JPH06330045A - 炭化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロータリキルン式炭化炉に予熱空気を導入す
る際、炭化炉内の温度低下防止、温度分布の均一化を図
り、炭化効率向上、炭化物の収量向上を図る。 【構成】 ロータリキルン式炭化炉１と、炭化処理に伴
い発生する排煙を処理する排煙処理手段３と、炭化炉に
空気を導入する空気導入管４と、その空気をアフタバー
ナ２３の排ガスにより加熱する熱交換器５とを備える。
炭化炉１の炭材供給部１２側に空気導入管の下流端、炭
化物排出部１３側に排煙導出管２１の上流端を連通す
る。排煙処理手段に炭化炉から排煙を強制吸引する第２
ブロワ２４を、空気導入管に予熱空気を炭化炉に圧送す
る第４ブロワ２８を設ける。両ブロワを圧力センサ１４
の検出値に基いて制御器１５により制御して。炭化炉の
内圧が外気圧よりわずかに低い所定の圧力を維持するよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば廃木材などの炭
材を炭化処理して、その再利用を図るための炭化装置に
係り、詳しくは予熱空気を炭化炉に導入する炭化装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の炭化装置として、特
公平４−２３６７６号公報により開示されたものが知ら
れている。このものは、縦置き固定式の円筒状炭化炉を
用い、この炭化炉の炭材の供給側である頂部から導出し
た排煙と、その炭化物の排出側である炭化炉底部のバー
ナ付き空気入口から炭化炉内に入れるための空気とを熱
交換させ、この予熱空気を上記炭化炉内に導入するよう
にしたものである。そして、このものでは、上記バーナ
付き空気入口の他に予備空気入口を設けこの予備空気入
口により空気量を調節して、上記予熱空気の導入を他の
機械的強制手段を用いずに自然対流により行なわせるよ
うにしようとしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
縦置き固定式の円筒型炭化炉における予熱空気の導入を
ロータリキルン式である横置き回転式の円筒型炭化炉に
適用しようとする場合、以下の不都合が生じる。すなわ
ち、ロータリキルン式の場合、円筒型炭化炉が横向きに
配置されて略水平軸回りに回転されるようになってお
り、その一端側に供給部、他端側に排出部が設けられる
ため、排煙の導出および予熱空気の導入において炭化炉
内の熱や圧力による自然対流作用を利用し難く、単に排
煙導出管および空気導入管を炭化炉に連通させるだけで
は、上記排煙の導出および予熱空気の導入が不十分とな
る。これを補うために排煙導出管に吸引手段を介装して
炭化炉内の排煙を強制吸引し、これに伴い上記空気導入
管からの予熱空気を導入することが考えられる。しか
し、ロータリキルン式の場合、回転する円筒型炭化炉
と、この炭化炉の両端開口を炭化炉が回転摺動可能な状
態にして閉止するカバー部材とから構成されるため、そ
のカバー部材と炭化炉との間にわずかな隙間が存在す
る。このため、上記強制吸引を行うと上記隙間から冷た
い空気が炭化炉内に侵入して炭化炉内の温度低下、およ
び、温度分布の不均一化を招くことになり、炭化効率の
低下、炭化物の収量の低減化を招くことになる。

【０００４】また、空気を炭化炉内に導入する以上、炭
化物の収量が炭材の燃焼する分低下することは避け難い
が、予熱空気の熱エネルギーおよびその予熱空気による
炭材の燃焼熱エネルギーを炭化処理に有効利用しつつ、
上記炭材の燃焼量を可及的に抑制して炭化物の収量増大
を図る必要がある。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、ロータリキル
ン式の炭化炉に予熱空気を導入する場合において、炭化
炉内の温度低下防止、温度分布の均一化を図り、炭化効
率向上および炭化物の収量向上を図ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、略水平軸回りに回転される
炭化炉と、この炭化炉での炭化処理に伴い発生する排煙
を処理する排煙処理手段と、上記炭化炉に空気を導入す
る空気導入管と、この空気導入管内の空気を上記排煙処
理手段における熱媒体との熱交換により加熱する熱交換
器とを備える。そして、炭材の供給部を上記炭化炉の回
転軸方向一端側に、炭化処理後の炭化物の排出部を他端
側にそれぞれ設ける一方、上記排煙処理手段の排煙導出
管の上流端を上記炭化炉の排出部側に、上記空気導入管
の下流端を上記炭化炉の供給部側にそれぞれ連通する。
加えて、上記排煙処理手段に上記炭化炉から排煙を吸引
する吸引手段を配設する一方、上記空気導入管に上記熱
交換器により加熱された予熱空気を上記炭化炉に圧送す
る圧送手段を配設する構成とするものである。

