JP4280855B2 - Charcoal production equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、炭化材料をコンテナーに詰め込み、加熱炭化させると共に、加熱時に生じる排ガスを精製し加熱源として使用し、かつ冷却時に生成する吸熱ガスと、加熱排ガスとにより予熱し、熱経済性を高く保つと共に、炭化材料をライン処理することを目的とした炭の製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来トンネル状炉内で炭材料をコンテナーに詰め込み、予熱、加熱、冷却して炭を得る炭化方法及び装置は公知である(特開2000−319661号)。
【0003】
【発明により解決しようとする課題】
従来提案されていた炭化方法は、炭化材料として木材の他に合成樹脂も見込んでいた為に、装置が複雑になり、かつ木材も、合成樹脂も何れも高い効率を上げることができない問題点があった。
【0004】
また炭化材料を収容する密閉コンテナーと、台車とは共に高温にさらされていた為に、台車は長期の使用に耐えないのみならず、変形、その他によって円滑な移動が困難になる問題点があった。次に加熱炉から乾留ガス及びタールなどを取り出すように構成されており、その接続が不十分になり易い問題点があった。また、乾留ガス取り出し装置の耐火性(例えば1000℃以上に耐える)についても十分とはいい難く、全体として高温、連続稼動についての問題点が多々発見され、工業化には到らなかった。熱経済についても、不十分な点が多々あった。
【0005】
【課題を解決する為の手段】
この発明は、コンテナーと台車を熱遮断すると共に、乾留ガス等の取り出し装置に改良を加え、加熱炉における外界との連絡を遮断することにより、前記各種問題点を悉く改善したのである。前記改善により、連続長期運転が可能となり、実用化に向けて著しく前進したのである。
【0007】
即ちこの発明は、炭化材料をコンテナーに詰め、台車にのせて処理トンネルを入口側から出口側へ移動するに際し、材料詰め込み室、予熱炉、加熱炉、冷却室及び取り出し室を順次通過して処理するようにした装置において、前記処理トンネルの底部には、材料を収容するコンテナーの台車用レールを敷設し、前記コンテナーには、吸気及び排気パイプと、タール取り出し口を設け、前記台車は耐火材料で覆われ、前記予熱炉は、材料を250℃〜400℃で予熱できるようになっており、予熱炉内には、吸熱ガスで予熱する為の吸熱ガスコイルを設けると共に、材料を700℃〜1000℃で加熱できるようにした加熱炉は、前記予熱炉内へ排ガスを放出させるようにしてあり、前記排ガスは遮断扉の連通孔を通過して前記予熱炉内に入り、予熱炉内を加熱するようにしてあり、前記冷却室には、前記吸熱ガスを循環させる配管をして、冷却し、前記予熱炉の乾留ガスとタールは精製手段に連結し、ついで前記乾留ガスはガス燃料とすべく配管したことを特徴とする炭の製造装置である。また、炭化材料をコンテナーに詰め、台車にのせて処理トンネルを入口側から出口側へ移動するに際し、材料詰め込み室、予熱炉、加熱炉、冷却室及び取り出し室を順次通過して処理するようにした装置において、前記処理トンネルの底部には、材料を収容するコンテナーの台車用レールを敷設し、前記コンテナーには、吸気及び排気パイプと、タール取り出し口を設け、前記台車は耐火材料で覆われ、前記予熱炉は、材料を250℃〜400℃で予熱できるようになっており、予熱炉内には、吸熱ガスで予熱する為の吸熱ガスコイルを設けると共に、材料を700℃〜1000℃で加熱できるようにした加熱炉は、前記予熱炉内へ排ガスを放出させるようにしてあり、前記排ガスは遮断扉の連通孔を通過して前記予熱炉内に入り、予熱炉内を加熱するようにしてあり、前記冷却室には、前記吸熱ガスを循環させる配管をして、冷却し、前記予熱炉の乾留ガスとタールは精製手段に連結し、ついで前記乾留ガスはガス燃料とすべく配管し、前記予熱炉と加熱炉は断熱扉で気密に仕切られ、コンテナーが予熱炉に入った時に、コンテナー内と予熱炉壁にセットした乾留ガス取り出し口及びタール取り出し口とを連結したことを特徴とする炭の製造装置であり、炭化材料をコンテナーに詰め、台車にのせて処理トンネルを入口側から出口側へ移動するに際し、材料詰め込み室、予熱炉、加熱炉、冷却室及び取り出し室を順次通過して処理するようにした装置において、前記処理トンネルの底部には、材料を収容するコンテナーの台車用レールを敷設し、前記コンテナーには、吸気及び排気パイプと、タール取り出し口を設け、前記台車は耐火材料で覆われ、前記予熱炉は、材料を250℃〜400℃で予熱できるようになっており、予熱炉内には、吸熱ガスで予熱する為の吸熱ガスコイルを設けると共に、材料を700℃〜1000℃で加熱できるようにした加熱炉は、前記予熱炉内へ排ガスを放出させるようにしてあり、前記排ガスは遮断扉の連通孔を通過して前記予熱炉内に入り、予熱炉内を加熱するようにしてあり、前記冷却室には、前記吸熱ガスを循環させる配管をして、冷却し、前記予熱炉の乾留ガスとタールは精製手段に連結し、ついで前記乾留ガスはガス燃料とすべく配管し、前記予熱炉と加熱炉は断熱扉で気密に仕切られ、コンテナーが予熱炉に入った時に、コンテナー内と予熱炉壁にセットした乾留ガス取り出し口及びタール取り出し口とを連結し、冷却室でコンテナー内へ冷却用のガスを循環させる手段を連結したことを特徴とする炭の製造装置である。
