JP4393628B2

JP4393628B2 - 多段式ロータリキルン

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Publication number: JP4393628B2
Application number: JP20425099A
Authority: JP
Inventors: 圭一熊川
Original assignee: 圭一熊川
Priority date: 1999-07-19
Filing date: 1999-07-19
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2019-07-19
Also published as: JP2001031412A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、処理物の乾燥、炭化物の製造、活性炭の製造など多目的に使用でき、しかも、活性炭原料から一貫して連続的に活性炭を製造できるようにした多段式ロータリキルンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば特開平６−３２６４４０号公報には、回転筒型の乾燥炉で粗炭を乾燥させ、引続き該乾燥炉に同軸状に連結された賦活用ロータリキルン内で粗炭を賦活させる技術が記載されている。又、この公報には、賦活処理中に発生する排ガスをサイクロンに導いて粒子分を処理する技術も記載されている。
【０００３】
更に、特開平６−１４４８１６号公報には、活性炭を製造するロータリキルンとして外熱式ロータリキルンを用いる技術が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これら活性炭製造に用いられるロータリキルンは、既に炭化された炭化物などの炭素原料から活性炭を製造する装置であり、例えば籾殻、コーヒー豆殻、椰子の実、おからなどの活性炭原料を乾燥させる手段、乾燥させた活性炭原料を炭化させる手段を別に設ける必要がある。
【０００５】
本発明は、活性炭原料を含む処理物の乾燥、炭化物の製造、活性炭の製造など多目的に使用でき、しかも、活性炭原料から一貫して連続的に活性炭を製造できるようにした多段式ロータリキルンを提供することを目的とする。
【０００６】
ところで、活性炭原料などの処理物を炭化させる時には、タールや木酢を含む
可燃性の生ガスが発生することが知られている。
【０００７】
そこで、本発明においては、この炭化処理に伴って発生する生ガスからタールや木酢を回収できるようにした多段式ロータリキルンや、この炭化処理によって発生する生ガスを回収し、前乾燥用、炭化用及び賦活用のうちの少なくとも一つのロータリキルンの加熱手段に燃料として供給できるようにした多段式ロータリキルンを提供することも目的に加えられる。
【０００８】
ところで、従来の活性炭製造に用いられるロータリキルンで作られた活性炭は賦活処理において用いられる水蒸気によって湿っているので、この後、湿った活性炭を乾燥させるために別途活性炭を乾燥させる手段が必要とされている。
【０００９】
本発明は、活性炭原料の前乾燥、炭化、及び賦活の各処理に加えて賦活後の乾燥処理（後乾燥処理）を一貫して連続処理できるようにした多段式ロータリキルンを提供することも目的とする。
【００１０】
この場合においても、炭化物の回収、タールの回収、木酢の回収、生ガスの再利用などを図ることができるようにした多段式ロータリキルンを提供することが本発明の目的として加えられる。
【００１１】
ところで、汚泥を燃焼処理するためには、汚泥を乾燥させる必要があり、この乾燥処理を行うためにロータリキルンが用いられることがある。この場合、汚泥を炉本体内で加熱して水分を蒸散させることにより乾燥させているのであるが、このためには炉長がかなり長大なロータリキルンが用いられている。
【００１２】
そこで、本発明は、汚泥などの多量の水分を含む処理物の乾燥、炭化、賦活にも使用することができ、しかも、炉長の短い多段式ロータリキルンを提供することも目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る多段式ロータリキルンは、処理物の乾燥、炭化物の製造、活性炭の製造など多目的に使用でき、しかも、活性炭の製造に関しては活性炭原料から一貫して連続的に活性炭を製造できるようにするために、炭化物を賦活させる賦活用ロータリキルンの前段に処理物を乾燥させる前乾燥用ロータリキルンと、乾燥させた処理物（乾燥処理物）を炭化させる炭化用ロータリキルンとを設けたことを特徴とする多段式ロータリキルン。
【００１４】
これにより、処理物を乾燥用ロータリキルンに投入して乾燥させた後、この乾燥用ロータリキルンの出口から回収したり、炭化用ロータリキルンの処理物搬送機能を利用して炭化用ロータリキルンの出口から乾燥した処理物を回収したり、炭化用ロータリキルンを２段目の乾燥用ロータリキルンとして使用し、この炭化用ロータリキルンの出口から回収したり、更に、炭化用ロータリキルン及び賦活用ロータリキルンの乾燥処理物搬送機能を利用して乾燥した処理物を賦活用ロータリキルンの出口まで搬送して回収したり、炭化用ロータリキルンと賦活用ロータリキルンとを２段目、３段目の乾燥用ロータリキルンとして用いて賦活用ロータリキルンの出口から乾燥した処理物を回収したりすることができる。
【００１５】
又、乾燥用ロータリキルンで乾燥した処理物を炭化用ロータリキルンで炭化させた後、炭化用ロータリキルンの出口から炭化した処理物、即ち、炭化物を回収したり、賦活用ロータリキルンの処理物搬送機能を利用して炭化物を賦活用ロータリキルンの出口に運び、この賦活用ロータリキルンの出口から回収したり、賦活用ロータリキルンを２段目の炭化用ロータリキルンとして使用し、この賦活用ロータリキルンの出口から炭化物を回収したりすることができる。
【００１６】
更に、処理物を乾燥用ロータリキルンに連続的に投入して乾燥させ、炭化用ロータリキルンで炭化させた後、賦活用ロータリキルンで賦活して、処理物から一挙に連続的に活性炭を製造することができる。
【００１７】
本発明の賦活用ロータリキルンは、従来の賦活用ロータリキルンと同様に構成してあればよく、例えば緩傾斜軸心回りに回転可能に設けられた炉本体と、炉本体を回転させる駆動手段と、炉本体内に水蒸気を供給する水蒸気供給手段と、炉本体内の炭化物を加熱する加熱手段と、炉本体内を減圧する減圧手段とを備え、前記炭化用ロータリキルンから供給された炭化物を減圧雰囲気中、又は、不活性雰囲気中、若しくは減圧不活性雰囲気中で加熱しながら水蒸気に接触さるせことにより賦活するように構成すればよい。
【００１８】
ここで、加熱手段は炉本体内に燃焼炎ないし加熱エアを供給する内熱式のものであってもよく、又、炉本体を外側から加熱し、炉本体からその内部への放射熱や炉本体の内面に接触した炭化物への伝導熱により炉本体内の炭化物を加熱する外熱式のものであってもよく、更に、内熱式加熱手段と外熱式加熱手段を併用してもよいのである。
【００１９】
又、一般に、この賦活用ロータリキルンは炭化物を賦活するために炭化物に接触させる水蒸気を供給する水蒸気供給手段を備えているが、この水蒸気供給手段の作動を停止して、炉本体内で乾燥処理や炭化処理を進めることが可能であり、この場合には、賦活用ロータリキルンは第２段目の炭化用ロータリキルン又は炭化用ロータリキルンの後段に設けられる後乾燥用ロータリキルンと同視すればよい。
【００２０】
この賦活用ロータリキルンの前段に設けられる前乾燥用ロータリキルンは処理物を乾燥させるように構成してあればよく、例えば水平から少し傾斜した緩傾斜軸心回りに回転可能に設けられた炉本体と、この炉本体を回転させる駆動手段と、炉本体内の処理物を加熱する加熱手段とを備え、必要に応じて、これらに加えて、炉本体内を減圧する減圧手段を備える。
【００２１】
前記駆動手段は賦活用ロータリキルンの炉本体を回転させる駆動手段とは別に設けてもよいが、本発明の構成を簡単にするために、賦活用ロータリキルンの炉本体を回転させる駆動手段と、これに前乾燥用ロータリキルンの炉本体を連動させる連動機構とで構成することが推奨される。
【００２２】
