JP3184910B2 - 廃タイヤを原料とする活性炭の製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、廃タイヤを熱分解して
得られた炭化物（乾留チャー）を原料とする活性炭の製
造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、資源再利用の一つとして廃タイヤ
を原料として活性炭を製造することが試みられるに至っ
た。これにおいては、通常、廃タイヤを常圧、高温、不
活性ガス雰囲気下で熱分解することにより得られた廃タ
イヤ乾留チャーを賦活処理して活性炭にしている。

【０００３】前記賦活処理における排ガスには除去を必
要とする副産的粒子分が多く含まれ、これを処理するこ
とが、環境保護その他の見地から重要である。従来、こ
の種の活性炭の製造において、廃タイヤ乾留チャーの賦
活処理と共に、賦活処理の排ガス及びそれに含まれる粒
子分の処理を合目的の下に行なうことを可能にする点に
ついては解決されていない。

【０００４】また、廃タイヤ乾留チャーは、重金属成
分、特に亜鉛を多く含んでいるので、水処理の用途に供
する活性炭を得るには、これを除去する必要がある。亜
鉛の除去は常法による賦活では賦活処理炉を約１７００
℃程度に設定する必要がある。しかしながら、このよう
な高温においては、賦活処理にとって不可欠である、賦
活処理炉内を酸素の少ない雰囲気に保つことが実際上不
可能であり、又炉自体が破壊される虞もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、廃タ
イヤ乾留チャーからの粗炭を賦活処理する活性炭の製造
において、その賦活処理と共に、賦活処理の排ガス及び
それに含まれる粒子分の処理を合目的の下に行なうこと
を可能にすることにある。また、廃タイヤ乾留チャーか
らの粗炭に含まれる亜鉛の除去処理を、比較的低い賦活
処理温度の下で行なうことを可能にすることにある。

【０００６】

【問題を解決するための手段】本発明の手段は、第１の
発明にあっては、廃タイヤから得られた粗炭が供給され
る乾燥炉と、当該乾燥炉に供給される粗炭を塩酸処理す
る粗炭塩酸洗浄装置と、 上記乾燥炉に接続された賦活の
ためのロータリキルンと、を備えており、上記乾燥炉の
上流側に、上記ロータリキルンでの賦活処理における排
ガス及び当該ガス中に含まれる粒子分の処理を行なう装
置が連設されており、当該装置は、排ガス中の粒子分を
分離するためのサイクロンと、当該サイクロンの下流側
に設けられた処理機と、上記乾燥炉及びロータリキルン
の系から排ガスを上記サイクロンに送るためのブロワー
と、を備えており、 上記サイクロンは、上部側壁に接続
され、路内に水を噴霧するノズルを有する排ガス導入路
と、 上部側に設けられ、上記排ガス導入路と連通してお
り、下側はドレン管付きの閉鎖型になっており、上部側
の上部空間部と連通している環状空間部と、 当該環状空
間部の上部側に、環状空間部の排ガス旋回流と対向する
向きに適当な角度及び間隔で配置されている羽根と、 下
部側に設けられ、底部が漏斗状となっている室と、 当該
室と上記羽根の内側の上記上部空間部間に鉛直方向に設
けられ、室と上記 上部空間部を連通させる一群のパイプ
と、 下部の側壁に設けられた排ガスの排出口と、を備え
ていることを特徴とする、廃タイヤを原料とする活性炭
の製造装置である。

【０００７】第２の発明にあっては、粗炭塩酸洗浄装置
より下流側において、温水洗浄装置が配置されているこ
とを特徴とする、第１の発明に係る廃タイヤを原料とす
る活性炭の製造装置である。

【０００８】

【実施例】以下、本発明に係る製造装置の実施例につき
添付図面を参照しつつ説明する。図１は該製造装置の概
要を示す平面図、図２はその正面図である。

【０００９】前記製造装置は、回転筒型の乾燥炉５と、
該乾燥炉の入側に接続された粗炭塩酸洗浄装置３付きの
粗炭コンベヤＣと、乾燥炉５の出側に入側を接続された
ロータリキルン６と、該キルンの出側に始端側を接続さ
れたスクリューコンベヤ９と、該コンベヤ終端側に連設
された貯蔵タンク１０とが備えられている。

