JP2001089120A

JP2001089120A - 活性炭のマイクロ波加熱装置

Info

Publication number: JP2001089120A
Application number: JP26847499A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Okada; 昭彦岡田; Masamitsu Nakazawa; 正光中沢; Masayuki Yamashita; 正幸山下; Shigeo Shiono; 繁男塩野; Masahiko Otani; 正彦尾谷
Original assignee: Hitachi Ltd; Osaka Prefecture
Current assignee: Hitachi Ltd; Osaka Prefecture
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 1999-09-22
Publication date: 2001-04-03
Anticipated expiration: 2019-09-22
Also published as: JP4421709B2

Abstract

(57)【要約】【課題】マイクロ波を利用してリアクター内に被活性炭
を再生する場合、再生活性炭に焼きむらが出来、品質が
均一にならず、歩留まりが悪い欠点がある。【解決手段】マイクロ波が入射する出力窓と対応する円
筒形状のリアクター５内に被活性炭６を配置しない空ス
ペースを設けて、被活性炭６に均一にマイクロ波を照射
して、焼きむらが無い、均一な品質の再生活性炭を生産
することが出来るようになり、再生活性炭の歩留が向上
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、環境衛生上の対策
から水処理プロセスで活性炭を投入してろ過する工程に
おいて、汚れた活性炭を抜き出して再生加熱し活性炭を
リサイクル利用に関し、特に上下水道プロセスに使用す
る活性炭のマイクロ波加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上下水道では、河川などからの取水源よ
り集水しろ過して浄水供給する上水道施設、或いは有機
物処理して河川へ放流する下水道施設により、２４時間
運転が一般的である。ここに、上水道施設で見ると、全
体プロセスのろ過池では粒状活性炭を用いて不純物をろ
過して浄化し、塩素殺菌処理して送水することになる。

【０００３】従来、粒状活性炭ろ過池では、通水中に不
純物が蓄積して目詰まりを生ずるので、約１週間程度毎
に逆洗して不純物を取除く工程を有しているが、通水〜
逆洗サイクルを繰返しても１〜２年で不純物の除去率が
低下する。

【０００４】従来の加熱再生設備構成を図７〜８で説明
する。

【０００５】吸着設備１５に活性炭１５−１があって、
水処理ろ過を行っている。使用済活性炭１９−１は、ホ
イストクレーン１６で搬出し、水切り槽１９で水をと
り、搬出トラック１８で運搬し、加熱再生装置２０で処
理する。加熱再生時の減量分を新炭２１で追加し、再生
活性炭２２として搬入トラック１７により、再度吸着設
備１５にて再使用する。

【０００６】図８は加熱再生装置２０の都市ガスによる
例である。使用済炭ホッパー２３ａは希釈水２３ｂで混
合し、スラリー移送ポンプ２３ｃで圧送して、スクリュ
ー脱水機２３ｄで略々水切り後、再生加熱炉２４の上部
より入れる。多段炉の側で中央の回転リンク２４ｃで、
各段の回転アームで掻き寄せられて順次下の段に移動さ
せて、都市ガス２４ａを用いて燃料弁２４ｂで加熱し、
上段より乾燥⇒炭化⇒賦活の順により、蒸気２４ｅで賦
活処理して、クエンチタンク２４ｆに落下させ、スラリ
ー移送ポンプ２４ｇで再生炭タンク２４ｈに貯蔵する。
炉の排ガスは２次燃焼炉２５で再加熱し、プレクーラ２
６で冷却しスクラバー２７で不純物を除去し、排ガスフ
ァン２８により煙突２９より排出する。軸冷却ファン２
４ｄは回転軸の冷却保持用である。

【０００７】以上から判るように、従来の都市ガスによ
る被活性炭の加熱再生設備では、（１）、設備面積が大きい。

【０００８】（２）、都市ガスの燃焼により活性炭を加
熱する時に有害ガス（例えばＮＯＸなどの窒素酸化物ガ
ス）も排煙されるので、環境対策のガス処理付帯設備が
大きく高価である。

【０００９】（３）、従来の多段炉のように回転しなが
らかき落して、被活性炭を加熱しながら下段で蒸気賦活
させているので、被活性炭が高熱でかきまわされ破損
し、活性炭量は約１割程度減量するから、再生歩留まり
が悪かった。

