JP2022138910A - Carbonization Furnace and Gasification System - Google Patents

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Abstract

To provide a carbonization furnace capable of efficiently burning a pyrolysis gas generated in a process of carbonization, and a gasification system using carbide produced in the carbonization furnace.SOLUTION: A carbonization furnace comprises: a cylindrical body part extending vertically and having an inner space; a heating part provided below the inner space; and a baffle provided on an inner wall of the body part, wherein the heating part is a cylindrical member with a closed upper end, and is arranged coaxially with the body part, the baffle is provided at a position of the same height as an apex of the heating part or higher than the apex, a distance from an end of the baffle on an inner wall side to an end of the body part on a center side is shorter than an inner radius of the body part, and an edge of the baffle on the center side is in contact with or overlaps with the heating part in a plane view.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、炭化炉及びガス化システム関する。 The present invention relates to carbonization furnaces and gasification systems.

近年、家庭や産業分野から排出される有機物、及びバイオマス等を処理して、炭として再利用する方法が検討されている。以下の説明では、「家庭や産業分野から排出される有機物」を「有機廃棄物」と称することがある。例えば特許文献1には、有機廃棄物を炭化させる炭化炉が開示されている。特許文献1に記載の炭化炉は、雰囲気温度を低下させず、効率よく炭化を行うことができるとされている。 In recent years, methods for treating organic matter, biomass, and the like discharged from homes and industries and reusing them as charcoal have been studied. In the following description, "organic matter discharged from households and industrial fields" may be referred to as "organic waste". For example, Patent Literature 1 discloses a carbonization furnace for carbonizing organic waste. The carbonization furnace described in Patent Document 1 is said to be capable of efficiently carbonizing without lowering the atmospheric temperature.

特開2009-270050号公報JP 2009-270050 A

炭化炉では、バイオマス及び有機廃棄物等の有機物を、無酸素又は低酸素雰囲気で加熱分解することにより、炭化物と、有機物が分解した熱分解ガスと、が生じる。炭化炉では、生じた熱分解ガスを燃焼させて、燃焼熱を有効に利用することで、炭化に要するエネルギーを低減することができる。しかしながら、熱分解ガスの燃焼が不十分であると黒煙が発生してしまうという問題が生じる。 In a carbonization furnace, biomass, organic waste, and other organic matter is thermally decomposed in an oxygen-free or low-oxygen atmosphere to generate carbide and pyrolysis gas in which the organic matter is decomposed. In the carbonization furnace, the generated pyrolysis gas is burned and the combustion heat is effectively used, thereby reducing the energy required for carbonization. However, a problem arises in that black smoke is generated when the pyrolysis gas is not sufficiently burned.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、炭化の過程で生じる熱分解ガスを効率的に燃焼させることができる炭化炉を提供することを目的とする。さらに、炭化炉で製造された炭化物を利用した、ガス化システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a carbonization furnace capable of efficiently burning pyrolysis gas generated in the process of carbonization. A further object of the present invention is to provide a gasification system using the carbide produced in the carbonization furnace.

上記の課題を解決するため、本発明の一態様は、以下の態様を包含する。 In order to solve the above problems, one aspect of the present invention includes the following aspect.

[1]鉛直方向に延在し内部空間を有する円筒状の本体部と、前記内部空間の下方に設けられた加熱部と、前記本体部の内壁に設けられたバッフルと、を備え、前記加熱部は、上端が閉じた円筒状の部材であり、前記本体部と同軸に配置され、前記バッフルは、前記加熱部の頂点と同じ高さ又は前記頂点より高い位置に設けられ、前記バッフルの内壁側の端から前記本体部の中心側の端までの距離は、前記本体部の内半径よりも短く、前記バッフルの前記中心側の端は平面視で前記加熱部と接している、又は重なっている炭化炉。 [1] A cylindrical main body portion extending in a vertical direction and having an internal space, a heating portion provided below the internal space, and a baffle provided on the inner wall of the main body portion; The part is a cylindrical member with a closed upper end, and is arranged coaxially with the main body part, and the baffle is provided at the same height as or higher than the apex of the heating part, and the inner wall of the baffle The distance from the side end to the center-side end of the body portion is shorter than the inner radius of the body portion, and the center-side end of the baffle is in contact with or overlaps with the heating portion in a plan view. carbonization furnace.

[2]前記本体部の内半径と前記加熱部の外半径の差が300mm以下である、[1]に記載の炭化炉。 [2] The carbonization furnace according to [1], wherein the difference between the inner radius of the body portion and the outer radius of the heating portion is 300 mm or less.

[3]前記バッフルは、前記内壁に設置する高さを変更可能である、[1]又は[2]に記載の炭化炉。 [3] The carbonization furnace according to [1] or [2], wherein the baffle can change the height installed on the inner wall.

[4]前記バッフルが、前記内壁の全周に亘って設けられている、[1]から[3]のいずれか一項に記載の炭化炉。 [4] The carbonization furnace according to any one of [1] to [3], wherein the baffle is provided along the entire circumference of the inner wall.

[5]前記バッフルが、平面視で円環状である、[4]に記載の炭化炉。 [5] The carbonization furnace according to [4], wherein the baffle is annular in plan view.

[6]前記本体部は、側壁に原料を投入する投入口を有し、前記投入口は、前記バッフルよりも上方に設けられ、前記バッフルは、前記内壁の全周の一部に切り欠き部分を有し、前記内壁の周方向において、前記切り欠き部分の位置と前記投入口の位置とが重なっている、[1]から[3]のいずれか一項に記載の炭化炉。 [6] The main body has an inlet for charging the raw material in the side wall, the inlet is provided above the baffle, and the baffle is a cutout portion on a part of the entire circumference of the inner wall. , and the position of the notch portion and the position of the inlet overlap in the circumferential direction of the inner wall.

[7]着火部を備え、前記着火部は、前記加熱部の頂点よりも高い位置に設けられる、[1]から[6]のいずれか一項に記載の炭化炉。 [7] The carbonization furnace according to any one of [1] to [6], which includes an ignition section, and the ignition section is provided at a position higher than the top of the heating section.

[8][1]から[7]のいずれか一項に記載の前記炭化炉と、前記炭化炉において製造された炭化物と過熱蒸気とから水性ガス及び活性炭を得る改質炉と、を備えるガス化システム。 [8] A gas comprising the carbonization furnace according to any one of [1] to [7], and a reforming furnace for obtaining water gas and activated carbon from the carbide produced in the carbonization furnace and superheated steam. system.

本発明によれば、炭化の過程で生じる熱分解ガスの燃焼を促進させることができる炭化炉を提供することができる。さらに、炭化炉で製造された炭化物を利用した、ガス化システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the carbonization furnace which can promote combustion of the pyrolysis gas produced in the process of carbonization can be provided. Furthermore, it is possible to provide a gasification system that uses the carbide produced in the carbonization furnace.

図1は、炭化炉1を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a carbonization furnace 1. FIG. 図2は、バッフル30を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing the baffle 30. FIG. 図3は、炭化炉1における熱分解ガスの流れを示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing the flow of pyrolysis gas in the carbonization furnace 1. As shown in FIG. 図4は、バッフルを示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing the baffle. 図5は、バッフルを示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the baffle. 図6は、ガス化システムを示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing the gasification system.

以下、図1から6を参照しながら、各実施形態に係る炭化炉について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。 Hereinafter, the carbonization furnace according to each embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6. FIG. In addition, in all the drawings below, the dimensions and ratios of the constituent elements are appropriately changed in order to make the drawings easier to see.

