S622, the shredder 2 and conveyor 3, etc. will be specified in the explanation of each step below), or each valve or This process is executed by each device based on a control signal that an actuator attached to each solenoid valve receives from the control device 32 via the communication line 55, or each sensor sends a temperature signal to the control device 32 via the communication line 55. This is a processing step of transmitting information or humidity information, or a processing step of each pressure gauge transmitting pressure information to the control device 32 via the communication line 55. The above is the same for the other flowcharts (the steps in the right column after step S720 in FIG. 7, after step S820 in FIG. 8, after step S920 in FIG. 9, and after step S1020 in FIG. 10).

まず、オペレータが制御装置32を起動し、HDD78に記憶されている制御アプリケーションをRAM73に読み込み処理を開始する。まず、ステップS621では投入装置A63がシュレッダ2の大型の漏斗状の受け口に有機廃棄物1を投入する。なお、人手により有機廃棄物1を投入することも勿論可能である。次にステップS601では制御装置32がシュレッダ2及びコンベア3にそれぞれ起動信号を送信し処理をステップS602に進める。他方ステップS622では、受信した起動信号によりシュレッダ2が有機廃棄物1の裁断を開始し、ステップS623では、受信した制御信号により起動したコンベア3が細断後の有機廃棄物1を運搬し、熱分解炉A4に裁断した有機廃棄物1を投入する。 First, the operator starts up the control device 32, loads the control application stored in the HDD 78 into the RAM 73, and starts processing. First, in step S621, the input device A63 inputs the organic waste 1 into the large funnel-shaped receptacle of the shredder 2. Note that, of course, it is also possible to input the organic waste 1 manually. Next, in step S601, the control device 32 sends activation signals to the shredder 2 and conveyor 3, respectively, and the process proceeds to step S602. On the other hand, in step S622, the shredder 2 starts shredding the organic waste 1 in response to the received activation signal, and in step S623, the conveyor 3 activated in response to the received control signal transports the shredded organic waste 1 and heats it. The shredded organic waste 1 is put into the decomposition furnace A4.

ステップS602では、制御装置32は温度センサC37が測定した環境温度の温度情報を受信し、湿度センサ53が測定した環境湿度を受信して、それぞれRAM73のワークエリアに記憶し、実際の温度(摂氏)と実際の湿度(相対湿度)に換算してRAM73のワークエリアに記憶後、処理をステップS603に進める。
ステップS603では、制御装置32はダイレクトエアフローバルブ47に開信号を送信し、制御装置32はブロア40に起動信号を送信し、更に制御装置32は点火装置5に点火信号を送信し、する。、更に制御装置32はRAM73のワークエリアに記憶されている圧力計A60の最新の圧力値に応じて、バタフライバルブ49に、1/4開信号乃至1/2開信号の小開信号を送信し、処理をステップS604に進める。ここで「圧力計A60の最新の圧力値に応じて」とは、RAM73のワークエリアに記憶されている圧力計A60の圧力値を読込んで、所定圧力(例えば5気圧以上)の場合にはバタフライバルブ49に小開信号を送信し、所定圧力未満の場合は、熱分解炉B12が生成する水素含有ガスが、吸引ポンプ56の圧力により、水素含有ガス制御用バルブを介して貯留チャンバ34に所定圧力(例えば10気圧)以上に蓄積されるまで、バタフライバルブ49を閉のままにする意味である。また、ここで例えば1/4開信号とは、例えば貯留チャンバ34の標準圧力(通常の運用で維持するする最大圧力の標準値)を20気圧とした場合、排出先の熱分解炉A4の炉内圧力が1.2気圧の場合にバルブ全開時の送出量(例えば毎分240リットル)を1とした場合の比率を意味し、1/4開信号は毎分60リットルを意味する。
他方、ステップS624では、開信号を受信したダイレクトエアフローバルブ47は閉状態から開状態になり、起動信号を受信したブロア40は起動してやや強めの送風を開始し、点火信号を受信した点火装置5は点火して熱分解炉A4内の有機廃棄物1の燃焼を開始すべく点火を開始し、バタフライバルブ49は小開信号を受信した場合は、チャンバ34から、受信した小開信号に応じた量の貯留チャンバ34内の水素含有ガスを熱反応炉A4に注入して燃焼を助ける。
ステップS604では、制御装置32は電磁弁B25に開信号を、電磁弁A24と電磁弁C26の両方に閉信号をそれぞれ送信し、処理をステップS605に進める。他方、ステップS625では、開信号を受信した電磁弁B25は閉状態から開状態になり、実質的に同じタイミング閉信号を受信した電磁弁A24と電磁弁C26は両方とも閉状態になる。その結果、初期燃焼状態の排気ガスは、サイクロン27、排煙脱硫装置28、湿式スクラバー29、乾式スクラバー30と煙突31を通って排出される。制御装置32は、
ステップS605では、ステップS602で取得してRAM73のワークエリアに記憶した換算後の環境温度と環境湿度を用いて、更にステップS604で水素含有ガス制御用バルブ35に開信号を送信した場合には、圧力計A60の圧力値も加味して、初期加熱に必要な所定時間を計算し、制御パラメータ履歴記憶部の点火装置5の点火開始時刻からこの所定時間が経過しているかを判定し、経過していないと判定した場合(ステップS605でNo)、この所定時間経過迄同じ状態を維持し、所定時間を経過したと判定した場合(ステップS605でYes)は、処理をステップS606に進める。初期加熱に必要な「所定時間」は環境温度が低いほど長く、環境湿度が高いほど長くなり、また、圧力計A60の圧力値が高い場合は、初期加熱段階で多めに水素含有ガスを放出するため短くなる。この所定時間経過後は、多くの場合有機廃棄物1が安定的に燃焼し続ける状態になる。
In step S602, the control device 32 receives the temperature information of the environmental temperature measured by the temperature sensor C37, receives the environmental humidity measured by the humidity sensor 53, stores each in the work area of the RAM 73, and stores the actual temperature (in degrees Celsius). ) is converted into actual humidity (relative humidity) and stored in the work area of the RAM 73, and then the process proceeds to step S603.
In step S603, the control device 32 sends an open signal to the direct air flow valve 47, the control device 32 sends a start signal to the blower 40, and further the control device 32 sends an ignition signal to the ignition device 5. Furthermore, the control device 32 sends a small opening signal from a 1/4 open signal to a 1/2 open signal to the butterfly valve 49 in accordance with the latest pressure value of the pressure gauge A60 stored in the work area of the RAM 73. , the process advances to step S604. Here, "according to the latest pressure value of the pressure gauge A60" means that the pressure value of the pressure gauge A60 stored in the work area of the RAM 73 is read, and if the pressure is a predetermined pressure (for example, 5 atmospheres or more), the butterfly is activated. A small opening signal is sent to the valve 49, and if the pressure is less than a predetermined pressure, the hydrogen-containing gas generated by the pyrolysis furnace B12 is directed to the storage chamber 34 via the hydrogen-containing gas control valve by the pressure of the suction pump 56. This means that the butterfly valve 49 remains closed until the pressure (for example, 10 atmospheres) or more is accumulated. In addition, here, for example, the 1/4 open signal means, for example, when the standard pressure of the storage chamber 34 (the standard value of the maximum pressure maintained in normal operation) is 20 atm, the 1/4 open signal is It means the ratio when the internal pressure is 1.2 atm and the delivery amount when the valve is fully open (for example, 240 liters per minute) is 1, and the 1/4 open signal means 60 liters per minute.
On the other hand, in step S624, the direct air flow valve 47 that has received the open signal changes from the closed state to the open state, the blower 40 that has received the activation signal starts and starts blowing a little stronger air, and the ignition device 5 that has received the ignition signal is ignited to start the combustion of the organic waste 1 in the pyrolysis furnace A4, and when the butterfly valve 49 receives a small opening signal, the butterfly valve 49 responds to the received small opening signal from the chamber 34. A quantity of hydrogen-containing gas in storage chamber 34 is injected into thermal reactor A4 to aid combustion.
In step S604, the control device 32 sends an open signal to solenoid valve B25 and a close signal to both solenoid valve A24 and solenoid valve C26, and advances the process to step S605. On the other hand, in step S625, the solenoid valve B25 that has received the open signal is changed from the closed state to the open state, and the solenoid valve A24 and the solenoid valve C26 that have received substantially the same timing close signal are both closed. As a result, the exhaust gas in the initial combustion state is discharged through the cyclone 27, the flue gas desulfurization device 28, the wet scrubber 29, the dry scrubber 30, and the chimney 31. The control device 32 is
In step S605, using the converted environmental temperature and environmental humidity acquired in step S602 and stored in the work area of the RAM 73, and further transmitting an open signal to the hydrogen-containing gas control valve 35 in step S604, The predetermined time required for initial heating is calculated by taking into consideration the pressure value of the pressure gauge A60, and it is determined whether this predetermined time has elapsed since the ignition start time of the ignition device 5 in the control parameter history storage section. If it is determined that the predetermined time has not passed (No in step S605), the same state is maintained until the predetermined time has elapsed, and if it is determined that the predetermined time has elapsed (Yes in step S605), the process advances to step S606. The lower the environmental temperature is, the longer the "predetermined time" required for initial heating becomes, and the higher the environmental humidity is, the longer it becomes. Also, if the pressure value of pressure gauge A60 is high, a large amount of hydrogen-containing gas is released during the initial heating stage. Therefore, it becomes shorter. After this predetermined time has elapsed, in many cases, the organic waste 1 is in a state where it continues to burn stably.

