JP2001115167A - 過熱水蒸気を熱源とする乾留方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 経験や熟練度を必要とせずに乾留酢液や均一
な品質を有する炭化物を迅速、高歩留りで製造すること
が可能で、更に炭化物の製造に引き続いて活性炭特性を
有する炭化物の製造が連続して可能な過熱水蒸気を熱源
とする乾留方法及びその装置を提供する。 【解決手段】 木材又は竹材からなる原料１７を乾留し
て乾留酢液を製造する乾留方法であって、原料１７を通
気性を有する容器１８に入れ、容器１８を乾留窯に収納
して密閉する第１工程と、乾留窯内の圧力を正圧に保持
しながら乾留窯に過熱水蒸気を導入し、原料１７を熱分
解温度域で乾留して乾留酢液を製造する第２工程とを有
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、木材又は竹材から
なる原料を過熱水蒸気を用いて乾留し、発生した熱分解
生成物を含むガスから乾留酢液を回収し、熱分解生成物
が分離除去されて得られた熱分解残留物を過熱水蒸気を
用いて更に高温で乾留して炭化物を製造する過熱水蒸気
を熱源とする乾留方法及びその装置に関する。ここで炭
化物とは、熱分解によって生じる炭素質残留物を指す。

【０００２】

【従来の技術】従来、木材又は竹材からなる原料を乾留
して得られる熱分解生成物から乾留酢液を回収したり、
熱分解生成物が分離除去されて得られた熱分解残留物を
更に高温で乾留して炭化物を製造する場合、乾留熱源と
しては薪炭、重油、プロパン等の燃料を燃焼して得られ
る燃焼排ガスを使用したり、電気加熱を使用していた。
更に、微細気孔を多量に内蔵する活性炭を製造するに
は、乾留して得られた炭化物を、例えば、水蒸気を含有
した高温雰囲気で熱処理して微細気孔を多量に発達させ
る水蒸気賦活処理を行う必要があり、乾留により得られ
る炭化物と活性炭特性を有する炭化物とは別々の装置を
使用して製造しなければならなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電気加熱は製造時のエネルギーコストが非常に高くなる
という問題を有しており、薪炭、重油、プロパン等の燃
料を燃焼させて得られる燃焼排ガスを乾留熱源とする場
合は、原料が装入されている乾留窯に付属した燃焼室で
燃料を燃焼させ、発生した燃焼排ガスを乾留窯内に直接
導入して加熱するため乾留窯内の雰囲気温度を上昇させ
るのに時間がかかり、乾留酢液が回収される熱分解生成
物が顕著に発生する比較的低温の熱分解温度域で乾留窯
内を非酸化性雰囲気に維持することや、炭化物を製造す
る高温域で乾留窯内を非酸化性雰囲気に維持して乾留窯
内全体を均一に加熱することは技術的に難しく、経験と
熟練度の違いにより、乾留酢液や炭化物の収率に大きな
差が生じたり、得られた炭化物の品質変動幅が大きくな
るという問題があった。

【０００４】更に、活性炭特性を有する炭化物の製造で
は、得られた炭化物を賦活処理する必要があるため、乾
留して得られた炭化物を一度冷却して別の熱処理炉に装
入し再び加熱せねばならず、工程の不連続性にともなう
製造期間の長期化、エネルギー消費量の増大という問題
が存在していた。本発明はかかる事情に鑑みてなされた
もので、経験や熟練度を必要とせずに乾留酢液や均一な
品質を有する炭化物を迅速、高歩留りで製造することが
可能で、更に炭化物の製造に引き続いて活性炭特性を有
する炭化物の製造が連続して可能な過熱水蒸気を熱源と
する乾留方法及びその装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う第１の発
明に係る過熱水蒸気を熱源とする乾留方法は、木材又は
竹材からなる原料を乾留して乾留酢液を製造する乾留方
法であって、前記原料を通気性を有する容器に入れ、該
容器を乾留窯に収納して密閉する第１工程と、前記乾留
窯内の圧力を正圧に保持しながら前記乾留窯に過熱水蒸
気を導入し、前記原料を熱分解温度域で乾留して前記乾
留酢液を製造する第２工程とを有する。過熱水蒸気を用
いて加熱するため、乾留窯内の雰囲気を非酸化性雰囲気
に維持して温度をすばやく上げることができ、更に温度
制御性にも優れるため熱分解温度域で温度を保持するこ
とが容易に行える。