【００１０】粗炭は、常法に従い熱分解した乾留チャー
を予備乾燥後、適度な粒度、例えば１２メッシュ（１．
４mm)以下に粗砕したものを充てることができる。

【００１１】乾留チャーを粗砕するには、例えば、所要
メッシュに対応した大きさの開孔の多数設けられた両端
開放横型回転ドラムによるふるいの内部に回転粉砕ロー
ラを配置した粗砕機を利用することができる。

【００１２】この粗砕機において、前記ドラムの一方の
開放端から原料を入れ、他方の開放端から金属片、石片
等を排出させながら、ドラム上部からシャワーを浴び
せ、その注水と共に粗炭を下方の受け槽に回収する。

【００１３】コンベヤＣの下流側端は、乾燥炉５の粗炭
投入口４に達しており、コンベヤＣに沿って搬送方向順
に、ホッパー１、粗炭塩酸洗浄装置２、温水洗浄装置３
が配置されている。

【００１４】ホッパー１に投入された粗炭は、モータＭ
２により駆動されるコンベヤＣによって図７の矢印Ａの
方向に搬送され、最初に粗炭塩酸洗浄装置２においてシ
ャワー２０よりの塩酸の噴霧又は雨下にさらされる。次
に、装置２に隣接して配置された温水洗浄装置３におい
てシャワー３０により温水を浴びせられる。温水温度、
温水洗浄時間等の条件は塩酸洗浄の処理条件、特に塩酸
の濃度により決定される。このようにして塩酸により亜
鉛除去された粗炭が乾燥炉５へ供給される。

【００１５】乾燥炉５とロータリキルン６とは、横向き
で直列に一体的に連結され、その直列連結体の入側から
出側へ適当な角度に低く傾けて設置されており、その傾
斜を調整する装置が設けられている。更に、キルン６及
び乾燥炉５の連結体を回転させるための回転装置６２及
び複数の支持ローラＲが設けられている。前記調整装置
により設定された傾斜、及び前記回転装置により設定さ
れた回転を利用し、粗炭を乾燥炉５及びロータリキルン
６内で入側から出側へ移動させるようになっている。粗
炭の滞留時間を長くするため、乾燥炉５の内壁面に螺旋
状の翼板を設けることも可能である。

【００１６】乾燥炉５には熱水ジャケットが設けられ、
該ジャケットの略半分の高さまで熱水が達するように水
量コントロールされている。ジャケットの残り上半の空
間は蒸気室に充てられ、該室内の水蒸気をロータリキル
ン６に賦活処理用として送気できるようにされている。

【００１７】ロータリキルン６内の粗炭を加熱するため
のバーナー６１が該キルンの出側端部に取付けられてい
る。キルン６の内部は、前述の水蒸気が供給され、且つ
窒素等の不活性ガスを注入し酸素の極めて少ない雰囲気
とされる。キルン６の出側端部には、該キルンで賦活処
理された赤熱高温の処理物をコンベヤ９上に落下させる
ための開孔が設けられている。

【００１８】コンベヤ９は冷却水ジャケットで囲繞され
ており、キルン６出側下方から貯蔵タンク１０上部の搬
入口まで延びている。該ジャケットによりコンベヤ９上
の活性炭が冷されつつコンベヤ９で貯蔵タンク１０へ搬
送される。コンベヤ９は、スクリューコンベヤでよい。
図中、Ｍ１はコンベヤ９の駆動モータを示す。

【００１９】他方、乾燥炉５の上流側には粗炭の賦活処
理で発生した排ガス及びその排ガス中に含まれる粒子分
の処理を行なうための装置Ａが連設されている。

【００２０】処理装置Ａは、乾燥炉５に接続されたサイ
クロン７、該サイクロン下方に設けられた処理機８、及
び煙突Ｔを備えている。また、乾燥炉５及びロータリキ
ルン６の系から排ガスを処理装置Ａに強制送気するため
の送気器、例えばブロワーＢがサイクロン７と煙突Ｔと
の間に設けられている。