又、前乾燥用ロータリキルンの加熱手段も、内熱式のものであってもよく、又、外熱式のものであってもよく、更に、内熱式加熱手段と外熱式加熱手段とを併用してもよい。
【００２３】
次に、前記賦活用ロータリキルンの前段に設けられる炭化用ロータリキルンは、前乾燥用ロータリキルンから排出される乾燥した処理物を炭化させることができるようにしてあればよく、例えば緩傾斜軸心回りに回転可能に設けられた炉本体と、炉本体を回転させる駆動手段と、炉本体内の処理物を加熱する加熱手段と、炉本体の内圧を減圧する減圧手段とを備え、炉本体内の処理物を減圧下で加熱することにより、酸化（燃焼）させることなく炭化できるように構成される。
【００２４】
この炭化用ロータリキルンの駆動手段も、賦活用ロータリキルンの炉本体を回転させる駆動手段や前乾燥用ロータリキルンの炉本体を回転させる駆動手段とは別に設けてもよいが、賦活用ロータリキルンの駆動手段、又は前乾燥用ロータリキルンの駆動手段、若しくは賦活用ロータリキルン及び前乾燥用ロータリキルン兼用の駆動手段など、他のロータリキルンを駆動する駆動手段と、他のロータリキルンを駆動する駆動手段に炭化用ロータリキルンの炉本体を連動させる連動機構とで構成し、多段式ロータリキルン全体としての部品点数を削減すると共に、構成を簡単にすることか推奨される。
【００２５】
又、前記炭化用ロータリキルンの加熱手段は内熱式のものであってもよく、又、外熱式のものであってもよく、更に、内熱式加熱手段と外熱式加熱手段とを併用してもよい。
【００２６】
更に、この炭化用ロータリキルンの炉本体は前乾燥用ロータリキルンの炉本体に連続させてもよいが、乾燥された処理物を前乾燥用ロータリキルンから回収し易くするために、炭化用ロータリキルンの炉本体と前乾燥用ロータリキルンの炉本体とは分割する方が好ましい。
【００２７】
なお、これら炭化用ロータリキルンの炉本体と前乾燥用ロータリキルンの炉本体とを分割する場合には、前乾燥用ロータリキルンにおける乾燥処理に続いて炭化用ロータリキルンおける炭化処理、又は、乾燥処理、若しくは炭化用ロータリキルンによる乾燥処理物の搬送を行うために、前乾燥用ロータリキルンの炉本体の出口から乾燥処理物を受けて炭化用ロータリキルンの炉本体の入口に投入する乾燥処理物投入手段が設けられる。又、乾燥用ロータリキルンの出口から乾燥処理物を回収する場合には、乾燥用ロータリキルンの出口から乾燥処理物を回収する乾燥処理物回収手段が設けられる。
【００２８】
前記乾燥処理物投入手段と乾燥処理物回収手段とが設けられる場合には、構成を簡単にすると共に、故障が発生し難くなるようにするために、例えば、前乾燥用ロータリキルンの出口から乾燥処理物を受けて貯留するホッパーと、このホッパーの下端から乾燥処理物を導出する排出路とを前記乾燥処理物投入手段と乾燥処理物回収手段とに共通する部分として設け、前記乾燥処理物投入手段にこの排出路の端末を炭化用ロータリキルンの入口に導く投入通路を、乾燥処理物回収手段にこの排出路の端末を回収容器に導く回収通路をそれぞれ設け、前記排出路の接続方向を投入通路と回収通路とに切り替える方向切替手段を設けることが推奨される。
【００２９】
前記炭化用ロータリキルンの炉本体と賦活用ロータリキルンの炉本体とは互いに連続していてもよいのであるが、炭化物を炭化用ロータリキルンから回収し易くするために、これらを分割する方が好ましい。
【００３０】
これら炭化用ロータリキルンの炉本体と賦活用ロータリキルンの炉本体とを分割する場合には、炭化用ロータリキルンによる炭化処理、乾燥処理あるいは乾燥処理物の搬送に続いて賦活用ロータリキルンによる賦活処理、炭化処理、乾燥処理、或いは乾燥庶物又は炭化物の搬送を行うために、炭化用ロータリキルンの出口から炭化物を受け、賦活用ロータリキルンの入口に投入する炭化物投入手段が設けられ、必要に応じて炭化用ロータリキルンの出口から炭化物を回収する炭化物回収手段が設けられる。
【００３１】
これら炭化物投下手段と炭化物回収手段とが設けられる場合には、構成を簡単にすると共に、故障が発生し難くなるようにするために、例えば、炭化用ロータリキルンの出口から炭化物を受けて貯留するホッパーと、このホッパーの下端から炭化物を導出する排出路とを前記炭化物投入手段と炭化物回収手段とに共通する部分として設け、前記炭化物投入手段にこの排出路の端末を賦活用ロータリキルンの入口に導く投入通路を、炭化物回収手段にこの排出路の端末を回収容器に導く回収通路をそれぞれ設け、前記排出路の接続方向を投入通路と回収通路とに切り替える方向切替手段を設けることが推奨される。
【００３２】
排出路から賦活用ロータリキルンへの炭化物の投入や排出路から回収容器への炭化物の回収には、炭化物の自重落下、風送などを利用すると、構成を簡単にできる。ここで、炭化物を賦活用ロータリキルンに風送する場合、搬送風として高温エアを使用し、賦活用ロータリキルンの炉本体内の温度を高くすることが好ましい。なお、この高温エアとしては、乾燥用、炭化用及び賦活用の各ロータリキルンの内の少なくとも一つの加熱手段から排出される排ガスを利用することができる。
【００３３】
次に、本発明においては、炭化処理に伴って発生する生ガスからタールを回収するため、前記炭化用ロータリキルンで発生する生ガスを吸引し、この生ガスからタールを分離して回収するタール回収手段が設けられる。
【００３４】
このタール回収手段は、例えば炭化用ロータリキルンの炉体内から生ガスを吸引する吸引手段と、吸引した生ガスからタールを分離する分離手段と、分離されたタールを貯留するタールタンクとを備える。
【００３５】
吸引手段は、炭化用ロータリキルンの炉体が前乾燥用ロータリキルン及び賦活用ロータリキルンのそれらと分割されている場合には、生ガスを炭化用ロータリキルンの入口と出口との両側から、又、炭化用ロータリキルンの炉体と前乾燥用ロータリキルンの炉体が連続している場合には、前乾燥用ロータリキルンの入口と炭化用ロータリキルンの出口との両側から、更に、炭化用ロータリキルンの炉体と賦活用ロータリキルンのそれとが連続している場合には、炭化用ロータリキルンの入口と賦活用ロータリキルンの出口との両側から、又更に、前乾燥用ロータリキルン、炭化用ロータリキルン及び賦活用ロータリキルンが連続している場合には、前乾燥用ロータリキルンの入口と賦活用ロータリキルンの出口との両側から、生ガスを吸引できるように構成される。
【００３６】
又、全体としての構成を簡単にするため、炭化処理が減圧雰囲気中で行われる場合には、炭化用ロータリキルンの内圧を減圧する減圧手段を前記吸引手段に兼用すればよい。
【００３７】
前記タール分離手段としては、特に限定されないが、生ガスを貯留し、タール分を自重落下させることによりガス成分から分離させるレシーバータンクを用いたり、生ガスを急速冷却してタールを凝縮させることによりガス成分から分離する急速冷却器などを用いることができる。
【００３８】
なお、急速冷却器により急冷された生ガスからは比較的比重が小さい木酢と、比較的比重が大きいタールとが分離されるので、特に限定はされないが，例えば前記タール分離手段にはタールと木酢とを分離するために、内部に堰を設けた分離タンクが用いられる。この分離タンクには、前記堰の他に、急速冷却器で分離された木酢を含むタールが導入されるタール回収室と、前記堰によりタール回収室とは隔てられた木酢回収室とが設けられ、急速冷却器で分離された木酢を含むタールが分離タンク内のタール回収室に導入され、このタール回収室内で比重差によってタールと木酢とが分離される。比較的比重の大きいタールはこのタール回収室の下部に回収され、比較的比重の小さい木酢は、前記堰を乗り越えて木酢回収室に溢れ落ち、この木酢回収室に貯留される。タール回収室のタールは必要に応じてタールタンクに導出して、このタールタンクに貯留し，木酢回収室の木酢は必要に応じて木酢タンクに導出して、この木酢タンクに貯留される。
【００３９】
前記生ガスは可燃性であるので、前乾燥用、炭化用及び賦活用の各ロータリキルンのうちの少なくとも一つのロータリキルンの加熱手段の燃料として再利用することが可能である。そこで、本発明においては、前記炭化用ロータリキルンで発生する生ガスを吸引し、前乾燥用、炭化用、賦活用及び後乾燥用のうちの少なくとも一つのロータリキルンの加熱手段に燃料として供給する生ガス再利用手段が設けられることがある。
【００４０】
