JP3479628B2

JP3479628B2 - 炭化装置

Info

Publication number: JP3479628B2
Application number: JP2000132290A
Authority: JP
Inventors: 豊寿金子
Original assignee: Kaneko Co Ltd
Current assignee: Kaneko Co Ltd
Priority date: 2000-05-01
Filing date: 2000-05-01
Publication date: 2003-12-15
Anticipated expiration: 2020-05-01
Also published as: JP2001316675A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、有機物を加熱し
て炭化する炭化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、可燃性有機物の炭化装置として、
特開平１１−２６７６１４号公報に開示されている炭化
処理装置があった。この炭化処理装置は、可燃性有機物
の投入口及び処理物（炭）の取出口を有する炭化室と、
この炭化室を囲むようにして形成されているとともにそ
の炭化室を加熱する第一バーナを有する第一燃焼室と、
投入された可燃性有機物を加熱することにより発生した
ガスを、ガス上昇管を介して第二燃焼室に導き燃焼させ
る第二バーナ、並びに燃焼させた後のガス（排ガス）を
排出する排気通路を有する。そして、これらの装置は、
ケーシング内に収納されていた。そして、第二燃焼室の
内部には、加熱促進材が、上記ガス上昇管の上方に所定
の間隔で配置されているとともに、スペーサを介し底面
に対し平行に配置されている。

【０００３】この炭化処理装置は、第一燃焼室内の炭化
工程で発生するガスを、第二燃焼室内で完全燃焼させ、
排気の無煙無臭化を図るものであった。

【０００４】また、炭化工程で発生する可燃ガスを燃料
として利用する炭化装置として、特開平６−１４５６６
８号公報に開示されている炭化装置があった。この炭化
装置は、炭材を炭化処理するための乾留炉に、炭化処理
のための加熱を行う燃焼手段と、炭化処理により発生す
る煙から可燃ガスを分離回収する排煙処理手段とが設け
られ、そしてこの排煙処理手段により分離回収された可
燃ガスを、上記燃焼手段に燃料として供給する可燃ガス
供給手段を備える構成であった。

【０００５】この炭化装置は、炭化処理の途中過程から
発生した煙が排煙処理手段に導かれ、この排煙処理手段
により上記煙から可燃ガスが分離される。そして、分離
された可燃ガスが可燃ガス供給手段により上記燃焼手段
に導入され、以後、上記燃料の一部もしくは全部が可燃
ガスに変えられてこの可燃ガスにより上記燃焼手段での
燃焼が行われる。これにより、炭化処理のための熱エネ
ルギーとしての燃料の節約を図るものであった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術の場
合、炭化させるために必要なエネルギーが大きく、エネ
ルギー効率の悪いものであった。さらに、生ゴミや建築
廃材等、水分を多く含む可燃性有機物を炭化する場合、
炭化に必要な時間が長く、より多くのエネルギーを必要
とするものであった。

【０００７】一方、これらの廃棄物を燃焼処理するにも
多大なエネルギーを必要とするとともに、有害ガスやダ
イオキシン等の有害物質の発生も懸念され、より高温の
処理を行うにはさらに多くのエネルギーを必要とするも
のであった。

【０００８】この発明は上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、装置の構造が簡単であり、エネルギー
効率が良く、省エネルギー化を図ることができる炭化装
置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の炭化装置は、
有機物を炭化処理するための炭化炉を設け、この炭化炉
は、矩形のケーシングで覆われ、このケーシングには有
機物を出し入れする扉が設けられ、上記ケーシングの内
側には上記扉に連通し上記扉を閉じると密閉される炭化
室が設けられ、上記ケーシングの底部には、その周囲を
煉瓦で覆われた燃焼室が設けられ、上記炭化室の一側面
の天井近傍に乾留ガス取出配管が接続され、この乾留ガ
ス取出配管の先端は上記燃焼室の乾留ガス再燃用装置に
接続され、この乾留ガス再燃用装置の近傍には乾留ガス
を燃焼させるために空気を導入するファンが設けられ、
上記炭化炉の燃焼室に連通して排ガスを排出する煙突が
設けられ、上記炭化炉の近傍には有機物を乾燥する乾燥
装置が設けられ、上記煙突から分岐して上記乾燥装置に
接続され上記煙突から排ガスを上記乾燥装置内に送る排
煙導入管が設けられている炭化装置である。

