JP4118379B2

JP4118379B2 - Carbonization furnace

Info

Publication number: JP4118379B2
Application number: JP09335398A
Authority: JP
Inventors: 邦位中田; 務安部
Original assignee: 株式会社ナカタ技研; 株式会社安田製作所
Priority date: 1998-04-06
Filing date: 1998-04-06
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2018-04-06
Also published as: JPH11293258A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は可燃物を炭化させるための炭化炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、炭焼きのように可燃物を炭化するには、閉塞性のある燃焼空間内に可燃物をプールし、ガス成分を燃焼させている。この方法は、いわば閉塞式の炭化炉であり、炭化炉内への酸素の供給量を抑制することで、炭化した可燃物がさらに酸化して灰にならないようにすると共に、閉塞式のため、炭化炉内の温度を高温に維持でき、ガス成分を木材の芯等の可燃物の内部からも抜き出すことができ、可燃物を効率良く炭化させることができるのである。
【０００３】
しかし、従来の閉塞式の炭化炉では、木材等の大型の可燃物から炭を作る際には有効であるが、可燃物を炭化炉内に一旦プールするため、時間的な効率が悪かった。従って、大量の炭化物を工業的に生産するには適さないという課題があった。また、可燃物をプールしてガスを燃焼させるため、炭化炉内が高温になり、炉の内壁をセラミック等の耐熱材で形成する必要があり、工業的に利用できる炭化炉を製作するコストおよび保守するコストが高くなってしまうという課題があった。
【０００４】
これに対して、本願出願人は、既に次の二つの背景技術を提案してある。
先ず、背景技術（特開平８−２０８２０９号）として、「可燃物あるいは可燃物を含む物を出発原料とし、該原料の表面をベントナイト等の無機質粘結材で被覆して焼成すると、可燃物を酸化雰囲気で焼成しても燃焼せずに炭化させることができる」という炭化物の製造方法を提案している。この方法によれば、可燃成分が無機質粘結材の微粒子で被覆されることによって酸化が抑制されるためと推察される。この効果は、無機質粘結材と水溶性糖類を同時に被覆するときに、さらに向上する。無機質粘結材と水溶性糖類で、原料の表面を被覆するには水を媒介として混練すればよい。
【０００５】
また、他の背景技術（特開平９−９５６７６号）として、「表面を無機質粘結材で被覆した可燃物或いは可燃物を含む材料を原料とし、該原料を、筒状の炉部内を該炉部の一端側にある投入口側から他端側にある排出口側へ送り、該原料の送り方向とは反対方向から着火させ、炉部の排出口側で前記可燃物を炭化させるべく、前記筒状の炉部を軸線を中心に回転させる回転駆動装置と、前記炉部内に配され、前記原料を炉部の一端側にある投入口側から他端側にある排出口側へ送る螺旋状の送り羽根とを備える」炭化炉を提案している。この炭化炉によれば、可燃物を有する原料から、炭化物を工業的に効率良く生産できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記背景技術の炭化炉では、送り羽根による原料の送りが最適になされず、装置が長くなり、設置スペースを広く必要とすると共に、炭化炉自体の製作コストが高くなるという課題があった。
そこで、本発明の目的は、可燃物から炭化物を工業的に効率良く生産することが可能であると共に、装置を短くすることができ、設置スペースの縮小及び炭化炉自体の製作コスト低減が可能な炭化炉を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するに次の構成を備える。
すなわち、本発明は、表面を無機質粘結材で被覆した可燃物或いは可燃物を含む材料を原料とし、該原料を、筒状の炉部内を該炉部の一端側にある投入口側から他端側にある排出口側へ送り、該原料の送り方向とは反対方向から着火させ、炉部の排出口側で前記可燃物を炭化させるべく、前記筒状の炉部を軸線を中心に回転させる回転駆動装置と、前記炉部内に配され、前記原料を炉部の一端側にある投入口側から他端側にある排出口側へ送る螺旋状の送り羽根とを備える炭化炉において、前記送り羽根は、前記炉部の軸線に沿って中央部に中空流路が形成されるように、帯状の部材が炉部の内周面に固定されて螺旋状に設けられ、炉部の前記投入口側の区間において、送り羽根における螺旋の１ピッチの間隔に相当する隣合う部位同士の間には、原料を掻き上げることのできる掻き上げ用羽根が設けられ、前記炉部は、金属材からなる筒状の内筒部材と、金属材からなり、前記内筒部材が内部に挿入されて二重筒を形成するために内筒部材よりも大径に設けられた筒状の外筒部材と、前記内筒部材と外筒部材との間隙に設けられた断熱材層とから成り、前記内筒部材は、加熱された際に前記外筒部材に対して熱膨張による伸長分を逃がすように、外筒部材に一端側で固定されて支持されると共に、他端側が長手方向にスライド可能に支持されることを特徴とする。また、前記掻き上げ用羽根は、前記炉部の軸線に平行に設けられていることで、安定的に原料を送ることができる。
【０００８】
また、前記炉部の炭化物が排出される排出口近傍に配され、炎を炉部内に前記原料の送り方向とは反対方向に放射することのできるバーナーを備えることで、原料を燃焼させるために好適に着火できる。
【０００９】
また、前記炉部は、長手方向に複数に分割可能に設けられていることで、炭化炉自体の製作コストおよび保守コストを大幅に低減できる。
【００１０】
また、前記投入口に設けられて原料を投入する原料供給機構は、少なくとも前記掻き上げ羽根の螺旋の１ピッチよりも前記炉部の内部へ進入した所へ、原料を供給することで、前記掻き上げ用羽根によって掻き上げられて戻る原料も順次送ることができる。
【００１３】
また、前記原料が炭化される際に発生するガスの排気は、吸引によって行われることで、燃焼空気を確実に通過させて原料の炭化を促進させ、発生ガスを確実に排出できる。
【００１４】
また、前記原料が炭化される際に発生するガスの排気通路に、冷却装置による冷却によって、蒸気化した木酢を凝集して回収する木酢回収装置を設けたことで、木酢を好適に効率よく得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる好適な実施例を添付図面と共に詳細に説明する。
先ず、本発明の前提となる背景技術について説明する。
（背景技術）
図１は本発明にかかる炭化炉の背景技術を示す側面図であり、図２は背景技術のＸ−Ｘ断面図、図３は炉部の詳細を説明する断面図である。
１０は炉部であり、表面を無機質粘結材で被覆した可燃物或いは可燃物を含む材料を原料とし、その原料の可燃物を炭化させて炭化物を連続的に効率良く生産するために、両端が開放された筒状に形成されている。炉部１０の一端側１０ｃには投入口１２が設けられ、他端側１０ｄには排出口１４が設けられている。従来の閉塞式の炭化炉とは異なり、筒状の炉部１０の両端は開放しており、いわば開放式の炭化炉である。なお、原料は、炉部１０内で送り易いように、粒状であるとよい。
【００１６】
また、この炉部１０は、長手方向に複数に分割可能に設けられている。すなわち、複数の単位筒状炉１０ａ、１０ａ、・・・が連結されて炉部１０が形成されている。単位筒状炉１０ａは、両端にフランジ１１、１１が形成されており、このフランジ１１を利用して螺子等で長手方向に連結され、筒状に長い炉部１０が形成される。このように構成されているため、容易に製作でき、保守保全（メンテナンス）を容易に行うことができる。燃焼部等の老朽化し易い部分は、消耗品として部分的に交換できる。もしも、筒状に長い炉部１０を一体に設けるとすれば、変形してしまうなど、製作が困難であると共に、炉部１０内の清掃等のメンテナンスを行うことも困難である。
【００１７】
炉部１０は筒状に長く形成されており、その長さによって、原料を乾燥させる乾燥部Ａ、着火および燃焼させる部分である炭化部Ｂを好適に設けることができる。また、炉部１０の軸心を中心にする回転動と、後述する螺旋状の送り手段によって、原料を炉部１０内を通って投入口１２から排出口１４へ送ることができる。炉部１０の一端側１０ｃにある投入口１２側で原料が乾燥され、中途部で着火され、他端側にある排出口１４までの間でガスが燃焼されて、最終的に炭化物が排出口１４から排出されるのである。
