JPH10212110A - 有機性廃棄物等の高温熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ビール粕等の有機性廃棄物やそれを乾留等し
て既に得られた炭化物等を原料とし、活性炭等の製品が
得られる高温熱処理装置を得る。 【解決手段】１．一端側から他端側に延びた熱処理室２
の一端側に原料供給口３ａを設け、熱処理室２の他端側
に熱処理を終えた製品排出口４ａと排ガス排出口５ａを
設け、熱処理室２に熱風噴出口６を設け、原料攪拌用の
パドル７を軸方向に間隔をおいて多数取付けた攪拌軸８
を熱処理室２の内部で該一端側から他端側に延在させて
回転可能に設け、パドル７は攪拌軸８に原料を攪拌する
と共に反製品排出口側に向かわせる方向に取付け、攪拌
軸８の内部に水蒸気供給路１０を攪拌軸８の軸方向に延
在させて設け、攪拌軸８に水蒸気供給路１０と連通した
水蒸気噴出ノズル１１を軸方向に沿って多数設けた熱処
理装置より成る。２．１の構成において、パドル７を取
付けた攪拌軸８は回転数を変更可能に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビール粕、コーヒ
ー粕等の食品性廃棄物、或いは廃プラスチック、廃タイ
ヤ等の高分子系廃棄物等の有機性廃棄物等を乾留及び賦
活処理でなる熱処理をして、又は、該有機性廃棄物等か
ら得られた炭化物等を賦活処理でなる熱処理をして、活
性炭等を得る有機性廃棄物等の高温熱処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来からビール粕、コーヒー粕等の食品
性廃棄物、或いは廃プラスチック、廃タイヤ等の高分子
系廃棄物等の有機性廃棄物等を乾留及び賦活処理して、
又は、該有機性廃棄物等を乾留して既に得られた炭化物
を賦活処理して、活性炭を得る、所謂、有機性廃棄物等
の高温熱処理装置としては、一般的にロータリキルンが
用いられている。例えば、炭化物を賦活して活性炭を得
る場合では、軸線をやや傾斜されて軸線回りに回転自在
に設けられたロータリキルン本体である円筒回転体に該
炭化物がその一端側から内部に送入され、該円筒回転体
の該炭化物送入側に設置された燃焼バーナから高温の熱
風が発せられると共に、同様に該送入側の該円筒体内部
に斜め下方の排出側に向かって設置された水蒸気（賦活
反応用ガス）供給ノズルから水蒸気が噴射される。

【０００３】送入された炭化物の原料固体は円筒回転体
の回転に伴って内面に沿って回転方向上方へ持ち上げら
れつつ排出側へと移動され、その間に該熱風による高温
（例えば８００〜９５０℃）雰囲気下で賦活反応用ガス
としての水蒸気と反応されて〔次の反応式（式１）参
照〕微細な細孔が発達され、活性炭として排出側から取
り出されて回収される。

【０００４】

【化１】 C（炭化物固体）＋H₂O （水蒸気）＝ CO （ガス）＋ H₂ （ガス）・・・式１

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の反応において
は、気固接触をできうる限り、良好に行う必要がある。
しかしながら、上記のような高温熱処理装置としてのロ
ータリキルンでは、投入された炭化物固体の表面が更新
され難く、そのため、気固接触性が不良となり、物質移
動、熱移動が不十分となり、焼きムラが起こっていた。

【０００６】一方、上記のような炭化物固体や多種多様
な有機性廃棄物を取り扱う場合、上記のようなロータリ
キルンのように回転円筒体の傾斜角が一定していては、
滞留時間は回転数のみで制御しなければならない。しか
し、十分な滞留時間を与えようとすると回転数を小さく
する必要があり、そうすれば上記したような焼きムラが
起こりやすくなるし、また、回転数を大きくすればロー
タリキルンの長さが長くなり装置が大きくなる。

【０００７】本発明は、上記のような問題点に鑑みなさ
れたものであり、有機性廃棄物やそれを乾留等して既に
得られた炭化物等を高温熱処理して活性炭等の製品を得
る場合に、熱処理装置内で被熱処理物の表面の更新が良
好に行われ、水蒸気等の賦活反応用ガスとの所謂、気固
接触が良好に行われて、物質移動、熱移動が十分が行わ
れる有機性廃棄物等の高温熱処理装置を得ること等を目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の有機性廃棄物等の高温熱処理装置は次のよ
うな構成にした。

【０００９】請求項１として、有機性廃棄物を乾留及び
賦活処理し又は該有機性廃棄物等から得られた炭化物等
を賦活処理して活性炭等を得る有機性廃棄物等の高温熱
処理装置であって、一端側から他端側に延びた熱処理室
の該一端側に被熱処理物供給口を設け、該熱処理室の該
他端側に熱処理を終えた製品排出口と排ガス排出口を設
け、該熱処理室に熱風流入口を設け、被熱処理物攪拌用
の攪拌翼を軸方向に間隔をおいて多数取付けた攪拌軸を
該熱処理室の内部で該一端側から他端側に延在させて回
転可能に設け、該攪拌翼は該攪拌軸に被熱処理物を攪拌
すると共に反製品排出口側へ向かわせる方向に向けて取
付け、該攪拌軸の内部に賦活反応用ガス供給路を該攪拌
軸の軸方向に延在させて設け、該攪拌軸に該供給路と連
通した賦活反応用ガス噴出ノズルを軸方向に沿って多数
設け、該熱処理室はその一端側から他端側に延びる軸線
が水平線となす角度を可変となるように回動自在に支持
して設け、かつ、該該製品排出口側が原料供給口側より
も低位となるように傾斜させて設けた構成とした。

