JP2002029723A - 活性炭の製造方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動物糞等を部分的に炭化することにより活性
炭の製造方法およびその装置を提供する。 【解決手段】 動物糞または加工食品製造粕を乾燥した
のち、回転軸の傾斜角度が水平方向に対して１〜２０度
であり、かつ内面に少なくとも１個の環状堰または内面
に少なくとも１個の螺旋状堰および軸方向に少なくとも
１個の縦状堰を設けてなる回転ドラム炭化炉の中で４０
０〜１，０００℃の温度で加熱して炭化し、ついで冷却
することを特徴とする活性炭の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、活性炭の製造方法
およびその装置に関するものである。詳しく述べると、
鶏糞、獣糞等の動物糞あるいは加工食品製造粕からの活
性炭の製造方法およびその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鶏糞、獣糞等の動物糞は、乾燥し
て肥料として使用する以外にほとんど用途がなく、その
臭気のために公害問題を生じているのが現状である。ま
た、加工食品製造粕については焼却する以外には処分す
る方法がなかったのが現状である。このような問題を解
決するために、本発明者は、さきに鶏糞、獣糞等の動物
糞を乾留して活性炭化する方法およびその装置を提案し
ている（特許第２，５６７，５４９号および特願平１１
−０４３，７１６号）。

【０００３】しかしながら、これらの方法では、その効
果が未だ不充分である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、改良された活性炭の製造方法およびその装置を
提供することにある。

【０００５】本発明の他の目的は、鶏糞、獣糞等の動物
糞あるいは加工食品製造粕からの改良された活性炭の製
造方法およびその装置を提供することにある。

【０００６】本発明のさらに他の目的は、撹拌効果の優
れた装置を用いることによる動物糞あるいは加工食品製
造粕の製造方法およびその装置を提供することにある。

【０００７】本発明の別の目的は、改良された炭化炉を
製造することにある。

【０００８】本発明のさらに別の目的は、活性炭の改良
された冷却装置を提供することにある。

【０００９】本発明の他の目的は、動物糞あるいは加工
食品製造粕の改良された乾燥装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】これらの諸目的は、下記
（１）〜（１７）により達成される。

【００１１】（１） 動物糞または加工食品製造粕を乾
燥したのち、回転軸の傾斜角度が水平方向に対して１〜
２０度であり、かつ内面に少なくとも１個の環状堰およ
び軸方向に少なくとも１個の縦状堰を設けてなる回転ド
ラム炭化炉の中で４００〜１，０００℃の温度で加熱し
て炭化し、ついで冷却することを特徴とする活性炭の製
造方法。

【００１２】（２） 動物糞または加工食品製造粕を乾
燥したのち、内面に少なくとも１個の螺旋状堰および軸
方向に少なくとも１個の縦状堰を設けてなる回転ドラム
炭化炉の中で４００〜１，０００℃の温度で加熱して炭
化し、ついで冷却することを特徴とする活性炭の製造方
法。

【００１３】（３） 該縦状堰は、該回転ドラム炭化炉
内面の法線に対して３５〜５５度傾斜してなる前記
（１）または（２）に記載の方法。

【００１４】（４） 該縦状堰および環状堰または螺旋
状堰は、着脱自在に該回転ドラム炭化炉内面に取付けら
れてなる前記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の方
法。

【００１５】（５） 該回転ドラム炭化炉内で加熱によ
り分解して発生したガス状物は、別の燃焼域に循環して
燃焼処理してなる前記（１）〜（４）のいずれか一つに
記載の方法。

【００１６】（６） 前記冷却は、外部より冷却するよ
うに構成されてなる回転自在な筒状体の内部に回転軸お
よびスクリューの内部より行なわれる前記（１）〜
（５）のいずれか一つに記載の方法。

【００１７】（７） 前記乾燥は、回転軸の傾斜角度が
水平方向に対して１〜２０度であり、かつ内面に少なく
とも１個の環状堰および少なくとも１個の縦状堰を軸方
向に設けてなる回転ドラム乾燥炉内に原料を供給し、回
転しながら外部より加熱することにより行なわれる前記
（１）〜（６）のいずれか一つに記載の方法。