従って、この炉部１０を用いれば、粒状の原料を連続的に送り、炭化物を連続的に排出でき、工業的に大量の炭化物を効率良く生産できる。
【００１８】
１６はバーナーであり、排出口１４に対向して配設されている。このバーナー１６で炎を炉部１０内へ放射して、原料の主にガス成分を燃焼させる。燃焼空気の流れは、原料が送られる方向と反対方向になる。この燃焼空気（加熱乾燥空気）が炉部１０内を吹き抜けることによって、後から順次送られてくる原料を好適に乾燥させることができる。原料から発生したガス成分を燃焼させた熱を有効に利用できる。従って、水分を含んだ原料でも好適に乾燥して炭化でき、効率良く炭化物を得ることができる。なお、例えばもみ殻を主材とする原料のような、原料が最初から乾燥している場合にあっては、乾燥部Ａの区間を短く設ければよい。
１８は煙突であり、排気ガスが排出される。原料を乾燥する際に発生する悪臭を消すには、この煙突１８の部分にアフターバーナーを設置すればよい。
原料が投入される投入口１２は、原料を供給し易いように、ホッパー状に設けられている。
【００１９】
２０は駆動ローラーであり、基台２２に回転自在に装着され、駆動装置の一例であるモーター２４によってチェーン機構２５を介して回転駆動される。また、駆動ローラー２０は炉部１０の単位筒状炉１０ａ、１０ａ同士が連結されたフランジ１１の外周側面に当接し、炉部１０が軸心を中心に回転できるように支持している。
２６は従動ローラーであり、図２に示すように一対で炉部１０を支持すると共に、炉部１０をその軸心を中心に回転させることができるように回転自在に設けられている。
従って、モーター２４の駆動力によって駆動ローラー２０を回転すると、筒状の炉部１０を軸線を中心に回転させることができる。なお、上記の構成からなる回転駆動装置に限らず、歯車機構、ベルト機構、減速機構等を組み合わせて、適宜構成できるのは勿論である。
【００２０】
次に炉部１０の詳細について説明する。
炉部１０は、金属材からなる筒状の内筒部材２８と、金属材からなり、内筒部材２８が内部に挿入されて二重筒を形成するために内筒部材２８よりも大径に設けられた筒状の外筒部材３０と、内筒部材２８と外筒部材３０との間隙に設けられた断熱材層３２とから成る。
金属材としては、耐熱性および耐腐食性の良好な材質を選択的に採用できるが、例えば、ステンレススチール（ＳＵＳ）材を用いることができる。
【００２１】
断熱材層３２の一例としては、セラミックファイバーを粘着材で硬化させたものを利用することができる。断熱材層３２を設けるのは、金属材からのみなる炉部では放熱性が高く、燃焼温度を維持することが難しいことによる。なお、炉部１０の内部を保温をするには外筒部材３０の外側を断熱材で巻いてもよい。
図３に示すように、３３はピンであり、外筒部材３０の内壁面から内側方向へ突起しており、断熱材層３２が移動することを防止している。このピン３３はスタッド溶接等によって外筒部材３０の内壁面に固定して設けることができる。このようにピン３３を配するのは、特に内筒部材２８と外筒部材３０が温度変化によって収縮し、断熱材層３２が移動することを防止するためである。
【００２２】
内筒部材２８の内部には、前記原料を投入口１２から排出口１４へ送るための螺旋状の送り羽根（スクリュー）であるスパイラル３４が固定されている。スパイラル３４は、単位筒状炉１０ａの内筒部材２８および外筒部材３０の長さと略同一の長さに設定されている。すなわち、スパイラル３４も炉部１０の長手方向に多数に分割されている。単位筒状炉１０ａを連結した際にスパイラル３４の螺旋が連続した状態にならない場合がある。例えば、隣合うスパイラル３４の角度位置がずれた状態で、隣合う単位筒状炉１０ａ、１０ａ同士が連結された場合であるが、そのように連結されても、各スパイラル３４が原料を送れる方向に統一されて配されている場合には、各単位筒状炉１０ａに設けられたスパイラル３４は、原料を送るように作用できるため、機能的な不都合はない。
【００２３】
また、炉部１０の原料を乾燥させる乾燥部Ａ、および原料のガス成分が燃焼される部分に位置するスパイラル３４には、粒状の原料を持ち上げるための掻き上げ用羽根３５（図３及び図５参照）をつけるとよい。
乾燥部Ａでは、掻き上げ用羽根３５によって原料をかき上げるようにして持ち上げて自然落下させることで、原料をバーナー１６によって送風される加熱乾燥空気の流れに好適に当てることができ、原料の乾燥を効率良く行うことができる。
また、原料のガス成分が盛んに燃焼される部分では、掻き上げ用羽根３５により原料をかき上げてかき混ぜることで、原料に空気を十分に当てて均一に燃焼させることができる。
なお、原料から発生する炎が小さくなり、原料を炭化させる炭化部Ｂでは、原料をかき上げないほうがよく、上記のような羽根を設ける必要はない。
【００２４】
次に炉部１０の内筒部材２８の取付構造の一例を図３に基づいて説明する。
また、内筒部材２８は周方向に複数に分割されている。すなわち、複数の断面弧状の部位を備える分割筒材３８が組み合わされて形成されている。
分割筒材３８は、断面弧状の部位３８ａを備える共に、その両側部に隣合う分割筒材３８と連結するための連結部３８ｂを備えている。
複数の分割筒材３８は、当接された連結部３８ｂ、３８ｂ同士が固定片４０の挟持部４０ａによって挟持されることで、筒内壁面を形成するように固定されている。具体的には、金属板を折り曲げて形成された挟持部４０ａがかしめられて固定されている。また、固定片４０は支持片部４０ｂで外筒部材３０の内部に固定されており、複数の分割筒材３８からなる内筒部材２８を外筒部材３０の内部に支持している。固定片４０は、内筒部材２８に対して、その全長に設けられる必要はなく、複数の分割筒材３８で内筒部材２８を形成でき、外筒部材３０の内部に内筒部材２８を支持できるのであれば、部分的又は断続的に設けられていてもよい。また、この固定片４０は、特に支持片部４０ｂで断熱材層３２が移動することを防止できる。
【００２５】
【実施例】
次に、図４〜７に基づいて、本発明にかかる炭化炉の一実施例を詳細に説明する。図４は炭化炉装置システムの全体を示す斜視図である。また、図５は具体的な螺旋状の送り羽根（スパイラル３４）の形状を示す斜視図であり、図６は内筒部材２８を外筒部材３０内に支持する支持構造を説明する説明図（部分断面斜視図）であり、図７は原料供給機構を説明する断面図である。
この実施例は、炉部及び駆動機構等の基本的な構成について背景技術と同等の構成を備えることで共通し、付属装置が備えられて炭化炉装置の全体システムを構成していることなどについて相違している。背景技術と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２６】
図４に示すように、５０は原料供給機構であり、５２は原料の混練装置、５４は原料の搬送装置である。混練装置５２によって、可燃物材料等を水を媒介として無機質粘結材及び水溶性糖類と共に混練し、炭化すべき原料を得る。そして、その原料を搬送装置５４で原料供給機構５０へ送る。
原料供給機構５０から投入された原料は、背景技術と同等のロータリー式の炉部１０を通過することで炭化されて、炭化物となり、排出口１４から排出されて、搬送路５６を通ってコンテナ５８に蓄えられる。なお、炉部１０の周囲には、安全のためカバー５９が設けられている。
【００２７】
また、煙突１８の先には、吸引装置６０が設けられ、原料が炭化される際に発生するガスは、吸引によって排気される。これにより、燃焼用の空気を炉部１０内に好適に通過させて原料の炭化を促進させ、発生ガスを確実に排出できる。
また、原料が炭化される際に発生するガスの排気通路に、冷却装置による冷却によって、蒸気化した木酢（木醋）を凝集して回収する木酢回収装置６２を設けてもよい。例えば、高温ガスを冷却水によって冷却できるように、冷却水が通過する冷却パイプを備える冷却装置を配設すると共に、冷却パイプの表面に凝集した木酢液を収集（回収）する回収容器を設けておけばよい。これにより、木酢液を好適に効率よく回収することができる。
なお、吸引装置６０の先には、排気ガスを清浄化するためにアフターバーナー６４、又は焼却灰を集塵する集塵装置等を設けてもよいのは勿論である。
【００２８】
次に、図５に基づいて、スパイラル３４と、原料を好適に送るための掻き上げ用羽根７０との具体的な構成と、その作用について説明する。なお、図５ではスパイラル３４と掻き上げ用羽根７０のみについて、炉部１０（単位筒状炉１０ａ）内に固定される際の取り合い関係の一部を記載してある。