この生ガス再利用手段は、特に限定されないが、例えば生ガスを貯留するレシーバータンクと、炭化用ロータリキルンの炉体内の空間をレシーバータンクに連通させる吸引路と、レシーバータンクを前乾燥用、炭化用、賦活用及び後乾燥用のうちの少なくとも一つのロータリキルンの加熱手段に接続する供給路と、この吸引路、又はこの供給路、若しくはこれら吸引路及び供給路に介在して、炉本体内から吸引路、レシーバタンク、及び供給路を経て前記加熱手段に生ガスを送る送風手段とを備える。
【００４１】
もちろん、この生ガスが供給される加熱手段は、内熱式加熱手段であっても、外熱式加熱手段であってもよく、内熱式加熱手段と外熱式加熱手段とが併用される場合にはそのいずれか一方のみに生ガスを供給してもよく、又、その両方に生ガスを供給してもよいのである。
【００４２】
又、このことは回収された生ガスを他の加熱手段や燃焼手段の燃料として使用することを除外する意味ではなく、回収された生ガスを例えば賦活用ロータリキルンに供給する水蒸気を発生する蒸気ボイラの燃料として用いてもよい。
【００４３】
ところで、本発明において、賦活用ロータリキルンから排出される活性炭は、水蒸気と接触することにより水に濡れた状態になっており、そのままでは取扱いが面倒になる。
【００４４】
そこで、本発明においては、必要に応じて、前記賦活用ロータリキルンの後段に後乾燥用ロータリキルンが設けられ、賦活用ロータリキルンから排出される活性炭を後乾燥用ロータリキルンで乾燥させる。
【００４５】
この場合、後乾燥用ロータリキルンは、賦活用ロータリキルンで賦活された活性炭を受入れ、乾燥させるように構成してあればよく、例えば賦活用ロータリキルンの炉本体に後乾燥用ロータリキルンの炉本体を連続させることも可能であるが、賦活用ロータリキルンの出口から濡れた活性炭、賦活されていない炭化物、炭化されていない乾燥処理物などを回収するために、賦活用ロータリキルンの炉本体と後乾燥用ロータリキルンの炉本体とを分割することが有利である。
【００４６】
この後乾燥用ロータリキルンは、例えば、前乾燥用ロータリキルンと同様に構成すればよく、緩傾斜軸心回りに回転可能に設けられた炉本体と、炉本体を回転させる駆動手段と、炉本体内の活性炭原料を加熱する加熱手段とを備え、必要に応じて、これらに加えて、炉本体内を減圧する減圧手段を備える。
【００４７】
この駆動手段、加熱手段に関する詳細な説明は、前乾燥用ロータリキルンのこれらと同様に構成されるので、重複を避けるために省略する。
【００４８】
ところで、賦活用ロータリキルンの炉本体と後乾燥用ロータリキルンの炉本体とを分割した場合、賦活用ロータリキルンから排出される濡れた活性炭、炭化物、乾燥処理物などを引続き後乾燥用ロータリキルンによって乾燥あるいは搬送するためには、賦活用ロータリキルンの出口から排出される活性炭、炭化物、乾燥処理物などを受けて後乾燥用ロータリキルンの入口に投入する活性炭投入手段が設けられ、賦活用ロータリキルンから排出される濡れた活性炭、炭化物、乾燥処理物などを回収する場合には、賦活用ロータリキルンの出口から排出される活性炭、炭化物、乾燥処理物などを回収する活性炭回収手段、炭化物回収手段、乾燥処理物回収手段などが設けられる。
【００４９】
例えば活性炭投入手段と、炭化物回収手段とが設けられる場合には、賦活用ロータリキルンの出口から活性炭又は炭化物を受けて貯留するホッパーと、このホッパーの下端から活性炭又は炭化物を導出する排出路とを活性炭投入手段と炭化物回収手段とに共通の部分として設け、前記活性炭投入手段にこの排出路の端末を後乾燥用ロータリキルンの入口に導く投入通路を、炭化物回収手段にこの排出路の端末を回収容器に導く回収通路をそれぞれ設け、前記排出路の接続方向を投入通路と回収通路とに切り替える方向切替手段を設けることが推奨される。
【００５０】
排出路から後乾燥用ロータリキルンへの炭化物の投入や排出路から回収容器への炭化物の回収には、炭化物の自重落下、風送などを利用すると、構成を簡単にできる。ここで、炭化物を後乾燥用ロータリキルンに風送する場合、搬送風として高温エアを使用し、賦活用ロータリキルンの炉本体内の温度を高くすることが好ましい。
【００５１】
なお、この高温エアとしては、乾燥用、炭化用、賦活用及び後乾燥用の各ロータリキルンの内の少なくとも一つのロータリキルンの加熱手段から排出される排ガスを利用することができる。
【００５２】
又、賦活用ロータリキルンを炭化用ロータリキルンとして使用する場合には、前記賦活用ロータリキルンで生成する生ガスからタールを回収するタール回収手段を設けたり、前記賦活用ロータリキルンで生成する生ガスを回収し、前乾燥用、炭化用、賦活用及び後乾燥用のうちの少なくとも一つのロータリキルンの加熱手段に燃料として供給する生ガス再利用手段を設けたりすることができる。
【００５３】
なお、賦活用ロータリキルンの炉本体と後乾燥用ロータリキルンの炉本体とを分割し、水蒸気供給手段を作動させることにより賦活用ロータリキルンで炭化物を賦活して活性炭を製造する場合には、この炭化物回収手段とともに、賦活用ロータリキルンの出口から活性炭を後乾燥用ロータリキルンの入口に投入する活性炭投入手段を設け、賦活用ロータリキルンで炭化物を賦活して得られる活性炭をこの活性炭投入手段で後乾燥用ロータリキルンの入口に投入できるようにすることが必要である。
【００５４】
ところで、この多段式ロータリキルンにおいては、前乾燥用及び炭化用の両ロータリキルンの合計炉長、前乾燥用、炭化用及び賦活用の各ロータリキルンの合計炉長、或いは前乾燥用、炭化用、賦活用及び後乾燥用の各ロータリキルンの合計炉長はかなり長大になり、活性炭製造工程における中間生成物である炭化物の製造、タールや木酢などの副生成物の回収などの目的の他に活性炭原料よりも水分を多く含む汚泥の乾燥処理にも用いることが可能になる。
【００５５】
特に、この多段式ロータリキルンにおいて、前乾燥用ロータリキルンの入口に処理物を投入する処理物投入手段が設けられ、この処理物投入手段が、原料を貯留するホッパーと、ホッパーの下端から原料を導出する排出管と、排出管の先端と交差し、前乾燥用ロータリキルンに向かう高温エアが流通する高温エア通路と、この高温エア通路に高温エアを供給する高温エア供給手段とを備えていると、処理物の水分が高温エア通路を流れる高温エアよって飛ばされて処理物が乾燥しながら、処理物が前乾燥用ロータリキルンに定量供給されるので、前乾燥用ロータリキルンの炉長を短くすることができる。
【００５６】
又、本発明において、前乾燥用ロータリキルンの炉本体の入口近傍部を外側から加熱する加熱手段が設けられると、前乾燥用ロータリキルンの入口近傍で処理物が加熱され、これにより処理物の乾燥が促進されるので、前乾燥用ロータリキルンの炉長を短くすることができる。
【００５７】
そして、前記処理物投入手段を設け、かつ、前乾燥用ロータリキルンの炉本体の入口近傍部を外側から加熱する加熱手段を設けると、処理物としての汚泥からこれら処理物投入手段と加熱手段とによって多量の水分を蒸散させ、この加熱手段を通過する頃には処理物をほぼ完全に乾燥させることができ、前乾燥用ロータリキルンの炉長を一層短くすることができる。
【００５８】
ところで、すでに述べたように、前乾燥用ロータリキルンの炉本体、炭化用ロータリキルンの炉本体、賦活用ロータリキルンの炉本体は順に連続させることができ、又、後乾燥用ロータリキルンが設けられる場合には、前記前乾燥用ロータリキルンの炉本体、炭化用ロータリキルンの炉本体、賦活用ロータリキルンの炉本体及び後乾燥用ロータリキルンの炉本体を順に連続させることができる。
【００５９】
しかしながら、本発明の多段式ロータリキルンでは、前乾燥用ロータリキルン、炭化用ロータリキルン、及び賦活用ロータリキルンが、或いは、前乾燥用ロータリキルン、炭化用ロータリキルン、賦活用ロータリキルン及び後乾燥用ロータリキルンが、互いに分割して形成され、かつ、入口と出口の方向を交互に逆にして、この順で上から下に並ぶように配置されたり、平面視において平行に横に並ぶように配置されたり、上下方向及び横方向に適当な間隔を置いて並ぶように配置されると、装置全体として炉長方向の寸法が短小になる点で有利になる。
【００６０】
