JPH10310774A

JPH10310774A - 炭化炉および炭化装置

Info

Publication number: JPH10310774A
Application number: JP13450897A
Authority: JP
Inventors: Toshio Maezato; 俊雄前里
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-05-09
Filing date: 1997-05-09
Publication date: 1998-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】効率的に加熱することができる炭化炉を提供
する。【解決手段】外炉３の中に乾留炉である内炉１を間隙
を設けて配置し、その間隙を燃焼室１５とする。古タイ
ヤＷを内炉１に入れて電熱材４に通電して加熱する。被
処理材Ｗから出た乾留ガスは分離器Ｂ，Ｃ，Ｄを順に通
り、その過程でタール分タンク５９，６７へ溜まる。ガ
スは最後にガスセパレータ６１，６３を通って燃焼室Ｅ
で完全燃焼される。タンク５９，６７に溜まった油成分
を発電装置Ｆの燃料として使用し、資源循環型の炭化装
置を実現した。被処理材Ｗとして古タイヤの代りに廃材
（木材）を使用すれば、タンク５９，６７に木酢液を取
り出すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃プラ類（廃タイ
ヤ、廃ビニール、廃プラスチック等）や木材等の廃材等
を炭化処理する炭化炉および炭化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より木材や古タイヤ等の廃材などを
乾留炉内で乾留して炭化する装置が知られている（特公
昭６３−３６６３０号など）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来知られている炭化
炉は、乾留炉の底部または側部を加熱するようにしてい
るので、乾留炉全体に熱が行き渡らず、そのため処理量
が少ないという問題があった。本発明は、効率的に加熱
することができる炭化炉を提供することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、外炉の中に乾留炉である内炉を
間隙を設けて配置し、前記間隙を燃焼室にするように構
成した。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図１は本発明による炭化装置の一実
施形態の全体構成図である。この炭化装置は、建築廃
材、廃ビニール、古タイヤ等の被処理材Ｗを処理して炭
にすると同時に被処理材Ｗからタール分、木酢液等（被
処理材の性質により異なる）を回収することができるも
のである。以下の説明では、古タイヤの処理を例に取っ
て説明する。

【０００６】図１の炭化装置は、被処理材Ｗ（古タイ
ヤ）を加熱、乾留する炭化炉Ａと、炭化炉Ａから出た乾
留ガスを気体成分とタール分とに分離する第１分離器Ｂ
（たとえば油気分離器）と、第１分離器Ｂと直列に接続
された第２分離器Ｃと、第２分離器Ｃと直列に接続され
た第３分離器Ｄと、第３分離器Ｄから排出されたガスを
燃焼させる燃焼装置Ｅとを備えている。さらに、発電装
置Ｆは、燃料を燃焼させて発電し、発生した電力は、制
御盤Ｇを介して炭化炉Ａおよび燃焼装置Ｅへ供給され
る。以下、各構成部分について順に説明する。

【０００７】図２および図３は、それぞれ炭化炉Ａの斜
視図および断面図であり、この炭化炉Ａは、被処理材Ｗ
を乾留するための円筒状で横長に配置された内炉１と、
内炉１の周囲を囲むように配置された外炉３とを備えて
いる。外炉３は移動台５上に固定され、移動台５の底面
には車輪６が設けられて、移動台５は外炉３の長さ方向
に沿って床７に敷設されたレール８上を移動可能であ
る。内炉１は、内炉受け９を介して内炉台１１上に截置
されており、内炉台１１は床７上に截置されている。内
炉受け９は内炉台１１に固定され、その中心部は空洞に
なっており、一方、内炉１の下側には支持棒１３が取り
付けられ、支持棒１３が内炉受け９の空洞部に挿入され
て、それにより、内炉１が位置決めされる。

【０００８】内炉１と外炉３との間は空間であって、こ
の空間が燃焼室１５となっている。外炉３の外周は、断
熱材１７によって保護されている。

【０００９】内炉１は、耐熱性のある金属（鉄、ステン
レス等）、セラミック等から成る。図２に示すように、
内炉１の一端は開閉自在の蓋１９になっており、蓋１９
を閉めると内炉１内を密閉できる。乾留ガスは内炉１の
他端に接続されたガス管２１を通って第１分離器Ｂへ流
出する。