【００１０】その他の公知の外部加熱再生法としては、
例えば、日本水道協会（昭和６３年３月発行）の「高度
上水施設技術資料（活性炭処理施設）」により、再生加
熱法が詳述されており、加熱源は都市ガスなどの燃料あ
るいは、電気炉による加熱が採用されている。

【００１１】加熱源として都市ガスを用いる場合では、
前述の如く活性炭を外部加熱する為に均一化するのに回
転機構が必要となり、且つ２次燃焼器を外部に設けてス
クラバーで不純物のガス分離を行ってから排煙させる方
法で、付帯設備が大規模となっている。電気炉法では活
性炭間に電極を設け通電して、活性炭の抵抗により生ず
るジュール熱により、活性炭を加熱するもので、付帯設
備は小さくなるが、加熱効率が悪い欠点があった。

【００１２】従来の都市ガスによる外部加熱再生設備で
は、設備面積が大きく特に排ガス処理の付帯設備も大き
い。また、被活性炭を機械的にかき落とす加熱工程構造
となっているため、粒状（約φ１ｍｍ程度）の活性炭が
摩耗して粉末化するので、再生歩留まりが悪い。

【００１３】一方、特開昭５０−１５２９９４号公報特
開昭５３−９２９３号公報、特開平６−３１１６３号公
報には、被活性炭を容器に収納し、容器の外側に設けた
マイクロ波発振器からのマイクロ波を被活性炭に照射
し、被活性炭の微粒子の分子振動による発熱で温度上昇
させ、被活性炭の汚染を炭化させて、再生活性炭として
使用する案が提案されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
マイクロ波加熱装置では再生活性炭にむらのある加熱に
なり、品質が均一にならず、しかも歩留まりが悪くなる
と考えられる。

【００１５】本発明の目的は、再生活性炭の均一な品質
と歩留まりを向上した活性炭のマイクロ波加熱装置を提
供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の請求項１に記載した活性炭のマイクロ波加
熱装置は、被活性炭を収納し、且つ内部にマイクロ波を
共振する形状を有するリアクターと、リアクターの出力
窓からリアクター内にマイクロ波を照射するマイクロ波
発振器とを備え、出力窓と対応するリアクター内に被活
性炭を置かない空スペースを設けることを特徴とする。

【００１７】本発明の請求項２に記載した活性炭のマイ
クロ波加熱装置は、出力窓と対応するリアクター内に被
活性炭を置かない空スペースを設け、この空スペースに
断熱材から成る賦活用水タンク容器を配置し、賦活用水
タンク容器の水を被活性炭に吹き付けるすることを特徴
とする。

【００１８】本発明の請求項３に記載した活性炭のマイ
クロ波加熱装置は、出力窓と対応するリアクター内に被
活性炭を置かない空スペースと、この空スペース以外に
被活性炭を収納した活性炭収納断熱ケースを配置し、活
性炭収納断熱ケース内の排気ガスをリアクターに設けた
排気穴から別置きした賦活用水タンク内の水を温め、マ
イクロ波発振器が停止した時に吐出弁が開いて、温水を
加熱した被活性炭に吹き付けることを特徴とする。

【００１９】本発明の請求項４に記載した活性炭のマイ
クロ波加熱装置は、被活性炭を収納した活性炭収納断熱
ケースを被活性炭に付着している水分を排水するように
傾斜させて配置することを特徴とする。

【００２０】本発明の請求項５に記載した活性炭のマイ
クロ波加熱装置は、出力窓をリアクターの一方端側に設
けることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記
載にある。

【００２１】本発明の請求項６に記載した活性炭のマイ
クロ波加熱装置は、出力窓と対応するリアクター内に賦
活用水タンクを設け、賦活用水タンクの反対側に被活性
炭の収納手段を設けることを特徴とする請求項１から３
のいずれか１項記載にある。

【００２２】本発明の請求項７に記載した活性炭のマイ
クロ波加熱装置は、活性炭収納断熱ケース及び活性炭収
納断熱ケースを開閉する蓋との材質は活性炭を加熱した
熱がリアクターに伝達されるのを少なくする断熱材とマ
イクロ波を透過する透過性とを兼ね備えていることを特
徴とする請求項３又は４記載にある。

【００２３】本発明の請求項８に記載した活性炭のマイ
クロ波加熱装置は、賦課用水タンクを配置し、賦活用水
タンクの水を被活性炭に吹き付ける位置より高い位置に
配置することを特徴とする請求項２又は３記載にある。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１〜
６により説明する。

