JP3616762B2

JP3616762B2 - 廃棄物炭化炉

Info

Publication number: JP3616762B2
Application number: JP2001397647A
Authority: JP
Inventors: 由和小林
Original assignee: Miike Tekkou KK
Current assignee: Miike Tekkou KK
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2021-12-27
Also published as: JP2003193060A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、炭化炉において木質チップ、ゴム片、プラスチック片、生ごみ、畜糞などの有機系廃棄物から乾留して炭材を製造するための炭化炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、廃棄物を取り巻く環境も変わり、「再生資源の利用の促進に関する法律」に引き続いて、１９９５年６月には「容器包装に係わる分別収集及び再商品化の促進等に関する法律（容器包装リサイクル法）」が制定、公布され、また従来安定型とされていた廃棄物も管理型に変更されて安易に埋立ができなくなって来ている。このような生活環境の変化に伴い廃棄物をできるだけ再利用しようとする多くの試みがなされている。従来の廃棄物再利用技術としては、プラスチック等の有機物を含んだ可燃性廃棄物を破砕、混練、圧縮してプラスチックを溶融して自らバインダーとなって固形燃料を製造する方法が知られている。この種の固形燃料（ＲＤＦ）は、発熱量が高くボイラー燃料として役立っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、廃棄物からの固形燃料には、原料プラスチックに塩化ビニル等が含まれる場合には、一般燃料として燃やすことができない。プラスチック片以外にも、回収される有機物系廃棄物には、木質チップ、ゴム片、、生ごみ、畜糞等を含むが、これらの有機物片は、分別が行われて所定サイズ以下に破砕されていれば、固形燃料（ＲＤＦ）の原料のほかに、乾留焼成して炭材と可燃ガスにして有効活用することが検討される。それらの炭材ないし炭化物は、燃料としての利用と、土壌改良材や、河川の汚濁吸収材や、ＲＤＦや生ゴミ等の脱臭材としての利用も、可能であり、また可燃ガスは、エンジンのガス燃料としても利用でき、電力や動力に転化され得るし、乾留ガスから生成した木酢も、凝縮させて得ることができる。
【０００４】
然しながら、炭化室内部での乾留ないし炭化焼成状態は、炭化室自体が閉鎖空間のために、操業者は、覗き窓等から見て経験で判断することが多く、良質な炭材を得るには熟練が必要であった。また、廃棄物からの炭材の生産は、バッチ生産の場合が多く、連続生産が比較的難しかった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑み、上記有機系廃棄物を断続的または連続的に、炭化炉に供給して、上記有機系廃棄物の炭化状態を排出口で直接見て判断し、焼成炭材の排出速度を調節することにより、炭材生産の経験の有無に拘わらず、良質な炭材を製造することのできる炭化炉を提供しようするものである。
また、本発明は、比較的構造の簡単で保守が容易で設置占有面積が少なく、熱効率の高い炭化炉を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の炭化炉は、上端部が閉鎖され且つ下端部が開放されて内部に竪形筒状炭化室を形成し且つ上部に有機系廃棄物及び所要の固形燃料を炭化室内部に供給する供給口と、下部炉壁に配置しされた複数の空気供給孔とを有する炭化炉体と、基台上に設置されて上記の炭化炉体を外部から取り囲んで炭化炉体との間に環状空間を形成して支持し、且つ下底部に炭材を排出する排出口を設けた外殻本体と、該外殻本体の下端部内において炭化炉体内の堆積された有機系廃棄物の有機物片を支えると共に炭化炉体の下端部に対して焼成した炭材を出すための隙間を設けてほぼ水平状態に設置されて回転駆動される回転支持盤と、から構成される。
