KR840000753B1 - Method for processing organic materials - Google Patents
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- F27B15/00—Fluidised-bed furnaces; Other furnaces using or treating finely-divided materials in dispersion
Abstract
Description
제1도는 가열 및 냉각 장치로 구성된 본 발명을 수행하기 위한 장치의 개략적인 정면도.1 is a schematic front view of an apparatus for carrying out the invention consisting of a heating and cooling apparatus.
제2도는 가스흐름, 배관설비 및 제어장치를 가진 본 발명의 가열장치의 개략도.2 is a schematic diagram of a heating apparatus of the present invention with gas flow, plumbing fixtures and controls.
제3도는 제1도 장치의 가열 부분을 수직단면 형태로 나타낸 본 발명의 가열장치의 단면도.3 is a cross-sectional view of the heating apparatus of the present invention showing the heating portion of the FIG.
제4도는 본 발명을 수행하기 위한 냉각장치의 단면도.4 is a cross-sectional view of a cooling device for carrying out the present invention.
제5도는 제3도의 선 5-5에 따른 횡단면도.5 is a cross sectional view along line 5-5 of FIG.
제6도는 제3도 및 5도 장치에서 진동 컨베이어 부분의 수직부분 단면도.6 is a vertical section view of the vibrating conveyor portion in the third and fifth degree arrangements.
제7도는 제 3도의 선 7-7에 따른 단면도로서 제5도에 유사한 도면.FIG. 7 is a cross sectional view along line 7-7 of FIG. 3, similar to FIG.
제8도는 물질의 이동을 나타내는, 본 발명을 수행하기 위한 장치의 컴베이어 트레이 부분의 확대 평면도.8 is an enlarged plan view of a portion of a conveyor tray of an apparatus for carrying out the invention, showing the movement of material.
제9도는 본 발명을 수행하기 위한 장치의 다른 사용예를 나타내는 개략도이다.9 is a schematic diagram showing another example of use of the apparatus for carrying out the present invention.
본 발명은 각종 유기물질 또는 유기물함유물질의 처리에 관한 것으로 특히 그러한 물질들을 보다 유용한 상태로 전환하기 위해 통제된 조건하에서 그 물질들을 매우 효과적이고 에너지 절약적으로 가열하여 처리하기 위한 방법에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the treatment of various organic materials or organic matter-containing materials, and in particular to a method for heating and treating them very effectively and energy saving under controlled conditions in order to convert them into more useful states.
이제까지, 물질들이 레토르트(retort) 즉 가열용기에 한 묶음으로 또는 연속적으로 공급되는, 물질들을 처리하기 위한 각종 장치가 제안되었다. 예를들어 각종 유기물질을 목탄으로 전환하는 것을 포함한 각종 유기물질의 탄화는 이제까지, 레토르트의 주축이 수평으로 또는 수평에 각도를 가지고 배치된 타입의 드럼 또는 원통형 레토르트에서 수행되어 왔다.Thus far, various apparatuses for treating materials have been proposed in which the materials are supplied in a batch or continuously to a retort, ie a heating vessel. Carbonization of various organic materials, including, for example, conversion of various organic materials to charcoal, has been performed so far in drums or cylindrical retorts of the type in which the main axis of the retort is arranged at an angle horizontally or horizontally.
일반적으로, 가열될때 레토르트 즉 용기를 지나 물질을 이동시키기 위해 2가지 주요 기술들중 하나가 종래 설비에 이용되었다. 첫째 방법에서는 레토르트의 길이를 따라 물질을 물리적으로 운반하기 위해 스크류, 오오거(auger), 워엄(worm) 또는 다른 통상의 기계적인 컨베이어가 사용되고, 다른 타입의 설비에서는 레토르트 자체가 로울러 상에 회전가능하게 장착되며, 그 레토르트내의 날개(vane) 또는 다른 돌출부들이 시멘트 혼합기의 방식으로, 레토르트회전시 그 레토르트안에서 물질을 운반하는데 사용된다. 이들설비 모두다 다수의 단점들을 가지고 있고, 그 단점들중에는 기계적으로 복잡하다는 것과 복잡하고 값비싼 기계류가 사용된다는 것 등의 단점이 있다.In general, one of two main techniques has been used in conventional installations to transfer material past a retort, ie a vessel, when heated. In the first method, screws, augers, worms or other conventional mechanical conveyors are used to physically transport the material along the length of the retort, and in other types of installations the retort itself can rotate on the rollers. And vanes or other protrusions in the retort are used to transport material in the retort during retort rotation, in the manner of a cement mixer. Both of these facilities have a number of disadvantages, including mechanical complexity and the use of complex and expensive machinery.
그러한 번거롭고 복잡하며 빈번한 보수를 요하는 기계적인 설비들의 바람직하지 않은 구조에도 불구하고, 물질들이 레토르트를 통하여 이동할때 가열될 물질을 열에 완전히 노출시키기 위해 충분한 처리길이를 레토르트내 한정된 공간내에 제공하는 것이 어렵다. 더우기, 물질의 응집(aggloomeration)에 의해 약간의 물질만이라도 가열상태에 노출되지 못하게 되는 사실 때문에, 종래 장치에서는 처리될 물질을 가열 상태에서 완전하고 균일하게 노출시키는 것이 극히 어려우며, 레토르트 또는 가열용기내의 여러 과열점(hot spot) 또는 온도 구배 때문에 물질의 약간이 그 물질의 다른 부분보다 다른 온도에 노출될 수 있고, 따라서, 처리가 물질내에서 불균일하고 비균질로 된다.Despite the undesirable structure of such cumbersome, complex and frequent maintenance of mechanical installations, it is difficult to provide sufficient processing length in the confined space within the retort to fully expose the material to be heated to heat as the material moves through the retort. . Moreover, due to the fact that even a small amount of material is not exposed to the heated state by the agglomeration of the material, it is extremely difficult to expose the material to be treated completely and uniformly in the heated state in a conventional apparatus, Due to hot spots or temperature gradients, some of the material may be exposed to a different temperature than other parts of the material, thus making the process uneven and heterogeneous in the material.