以下の説明においては、xyz直交座標系を設定し、このxyz直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ここでは、水平面内の所定方向をx軸方向、水平面内においてx軸方向と直交する方向をy軸方向、x軸方向及びy軸方向のそれぞれと直交する方向(すなわち鉛直方向)をz軸方向とする。 In the following description, an xyz orthogonal coordinate system is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this xyz orthogonal coordinate system. Here, the predetermined direction in the horizontal plane is the x-axis direction, the direction perpendicular to the x-axis direction in the horizontal plane is the y-axis direction, and the direction perpendicular to each of the x-axis direction and the y-axis direction (that is, the vertical direction) is the z-axis direction. and

<炭化炉>
図1は、実施形態の一例である炭化炉の断面図である。図1に示す通り、炭化炉1は、主として本体部10と、本体部10の下方に設けられた加熱部20と、上記本体部10の内壁に設けられたバッフル30と、を含む。本明細書において「炭化炉」は、バイオマス及び有機廃棄物等を処理するための炭化炉である。
<Carbonization Furnace>
FIG. 1 is a cross-sectional view of a carbonization furnace that is an example of an embodiment. As shown in FIG. 1 , the carbonization furnace 1 mainly includes a body portion 10 , a heating portion 20 provided below the body portion 10 , and a baffle 30 provided on the inner wall of the body portion 10 . As used herein, a "carbonization furnace" is a carbonization furnace for processing biomass, organic waste, and the like.

本明細書において、「バイオマス」とは、生物由来の資源であって、化石資源を除くものを指す。バイオマスは、例えば、間伐材、剪定枝、製材のくず、竹、及び稲わら等を含む。 As used herein, "biomass" refers to resources of biological origin, excluding fossil resources. Biomass includes, for example, thinned wood, pruned branches, sawdust, bamboo, rice straw, and the like.

また、「有機廃棄物」とは、有機物の廃棄物を指す。有機廃棄物は、例えば、食品廃棄物、建設廃材、シュレッダーダスト、畜産廃棄物、汚泥、及び家庭から排出される一般廃棄物が含まれる。 In addition, "organic waste" refers to organic waste. Organic waste includes, for example, food waste, construction waste, shredder dust, livestock waste, sludge, and general waste from households.

以下の説明では、バイオマスや有機廃棄物のことを「原料」と称する。炭化炉では、原料として、バイオマスが処理されることが好ましい。 In the following description, biomass and organic waste are referred to as "raw materials". In the carbonization furnace, biomass is preferably processed as raw material.

原料は、炭化炉1に投入される前にあらかじめ乾燥され、含水率が適正に調整されていることが好ましい。炭化効率や炭化物収率を高くすることができるからである。炭化炉1に投入される原料の含水率は、10質量%以上20質量%以下であることが好ましい。より好ましくは、15質量%以上20質量%以下である。 It is preferable that the raw material is preliminarily dried before being put into the carbonization furnace 1 so that the moisture content is properly adjusted. This is because the carbonization efficiency and the carbide yield can be increased. The moisture content of the raw material charged into the carbonization furnace 1 is preferably 10% by mass or more and 20% by mass or less. More preferably, it is 15% by mass or more and 20% by mass or less.

炭化炉1は、投入した原料を熱処理し、炭化物(炭)を製造する。原料から炭化物を生じる過程において、炭化炉1では、原料の「分解燃焼」と、分解燃焼で生じる固形分の「炭化」と、分解燃焼で生じる熱分解ガスの「燃焼」とが起きる。 The carbonization furnace 1 heat-processes the input raw material to produce carbide (charcoal). In the process of producing charcoal from the raw material, in the carbonization furnace 1, "decomposition combustion" of the raw material, "carbonization" of the solid matter generated by the decomposition combustion, and "combustion" of the pyrolysis gas generated by the decomposition combustion occur.

本明細書において、「分解燃焼」とは、原料が、炭化物を含む固形分と、熱分解ガスと、に分解される反応をいう。 As used herein, the term “decomposition combustion” refers to a reaction in which raw materials are decomposed into solids containing carbides and pyrolysis gas.

本明細書において「炭化物を含む固形分」とは、原料から炭化物を生じる反応の中間体を指す。炭化物を含む固形分には、反応目的物である炭化物の他、原料から一部の分解反応が進行しているが炭化物にはなっていない中間生成物を含む。以下、「炭化物を含む固形分」を、単に「固形分」と略称することがある。 As used herein, the term "solids containing carbides" refers to intermediates in the reaction of producing carbides from raw materials. The solid content containing carbides includes not only the carbides that are the object of the reaction, but also intermediate products that have partially undergone a decomposition reaction from the raw materials but have not turned into carbides. Hereinafter, the "solid content containing carbide" may be simply abbreviated as "solid content".

本明細書において、「炭化」とは、燃焼分解で生じた固形分の熱分解をさらに進め、固形分における炭化物の含有率を高める反応をいう。 As used herein, the term “carbonization” refers to a reaction in which the thermal decomposition of solids generated by combustion decomposition is further advanced to increase the content of carbides in the solids.

本明細書において、「熱分解ガス」とは、原料が熱分解して生じる混合ガスをいう。熱分解ガスは、例えば、一酸化炭素、水素、炭化水素、硫黄酸化物、窒素酸化物等を含む混合ガスである。熱分解ガスは、燃焼可能である。炭化炉1では、「分解燃焼」で生じた熱分解ガスを「燃焼」させて消費する。燃焼で処理された熱分解ガスは、「排ガス」になる。 As used herein, the term "pyrolysis gas" refers to a mixed gas generated by pyrolysis of raw materials. A pyrolysis gas is, for example, a mixed gas containing carbon monoxide, hydrogen, hydrocarbons, sulfur oxides, nitrogen oxides, and the like. Pyrolysis gases are combustible. In the carbonization furnace 1, the pyrolysis gas generated by the "decomposition combustion" is "burned" and consumed. Pyrolysis gases treated by combustion become "exhaust gases".

原料と熱分解ガスとは、本発明による「可燃物」に該当する。 The raw material and pyrolysis gas correspond to the "combustible material" according to the present invention.

以下、炭化炉1の各構成について、順に説明する。 Hereinafter, each configuration of the carbonization furnace 1 will be described in order.

(1)本体部
本体部10の形状は、内部空間10aを有する円筒状であり、鉛直方向(z軸方向)に延在する。例えば、本体部10は、高さによって平面視で異なる半径の円であってもよい。又は、本体部10は、側壁の内面又は外面に凹凸を有していてもよい。
(1) Body Part The body part 10 has a cylindrical shape with an internal space 10a and extends in the vertical direction (z-axis direction). For example, the body portion 10 may be a circle with different radii in plan view depending on the height. Alternatively, the body portion 10 may have unevenness on the inner surface or the outer surface of the side wall.

本体部10の大きさは、想定される炭化炉1の稼働状況に応じて、処理する原料の予測量、又は製造する炭化物の予測量により設定するとよい。例えば、本体部10の外径は2600mmであり、内径は2000mmである。例えば、本体部10の高さは5000mmである。 The size of the main body 10 may be set according to the expected amount of raw material to be processed or the expected amount of carbide to be produced according to the assumed operating conditions of the carbonization furnace 1 . For example, the main body 10 has an outer diameter of 2600 mm and an inner diameter of 2000 mm. For example, the height of the body portion 10 is 5000 mm.

本体部10は、投入口11、取出口12、着火部13、空気供給口10b、空気供給口10c、及び排気口14を有する。 The body portion 10 has an inlet 11, an outlet 12, an ignition portion 13, an air supply port 10b, an air supply port 10c, and an exhaust port .

(投入口11)
投入口11は、原料を炭化炉1内に投入するための構成である。投入口11は、本体部10の側壁に設けられる。投入口11には、原料を内部空間10aに投入する手段(不図示)が接続している。
(Inlet 11)
The input port 11 is configured to input raw materials into the carbonization furnace 1 . The inlet 11 is provided on the side wall of the body portion 10 . A means (not shown) for charging the raw material into the internal space 10 a is connected to the inlet 11 .

原料を投入する手段は限定されず、例えば、スクリューフィーダー又はテーブルフィーダー等を挙げることができる。原料は、投入口11を介して本体部10の内部空間10aに投入される。原料は、投入口11から連続的に投入されてもよく、断続的に投入されてもよい。また、原料の投入量は、適宜調整可能である。 Means for charging the raw material is not limited, and examples thereof include a screw feeder and a table feeder. Raw materials are introduced into the internal space 10 a of the main body 10 through the inlet 11 . The raw material may be continuously fed from the feeding port 11 or may be fed intermittently. Moreover, the input amount of the raw material can be appropriately adjusted.