【００２１】図３はサイクロン７の縦断面図、図４は図
３のＸ−Ｘ’線断面図である。サイクロン７の上部と下
部の間には鉛直方向に延びる一群のパイプＰが設けられ
ている。該サイクロン上部の側壁には排ガス導入路７０
が接続され、該サイクロン下部の側壁には排ガスの排出
口７８が設けられている。図３中、排出口７８の位置は
理解し易いように、水平方向に９０度変位した形で示さ
れている。

【００２２】サイクロン上部は、サイクロン壁７５及び
これと同心円の壁７３で形成された環状空間となってお
り、該空間の上側には該空間の排ガス旋回流と対向する
向きの羽根Ｗが適当な角度及び間隔で配置され（図
４）、該空間の下側はドレン管７４付きの閉鎖型になっ
ている。壁７３の上端縁は円板７２により閉じられ、円
板７２には一群のパイプＰの上端が開口している。円板
７２及びサイクロン上板間の空間と前記環状空間とは連
通している。羽根Ｗの詳細は、サイクロン上部の壁７５
を取り除いた状態で図５に示す。

【００２３】サイクロン７下部には、前記一群のパイプ
下端部が内部に垂下連通する円筒状の室７３’が形成さ
れている。室７３’の底部は漏斗状になっており、その
漏斗状底部７６が、それの下方に配置された排出口７７
を介して処理機８に接続されている。

【００２４】排ガス導入路７０には、ノズル７１が該導
入路の前方へ水を噴霧するように配置されている（図
３）。該配置は、排ガス導入路７０の排ガス流れを横切
る方向に水を噴霧又は雨下するノズル７１’を設けたも
のとしてもよい（図７）。

【００２５】処理機８は沈澱槽８０を包含している。ド
レン管７４から水と共に排出される粒子分は、沈澱槽８
０へ送られる。該沈澱槽内の液は、常時ｐＨ６〜８の範
囲に保たれるように適宜中和剤（消石灰等）が投入され
る。なお、中和剤の投入は前記水を噴霧するノズル７１
を利用して行なうことも可能である。沈澱槽８０の底部
には沈澱物を搬送するスクリューコンベヤが配置されて
おり、該コンベヤ終端部には搬送された泥漿状沈澱物を
脱水処理するオリバー８１が備えられている。

【００２６】オリバー８１は、泥漿槽と、該槽内の泥漿
中にその下端部を適当深さ沈められ多数の細孔が周壁面
に形成された横向型の円筒回転ドラムを有し、該ドラム
外周面をフェルト、ステンレス金網等の瀘材で覆って同
ドラム内部をポンプＰＭ１で吸引し、該吸引によりドラ
ム外周面の瀘材にて沈澱物を分離堆積し、それによるケ
ーキ状物をスクレパでそぎ取って回収する。回収された
ケーキ状物は、後述の処理を経て粗粒状に形成すれば、
粗炭として再利用できる。分離により得られた液は、槽
８２に貯溜された後、ポンプＰＭ２を介してノズル７１
へ回送される。水は、このように循環し再利用され、水
の汚染度に応じて適宜交換されるか、新しい水が補充さ
れる。

【００２７】水処理用としての活性炭とするには、廃タ
イヤ乾留チャーから亜鉛を除去する。水処理用の活性炭
についての粗炭は、乾燥炉５に供給される前に塩酸によ
り洗浄処理される。この洗浄における塩酸は、特に限定
されないが、濃度が、１〜１０％程度、好ましくは２〜
５％程度であり、温度が室温〜８０℃程度、好ましくは
７０〜８０℃程度であり、洗浄処理の時間は１〜２４時
間程度、好ましくは２時間程度である。酸として塩酸以
外の酸、例えば、硫酸や硝酸等は活性炭に残留する傾向
があり好ましくない。必要に応じて、塩酸洗浄の後、粗
炭は温水又は希アルカリで洗浄される。これによると、
賦活処理において粗炭に形成される細孔の発達がもたら
される。