【０００７】また、請求項２記載の発明は、上記請求項
１記載の発明において、炭化炉の内圧を検出する内圧検
出手段を備える。そして、この内圧検出手段の検出値に
基いて上記炭化炉の内圧が外気圧よりわずかに低い所定
の圧力を維持するよう吸引手段の吸引力と圧送手段の圧
送力とを制御する制御器とを備える構成とするものであ
る。

【０００８】

【作用】上記の構成により、請求項１記載の発明では、
炭化炉での炭化処理に伴い発生する排煙が吸引手段によ
り炭化炉内から強制導出されるものの、熱交換器で加熱
された予熱空気が圧送手段により炭化炉内に強制導入さ
れて炭化炉内の圧力収支が維持されるため、炭化炉の端
部に隙間が存在しても、その隙間を通しての外気の侵入
が抑制され、この侵入外気による炭化炉内の温度低下お
よび温度分布の不均一化の発生の抑制、防止が図られ
る。これにより、炭化効率の低下防止が図られて炭化物
収量の向上に寄与する。また、上記予熱空気以外の冷た
い外気の侵入防止が図られるため、その予熱空気の熱エ
ネルギーを炭化処理に十分に利用して炭化効率の向上が
図られる。

【０００９】また、請求項２記載の発明では、上記請求
項１記載の発明による作用に加えて、吸引手段の吸引力
と圧送手段の圧送力とが制御器により制御されて、炭化
炉が外気圧よりわずかに低い所定の内圧に維持されるた
め、上記予熱空気の導入が所定の一定量に保たれて炭材
の燃焼量が制限される。これにより、導入空気により自
由な自燃が行われる場合と比べ、炭化物の収量の向上が
図られる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

【００１１】図１は、本発明の第１実施例に係る炭化装
置を示し、１は炭材の炭化処理を行うための炭化炉、２
は上記炭化処理のための加熱を行う加熱手段、３は上記
炭化処理により発生する排煙から木酢液を分離回収し残
りを無公害化処理する排煙処理手段、４は上記炭化炉１
に予熱空気を導入するための空気導入管、５はこの空気
導入管４内の空気を加熱するための熱交換器である。

【００１２】上記炭化炉１は、複数のローラ６，６によ
って略水平方向のドラム軸Ｘの回りに回転可能に支持さ
れたドラム７と、このドラム７の上記ドラム軸Ｘ方向一
端側（図１の左端側）である供給口８を遮蔽する筒状端
部カバー９と、他端側（図１の右端側）である排出口１
０を遮蔽する排出側の筒状端部カバー１１と、上記供給
口８側の端部カバー９を貫通してドラム７内まで延ばさ
れた炭材の供給部１２とを備えている。上記両端部カバ
ー９，１１は、上記ドラム７のドラム軸Ｘ方向端部にそ
れぞれ外挿された状態で図示省略のフレームによって位
置固定されて非回転状態となっており、上記ドラム７
は、上記複数のローラ６，６が図示しないモータにより
回転駆動されることにより上記ドラム軸Ｘの回りに回転
駆動されるようになっている。また、上記供給部１２は
図示しないホッパーなどから炭材を上記供給口８まで供
給するようになっており、この炭材を炭化処理した後の
炭化物は排出口１０側の端部カバー１１の下方に接続さ
れた排出部１３から排出されるようになっている。さら
に、上記排出側の端部カバー１１の上部には炭化炉１の
内圧を検出する圧力センサ１４が配設されており、この
圧力センサ１４は炭化炉１内の内圧検出値を制御器１５
に出力するようになっている。

