JP2003138269A - 電気熱源による輻射熱を利用した炭化炉 - Google Patents

電気熱源による輻射熱を利用した炭化炉

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JP2003138269A JP2001336246A JP2001336246A JP2003138269A JP 2003138269 A JP2003138269 A JP 2003138269A JP 2001336246 A JP2001336246 A JP 2001336246A JP 2001336246 A JP2001336246 A JP 2001336246A JP 2003138269 A JP2003138269 A JP 2003138269A
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Hiroshi Aoyama
Kenji Shimizu
建二 清水
弘 青山
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Hiroshi Aoyama
Shimomura Atsutsugu
下村 篤嗣
弘 青山
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    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/78Recycling of wood or furniture waste

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 生ゴミ等の生活用廃棄物などを処理する焼却
炉は、有害ガスが発生し易く、燃焼設備の熱源を灯油や
重油に頼れば大気中にも窒素酸化物などの有害物質が発
生し放出されていた。 【解決手段】 金属系、砂利、コンクリ−トなどを除く
生ゴミ等の生活用廃棄物、木材等の建築用廃棄物、水産
物等の食品加工用廃棄物などを電気熱源の輻射熱として
利用した炭化炉3で乾留し、乾留ガスを更に高温で燃焼
あるいは熱分解させ、無害化された燃焼ガスと炭化物を
得るようにした装置を開発する。 【効果】 熱源が電気エネルギーであるため自動制御が
でき、大気汚染の心配がない。また炭化炉で生成した炭
化物は、焼却処理の場合の灰と異なり、吸着効果、浄化
効果、保温効果、などさまざまな利点を有しているので
リサイクルの資源としての利便性が期待できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属系、砂利、コ
ンクリ−トなどを除く生活用廃棄物、木材等の建築用廃
棄物、水産等の食品加工用廃棄物などを、電気熱源で間
接的な輻射熱を得て、その熱を利用して高温乾留し、乾
留ガスを燃焼あるいは熱分解させるようにしたことを特
徴とする炭化炉に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、生ゴミ等の廃棄物を処理する焼却
炉は、焼却時に発生するダイオキシン等を極力抑える様
々な工夫がなされている。しかし、廃棄物の回収量が増
大し、焼却炉に能力以上の廃棄物が連続投入されれば焼
却温度が下がり、その結果、有毒ガスが発生し大気中に
排出されることが予想される。
【0003】一般に無酸素状態で高温乾留させる炭化炉
に於て、ダイオキシンを抑えることは有効であるが、乾
留時に発生する有毒ガスを更に高温で熱分解する必要が
ある。また、従来の炭化炉などの焼却設備の熱源は、灯
油や重油の燃焼に頼り、この燃焼方法からも窒素酸化物
等の有害物質が大気中に放出されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
を鑑み、下記の装置を提供しようとするものである。 イ) 従来の灯油や重油の燃料に変え、電気抵抗により
発生した熱源を利用し、その輻射熱で炭化炉を加熱して
高温乾留する。 ロ) 空気供給装置で空気圧送し、炭化炉を負圧として