【００２８】粗炭は、乾燥炉５中を搬送される間に予備
乾燥（１１０℃、２時間程度）される。乾燥炉５を経て
キルン６に送られた粗炭は、バーナー６１による加熱及
び不活性ガス（窒素等）の存在下に、乾燥炉５から供給
された水蒸気によりキルン６において賦活される。不活
性ガスはその供給源（図示しない）からキルン６中に適
宜供給される。

【００２９】粗炭の賦活処理は、水蒸気賦活の場合で、
温度７００℃〜１０００℃の範囲、又は８００〜８５０
℃の範囲、賦活時間４〜８時間の範囲、又は５〜６時間
の範囲で行なうことができる。粗炭が塩酸洗浄されない
場合、粗炭から亜鉛等の重金属を除去するには賦活処理
温度を約１７００℃としなければならない。しかし、粗
炭が塩酸洗浄されたものであるときは、上記範囲の賦活
処理温度を適用することができ、粗炭の燃焼損失の抑
制、及び炉自体の寿命の点から有利である。

【００３０】活性炭は、貯蔵タンク１０から取出した製
品をそれ自体公知の粉砕手段により、例えば６０〜１０
０メッシュ（２５０μｍ以下）に粉砕することができ
る。また、活性炭は、貯蔵タンク１０から取出した製品
を水洗又は中和処理（水酸化ナトリウム等）し、例えば
ｐＨ５．８〜７．０に調整することができる。亜鉛の除
去をより良好にする必要がある場合には、タンク１０か
らの製品を塩酸で洗浄した後、水洗し乾燥させるとよ
い。

【００３１】賦活処理における排ガスはブロワーＢによ
り導入路７０を通じサイクロン７に吸引される。該排ガ
ス中の粒子分は、導入路７０を通過する排ガスにノズル
７１から噴霧された水の存在下にサイクロン７で分離さ
れ、排ガス中の亜硫酸ガスはノズル７１からの噴霧水に
より洗浄される。水を含んだ粒子は、サイクロン上部の
ドレン管７４を経て処理機８の沈澱槽８０に送られる。
粒子分の除去された排ガスは、羽根Ｗにより該排ガス中
に残る微細粒子分を捕捉された後、一群のパイプＰを通
じサイクロン７下部の室７３’に集められて排気口７８
から排出され、ブロワーＢ、煙突Ｔの方へ送られる。更
に、この際、一群のパイプＰにおいても、排ガスに残存
する微細粒子分がパイプＰ内面に付着され取り除かれ
る。パイプＰにて除去された粒子分は、サイクロン下部
の室７３’へ降下した後、排出口７７から処理機８の沈
澱槽８０へ送られる。

【００３２】沈澱槽８０に隣接したオリバー８１から回
収された粒子分は、必要に応じ、パルプ廃液のリグニン
等を加え練り合わせた後、粗粒状に再加工され、予備乾
燥を経てホッパー１に粗炭として戻される。

【００３３】本発明において、サイクロン、処理機及び
送気器等必要素子を包含する排ガス及びその含有粒子分
処理装置は、乾燥炉の上流側に接続されている。この構
成は、該乾燥炉の出側にロータリキルンの入側が接続さ
れていることと共に、賦活処理の排ガスを乾燥炉を通じ
て前記処理装置に流入させ、ロータリキルンの熱を乾燥
炉中の粗炭の加熱に再利用することをもたらす。更に
は、ロータリキルン内をその出側に移動する処理炭に対
し排ガスの流れを向流とするので、ロータリキルンの熱
効率を良好に維持した状態で、一方で賦活処理を行ない
つつ、他方で排ガス及びその含有粒子分の処理を行なう
ことを奏効する。従って、賦活処理の排ガス及びその含
有粒子分の処理を合目的の下に行ない得る。