【０００６】前記目的に沿う第２の発明に係る過熱水蒸
気を熱源とする乾留方法は、木材又は竹材からなる原料
を乾留して炭化物を製造する乾留方法であって、前記原
料を通気性を有する容器に入れ、該容器を乾留窯に収納
して密閉する第１工程と、前記乾留窯内の圧力を正圧に
保持しながら前記乾留窯に過熱水蒸気を導入し、前記原
料を熱分解温度域で乾留して熱分解生成物が分離除去さ
れた熱分解残留物を製造する第２工程と、前記熱分解残
留物を更に高温の炭化温度域で乾留して前記炭化物を製
造する第３工程とを有する。

【０００７】過熱水蒸気を用いて加熱するため昇温速度
が速く、温度制御特性に優れ、更に乾留窯内の雰囲気を
非酸化性雰囲気に維持することが容易であるため、熱分
解温度域で保持することにより熱分解生成物が十分に分
離除去された熱分解残留物が得られ、これから良質の炭
化物を得ることができる。更に、乾留窯内には高温の水
蒸気が存在するため、得られた炭化物を乾留窯内で保持
することにより水蒸気を用いた賦活処理を連続して行う
ことができ、一つの装置を用いて炭化物の製造に引き続
いて活性炭特性を有する炭化物の製造を連続して行うこ
とができる。

【０００８】前記目的に沿う第３の発明に係る過熱水蒸
気を熱源とする乾留装置は、水蒸気発生部と水蒸気過熱
部を備えた過熱水蒸気発生手段と、周囲が断熱材で覆わ
れて前記過熱水蒸気発生手段から供給される過熱水蒸気
を熱源として木材又は竹材からなる原料を乾留する密閉
可能な乾留窯と、前記乾留窯に収納可能で通気性を有し
中央に空間部が形成されて前記原料を入れる容器と、前
記容器の中央の空間部に配置されて前記原料に対して過
熱水蒸気を噴射する中央噴射部を少なくとも備えた過熱
水蒸気噴射ノズルと、前記乾留窯に接続されて前記乾留
窯より発生した熱分解生成物を含むガスから乾留酢液を
回収する冷却回収手段とを有している。通気性を有する
容器に原料を入れて、容器ごと乾留窯に対して出し入れ
するため、乾留窯への原料の収納と乾留窯からの炭化物
の回収が効率的に行える。また、乾留窯内に収納された
原料は、過熱水蒸気を噴射する中央噴射部を取り囲むよ
うに配置されるため、原料の収納量が増加しても収納原
料の内部に過熱水蒸気を効率的に供給することができ
る。

【０００９】第３の発明に係る過熱水蒸気を熱源とする
乾留装置において、前記乾留窯は有底円筒形状の窯本体
とその蓋を有し、前記過熱水蒸気噴射ノズルには更に、
前記窯本体の中央部を除いて底全体にわたって設けられ
た底面噴射部と、前記窯本体の高さ方向に複数段にわた
って設けられた前記窯本体の内面に沿ったリング形状の
側面噴射部群とを設けることができる。過熱水蒸気噴射
ノズルが、中央噴射部、底面噴射部、及び側面噴射部群
から構成されているため、通気性を有する容器内に収納
された原料に過熱水蒸気を均一に当てることが可能であ
る。そのため、収納された原料全体を均一な温度に加熱
することができ、乾留酢液の回収率が向上し、品質の一
定した炭化物を高歩留りで得ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の形
態に係る過熱水蒸気を熱源とする乾留装置の概念構成
図、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図３は本発明の一
実施の形態に係る過熱水蒸気を熱源とする乾留方法を適
用した乾留酢液製造の流れ図、図４は同過熱水蒸気を熱
源とする乾留方法を適用した炭化物製造の流れ図であ
る。図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に
係る過熱水蒸気を熱源とする乾留装置１０は、水蒸気発
生部１１と水蒸気過熱部１２を備えた過熱水蒸気発生手
段１３と、密閉可能な乾留窯を構成する有底円筒形状の
窯本体１５及びその蓋１４と、窯本体１５に収納可能で
中央に空間部１６が形成されて原料１７を入れる容器１
８と、容器１８の中央の空間部１６に配置されて原料１
７に対して過熱水蒸気を噴射する中央噴射部１９、窯本
体１５の中央部を除いて底全体にわたって設けられた底
面噴射部２０、及び窯本体１５の高さ方向に複数段にわ
たって設けられたリング形状の側面噴射部群２１から構
成される過熱水蒸気噴射ノズルと、蓋１４に接続されて
窯本体１５より発生した熱分解生成物を含むガスから乾
留酢液を回収する冷却回収手段２２とを有している。以
下、これらについて詳細に説明する。