【０００７】
この構成において、炭化炉体の内部の炭化室は、供給口から内部に有機系廃棄物を空気供給孔通じ燃焼し加熱して炭化させる炉である。回転支持盤は、炭化炉体直下に配置されて、有機系廃棄物とその炭化物を支持する炉床の役割を有し、回転駆動することにより、回転支持盤の上面と炭化炉体の下端との隙間を通じて、炭化焼成した炭材を一定の速度で外殻本体の下底部に移送し、下底部に開口して配置した排出口から落下排出して、炭材として回収される。回転支持盤の回転速度を調節することにより、炭材の排出速度、従って、廃棄物の炭化室内滞留時間が調整でき、最適の炭化状態を得るための操業条件が設定でき利点がある。
【０００８】
そして、外殻本体は、炭化炉体の外周を囲繞して炭化炉本体を支持固定するものであり、外殻本体の内面と炭化炉本体の外面との間に環状空間を形成して、本発明においてはこの環状空間を、炭化室内部で生じた廃棄ガス、即ち乾留ガスが回転支持盤の上面と炭化炉体の下端との隙間を通ってのち上昇する煙道として利用し、環状空間を上昇する過程で乾留ガスが、炭化炉体の側壁を通して伝熱により炭化室内部の廃棄物を予熱し、且つ、乾留ガスが、排気口より排出される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の廃棄物炭化炉は、上端部が閉鎖され且つ下端部が開放されて内部に竪形筒状炭化室を形成する炭化炉体と、基台上に設置されて上記の炭化炉体を外部から取り囲んで該炭化炉体との間に環状空間を形成して支持する外殻本体と、該外殻本体の下端部内において炭化炉体内の蓄積された有機系廃棄物の有機物片を支え且つ炭化炉体の下端部と上面との間に炭材排出用の隙間を設けてほぼ水平状態に設置されて回転駆動される回転支持盤と、から成り、上記の炭化炉体が、上部に有機系廃棄物及び所要の固形燃料を炭化室の内部に気密弁を介して供給する供給口と、下部炉壁に配置しされた複数の空気供給孔とを有し、上記の外殻本体が、その上端部が上記炉体の上端部に近接した位置で閉鎖されて上部に設けて上記の環状空間に連通する排気口と、下部に上記炉体の空気供給孔に分配管を介して空気を供給速度の制限下で供給する風箱と、外殻本体の下端部に設けて上記の炭材排出用の隙間からの炭材を炭化炉下に排出落下させる排出口と、を含むものである。
【００１０】
炭化炉では、炭化炉体内部に上部の供給口から有機質廃棄物が供給されるが、有機質廃棄物には、例えば、木片や木質チップ、ゴム片、プラスチック片、生ごみ、畜糞類、コンポストなどが利用される。これら有機物片と共に、固形燃料が供給されて燃料としてまた一部は、炭の原料として利用することができる。
【００１１】
炭化炉の定常状態では、空気供給口から空気を、空気量を制御しながら、供給し、炭化室内上方に装入された有機質廃棄物は、炭化室内を降下する過程で、加熱されて、乾燥、乾留、炭化されるが、炉体中間部で２００〜５００℃に、例えば、約３００℃で保持されて、加熱され、下端部の炉床近くで６００〜９００℃の範囲に、例えば、約８００℃で保持され、部分燃焼と炭化を進める。
【００１２】
流量を制限した空気の供給によって空気中約２０％あった酸素濃度が、燃焼炭化に消費されて、上方の炭化室内雰囲気では約１〜５％まで減少して、有機質廃棄物は高温により乾留されて炭素を多く残して炭を形成する。その燃焼の熱は上部から順次下降する廃棄物を予熱して、回転支持盤直上の炉床部での乾留炭化を促進する。
【００１３】
炭化室で発生する燃焼ガスは、一酸化炭素と乾留による蒸発物を多く含んだ可燃性ガスないし乾留ガスであるが、回転支持盤と炭化炉体の下端部との間の隙間通過して、環状空間を排ガスとして上昇し、外側から炉体壁部を加熱して、炭化室内の蓄積した廃棄物や固形燃料をさらに予熱して、炭化室内での乾留・炭化反応を促進するので、熱効率が改善される。排ガスは、排気口から排出されて、排ガス処理手段によって木酢液等の有用物の分離処理等が行われる。
【００１４】
