JP2003277038A - 活性炭化装置及び活性炭化物製造方法 - Google Patents

活性炭化装置及び活性炭化物製造方法

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JP2003277038A
JP2003277038A JP2002087328A JP2002087328A JP2003277038A JP 2003277038 A JP2003277038 A JP 2003277038A JP 2002087328 A JP2002087328 A JP 2002087328A JP 2002087328 A JP2002087328 A JP 2002087328A JP 2003277038 A JP2003277038 A JP 2003277038A
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rotary furnace
carbonization
furnace
activated
steam
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Hirotaka Isomura
弘隆 磯村
Norifumi Nagata
憲史 永田
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Taiheiyo Cement Corp
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Taiheiyo Cement Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 活性炭化装置の設備コスト、運転コスト及び
保守コストを低減して活性炭化物の製造コストを低減す
る。 【解決手段】 被処理物21を炭化する炭化領域Cと、
炭化した被処理物21を活性炭化する活性化領域Aとを
備える回転炉2と、回転炉2から排出された燃焼ガスを
2次燃焼させる2次燃焼装置7と、2次燃焼装置7によ
って加熱されて発生した水蒸気を回転炉2の活性化領域
Aに吹き込む手段6、9とを備えた活性炭化装置1。こ
れによって、従来設置されていたボイラー設備が不要と
なる。回転炉2は、外熱式回転炉または内熱式回転炉の
いずれでもよい。水蒸気の吹き込み時の水蒸気分圧を回
転炉内で0.1以上、0.4以下とすることが好適であ
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、都市ゴミ、廃木材
等の廃棄物等から活性炭化物を得る活性炭化装置及び活
性炭化物製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、都市ゴミ、廃木材等の廃棄物を回
転炉で乾燥、炭化処理し、さらに別の回転炉で活性炭化
(賦活)処理、すなわち、水蒸気を吹き込んで炭化物の
比表面積を大きくする処理をして活性炭化物を得る技術
が知られている。これらの回転炉には、間接熱交換型の
回転炉(外熱式キルン)、または直接熱交換型の回転炉
(内熱式キルン)が用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の活
性炭化装置においては、活性炭化処理を行う回転炉に水
蒸気を吹き込んでいるが、この水蒸気は、該回転炉に付
設されたボイラー設備より供給されるため、活性炭化処
理を行うにあたって、ボイラー設備を設置するコストが
必要になるとともに、ボイラー設備の運転コスト、保守
コストが必要となり、活性炭化物の製造コストの上昇に
繋がるという問題があった。
【0004】そこで、本発明は、上記従来の活性炭化装
置における問題点に鑑みてなされたものであって、設備
コスト、運転コスト、保守コストを低減し、活性炭化物
の製造コストを低く抑えることのできる活性炭化装置及
び活性炭化物製造方法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】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、活性炭化装置であって、被
処理物を炭化する炭化領域と、炭化した被処理物を活性
炭化する活性化領域とを備える回転炉と、該回転炉から
排出された燃焼ガスを2次燃焼させる2次燃焼装置と、
該2次燃焼装置によって加熱されて発生した水蒸気を前
記回転炉の前記活性化領域に吹き込む手段とを備えたこ
とを特徴とする。
【0006】そして、請求項1に記載の発明によれば、
回転炉から排出された燃焼ガスを2次燃焼装置で2次燃
焼させ、2次燃焼装置において加熱されて発生した水蒸
気を該回転炉の活性化領域に吹き込むことにより、炭化
した被処理物を活性炭化するため、従来、回転炉に吹き
込む水蒸気を発生させるために設置していたボイラー設
備が不要となる。これによって、設備コスト、運転コス
ト、保守コストを低減し、活性炭化物の製造コストを低
減することができる。
【0007】本発明でいう燃焼ガスとは、炭化処理によ
って被処理物が熱分解する際に発生する可燃性ガスと、
炭化処理及び活性炭化処理の際に回転炉の排気中に舞っ
た被処理物、炭化物及び活性炭化物の微粉を含む概念で
ある。
【0008】請求項2記載の発明は、活性炭化装置であ
って、被処理物を炭化する第1及び第2の回転炉と、炭
化した被処理物を活性炭化する第2の回転炉と、前記第
2の回転炉から排出された燃焼ガスを2次燃焼させる2
次燃焼装置と、該2次燃焼装置によって加熱されて発生
した水蒸気を前記第2の回転炉に吹き込む手段とを備え
たことを特徴とする。
【0009】請求項2に記載の発明によれば、第1及び
第2の回転炉から排出された燃焼ガスを2次燃焼装置で
2次燃焼させ、2次燃焼装置において加熱されて発生し
た水蒸気を第2の回転炉に吹き込むことにより、炭化し
た被処理物を活性炭化するため、従来、第2の回転炉に
吹き込む水蒸気を発生させるために設置していたボイラ
ー設備が不要となる。これによって、設備コスト、運転
コスト、保守コストを低減し、活性炭化物の製造コスト
を低減することができる。
【0010】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2に記載の活性炭化装置において、前記回転炉は、外熱
式回転炉または内熱式回転炉のいずれか一方であること
を特徴とする。すなわち、外熱式回転炉、内熱式回転炉
のいずれであっても、2次燃焼装置によって加熱されて
発生した水蒸気を利用して炭化した被処理物を活性炭化
することができる。
【0011】請求項4に記載の発明は、活性炭化物製造
方法であって、請求項1、2または3に記載の活性炭化
装置を使用する活性炭化物製造方法であって、前記水蒸
気の吹き込み時の水蒸気分圧を前記回転炉内で0.1以
上、0.4以下としたことを特徴とする。水蒸気の吹き
込み時の水蒸気分圧を前記回転炉内で0.1以上、0.