投入口11付近の温度は、800℃以上とすることが熱分解ガスを完全燃焼させるためにも好ましい。温度の上限は、炭化炉に損傷を与えない限り限定はされないが、投入口11付近の温度は、一般に1200℃以下であり、より好ましくは、1150℃以下である。 The temperature in the vicinity of the inlet 11 is preferably 800° C. or higher for complete combustion of the pyrolysis gas. The upper limit of the temperature is not limited as long as it does not damage the carbonization furnace, but the temperature near the inlet 11 is generally 1200°C or less, more preferably 1150°C or less.

(取出口12)
取出口12は、炭化炉1で製造された炭化物を回収するための構成である。取出口12は、本体部10の底部に設けられる。
(Outlet 12)
The outlet 12 is configured to recover the carbide produced in the carbonization furnace 1 . The outlet 12 is provided at the bottom of the main body 10 .

(着火部13)
着火部13は、加熱部20を加熱し、さらに内部空間10aを温めるための着火装置である。原料の投入前に、加熱部20及び内部空間10aを加熱しておくことで、原料の炭化を効率よく行うことができる。内部空間10aは、原料の投入前に、少なくとも200℃まで温められることが好ましい。
(Ignition part 13)
The ignition unit 13 is an ignition device for heating the heating unit 20 and further warming the internal space 10a. By heating the heating unit 20 and the internal space 10a before charging the raw material, the raw material can be efficiently carbonized. The interior space 10a is preferably warmed to at least 200° C. prior to charging the raw material.

着火部13は、加熱部20の上方を加熱することができればよいが、特に頂点20aを含むその近傍を加熱することができる位置に設けられることが好ましい。着火部13は、加熱部の頂点20aよりも高い位置に設けられることが好ましい。加えて、着火部13は、投入口11より下方に設けられることが好ましい。着火部13は、一箇所だけではなく、複数箇所に設けられてもよい。 The igniter 13 should be able to heat the upper part of the heating part 20, but is preferably provided at a position where it can heat the vicinity including the vertex 20a. The ignition part 13 is preferably provided at a position higher than the apex 20a of the heating part. In addition, the ignition part 13 is preferably provided below the inlet 11 . The ignition part 13 may be provided not only at one place but also at a plurality of places.

また、着火部13は、投入された原料を分解燃焼させるため、原料に着火する装置でもある。 Further, the ignition unit 13 is also a device that ignites the raw material in order to decompose and burn the introduced raw material.

(空気供給口10b)
空気供給口10bは、炭化炉1の外部から内部空間10aに空気を供給するために本体部10の側壁に設けられた構成である。空気供給口10bは、本体部10の投入口11よりも下方であって、加熱部20よりも上方に設けられる。空気供給口10bは、本体部10の側壁に全周に亘って離散的に設けられることが好ましい。空気供給口10bには、空気の供給量を調節しながら、内部空間10aに空気を送り込むための装置が、炭化炉1の外側に設けられる。装置は、例えばファン101bを含む。
(Air supply port 10b)
The air supply port 10b is provided on the side wall of the main body 10 to supply air from the outside of the carbonization furnace 1 to the internal space 10a. The air supply port 10 b is provided below the inlet 11 of the main body 10 and above the heating unit 20 . The air supply ports 10b are preferably provided discretely along the entire circumference of the side wall of the body portion 10 . A device for feeding air into the internal space 10a while adjusting the amount of air supplied is provided outside the carbonization furnace 1 at the air supply port 10b. The device includes, for example, fan 101b.

空気供給口10bから供給される空気は、空気供給口10bの近傍の内部空間10aにおいて、原料の分解燃焼を促進する。内部空間10aにおいて、原料の分解燃焼が促進される空間を分解燃焼ゾーン10dと呼ぶ。分解燃焼ゾーン10dでは、分解燃焼で生じた熱分解ガスの燃焼(熱分解ガスの一次燃焼)も生じる。 The air supplied from the air supply port 10b promotes decomposition combustion of the raw material in the internal space 10a near the air supply port 10b. A space in the internal space 10a where the decomposition combustion of the raw material is promoted is called a decomposition combustion zone 10d. In the decomposition combustion zone 10d, combustion of pyrolysis gas generated by decomposition combustion (primary combustion of pyrolysis gas) also occurs.

分解燃焼ゾーン10dで生じる固形分は、炭化炉1における処理が進行するに従って、内部空間10aを降下する。 Solids generated in the cracking combustion zone 10d descend through the interior space 10a as the process in the carbonization furnace 1 progresses.

一方、分解燃焼ゾーン10dで生じる熱分解ガスのうち、分解燃焼ゾーン10dで燃焼されなかった残部は、内部空間10aを上昇する。 On the other hand, of the pyrolysis gas generated in the decomposition combustion zone 10d, the remainder that has not been burned in the decomposition combustion zone 10d rises in the internal space 10a.

(空気供給口10c)
空気供給口10cは、炭化炉1の外部から内部空間10aに空気を供給するために、本体部10の側壁に設けられた構成である。空気供給口10cは、本体部10の投入口11よりも上方に設けられる。空気供給口10cは、本体部10の側壁に全周に亘って離散的に設けられることが好ましい。空気供給口10cには、空気の供給量を調節しながら、内部空間10aに空気を送り込むための装置が、炭化炉1の外側に設けられる。装置は、例えばファン101cを含む。
(Air supply port 10c)
The air supply port 10c is provided on the side wall of the main body 10 to supply air from the outside of the carbonization furnace 1 to the internal space 10a. The air supply port 10 c is provided above the input port 11 of the main body 10 . The air supply ports 10c are preferably provided discretely along the entire circumference of the side wall of the body portion 10 . A device for feeding air into the internal space 10a while adjusting the amount of air supplied is provided outside the carbonization furnace 1 at the air supply port 10c. The device includes, for example, fan 101c.

空気供給口10cから供給される空気は、分解燃焼ゾーン10dから上昇する熱分解ガスの「燃焼」を促進する。本明細書において、投入口11よりも上方の内部空間10aにおける熱分解ガスの燃焼を、分解燃焼ゾーン10dでの熱分解ガスの燃焼(一次燃焼)に対して「二次燃焼」と呼ぶことがある。また、内部空間10aの上部の空間であって、熱分解ガスが二次燃焼する空間を二次燃焼ゾーン10eと呼ぶ。 The air supplied from the air supply port 10c facilitates the "combustion" of the pyrolysis gases rising from the cracking combustion zone 10d. In this specification, the combustion of the pyrolysis gas in the internal space 10a above the input port 11 may be called "secondary combustion" in contrast to the combustion (primary combustion) of the pyrolysis gas in the cracking combustion zone 10d. be. Further, the space above the internal space 10a where the pyrolysis gas undergoes secondary combustion is called a secondary combustion zone 10e.

二次燃焼ゾーン10e付近の温度は、800℃以上とすることが熱分解ガスの燃焼のためにも好ましい。二次燃焼ゾーン10e付近の温度は、内部空間10aの上部にいく程、熱分解ガスの燃焼熱により、高くなる。温度の上限は、炭化炉に損傷を与えない限り限定はされないが、二次燃焼ゾーン10e付近の温度は、一般に1200℃以下であり、より好ましくは、1150℃以下である。また、二次燃焼ゾーン10eでの熱分解ガスの滞留時間を2秒以上とすると、ダイオキシンの発生を低減できるため好ましい。 It is preferable for the temperature in the vicinity of the secondary combustion zone 10e to be 800° C. or higher for the combustion of the pyrolysis gas. The temperature in the vicinity of the secondary combustion zone 10e increases toward the upper portion of the internal space 10a due to the combustion heat of the pyrolysis gas. The upper temperature limit is not limited as long as it does not damage the carbonization furnace, but the temperature in the vicinity of the secondary combustion zone 10e is generally 1200°C or less, more preferably 1150°C or less. Moreover, if the residence time of the pyrolysis gas in the secondary combustion zone 10e is set to 2 seconds or more, it is possible to reduce the generation of dioxin, which is preferable.