【0008】
前記発明においては、処理トンネル内において、予熱炉と、加熱炉の二つの炉は他室と完全に熱遮断して、熱経済を図ると共に、冷却室から予熱炉に吸熱ガスを送り循環させて、加熱炉の加熱排ガスを予熱炉を通過して外界に出すようにしたので、冷却に使用した吸熱ガスの利用と、加熱排ガスの利用によって、合理的に予熱温度に高め、予熱処理の安定化と、ライン処理の均一化を図ったものである。
【0009】
前記発明においては、加熱炉に外界との連通部を設けることなく、予熱炉に乾留ガス及びタールなどの排出手段を設けることによって、熱経済を図り、かつ加熱炉においては、炭化材料を詰め込んだコンテナーのみを高温加熱することとし、前記コンテナーと台車との間には、断熱壁を設けて、台車の保護と熱経済とを図ったものである。
【0010】
また冷却室においては、コンテナー内へ窒素ガスなどの不活性気体を吹き込み(或いは窒素ガスを予め配管を通して吹き込み)、吸熱冷却すると共に、この吸熱ガスを冷却室と予熱炉とで循環利用し、予熱の熱源としたものである。
【0011】
従って予熱炉内のコンテナーは、加熱炉内の排気ガスと、前記吸熱ガスによって所定の温度(例えば250℃〜400℃)に予熱され、乾留ガス及びタールを可及的に排出することができる。前記のように高温に予熱する為に、加熱炉においては必要温度(例えば700℃〜1000℃)まで急速に上昇し、爾後の炭化処理を短時間かつ高温で行うことができる。従って、全処理工程の合理化により、炭化材料の詰め込みから、取り出しまでの時間を著しく短縮化し(従来炭化に5日〜7日間かかったのを8〜10時間で完了することができる)、しかも良質かつ均質の炭を連続的にライン生産することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
この発明は、木材チップ、木質廃材、その他炭化質を含む産業廃棄物を良質の炭に炭化処理することを目的としたものであって、トンネル状処理装置により、連続かつライン処理するものである。
【0013】
即ち処理トンネルの一方に炭化材料を詰め込む作業室を設け、ついで材料を詰め込んだコンテナーを台車に乗せた準備室(予熱室)を経て、予熱炉に入れ密封する。前記予熱炉では、吸熱ガス(冷却で使用したガス)と、加熱排気ガスとを利用してコンテナーを予定温度まで加熱し、その状態を保って(例えば60〜120分間)乾留ガス及びタールを可及的に排出させる。この乾留ガスは精製して加熱炉の加熱源とし(当初立ち上がりは一般ガス又は灯油を使用)、乾留時の排気は一切出さないようにすると共に、加熱源としての燃料ガスは殆ど乾留ガスでまかなうことになる。また、乾留ガスの精製により生じたタールと、前記予熱炉から取り出されたタールとは共に集めて、一般のタールと同様に使用する。
【0014】
前記のようにして十分予熱し、乾留ガスなどを排出したならば、扉を開いて、コンテナーを台車と共に加熱炉に押し込む。この場合に予熱室(又は詰め込み室)の台車を押すことにより、予熱炉内及び加熱炉内の台車も動くので、夫々に動力を設ける必要がなく、単に、予熱炉と詰め込み室(又は予熱室)、予熱炉と加熱炉、加熱炉と冷却室の各扉を開き、1台分の台車を前進させればよいので、台車の移動による熱損失は最小限に止めることができる。このようにして、加熱炉内は台車の出し入れにより急激に冷却することなく、次の台車が入るので、入替時の熱損失を最小限に止めることができる。
【0015】
前記においてコンテナーと台車との間熱遮断及びコンテナーから乾留ガスなどを外部に導くパイプなどは総て耐火材製にしてあるので、長期間連続使用しても、損傷が少なく、長期に亘り使用することができる。
【0016】
前記におけるトンネル内と外部との連結は、乾留ガス及びタールの排出及び冷却室における吸熱ガスの循環のみであるから、内外の接続部がきわめて少なく、熱損失も少なく、接続部を設けることについて特別の問題点はない。
【0017】
【実施例1】
この発明の実施例を図1について説明する。木材チップ、木材屑、そばがら、その他木質廃棄物(小さい物は加圧成形して、例えば3cm角以上にする)などの炭化材料を詰め込み室で台車上のコンテナーに詰め込み、このコンテナーを予熱炉前の予熱室で待機させる。ついで詰め込み室と予熱室、予熱室と、予熱炉の間の扉を開けて台車付コンテナーを押し込み、前記扉を閉めると共に、コンテナーの乾留ガス排出口と、タール排出口とを外部の夫々の排出パイプに接続する。前記予熱炉で例えば250℃〜400℃に予熱し、乾留ガスとタールとを取り出し十分乾留したならば、加熱炉、予熱炉及び予熱室の間の扉を同時に開き、予熱室側の台車を1台分押し入れた後、前記各扉を閉めて再び予熱を開始すると共に、ガスバーナーを燃して加熱を開始し、加熱炉内を700℃〜1000℃に加熱する。この場合の燃焼ガスは、扉に設けた孔を介して予熱炉に入り、予熱炉を加熱した後、煙道から予熱室に入り、予熱室を経て煙筒から外界へ放散する。
【0018】