回転支持盤の回転速度は、処理規模によって異なる設計ができるが、支持盤の回転速度を可変調節するのが、好ましい。回転支持盤の回転速度は、廃棄物ないし炭材の炭化室内での滞留時間を決めるものであり、これにより、炭材の焼成不足の時は、回転速度を低下させ、炭材の燃焼損失が大きいときは、回転速度を高めるように、調整することができる。
【００１５】
乾留焼成した炭材は、外殻本体の下端部の排出口から排出される。この排出された炭材のしあがり状況は、直接目視により観察することができ、その仕上がり状況から、炉床としての回転支持盤の回転速度を調整して、炭材の仕上がりを最適化することができる。回転速度は、例えば、０．３から２．０ｒｐｍの範囲に調節可能にすることができる。
【００１６】
また、炭化炉体と外殻本体は、竪形にされて、その構造が比較的簡単でかあるから、点検保守修理が容易で、設置占有面積が少なくできる利点がある。
【００１７】
上記回転支持盤は、その上面において回転軸の延長部に螺旋体を炭化室内に突出するように配置するのがこのましい。螺旋体は、回転支持盤の回転により、回転方向に対して有機物片やＲＤＦ等の固形燃料を上方に戻す作用をするように配置する。
【００１８】
上記の螺旋体は、炭化室内部において上部から積み重なってくる有機物片やＲＤＦ等の固形燃料を螺旋体の回転によって上方に戻すことにより圧密化を防いで竪形の炭化炉でも十分に炭化時間を確保して良質の炭を得ることができ、また下部側の高熱が、燃焼ガスの有機物片への進入によって伝わり易くし、有機物片の予熱も十分に行うことができる。
【００１９】
また回転支持盤には、その上面に放射状に複数の羽根を固定することもできる。複数の放射状羽根を上記の螺旋体と共に配置するには、放射状羽根は、螺旋体に比較して低く設定して中心部から外周部に向けて順次ないし段階的にあるいは適宜低くされて配置することが好ましい。
【００２０】
複数の放射状羽根は、回転支持盤上で行われる炭の精錬焼成がその回転により、促進されて、且つ円周方向に亘って均一に排出するので、結果として、均一で良質の炭材を生産することができる。
【００２１】
回転支持盤は、その下面に回転方向に対して炭を外側へ移動させる作用をする複数の湾曲羽根を有することができ、回転支持盤上から外殻本体の下底部に落下した炭も複数の湾曲羽根によって排出口の設けられている外周部に押し寄せることができ、炭の排出を促進できる。
【００２２】
回転支持盤は、上下位置調節して、回転支持盤の上面と、炭化炉体の下端部との間の隙間を調整することが好ましい。このために、炭化炉には、上記外殻本体の下端部において、上記炭化炉体の下端部と回転支持盤に上面との間の上記炭材排出用の隙間の大きさを調節するための上下位置調節手段を設けることができる。この上下位置調節手段は、炭化源材料の有機物片や固形燃料の種類に応じて回転支持盤の上下位置を調節し、隙間からの炭材の排出速度を制御して、炭化度合いを調節することができるる。
【００２３】
さらに、炭化炉には、炭化炉体の下部炉壁に連通して炭化室に高温ガスを供給して、炭化室内の有機系廃棄物及び所要の固形燃料に着火するための着火手段が設けられている。着火手段は、炭化炉体の下部に上記空気供給孔に隣接して設けられた着火孔に高温ガスを噴射する着火バーナ、特に火炎バーナ、例えば、重油バーナなどが、利用される。着火孔から高温ガスを有機物片や固形燃料に直接導くことで作業前の低温度の有機物片や固形燃料に対して確実に着火させることができる。
【００２４】
着火手段は、操業の開始時に使用され、炭化室内に供給された有機質廃棄物は、炉体の下部において先ず着火手段によって着火されて、風箱から分配管を介して空気が供給されて燃焼を始め、炭化室内温度が上昇する。有機質廃棄物は、炭化室内に蓄積されながら燃焼され、炭化室内部を高温に保持し、次いで、上記の定常的な炭化操業に移ることができる。
【００２５】
上記の外殻本体には、下底部に開口して焼成炭材を下方に落下させるためのに排出口を設けてあるが、排出口は、外殻本体の周壁と上記の回転支持盤の外周部との間に若しくは外周部直下付近に配置するのが便利である。そして、上記の炭材排出用の隙間から回転支持盤の外周部に排出される焼成炭を排出口に案内する案内手段を含むものが好ましい。案内手段は、上記の排出口に対応して外殻本体の下底部の周壁から回転支持盤の外周部へ突設された掻き取り板から成るものが利用できる。掻き取り板は、回転支持盤上に乗って回わる焼成炭材を集めて、排出口に集めて確実に導くことができる。