【００１０】このような構成において、ビール粕等の有
機性廃棄物等（以下、原料という）は高温熱処理装置の
原料（被熱処理物）供給口から熱処理室内に供給され、
製品排出口に到達するまでの間において、熱処理室内で
回転している攪拌軸に取付けられた多数のパドル等の攪
拌翼の回転により原料が強制的に攪拌されて良好に掻き
混ぜられ固体表面が随時更新されて、熱処理室に設けた
熱風流入口から熱処理室内に流入する高温熱風との接触
が均一に行われると共に、攪拌軸に軸方向に沿って多数
設けた噴出ノズルから噴出される水蒸気等の賦活反応用
ガスとの接触が均一に行われて気固接触が良好に行われ
ることにより、物質移動及び熱移動が促進されて固体の
乾留（炭化）作用及び又は賦活反応等の熱処理が全体的
に均一に行われ、均質の活性炭等の製品が生成される。
生成された活性炭等の製品は熱処理室の他端側の製品排
出口から排出される。

【００１１】しかして、本発明では、攪拌軸に取付けた
多数の攪拌翼は原料が反製品排出口側へ向かうような方
向に取付けられ、かつ、熱処理室はその一端側から他端
側に延びる方向の軸線が水平線となす角度を可変となる
ように回動自在に支持して設けられて製品排出口側が原
料供給口側よりも低位になるように傾けられて設けられ
ることにより、原料の製品排出口側への送りは重力の作
用のみにより行われるものである。

【００１２】従って、本発明では、攪拌翼による本来の
原料の攪拌作用に加え、原料の反製品排出口側への移動
と重力による製品排出口側への移動による原料同士の接
触、衝突によっても気固接触性が良好に保たれる一方、
熱処理室の傾斜角度を最適化することにより、多種多様
な原料に対して最適な滞留時間を制御でき、原料性状に
基づいた最適な気固接触性を確保して物質移動、熱移動
を促進するように制御することにより、原料を均一に熱
処理するようにすることができる。

【００１３】また、本発明では、原料がこのような熱処
理を受ける過程において、原料の攪拌は、前記攪拌翼の
回転による攪拌に加えて、賦活反応用ガス噴出口が攪拌
翼を取付けた攪拌軸に設けられていることにより該賦活
反応用ガス噴出口の周囲には被熱処理物（原料）が存在
するので該賦活反応用ガス噴出口から噴出される水蒸気
等の賦活反応用ガスの噴出作用によっても該攪拌が助
長、促進され、固体表面の更新が良好に行われて該物質
移動、熱移動、及び、それに伴う反応が効果的に促進さ
れる。

【００１４】なお、熱風流入口を例えば断面積が比較的
小さい断面円形状の噴出口を多数設けて形成し、該噴出
口を例えば熱処理室の下部位置に点在させて設けるなど
して、該円形状の熱風噴出口を少なくとも原料が存在し
原料と接触する位置の熱処理室に設けるようにすれば、
同様に、該熱風噴出口から熱処理室に噴出流入する熱風
の噴出作用によっても該原料の攪拌を助長、促進させて
固体表面の更新を良好に行わせて該物質移動、及び、熱
移動を効果的に促進させることができる。

【００１５】ここで、該高温熱処理装置において、例え
ば原料をビール粕等の有機性廃棄物としてそれを熱処理
して活性炭を得る場合には、該ビール粕が高温熱処理装
置の原料供給口から熱処理室内部に供給され、まず熱処
理室の該原料供給口側寄りの前半部で主として高温熱風
の作用により乾留処理されて炭化物が生成され、該炭化
物は熱処理室の後半部で引き続いて高温熱風と賦活反応
用ガスとしての例えば水蒸気の作用により賦活処理さ
れ、活性炭が生成される。

【００１６】また、原料を、例えば事前に該ビール粕等
の有機性廃棄物を乾留処理等して既に得られている炭化
物とする場合には、該炭化物が原料供給口から熱処理室
内に供給され熱処理室内で高温熱風と賦活反応用ガスと
しての例えば水蒸気の作用によって賦活処理され活性炭
が生成される。

【００１７】そして、このようにして有機性廃棄物原料
を乾留及び賦活処理して、又は、事前に該有機性廃棄物
原料等を乾留して既に得ている炭化物などを賦活処理し
て、活性炭等が得られるが、熱処理室内は１０００〜９
００℃程度の高温になり、攪拌軸の強度が問題となる
が、攪拌軸はその内部に賦活反応用ガスの供給路が該攪
拌軸の軸方向に延在させて設けられ、それに連通されて
攪拌軸に設けられた賦活反応用ガス噴出ノズルから賦活
反応用ガスが熱処理室内部に噴出されていることによ
り、該攪拌軸内部には例えば賦活反応用ガスとして温度
が１８０℃程度の水蒸気が絶えず流通している。このこ
とにより該軸は冷却され、高温反応に十分耐え得る構造
とされる。

