JP2003128410A - 流動層式賦活炉 - Google Patents

流動層式賦活炉

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JP2003128410A
JP2003128410A JP2001323790A JP2001323790A JP2003128410A JP 2003128410 A JP2003128410 A JP 2003128410A JP 2001323790 A JP2001323790 A JP 2001323790A JP 2001323790 A JP2001323790 A JP 2001323790A JP 2003128410 A JP2003128410 A JP 2003128410A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 建設廃木材等からの各種粒径の混合した原料
を粉砕等の前処理を行うことも無くそのまま用いた場合
でも、流動層内での原料の短絡を防止し、良好な品質の
活性炭を得ることができる流動層式賦活炉を提供する。 【解決手段】 原料20が逆円錐形状の流動化ゾーン8
a〜8fによって形成される流動層8内を移動しながら
賦活ガスで賦活されて活性炭21となるような構造にす
ることにより、良好な品質の活性炭を得ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は建設廃木材などの木
質系廃棄物をリサイクルし活性炭を製造するための活性
炭製造装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】炭化物を賦活するための流動層式賦活炉
は従来技術としてあるが、その主なものは、次の文献に
記されている(柳井 弘,“流動層による活性炭の再
生”,化学装置,1986年6月号,P74〜82)。
【0003】そして、上記文献のP75には、図8に示
すような、円錐状の炉床を持つ1個の噴流層を設け、下
方から賦活ガスを高速で噴射するとともにその上に微細
に粉砕された一次炭化物を供給し、賦活ガスと炭化物を
噴流の状態において良く混合反応させてその全量を後段
のサイクロンで回収する方式(以下、従来技術1と呼
ぶ)が示されている。
【0004】また、上記文献のP77には、図9に示す
ような、容器の中に平面状の分散板を設けその下より賦
活ガスを供給しその上の原料層を流動化させて原料を賦
活し中心部分からオーバーフローの原理にて活性炭とし
外部に排出する方式(以下、従来技術2と呼ぶ)が示さ
れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術1の
単一噴流層よりなる方式は以下の問題がある。 噴流層を形成させるために、原料は一様粒径を有する
細粒としなければならない。一般に建設廃木材等から得
られる炭化物は1mm径以下の細かいものから10mm
径以上のものまで広い分布があって、この方式で賦活し
ようとすると一様な粒径となるような粉砕が前処理とし
て必要になる。噴流方式であるために、賦活反応時間
が長くとれないので高度な賦活ができない。
【0006】また、従来技術2の平面状の分散板を有す
る流動層方式には以下の問題がある。 通常賦活ガスは1000℃以上の高温ガスを供給するが、
この高温度条件下では材料面において耐久性のある多孔
質の分散板が製作困難である。平面状の炉底に少数の吹
込み孔を配するとその孔から離れた部分では流動化がお
こらず、原料の攪拌と移動がスムーズにできない。 全体が一個の反応ゾーンから形成されているために、
流動層内での原料の短絡が激しく、充分賦活されていな
いものが直接排出される割合が大きい。そのために品質
の良い活性炭が得られない。
【0007】したがって、本発明は上記問題を解決する
ためになされたものであり、建設廃木材等からの各種粒
径の混合した炭化物原料を粉砕等の前処理を行うことも
無くそのまま用いた場合でも、流動層内での原料の短絡
を防止し、良好な品質の活性炭を得ることができる流動
層式賦活炉を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、活性炭を製造するための流動層式賦活炉であって、
底部に賦活ガスの吹込み口を有し上部から下部に向かっ
て断面積が逓減する形状の流動化ゾーンを複数個隣接し
て備え、該複数個の流動化ゾーンによって形成される流
動層内を原料が移動しながら賦活されて活性炭が製造さ
れることを特徴とする流動層式賦活炉である。
【0009】一般に大粒径のものを流動化させるために
は大流速でガスを流す必要があるが、一様断面積を有す
る流動層では、大粒径のものを基準にガスを流すと小粒
径のものの大半がそのまま外に飛び出してしまうし、小
粒径のものを基準にガスを流すと大粒径のものが流動化
されない。
【0010】これに対して、本発明の流動層式賦活炉
は、上部から下部に向かって断面積が逓減する形状の流
動化ゾーンであるので、吹込み口から吹き込まれた賦活
