JPH10237453A - 有機性廃棄物等の熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 熱処理装置内でビール粕等の有機性廃棄物等
の原料の表面が良好に更新され、高温熱風と良好に接触
されて物質・熱移動が十分に行われ、良質の炭化物等の
製品が得られる有機性廃棄物等の乾留熱処理装置を得
る。 【解決手段】１）熱処理室２の一端側に原料供給口３ａ
を、他端側に製品排出口４ａと排ガス排出口５ａを設
け、２に熱風噴出口６を設け、攪拌用パドル７を軸方向
に間隔をおいて多数取付けた攪拌軸８を２の内部で一端
側から他端側に延在させて回転可能に設け、７は８に原
料を攪拌し製品排出口側に向かわせる方向に向けて取付
ける。２）別の構成として１）で８に多数取付ける７の
うち少なくとも一部を原料が反製品排出口側に向かう方
向向けに取付ける。３）更に別の構成として７は８に原
料を攪拌すると共に反製品排出口側へ向かう方向向けに
取付け、２は長手方向の軸線が水平線と成す角度を可変
に回動自在に支持して設け、かつ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処理し
て、炭化物等を得る有機性廃棄物等の熱処理装置に関す
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処理して、炭化物
（炭材）を得る、所謂、有機性廃棄物等の熱処理装置と
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、有機性廃棄物を乾留して炭化物を得る場合では、
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廃棄物がその
一端側から内部に送入され、該円筒回転体の該廃棄物送
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。

【０００３】送入された廃棄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
雰囲気下で高温熱風の作用を受けて乾留され炭化物とし
て排出側から取り出されて回収される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の反応において
は、熱風と廃棄物固体の所謂、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
な熱処理装置としてのロータリキルンでは、投入された
廃棄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。

【０００５】一方、上記のような廃棄物固体や多種多様
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。

【０００６】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、有機性廃棄物等を乾留熱処理して炭化
物（炭材）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、熱風との所謂、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熱処理装置を得ること等を目的
とする。

【０００７】

【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熱処理装置は次のような
構成にした。

【０００８】請求項１として、有機性廃棄物等を乾留処
理して炭化物等を得る有機性廃棄物等の熱処理装置であ
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し製品排出口側へ向かわせる
方向に向けて取付けた構成とした。

【０００９】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製品排出口側へ
送られつつ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
する例えば６５０℃程度の高温熱風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）作用である
熱処理が全体的に均一に行われ、均質の炭化物等の製品
が生成される。生成された炭化物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。

【００１０】また、本発明では、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、熱移動、及び、それによる乾留作用を効果的に促
進させることができる。

【００１１】なお、この請求項１の構成においては、該
攪拌翼はその全てを攪拌軸に対して原料を攪拌すると共
に原料を原料供給口側から製品排出口側へ向かわせる方
向に向けて取付けて原料の攪拌と原料供給口側から製品
排出口側への原料送り作用の両方を持たせるようにして
もよいし、又は、攪拌軸に取付けた多数の攪拌翼のうち
少なくとも一部の攪拌翼はその攪拌軸への取付方向を原
料を攪拌すると共に原料が反製品排出口側（原料供給口
側）へ向かうような方向に向けて取付けて一部の原料を
攪拌すると共に反製品排出口側へ向かって送らせるよう
にし全体的に原料を製品排出口側へ向けて送らせるよう
にしてもよいものである。請求項２は後者のような構成
としたものである。

【００１２】また、請求項１の装置では、攪拌翼により
原料の攪拌作用と製品排出口側への送り作用が行われる
ので、熱処理室は例えば、その一端側から他端側に延び
る方向の軸線が水平かほぼ水平状態になるように設置さ
れるか、或いは、原料供給口側よりも製品排出口側をや
や低位に又は高位にしたりしてやや傾斜させて設置され
る。