特に、互いに分割して形成される前乾燥用ロータリキルン、炭化用ロータリキルン、及び賦活用ロータリキルンが、或いは、前乾燥用ロータリキルン、炭化用ロータリキルン、賦活用ロータリキルン及び後乾燥用ロータリキルンが、入口と出口の方向を交互に逆にして、この順で上から下に並ぶように配置される場合には、炉長宝庫に直角な横方向の寸法も短小にでき、その敷設平面積を小さくできるので有利である。
【００６１】
又、前乾燥用ロータリキルン、炭化用ロータリキルン、及び賦活用ロータリキルンが、或いは、前乾燥用ロータリキルン、炭化用ロータリキルン、賦活用ロータリキルン及び後乾燥用ロータリキルンが、互いに分割して形成され、かつ、入口と出口の方向を交互に逆にして、この順で上から下に並ぶように配置されたり、平面視において平行に横に並ぶように配置されたり、上下方向及び横方向に適当な間隔を置いて並ぶように配置される場合に、各ロータリキルンの炉長を揃えると、互いに上下方向、又は横方向、或いは上下方向及び横方向に各ロータリキルンの入口や出口が並ぶようになるので、各ロータリキルンの炉本体の一方の端部を取り囲む減圧室と、各ロータリキルンの炉本体の他方の端部取り囲む減圧室と、両減圧室から空気を吸引する減圧ポンプとで各ロータリキルンに共通する減圧手段を構成することができ、各ロータリキルンごとに減圧手段を設ける場合に比べて構成を簡単にすることができる。もちろん、この減圧手段は上述したタール回収手段の吸引手段、木酢回収手段の吸引手段、或いは、生ガス再利用手段の送風手段に兼用することができる。
【００６２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例に係る多段式ロータリキルンを図面に基づいて具体的に説明すれば、以下の通りである。
【００６３】
図面中、図１は本発明の一実施例に係る多段式ロータリキルンの構成図であり、図２はこれを適用した多目的処理設備の構成図である。
【００６４】
図１及び図２に示すように、本発明の一実施例に係る多段式ロータリキルンは、前乾燥用ロータリキルン１と、炭化用ロータリキルン２と、賦活用ロータリキルン３と、後乾燥用ロータリキルン４とを備えている。
【００６５】
図１に示すように、この前乾燥用ロータリキルン１の炉本体１１は、例えば鋼管などの熱伝導性の高い筒体からなり、該炉本体１１の軸心方向に適当な間隔を置いた複数個所に配置され、かつ、各個所において炉本体の周方向の左右対象位置に配置された支持ローラ１２によって図上右上がりの緩傾斜軸心回りに回転可能に支持される。
【００６６】
なお、この炉本体１１の入口１３は図上右端に、出口１４は図上左端にそれぞれ開口させてある。
【００６７】
前記炭化用ロータリキルン２の炉本体２１は、例えば鋼管などの熱伝導性の高い筒体からなり、前乾燥用ロータリキルン１の炉本体１１の入口１３の下方に炭化用ロータリキルン２の炉本体２１の出口２４が、前乾燥用ロータリキルン１の炉本体１１の出口１４の下方に炭化用ロータリキルン２の炉本体２１の入口２３が位置するように配置される。
【００６８】
又、この炭化用ロータリキルン２の炉本体２１は、炉本体２１の軸心方向に適当な間隔を置いた複数個所に配置され、かつ、各個所において炉本体の周方向の左右対象位置に配置された支持ローラ２２によって図上左上がりの緩傾斜軸心回りに回転可能に支持される。
【００６９】
前記賦活用ロータリキルン３の炉本体３１は、例えば鋼管などの熱伝導性の高い筒体からなり、炭化用ロータリキルン２の炉本体２１の入口２３の下方に賦活用ロータリキルン３の炉本体３１の出口３４が、炭化用ロータリキルン２の炉本体２１の出口２４の下方に賦活用ロータリキルン３の炉本体３１の入口３３が位置するように配置される。
【００７０】
又、この賦活用ロータリキルン３の炉本体３１は、該炉本体３１の軸心方向に適当な間隔を置いた複数個所に配置され、かつ、各個所において炉本体の周方向の左右対象位置に配置された支持ローラ３２によって図上右上がりの緩傾斜軸心回りに回転可能に支持される。
【００７１】
前記後乾燥用ロータリキルン４の炉本体４１は、例えば鋼管などの熱伝導性の高い筒体からなり、前記賦活用ロータリキルン３の炉本体３１の入口３３の下方に後乾燥用ロータリキルン４の炉本体４１の出口４４が、該賦活用ロータリキルン３の炉本体３１の出口３４の下方に後乾燥用ロータリキルン４の炉本体４１の入口４３が位置するように配置される。
【００７２】
又、この後乾燥用ロータリキルン４の炉本体４１は、該炉本体４１の軸心方向に適当な間隔を置いた複数個所に配置され、かつ、各個所において炉本体の周方向の左右対象位置に配置された支持ローラ３２によって図上左上がりの緩傾斜軸心回りに回転可能に支持される。
【００７３】
このように、前乾燥用ロータリキルン１、炭化用ロータリキルン２、賦活用ロータリキルン３及び後乾燥用ロータリキルン４の炉本体１１、２１、３１、４１が、入口１３、２３、３３、４３と出口１４、２４、３４、４４の方向を交互に逆にして、この順で上から下に並べられると、これらの炉本体１１、２１、３１、４１の各炉長を合計した合計炉長に比べて、装置の炉長方向への寸法を最小にでき、又、装置の炉長方向に直交する横方向への寸法を最小にすることができ、装置全体の敷設面積を著しく小さくすることができる。
【００７４】
図１及び図２に示すように、この多段式ロータリキルンには、各炉体１１、２１、３１、４１の中央部を外側から加熱する共通の外熱式加熱手段５が設けられる。図１に示すように、この加熱手段５は、各炉体１１、２１、３１、４１の中央部を包む加熱室５１と、この加熱室５１に燃焼炎を噴出する複数のバーナー５２とを備え、又、図２に示すように、これらバーナー５２に燃料として油を供給する燃料供給手段５３と、前記加熱室５１に外気を冷却用空気として供給する冷気供給手段５４と、燃焼排ガスを排出する排気路５５とを備えている。
【００７５】
バーナ５２の設置数及び設置位置は適当に設計され、ここでは、後乾燥用ロータリキルン４の炉本体４１の下方に１基のバーナー５２を配置すると共に、炭化用ロータリキルン３の炉本体３１と賦活用ロータリキルン３との中間の高さに２基のバーナー５２を配置している。
【００７６】
図２に示すように、これらバーナー５２に燃料を供給する燃料供給手段５３は、各バーナー５２に組み込まれている油ポンプと、燃料である油を貯留する油タンク５６と、この油タンク５６から燃料を各バーナー５２に導く燃料供給管５７とを備えている。
【００７７】
前記排気路５５には、熱交換器５８を介在させてあり、水タンク５９又はクーリングタワーから供給される冷水により排気温度を２００℃以下に低下させるようにしている。
【００７８】
この多段式ロータリキルンには、前乾燥用ロータリキルン１に活性炭原料などの処理物を投入する処理物投入手段６が設けられる。図３の断面図に詳細に示すように、この処理物投入手段６は、処理物を貯留するホッパー６１と、このホッパー６１の下端から原料を導出する排出管６２と、この排出管６２の先端と交差し、前乾燥用ロータリキルン１に向かう高温エアが流通する高温エア通路６３と、この高温エア通路に高温エアを供給する高温エア供給手段６４（図２に示す）とを備えている。
【００７９】
なお、前記ホッパー６１には図示しないブリッジブレーカーを敷設して、その内部で処理物のブリッジ現象を解消できるようにしている。
【００８０】
図２に示すように、この高温エア供給手段６４は、前記排気路５５の熱交換器５８よりも上流側から分岐させた高温エア導入路６５と、この高温エア導入路６５に接続したたブロアー６６とを備え、このブロアー６６の吐出口に前記高温エア通路６３を接続して、高温エア通路６３に供給する高温エアとして加熱手段５の排ガスを利用することにより、消費エネルギーとランニングコストとを節約している。
【００８１】
又、この処理物投入手段６によれば、排出管６２の下端から高温エア通路６３に落下する処理物に高温エアを接触させることにより水分を飛ばして処理物を乾燥させるとともに、一定流量の高温エアを高温エア通路６３に流すことにより前乾燥用ロータリキルン１に供給する処理物の供給量を一定に安定させることができる。更に、高温エアを前乾燥用ロータリキルン１の炉本体１１内に吹き込むことによりこの炉本体１１内の温度が高められ、この炉本体１１内での処理物の乾燥が一層促進されることになる。
【００８２】
なお、前記高温エア通路６３は、処理物の自重が処理物の前乾燥用ロータリキルン１への移動を促すように、前乾燥用ロータリキルン１に向かって下るように緩傾斜させている。