【００１０】さらに、上記煙突から分岐した排煙導入管
の分岐箇所の下方に、上記ケーシング上面に接続された
他の煙突が合流して設けられ、この煙突の合流点の近傍
には、煙突内側に温度調節のためのダンパーが設けられ
ている。

【００１１】さらに、上記乾燥装置には、内部に収容し
た乾燥物に防虫薬剤、木酢液その他の液体を噴霧する噴
霧装置が設けられている。また、上記乾燥装置には、排
煙導入管やその他乾燥装置周辺に乾燥用ボイラが接続さ
れ、上記炭化炉の炭化終了後も乾燥可能に設けられてい
る。さらに、上記炭化炉には、乾燥装置に接続されたス
チーム発生装置が設けられていても良い。これにより、
さらに、炭化炉のエネルギーを効率的に利用することが
できる。

【００１２】この発明の炭化装置は、炭化処理の際に炭
化炉から排出される高温の排ガスを排煙導入管により乾
燥装置に引き入れて、乾燥装置の熱源とする。また、炭
化処理の途中工程から発生した可燃ガスは、乾留ガス取
出手段により回収され乾留ガス再燃用装置で燃焼が行わ
れ、炭化処理の熱源の一部となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面に基づいて説明する。図１〜図４は、この発明の
一実施形態を示すもので、この実施形態の炭化装置１０
は、建築廃材等の可燃性有機物を炭化処理するための炭
化炉１２が設けられている。炭化炉１２は、矩形のケー
シング１４で覆われ、ケーシング１４には可燃性有機物
を出し入れする扉１６が設けられている。ケーシング１
４の内側壁面には、図２に示すように、耐熱性があり保
温効果を有する煉瓦１８が均一の厚みに取り付けられて
いる。そして、ケーシング１４の内側には、扉１６に連
通し扉１６を閉じると密閉される炭化室２０が設けられ
ている。ケーシング１４の底部には、その周囲を煉瓦１
８で覆われた燃焼室２２が設けられている。

【００１４】燃焼室２２の一壁面には、燃焼室２２内で
燃焼し炭化炉１２内を加熱するオイルバーナ２４が設け
られている。燃焼室２２の、オイルバーナ２４と反対側
の端部付近には、ほぼ垂直に立設された煙突２６が設け
られている。煙突２６の途中には、ケーシング１４の上
面に接続されている煙突２８が合流して設けられ、煙突
２６，２８のこの合流点の近傍には、煙突２６，２８の
各々内側に温度調節のためのダンパー３０が設けられて
いる。そして各ダンパー３０は、煙突２６，２８の合流
点の近傍に設けられたダンパーコントロールモータ３２
により駆動され、このダンパーコントロールモータ３２
は、図示しない制御装置により、炭化炉１２内の温度が
一定に保たれるよう自動制御されている。煙突２８の、
ケーシング１４近傍には、手動のダンパー３４が設けら
れ、炭化室２０の天井部分には、炭化室内の温度を検知
し、その温度を一定に制御するための温度センサ３６が
設けられている。なお、煙突２６の先端部には、塵埃や
有害物質を回収するフィルタを取り付けると、より有害
物質が排出されず好ましい。

【００１５】炭化室２０の一側面の天井近傍には、乾留
ガス取出手段である乾留ガス取出配管３８が接続されて
いる。乾留ガス取出配管３８の先端はケーシング１４か
ら外側に突出し、下方に引き下ろされ燃焼室２２のオイ
ルバーナ２４近傍に位置する乾留ガス再燃用装置４０に
接続されている。乾留ガス再燃用装置４０の先端は、ケ
ーシング１４の内側へ挿入され、その近傍には乾留ガス
を燃焼させるために空気を導入するファン４１が設けら
れ、その燃焼により燃焼室２２を加熱することができ
る。