ステップS606では、制御装置32は点火装置5に消火信号を送信し、更にブロア40の送風をやや強い風から中程度の風に変更する制御信号をブロア40に送信し、処理をステップS607に進める。他方、ステップS626では、点火装置5は受信した消火信号により消火し、ブロア40は送風が中程度の風に変更される。
ステップS607では、制御装置32は電磁弁B25に閉信号を、電磁弁A24と電磁弁C26の両方に開信号を、それぞれ送信し、更にバタフライバルブ49に小開信号(1/8開信号乃至1/4開信号)を送信し、処理をステップS608に進める。圧力計A60の最新の圧力値による制約はステップS603と同様である。他方、ステップS627では、閉信号を受信した電磁弁B25は開状態から閉状態になり、実質的に同じタイミング開信号を受信した電磁弁A24と電磁弁C26は両方とも開状態になる。この結果熱分解炉A4で生じた高温ガスは配管A42から熱交換機6に導入され、熱分解炉B12の温度が上昇を始める。ステップS627では、熱分解炉A4及び熱分解炉B12の両方で熱分解処理がそれぞれ進行する。ステップS608では、制御装置32はステップS629熱分解炉B12に取付けられている温度センサA33の温度を温度センサA33から受信した温度信号が変換されてRAM73のワークエリアに記憶されている最新の温度センサA33の換算後の温度を読取り、そこから推定される熱分解炉B12の炉内温度と、RAM73のワークエリアに記憶されている最新の圧力計A60の圧力値(貯留チャンバ34の圧力値)に応じてバタフライバルブ49及びバタフライバルブ50の開度を調整するための制御信号をバタフライバルブ49及びバタフライバルブ50に送信する。具体的には標準運転温度を下回った場合は、開度はより開いて熱分解炉B12の炉内温度を上昇させようとし、標準運転温度を上回った場合は、開度はより閉じて熱分解炉B12の炉内温度を下降させようとする。ステップS630では、この調整により熱分解炉B12の炉内温度も安定し、配管D及び水素含有ガス制御用バルブ35を通って貯留チャンバ34に貯留する水素含有ガスの流量も安定する。
ただし、貯留チャンバ34の圧力が所定圧力値以下(例えば5気圧)に低下した場合は、知投入装置A63から新しい有機廃棄物1を投入し、処理をステップS601に戻す例外処理を実行する。人手により有機廃棄物1を行う場合は、制御装置32のディスプレイ65の画面に新たに有機廃棄物1を投入するよう促すメッセージと警報音を鳴らし人手による投入を促し、処理をステップS609に進める。ステップS609では、温度センサA33の換算後の温度を用いて熱分解炉B12の炉内温度が運転最低温度未満であるかを判定し、運転最低温度未満であると判定した場合は、処理をステップS610に進め熱分解炉B12の昇温処理を実行後ステップS608に戻す。熱分解炉B12の昇温処理の詳細は図9のフローチャートで説明する。ステップS609で運転最低温度未満ではないと判定した場合は、処理をステップS611に進め、熱分解炉B12の炉内温度が運転最高温度を超えているかを判定する。運転最高温度を超えていない場合は処理をステップS608に戻し、運転最高温度を超えている場合は処理をステップS612の熱分解炉B12の降温処理に進める。熱分解炉B12の降温処理の詳細は図10のフローチャートで説明する。以上で図6の説明を終わる。
In step S606, the control device 32 transmits an extinguishing signal to the ignition device 5, and further transmits a control signal to the blower 40 to change the air blowing from the blower 40 from a slightly strong wind to a moderate wind, and advances the process to step S607. . On the other hand, in step S626, the igniter 5 extinguishes the fire in response to the received extinguishing signal, and the blower 40 changes its air flow to a medium level.
In step S607, the control device 32 sends a close signal to the solenoid valve B25, an open signal to both the solenoid valve A24 and the solenoid valve C26, and further sends a small open signal (1/8 open signal to 1/8 open signal to the butterfly valve 49). /4 open signal), and the process advances to step S608. The restriction based on the latest pressure value of the pressure gauge A60 is the same as in step S603. On the other hand, in step S627, the solenoid valve B25 that has received the close signal changes from the open state to the closed state, and the solenoid valve A24 and the solenoid valve C26 that have received substantially the same timing open signal both become open states. As a result, the high temperature gas generated in the pyrolysis furnace A4 is introduced into the heat exchanger 6 through the pipe A42, and the temperature of the pyrolysis furnace B12 begins to rise. In step S627, the pyrolysis process proceeds in both the pyrolysis furnace A4 and the pyrolysis furnace B12. In step S608, the control device 32 determines the temperature of the temperature sensor A33 attached to the pyrolysis furnace B12 in step S629 by converting the temperature signal received from the temperature sensor A33 into the latest temperature sensor stored in the work area of the RAM 73. The converted temperature of A33 is read, and the furnace temperature of the pyrolysis furnace B12 is estimated from there, and the latest pressure value of the pressure gauge A60 (pressure value of the storage chamber 34) stored in the work area of the RAM 73 is used. Accordingly, a control signal for adjusting the opening degrees of the butterfly valves 49 and 50 is transmitted to the butterfly valves 49 and 50. Specifically, if the temperature is lower than the standard operating temperature, the opening degree will be opened more to increase the temperature inside the pyrolysis furnace B12, and if it is higher than the standard operating temperature, the opening degree will be closed more to increase the temperature inside the pyrolysis furnace B12. An attempt is made to lower the temperature inside the furnace B12. In step S630, this adjustment stabilizes the temperature inside the pyrolysis furnace B12, and also stabilizes the flow rate of the hydrogen-containing gas stored in the storage chamber 34 through the pipe D and the hydrogen-containing gas control valve 35.
However, if the pressure in the storage chamber 34 drops below a predetermined pressure value (for example, 5 atmospheres), an exception process is executed in which new organic waste 1 is input from the input device A63 and the process returns to step S601. If the organic waste 1 is to be manually added, a message and an alarm sound are displayed on the screen of the display 65 of the control device 32 to prompt the user to input the organic waste 1 manually, and the process proceeds to step S609. In step S609, it is determined whether the temperature inside the pyrolysis furnace B12 is less than the minimum operating temperature using the converted temperature of the temperature sensor A33, and if it is determined that it is less than the minimum operating temperature, the process is The process advances to S610, where the temperature raising process for the pyrolysis furnace B12 is executed, and then the process returns to step S608. Details of the temperature raising process of the pyrolysis furnace B12 will be explained with reference to the flowchart of FIG. If it is determined in step S609 that the temperature is not lower than the minimum operating temperature, the process proceeds to step S611, and it is determined whether the internal temperature of the pyrolysis furnace B12 exceeds the maximum operating temperature. If the maximum operating temperature has not been exceeded, the process returns to step S608, and if the maximum operating temperature has been exceeded, the process proceeds to step S612, a process of lowering the temperature of the pyrolysis furnace B12. Details of the temperature lowering process of the pyrolysis furnace B12 will be explained with reference to the flowchart of FIG. This concludes the explanation of FIG.

図7はバイオチャの原料となるバイオマスの熱分解処理と一次排出のフローチャートを示す図である。以下の説明では各ステップ間での「処理をステップSXXXに進める」との記載は省略する場合がある。
ステップS701からステップS712は制御装置32のCPU71の制御のもとで実行する処理である。他方、ステップS720からステップS733は各機器(ステップS720では、投入装置B64、ステップS721ではシュレッダ乾燥装置11等々以下の各ステップの説明で明示する)又は各機器に取付けられたアクチュエータが通信回線55を介して制御装置32から受信した制御信号に基づいて実行する処理である。又は各センサが通信回線55を介して制御装置32に温度情報又は湿度情報を所定の時間間隔で送信する処理ステップであり、又は各圧力計が圧力情報を所定の時間間隔で制御装置32に送信する処理ステップである。
FIG. 7 is a diagram showing a flowchart of thermal decomposition treatment and primary discharge of biomass, which is a raw material for biochar. In the following description, the statement "proceed to step SXXX" between each step may be omitted.
Steps S701 to S712 are processes executed under the control of the CPU 71 of the control device 32. On the other hand, from step S720 to step S733, each device (in step S720, the input device B64, in step S721, the shredder drying device 11, etc. will be specified in the explanation of each step below) or the actuator attached to each device connects the communication line 55. This is a process executed based on a control signal received from the control device 32 via the control device 32. Alternatively, each sensor transmits temperature information or humidity information to the control device 32 at predetermined time intervals via the communication line 55, or each pressure gauge transmits pressure information to the control device 32 at predetermined time intervals. This is a processing step.

まず、オペレータの操作により、図7に示すバイオマスの熱分解処理と一次排出処理用プログラムを起動し、HDD78記憶されているこのアプリケーションをRAM73に読み込み処理を開始する。まず、ステップS720では投入装置B64がシュレッダ乾燥装置11の大型の漏斗状の受け口にバイオマス資源8を投入する。なお、人手によりバイオマス資源8を投入することも勿論可能である。次にステップS700では制御装置32が温度センサC37と湿度センサ53から取得してRAM83のワークエリアに記憶している換算後の環境温度値と環境湿度値を取得してプログラムの変数エリアに保存して処理をステップS701に進める。ステップS701では制御装置32がシュレッダ乾燥装置11に起動信号を送信し処理をステップS702に進める。他方ステップS721では、受信した起動信号によりシュレッダ乾燥装置11がバイオマス資源8の裁断と乾燥を開始する。他方ステップS702では制御装置32が窒素製造機22に起動信号を送信し、処理をステップS703に進める。ステップS722では、窒素製造機22が起動し、空気を取り入れて窒素の製造を開始し、製造した窒素を窒素製造機22内の不図示のタンクに蓄積する。First, the operator starts the biomass thermal decomposition treatment and primary discharge treatment program shown in FIG. 7, and loads this application stored in the HDD 78 into the RAM 73 to start the process. First, in step S720, the charging device B64 charges the biomass resource 8 into the large funnel-shaped receptacle of the shredder drying device 11. Note that it is of course possible to input the biomass resources 8 manually. Next, in step S700, the control device 32 obtains the converted environmental temperature value and environmental humidity value obtained from the temperature sensor C37 and the humidity sensor 53 and stored in the work area of the RAM 83, and stores them in the variable area of the program. The process advances to step S701. In step S701, the control device 32 sends a start signal to the shredder drying device 11, and the process proceeds to step S702. On the other hand, in step S721, the shredder drying device 11 starts cutting and drying the biomass resource 8 in response to the received activation signal. On the other hand, in step S702, the control device 32 transmits a start signal to the nitrogen production machine 22, and the process proceeds to step S703. In step S722, the nitrogen production machine 22 is activated, takes in air and starts producing nitrogen, and stores the produced nitrogen in a tank (not shown) within the nitrogen production machine 22.

ステップS703では、ステップS700で取得した環境温度値と環境湿度値による乾燥完了の推定時刻の経過後コンベア9の起動信号を送信し、処理をステップS704に進める。ステップS723では、コンベア9が起動信号し、シュレッダ乾燥装置11から裁断・乾燥されたバイオマス資源8を熱分解炉B12への投入口である電磁弁D10まで運搬する。ステップS704では、制御装置32が電磁弁D10の開信号を送信し、処理をステップS705に進める。ステップS724では、受信した開信号により電磁弁D10が開き、熱分解炉A4にバイオマス資源8が重力により投入される。ステップS705では、制御装置32が窒素製造機22に窒素投入用バルブ23の開信号を送信し、処理をステップS706に進める。
ステップS725では、窒素製造機22の窒素投入用バルブ23が受信した開信号によって開となり、製造された窒素が熱分解炉B12内に注入され、元々あった空気が電磁弁D10等を通って排出される。ステップS706では、制御装置32が電磁弁D10の閉信号を送信し、処理をステップS707に進める。ステップS726では、受信した閉信号により電磁弁D10が閉じ、ステップS727では、熱交換機6から伝搬した熱により熱分解炉B12の温度が350℃乃至450℃程度に昇温し、バイオマス資源8が実質的に無酸素状態で熱分解処理される。次にステップS707では、制御装置32がRAM73のワークエリアに記憶されている換算後の環境温度と環境湿度、温度センサA33から送信された熱分解炉B12の温度を用いて算出される熱分解処理時間が経過したかを判定し、経過したと判定した場合は、処理をステップS708に進める。経過していないと判定した場合は、処理をステップS707のまま経過するまで待機する。
In step S703, a start signal for the conveyor 9 is transmitted after the estimated drying completion time based on the environmental temperature value and environmental humidity value obtained in step S700 has elapsed, and the process proceeds to step S704. In step S723, the conveyor 9 receives a start signal and transports the shredded and dried biomass resource 8 from the shredder drying device 11 to the electromagnetic valve D10, which is the input port to the pyrolysis furnace B12. In step S704, the control device 32 transmits an opening signal for the electromagnetic valve D10, and the process proceeds to step S705. In step S724, the received open signal opens the electromagnetic valve D10, and the biomass resource 8 is introduced into the pyrolysis furnace A4 by gravity. In step S705, the control device 32 transmits an opening signal for the nitrogen injection valve 23 to the nitrogen production machine 22, and the process proceeds to step S706.
In step S725, the nitrogen injection valve 23 of the nitrogen production machine 22 is opened by the received open signal, the produced nitrogen is injected into the pyrolysis furnace B12, and the air that originally existed is discharged through the electromagnetic valve D10 etc. be done. In step S706, the control device 32 transmits a closing signal for the electromagnetic valve D10, and the process proceeds to step S707. In step S726, the electromagnetic valve D10 is closed by the received closing signal, and in step S727, the temperature of the pyrolysis furnace B12 rises to about 350°C to 450°C due to the heat propagated from the heat exchanger 6, and the biomass resource 8 is substantially It is thermally decomposed under oxygen-free conditions. Next, in step S707, the control device 32 performs a pyrolysis process calculated using the converted environmental temperature and humidity stored in the work area of the RAM 73 and the temperature of the pyrolysis furnace B12 sent from the temperature sensor A33. It is determined whether the time has elapsed, and if it is determined that the time has elapsed, the process advances to step S708. If it is determined that the time has not elapsed, the process remains in step S707 and waits until it has elapsed.