【００２５】マイクロ波の発生原理は、基本的には高圧
電源１によりＡＣ２００ＶよりＤＣ２０〜２５ｋＶに変
換し、マイクロ波発振器２に給電し、電子銃で中空電子
ビームを発生させて、共振空洞で高周波電磁界と相互作
用させ電子ビームをコレクターで回収し、発生した電磁
波を導波管３により、ガイドしてリアクター５の出力窓
４よりマイクロ波をリアクター５内に導くものである。

【００２６】身近なマイクロ波源は家庭用電子レンジが
普及しており、２．４５ＧＨｚ管を用いている。我々の
実験では、２．４５ＧＨｚ、５００Ｗのマイクロ波加熱
は可能であるが、活性炭は電気の良導体であることか
ら、粒子同士の接触具合によりアーク放電が生ずるの
で、分散配置が必要である。マイクロ波加熱の原理はミ
リ波電波エネルギーを熱エネルギーに転換するもので、
対象物の固有の誘電体損（ｔａｎδ）が大きい程熱エネ
ルギー変換量が多い。

【００２７】活性炭はｔａｎδ≒０．１前後であったの
で、誘電体中で熱変換される電力損失Ｐ０は、

【００２８】

【数１】Ｐ０＝（１／１．８）×周波数（ｆ）×電界強さ（Ｖ²）×比誘電率（εｒ） ×ｔａｎδ×１０~¹⁰（Ｗ／ｃｍ³）…（数１）で与えられるから、ｆ＝２８ＧＨｚで湿潤活性炭を加熱
テストしたところ、２ｋＷマイクロ波出力では、約４０
分で９５０℃に均一昇温させることができた。よって、
リアクター内の電界が均一な部分に対象の活性炭を置け
ば均一加熱されることが判った。

【００２９】

【数２】尚、電力半減深度Ｄ≒３．３２×１０⁷／（ｆ・√εｒ・ｔａｎδ）（ｍ）…（数２）となり、ｆ＝２８ＧＨｚ一定として、ｔａｎδ≒０．１
の活性炭の均一加熱する為には、テストによりＤ≦２０
０ｍｍであった。このことは、リアクター内にＤ＞２０
０ｍｍの活性炭深さとすると、均一に加熱されないこと
を示し、ケース内に活性炭を実装配置寸法に制限がある
ことを示していることが判った。

【００３０】図１において、リアクター５は、共振形状
より円筒形となり、中央Ｙ−Ｙ’とＸ−Ｘ’とでマイク
ロ波の電界強度（Ｗ／ｃｍ²）を説明すると、出力窓４
の直下部分（Ｘ−Ｘ’の左側）が高い電界強度となり、
右側に移るに従い均一の電界強度分布となる。従って、
被活性炭６は電界強度が均一の領域に設けることで、加
熱再生温度制御が容易となり、被活性炭の再生加熱条件
が均一となって、再生品質が安定する（被活性炭６の温
度は、温度計９により実測している）。収納ケース６−
１の上部空間より被活性炭６の排ガスは、上昇して排気
口５−３にて取出される。出力窓４の下部領域は電界強
度が高く、被活性炭６を設置できない空スペース５Ｘと
なっている。

【００３１】このように本発明では、空スペース５Ｘに
被活性炭６を配置した場合に比べて、被活性炭６には、
均一の電界強度が透過されから、被活性炭６は均一に加
熱され、加熱むらがなく、品質が均一になり、再生活性
炭の製品歩留まりも向上した。

【００３２】又、空スペース５Ｘに賦活用水タンク７を
配置し、再生工程の終段で蒸気賦活させる温水として用
いると、賦活時間を長くできるので、良く被活性炭を清
掃できる。賦活用水タンク７の温水は、水取出し口５−
４より外部に一度引き出して後述する弁制御を介して、
再び水送出口５−５より入れて、収納ケース６−１内の
底部に配置した細孔水パイプ６−２に与えて賦活蒸気化
させるものである。

【００３３】尚、マイクロ波出力は高圧電源１内の直流
電源の電流を増減して行うが、賦活用水タンク７のマイ
クロ波電力消費を減らす為に、リアクター５の外部にお
いても、同様の賦活用水タンクとなり、内部に電気ヒー
タで加熱して温水としておいても同じ効果が得られる。