【００２６】
上記供給口の気密弁は、例えば、ロータリシール弁またはダブルダンパー弁を利用することができる。この気密弁によって炭化に影響する空気の侵入を制限しながら確実に所定量の有機物片や固形燃料を炭化室内に供給できる。
【００２７】
排気口は、外殻本体の上部に設けられ、配管により排ガス処理手段に接続されるのが好ましい。このような排ガス処理手段としては、排ガスからダストを除去する集塵機、例えば、サイクロンと、木酢及びタールを除去する熱交換器ないしコンデンサと、排ガスを促進するエジェクターとからなるものが利用できる。排ガスは、集塵機でダストを除去し、熱交換器ないしコンデンサで木酢及びタールを凝結して、液状の有用物を回収でき、後工程での一酸化炭素の含有量の多い可燃ガスの排ガスを燃料として利用し易くできる。エジェクターは、ガス流通抵抗が大きいサイクロンや熱交換器を通過した排ガスを吸引して、排気能力を高めるのに有効である。
【００２８】
上記の排出口は、好ましくは、冷却装置を備え且つ、出口に気密弁を介してコンベアに接続することができる。排出口の冷却装置には、例えば、水冷ジャケットを使用して、冷却し、気密弁には、例えば、２重ダンパー弁を備え、コンベアには、例えば気密的に輸送できる水冷スクリューコンベヤが利用される。焼成直後の高温状態の炭材は、水冷スクリューコンベヤで冷却しながら所定の集積位置に速やかに移送できる。排出口に接続される気密弁は、空気の侵入を防止し炭材の侵入空気による過剰燃焼を防止し、断続的に、あるいは実質的に連続的に、排出することができる。
【００２９】
炭化炉体は、耐火物によって竪円筒状に形成され、外殻本体も耐火物によって内張されて竪円筒状に形成するのが好ましい。これらより、炭化炉体と外殻本体との間の円環状空間を予熱空間として形成すると、炭化室を竪型円筒状にすることができる。これにより、円筒状炭化室の下方で、回転支持盤の上方で炭化の燃焼をさせて発生する高温ガスを上方に向わせて上側位置での有機物片の乾留ないし蒸し焼きを促進でき、また最終的に燃焼ガスは円形にした環状空間を通ることになり、外側からも炭化室内部の有機物片や固形燃料を予熱でき、熱効率をさらに高めることができる。
【００３０】
風箱には、通常は空気が供給されて、炭化炉体の炉壁に設けた空気供給口から炭化室に供給するが、風箱には、空気と過熱蒸気とが切り替え可能にまたは、空気と過熱蒸気とが混合されて供給されるようにするのが好ましい。過熱蒸気は、特に作業前の低温度時に過熱蒸気を炭化室内部に供給することで濡れたり湿った有機物片や固形燃料が混入していても過熱蒸気によって急速に乾燥させることができる。炭化作業中に、過熱蒸気を空気に混合して供給することにより、相対的に炭化を早めることができ、アルカリ化した良質な炭を得ることができる。
【００３１】
【実施例】
図１及び図２に示すように、本発明に係る実施例の炭化炉１は、下端部が開放されて内部に炭化室を形成し、加熱された有機系廃棄物及び所要の固形燃料（以下、炭原料Ａという）を制限された空気供給によって炭化するため炭化炉体１０と、該炭化炉体１０を外周部を取り囲んで炭化炉体１０を支持固定する外殻本体２０と、該外殻本体２０の内側て、炭化炉体の下端部直下に配置して、蓄積された炭原料Ａを支える回転支持盤とから成っており、回転支持盤が、炭化炉体１０の下端部１４に対して炭Ｂが出て来る炭材排出用の隙間Ｌを介して水平状態に設置されて駆動装置により比較的低速度で回転駆動され、隙間Ｌから回転支持盤３０の外周部３１に出る焼成炭Ｃを排出口２９に案内する案内手段５０と、を含んでいる。
【００３２】