따라서, 본 발명의 목적은 가열에 의해 유기 및 무기 물질을 처리하기 위한 개량된 방법을 제공하는데 있다.It is therefore an object of the present invention to provide an improved method for treating organic and inorganic materials by heating.
본 발명의 다른 목적은, 각종 유기물질 또는 유기물함유 물질을 탄소, 목탄, 코우크스, 카본블랙과 같은 보다 유용한 형태로 또는 기체상으로 처리하기 위한 새로운 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a new method for treating various organic materials or organic matter-containing materials in more useful forms such as carbon, charcoal, coke, carbon black or in the gas phase.
본 발명의 또다른 목적은, 목재 폐기물, 목재 조각, 톱밥, 목재분진, 나무껍질, 대팻밥, 목재 알맹이(pellet)와 같은 임산물을 포함하는 목재 또는 다른 물질 셀루로우즈 (lignocellulosic)물질과, 사탕수수찌끼, 목초, 각종 절단물(cuttings), 농작물 및 농작물 폐기물, 커피씨, 잎, 밀짚, 씨앗, 껍질, 깍지, 줄기, 꼬투리, 옥수수족(cob), 동물똥 거름과 같은 폐기물을 포함하는 각종 생물질로 부터 매우 양질의 목탄 또는 탄소를 제조하기 위한 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is wood or other material lignocellulosic material, including wood waste, wood chips, sawdust, wood dust, bark, large rice, wood pellets, and sugar cane Various organisms including wastes, grasses, various cuttings, crops and crop waste, coffee seeds, leaves, straw, seeds, shells, pods, stalks, pods, cobs, animal manure It provides a method for producing very good charcoal or carbon from quality.
본 발명의 또 다른 목적은, 토막, 절면, 입자, 분진, 박판, 분말, 박편조각, 두꺼운조각, 등의 집합체 형태인 유기 및 무기물질을 처리하기 위한 방법을 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a method for treating organic and inorganic materials in the form of aggregates, sections, particles, dust, sheets, powders, flakes, thick pieces, and the like.
본 발명의 또 다른 목적은, 상술한 임산물 또는 생물질로부터, 산업용 연료로 유용한 낯은 또는 높은 열량의 가스들을 포함한 각종 산업용 연료를 얻는데 사용될수 있는 방법을 제공하는데 있다.It is a further object of the present invention to provide a method which can be used to obtain various industrial fuels, including the low or high calorific gases useful as industrial fuels, from the forest products or biomass described above.
본 발명의 또 다른 목적은 고무 타이어 조각을 카본블랙 또는 다른 고탄소 물질로 전환하기 위한 방법을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a method for converting a piece of rubber tire to carbon black or other high carbon material.
본 발명의 또 다른 목적은, 활성 목탄을 얻기 위해 목탄을 처리하기 위한 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for treating charcoal to obtain activated charcoal.
본 발명의 또 다른 목적은 석탄으로부터 코우스를 제조하기 위한 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for producing cous from coal.
본 발명의 또 다른 목적은 석탄을 가스화하는데 유용한 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method useful for gasifying coal.
본 발명의 또 다른 목적은 석유혈암(oil shale)으로 부터 케로겐(kerogen)즉 유기오일 생성물질을, 또는 석유 모래(oil sand)로 부터 역청을 추출하기 위한 방법을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a method for extracting kerosene, ie, organic oil generating material from oil shale, or bitumen from oil sand.
본 발명의 또 다른 목적은, 통상의 회전축, 스크류 및 오오거를 사용하지 않고, 또한 빈번한 보수를 요하는 복잡하고 비싼 기계류를 사용하지 않으며, 고정된 처리실을 사용하고 그 처리실의 수직으로 처리를 행할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to use a fixed processing chamber and to perform the processing of the processing chamber vertically, without the use of conventional rotary shafts, screws and augers, and without the use of complex and expensive machinery requiring frequent maintenance. To provide a way to do this.
본 발명의 다른 목적 및 특징들은 하기 설명으로 부터 명백할 것이다.Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description.