次にステップS708では、制御装置32がバイオチャ冷却装置16のバイオチャの出口となる電磁弁F17を閉じるための閉信号を送信し、処理をステップS709に進める。他方、ステップS728で電磁弁F17が閉じられ、ステップS729で温度センサA33の温度情報が制御装置32に送信される。次にステップS709では、制御装置32が受信した温度情報に基づき熱分解炉B12温度の温度を算出し、処理をS710に進める。ステップS710では、制御装置32が電磁弁E13の開信号を送信し、処理をステップS711に進める。他方、ステップS730で開信号を受信した電磁弁E13が開き、ステップS731では重力でバイオチャが冷却装置16に落下する。ステップS711では、制御装置32が窒素投入用バルブ23の閉信号を送信し、処理をステップS712に進める。ステップS712では、制御装置32が電磁弁E13の閉信号を送信する。他方、ステップS732では窒素投入用バルブ23が閉じられ、ステップS733では電磁弁E13が閉じられ、バイオチャ製造及び一次排出処理が完了する。以上で図7の説明を終わる。Next, in step S708, the control device 32 transmits a closing signal to close the electromagnetic valve F17 serving as the biochar outlet of the biochar cooling device 16, and the process proceeds to step S709. On the other hand, the solenoid valve F17 is closed in step S728, and the temperature information from the temperature sensor A33 is transmitted to the control device 32 in step S729. Next, in step S709, the temperature of the pyrolysis furnace B12 is calculated based on the temperature information received by the control device 32, and the process proceeds to S710. In step S710, the control device 32 transmits an opening signal for the electromagnetic valve E13, and the process proceeds to step S711. On the other hand, the electromagnetic valve E13 that received the opening signal opens in step S730, and the biochar falls into the cooling device 16 due to gravity in step S731. In step S711, the control device 32 transmits a signal to close the nitrogen injection valve 23, and the process proceeds to step S712. In step S712, the control device 32 transmits a closing signal for the electromagnetic valve E13. On the other hand, in step S732, the nitrogen input valve 23 is closed, and in step S733, the solenoid valve E13 is closed, and the biochar production and primary discharge process are completed. This concludes the explanation of FIG.

図8はバイオチャの冷却処理、二次排出のフローチャートを示す図である。以下の説明では各ステップ間での「処理をステップSXXXに進める」との記載は省略する場合がある。
ステップS801からステップS811は制御装置32のCPU81の制御のもとで実行する処理である。他方、ステップS820からステップS831は各機器(ステップS820では、冷却水温度センサB36、ステップS821では冷却水締切バルブ15等々以下の各ステップの説明で明示する)又は各機器に取付けられたアクチュエータが通信回線55を介して制御装置32から受信した制御信号に基づいて実行する処理である。又は各センサが通信回線55を介して制御装置32に温度情報又は湿度情報を所定の時間間隔で送信する処理ステップであり、又は各圧力計が圧力情報を所定の時間間隔で制御装置32に送信する処理ステップである。
FIG. 8 is a diagram showing a flowchart of biochar cooling treatment and secondary discharge. In the following description, the statement "proceed to step SXXX" between each step may be omitted.
Steps S801 to S811 are processes executed under the control of the CPU 81 of the control device 32. On the other hand, from step S820 to step S831, each device (in step S820, the cooling water temperature sensor B36, in step S821, the cooling water cutoff valve 15, etc. will be specified in the explanation of each step below) or the actuator attached to each device communicates. This is a process executed based on a control signal received from the control device 32 via the line 55. Alternatively, each sensor transmits temperature information or humidity information to the control device 32 at predetermined time intervals via the communication line 55, or each pressure gauge transmits pressure information to the control device 32 at predetermined time intervals. This is a processing step.

まず、ステップS820では、冷却水温度センサB36が制御装置32に温度情報を送信する。ステップS801では、制御装置32が温度情報を受信してRAM73のワークエリアに記憶し、処理をステップS802に進める。ステップS802では、制御装置32は冷却水締切バルブ15(冷却器の水の出口側のバルブ)の開情報を送信し、処理をステップS803に進める。ステップS821では、冷却水締切バルブ15が開き、ステップS822で残っていた冷却水を排出する。ステップS803では、制御装置32は水を排出できる時間の経過後冷却水締切バルブ15の閉信号を送信し、次いでステップS804で冷却水入口バルブ19の開信号を送信し、処理をステップS805に進め、ステップS805で冷却水の充填に必要な時間の待機後、処理をステップS806に進める。他方、ステップS823で冷却水締切バルブ15が閉じ、ステップS824で冷却水入口バルブ19が開き、ステップS825で新しい冷却水が冷却装置16に充填される。ステップS806では、制御装置32は冷却水入口バルブ19の閉信号を送信し、処理をステップS807に進める。ステップS826で閉信号を受信した冷却水入口バルブ19が閉じて、ステップS827でバイオチャの冷却処理が進む。ステップS828で冷却水温度センサB36の温度情報を制御装置32に送信する。First, in step S820, the cooling water temperature sensor B36 transmits temperature information to the control device 32. In step S801, the control device 32 receives temperature information, stores it in the work area of the RAM 73, and advances the process to step S802. In step S802, the control device 32 transmits open information of the cooling water cutoff valve 15 (valve on the water outlet side of the cooler), and advances the process to step S803. In step S821, the cooling water cutoff valve 15 is opened, and the remaining cooling water in step S822 is discharged. In step S803, the control device 32 transmits a close signal for the cooling water cut-off valve 15 after a time period during which water can be discharged has elapsed, and then in step S804 transmits an open signal for the cooling water inlet valve 19, and the process proceeds to step S805. After waiting for the time required to fill the cooling water in step S805, the process advances to step S806. On the other hand, the cooling water cutoff valve 15 is closed in step S823, the cooling water inlet valve 19 is opened in step S824, and new cooling water is filled into the cooling device 16 in step S825. In step S806, the control device 32 transmits a closing signal for the cooling water inlet valve 19, and the process proceeds to step S807. The cooling water inlet valve 19 that received the close signal in step S826 closes, and the biochar cooling process proceeds in step S827. In step S828, temperature information from the cooling water temperature sensor B36 is transmitted to the control device 32.

ステップS807では、制御装置32はステップS801における冷却水温度(冷却装置16の温度に概ね等しい)、RAM73のワークエリアに記憶されている最新の温度センサA33の温度、冷却装置16の冷却能力によって決まる冷却時間が経過したかを判定し、冷却時間が経過したかを判定し、経過したと判定した場合は、処理をステップS808に進める。経過していないと判定した場合は、処理をステップS807のまま冷却時間が経過するまで待機する。ステップS808では、制御装置32は冷却装置の温度を計測する温度センサB36の最新情報をRAM73のワークエリアから取得し、ステップS809で冷却装置の温度に基づいて、冷却終了の可否が判定され、冷却終了不可の場合はステップS802に戻って冷却水を入替えて冷却処理のやり直しをする。冷却終了可の場合はステップS810に処理を進める。ステップS810では、制御装置32は電磁弁F17の開信号を送信し、ステップS829では開信号に基づいてバイオチャの取出用の電磁弁F17が開き、ステップS830バイオチャ取出用の機械又は人手でバイオチャを取出し処理を終える。以上で図8の説明を終わる。In step S807, the control device 32 determines the cooling water temperature in step S801 (approximately equal to the temperature of the cooling device 16), the temperature of the latest temperature sensor A33 stored in the work area of the RAM 73, and the cooling capacity of the cooling device 16. It is determined whether the cooling time has elapsed. It is determined whether the cooling time has elapsed. If it is determined that the cooling time has elapsed, the process advances to step S808. If it is determined that the cooling time has not elapsed, the process remains in step S807 and waits until the cooling time has elapsed. In step S808, the control device 32 acquires the latest information of the temperature sensor B36 that measures the temperature of the cooling device from the work area of the RAM 73, and in step S809, based on the temperature of the cooling device, it is determined whether or not cooling can be completed. If the process cannot be completed, the process returns to step S802, the cooling water is replaced, and the cooling process is restarted. If cooling can be completed, the process advances to step S810. In step S810, the control device 32 transmits an open signal for the solenoid valve F17, and in step S829, the solenoid valve F17 for taking out the biochar is opened based on the open signal, and in step S830, the biochar is taken out by a machine for taking out the biochar or manually. Finish processing. This concludes the explanation of FIG.

次に図9は熱分解炉B12の昇温処理のフローチャートであり、図6のステップS610の詳細フローチャートである。以下図6の処理と同一のステップは説明を省略する。また、以下の説明では各ステップ間での「処理をステップSXXXに進める」との記載は省略する場合がある。
ステップS900からステップS904は燃料としての新たな有機廃棄物1を追加して燃焼させて水素含有ガスの量を増やして熱分解炉B12の温度を上昇させる処理である。ステップS920は図6のステップS621と同様なので説明を省略する。
ステップS900は図6のステップS602と同様なので説明を省略する。
ステップS901とステップS902は、図6のステップS601に該当するので説明を省略する。ステップS920は有機廃棄物1をシュレッダ2の投入口に投入する処理であり、図6のステップS621に該当する。ステップS921は図6のステップS622に該当し、ステップS922は、コンベア3が起動し熱分解炉A4に有機廃棄物1を投入する処理であり図6のステップS622の後半とステップS623に該当する。
ステップS903は図6のステップS603と同様であるが、ブロア40の風力を強にする制御信号をブロア40に送信する点が異なる。ステップS923ではブロア40の風力が強に変更される。ステップS904では、制御装置32からシュレッダ2の停止信号とコンベア3の停止信号が送信され、処理をステップS905に進める。ステップS924ではシュレッダ2とコンベア3が停止する。ステップS925では温度センサA33の温度情報が制御装置32に送信される。ステップS905では温度センサA33の温度情報が熱分解炉A4の実際の摂氏温度に変換されてRAM73のワークエリアに記憶され、図6のステップS609と同様に熱分解炉B12の温度が運転最低温度未満であるかを判定し、運転最低温度未満の場合は処理をステップS906に進め、運転最低温度未満でない場合は待機する。
Next, FIG. 9 is a flowchart of the temperature raising process of the pyrolysis furnace B12, and is a detailed flowchart of step S610 in FIG. Hereinafter, explanations of steps that are the same as those in the process of FIG. 6 will be omitted. Furthermore, in the following explanation, the description "proceed to step SXXX" between each step may be omitted.
Steps S900 to S904 are processes for adding and burning new organic waste 1 as fuel to increase the amount of hydrogen-containing gas and raise the temperature of the pyrolysis furnace B12. Step S920 is similar to step S621 in FIG. 6, so a description thereof will be omitted.
Step S900 is similar to step S602 in FIG. 6, so a description thereof will be omitted.
Step S901 and step S902 correspond to step S601 in FIG. 6, so their explanation will be omitted. Step S920 is a process for charging the organic waste 1 into the input port of the shredder 2, and corresponds to step S621 in FIG. 6. Step S921 corresponds to step S622 in FIG. 6, and step S922 is a process for starting the conveyor 3 and charging the organic waste 1 into the pyrolysis furnace A4, and corresponds to the latter half of step S622 and step S623 in FIG.
Step S903 is similar to step S603 in FIG. 6, except that a control signal for increasing the wind force of the blower 40 is sent to the blower 40. In step S923, the wind force of the blower 40 is changed to strong. In step S904, a stop signal for the shredder 2 and a stop signal for the conveyor 3 are transmitted from the control device 32, and the process proceeds to step S905. In step S924, the shredder 2 and conveyor 3 are stopped. In step S925, temperature information from temperature sensor A33 is transmitted to control device 32. In step S905, the temperature information of the temperature sensor A33 is converted to the actual temperature in degrees Celsius of the pyrolysis furnace A4 and stored in the work area of the RAM 73, and as in step S609 of FIG. 6, the temperature of the pyrolysis furnace B12 is lower than the minimum operating temperature. If the temperature is lower than the minimum operating temperature, the process advances to step S906, and if the temperature is not lower than the minimum operating temperature, the process waits.