【００１８】（８） 該縦状堰は、該回転ドラム乾燥炉
内の法線に対して３５〜５５度傾斜してなる前記（７）
に記載の装置。

【００１９】（９） 回転軸の傾斜角度が水平方向に対
して１〜２０度であり、かつ内面に少なくとも１個の環
状堰および軸方向に少なくとも１個の縦状堰を設けてな
り、原料供給口、製品取出口、分解ガス排出口および外
部加熱手段を備えた回転自在な筒状体よりなる動物糞ま
たは加工食品製造粕からの活性炭製造装置。

【００２０】（１０） 内面に少なくとも１個の螺旋状
堰および軸方向に少なくとも１個の縦状堰を設けてな
り、原料供給口、製品取出口、分解ガス排出口および外
部加熱手段を備えた回転自在な筒状体よりなる動物糞ま
たは加工食品製造粕からの活性炭製造装置。

【００２１】（１１） 該縦状堰は、該回転自在な筒状
体の内面の法線に対して３５〜５５度傾斜してなる前記
（９）または（１０）に記載の装置。

【００２２】（１２） 該縦状堰および環状堰または螺
旋状堰は、着脱自在に該回転自在な筒状体内面に取付け
られてなる前記（９）〜（１１）のいずれか一つに記載
の装置。

【００２３】（１３） 外部冷却手段を有する筒状体の
内部に、冷却媒体供給源に連通する中空回転軸および該
中空回転軸内部に連通しかつ該中空回転軸に取付けられ
たスクリューを備えてなり、被冷却物供給口および冷却
物取出口を備えた回転自在な筒状体よりなる冷却装置。

【００２４】（１４） 被冷却物が活性炭である前記
（１３）に記載の装置。

【００２５】（１５） 回転軸の傾斜角度が水平方向に
対して１〜２０度であり、かつ内面に少なくとも１個の
環状堰および軸方向に少なくとも１個の縦状堰を設けて
なり、被乾燥物供給口、乾燥物取出口、外部加熱手段、
加熱用ガス供給口および水分およびガス排出口を備えた
回転自在な筒状体よりなる動物糞または加工食品製造粕
からの乾燥装置。

【００２６】（１６） 該縦状堰は、該回転自在な筒状
体の内面の法線に対して３５〜５５度傾斜してなる前記
（１５）に記載の装置。

【００２７】（１７） 該縦状堰および環状堰は、着脱
自在に該回転自在な筒状体内面に取付けられてなる前記
（９）〜（１１）のいずれか一つに記載の装置。

【００２８】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施態様を図面
を参照しながら説明する。

【００２９】まず、鶏糞、獣糞等の動物糞、あるいはコ
ーヒー、紅茶、ビール、豆腐等加工食品製造粕よりなる
原料１をコンベア２よりホッパ３を経てライン４より乾
燥機、例えば回転式乾燥機５の原料供給口６に供給され
て乾燥される。この回転式乾燥機５においては、ライン
７から供給される熱風により外部加熱されるとともにラ
イン８より原料乾燥域（図示せず）に直接供給される熱
風により乾燥される。

【００３０】外部加熱に利用された熱風は、ライン９よ
り排出される。原料域に直接供給されて原料乾燥に直接
使用された熱風は、ライン１２より排出され、サイクロ
ン１３より除塵されたのち、回転ドラム炭化炉１４にラ
イン１５および送風機１６を経て送られて外部加熱に供
される。

【００３１】回転乾燥機５では、通常１００〜８００
℃、好ましくは３００〜５００℃の温度で乾燥され、水
分含量を１５〜５０重量％、好ましくは２５〜４０重量
％にまで乾燥された原料は、ライン１７より排出されて
粉砕機１８に送られて、所定の寸法に粉砕されたのち、
コンベア１９により搬送されてホッパ２０に送られ、さ
れに回転ドラム炭化炉１４の原料供給口２１に供給され
る。

【００３２】一方、燃料タンク２２より燃料、例えば重
油がポンプ２３およびライン２４を経て回転ドラム炭化
炉１４の外套部２５に供給して燃焼させ、実質的に炉内
に酸素を供給することなく、炉内の原料を４００〜１，
０００℃、好ましくは６００〜９００℃の温度で加熱し
て炭化させる。燃焼廃ガスはライン２６より排出され、
その一部はライン２７、送風機２８およびライン８を経
て、回転乾燥機５へ供給され、また残りは集塵機１０を
経て煙突１１より系外に排出される。