螺旋状の送り羽根であるスパイラル３４は、筒状の炉部１０の軸線に沿って中央部に中空流路７２が形成されるように、帯状の部材が炉部１０の内部部材２８の内周面に固定されて螺旋状に設けられる。
また、掻き上げ用羽根７０は、スパイラル３４における螺旋の１ピッチ”Ｐ”の間隔に相当する隣合う面３４ａ、３４ｂ同士の間に、炉部１０の軸線に平行に設けられており、原料を掻き上げることができる。このように掻き上げ用羽根７０が設けられたことで、原料を好適に送って炭化することができる。
すなわち、内筒部材２８の内壁面、隣合うスパイラル３４及び掻き上げ用羽根７０によって形成されるポケット部７４に入った原料が、炉部１０の軸心を中心にした回転（矢印Ｒ）によって持ち上げられる。そして、そのポケット部７４の上昇に伴って、粒状の原料は、徐々に雨が降るように落下する。さらにポケット部７４が最上部まで回転したときには、原料の略全部が落下し終わる。
なお、掻き上げ用羽根７０の枚数は特に限定されないが、例えば、図に示すように１２０度おき程度に設ければよい。
【００２９】
このように原料を持ち上げて落下させることで、原料の乾燥を促進でき、また、原料を好適に攪拌することになるため、燃焼の促進に寄与できる。
そして、原料を持ち上げて落下させる作用によって、ポケット部７４に入った原料の一部（半分程度）は、前に進まないで戻る方向へ落下するため、原料を半ピッチ程度ずつ徐々に送ることが可能になる。このことは、掻き上げ用羽根７０に、方向性がつけられておらず、炉部１０の軸線に沿って設けられている形態が好適に作用し、原料が好適に落下するためであり、スパイラル３４が何回か旋回することで、その原料の全部を送ることができる。
このように、原料を送る速度を好適に遅延させることができるため、送りのタクトタイムを好適に調整でき、筒状の炉部１０の全長を短くすることができる。従って、炭化炉装置システムを短く製作でき、設置スペースを狭くできるなど、装置を設置するコストを低減できる。
【００３０】
なお、この掻き上げ用羽根７０は、原料を乾燥させ、原料のガス成分を燃焼する炉部１０の前半の区間（投入口側の区間）において取り付けられるが、炉部１０の後半の区間である排出側では取り付けられない。排出側では、原料が、重力によって内筒部材２８の底部に溜まった状態で、スパイラル３４の作用によって順次送られることになる。これは、原料の乾燥等には、粒状の原料を持ち上げて、雨を降らすように落下させることが有効であるが、原料を最終的に炭化させるときには、高温を維持することが良いためである。
【００３１】
次に、図６に基づいて、内筒部材２８を外筒部材３０内に支持して取り付ける取付手段７６の具体的な構成と、その作用について説明する。なお、図６では、内筒部材２８、外筒部材３０、及び取付手段７６の一部のみを記載してあり、他の構成を省略してある。
７７は支持部材であり、外筒部材３０の内壁面に、一端側が溶接等で固定され、他端側は単位筒状炉１０ａの軸線に沿って溝部７７ａが形成されるようにＵ字状に設けられている。また、７８は連繋片であり、内筒部材２８の外壁面に、一端側が溶接等で固定され、他端側が前記溝部７７ａに嵌合している。この支持部材７７と連繋片７８による取付手段７６は、図６に示すように単位筒状炉１０ａの軸線方向に一対が設けられると共に、その一対の取付手段７６は、円周方向に複数設けられ、例えば、円周等分４か所（図示せず）に設けられている。
【００３２】
そして、単位筒状炉１０ａの軸線方向に一対が設けられた取付手段７６の一方については、支持部材７７に連繋片７８が溶接７９等で固定されている。これに対して他方の取付手段７６では、前記溝部７７ａに連繋片が摺動可能（スライド可能）に嵌合している。
このように内筒部材２８が、加熱された際に外筒部材３０に対して熱膨張による伸長分を逃がすように、外筒部材３０に一端側で固定されて支持されると共に、他端側が長手方向にスライド可能に支持されることで、内筒部材２８と外筒部材３０の熱膨張差による歪みの発生等の問題を好適に解消し、その耐久性を向上できる。
また、７５は連結用の段差部であり、隣合う単位筒状炉１０ａの内筒部材２８の平端部７５ｂが、熱膨張を許容できるように嵌合される。これにより、隣合う単位筒状炉１０ａを好適に連結できる。
本実施例の内筒部材２８は、背景技術のような周方向に分割された形態とは異なり、筒状に一体的に形成されているが、以上のように熱膨張に関する対策が好適になされている。本実施例の構成は、背景技術に構成に比較して簡単であり、容易に製造できる。
【００３３】
次に、図７に基づいて、投入口１２に設けられて原料を投入する原料供給機構５０と、煙突１８が連結する排気室８０の具体的な構成と、その作用について説明する。
本実施例の原料供給機構５０は、前記中空流路７２の内径よりも小径に形成されたパイプ８２内に挿入され、ホッパー部８６を通して投入された原料を送る螺旋状の羽根であるスクリュー８４を備えると共に、原料が凝集しないように攪拌する攪拌装置８８、及び原料がホッパー部８６内に一杯になったことを検出するセンサー装置８９を備えている。スクリュー８４が内蔵されたパイプ８２は、細く長く形成されており、単位筒状炉１０ａの中途部まで挿通されている。スクリュー８４は、ホッパー部８６の外部に配設された駆動装置８５によって回転され、原料を送ることができる。攪拌装置８８としては、例えば、回転軸に複数の枝状突起が設けられ、凝集した原料を掻きほぐすことができるものを利用すればよい。センサー装置８９は、搬送装置５４（図４参照）に連絡されており、原料がホッパー部８６に一杯になった際には搬送装置５４を停止して、原料が溢れ出ることを防止する。
【００３４】
この原料供給機構５０によれば、少なくとも掻き上げ用羽根７０の螺旋の１ピッチ”Ｐ”よりも炉部１０の内部へ進入した所へ、原料を供給することができる。これにより、掻き上げ用羽根７０によって、前述したように掻き上げられて落下することで逆戻りする原料も順次好適に送ることができる。
また、スクリュー８４が内蔵されたパイプ８２は、細いため、炉部１０で発生した排気ガスは、好適に排気室８０を通って煙突１８から外部へ放出できる。さらに、パイプ８２には原料が詰まっており、吸引装置６０による排気がなされるため、ホッパー部８６から排気ガスが洩れ出ることはなく、好適な排煙がなされる。
また、９０はパッキン部であり、シリコーンラバー等の耐熱性材料で形成され、固定された排気室８０と、軸線を中心に回転する炉部１０の排気口側端部とを、排気ガスが漏洩しないように気密している。
【００３５】
次に以上の構成からなる炭化炉の作用について使用方法と共に説明する。
前記原料が、投入口１２から投入されると、背景技術では、炉部１０の回転と共に回転するスパイラル３４、３４ｃの作用で排出口へ向かって移動される。詳細には、モーター２４の駆動力によって駆動ローラー２０が回転することによって炉部１０が回転される。これにより、最も投入口１２側の単位筒状炉１０ａに固定され、供給ボックス１３内に突出されたスパイラル３４ｃが回転し、供給ボックス１３内に投入された原料を送る。同様に各単位筒状炉１０ａ内に固定されたスパイラル３４が原料を、投入口１２から排出口１４に向かって送る。炉部１０と供給ボックス１３とは分離しており、炉部１０は回転自在に配設されているが、原料が炉部１０と供給ボックス１３との隙間から脱落しないように、カバー４２が設けられている。
また、本発明にかかる実施例では、前述したように原料供給機構５０によって、原料が、最も投入口側の単位筒状炉１０ａの中途部まで供給され、その後は背景技術と同様に送られる。
【００３６】
点火は排出口に対向して設けられたバーナー１６によってなされる。バーナー１６は、連続的に送られる前記原料が連続して炭化（燃焼）されるように、放射される炎の強さが調整される。通常の種類の原料では、原料自体の特にガス成分の燃焼で、自らが燃焼（自燃）し、バーナー１６は着火のときのみに用いればよい。このように原料が自燃することを好適に利用できるため、従来の閉塞式の炭化炉に比べ、燃料の消費量を格段に低減でき、省エネルギーを実現できる。
また、原料は排出口１４側で燃焼され、投入口１２側では原料が燃焼することで発生する熱気が、吸引装置６０等による送風によって熱風となり、原料を効率良く乾燥できる。原料を乾燥するためのエネルギーを節約できる。
前記原料の可燃物は、ベントナイト等の無機質粘結材で被覆されており、酸化が抑制されているため、ガス化した燃焼物は燃えるが、炭素の酸化は抑制される。このため、通常、燃焼温度（炭化物の焼成温度）は７００〜８５０°Ｃ程度に抑制される。このように燃焼温度が比較的低温であるため、内筒部材２８は、例えばステンレススチールのような金属材で形成されているが、耐久性等について問題がない。