제1도에는 휘발성 탄화수소 물질을 기체상으로 전환시키기 위해 가열함으로써 그 유기물질을 보다 유용한 상태로 처리하는 본 발명의 방법을 수행하기 위한 장치(11)가 도시되어 있다. 그 장치(11)은 원통형 가열장치(12)를 가지고 있으며, 그 가열장치 아래에, 가연성 연료기체를 연료로하는 연소실(14)가 배치되어 있다. 각종 유기물질(또는 무기물질)이 토막, 작은 조각, 알맹이 절편, 미립자, 분진, 분만, 얇은 조각, 두꺼운 조각, 등의 집합체 형태로 공급 경사로(chute)(15)에 의해 가열장치(12)에 공급된다. 그 공급 경사로(15)는, 그 가열장치(12)에서 처리될 수 있도록 그 집합체를 경사로(15)에 이송하기 위한 적당한 홉퍼(hopper), 통, 또는 통상의 컨베이어등에 연결되어 있다.1 shows an apparatus 11 for carrying out the process of the invention in which the organic material is treated in a more useful state by heating to convert the volatile hydrocarbon material into the gas phase. The apparatus 11 has a
그 가열장치(12)내에는 가열실(17)(제2도)이 설치되어 있고, 그에 대해서는 이후 상세히 설명될 것이다.In the
공급 경사로(15)를 통해 공급된 물질들은 가열실(17)에서 수직으로 지나면서 처리된 다음, 이송 경사로(18)을 통해 가열장치 상부로 부터 냉각장치(20)하단부의 한점으로 공급된다. 그 냉각장치(20)에는 냉각실(21)이 설치되어 있다.The materials fed through the
그 냉각실에서, 그 물질들이 가열장치(11)에서 이용되는 것과 유사한 설비에 의해 냉각실에서 수직으로 상방으로 이송되면서 냉각실(21)의 폐쇄된 상태에서 냉각된다. 그 냉각된 물질들은 배출 경사로(23)에 의해 배출되며, 그 배출경사로(23)은 그 물질들을 저장 또는 후속처리를 위해 통상의 컨베이어 또는 적당한 홉퍼에 공급한다. 냉각장치 (20)은 적당한 플랫트포옴(24)에 의해 지지되어 있어, 그 냉각 장치의 높이가 가열장치 (11)의 높이와 일치하게 된다. 냉각장치(20)의 전방벽의 관찰구(22)를 통해 경사로(23)에 의해 냉각장치로 공급되는, 처리된 뜨거운 물질들을 관찰할 수 있다.In the cooling chamber, the materials are cooled in the closed state of the
일반적으로, 가열장치(12)와 냉각장치(20)은 각각 진동 컨베이어를 가지고 있고, 그러한 진동 컨베이어와 함께 그 장치들의 밖 상방으로 돌출하며 플랜지(29,30)를 가진 금속 지주(columm)(26,27)로 되어 있다. 그 플랜지들은 플랫트포옴(32,33)에 매달려 있고, 진동장치(35,36)이 그 플랫트포옴상에 각각 장착되어 있다. 상기 진동장치 (35,36)은 서로 동일하고, 컨베이어의 지지구조물(39,40)의 양측부에 취부된 한쌍의 전기 모우터(38,38')를 각각 가지고 있다. 그 모우터들은 해당 플랫트포옴으로부터 상방으로 연장하여, 지주(26,27)의 수직축에 대하여 그 플랫트포옴에 진동을 부여한다.In general, the
상기 플랫트 포옴(32,33)은 적당한 비임(45)에 의해 양단에서 지탱된 브라켓트 (43)상에 스프링(42)에 의해 탄력적으로 각각 지지되어 있다. 비임은 지주 (46,47)사이에 위치한다. 그러나, 그 진동장치(35,36) 각각의 중량은 각 가열 및 냉각장치(12,20)에 의하기 보다는 비임 및 지주 구조물에 의해 지지되고, 그 지주 및 비임 구조물에 대해 자유롭게 진동한다.The
적당한 AC동력이 통상의 AC 동력선으로 부터 진동장치(35,36)의 전기 모우터 (38,38')에 공급된다. 그 동력의 스위칭은 동력제어 수단(49)에 의해 조절된다. 그 동력 제어 수단은 진동장치(35,36)중 어느 하나 또는 양자의 전기 모우터(38,38')에의 동력을 조절하기 위한 통상의 스위치 기어(switch gear)이어도 좋다.Appropriate AC power is supplied from the normal AC power line to the
가열실(17)은 그 안에 함유된 산소의 양을 조절하기 위한 구조로 되어 있고, 연소공기가 그 안에 도입되는 것을 방지하도록 폐쇄되어 있다. 이 목적을 위해, 공급 경사로(15)에는 도시된 바와같이, 공기가 가열실에 들어가는 것을 방지하도록 그 경사로로 통하는 공기 통로를 폐쇄하기 위한 조절밸브(51)이 설치되어 있고, 경사로(23)을 폐쇄하는 비슷한 조절장치(51)가 있다.The
가열실(17)내에서 물질을 가열하는 동안, 경사로(15)를 통해 공급된 유기물질의 휘발성 성분들은, 연소실(14)내에서의 연소에 의해 가열실에 공급된 열에 의해 배출된다. 그러한 휘발성 성분들은 도관(52)를 통해 뜨거운 배기가스(off gas)로 추출된다. 도관(52)는 밸브(53)을 통해 다른 도관(54)에 연결되어 있다. 또한 도관(54)는 필요시 그 배기가스를 대기중으로 간단히 배출시키기 위해 대기와 통하여 있다. 그러나, 도관(54)가 통상의 연소기(55)(제2도)에 연결되어 그 배기 가스들을 연고시키는 것이 더 바람직하다.While heating the material in the
또한, 도관(52)에는 도관(57)이 연결되어 있고, 그 도관(57)은 배기가스들을 가압하기 위한 팬(fan)(59)으로 휘발성 성분들을 이송한다. (제2도). 그 가압된 가스들은 도관(60)에 의해 노즐(62)를 통해 연소실(14)로 공급된다. 그리하여, 그 배기 가스들은, 가열실(17)내에서 계속하여 물질들을 가열하기 위해 연소실(14)내에서 연소될 수 있는 연료가스로 이용된다.A conduit 57 is also connected to the
제2도에서, 가열실(17)의 주위에 환상(環狀)공간(64)가 설치되어 있고, 그리하여 연소실(14)로 부터 방출되는 열(熱)가스가 가열실의 주변으로 보내진 다음, 연도(煙道)(65)를 통과하여 대기로 방출됨을 볼 수 있다. 그러한 것은 화살표로 나타낸 것처럼 물질이 가열실(17)로 보내져 위로 올라가며 가열된 후 방출되면서 이루진다.In FIG. 2, an annular space 64 is provided around the
연소실(14)에 가압공기 및 가연성 기체 연료를 공급하기 위해서는 통상의 버어너(66)를 이용하는 것이 바람직하다. 연소실(17)로 부터의 배기가스가 그 연소실에서의 연소를 보조하는데 사용될지라도, LP, 오일, 천열 프로판 가스가 보충가열을 위해 사용될 수도 있다.In order to supply pressurized air and combustible gas fuel to the
