JP2005113075A - 炭化炉および炭化処理システム - Google Patents

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Abstract

【課題】燃焼に必要な重油等の燃料が少なくて低コストの運転が可能であり、高温炭化処理することにより、短時間で高品質の炭化物が得られ、また、ダイオキシンや悪臭ガスを発生させる恐れのない炭化炉および炭化処理システムを提供する。
【解決手段】炭化炉Ｈは、上部の加熱室１２ａと下部の炭化室１２ｂを連続的に形成した炉本体１２と、該炉本体１２の上部に設けた投入口１３および排ガス口１４と、上記炉本体１２の側部に臨ませた着火バーナー１５および燃焼空気用ノズル１６と、上記炭化室１２ｂの底部に設けられた炉床１７と、該炭化室１２ｂの下方に形成された炭排出室１９と、から構成される
【選択図】 図２

Description

本発明は、特に有機系廃棄物を炭化するための、炭化炉および炭化処理システムに関するものである。
従来のこの種の炭化炉としては、搭状の炉の上方から有機系廃棄物を連続的に投入して、下方に順次移動させながら炭化処理するものがあった。
しかし、上記従来の炭化炉は、燃焼のための燃料コストがかかると共に、炭化処理に時間がかかるだけでなく、炭化が不十分で高品質の炭化物が得られないという欠点があった。また、ダイオキシン対策も不十分であった。
本発明が解決しようとする課題は、燃焼に必要な重油等の燃料が少なくて低コストの運転が可能であり、高温炭化処理することにより、短時間で高品質の炭化物が得られ、また、ダイオキシンや悪臭ガスを発生させる恐れのない炭化炉および炭化処理システムを提供することにある。
本発明の炭化炉は、上部の加熱室と下部の炭化室を連続的に形成した炉本体と、該炉本体の上部に設けた投入口および排ガス口と、上記炉本体の側部に臨ませた着火バーナーおよび燃焼空気用ノズルと、上記炭化室の底部に設けられた炉床と、該炭化室の下方に形成された炭排出室と、から構成されることを特徴とする。また、上記着火バーナーおよび燃焼空気用ノズルを炉の中心に対して偏心した向きに配向せしめることを特徴とする。さらに、上記加熱室および炭化室の内面に耐火材を覆装したことを特徴とする。又更に、上記炭化室の耐火材の内側に更に鉄壁等の金属壁を覆装したことを特徴とする。更にまた、上記炉床を上記炭排出室に昇降自在に移動せしめることを特徴とする。また、上記炉床を回転可能に設けたことを特徴とする。さらに、上記炉床に中央部に加熱用中子を設けて、上記炭化室の中央部に延出せしめたことを特徴とするものである。
本発明の炭化処理システムは、上記炭化炉の前に、被処理物の含水率を予め低下させておくための乾燥機を配したことを特徴とする。また、上記炭化炉の排ガスを、乾燥機の乾燥用ガスとして再利用するように構成したことを特徴とする。さらに、上記炭化炉からの排ガスに外気等の低温気体を混合する手段を設けたことを特徴とするものである。
本発明の炭化炉および炭化処理システムは、燃焼に必要な重油等の燃料が少なくて低コストの運転が可能であり、高温炭化処理することにより、短時間で高品質の炭化物が得られ、また、ダイオキシンや悪臭ガスを発生させる恐れがないという利点がある。
図１は、本発明の炭化処理システムの一実施例を示すものであって、１は、豚糞などの有機被処理物を一時的に貯留しておくストックヤード、２は移送用作業車である。
３は上記有機被処理物を受け入れる受入ホッパー、４は供給用コンベヤーである。５は、ロータリーキルン式乾燥機であって、その左端部には供給部５ａが、また、右端部には排出部５ｂが設けられている。該供給部５ａには上記投入用コンベヤー４の終端部が臨んでいると共に、乾燥用ガスＧが導入されるようになっている。上記排出部５ｂの下部には、有機被処理物の排出口５ｂ′が開設されていると共に、上部からは乾燥用ガスＧが排気されるようになっている。
６は移送用コンベヤー、７は受入ホッパー、８は搬出コンベヤー、９はバケットコンベヤー、１０は受入ホッパー、１１は炭化炉投入用コンベヤーであり、上記ロータリーキルン式乾燥機５の排出口５ｂ′から排出される有機被処理物を下記の炭化炉の投入口に移送する手段であれば、いずれの構成でもよい。
Ｈは炭化炉であって、図２に詳細に示すように、主として、炉本体１２と、投入口１３と、排ガス口１４と、着火バーナー１５と、燃焼空気用ノズル１６と、炉床１７と、加熱用中子１８と、炭排出室１９と、掻出し羽根２０から構成されている。
上記炉本体１２は、口径の大きい加熱室１２ａと、該加熱室１２ａの下部に続いて漸次狭くなると共に口径が小さくなった炭化室１２ｂから成り、これら加熱室１２ａと炭化室１２ｂの内面には、耐火レンガ等の耐火材が覆装され、特に、炭化室１２ｂの内面には更に鉄壁１２ｂ′が覆装されている。