【００１８】また、請求項２のように、攪拌翼を取付け
た攪拌軸の回転数を変更可能（可変）に設けた場合は、
攪拌翼の回転数を変更することによっても原料の攪拌状
態、反製品排出口側への送り状態を調整して滞留時間を
制御することができるので、前記熱処理室の傾斜角度の
変更による調節に加えて、さらに原料の最適な攪拌状
態、反製品排出口側への送り状態を調整可能として滞留
時間を調節でき、その原料のみならず多種多様な原料に
対して原料性状に基づいたより最適な気固接触性を確保
して物質移動、熱移動を促進して原料を一層均一に熱処
理するようにすることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の有機性廃棄物の高
温熱処理装置としての活性炭製造装置の実施例に係る縦
断正面図、図２は図１のＡ〜Ａ線矢視断側面図、図３は
図２の攪拌軸及び攪拌翼部分の拡大図である。

【００２０】図１〜図３において、高温熱処理装置とし
ての活性炭製造装置１の熱処理室（乾留による炭化反応
用及び又は賦活反応用の反応室）２は一端側から他端側
に向けて延び側面視断面で底部が半円形とされたＵ字形
の筒状に形成されており、該熱処理室２の内周面（内壁
面）は熱処理室の外皮を構成するケーシング２ａの内面
に内張りされた不定型耐火物等の耐火物２ｂによって形
造られている。このように熱処理室２は内面が耐火物２
ｂが施されて形成されることにより高温から保護され
る。熱処理室２の該一端側の上部に被熱処理物供給口と
しての原料供給口３ａが設けられ、該他端側の下部に製
品排出口４ａが設けられている。

【００２１】該原料供給口３ａには原料供給管３が下端
が製品排出口４ａ側に向かうように傾けられて接続され
て取付けられ、また、前記製品排出口４ａには製品排出
管４が同様に傾斜されて接続されて取付けられている。
また、熱処理室２の他端側の上部には排ガス排出口５ａ
が設けられ、該排ガス排出口５ａには排ガス排出管５が
接続されて取付けられている。熱処理室２の下部（真
下）の原料供給口３ａ寄りには耐火物２ｂを上下に貫通
して多数の熱風噴出口（熱風噴出ノズル）６が穿設され
ており、該熱風噴出口６は各々、断面が略円形状の噴出
口として形成されており、該各々の熱風噴出口６は熱風
流入口を構成している。

【００２２】該熱処理室２の内部の下部には耐熱鋼でな
る攪拌軸８が熱処理室２の該一端側から他端側にかけて
延在、横架されて両端をそれぞれケーシング２ａの両端
にそれぞれ取付けられた軸受け９、９により回転可能に
軸承されて設けられている。該攪拌軸８には軸方向にほ
ぼ等間隔で攪拌翼としてのパドル７が多数設けられ、軸
方向に沿った隣り合うパドル７の間には賦活反応用ガス
としての水蒸気の噴出ノズル１１が多数設けられてい
る。攪拌軸８は減速機付き電動機１６取付け側と反対側
の軸受け９部で熱による軸の伸びを吸収できるように取
付けられる。

【００２３】攪拌軸８の原料供給口３ａ側の軸端側には
回転継ぎ手１４が介在されて取付けられ、その軸端は減
速機付き電動機１６の出力軸と軸継ぎ手によって接続さ
れている。該減速機付き電動機１６は熱処理室２の外皮
２ａに固定された電動機支持台１５に載置されて支持さ
れている。前記回転継ぎ手１４には水蒸気（賦活反応用
ガス）供給管１４ａが電動機支持台１５を上下方向に貫
通して取付けられている。

【００２４】熱処理室２の下側には、外皮であるケーシ
ング１２ａの内面に不定型耐火物等の耐火物１２ｂが内
張りされて内面を熱風空間として形成された熱風室１２
が位置されて取付けられており、該熱風室１２のケーシ
ング１２ａは前記熱処理室２のケーシング２ａとフラン
ジ接合によって結合されている。前記熱風流入口として
の各々の熱風噴出口６は上端を熱処理室２に開口し、下
端を熱風室１２に開口しており、熱風室１２からこの各
々の熱風噴出口６を通して熱処理室２内部に熱風が噴出
供給される。熱風室１２には製品排出口４ａ寄りの端部
に熱風供給口１３ａが設けられ該熱風供給口１３ａには
熱風供給管１３が接続されている。

【００２５】一方、正面視で熱処理室２、即ち、ケーシ
ング２ａの一端側から他端側に延びる方向の長手方向の
ほぼ中央位置において（図１参照）、また、側面視でケ
ーシング２ａの両外側において（図２参照）、ケーシン
グ２ａには水平状に伸びた回動軸２１が固着されて取付
けられており、該回動軸２１の軸端は支柱２０に回動自
在に軸承されている。該回動軸２１の一方側にはピニオ
ン（小歯車）２２が軸２１と一体に取付けられている。
また、該ピニオン２２と噛み合わされてギヤ（大歯車）
２３がそれを一体に取付けた軸を介して該支柱２０に連
結したブラケットに回転自在に軸承されて（図示せず）
取付けられており、該ギヤ２３の回動軸の端部にはケー
シング２ａ、１２ａ（熱処理室２、熱風室１２）を傾斜
させるための回転ハンドル２４が取付けられている。こ
れら回動軸２１、ピニオン２２、ギヤ２３及び回転ハン
ドル２４等はケーシング傾斜装置を構成している。