이 목적을 위해, 가열실내의 도관(67)과 밸브(68)이 버어너의 노즐(70)을 통해 LP 또는 프로판 가스를 공급하는데 사용된다. 공기가 도관(72)를 통해 팬(73)에 공급되고 또 다른 도관(74)를 통해 버어너(66)의 에어박스(76)로 압력하에 공급된다. 다음, 그 공기는, 노즐(62) 또는 (70)주위에 배치되고 연소실(14)내로 연장하는 버어너(77)을 통해 압력하에 연소실(14)로 공급된다. 노즐(62) 및 (70)의 배치가 제1도에 예시되어 있고, 그 도면에서 노즐(70)이 연소실(14)로 부터 외측으로 연장하는 브라켓트(79)에 의해 지지되어 있다.For this purpose, conduits 67 and valves 68 in the heating chamber are used to supply LP or propane gas through the
도관(60)을 통해 팬(59)에 의해 공급된 뜨거운 연료가스는 노즐(62)에 의해 직접 배출되어 연소실(14)에서 연소된다. 그러나 어떤 타입의 유기물질은 본 발명에 따라 처리될때, 연소실(14)내에서 효과적으로 연소될 수 있는 것보다 많은 가스가 형성되게 하는데 충분한 양의 낮은 열량을 가진 연료 가스를 생성한다. 따라서, 가열실(17)의 상부로 부터 뜨거운 가압된 연료가스를 받는 도관(60)과 연결된 또 다른 도관(81)이 설치되어 있다. 도관(81)은, 연소하여 보조장치에서의 가열에 이용되거나, 또는 응축하여 다른 목적을 위해 사용되기전 어떤 성분들을 제거하기 위한 처리에 이용되거나 저장과 같은 후속 처리를 위해, 뜨거운 연료가스의 적어도 일부분을 배출하도록 개방된 밸브(82)를 가지고 있다. 도관(81)과 연소기(55)에 또 다른 도관(84)과 연결되어 있고, 그 도관(84)는 도관(81)내의 압력이 과도하게 될때 개방되어 도관(81)과 연소기(55)사이를 연통시키는 압력릴리이프 밸브(85)를 가지고 있다. 가열실(17)내에서 가열된 유기 물질의 타입에 따라, 각종 낮은 또는 높은 열량의 연료가스들은 가열되는 유기물질 구성물의 휘발시 방출되는 배기 가스들로 구성될 수 있다. 그 물질이 목재 또는 각종 다른 셀루로즈 또는 목질셀루코스로 구성된 경우, 그 물질의 가열시, 메탄, 알데히드, 개미산, 포름알데히드를 포함하는 각종 목초(木酢)가스와, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 이산화탄소, 일산화탄소, 수소, 다른 조성물 및 분류물을 포한한 많은 다른 종류의 각종 응축성 및 비응축성 가스들이 방출된다.The hot fuel gas supplied by the fan 59 through the conduit 60 is discharged directly by the
또한, 목재 및 각종 다른 유기물질의 가열시, 배출가스에 수증기가 존재하고 그 수증기는 쉽게 응축되거나 그 가스류(流)로 부터 분리될 수 있다.In addition, upon heating wood and various other organic materials, water vapor is present in the off-gas and the water vapor can be easily condensed or separated from the gas stream.
제3도는 가열장치(12)와 그 안에 설치된 진동 컨베이어 설비의 세부를 나타낸다. 특히, 가열실(17)내에는 나선형의 진동 컨베이어(87)가 설치되어 있다. 그 컨베이어는, 강, 각종 합금, 또는 바람직하게는 스테인리스 강으로 된 연속적인 나선형 트레이(t ray)(90)으로 구성된 다수의 선회부(turns)(88)을 가지고 있다. 그 트레이(90)은 그의 외측연부 주위에 립(lip)이 형성되어 있고(91), 전체 트레이(90)이 지주(26) 주위에 나선형으로 되어 그 지주에 취부되어 있다. 그 지주(26)은 중공(中空)의 원통형으로 되어 있고 플랜지(29)로 부터 하방으로 연장하여 있다(제6도). 그 플랜지(29)는 플랫트포옴 (24)의 하측에 취부되어 있고 그 플랜지상에 진동장치(35)가 장착되어 있다. 상기 지주 (26)은 가열실(17)의 전체 수직길이에 걸쳐 하방으로 연장하여 있으나 가열실의 저벽, 즉 바닥(93)에 접촉하지 않는다. 나선 컨베이어(87)의 하단에는 큰직경의 트레이(94)가 설치되어 있고 지주(26)의 하단에 취부되어 있다. 공급경사로(15)는, 물질이 트레이 (94)에 공급되도록 저부트레이(94)의 립(97)위에서 연장하는 단부(96)가 가열실(17)내에 설치되는, 테이퍼진 구조로 되어 있다. 트레이(88)은 저부 트레이(94)로 부터 상방으로 나선형으로 되어 있다.3 shows details of the
유사하게, 트레이(90)의 최상부 선회부(97)은 경사로(101)의 내측단(99)와 연통하여 있고, 그 경사로는 이송경사로(18)과 연통하여 있다. 이 목적을 위해(제1도 참조), 가열장치(12)의 외측면의 상단에 하우징(102)가 설치되어 있고 그로부터 하방으로 연장하고 이송 경사로(18)에 연결된 하우징(103)이 설치되어 있다. 상기 하우징(103)은, 처리 및 측정을 위해, 경사로(101)로 부터 하우징(103)내로 흐르는 물질의 샘플채취를 가능케하는 문, 즉 햇치(hatch) (106)을 그의 상단에 가지고 있고, 이송경사로(18)에 배출되는 가열된 물질들의 관찰을 위한 관찰창(105)를 구비하고 있다.Similarly, the uppermost pivot 97 of the
장치의 바람직한 예에서, 나선형 트레이(90)은 대략 22개의 선회부를 가지고 있고, 그 트레이의 핏치는 대략 7°이며, 그의 직경이 대략 2.5피이트이다. 지주(26)의 직경은 대략 1피이트이다. 트레이의 직경이 2.5피이트일때, 나선통로를 따라 저부로부터 상부까지의 그 트레이(90)의 전체 길이는 그 트레이의 외주의 길이를 따라 측정할 때 대략 173피이트가 효과적이다. 또한, 가열실(17)의 직경은 비교적 작고, 본 발명의 실제예에서는 대략 38인치이며 컨베이어의 나선 트레이 부분의 전체높이는 6피이트보다 약간 크다. 그러한 예에서, 나선 트레이(88)의 외주 주위의 립(91)은 대략 2인치이다. 따라서, 장치가 간결하게 되지만 그렇게 작은 공간에서도 물질의 이동 길이가 매우 길게되고, 그 물질은 공급경사로(15)에 의해 컨베이어(87)에 공급되고 그 컨베이어로 부터 경사로(101)에 의해 배출된다.In a preferred example of the device, the