【００３３】回転ドラム炭化炉１４で炭化されて得られ
る活性炭は、ライン２９より排出されて冷却装置３０へ
送られる。この冷却装置３０には、例えば水槽３１から
ポンプ３２を経てライン３３から冷却装置３０に送ら
れ、その一部はライン３４を経て冷却装置３０の外套部
３５に送られる。ライン３６および３７より排出した冷
却水は、ライン３８を経て水槽３１へ循環される。この
水槽３１内の水は、冷却装置３９より循環供給される伝
熱媒体により所定の温度、例えば１０〜６０℃、好まし
くは２０〜５０℃に冷却される。

【００３４】所定の温度に冷却された活性炭は、ライン
４０より排出されて製品タンク４１に送られる。

【００３５】本発明において使用される回転ドラム炭化
炉１４は、例えば、つぎのごとき構成を有してなるもの
である。

【００３６】すなわち、図２〜図３に示すように駆動ロ
ール４２，４２により回転自在に取付けられた筒状体４
３の内面に少なくとも１個の螺旋状堰４４および軸方向
に少なくとも１個の縦状堰を設けてなり、その周囲には
耐火物４５より囲まれた外部加熱部４６が形成されてい
る。この外部加熱部４６にはバーナー４７より燃料、例
えば重油が供給されて燃焼されるとともに、そのライン
（図示せず）からも可燃物が供給されて燃焼されること
により４００〜１，０００℃、好ましくは６００〜８５
０℃の温度に加熱され、実質的に酸素が筒状体４３内に
供給されることなく、予め所定の水分含量、例えば１５
〜５０重量％、好ましくは２５〜４０重量％に乾燥され
た動物糞あるいは加工食品製造粕（以下、「原料」とい
う。）が加熱されて炭化して活性炭を形成する。

【００３７】筒状体４３には、原料供給口４８より原料
が供給されて螺旋状堰４４により活性炭取出口４９の方
向へ搬送される。その間に原料は、縦状堰５０により筒
状体４３の回転に伴なって上方へ持ち上げられるが、図
４に示すように縦状堰５０がある位置に達すると、下方
へ落下する。この場合、この縦状堰５０は、該筒状体５
０の内面の法線に対して３５〜５５度、好ましくは４０
〜５０度、最も好ましくは約４５度に傾斜していると、
この縦状堰５０で持ち上げられた原料の落下がスムース
に行き、その混合が充分となる。

【００３８】また、この炭化処理は、主として温度と原
料の滞留時間とに左右されるので、常に一定時間滞留す
ることが好ましいが、前記螺旋堰４４を使用すると、原
料の搬送を一定に規制できるので好ましく、また前記縦
状堰５０により撹拌混合が充分となる。すなわち、微小
粒が下層に大きな粒子が上層にくるが、前記縦状堰５
０、特に傾斜した縦状堰５０によりこれらの粒子が反転
して混合が充分となる。

【００３９】このようにして炭化処理して得られる活性
炭は、活性炭排出口５１から排出されて、必要により冷
却装置へ送られる。

【００４０】また、筒状体４３内には、螺旋状堰４６の
代りに環状堰を少なくとも１個取付けてもよい。この場
合に、そのままでは原料は筒状体４３内を自動的に搬送
することは困難であるので、支点５２を支点として他端
を上昇させて傾斜させる必要がある。しかして、その傾
斜角度は、水平方向に対して２〜２０度、好ましくは３
〜８度である。

【００４１】冷却装置としては、例えば次のようなもの
があり、好ましく使用される。すなわち、図５および図
６に示すように、筒状体５３の外側に外部冷却部５４を
設け、該筒状体５３の一端部に原料供給口５５を、また
他端部に製品取出口５６が取付けられており、その内部
には中空回転軸５７が取付けられ、該回転軸５７の廻り
には中空部５８と連通した中空スクリュー５９が設けら
れている。そして、この中空回転軸５７は、ギヤモータ
ー６０のスプロケット６１と回転軸５７のスプロケット
６２により回転自在となっている。この中空回転軸およ
び外部冷却部５４には、それぞれ冷却媒体源（図示せ
ず）から冷却媒体、例えば水が供給されかつ排出され
る。これにより冷却効果が著しく高くなる。

