JP5727295B2 - 炭化システム - Google Patents
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炭化装置を用いて被処理物に対する炭化処理を行う場合、その目的に応じて、加熱温度(炉内温度)を適切な値(範囲)に設定する必要がある。例えば、被処理物の炭化の目的が、減量のみである場合には、炭化装置を高温域(例えば800〜1000℃程度)に設定する。加熱温度が高いほど、被処理物の炭化が進行することになり、それだけ減量の割合も大きくなる。一方、発熱量の高い燃料の製造、或いは、肥料の製造を目的として炭化処理を行う場合には、十分な量の有機分を残存させる必要があるため、炭化装置を中低温域(例えば650℃以下)に設定することになる。
図1に示すように、原料は、原料ホッパー(図示せず)から間接加熱乾燥機3内に導入され、ここで予備乾燥が行われる。予備乾燥が行われた原料(乾燥原料)は、スクリュー炭化装置2に搬送され、図2に示す導入口25aから乾留管22内に導入され、乾留管22内を搬送される間に加熱されて、乾留炭化処理が行われる。そして、炭化物、燃料、或いは、有機肥料(製品又は中間処理物)として排出口25bから装置外へ排出される。
スクリュー炭化装置2において、乾燥原料に対して乾留炭化処理が行われる際、高温の排気(排熱)が大量に生じることになる。本実施形態においては、この高温の排気は、間接加熱乾燥機3等の熱源として再利用される。具体的には、スクリュー炭化装置2の排気は、図2に示す排気口27から排出された後、一次熱交換器4、及び、二次熱交換器5(図1参照)に順次送られる。
一次熱交換器4(排熱ボイラ)から供給される加熱水蒸気は、図4に示す熱媒供給管37aから、間接加熱乾燥機3の伝熱部32内に流入し、本体シェル31内に投入された原料を間接的に加熱し、乾燥させる。そして、伝熱部32内を流下する水蒸気は、熱を失って凝縮水(ドレン)となり、ドレン排出管から熱媒排出管37bを経由して機外へ排出され、一次熱交換器4に戻されて循環し、再び加熱水蒸気が生成される。
間接加熱乾燥機3においては、乾燥処理の際に原料中から分離された水蒸気や臭気成分等は、本体シェル31内に導入されるキャリアガスによって機外へ排出されることになる。本実施形態においては、外気から取り込まれた空気、又は、排熱により加熱された空気が、キャリアガスとして本体シェル31内に流入するように構成されている。
2:スクリュー炭化装置、
21:炉本体、
21a:予熱炉、
21b:炭化炉、
21c:再燃炉、
22,22a〜22d:乾留管、
23:スクリューコンベア、
24a,24c:バーナー、
25a:導入口、
25b:排出口、
26:乾留ガス噴出孔、
27:排気口、
28:邪魔板、
29:キャリアガス噴出孔、
3:間接加熱乾燥機、
31:本体シェル、
32:伝熱部、
33(33a〜33c):原料投入口、
34a:キャリアガス導入口、
34b:キャリアガス排出口、
35a,35b:エンドプレート、
36:加熱管、
37a:熱媒供給管、
37b:熱媒排出管、
38:リフタ、
39:溢出口、
4:一次熱交換器、
5:二次熱交換器、
6:補助ボイラ、
C:回転軸線
Claims (5)
- 被処理物に対して乾留炭化処理を行うスクリュー炭化装置と、被処理物に対して予備乾燥処理を行う間接加熱乾燥機と、スクリュー炭化装置の排熱を回収して加熱した熱媒を間接加熱乾燥機に供給する熱交換器とを有する炭化システムであって、
スクリュー炭化装置は、予熱炉、炭化炉、及び、再燃炉からなる炉本体と、炭化炉内に配置された複数本の円筒状の乾留管と、各乾留管内にそれぞれ配置され、導入された原料を連続的に搬送するスクリューコンベアとを有し、
乾留管は、炭化炉を横切るように支持されるとともに、上下方向へ多段式に配列され、乾留炭化処理の際に内部で発生する乾留ガスを炭化炉内の空間に向けて放出する乾留ガス噴出孔を有し、
間接加熱乾燥機は、中空の本体シェルと、供給された熱媒が内部を流下するように構成された伝熱部とを有し、本体シェル内に投入された原料を、熱媒に接触させることなく、熱媒からの伝熱によって間接的に加熱し、乾燥させるように構成されるとともに、本体シェル内において原料から分離された気体を、キャリアガスによって機外へ排出するように構成され、
炭化炉の炉壁のうち、二段目以下の各乾留管に近接した部位にキャリアガス噴出孔がそれぞれ形成され、間接加熱乾燥機から排出されるキャリアガスが、スクリュー炭化装置の炭化炉に流入するように構成され、その風量を調節することにより、炭化炉の炉内温度を制御できるように構成され、
各乾留管の間のスペースに、上段の乾留管に対する乾留ガス燃焼炎の直接的な影響を抑制する邪魔板が配置され、
キャリアガス噴出孔は、二段目以下の各乾留管とその上方の邪魔板との間の空間に向かって先端が開口するように形成されていることを特徴とする炭化システム。 - 間接加熱乾燥機から排出されるキャリアガスを、必要に応じて減湿冷却した後に、炭化炉内へ流入させることができるように構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の炭化システム。
- 各乾留管が、直近の乾留管に対して、斜め下方或いは斜め上方へずれた位置に配置されていることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の炭化システム。
- 二段目以下の乾留管に形成される乾留ガス噴出孔が、鉛直上方を基準として、その斜め上方に配置されている直近の乾留管とは反対の方向へ少なくとも5°以上傾いた方向へ向かって開口するように構成されていることを特徴とする、請求項3に記載の炭化システム。
- 始動後、スクリュー炭化装置の排気が十分な温度に達するまでの間、間接加熱乾燥機に熱媒を供給する補助ボイラが付設されていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の炭化システム。
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