【００１１】水蒸気発生部１１には水供給配管２３と水
を加熱して水蒸気を発生させるボイラーを備え、水蒸気
発生部１１で発生した水蒸気は配管２４に設けられたバ
ルブ２５を介して水蒸気過熱部１２に設けられたスーパ
ーヒーターにより過熱されて過熱水蒸気となり、配管２
６を介して中央噴射部１９、底面噴射部２０、及び側面
噴射部群２１に供給される。また、配管２４から、配管
２７と配管２７に設けられたバルブ２８とを有するバイ
パス経路２９が分岐し、水蒸気発生部１１で発生した水
蒸気は、水蒸気過熱部１２を通らず配管２７に設けられ
たバルブ２８を介して配管２６に流入して、配管２６を
介して中央噴射部１９、底面噴射部２０、及び側面噴射
部群２１に供給可能となっている。

【００１２】窯本体１５には、図示してない取付け手段
を用いて蓋１４が取付けられ、蓋１４に設けられたバル
ブ３０を閉めることにより乾留窯内を密閉状態にするこ
とができる。蓋１４はステンレス製の外殻３１の内部に
ロックウール等の断熱材３２を充填した構造とすること
ができ、窯本体１５はステンレス製の内殻３３と外殻３
４を有した二重構造で内殻３３と外殻３４の隙間にロッ
クウール等の断熱材３５を充填した構造とすることがで
きる。

【００１３】原料１７を入れる容器１８は、通気性を有
するようにステンレス製の丸棒、形鋼、鋼管等を組み合
わせて形成された骨組みの周囲にステンレス製の鋼網、
孔開き鋼板等を取付けた通気性を有する内筒３６、外筒
３７を同心円状に配置し、内筒３６と外筒３７の下端部
間に通気性を有するステンレス製の鋼網、孔開き鋼板等
からなる底３８を取付けたかご状容器である。また、容
器１８は、蓋１４を取り外した窯本体１５に対して、内
筒３６の上端に設けられた掛止金具３９を用いてクレー
ン等で吊り下げて、装入、取り出しを行うことができ
る。

【００１４】過熱水蒸気噴射ノズルを構成する中央噴射
部１９、底面噴射部２０、及び側面噴射部群２１につい
て、以下、各噴射部毎に詳しく説明する。過熱水蒸気を
噴射する中央噴射部１９は、原料１７を入れる容器１８
を窯本体１５に装入した場合、内筒３６の内側（中央
側）に形成される空間部１６に嵌入するように、窯本体
１５の内殻３３の内底面の中央部に実質的に垂直に設け
られた中空円柱形状の構造体で、その側面には直径が
０．１〜４ｍｍの複数の小孔が千鳥足状に配置されてい
る。中空円柱形状の構造体の中空部分には配管２６から
分岐した配管４０を介して過熱水蒸気が水蒸気過熱部１
２より供給され、過熱水蒸気は中央噴射部１９に設けら
れた複数の小孔から吐出するようになっている。

【００１５】底面噴射部２０は、中央噴射部１９が設け
られている中央部分を除いて内殻３３の内側底面の全体
にわたって設けられた中空円板状の構造体で、底面噴射
部２０の上面には直径が０．１〜４ｍｍの複数の小孔が
千鳥足状に配置されている。また、底面噴射部２０の中
空部分には配管２６から分岐した配管４１を介して過熱
水蒸気が水蒸気過熱部１２より供給され、過熱水蒸気は
底面噴射部２０に設けられた複数の小孔から吐出するよ
うになっている。

【００１６】側面噴射部群２１は、断面が円形の中空リ
ング形状構造体４２が、窯本体１５の内殻３３の内面
（側面）に沿って、窯本体１５の高さ方向に複数段にわ
たって設けられて形成されており、容器１８の外筒３４
の外側の側面に対向した中空リング形状構造体４２の面
には直径が０．１〜４ｍｍの複数の小孔が配置されてい
る。また、各中空リング形状構造体４２の中空部分には
配管２６から分岐した配管４３を介して過熱水蒸気が水
蒸気過熱部１２より供給され、過熱水蒸気は中空リング
形状構造体４２に設けられた複数の小孔から吐出するよ
うになっている。