ステップS906ではバタフライバルブ49又はバタフライバルブ50の少なくとも1つを開にする開信号を送信し、ステップS927でバタフライバルブ49又はバタフライバルブ50の少なくとも1つを開にすることにより、貯留チャンバ34に貯留してある水素含有ガスを熱分解炉A4に導入してその火勢を強くし、処理をステップS907に進める。ステップS907はエアタンク用バルブ51の開信号を送信して、ステップS927でエアタンク用バルブ51を開に開信号を送信し、ステップすることで熱分解炉A4の火勢を強くする処理であり、処理をステップS908に進める。ステップS928では温度センサA33の温度情報が制御装置32に送信される。
ステップS908はステップS905と同様に熱分解炉B12の温度が運転最低温度未満であるかを判定し、運転最低温度未満の場合は処理をステップS909に進め、運転最低温度未満でない場合は待機する。ステップS909では、最後の昇温手段として、通常は運転立上げ時に用いる点火装置5の点火信号を送信し、ステップS929では、点火装置5が点火して加熱を開始し、ステップS930では温度センサA33の温度情報が再度制御装置32に送信され、ステップS910では、制御装置32は熱分解炉B12の温度が運転標準温度1を超えているかを判定し、運転標準温度1を超えている場合は処理をステップS911に進め、運転標準1温度を超えていない場合は処理を終了する。運転標準温度1とは、通常の運転時における熱分解炉B12の想定される温度範囲の中央値を意味し、例えば摂氏500前後を意味する。ステップS911では、制御装置32は点火装置5に消火信号を送信し、エアタンク用バルブ51に閉信号を送信し、バタフライバルブ49に閉信号を送信し、ブロア40に風量弱の各制御信号を送信する。ステップS931では、受信したそれぞれの制御信号に基づき点火装置5は消火し、エアタンク用バルブ51は閉となり、バタフライバルブ49は閉となり、ブロア40の風量が弱に変更され、処理を終了する。以上で図9の説明を終わる。
In step S906, an open signal is sent to open at least one of the butterfly valves 49 or 50, and in step S927, at least one of the butterfly valves 49 or 50 is opened, whereby the storage is stored in the storage chamber 34. The hydrogen-containing gas thus prepared is introduced into the pyrolysis furnace A4, the flame is made stronger, and the process proceeds to step S907. Step S907 is a process of transmitting an open signal for the air tank valve 51, and in step S927 transmitting an open signal to open the air tank valve 51, and increasing the flame intensity of the pyrolysis furnace A4 by stepping. The process advances to step S908. In step S928, temperature information from temperature sensor A33 is transmitted to control device 32.
In step S908, similarly to step S905, it is determined whether the temperature of the pyrolysis furnace B12 is lower than the minimum operating temperature. If the temperature is lower than the minimum operating temperature, the process proceeds to step S909, and if it is not lower than the minimum operating temperature, the process waits. In step S909, as the final temperature raising means, an ignition signal of the ignition device 5, which is normally used at the start of operation, is transmitted. In step S929, the ignition device 5 ignites and starts heating. In step S930, the temperature sensor A33 temperature information is sent to the control device 32 again, and in step S910, the control device 32 determines whether the temperature of the pyrolysis furnace B12 exceeds the operating standard temperature 1, and if it exceeds the operating standard temperature 1, performs processing. The process proceeds to step S911, and if the temperature does not exceed the operating standard 1 temperature, the process ends. The standard operating temperature 1 means the median of the expected temperature range of the pyrolysis furnace B12 during normal operation, and means, for example, around 500 degrees Celsius. In step S911, the control device 32 sends an extinguishing signal to the ignition device 5, a close signal to the air tank valve 51, a close signal to the butterfly valve 49, and a low air volume control signal to the blower 40. do. In step S931, the ignition device 5 extinguishes the fire based on each received control signal, the air tank valve 51 is closed, the butterfly valve 49 is closed, the air volume of the blower 40 is changed to weak, and the process ends. This concludes the explanation of FIG.

図10は熱分解炉B12の降温処理プログラムのフローチャートを示す図であり、図6のステップS612の詳細フローチャートである。有機廃棄物1の品質は一定していないため、熱分解炉A4の有機廃棄物1の燃焼後の高温ガスが想定以上の高温になることがありうる。その場合、熱交換機6から熱分解炉B12に伝わる熱量が増加して、温度センサA33により計測される熱分解炉B12の炉内温度が想定以上になる場合がある。このような場合に熱エネルギーを極力無駄にしないで、より頻繁に発生しうる熱分解炉B12の昇温処理に活用するための処理プログラムが降温処理プログラムである。以下の説明では各ステップ間での「処理をステップSXXXに進める」との記載は省略する場合がある。なお、XXXはアラビア数字である。FIG. 10 is a diagram showing a flowchart of a temperature lowering processing program for the pyrolysis furnace B12, and is a detailed flowchart of step S612 in FIG. Since the quality of the organic waste 1 is not constant, the high temperature gas after combustion of the organic waste 1 in the pyrolysis furnace A4 may reach a higher temperature than expected. In that case, the amount of heat transmitted from the heat exchanger 6 to the pyrolysis furnace B12 may increase, and the temperature inside the pyrolysis furnace B12 measured by the temperature sensor A33 may become higher than expected. In such a case, a temperature-lowering processing program is a processing program that can be used for temperature-raising processing of the pyrolysis furnace B12, which may occur more frequently, without wasting thermal energy as much as possible. In the following description, the statement "proceed to step SXXX" between each step may be omitted. Note that XXX is an Arabic numeral.