【００１０】図４は蓋１９の構造を示す。蓋１９は、内
側の蓋１９ａを備えた二重構造になっていて、蝶番２３
によって内炉１に開閉自在に取り付けられ、蝶番２３の
対向位置に配置された締め金具２５によって内炉１を密
閉する。内側の蓋１９ａには中蓋２７がコイルばね３１
によって取り付けられ、内炉１の端部の内周にはフラン
ジ２９が形成され、蓋１９を閉じて金具２５で締める
と、中蓋２７はコイルばね３１に押圧されてフランジ２
９に圧接して内炉１が密閉される。蓋１９および中蓋２
７とフランジ２９との間にはそれぞれパッキン３０が配
置され内炉１の気密性が保たれる。蓋の別の構造として
は、上記のように蓋１９を蝶番で取り付けるのではな
く、蓋側に雌ねじ（または雄ねじ）を形成し、内炉１側
に雄ねじ（または雌ねじ）を形成して、蓋と内炉とを螺
合させて内炉を密閉するようにしてもよい。

【００１１】内炉１の底部には截置板（図示せず）が敷
かれ、この截置板の上に被処理材Ｗを積載する。截置板
としては、ステンレス等の金網、耐火れんが、セラミッ
ク等を用いる。被処理材Ｗの熱分解が進むとタール分が
出てくるので、それが内炉１の外に漏れないようにする
ため、内炉１の開口部（蓋の付いている所）に止め板３
３（図２）が取り付けられている。また内炉１の底に溜
まったタール分は、排出管３５を介して外部へ排出され
る。排出管３５の外周には、燃焼室から熱が伝わるのを
防止するための保護管３７が配置されている（図２）。

【００１２】外炉３は、耐火セメントやプラスチック耐
火材等を練り合わせて炉壁を形成する不定形耐火壁によ
って構成されている。外炉３は、図５に示すように、円
弧状の４つの外炉片３０１，３０２，３０３，３０４に
より構成され、外炉片３０１と外炉片３０２，３０３は
繋ぎ目３０（図３）でボルトや継手等を用いて繋ぎ合わ
されている。外炉片３０４は内炉台１１の上面に固定さ
れ、外炉片３０２，３０３と接する。各外炉片３０１，
３０２，３０３，３０４の内面には溝が形成され、その
溝にニクロム線等の複数の電熱材４が埋め込まれてい
る。電熱材４にはその配線位置に応じて選択的に通電す
ることができ、被処理材Ｗの材質や量に応じて、通電す
べき電熱材４やその電力等（すなわち供給すべき熱量）
を制御盤Ｇによって制御することができる。各外炉片の
外周には放熱防止のための断熱材１７が設けられ、その
外側に金属板を張り付ける。

【００１３】外炉３の両端は、図２に示すように、両開
きの蓋３９，４１が蝶番等によって取り付けられてい
る。蓋３９には、燃焼室１５に対応する位置に、覗き穴
３９ａが形成され、この覗き穴３９ａを通して燃焼室１
５の状態を確認することができる（電熱材、バーナ等が
正常に作動しているかどうか等）。外炉３が大きくて蝶
番等では蓋が支持できない場合は、外炉３のそばに支柱
を立て、この支柱に蓋を開閉自在に取り付けるようにす
ればよい。

【００１４】ガス管２１が取り付けられている側の蓋４
１には、ガス管２１の周りに配置されて管２１を燃焼室
の熱から保護するための保護管４３ａ，４３ｂが、分割
されて蓋４１に取り付けられている。蓋４１を閉める
と、保護管４３ａ，４３ｂが合わせられてガス管２１の
周りに配置され（図１参照）、ガス管２１に燃焼室１５
の熱が伝わるのを防ぐことができる。これにより、ガス
管２１の温度上昇さらには後述する冷却装置５１の冷却
水の温度上昇を防止することができる。

【００１５】保護管４３ａ，４３ｂが内炉１と当接する
部分には断熱材４５（図１参照）を貼付しておき、これ
により、内炉１と保護管４３ａ，４３ｂとの隙間から熱
がガス管２１へ伝わるのを遮断する。

【００１６】内炉１は図６に示すように、複数個設置さ
れ、１個の外炉３がそれぞれの内炉１のために共用され
る。図６に示すように、床７の一部に、レール８と直交
して敷設されたレール４上を移動する移動床７ａを形成
する。内炉１から離した外炉３を、移動床７ａ上に載せ
て移動床７ａと共に移動させ、別の内炉の所で、移動床
７ａから移動させ、その別の内炉の位置へ移すことがで
きる。各内炉１には上記と同様の分離器が接続されてい
る（図示省略）。外炉３や移動床７ａは人手によって移
動させてもよいし、モータやシリンダ等の駆動源により
移動させてもよい。

【００１７】次に分離器Ｂ，Ｃ，Ｄについて説明する。
各分離器の中には、図７に示すような、ガスが吹き当て
られる複数のじゃま板４７が棒４９に取り付けられた状
態で配置されている。じゃま板４７は金属の薄平板の中
心部に穴を開け、１本の棒またはパイプ４９を差込んで
固定して各分離器の中に挿入される。じゃま板４９は分
離器内に置くだけであり、簡単に出し入れできるから掃
除しやすい。じゃま板４７は上下部分（または左右部
分）を少し切り取ってガスが通るようにしてある。