【００１７】冷却回収手段２２は、例えば、水を冷媒と
する凝縮器を有しており、蓋１４に設けられたバルブ３
０に直結されたガス導入配管４４を介して、窯本体１５
で発生した熱分解生成物を含むガスを冷却して、熱分解
生成物と水蒸気を凝縮させて乾留酢液とする機能を有す
るものである。得られた乾留酢液はバルブ４６が設けら
れた配管４５を介して回収される。なお、乾留酢液を回
収しない場合は、冷却回収手段２２の稼働を停止して、
窯本体１５で発生したガスは、バルブ３０、ガス導入配
管４４、冷却回収手段２２を経由して、冷却回収手段２
２の出口側に接続された煙突４７を介して大気中に放出
される。

【００１８】次に、本発明の一実施の形態に係る過熱水
蒸気を熱源とする乾留方法を適用した乾留酢液の製造及
び炭化物の製造について説明する。 （１）乾留酢液の製造 図３に示すブロック図を参照しながら、乾留酢液の製造
について説明する。 第１工程 木材又は竹材からなる原料を適当な大きさの束として、
容器１８の内筒３６と外筒３７の間に形成された原料収
納部にこの原料束を入れる。次に、原料１７が入れられ
た容器１８を、掛止金具３９を用いてクレーンで吊り上
げ、蓋１４を取り外した窯本体１５内の内殻３３内に、
内筒３６により構成される空間部１６に中央噴射部１９
が配置されるように吊り下げて固定する。その後、蓋１
４を窯本体１５の上端に配置して、図示してない取付け
手段を用いて窯本体１５の上端に固定する。このとき、
蓋１４に設けられたバルブ３０は閉じておく。

【００１９】第２工程 水蒸気発生部１１で発生させた水蒸気を、バイパス経路
２９のバルブ２８を閉じて、バルブ２５を開けて配管２
４を介して水蒸気過熱部１２に供給して過熱水蒸気と
し、過熱水蒸気を各配管２６、４０、４１、４３を介し
て中央噴射部１９、底面噴射部２０、及び側面噴射部群
２１に供給して、中央噴射部１９、底面噴射部２０、及
び側面噴射部群２１に設けられた小孔から過熱水蒸気を
容器１８内の原料１７に噴射する。過熱水蒸気は、窯本
体１５の中央部、底面部、及び側面部から原料１７に噴
射されるため、原料１７全体を均一に昇温させることが
できる。過熱水蒸気の噴射による加熱を開始して、乾留
窯内の圧力が大気圧よりも高くなったのを確認すると、
バルブ３０を開けて乾留窯内を所定の正圧に保持しなが
ら更に加熱を進める。乾留窯内で噴射された過熱水蒸気
は、水蒸気としてバルブ３０、ガス導入配管４４、稼働
していない冷却回収手段２２を経由して、冷却回収手段
２２の出口側に接続された煙突４７から大気中に放出さ
れるので、加熱開始時に乾留窯内に存在していた空気
も、この水蒸気の流れに乗って大部分は大気中に放出さ
れる。放出されないで乾留窯内に残留している空気に関
しては、残留空気中の酸素は温度上昇と共に原料１７を
燃焼させることにより消費されてしまうので、乾留窯内
の雰囲気中の酸素分は徐々に低下して、最終的には非酸
化性雰囲気になる。また、乾留窯内を所定の正圧に保持
しているので、大気から乾留窯内への空気の侵入はな
く、過熱水蒸気による加熱中は非酸化性雰囲気が維持さ
れる。

【００２０】乾留窯内の温度上昇に伴い原料１７中の水
分が徐々に除去される間は、煙突４７より放出されるガ
スの色は無色であるが、原料１７の乾燥が終了すると原
料１７の熱分解が開始され、ガス状の熱分解生成物のた
めガスの色は無色から有色に変化する。有色ガスの放出
が確認された時点で、冷却回収手段２２を稼働させて、
水蒸気と共にガス状の熱分解生成物を凝縮させて水に乾
留生成物が溶解した乾留酢液を製造する。得られた乾留
酢液は、バルブ４６を開けて配管４５を介して回収す
る。乾留生成物となる熱分解生成物は、セルロースの熱
分解温度域で主に発生するため、乾留窯内の温度は、２
００〜３００℃、好ましくは２４０〜２５０℃に保持で
きるように、過熱水蒸気の温度、圧力、流量を調整す
る。なお、２００〜３００℃、好ましくは２４０〜２５
０℃で乾留を行う場合、過熱水蒸気量を減少させて温度
保持を行う方が、熱分解が促進されることが試験から判
明している。熱分解生成物の発生が終了すると、配管４
５から回収される液体の色が無色となるので、この時点
で乾留操作を終了する。