まず、ステップS1000では制御装置32は、湿度センサ53から受信して実際の相対湿度に換算後RAM73のワークエリアに保存している環境湿度と、温度センサC37から受信して実際の摂氏温度換算後RAM73のワークエリアに保存している環境温度とを、それぞれ変数領域に保存する。ステップS1001では制御装置32が、バタフライバルブ49及びバタフライバルブ50に閉信号を送信する。ステップS1021では貯留チャンバ34から熱分解炉A4に水素含有ガスを供給するバタフライバルブ49及びバタフライバルブ50が両方閉となり、熱分解炉A4に水素含有ガスが供給されなくなる。ステップS1002では制御装置32が、ブロア40の風量を弱にする制御信号を送信し、ステップS1022ではブロア40の風量が弱に変更される。ステップS1003では制御装置32が、エアタンク用バルブ51を閉にする閉信号を送信し、ステップS1023ではエアタンク用バルブ51が閉になる。ステップS1004では制御装置32がコンベア3の停止信号を送信し、ステップS1024ではコンベア3が停止する。ステップS1025では温度センサA33の温度情報が制御装置32に送信され、制御装置32は温度センサA33から受信した温度情報を実際の摂氏温度に換算後RAM73のワークエリアに最新の熱分解炉B12の温度として保存する。ステップS1005では、制御装置32がRAM73のワークエリアの最新の熱分解炉B12の温度が運転最高温度(例えば430℃)を超えているかを判定し、運転最高温度を超えている場合は処理をステップS1006に進め、運転最高温度を超えていない場合は処理を終了する。運転最高温度とは製造されるバイオチャの品質に悪影響がなく、かつ熱反応炉B12や温度センサA33等の寿命に悪影響を与えない最高温度から20℃程度低い温度を意味する。ステップS1006では制御装置32が電磁弁B25に開信号を送信し、ステップS1026では電磁弁B25が開となる。ステップS1007では制御装置32が電磁弁A24と電磁弁C26に閉信号を送信し、ステップS1027では電磁弁A24と電磁弁C26が閉となり、有機廃棄物1の燃焼後の高温ガスが直接サイクロン27から排煙脱硫装置28等を経て煙突31から排出される。ステップS1028では、ステップS1025と同様にRAM73のワークエリアに最新の熱分解炉B12の温度が保存される。ステップS1008では、制御装置32がRAM73のワークエリアの最新の熱分解炉B12の温度が運転標準温度(例えば410℃)を超えているかを判定し、運転標準温度を超えている場合は所定時間待機し、運転標準温度を超えていない場合は処理をステップS1009に進める。ステップS1009では制御装置32はバタフライバルブ49に1/4開信号(全開の1/6から1/8程度の開度で全開の1/4量程度の量の水素含有ガスを供給する角度)送信し、処理を直ちにステップS1010に進める。バタフライバルブ49に半開信号を送信するのではなく、バタフライバルブ50に送信しても良い。ステップS1029では、バタフライバルブ49が1/4開となり、熱分解炉A4に再び水素含有ガスが提供される。ステップS1030では、ステップS1025と同様に温度センサA33の温度情報が制御装置32に送信され、制御装置32は温度センサA33から受信した温度情報を実際の摂氏温度に換算後RAM73のワークエリアに最新の熱分解炉B12の温度として保存する。ステップS1010では、制御装置32がRAM73のワークエリアの最新の熱分解炉B12の温度が運転最高温度を超えているかを再び判定し、運転最高温度を超えている場合はバタフライバルブ49に閉信号を送信して所定時間待機しバタフライバルブ49は全閉となる。ステップS1010で運転最高温度を超えていない場合は処理を直ちにステップS1011に進める。ステップS1011では、制御装置32は電磁弁B25に閉信号を送信し、電磁弁A24に開信号を送信し、電磁弁C26に開信号を送信し、エアタンク用バルブ51に閉信号を送信する。ステップS1031では、電磁弁B25が閉となり、電磁弁A24と電磁弁C26が両方開となり、エアタンク用バルブ51が閉になり、通常の運転状態に復帰する。以上で図10の説明を終わる。 First, in step S1000, the control device 32 stores the environmental humidity received from the humidity sensor 53 and converted into the actual relative humidity and stored in the work area of the RAM 73, and the environmental humidity received from the temperature sensor C37 and converted into the actual relative humidity. The environmental temperature stored in the work area of the RAM 73 is stored in variable areas. In step S1001, the control device 32 transmits a close signal to the butterfly valve 49 and butterfly valve 50. In step S1021, the butterfly valve 49 and the butterfly valve 50 that supply hydrogen-containing gas from the storage chamber 34 to the pyrolysis furnace A4 are both closed, and no hydrogen-containing gas is supplied to the pyrolysis furnace A4. In step S1002, the control device 32 transmits a control signal to reduce the air volume of the blower 40, and in step S1022, the air volume of the blower 40 is changed to low. In step S1003, the control device 32 transmits a closing signal to close the air tank valve 51, and in step S1023, the air tank valve 51 is closed. In step S1004, the control device 32 transmits a stop signal for the conveyor 3, and in step S1024, the conveyor 3 is stopped. In step S1025, the temperature information of the temperature sensor A33 is transmitted to the control device 32, and the control device 32 converts the temperature information received from the temperature sensor A33 into the actual temperature in degrees Celsius, and then stores the latest temperature of the pyrolysis furnace B12 in the work area of the RAM 73. Save as. In step S1005, the control device 32 determines whether the latest temperature of the pyrolysis furnace B12 in the work area of the RAM 73 exceeds the maximum operating temperature (for example, 430° C.), and if it exceeds the maximum operating temperature, the process proceeds to step The process advances to S1006, and if the maximum operating temperature has not been exceeded, the process ends. The maximum operating temperature means a temperature that is about 20° C. lower than the maximum temperature that does not adversely affect the quality of the biochar produced and does not adversely affect the life of the thermal reactor B12, temperature sensor A33, etc. In step S1006, the control device 32 transmits an open signal to the solenoid valve B25, and in step S1026, the solenoid valve B25 is opened. In step S1007, the control device 32 sends a close signal to the solenoid valve A24 and the solenoid valve C26, and in step S1027, the solenoid valve A24 and the solenoid valve C26 are closed, and the high temperature gas after the combustion of the organic waste 1 is directly passed from the cyclone 27. The exhaust gas is discharged from the chimney 31 through the flue gas desulfurization device 28 and the like. In step S1028, the latest temperature of the pyrolysis furnace B12 is stored in the work area of the RAM 73 as in step S1025. In step S1008, the control device 32 determines whether the latest temperature of the pyrolysis furnace B12 in the work area of the RAM 73 exceeds the operating standard temperature (for example, 410°C), and if it exceeds the operating standard temperature, waits for a predetermined time. However, if the operating standard temperature is not exceeded, the process advances to step S1009. In step S1009, the control device 32 transmits a 1/4 open signal (an angle for supplying hydrogen-containing gas in an amount of about 1/4 of the fully open state at an opening degree of about 1/6 to 1/8 of the fully open state) to the butterfly valve 49. Then, the process immediately advances to step S1010. Instead of transmitting the half-open signal to the butterfly valve 49, it may be transmitted to the butterfly valve 50. In step S1029, the butterfly valve 49 is opened to 1/4, and hydrogen-containing gas is again provided to the pyrolysis furnace A4. In step S1030, similarly to step S1025, the temperature information of the temperature sensor A33 is transmitted to the control device 32, and the control device 32 converts the temperature information received from the temperature sensor A33 into the actual temperature in degrees Celsius, and stores the latest information in the work area of the RAM 73. The temperature is stored as the temperature of the pyrolysis furnace B12. In step S1010, the control device 32 again determines whether the temperature of the latest pyrolysis furnace B12 in the work area of the RAM 73 exceeds the maximum operating temperature, and if it exceeds the maximum operating temperature, sends a close signal to the butterfly valve 49. After transmitting and waiting for a predetermined time, the butterfly valve 49 is fully closed. If it is determined in step S1010 that the maximum operating temperature has not been exceeded, the process immediately advances to step S1011. In step S1011, the control device 32 sends a close signal to the solenoid valve B25, an open signal to the solenoid valve A24, an open signal to the solenoid valve C26, and a close signal to the air tank valve 51. In step S1031, solenoid valve B25 is closed, solenoid valve A24 and solenoid valve C26 are both opened, and air tank valve 51 is closed, returning to the normal operating state. This concludes the explanation of FIG.

図11は学習装置39における学習処理の詳細処理のフローチャートを示す図である。
以下の説明では各ステップ間での「処理をステップSXXXに進める」との記載は省略する場合がある。
ステップS1101からステップS1106は学習装置39のCPU81の制御のもとで実行する処理である。ステップS1121は制御装置32のCPU71の制御のもとで実行する処理である。ステップS1121では、制御装置32が制御パラメータ履歴情報を送信し、ステップS1101では、学習装置39は制御装置32から制御パラメータ履歴情報を受信し、図5のハードディスク88の制御パラメータ履歴記憶部69に記憶する。ステップS1102乃至ステップS1103では、RAM83に読み込み、制御パラメータ履歴情報から学習用データを生成して図5のハードディスク88の学習データ記憶部67に記憶する。具体的には、ステップS1102では、制御パラメータ履歴情報の点火加熱装置の点火から消火までの時間が所定時間を超える場合、又は電磁弁A24の開時刻から電磁弁D10の開時刻迄の時間が所定時間を超える場合は、その処理サイクルの負例の学習データのフラグがオンになる。ステップS1103では、ステップS1102の分析結果に基づいて学習処理を実行する。
ステップS1104では、学習終了判定処理を実行する。
FIG. 11 is a diagram showing a flowchart of detailed processing of learning processing in the learning device 39.
In the following description, the statement "proceed to step SXXX" between each step may be omitted.
Steps S1101 to S1106 are processes executed under the control of the CPU 81 of the learning device 39. Step S1121 is a process executed under the control of the CPU 71 of the control device 32. In step S1121, the control device 32 transmits control parameter history information, and in step S1101, the learning device 39 receives the control parameter history information from the control device 32, and stores it in the control parameter history storage unit 69 of the hard disk 88 in FIG. do. In steps S1102 and S1103, the control parameter history information is read into the RAM 83, and learning data is generated from the control parameter history information and stored in the learning data storage section 67 of the hard disk 88 in FIG. Specifically, in step S1102, if the time from ignition to extinguishing of the ignition heating device in the control parameter history information exceeds a predetermined time, or if the time from the opening time of solenoid valve A24 to the opening time of solenoid valve D10 is determined to be If the time is exceeded, the flag of the negative example learning data for that processing cycle is turned on. In step S1103, learning processing is executed based on the analysis result in step S1102.
In step S1104, learning completion determination processing is executed.

具体的には、第一の簡易的な方法として、実際の制御パラメータ履歴情報と学習後の最適パラメータを2つの点で比較して学習終了を判定する。第1は学習前の過去の運用時の1サイクルのバイオチャ製造プロセスの実行時間と、同じ又は類似の環境温度・環境湿度条件と同じバイオマス資源8の投入量での学習後の1サイクルのバイオチャ製造プロセスの実行時間の比較である。第2は学習前の過去の運用時の1サイクルの有機廃棄物1の投入量及び点火装置5の点火時間と、同じ又は類似の環境温度・環境湿度条件と同じバイオマス資源8の投入量での学習後の1サイクルの有機廃棄物1の投入量及び点火装置5の加熱時間との比較である。例えばこれらの比較数値が学習前と比べて処理時間が30%程度短縮する、又は1サイクルの有機廃棄物1の投入量及び点火装置5の点火時間が20%程度削減できると見込める場合には学習を終了する。なお、学習プロセスを複数回繰り返した結果前回のパラメータよりも判定結果が悪くなった場合は、過学習(オーバーフィッティング)が発生したと判定し、1つ前のパラメータを最適パラメータとする。学習終了可と判定した場合は処理をステップS1105に進め、学習終了不可と判定した場合は処理をステップS1103に戻す。
ステップS1105では、作成した最適パラメータをハードディスク88の最適パラメータ記憶部69に記憶する。
ステップS1106では、通信回線55を介して、作成した最適パラメータを制御装置32に送信する。ステップS1122では、制御装置32は受信した最適パラメータをHDD78の最適パラメータ記憶部52に記憶する。
Specifically, as a first simple method, actual control parameter history information and optimal parameters after learning are compared at two points to determine whether learning has ended. The first is the execution time of one cycle of biochar production process during past operation before learning, and one cycle of biochar production after learning under the same or similar environmental temperature and humidity conditions and the same input amount of biomass resource 8. This is a comparison of process execution times. The second is the input amount of organic waste 1 and the ignition time of the ignition device 5 during the past operation before learning, and the same or similar environmental temperature and humidity conditions and the same input amount of biomass resource 8. This is a comparison between the input amount of organic waste 1 and the heating time of the igniter 5 in one cycle after learning. For example, if these comparison values indicate that the processing time will be reduced by about 30% compared to before learning, or the amount of organic waste 1 input per cycle and the ignition time of igniter 5 can be reduced by about 20%, learning will be performed. end. Note that if the learning process is repeated multiple times and the determination result is worse than the previous parameter, it is determined that overfitting has occurred, and the previous parameter is set as the optimal parameter. If it is determined that learning can be completed, the process advances to step S1105, and if it is determined that learning cannot be completed, the process returns to step S1103.
In step S1105, the created optimal parameters are stored in the optimal parameter storage section 69 of the hard disk 88.
In step S1106, the created optimal parameters are transmitted to the control device 32 via the communication line 55. In step S1122, the control device 32 stores the received optimal parameters in the optimal parameter storage section 52 of the HDD 78.