【００３７】
以上のようにして、原料が炭化され、炭化物となって排出口から排出される。その炭化物は酸化が抑制されているため、排出されると急激に温度が奪われ、排出された直後に火が消え、効率良く粒状の粒炭というべき炭化物を生産することができる。また、同様に炭化物が混在したセラミックボールを焼成できる。
送りスピードは、モーター２４の回転数を制御することで自在に調整できる。標準的な送りスピードは、１ｍ／ｍｉｎ．程度であり、もみ殻を炭化するような場合には、送りスピードを速めることができ、また、水分の多い原料を炭化する場合には送りスピードを遅くすればよい。
【００３８】
次に本発明にかかる炭化炉で好適に炭化される原料について説明する。
上記の構成からなる炭化炉によれば、可燃物あるいは可燃物を含む物を出発原料とし、該原料の表面をベントナイト等の無機質粘結材で被覆したものから、炭化物を得る方法として好適である。特に、無機質粘結材と水溶性糖類を同時に被覆したものは、さらに効率良く炭化される。
また、表面を無機質粘結材で被覆された可燃物あるいは可燃物を含む物の粉末、粒子と無機質骨材の混合体を焼成して炭化物を製造する際、又は、表面を無機質粘結材と水溶性糖類の被膜で被覆された可燃物あるいは可燃物を含む物の粉末、粒子と無機質骨材の混合体を焼成して炭化物を製造する際にも好適に利用できるものである。
【００３９】
本明細書の可燃物とは、石炭、木材、竹、プラスチック、穀物の殻（蕎麦殻、もみ殻等）、穀物、食品、およびこれらの加工残査、およびこれらを原料にする廃棄物等、固体で燃えるもの全般を意味するが、特にコーヒー粕、もみ殻、オガコ、穀物等の粉末、粒状の固体で排出される廃棄物を利用することに極めて有効である。また、可燃物を含むものとは、燃える物と燃えない物が混ざった物で、燃えない物はガラス、耐火物等のセラミック、水、等である。
無機質粘結材としては、耐火粘土、ベントナイト、特殊粘土等のいわゆる粘土質粘結材が好ましく、とりわけベントナイトの酸化抑制効果が大きい。
水溶性糖類としては、例えば、しょ糖、麦芽糖、ブドウ糖等の小糖類および単糖類がある。
また、骨材としては、無機質廃棄物の粉粒体を利用できる。例えば、鋳物砂、汚泥砂、レンガ、瓦、コンクリートの粒および粉、製鉄高炉スラグ、鋳物のノロ、パーライト、ガラス繊維、ロックウール、廃粘土、焼却炉の灰、スラグ金属の錆等である。
なお、原料に無機質粘結材を被覆するには、コーヒー粕のように原料に水分が含まれている場合は新たに水分を添加することなく、もみ殻のように水分を含んでいない場合は新たに水分を添加し、単に混練すればよい。すなわち、水を媒介にして好適に混合すればよい。被膜は薄くても十分な酸化抑制効果がある。また、水溶性糖類の被覆は、糖類を予め水に溶かして使用する場合もあるし、水分が充分にある場合は糖類の粉末を混練してもよい。
【００４０】
以上、本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。
【００４１】
【発明の効果】
本発明にかかる炭化炉によれば、送り羽根は、炉部の軸線に沿って中央部に中空流路が形成されるように、帯状の部材が炉部の内周面に固定されて螺旋状に設けられ、炉部の投入口側の区間において、送り羽根における螺旋の１ピッチの間隔に相当する隣合う部位同士の間には、原料を掻き上げることのできる掻き上げ用羽根が設けられているため、原料を持ち上げて落下させることができ、これにより原料の乾燥を促進でき、また、原料を好適に攪拌することになるため、燃焼の促進に寄与できる。このため、可燃物から炭化物を工業的に効率良く生産することが可能であると共に、装置を短くすることができ、設置スペースの縮小及び炭化炉自体の製作コスト低減をできるという著効を奏する。
また、内筒部材と外筒部材の熱膨張差による歪みの発生等の問題を好適に解消し、その耐久性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる背景技術を示す炭化炉の側面図である。
【図２】図１の背景技術のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】内筒部材の取付構造を模式的に説明する断面図である。
【図４】本発明にかかる一実施例を示す炭化炉装置システムの斜視図である。
【図５】送り羽根及び掻き上げ用羽根の実施例を示す斜視図である。
【図６】内筒部材の取付構造を模式的に説明する断面斜視図である。
【図７】原料供給機構及び排気室近傍を説明する断面図である。
【符号の説明】
１０炉部
１２投入口
１４排出口
１６バーナー
１８煙突
２０駆動ローラー
２４モーター
２８内筒部材
３０外筒部材
３２断熱材層
３４スパイラル
５０原料供給機構
６０吸引装置
６２木酢回収装置
７０掻き上げ用羽根
７２中空流路
７６取付手段
８２パイプ
８４スクリュー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a carbonization furnace for carbonizing a combustible material.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to carbonize a combustible material like charcoal burning, the combustible material is pooled in a combustion space having a blocking property, and a gas component is combusted. This method is a so-called closed-type carbonization furnace. By suppressing the amount of oxygen supplied into the carbonization furnace, the combustible material that has been carbonized is prevented from further oxidizing and becoming ash. The temperature in the carbonization furnace can be maintained at a high temperature, the gas component can be extracted also from the inside of the combustible material such as a wood core, and the combustible material can be efficiently carbonized.
[0003]
However, the conventional closed-type carbonization furnace is effective when making charcoal from a large combustible material such as wood, but the temporal efficiency is poor because the combustible material is once pooled in the carbonization furnace. Therefore, there is a problem that it is not suitable for industrial production of a large amount of carbide. In addition, since the combustible material is pooled and the gas is burned, the temperature in the carbonization furnace becomes high, and the inner wall of the furnace needs to be formed of a heat-resistant material such as ceramic. There was a problem that the maintenance cost would be high.
[0004]
In contrast, the applicant of the present application has already proposed the following two background technologies.
