JP3110785U - 賦活炉 - Google Patents

Abstract

【課題】賦活処理に際して、炭化物から生じるタールなどの油分や微粒子成分を確実に酸化・燃焼させて、排気が黒煙状となることを防止する。
【解決手段】加熱処理用の炉内空間(５)を取り囲む炉壁(２)と、炭化物(９)を収容して炉内空間(５)に配置される収容容器(６)と、収容容器(６)内に賦活用ガスを供給する賦活ガス供給配管(11)とを備える。炉壁(２)に排気出口(13)と噴出口(15)とを炉内空間(５)に臨ませて開口する。排気出口(13)に排気路(14)を連通連結し、噴出口(15)にバーナー(16)を接続する。収容容器(６)に、収容容器(６)の内部と外部とを連通する連通孔(10)を透設する。炉壁(２)に酸素供給口(17)を炉内空間(５)に臨ませて開口する。この酸素供給口(17)に酸素供給源(19)を接続する。
【選択図】 図１

Description

本考案は乾留炉で回収された乾留チャーなどの炭化物を、還元雰囲気下で加熱することにより賦活する賦活炉に関し、さらに詳しくは、賦活処理に際して炭化物から生じるタールなどの油分や微粒子成分を確実に酸化・燃焼させて、排気が黒煙状となることを防止した賦活炉に関する。

廃タイヤ等のゴム製品廃棄物の発生量は年々急激に増加しており、これらは焼却すると黒煙や有毒ガス、悪臭等を発生し環境汚染を引き起こす虞がある。
近年、環境汚染を引き起こすこと無くこれらの廃棄物を再資源化する処理方法が多く研究されており、そのひとつに、これらの廃棄物に含まれる有機固形物を乾留炉にて分解させ、炭化物(乾留チャーともいう。)と生成ガスとを回収し、この炭化物を還元雰囲気で加熱と過熱水蒸気の添加とにより賦活させて、活性炭を得る方式が開発されている。

従来、上記の賦活処理を行う賦活炉には、加熱処理用の炉内空間を取り囲む炉壁と、乾留チャーの集合物からなる炭化物を収容して上記の炉内空間に配置される収容容器と、この収容容器内に賦活用ガスを供給する賦活ガス供給配管とを備えたものがある(例えば、特許文献１参照)。

上記の炉壁には排気出口と噴出口とが炉内空間に臨ませて開口してあり、この排気出口に排気路を連通連結し、噴出口にバーナー等の燃焼装置からなる高温ガス発生源を接続してある。炉内空間にはこの噴出口から高温ガスが噴出されて、上記の収容容器とその内部の炭化物が加熱され、その排気が炉内空間から上記の排気出口と排気路を順に経て屋外などへ排出される。

上記の収容容器内には、上記の賦活ガス供給配管から窒素ガスや水蒸気などの賦活用ガスが供給され、これにより収容容器内の炭化物は、還元雰囲気下で流動するとともに上記の加熱により効率よく賦活される。この賦活処理とともに乾留チャーに含まれるタールなどの油分が発生するが、収容容器には収容容器の内外を連通する連通孔が透設してあり、上記の油分は賦活用ガスとともに、この噴出孔から収容容器の周囲の炉内空間へ排出される。この油分は上記の炉内空間で高温ガスにより酸化・分解されて脱臭され、排気として前記の排気出口から排気路へ排出される。

特開２００３−２１３０３３号公報

上記の従来技術では、収容容器内の炭化物が上記の賦活用ガスにより流動して効率よく賦活され、良質の活性炭が得られる。しかしながらこの従来技術では、上記の流動に伴って炭化物の微粒子成分が上記の連通孔から炉内空間に排出される場合があり、この微粒子成分が十分に燃焼されずに排気に混入すると、この排気が黒煙状となって環境を汚損する虞がある。このため、上記の排気路にこの微粒子成分を除去するフィルタ装置などの除去設備を設ける必要があり、高価につくうえ、微粒子の除去処理など、この除去設備のメンテナンスが煩雑となる問題がある。

