JP2000008046A - 炭化処理方法及び炭化処理装置 - Google Patents

炭化処理方法及び炭化処理装置

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JP2000008046A
JP2000008046A JP10175722A JP17572298A JP2000008046A JP 2000008046 A JP2000008046 A JP 2000008046A JP 10175722 A JP10175722 A JP 10175722A JP 17572298 A JP17572298 A JP 17572298A JP 2000008046 A JP2000008046 A JP 2000008046A
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carbonization
chamber
combustion
combustion chamber
carbonization chamber
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Mitsuru Iwai
満 岩井
Tetsushi Mita
哲史 三田
Kazunari Aida
一成 会田
Masaki Date
正記 伊達
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Resonac Corp
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Hitachi Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】最小の熱量の使用で、可燃性廃棄物から炭化物
を有効に再生する炭化処理方法及び炭化処理装置を提供
する。 【解決手段】炭化室1と、炭化室1を囲むように形成さ
れる第1燃焼室14と、第2燃焼室16とを備える炭化
処理装置であって、その装置には、炭化室1内の温度推
移を記憶する運転パターン記憶装置21、可燃性有機物
の種類に応じた特有の炭化室内温度パターンを記憶する
標準パターン記憶装置13、前記温度推移と標準パター
ンとを比較・判定する判定装置22、その判定結果をも
とに第1燃焼室14の加熱装置4、第2燃焼室16の燃
焼装置17及び炭化室1の撹拌装置11へ加熱又は撹拌
の強弱を伝える指令装置12からなる制御部20が具備
されている炭化処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、木材、紙、合成樹
脂、台所からの生ゴミ等の可燃性有機物(主に廃棄物)
を炭化処理する炭化処理方法及び炭化処理装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の炭化処理装置の例を図4に示し
た。従来の炭化処理装置では、炭化室1の加熱装置(1
次バーナ)4は、炭化室1に設けた温度センサ5に接続
する温度調節器6とタイマ7により制御され、タイマ7
がON設定時間内にある間で炭化室1の温度が設定温度
以下の場合には稼働され、設定温度以上の場合には稼働
は止められている。また、タイマ7がON設定時間を経
過すると加熱装置は停止される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように、炭化室1
の加熱装置4は、タイマ7のON設定時間を経過する
と、廃棄物の炭化状態に関係なく加熱を停止する。すな
わち、タイマ7の設定時間が短か過ぎれば未炭化の状態
で加熱が停止し、適切な炭化処理が行われない。また、
逆に設定時間が長すぎると過度に加熱することとなり、
燃料が無駄で省エネルギーに反する。特に、廃棄物には
生ゴミのような廃棄物(水分含量:約50〜80%)か
ら紙類主体の廃棄物(水分含量:約10〜30%)まで
種々雑多なものが含まれていて、重量が同じでも炭化に
要する時間が異なってくる。そのため、タイマ7の設定
時間を最適時間に設定することが困難であった。また、
炭化処理装置の使用者は、タイマ設定7の設定時間が短
か過ぎることによる未炭化を嫌い、設定時間を長くする
傾向にあり、炭化時間の長時間化と燃料の無駄遣いの問
題があった。本発明は、可燃性有機物(主に廃棄物)か
ら最小の熱量の使用で、これを炭化物に有効に再生でき
る炭化処理方法及び炭化処理装置を提供することを目的
とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、可燃性有機物
の投入口2、炭化物の取出口3及び撹拌装置11を有す
る炭化室1と、前記炭化室1を加熱する加熱装置4を有
し、前記炭化室1を囲むように形成される第1燃焼室1
4と、前記炭化室1及び前記第1燃焼室14に連通し、
前記炭化室1で発生したガスを燃焼させる燃焼装置17
を有し、かつ排気通路19を有する第2燃焼室16とを
備える炭化処理装置により可燃性有機物を炭化処理する
際に、炭化室1内の温度推移と、可燃性有機物の種類に
応じた特有の温度推移標準パターンとを比較して、第1
燃焼室14の加熱装置4の強弱、第2燃焼室16の燃焼
装置17の強弱及び炭化室1における撹拌の強弱を調節
することを特徴とする、可燃性有機物の炭化処理方法に
関する。
【0005】また、本発明は、可燃性有機物の投入口
2、炭化物の取出口3及び撹拌装置11を有する炭化室
1と、前記炭化室1を加熱する加熱装置4を有し、前記
炭化室1を囲むように形成される第1燃焼室14と、前
記炭化室1及び前記第1燃焼室14に連通し、前記炭化
室1で発生したガスを燃焼させる燃焼装置17を有し、
かつ排気通路19を有する第2燃焼室16とを備える炭
化処理装置であって、その装置には、炭化室1内の温度
推移を記憶する運転パターン記憶装置21、可燃性有機
物の種類に応じた特有の炭化室内温度推移パターンを記
憶する標準パターン記憶装置13、前記温度推移と標準
パターンとを比較・判定する判定装置22、その判定結
果をもとに、第1燃焼室14の加熱装置4、第2燃焼室
16の燃焼装置17及び炭化室1の撹拌装置11へ加熱
又は撹拌の強弱を伝える指令装置12からなる制御部2
0が具備されていることを特徴とする、可燃性有機物の
炭化処理装置にも関する。本発明に係る炭化処理装置
は、通常はバッチ処理方式を採用し、1回の処理量は通
常、50〜2000リットル程度であるが、原理的には
連続式であっても、更に大形な装置も可能である。
【0006】
【発明の実施の形態】以下に、発明の実施の形態を説明
する。図1は本発明の炭化処理装置に係る制御部の構成
図を示し、図2は本発明の炭化処理装置の一実施例の正
面図である。本発明の炭化処理装置における制御部20
は、図1に示すように、運転パターン記憶装置21、標
準パターン記憶装置13、判定装置22及び指令装置1
2からなる。炭化処理装置の運転開始後、炭化室1内の
温度データは経時的に温度センサ5により測定され、そ
の測定データは時系列データ信号として運転パターン記
憶装置21に記憶される。温度の測定は、通常、運転開
始から終了までの全工程を行い、測定機器はそれに耐え
うる機器とする。
【0007】標準パターン記憶装置13は、可燃性有機
物(廃棄物)の種類に応じた特有の炭化室内温度推移
(複数の標準パターン)を運転前に予め記憶・保存させ
ておく装置である。炭化処理装置によって処理する可燃
性有機物(廃棄物)には、(1)食べ物の残さい等の生
ごみを中心とするもの、(2)事務所等から出る紙類を
中心とするもの、及び(3)ポリエチレンや塩化ビニル
等の包装用プラスチック類を中心とするもの、に大別さ
れる。それぞれ、含水率、炭化に要する単位重量当たり
の熱量が異なる。炭化室内の温度は、300±50℃位
に一定時間(1〜5時間程度)保持することにより炭化
することが分っているが、この温度と時間はごみの種類
と量により異なることも分かっている。また、撹拌翼の
駆動トルクはごみの量が少ないほど、また、ごみが乾溜
され炭化が進むほど小さくなる傾向にあり、撹件の開始
は炭化処理装置の運転開始から0〜30分の範囲で、炭
化室1内の温度が150〜300℃に達したときに開始
するのが一般的である。
【0008】標準パターン記憶装置13には、少なくと
も上述の3つのパターン、すなわち、(1)食べ物の残
さい等の生ごみを中心とする廃棄物を炭化させるときの
炭化室内温度上昇パターン(パターンA)、(2)紙類
を中心とする廃棄物を炭化させるときの炭化室内温度上
昇パターン(パターンB)、及び(3)プラスチック類
を中心とする廃棄物を炭化させるときの炭化室内温度上
昇パターン(パターンC)、を記憶させておく。
【0009】運転開始後の炭化室1内の温度を時系列的
に温度センサ5により測定し、制御部20内の記憶装置
7に記憶し、そのパターン(実運転のパターンDとす
る)と前記A,B,Cの3つの標準温度上昇パターンと