【００２６】ケーシング傾斜装置の回転ハンドル２４を
所望方向に回転させることにより、活性炭製造装置１の
ケーシング２ａ、即ち、熱処理室２を図１に示すように
その一端側から他端側に延びる方向の軸線（以下、熱処
理室２の長手方向の軸線ということもある）が水平な状
態（軸線ＨＬ）から０〜９０°の範囲で製品排出口側が
原料供給口側よりも低くなるように傾ける（軸線ＤＬ）
ことができる。図１においてＨＬは熱処理室２の長手方
向の軸線が水平状態にある場合を示し、ＤＬは熱処理室
の長手方向の軸線が該水平状態にある軸線（水平線）に
対して所定角度傾斜された状態を示す。

【００２７】ケーシング傾斜装置には図示しないケーシ
ング傾斜固定保持手段が設けられており、熱処理室２の
傾斜を所定角度に設定した後、該固定保持手段によって
熱処理室２を一定の傾斜角度に固定保持可能とされてい
る。

【００２８】該攪拌軸８の内部には、該水蒸気の供給管
１４ａ及び回転継ぎ手１４の内部と連通させて賦活反応
用ガス供給路としての水蒸気供給路１０が軸方向に延在
して形成されており、製品排出口４ａ側の端部を封止さ
れて設けられている。この攪拌軸８は耐熱鋼でなるパイ
プで形成してもよい。そして、攪拌軸８の軸方向に隣り
合うパドル７のほぼ中間位置において該攪拌軸８の周囲
の表面には該水蒸気供給路１０と連通する水蒸気噴出ノ
ズル１１が円周４等分位置に設けられて全体として多数
取付けられている。

【００２９】しかして、この実施例の活性炭製造装置１
では、攪拌軸８に軸方向にほぼ等間隔に多数取付けられ
た攪拌翼としてのパドル７は、攪拌軸８にその全てが原
料（被熱処理物）を反製品排出口４ａ側、即ち、原料供
給口３ａへ向かわせる方向に向けられて取付けられてい
る。即ち、図示の場合のように攪拌軸８及びパドル７の
回転方向が製品排出口４ａ側から見て時計方向（右回
転）である場合に、図１に示すように攪拌軸８の手前に
取付けられたパドル７は上端側を原料供給口３ａ側に所
定角度傾かせて、一方、攪拌軸８の後ろ側のパドル７は
その逆側方向の上端側が製品排出口４ａ側に所定角度傾
かせて、攪拌軸８に取付けられている。

【００３０】各々のパドル７は攪拌軸８の軸方向の１ヶ
所に１個設けられ、隣り合うパドル７との位相を角度１
８０°ずらして取付けられ、その各々の形状は平板状
で、かつ、図２又は図３に示すように軸方向視（側面
視）で略扇形に形成されている。

【００３１】そして、図２に示すように該パドル７の円
弧状の外周縁と熱処理室２の底部の耐火物２ａの断面半
円形状の内面とは形状をほぼ合致（マッチ）させて形成
されており、原料固体の滞留、淀みが極力生じないよう
にして原料固体が均一に混合攪拌されるように構成され
ている。

【００３２】このような状態でパドル７が設けられるこ
とにより、攪拌軸８を回転させることによりパドル７は
原料供給口３ａからケーシング２内に送入された原料を
反製品排出口４ａ側、即ち、原料供給口３ａへ向かわせ
ながら混合して攪拌することができる。そして、そのよ
うにして攪拌される原料をケーシング傾斜装置で製品排
出口４ａ側が原料供給口３ａ側よりも低位となるように
熱処理室２を傾斜させて設定することにより、重力によ
って製品排出口４ａ側へ移動させることができる。

【００３３】一方、前記熱風供給管１３には図示してい
ない熱風送給ダクトが接続され、１０００℃程度の高温
熱風が該熱風送給ダクトを通して熱風室１２に供給され
る。

【００３４】このように構成された活性炭製造装置１の
作動を説明する。活性炭製造装置１のケーシング傾斜装
置のハンドル２４を所定方向に回転させることによって
ケーシング２ａ、即ち、熱処理室２を図１の状態の長手
方向の軸線が水平な状態（軸線ＨＬ）から所定角度傾斜
させた状態（軸線ＤＬ）として、熱処理室２の長手方向
の軸線が水平線に対して所定角度の例えば２０°傾けら
れた状態とし、熱処理室２の製品排出口４ａ側を原料供
給口３ａ側よりも低位となるように設定する。

【００３５】活性炭製造装置１の減速機付き電動機１６
を駆動して攪拌軸８を図示回転方向に回転させると、攪
拌翼としてのパドル７が所定回転数で回転する。この状
態で熱風供給管１３を通して温度が約１０００℃の高温
熱風が熱風室１２に供給される。この熱風としては例え
ば熱風炉で発生された熱ガスなど、酸素濃度の低い燃焼
ガスなどが使用される。