本考案の技術的課題は上記の問題点を解消し、賦活処理に際して炭化物から生じるタールなどの油分や微粒子成分を確実に燃焼させ、排気が黒煙状となることを防止した、賦活炉を提供することにある。

本考案は上記の課題を解決するために、例えば、本考案の実施の形態を示す図１と図２に基づいて説明すると、次のように構成したものである。
即ち、本考案は賦活炉に関し、加熱処理用の炉内空間(５)を取り囲む炉壁(２)と、炭化物(９)を収容して上記の炉内空間(５)に配置される収容容器(６)と、この収容容器(６)内に賦活用ガスを供給する賦活ガス供給配管(11)とを備え、上記の炉壁(２)に排気出口(13)と噴出口(15)とを炉内空間(５)に臨ませて開口し、上記の排気出口(13)に排気路(14)を連通連結するとともに、上記の噴出口(15)に高温ガス発生源(16)を接続し、上記の収容容器(６)に、この収容容器(６)の内部と外部とを連通する連通孔(10)を透設した賦活炉であって、上記の炉壁(２)に酸素供給口(17)を炉内空間(５)に臨ませて開口して、この酸素供給口(17)に酸素供給源(19)を接続したことを特徴とする。

収容容器内の炭化物は、賦活ガス供給配管からの賦活用ガスにより還元雰囲気下で流動しながら、この賦活用ガスや噴出口から供給される高温ガスで加熱されて賦活される。この賦活処理により上記の炭化物から発生した油分や微粒子成分は、収容容器に透設した上記の連通孔から賦活用ガスとともに周囲の炉内空間へ排出される。この炉内空間には、上記の酸素供給源から酸素供給口を経て空気等の酸素含有気体が供給されており、この十分な酸素と上記の高温ガスによる加熱で、上記の油分は確実に酸化・分解されて脱臭され、上記の微粒子成分は確実に燃焼される。

上記の酸素供給口は、炉内空間の任意の位置に臨ませて開口してもよいが、上記の連通孔の高さ位置から上記の排気出口の高さ位置までの間に開口すると、連通孔から排出された微粒子成分や油分が、この酸素供給口から供給された酸素含有気体と炉内空間内で十分に混合して酸化・燃焼したのち、上記の排気出口から排気路へ排出されるので、より好ましい。なおこの場合、この酸素供給口の開口位置は、連通孔や排気出口と略同等の高さ位置であってもよい。

上記の収容容器は炭化物を収容しているため、通常、上記の連通孔は収容容器の上部に形成される。従って、上記の排気出口を炉壁の下部に開口すると、上記の酸素供給口を炉壁の上下方向中間部に開口することで、この酸素供給口を排気出口と連通孔との間に容易に開口でき、炉内空間で微粒子成分等を十分に燃焼できるので、より好ましい。

上記の炉壁が、固定配置された炉床部とこの炉床部の上面に着脱可能に載置される本体部とからなり、上記の排気出口をこの炉床部に開口した場合には、炉内空間からの高温の排気を案内する排気路が固定設備である炉床部に接続されるので、本体部の移動して賦活炉を開閉する際、この排気路を移動させる必要がなく、より好ましい。

また、上記の酸素供給口からの酸素含有気体の噴出方向は、上記の収容容器の周囲に形成される炉内空間に対して略接線方向に設定すると、炉内空間の雰囲気が収容容器の周囲を旋回するので、上記の酸素含有気体と収容容器の連通孔から排出された微粒子成分や油分とが良好に混合され、確実に酸化・燃焼されるので、より好ましい。

本考案は上記のように構成され作用することから、次の効果を奏する。

収容容器内の炭化物は、賦活用ガスにより流動しながら加熱されるので、良好に賦活され、良質の活性炭を得ることができる。しかも、上記の炭化物から発生して収容容器から排出された油分や微粒子成分は、炉内空間に供給される酸素含有気体と高温ガスによる加熱で確実に分解・脱臭され、酸化・燃焼されることから、排気に微粒子成分が未燃状態のまま混入することが低減され、排気が黒煙状となることが防止される。