【００１３】上記加熱手段２は、上記供給口８の側の端
部カバー９を貫通して設けられてドラム７内に臨ませた
燃焼バーナ１６と、この燃焼バーナ１６に燃料と空気と
の混合気を導入する混合気供給管１７と、この混合気供
給管１７に空気を供給する第１ブロワ１８と、上記混合
気供給管１７に液化石油ガス（ＬＰＧ）ボンベ１９から
燃料としての気化石油ガスを導入する燃料供給管２０と
を備えている。上記第１ブロア１８はその駆動により空
気を導入しかつこの空気と上記燃料供給管２０からの燃
料とを混合して上記燃焼バーナ１６まで圧送するように
なっており、上記燃焼バーナ１６は、混合気供給管１７
からの混合気を燃焼させてその燃焼熱により上記ドラム
７内を所定の温度（例えば３００〜７００℃）まで加熱
するようになっている。

【００１４】上記排煙処理手段３は、上記炭化炉１の排
出側端部カバー１１の上部に連通された排煙導出管２１
と、この排煙導出管２１により導出された排煙を冷却す
ることにより木酢液と可燃ガスとの気液に分離して木酢
液を回収するコンデンサ２２と、このコンデンサ２２で
分離された可燃ガスを処理するアフタバーナ２３とを備
えている。上記コンデンサ２２とアフタバーナ２３との
間には、第２ブロワ２４が介装されており、この第２ブ
ロワ２４の作動によって、上記炭化炉１内から排煙を吸
引してコンデンサ２２に導くとともに、そのコンデンサ
２２から分離された可燃ガスをアフタバーナ２３まで送
給するようになっている。上記アフタバーナ２３は上記
可燃ガスの燃焼を補助するためのバーナ２３ａを備えて
おり、このバーナ２３ａは上記加熱手段２の燃焼バーナ
１６と同様にＬＰＧボンベ２５からのＬＰＧガスと第３
ブロワ２６により圧送される空気との混合気を燃焼させ
るようになっている。上記アフタバーナ２３はコンデン
サ２２からの可燃ガスを完全燃焼させて無公害化し、燃
焼後の排気ガスを放出管２７を通して大気中へ放出する
ようになっている。そして、上記放出管２７には上記熱
交換器５が配設されており、この熱交換器５は後述の空
気導入管４内の空気を上記放出管２７内の排気ガスによ
り加熱するようになっている。

【００１５】上記空気導入管４は、上流端４ａが大気に
開放され、中間部分が上記熱交換器５に通され、下流端
４ｂが上記炭化炉１の供給側端部カバー９を貫通して炭
化炉１の内部と連通されている。そして、上記空気導入
管４には第４ブロワ２８が介装されており、上記上流端
４ａから大気を吸引し上記熱交換器５で加熱された予熱
空気を上記炭化炉１の供給口８側に圧送するようになっ
ている。

【００１６】上記排煙処理手段３における第２ブロワ２
４と、空気導入管４における第４ブロワ２８との各作動
は上記制御器１５により制御されており、この制御器１
５は上記圧力センサ１４からの検出値に基いて上記第２
ブロワ２４による吸引力が第４ブロワ２８による圧送力
よりわずかに大きくなるよう上記両ブロワ２４，２８の
作動を調整することにより、炭化炉１の内圧を外気圧よ
りわずかに低い圧力に維持するようになっている。

【００１７】上記構成の炭化装置において、炭化処理を
行うには、まず、燃焼バーナ１６を作動させて炭化炉１
内を加熱するとともに、ドラム７を回転させて供給部１
２から炭材を上記ドラム７内に供給する。そして、上記
炭材が上記燃焼バーナ１６の燃焼熱により加熱されて炭
化が進行するとともに、この炭化処理に伴い煙が発生し
てこの煙が上記ドラム７および端部カバー１１の上部に
滞積する。