【００３６】該熱風室１２に供給された約１０００℃の
高温熱風は熱処理室２の下部（底部）の原料供給口３ａ
寄りに耐火物２ｂを上下に貫通して多数設けた熱風流入
口としての熱風噴出口６から熱処理室２内に噴出流入さ
れる。熱処理室２の下部（底部）は熱風室１２が面して
いるので均等に加熱され熱処理室２内部の水蒸気反応等
の高温吸熱反応に必要な高温が効果的に保持される。

【００３７】一方、賦活反応用ガスとして例えば１０Kg
/cm²、１８０℃のスチーム（水蒸気）が水蒸気供給管１
４ａから回転継ぎ手１４を通して攪拌軸８内部の水蒸気
供給路１０に送られ、さらに軸方向に沿って多数設けら
れている各々の水蒸気噴出ノズル１１から熱処理室２の
内部に噴出される。そして、原料が図示しない輸送装置
によって原料供給管３に送られて原料供給口３ａから熱
処理室２内に連続して送給される。

【００３８】熱処理室２内に送給された原料は所定の充
填率（フルネス）と所定の滞留時間を保った状態で回転
しているパドル７の作用で攪拌、混合されると共に反製
品排出口側、即ち、原料供給口３ａ側に向う送り作用が
与えられつつ、熱処理室２が製品排出口４ａ側を原料供
給口３ａ側よりも低位になるように傾斜されて設定され
ていることにより重力の該傾斜方向の分力により一部の
原料は製品排出口４ａ側に向かって流されて送られる。
これによって原料には必要な滞留時間が付与される。

【００３９】しかして、原料は、熱処理室２内において
製品排出口４ａに到達するまでの間において、熱処理室
２内で回転している攪拌軸８に取付けられた多数のパド
ル７の回転により強制的に攪拌されることにより良好に
掻き混ぜられて固体表面が随時更新され、熱風室１２か
ら熱処理室２底部に原料供給口３ａ寄りの位置に多数設
けた熱風噴出口６から熱処理室２内に噴出流入して熱処
理室２内で製品排出口側に位置する排ガス排出口５ａへ
と流れる高温熱風との接触が均一に行われると共に、攪
拌軸８に軸方向に沿って多数設けた水蒸気噴出ノズル１
１から噴出される水蒸気との接触も均一に行われて気固
接触が良好に行われることにより、物質移動及び熱移動
が促進されて固体の熱処理が全体的に均一にされ、均質
の活性炭（製品）が生成される。

【００４０】そして、上記のような熱処理において、熱
処理室２の傾斜角度をケーシング傾斜装置の回転ハンド
ル２４を回転させて最適化することにより多種多様な原
料に対して最適な滞留時間を制御できるので、原料性状
に基づいた最適な気固接触性を確保して物質移動、熱移
動を促進するように制御することができ、原料を均一に
熱処理することができる。熱処理室２の傾斜角度を大き
くすれば原料の滞留時間を短く、傾斜角度を小さくすれ
ば原料の滞留時間を長くすることができる。

【００４１】生成された活性炭は熱処理室２の他端側の
製品排出口４ａを通って製品排出管４から排出される。
熱処理により発生される約９００℃の排ガスは熱処理室
２の上部の空間部（空塔部）で、又は、平らな天井面と
の接触や衝突によって固体が分離された後、熱処理室２
の製品排出口側に設けられた排ガス排出管５から取り出
され、図示しない下流位置で集塵作用や熱回収作用等を
受け、或いは、適宜の他の設備の燃料用ガスとして再使
用される等して処理される。

【００４２】また、原料がこのような熱処理を受ける過
程において、原料の攪拌は前記パドル７の回転による攪
拌に加えて、パドル７を取付けた攪拌軸８には水蒸気噴
出ノズル１１が軸方向に沿う多数位置でそれぞれ軸周４
等分位置に設けられていることにより、また、熱処理室
２の原料供給口寄りの下部の真下に熱風噴出口６が設け
られていることにより、該噴出ノズル１１及び熱風噴出
口６が位置する部分の熱処理室２の内面には原料が存在
していることにより、該軸方向に沿う多数位置でそれぞ
れ攪拌軸８の周囲４等分位置に存在した噴出ノズル１１
から噴出される水蒸気の噴出作用によって、及び、原料
供給口寄り位置で多数設けられた該熱風噴出口６から熱
処理室２内部に噴出流入される高温熱風の噴出作用によ
っても原料の攪拌が助長、促進され、固体表面の更新が
より促進されて良好に行われて該物質移動、熱移動、及
び、それに伴う反応が効果的に促進される。

【００４３】なお、本実施例では、熱風噴出口（熱風噴
出ノズル）６から熱処理室２内に噴出流入する熱風の流
速を原料固体の流動化開始速度以上に保つことにより、
原料固体を流動化状態とし伝熱係数を高められるように
なされている。

【００４４】また、この実施例では、多数のパドル７は
攪拌軸８に回転方向に対してその全てを原料が反製品排
出口４ａ側に向かわせるような方向に取付けられてお
り、かつ、熱処理室２がその長手方向の軸線と水平線と
の成す角度を所定角度傾けられて製品排出口４ａ側が原
料供給口３ａ側よりも低位となるように傾斜されて設け
られていることにより、原料の製品排出口４ａ側への送
りは重力のみにより行われるので、前記パドル７による
本来の原料の攪拌作用に加え、原料の反製品排出口４ａ
側への移動と原料の重力による製品排出口４ａ側への移
動による原料同士の接触によっても気固接触性を良好に
保てる。