4以下とすることにより、活性炭化の反応速度を好適に
保ち、効率よく活性炭化物を製造することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる活性炭化装
置及び活性炭化物製造方法の実施の形態の具体例を図面
を参照しながら説明する。
【0013】図1は、本発明にかかる活性炭化装置の一
実施例を示し、この活性炭化装置1は、大きく分けて、
被処理物を炭化及び活性炭化する回転炉2と、回転炉2
から排出された燃焼ガスを2次燃焼させる2次燃焼装置
7と、2次燃焼装置7によって加熱されて発生した水蒸
気を回転炉2の活性化領域Aに吹き込むための熱交換器
9及び水蒸気吹込管6等で構成される。
【0014】回転炉2は、直接熱交換型の内熱向流式キ
ルンであって、その軸線が入口側から出口側に傾斜し、
図示しない回転手段によって回転する。回転炉2の入口
側(供給シュート2a側)に被処理物を炭化する炭化領
域Cが形成され、出口側に炭化した被処理物を活性炭化
する活性化領域Aが形成される。回転炉2の入口側に
は、供給シュート2aを覆うようにフード4が設けられ
る。回転炉2の出口端もフード3で覆われ、出口端より
製品としての活性炭化物が回収される。また、フード3
側に、被処理物を加熱するためのバーナー5、及び活性
化領域Aに水蒸気を吹き込むための水蒸気吹込管6が配
置される。
【0015】回転炉2の上方には、2次燃焼装置7が配
置される。2次燃焼装置7のフード4によって囲繞され
た入口側には、回転炉2から排出された燃焼ガスを2次
燃焼させるためのバーナー8が設けられ、2次燃焼装置
7の入口側に、回転炉2から排出された燃焼ガスを燃焼
させる燃焼領域Bが形成され、出口側に熱交換領域Hが
形成される。
【0016】2次燃焼装置7の熱交換領域Hには、熱交
換器9が配置され、ポンプ10によって供給された水と
2次燃焼装置7内の燃焼ガスとの熱交換によって発生し
た水蒸気を水蒸気吹込管6から回転炉2の活性化領域A
に吹き込むことができる。
【0017】2次燃焼装置7の下流側には、2次燃焼装
置7から排出された排ガスからダストを集塵するための
バッグフィルタ11と、ファン12が設けられ、排ガス
を大気に開放する煙突13が配置される。
【0018】次に、上記構成を有する活性炭化装置の動
作について説明する。
【0019】被処理物21を供給シュート2aから回転
炉2に投入し、回転炉2の炭化領域Cにおいて被処理物
21を炭化する。この炭化領域Cの温度は、250℃〜
750℃に設定されている。炭化された被処理物21
は、次に、活性化領域Aに導かれ、ここで活性化され
る。この活性化領域Aの温度は、700〜1000℃に
設定され、水蒸気吹込管6から吹き込まれた水蒸気によ
って活性化が促進される。
【0020】ここで、水蒸気の吹き込み時の水蒸気分圧
は、回転炉2内で0.1以上、0.4以下とすることが
好ましい。水蒸気分圧が、0.1未満であると、活性化
に必要な水蒸気の供給が不十分になり、活性化処理のた
めに、被処理物21を活性化領域Aに1時間を超える長
時間滞留させる必要が生じ、非効率であるため好ましく
ない。水蒸気分圧が0.4を超えると、活性化に利用さ
れない余剰の水蒸気が無駄になり、非効率であるので好
ましくない。尚、水蒸気分圧を上げることは、水蒸気の
吹き込み量を多くすることになり、回転炉内のガスの流
速が大きくなる。炉内のガスの流速が2.3m/sを超
えるときには、被処理物21の微粉(粒径1mm以下)
が気流中に舞い上がり、炉外に排出されて2次燃焼炉で
燃焼するため、活性炭化物の収量が減ることとなり好ま
しくない。水蒸気分圧を0.1〜0.4としたとき、活
性化領域Aでの滞留時間が概ね15〜60分で、比表面
積300〜1000m2/gの活性炭化物が得られる。
【0021】そして、被処理物21は、最終的に、活性
炭化物として回転炉2の出口端より排出される。排出さ
れる活性炭化物は、反応性が高く、そのまま排出すると
灰化する場合があるため、散水しながら排出することが
好ましい。尚、被処理物21の水分が多いような場合に
は、乾燥処理を行うため、炭化領域Cの前に50〜30
0℃の乾燥処理領域を形成してもよい。また、図1にお
いて、処理中の被処理物21を塗りつぶした三角形で示
している。これは、処理過程で被処理物21が減容化す
ることを示すものである。すなわち、被処理物21の水
分量や成分によって異なるが、都市ゴミ処理の一例で
は、投入時の体積を100としたとき、乾燥物が約5
0、炭化物が約20、活性炭化物が約5と、処理の進行
とともに減容化する。
【0022】一方、回転炉2の燃焼ガスは、フード4か
ら2次燃焼装置7内に導入され、2次燃焼装置7の入口