以下、本考案の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１と図２は本考案の実施形態を示し、図１は賦活炉の概略構成を示す断面図、図２は図１のII−II線矢視断面図である。

図１に示すように、この賦活炉(１)の炉壁(２)は、固定配置された平板状の炉床部(３)と、縦断面が略逆Ｕ字形の筒状本体部(４)とからなる。この本体部(４)は炉床部(３)の上面に着脱可能に配置され、この炉壁(２)により取り囲まれた内部に、加熱処理用の炉内空間(５)が形成される。

上記の炉内空間(５)には、有底筒状の収容容器であるレトルト(６)が、支持部材(７)により炉床部(３)から所定距離を隔てて載置されており、その上部開口が容器蓋(８)で密閉してある。このレトルト(６)内には、図外の乾留炉から回収された乾留チャーの集合物である炭化物(９)が収容してある。このレトルト(６)の容器壁(6a)の上寄り部には、このレトルト(６)の内部と外部とを連通する連通孔(10)が複数透設してある。
なお、この実施形態では上記の連通孔(10)を容器壁(6a)に透設したが、本考案ではこの連通孔(10)を上記の容器蓋(８)に透設してもよい。

上記の本体部(４)の上面と上記の容器蓋(８)とには、賦活ガス供給配管(11)が上下に貫通させて付設してある。この賦活ガス供給配管(11)の先端部(12)には、図示しないが少なくとも１つ以上の噴出孔が穿設してあり、この先端部(12)が上記の炭化物(９)内に位置させてある。この賦活ガス供給配管(11)は、便宜上直管で図示してあるが、上記のレトルト(６)内に位置する部分は、例えば櫛状の分岐管形状にして各分岐管の先端部に噴出孔を穿設するのが好ましく、これによりこの賦活ガス供給配管(11)からレトルト(６)内に賦活用ガスを供給した際、レトルト(６)内の炭化物(９)を良好に流動させることができる。

上記の炉壁(２)のうち固定設備である炉床部(３)には、平面視で略中央に排気出口(13)が炉内空間(５)に臨ませて開口してあり、この排気出口(13)に排気路(14)が連通連結してある。また、上記の炉壁(２)のうちの本体部(４)の周側部には、複数の噴出口(15)が炉内空間(５)に臨ませて形成してある。各噴出口(15)には、それぞれ高温ガス発生源であるバーナー(16)が接続してある。図２に示すように、この噴出口(15)から供給される高温ガス(Ｈ)の噴出方向は、上記のレトルト(６)の周囲の炉内空間(５)に対して、接線方向となるように設定してある。
なお、この実施形態では各噴出口(15)にそれぞれバーナー(16)を付設したが、本考案では他の高温ガス発生源を用いてもよく、これらの高温ガス発生源は、高温ガス供給路を介して上記の噴出口(15)に接続してもよい。

上記の炉壁(２)の本体部(４)には、上下方向中間部、即ち、上記の連通孔(10)の高さ位置と上記の排気出口(13)の高さ位置との間に、酸素供給口(17)が炉内空間(５)に臨ませて開口してある。この酸素供給口(17)には、酸素供給路(18)を介して送風機などの酸素供給源(19)が接続してある。図２に示すように、この酸素供給口(17)からの噴出方向は、前記の噴出口(15)と同様、上記のレトルト(６)の周囲に形成される炉内空間(５)に対して略接線方向に設定してある。
なお、この実施形態では酸素供給源(19)を酸素供給口(17)に酸素供給路(18)を介して接続したが、本考案では各酸素供給口(17)にそれぞれ送風機などの酸素供給源を直接に付設することも可能である。