このようにして加熱炉で十分加熱したならば、前記各扉を開き、詰め込み室の台車1台分を予熱室内に押し入れ、予熱室の台車を予熱炉に入れ、予熱炉の台車を加熱炉に入れ、順送りに加熱炉内の台車を冷却室に入れる。
【0019】
そこで、前記各扉を閉め、予熱と、加熱を行うと共に、冷却室のコンテナー内へ循環吸熱ガスを送り込み、コンテナー及びその中の木炭を冷却すると共に、吸熱ガスは配管を介して予熱炉に導き、新しい炭化材料を予熱する。
【0020】
前記のようにして、一サイクルを終了するのであるが、爾後同様の手順を経て詰め込み、予熱、加熱及び冷却を繰り返す。前記において冷却したコンテナーは1台分前進させ、冷却位置から1台分前進した位置で木炭を取り出した後、コンテナーと台車は再び詰め込み室へ戻され、以下循環して使用される。
【0021】
前記において、詰め込み、予熱、加熱、冷却は同一時間帯で行われるようにしてあるので、効率よく、連続的に木炭が製造される。
【0022】
前記における予熱炉で発生した乾留ガスは、精製後ガス燃料として使用されるが、乾留ガスの排出量と加熱源に必要なガス量がほぼ同一であれば、きわめて経済的に運転することができる。前記乾留ガスが一時に多くなった際は、ガスタンクに収容して調整するし、乾留ガスが一時的に少ない時には、ガス燃料又は油燃料を補充する。
【0023】
【実施例2】
この発明の実施例を図2、3、4について説明する。処理トンネル1の底部に台車2を移動させる為のレール3を敷設し、台車2上へ耐熱性の遮断壁4を設置し、該遮断壁4上へステンレス製のコンテナー5を設置する。コンテナー5の端面に開閉蓋6が設置してあり、コンテナー5内へ炭化材料の積み込み箱5aが摺動可能に収容され、前記コンテナー5の一側上部には排気ヘッド7が設けてあり、該排気ヘッド7にはコンテナー5の外側を通る断熱材よりなる固定パイプ8の上部が連結してある。該固定パイプ8の下部には連結パイプ9が連設してある(図4)。また前記コンテナー5の一側下部にはタール排出用のドレンパイプ10が設置されており、前記連結パイプ9と、ドレンパイプ10の開放端には切替バルブ63が設置してある(図5)。
【0024】
前記切替バルブ63を図5の実施例により説明すれば、固定パイプ8と、連結パイプ9の連結部へ、連通孔64a、64bを有する球状の弁体65が回動可能に設置され、弁体65の弁杆66は、弁匣67に架設され、前記弁杆66にオームギヤー68が固定され、該オームギヤー68にオーム69が咬み合わせてあり、該オーム69は、前記弁匣67に固定した匣体67aに回転自在に架設されている。
【0025】
前記において、オーム69を回転し、これによりオームギヤー68を矢示70の方向に回転して(工具で掛止突部77を回転する)、固定パイプ8と、連結パイプ9aを連通させると、乾留ガスは矢示72の方向へ排出される。またオームギヤー68を矢示71の方向へ回転し、固定パイプ8と連結パイプ9bを連通させると、乾留ガスは矢示73の方向へ排出される(図5−(c)(d))。従って、オーム69を右回転又は左回転することにより、乾留ガスを矢示72の方向へ流動させ(外界へ取り出す)、又は矢示73の方向へ流動させることができる(隣接コンテナー内)。
【0026】
前記連結パイプ9bの先端側には、フレキシブルパイプ74(ステンレス管の蛇腹)と、嵌合パイプ75、75aが連設され、隣接台車5、5の近接により、嵌合パイプ75、75aが各フランジ76、76の位置まで嵌合し、自動接結することができる(台車5、5の近接により自動的に接続する)。
【0027】
前記処理トンネル1は、図2中右側から詰め込み室11、予熱室11a、予熱炉12、加熱炉13及び冷却室14に仕切られ、前記詰め込み室11と予熱室11aとの間、予熱室11aと予熱炉12の間、予熱炉12と加熱炉13の間及び加熱炉13と冷却室14の間には夫々耐火材よりなる遮断扉15、15a、15b、15cが開閉可能に設置してある。
【0028】
また前記予熱炉12の周壁には吸熱ガスを循環させる為の予熱パイプ16がコイル状に周続設置され、前記予熱パイプ16は炉外に出てこれを延長し、その一端は冷却室14のコンテナー5の連結パイプ9と連結できると共に、他端はコンテナー5のドレンパイプ10と連結できるようにしてある。前記遮断扉15bの下部には連通孔17が設けてあって、加熱炉13の排ガスを矢示39のように予熱炉12側へ導き、該予熱炉12内を加熱した排気は煙道18を経て予熱室11aに入り、内部のコンテナー5を予熱して温度低下した排気は煙突18aから矢示40のように外界へ放出される。
【0029】
前記加熱炉13の一側には燃焼炉19が設けられ、燃焼炉19内にはバーナー20、20aが設置され、バーナー20の入力側はオイルタンク21の給油パイプ22と連結し(図2)、バーナー20aの入力側は、ガスパイプ23の一端と連結し、ガスパイプ23の他端はガスタンク24に連結し、ガスタンク24の下部は水槽24aとなっており、底部に放散ガスパイプ25の一端が敷設され、放散ガスパイプ25の他端は、水槽26の上部と連結してある。該水槽26には、冷却器27を通過した排ガスパイプ28の先端が開口し、前記排ガスパイプ28の基端は、前記連結パイプ9と連結できるようにしてある。図中29は冷却器27の循環ポンプ、30はスチーム発生器、31は水槽26底に溜まったタールである。