【００３４】また、乾燥炉の出側とロータリキルンの入
側が接続された構成は、乾燥炉を加熱する熱媒に熱水を
用いることにより、それからの発生水蒸気をロータリキ
ルンの賦活用水蒸気に充てることができ、賦活処理も合
目的の下に達成し得る。

【００３５】また、粗炭塩酸洗浄装置を具有したコンベ
ヤが乾燥炉の入側に接続されているので、廃タイヤ乾留
チャーから亜鉛を除去するのに、ロータリキルンの温度
を高温にする必要がない。

【００３６】

【発明の効果】上記の如く、本発明によれば、廃タイヤ
乾留チャーからの粗炭を賦活処理する活性炭の製造おい
て、その賦活処理と共に、賦活処理の排ガス及びそれに
含まれる粒子分の処理を合目的の下に行なうことが達成
される。また、廃タイヤ乾留チャーからの粗炭に含まれ
る亜鉛の除去も比較的低い賦活温度で行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の廃タイヤを原料とする活性炭の製造装
置の平面図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】サイクロン７の縦断面図である。

【図４】図３中Ｘ−Ｘ’線に沿う、サイクロン７の横断
面図である。

【図５】バッフルプレートＷの詳細を示す斜視図であ
る。

【図６】ノズル配置の他の例を示す概略図である。

【図７】粗炭塩酸洗浄装置を具有するコンベヤＣの概略
図である。

【符号の説明】

１ ホッパー ２ 粗炭塩酸洗浄装置 ３ 温水洗浄装置 ５ 乾燥炉 ６ ロータリキルン ７ サイクロン ８ 処理機 ８０ 沈澱槽 ９ コンベヤ Ｂ ブロワー Ｔ 煙突 Ｃ コンベヤ Ｐ パイプ ＰＭ１ ポンプ ＰＭ２ ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ０１Ｄ 53/77 Ｂ０１Ｄ 53/34 １２５Ｋ Ｂ０４Ｃ 3/00 Ｂ２９Ｋ 21:00 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08J 11/12 C01B 31/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃タイヤから得られた粗炭が供給される
   乾燥炉(5)と、当該乾燥炉(5)に供給される粗炭を塩酸処理する粗炭塩
   酸洗浄装置(2)と、 上記 乾燥炉(5)に接続された賦活のためのロータリキル
   ン(6)と、を備えており、 上記 乾燥炉(5)の上流側に、上記ロータリキルン(6)での
   賦活処理における排ガス及び当該ガス中に含まれる粒子
   分の処理を行なう装置が連設されており、当該装置は、 排ガス中の粒子分を分離するためのサイクロン(7)と、当該 サイクロン(7)の下流側に設けられた処理機(8)と、上記 乾燥炉(5)及びロータリキルン(6)の系から排ガスを
   上記サイクロン(7)に送るためのブロワー(B)と、を備えており、 上記サイクロン(7)は、 上部側壁に接続され、路内に水を噴霧するノズル(71,7
   1')を有する排ガス導入路(70)と、 上部側に設けられ、上記排ガス導入路(70)と連通してお
   り、下側はドレン管(74)付きの閉鎖型になっており、上
   部側の上部空間部(S2)と連通している環状空間部(S1)
   と、 当該環状空間部(S1)の上部側に、環状空間部(S1)の排ガ
   ス旋回流と対向する向きに適当な角度及び間隔で配置さ
   れている羽根(W)と、 下部側に設けられ、底部(76)が漏斗状となっている室(7
   3')と、 当該室(73')と上記羽根(W)の内側の上記上部空間部(S2)
   間に鉛直方向に設けられ、室(73')と上記上部空間部(S
   2)を連通させる一群のパイプ(P)と、 下部の側壁に設けられた排ガスの排出口(78)と、 を備えていることを特徴とする、 廃タイヤを原料とする活性炭の製造装置。
2. 【請求項２】 粗炭塩酸洗浄装置(2)より下流側におい
   て、温水洗浄装置(3)が配置されていることを特徴とす
   る、 請求項１記載の廃タイヤを原料とする活性炭の製造装
   置。