【００８３】
図１に示すように、前乾燥用ロータリキルン１には、炉本体１１の入口近傍部を外側から加熱する別の加熱手段７が設けられる。この加熱手段７は、炉本体１１の入口近傍部を包む加熱室７１と、この加熱室７１に燃焼炎を噴出する複数のバーナー７２と、これらバーナー７２に燃料として油を供給する燃料供給手段７３（図２に示す）と、燃焼排ガスを加熱室７１から排出する排気路７４とを備えている。
【００８４】
図２に示すように、この燃料供給手段７３は、前記油タンク５６と、この油タンク５６から油をバーナー７２に導く燃料供給管７５と、前記バーナー７２に内蔵した油ポンプとを備えている。
【００８５】
又、前記排気路７４は、各ロータリキルン１、２、３、４の中間部を包む加熱室５１から導出された排気路５５の熱交換器５８よりも上流側に合流させ、この加熱手段７の排気を前記熱交換器５８により２００℃以下に冷却した後、大気中に放出するようにしている。
【００８６】
このように炉本体１１の入口近傍部を外側から加熱する別の加熱手段７を設けると、処理物投入手段６によってかなりの程度乾燥させて炉本体１１に導入された処理物が炉本体１１の入口近傍部で加熱されて更に乾燥されるので、例えば多量の水分を含んでいる汚泥であってもこの炉本体１１の入口近傍部で加熱された後にはほとんど完全に乾燥した状態になる。
【００８７】
又、このように処理物が乾燥される一方で、炉本体１１の入口近傍部が外部から加熱されるので、炉本体１１の入口近傍部が高温となり、あたかも高温のフライパンの上で煎り豆が飛び跳ねるように処理物が炉本体１１の入口近傍部の内面から飛び跳ね、炉本体１１の内面に処理物が付着しなくなる。
【００８８】
又、この後、処理物が炉本体１１内を出口に向かって進む間に、後述するようにして形成された減圧不活性雰囲気中で、前記加熱手段５によって加熱することにより処理物は一層乾燥するので、炉本体１１の出口１３からは完全に乾燥した処理物（乾燥処理物）が排出される。
【００８９】
この炉本体１１から排出される乾燥処理物を回収する乾燥処理物回収手段を設けることは可能であるが、この実施例では処理物を炭化用ロータリキルンによって炭化したり、更に乾燥させたりするために、図１に示すように、前乾燥用ロータリキルン１の炉本体１１の出口１３から乾燥した処理物を受け、炭化用ロータリキルン２の炉本体２１の入口２３に投入する乾燥処理物投入手段８が設けられる。
【００９０】
図４の断面図に示すように、この乾燥処理物投入手段８は、前乾燥用ロータリキルン１から処理物を受けて貯留するホッパー８１と、このホッパー８１の下端から原料を導出する排出管８２と、この排出管８２の先端と交叉し、前乾燥用ロータリキルン１に向かう高温エアが流通する高温エア通路８３と、この高温エア通路８３に高温エアを供給する高温エア供給手段８４（図２に示す）とを備えている。
【００９１】
図２に示すように、この高温エア供給手段８４は、前記排気路５５の熱交換器５８よりも上流側から分岐させた高温エア導出路８５と、この高温エア導出路８５に接続したブロアー８６とを備え、このブロアー８６の吐出口に前記高温エア通路８３を接続して、高温エア通路８３に供給する高温エアとして加熱手段５の排ガスを利用することにより、消費エネルギーとランニングコストとを節約している。
【００９２】
又、この乾燥処理物投入手段８によれば、排出管８２の下端から高温エア通路８３に落下する乾燥処理物に高温エアを接触させることにより乾燥処理物を加熱すると共に、更にそれに含有される水分を飛ばして乾燥させる。又、一定流量の高温エアを高温エア通路８３に流すことにより炭化用ロータリキルン２に供給する乾燥処理物の供給量を一定に安定させることができる。更に、加熱エアを高温エア通路８３から炭化用ロータリキルン２の炉本体２１内に吹き込むことにより、該炉本体２１内の温度が高められる。
【００９３】
なお、前記高温エア通路８３は、処理物の自重が処理物の炭化用ロータリキルン２への移動を促すように、炭化用ロータリキルン２に向かって下るように緩傾斜させてある。
【００９４】
炭化用ロータリキルン２に投入された乾燥処理物は、後述するようにして形成された減圧不活性雰囲気中で加熱手段５によって加熱されることにより炭化し、炉本体２１の出口２４から排出される。
【００９５】
もっとも、前記冷気供給手段５４により外気を加熱室５１に導入し、炭化用ロータリキルン２の炉本体２１の温度を下げることにより、炭化用ロータリキルン２で乾燥処理物を炭化させずに乾燥させることもできる。
【００９６】
図１に示すように、この多段式ロータリキルンには、炭化用ロータリキルン２から炭化物（又は乾燥処理物）を受けて賦活用ロータリキルン３の炉本体３１の入口３３に投入する炭化物投入手段９が設けられる。
【００９７】
図５の断面図に示すように、この炭化物投入手段９は、炭化用ロータリキルン２から処理物を受けて貯留するホッパー９１と、このホッパー９１の下端から原料を導出する排出管９２と、この排出管９２の先端と交差し、賦活用ロータリキルン３に向かう高温エアが流通する高温エア通路９３と、図２に示す高温エア供給手段６４とを備え、前記高温エア通路９３が高温エア供給手段６４のブロアー６６の吐出口に接続される。
【００９８】
このようにして、高温エア通路９３に供給する高温エアとして加熱手段５の排ガスを利用することにより、消費エネルギーとランニングコストとを節約することができ、又、高温エア供給手段６４を処理物投入手段６のそれらと兼用することにより、部品点数を削減し、かつ、構成を簡単にして設備費用を削減することができる。
【００９９】
又、図２に示すように、前記賦活用ロータリキルン３には、その炉本体３１の入口３３に向かう炭化物に水蒸気を噴出して混合する水蒸気供給手段１００が設けられる。この水蒸気供給手段１００は前記水タンク５９又はクーリングタワーから供給される冷水を加熱して水蒸気を発生する蒸気ボイラ１０１と、蒸気ボイラ１０１で発生した水蒸気を炉本体３１の入口３３に導く水蒸気導管１０２と、この水蒸気導管１０２に介在させた蒸気ポンプ１０３及び水トラップと、水蒸気導管１０２の先端から炉本体３１の入口３３に水蒸気を噴出するノズル１０４（図５に示す）とを備えている。
【０１００】
図２に示すように、前記蒸気ボイラ１０１には、熱源としてバーナー１０３が設けられる他、熱交換器５８と、前乾燥用ロータリキルン１の入口近傍部を加熱する加熱手段７とから排ガスを導入し、両加熱手段５、７の廃熱を利用できるようにしている。又、後述するタール回収手段１８０のレシーバータンク１８１から炭化処理に伴い発生する生ガスを供給して蒸気ボイラ１０１内で燃焼させ、蒸気ボイラ１０１の熱源となるようにしている。
【０１０１】
なお、図５に示すように、前記ノズル１０４は前記排出管９２の先端開口に向かって開口させて、排出管９２から高温エア通路９３に落下する炭化物と水蒸気との接触効率を高めるようにしてある。又、水蒸気導管１０２の端末近傍にはこの水蒸気導管１０２を開閉する弁１０５（全閉可能なコントロールダンパーでもよい。）が設けられ、この弁１０５を閉弁して水蒸気の供給を停止することにより、賦活用ロータリキルン３を炭化用のロータリキルンとして使用することができ、又、水蒸気の供給を停止すると共に、冷気供給手段５６により供給される外気で炉本体３１を冷却することにより、賦活用ロータリキルン３を乾燥用のロータリキルンとして使用することができる。
【０１０２】
水蒸気と共に賦活用ロータリキルン３に導入された炭化物は、炉本体３１内で後述するようにして形成した減圧不活性雰囲気中で加熱されることにより賦活され、活性炭となって炉本体３１の出口３４から排出され、余剰の水蒸気は炉本体３１の出口３４から排出され、図１に示す蒸気フード１０５によって回収された後、廃蒸気導管１０６を通って排気路５５の熱交換器５８よりも下流側に放出される。
【０１０３】
図１に示すように、この多段式ロータリキルンには、賦活用ロータリキルン３から活性炭を受けて後乾燥用ロータリキルン４の炉本体４１の入口４３に投入する活性炭投入手段１１０が設けられる。
【０１０４】
図６の構成図に示すように、この活性炭投入手段１１０は、賦活用ロータリキルン３から活性炭を受けて貯留するホッパー１１１と、このホッパー１１１の下端から活性炭を導出する排出管１１２と、この排出管１１２の先端と交差し、後乾燥用ロータリキルン４に向かう高温エアが流通する高温エア通路１１３と、この高温エア通路１１３に高温エアを供給する前記高温エア供給手段８４（図２に示す）とを備えている。