次に、上記の賦活炉を用いて、炭化物を賦活する手順について説明する。
最初に、上記の炉壁(２)のうち、本体部(４)をクレーン等で持ち上げ、炉内空間(５)を開放しておく。そして乾留炉から回収された乾留チャーの集合物である炭化物(９)をレトルト(６)に収容し、このレトルト(６)を支持部材(７)で炉床部(３)上に配置し、上記の本体部(４)を降下させて炉内空間(５)を密封する。このとき、上記の本体部(４)とレトルト(６)の容器蓋(８)とは賦活ガス供給配管(11)を介して連結してあるので、本体部(４)を炉床部(３)上に載置するとともに、レトルト(６)の上部開口がこの容器蓋(８)により密閉され、賦活ガス供給配管(11)の先端部(12)が上記の炭化物(９)中に挿入されて、図１に示す状態にされる。なお、この賦活ガス供給配管(11)の先端部(12)は、炭化物(９)中へ挿入し易いように鋭角状に形成しておくと好ましい。

次に、上記のバーナー(16)から供給される高温ガス(Ｈ)が上記の噴出口(15)から噴出され、炉内空間(５)でレトルト(６)の周囲を旋回する火炎が形成される。この高温ガス(Ｈ)からなる旋回火炎により、炉内空間(５)とレトルト(６)及びその内部の炭化物(９)とが、例えば８００〜９００℃に加熱される。

さらにこの炉内空間(５)には、図２に示すように、上記の酸素供給口(17)から酸素含有気体である空気(Ａ)が上記の旋回火炎と同じ方向に、即ち、炉内空間(５)でレトルト(６)の周囲を旋回する方向に吹出され、上記の旋回火炎に混合される。この空気(Ａ)と上記の高温ガス(Ｈ)との混合物は、排気となって、炉床部(３)に形成された前記の排気出口(13)から排気路(14)を経て屋外等へ排出される。

一方、レトルト(６)には上記の賦活ガス供給配管(11)から窒素ガスが供給されて内部が窒素置換により還元雰囲気にされ、その後、この賦活ガス供給配管(11)から賦活用ガスとして水蒸気が供給される。この水蒸気は上記の高温ガス(Ｈ)により加熱され、炭化物(９)と十分に接触したのち、前記の連通孔(10)から周囲の炉内空間(５)へ排出され、上記の排気に混合されて排気出口(13)から排気路(14)へ排出される。一方、レトルト(６)内の上記の炭化物(９)は、この窒素ガスと過熱水蒸気により流動しながら均一に加熱され、この流動と加熱により還元雰囲気下で良好に賦活される。

上記の賦活ガス供給配管(11)から供給される賦活用ガスと、噴出口(15)から供給される高温ガス(Ｈ)と、酸素供給口(17)から供給される空気(Ａ)の、各供給量や供給圧力、及び上記の排気出口(13)からの排気量は、上記のレトルト(６)内の圧力が周囲の炉内空間(５)よりも高圧となるように、それぞれ設定される。この結果、炉内空間(５)の酸素に富む旋回火炎は上記の連通孔(10)からレトルト(６)内に流入することはなく、レトルト(６)内は酸素の無い還元雰囲気に維持される。

上記の賦活処理により、上記の炭化物(９)からはタールなどの油分や炭化物の微粒子成分が生じて上記の賦活用ガスに混入し、この賦活用ガスとともに上記の連通孔(10)から周囲の炉内空間(５)へ排出される。この炉内空間(５)に排出された賦活用ガスは、空気を含む高温の旋回火炎と良好に混合されるので、この賦活用ガス中の上記の油分や微粒子成分は、この旋回火炎に含まれる酸素と反応して酸化・燃焼し、或いは旋回火炎の高温により分解され脱臭される。なお、上記の酸素供給口(17)から供給される空気(Ａ)は、上記の油分や微粒子成分が確実に酸化・燃焼するための必要量以上に設定される。但し、この空気(Ａ)の供給量は、多くするほど上記の高温ガス(Ｈ)による加熱効率が低下するので、過剰に多量とならないように設定される。

上記の油分や微粒子成分は、炉内空間(５)内で十分に酸化・燃焼され、分解・脱臭されるので、これらの酸化物や分解物を含む上記の排気は、黒煙状になることなく上記の排気出口(13)から排気路(14)を経て屋外などへ排出される。