第二の方法として、以下を実行することが可能である。図12にパラメータ最適化処理のフローチャートを示す。ステップS1221乃至ステップS1223は学習装置39のCPU81の制御のもとに実行される処理であり、ステップS1221は制御装置32のCPU71の制御のもとに実行される処理である。
ステップS1221では制御装置32の制御パラメータ履歴記憶部38から通信回線55を介して制御パラメータ履歴情報が学習装置39に送信され、学習装置39は受信した制御パラメータ履歴情報を学習データ記憶部67に記憶する。
ステップ1201では学習データ記憶部67から実際の制御パラメータ履歴情報を読出して、処理サイクル毎の有機廃棄物資源1の燃料としての品質クラスを5段階に分類する。有機廃棄物資源1の燃料としての品質を分類する目的は、有機廃棄物資源1の品質は各処理サイクル毎に異なることが予想されるため、有機廃棄物資源1の品質クラスと貯留チャンバ34に貯留した水素含有ガスの量に応じた最適パラメータを決定する必要がある。
具体的には、以下の方法で分類を決定する。
1)有機廃棄物資源1の投入重量
有機廃棄物資源1の投入重量が多いほど、有機廃棄物1を品質熱分解ガス化して燃焼したことによる熱量の発生が増える
2)圧力計A60の圧力の時間的推移とバタフライバルブ49及びバタフライバルブ50のバルブ開度から計算した貯留チャンバ34からの水素含有ガスの放出量
水素含有ガスの放出量が多いほど熱量の発生が増える。熱分解炉A4での発生熱量が増えるが、
3)熱分解炉B12の温度センサA33の温度の時間的推移
温度の立ち上がりが早く、処理プロセス中の温度が高温側を維持している割合が多いか少ないか
4)環境温度を計測する温度センサC37の温度の時間的推移
環境温度が低いほど、熱分解炉B12から環境への放熱量が増え不利な要素となる
5)環境湿度を計測する湿度センサ53の湿度の時間的推移
環境湿度が高いほど投入する有機廃棄物資源1の水分含有量が高くなることが予想され、水分含有量が多いほど、熱分解炉A4で発生した総熱量のうち、水分の気化の潜熱で奪われる熱量が増えて不利な要因となる
上記1)2)4)5)の条件と上記3)の処理サイクル開始からの熱分解炉B12の温度の立上りから、過去の処理サイクル毎の有機廃棄物資源1の燃料としての品質クラス毎の投入重量別環境温度別環境湿度別の立上りの平均温度上昇率の上限と下限を決定して学習装置39のハードディスク88に記憶する。
As a second method, it is possible to do the following. FIG. 12 shows a flowchart of the parameter optimization process. Steps S1221 to S1223 are processes executed under the control of the CPU 81 of the learning device 39, and step S1221 is a process executed under the control of the CPU 71 of the control device 32.
In step S1221, control parameter history information is transmitted from the control parameter history storage section 38 of the control device 32 to the learning device 39 via the communication line 55, and the learning device 39 stores the received control parameter history information in the learning data storage section 67. do.
In step 1201, actual control parameter history information is read from the learning data storage unit 67, and the quality class of the organic waste resource 1 as a fuel for each treatment cycle is classified into five levels. The purpose of classifying the quality of the organic waste resource 1 as a fuel is to classify the quality class of the organic waste resource 1 and the storage chamber 34, since the quality of the organic waste resource 1 is expected to differ for each treatment cycle. It is necessary to determine optimal parameters depending on the amount of hydrogen-containing gas stored.
Specifically, the classification is determined by the following method.
1) Input weight of organic waste resource 1 The greater the input weight of organic waste resource 1, the more heat is generated by pyrolyzing and gasifying organic waste 1 and burning it.2) The pressure of pressure gauge A60 increases. The amount of hydrogen-containing gas released from the storage chamber 34 calculated from the time course and the valve openings of the butterfly valves 49 and 50 The greater the amount of hydrogen-containing gas released, the more heat is generated. Although the amount of heat generated in pyrolysis furnace A4 increases,
3) Temporal change in temperature of temperature sensor A33 of pyrolysis furnace B12 Is the temperature rising quickly and is there a high or low percentage of the temperature being maintained on the high temperature side during the treatment process? 4) Temperature sensor that measures the environmental temperature Temporal change in temperature of C37 The lower the environmental temperature, the more heat is radiated from the pyrolysis furnace B12 to the environment, which is a disadvantageous factor 5) Temporal change in humidity of the humidity sensor 53 that measures environmental humidity The higher the environmental humidity It is expected that the moisture content of the organic waste resource 1 to be input will increase as the moisture content increases, and the higher the moisture content, the more heat will be taken away by the latent heat of vaporization of moisture out of the total heat generated in the pyrolysis furnace A4. From the conditions of 1) 2) 4) and 5) above and the rise in temperature of the pyrolysis furnace B12 from the start of the treatment cycle of 3) above, the fuel of organic waste resource 1 for each past treatment cycle The upper and lower limits of the average temperature rise rate at startup are determined for each quality class, each input weight, each environmental temperature, and each environmental humidity, and are stored in the hard disk 88 of the learning device 39.

ステップ1202では処理プロセス開始時の貯留チャンバ34に貯留した水素含有ガスの量に応じた水素含有ガスの供給量の最適パラメータの決定
1) 処理プロセス開始時の貯留チャンバ34に貯留した水素含有ガスの量が少ない場合は、有機廃棄物資源1の投入重量を最大投入可能量まで多くして、有機廃棄物資源1を熱分解ガス化して燃焼させて高温ガスを発生させて、熱分解炉B12の温度を早く立ち上げ、貯留チャンバ34に貯留する水素含有ガスの量多くする必要がある。全体の処理時間はやや長くなる。
2) 処理プロセス開始時の貯留チャンバ34に貯留した水素含有ガスの量が多い場合は、有機廃棄物資源1の投入重量は、熱分解炉B12に投入するバイオマス資源8の乾燥重量に見合った量で良く、貯留チャンバ34に貯留した水素含有ガスを多めに投入して、熱分解炉B12の温度を早く立ち上げ、全体の処理時間を短縮することが可能になる。
3) 処理プロセス開始時の貯留チャンバ34に貯留した水素含有ガスの量が中程度の場合は、有機廃棄物資源1の投入重量は、熱分解炉B12に投入するバイオマス資源8の乾燥重量に見合った量で良く、貯留チャンバ34に貯留した水素含有ガスを処理サイクルの投入タイミングの開始時点から少しの間は多めに投入して、その後はやや減らすことで、熱分解炉B12の温度を早く立ち上げ、全体の処理時間を短縮し、かつ水素含有ガスの放出量を抑制することが可能になる。
4) 制御パラメータ履歴情報から吸引ポンプ57の起動/停止時刻及びポンプ回転数の推移を読みだして、処理サイクル毎の水素含有ガスの合計蓄積量と熱分解炉B12の温度に応じた処理サイクル開始からの経過時間に応じた単位時間当たりの水素含有ガスの蓄積量を集計する。
In step 1202, determining the optimum parameter for the supply amount of hydrogen-containing gas according to the amount of hydrogen-containing gas stored in the storage chamber 34 at the start of the treatment process 1) If the amount is small, increase the input weight of organic waste resource 1 to the maximum possible input amount, pyrolyze the organic waste resource 1, combust it, and generate high-temperature gas. It is necessary to quickly raise the temperature and increase the amount of hydrogen-containing gas stored in the storage chamber 34. The overall processing time will be slightly longer.
2) If the amount of hydrogen-containing gas stored in the storage chamber 34 at the start of the treatment process is large, the input weight of the organic waste resource 1 is an amount commensurate with the dry weight of the biomass resource 8 input into the pyrolysis furnace B12. By charging a large amount of the hydrogen-containing gas stored in the storage chamber 34, it is possible to quickly raise the temperature of the pyrolysis furnace B12 and shorten the overall processing time.
3) If the amount of hydrogen-containing gas stored in the storage chamber 34 at the start of the treatment process is moderate, the input weight of the organic waste resource 1 is commensurate with the dry weight of the biomass resource 8 input into the pyrolysis furnace B12. The amount of hydrogen-containing gas stored in the storage chamber 34 can be injected in a large amount for a short period of time from the start of the input timing of the treatment cycle, and then it can be slightly reduced, thereby raising the temperature of the pyrolysis furnace B12 quickly. This makes it possible to reduce the overall processing time and suppress the amount of hydrogen-containing gas released.
4) Read the start/stop time of the suction pump 57 and the change in pump rotation speed from the control parameter history information, and start the treatment cycle according to the total accumulated amount of hydrogen-containing gas for each treatment cycle and the temperature of the pyrolysis furnace B12. The amount of hydrogen-containing gas accumulated per unit time is calculated according to the time elapsed since then.

ステップ1203ではステップ1とステップ2からの最適パラメータを決定する。
上記ステップ1とステップ2の結果から全体の最適パラメータを決定する。ステップ2で決定された処理サイクル開始時の水素含有ガスの蓄積量と熱分解炉B12の温度に応じた処理サイクル開始からの経過時間に応じた単位時間当たりの水素含有ガスの蓄積量に基づいて、品質クラス別処理サイクル開始時の水素含有ガス蓄積量別の、処理サイクル開始時からの経過時間別の水素含有ガスの供給可能量を算出して、学習装置39のハードディスク88に記憶する。
In step 1203, optimal parameters from steps 1 and 2 are determined.
The overall optimal parameters are determined from the results of steps 1 and 2 above. Based on the accumulated amount of hydrogen-containing gas at the start of the treatment cycle determined in step 2 and the accumulated amount of hydrogen-containing gas per unit time according to the elapsed time from the start of the treatment cycle according to the temperature of pyrolysis furnace B12. , the supplyable amount of hydrogen-containing gas for each quality class and the amount of hydrogen-containing gas accumulated at the start of the processing cycle and for each elapsed time from the start of the processing cycle is calculated and stored in the hard disk 88 of the learning device 39 .

本発明は、有機質バイオマス原料を炭化処理することによりバイオチャを製造する環境に優しくゴミを削減可能なバイオチャ製造システムとして有用である。INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful as an environmentally friendly biochar production system that produces biochar by carbonizing organic biomass raw materials and can reduce waste.

符号の説明
1 投入する有機廃棄物(都市ゴミ)
2 シュレッダ
3 (有機廃棄物用)コンベア
4 熱分解炉A
5 点火装置
6 熱交換機
7 熱分解炉Aで発生する水素含有ガス
8 バイオマス資源
9 (バイオマス資源用)コンベア
10 電磁弁D
11 シュレッダ乾燥装置
12 熱分解炉B
13 電磁弁E
14 冷却水出口
15 締切バルブ
16 冷却装置
17 電磁弁F
18 排出されたバイオチャ
19 入口バルブ
20 冷却水
21 空気
22 窒素製造機
23 窒素投入バルブ
24 電磁弁B
25 電磁弁A
26 電磁弁C
27 遠心式集塵装置(サイクロン)
28 排煙脱硫装置
29 湿式スクラバー
30 乾式スクラバー
31 煙突
32 制御装置
33 温度センサA(熱分解炉
34 貯留チャンバ
35 水素含有ガス制御用バルブ
36 冷却水温度センサB
37 温度センサC(環境温度)
38 制御パラメータ履歴記憶部
39 学習装置
40 ブロア
41 配管A
42 配管B
43 配管C
44 配管D
45 配管E
46 配管F
47 エアフローバルブ
48 エアタンク
49 バタフライバルブA
50 バタフライバルブB
51 エアタンク用バルブ(配管H59の途中)
52 最適パラメータ記憶部
53 湿度センサ
54 配管G(ブロア40と熱分解炉A4)
55 通信回線
56 吸引ポンプ(水素含有ガス用)
58 空気吸引ポンプ(エアタンク48用)
59 配管H(熱分解炉A4とエアタンク間)
60 圧力計A(貯留チャンバ34内の圧力測定用)
61 圧力計B(エアタンク48内の圧力測定用)
62 制御判定部
63 投入装置A(有機廃棄物1投入用)
64 投入装置B(バイオマス資源8投入用)
65 ディスプレイA(制御装置32用)
66 ディスプレイB(学習装置39用)
67 学習データ記憶部(学習装置39内)
68 学習処理部(学習装置39内)
69 最適パラメータ記憶部(学習装置39内)
70 システムバス
71 CPU
72 ROM
73 RAM
74 VGA
75 LANアダプタ
76 キーボード
77 マウス
78 HDD
79 BD-R/REドライブ
80 システムバス
81 CPU
82 ROM
83 RAM
84 VGA
85 LANアダプタ
86 キーボード
87 マウス
88 HDD
89 BD-R/REドライブ
90 GPU
Explanation of symbols 1 Organic waste to be input (municipal garbage)
2 Shredder 3 (For organic waste) Conveyor 4 Pyrolysis furnace A
5 Ignition device 6 Heat exchanger 7 Hydrogen-containing gas generated in pyrolysis furnace A 8 Biomass resources 9 (for biomass resources) conveyor 10 Solenoid valve D
11 Shredder drying device 12 Pyrolysis furnace B
13 Solenoid valve E
14 Cooling water outlet 15 Shutoff valve 16 Cooling device 17 Solenoid valve F
18 Discharged biochar 19 Inlet valve 20 Cooling water 21 Air 22 Nitrogen generator 23 Nitrogen input valve 24 Solenoid valve B
25 Solenoid valve A
26 Solenoid valve C
27 Centrifugal dust collector (cyclone)
28 Flue gas desulfurization device 29 Wet scrubber 30 Dry scrubber 31 Chimney 32 Control device 33 Temperature sensor A (pyrolysis furnace B )
34 Storage chamber 35 Hydrogen-containing gas control valve 36 Cooling water temperature sensor B
37 Temperature sensor C (environmental temperature)
38 Control parameter history storage unit 39 Learning device 40 Blower 41 Piping A
42 Piping B
43 Piping C
44 Piping D
45 Piping E
46 Piping F
47 Air flow valve 48 Air tank 49 Butterfly valve A
50 Butterfly valve B
51 Air tank valve (in the middle of piping H59)
52 Optimal parameter storage unit 53 Humidity sensor 54 Piping G (blower 40 and pyrolysis furnace A4)
55 Communication line 56 Suction pump (for hydrogen-containing gas)
58 Air suction pump (for air tank 48)
59 Piping H (between pyrolysis furnace A4 and air tank)
60 Pressure gauge A (for measuring pressure inside storage chamber 34)
61 Pressure gauge B (for measuring the pressure inside the air tank 48)
62 Control judgment unit 63 Input device A (for inputting organic waste 1)
64 Input device B (for biomass resource 8 input)
65 Display A (for control device 32)
66 Display B (for learning device 39)
67 Learning data storage unit (in learning device 39)
68 Learning processing unit (in learning device 39)
69 Optimal parameter storage unit (in learning device 39)
70 System bus 71 CPU
72 ROM
73 RAM
74 VGA
75 LAN adapter 76 Keyboard 77 Mouse 78 HDD
79 BD-R/RE drive 80 System bus 81 CPU
82 ROM
83 RAM
84 VGA
85 LAN adapter 86 Keyboard 87 Mouse 88 HDD
89 BD-R/RE drive 90 GPU