【０１０５】
前記高温エア通路１１３をこの高温エア供給手段８４のブロアー８６の吐出口に接続して、高温エア通路１１３に供給する高温エアとして加熱手段５の排ガスを利用することにより、消費エネルギーとランニングコストとが節約され、又、高温エア供給手段８４を乾燥処理物投入手段８のそれと兼用することにより、部品点数を削減し、かつ、構成を簡単にして設備費用を削減される。
【０１０６】
上述したように、この多段式ロータリキルンにおいては、賦活用ロータリキルン３への水蒸気の供給を停止することにより、この賦活用ロータリキルン３を第２段目の炭化用ロータリキルンとして使用したり、賦活用ロータリキルン３への水蒸気の供給を停止すると共に賦活用ロータリキルン３の炉本体３１を空冷することによりこの賦活用ロータリキルン３を乾燥用ロータリキルンとして使用したりすることができる。又、これらの場合には、賦活用ロータリキルン３の出口３４から十分に乾燥した炭化物（又は乾燥処理物）が排出されるので、後乾燥用ロータリキルン４は使用せずに、賦活用ロータリキルン３の出口３４から乾燥した炭化物（又は乾燥処理物）を回収することができる。
【０１０７】
そこで、図１に示すように、この多段式ロータリキルンでは、前乾燥用、炭化用及び賦活用の各ロータリキルン１、２、３を同期して回転させる駆動手段１２０と、この駆動手段１２０とは独立して後乾燥用ロータリキルン４のみを駆動する駆動手段１３０とを設け、後乾燥用ロータリキルン４を使用する時（活性炭製造時）には、両駆動手段１２０、１３０を共に運転し、後乾燥用ロータリキルン４を使用しない時には、後者を停止して消費エネルギーを節約すると共に、ランニングコストを節約するようにしている。
【０１０８】
なお、前乾燥用、炭化用及び賦活用のロータリキルン１、２、３の炉本体１１、２１、３１を駆動する駆動手段１２０は、共通の減速モーター１２１と、この減速モーター１２１に各炉本体１１、２１、３１を連動させるチェーン式の連動機構１２２とを備え、後乾燥用ロータリキルン４の炉本体４１を駆動する駆動手段１３０は、前記減速モーター１２１よりも定速で回転する減速モーター１３１と、この減速モーター１３１に炉本体４１を連動させるチェーン式の連動機構１３２とを備えている。
【０１０９】
もっとも、この実施例では減速モーター１３１の回転数は湿った活性炭を乾燥させるために必要な活性炭の炉本体４１内での滞留時間を考慮して決定されているので、必要に応じて、他の炉本体１１、２１、３１を駆動する減速モーター１２１と同じ回転数にしたり、他の炉本体１１、２１、３１を駆動する減速モーター１２１よりも高回転数にしたりしてもよい。
【０１１０】
又、後乾燥用ロータリキルン４を使用しない時には、加熱手段５の加熱室５１の下部に設けたバーナー５２を休止させて、消費エネルギーを節約すると共に、ランニングコストを節約するようにしてもよい。
【０１１１】
更に、この多段式ロータリキルンにおいては、前記賦活用ロータリキルン３から炭化物を回収するために、炭化物回収手段１４０が設けられる。図６に示すように、この炭化物回収手段１４０は、前記活性炭投入手段１１０のホッパー１１１、排出管１１２、及び高温エア通路１１３とを共用する他、この高温エア通路１１３から炭化物を導出する導出路１４１と、この導出路１４１から落下する炭化物を受けて貯留する回収タンク１４２とを備える。
【０１１２】
前記高温エア通路１１３は、排出管１１２から落下した炭化物を後乾燥用ロータリキルン４に導く投入通路の役割と、排出管１１２から落下した炭化物を回収タンク１４２に導く回収通路の役割とを担うが、排出管１１２から落下した炭化物が自重で後乾燥用ロータリキルン４に流入することを防止すると共に、導出管１４１に向かうようにするため、後乾燥用ロータリキルン４の入口４３に向かって昇り、導出管１４１に向かって下がるように傾斜させている。又、高温エア通路１１３に連なって回収通路の役割う担う前記導出路１４１は、排出管１１２よりも上流側で高温エア通路１１３に接続している。
【０１１３】
ここで、活性炭投入手段１１０と炭化物回収手段１４０とに共通するホッパー１１１、排出管１１２及び高温エア通路１１３を活性炭投入手段１１０の一部分として機能させる場合には高温エア通路１１３をブロアー８６及び後乾燥用ロータリキルン４に接続し、これらホッパー１１１、排出管１１２及び高温エア通路１１３を炭化物回収手段１４０の一部分として機能させる場合には、高温エア通路１１３を導出路１４１に接続し、ブロアー８６から遮断する必要があるので、このように高温エア通路１１３の接続方向を切り替える接続切替手段１５０が設けられる。
【０１１４】
この接続切替手段１５０は、特に限定されないが、この炭化物回収手段１４０の導出路１４１に介在させた弁１５１と、高温エア通路１１３の導出路１４１よりも上流側の部分に介在させた弁１５２とを備え、賦活用ロータリキルン３から炭化物を回収する時にのみ導出路１４１の弁１５１を開弁すると共に、高温エア通路１１３の弁１５２を閉弁するようにしている。
【０１１５】
このように、炭化物回収手段１４０と活性炭投入手段１１０とが互い他方に共用される多くの部分を備えるように構成すると、部品点数が少なく、構成が簡単になる上、弁１５１、１５２以外の可動部品が無くなるので、故障が発生しにくくなる。
【０１１６】
ところで、賦活用ロータリキルン３が炭化処理あるいは乾燥処理に使用される時であっても、賦活用ロータリキルン３から排出される炭化物が活性炭投入手段１１０により後乾燥用ロータリキルン４の炉本体４１に投入される場合がある。もちろん、賦活用ロータリキルン３において賦活処理が行われ、この賦活処理により生成された活性炭が活性炭投入手段１１０により後乾燥用ロータリキルン４の炉本体４１に投入される場合もある。
【０１１７】
これらの場合には、この活性炭が、該炉本体４１の入口４３から出口４４に進む間に、加熱手段５によって加熱され、乾燥する。
【０１１８】
そして、該炉本体４１の出口４３から排出される乾燥した活性炭は、図２及び図７の構成図に示す製品回収手段１６０によって回収される。
【０１１９】
図７に詳細に示すように、この製品回収手段１６０は、前記炉本体４１の出口４３から排出される乾燥した活性炭を受けるホッパー１６１と、ホッパー１６１の下端から導出された分岐排出管１６２と、この分岐排出管１６２の分岐点に設けた三方弁１６３と、この分岐排出管１６２の一方の分岐先端から排出される活性炭を受けて貯留する活性炭タンク１６４と、この分岐排出管１６２の他方の分岐先端から排出される乾燥処理物（乾燥炭化物）を受けて貯留する乾燥タンク１６５とを備えている。
【０１２０】
賦活用ロータリキルン３が乾燥のために使用され、乾燥した炭化物（又は乾燥処理物）が賦活用ロータリキルン３から後乾燥用ロータリキルン４を経て製品回収手段１６０に排出される場合には、前記三方弁１６３を乾燥タンク１６５側に開き、ホッパー１６１に受けた乾燥処理物を分岐排出管１６２により乾燥タンク１６５に導く。又、賦活用ロータリキルン３で炭化物を賦活させて活性炭を作り、この活性炭を後乾燥用ロータリキルン４で乾燥させる場合には、前記三方弁１６３を活性炭タンク１６４側に開き、後乾燥用ロータリキルン４からホッパー１６１に受けた活性炭を活性炭タンク１６４に導く。
【０１２１】
ところで、図２に示すように、この多段式ロータリキルンでは、前乾燥用、炭化用、賦活用及び後乾燥用の各炉本体１１、２１、３１、４１内の雰囲気を減圧不活性雰囲気にするための減圧手段１７０が設けられる。
【０１２２】
図１に示すように、この減圧手段１７０は、炉本体１１の入口１３、炉本体２１の出口２４、炉本体３１の入口３３、炭化物投入手段９のホッパー９１、排出管９２及び高温エア通路９３の端末部を覆い、炉本体４１の出口寄り部分が挿通される第１減圧室１７１と、炉本体１１の出口１４、乾燥処理物投入手段８のホッパー８１、排出管８２及び高温エア通路８３の端末部、炉本体２１の入口２３、炉本体３１の出口３４、活性炭投入手段１１０のホッパー１１１、排出管１１２及び高温エア通路１１３の端末部、並びに炉本体４１の入口４３を覆う第２減圧室１７２とを備え、又、図２に示すように、この減圧手段１７０は両減圧室１７１、１７２から空気を吸引する吸引手段１７３とを備えている。