炭化炉体１０は、耐熱材料、例えば、耐熱鋼や耐火物、から円筒体に形成れ、上端部１２が閉鎖され、下端部１４が開放されて、炉体内部は、竪形の円筒状炭化室１１が形成されている。炭化炉体１０の炉頂部である上端部１２には供給口が設けられ、供給口１２ａからは、炭原料Ａである有機質廃棄物が投入される。有機質廃棄物には、木片、紙、ゴム片、プラスチック片、生ごみ、畜糞などが、適当に混合されて炭化室内に供給できる。供給口には、気密弁９として、ロータリシール弁を介して、供給用のスクリューコンベア８が接続されて、ホッパーが設けてある。
【００３３】
炭原料Ａは、事前にほぼ所定寸法以下に破砕機又は切断機によって破砕・切断されて調製され、スクリューコンベアにより、連続的に炭化室１１に定量供給される。破砕または切断を実施することは、寸法をある程度揃えた炭原料Ａを使用することができ、炭化のばらつき生じにくくでき。未炭化物の混入率を低減できる利点がある。この供給スクリューコンベヤ８を２連式にして、第１スクリューコンベヤの送り速度を第２スクリューコンベヤの送り速度よりも早く設定することもでき、第２スクリューコンベヤ内部において炭原料Ａが圧密化されて気密弁９が瞬間的に順次開放されても炭化室１１内部からのガスの逆流を防止でき、空気供給制御を容易にする効果がある。
【００３４】
他方、炭化炉体１０の周壁１３の下部１３Ａには、周壁１３の水平な周方向に複数の空気供給孔１５が設けられ、後述の風箱から分岐した配管に接続されて、炭化室の下部に燃焼用の空気を供給する。この例では、周壁１３に貫通して、空気供給孔１５と同じレベルで、１つの着火孔１６が配置されている。
【００３５】
外殻本体２０は、この例は、基台２上に設置固定された耐火レンガ等の耐火物で造られた２段円筒体から成り、炉体１０を外周部を取り囲み、外殻本体２０の内面と炭化炉体１０の外面との間に円形状の環状空間２３を形成している。外殻本体２０は、その上端部２２が炉体１０の上端部を囲んで閉鎖されている小径の上部円筒部２１と、上部円筒部２１の下方に接続されて下端部２６が炉体１０の下端部１４の下方まで延長された大径の下部円筒部２５と、の２段の周壁を持っている。
【００３６】
外殻本体２０の上部円筒部２１の上端部には排気口２４が設けられ、排気口２４は、円形の環状空間２３と連通しており、環状空間を上昇する排気ガスを炭化炉外に排出する。
【００３７】
下部円筒部２５の上端部には風箱２７が設けられて、炉体１０の上記の空気供給孔１５に分配管２７Ａを介して、流量を制御しながら、供給する。さらに、該風箱２７の一部分には、着火装置２８としてバーナが設けられて、炭化炉体の周壁１３に設けた上記の着火孔１６に配口されて、炭化室を内に高温のバーナ燃焼ガスを供給する。操業初期には、着火装置２８により、炉体下部に蓄積された炭原料Ａに着火することができる。
【００３８】
風箱２７には、空気と過熱蒸気が切り替え可能に供給されるようになっており、特に作業前の低温度時に過熱蒸気を炭化室１１内部に供給することで濡れたり湿った炭原料Ａが混入していても過熱蒸気によって急速に乾燥させることができるようにしている。また炭化作業中に過熱蒸気を供給すると相対的に炭化を早めることができ、アルカリ化した良質な炭を得ることができる。
【００３９】
大径の下部円筒部２５には、下端部で閉鎖されて下底部２６ａを形成し、炭化室内で焼成した炭材Ｃを排出するための排出口２９を下底部２６ａに設けてある。この例は、排出口２９は、下底部２６ａにおける下部円筒部周壁と回転支持盤の外周との間に形成されている。
【００４０】
排出口２９の連通する排出管が水冷ジャケットから成り、排出管の出口に２重ダンパー弁６２を接続し、２重ダンパー弁がスクリューコンベヤ６１に接続されている。この構成は、水冷スクリューコンベヤ６１が、高温の焼成炭Ｃを排出する際に冷却しながら所定個所に直ちに移送できる用にし、出口の２重ダンパー弁６２が、空気の炉内侵入を防いで焼成炭Ｃの燃焼損失を防止し、実質的には連続的に焼成炭を取り出すことができる。
【００４１】
該殻本体の下底部近くには、焼成炭Ｃを排出口２９を案内する案内手段５０が配置されており、案内手段は、排出口２９に対応して外殻本体の下部２５の下端部の周壁２５ａから回転支持盤３０の外周部３１へ伸縮可能に突設された軸５２と、当該軸の先側に取付られた掻き取り板５１とから成っている。このような簡単な掻き取り板５１は、回転支持盤の上面の外周部３１上に乗って回りながら出てくる焼成炭Ｃを排出口２９に向けて確実に落とすことができる。