Claims (6)

裁断され乾燥された有機廃棄物資源を熱分解ガス化して燃焼させ高温ガスを発生させる第一の熱分解手段と、
前記有機廃棄物資源を前記第一の熱分解手段に移送する第一の移送装置と、
前記高温ガスの熱を導入して実質的に無酸素状態でバイオマス資源を熱分解して水素含有ガスを発生させると共にバイオチャを製造する第二の熱分解手段と、
前記第一の熱分解手段内の前記高温ガスを稼働開始後に発生させ安定的に燃焼可能にするために、前記第一の熱分解手段内の前記有機廃棄物資源を所定時間加熱する点火装置と、
前記第一の熱分解手段内に燃焼制御用の空気を投入する空気投入装置と、
裁断され乾燥されたバイオマス資源を第二の熱分解手段に所望量投入するための第二の移送装置と、
前記高温ガスの熱を前記第二の熱分解手段に導入するための熱交換機と、
前記第二の熱分解手段に窒素を供給する窒素供給装置と、
前記水素含有ガスを前記第二の熱分解手段から導入して貯留する水素含有ガス貯留手段と、
前記水素含有ガス貯留手段から前記水素含有ガスを前記第一の熱分解手段に所望量導入する導入量調整手段と、
前記第一の熱分解手段と前記熱交換機とを接続する第一の配管と、
前記熱交換機から前記高温ガスを環境に排出する前に、前記熱交換機を前記高温ガスを浄化するガス浄化装置に接続するための第二の配管とを備えたバイオチャ製造システムであって、
前記第一の熱分解手段から運用開始後に排出される前記高温ガスを直接前記ガス浄化装置に直接供給するための第三の配管と、
前記第三の配管の途中にあり前記熱交換機に前記高温ガスを供給する際に閉となる第一の開閉手段と、
前記第一の熱分解手段から前記熱交換機に前記高温ガスを供給する際に共に開となる前記第一の配管の途中にある第二の開閉手段と、
前記第二の配管の途中にある第三の開閉手段と、
前記第二の熱分解手段と前記第二の移送装置との間に存在する第四の開閉手段と、
前記第二の熱分解手段内の温度を測定する第一の温度測定手段と、
前記第二の熱分解手段から前記水素含有ガス貯留手段へ前記水素含有ガスを導入するための第四の配管と、
前記水素含有ガス貯留手段から前記第一の熱分解手段へ前記水素含有ガスを導入するための第五の配管と、
前記第四の配管の途中に設置された第四の流量調節手段と、
前記第五の配管の途中に設置された第五の流量調節手段と、
前記窒素供給装置が前記第二の熱分解手段へ供給する窒素の供給量を制御可能な第一の流量調節手段と、
前記第二の熱分解手段は前記製造したバイオチャを排出可能な第五の開閉手段と
を更に備えるとともに、
前記水素含有ガスを前記第一の熱分解手段に導入して前記有機廃棄物資源を燃焼させ、
前記第一の開閉手段乃至前記第三の開閉手段を用いて前記高温ガスの流通経路を制御し、前記第四の開閉手段を用いて前記バイオマス資源の投入を制御し、前記第五の開閉手段を用いて前記バイオチャの排出を制御し、前記第一の流量調節手段を用いて前記窒素の供給量を制御し、前記第四の流量調節手段を用いて前記水素含有ガスの前記水素含有ガス貯留手段における貯留量を制御し、前記第五の流量調節手段を用いて前記水素含有ガス貯留手段に貯留された前記水素含有ガスの前記第一の熱分解手段への導入量を制御する制御装置を更に備え
ることを特徴とするバイオチャ製造システム。
a first pyrolysis means for pyrolyzing and gasifying shredded and dried organic waste resources and burning them to generate high-temperature gas;
a first transfer device for transferring the organic waste resource to the first pyrolysis means;
a second pyrolysis means that introduces the heat of the high-temperature gas to pyrolyze the biomass resource in a substantially anoxic state to generate hydrogen-containing gas and produce biochar;
an ignition device that heats the organic waste resource in the first pyrolysis means for a predetermined period of time in order to generate the high-temperature gas in the first pyrolysis means after the start of operation and enable stable combustion; ,
an air injection device for injecting air for combustion control into the first pyrolysis means;
a second transfer device for introducing a desired amount of shredded and dried biomass resources into a second pyrolysis means;
a heat exchanger for introducing heat of the high-temperature gas into the second thermal decomposition means;
a nitrogen supply device that supplies nitrogen to the second thermal decomposition means;
hydrogen-containing gas storage means for introducing and storing the hydrogen-containing gas from the second thermal decomposition means;
introduction amount adjusting means for introducing a desired amount of the hydrogen-containing gas from the hydrogen-containing gas storage means into the first thermal decomposition means;
a first pipe connecting the first pyrolysis means and the heat exchanger;
A biochar production system comprising: a second pipe for connecting the heat exchanger to a gas purification device that purifies the high-temperature gas before discharging the high-temperature gas from the heat exchanger to the environment,
a third pipe for directly supplying the high temperature gas discharged from the first pyrolysis means after the start of operation to the gas purification device;
a first opening/closing means located in the middle of the third piping and closed when supplying the high temperature gas to the heat exchanger;
a second opening/closing means located in the middle of the first piping that is both opened when the high temperature gas is supplied from the first pyrolysis means to the heat exchanger;
a third opening/closing means located in the middle of the second piping;
a fourth opening/closing means existing between the second pyrolysis means and the second transfer device;
a first temperature measuring means for measuring the temperature within the second pyrolysis means;
a fourth pipe for introducing the hydrogen-containing gas from the second thermal decomposition means to the hydrogen-containing gas storage means;
a fifth pipe for introducing the hydrogen-containing gas from the hydrogen-containing gas storage means to the first pyrolysis means;
a fourth flow rate regulating means installed in the middle of the fourth piping;
a fifth flow rate regulating means installed in the middle of the fifth pipe;
a first flow rate regulating means capable of controlling the amount of nitrogen supplied by the nitrogen supply device to the second thermal decomposition means;
The second pyrolysis means further includes a fifth opening/closing means capable of discharging the produced biochar, and
introducing the hydrogen-containing gas into the first pyrolysis means to burn the organic waste resource;
The first opening/closing means to the third opening/closing means are used to control the flow path of the high temperature gas, the fourth opening/closing means is used to control the input of the biomass resource, and the fifth opening/closing means is used to control the flow path of the high temperature gas. is used to control the discharge of the biochar, the first flow rate adjustment means is used to control the nitrogen supply amount, and the fourth flow rate adjustment means is used to control the hydrogen-containing gas storage. A control device for controlling the storage amount in the means and controlling the amount of the hydrogen-containing gas stored in the hydrogen-containing gas storage means introduced into the first pyrolysis means using the fifth flow rate adjusting means. A biochar production system further comprising:
前記排出したバイオチャを冷却する冷却装置を更に備え、
前記冷却装置は、冷却済のバイオチャを排出する第六の開閉手段と、冷却水の流入量を調節可能な第二の流量調節手段と、冷却水の流出量を調節可能な第三の流量調節手段とを備え、
前記制御装置は前記第二の流量調節手段を用いて前記冷却水の流入量を調節すると共に、前記第三の流量調節手段を用いて前記冷却水の流出量を調節することを特徴とする請求項記載のバイオチャ製造システム
Further comprising a cooling device for cooling the discharged biochar,
The cooling device includes a sixth opening/closing means for discharging the cooled biochar, a second flow regulating means capable of adjusting the amount of inflow of cooling water, and a third flow regulating means capable of regulating the amount of outflow of cooling water. and means;
A claim characterized in that the control device uses the second flow rate adjustment means to adjust the inflow amount of the cooling water, and uses the third flow rate adjustment means to adjust the outflow amount of the cooling water. Biochar production system according to item 1
前記制御装置は、前記第二の熱分解手段内の温度に応じて前記第一の開閉手段、前記第二の開閉手段、前記第三の開閉手段と前記第四の開閉手段と前記第五の開閉手段それぞれの開閉タイミングと、前記点火装置の加熱タイミングと加熱火力及び前記空気投入装置の空気投入量と、前記冷却装置の冷却水の流入量及び流出量を制御することを特徴とする請求項に記載のバイオチャ製造システム。The control device operates the first opening/closing means, the second opening/closing means, the third opening/closing means, the fourth opening/closing means, and the fifth opening/closing means according to the temperature in the second pyrolysis means. A claim characterized in that the opening/closing timing of each opening/closing means, the heating timing and heating power of the ignition device, the amount of air input by the air injection device, and the inflow and outflow amount of cooling water from the cooling device are controlled. 2. The biochar production system described in 2 . 前記冷却装置内のバイオチャの温度を測定する第二の温度測定手段を更に備え、
前記制御装置は、
前記第一の温度測定手段と前記第二の温度測定手段が測定した温度に応じて、前記有機廃棄物資源を乾燥させかつ燃焼を容易にすべく裁断するための第一の裁断装置の稼働/非稼働タイミングと、前記第一の移送装置の稼働/非稼働タイミング及び、前記第一乃至第四の各流量調節手段の流量を制御することを特徴とする請求項2に記載のバイオチャ製造システム。
Further comprising a second temperature measuring means for measuring the temperature of the biochar in the cooling device,
The control device includes:
operation of a first cutting device for cutting the organic waste resource to dry and facilitate combustion according to the temperatures measured by the first temperature measuring means and the second temperature measuring means; The biochar production system according to claim 2, characterized in that the non-operation timing, the operation/non-operation timing of the first transfer device, and the flow rate of each of the first to fourth flow rate adjusting means are controlled.
前記制御装置と通信可能に構成された学習装置を更に備え、
前記制御装置は、
前記バイオチャ製造システムの周囲の環境温度を測定可能な第三の温度測定手段と環境湿度を測定する環境湿度測定手段と、
各時刻における前記第一の温度測定手段が記録した温度乃至前記第三の温度測定手段が記録した温度と前記湿度測定手段が記録した湿度と、前記第一の開閉手段、前記第二の開閉手段、前記第三の開閉手段と前記第四の開閉手段それぞれの開閉タイミングと、前記点火装置の加熱時間と加熱開始及び加熱停止のタイミング、前記空気投入装置の空気投入量並びに空気投入開始及び空気投入停止のタイミングと、前記冷却装置の冷却水の流入量及び流出量並びに前記冷却水の流入開始及び流出開始のタイミング並びに前記冷却水の流入停止及び流出停止のタイミングと、前記有機廃棄物資源を乾燥させかつ燃焼を容易にすべく裁断するための第一の裁断装置の稼働/非稼働タイミングと、前記第一の移送装置の稼働/非稼働タイミングを含む各種制御パラメータを記憶する制御パラメータ履歴記憶手段と、を更に備え、
前記学習装置は、前記制御装置の前記制御パラメータ履歴記憶手段の制御パラメータ履歴情報を学習データとして記憶する学習データ記憶手段と、前記学習データの少なくとも一部に正例又は負例の少なくとも一つのフラグを付加したものを学習データ記憶手段に記憶し、前記フラグを付加後の学習データに含まれる前記制御パラメータ履歴記憶手段の各種制御パラメータと前記付加されたフラグとを用いて、前記環境温度及び前記環境湿度並びに前記第二の熱分解手段内の温度と前記バイオチャの温度に応じた最適制御パラメータを決定する学習手段とを更に備え、