炭化炉内を還元雰囲気とし、発生した有害ガスは別工程
により空気燃焼させる。 ハ) この別工程の燃焼装置も電気抵抗により発生した
熱源を利用する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたものであり、その要旨とするとこ
ろは、金属系、砂利、コンクリ−トなどを除く生ゴミ等
の生活用廃棄物、木材等の建築用廃棄物、水産等の食品
加工用廃棄物などを高温乾留する為、電気抵抗による熱
源を間接的な輻射熱として利用し、乾留時に発生した有
毒な乾留ガスを別の電気抵抗による熱源へ導入して、更
に高温化し、空気と混合して燃焼あるいは熱分解させ、
無害化された燃焼ガスと炭化物を得るようにしたことを
特徴とし、金属系、砂利、コンクリ−トなどを除く生ゴ
ミ等の生活用廃棄物、木材等の建築用廃棄物、水産等の
食品加工用廃棄物などを高温乾留する為、電気抵抗によ
る1つの熱源を間接的な1つの輻射熱源として利用し、
乾留時に発生した有毒な乾留ガスをガス導入口に通じて
再度輻射熱源部に流動させ、高温化させることにより、
空気と混合し燃焼あるいは熱分解させて、無害化された
燃焼ガスと炭化物を得るようにしたことを特徴とする電
気熱源による輻射熱を利用した炭化炉に関するものであ
る。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明を図面を参照しながら詳細
に説明する。 (実施例1)図1、図2のAは、本発明の上下2段の熱
発生装置を備えた炭化炉であり、図2はその炭化炉の拡
大断面図である。
【0007】上下2段の熱発生装置を備えた炭化炉A
は、下記の7つの装置 1)ベース1 2)下部熱発生装置2 3)炭化炉3 4)ガス処理室5 5)上部熱発生装置4 6)排気装置6 7)安全装置7 より構成されており各装置がそれぞれの役目を分担して
いる。
【0008】図2により、各装置の役目と発生する有毒
ガスと炭化物の流れを説明する。 1)ベース1は、下部熱発生装置2を内蔵したカバー4
2の台座で容易に下部熱発生装置2を取りだし点検する
ことが出来る。 2)下部熱発生装置2は、発熱体28を有し、電気抵抗
により800℃以上の熱源を発生させる。 3)炭化炉3は、投入口33より投入された生ゴミを乾
留させ、炭として投入口33より手動または自動で排出
することが出来る。 4)ガス処理室5は、上部熱発生装置4より発生した1
100℃以上の熱源でガス処理室内を950℃以上の雰
囲気温度とし、炭化炉3より生ずる揮発成分を含んだ乾
留ガス59を自己燃焼させることにより、ガス処理室内
温度を1050℃〜1200℃迄高め、空気供給装置5
4を併設してエジェクター効果により炭化炉内を負圧に
して乾留を促進する役目をする。 5)上部熱発生装置4は、発熱体45を有し電気抵抗に
より1100℃以上の熱源を発生させる。 6)排気装置6は、圧送空気を導入して、次工程での脱
塩装置へ乾留ガス59を流出させる役目をする。 7)安全装置7は、下部熱発生装置2と上部熱発生装置
4に取り付けられ、高温に晒されたカバー42、43内
の膨張した空気圧及びヒートサイクルによる輻射板の劣
化の為、炭化炉3の底部に亀裂が入り水分が液滴した場
合のガス圧を放出し、炭化炉の破損を防止する役目を
し、それぞれ安全弁71、72が装設される。
【0009】ベース1を図2及び要部拡大図の図3で詳
細に説明する。ベース1は、図3に於てチャンネル11
を基板とし、ベース板81を固着して台座を形成する。
ベース1の中央部の根太部分にチャンネル12渡し、受
けチャンネル15を介して下部熱発生装置2の荷重をチ
ャンネル12で受ける。
【0010】ベース1は、下部熱発生装置2を装設し、
カバー42を周設して下部チャンネル11とボルトで8
3締結され、下部熱発生装置2が密閉される。また、下
部熱発生装置2の点検として点検口39が装設され、点
検時にはベース1のチャンネル12の上面に装設された
回転コロ14により、下部熱発生装置2がスムーズに手
前に引き出すことが出来る。(図3)
【0011】密閉されたカバー42の上部側面には下部