【００４２】
回転支持盤３０は、下部円筒部２５の下底部２６ａの下面には回転支持盤用回転駆動装置４０により回転駆動される。この装置４０においては、回転支持盤３０より下方で、外殻本体の下底部２６ａから支持された支台４５の上に可変速電動モータ４６が搭載され、回転支持盤３０の回転軸４１が、減速機４７を介して該モータ４６とに伝動的に接続されて、該モータ４６の可変速度により、回転支持盤を回転数調節可能に回転させることができる。
【００４３】
回転支持は盤は、回転軸４１から支持盤上方に突出した延長軸４１ａと、この延長軸４１ａに支持されて回転方向Ｒに対して炭原料Ａを上方に戻す作用をする螺旋体として螺旋状のコイル３２を配置している。この例の螺旋状コイル３２は、螺旋包絡面が円錐状の形状になるように、帯体ないし棒で、耐熱性材料を用いて、形成されている。そして、コイル上端が延長軸４１ａに支持固定され、下端が回転支持盤３０に直接または間接的に支持固定されて、回転支持盤３０の回転により、螺旋状コイル３２を、該コイルに接した有機物片を上方に送る方向に回転するようにされている。これによって、この円錐螺旋状のコイル３２炭化室１１内部のおいて上部から積み重なる傾向のある有機物片その他の炭原料Ａを螺旋状のコイル３２の回転によって上方に戻すことで圧密化を防ぐことができる。螺旋状コイルは、このように回転支持盤上の有機物片の集積を解きほぐして、有機物片への高温ガスの流通接触とそれによる熱伝導を確保して、昇温速度を高め、予熱も十分に行われる。
【００４４】
さらに、回転支持盤３０上には、螺旋状コイル３２に比て低く、支持盤３０の中心部から外周部にむけて低くなっている複数の放射状羽根３３とを備えている。この放射状羽根３３においてはは、回転支持盤３０上で行われる炭化を終えた炭Ｂの精錬燃焼が回転する複数の放射状羽根３３によって促進され、焼成した炭材の半系方向への移動とそれに伴う排出口からの排出とを容易にしている。
【００４５】
このように、回転支持盤３０上の螺旋状コイル３２と放射状羽根３３との作用により、有機物片への下方部からの熱が燃焼ガスの進入によって伝わり易くなり、炭化を促進し、排出を容易にして、竪形炭化炉１においても、十分に炭化に要する時間を短縮して良質の炭材Ｃを得ることができる。
【００４６】
さらに、回転支持盤３０は、その下面に、外殻本体下底部２６ａとの間に、この例では、複数の湾曲羽根３４を放射状に固定している。湾曲羽根３４は、回転方向に対して焼成炭Ｃを外側へ移動させる作用をするもので、回転支持盤３０上から外殻本体下底部２６ａに落下した焼成炭Ｃを、これらの湾曲羽根３４によって排出口２９が設けられている外周部に押し寄せることができ、焼成炭Ｃの排出を促進する。
【００４７】
回転支持盤３０は、外殻本体２０の下部２５内において炭化炉体１０の下端部１４に対する隙間Ｌの大きさを調節できるように上下位置調節手段が設けられている。ここに採用した上下位置調節手段は、回転支持盤３０とその回転駆動装置４０とが搭載されている下底部２６ａが、外殻本体の下部２５内にネジジャッキ機構Ｊによって、回転支持盤３０を上下に位置調節可能にするものである。
【００４８】
炭原料Ａの有機物片や固形燃料や焼成した炭材の性質、例えば、種類に応じて異なる性質、例えば、安息角度θ（水平面上に積したときの水平面に対する裾部の傾斜角度）などの相異に対応して、回転支持盤と外殻本体の下端との間の隙間から排出速度が相異するので、上下位置調節手段は、回転支持盤３０の上下位置を調節し、上記の隙間を設定し、炭化室内の有機物片の低下速度と、焼成炭Ｃの排出度合いを調節し、炭化度合いを最良に調節することができる。
【００４９】
この例の上下位置調節手段のネジジャッキ機構Ｊは、図３に示すように、下部２５の円筒体下端部の内壁に複数取り付られたブラケット５５に回転可能に搭載されたジャッキネジ５６を、ブラケット５５に対応して回転支持盤３０の周辺部の下底部２６外縁に形成されネジ孔５７に螺合させており、ダブルナット５８の締め付けにより、回転支持盤３０の上下位置設定でき、上記回転支持盤３０と下端部との間の隙間を調節することができ、ダブルナット５８により、固定している。