가열실(17)은, 수직측벽(108)을 가지고 있고 저부가 그 가열실의 볼록한 바닥 (93)에 의해 완전히 폐쇄된 원통형으로 되어 있다. 원통형의 내화 하우징(111)내에서 동심적으로, 바닥(93)에 측벽(108)을 일체의 유니트(110)으로 취부하는 외주 플랜지 (109)가 측벽(108)의 외주에서 반경방향 외측으로 연장하여 있다. 그 하우징(111)은 원통형 외벽(113)과 동심의 내벽(114)에 의해 형성되어 있다. 그 외벽은 강(鋼)으로 되는 것이 되는 것이 바람직하고 내벽(114)는 강 또는 스테인리스 강으로 되어 있다. 또한 그 벽돌사이에는 적당한 내화물질(115)가 배치된다.The
상기 내벽(114)는 연소실(14)의 바닥을 형성하는 수평판(117)로 부터 수직상방으로 연장하여 있고, 금속판(118)이 내화 하우징(111)의 전체 부를 폐쇄한다. 그 판(117)와 (118)사이에 내화물질 120이 배치되어 있다. 원통형 또는 장방형 외벽 (121)이 연소실(14)의 외부 주위에 배치되어 있고 외벽(113)의 외측으로 수인치 떨어져 배치되어, 연소실(14)를 둘러싸는 내화물질을 위한 비교적 두꺼운 지역(123)을 제공한다.The
그리하여 내화하우징(111)의 내벽(114)과 가열용기(110)의 벽(108)사이에 수인치 폭의 환상 공간(124)가 가열용기(110)주위에 배치됨을 볼 수 있다. 그 공간은 상부가 플랜지(109)에 의해 폐쇄되어 있고, 연소실(14)가 환상공간(124)와 연통되어, 물질이 가열용기(110)내에서 컨베이어(87)에 의해 이송될때 그 물질을 완전히 가열하기 위해 가열용기(110)주위에서 연소실로 부터 상방으로 열가스가 흐를수 있게 한다.Thus, it can be seen that an
연도(65)는 그의 상단 부근에서 환상공간(124)와 연통하여 있고, 그리하여 연소실(14)내에서 소용돌이 모양의 뜨거운 상승 가스가 가열용기(110)주위에서 상방으로 흡인되어 연도(65)를 배출된다. 그 흡인을 증진시키기 위해 연도(65)는, 뜨거운 연소가스의 강제 흡인을 제공하기 위해 스택크(stack)(126)의 내경(I.D)내에서 장착된 팬(127 )을 가진 스택크(126)과 연통하여도 좋다.The
내화 하우징(111)의 상단은 강 또는 스테인리스 강으로된 수평의 내측판 (129)에 의해 폐쇄되어 있고,그 판(129)는 하우징 내벽(114)와 함께 가열용기(110)의 상단을 효과적으로 밀폐한다. 또한, 수평의 외측평판(130)이 내화 하우징(111)의 상부를 가로질러 연장하여 있고 판(129)와 상방으로 간격을 가지고 떨어져 있으며 그 판(129)와 (130)사이에 내화물질(131)이 배치되어 있다. 외벽(113)은 판(130)을 지나 상방으로 연장하여 추가 내화 물질(134)를 수용하기 위한 플랜지(133)을 제공한다.The upper end of the fireproof housing 111 is closed by a horizontal
내화 하우징(111)의 상단과 컨베이어 지주(26)사이에 시일(seal)을 제공하기 위한 설비는, 지주(26)과 동심으로 판(130)으로 부터 상방으로 연장하는 칼러(collar) (137)과, 지주(26)주위에 밀접히 배치되고 판(129)와 (130)사이에서 판(130)을 지나 상방으로 연장하는 슬리이브(sleave)(139)로 구성된 웰(well)(136)을 포함한다,A facility for providing a seal between the upper end of the fireproof housing 111 and the
모래층(140)이 상기 웰내에 배치되고, 그 모래층(140)에서 하방으로 플랜지 (142)가 연장하여 있다. 그 플랜지(142)는 지주(26)의 외주에 협지 계합된 칼러(143)의 연장부이다. 따라서 가열실(17)내에 발생된 가스가 지주(26)주위에서 이탈하지 못하도록 지주(26)주위에 비교적 기밀(氣密)의 시일이 설치된다. 대신 그 가스들은, 내화 하우징 벽(113) 및 (114)를 통해 연장하고 컨베이어의 상단에서 공간(145)와 통하여 있는 도관(52)를 통해 흡출된다.The sand layer 140 is disposed in the well, and the flange 142 extends downward from the sand layer 140. The flange 142 is an extension of the collar 143 that is clamped to the outer periphery of the
내화 하우징(11)의 외벽(113)과 내벽(114)사이에 튜브(147)이 연장하여 있고, 그 튜브내에 온도계 또는 다른 온도측정 장치(150)의 프로우브(probe)(148)이 연장하여 있다. 그 프로우브(probe)은 온도측정부 (151)을 가지고 있고, 그 온도측정부는 가열실의 벽(108)의 적당한 구멍을 통해 연장하고 가열실(17)내의 정확한 온도 측정을 위해 나선트레이(87)의 선회부(88) 2개의 사이에 위치한다. 적어도 하나의 그러한 온도 측정장치(150)가 제3도에 도시된 바와같이 배치되는 것이 바람직하나, 컨베이어(87)의 길이를 따라 여러 위치에서의 온도 측정을 위해 컨베이어(87)의 수직 상방으로 여러위치에 다른 온도 측정 장치들이 유사하게 설치될 수 있다.A tube 147 extends between the
가열장치(12)와 냉각장치(20)을 위한 켄베이어 설비들은 사실상 동일하다. 따라서, 가열실(17)내의 컨베이어(87)의 설명만으로도 냉각실(21)내의 동일한 컨베이어설비를 설명하는데 충분하다. 유사하게, 진동장치(35,36)도 서로 동일하고, 가열장치(12)의 상부에 위치된 진동장치(35)만을 설명한다. 따라서, 제3도에서, 지지 구조물(39)는, 그 지지체가 번호(152)로 나타낸 바와같이 지주(26)의 종축, 즉 중앙선과 동축이도록, 지주(26)바로 위에 배치된 장방형의 상자형 유니트로 간단히 이루어져 있다.The Kenvey plants for the
전기 모우터38,38')는 미국 펜실바니아주 호머시의 에프엠씨 코오포레이숀에서 "신트론"이라는 상표하에 판매되는 모우터-웨이트(motor weight)타입의 진동 발생기이다. 본 발명의 실제 실험에서 이용된 그러한 모우터들은 각각 2마력의 것이었다.그러한 각 모우터 장치는 원통형 몸체부(156)으로 부터 반경방향 외측으로 연장하는 한쌍의 다리부(154,155)를 가지고 있다. 그 다리부들은 볼트 고정클램프 부재(160,161)에 의해 지지구조물(39)의 각면(163)에 협지 계합된 판(158)에 볼트로 취부되고, 그리하여 그 모우터 장치가 축(152)에 직각으로 연장하는 축(164)상에서 회전될수 있다.