【００２１】（２）炭化物の製造 図４に示すブロック図を参照しながら、炭化物の製造に
ついて説明する。 第１工程 乾留酢液の製造における第１工程と同様な操作を行い、
乾留窯内に原料を収納して密閉する。 第２工程 バルブ３０を調整して乾留窯内を所定の正圧に保持しな
がら過熱水蒸気による加熱を進める。一般に、木材又は
竹材からなる原料を乾留して得られる熱分解生成物は、
２５０℃前後のセルロースの熱分解温度域で主に発生す
る乾留酢液の成分となる熱分解生成物と、４００℃前後
のリグニンの熱分解温度域で発生する熱分解生成物とに
大別できる。良質の炭化物を得るためには、熱分解温度
域で原料17を加熱して、熱分解を促進させ熱分解生成物
が十分に分離除去された熱分解残留物を得る必要がある
ことが試験から判明しているので、２５０℃前後のセル
ロースの熱分解温度域での保持と、４００℃前後のリグ
ニンの熱分解温度域での保持とが必要となる。

【００２２】炭化物の製造時に乾留酢液の製造も同時に
行う場合は、乾留酢液の製造における第２工程と同様の
操作を行えばよい。また、乾留酢液の製造を行わない場
合は冷却回収手段２２を稼働させずに、発生したガス状
の熱分解生成物を水蒸気と共にバルブ３０、ガス導入配
管４４、冷却回収手段２２を経由して、冷却回収手段２
２の出口側に接続された煙突４７から大気中に放出す
る。２５０℃前後のセルロースの熱分解が終了すると、
温度を４００℃前後まで昇温させて、リグニンの熱分解
を行う。リグニンの熱分解においても、分解を促進する
ため、過熱水蒸気量を減少させて温度保持を行いながら
分解を進める。発生したリグニンのガス状の熱分解生成
物が水蒸気と共にバルブ３０、ガス導入配管４４、冷却
回収手段２２を経由して、冷却回収手段２２の出口側に
接続された煙突４７からガスとして大気中に放出される
ので、放出されるガスの色を確認することで、リグニン
の熱分解終了の判定ができる。リグニンの熱分解が終了
した後に得られるものが、熱分解生成物が分離除去され
た熱分解残留物である。

【００２３】第３工程 熱分解生成物が分離除去された熱分解残留物を、過熱水
蒸気の温度、圧力、流量を調整しながら、５０〜１００
℃の温度幅で段階的に昇温して、最終的に５００〜６０
０℃の炭化温度域まで加熱する。５０〜１００℃の温度
幅で段階的に昇温するのは、昇温時に熱分解残留物が割
れるのを防止するためである。５００〜６００℃の炭化
温度域まで加熱することにより、熱分解残留物を炭化物
に変化させることができる。なお、得られた炭化物を活
性炭特性を有する炭化物にするには、更に、５００〜６
００℃の温度で所定の時間保持する必要がある。５００
〜６００℃の温度で過熱水蒸気中に所定の時間保持する
と、熱分解残留物から変化して形成された炭化物を構成
している微小炭素粒子内への水蒸気の侵入が起こると考
えられる。このとき水蒸気は侵入経路を形成しながら侵
入して行くと考えられるので、微小炭素粒子内には微細
気孔が多量に導入されて炭化物に活性炭特性が付与され
る。更に、過熱水蒸気を用いて１０００℃前後まで昇温
すれば、備長炭のような結晶化度の高い炭化物を得るこ
とができる。炭化物の製造が終了すると、バルブ２５を
閉じて過熱水蒸気の供給を停止して、水蒸気発生部１１
からバイパス経路２９の配管２７に設けられたバルブ２
８を開けて各配管２６、４０、４１、４３を介して中央
噴射部１９、底面噴射部２０、及び側面噴射部群２１に
供給して、中央噴射部１９、底面噴射部２０、及び側面
噴射部群２１に設けられた小孔から水蒸気を容器１８内
の生成している炭化物に噴射して取り出し可能な温度ま
で冷却する。水蒸気による冷却中も、バルブ３０を調整
して乾留窯内を所定の正圧に保持するようにする。過熱
水蒸気を熱源に用いた炭化物の製造では、活性炭特性を
有する炭化物を製造する場合でも、加熱を開始してから
２〜４時間で製造が終了し、従来の薪炭、重油、プロパ
ン等の燃料を燃焼させて得られる燃焼排ガスを用いて炭
化物を製造する場合の所要時間である７日と比較する
と、大幅な短縮となる。