【００４５】ここで、この実施例の活性炭製造装置１を
用いて原料（活性体前駆体）として有機性廃棄物である
ビール粕から活性炭を製造する場合には、例えば水分が
１０％、比表面積が約０m²/gのビール粕が原料供給管３
から熱処理室２内に供給されるとともに、賦活反応用ガ
スとして例えば１０Kg/cm²、１８０℃の飽和蒸気が水蒸
気供給管１４ａに供給され、さらに約１０００℃の高温
熱風が熱風供給管１３から熱風室１２に供給され、該熱
風室１２から多数の熱風噴出口６を通して熱処理室２内
に噴出供給される。

【００４６】しかして、熱処理室２内に供給された該ビ
ール粕は、前記パドル７による攪拌作用、反製品排出口
側へ向かう作用、及び、熱処理室２の傾斜による製品排
出口側への重力による移動作用を被りつつ、また、水蒸
気噴出ノズル１１から噴出される水蒸気及び熱風噴出口
６から噴出される熱風による攪拌作用、さらには原料の
反製品排出口側への移動と原料の重力による製品排出口
への移動による原料同士の接触作用も加えられて被りつ
つ、所定の滞留時間を保って気固接触性を良好に保たれ
て製品排出口側へ送られながら、熱処理室２の該原料供
給口側部分では主として該約１０００℃の高温熱風（酸
素濃度の低い燃焼ガス）による高温度雰囲気により、該
ビール粕固体温度が例えば約６００℃とされて乾留され
て炭化され炭化物が生成される。

【００４７】該生成された炭化物は該乾留作用に引き続
いて熱処理室２のその後半（下流）部分において該１０
００℃の高温熱風が温度降下した９２０〜９５０℃程度
の高温熱風により、及び、該１０Kg/cm²、１８０℃の水
蒸気の供給を受けて炭化物は例えば約８５０℃とされ前
記式１で表されるように炭素分と水蒸気が反応（吸熱反
応）することにより賦活されて微細な細孔の発達した収
率２０％（原料無水ベース）、比表面積４００m²/gの活
性炭が製造される。該活性炭は製品排出口４ａを通り製
品排出管４から取り出される。このように乾留及び賦活
の熱処理が行われた後の排ガスは温度約９００℃で排ガ
ス排出管５から排出される。

【００４８】なお、このように原料（活性体前駆体）を
ビール粕等の有機性廃棄物として活性炭を製造する場合
には、熱処理室２の該原料供給口側では水蒸気賦活反応
は殆ど行われることはないので、熱処理室２内の攪拌軸
８の原料供給口側における水蒸気噴出ノズル１１は設け
なくてもよいか、或いは、その取付け個数を図１等に示
したものより少なくしてもよい。

【００４９】一方、原料（活性体前駆体）として、例え
ばビール粕等の有機性廃棄物を既に乾留等して得た炭化
物など、既に得られている炭化物からこの実施例の活性
炭製造装置１を用いて活性炭を製造する場合には、例え
ば水分が約０％、比表面積が約８m²/gの炭化物が原料供
給管３から熱処理室２内に供給されるとともに、賦活反
応用ガスとして例えば１０Kg/cm²、１８０℃の飽和蒸気
が水蒸気供給管１４ａに供給され、さらに約１０００℃
の高温熱風が熱風供給管１３から熱風室１２に供給さ
れ、該熱風室１２から多数の熱風噴出口６を通して熱処
理室２内に噴出供給される。

【００５０】しかして、熱処理室２内に供給された該炭
化物は、前記パドル７による攪拌作用、反製品排出口側
へ向かう作用、及び、熱処理室２の傾斜による製品排出
口側への重力による移動作用を被りつつ、また、水蒸気
噴出ノズル１１から噴出される水蒸気及び熱風噴出口６
から噴出される熱風による攪拌作用、さらには原料の反
製品排出口側への移動と原料の重力による製品排出口へ
の移動による原料同士の接触作用も加えられて被りつ
つ、所定の滞留時間を保って気固接触性を良好に保たれ
て製品排出口側へ送られながら、熱処理室２内において
該約１０００℃の高温熱風（酸素濃度の低い燃焼ガス）
及び該１０Kg/cm²、１８０℃の水蒸気の供給を受けて該
炭化物温度は例えば約８５０℃とされ前記式１で表され
るように炭素分と水蒸気が反応（吸熱反応）することに
より賦活されて微細な細孔の発達した収率８０％（炭化
物無水ベース）、比表面積４００m²/gの活性炭が製造さ
れる。該活性炭は製品排出口４ａを通り製品排出管４か
ら取り出される。このように乾留及び賦活の熱処理が行
われた後の排ガスは温度約９００℃で排ガス排出管５か
ら排出される。