컨베이어 트레이(90)의 길이를 따라 물질들이 이송되는 속도는, 클램프(160, 161)을 헐겁게한다음, 적당한 최대 및 최소치들 사이에서 물질의 진동 공급 속도를 변화시키도록 적당한 양만큼 그 모우터 장치를 회전시킴에 의해 변경될 수 있다. 상술한 방식으로의 모우터 장치(38,38')의 각도변경에 의해, 경사로(101)에 의해 배출되기 위해 컨베이어(87)의 저부로부터 상부로 물질을 이동시키는 시간이 직접 결정된다. 따라서, 모우터 각도는 가열실(17) 및 냉각실(21)내에서의 물질의 처리 시간을 결정한다.The rate at which the materials are conveyed along the length of the
물질의 실제 이송은 서로 협동하는 각개 모우터 장치(38,38')에 의한 지주(26)의 축(152)에 대한 진동 작용에의해 달성되는 것이다. 따라서, 스프링(42)의 목적은 플랫트포옴(24)에 진동을 부여하기 위한 것임을 알수 있다. 또한, 웰(136)내의 모래층(140)이 배치되어 있음으로써, 가열실(17)내에서 방출되는 상당량의 가스가 지주(26)의 외주주위에서 배출되지 않고 또 공기가 가열실(17)에 들어가게 하지 않으면서 지주(26)의 진동시 판(129,130)사이에 연장하는 관형 연장부(139)에 대한 지주(26)의 상대운동이 가능하다.The actual conveyance of the material is achieved by vibrating action on the axis 152 of the
컨베이어(87)에 의해 이송되는 물질 조각들(166)에 부여된 진동 작용이 제 5-8도에 도시되어 있다. 트레이(90)의 단일 선회부(88)상의 그 물질조각들의 분포가 제5도에 도시되어 있는데, 그 도면에서 그 조각들이 트레이(90)의 표면을 가로질러 균일하게 분포되어 있음을 볼수 있다. 제7도에서, 경사로(15)에 의해 가열실(17)에 들어가는 물질의 조각(166')가 대직경의 저부 트레이(97)상에 퇴적되어 있다. 지주(26)의 축(152)에 대한 회전에 의해 그 물질 조각들에 부여된 진동작용을 통해, 그 물질조각이 축(152)에 수직, 즉 수평인 트레이의 표면을 가로질러 제5 및 6도에 도시된 바와같이 균일하게 분포될때까지 트레이(90)의 통로를 따라 상방으로 그 물질 조각들이 점진적으로 진동된다. 그 물질조각들에 부여된 진동운동에 의해 그 조각들이 제8도에 도시된 바와같이 불규칙한 통로를 따라 이동하게 된다. 또한, 그 물질이 트레이상의 소정지점에서 물질의 층이 형성되는데 충분한 양으로 될때, 트레이의 표면상의 물질조각들은 수직방향으로 불규칙하게 되어 그 물질이 일정하게 회전되고 교반되며 진동하게 된다. 따라서, 물질들이 가열실(17)내의 가열 상태에 완전히 노출되어 물질의 처리가 매우 균일하게 수행된다. 그리하여, 어떤 소정의 물질조각이 처리를 받는 다른 물질조각과 정확히 동일한 가열실(17)내의 조건을 받게될 수 있다. 그것은 냉각실(21)내를 지나 이송되는 물질에서도 마찬가지이다.The vibratory action imparted to the pieces of
본 장치의 실제 실험에서, 가열장치 또는 냉각장치를 통해 시간당 3000파운드의 물질을 이송하는데 2마력의 모우터 장치(38,38')가 적당함을 알았다.In a practical experiment of the device, it was found that a two
제4도는 냉각 장치(20)과 그 안에 설치된 진동 컨베이어설비의 세부를 나타낸다. 냉각실(21)은 수직벽(168)을 가진 원통형 하우징으로 되어 있고 그 하우징은 수평의 상하부 평판(170,171)에 의해 폐쇄되어있다. 그 부재(168,170,171)은 마일드(mild)강판(鋼板)으로 되어 있다. 플랫트포옴(24)는 4개의 다리부(173)수평부재(174) 그들사이의 기부(基部)(175)로 이루어져 있다. 그러한 구조는 서로 적절히 용접된 앵글 스톡(angle stock)으로 형성될수 있다.4 shows the details of the
나선형 진동 컨베이어(177)이 원통형 냉각실(21)내에 배치되어 있고, 그 컨베이어의 형태는 가열장치(12)의 컨베이어(87)과 거의 동일하며, 나선형 트레이(178)을 가지고 있고 컨베이어(87)과 동일한 수의 선회부(180)을 가지고 있다. 또한, 냉각실(21)의 바닥(171)위에 약간 떨어져 대직경의 트레이(181)이 배치되어 있으며, 그 트레이 (181)로부터 상방으로 트레이(178)이 나선형으로 설치되어 있다.A spiral
장치의 실제예에서, 상기 컨베이어(177)은 컨베이어(87)과 동일한 구조로 되어 있다. 이송 경사로(18)이 가열실(17)로 부터 트레이(181)에 물질들을 배출한다. 그 물질들은 트레이(178)의 길이를 따라 상방으로 이송된다. 그리하여 물질들이 컨베이어의 최상부 선회부(180')에 의해 방출경사로(23)의 연장부(184)상에 배출되기전에 냉각실 (21)의 밀폐된 내부(183)에서 냉각되기에는 그 냉각실(21)이 비교적 적게되어 있을지라도, 매우 긴 냉각 거리가 마련된다.In a practical example of the device, the