【0030】
図4において、台車2は、遮断壁4の下部に車輪85、85を取り付け、前記コンテナー5内には、積み込み箱5aが摺動自在に挿入されている。従って炭化材料を詰め込む場合には、コンテナー5から積み込み箱5aを矢示86のように引き出して炭化材料を詰め込み、積み込み終了後、前記積み込み箱5aを矢示86aのように押し込むのである。図中87は積み込み箱5aのハンドル、6はコンテナー5の開閉蓋である。
【0031】
前記実施例において、詰め込み室11内の右側A部で炭化材料をコンテナー5内へ詰め込み、矢示32のように進め、遮断扉15を開いて予熱室11aに入れてB部で待機する。この場合に、各台車2は、各連結パイプ9で互いに連結しており、各遮断扉15、15a、15b、15cは前記連結パイプ9を挟んで閉鎖するようになっており、各部を気密に断熱遮断することができる。
【0032】
前記予熱室11aと、詰め込み室11にある各コンテナー5の連結パイプ9を連結するときには、オーム69と、オームギヤー68を回転して弁体65を回転し、バルブの連結を図5(c)のようにしておくと、予熱室11aのコンテナー5内の予熱気体は、詰め込み室11内のコンテナー5内へ入ることなく、予熱室11a内に出て、そこを予熱する。
【0033】
また予熱炉12内のコンテナー5の連結パイプ9の弁体65も、図5の(c)のように回転してあるので、予熱炉12内のコンテナー内の乾留ガスとタールは、図5(c)中矢示72のように流動し、排ガスパイプ28を介して外界(ガス処理系)へ取り出される。
【0034】
次に加熱炉13内の弁体は、図5(d)のように回転してあるので、乾留ガスは同図中矢示73のように流動し、連結パイプ9、フレキシブルパイプ74を経て予熱炉12内のコンテナー5を加熱し、前記経路を経て連結パイプ9から排ガスパイプ28を介して外界へ取り出される。
【0035】
前記において、予熱及び加熱が終了したならば、各遮断扉を開いてから、詰め込み室の台車を矢示32の方向へ1台分押し出すと、加熱炉13の台車2は冷却室4へ、予熱炉12の台車2は加熱炉13へ、予熱室11aの台車2は予熱炉12へ、詰め込み室11の台車2は予熱室11aへ夫々入るので、素早く全遮断扉を閉鎖すると共に、予熱炉13の連結パイプ9と排ガスパイプ28とを連結し、ドレンパイプ10をタール排出パイプと連結し、バーナー20、20aに点火して、加熱炉13のコンテナー5を加熱する(図2)。そして詰め込み室11へ新しい台車2を入れて詰め込み作業を開始する。
【0036】
前記のように各部が稼動し始めると共に、ガスボンベ35からN2ガスを出すと、N2ガスは、予熱パイプ16内を矢示36、37のように流動し、ドレンパイプ10を矢示38のようにコンテナー5内へ入り、吸熱によりコンテナー5内を冷却して固定パイプ8内を矢示39のように流動して再び予熱パイプ16に入り、循環して予熱炉12内を加熱する。
【0037】
前記バーナー20、20aによって加熱炉13内を加熱し、その排気ガスは、矢示39のように遮断扉15bの連通孔17を通過して予熱炉12に入り、予熱炉12内を加熱した後、煙道18から予熱室11aに入り、その一側上部の煙突18aから矢示40のように排出する。
【0038】
前記のように予熱炉12内は吸熱ガスと、加熱排気ガスによって所定の温度(250℃〜400℃)に加熱されるので、炭化材料(例えば木質チップ)は乾留されて乾留ガスを排出すると共に、タール(またはタールの気体又は木酢酸など)を排出する。そこで乾留ガスは、連結パイプ9を経て排気ガスパイプ28により処理装置へ運ばれ、タールはドレンパイプ10を経て前記排気ガスパイプ28に連結して、処理される。
【0039】
前記乾留ガスは、排気ヘッド7に集まり、固定パイプ8を矢示41のように下降し、連結パイプ9を経て排ガスパイプ28に移り、排ガスパイプ28内を矢示42、43のように通過し、冷却器27で冷却されてタール分等を分離し、ガスのみは放散ガスパイプ25を矢示44のように通過し、水槽24aの水中を矢示45のように上昇し、ガスタンク24に溜まり、ガスパイプ22を矢示46のように通過し、ガスバーナー20aで燃焼される。この場合に、ガスの発生量が燃焼量より多いとガスタンク24内へ貯溜され、ガスの発生量が少ないと、ガスタンク24内の貯溜分が前記需給のアンバランスを調整すべくガスタンク24が上昇(多い時)し、又は下降(少ない時)する。
【0040】
また冷却器27内のパイプが詰まったり汚くなったりすると(多くは時間制御)、蒸気発生器30で発生した蒸気を、矢示47、48のように冷却器27内へ加圧送入し、バルブ49を閉鎖し、バルブ50を開いて、冷却器27内の汚物等を総て矢示63のように排除する。このようにして清掃を経たならば、タイマー又は手動で清掃時間を制御することができる。
【0041】
前記において、ドレンパイプ10から排ガスパイプ28を介して、タールが出た場合には、冷却器28を通過させて、水槽26により冷却されて、水槽26底へ溜まるので、この溜まったタール31は水栓51から矢示64のように排出する。
【0042】
前記において、台車の前進は、各扉を開き、冷却室、加熱炉、予熱炉、予熱室及び詰め込み室の各台車を夫々1台分前進させる。このようにして、台車1台分間欠的に動かすことにより、全体を動かすことができるので、熱損失を可及的に小さくすることができる。