側の燃焼領域Bにおいて、バーナー8からの熱によって
2次燃焼する。2次燃焼によって温度が上昇した熱交換
領域Hにおいて、ポンプ10によって供給された水が熱
交換器9によって水蒸気となり、水蒸気吹込管6を介し
て回転炉2の活性化領域Aに導かれる。上述のように、
この水蒸気によって、被処理物21の活性化が促進され
る。尚、2次燃焼装置7からの排ガスは、バッグフィル
タ11でダストが集塵された後、煙突13から大気に排
出される。
【0023】以上説明したように、本発明にかかる活性
炭化装置では、2次燃焼装置7、熱交換器9を設け、発
生した水蒸気を回転炉2の活性化領域Aに吹き込んで活
性炭化物を得ているため、従来、活性化を行うための回
転炉に設置していたボイラー設備が不要となり、設備コ
スト、運転コスト、保守コストを低減し、ひいては、活
性炭化物の製造コストを低減することができる。
【0024】尚、上記実施例においては、回転炉が直接
熱交換型の内熱向流式キルンの場合について説明した
が、回転炉は、向流式であれば間接熱交換型のキルンで
あってもよい。
【0025】また、上記実施例においては、炭化領域と
活性化領域とを有する回転炉の場合について説明した
が、被処理物を炭化する回転炉(第1の回転炉)と、炭
化した被処理物を活性炭化する回転炉(第2の回転炉)
が各々独立している場合、すなわち、2基の回転炉で炭
化と活性化とを行う活性炭化装置であっても、第1の回
転炉からの燃焼ガスを2次燃焼装置で燃焼させて、熱交
換器によって水蒸気を発生させ、そのまま第2の回転炉
で活性炭化に利用することができ、従来、活性化を行う
ための回転炉に設置していたボイラー設備が不要とな
る。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる活
性炭化装置及び活性炭化物製造方法によれば、設備コス
ト、運転コスト、保守コストを低減し、活性炭化物の製
造コストを低く抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる活性炭化装置の一実施例を示す
概略図である。
【符号の説明】
1 活性炭化装置 2 回転炉 2a 供給シュート 3 フード(出口側) 4 フード(入口側) 5 バーナー(回転炉用) 6 水蒸気吹込管 7 2次燃焼装置 8 バーナー(2次燃焼装置用) 9 熱交換器 10 ポンプ 11 バッグフィルタ 12 ファン 13 煙突 21 被処理物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G146 AA06 BA34 BC03 BD02 DA02 DA05 DA15 DA26 DA27 DA28 DA29 DA40

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理物を炭化する炭化領域と、炭化し
    た被処理物を活性炭化する活性化領域とを備える回転炉
    と、 該回転炉から排出された燃焼ガスを2次燃焼させる2次
    燃焼装置と、 該2次燃焼装置によって加熱されて発生した水蒸気を前
    記回転炉の前記活性化領域に吹き込む手段とを備えたこ
    とを特徴とする活性炭化装置。
  2. 【請求項2】 被処理物を炭化する第1の回転炉と、 炭化した被処理物を活性炭化する第2の回転炉と、 前記第1及び第2の回転炉から排出された燃焼ガスを2
    次燃焼させる2次燃焼装置と、 該2次燃焼装置によって加熱されて発生した水蒸気を前
    記第2の回転炉に吹き込む手段とを備えたことを特徴と
    する活性炭化装置。
  3. 【請求項3】 前記回転炉は、外熱式回転炉または内熱
    式回転炉のいずれか一方であることを特徴とする請求項
    1または2に記載の活性炭化装置。
  4. 【請求項4】 請求項1、2または3に記載の活性炭化
    装置を使用する活性炭化物製造方法であって、前記水蒸
    気の吹き込み時の水蒸気分圧を前記回転炉内で0.1以
    上、0.4以下としたことを特徴とする活性炭化物製造
    方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101584175B1 (ko) * 2014-10-20 2016-01-13 서울시립대학교 산학협력단 활성탄 제조방법 및 제조장치
CN108120272A (zh) * 2017-10-31 2018-06-05 中冶长天国际工程有限责任公司 一种环形多管预埋式梯级喷入蒸汽的活化窑装置及其控制方法和用途

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