상단부 판(170)으로 부터 상방으로 짧은 칼러(186)이 연장하여 있고, 그 칼러는 가열장치의 지주(26)주위의 칼러(139)와 동일한 방식으로 지주(27)주위에 헐겁게 설치되어 있다. 큰 직경의 칼러(187)이 칼러(186)주위에 동심으로 배치되어 웰(188)을 제공하며, 그 웰 내에 모래층(190)이 배치된다. 지주(27)의 외주에 협지계합하는 칼러 (193)의 연장부인 플랜지(192)가 상기 모래층내 하방으로 연장하여 있다. 그러한 구조는 지주(27)주위에 기밀 시일을 제공하여, 진동장치(36)의 모우터(38,38')의 작동에 응하여칼러(186)내에서의 지주(27)주위에 기밀 시일을 제공하여, 진동장치(36)의 모우터 (38,38')의 작동에 응하여 칼러(186)내에서의 지주(27)의 진동을 허용하면서 냉각용기 (21)내의 가스들의 이탈이나 그 지주(27)주위에서 공기가 들어오는 것을 방지한다. 그 진동장치(36)은 진동장치(35)와 구조가 동일하며 따라서 그의 세부를 기술하지 않는다. 그러나, 모우터 장치(38,38')는 컨베이어 트레이(178)의 길이에 따른 물질들의 진동공급속도를 변화시키기 위해 진동장치(35)에서 이용되는 것과 동일한 방식으로 각도 조정될수 있어 저부트레이(181)로부터 상부 트레이(180')로 물질들이 이동되는 시간을 변경시킨다.A
이 장치의 실제예에서, 진동장치(36)에 2마력의 모우터 장치(38,38')가 이용된다. 그러한 장치에서, 냉각실(21)의 크기는 직경이 약 3.2피이트이고 높이가 6.5피이트이다.In a practical example of this device, two
본 발명의 많은 사용예에서, 냉각실이 효과적으로 공기냉각되는 자유직립 방식으로 도시된 형태의 냉각실(21)을 이용하는 것이, 가열실(17)내에서 가열된 물질들의 냉각에 적당함이 밝혀졌다. 그러나, 가열실(17)에서 매우 높은 온도가 사용되는 경우에서는, 냉각실(21)내의 물질의 냉각을 위해 냉각실로부터 열을 효과적으로 전달하도록, 냉각수가 통과될수 있는 2중벽의 밀봉체를 냉각실(21)주위에 배치하는 것이 바람직할수 있다.In many uses of the present invention, it has been found that using the
어느 경우에도, 나선 컨베이어(177)상에 이송된 물질들은 컨베이어(88)상의 물질들과 같은 방식으로 컨베이어의 길이를 따라 불규칙하게 이동되고, 그 결과 물질의 각 조각이 냉각실 내부(183)내의 냉각분위기에 균일하게 완전 노출되며, 그리하여 가열장치에서와 같이 물질들의 매우 균일한 처리가 나선 트레이(178)의 길이에 관계없이 가능하게 된다. 가열장치에서 일어나는 방식으로, 물질의 각 조각들이 지주(27)에 의해 트레이(178)에 부여되는 것과 같이 진동장치(40)의 작동에 의해 그 물질들에 부여된 진동 작용에 의한 물질들의 일정한 동요에 의해 트레이의 수평 및 수직으로 불규칙하게 운동하게 된다.In any case, the materials transported on the
본 발명에 의한 각종 유기 물질들의 처리 방법들은, 톱밥, 나무조각, 대팻밥, 나무껍질조각, 통상 제재소의 폐기물인 각종 다른 형태의 목질셀루로즈 물질과 같은 임산물의 폐기물을 높은 함량의 고정 탄소를 갖는 고급 목탄으로 전환하는 것과, 타이어조각의 카본블랙으로의 전환, 석탄의 코우크스로의 전환, 각종 석유함유혈암 또는 모래들로부터의 케라겐 또는 역청형태의 오일의 추출을 포함한다.Methods for treating various organic materials according to the present invention include high-quality fixed carbon wastes of forest products, such as sawdust, wood chips, large fat rice, bark chips, and various other types of wood cellulose materials, which are typically wastes from sawmills. Conversion to charcoal, conversion of tire pieces to carbon black, conversion of coal to coke, extraction of keratin or bitumen oil from various petroleum shales or sands.
또한, 동물 똥거름, 밀짚, 버섯퇴비, 및 각종 다른 고기찌끼를 포함한 각종 생물질이 고급의 목탄으로 전환되거나 가스화될 수 있다.In addition, various biomaterials, including animal dung, straw, mushroom compost, and various other meat tailings, can be converted or gasified into high-grade charcoal.