【０１２３】
図２に示すように、この吸引手段１７３は、ブロアー１７４と、両減圧室１７２をブロアー１７４の吸入口に接続する吸引路１７５を備え、この吸引手段１７３により両減圧室１７１、１７２内の空気を吸引することにより、両減圧室１７１、１７２及びこれらに連通する各炉本体１１、２１、３１、４１の内圧を減圧する。
【０１２４】
更に、図示しない窒素ガス供給源から窒素ガスが両減圧室１７１、１７２に供給することにより、各炉本体１１、２１、３１、４１内に減圧不活性雰囲気が形成される。
【０１２５】
ところで、両減圧室１７１、１７２から吸引される排ガスには、炭化用ロータリキルン２、或いはこの炭化用ロータリキルン２と共に炭化用ロータリキルンとして使用される賦活用ロータリキルン３内における処理物の炭化処理に伴って生成するタール及び木酢が含まれている。
【０１２６】
このタールや木酢は活性炭製造工程における副生成品として回収して例えば燃料として使用したり、直接にこの多段式ロータリキルンの加熱手段５、７の一方又は両方に供給し、燃料として再利用したりすることができる。
【０１２７】
この実施例に係る多段式ロータリキルンでは、炭化用ロータリキルン２、又は炭化用に使用されている賦活用ロータリキルン３、若しくはこれらの両方の中で生成したタールを回収するタール回収手段１８０と、炭化用ロータリキルン２、又は炭化用に使用されている賦活用ロータリキルン３、若しくはこれらの両方の中で生成した木酢を回収する木酢回収手段１９０と、炭化用ロータリキルン２、又は炭化用に使用されている賦活用ロータリキルン３、若しくはこれらの両方の中で生成した生ガスを各炉本体１１、２１、３１、４１の中央部を加熱する加熱手段５の燃料として再利用する生ガス再利用手段２００とが設けられる。
【０１２８】
ここで注目に値することは、前記減圧手段１７０が、前記回収手段１８０、前記木酢回収手段１９０及び前記生ガス再利用手段２００の一部分に共用されていることであり、このように減圧手段１７０をタール回収手段１８０、木酢回収手段１９０及び生ガス再利用手段２００の一部分として共用することにより、部品点数を削減すると共に、全体としての構成を簡単にしていることである。
【０１２９】
又、前記減圧手段１７０と共用する部分の他に、図８の構成図に示すように、前記タール回収手段１８０、木酢回収手段１９０及び生ガス再利用手段２００との間で共用される部分として前記ブロアー１７４の吐出口に接続されたレシーバータンク１８１があり、更に、前記タール回収手段１８０と木酢回収手段１９０とに共通する部分として、このレシーバータンク１８１に生ガス導管１８２を介して接続される急速冷却器１８３と、分離タンク１８４とがある。
【０１３０】
この急速冷却器１８３は熱交換器５８に水を供給する水タンク５９から供給される冷却水で生ガスを急冷してタール及び木酢を凝縮させ、凝縮したタール及び木酢は自重で分離タンク１８４に流れて行く。
【０１３１】
前記分離タンク１８４は内部に上流側のタール回収室１８５と、下流側の木酢回収室１８６と、これらを区画する堰１８７とを備え、急速冷却器１８３から流れて来たタール及び木酢は、まずタール回収室１８５に流入し、このタール回収室１８５内で比重により上下に分離し、比重の軽い木酢が堰１８７を越えて木酢回収室１８６に溢れ出る。
【０１３２】
分離タンク１８４のタール回収室１８５の底部にはタール回収手段１８０のタールタンク１８８を連通させてあり、タール回収室１８５内で木酢から分離してタール回収室１８５の底部に沈んだタールがこのタールタンク１８８に回収されて貯留される。
【０１３３】
又、前記分離タンク１８４の木酢回収室１８６の底部には木酢回収手段１９０の木酢タンク１９１が接続され、タールと分離されて木酢回収室１８６に流入した木酢をこの木酢タンク１９１に回収して貯留するようにしている。
【０１３４】
図２に示すように、前記生ガス再利用手段２００は、前記タール回収手段１８０及び木酢回収手段１９０に共用される部分の他に、前記レシーバータンク１８１から導出され、各炉本体１１、２１、３１、４１の中央部を加熱する加熱手段５の加熱室５１に連通する生ガス導管２０１と、この生ガス導管２０１の途中に介在させたブロアー２０２とを備え、前記レシーバータンク１８１からタール及び木酢を含んだ生ガスを生ガス導管２０１を介して前記加熱室５１に燃料として供給するようにしている。
【０１３５】
なお、前記レシーバータンク１８１の底部にはその内部で自然に凝集したタール及び木酢を回収する回収タンク１８９が接続される。
【０１３６】
このように構成した多段式ロータリキルンによれば、処理物投入手段６において処理物の水分を高温ガスで吹き飛ばしながら前乾燥用ロータリキルン１に処理物を定量供給し、前乾燥用ロータリキルン１の入口近傍部で外熱式の加熱手段７で処理物を加熱乾燥するので、例えば汚泥のように多量の水分を含むものでも前乾燥用ロータリキルン１の入口近傍部を通過する頃にはほぼ乾燥する。
【０１３７】
従って、汚泥を焼却処理するために乾燥させる乾燥炉としてこの多段式ロータリキルンを利用することができる。この場合、汚泥の成分として炭化する物質がある程度以上含まれていれば、乾燥した汚泥を炭化用ロータリキルン２において炭化し、活性炭の原料となる粗炭を製造したり、焼却処理をより容易にしたり、更に、炭化用ロータリキルン２において炭化した汚泥を賦活用ロータリキルンで賦活して活性炭を製造したりすることもできる。
【０１３８】
要するに、この多段式ロータリキルンは、処理物の乾燥、炭化、活性炭の製造など多目的に使用でき、しかも、水分の多い汚泥の乾燥、炭化、汚泥からの活性炭の製造などにも使用できるのである。
【０１３９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の多段式ロータリキルンは、炭化物を賦活させる賦活用ロータリキルンの前段に処理物を乾燥させる前乾燥用ロータリキルンと、乾燥させた処理物を炭化させる炭化用ロータリキルンとを設けるので、従来、処理物の乾燥、乾燥処理物の炭化、炭化処理物の賦活による活性炭の製造と分断されていた活性炭の製造工程を一貫して連続的に処理できる効果が得られる。
【０１４０】
又、この活性炭の製造の他に、賦活用ロータリキルンにおいて賦活処理を行なわずに、炭化物を製造することができる効果が得られる。
【０１４１】
更に、炭化用ロータリキルンにおける炭化処理と、賦活用ロータリキルンにおける賦活処理とを行わずに処理物の乾燥のみを行える効果が得られる。
【０１４２】
要するに、本発明の多段式ロータリキルンは、処理物の乾燥、処理物の炭化、処理物からの活性炭の製造などの多目的に使用できるのである。
【０１４３】
本発明において、炭化用ロータリキルンの炉本体と賦活用ロータリキルンの炉本体とが分割され、炭化用ロータリキルンの出口から炭化物を受け、賦活用ロータリキルンの入口に投下する炭化物投入手段と、前記炭化用ロータリキルンの出口から炭化物を回収する炭化物を回収する炭化物回収手段とが設けられると、炭化物投入手段により炭化物を賦活用ロータリキルンに投入し、賦活用ロータリキルンでこの炭化物を賦活することにより活性炭を製造できる一方、炭化物回収手段により炭化物を回収し、活性炭原料として市場に流通させたり、処理物の焼却処理を容易にしたりすることができる効果が得られる。
【０１４４】
又、本発明において、炭化用ロータリキルンで発生する生ガスを吸引し、この生ガスからタールを回収するタール回収手段が設けられると、燃料その他の用途に使用されるタールの製造をできる効果が得られる。
【０１４５】
又、本発明において、炭化用ロータリキルンで発生する生ガスを吸引し、この生ガスから木酢を回収する木酢回収手段が設けられると、燃料その他の用途に利用できる木酢の製造をできる効果が得られる。
【０１４６】
又、本発明において、炭化用ロータリキルンで発生する生ガスを吸引し、前記前乾燥用、炭化用及び賦活用のうちの少なくとも一つのロータリキルンの加熱手段に燃料として供給する生ガス再利用手段が設けられると、炭化処理において副生する生ガスを前記前乾燥用、炭化用及び賦活用のうちの少なくとも一つのロータリキルンの加熱手段に燃料として使用し、当該加熱手段の消費エネルギー及びランニングコストを節約きる効果が得られる。