【００２４】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、
例えば、過熱水蒸気噴射ノズルの噴射部の吐出口形状を
直径が０．１〜４ｍｍの小孔としたが、幅０．１〜２ｍ
ｍのスリットとしてもよい。また、過熱水蒸気噴射ノズ
ルの側面噴射部群２１の代わりに、窯本体１５の内殻３
３の内側の側面部全体に過熱水蒸気の噴射機能を設ける
ようにしてもよい。更に、原料を入れる容器１８の構造
を変えると、木材又は竹材からなるチップやおが屑等の
製材クズを原料として使用することも可能となる。チッ
プやおが屑を使用すると、粉砕工程を経ずに小粒形状の
活性炭特性を有する炭化物を直接製造することができ
る。

【００２５】

【発明の効果】請求項１記載の過熱水蒸気を熱源とする
乾留方法においては、原料を通気性を有する容器に入
れ、容器を乾留窯に収納して密閉する第１工程と、乾留
窯内の圧力を正圧に保持しながら乾留窯に過熱水蒸気を
導入し、原料を熱分解温度域で乾留して乾留酢液を製造
する第２工程とを有するので、経験と熟練度を要求され
ずに、乾留酢液の成分となる熱分解生成物が顕著に発生
する比較的低温の熱分解温度域で乾留窯内を非酸化性雰
囲気に維持することが可能となり、乾留酢液の収率が高
くなる。また、乾留酢液が水溶液として得られるため、
輸送、精製等の作業を効率よく行うことができる。

【００２６】請求項２記載の過熱水蒸気を熱源とする乾
留方法においては、原料を通気性を有する容器に入れ、
容器を乾留窯に収納して密閉する第１工程と、乾留窯内
の圧力を正圧に保持しながら乾留窯に過熱水蒸気を導入
し、原料を熱分解温度域で乾留して熱分解生成物が分離
除去された熱分解残留物を製造する第２工程と、熱分解
残留物を更に高温の炭化温度域で乾留して炭化物を製造
する第３工程とを有するので、燃料の燃焼作業における
経験と熟練度を必要とせずに、品質の一定した炭化物を
短時間で、高い歩留で製造できる。更に、一つの装置を
用いて炭化物の製造に引き続いて活性炭特性を有する炭
化物の製造を連続して行うことができるため、短時間
に、低コストで活性炭特性を有する炭化物の製造を行う
ことができる。

【００２７】請求項３及び４記載の過熱水蒸気を熱源と
する乾留装置において、水蒸気発生部と水蒸気過熱部を
備えた過熱水蒸気発生手段と、周囲が断熱材で覆われて
過熱水蒸気発生手段から供給される過熱水蒸気を熱源と
して木材又は竹材からなる原料を乾留する密閉可能な乾
留窯と、乾留窯に収納可能で通気性を有し中央に空間部
が形成されて原料を入れる容器と、容器の中央の空間部
に配置されて原料に対して過熱水蒸気を噴射する中央噴
射部を少なくとも備えた過熱水蒸気噴射ノズルと、乾留
窯に接続されて前記乾留窯より発生した熱分解生成物を
含むガスから乾留酢液を回収する冷却回収手段とを有し
ているので、乾留窯への原料の収納、原料の加熱、及び
乾留窯からの炭化物の回収が効率的にでき、低コストで
乾留酢液、炭化物を製造することができる。また、任意
の温度幅で温度を段階的に上げることが可能なため、比
較的大きな原料片でも割れることなく炭化させることが
可能で、原料の形状を保持したままの炭化物、活性炭特
性を有する炭化物を製造することができ、活性炭特性を
有する炭化物においては装飾品としての利用も可能とな
る。