【００１６】さらに、炭化炉１２の近傍には、乾燥装置
４２が設けられている。乾燥装置４２は、可燃性有機物
等を出し入れする図示しない扉が設けられている。乾燥
装置４２の天井には、排煙導入管４４が接続され、排煙
導入管４４の先端は、煙突２６の側面で煙突２８との合
流点よりも上方部分に接続されている。

【００１７】また、乾燥装置４２に接続された排煙導入
管４４には、乾燥装置４２に収容した乾燥物に、防虫薬
剤、木酢液その他の液体を噴霧等する噴霧装置である配
管４３が設けられている。この配管４３は、乾燥装置４
２に直接接続されていても良い。

【００１８】さらに、乾燥装置４２に接続された排煙導
入管４４には、乾燥用ボイラ４５が接続され、炭化炉１
２の炭化終了後も乾燥可能に設けられている。この乾燥
用ボイラ４５も乾燥装置４２に直接設けられていても良
い。

【００１９】また、炭化炉１２には、内部の温度調節用
に内部に空気を送る図示しないファンが設けられてい
る。そして、温度センサ３６からの信号を基に炭化室２
０内の温度を自動的に一定に保つ図示しない制御装置が
設けられている。さらに、炭化炉１２には、スチーム発
生装置４６を設けても良い。スチーム発生装置４６は、
その内部の蒸気発生配管４７が、煙突２６の基端部の燃
焼室２２付近に配置されている。スチーム発生装置４６
に設けられた蒸気配管４８は、排煙導入管４４の途中に
接続され、乾燥装置４２に高温の蒸気を供給可能に設け
られている。なお、蒸気配管４８は、乾燥装置４２に直
接接続しても良い。

【００２０】次にこの炭化装置１０の使用方法について
説明する。炭化処理物としては、建築廃材、鋸屑、竹、
小枝、籾殻、糞尿、雑草、芝、生ゴミ、廃プラスチック
材、食品工場の廃棄物や、魚、野菜、食肉その他各種市
場からの廃棄物等何でも良い。また乾燥装置４２で乾燥
するものは、上記炭化処理物の他、乾燥目的だけの建築
木材、その他の材料でも良い。

【００２１】まず乾燥装置４２の中に、乾燥させる廃棄
物である可燃性有機物を入れ、所定の温度で乾燥工程を
行い水分を除去する。この後、乾燥工程を経た可燃性有
機物を、炭化炉１２の炭化室２０に移動し、オイルバー
ナ２４で燃焼室２２を所定温度、例えば８８０〜１１０
０℃に加温する。このとき炭化室２０内は約４００℃に
なり、可燃性有機物の炭化が行われる。また、図示しな
いファンにより、炭化室２０内の温度が高温になりすぎ
ないように自動的に調節されている。そして、炭化工程
で発生する可燃ガスである乾留ガスは、炭化室２０の上
部から乾留ガス取出配管３８を経て燃焼室２２に導かれ
る。そして乾留ガスは、乾留ガス再燃用装置４０に導入
され、ファン４１により空気が供給されて燃焼が行われ
る。従って、乾留ガス再燃用装置４０の供給熱量に対応
する分だけオイルバーナ２４の熱量供給量を低減するこ
とができる。

【００２２】また、燃焼室２２で発生する、オイルバー
ナ２４と乾留ガス再燃用装置４０の排ガス及び加熱空気
は、煙突２６，２８により炭化炉１２の外側に排出され
る。このとき、排ガスの一部またはほとんどが、煙突２
６から分岐される排煙導入管４４に流れて乾燥装置４２
に導入される。排ガスは高温であるため、乾燥装置４２
は所定温度に維持される。また、炭化室２０から出され
る薫液である木酢液を回収して点滴装置４３により乾燥
物に滴下しても良い。これにより乾燥物の殺菌、防虫処
理が成される。