First, as background art (Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-208209), “a combustible material or a material containing a combustible material is used as a starting material, and the surface of the raw material is coated with an inorganic binder such as bentonite and fired. It has proposed a method for producing carbides that can be carbonized without burning even when fired in an oxidizing atmosphere. According to this method, it is inferred that oxidation is suppressed when the combustible component is coated with the fine particles of the inorganic binder. This effect is further improved when the inorganic binder and the water-soluble saccharide are coated simultaneously. In order to cover the surface of the raw material with the inorganic binder and the water-soluble saccharide, the material may be kneaded using water as a medium.
[0005]
In addition, as another background art (Japanese Patent Laid-Open No. 9-95676), “a combustible material whose surface is coated with an inorganic binder or a material containing a combustible material is used as a raw material, In order to carbonize the combustible material on the discharge port side of the furnace, ignite from the direction opposite to the feed direction of the raw material, from the input port side on the one end side of the section to the discharge port side on the other end side A rotary drive device that rotates a cylindrical furnace portion around an axis, and a spiral shape that is disposed in the furnace portion and feeds the raw material from an inlet side on one end side of the furnace portion to an outlet side on the other end side Proposal of a carbonization furnace equipped with a feed blade. According to this carbonization furnace, a carbide can be industrially efficiently produced from a raw material having a combustible material.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the carbonization furnace of the background art, there is a problem that the feed of the raw material by the feed blade is not optimized, the apparatus becomes long, requires a large installation space, and the production cost of the carbonization furnace itself increases. .
Accordingly, an object of the present invention is to efficiently produce carbide from combustible materials industrially, reduce the installation space, and reduce the production cost of the carbonization furnace itself. It is to provide a carbonization furnace.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  The present inventor has the following configuration to achieve the above object.
  That is, the present invention uses, as a raw material, a combustible material whose surface is coated with an inorganic binder, or a material containing a combustible material, and the raw material is transferred from the inlet side on one end side of the furnace portion to the inside of the cylindrical furnace portion. Rotate the cylindrical furnace part around the axis in order to send it to the discharge side on the end side, ignite from the direction opposite to the feed direction of the raw material, and carbonize the combustible on the discharge side of the furnace part In a carbonization furnace comprising: a rotary drive device that is arranged; and a spiral feed blade that is arranged in the furnace part and feeds the raw material from an inlet side on one end side of the furnace part to an outlet side on the other end side, The feeding blade is provided in a spiral shape with a belt-like member fixed to the inner peripheral surface of the furnace part so that a hollow flow path is formed in the central part along the axis of the furnace part, and the charging of the furnace part In the section on the mouth side, between adjacent parts corresponding to the spacing of one pitch of the spiral in the feed blade Is, the wings for scooped up can be scraped raw materialsThe furnace portion is formed of a cylindrical inner cylinder member made of a metal material and a metal material, and the inner cylinder member is inserted into the inside to form a double cylinder, and thus has a larger diameter than the inner cylinder member. And a heat insulating material layer provided in a gap between the inner cylinder member and the outer cylinder member, and the inner cylinder member is attached to the outer cylinder member when heated. On the other hand, the outer cylinder member is fixed and supported at one end side so as to release the extension due to thermal expansion, and the other end side is slidably supported in the longitudinal direction.It is characterized by that. Further, the scraping blade is provided in parallel with the axis of the furnace section, so that the raw material can be stably fed.
[0008]
In addition, in order to burn the raw material by providing a burner that is disposed in the vicinity of the discharge port through which the carbide of the furnace portion is discharged and can radiate a flame in the direction opposite to the feed direction of the raw material in the furnace portion It can be suitably ignited.
[0009]
Moreover, the furnace part is provided so as to be divided into a plurality of parts in the longitudinal direction, so that the production cost and maintenance cost of the carbonization furnace itself can be greatly reduced.
[0010]
In addition, the raw material supply mechanism that is provided at the charging port and supplies the raw material supplies the raw material to a place that has entered the inside of the furnace part at least more than one pitch of the spiral of the scraping blade, whereby the scraping is performed. The raw material which is scraped up by the raising blade and returned can be sequentially sent.
[0013]
Further, the exhaust of the gas generated when the raw material is carbonized is performed by suction, so that the combustion air can be surely passed to promote the carbonization of the raw material, and the generated gas can be reliably discharged.
[0014]
Moreover, the wood vinegar can be obtained efficiently and efficiently by providing a wood vinegar collection device that aggregates and collects vaporized wood vinegar by cooling with a cooling device in the exhaust passage of the gas generated when the raw material is carbonized. be able to.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
First, the background art which is the premise of the present invention will be described.
(Background technology)
FIG. 1 is a side view showing a background art of a carbonization furnace according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line XX of the background art, and FIG. 3 is a sectional view explaining details of the furnace section.
10 is a furnace part, and a combustible material whose surface is coated with an inorganic binder or a material containing a combustible material is used as a raw material, and the combustible material of the raw material is carbonized to continuously and efficiently produce carbide. Is formed into an open cylinder. A charging port 12 is provided on one end side 10c of the furnace section 10, and a discharge port 14 is provided on the other end side 10d. Unlike the conventional closed type carbonization furnace, both ends of the cylindrical furnace part 10 are open, so to speak, it is an open type carbonization furnace. In addition, it is good that a raw material is granular so that it may be easy to send in the furnace part 10.
[0016]
Moreover, this furnace part 10 is provided in the longitudinal direction so that it can be divided | segmented into plurality. That is, a plurality of unit cylindrical furnaces 10a, 10a,... Are connected to form a furnace unit 10. The unit cylindrical furnace 10a has flanges 11 and 11 formed at both ends. The flange 11 is used to connect the unit cylindrical furnace 10a in the longitudinal direction with a screw or the like to form a long furnace section 10 in a cylindrical shape. Since it is configured in this way, it can be easily manufactured and maintenance can be easily performed. Portions that are prone to aging, such as the combustion section, can be partially replaced as consumables. If the long furnace portion 10 is integrally provided in a cylindrical shape, it is difficult to manufacture such as deformation, and maintenance such as cleaning inside the furnace portion 10 is also difficult.
[0017]
The furnace part 10 is formed in a long cylindrical shape, and a drying part A for drying the raw material and a carbonization part B that is a part for ignition and combustion can be suitably provided depending on the length. Further, the raw material can be sent from the inlet 12 to the outlet 14 through the furnace 10 by a rotational movement centering on the axis of the furnace 10 and a spiral feeding means described later. The raw material is dried on the inlet 12 side on the one end side 10c of the furnace section 10, ignited in the middle, and the gas is combusted to the outlet 14 on the other end side, and finally the carbide is discharged to the outlet. 14 is discharged.
Therefore, if this furnace part 10 is used, a granular raw material can be sent continuously and a carbide | carbonized_material can be discharged | emitted continuously, and industrially a lot of carbide | carbonized_materials can be produced efficiently.
[0018]
Reference numeral 16 denotes a burner, which is disposed to face the discharge port 14. The burner 16 radiates a flame into the furnace 10 to burn mainly gas components of the raw material. The flow of combustion air is in the direction opposite to the direction in which the raw material is sent. The combustion air (heated and dried air) blows through the inside of the furnace section 10, so that the raw materials sequentially sent later can be suitably dried. The heat generated by burning the gas component generated from the raw material can be used effectively. Therefore, even a raw material containing moisture can be suitably dried and carbonized, and a carbide can be obtained efficiently. For example, when the raw material is dried from the beginning, such as a raw material mainly composed of rice husk, the section of the drying section A may be provided short.
A chimney 18 exhausts exhaust gas. In order to eliminate the bad odor generated when the raw material is dried, an afterburner may be installed in the chimney 18.
The inlet 12 into which the raw material is charged is provided in a hopper shape so that the raw material can be easily supplied.
[0019]
A drive roller 20 is rotatably mounted on the base 22 and is rotationally driven via a chain mechanism 25 by a motor 24 which is an example of a drive device. Further, the driving roller 20 abuts on the outer peripheral side surface of the flange 11 to which the unit cylindrical furnaces 10a and 10a of the furnace unit 10 are connected, and supports the furnace unit 10 so that the furnace unit 10 can rotate around the axis.