【００２８】特に、請求項４記載の過熱水蒸気を熱源と
する乾留装置において、乾留窯は有底円筒形状の窯本体
とその蓋を有し、過熱水蒸気噴射ノズルには更に、窯本
体の中央部を除いて底全体にわたって設けられた底面噴
射部と、窯本体の高さ方向に複数段にわたって設けら
れ、乾留窯の内面に沿った円筒形状のリング形状の側面
噴射部群とが設けられているので、燃料の燃焼作業にお
ける経験と熟練度を必要とせずに、収納された原料全体
を均一な温度に加熱することができ、乾留酢液の回収率
が向上し、品質の一定した炭化物を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る過熱水蒸気を熱源
とする乾留装置の概念構成図である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図３】本発明の一実施の形態に係る過熱水蒸気を熱源
とする乾留方法を適用した乾留酢液製造の流れ図であ
る。

【図４】同過熱水蒸気を熱源とする乾留方法を適用した
炭化物製造の流れ図である。

【符号の説明】

１０：乾留装置、１１：水蒸気発生部、１２：水蒸気過
熱部、１３：過熱水蒸気発生手段、１４：蓋、１５：窯
本体、１６：空間部、１７：原料、１８：容器、１９：
中央噴射部、２０：底面噴射部、２１：側面噴射部群、
２２：冷却回収手段、２３：水供給配管、２４：配管、
２５：バルブ、２６、２７：配管、２８：バルブ、２
９：バイパス経路、３０：バルブ、３１：外殻、３２：
断熱材、３３：内殻、３４：外殻、３５：断熱材、３
６：内筒、３７：外筒、３８：底、３９：掛止金具、４
０、４１：配管、４２：中空リング形状構造体、４３：
配管、４４：ガス導入配管、４５：配管、４６：バル
ブ、４７：煙突

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊田 二郎 福岡県北九州市小倉南区上吉田３丁目17番 23号 豊田テクノ株式会社内 (72)発明者 柴田 勝美 福岡県中間市桜台２丁目８番３号 Ｆターム(参考） 4H012 JA01 JA13

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 木材又は竹材からなる原料を乾留して乾
   留酢液を製造する乾留方法であって、前記原料を通気性
   を有する容器に入れ、該容器を乾留窯に収納して密閉す
   る第１工程と、前記乾留窯内の圧力を正圧に保持しなが
   ら前記乾留窯に過熱水蒸気を導入し、前記原料を熱分解
   温度域で乾留して前記乾留酢液を製造する第２工程とを
   有することを特徴とする過熱水蒸気を熱源とする乾留方
   法。
2. 【請求項２】 木材又は竹材からなる原料を乾留して炭
   化物を製造する乾留方法であって、前記原料を通気性を
   有する容器に入れ、該容器を乾留窯に収納して密閉する
   第１工程と、前記乾留窯内の圧力を正圧に保持しながら
   前記乾留窯に過熱水蒸気を導入し、前記原料を熱分解温
   度域で乾留して熱分解生成物が分離除去された熱分解残
   留物を製造する第２工程と、前記熱分解残留物を更に高
   温の炭化温度域で乾留して前記炭化物を製造する第３工
   程とを有することを特徴とする過熱水蒸気を熱源とする
   乾留方法。
3. 【請求項３】 水蒸気発生部と水蒸気過熱部を備えた過
   熱水蒸気発生手段と、周囲が断熱材で覆われて前記過熱
   水蒸気発生手段から供給される過熱水蒸気を熱源として
   木材又は竹材からなる原料を乾留する密閉可能な乾留窯
   と、前記乾留窯に収納可能で通気性を有し中央に空間部
   が形成されて前記原料を入れる容器と、前記容器の中央
   の空間部に配置されて前記原料に対して過熱水蒸気を噴
   射する中央噴射部を少なくとも備えた過熱水蒸気噴射ノ
   ズルと、前記乾留窯に接続されて前記乾留窯より発生し
   た熱分解生成物を含むガスから乾留酢液を回収する冷却
   回収手段とを有することを特徴とする過熱水蒸気を熱源
   とする乾留装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の過熱水蒸気を熱源とする
   乾留装置において、前記乾留窯は有底円筒形状の窯本体
   とその蓋を有し、前記過熱水蒸気噴射ノズルには更に、
   前記窯本体の中央部を除いて底全体にわたって設けられ
   た底面噴射部と、前記窯本体の高さ方向に複数段にわた
   って設けられた前記窯本体の内面に沿ったリング形状の
   側面噴射部群とが設けられていることを特徴とする過熱
   水蒸気を熱源とする乾留装置。