熱発生装置2より熱せられた空気を放出する為、パイプ
口75を装設してパイプ73と安全弁71を配設する。
【0012】下部熱発生装置2を図2及び拡大図の図
3、図4で詳細に説明する。耐熱鋼鈑で出来た箱状のケ
ース24の内側に、2層の断熱材21、22を敷設す
る。外面側の断熱材21は、50mmの厚さを有する耐
熱1200℃の能力のキャスタブル断熱材であり、内面
側の断熱材22は、50mmの厚さを有する耐熱140
0℃の能力のキャスタブル断熱材である。
【0013】この断熱材の表面を絶縁材29で全面敷設
し、その両端部にはカーボンブロックで蔽われた電極棒
25、26が埋設される。電極棒の電気配線は、電極ポ
ート27を介在してカバー42の外部へ配線され集中制
御盤(図示なし)へ接続される。
【0014】ケース24の両端部に埋設された電極棒2
5、26の中間部には、通電した場合の発熱体28とし
てカーボン粒子を敷設する。200Vの交流電源により
800℃以上の高温を炭化炉3の輻射板31へ伝えるこ
とが出来る。
【0015】炭化炉3を図1及び断面図の図2で詳細に
説明する。耐熱鋼鈑でできた炭化炉3は、投入口33よ
り生ゴミなどを投入して、扉押さえ34で密閉すること
により、無酸素状態で高温乾留が可能な環境を作り出
す。
【0016】炭化炉3の低部に装設された輻射板31に
より完全な炭化物を作り出す。また、輻射板31は、高
温で変形しないように縦方向のL型のリブ板32で補強
されている。
【0017】炭化炉3の投入口33の扉押さえ34は、
炭化炉の両側に装設されたステー先端の軸受け37と、
軸受けに貫通した枢軸38とを介在して上下に回動す
る。また、枢軸38の両端にバランスウエイト36を装
設して、閉時には投入口33の扉押さえ34を圧接して
外気の侵入を妨げている。
【0018】上部熱発生装置4を図1及び断面図の図2
で詳細に説明する。炭化炉3の上に装設された上部熱発
生装置4は、下部熱発生装置2と機構は同一で、絶縁材
48を介在して電極棒40、41を埋設し、カーボン粒
子の発熱体45を敷設する。
【0019】この上部熱発生装置4は、200Vの交流
電源により1100℃以上の高温をガス処理室5の輻射
板47へ伝えることが出来る。この輻射板47は、台形
状に形成された耐熱鋼鈑で構成され、格子状のリブ板4
9を装設して、高温時の垂れ止め防止補強対策が成され
る。下部熱発生装置2の電気配線同様、カバー43より
外部へ配線され集中制御盤(図示なし)へ接続される。
【0020】密閉されたカバー42の上部側面には上部
熱発生装置4より熱せられた空気圧及びヒートサイクル
による輻射板の劣化の為、炭化炉3の底部に亀裂が入り
水分が液滴した場合、ガス圧を放出する為のパイプ口7
6を装設して、パイプ74と安全弁72を配設する。
【0021】ガス処理室5を図1、図2及び要部拡大図
の図5で詳細に説明する。炭化炉3で生ゴミが乾留され
て乾留ガス59が発生する。炭化炉3とガス処理室5
は、ガス通気管51で連通しているので、乾留ガス59
は、炭化炉に装設しているガス通気管入口52より、ガ
ス通気管を通過してガス処理室5に装設しているガス通
気管出口53からガス処理室5へ排出される。
【0022】ガス処理室5では、併設された空気供給装
置54から流入された空気と1100℃以上の輻射熱で
熱せられた乾留ガスを59混合して、燃焼あるいは熱分
解して無毒化されたガスが生成される。
【0023】空気供給装置54は、均一にガス処理室5
に空気を放散させる為に、外気から空気を導入する空気
導入口55を備え、ガス処理室5への導入管58を補強
する補強パイプ56と拡散ガード57を備えている。
【0024】ガス処理室5は、1200℃の高温を維持
する為、外壁を構成しているカバー44の内面に3層の
断熱材を敷設している。つまり、内面側より耐熱180
0℃の断熱材21と耐熱1400℃の断熱材22と耐熱
1200℃の断熱材23との3層で、内壁の高温の燃焼
ガスを保持している。また、ガス処理室5はカバー44
の補強と輻射板47の点検の為、アングル46を周設
し、カバー43とボルト85で固着している。