【００１３】請求項２のように、攪拌軸に取付けた多数
の攪拌翼のうち少なくとも一部の攪拌翼はその攪拌軸へ
の取付方向を原料が反排出口側へ向かう方向に向けて取
付けて一部の原料を反製品排出口側へ向かって送らせる
ようにした場合は、熱処理室は例えばその一端側から他
端側に延びる方向の軸線が水平かほぼ水平状態になるよ
うに設置した状態として、又は、熱処理室を製品排出口
側が原料供給側よりもやや低くなるように取付け設置す
るなどした状態として、攪拌翼の本来の強制攪拌作用に
加えて製品排出口側へ送られる原料とこの反製品排出口
側へ送られる原料を衝突させることにより、原料同士の
掻き混ぜ及び原料固体表面の更新をより活発にし該原料
と該熱風及び賦活反応用ガスとの気固接触状態をより良
好なものとすることができる。

【００１４】また、請求項３として、有機性廃棄物等を
乾留処理して炭化物等を得る有機性廃棄物等の熱処理装
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成す角度を
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。

【００１５】この構成では、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。

【００１６】従って、この構成では、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熱処理室の一端側から他端側
に延びる方向の軸線と水平線とのなす角度を例えば０〜
９０°の範囲で調整し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、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。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の有機性廃棄物の熱
処理装置としての乾留装置（炭化物製造装置）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。

【００１８】図１〜図３において、熱処理装置としての
乾留装置１の熱処理室（乾留による炭化反応用の反応
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２ｂ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。

【００１９】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。

【００２０】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。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ている。

【００２１】攪拌軸８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。

【００２２】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。

【００２３】乾留装置１の熱処理室２は、図１の正面視
で示すように熱処理室２の一端側から他端側に延びる方
向（長手方向）の軸線を水平状態又は略水平状態とし
て、ケーシング２ａの長手方向の両側位置で、かつ、図
２の側面視で示すようにケーシング２ａの両外面と支持
脚２０の間をブラケット２１により連結されて設置され
ている。

【００２４】しかして、この実施例の乾留装置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、その全てが原料（被熱処理物）
を製品排出口４ａ側へ向かわせる方向に向けられて攪拌
軸８に取付けられている。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
見て反時計方向（左回転）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。

【００２５】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。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。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
送入された原料を製品排出口４ａ側へ向かわせながら混
合して攪拌することができる。

【００２６】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、６５０℃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。

【００２７】このように構成された乾留装置１の作動を
説明する。乾留装置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６５０℃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。

【００２８】該熱風室１２に供給された約６５０℃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内部の乾留作用（炭化
反応）に必要な高温が効果的に保持される。

【００２９】一方、原料は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。

【００３０】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、混合されると共に製品
排出口４ａ側に向う送り作用が与えられつつ、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。

【００３１】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（乾留、炭化作用）が全体的に均一
に行われ、均質の炭化物（製品）が生成される。

【００３２】生成された炭化物は熱処理室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。
このようにして得られた炭化物は活性炭の製造用原料等
として有効に用いられる。熱処理により発生される約６
００℃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。

【００３３】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、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が設けられており、該多数の熱風噴出口
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、該多数の熱風噴出口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
れによる乾留反応が効果的に促進される。

【００３４】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。

【００３５】ここで、この実施例の乾留装置１を用いて
原料（処理対象物）として有機性廃棄物であるビール粕
から炭化物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、約６５０℃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。

【００３６】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による攪拌作用を被りつつ、ま
た、熱風噴出口６から噴出される熱風による攪拌作用も
加えられて被りつつ、製品排出口側へ送られながら、熱
処理室２の内部で該約６５０℃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、収率２５％、比表面積８m²/gの炭化物が生成され
る。このように乾留熱処理が行われた後の排ガスは温度
約６００℃で排ガス排出管５から排出される。

【００３７】以上の実施例では、熱処理室２はその長手
方向の軸線が水平状態となるように設置した場合を示し
たが、必ずしも水平に設置せずともほぼ水平かやや傾け
て設けてもよい。即ち、例えば、熱処理室２を製品排出
口４ａ側を原料供給口３ａ側よりもやや高くなるように
位置させてやや傾斜させて設置し、原料の排出口側への
送り作用に抵抗を与えるようにして原料攪拌作用を助長
させるようにすると共に、滞留時間を長くするようにし
て乾留のための熱処理を行わせるようにしてもよい。