前記制御装置は、前記学習手段が決定した前記最適制御パラメータを記憶する最適パラメータ記憶手段を更に備え、
前記制御装置は、前記学習装置から受信した前記最適制御パラメータを用いて制御を実行することを特徴とする請求項2に記載のバイオチャ製造システム。
Further comprising a learning device configured to be able to communicate with the control device,
The control device includes:
a third temperature measuring means capable of measuring the environmental temperature around the biochar production system; and an environmental humidity measuring means measuring the environmental humidity;
The temperature recorded by the first temperature measuring means at each time, the temperature recorded by the third temperature measuring means, the humidity recorded by the humidity measuring means, the first opening/closing means, and the second opening/closing means. , the respective opening/closing timings of the third opening/closing means and the fourth opening/closing means, the heating time of the ignition device and the timing of heating start and stop, the amount of air input by the air injection device, and the start and air injection of air. The timing of stopping, the amount of inflow and outflow of the cooling water of the cooling device, the timing of the start of inflow and start of the outflow of the cooling water, the timing of stopping the inflow and outflow of the cooling water, and the timing of the drying of the organic waste resources. control parameter history storage means for storing various control parameters including operation/non-operation timing of a first cutting device for cutting to facilitate cutting and combustion , and operation/non-operation timing of the first transfer device; and, further comprising;
The learning device includes learning data storage means for storing control parameter history information in the control parameter history storage means of the control device as learning data, and at least one flag of a positive example or a negative example in at least a part of the learning data. is stored in the learning data storage means, and the environmental temperature and the Further comprising a learning means for determining optimal control parameters according to environmental humidity, the temperature within the second pyrolysis means, and the temperature of the biochar,
The control device further includes optimal parameter storage means for storing the optimal control parameters determined by the learning means,
The biochar manufacturing system according to claim 2, wherein the control device executes control using the optimal control parameters received from the learning device.
裁断され乾燥された有機廃棄物資源を熱分解ガス化して燃焼させ高温ガスを発生させる第一の熱分解手段と熱交換機が第一の配管で接続され、前記熱交換機にはガス浄化装置と接続するための第二の配管接続され、第二の熱分解手段は前記熱交換機を介して伝わった前記高温ガスの熱を用いて前記第二の熱分解手段に投入されたバイオマス資源を実質的に無酸素状態で熱分解してバイオチャを製造すると共に水素含有ガスを生成し、前記水素含有ガスを前記第一の熱分解手段に導入して燃焼させるバイオチャ製造システムの制御プログラムであって、
前記バイオチャ製造システムを、
裁断され乾燥された有機廃棄物資源を前記第一の熱分解手段に移送する第一の移送装置と、
前記第一の熱分解手段内の前記高温ガスを稼働開始後に発生させ安定的に燃焼可能にするために、前記第一の熱分解手段内の前記有機廃棄物資源を所定時間加熱する点火装置と、
前記第一の熱分解手段内に燃焼制御用の空気を投入する空気投入装置と、
裁断され乾燥されたバイオマス資源を第二の熱分解手段に所望量投入するための第二の移送装置と、
前記第二の熱分解手段に窒素を供給する窒素供給装置と、
前記水素含有ガスを前記第二の熱分解手段から導入して貯留する水素含有ガス貯留手段と、
前記水素含有ガス貯留手段から前記第一の熱分解手段へ前記水素含有ガスを導入するための第五の配管と、
前記水素含有ガス貯留手段から前記水素含有ガスを前記第一の熱分解手段に所望量導入するための前記第五の配管の途中に設置された導入量調整手段と、
前記熱交換機から前記高温ガスを環境に排出する前に、前記熱交換機を前記高温ガスを浄化するガス浄化装置に接続するための第二の配管と、
前記第一の熱分解手段から運用開始後に排出される前記高温ガスを直接前記ガス浄化装置に直接供給するための第三の配管と、
前記第三の配管の途中にあり前記熱交換機に前記高温ガスを供給する際に閉となる第一の開閉手段と、
前記第一の熱分解手段から前記熱交換機に前記高温ガスを供給する際に共に開となる前記第一の配管の途中にある第二の開閉手段と、
前記第二の配管の途中にある第三の開閉手段と、
前記第二の熱分解手段と前記第二の移送装置との間に存在する第四の開閉手段と、
前記第二の熱分解手段内の温度を測定する第一の温度測定手段と、
前記第二の熱分解手段から前記水素含有ガス貯留手段へ前記水素含有ガスを導入するための第四の配管と、
前記水素含有ガス貯留手段から前記第一の熱分解手段へ前記水素含有ガスを導入するための第五の配管と、
前記第四の配管の途中に設置された第四の流量調節手段と、
前記窒素供給装置が前記第二の熱分解手段へ供給する窒素の供給量を制御可能な第一の流量調節手段と、
前記第二の熱分解手段は前記製造したバイオチャを排出可能な第五の開閉手段と
を更に備え、
前記水素含有ガスを前記第一の熱分解手段に導入して前記有機廃棄物資源を燃焼させ、
前記第一の開閉手段乃至前記第三の開閉手段を用いて前記高温ガスの流通経路を制御し、前記第四の開閉手段を用いて前記バイオマス資源の投入を制御し、前記第五の開閉手段を用いて前記バイオチャの排出を制御し、前記第一の流量調節手段を用いて前記窒素の供給量を制御し、前記第四の流量調節手段を用いて前記水素含有ガスの前記水素含有ガス貯留手段における貯留量を制御し、前記導入量調整手段を用いて前記水素含有ガス貯留手段に貯留された前記水素含有ガスの前記第一の熱分解手段への導入量を制御する制御装置として機能させることを特徴とするバイオチャ製造システムの制御プログラム。
A heat exchanger is connected to a first pyrolysis means for pyrolyzing and gasifying shredded and dried organic waste resources and burning them to generate high-temperature gas, and the heat exchanger is connected to a gas purification device. A second pipe is connected to the second pyrolysis means, and the second pyrolysis means uses the heat of the high-temperature gas transmitted through the heat exchanger to substantially reduce the biomass resources input to the second pyrolysis means. A control program for a biochar production system that produces biochar by pyrolysis in an anoxic state and generates hydrogen-containing gas, and introduces the hydrogen-containing gas into the first pyrolysis means and burns it,
The biochar production system,
a first transfer device for transferring the shredded and dried organic waste resources to the first pyrolysis means;
an ignition device that heats the organic waste resource in the first pyrolysis means for a predetermined period of time in order to generate the high-temperature gas in the first pyrolysis means after the start of operation and enable stable combustion; ,
an air injection device for injecting air for combustion control into the first pyrolysis means;
a second transfer device for introducing a desired amount of shredded and dried biomass resources into a second pyrolysis means;
a nitrogen supply device that supplies nitrogen to the second thermal decomposition means;
hydrogen-containing gas storage means for introducing and storing the hydrogen-containing gas from the second thermal decomposition means;
a fifth pipe for introducing the hydrogen-containing gas from the hydrogen-containing gas storage means to the first pyrolysis means;
an introduction amount adjusting means installed in the middle of the fifth piping for introducing a desired amount of the hydrogen-containing gas from the hydrogen-containing gas storage means to the first pyrolysis means;
a second pipe for connecting the heat exchanger to a gas purification device that purifies the high temperature gas before discharging the high temperature gas from the heat exchanger to the environment;
a third pipe for directly supplying the high temperature gas discharged from the first pyrolysis means after the start of operation to the gas purification device;
a first opening/closing means located in the middle of the third piping and closed when supplying the high temperature gas to the heat exchanger;
a second opening/closing means located in the middle of the first piping that is both opened when the high temperature gas is supplied from the first pyrolysis means to the heat exchanger;
a third opening/closing means located in the middle of the second piping;
a fourth opening/closing means existing between the second pyrolysis means and the second transfer device;
a first temperature measuring means for measuring the temperature within the second pyrolysis means;
a fourth pipe for introducing the hydrogen-containing gas from the second thermal decomposition means to the hydrogen-containing gas storage means;
a fifth pipe for introducing the hydrogen-containing gas from the hydrogen-containing gas storage means to the first pyrolysis means;
a fourth flow rate regulating means installed in the middle of the fourth piping;
a first flow rate regulating means capable of controlling the amount of nitrogen supplied by the nitrogen supply device to the second thermal decomposition means;
The second pyrolysis means further includes a fifth opening/closing means capable of discharging the produced biochar,
introducing the hydrogen-containing gas into the first pyrolysis means to burn the organic waste resource;
The first opening/closing means to the third opening/closing means are used to control the flow path of the high temperature gas, the fourth opening/closing means is used to control the input of the biomass resource, and the fifth opening/closing means is used to control the flow path of the high temperature gas. is used to control the discharge of the biochar, the first flow rate adjustment means is used to control the nitrogen supply amount, and the fourth flow rate adjustment means is used to control the hydrogen-containing gas storage. The hydrogen-containing gas stored in the hydrogen-containing gas storage means is controlled to function as a control device that controls the amount stored in the means and uses the introduction amount adjustment means to control the amount of the hydrogen-containing gas stored in the hydrogen-containing gas storage means introduced into the first thermal decomposition means. A control program for a biochar production system characterized by:
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