Reference numeral 26 denotes a driven roller which supports the furnace unit 10 as a pair as shown in FIG. 2 and is rotatably provided so that the furnace unit 10 can be rotated around its axis.
Therefore, when the driving roller 20 is rotated by the driving force of the motor 24, the cylindrical furnace portion 10 can be rotated around the axis. Needless to say, the present invention is not limited to the rotary drive device having the above-described configuration, and can be appropriately configured by combining a gear mechanism, a belt mechanism, a speed reduction mechanism, and the like.
[0020]
Next, the detail of the furnace part 10 is demonstrated.
The furnace section 10 is made of a cylindrical inner cylinder member 28 made of a metal material and a metal material, and the inner cylinder member 28 is inserted into the inside to form a double cylinder, so that the diameter is larger than that of the inner cylinder member 28. It comprises a cylindrical outer cylinder member 30 provided, and a heat insulating material layer 32 provided in a gap between the inner cylinder member 28 and the outer cylinder member 30.
As the metal material, a material having good heat resistance and corrosion resistance can be selectively employed. For example, a stainless steel (SUS) material can be used.
[0021]
As an example of the heat insulating material layer 32, a ceramic fiber cured with an adhesive can be used. The reason why the heat insulating material layer 32 is provided is that, in a furnace portion made only of a metal material, heat dissipation is high and it is difficult to maintain the combustion temperature. In addition, you may wind the outer side of the outer cylinder member 30 with a heat insulating material in order to keep the inside of the furnace part 10 warm.
As shown in FIG. 3, reference numeral 33 denotes a pin that protrudes inward from the inner wall surface of the outer cylinder member 30 and prevents the heat insulating material layer 32 from moving. The pin 33 can be fixed to the inner wall surface of the outer cylinder member 30 by stud welding or the like. The reason why the pins 33 are arranged in this manner is to prevent the inner cylinder member 28 and the outer cylinder member 30 from contracting due to temperature changes and the heat insulating material layer 32 from moving.
[0022]
A spiral 34 that is a spiral feed blade (screw) for sending the raw material from the inlet 12 to the outlet 14 is fixed inside the inner cylinder member 28. The spiral 34 is set to have substantially the same length as the lengths of the inner cylinder member 28 and the outer cylinder member 30 of the unit cylindrical furnace 10a. That is, the spiral 34 is also divided into a large number in the longitudinal direction of the furnace unit 10. When the unit cylindrical furnace 10a is connected, the spiral of the spiral 34 may not be continuous. For example, the adjacent unit cylindrical furnaces 10a and 10a are connected to each other in a state where the angular positions of the adjacent spirals 34 are deviated from each other. If the spirals 34 provided in each unit cylindrical furnace 10a can act to feed the raw material, there is no functional inconvenience.
[0023]
Further, a drying blade A for drying the raw material of the furnace unit 10 and a spiral 34 positioned in a portion where the gas component of the raw material is combusted have a scraping blade 35 for lifting the granular raw material (FIGS. 3 and 5). Please refer).
In the drying unit A, the raw material is lifted up by the scraping blades 35 and is naturally dropped, so that the raw material can be suitably applied to the flow of heated dry air blown by the burner 16, and the raw material is dried. Can be performed efficiently.
Further, in the portion where the gas component of the raw material is actively burned, the raw material can be stirred up by the scraping blades 35 and stirred, so that the air can be sufficiently applied to the raw material and uniformly burned.
In the carbonization part B where the flame generated from the raw material is reduced and the raw material is carbonized, it is better not to scoop up the raw material, and there is no need to provide the blades as described above.
[0024]
Next, an example of the mounting structure of the inner cylinder member 28 of the furnace part 10 will be described with reference to FIG.
The inner cylinder member 28 is divided into a plurality of parts in the circumferential direction. In other words, the divided cylindrical members 38 having a plurality of cross-sectional arc-shaped portions are combined.
The divided cylindrical member 38 includes a portion 38a having an arc-shaped cross section, and a connecting portion 38b for connecting to the adjacent divided cylindrical member 38 on both side portions thereof.
The plurality of divided tubular members 38 are fixed so as to form an in-cylinder inner wall surface by sandwiching the contact portions 38b, 38b in contact with each other by the sandwiching portion 40a of the fixed piece 40. Specifically, a clamping portion 40a formed by bending a metal plate is caulked and fixed. The fixed piece 40 is fixed to the inside of the outer cylinder member 30 by the support piece portion 40 b, and supports the inner cylinder member 28 formed of a plurality of divided cylinder members 38 inside the outer cylinder member 30. The fixed piece 40 does not need to be provided in the entire length with respect to the inner cylinder member 28, and the inner cylinder member 28 can be formed by a plurality of divided cylinder members 38, and the inner cylinder member 28 is supported inside the outer cylinder member 30. If possible, it may be provided partially or intermittently. Further, the fixed piece 40 can prevent the heat insulating material layer 32 from moving at the support piece portion 40b.
[0025]
【Example】
Next, based on FIGS. 4-7, one Example of the carbonization furnace concerning this invention is described in detail. FIG. 4 is a perspective view showing the entire carbonization furnace apparatus system. 5 is a perspective view showing the shape of a specific spiral feed blade (spiral 34), and FIG. 6 is an explanatory view for explaining a support structure for supporting the inner cylinder member 28 in the outer cylinder member 30. FIG. 7 is a sectional view for explaining the raw material supply mechanism.
This embodiment is common in that the basic configuration of the furnace unit, the drive mechanism, etc. is provided with a configuration equivalent to the background art, and the attachment system is provided to configure the entire system of the carbonization furnace device. It is different. The same components as those in the background art are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0026]
As shown in FIG. 4, 50 is a raw material supply mechanism, 52 is a raw material kneading device, and 54 is a raw material conveying device. A kneading device 52 kneads a combustible material or the like together with an inorganic binder and a water-soluble saccharide using water as a medium to obtain a raw material to be carbonized. Then, the raw material is sent to the raw material supply mechanism 50 by the transport device 54.
The raw material input from the raw material supply mechanism 50 is carbonized by passing through the rotary furnace unit 10 equivalent to the background art, becomes a carbide, is discharged from the discharge port 14, passes through the conveyance path 56, and is stored in the container 58. Stored in A cover 59 is provided around the furnace 10 for safety.
[0027]
In addition, a suction device 60 is provided at the tip of the chimney 18, and the gas generated when the raw material is carbonized is exhausted by suction. Thereby, combustion air can be suitably passed through the furnace portion 10 to promote carbonization of the raw material, and the generated gas can be reliably discharged.
Moreover, you may provide the wood vinegar collection | recovery apparatus 62 which aggregates and collects the vaporized wood vinegar (wooden firewood) by the cooling by a cooling device in the exhaust passage of the gas generated when a raw material is carbonized. For example, a cooling device including a cooling pipe through which cooling water passes is arranged so that high-temperature gas can be cooled by the cooling water, and a collection container for collecting (recovering) the pyroligneous liquid condensed on the surface of the cooling pipe is provided. Just keep it. Thereby, a wood vinegar liquid can be collected suitably and efficiently.
Needless to say, an after burner 64 or a dust collecting device for collecting the incinerated ash may be provided at the tip of the suction device 60 in order to clean the exhaust gas.
[0028]
Next, based on FIG. 5, the concrete structure and effect | action of the spiral 34 and the blade | wing 70 for scraping up for feeding a raw material suitably are demonstrated. In FIG. 5, only the spiral 34 and the scraping blade 70 are shown with a part of the relationship when being fixed in the furnace unit 10 (unit cylindrical furnace 10a).
The spiral 34, which is a spiral feed blade, has a band-shaped member formed on the inner periphery of the inner member 28 of the furnace section 10 so that a hollow flow path 72 is formed at the center along the axis of the cylindrical furnace section 10. It is fixed to the surface and provided in a spiral shape.