上記の賦活処理を終了した直後のレトルト(６)内の炭化物(９)は、高温の熱が蓄積されているので、賦活炉(１)内で所定時間放置して冷却されたのち、冷却炉または大気中で冷却され、その後レトルト(６)から良質の活性炭として取り出される。

なお、上記の実施形態で説明した賦活炉は、本考案の技術的思想を具体化するために例示したものであって、炉壁や収容容器、高温ガス発生源、酸素供給源、賦活ガス供給配管などの形状、構造等や、噴出口、酸素供給口、連通孔、排気出口の形状や形成位置等を、これらの実施形態のものに限定するものではなく、本考案の実用新案登録請求の範囲内において種々の変更を加え得るものである。また、賦活処理の対象とする炭化物は廃タイヤからの乾留チャーだけでなく、ベルトコンベアなど他のゴム組成物からの乾留チャーであってもよく、さらに、賦活用ガスは窒素ガスや水蒸気に限定されず、目的とする活性炭の生成に応じて種々のガスを１種または２種以上組み合わせて使用してもよい。

例えば、上記の実施形態では排気出口を炉床部に開口したが、炉壁のうちの本体部に開口してもよく、この場合、本体部の上寄り部や上面に開口することも可能である。但し、この排気出口を炉壁の上部に開口した場合は、上記の酸素供給口を上記の連通孔と同じかこれよりも高い位置に開口するのが好ましい。

本考案の賦活炉は、賦活処理に際して炭化物から生じるタールなどの油分や微粒子成分を確実に酸化・燃焼させて、排気が黒煙状となることを防止できるので、廃タイヤなどのゴム組成物の乾留チャーから活性炭を得るための賦活に特に好適であるが、他の炭化物の賦活にも好適に利用される。

本考案の実施形態の、賦活炉の概略構成を示す断面図である。 図１のII−II線矢視断面図である。

符号の説明

１…賦活炉
２…炉壁
３…炉床部
４…本体部
５…炉内空間
６…収容容器(レトルト)
９…炭化物
10…連通孔
11…賦活ガス供給配管
13…排気出口
14…排気路
15…噴出口
16…高温ガス発生源(バーナー)
17…酸素供給口
19…酸素供給源
Ａ…酸素含有気体(空気)

Claims (5)

1. 加熱処理用の炉内空間(５)を取り囲む炉壁(２)と、炭化物(９)を収容して上記の炉内空間(５)に配置される収容容器(６)と、この収容容器(６)内に賦活用ガスを供給する賦活ガス供給配管(11)とを備え、
   上記の炉壁(２)に排気出口(13)と噴出口(15)とを炉内空間(５)に臨ませて開口し、
   上記の排気出口(13)に排気路(14)を連通連結するとともに、上記の噴出口(15)に高温ガス発生源(16)を接続し、
   上記の収容容器(６)に、この収容容器(６)の内部と外部とを連通する連通孔(10)を透設した賦活炉であって、
   上記の炉壁(２)に酸素供給口(17)を炉内空間(５)に臨ませて開口して、この酸素供給口(17)に酸素供給源(19)を接続したことを特徴とする、賦活炉。
2. 上記の酸素供給口(17)を、上記の連通孔(10)の高さ位置から上記の排気出口(13)の高さ位置までの間に開口した、請求項１に記載の賦活炉。
3. 上記の連通孔(10)を収容容器(６)の上部に形成し、上記の排気出口(13)を炉壁(２)の下部に形成し、上記の酸素供給口(17)を炉壁(２)の上下方向中間部に形成した、請求項２に記載の賦活炉。
4. 上記の炉壁(２)が、固定配置された炉床部(３)とこの炉床部(３)の上面に着脱可能に載置される本体部(４)とからなり、上記の排気出口(13)をこの炉床部(３)に開口した、請求項３に記載の賦活炉。
5. 上記の酸素供給口(17)からの酸素含有気体(Ａ)の噴出方向を、上記の収容容器(６)の周囲に形成される炉内空間(５)に対して略接線方向に設定した、請求項１から４のいずれか１項に記載の賦活炉。

Images