(排気口14)
排気口14は、熱分解ガスが燃焼されて生じる排ガスを炭化炉1から排出するための構成である。排気口14は、本体部10の上部に設けられる。排気口14は、空気供給口10cよりも上方に設けられる。
(exhaust port 14)
The exhaust port 14 is a structure for discharging from the carbonization furnace 1 the exhaust gas produced by burning the pyrolysis gas. The exhaust port 14 is provided in the upper portion of the main body portion 10 . The exhaust port 14 is provided above the air supply port 10c.

(空気供給口10f)
本体部10は、空気供給口10fを有してもよい。空気供給口10fは、炭化炉1の外部から内部空間10aに空気を供給するために、本体部10の側壁に設けられた構成である。空気供給口10fは、空気供給口10bよりも下方であって、加熱部20が設けられている高さに設けられる。空気供給口10fは、本体部10の側壁に全周に亘って離散的に設けられることが好ましい。空気供給口10fには、空気の供給量を調節しながら、内部空間10aに空気を送り込むための装置が、炭化炉1の外側に設けられる。装置は、例えばファン101fを含む。
(Air supply port 10f)
The body portion 10 may have an air supply port 10f. 10 f of air supply ports are the structures provided in the side wall of the main-body part 10 in order to supply air from the exterior of the carbonization furnace 1 to the internal space 10a. The air supply port 10f is provided below the air supply port 10b and at the height where the heating unit 20 is provided. The air supply ports 10f are preferably provided discretely along the entire circumference of the side wall of the main body 10. As shown in FIG. A device for feeding air into the internal space 10a while adjusting the amount of air supplied is provided outside the carbonization furnace 1 at the air supply port 10f. The device includes, for example, a fan 101f.

空気供給口10fから供給される空気は、分解燃焼ゾーン10dから降下する固形分の炭化を促進する。内部空間10aの空気供給口10fの近傍の空間であって、固形分がさらに炭化される空間を炭化部10gと呼ぶ。 The air supplied from the air supply port 10f promotes carbonization of solids falling from the cracking combustion zone 10d. A space in the vicinity of the air supply port 10f of the internal space 10a where the solid content is further carbonized is called a carbonized portion 10g.

本体部10の側壁において、空気供給口10fよりも下方には空気供給口を設けない。 No air supply port is provided below the air supply port 10f on the side wall of the main body 10. As shown in FIG.

内部空間10aの各部位における反応は、空気供給口10b、10c、10fを介して炭化炉1内に供給される空気の量により調整できる。これにより、内部空間10aの各部位において生じる反応熱を制御し、内部空間10aの温度を調整することができる。 The reaction in each part of the internal space 10a can be adjusted by adjusting the amount of air supplied into the carbonization furnace 1 through the air supply ports 10b, 10c, and 10f. Thereby, it is possible to control the reaction heat generated in each part of the internal space 10a and adjust the temperature of the internal space 10a.

本体部10を構成する材料は、炭化炉の材料として通常用いられる材料を採用できる。材料の例には、ステンレスが含まれる。 A material that is commonly used as a material for a carbonization furnace can be used as the material that constitutes the body portion 10 . Examples of materials include stainless steel.

(2)加熱部
上述の通り、加熱部20は、着火部13によって加熱される。加熱部20は、分解燃焼や燃焼で生じる熱によっても加熱される。加熱部20は、熱を蓄熱し、輻射及び伝熱によって固形分を加熱する。加熱部20は、固形分の炭化を促進し、炭化物にする。加熱部20は、着火部13から得られる熱、並びに分解燃焼や燃焼で生じる熱とは別に、熱源を有していてもよい。
(2) Heating Unit As described above, the heating unit 20 is heated by the ignition unit 13 . The heating unit 20 is also heated by heat generated by decomposition combustion or combustion. The heating unit 20 stores heat and heats the solid content by radiation and heat transfer. The heating unit 20 promotes the carbonization of the solid content and turns it into a carbide. The heating unit 20 may have a heat source in addition to the heat obtained from the ignition unit 13 and the heat generated by decomposition combustion or combustion.

加熱部20は、本体部10の内部空間10aの下方に設けられる。加熱部20の頂点20aは、投入口11より下方に位置する。 The heating section 20 is provided below the internal space 10 a of the main body section 10 . A vertex 20 a of the heating unit 20 is located below the inlet 11 .

加熱部20の形状は、上端が閉じた円筒状である。図1に示すように、加熱部20の上部の形状は、円錐状であることが好ましい。加熱部20は、表面に凹凸を有していてもよい。加熱部20は、本体部10と同軸に設けられる。 The shape of the heating part 20 is a cylinder with a closed upper end. As shown in FIG. 1, the shape of the upper portion of the heating portion 20 is preferably conical. The heating unit 20 may have an uneven surface. The heating section 20 is provided coaxially with the main body section 10 .

加熱部20は、炭化炉1に空気を供給する空気供給口20bを備えても良い。空気供給口20bは、加熱部20の上部に設けられ、加熱部20の下部には設けられない。空気供給口20bは、空気供給口10fと同じ範囲の高さに設けられることが好ましい。これにより、加熱部20と本体部10との間の空間が、空気の供給が多い空間(炭化部10g)と、空気の供給が少ない空間(不燃部10h)と、に分けられる。 The heating unit 20 may be provided with an air supply port 20b for supplying air to the carbonization furnace 1 . The air supply port 20b is provided in the upper part of the heating part 20, and is not provided in the lower part of the heating part 20. As shown in FIG. The air supply port 20b is preferably provided in the same height range as the air supply port 10f. Thereby, the space between the heating part 20 and the main body part 10 is divided into a space with a large amount of air supply (carbonized part 10g) and a space with a small amount of air supply (non-combustible part 10h).

空気供給口20bから炭化部10gに供給される空気は、加熱部20の軸21の内部に設けられた空間を通して炭化炉1の外から送り込まれる。 The air supplied to the carbonization section 10g from the air supply port 20b is sent from outside the carbonization furnace 1 through a space provided inside the shaft 21 of the heating section 20. As shown in FIG.

炭化部10gにおいて、固形分はさらに炭化される。最終的に、固形分は、炭化物と、熱分解ガスと、に分解される。炭化部10gにおける炭化とは、空気を供給しつつ高温を維持して炭化を進行させることを意味する。この炭化は「精錬」や「あやし」とも呼ばれる。生じた熱分解ガスは、内部空間10aを上昇する。 In the carbonized portion 10g, the solid content is further carbonized. Ultimately, the solids are decomposed into carbides and pyrolysis gases. Carbonization in the carbonized portion 10g means that the carbonization progresses by maintaining a high temperature while supplying air. This carbonization is also called 'refining' or 'ayashi'. The generated pyrolysis gas rises in the internal space 10a.

炭化部10gで精錬された炭化物は、炭化部10gの下方の不燃部10hに移動する。不燃部10hに到達した炭化物は、空気の供給が少ない不燃部10hにおいて消火される。 The carbide refined in the carbonization section 10g moves to the non-combustible section 10h below the carbonization section 10g. The carbides that have reached the non-combustible portion 10h are extinguished in the non-combustible portion 10h where the supply of air is small.

加熱部20は、中心軸を軸として回転可能であってもよい。回転することで炭化部10gに均一に空気を供給することができ、炭化の効率、及び炭化物の純度を向上させることができる。加熱部20を回転させる手段は限定されないが、軸21と加熱部20とを連結し、軸21を公知の駆動手段で回転させてもよい。回転速度は、原料の種類、組成、大きさ又は形状等に応じて適宜調節してよい。 The heating unit 20 may be rotatable around the central axis. By rotating, air can be uniformly supplied to the carbonized portion 10g, and the efficiency of carbonization and the purity of the carbonized material can be improved. The means for rotating the heating part 20 is not limited, but the shaft 21 and the heating part 20 may be connected and the shaft 21 may be rotated by a known driving means. The rotation speed may be appropriately adjusted according to the type, composition, size or shape of the raw material.