【００５０】
炭化炉１の炭化作業の初期には、炭化室１１内部に上部の供給口から、炭見料として、有機質廃棄物と、固形燃料とを炉体１０の下部１３Ａにおいて着火装置２８によって着火させる。
着火後は、風箱２７から分配管２７Ａを介して約１〜５％の酸素濃度まで制限された空気を供給して先ず下部からの熱と円形環状空間２３のガスによって予熱（予熱帯）して乾燥、昇温（乾燥帯）させ、順次昇温して、下端部１４の近くで約８００℃で焼成し、その上方の炉体中間部では、約３００℃で炭化燃焼（炭化帯）させる。
【００５１】
着火後は通常着火装置２８からの高温ガスの供給は停止されるが、炭化燃焼をその流量制限して空気供給によって酸素不足の状態で炭化焼成し、炭素を多く残して炭材Ｂを形成する。この炭化燃焼によって発生する一酸化炭素を多く含んだ可燃ガスＧは炉体１１の下端部１４から一旦出た後、環状空間２３を上昇して外側から炉体内の炭原料Ａを予熱して炭化を促進する。可燃ガスに対しては、排気口２４から排出して排ガス処理手段６４によって木酢液等の有用物の分離処理等を行なう。蒸し焼きにより生成された炭Ｂが回転支持盤３０上で精錬燃焼（精錬帯）してできた焼成炭Ｃの状態を、案内手段５０によって外殻本体２０の下端部２５の外周部の排出口２９へ案内して排出してダンパー弁６２から出て来る焼成炭Ｃを直接見て判断し、例えば０．３から２．０ｒｐｍの範囲で回転支持盤３０の回転速度を調節することで調整される。これで操業者は、炭材の生産の経験の有無によらずに良質な炭を得ることができる。
【００５２】
上部円筒部２１の排気口２４の近辺には酸素濃度センサーが設けられ、さらにその周壁２１Ａには適宜防爆装置が設けられる。
酸素濃度センサーによる酸素濃度と焼成炭材の品質や生産性との関係などの操業データに基づいて、酸素濃度センサーによる酸素濃度値を利用して、炭化室の回転支持盤３０の回転速度を連動制御するようにすることもできる。
【００５３】
図４には、排気ガス処理手段の系統図を示すが、排気口２４は、排ガスからダストを除去するサイクロン６５と、木酢Ｑ及びタールＴを除去する水冷熱交換器ないしコンデンサ６６と、排ガスを促進するエジェクター６７、例えば、水エジェクターとから成る排ガス処理手段６４に接続されている。サイクロン６５でダストを除去し、コンデンサ６６で木酢及びタールなどの有用物を回収でき、一酸化炭素の含有量の多い排ガスを燃料ガスとして利用し易くでき、また空気流抵抗が大きいサイクロン６５や熱交換器６６に排ガスを通してもエジェクター６７によって排ガスを吸引流通できる。エジェクター６７は、タンク６８Ａ内の水をポンプ６８Ｂで循環している圧力水を利用しており、スクラバーの働きもしている。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の炭化炉は、固定された炭化炉体に対して炉床である回転支持盤を回転させるようにしたので、焼成した炉床からの炭材の排出が容易であり、炉床部で発生した高温の燃焼ガスが、炉体の下端部から炭化炉体と外殻本体との間に形成した空間を上昇しながら炉体壁部を通して炭化室内の蓄積した廃棄物及び固形燃料を予熱するので、熱効率が高く、炭化の促進改善に有効である。
特に、回転支持盤の回転速度を制御可能にすれば、炭化の程度と品質を目視観察しながら、回転速度を制御することにより、炭材製造過程を制御して、その品質と生産性を最適化することができる。
【００５５】
炭化室内に回転支持盤の軸状に固定として突出する螺旋体を設ければ、堆積した有機物片やＲＤＦ等の固形燃料の圧密化を防いで、堆積有機物片への熱伝導を高め、攪拌による均一化して、焼成炭化効率を高めることができる。
【００５６】
さらに、回転支持盤が、外殻本体の下端部内において炭化炉体の下端部に対する隙間の大きさを調節できるように上下位置調節可能にすれば、原料の廃棄物や生成した炭材の性質に合わせて、炭材の排出速度を予め適切に決めることが出来、良好に焼成した炭材の生産が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る炭化炉の縦断面図を示す。