【００３８】以上の実施例では、乾留装置１の多数の攪
拌翼としてのパドル７はその全てを原料を製品排出口４
ａ側に向かわせるような方向に向けて攪拌軸８に取付
け、かつ、熱処理室２を熱処理室２の長手方向の軸線が
水平かほぼ水平になるようになどして設けて、パドル７
により原料の攪拌作用と製品排出口側への移送作用を行
う場合を示したが、乾留装置は、その熱処理室２を水平
かほぼ水平状態に設置して、又は、熱処理室２を製品排
出口４ａ側が原料供給口３ａ側よりもやや低くなるよう
にやや傾斜させて設置して、攪拌軸８の回転方向は図１
と同一とし攪拌翼としてのパドル７のうち少なくとも一
部のパドルを、例えば軸方向中間部分に位置する２枚の
パドルをその攪拌軸８への取付方向を原料が反製品排出
口４ａ側へ向かう方向に向けて取付けて一部の原料を反
製品排出口４ａ側へ向かって送らせるようにし原料を全
体的に製品排出口側へ向けて送らせるようにしてもよ
い。

【００３９】このようにした場合は、パドルの本来の強
制攪拌作用に加えて製品排出口４ａ側へ送られる原料と
この反製品排出口４ａ側へ送られる原料を衝突させるこ
とにより、前記のような熱処理室２を水平かほぼ水平状
態に設置する等して原料に攪拌作用と原料供給口３ａ側
から製品排出口４ａ側への送り作用の両方を持たせる場
合に比べて、原料同士の掻き混ぜ及び原料固体表面の更
新をより活発にし該原料と該高温熱風との気固接触状態
をより良好なものとすることができる。

【００４０】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、原料の攪拌状態や送り状態、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るが滞留時間は小さ
くなる。また、回転数を小さくすれば原料の攪拌状態は
弱くなるが滞留時間は大きくなる。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】次に、図６〜図８に基づいて本発明の乾留
装置のさらに異なる実施例を説明する。この実施例は、
攪拌翼は攪拌軸に原料（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、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
す角度が可変となるように回動自在に支持して設け、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
となるように傾斜させて設けた場合を示すものである。

【００４４】図６は前記の図１に対応して示す乾留装置
の縦断正面図、図７は図６のＢ〜Ｂ線矢視断側面図、図
８は図７の攪拌軸及び攪拌翼部分の拡大図である。な
お、これらの図において、前記図１〜図３に示す実施例
の乾留装置と同一又は相当する部分には同一符号を付
し、その部分の説明は省略する。

【００４５】この実施例の乾留装置１Ａの熱処理室２、
その内部に設けた攪拌軸８、攪拌翼（パドル）７、及び
熱風室１２の構造は前記の図１、図２の乾留装置１と同
様な構成とされているが、攪拌軸の回転方向は図１、図
２の実施例とは逆方向とされている。

【００４６】図６〜図８において、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６参照）、
また、側面視でケーシング２ａの両外側において（図７
参照）、ケーシング２ａには水平状に伸びた回動軸２１
Ａが固着されて取付けられており、該回動軸２１Ａの軸
端は支柱２０Ａに回動自在に軸承されている。該回動軸
２１Ａの一方側にはピニオン（小歯車）２２が軸２１Ａ
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２０Ａ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２１Ａ、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。

【００４７】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、乾留装置１Ａのケー
シング２ａ、即ち、熱処理室２を回動軸２１Ａを回動中
心として回動させて図６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
６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。

【００４８】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。

【００４９】しかして、この実施例の乾留装置１Ａ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６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。

【００５０】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７又は図８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。

【００５１】そして、図７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。

【００５２】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。

【００５３】このように構成されたこの実施例の乾留装
置１Ａの作動を説明すると、乾留装置１Ａ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６の
状態の熱処理室２の長手方向の軸線が水平な状態（軸線
ＨＬ）から所定角度、例えば２０°傾斜させた状態（軸
線ＤＬ）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。

【００５４】乾留装置１Ａ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６５０℃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。

【００５５】該熱風室１２に供給された約６５０℃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内部の乾留作用（炭化
反応）に必要な高温が効果的に保持される。

【００５６】原料は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、該原料は熱処理室２内で所定の充填率
（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。

【００５７】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（乾留、炭化作用）が全体的に均一
に行われ、均質の炭化物（製品）が生成される。

【００５８】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。

【００５９】生成された炭化物は熱処理室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６００℃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。