【００１８】分離器Ｂは、冷却水を入れた冷却タンク５
１内に収容され、分離器Ｃ，Ｄは、同じく冷却水を入れ
た冷却タンク５３内に収容されている。分離器Ｂの底部
には排油管５５が接続され、排油管５５には、Ｕ字管か
ら成るトラップ５７、タンク５９が順に接続されてい
る。トラップ５７とタンク５９とは逆止弁５８を介して
接続されている。トラップ５７の底部にはドレイン５７
ａが弁を介して接続され、そのタンク５９側の一端には
蓋５７ｂが取り付けられている。分離器Ｃ，Ｄにもそれ
ぞれ上記と同様の排油管５５、トラップ５７、排タンク
５９等が設けられている。

【００１９】トラップ５７は、Ｕ字管の一端から入った
タール分を他端から排出させ、Ｕ字管の底の部分に常時
タール分（液体）を溜めておくことによって分離器Ｂ，
Ｃ，Ｄ内のガスが外部に漏れないように作用する。蓋５
７ｂは、臭気防止のためＵ字管の一端を塞ぎぐものであ
るが、油がつまった場合の逃げ等のためにロックされて
おらず開閉可能である。また、蓋５７ｂを開けてトラッ
プ５７の清掃が容易にできる。

【００２０】分離器Ｄには、ガスセパレータ６１，６３
が直列に接続されている。ガスセパレータ６１，６３は
分離器と同様の原理で乾留ガス中のタール分を分離する
もので、分離されたタール分は管６５を通ってタンク６
７に収容される。ガスセパレータ６１，６３も冷却装置
５３内の冷却水中に配置され、セパレータ６３を経たガ
スは燃焼室Ｅへ送られ、完全燃焼される。

【００２１】燃焼室Ｅは、バーナ６９、点火装置（スパ
ーク棒）７１、ブロア７３を備え、点火装置７１および
ブロア７３へは制御盤Ｇから給電される。ガスはブロア
７３によってバーナ６９へ送られ、点火装置７１によっ
て点火されて燃焼する。点火装置７１は、特に、ガスの
流れが不安定なとき（炭化開始時および終了時等）に働
いて、燃焼を円滑にする。ガス燃焼によって発生した熱
は、例えばポット７５内の水を温める等に利用すること
ができる。

【００２２】次に上記装置の動作について説明する。発
電装置Ｆからの電気は、制御盤Ｇを介して内炉１の電熱
材４に供給され、内炉１内の被処理材Ｗが加熱される。
そのときの供給熱量は制御盤Ｇによって設定される。加
熱により、被処理材料Ｗからガス、液体のタール分が出
る。液体のタール分は内炉１の底に溜まり排出管３５を
通って外へ排出される。

【００２３】乾留ガスはガス管２１を通って第１ないし
第３分離器Ｂ，Ｃ，Ｄを通り、その間にじゃま板４７、
冷却装置５１，５３等の作用により乾留ガスが液化して
各分離器の底に溜まり、そのタール分はトラップ５７を
経てタンク５９に収容される。ガス中のタール分はセパ
レータ６１，６３でさらに分離され、タンク６７に収容
され、残りのガスは燃焼室Ｅへ送られて完全燃焼され
る。炭化が終了したら制御盤Ｇにより給電が停止され
る。終了後は、必要に応じて外炉３を別の内炉の場所へ
移動し（図６）、別の内炉で上記と同様の動作を行う。

【００２４】以上のような装置を使用すれば、乾留炉で
ある内炉の周囲すべてが加熱されるので、被処理材を極
めて効率的にかつ大量に炭化処理することができる。

【００２５】被処理材Ｗは内炉で加熱分解されガス化さ
れる。このガスは外気に触れることなく、分離器を通し
て液化され、液化できないガスはブロア７１で酸素を加
えて完全燃焼するので無煙無臭となる。

【００２６】内炉１の加熱手段としてはバーナ等を使用
してもよいが、バーナの場合はバーナーの火が部分的に
内炉にあたるので内炉が傷んだり、あるいはバーナの火
力の調整が難しいという点を考慮すべきである。これに
対して、上記例のように電熱材を使用すれば、供給する
熱量を容易に制御したり、内炉を均等に加熱することが
でき、内炉の損傷を防止し寿命を長くすることができ
る。もちろん公害も発生しない。