【００１８】次に、上記煙が発生した時点で、排煙処理
手段３および空気導入管４が作動される。すなわち、コ
ンデンサ２２、アフタバーナ２３、第２ブロワ２４およ
び第４ブロワ２８などが作動される。これにより、上記
滞積した煙は、排煙導出管２１を通してコンデンサ２２
に吸引され、このコンデンサ２２において木酢液の分離
回収が行われ、この木酢液が分離されて残った可燃ガス
がアフタバーナ２３で完全燃焼される。併せて、上記ア
フタバーナ２３での排気ガス（熱媒体）の廃熱利用によ
り炭化炉１に導入する空気が加熱され、この予熱空気が
圧送されて炭化炉１内に導入される。つまり、上記第２
ブロワ２４により上記炭化炉１内から排煙が強制吸引さ
れる一方、第４ブロワ２８により上記炭化炉１内に予熱
空気が強制導入される。このため、上記炭化炉１内の圧
力収支が維持されるため、ドラム７の外周面と両端部カ
バー９，１１の内周面との間に隙間が存在しても、その
隙間を通しての外気の侵入を抑制することができ、この
侵入外気による炭化炉内の温度低下および温度分布の不
均一化の発生の抑制、防止を図ることができる。これに
より、炭化効率の向上および炭化物の均質化を図ること
ができる。

【００１９】また、上記予熱空気の供給を受けた部分の
炭化途上の炭材が自燃するため、上記予熱空気による熱
エネルギーに加えて上記自燃による熱エネルギーによっ
てもドラム７内の温度を上昇させることができ、ドラム
７内の昇温時間の短縮化を図ることができる上、所定温
度に到達後、加熱手段２の作動を停止しても、その余熱
に加えて上記の両熱エネルギーによってその後の炭化を
進行させることができ、炭化効率の向上、加熱手段２に
おける燃料の低減化を図ることができる。この場合、上
記予熱空気の温度はアフタバーナ２３での燃焼温度の調
節によって調節することができ、炭材の種類・性状、も
しくは、目的とする炭化物の性状に応じて上記予熱空気
の温度を調節することにより炭化炉１での炭化処理温度
を変化させることができる。

【００２０】さらに、上記第２ブロワ２４による吸引力
と第４ブロワ２８による圧送力とが制御器１５により制
御されて、炭化炉１が外気圧よりわずかに低い所定の内
圧に維持された状態となるため、上記空気導入管４によ
る予熱空気の導入が所定の一定量に保たれて炭材の自燃
による燃焼量が一定のものに制限され、導入空気により
自由に自燃をさせる場合と比べ、炭化物の収量の向上を
図ることができる。加えて、自燃により燃焼が制限され
て排煙の量も制限されるため、第２ブロワ２４の動力低
減にも寄与し得る。

【００２１】図２は本発明の第２実施例に係る炭化装置
を示し、２９は熱交換器、３０は炭化炉１から排煙を排
出するための排煙導出管、３１は上記炭化炉１に予熱空
気を導入するための空気導出管である。

【００２２】上記排煙導出管３０の上流端は排出側端部
カバー１１の上部を貫通してドラム７内と連通され、そ
の下流端はコンデンサ２２の下部に連通されている。そ
して、この排煙導出管３０の中間部分が上記熱交換器２
９内に通されている。

【００２３】上記空気導入管３１の上流端３１ａは大気
に開放され、下流端３１ｂは供給側端部カバー９を貫通
してドラム７内と連通されている。そして、この空気導
入管３１の中間部分が上記熱交換器２９内に通されてい
る。