を比較し、標準温度上昇パターンの中から最も近いパタ
ーンを選択し、第1燃焼室の加熱装置(1次バーナ)4
及び2次燃焼室の燃焼装置(2次バーナ)17の燃焼の
強弱を調節する。撹拌装置11についても同様である。
【0010】また、実運転の運転パターンDと上記3つ
の標準パターンとを比較し、3つの運転パターンとの差
を判定装置22で演算し、これをもって制御をすること
も可能である。制御は、メンバーシップ関数を用いたフ
ァジィ制御を使用することが有効である。その他、PI
D制御等のフィードバック制御とすることもできる。
【0011】判定装置22は、運転パターン記憶装置2
1に記憶された時系列データと標準パターン記憶装置1
3に記憶されている炭化室内温度推移の標準パターンと
を比較し、その判定結果を指令装置12に伝える装置で
ある。その判定結果に基き炭化時間が最も短く、かつ、
十分な炭化状態が得られる条件を判定し、その後、指令
装置12から、第1燃焼室14の加熱装置4、第2燃焼
室16の燃焼装置17及び炭化室1の撹拌装置11の各
駆動装置に運転方法(それぞれ加熱又は撹拌を強くする
のか弱くするのか等)が伝えられ、最適な運転を実現さ
せる。前記比較・判定の時点は、運転開始から一定の時
間後と決めておくこともできるし、また運転開始から運
転終了までの一定時間ごとに繰り返し行なってもよい。
【0012】ここで、制御部20における運転パターン
記憶装置21、標準パターン記憶装置13、判定装置2
2及び指令装置12は、マイクロコンピュータ(CP
U)、必要に応じて外部メモリ、機械的スイッチ、リレ
ー等で構成される。市販のシーケンサを利用することも
可能である。加熱装置(1次バーナ)4は第1燃焼室1
4に設けられ、また燃焼装置(2次バーナ)17は第2
燃焼室16に設けられていて、各々の燃料供給量を変え
ることにより、単位時間当たりの加熱量を増減させるこ
とが可能な構成となっている。
【0013】加熱装置(1次バーナ)4、燃焼装置(2
次バーナ)17の燃料は、灯油、LPG、都市ガス等か
ら選択できる。また、前記加熱装置4及び燃焼装置17
としてバーナの代わりに電気式ヒータを使用することも
可能である。そうすれば、運転開始後の一定時間は加熱
装置4及び燃焼装置17を定格の100%負荷運転と
し、判定装置22の判定結果から運転条件を決定した後
は、例えば80%負荷運転に変更し、更に徐々に50%
負荷運転に減らしていくような制御が自在にできる。
【0014】また、制御が複雑で制御部20全体のコス
トが上昇する場合は、制御を強、中、弱の3段階または
強、弱の2段階の制御とすることも可能である。
【0015】炭化室1内には廃棄物を均一に蒸し焼きに
して炭化するための撹拌装置11が設けてあり、この撹
拌装置11は、撹拌翼8、撹拌翼8を駆動する電動機
9、電動機9の回転を撹拌翼8に伝達するための動力伝
達部材10とによって構成されている。判定装置22の
判定結果に基づき、炭化時間を最短とし、かつ十分な炭
化状態を得る運転条件を割り出して、撹拌翼8の回転数
(rpm)と運転開始から撹拌開始までの時間の撹拌翼
8の運転パターンを変化させることができる構成となつ
ている。
【0016】図3は、本発明の炭化処理装置を用いて生
ごみ中心の廃棄物を処理した例で、図中、実線は炭化室
中の温度推移、点線は第2燃焼室の温度推移を示す。炭
化処理装置の運転開始から約10分で攪拌が始まり(こ
の時点で炭化室温度は約140℃)、その後炭化室温度
は一旦が下がったのち、再び上昇し、約300℃で約9
0分間維持され、運転開始から150分後で加熱装置4
が停止した。生ごみ中心の廃棄物であったため水分が多
く、300℃に達するまでに相当の時間を要した。な
お、撹拌後に炭化室内温度が一旦下がるのがパターンA
の特徴である。
【0017】
【発明の効果】1.本発明によれば、温度上昇パターン
によりごみの種類と量を予測することが可能になり、加
熱装置4、撹拌装置11及び燃焼装置(2次バーナ)1
7の加熱の強弱または撹拌の強弱を変化させることによ
り、完全炭化を実現するまでの時間の最少化及び燃費の
ミニマム化が図れる。処理時間最短型運転パターンと省
エネルギー型運転パターンに分けて設定することも可能
であり、使用の実態に合わせて使い分けて、利便性と省
エネルギー(経済性)の両立を図ることができる。 2.制御部をそっくり交換すれば、従来型炭化処理装置
の設置後にも適用できる。また、標準パターン記憶装置