【００６０】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、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が設けられており該多数の熱風噴出口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、該多数の熱風噴出口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
による乾留反応が効果的に促進される。

【００６１】この実施例においても、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。

【００６２】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が良好に保
たれる。

【００６３】ここで、この実施例の乾留装置１Ａを用い
て原料（処理対象物）として有機性廃棄物であるビール
粕から炭化物を製造する場合を説明すると、ケーシング
傾斜装置によって熱処理室２をその長手方向の軸線と水
平線とのなす角度が２０°になるように傾斜させ、か
つ、その製品排出口４ａ側が原料供給口３ａ側よりも低
位となるように設定した場合において、例えば水分が１
０％、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内に供給されると共に約６５０℃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。

【００６４】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、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
排出口側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
内部で該約６５０℃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、収率２
５％、比表面積８m²/gの炭化物が生成される。このよう
に乾留熱処理が行われた後の排ガスは温度約６００℃で
排ガス排出管５から排出される。

【００６５】以上の図６〜図８に示す実施例装置におい
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。

【００６６】また、以上の図６〜図８に示す実施例で
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９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。

【００６７】また、以上の図６〜図８に示す実施例で
は、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１０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。

【００６８】また、以上の実施例では、ケーシング傾斜
装置をピニオン２２、ギヤ２３でなる歯車装置で構成し
た場合を示したが、その他の傾斜装置であってもよいこ
とは勿論である。

【００６９】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は木炭等の他の原料
であってもよいものである。

【００７０】

【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。

【００７１】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、均質な炭化物等の熱
処理製品を得ることができる。

【００７２】また、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、該
熱処理物には、前記攪拌翼による攪拌に加えて、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が助長、促進されて固体表面の更新
が良好に行われて該物質移動、及び、熱移動が効果的に
促進される。

【００７３】請求項２の構成では、攪拌翼の本来の強制
攪拌作用に加えて製品排出口側へ送られる被熱処理物と
反製品排出口側へ送られる被熱処理物を衝突させること
により、被熱処理物同士の掻き混ぜ及び被熱処理物固体
表面の更新をより活発にし、該被熱処理物と該高温熱風
との気固接触状態をより良好なものとすることができ
る。

【００７４】請求項３の構成では、上記請求項１の構成
による効果に加えて、次の効果を奏することができる。
即ち、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機性廃棄物の熱処理装置としての乾
留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】図１に示される乾留装置に適用される攪拌軸へ
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】図１に示される乾留装置に適用される攪拌軸へ
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。

【図６】本発明の乾留装置のさらに異なる実施例を図１
に対応して示す縦断正面図である。

【図７】図６のＢ〜Ｂ線矢視断側面図である。

【図８】図７の攪拌軸及び攪拌翼部分の拡大図である。

【図９】図６に示される乾留装置に適用される攪拌軸へ
のパドルの他の取付要領を示す実施例であり、（Ａ）は
図６に対応して示す部分正面図、（Ｂ）は（Ａ）の右側
面図である。

【図１０】図６に示される乾留装置に適用される攪拌軸
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６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、１Ａ 乾留装置（熱処理装置） ２ 熱処理室 ２ａ ケーシング 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 １２ 熱風室 １２ａ ケーシング １２ｂ 内張り耐火物 １３ 熱風供給管 １６ 減速機付き電動機 ２０、２０Ａ 支持脚（支柱） ２１ ケーシング支持ブラケット ２１Ａ ケーシング支持回動軸 ２２ ピニオン ２３ ギヤ ２４ 回転ハンドル 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 (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機性廃棄物等を乾留処理して炭化物等
   を得る有機性廃棄物等の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
   理物を攪拌し製品排出口側へ向かわせる方向に向けて取
   付けたことを特徴とする有機性廃棄物等の熱処理装置。
2. 【請求項２】 前記攪拌軸に取付けた攪拌翼はその少な
   くとも一部をその取付方向を被熱処理物が反製品排出口
   側へ向かう方向に向けて取付けたことを特徴とする請求
   項１の有機性廃棄物等の熱処理装置。
3. 【請求項３】 有機性廃棄物等を乾留処理して炭化物等
   を得る有機性廃棄物等の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成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熱処理装置。