【００４２】乾燥装置５は、炭化炉とほぼ同じ構造で、
特に回転軸を同様な角度で傾斜させ、少なくとも１個の
環状堰を設けた場合と同様である。

【００４３】

【実施例】つぎに、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明する。

【００４４】実施例１ 図１〜図６に示す装置において、鶏卵用鶏(白色レグホ
ン)の鶏糞１をコンベア２よりホッパ３を経てライン４
より回転式乾燥機５に供給してライン７から供給される
熱風(約４００℃)により外部加熱して水分が約３０重量
％になるまで乾燥した。

【００４５】ついで、乾燥鶏糞を図２〜図３に示す回転
ドラム炭化炉１４へ供給した。この回転ドラム炭化炉１
４へは重油を外套部２５に供給して燃焼させて、実質的
に炉内に酸素を供給することなく炉内温度を８００℃に
保って乾燥鶏糞を加熱して炭化させた。燃焼廃ガスはラ
イン２６により排出させ、ライン８を経て前記回転式乾
燥機５へ供給した。

【００４６】このときの回転ドラム炭化炉１４の内径は
６０ｃｍで、長さは２５０ｃｍであり、高さ１０ｃｍの
環状堰３個を等間隔で設け、また縦状堰２個を等間隔で
設け、該縦状堰２の内面法線に対する傾斜角は、４５度
であった。該回転ドラム炭化炉１４の傾斜角を種々変え
て試験を行ない、乾燥鶏糞投入終了時から各室の乾燥鶏
糞がなくなるまでの時間を計測したところ、表１の結果
が得られた。

【００４７】

【表１】

【００４８】得られた活性炭は、図５〜図６に示す冷却
装置３０に供給し、水槽３１からの水を導入し、約１５
℃の温度で冷却して活性炭を得た。

【００４９】得られた活性炭の分析値は表２のとおりで
あった。

【００５０】

【表２】

【００５１】参考例１ 実施例１で得られた炭化肥料を用いてコマツナの生育に
対する影響を調べた。

【００５２】試験方法 １）供試作物 コマツナ ２）供試土壌 火山灰土 ３）試験規模 ９ｃｍφ深さ４．５ｃｍのスチロール
製ポット ４連制 ４）試験設計

【００５３】

【表３】

【００５４】５）管理状況 ６月１６日 肥料／炭の土壌混和，播種（１０粒／ポ
ット） ６月２８日 間引き（５本／ポット） ７月１１日 生育調査 試験結果 調査結果を表４に示した。統計処理は各ポット毎の平均
値を利用して４連制として計算した。

【００５５】

【表４】

【００５６】各データの英字が異なるときには、ダンカ
ン多重範囲検定法により５％水準で有意差があることを
示す。

【００５７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、回
転ドラム炭化炉がその内面に少なくとも１個の螺旋状堰
または特定の傾斜角度を有する回転ドラム炭化炉の内面
に少なくとも１個の環状堰を有しかつ両者共に少なくと
も１個の縦状堰を有しているので、炭化炉の回転に伴な
って供給された被処理物（例えば動物糞）は該縦状堰に
より持上げられ、ある位置に達すると、落下し被処理物
の寸法の大小が入れ換わって混合が充分行なわれること
になる。特に該縦状堰が内面法線に対して特定の角度を
有していることにより被処理物の保持により充分な高さ
まで持ち上げることができるだけでなく、落下が容易に
なるので、撹拌が充分となるのである。

【００５８】また、本発明で使用される冷却装置は、前
記のごとき構造を有しているので、冷却効果が充分であ
る。さらに、本発明で使用される乾燥装置は、前記のご
とき構造を有しているので、多量の水分を含有している
動物糞等のごとき被処理物を充分な速度で搬送させなが
ら充分な撹拌ができるので、優れた乾燥効果が得られる
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明方法を行なう装置の概略の一例を表わ
すフローシートである。