Further, the scraping blade 70 is provided in parallel with the axis of the furnace section 10 between the adjacent surfaces 34a, 34b corresponding to the interval of one pitch “P” of the spiral in the spiral 34, and the raw material 70 Can be scraped. Since the scraping blades 70 are provided in this way, the raw material can be suitably fed and carbonized.
That is, the raw material that has entered the pocket portion 74 formed by the inner wall surface of the inner cylinder member 28, the adjacent spiral 34 and the scraping blade 70 is lifted by rotation about the axis of the furnace portion 10 (arrow R). It is done. And with the raising of the pocket part 74, a granular raw material falls so that it may rain gradually. Further, when the pocket portion 74 is rotated to the uppermost portion, substantially all of the raw material ends falling.
The number of scraping blades 70 is not particularly limited, but may be provided at intervals of about 120 degrees as shown in the figure.
[0029]
By lifting and dropping the raw material in this way, drying of the raw material can be promoted, and the raw material is suitably stirred, which can contribute to the promotion of combustion.
Then, by the action of lifting and dropping the raw material, a part (about half) of the raw material that entered the pocket portion 74 falls in the returning direction without moving forward, so that the raw material can be gradually fed by about half a pitch. It becomes possible. This is because the scraping blades 70 are not oriented, and the configuration provided along the axis of the furnace section 10 works favorably, so that the raw material falls suitably, and the spiral All of the raw materials can be sent by rotating 34 34 times.
Thus, since the speed which feeds a raw material can be delayed suitably, the tact time of feeding can be adjusted suitably and the full length of cylindrical furnace part 10 can be shortened. Therefore, it is possible to manufacture the carbonization furnace apparatus system short and to reduce the installation cost, for example, the installation space can be reduced.
[0030]
The scraping blade 70 is attached in the first half section (the section on the inlet side) of the furnace unit 10 for drying the raw material and burning the gas component of the raw material. It cannot be installed on the discharge side. On the discharge side, the raw materials are sequentially fed by the action of the spiral 34 while being collected at the bottom of the inner cylinder member 28 by gravity. This is because, for drying the raw material, it is effective to lift the granular raw material and drop it so as to rain, but it is good to maintain a high temperature when the raw material is finally carbonized. .
[0031]
Next, based on FIG. 6, the specific structure of the attaching means 76 which supports and attaches the inner cylinder member 28 in the outer cylinder member 30, and its effect | action are demonstrated. In FIG. 6, only a part of the inner cylinder member 28, the outer cylinder member 30, and the attachment means 76 is illustrated, and other configurations are omitted.
77 is a support member, one end side is fixed to the inner wall surface of the outer cylinder member 30 by welding or the like, and the other end side is U-shaped so that a groove 77a is formed along the axis of the unit cylindrical furnace 10a. Is provided. Reference numeral 78 denotes a connecting piece, one end of which is fixed to the outer wall surface of the inner cylinder member 28 by welding or the like, and the other end is fitted into the groove 77a. As shown in FIG. 6, a pair of attachment means 76 by the support member 77 and the connecting piece 78 is provided in the axial direction of the unit cylindrical furnace 10a, and a plurality of the attachment means 76 are provided in the circumferential direction. For example, it is provided at four circumferentially equal parts (not shown).
[0032]
And about one of the attachment means 76 provided in the axial direction of the unit cylindrical furnace 10a, the piece 78 connected to the support member 77 is fixed by welding 79 or the like. On the other hand, in the other attachment means 76, the piece connected to the groove 77a is slidably fitted (slidable).
In this way, the inner cylinder member 28 is fixed and supported on one end side to the outer cylinder member 30 so that the extension due to thermal expansion is released from the outer cylinder member 30 when heated, and the other end side is By being supported so as to be slidable in the longitudinal direction, problems such as the occurrence of distortion due to the difference in thermal expansion between the inner cylinder member 28 and the outer cylinder member 30 can be preferably eliminated, and the durability thereof can be improved.
Reference numeral 75 denotes a connecting step portion, and the flat end portion 75b of the inner cylindrical member 28 of the adjacent unit cylindrical furnace 10a is fitted so as to allow thermal expansion. Thereby, the adjacent unit cylindrical furnace 10a can be connected suitably.
The inner cylinder member 28 of the present embodiment is integrally formed in a cylindrical shape, unlike the circumferentially divided form as in the background art, but measures for thermal expansion are preferably taken as described above. ing. The configuration of the present embodiment is simpler than the configuration of the background art and can be easily manufactured.
[0033]
Next, based on FIG. 7, a specific configuration of the raw material supply mechanism 50 that is provided in the input port 12 and inputs the raw material, and the exhaust chamber 80 to which the chimney 18 is connected, and the operation thereof will be described.
The raw material supply mechanism 50 of the present embodiment includes a screw 84 that is a spiral blade that is inserted into a pipe 82 that has a smaller diameter than the inner diameter of the hollow flow path 72 and feeds the raw material that has been introduced through the hopper 86. In addition, a stirring device 88 that stirs the raw material so as not to aggregate and a sensor device 89 that detects that the raw material is filled in the hopper 86 are provided. The pipe 82 in which the screw 84 is built is formed to be thin and long, and is inserted to the middle part of the unit cylindrical furnace 10a. The screw 84 is rotated by a driving device 85 disposed outside the hopper 86 and can feed the raw material. As the stirring device 88, for example, a device provided with a plurality of branch-like projections on the rotating shaft and capable of scraping the agglomerated raw material may be used. The sensor device 89 is in communication with the transport device 54 (see FIG. 4), and stops the transport device 54 to prevent the raw material from overflowing when the raw material fills the hopper 86.
[0034]
According to the raw material supply mechanism 50, the raw material can be supplied to a place that has entered the interior of the furnace section 10 at least from one pitch “P” of the spiral of the blade 70 for scraping. As a result, the raw material that is scraped up and dropped by the scraping blades 70 as described above can also be sent in sequence.
Further, since the pipe 82 in which the screw 84 is built is thin, the exhaust gas generated in the furnace unit 10 can be suitably discharged from the chimney 18 through the exhaust chamber 80 to the outside. Furthermore, since the pipe 82 is filled with raw material and exhausted by the suction device 60, the exhaust gas does not leak from the hopper 86, and suitable smoke is exhausted.
Reference numeral 90 denotes a packing portion, which is made of a heat-resistant material such as silicone rubber, and exhaust gas leaks through the fixed exhaust chamber 80 and the end portion on the exhaust port side of the furnace portion 10 that rotates about the axis. Not so airtight.
[0035]
Next, the operation of the carbonization furnace having the above configuration will be described together with the method of use.
When the raw material is charged from the charging port 12, in the background art, the raw material is moved toward the discharge port by the action of the spirals 34 and 34 c rotating with the rotation of the furnace unit 10. Specifically, the furnace unit 10 is rotated by the driving roller 20 rotating by the driving force of the motor 24. As a result, the spiral 34c fixed to the unit cylindrical furnace 10a closest to the charging port 12 and protruding into the supply box 13 rotates to feed the raw material charged into the supply box 13. Similarly, a spiral 34 fixed in each unit cylindrical furnace 10 a feeds the raw material from the inlet 12 toward the outlet 14. The furnace unit 10 and the supply box 13 are separated from each other, and the furnace unit 10 is rotatably disposed. However, a cover 42 is provided so that the raw material does not fall off from the gap between the furnace unit 10 and the supply box 13. It has been.
In the embodiment according to the present invention, as described above, the raw material supply mechanism 50 supplies the raw material to the middle part of the unit cylindrical furnace 10a on the most inlet side, and thereafter sends it in the same manner as in the background art.
[0036]
Ignition is performed by a burner 16 provided facing the discharge port. The burner 16 adjusts the intensity of the radiated flame so that the raw material continuously fed is continuously carbonized (burned). In a normal type of raw material, the raw material itself burns (self-combustion) by the combustion of gas components in particular, and the burner 16 may be used only at the time of ignition. Thus, since the raw material can be suitably used for self-combustion, the fuel consumption can be significantly reduced and energy saving can be realized as compared with the conventional closed type carbonization furnace.