【0043】
次に連結パイプ9と、排ガスパイプ28との接続について他の実施例を図6に基づいて説明する。連結パイプ9aと対向して補助パイプ80を摺動自在に対向させ、補助パイプ80のハンドル81のロック(図示してない)を外すと、補助パイプ80は、スプリング82により、矢示83の方向へ摺動させて、その先端を連結パイプ9a内へ嵌挿する。図中84はハンドル81の溝である。
【0044】
また連結パイプ9と、排ガスパイプ28の基端部の接続について他の例を図7により説明する。前記連結パイプ9の先端部にはバルブ匣9cと連結觜9aが順次直列に設置してあり、バルブ匣9c内には、弁板51が軸52により回転自在に架設され、弁軸52には、スプリング53が嵌装されていて、軸52を矢示54の方向へ付勢しているので、弁板51に外力が掛からない場合には、常時図7−(a)のように閉鎖されている。
【0045】
前記連結觜9aは、補助パイプ55の先端が嵌挿できるようになっており、補助パイプ55は、排ガスパイプ28の基端に連設した接続パイプ56内へ摺動可能に密に嵌挿され、前記補助パイプ55に固定した把杆57が前記接続パイプ56の軸心と平行な溝56aに遊嵌されている。
【0046】
前記構造において、連結パイプ9が定位置へ停止したならば、把杆57を握り、矢示58の方向へ動かすと、補助パイプ55も矢示59の方向へ移動し、その先端が弁板51を押すので、弁板51はスプリング53に抗して弁軸52を矢示60の方向へ回転させるので、弁板51も同方向へ回転し、連結パイプ9と排ガスパイプ28は連通する。そこでコンテナー5内で生成された乾留ガスは矢示61、62のように流動し、排ガスパイプ28を経て冷却器27に入る。
【0047】
前記実施例では、連結パイプ9と、排ガスパイプ28との連結について説明したが、ドレンパイプ10又は予熱パイプ16のガス受け口との連結についても全く同様である。この連結構造については、特に限定なく、簡単、確実でかつ操作容易であれば何れも採用し得る。この連結又は切り離しが自動的にできれば更に良い。
【0048】
【発明の効果】
この発明によれば、処理トンネルの一側から炭化材料の詰め込み室、予熱室、予熱炉、加熱炉及び冷却室を直列に並列すると共に、予熱炉の加熱源は吸熱ガス及び加熱排気によるものであり、著しく熱経済である。
【0049】
また予熱するので、加熱炉では比較的短時間に必要高温まで加熱することができる。次に、冷却時の吸熱ガスは、予熱炉を加熱し、予熱炉からの排ガスは予熱室を加熱するので、熱経済となるばかりでなく、予熱炉内を所望温度に加熱することができる効果がある。
【0050】
前記において、乾留ガスを使用して、加熱温度を上昇させるので、加熱炉の加熱に要する燃料を激減させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の方法の実施例のブロック図。
【図2】同じく装置の実施例の立面的概念図。
【図3】同じく平面的概念図。
【図4】同じくコンテナー付台車の拡大正面図。
【図5】(a)同じく連結パイプ9の拡大平面図。
(b)同じく一部拡大側面図。
(c)同じく連結パイプ9のバルブ(a)中A−Aの断面拡大図。
(d)同じく連結方向を異にしたバルブの拡大断面図。
【図6】同じく連結パイプの他の実施例の断面拡大図。
【図7】(a)同じく接続部の他の実施例の一部断面拡大正面図。
(b)同じく一部断面拡大平面図。
【符号の説明】
1 処理トンネル
2 台車
3 レール
4 遮断壁
5 コンテナー
6 開閉蓋
7 排気ヘッド
8 固定パイプ
9 連結パイプ
10 ドレンパイプ
11 詰め込み室
12 予熱炉
13 加熱炉
14 冷却室
15a、15b、15c 遮断扉
16 予熱パイプ
17 連通孔
18 煙筒
19 燃焼炉
20 バーナー
21 オイルタンク
22 給油パイプ
23 ガスパイプ
24 ガスタンク
25 放散ガスパイプ
26 水槽
27 冷却器
28 排ガスパイプ
29 循環パイプ
30 スチーム発生機
31 タール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In this invention, the carbonized material is packed in a container and heated and carbonized, the exhaust gas generated during heating is purified and used as a heating source, and preheated with the endothermic gas generated during cooling and the heated exhaust gas, thereby improving the thermal economy. with keeping relates manufactured ZoSo location of coal intended to the carbonized material line processing.