【０１４７】
本発明において、前記賦活用ロータリキルンの後段に後乾燥用ロータリキルンが設けられ、賦活用ロータリキルンから排出される活性炭を後乾燥用ロータリキルンで乾燥させると、乾燥した活性炭を処理物から一貫して連続的に製造できる効果が得られる。
【０１４８】
この場合、賦活用ロータリキルンの炉本体と後乾燥用ロータリキルンの炉本体とを分割し、この賦活用ロータリキルンの出口から活性炭を受けて後乾燥用ロータリキルン入口に投入する活性炭投入手段と、炭化用ロータリキルンとして使用される賦活用ロータリキルンの出口から炭化物を回収する炭化物回収手段とが設けられると、活性炭投入手段を用いて、賦活用ロータリキルンから排出される濡れた活性炭を後乾燥用ロータリキルンに投入し、後乾燥用ロータリキルンで乾燥させ乾燥した活性炭を製造できる一方、賦活用ロータリキルンにおける賦活処理を行わずに、炭化物回収手段により賦活用ロータリキルンから炭化物を回収し、活性炭原料として市場に流通させたり、処理物の焼却処理を容易にしたりすることができる効果が得られる。
【０１４９】
ここで、賦活用ロータリキルンにおいて賦活処理の代わりに炭化処理を行う場合に、この賦活用ロータリキルン内で発生する生ガスからタールを回収するタール回収手段が設けられると、燃料その他の用途に使用されるタールの製造ができる効果を得られる。
【０１５０】
又、賦活用ロータリキルンにおいて賦活処理の代わりに炭化処理を行う場合に、この賦活用ロータリキルン内で発生する生ガスから木酢を回収する木酢回収手段が設けられると、燃料その他の用途に利用できる木酢の製造ができる効果を得られる。
【０１５１】
本発明において、前記前乾燥用ロータリキルンの入口に処理物を投入する処理物投入手段が設けられ、この処理物投入手段が、処理物を貯留するホッパーと、ホッパーの下端から処理物を導出する排出管と、この排出管の先端と交叉し、前記前乾燥用ロータリキルンに向かう高温エアが流通する高温エア通路と、この高温エア通路に高温エアを供給する高温エア供給手段とを備えていると、排出管から高温エア通路に落下する処理物の水分を高温エアで吹き飛ばしながら、処理物を前乾燥用ロータリキルンに定量供給することができるので、前乾燥用ロータリキルンの炉長を短縮できる効果を得ることができる。
【０１５２】
又、本発明において、前記前乾燥用ロータリキルンの炉本体の入口近傍部を外側から加熱する加熱手段が設けられると、この加熱手段によって該炉本体の入口近傍部が加熱され、この入口近傍部から炉本体内に放射される放射熱や炉本体内の処理物に伝導される伝導熱により処理物が加熱乾燥されるので、前乾燥用ロータリキルンの炉長を短縮できる効果を得ることができる。
【０１５３】
特に、本発明において、上述した処理物投入手段と前乾燥用ロータリキルンの炉本体の入口近傍部を外側から加熱する加熱手段とが設けられると、例えば汚泥のように多量の水分を含む処理物であっても、この加熱手段を通過する頃には処理物がほぼ乾燥した状態になるので、本発明を汚泥の乾燥処理に利用できる他、処理物に炭化し易い成分が含まれている場合には、処理物の炭化物の製造や、処理物からの活性炭の製造などを行うことができるという効果が得られる。
【０１５４】
本発明において、前乾燥用、炭化用及び賦活用の各ロータリキルンが、入口と出口の方向を交互に逆にして、この順で上から下に並べられた場合、或いは、前乾燥用、炭化用、賦活用及び後乾燥用の各ロータリキルンが入口と出口の方向を交互に逆にして、この順で上から下に並べられた場合には、本発明の炉長方向の寸法及びこれに直交する横方向の寸法を最小にして敷設平面積を最小にすることができる効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成図である。
【図２】本発明を用いる多目的処理設備の構成図である。
【図３】本発明の処理物投入手段の断面図である。
【図４】本発明の乾燥処理物投入手段の断面図である。
【図５】本発明の炭化物投入手段の断面図である。
【図６】本発明の活性炭投入手段及び炭化物回収手段の断面図である。
【図７】本発明の製品回収手段の構成図である。
【図８】本発明のタール回収手段及び木酢回収手段の構成図である。
【符号の説明】
１前乾燥用ロータリキルン
２炭化用ロータリキルン
３賦活用ロータリキルン
４後乾燥用ロータリキルン
５加熱手段
６処理物投入手段
７加熱手段
９炭化物投入手段
１１炉本体
１３入口
１４出口
２１炉本体
２３入口
２４出口
３１炉本体
３３入口
３４出口
４１炉本体
４３入口
４４出口
６１ホッパー
６２排出管
６３高温エア通路
６４高温エア供給手段
８３高温エア通路
８４高温エア供給手段
１１０活性炭投入手段
１４０炭化物回収手段
１８０タール回収手段
１９０木酢回収手段
２００生ガス再利用手段

Claims

炭化物を賦活させる賦活用ロータリキルンの前段に活性炭原料を乾燥させる前乾燥用ロータリキルンと、乾燥させた活性炭原料を炭化させる炭化用ロータリキルンとを設け、
前記炭化用ロータリキルンの炉本体と前記賦活用ロータリキルンの炉本体とが分割され、炭化用ロータリキルンの出口から炭化物を受け、賦活用ロータリキルンの入口に投入する炭化物投入手段と、前記炭化用ロータリキルンの出口から炭化物を回収する炭化物回収手段とを設けたことを特徴とする多段式ロータリキルン。
前記炭化用ロータリキルンで発生する生ガスを吸引し、この生ガスからタールを分離して回収するタール回収手段が設けられる請求項１に記載の多段式ロータリキルン。
前記炭化用ロータリキルンで発生する生ガスを吸引し、この生ガスから木酢を分離して回収する木酢回収手段が設けられる請求項１又は２に記載の多段式ロータリキルン。
前記炭化用ロータリキルンで発生する生ガスを吸引し、前乾燥用、炭化用及び賦活用の各ロータリキルンのうちの少なくとも一つのロータリキルンの加熱手段に燃料として供給する生ガス再利用手段が設けられる請求項１ないし３のいずれか一項に記載の多段式ロータリキルン。
前記賦活用ロータリキルンの後段に後乾燥用ロータリキルンが設けられ、賦活用ロータリキルンから排出される活性炭を後乾燥用ロータリキルンで乾燥させる請求項１ないし４のいずれか一項に記載の多段式ロータリキルン。
炭化用ロータリキルンとして使用される前記賦活用ロータリキルンの出口から炭化物を回収する炭化物回収手段が設けられる請求項５に記載の多段式ロータリキルン。
炭化用ロータリキルンとして使用される前記賦活用ロータリキルンで生成する生ガスからタールを回収するタール回収手段が設けられる請求項５又は６に記載の多段式ロータリキルン。
炭化用ロータリキルンとして使用される前記賦活用ロータリキルンで生成する生ガスから木酢を回収する木酢回収手段が設けられる請求項５ないし７のいずれか一項に記載の多段式ロータリキルン。
炭化用ロータリキルンとして使用される前記賦活用ロータリキルンで生成する生ガスを回収し、前乾燥用、炭化用、賦活用及び後乾燥用のうちの少なくとも一つのロータリキルンの加熱手段に燃料として供給する生ガス再利用手段が設けられる請求項５ないし８のいずれか一項に記載の多段式ロータリキルン。
前乾燥用ロータリキルンの入口に処理物を投入する処理物投入手段が設けられ、この処理物投入手段が、処理物を貯留するホッパーと、ホッパーの下端から処理物を導出する排出管と、排出管の先端と交差し、前乾燥用ロータリキルンに向かう高温エアが流通する高温エア通路と、この高温エア通路に高温エアを供給する高温エア供給手段とを備えている請求項１ないし９のいずれか一項に記載の多段式ロータリキルン。
前記前乾燥用ロータリキルンの炉本体の入口近傍部を外側から加熱する加熱手段が設けられる請求項１ないし９のいずれか１項に記載される多段式ロータリキルン。
前乾燥用、炭化用及び賦活用の各ロータリキルンの炉本体が、入口と出口の方向を交互に逆にして、この順で上から下に並べられた請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の多段式ロータリキルン。
前乾燥用、炭化用、賦活用及び後乾燥用の各ロータリキルンの炉本体が、入口と出口の方向を交互に逆にして、この順で上から下に並べられた請求項１ないし９のいずれか一項に記載の多段式ロータリキルン。