Further, the raw material is combusted on the discharge port 14 side, and hot air generated by the raw material combustion on the input port 12 side becomes hot air by blowing by the suction device 60 and the like, so that the raw material can be efficiently dried. Saves energy for drying raw materials.
The combustible material is coated with an inorganic binder such as bentonite, and since oxidation is suppressed, the gasified combustion product burns but carbon oxidation is suppressed. For this reason, normally, combustion temperature (calcination temperature of a carbide | carbonized_material) is suppressed by about 700-850 degreeC. Since the combustion temperature is relatively low in this way, the inner cylinder member 28 is formed of a metal material such as stainless steel, but there is no problem with durability or the like.
[0037]
As described above, the raw material is carbonized to become carbide and discharged from the discharge port. Since oxidation of the carbide is suppressed, when it is discharged, the temperature is rapidly lost, and immediately after it is discharged, the fire is extinguished, and it is possible to efficiently produce carbide that should be granular granular coal. Similarly, ceramic balls mixed with carbides can be fired.
The feed speed can be freely adjusted by controlling the rotation speed of the motor 24. Standard feed speed is 1 m / min. When the rice husk is carbonized, the feeding speed can be increased, and when carbonizing a raw material with a lot of moisture, the feeding speed may be decreased.
[0038]
Next, the raw material suitably carbonized with the carbonization furnace concerning this invention is demonstrated.
According to the carbonization furnace having the above-described configuration, a combustible material or a material containing a combustible material is used as a starting material, and the surface of the raw material is coated with an inorganic binder such as bentonite. . In particular, a material that is coated with an inorganic binder and a water-soluble saccharide at the same time is carbonized more efficiently.
In addition, when a carbide is produced by baking a powder of a combustible material or a material containing a combustible material whose surface is coated with an inorganic binder, a mixture of particles and an inorganic aggregate, or the surface is an inorganic binder The present invention can also be suitably used when a carbide is produced by baking a powder of combustible material or a combustible material coated with a water-soluble saccharide coating, or a mixture of particles and inorganic aggregate.
[0039]
The combustibles in this specification include coal, wood, bamboo, plastic, cereal shells (such as oat husks, rice husks, etc.), cereals, foods, and processing residues thereof, and wastes made from these, It means the whole thing that burns in solid, but it is extremely effective especially in utilizing the waste discharged in the form of powder such as coffee mash, rice husk, sawdust, cereal, etc. and granular solid. Moreover, the thing containing a combustible material is a thing in which a combustible material and a non-combustible material are mixed, and an incombustible material is glass, ceramics, such as a refractory, water, etc.
As the inorganic binder, so-called clay binders such as refractory clay, bentonite, and special clay are preferable, and the oxidation inhibitory effect of bentonite is particularly large.
Examples of the water-soluble saccharide include small saccharides and monosaccharides such as sucrose, maltose, and glucose.
Moreover, as an aggregate, the granular material of an inorganic waste can be utilized. For example, foundry sand, sludge sand, brick, roof tile, concrete grains and powder, iron blast furnace slag, cast iron, perlite, glass fiber, rock wool, waste clay, incinerator ash, slag metal rust, and the like.
In addition, in order to cover the inorganic binder to the raw material, if the raw material contains moisture such as coffee koji, without adding new moisture, if it does not contain moisture like rice husk What is necessary is just to add a water | moisture content newly and to just knead | mix. That is, it may be suitably mixed through water. Even if the coating is thin, it has a sufficient oxidation inhibiting effect. In addition, the water-soluble saccharide coating may be used by dissolving the saccharide in water in advance, and if there is sufficient water, the saccharide powder may be kneaded.
[0040]
As described above, the present invention has been described in various ways with reference to preferred embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and it goes without saying that many modifications can be made without departing from the spirit of the invention. That is.
[0041]
【The invention's effect】
  According to the carbonization furnace according to the present invention, the feed blade is formed in a spiral shape with a belt-like member fixed to the inner peripheral surface of the furnace part so that a hollow channel is formed in the center part along the axis of the furnace part. In the section on the inlet side of the furnace section, a scraping blade capable of scraping the raw material is provided between adjacent portions corresponding to one pitch interval of the spiral in the feed blade. Therefore, the raw material can be lifted and dropped, whereby the drying of the raw material can be promoted, and since the raw material is suitably stirred, it can contribute to the promotion of combustion. For this reason, it is possible to industrially efficiently produce carbide from combustible materials, and it is possible to shorten the apparatus, and it is possible to reduce the installation space and the production cost of the carbonization furnace itself.
  In addition, it is possible to suitably solve problems such as distortion caused by a difference in thermal expansion between the inner cylinder member and the outer cylinder member, and to improve the durability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a carbonization furnace showing a background art according to the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along the line XX of the background art of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view for schematically explaining the mounting structure of the inner cylinder member.
FIG. 4 is a perspective view of a carbonization furnace apparatus system showing an embodiment according to the present invention.
FIG. 5 is a perspective view showing an embodiment of a feed blade and a scraping blade.
FIG. 6 is a cross-sectional perspective view schematically illustrating the mounting structure of the inner cylinder member.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the vicinity of a raw material supply mechanism and an exhaust chamber.
[Explanation of symbols]
10 Furnace
12 slot
14 Discharge port
16 burner
18 Chimney
20 Drive roller
24 motor
28 Inner cylinder member
30 Outer cylinder member
32 Insulation layer
34 Spiral
50 Raw material supply mechanism
60 Suction device
62 Wood vinegar collection device
70 Scraping blades
72 Hollow channel
76 Mounting means
82 pipe
84 screw

Claims

A combustible material whose surface is coated with an inorganic binder or a material containing a combustible material is used as a raw material. A rotary drive device that rotates the cylindrical furnace portion around an axis to ignite from the direction opposite to the feed direction of the raw material and to carbonize the combustible on the discharge side of the furnace portion; In the carbonization furnace provided with a spiral feed blade arranged in the furnace part and sending the raw material from the inlet side on one end side of the furnace part to the outlet side on the other end side,
The feeding blade is provided in a spiral shape with a belt-like member fixed to the inner peripheral surface of the furnace part so that a hollow flow path is formed in the central part along the axis of the furnace part, In the section on the inlet side, a scraping blade capable of scooping up the raw material is provided between adjacent portions corresponding to one pitch interval of the spiral in the feeding blade ,
The furnace section is formed of a cylindrical inner cylinder member made of a metal material and a metal material, and is provided with a larger diameter than the inner cylinder member so that the inner cylinder member is inserted therein to form a double cylinder. A cylindrical outer cylinder member, and a heat insulating material layer provided in a gap between the inner cylinder member and the outer cylinder member,
The inner cylinder member is fixed to and supported by the outer cylinder member at one end side so that an extension due to thermal expansion is released from the outer cylinder member when heated, and the other end side slides in the longitudinal direction. A carbonization furnace characterized by being supported .

The carbonization furnace according to claim 1, wherein the scraping blades are provided in parallel to the axis of the furnace section.

The burner which is arranged near the discharge port from which the carbide of the furnace part is discharged, and which can radiate a flame in the direction opposite to the feed direction of the raw material in the furnace part is provided. Carbonization furnace.

The carbonization furnace according to claim 1, 2 or 3, wherein the furnace section is provided so as to be divided into a plurality of parts in the longitudinal direction.

The raw material supply mechanism, which is provided at the input port and inputs the raw material, supplies the raw material to a place that has entered at least one pitch of the spiral of the scraping blade into the furnace portion. The carbonization furnace according to 1, 2, 3 or 4.

The carbonization furnace according to claim 1, 2, 3, 4, or 5 , wherein exhaust of gas generated when the raw material is carbonized is performed by suction.

In an exhaust passage of gases generated when the raw material is carbonized, claims to the cooling by the cooling device, characterized in that a wood vinegar collecting device for collecting and aggregating the pyroligneous that vaporized 1,2,3 The carbonization furnace according to 4, 5, or 6 .