13のみを交換することも可能であり、低コストで改良
できる。 3.炭化処理時間、又は消費エネルギーを最少化するこ
とにより、省エネルギーが実現でき、作業者の勘に頼っ
ていた従来の運転条件の設定が自動かつ最適に行われ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の炭化処理装置における制御部の構成図
である。
【図2】本発明の炭化処理装置の一実施例の正面図であ
る。
【図3】本発明の炭化処理装置を用いて生ごみ中心の廃
棄物を処理した例で、温度変化を示すグラフである。実
線は炭化室の温度推移、点線は第2燃焼室の温度推移で
ある。
【図4】従来の炭化処理装置の構造の概略を示す正面図
である。
【符号の説明】
1:炭化室 2:投入口 3:取出口 4:加熱装置
(1次バーナ) 5:温度センサ 6:温度調節
器 7、7a:タイマ 8:撹拌翼 9:電動機 10:動力伝達
部材 11:撹拌装置 12:指令装
置 13:標準パターン記憶装置 14:第1燃
焼室 15:冷却ファン 16:第2燃
焼室 17:燃焼装置(2次バーナ) 18:給気フ
ァン 19:排気通路 20:制御部 21:運転パターン記憶装置 22:判定装
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 会田 一成 茨城県下館市大字下江連1250番地 日立化 成工業株式会社結城工場内 (72)発明者 伊達 正記 茨城県下館市大字下江連1250番地 日立化 成工業株式会社結城工場内 Fターム(参考) 4H012 EA00 HA02 HB02 JA03

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】可燃性有機物の投入口、炭化物の取出口及
    び撹拌装置を有する炭化室と、 前記炭化室を加熱する加熱装置を有し、前記炭化室を囲
    むように形成される第1燃焼室と、 前記炭化室及び前記第1燃焼室に連通し、前記炭化室で
    発生したガスを燃焼させる燃焼装置を有し、かつ排気通
    路を有する第2燃焼室とを備える炭化処理装置により可
    燃性有機物を炭化処理する際に、 炭化室内の温度推移と、可燃性有機物の種類に応じた特
    有の温度推移標準パターンとを比較して、第1燃焼室の
    加熱装置の強弱、第2燃焼室の燃焼装置の強弱及び炭化
    室における撹拌の強弱を調節する、可燃性有機物の炭化
    処理方法。
  2. 【請求項2】可燃性有機物の投入口、炭化物の取出口及
    び撹拌装置を有する炭化室と、 前記炭化室を加熱する加熱装置を有し、前記炭化室を囲
    むように形成される第1燃焼室と、 前記炭化室及び前記第1燃焼室に連通し、前記炭化室で
    発生したガスを燃焼させる燃焼装置を有し、かつ排気通
    路を有する第2燃焼室とを備える炭化処理装置であっ
    て、 その装置には、炭化室内の温度推移を記憶する運転パタ
    ーン記憶装置、可燃性有機物の種類に応じた特有の炭化
    室内温度推移パターンを記憶する標準パターン記憶装
    置、前記温度推移と標準パターンとを比較・判定する判
    定装置、その判定結果をもとに、第1燃焼室の加熱装
    置、第2燃焼室の燃焼装置及び炭化室の撹拌装置へ加熱
    又は撹拌の強弱を伝える指令装置からなる制御部が具備
    されている、可燃性有機物の炭化処理装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002079228A (ja) * 2000-06-21 2002-03-19 Eighteen Partners:Kk ゴミ処理システム及びゴミ炭化処理方法
JP2002186950A (ja) * 2000-12-19 2002-07-02 Masahiko Uetsuki 有機廃棄物の炭化処理方法および装置
JP2003105124A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Toshiba Corp 廃プラスチックの脱塩処理制御装置
JP2003145117A (ja) * 2001-11-09 2003-05-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 廃棄物処理装置

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