【００５１】以上のとおり、活性炭製造装置１の熱処理
室２の内部は１０００〜９００℃程度の高温になり、攪
拌軸８の強度が問題となるが、攪拌軸８はその内部に賦
活反応用ガス供給路としての水蒸気供給路１０が軸方向
に延在させて設けられ、それに連通されて攪拌軸８に設
けられた水蒸気噴出ノズル１１から該水蒸気が熱処理室
２内部に噴出されていることにより、該攪拌軸８内部に
は例えば温度が１８０℃程度の水蒸気が絶えず流通して
いる。このことにより該攪拌軸８は常に冷却され、高温
の熱処理室内の攪拌や高温反応に十分耐え得る構造とさ
れる。なお、水蒸気噴出ノズル１１から噴出される該水
蒸気によって攪拌翼としてのパドル７にも冷却作用が及
ぼされる。

【００５２】また、以上の実施例装置においては、攪拌
翼７の回転数を固定した場合を示したが、減速機付き電
動機１６の代わりに、可変速式の減速機付き電動機とし
て攪拌軸８の回転数を可変に設けてパドル７の回転数を
可変とすれば、原料の攪拌状態や反製品排出口側への送
り状態を調整して滞留時間等を更に緻密に制御すること
もできる。回転数を大きくすれば原料の攪拌状態はより
活発になり、また、原料の反製品排出口側への送り作用
がより活発になり重力による原料の製品排出口側への移
動力が弱くなり、滞留時間は大きくなる。逆に、回転数
を小さくすれば原料の攪拌状態は弱くなると共に原料の
反製品排出口側への送り作用が弱まり重力による原料の
製品排出口側への移動力が強まり、滞留時間は小さくな
る。

【００５３】また、以上の実施例では、パドル７は攪拌
軸８の軸方向の１か所に１個設け、隣り合うパドルを位
相を角度１８０°ずらして取付けた場合を示したが、図
４に示すように攪拌軸８の軸方向の１か所に２個以上設
ける等してもよい。

【００５４】また、パドル７は軸方向視の形状を扇形と
した場合を示したが、例えばその中間部をくり抜いてほ
ぼ円環状に形成したり、或いは、図５に示すようにパド
ル７Ａを所要の幅を有した半円弧状（ブーメラン状又は
リボン状）に形成して攪拌軸８に支持棒７ａで取付け固
定する等して、隣り合うパドル間の水蒸気や熱風、或い
は原料の軸方向の流通をより促進させて気固接触を促進
させるようにしてもよい。

【００５５】また、以上の実施例では、賦活反応用ガス
として水蒸気を用いた場合を示したが、賦活反応用ガス
としては炭酸ガス、酸素、その他の酸化ガスも用いるこ
ともできる。

【００５６】以上の実施例では、被熱処理物としての原
料が有機性廃棄物であり、該有機性廃棄物がビール粕で
ある場合について説明したが、本発明では、有機性廃棄
物として、コーヒー粕等の食品性廃棄物、或いは廃プラ
スチック、廃タイヤ等の高分子系廃棄物等であってもよ
い。また、被熱処理物としての原料が炭化物であり、該
炭化物が該有機性廃棄物を乾留して得られたような炭化
物である場合を説明したが、木炭等、他の材料を乾留し
て得られた炭化物であってもよいものである。

【００５７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明は
次のような優れた効果を奏する。

【００５８】請求項１の構成では、熱処理室内でパドル
等の攪拌翼により有機性廃棄物等の被熱処理物を強制攪
拌させて固体表面を随時更新させることができるため、
高温熱風及び水蒸気等の賦活反応用ガスとの接触を均一
に行わせることができる。即ち、熱処理において気固接
触を良好に行わせて物質移動及び熱移動を促進し、焼き
ムラのなくして熱処理を均一に行わせることができる。
従って、均質な活性炭等の熱処理製品を得ることができ
る。

【００５９】そして、本発明では、攪拌翼は原料を反製
品排出口側へ送る方向に設けられ、かつ、熱処理室を製
品排出口側が原料供給口側よりも低位になるように傾斜
させて設け、原料の製品排出口側への送りを重力によっ
て行わせるようにしたので、原料の反製品排出口側への
移動と原料の重力による製品排出口側への移動による原
料同士の衝突、接触により高温熱風及び賦活反応用ガス
と原料との気固接触性が良好に保たれると共に、熱処理
室の傾斜角度を最適角度に調整、設定することにより、
多種多様な原料に対して最適な滞留時間を制御でき、原
料性状に基づいた最適な気固接触性を確保して物質移
動、熱移動を促進するように制御することにより、原料
を均一に熱処理するようにすることができる。

【００６０】また、水蒸気等の賦活反応用ガスの噴出ノ
ズルは被熱処理物攪拌翼を取付けた攪拌軸に軸方向に沿
って多数設けられていることにより、該攪拌軸及び賦活
反応用ガス噴出ノズルが位置する部分には被熱処理物が
存在していることにより、該被熱処理物は前記攪拌翼に
よる攪拌に加えて該ノズルから噴出される賦活反応用ガ
スによる攪拌作用も加えられ、該被熱処理物の固体表面
の更新を効果的に行わせることができ、そのことによっ
ても被熱処理物の固体粒子と賦活反応用ガスとの気固接
触を良好に促進させることができる。