図２（Ｂ）から明らかなように、上記着火バーナー１５および燃焼空気用ノズル１６は、上記加熱室１２ａや炭化室１２ｂの側壁から内方に、しかも、炉心に対して偏心する方向に向けられている。
上記炉床１７およびこれと一体になった加熱用中子１８は、回転すると共に下方に移動して、上記炭化室１２ｂの底を解放し、炭化物を炭排出室１９に落下せしめるようになっている。
再び、図１において、２１は上記炭化炉Ｈから排出された炭化物をストックヤード２２に排出するための排出コンベヤーである。
２３は二次燃焼室であって、上記炭化炉Ｈの排ガス口１４から排気されるガスを燃焼するようになっている。２３ａは燃焼補助バーナーである。
２４は排ガス温度降温混合機であって、上記二次燃焼室２３からの高温の排ガスを、冷風取入口２５から導入した冷気により適当な温度に降温せしめる。降温処理された排ガスは、上記ロータリーキルン式乾燥機５の供給部５ａに導入される。
上記ロータリーキルン式乾燥機５の排出部５ｂから排出されるガスは、排気ファン２６によりサイクロン型集塵機２７に送られ、粉塵等の固形物を回収して、大気中に排気する。
次に、上記炭化処理システムの作用について説明する。まず、ストックヤード１に貯留されている豚糞を移送用作業車２により受入ホッパー３に投入する。投入された豚糞は供給用コンベヤー４によりロータリーキルン式乾燥機５に連続的に供給される。
ロータリーキルン式乾燥機５に供給された豚糞は、内部で撹乱されながら右方に移動して、含水率が約１０％にまで乾燥処理され、排出口５ｂ′から移送用コンベヤー６に排出される。
乾燥された豚糞は、上記移送用コンベヤー６から受入ホッパー７に投入され、搬出コンベヤー８およびバケットコンベヤー９を通って、炭化炉Ｈの受入ホッパー１０に投入され、炭化炉投入用コンベヤー１１から投入口１３に連続供給される。
次に、図２を参照しながら、炭化炉Ｈによる炭化処理について詳述する。まず、着火バーナー１５により炉内に火炎を噴出せしめると共に、燃焼空気用ノズル１６から燃焼空気を送り込んで火力をつけて、炉内温度を高めると共に、周囲の耐火材を加熱して昇温せしめ、また、鉄壁１２ｂ′を高温に加熱しておく。
炉内温度が十分に高まったら、炉床１７を閉じた状態で乾燥豚糞の投入を開始する。投入される乾燥豚糞は、部分燃焼により発生した熱で加熱処理され、加熱室１２ａから順次、炭化室１２ｂに移動して炭化される。なお、炭化炉Ｈ内の温度は、被処理物に応じて、約８５０〜１０５０℃の高温で炭化処理される。
基本的には、上述のように投入された豚糞は部分燃焼するので、上記着火バーナー１５および燃焼空気用ノズル１６は必要に応じて補助的に使用する。なお、特に加熱室１２ａの雰囲気を８００℃以上で且つ２秒間以上を保つことにより、ダイオキシンや悪臭ガスを完全燃焼させその発生を防止する。
炭化室１２ｂで炭化が十分に進んだら、炉床１７を下降せしめて、炭化室１２ｂの底部を開き、炭化豚糞を連続的に炭排出室１９に落下せしめる。なお、上記炉床１７は、モーターＭ１により常時、回転させて炭化豚糞がブリッジ現象を起こすのを防止する。モーターＭ２は炉床１７の昇降用のものである。
炭排出室１９に落下した炭化豚糞は、掻出し羽根２０により排出孔１９ａから排出筒１９ｂを通って、上記排出コンベヤー２１からストックヤード２２に排出される。
炭化炉Ｈの上部の排ガス口１４から排気される排ガスは、二次燃焼室２３に入り、ここでその可燃分が再燃焼する。高温の排ガスは、排ガス温度降温混合機２４により外気と混合され、低温化されて、上記ロータリーキルン式乾燥機５の供給部５ａに送られ、乾燥用ガスＧとして再利用される。
乾燥処理により発生した乾燥ガスは、排気ファン２６により排出部５ｂから吸引され、サイクロン型集塵機２７に送られる。
上記実施例では豚糞の炭化処理について説明したが、本発明の被炭化処理物である有機性廃棄物はこれに限定するものではなく、例えば、鶏糞・牛糞などの他の家畜糞、籾殻、みかん粕等の果物粕や茶粕、建築廃材や間伐材などの木チップなどであってもよい。
本発明の炭化処理システムの一実施例を示す説明図である。 本発明の炭化炉の一実施例を示す説明図である。
符号の説明
１ ストックヤード
２ 移送用作業車
３ 受入ホッパー
４ 投入用コンベヤー
５ ロータリーキルン式乾燥機
５ａ 供給部
５ｂ 排出部
５ｂ′排出口
６ 移送用コンベヤー
７ 受入ホッパー
８ 搬出コンベヤー
９ バケットコンベヤー
１０ 受入ホッパー
１１ 炭化炉投入用コンベヤー
１２ 炉本体
１２ａ 加熱室
１２ｂ 炭化室
１２ｂ′鉄壁
１３ 投入口
１４ 排ガス口
１５ 着火バーナー
１６ 燃焼空気用ノズル
１７ 炉床
１８ 加熱用中子
１９ 炭排出室
２０ 掻出し羽根
２１ 排出コンベヤー
２２ ストックヤード
２３ 二次燃焼室
２４ 排ガス温度降温混合機
２５ 冷風取入口
２６ 排気ファン
２７ サイクロン型集塵機
Ｇ 乾燥用ガス
Ｈ 炭化炉