【００３４】図２は本発明のマイクロ波加熱装置の全体
構成説明図である。リアクター５内に被活性炭６と賦活
用水タンク７とを収納配置する。被活性炭６を収納ケー
ス内６−１に入れ、下端側に複数個の細孔水パイプ６−
２を配置し、開閉扉５−１側が手前側に開く、開閉蓋６
−３により収納されていることと、上蓋６−４とで断熱
して排ガスすることができる。図２及び図４（ａ）では
賦活用水タンク７と収納ケース内６−１とは同じ高さに
記載されているが、実際には賦活用水タンク７の水位は
収納ケース内６−１の水位より高く、賦活用水タンク７
の温水が収納ケース内６−１に流れる落差を有する。

【００３５】賦活用水タンク７は外部からの補給水の為
の給水弁７−１と下部より外部に引出した配管により、
吐出弁７−２を介して、細孔水パイプ６−２に給水す
る。再生活性炭６の温度は、温度計９により測温し、監
視制御部１２に入力して、高圧電源１の直流発生部にて
電流制御し、マイクロ波出力の増減制御をフィードバッ
ク自動制御させるものである。

【００３６】被活性炭６の投入は、リアクター上部の活
性炭ホッパー１０に充填しておき、投入弁１０−１を開
すると、ガイド１０−２より上蓋６−４を経由して、内
部に自然落下させる。加熱に伴う排ガス類は、排気口５
−３の外側で分岐して排ガス処理装置１１により無害化
して外部放出させる。つまり、排気ガスはオゾンガス
（ＯＺＮより）を混合（ＭＩＸ）して、酸化反応して無
害化してから、オゾン側熱交換器１１Ａにより低温ガス
化してファン（Ｆ）により、外部へ吸引排出する。オゾ
ン濃度計（Ｍ）は、０．０５ｐｐｍ以下となるようにオ
ゾン発生器（ＯＺＮ）へ入力して、自動的にオゾン発生
量を増減して、最適量のオゾンを（ＭＩＸ）で混合反応
させる。

【００３７】次に、図３の被活性炭６の物理的状況を説
明した再生順序工程（Ａ〜Ｅ）順に従い図２のシーケン
シャル制御を監視制御部１２で行う場合を説明する。

【００３８】即ち、工程（Ａ）では、マイクロ波発振器
２よりマイクロ波出力例えばＰｏ＝１ｋＷをＯＮする
と、排気ガス処理装置１１が運転開始する。図１に示す
ように空スペース５Ｘ以外には均一なマイクロ波が被活
性炭６に照射される。被活性炭６の温度は温度計９によ
り測温されている。

【００３９】工程Ａでは、マイクロ波加熱されていても
被活性炭の付着含有水分が蒸発しているので、ＴＡ＝１
００℃で水分蒸発が進行する。水分蒸発がなくなると、
急激に温度上昇してゆくが、Ｔ１＝５００℃となるよう
に後述の制御部でマイクロ波出力を制御しているので、
活性炭に含有している湿潤水分が蒸発し終わるまで、１
００℃となっている。

【００４０】蒸気水分がなくなると急に、温度上昇しＴ
１＝５００℃となったら、監視制御部１２によりマイク
ロ波出力Ｐｏは自動制御に入って、Ｔ１＝５００℃一定
となるようマイクロ波出力が増減する状態となる。

【００４１】工程Ｂでは、ＴＢ＝５００℃となり被活性
炭６の表面付着物、特に低沸点有機物の炭化、脱離が生
じ炭化蒸発してゆく。つまり、工程（Ｂ）では、活性炭
に付着した有機物などの成分が脱着、脱離、炭化して、
一部が排ガスとして排気する。

【００４２】次に、工程（Ｃ）では、マイクロ波出力例
えばＰｏ＝２ｋＷに上昇すると、温度Ｔ２が８５０±５
０℃となる。温度一定制御に入ると活性炭付着物は酸化
ガスとして排気されるが、活性炭粒子内部の細孔内は排
気されにくい。つまり、マイクロ波出力を増加して、Ｔ
２＝８５０℃とすることで、工程Ｃでは更に内孔付着物
も炭化脱離して重縮合して炭化蒸発してゆく。

【００４３】工程（Ｄ）では、監視制御部１２よりマイ
クロ波発振器２を停止すると共に、吐出弁７−２を開と
し、Ｐｏ＝０とすると、既にマイクロ波加熱で賦活用水
タンク７の水が高温水となり、直ちに収納ケース６−１
の下部側の細孔水パイプ６−２より噴出した高温水を、
加熱された活性炭６に吹き付けると、直ちに水蒸気化し
て粒状の活性炭内を噴出上昇し乍ら、活性炭粒内の細孔
内で（Ｃｎ＋Ｈ₂Ｏ）反応して、排ガスされるので賦活
化できる。