【0025】(実施例2)図6、図7のBは、本発明の
1つの熱発生装置を備えた炭化炉であり、図7はその炭
化炉の拡大断面図である。
【0026】1つの熱発生装置を備えた炭化炉Bは、下
記の特徴を有する。 1)ベース90に1つの下部発熱装置92を内蔵し、容
易に取りだし点検することができる。(実施例1に準ず
る) 2)下部発熱装置92は、発熱体96を有し、電気抵抗
により1100℃以上の熱源を発生させる。(実施例1
に準ずる) 3)炭化炉は、本体上面の投入口99から生ゴミを投入
でき、手前の排出口98より乾留後に炭化物を取り出す
ことができる。 4)ガス処理室を廃止し、変わりにガス通気管114を
下部発熱装置92に配管することにより、ガス通気管内
で乾留ガスを高温熱分解させる。 5)空気供給装置115、安全弁109、及び排気管パ
イプ106は、共に本体に装設される。(実施例1に準
ずる)
【0027】大きな特徴としては、炭化炉内で発生した
乾留ガスを空気供給装置を使用してエジェクター効果に
より、発熱装置に送り込み再燃焼させるところにある。
【0028】
【発明の効果】本発明の炭化炉は、熱源を電気エネルギ
ーによる輻射熱のみを利用することで大気汚染がなく、
電気であるため自動制御が可能で火災予防にも適した炭
化炉である。
【0029】本発明の炭化炉は、輻射熱を利用して完全
に外気と遮断する為、稼働中は有害ガスを大気に放出す
ること無いので安全な作業が可能である。
【0030】本発明の炭化炉は、高温処理で乾留する
為、生ゴミの種類にかかわらず均一の炭化物が生成でき
る。この炭化物は、焼却処理の場合の灰と異なり、吸着
効果、浄化効果、保温効果、などさまざまな利点を有し
ているので、リサイクルの資源としての利便性が期待で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の上下2段の熱発生装置を備
えた炭化炉の正面図である。
【図2】図1に示す実施例1の上下2段の熱発生装置を
備えた炭化炉の断面M−Mを左側から見た拡大断面図で
ある。
【図3】本発明の実施例1の上下2段の熱発生装置を備
えた炭化炉のベース部をM−M縦方向断面軸を90度回
転させた断面として点検口蓋側より眺めたベースと下部
熱発生装置の拡大部分断面図である。
【図4】a 下部熱発生装置を上部から眺めた拡大平面
図である。 b 下部熱発生装置の断面L−Lの拡大断面図である。
【図5】a 空気供給装置の導入パイプ部分で断熱カバ
ーを横方向P−P断面とした部分拡大断面図である。 b 空気供給装置の導入パイプの一部を縦方向断面とし
た部分拡大断面図である。
【図6】本発明の実施例2の1つの熱発生装置を備えた
炭化炉の正面図であり、一部欠截して空気供給装置とガ
ス通気管入口まで、ガス通気管出口と排気管までの断面
を示す。
【図7】図3に示す実施例2の1つの熱発生装置を備え
た炭化炉の断面N−Nを左側から見た拡大断面図であ
る。
【符号の説明】
1 ベース 11 チャンネル 12 チャンネル 13 受けチャンネル 14 回転コロ 2 下部熱発生装置 21 断熱材 22 断熱材 23 断熱材 24 ケース 25 電極棒 26 電極棒 27 電極ポート 28 発熱体 29 絶縁材 3 炭化炉 31 輻射板 32 L型のリブ板 33 投入口 34 扉押さえ 35 ステー 36 バランスウエイト 37 軸受け 38 枢軸 39 点検口 4 上部熱発生装置 40 電極棒 41 電極棒 42 カバー 43 カバー 44 カバー 45 発熱体 46 アングル 47輻射板 48 絶縁材 49 格子状のリブ板 5 ガス処理室 51 ガス通気管 52 ガス通気管入口 53 ガス通気管出口 54 空気供給装置 55 空気導入口 56 補強パイプ 57 拡散ガード 58 導入管 59 乾留ガス 6 排気装置 61 フランジ 62 ボルト 63 排気パイプ 64 断熱材 7 安全装置 71 安全弁 72 安全弁 73 パイプ 74 パイプ 75パイプ口 8 付属装置 81 ベース板 82 ベース板 83 ボルト 84 ボルト 85 ボルト 