ガスの流速が流動化ゾーンの下部ほど高くなり、下部に
堆積しがちな大粒径粒子を高速ガス流で突き崩し上方に
再循環させ、各種粒径の混合した原料に対しても少ない
ガスで安定した攪拌が得られ、全体としての良好な流動
性を確保できる。その上、賦活ガスが吹込み口から広が
りながら上方に流れるので、耐熱性が問題となる平面状
の分散板を用いる必要もない。
【0011】そして、原料が、隣接して配置された複数
個の流動化ゾーンを順次移動しながら賦活されるので、
良好な品質の活性炭を得るのに充分な時間を掛けて賦活
され、原料の短絡による製品品質の低下を防ぐことがで
きる。
【0012】このようにして、建設廃木材等からの各種
粒径の混合した原料を粉砕等の前処理を行うことも無く
そのまま用いた場合でも、流動層内での原料の短絡を防
止して、良好な品質の活性炭を得ることができる。
【0013】請求項2に記載の発明は、請求項1記載の
流動層式賦活炉において、フリーボード部にバッフルを
設けたことを特徴とする流動層式賦活炉である。
【0014】このようにフリーボード部にバッフルを設
けたことより、賦活ガスに同伴してフリーボード部に飛
び出した細粒が再度流動層内に戻るようになり、充分な
賦活を得ないまま飛び出してしまうことを防止できる。
【0015】請求項3に記載の発明は、請求項1記載の
流動層式賦活炉において、流動層内に堰を設けたことを
特徴とする流動層式賦活炉である。
【0016】このように流動層内に堰を設けたことによ
り、流動層での原料の短絡を一層防止できる。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の流動層式賦活炉の実施形
態を図面を参照して説明する。
【0018】図1に本発明の第1の実施形態を示す。
(a)は縦断面図であり、(b)は(a)のA−A矢視
図である。図1において、1は流動層炉であり、その横
断面は長方形となっている。2は原料20を貯留したホ
ッパーであり、4はスクリューフィーダである。8a〜
8fは流動層炉1の炉底部に設けられた逆円錐状の流動
化ゾーンであり、順次隣接して配置されている。流動化
ゾーン8a〜8fの底部にはそれぞれ円形の賦活ガス吹
込み口7a〜7fが設けられており、賦活ガス供給口5
から供給された賦活ガスが分岐管6を経由して吹込み口
7a〜7fから流動化ゾーン8a〜8fに吹き込まれる
ようになっている。9はガス出口でありサイクロン11
につながっている。10は製造された活性炭21の排出
口であり、活性炭収納箱12につながっている。
【0019】そして、ホッパー2からスクリューフィー
ダ4で切り出されて炉内に連続的に供給された原料20
は、逆円錐形状の流動化ゾーン8a〜8fで流動化し流
動層8内を徐々に移動しながら賦活ガスによって賦活さ
れて活性炭となり、排出口10より連続的にとりだされ
て収納箱12に収納される。その際、流動層8は流動化
ゾーン8a〜8fの逆円錐の底面よりやや上まで形成さ
れる。なお、ガス中に飛び出した粒子はサイクロン11
で補足されて回収される。
【0020】このように、本発明の第1の実施形態で
は、逆円錐形状の流動化ゾーンを有していることから、
吹き込まれた賦活ガスの流速が流動化ゾーンの下部ほど
高くなり、下部に堆積しがちな大粒径粒子を高速ガス流
で突き崩し上方に再循環させ、各種粒径の混合した原料
に対しても安定した攪拌が得られ、全体としての良好な
流動性を確保できる。そして、原料が隣接して配置され
た複数個の流動化ゾーン8a〜8fを順次移動しながら
賦活されるので、良好な品質の活性炭を得るのに充分な
時間を掛けて賦活され、原料の短絡による製品品質の低
下を防ぐことができる。
【0021】図2に本発明の第2の実施形態を示す。
(a)は縦断面図であり、(b)は(a)のA−A矢視
図である。第2の実施形態では、第1の実施形態に追加
して、フリーボード部16に、上端は開放され下端が流
動層8に達する複数個のバッフル14a〜14eが設け
られている。このバッフル14a〜14eによって、ガス
流で直上に飛び出した粒子が重力で再度流動層内に戻る
ことができる。なお、ガスは開放されているバッフル上
部を通ってガス出口9に向かうことができる。
【0022】図3に本発明の第3の実施形態を示す。第
3の実施形態では、第1の実施形態に追加して、フリー
ボード部16に、上端は開放され下端が流動層8に達す
るバッフル14fと、上端は流動層炉1の天井まで達し
下端は流動層8に達しないバッフル14gが交互に設け
られている。このバッフル14fと14gによって、ガ
スの折り返しループが形成されるので、ガス中に飛び出
した粒子の炉内停留時間が長くなり再度流動層内に戻り
やすくなる。
【0023】図4に本発明の第4の実施形態を示す。
(a)は縦断面図であり、(b)は(a)のA−A矢視
図である。第4の実施形態では、第1の実施形態に追加
して、流動層8に溢れ堰15aを設けている。これによ
って、流動層内での原料の短絡を一層防止できる。な
お、溢れ堰15aに換えて潜り堰を設けることでも同様
の効果が得られる。
【0024】図5に本発明の第5の実施形態を示す。