【００４４】即ち、工程Ｄではマイクロ波出力を零とし
て、直ちに賦活用水タンク７からの温水を与えると、即
蒸気吹込みとなり被活性炭６の粒子間を上昇して、排気
口５−３に排ガスされる時に被活性炭６の表面や内孔の
炭化付着物を脱離して、Ｈ₂Ｏ、ＣＯ₂ガスとして排出
し、蒸気清掃脱離が行われるので、品質の良い再生活性
炭を生産することができる。つまり、被活性炭６はマイ
クロ波出力の零と細孔水パイプ６−２より噴出した高温
水とにより冷却され、高温水が内孔に浸入しやすくな
り、内孔に浸入した高温水は高温水のため、すぐに蒸発
し、その蒸気圧で蒸発水が噴射し、内孔の炭化付着物を
一緒に外部に排出するので、内孔を清掃した品質の良い
再生活性炭を生産することができる。被活性炭６に吹き
付けるのは水でもよいが、被活性炭６はマイクロ波出力
の零で下からの高温水により冷却され、温度が低下する
が、高温水は直ちに内孔で蒸発しやすいから、水より高
温水の方が余分に低下せずに賦活時間が長くなるので、
清掃脱離に好適となる。

【００４５】更に工程Ｄでは、吐出弁７−２を閉とする
と、水蒸気化が止まり乾燥のままの被活性炭が１００℃
以上として保持できる。なお乾燥したままの被活性炭と
して搬出する場合で、多少の水分が残留してもよい時
は、マイクロ波出力Ｐｏがｏｆｆと同時に、一定時間後
（ＲＴとなるまで）に吐出弁７−２を閉としてもよい。

【００４６】工程（Ｅ）の冷却工程では、まだ高温の賦
活化された活性炭であるので、開閉扉５−１より危険で
搬出できないので、強制的に空気圧タンク８の室温空気
を用いて、給気弁８−１を開（吐出弁７−２は閉）する
と、細孔水パイプ６−１より冷却空気が活性炭内を拡散
上昇して冷却し、付着ガスを排気し、室温（ＲＴ）にな
る。その後、開閉扉５−１を開けてから、ケースの開閉
板６−３を手前側に開いて活性炭６を搬出装置１３にか
き出すことになる（尚、給水弁７−１を開のまま室温ま
でにしても良いが、その時は排水弁５−２を開として不
要な水を外部へ排水しても良い）。つまり、室温（Ｒ
Ｔ）まで被活性炭６を冷却する為に空冷して室温ＲＴと
なると、再生活性炭を完成品として取出すことができ
る。

【００４７】図４（ａ）の実施例はリアクター５の外側
に賦活用水タンク７を配置し、賦活用水タンク７には排
気口５−３からの高温のＨ₂Ｏ、ＣＯ₂ガス等の排気ガス
を排気弁１０−４より、高温の排気ガスを熱交換器７Ａ
で低温化し、外部冷水の為のドレン生成は排気函７−４
で補集する。排気函７−４は排気ガスとオートドレン弁
７−５で通常外部に捨てる水とに分離している。

【００４８】その結果、賦活用水は温水と成って、吐出
弁７−２により細孔水パイプ６−２を介して収納ケース
６−１内に送水する。又賦活用水タンク７をリアクター
５の外側に配置して、マイクロ波の対策を必要としない
ようにし、断熱材たとえばセラミク材などの高価な材料
でなく普通の材料例えば鉄板を使用できるようにしたか
ら、経済的であるばかりか、また賦活用水タンク７の製
作が容易である。更に、排気ガスは賦活用水タンク７で
冷却されているから、オゾン側熱交換器１１Ａは容量の
小さい機器を使用できる。オゾン側熱交換器１１Ａから
の排気ガスはオゾン（ＯＺＮ）で臭気をなくす為に、ミ
キサー１１Ｂで混合して、外部に排気して公害にならな
いようにしている。

【００４９】更に、賦活用水タンク７の底面が細孔水パ
イプ６−２よりも高く（Δｈ）設けることにより、賦活
工程時吐出弁７−２を開して細孔水パイプ６−２に温水
を供給するが、自然落差で無くなるまで、温水を供給す
ることができるから、一定量の温水をその都度計量する
ことなく供給できるので、吐出弁７−２の制御は簡単と
なる。