[0002]
[Prior art]
A carbonization method and apparatus in which charcoal material is packed in a container in a conventional tunnel furnace and preheated, heated, and cooled to obtain charcoal are known (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-319661).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The carbonization method that has been proposed heretofore has a problem that a synthetic resin is expected in addition to wood as a carbonization material, so that the apparatus becomes complicated, and neither wood nor synthetic resin can increase the efficiency. there were.
[0004]
In addition, since both the closed container containing the carbonized material and the cart were exposed to high temperatures, the cart could not only withstand long-term use, but also had a problem that smooth movement was difficult due to deformation and others. It was. Next, it is configured to take out carbonization gas, tar and the like from the heating furnace, and there is a problem that the connection tends to be insufficient. Moreover, it is difficult to say that the fire resistance (for example, withstands 1000 ° C. or more) of the dry distillation gas take-out apparatus is sufficient. As a whole, many problems relating to high temperature and continuous operation have been discovered, and industrialization has not been achieved. There were many inadequacies in the thermal economy.
[0005]
[Means for solving the problems]
According to the present invention, the above-mentioned problems are greatly improved by shutting off the heat between the container and the carriage, improving the take-out device for the dry distillation gas, etc., and shutting off the communication with the outside world in the heating furnace. The above improvement enabled continuous long-term operation, which markedly advanced toward practical use.
[0007]
That is, in the present invention, when the carbonized material is packed in a container and placed on a cart to move the processing tunnel from the inlet side to the outlet side, the material is sequentially passed through the material stuffing chamber, preheating furnace, heating furnace, cooling chamber and take-out chamber. In the apparatus, a bottom of the processing tunnel is provided with a rail for a container carriage for containing the material, and the container is provided with intake and exhaust pipes and a tar outlet, and the carriage is a refractory material. In the preheating furnace, the material can be preheated at 250 ° C to 400 ° C. In the preheating furnace, an endothermic gas coil for preheating with an endothermic gas is provided, and the material is 700 ° C to 1000 ° C. heating furnace to be heated at ℃ is Yes so as to release exhaust gas into the preheating furnace, the flue gas passes through the communicating hole blocking door enters the preheating furnace Yes so as to heat the preheating furnace, the cooling chamber, and a pipe for circulating the heat absorption gas, cooled, dry distillation gas and tar of the preheating furnace is connected to the purification unit, then the carbonization gas Is an apparatus for producing charcoal characterized in that it is piped for use as gas fuel. In addition, when moving the processing tunnel from the entrance side to the exit side by packing the carbonized material in the container and placing it on the carriage, the material filling chamber, preheating furnace, heating furnace, cooling chamber and take-out chamber are passed through in order. In the apparatus, the bottom of the processing tunnel is laid with a rail for a container truck for containing material, and the container is provided with intake and exhaust pipes and a tar outlet, and the truck is covered with a refractory material. The preheating furnace can preheat the material at 250 ° C. to 400 ° C., and the preheating furnace is provided with an endothermic gas coil for preheating with an endothermic gas, and the material is heated at 700 ° C. to 1000 ° C. heating furnace to allow the Yes as to release exhaust gas into the preheating furnace, the flue gas passes through the communicating hole blocking door enters the preheating furnace, the preheating furnace Yes so as to heat, the cooling chamber, and a pipe for circulating the heat absorption gas, cooled, dry distillation gas and tar of the preheating furnace is connected to the purification unit, then the carbonization gas is a gas fuel The preheating furnace and the heating furnace were hermetically partitioned by a heat insulating door, and when the container entered the preheating furnace, the inside of the container and the dry distillation gas outlet and tar outlet were set on the preheating furnace wall. Charcoal production equipment characterized in that when filling a carbonized material in a container and placing it on a cart to move the processing tunnel from the inlet side to the outlet side, the material stuffing chamber, preheating furnace, heating furnace, cooling chamber and take-out In the apparatus for sequentially passing through the chamber, the bottom of the processing tunnel is laid with a rail for a container truck for containing the material, and the container is provided with intake and exhaust air. A pipe and a tar outlet are provided, the carriage is covered with a refractory material, and the preheating furnace can preheat the material at 250 ° C. to 400 ° C., and the preheating furnace is preheated with an endothermic gas. A heating furnace provided with an endothermic gas coil for heating the material at 700 ° C. to 1000 ° C. is configured to discharge exhaust gas into the preheating furnace, and the exhaust gas passes through the communication hole of the shut-off door. In the preheating furnace, the inside of the preheating furnace is heated, and the cooling chamber is cooled by piping for circulating the endothermic gas, and the dry distillation gas and tar of the preheating furnace are purified. Next, the dry distillation gas was piped to be gas fuel, the preheating furnace and the heating furnace were hermetically partitioned by a heat insulating door, and when the container entered the preheating furnace, it was set in the container and the preheating furnace wall. Dry distillation gas removal An apparatus for producing charcoal, characterized in that the outlet and the tar outlet are connected, and a means for circulating a cooling gas into the container in the cooling chamber is connected.