【００２４】そして、この熱交換器２９は、上記空気導
入管３１内の空気を上記排煙導出管３０内の高温の排煙
（熱媒体）によって加熱するようになっている。

【００２５】なお、上記炭化装置のその他の構成は第１
実施例のものと同様であるために、同一部材には同一符
号を付して、その説明は省略する。

【００２６】そして、上記第２実施例の場合、空気導入
管３１内の空気は熱交換器２９によって排煙導出管３０
内の排煙と熱交換されて加熱され、この予熱空気が第４
ブロワ２８により炭化炉１内に強制導入される。つま
り、炭化炉１内に導入される空気の加熱を炭化炉１から
導出された直後の排煙の廃熱利用により行うことがで
き、上記予熱空気を炭化炉１内の温度とほぼ同様の温度
まで昇温したものとすることができる。このため、炭化
炉１内の温度をほぼ同温に保つことができ、炭化の均一
化を図ることができる。そして、第２ブロワ２４の吸引
により炭化炉１内から排煙が強制吸引される一方、第４
ブロワ２８による圧送によって予熱空気が上記炭化炉１
内に強制導入されるため、上記第１実施例の場合と同様
に、炭化炉１内の温度低下防止および温度分布の均一
化、これによる炭化効率の向上を図ることができる。ま
た、上記第２および第４ブロワ２４，２８が制御器１５
により制御されて、炭化炉１内が外気圧よりわずかに低
い内圧に維持されるため、上記第１実施例の場合と同様
に、炭化物の収量の向上を図ることができる。

【００２７】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その他種々の変形例を包含するものであ
る。すなわち、上記実施例では、内圧検出手段として炭
化炉１の内圧を検出する圧力センサ１４を用いている
が、これに限らず、例えば内圧と外気圧との差圧を検出
する差圧センサを用いてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明における炭化装置によれば、吸引手段により排煙を炭
化炉から強制導出する一方、圧送手段により予熱空気を
炭化炉に強制導入することにより、炭化炉内の圧力収支
を維持することができ、ロータリキルン式炭化炉におい
て存在する隙間から冷たい外気の侵入を抑制することが
できる。このため、この侵入外気による炭化炉内の温度
低下および温度分布の不均一化の発生の抑制、防止を図
ることができ、これにより、炭化効率の低下防止が図ら
れて炭化物収量の向上に寄与する。加えて、予熱空気以
外の冷たい外気の侵入防止が図られるため、その予熱空
気の熱エネルギーおよびその予熱空気により生じる自燃
の熱エネルギーを十分に利用して炭化効率の向上を図る
ことができる。

【００２９】また、請求項２記載の発明によれば、上記
請求項１記載の発明による効果に加えて、吸引手段の吸
引力と圧送手段の圧送力とが制御器により制御されて、
炭化炉が外気圧よりわずかに低い所定の内圧に維持され
るため、上記予熱空気の導入を所定の一定量に保つこと
ができ、炭材の自燃による燃焼量を制限することができ
る。これにより、導入空気により自由な自燃をさせる場
合と比べ、炭化物の収量の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す構成図である。

【図２】第２実施例を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 炭化炉 ３ 排煙処理手段 ４，３１ 空気導入管 ５，２９ 熱交換器 １２ 供給部 １３ 排出部 １４ 圧力センサ（内圧検出手段） １５ 制御器 ２１，３０ 排煙導出管 ２４ 第２ブロワ（吸引手段） ２８ 第４ブロワ（圧送手段） Ｘ ドラム軸（回転軸）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 成定 俊昭 横浜市鶴見区尻手３丁目２番43号 新明和 工業株式会社特装車事業部内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略水平軸回りに回転される炭化炉と、こ
   の炭化炉での炭化処理に伴い発生する排煙を処理する排
   煙処理手段と、上記炭化炉に空気を導入する空気導入管
   と、この空気導入管内の空気を上記排煙処理手段におけ
   る熱媒体との熱交換により加熱する熱交換器とを備えて
   おり、 上記炭化炉には炭材の供給部が炭化炉の回転軸方向一端
   側に、炭化処理後の炭化物の排出部が他端側にそれぞれ
   設けられる一方、上記排煙処理手段の排煙導出管の上流
   端が上記炭化炉の排出部側に、上記空気導入管の下流端
   が上記炭化炉の供給部側にそれぞれ連通されており、 上記排煙処理手段には上記炭化炉から排煙を吸引する吸
   引手段が配設される一方、上記空気導入管には上記熱交
   換器により加熱された予熱空気を上記炭化炉に圧送する
   圧送手段が配設されていることを特徴とする炭化装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 炭化炉の内圧を検出する内圧検出手段と、 この内圧検出手段の検出値に基いて上記炭化炉の内圧が
   外気圧よりわずかに低い所定の圧力を維持するよう吸引
   手段の吸引力と圧送手段の圧送力とを制御する制御器と
   を備えている炭化装置。