【００５０】図４（ｂ）はリアクター５内に３個の収納
ケース６−１ａ，６−１ｂ，６−１ｃを配置した場合、
中央の収納ケース６−１ａに被活性炭６が集中しないよ
うに調整ロッド１０−３を設けて、各収納ケース６−１
ａに被活性炭６が均一に収納出来るようにしている。ま
た再生活性炭６ａ，６ｂ，６ｃの真上にガイド１０−２
を設け、均等に再生活性炭を落下させる。均等３分流す
る為に中間部の調整ロッド１０−３を上下して通路面積
を換えて調整する。

【００５１】尚、投入弁１０−１と排気弁１０−４とを
分岐して排気ガス処理装置１１へ接続することにより、
活性炭の投入口と排気ガスの為の排気口とを共有する構
造例により、リアクタータンクのフランジ数を減少する
効果が得られた。

【００５２】図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、リアクタ
ー５内の被活性炭６の配置を示したものである。図５
（ｂ）のＡ−Ａ’視図は円筒形状リアクターの上部より
みた平面図で３分割に収納ケース６−１ａ、６−１ｂ、
６−１ｃとして配列し、各収納ケース６−１の下端側に
２本の細孔水パイプ６−２が配置され、計６本がケース
左側で一括して外部に導き吐出弁７−２端に至るように
接続される。

【００５３】図５（ｃ）のＢ−Ｂ’視図は、円筒形状リ
アクターの開閉扉５−１側よりみた断面図で３分割の収
納ケース６−１ａ、６−１ｂ、６−１ｃとして配列され
る。ここに、活性炭の深さは、前述の電力半減深度Ｄ
（式２）よりＤ＝２００ｍｍとしなければならないの
で、Ｂ−Ｂ’視図のように段差ある配置となる。また巾
と長さ寸法はリアクター寸法において、電界強度が均一
の範囲まで許容されるから、収納ケース６−１を１ヶと
して３ヶに分割しなくてもよい。尚、賦活用水タンク７
は、マイクロ波電力消費を軽減する為にスペース上リア
クター５の外部においても差しつかえない。

【００５４】図６（ａ），（ｂ）は、被活性炭６の収納
ケース６−１形状を説明するもので、低誘電損失ｔａｎ
δの小さい材料（例えば、テフロン・石英・ポリエチレ
ン・アルミナ材）としてケース類を断熱構成する。収納
ケース６−１の右側は可動できる開閉蓋６−３があっ
て、蝶番６−５により前後方向に可動できる。収納ケー
ス６−１の下側には細孔水パイプ６−２が複数本配置
し、細孔からは温水（賦活水蒸気化用のため）或いは空
気（冷却用のため）が排出するパイプであって、収納ケ
ース６−１外は配管として取出し、図４（ａ）の外部に
ある吐出弁７−２側に接続される。

【００５５】細孔水パイプ６−２はマイクロ波を反射す
る材料で、例えばＳＵＳ材であってもよい。この収納ケ
ース６−１は傾斜させて（傾斜角度θ）配置する。傾斜
は収納ケース６−１が傾斜する台を配置したり、或いは
収納ケース６−１を傾斜させる昇降自在な支持棒をリア
クター５内に設ける。いずれもステンレス材を使用す
る。傾斜角度θにより被活性炭６が湿潤状態のとき自然
に水きりされて排出するが、蝶番６−５と開閉蓋６−３
との隙間より漏水するので、収納ケース６−１内には水
が溜まらないので、加熱時に余分な温水がなく、早く昇
温させることができた。本発明は電気消費料も水切りを
しない場合に比べ、安く出来る。上蓋６−４ａは断熱性
があって、被活性炭６との空間スペースで排ガスの為の
エリアを設けている。尚、冷却時に上蓋６−４ａを上部
にあげる構造として冷却しても良い。

【００５６】リアクター５は図２、図４（ａ）のように
下部において排水弁５−２を設けて、収納ケース６−１
からの漏水を外部に捨てることができる。また、賦活用
水タンク７の底面が細孔水パイプ６−２よりも高く（Δ
ｈ）設けることにより、賦活工程時に吐出弁７−２を開
いて、細孔水パイプ６−２に温水を供給するが、自然落
差で無くなるまで、温水を供給することができるから、
一定量の温水をその都度計量することなく供給できるの
で、吐出弁７−２の制御は簡単となる。また、賦活用水
タンク７の温水が上昇し、水蒸気圧が過大となるとき
は、安全弁７−３を外部に設けて安全対策する。