加熱部20は、底部にテーブル22を備えていてもよい。テーブル22は、円錐台形であることが好ましい。テーブル22は、昇降可能であり、本体部10との間隔を適宜調節することができてもよい。昇降することで、テーブル22と本体部10との間で炭化物を粉砕することができ、炭化物の大きさを適宜調節することができる。テーブル22は、回転可能であってもよい。テーブル22は、加熱部20とは独立して回転可能であってもよい。テーブル22の昇降及び回転の手段は、公知の手段が用いられてもよい。 The heating section 20 may have a table 22 at the bottom. The table 22 is preferably frustoconical. The table 22 can be raised and lowered, and the space between the table 22 and the main body 10 can be adjusted as appropriate. By moving up and down, the carbide can be pulverized between the table 22 and the main body 10, and the size of the carbide can be appropriately adjusted. Table 22 may be rotatable. The table 22 may be rotatable independently of the heating section 20 . Well-known means may be used as means for lifting and rotating the table 22 .

加熱部20は、本体部10の底部より取り外し可能であってもよい。炭化炉1の内部には、主として溶解したシリカが冷却されてなるクリンカーが存在することがある。クリンカーは、炭化炉1の性能を損なう恐れがあるため、定期的に除去される必要がある。加熱部20が取り外し可能であると、クリンカーの除去作業が容易である。加熱部20を本体部10の底部より取り外すための手段は、公知の手段が用いられてもよい。 The heating section 20 may be removable from the bottom of the body section 10 . Inside the carbonization furnace 1, there may be clinker mainly composed of cooled molten silica. Since clinker may impair the performance of the carbonization furnace 1, it needs to be removed periodically. If the heating unit 20 is detachable, the work of removing the clinker is easy. Known means may be used as the means for removing the heating part 20 from the bottom of the main body part 10 .

加熱部20の大きさは、本体部10の大きさに応じて設定される。本体部10の内半径と加熱部20の外半径の差(本体部10の内壁と加熱部20の外壁との間に形成される空間の幅w)は300mm以下であり、好ましくは、200mm以下である。幅wの下限は、特に限定はされないが、50mm以上が好ましい。より好ましくは、100mm以上である。 The size of the heating part 20 is set according to the size of the main body part 10 . The difference between the inner radius of the body portion 10 and the outer radius of the heating portion 20 (the width w of the space formed between the inner wall of the body portion 10 and the outer wall of the heating portion 20) is 300 mm or less, preferably 200 mm or less. is. Although the lower limit of the width w is not particularly limited, it is preferably 50 mm or more. More preferably, it is 100 mm or more.

幅wを小さくすることで、加熱部20から炭化物への熱の伝わり方のムラが抑えられ、均質な炭化物を得ることができる。幅wを小さくしたことによる炭化物の収量の低下は、加熱部20の高さを高くすることで、補うことができる。 By reducing the width w, unevenness in the way heat is conducted from the heating unit 20 to the carbide can be suppressed, and homogeneous carbide can be obtained. A reduction in the yield of carbide due to the reduction in the width w can be compensated for by increasing the height of the heating section 20 .

また、加熱部20を構成する材料は、加熱部の材料として通常用いられる材料を採用できる。材料の例には、ステンレスが含まれる。 Moreover, as a material for forming the heating unit 20, a material that is normally used as a material for the heating unit can be adopted. Examples of materials include stainless steel.

(3)バッフル
図2は、バッフル30を示す平面図であり、図1の線分II-IIにおける矢視断面図である。
(3) Baffle FIG. 2 is a plan view showing the baffle 30 and a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.

バッフル30は、分解燃焼ゾーン10dや炭化部10gから上昇する熱分解ガスの流れを制御する機能を有する。 The baffle 30 has a function of controlling the flow of pyrolysis gas rising from the cracking combustion zone 10d and the carbonization section 10g.

図2に示すように、バッフル30は、本体部10の内壁に沿って全周に亘って設けられた円環状の部材であり、本体部10の中心側の端30aに沿って開口している。炭化炉1においては、バッフル30の本体部10の中心側の端30aは、平面視で加熱部20と接している(図2(a))。又は端30aは、平面視で加熱部20と重なっている(図2(b))。 As shown in FIG. 2, the baffle 30 is an annular member provided along the entire circumference of the inner wall of the main body 10, and is open along an end 30a on the center side of the main body 10. . In the carbonization furnace 1, an end 30a of the baffle 30 on the center side of the body portion 10 is in contact with the heating portion 20 in plan view (Fig. 2(a)). Alternatively, the end 30a overlaps the heating section 20 in plan view (FIG. 2(b)).

(バッフル30の位置)
バッフル30は、設置する高さが固定されていてもよく、設置する高さを変更可能であってもよい。バッフル30は、炭化炉1に投入する原料の種類、組成、大きさ又は形状等に応じて、設置する高さを変更することが好ましい。
(Position of baffle 30)
The baffle 30 may have a fixed installation height, or may be variable in installation height. It is preferable to change the height of the baffle 30 according to the type, composition, size, shape, etc. of the raw material charged into the carbonization furnace 1 .

バッフル30は、加熱部の頂点20aと同じ高さ又は頂点20aより高い位置に設けられる。バッフル30は、本体部10の上面の内壁と加熱部20の頂点20aとの中間面よりも下方に設置することが好ましい。炭化炉1の大きさによるが、例えば、バッフル30の下面の最低部が、加熱部20の頂点20aから上方に0mm以上400mm以下の範囲に位置する。バッフル30と、投入口11との上下の位置関係は限定されない。 The baffle 30 is provided at the same height as the apex 20a of the heating section or at a position higher than the apex 20a. The baffle 30 is preferably installed below an intermediate plane between the inner wall of the upper surface of the main body 10 and the apex 20 a of the heating unit 20 . Although it depends on the size of the carbonization furnace 1 , for example, the lowest portion of the lower surface of the baffle 30 is located above the apex 20 a of the heating section 20 in a range of 0 mm or more and 400 mm or less. The vertical positional relationship between the baffle 30 and the inlet 11 is not limited.

図1に示すように、バッフル30は、上面30m及び下面30nともにxy平面と平行である。 As shown in FIG. 1, the baffle 30 has an upper surface 30m and a lower surface 30n parallel to the xy plane.

バッフル30は、炭化炉1に結合していてもよい。バッフル30は、炭化炉1から取り外し可能であってもよい。 A baffle 30 may be coupled to the carbonization furnace 1 . The baffle 30 may be removable from the carbonization furnace 1 .

バッフル30は、本体部10の内壁に間隔を置いて複数層設けられていてもよい。バッフル30は、本体部10の内壁に一層設けられることが好ましい。 A plurality of baffles 30 may be provided on the inner wall of the main body 10 at intervals. Preferably, the baffle 30 is provided on the inner wall of the main body 10 .

(バッフル30の形状)
バッフル30の、平面視での、本体部10の内壁側の端から本体部10の中心側の端30aまでの距離は、本体部10の内半径よりも短い。
(Shape of baffle 30)
The distance from the end of the baffle 30 on the inner wall side of the body portion 10 to the center side end 30 a of the body portion 10 in plan view is shorter than the inner radius of the body portion 10 .

上述したように、炭化炉で生じた熱分解ガスは、炭化炉内で燃焼されて排ガスとなり、炭化炉1の外に排出される。熱分解ガスの燃焼は、燃焼時間が十分確保できない場合や、燃焼時の酸素が不足する場合に不完全となりやすい。熱分解ガスが不完全燃焼すると、炭化炉1の外に排出される排ガスに黒煙が混ざる不具合が生じる。 As described above, the pyrolysis gas generated in the carbonization furnace is combusted in the carbonization furnace to become exhaust gas, which is discharged out of the carbonization furnace 1 . Combustion of pyrolysis gas tends to be incomplete when sufficient combustion time cannot be secured or when oxygen is insufficient during combustion. When the pyrolysis gas is incompletely combusted, there arises a problem that black smoke is mixed in the exhaust gas discharged out of the carbonization furnace 1 .