[0008]
In the above-described invention, in the processing tunnel, the two furnaces, the preheating furnace and the heating furnace, are completely insulated from the other chambers for heat economy, and the endothermic gas is sent and circulated from the cooling chamber to the preheating furnace. Since the heated exhaust gas from the heating furnace passes through the preheating furnace and goes out to the outside world, the heat absorption gas used for cooling and the use of the heated exhaust gas can be reasonably increased to the preheating temperature and stabilization of the preheat treatment. The line processing is made uniform.
[0009]
In the above invention, without providing a communication portion with the outside in the heating furnace, the preheating furnace is provided with discharge means such as dry distillation gas and tar, and the heating furnace is packed with a carbonized material. Only the container is heated at a high temperature, and a heat insulating wall is provided between the container and the cart so as to protect the cart and the thermal economy.
[0010]
In the cooling chamber, an inert gas such as nitrogen gas is blown into the container (or nitrogen gas is blown in advance through piping) to cool the endotherm, and this endothermic gas is circulated and used in the cooling chamber and the preheating furnace for preheating. This is a heat source.
[0011]
Therefore, the container in the preheating furnace is preheated to a predetermined temperature (for example, 250 ° C. to 400 ° C.) by the exhaust gas in the heating furnace and the endothermic gas, and can discharge dry distillation gas and tar as much as possible. In order to preheat to a high temperature as mentioned above, in a heating furnace, it raises rapidly to required temperature (for example, 700 to 1000 degreeC), and the carbonization process after a soot can be performed for a short time and high temperature. Therefore, rationalization of all processing steps significantly shortened the time from packing of carbonized material to removal (it can be completed in 8 to 10 hours from 5 to 7 days for conventional carbonization) and high quality. In addition, homogeneous charcoal can be continuously produced in line.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention aims to carbonize wood chips, wood waste materials, and other industrial waste containing carbonaceous matter into high-quality charcoal, and continuously and line-process them with a tunnel-type processing device. .
[0013]
That is, a working chamber for filling carbonized material is provided on one side of the processing tunnel, and then a container filled with the material is placed in a preheating furnace through a preparation chamber (preheating chamber) on which a cart is placed and sealed. In the preheating furnace, an endothermic gas (a gas used for cooling) and a heated exhaust gas are used to heat the container to a predetermined temperature and maintain that state (for example, for 60 to 120 minutes) to allow dry distillation gas and tar. Discharge as much as possible. This dry distillation gas is refined and used as a heating source for the heating furnace (general gas or kerosene is used for the initial start-up), and exhaust gas during the dry distillation is not emitted at all, and the fuel gas as the heating source is almost supplied by dry distillation gas. It will be. Further, the tar generated by refining the dry distillation gas and the tar taken out from the preheating furnace are collected together and used in the same manner as general tar.
[0014]
After preheating sufficiently as described above and discharging the carbonization gas, etc., the door is opened and the container is pushed into the heating furnace together with the carriage. In this case, by pushing the carriage in the preheating chamber (or stuffing chamber), the trolley in the preheating furnace and the heating furnace also moves, so there is no need to provide power for each, and simply the preheating furnace and the stuffing chamber (or preheating chamber). ), The doors of the preheating furnace and the heating furnace, the heating furnace and the cooling chamber are opened, and one truck is moved forward, so that heat loss due to the movement of the carriage can be minimized. In this way, the next carriage enters without rapidly cooling the inside of the heating furnace by taking in and out the carriage, so that heat loss at the time of replacement can be minimized.
[0015]
In the above, the pipes that cut off heat between the container and the carriage and lead the dry distillation gas etc. from the container to the outside are all made of refractory material, so even if used continuously for a long time, there is little damage and it will be used for a long time be able to.
[0016]
The connection between the inside and outside of the tunnel in the above is only the discharge of dry distillation gas and tar and the circulation of endothermic gas in the cooling chamber, so there are very few internal and external connection parts, little heat loss, and special provisions for providing connection parts. There is no problem.
[0017]
[Example 1]
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Carbonized materials such as wood chips, wood scraps, buckwheat, and other wooden waste (small items are pressure-molded to make them 3 cm square or larger, for example) are packed in a container on a trolley in a stuffing room, and this container is preheated Wait in the previous preheating room. Next, the door between the stuffing chamber, the preheating chamber, the preheating chamber, and the preheating furnace is opened, the container with the cart is pushed in, the door is closed and the dry distillation gas discharge port and tar discharge port of the container are respectively discharged to the outside. Connect to the pipe. For example, if the preheating furnace is preheated to 250 ° C. to 400 ° C., the dry distillation gas and tar are taken out and sufficiently dry distillation is performed, the doors between the heating furnace, the preheating furnace and the preheating chamber are opened at the same time. After pushing in the table, the doors are closed and preheating is started again, the gas burner is started to start heating, and the inside of the heating furnace is heated to 700 ° C to 1000 ° C. In this case, the combustion gas enters the preheating furnace through a hole provided in the door, heats the preheating furnace, then enters the preheating chamber from the flue, and dissipates from the smoke tube to the outside through the preheating chamber.