Claims (10)

  1. 上部の加熱室と下部の炭化室を連続的に形成した炉本体と、該炉本体の上部に設けた投入口および排ガス口と、上記炉本体の側部に臨ませた着火バーナーおよび燃焼空気用ノズルと、上記炭化室の底部に設けられた炉床と、該炭化室の下方に形成された炭排出室と、から構成されることを特徴とする炭化炉。
  2. 上記着火バーナーおよび燃焼空気用ノズルを炉の中心に対して偏心した向きに配向せしめることを特徴とする請求項１に記載の炭化炉。
  3. 上記加熱室および炭化室の内面に耐火材を覆装したことを特徴とする請求項１または２に記載の炭化炉。
  4. 上記炭化室の耐火材の内側に更に鉄壁等の金属壁を覆装したことを特徴とする請求項３に記載の炭化炉。
  5. 上記炉床を上記炭排出室に昇降自在に移動せしめることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の炭化炉。
  6. 上記炉床を回転可能に設けたことを特徴とする請求項１、２、３、４または５に記載の炭化炉。
  7. 上記炉床に中央部に加熱用中子を設けて、上記炭化室の中央部に延出せしめたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６に記載の炭化炉。
  8. 請求項１ないし７に記載の炭化炉の前に、被処理物の含水率を予め低下させておくための乾燥機を配したことを特徴とする炭化処理システム。
  9. 上記炭化炉の排ガスを、乾燥機の乾燥用ガスとして再利用するように構成したことを特徴とする請求項８に記載の炭化処理システム。
  10. 上記炭化炉からの排ガスに外気等の低温気体を混合する手段を設けたことを特徴とする請求項９に記載の炭化処理システム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008238129A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Japan Sewage Works Agency 汚泥の炭化処理設備
CN102519242A (zh) * 2011-12-16 2012-06-27 黄波 一种竖式窑炉及其煅烧工艺方法
CN108384560A (zh) * 2018-03-09 2018-08-10 同济大学 大型生物质及废物热解炉

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