【００５７】更に、本発明の実施例による効果を挙げる
と、次のようなことが考えられる。

【００５８】（１）リアクターとマイクロ波発振器だけ
で活性炭を再生できるから、従来の活性炭再生装置に比
べて大幅に設備面積を縮小出来るばかりか、また再生活
性炭のランニングコストを安くすることができる。

【００５９】（２）マイクロ波の出力窓をリアクターの
一方端側に設けることにより、リアクター内でマイクロ
波が広がる範囲を広く出来るから、出力窓をリアクター
の中央に設けた場合に比べて、再生活性炭を多く生産で
きる。

【００６０】（３）出力窓と対応するリアクター内に賦
活用水タンクを設け、賦活用水タンクの反対側に被活性
炭の収納手段を設けることにより、リアクターの片端か
らの被活性炭の出入が容易にできるので、再生活性炭の
作業能率がよい。

【００６１】（４）リアクターに排ガス口と賦活用水口
とを設けることにより、活性炭を加熱時に発生するガス
と、被活性炭内を清掃する時の発生するガスとを逃す排
気口をもうけないと、リアクター内の蒸気圧が高くな
り、リアクターの機械的強さを増さなければならず、コ
スト高となる。

【００６２】（５）活性炭収納ケース及び活性炭収納ケ
ースを開閉する蓋との材質は活性炭を加熱した熱がリア
クターに伝達されるのを少なくする断熱性と、マイクロ
波を透過する透過性とを兼ね備えていることにより、前
記材質を使用しないと、活性炭収納ケースにマイクロ波
が吸収されて、被活性炭の温度を再生に必要なレベルに
上昇させることが出来ない。

【００６３】（６）被活性炭に付着している水分を排水
するために活性炭収納ケースを傾斜して配置することに
より、被活性炭に付着した水分を排水しやすくして、排
水した分だけマイクロ波発振器の電力消費量を少なくで
きる。

【００６４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、マイク
ロ波を入射するリアクターの出力窓と対応するリアクタ
ー内に被活性炭を設置しない空スペースを設けたので、
被活性炭に均一なマイクロ波を入射出来るようになり、
空スペースを設けない場合に較べて、本発明の再生活性
炭は焼きむらが無く、品質の均一な再生活性炭を歩留ま
り良く生産できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す活性炭のマイクロ波加
熱装置の側断面図。