【００２７】さらに、電熱材を使用すれば、電気を使用
するので、例えばタイヤ等を処理する場合は、炭化処理
の過程で取り出した油成分を発電装置Ｆで燃料として使
用して発電し、発電した電気を再び内炉１の電熱材に供
給することができるので、燃費を著しく低減できる。場
合によっては、古タイヤの処理過程でできた油だけで、
発電し炭化炉を駆動することができる。すなわち、上記
炭化装置によって資源循環型の装置を実現することがで
き、山間部等の燃料補給の困難な場所においても使用で
きる。

【００２８】その上、上記炭化装置においては、外炉を
移動可能にしたので、外炉や内炉の修理や整備が容易に
なるばかりでなく、複数の内炉を用意しておき１つの内
炉の炭化処理が終了した後、外炉を別の内炉のほうへ移
動させて使用することができるので、１つの外炉で複数
の内炉の炭化処理ができて効率的である。また炭化が終
わった内炉から外炉を外せば、内炉やその中の炭化物を
早く冷却して中の炭化物も早く取り出すことができ、作
業時間を短縮できる。内炉を複数にすることで、古タイ
ヤ用内炉、木材用内炉といった具合に被処理材の材質に
応じて内炉を使い分ければ、内炉を洗浄する必要もない
ので処理を一層迅速にすることができる。

【００２９】もちろん、内炉のほうを移動可能にしても
よい。内炉を移動させるときはガス管２１を分離器Ｂか
ら外さなければならないが、炭化終了後も余熱でもって
炭化作用は継続しており、そのため炭化終了後数時間は
内炉を分離器Ｂから切り離して移動させることはできな
い。このように内炉を移動させるには時間がかかるが、
外炉の移動はそうした制限はなく、簡単かつ迅速である
という効果がある。

【００３０】上記例では、古タイヤを処理する例を説明
したが、被処理材Ｗとして木材や椰子殻等を使用すれ
ば、炭化のとき発生するガスを冷却すれば多量の木酢液
が取れる。木酢液はタンク５９，６７に収容される。ま
た、上記装置は横に長くなっているので、長い木材等で
も簡単に横から出し入れできる。

【００３１】図８は、上記炭化装置の変形例を示し、図
３における１つの車輪６、１つのレール８の代りに、２
つの車輪６ａ，６ｂおよび２つのレール８ａ，８ｂを使
用する。車輪６ａ，６ｂはそれぞれレール８ａ，８ｂ上
を移動するが、レール８ａ，８ｂの端部近くには、レー
ルの他の部分より低い低下部１０ａ，１０ｂが形成さ
れ、外炉の移動台５ａが内炉と同じ位置にあるときに、
車輪６ａ，６ｂがレールの低下部１０ａ，１０ｂに載る
ようになっている。したがって、外炉が移動して内炉の
所までくると、外炉は少し下がるので、図３における外
炉片３０２，３０３が外炉片３０４上に乗って両者の隙
間がなくなり燃焼室を蜜閉することができる。このよう
に、燃焼室１５に隙間ができなくなるので、より効率の
良い加熱ができるようになる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
効率的に加熱することができる炭化炉および炭化装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の炭化装置の一実施形態を示す概略図で
ある。

【図２】図１の炭化装置に用いる炭化炉の斜視図であ
る。

【図３】図１の炭化装置に用いる炭化炉の断面図であ
る。

【図４】内炉の蓋の拡大断面図である。

【図５】外炉の分解図である。

【図６】１つの外炉を複数の内炉に使用する例を示す斜
視図である。

【図７】分離器に使用するじゃま板の斜視図である。

【図８】別の実施形態を示す図である。

【符号の説明】

１内炉３外炉１５燃焼室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外炉の中に乾留炉である内炉を間隙を設
けて配置し、前記間隙を燃焼室としたことを特徴とする
炭化炉。
【請求項２】前記内炉を加熱する電熱材を前記燃焼室
に設けた請求項１に記載の炭化炉。
【請求項３】前記電熱材を前記外炉の内壁に配置した
請求項２に記載の炭化炉。
【請求項４】前記電熱材への給電を制御する制御手段
を設けた請求項２または３に記載の炭化炉。
【請求項５】前記内炉が移動可能である請求項１ない
し４のいずれか１項に記載の炭化炉。
【請求項６】前記外炉が移動可能である請求項１ない
し４のいずれか１項に炭化炉。
【請求項７】請求項１に記載の炭化炉と、前記炭化炉
に接続され乾留ガスからタール分、木酢成分等を分離す
る分離器とを備え、前記分離器は、その中にじゃま板を
有し、冷却水により冷却されることを特徴とする炭化装
置。
【請求項８】前記じゃま板は、複数の平板を棒部材に
取り付けて成り、前記分離器から出し入れ自在である請
求項７に記載の炭化装置。