炭化炉においては、製造する炭化物の量を増やし、生産性を高めることが求められる。一方、熱分解ガスの生成量は、製造する炭化物の量の増加に伴って増加するため、相対的に燃焼時間が十分確保されにくく酸素量が不足し、上述した不完全燃焼を生じやすくなる。 In a carbonization furnace, it is required to increase the amount of carbide to be produced and improve productivity. On the other hand, since the amount of pyrolysis gas generated increases as the amount of produced carbide increases, it is relatively difficult to secure a sufficient combustion time and the amount of oxygen becomes insufficient, which tends to cause the above-described incomplete combustion.

発明者らは、上記課題に対し鋭意検討した結果、バッフル30を設けることにより熱分解ガスの流れを制御し、熱分解ガスの燃焼を促進することが可能であることを見出し、本発明を完成させた。なお、発明者らは、バッフル30の機能について、以下図3を用いて説明するようなメカニズムを推定しているが、本発明は以下の推定メカニズムには限定されない。 As a result of intensive studies on the above problem, the inventors found that it is possible to control the flow of the pyrolysis gas and promote the combustion of the pyrolysis gas by providing the baffle 30, and completed the present invention. let me In addition, the inventors presume a mechanism for the function of the baffle 30 as described below with reference to FIG. 3, but the present invention is not limited to the following presumed mechanism.

図3は、炭化炉における熱分解ガスの流れを示す断面図である。図3(a)は、バッフルを有さない従来の炭化炉1Xにおける熱分解ガスの流れを示し、図3(b)は本実施形態の炭化炉1における熱分解ガスの流れを示す。図3においては熱分解ガスの流れを矢印で示す。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing the flow of pyrolysis gas in a carbonization furnace. FIG. 3(a) shows the flow of pyrolysis gas in a conventional carbonization furnace 1X without baffles, and FIG. 3(b) shows the flow of pyrolysis gas in the carbonization furnace 1 of this embodiment. In FIG. 3, arrows indicate the flow of pyrolysis gas.

上述したように、分解燃焼ゾーン10d及び炭化部10gで生じる熱分解ガスGは、内部空間10aを上昇しながら燃焼される。ここで図3(a)に示す炭化炉1Xにおいては、熱分解ガスGは上昇を遮られることが無い。そのため、熱分解ガスGの生成量が増えると燃焼時間が十分確保されにくく、熱分解ガスGの燃焼が不完全となるおそれがある。 As described above, the pyrolysis gas G generated in the decomposition combustion zone 10d and the carbonization section 10g is burned while ascending in the internal space 10a. Here, in the carbonization furnace 1X shown in FIG. 3(a), the rise of the pyrolysis gas G is not blocked. Therefore, when the amount of the pyrolysis gas G generated increases, it is difficult to ensure a sufficient combustion time, and the combustion of the pyrolysis gas G may become incomplete.

対して、図3(b)に示す炭化炉1においては、バッフル30が熱分解ガスGの流れを一部遮る。そのため、炭化炉1においては、熱分解ガスGは、一時的にバッフル30の下部で滞留してから、バッフル30の開口部に集約される。また、熱分解ガスは、バッフル30の下部で複雑な気流が生じ、空気とよく攪拌される。 On the other hand, in the carbonization furnace 1 shown in FIG. 3(b), the baffle 30 partially interrupts the flow of the pyrolysis gas G. Therefore, in the carbonization furnace 1 , the pyrolysis gas G temporarily stays below the baffle 30 and then gathers at the opening of the baffle 30 . Further, the pyrolysis gas is well mixed with the air in a complex airflow under the baffle 30 .

これにより、熱分解ガスは、燃焼時に酸素不足となることなく好適に燃焼される。また、熱分解ガスは、開口部に集約されるため、燃焼が促進される。そのため、炭化炉1では、バッフル30の下部での燃焼(すなわち、分解燃焼ゾーン10dでの燃焼)と、二次燃焼ゾーン10eでの燃焼とによって熱分解ガスの燃焼が促進され、黒煙の発生が抑制される。 As a result, the pyrolysis gas is favorably combusted without oxygen deficiency during combustion. In addition, since the pyrolysis gas is concentrated in the opening, combustion is promoted. Therefore, in the carbonization furnace 1, the combustion in the lower part of the baffle 30 (that is, the combustion in the decomposition combustion zone 10d) and the combustion in the secondary combustion zone 10e accelerate the combustion of the pyrolysis gas, generating black smoke. is suppressed.

(変形例)
なお、バッフルの形状は、上述した形状には限らない。図4及び図5は、バッフルの変形例を示す平面図及び断面図である。図4は、バッフルの平面視形状を示す。
(Modification)
In addition, the shape of a baffle is not restricted to the shape mentioned above. 4 and 5 are a plan view and a cross-sectional view showing a modification of the baffle. FIG. 4 shows the plan view shape of the baffle.

図4(a)に示すバッフル31は、本体部10の中心側の端31aに沿って開口し、本体部10の内壁の全周のうち一部を欠いて設けられている。例えば、バッフル31が投入口11よりも下部に設けられる場合、平面視で、バッフル31の切り欠き部分(開口部31b)と、投入口11とが、周方向において重なる配置とすると、バッフル31の上面への原料の堆積を抑制できるという効果が得られる。切り欠き部分とは、バッフルが本体部10の内壁の全周に設けられた場合と比較して、バッフルが欠損している部分(すなわち、開口部)をいう。 The baffle 31 shown in FIG. 4( a ) opens along the center side edge 31 a of the main body 10 and is provided with a part of the inner wall of the inner wall of the main body 10 missing. For example, when the baffle 31 is provided below the input port 11, when the notch portion (opening 31b) of the baffle 31 and the input port 11 overlap in the circumferential direction in plan view, the baffle 31 It is possible to obtain the effect of suppressing deposition of the raw material on the upper surface. The notch portion refers to a portion (that is, an opening) where the baffle is missing compared to the case where the baffle is provided on the entire circumference of the inner wall of the main body portion 10 .

上記効果は、図4(b)に示すバッフル32でも得られる。バッフル32は、本体部10の中心側の端32aに沿って開口し、本体部10の内壁の全周に設けられているが、バッフル32の一部が本体部10の内壁側に凹み、開口部32bを形成している。このようなバッフル32においても、平面視でバッフル32の開口部32bと、投入口11とが、周方向において重なる配置とすることで、バッフル32の上面への原料の堆積を抑制できる。 The above effect can also be obtained with the baffle 32 shown in FIG. 4(b). The baffle 32 opens along an edge 32a on the center side of the main body 10 and is provided along the entire circumference of the inner wall of the main body 10. forming a portion 32b. In such a baffle 32 as well, deposition of the raw material on the upper surface of the baffle 32 can be suppressed by arranging the opening 32b of the baffle 32 and the inlet 11 to overlap in the circumferential direction in plan view.

上記効果は、図4(c)に示すバッフル33でも得られる。バッフル33は、本体部10の中心側の端33aに沿って開口し、本体部10の内壁の全周に設けられているが、バッフル33の一部が本体部10の内壁から離間し、開口部33bを形成している。すなわち、バッフル33においては、端33aに囲まれる開口部と開口部33bが実質的に接続しておらず、バッフル33で隔てられている。このようなバッフル33においても、平面視でバッフル33の開口部33bと、投入口11とが、周方向において重なる配置とすることで、バッフル33の上面への原料の堆積を抑制できる。 The above effect can also be obtained with the baffle 33 shown in FIG. 4(c). The baffle 33 opens along an edge 33a on the center side of the main body 10 and is provided along the entire circumference of the inner wall of the main body 10. It forms a portion 33b. That is, in the baffle 33, the opening surrounded by the edge 33a and the opening 33b are not substantially connected and are separated by the baffle 33. As shown in FIG. In such a baffle 33 as well, deposition of the raw material on the upper surface of the baffle 33 can be suppressed by arranging the opening 33b of the baffle 33 and the inlet 11 to overlap in the circumferential direction in plan view.

バッフルは、複数の部材から構成されていてもよい。図4(d)に示す、バッフル34は、複数のバッフル片341、342、343、344、345、346が本体部10の内壁の周方向に沿って、隙間なく連結されて形成される。バッフル34は、本体部10の中心側の端34aに沿って開口している。 The baffle may be composed of multiple members. The baffle 34 shown in FIG. 4D is formed by connecting a plurality of baffle pieces 341, 342, 343, 344, 345, and 346 along the circumferential direction of the inner wall of the main body 10 without gaps. The baffle 34 opens along an edge 34a on the center side of the main body 10 .