【００６１】なお、熱風流入口を例えば断面円形状の熱
風噴出口として多数設けて形成し該多数の熱風噴出口を
例えば熱処理室の下部（底部）に位置させて設けるなど
して、該多数の熱風噴出口を少なくとも原料が存在し原
料と接触する位置の熱処理室に設けるようにすれば、同
様に、該熱風噴出口から熱処理室に噴出流入する熱風の
噴出作用によっても該原料の攪拌を助長、促進させて固
体表面の更新を良好に行わせて該物質移動、及び、熱移
動を効果的に促進させることができる。

【００６２】そして、熱処理室内は賦活反応等の高温熱
処理が行われるため高温熱風により高温とされるが、回
転部材である攪拌軸はその内部で軸方向に伸びて延在す
る賦活反応用ガス供給路を流通している水蒸気等の賦活
反応用ガスによって冷却される。また、賦活反応用ガス
噴出ノズルから該水蒸気等の賦活反応用ガスが噴出され
ることにより攪拌軸に取付けた攪拌翼にも該水蒸気等の
賦活反応用ガスが接触することにより所望の冷却が行わ
れる。従って、これら回転する部材を高温雰囲気、高温
反応にも十分耐え得るように構成することができる。

【００６３】さらに、攪拌軸は、攪拌翼の回転駆動手
段、賦活反応用ガス供給手段、及び、攪拌軸自体と攪拌
翼の冷却手段とを兼ねるので、例えば熱処理室内に別途
に攪拌軸、攪拌翼の冷却手段や賦活反応用ガスの供給手
段を設ける必要性をなくして、構造を簡素化した装置を
構成することができる。

【００６４】請求項２の構成では、攪拌翼の回転数を変
更することによっても原料の攪拌状態、反製品排出口側
への送り状態を調整して滞留時間を制御することができ
るので、前記熱処理室の傾斜角度の変更による調節に加
えて、さらに原料の最適な攪拌状態、反製品排出口側へ
の送り状態を調整可能として滞留時間を調節でき、その
原料のみならず多種多様な原料に対して原料性状に基づ
いたより最適な気固接触性を確保して物質移動、熱移動
を促進して原料を一層均一に熱処理するようにすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機性廃棄物の高温熱処理装置として
の活性炭製造装置の実施例に係る縦断正面図である。

【図２】図１のＡ〜Ａ線矢視断側面図である。

【図３】図２の攪拌軸及び攪拌翼部分の拡大図である。

【図４】本発明の攪拌軸へのパドルの他の取付要領を示
す実施例であり、（Ａ）は図１に対応して示す部分正面
図、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図である。

【図５】本発明の攪拌軸へ取付けるパドルの他の形状の
実施例を示すものであり、（Ａ）は図１に対応して示す
部分正面図、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図である。

【符号の説明】

１ 活性炭製造装置（高温熱処理装置） ２ 熱処理室 ２ａ ケーシング（外皮） ２ｂ 内張り耐火物 ３ 原料供給管 ３ａ 原料供給口 ４ 製品排出管 ４ａ 製品排出口 ５ 排ガス排出管 ５ａ 排ガス排出口 ６ 熱風噴出口（熱風流入口） ７、７Ａ パドル（攪拌翼） ８ 攪拌軸 １０ 水蒸気（賦活反応用ガス）供給路 １１ 水蒸気（賦活反応用ガス）噴出ノズ
ル １２ 熱風室 １２ａ ケーシング（外皮） １２ｂ 内張り耐火物 １３ 熱風供給管 １６ 減速機付き電動機 ２０ 支持脚（支柱） ２１ ケーシング支持回動軸（ケーシング
傾斜装置） ２２ ピニオン（ケーシング傾斜装置） ２３ ギヤ（ケーシング傾斜装置） ２４ 回転ハンドル（ケーシング傾斜装
置） ＨＬ 熱処理室の長手方向の軸線（水平状
態にある軸線） ＤＬ 熱処理室の長手方向の軸線（所定角
度傾斜されたときの軸線）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機性廃棄物を乾留及び賦活処理し又は
   該有機性廃棄物等から得られた炭化物等を賦活処理して
   活性炭等を得る有機性廃棄物等の高温熱処理装置であっ
   て、一端側から他端側に延びた熱処理室の該一端側に被
   熱処理物供給口を設け、該熱処理室の該他端側に熱処理
   を終えた製品排出口と排ガス排出口を設け、該熱処理室
   に熱風流入口を設け、被熱処理物攪拌用の攪拌翼を軸方
   向に間隔をおいて多数取付けた攪拌軸を該熱処理室の内
   部で該一端側から他端側に延在させて回転可能に設け、
   該攪拌翼は該攪拌軸に被熱処理物を攪拌すると共に反製
   品排出口側へ向かわせる方向に向けて取付け、該攪拌軸
   の内部に賦活反応用ガス供給路を該攪拌軸の軸方向に延
   在させて設け、該攪拌軸に該供給路と連通した賦活反応
   用ガス噴出ノズルを軸方向に沿って多数設け、該熱処理
   室はその一端側から他端側に延びる軸線が水平線となす
   角度を可変となるように回動自在に支持して設け、か
   つ、該該製品排出口側が原料供給口側よりも低位となる
   ように傾斜させて設けたことを特徴とする有機性廃棄物
   等の高温熱処理装置。
2. 【請求項２】 前記攪拌翼を取付けた攪拌軸はその回転
   数を変更可能に設けたことを特徴とする請求項１の有機
   性廃棄物等の高温熱処理装置。