【図２】図１の被活性炭の再生加熱工程の構成図。

【図３】ろ過池に使用する活性炭のリサイクルの為の再
生加熱順を説明する図。

【図４】（ａ）及び（ｂ）は被活性炭の再生加熱工程の
構成図及び同図（ａ）のＡ−Ａ´線断面図。

【図５】（ａ）と（ｂ）及び（ｃ）は被活性炭の再生加
熱工程の構成図及び同図（ａ）のＡ−Ａ´線断面図及び
同図（ａ）のＢ−Ｂ´線断面図。

【図６】（ａ）及び（ｂ）と（ｃ）は図１に使用した収
納ケースの側断面図及び同図６（ａ）を傾けた時の側断
面図と同図（ｂ）の部分側断面図。

【図７】従来のろ過池に使用する活性炭のリサイクル順
を説明する再生加熱装置の説明図。

【図８】従来の再生加熱装置（都市ガス利用法）の構成
を説明する構成図。

【符号の説明】

１…高圧電源、２…マイクロ波発振器、３…導波管、４
…出力窓、５…リアクター、５−１…開閉扉、５−２…
排水弁、５−３…排気口、５−４…水取出口、５−５…
水送出口、５Ｘ…空スペース、６…被活性炭、６−１…
収納ケース、６−２…細孔水パイプ、６−３…開閉蓋、
６−４…上蓋、６−５…蝶番、７…賦活用水タンク、７
−１…給水弁、７−２…吐出弁、７−３…安全弁、８…
空気圧タンク、８−１…給気弁、９…温度計、１０…活
性炭ホッパー、１０−１…投入弁、１０−２…ガイド、
１０−３…調整ロッド、１０−４…排気弁、１１…排ガ
ス処理装置、１２…監視制御部、１３…搬送装置、１５
…吸着設備、１５−１…活性炭、１６…ホイストクレー
ン、１７…搬入トラック、１８…搬出トラック、１９…
水切り槽、１９−１…使用済活性炭、２０…加熱再生装
置、２１…新炭、２２…再生活性炭、２３…使用済炭処
理装置、２３ａ…使用炭ホッパー、２３ｂ…希釈水、２
３ｃ…スラリー移送ポンプ、２３ｄ…スクリュウー脱水
機、２４…再生加熱炉、２４ａ…都市ガス、２４ｂ…燃
焼弁、２４ｃ…回転リンク、２４ｄ…軸冷却ファン、２
４ｅ…蒸気、２４ｆ…クエンチタンク、２４ｇ…スラリ
ー移送ポンプ、２４ｈ…再生炭タンク、２５…２次燃焼
炉、２６…プレクーラ、２７…スクラバー、２８…排ガ
スファン、２９…煙突。

フロントページの続き (72)発明者中沢正光茨城県日立市国分町一丁目１番１号株式会社日立製作所国分事業所内 (72)発明者山下正幸茨城県日立市国分町一丁目１番１号株式会社日立製作所国分事業所内 (72)発明者塩野繁男茨城県日立市国分町一丁目１番１号株式会社日立製作所国分事業所内 (72)発明者尾谷正彦大阪府大阪市中央区谷町２丁目３番４号大阪府水道部内Ｆターム(参考） 4D024 AA04 AA05 BA02 DB06 DB10 4G046 HC15 HC18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被活性炭を収納し、且つ内部にマイクロ
波を共振する形状を有するリアクターと、リアクターの
出力窓からリアクター内にマイクロ波を照射するマイク
ロ波発振器とを備え、出力窓と対応するリアクター内に
被活性炭を置かない空スペースを設けることを特徴とす
る活性炭のマイクロ波加熱装置。
【請求項２】被活性炭を収納し、且つ内部にマイクロ
波を共振する形状を有するリアクターと、リアクターの
出力窓からリアクター内にマイクロ波を照射するマイク
ロ波発振器とを備え、出力窓と対応するリアクター内に
被活性炭を置かない空スペースを設け、この空スペース
に水の入った賦活用水タンクを配置し、賦活用水タンク
の水を被活性炭に吹き付けることを特徴とする活性炭の
マイクロ波加熱装置。
【請求項３】被活性炭を収納し、且つ内部にマイクロ
波を共振する形状を有するリアクターと、リアクターの
出力窓からリアクター内にマイクロ波を照射するマイク
ロ波発振器とを備え、出力窓と対応するリアクター内に
被活性炭を置かない空スペースと、この空スペース以外
に被活性炭を収納した活性炭収納断熱ケースを配置し、
活性炭収納断熱ケース内の排気ガスをリアクターに設け
た排気穴から別置きした賦活用水タンク内の水を温め、
マイクロ波発振器が停止した時に吐出弁が開き、温水を
加熱した被活性炭に吹き付けることを特徴とする活性炭
のマイクロ波加熱装置。
【請求項４】被活性炭を収納し、且つ内部にマイクロ
波を共振する形状を有するリアクターと、リアクターの
出力窓からリアクター内にマイクロ波を照射するマイク
ロ波発振器とを備え、被活性炭を収納した活性炭断熱収
納ケースを被活性炭に付着している水分を排水するよう
に傾斜させて配置することを特徴とする活性炭のマイク
ロ波加熱装置。
【請求項５】出力窓をリアクターの一方端側に設ける
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の
活性炭のマイクロ波加熱装置。
【請求項６】出力窓と対応するリアクター内に賦活用
水タンクを設け、賦活用水タンクの反対側に被活性炭の
収納手段を設けることを特徴とする請求項１から３のい
ずれか１項記載の活性炭のマイクロ波加熱装置。
【請求項７】活性炭収納ケース及び活性炭収納ケース
を開閉する蓋との材質は活性炭を加熱した熱がリアクタ
ーに伝達されるのを少なくする断熱性とマイクロ波を透
過する透過性とを兼ね備えていることを特徴とする請求
項３又は４記載の活性炭のマイクロ波加熱装置。
【請求項８】賦活用水タンクを配置し、賦活用水タン
クの水を被活性炭に吹き付ける位置より高い位置に配置
することを特徴とする請求項２又は３記載の活性炭のマ
イクロ加熱装置。