また、図4(e)に示すバッフル35は、複数のバッフル片351、352、353、354、355、356が本体部10の内壁の周方向に沿って、隣り合うバッフル片同士が離間して形成される。バッフル35は、本体部10の中心側の端35aに沿って開口している。 The baffle 35 shown in FIG. 4E has a plurality of baffle pieces 351, 352, 353, 354, 355, and 356 along the circumferential direction of the inner wall of the main body 10, and adjacent baffle pieces are separated from each other. It is formed. The baffle 35 opens along an edge 35a on the center side of the main body 10 .

バッフル34、35のような構成の場合、炭化炉1の使用中にバッフルの一部が破損したとしても、破損個所を含むバッフル片を交換することで補修できるため、維持管理が容易である。 In the case of the configuration of the baffles 34 and 35, even if a part of the baffle is damaged during use of the carbonization furnace 1, it can be repaired by replacing the baffle piece including the damaged part, so maintenance is easy.

また、上述したバッフル30、31、32、33、34、35の開口部の形状が平面視円形であることとしたが、これに限らない。開口部の形状は、例えば多角形状であってもよい。 In addition, although the shape of the openings of the baffles 30, 31, 32, 33, 34, and 35 described above is circular in plan view, the shape is not limited to this. The shape of the opening may be polygonal, for example.

図5はバッフルの断面視形状を示す。図5(a)に示すバッフル37は、本体部10の中心側の端37aが上方に持ち上がり、バッフルの上面37m及び下面37nのいずれもが、xy平面に対して交差している。 FIG. 5 shows the cross-sectional shape of the baffle. In the baffle 37 shown in FIG. 5(a), the end 37a on the center side of the main body 10 is lifted upward, and both the upper surface 37m and the lower surface 37n of the baffle intersect the xy plane.

図5(b)に示すバッフル38は、上面38mがxy平面と平行であり、下面38nがxy平面に対して交差している。本体部10の中心側の端38aに囲まれる開口部は、上面38mと平行である。 The baffle 38 shown in FIG. 5B has an upper surface 38m parallel to the xy plane and a lower surface 38n intersects the xy plane. The opening surrounded by the edge 38a on the center side of the main body 10 is parallel to the upper surface 38m.

図5(c)に示すバッフル39は、上面39mがxy平面と平行であり、下面39nが下方に凸となる湾曲面である。本体部10の中心側の端39aに囲まれる開口部は、上面39mと平行である。 The baffle 39 shown in FIG. 5C is a curved surface with an upper surface 39m parallel to the xy plane and a lower surface 39n convex downward. The opening surrounded by the edge 39a on the center side of the main body 10 is parallel to the upper surface 39m.

図5(a)~(c)のように、バッフルの下面がxy平面に対して交差する、又は下面が下方に凸となる湾曲面であることで、熱分解ガスはバッフルの下面(すなわち、分解燃焼ゾーン10d)に滞留し続けることなく、内部空間10aを上昇するという効果が得られる。 As shown in FIGS. 5A to 5C, the lower surface of the baffle intersects with the xy plane, or the lower surface is a curved surface that is downwardly convex, so that the pyrolysis gas is released from the lower surface of the baffle (ie, The effect is to ascend the interior space 10a without staying in the cracking combustion zone 10d).

バッフル30を構成する材料は、公知の材料であればよい。材料は、不定形耐火物であることが好ましい。材料は、耐火コンクリートであることがさらに好ましい。耐火コンクリートは、型枠に流し込まれて成形されることが好ましい。 The material constituting the baffle 30 may be any known material. The material is preferably a monolithic refractory. More preferably, the material is refractory concrete. The refractory concrete is preferably cast into a mold and shaped.

<ガス化システム>
炭化炉1を用いて製造された炭化物、及び炭化炉1から排出される排ガスは、次いで改質炉に供給されてもよい。改質炉とは、高温高圧化で炭化物と過熱蒸気とを反応させて、水性ガス及び活性炭を得る構造物である。本発明の一つの態様として、炭化炉と改質炉と、を備えたガス化システムを提供する。
<Gasification system>
The carbide produced using the carbonization furnace 1 and the exhaust gas discharged from the carbonization furnace 1 may then be supplied to a reformer. A reformer is a structure that reacts carbides and superheated steam at high temperature and pressure to obtain water gas and activated carbon. One aspect of the present invention provides a gasification system comprising a carbonization furnace and a reformer.

図6は、ガス化システムの実施形態を示すブロック図である。図6に示す矢印は、各工程での物質の流れを表している。図6に示すように、本実施形態のガス化システム400は、乾燥機401と、炭化炉1と、改質炉402と、第一サイクロン403と、第二サイクロン404と、過熱器405と、第一熱交換器406と、第二熱交換器407と、第三熱交換器408と、バグフィルタ409と、ガスタンク410と、を備える。 Figure 6 is a block diagram illustrating an embodiment of a gasification system. The arrows shown in FIG. 6 represent the flow of substances in each step. As shown in FIG. 6, the gasification system 400 of this embodiment includes a dryer 401, a carbonization furnace 1, a reforming furnace 402, a first cyclone 403, a second cyclone 404, a superheater 405, A first heat exchanger 406 , a second heat exchanger 407 , a third heat exchanger 408 , a bag filter 409 and a gas tank 410 are provided.

乾燥機401は、高温の空気A1を乾燥用熱源として、原料から水分を除去する。乾燥機401に投入する原料の含水量は、50質量%以下であることが好ましい。乾燥機401で乾燥後の原料の含水量は、10質量%以上20質量%以下であることが好ましい。より好ましくは、15質量%以上20質量%以下である。 The dryer 401 removes moisture from the raw material using high-temperature air A1 as a heat source for drying. It is preferable that the water content of the raw material put into the dryer 401 is 50% by mass or less. It is preferable that the water content of the raw material after drying by the dryer 401 is 10% by mass or more and 20% by mass or less. More preferably, it is 15% by mass or more and 20% by mass or less.

炭化炉1は、乾燥された原料から炭化物と熱分解ガスとを生成する。燃焼して処理された熱分解ガスを排ガスE1と呼ぶ。 A carbonization furnace 1 produces a carbide and a pyrolysis gas from dried raw materials. The pyrolysis gas that has been combusted and processed is called exhaust gas E1.

改質炉402は、炭化炉1で製造した炭化物と、過熱蒸気V2とを反応させて水性ガスG1及び活性炭を生成する。また、改質炉402には、熱源として排ガスE1が導入される。改質炉402は、排ガスE1から温度が低下した排ガスE2を排出する。 The reforming furnace 402 reacts the carbide produced in the carbonization furnace 1 with the superheated steam V2 to produce water gas G1 and activated carbon. Further, the exhaust gas E1 is introduced into the reforming furnace 402 as a heat source. The reforming furnace 402 discharges an exhaust gas E2 whose temperature has been lowered from the exhaust gas E1.

第一サイクロン403は、水性ガスG1に含まれる微粉炭や塵を除去し、水性ガスG2とする。第二サイクロン404は、改質炉402から排出された排ガスE2に含まれる不純物を除去し、排ガスE3とする。 The first cyclone 403 removes pulverized coal and dust contained in the water gas G1 to obtain water gas G2. The second cyclone 404 removes impurities contained in the exhaust gas E2 discharged from the reforming furnace 402 to obtain an exhaust gas E3.

過熱器405は、水蒸気V1を、排ガスE3と熱交換させて加熱し、過熱蒸気V2を生成する。一方、排ガスE3は、水蒸気V1を加熱することにより熱交換されて、排ガスE4となる。 The superheater 405 heats the steam V1 by exchanging heat with the exhaust gas E3 to generate superheated steam V2. On the other hand, the exhaust gas E3 is heat-exchanged by heating the water vapor V1 to become the exhaust gas E4.