(a)は縦断面図であり、(b)は(a)のA−A矢視
図である。第5の実施形態では、第4の実施形態におけ
る溢れ堰に換えて、炉床からフリーボード部に達し、そ
の左右の片側が開放された堰15bを流動層8に設けて
いる。これによって、第4の実施形態と同様に、流動層
内での原料の短絡を一層防止できる。
【0025】図6に本発明の第6の実施形態を示す。第
6の実施形態は、第1の実施形態における逆円錐状の流
動化ゾーンに換えて、他の形状の流動化ゾーンを備えた
ものである。(a)は底部に角型の賦活ガス吹込み口1
7を有した逆角錘状の流動化ゾーン18を備えたもので
あり、(b)および(c)は底部にスリット状の賦活ガ
ス吹込み口27を有した逆三角形状の流動化ゾーン28
を備えたものである。ただし、(b)は原料の移動方向
に並行な断面が逆三角形状になっており、(c)は原料
の移動方向と直交する断面が逆三角形状になっている。
(a)、(b)、(c)のいずれも上部から下部に向か
って断面積が逓減する形状であるので、逆円錐状の流動
化ゾーンと同様の効果がある。なお、必要に応じて第2
〜第5の実施形態で用いられているバッフルや堰を用い
ることもよい。
【0026】図7に本発明の第7の実施形態を示す。第
7の実施形態は、第1の実施形態における長方形断面の
流動層炉に換えて、円筒状の流動層炉としたものであ
る。(a)は横断面図であり、(b)は円周方向に展開
した縦断面図である。複数個の逆円錐状の流動化ゾーン
8gが隣接して円形に配置されており、原料が一周する
間に賦活されて活性炭が製造される。なお、必要に応じ
て、第2〜第5の実施形態で用いられているバッフルや
堰や、第6の実施形態で用いられている形状の流動化ゾ
ーンを用いることもよい。
【0027】
【発明の効果】本発明では、上部から下部に向かって断
面積が逓減する形状の流動化ゾーンを隣接して複数個配
置し、原料が順次移動しながら賦活されるようにしたの
で、建設廃木材等からの各種粒径の混合した炭化物原料
を粉砕等の前処理を行うことも無くそのまま用いた場合
でも、流動層内での原料の短絡を防止して、良好な品質
の活性炭を得ることができる。
【0028】また、フリーボード部にバッフルを設けた
ことにより、ガスに同伴された粒子を再度流動層内部に
戻すことができ、品質の均一性と収率の向上が図られ
る。
【0029】また、流動層内に堰を設けたことにより、
流動層での原料の短絡を一層防止でき、品質の向上が図
られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す説明図である。
【図2】本発明の第2の実施形態を示す説明図である。
【図3】本発明の第3の実施形態を示す説明図である。
【図4】本発明の第4の実施形態を示す説明図である。
【図5】本発明の第5の実施形態を示す説明図である。
【図6】本発明の第6の実施形態を示す説明図である。
【図7】本発明の第7の実施形態を示す説明図である。
【図8】従来技術1を示す図である。
【図9】従来技術2を示す図である。
【符号の説明】
1 流動層炉 2 ホッパー 4 スクリューフィーダ 5 賦活ガス供給口 6 分岐管 7a〜7f 賦活ガス吹込み口 8 流動層 8a〜8f 流動化ゾーン 9 ガス出口 10 活性炭排出口 11 サイクロン 12 活性炭収納箱 14a〜14g バッフル 15a、15b 堰 16フリーボード部 20 原料 21 活性炭

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 活性炭を製造するための流動層式賦活炉
    であって、底部に賦活ガスの吹込み口を有し上部から下
    部に向かって断面積が逓減する形状の流動化ゾーンを複
    数個隣接して備え、該複数個の流動化ゾーンによって形
    成される流動層内を原料が移動しながら賦活されて活性
    炭が製造されることを特徴とする流動層式賦活炉。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の流動層式賦活炉におい
    て、フリーボード部にバッフルを設けたことを特徴とす
    る流動層式賦活炉。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の流動層式賦活炉におい
    て、流動層内に堰を設けたことを特徴とする流動層式賦
    活炉。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007283253A (ja) * 2006-04-19 2007-11-01 Taiyo Nippon Sanso Corp 充填剤充填装置
JP2015064149A (ja) * 2013-09-25 2015-04-09 株式会社Ihi 流動層乾燥装置
CN108483445A (zh) * 2018-05-21 2018-09-04 清华大学 一种循环床活性炭活化系统

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