【図２】 本発明で使用される回転ドラム炭化炉の縦断
面図である。

【図３】 本発明で使用される回転ドラム炭化炉の横断
面図である。

【図４】 回転ドラム炭化炉の縦状堰の一部を示す拡大
部分断面図である。

【図５】 本発明で使用される冷却装置の縦断面図であ
る。

【図６】 本発明で使用される冷却装置の横断面図であ
る。

【符号の説明】

６…乾燥装置、 １４…回転ドラム炭化炉、 １８…粉砕機、 ３０…冷却装置。

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動物糞または加工食品製造粕を乾燥した
   のち、回転軸の傾斜角度が水平方向に対して１〜２０度
   であり、かつ内面に少なくとも１個の環状堰および軸方
   向に少なくとも１個の縦状堰を設けてなる回転ドラム炭
   化炉の中で４００〜１，０００℃の温度で加熱して炭化
   し、ついで冷却することを特徴とする活性炭の製造方
   法。
2. 【請求項２】 動物糞または加工食品製造粕を乾燥した
   のち、内面に少なくとも１個の螺旋状堰および軸方向に
   少なくとも１個の縦状堰を設けてなる回転ドラム炭化炉
   の中で４００〜１，０００℃の温度で加熱して炭化し、
   ついで冷却することを特徴とする活性炭の製造方法。
3. 【請求項３】 該縦状堰は、該回転ドラム炭化炉内面の
   法線に対して３５〜５５度傾斜してなる請求項１または
   ２に記載の方法。
4. 【請求項４】 該縦状堰および環状堰または螺旋状堰
   は、着脱自在に該回転ドラム炭化炉内面に取付けられて
   なる請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
5. 【請求項５】 該回転ドラム炭化炉内で加熱により分解
   して発生したガス状物は、別の燃焼域に循環して燃焼処
   理してなる請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
6. 【請求項６】 前記冷却は、外部より冷却するように構
   成されてなる回転自在な筒状体の内部に回転軸およびス
   クリューの内部より行なわれる請求項１〜５のいずれか
   一つに記載の方法。
7. 【請求項７】 前記乾燥は、回転軸の傾斜角度が水平方
   向に対して１〜２０度であり、かつ内面に少なくとも１
   個の環状堰および少なくとも１個の縦状堰を軸方向に設
   けてなる回転ドラム乾燥炉内に原料を供給し、回転しな
   がら外部より加熱することにより行なわれる請求項１〜
   ６のいずれか一つに記載の方法。
8. 【請求項８】 該縦状堰は、該回転ドラム乾燥炉内の法
   線に対して３５〜５５度傾斜してなる請求項７に記載の
   装置。
9. 【請求項９】 回転軸の傾斜角度が水平方向に対して１
   〜２０度であり、かつ内面に少なくとも１個の環状堰お
   よび軸方向に少なくとも１個の縦状堰を設けてなり、原
   料供給口、製品取出口、分解ガス排出口および外部加熱
   手段を備えた回転自在な筒状体よりなる動物糞または加
   工食品製造粕からの活性炭製造装置。
10. 【請求項１０】 内面に少なくとも１個の螺旋状堰およ
    び軸方向に少なくとも１個の縦状堰を設けてなり、原料
    供給口、製品取出口、分解ガス排出口および外部加熱手
    段を備えた回転自在な筒状体よりなる動物糞または加工
    食品製造粕からの活性炭製造装置。
11. 【請求項１１】 該縦状堰は、該回転自在な筒状体の内
    面の法線に対して３５〜５５度傾斜してなる請求項９ま
    たは１０に記載の装置。
12. 【請求項１２】 該縦状堰および環状堰または螺旋状堰
    は、着脱自在に該回転自在な筒状体内面に取付けられて
    なる請求項９〜１１のいずれか一つに記載の装置。
13. 【請求項１３】 外部冷却手段を有する筒状体の内部
    に、冷却媒体供給源に連通する中空回転軸および該中空
    回転軸内部に連通しかつ該中空回転軸に取付けられたス
    クリューを備えてなり、被冷却物供給口および冷却物取
    出口を備えた回転自在な筒状体よりなる冷却装置。
14. 【請求項１４】 被冷却物が活性炭である請求項１３に
    記載の装置。
15. 【請求項１５】 回転軸の傾斜角度が水平方向に対して
    １〜２０度であり、かつ内面に少なくとも１個の環状堰
    および軸方向に少なくとも１個の縦状堰を設けてなり、
    被乾燥物供給口、乾燥物取出口、外部加熱手段、加熱用
    ガス供給口および水分およびガス排出口を備えた回転自
    在な筒状体よりなる動物糞または加工食品製造粕からの
    乾燥装置。
16. 【請求項１６】 該縦状堰は、該回転自在な筒状体の内
    面の法線に対して３５〜５５度傾斜してなる請求項１５
    に記載の装置。
17. 【請求項１７】 該縦状堰および環状堰は、着脱自在に
    該回転自在な筒状体内面に取付けられてなる請求項９〜
    １１のいずれか一つに記載の装置。