86外部導入空気の流れ 9 炭化炉装置 90 ベース 91 点検口蓋 92 下部発熱装置 93 断熱材 94 断熱材 95 電極棒 96 発熱体 97 炭化炉 98 排出口 99 投入口 100 投入口蓋押さえ 101 枢軸 102 バランスウエイト 103 ガス通気管入口 104 ガス通気管出口 105 空気導入口 106 排気管パイプ 107 排気管断熱 108 空気圧送用パイプ 109 安全弁 110 安全弁パイプ 111 カーボンブロック 112 L型のリブ板 113 輻射板 114 ガス通気管 115 空気供給装置 116 ガード 117 外部導入空気の流れ 118 乾留ガスの流れ 119 絶縁材 120 ベース板 121 ベース板 A 上下2段の熱発生装置を備えた炭化炉 B 1つの熱発生装置を備えた炭化炉
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F23G 5/027 B09B 3/00 ZAB 5/14 303M (72)発明者 清水 建二 埼玉県比企郡嵐山町大字川島1850番地29号 Fターム(参考) 3K061 AA18 AB02 AC12 AC17 CA12 FA21 FA25 3K078 BA08 CA02 CA04 CA12 CA27 4D004 AA03 AA04 AA12 AB07 CA24 CB04 CB31 4H012 HA02 JA03

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属系、砂利、コンクリ−トなどを除く
    生ゴミ等の生活用廃棄物、木材等の建築用廃棄物、水産
    等の食品加工用廃棄物などを高温乾留する為、電気抵抗
    による熱源を間接的な輻射熱として利用し、乾留時に発
    生した乾留ガスを燃焼あるいは熱分解させるようにした
    ことを特徴とする電気熱源による輻射熱を利用した炭化
    炉。
  2. 【請求項2】 金属系、砂利、コンクリ−トなどを除く
    生ゴミ等の生活用廃棄物、木材等の建築用廃棄物、水産
    等の食品加工用廃棄物などを高温乾留する為、電気抵抗
    による熱源を間接的な輻射熱として利用し、乾留時に発
    生した有毒な乾留ガスを別の電気抵抗による熱源へ導入
    して更に高温化し、空気と混合して燃焼あるいは熱分解
    させ、無害化された燃焼ガスと炭化物を得るようにした
    ことを特徴とする請求項1の記載の電気熱源による輻射
    熱を利用した炭化炉。
  3. 【請求項3】金属系、砂利、コンクリ−トなどを除く生
    ゴミ等の生活用廃棄物、木材等の建築用廃棄物、水産等
    の食品加工用廃棄物などを高温乾留する為、電気抵抗に
    よる1つの熱源を間接的な1つの輻射熱源として利用
    し、乾留時に発生した有毒な乾留ガスをガス導入口に通
    じて再度輻射熱源部に流動させ、高温化させることによ
    り、空気と混合し燃焼あるいは熱分解させて、無害化さ
    れた燃焼ガスと炭化物を得るようにしたことを特徴とす
    る請求項1の記載の電気熱源による輻射熱を利用した炭
    化炉。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103411222A (zh) * 2013-08-14 2013-11-27 梁光文 高效无污染生活垃圾处理专用炉
CN104059680A (zh) * 2014-07-01 2014-09-24 叶安生 生物质干馏供气系统
JP2014531299A (ja) * 2011-08-25 2014-11-27 ソラム アンビエンタル エ エクイパメントス エレクトロメカニコス エルティーディーエー.Solum Ambiental E Equipamentos Electromecanicos Ltda. 2つの異なる熱源で構成される勾配に基づいて固形廃棄物を処理するための方法

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