【００２３】炭化炉１２で炭化した処理物は、多孔質の
炭であり、調湿材、土壌改良材、浄化剤、脱臭剤、燃
料、融雪剤、肥料等に利用することができる。特に比較
的大きな炭は、そのまま住宅の床下や天井裏、壁の裏側
に配置して調湿材として機能する。また、細かい片の炭
は通気性の袋に入れて上記と同様に使用する。

【００２４】また、粉状の細かい炭も通気性の袋に入れ
て同様に使用することができるとともに、家畜の宿舎に
鋸屑等とともに敷いて消臭殺菌効果を得ることもでき
る。また、この家畜の宿舎に敷いた鋸屑等は再び乾燥及
び炭化して上記のように粉の炭として同様に利用するこ
とができる。これにより、家畜の宿舎の臭いが除去さ
れ、殺菌効果もあり、家畜の肥育性が良くなる。

【００２５】次に、炭化装置１０の一実施例の処理能力
について説明する。例えば、処理物の可燃性有機物は発
泡スチロール（梱包廃材）のとき、処理重量５１ｋｇ、
処理所要時間は７時間であった。また、その他の例とし
て、処理物は木片（水分３０％程度）のとき、処理重量
６００ｋｇ、処理時間は昇温と炭化に７時間と冷却に１
５時間の合計２２時間、製炭重量１２０ｋｇ、製炭容積
１０００リットルであった。このときの生産性は２７．
３ｋｇ／時間、燃費（灯油）は４０リットル／バッチ、
消費電力５００Ｗｈｒ×７時間であった。

【００２６】なお、この炭化炉１２の炭化室２０は密閉
され、空気が入らない状態で炭化工程を行うため、可燃
性有機物として廃プラを炭化してもダイオキシンが発生
しない。一般に焼却炉におけるダイオキシン生成主要条
件は以下の通りである。一次的生成は、酸素、炭化水
素、塩素を一定条件下で塩化水素と未燃化水素が反応す
る場合二次的生成は、燃焼室以外の場所で主として前駆
物質から生成する場合と、煤塵柱の重金属が触媒（主と
して塩化銅）となって生成する場合である。

【００２７】しかし、この炭化装置１０の炭化炉１２で
は、焼却方式と異なり、廃プラスチック材（塩化ビニー
ルを除く）等を無酸素状態で熱分解し可燃ガス化される
ため、ダイオキシンの一次的生成は行われない。さらに
燃焼室２２では、この可燃ガスを８００℃以上、滞留時
間２．５〜３．５秒で、完全燃焼させるため、ダイオキ
シン前駆物質であるクロロベンゼンやクロロフェノール
を分解し、無害な炭酸ガスと水にすることで、ダイオキ
シンの生成を抑制する。さらに、廃プラスチック材を乾
留方式で熱分解するため、煤塵の排ガス中に重金属の触
媒が存在せず、デノボ合成することがなく、ダイオキシ
ンの二次的生成を防ぐことができる。従って、煙突２６
に集塵機等の除塵装置を取り付けなくても有害物質の発
生がない。なお、塩素を多く含む塩化ビニール等が多く
含まれた廃プラスチック材の場合、ダイオキシンが生成
する恐れがあるが、乾留ガスの燃焼温度を高くすること
により発生を防ぐことができる。

【００２８】この発明の実施形態の炭化装置１０によれ
ば、炭化炉で可燃性有機物の炭化工程を行うと同時に、
炭化炉の高温の排煙を乾燥装置に導入し乾燥装置の熱源
とすることにより、効率よく可燃性有機物等の乾燥を行
うことができる。また、簡単な構造で、可燃性有機物の
炭化工程で発生する多量の可燃ガスを燃焼室２２に導入
して完全燃焼させ、排ガスを無煙無臭化することがで
き、大気汚染発生の防止を図ることができる。本来の燃
料の一部もしくは全部を可燃ガスに代えて燃焼室２２を
加温するため、炭化処理のために必要な熱エネルギー源
としての燃料の消費量を大幅に抑えることができる。特
に、水分含有量の多いものを処理する場合、炭化工程の
前処理として乾燥を行うことにより、炭化炉１２の温度
を効率よく所定温度に維持し、また短時間で炭化工程を
完了することができる。また、可燃性有機物は、密閉さ
れた炭化室２０内で炭化させるため、ダイオキシンの発
生を防ぐことができる。このため、木材等に廃プラスチ
ック材が混入した状態でも安全に炭化処理する事がで
き、炭化する有機物の種類を問わず、環境を汚染するこ
とがない。