【図２】本発明の実施例に係る炭化炉の外殻本体における横断面図を示し、この図の中央部には、回転支持盤の上面図を含む。
【図３】図１のＩＩＩ部における上下位置調節手段の部分拡大図を示す。
【図４】図１の炭化炉に接続される排気ガス処理手段の系統図を示す。
【符号の説明】
１炭化炉
２基台
１０炭化炉体
１１炭化室
１２上端部
１２ａ供給口
１４下端部
１５空気供給孔
１６着火孔
２０外殻本体
２３環状空間
２４排気口
２９排出口
３０回転支持盤
３２螺旋体
３３放射状羽根
３４湾曲羽根
５０案内手段

Claims

上端部が閉鎖され且つ下端部が開放されて内部に竪形筒状炭化室を形成する炭化炉体と、
基台上に設置されて上記の炭化炉体を外部から取り囲んで該炭化炉体との間に環状空間を形成して支持する外殻本体と、
該外殻本体の下端部内において炭化炉体内の蓄積された有機系廃棄物の有機物片を支え且つ炭化炉体の下端部と上面との間に炭材排出用の隙間を設けて上面が平坦で水平に設置されて回転駆動される回転支持盤と、
から成り、
上記の炭化炉体が、排気口を設けることなく、上部に有機系廃棄物及び所要の固形燃料を炭化室の内部に気密弁を介して供給する供給口と、下部炉壁に配置された複数の空気供給孔とを有し、
上記の外殻本体が、その上端部が上記炉体の上端部に近接した位置で閉鎖されて上部に設けて上記の環状空間に連通する排気口と、下部に上記炉体の空気供給孔に分配管を介して空気を供給速度の制限下で供給する風箱と、外殻本体の下底部に設けて上記の炭材排出用の隙間からの炭材を炭化炉下に排出落下させる排出口と、を含む有機系廃棄物を炭化処理するための廃棄物炭化炉において、
炭化炉には、外殻本体の下端部内において、回転支持盤の上面と炭化炉体の下端部との間の上記炭材排出用の隙間の大きさを調節するために上下位置調節手段が設けられ、上下位置調節手段が、回転支持盤を支持する上下可動の下底部を外殻本体の下端部に連結するネジジャッキ機構により回転支持盤の上下位置を移動調節するようにしたことを特徴とする廃棄物炭化炉。
上記回転支持盤が、回転駆動装置により回転駆動され、回転駆動装置が、回転支持盤の回転軸に接続した可変速電導モータを含んで、回転支持盤の回転速度を可変調節するようにした請求項１記載の廃棄物炭化炉。
回転支持盤が、支持盤上面において回転軸の延長部に回転方向に対して有機物片を上方に戻す作用をするコイル包連絡面が下広がり円錐状の形状である螺旋状コイルと、該螺旋状コイルに比較して低くしかつ中心部から外周部にかけて低くされた複数の放射状羽根とを有する請求項１又は２に記載の廃棄物炭化炉。
回転支持盤が、その下面に回転方向に対して炭を外側へ移動させる作用をする複数の湾曲状若しくは直線状の羽根を放射状に有する請求項１ないし３いずれかに記載の廃棄物炭化炉。
炭化炉には、炭化炉体の下部炉壁に連通して炭化室に高温ガスを供給して、炭化室内の有機系廃棄物及び所要の固形燃料に着火するための着火手段が設けられている請求項１ないし４いずれかに記載の廃棄物炭化炉。
着火手段が、上記炭化炉体の下部に上記空気供給孔に隣接して設けられた着火孔から高温ガスを炭化室内に放射する着火バーナから成る請求項５記載の廃棄物炭化炉。
外殻本体が、上記隙間から該回転支持盤の外周部に排出される焼成炭材を上記排出口に案内する案内手段を含み、案内手段が、排出口に対応して外殻本体の下端部の周壁から回転支持盤の外周部へ突設された掻き取り板から成る請求項１ないし６いずれかに記載の廃棄物炭化炉。
排出口が、冷却装置を備えて且つ気密弁を介してスクリューコンベヤに接続されている請求項１ないし７いずれかに記載の廃棄物炭化炉。
供給口の気密弁が、ロータリシール弁若しくはダブルダンパー弁を含む請求項１ないし８いずれかに記載の廃棄物炭化炉。
排気口が、排ガスからダストを除去するサイクロンと、木酢及びタールを除去する熱交換器と、排ガスの吸引を促進するエジェクターとから成る排ガス処理手段に接続されている請求項１ないし９いずれかに記載の廃棄物炭化炉。
上記風箱には、空気と過熱蒸気が切り替え可能に供給される請求項１ないし１０いずれかに記載の廃棄物炭化炉。