[0018]
When the heating furnace is sufficiently heated in this manner, the doors are opened, one trolley of the stuffing chamber is pushed into the preheating chamber, the preheating chamber trolley is placed in the preheating furnace, and the preheating furnace trolley is used as the heating furnace. Put the cart in the heating furnace into the cooling chamber in order.
[0019]
Therefore, each door is closed, preheating and heating are performed, and a circulating endothermic gas is sent into the container of the cooling chamber to cool the container and charcoal therein, and the endothermic gas is led to the preheating furnace through a pipe. Preheat new carbonized material.
[0020]
As described above, one cycle is completed, but the same procedure is followed after filling, and preheating, heating and cooling are repeated. In the above, the cooled container is moved forward by one unit, and after the charcoal is taken out at the position advanced by one unit from the cooling position, the container and the carriage are returned to the stuffing chamber and are circulated for use.
[0021]
In the above, stuffing, preheating, heating, and cooling are performed in the same time zone, so that charcoal is efficiently and continuously produced.
[0022]
The dry distillation gas generated in the preheating furnace described above is used as a gas fuel after purification. However, if the amount of dry distillation gas discharged and the amount of gas required for the heating source are substantially the same, it can be operated extremely economically. . When the dry distillation gas increases at a time, it is accommodated in a gas tank for adjustment. When the dry distillation gas is temporarily low, gas fuel or oil fuel is replenished.
[0023]
[Example 2]
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. A
[0024]
The switching
[0025]
In the above, when the ohmic 69 is rotated, and the
[0026]
A flexible pipe 74 (stainless steel bellows) and
[0027]
The
[0028]
Further, a preheating
[0029]
A
[0030]
In FIG. 4, the
[0031]
In the above embodiment, the carbonized material is packed into the
[0032]
When the preheating chamber 11a and the connecting
[0033]
Since the
[0034]
Next, since the valve body in the
[0035]
In the above, when the preheating and heating are completed, the respective doors are opened and then the trolley in the stuffing chamber is pushed out by one in the direction of
[0036]
When the respective parts start to operate as described above and N 2 gas is discharged from the gas cylinder 35, the N 2 gas flows in the preheating
[0037]
After the inside of the
[0038]
Since the inside of the preheating furnace 12 is heated to a predetermined temperature (250 ° C. to 400 ° C.) by the endothermic gas and the heated exhaust gas as described above, the carbonized material (for example, wood chips) is dry-distilled to discharge the dry-distilled gas. , Exhaust tar (or tar gas or wood acetic acid, etc.). Accordingly, the dry distillation gas is conveyed to the treatment device via the
[0039]
The dry distillation gas collects in the
[0040]
When the pipe in the cooler 27 becomes clogged or dirty (mostly time-controlled), steam generated by the
[0041]
In the above, when tar comes out from the
[0042]
In the above, in order to advance the carriage, each door is opened, and each carriage in the cooling chamber, the heating furnace, the preheating furnace, the preheating chamber, and the stuffing chamber is advanced by one. Thus, since the whole can be moved by intermittently moving it by one carriage, heat loss can be reduced as much as possible.
[0043]
Next, another embodiment of the connection between the connecting
[0044]
Another example of connection between the
[0045]
The connecting
[0046]
In the above structure, if the connecting
[0047]
In the above-described embodiment, the connection between the
[0048]
【The invention's effect】
According to the present invention, the carbonizing material filling chamber, the preheating chamber, the preheating furnace, the heating furnace, and the cooling chamber are arranged in parallel from one side of the processing tunnel, and the heating source of the preheating furnace is the endothermic gas and heating exhaust. Yes, it is extremely thermal economy.
[0049]
Moreover, since it preheats, it can heat to a required high temperature in a comparatively short time in a heating furnace. Then, the endothermic gas during cooling, heating the preheating furnace, exhaust gas from the preheating furnace so heats the preheating chamber, not only the heat economy, it is possible to heat the pre-heat furnace at a desired temperature effective.
[0050]
In the above, since the heating temperature is increased using the dry distillation gas, there is an effect that the fuel required for heating in the heating furnace can be drastically reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the method of the present invention.
FIG. 2 is an elevational conceptual diagram of an embodiment of the apparatus.
FIG. 3 is also a conceptual plan view.
FIG. 4 is an enlarged front view of a cart with a container.
FIG. 5A is an enlarged plan view of the connecting
(B) A partially enlarged side view.
(C) The cross-sectional enlarged view of AA in the valve (a) of the
(D) The expanded sectional view of the valve | bulb which similarly made the connection direction different.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of another embodiment of the connection pipe.
FIG. 7A is a partially sectional enlarged front view of another embodiment of the connecting portion.
(B) Similarly a partial cross-sectional enlarged plan view.
[Explanation of symbols]
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