【００２９】なお、この発明の炭化装置は、上記実施形
態に限定されるものではなく、例えば乾燥装置は、炭化
する材料以外に建築用の木材の乾燥に用いても良い。ま
た、木材の炭化に際して乾留ガス取出配管を分岐して木
酢液を回収しても良い。また乾燥物に木酢液を、乾燥と
同時に吹き付けても良い。木酢液は、防蟻効果、防腐効
果を有するため、木酢液が木材に浸透することにより、
防蟻処理と防腐処理が同時に行われる。また乾燥装置に
は、オイルバーナ等の補助的な加熱手段が設けられても
良い。

【００３０】

【発明の効果】この発明の炭化装置は、炭化炉で可燃性
有機物の炭化工程を行うと同時に、炭化炉の高温の排煙
を乾燥装置に導入し乾燥装置の熱源とすることにより、
熱効率よく可燃性有機物の乾燥を行うことができる。ま
た、炭化工程の前に乾燥工程を行うことで、効率よく炭
化することができる。さらに、乾留ガスを炭化用のエネ
ルギー源とすることができ、よりエネルギー効率の良い
処理を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態の炭化装置の正面図であ
る。

【図２】この実施形態の炭化装置の炭化炉の部分破断縦
断面図である。

【図３】この実施形態の炭化装置の炭化炉の正面図であ
る。

【図４】この実施形態の炭化装置の炭化炉の右側面図で
ある。

【符号の説明】

１０炭化装置１２炭化炉１４ケーシング１６扉１８煉瓦２０炭化室２２燃焼室２４オイルバーナ２６，２８煙突３０，３４ダンパー３６温度センサ３８乾留ガス取出配管４０乾留ガス再燃用装置４２乾燥装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C10B 53/00 B09B 3/00 B09B 3/00 302 B09B 3/00 303

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】有機物を炭化処理するための炭化炉を
設け、この炭化炉は、矩形のケーシングで覆われ、この
ケーシングには有機物を出し入れする扉が設けられ、上
記ケーシングの内側には上記扉に連通し上記扉を閉じる
と密閉される炭化室が設けられ、上記ケーシングの底部
には、その周囲を煉瓦で覆われた燃焼室が設けられ、上
記炭化室の天井近傍に乾留ガス取出配管が接続され、こ
の乾留ガス取出配管の先端は上記燃焼室の乾留ガス再燃
用装置に接続され、この乾留ガス再燃用装置の近傍には
乾留ガスを燃焼させるために空気を導入するファンが設
けられ、上記炭化炉の燃焼室に連通して排ガスを排出す
る煙突が設けられ、上記炭化炉の近傍には有機物を乾燥
する乾燥装置が設けられ、上記煙突から分岐して上記乾
燥装置に接続され上記煙突から排ガスを上記乾燥装置内
に送る排煙導入管が設けられていることを特徴とする炭
化装置。
【請求項２】上記煙突から分岐した排煙導入管の分
岐箇所の下方に、上記ケーシング上面に接続された他の
煙突が合流して設けられ、この煙突の合流点の近傍に
は、煙突内側に温度調節のためのダンパーが設けられて
いることを特徴とする請求項１記載の炭化装置。
【請求項３】上記乾燥装置には、内部に収容した乾
燥物に液体を噴霧する噴霧装置が設けられていることを
特徴とする請求項１記載の炭化装置。
【請求項４】上記乾燥装置には、乾燥用ボイラが接
続され、上記炭化炉の炭化終了後も乾燥可能に設けられ
ていることを特徴とする請求項１または２記載の炭化装
置。
【請求項５】上記炭化炉には、上記乾燥装置に接続
されたスチーム発生装置が設けられていることを特徴と
する請求項１または２記載の炭化装置。