第一熱交換器406は、水性ガスG2から水性ガスG3を生成する。第一熱交換器406は、水性ガスG2と水とが直接接することなく、水性ガスG2よりも温度の低い流体へ熱を移動させることにより水性ガスG2を冷却する、いわゆる乾式の熱交換器である。 The first heat exchanger 406 produces water gas G3 from water gas G2. The first heat exchanger 406 is a so-called dry heat exchanger that cools the water gas G2 by transferring heat to a fluid with a temperature lower than that of the water gas G2 without direct contact between the water gas G2 and water. be.

第二熱交換器407は、空気A0を、排ガスE4と熱交換させて加熱し、高温の空気A1を生成する。一方、排ガスE4は、空気A0を加熱することにより熱交換されて、排ガスE5となり、外部に排出される。 The second heat exchanger 407 heats the air A0 by exchanging heat with the exhaust gas E4 to generate high-temperature air A1. On the other hand, the exhaust gas E4 is heat-exchanged by heating the air A0, becomes the exhaust gas E5, and is discharged to the outside.

第三熱交換器408は、水W1を、高温の空気A1の一部と熱交換させて加熱し、水蒸気V1を生成する。 The third heat exchanger 408 heats the water W1 by exchanging heat with a portion of the hot air A1 to generate water vapor V1.

バグフィルタ409は、水性ガスG3に含まれる微細な活性炭を捕集し、水性ガスG4とする。 The bag filter 409 collects the fine activated carbon contained in the water gas G3 and converts it into water gas G4.

ガスタンク410は、水性ガスG4を貯蔵する。 Gas tank 410 stores water gas G4.

本実施形態の炭化炉及びガス化システムは、熱分解ガスの燃焼に優れるため、炭化炉及びガス化システムとして有用である。 The carbonization furnace and gasification system of the present embodiment are useful as a carbonization furnace and a gasification system because they are excellent in combustion of pyrolysis gas.

以上のような構成の炭化炉1によれば、炭化の過程で生じる熱分解ガスの燃焼を促進させ、排出される排ガスに黒煙が混入する不具合を抑制できる。 According to the carbonization furnace 1 configured as described above, it is possible to promote the combustion of pyrolysis gas generated in the process of carbonization, and to suppress the problem of black smoke being mixed in the discharged exhaust gas.

また、以上のような構成のガス化システム400によれば、本ガス化システムは、上記炭化炉1及び排ガスを有効利用したガス化システムとなる。 Further, according to the gasification system 400 configured as described above, the gasification system effectively utilizes the carbonization furnace 1 and exhaust gas.

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計、仕様等に基づき種々変更可能である。 Although the preferred embodiments according to the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. The various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above examples are merely examples, and can be variously changed based on design, specifications, etc., without departing from the gist of the present invention.

1:炭化炉、10:本体部、11:投入口、12:取出口、13:着火部、14:排気口、10a:内部空間、10b:空気供給口、101b:ファン、10c:空気供給口、101c:ファン、10d:分解燃焼ゾーン、10e:二次燃焼ゾーン、10f:空気供給口、101f:ファン、10g:炭化部、10h:不燃部、w:空間の幅、20:加熱部、21:軸、22:テーブル、20a:頂点、20b:空気供給口、30~39:バッフル、30a~39a:端、G:熱分解ガス、31b~33b:バッフルの開口部、30m、37m~39m:上面、30n、37n~39n:下面、400:ガス化システム、401:乾燥機、402:改質炉、403:第一サイクロン、404:第二サイクロン、405:過熱器、406:第一熱交換器、407:第二熱交換器、408:第三熱交換器、409:バグフィルタ、410:ガスタンク、E1~E5:排ガス、V1:水蒸気、V2:過熱蒸気、G1~G4:水性ガス、A0:空気、A1:高温の空気、W1:水 1: carbonization furnace, 10: main body, 11: inlet, 12: outlet, 13: ignition part, 14: exhaust port, 10a: internal space, 10b: air supply port, 101b: fan, 10c: air supply port , 101c: fan, 10d: decomposition combustion zone, 10e: secondary combustion zone, 10f: air supply port, 101f: fan, 10g: carbonized portion, 10h: non-combustible portion, w: width of space, 20: heating portion, 21 : axis, 22: table, 20a: top, 20b: air supply port, 30-39: baffle, 30a-39a: end, G: pyrolysis gas, 31b-33b: opening of baffle, 30m, 37m-39m: Upper surface, 30n, 37n to 39n: Lower surface, 400: Gasification system, 401: Dryer, 402: Reforming furnace, 403: First cyclone, 404: Second cyclone, 405: Superheater, 406: First heat exchanger vessel, 407: second heat exchanger, 408: third heat exchanger, 409: bag filter, 410: gas tank, E1 to E5: exhaust gas, V1: water vapor, V2: superheated steam, G1 to G4: water gas, A0 : air, A1: hot air, W1: water

Claims (8)

鉛直方向に延在し内部空間を有する円筒状の本体部と、
前記内部空間の下方に設けられた加熱部と、
前記本体部の内壁に設けられたバッフルと、を備え、
前記加熱部は、上端が閉じた円筒状の部材であり、前記本体部と同軸に配置され、
前記バッフルは、前記加熱部の頂点と同じ高さ又は前記頂点より高い位置に設けられ、前記バッフルの内壁側の端から前記本体部の中心側の端までの距離は、前記本体部の内半径よりも短く、前記バッフルの前記中心側の端は平面視で前記加熱部と接している、又は重なっている炭化炉。
a cylindrical main body extending vertically and having an internal space;
a heating unit provided below the internal space;
A baffle provided on the inner wall of the main body,
The heating unit is a cylindrical member with a closed upper end, and is arranged coaxially with the main body,
The baffle is provided at the same height as or higher than the apex of the heating section, and the distance from the end of the baffle on the inner wall side to the end on the center side of the main body is equal to the inner radius of the main body. and the end of the baffle on the center side is in contact with or overlaps with the heating part in plan view.
前記本体部の内半径と前記加熱部の外半径の差が300mm以下である、請求項1に記載の炭化炉。 2. The carbonization furnace according to claim 1, wherein the difference between the inner radius of said body portion and the outer radius of said heating portion is 300 mm or less. 前記バッフルは、前記内壁に設置する高さを変更可能である、請求項1又は2に記載の炭化炉。 3. The carbonization furnace according to claim 1, wherein said baffle can change the height installed on said inner wall. 前記バッフルが、前記内壁の全周に亘って設けられている、請求項1から3のいずれか一項に記載の炭化炉。 The carbonization furnace according to any one of claims 1 to 3, wherein the baffle is provided along the entire circumference of the inner wall. 前記バッフルが、平面視で円環状である、請求項4に記載の炭化炉。 5. The carbonization furnace of claim 4, wherein the baffle is annular in plan view. 前記本体部は、側壁に原料を投入する投入口を有し、
前記投入口は、前記バッフルよりも上方に設けられ、
前記バッフルは、前記内壁の全周の一部に切り欠き部分を有し、
前記内壁の周方向において、前記切り欠き部分の位置と前記投入口の位置とが重なっている、請求項1から3のいずれか一項に記載の炭化炉。
The main body has an inlet for introducing raw materials into the side wall,
The inlet is provided above the baffle,
The baffle has a notch portion on a part of the entire circumference of the inner wall,
4. The carbonization furnace according to any one of claims 1 to 3, wherein a position of the cutout portion and a position of the inlet overlap in the circumferential direction of the inner wall.
着火部を備え、
前記着火部は、前記加熱部の頂点よりも高い位置に設けられる、請求項1から6のいずれか一項に記載の炭化炉。
Equipped with an ignition part,
The carbonization furnace according to any one of claims 1 to 6, wherein the ignition section is provided at a position higher than the top of the heating section.
請求項1から7のいずれか一項に記載の前記炭化炉と、
前記炭化炉において製造された炭化物と過熱蒸気とから水性ガス及び活性炭を得る改質炉と、を備えるガス化システム。
The carbonization furnace according to any one of claims 1 to 7;
a reformer furnace for obtaining water gas and activated carbon from the charcoal produced in the carbonization furnace and the superheated steam.
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