목탄의 제조에 있어서, 시발 물질 조각들의 전체 특성은 본 발명에 따른 장치에서 처리되는 중에 상실되지 않는다. 즉, 물질의 형태가 조각, 알맹이, 절편, 입자, 분진, 분말, 얇은조각, 두꺼운 조각 또는 집합체 성질의 다른 형태중 어느 것이든간에, 그 물질의 조각들의 처리는 그 물질 조각들이 물리적인 분쇄, 연마를 받지않고 처리시 과도한 물리적인 힘을 받지않기 때문에 물질의 원래 성질이 보존되도록 하는 방식으로 행해진다. 예를들어, 시발물질이 나무조각일때, 본 발명은 그 나무조각을 조각형태의 높은 탄소함유 목탄으로 처리하는데 이용된다. 또한, 장치의 작동은 물질이 알맹이 또는 분진으로 전환되게하는 조건하에 행해질수도 있다. 예를들어, 고무타이어조각이 본 발명에 의해 처리될때, 본 발명을 수행하기 위한 장치는 그 조각들을 알맹이 또는 분진형태의 카본블랙으로 전환시킨다.In the production of charcoal, the overall properties of the starting material pieces are not lost during processing in the device according to the invention. That is, whether the material is in the form of flakes, kernels, fragments, particles, dust, powders, flakes, thick pieces or other forms of aggregate nature, the treatment of the pieces of the material may result in physical crushing, It is done in such a way that the original properties of the material are preserved since they are not polished and are not subjected to excessive physical forces during processing. For example, when the starting material is a piece of wood, the present invention is used to treat the piece of wood with high carbon-containing charcoal in pieces. The operation of the device may also be done under conditions that allow the material to be converted to kernels or dust. For example, when a piece of rubber tire is treated by the present invention, the apparatus for carrying out the present invention converts the pieces into carbon black in the form of kernels or dust.
광범위하게, 본 발명의 방법은, 수직의 실(室)내에서 집합체 형태의 물질을 밀폐하는 단계들로 이루어진, 보다 유용한 상태로의 유기물질 처리를 포함한다. 여기의 가열실 및 냉각실은 단지 예시에 불과하며 본 발명에 따른 처리가 행해질수 있는 실들의 형태를 제한하는 것이 아니다. 또한, 본 발명의 방법은 실내의 산소의 양을 조절하도록 그 실을 적어도 부분적으로 밀폐하고, 연속적인 진동작용에 의해 소정의 시간 간격내에 실의 수직으로 그 물질조각의 집합체를 이송하는 것을 포함한다. 그 진동작용으로 그 조각들이 불규칙한 운동을 하고 실내의 온도에 균일하고 완전하게 노출된다. 그러한 이송은, 물질의 휘발성 탄화수소 성분을 기체상태로 전환시켜 그 물질로부터 가스를 배출시키는데 충분한 소정의 온도로 실이 가열되는 동안 수행된다.Broadly, the method of the present invention involves the treatment of organic material in a more useful state, consisting of the steps of sealing the material in aggregate form in a vertical chamber. The heating chamber and the cooling chamber here are merely examples and do not limit the form of the chambers in which the treatment according to the invention can be carried out. The method also includes at least partially sealing the yarn to control the amount of oxygen in the room and transferring the aggregate of the pieces of material vertically to the yarn within a predetermined time interval by a continuous vibrating action. . The vibrations cause the pieces to move erratically and are evenly and completely exposed to room temperature. Such a transfer is performed while the chamber is heated to a predetermined temperature sufficient to convert the volatile hydrocarbon component of the substance into a gaseous state and release the gas from the substance.
그러한 가스는 그 실로부터 제거되어 핀(59) 및 도관(60)에 의해 연소실로 도입되고 그 연소실에서 연소되어 가열실을 적어도 부분적으로 가열한다. 가열실내의 대기가 원래의 산소량을 함유하는 대기로 제한 또는 유지될때, 본 발명에 따라 소정의 고온으로 실을 가열함에 의해 유기물질의 적어도 부분적인 분해를 야기하여 그 성분을 휘발시킨다. 그러한 분해로 그 물질이 비교적 고농도의 탄소로 효과적으로 전환되고, 휘발성 성분이 기체상으로 전환되어 가열실로 부터 제거된다.Such gas is removed from the chamber and introduced into the combustion chamber by fins 59 and conduits 60 and combusted in the combustion chamber to at least partially heat the heating chamber. When the atmosphere in the heating chamber is limited or maintained to the atmosphere containing the original amount of oxygen, heating the chamber to a predetermined high temperature in accordance with the present invention causes at least partial decomposition of the organic material to volatilize its components. Such decomposition effectively converts the material into relatively high concentrations of carbon and converts the volatile components into the gas phase and removes them from the heating chamber.
본 발명의 바람직한 연속 처리에 따라, 그 유기물질의 조각들이 공급경사로(15)에 의해 가열실(17)로 연속공급되고, 그 가열실에서 나온 컨베이어(87)에 의해 상방으로 이송된 다음, 이송경사로(18)에 의해 냉각장치(20)으로 연속 이송되어 냉각실(21)에서 냉각되고, 다시 나선 컨베이어(177)에 의해 냉각실(21)을 통해 상방으로 이송되어 경사로(23)에 의해 연속 배출된다.According to a preferred continuous process of the present invention, the pieces of organic material are continuously fed to the
본 발명에 의해 전술한 각종 유기물질들을 목탄으로 전환시키는데 있어서, 입자로 부터 대략인치 메시까지의 물질 조각들이 선택된다. 집단으로 부터 쉽게 분리될수 있는 각개 조각들의 집합체 물질이, 진동장치(39)가 작동되고 그 가열실이 소정의 온도 예열될때 공급 경사로를 통해 가열실(17)로 연속 공급되는 것이 바람직하다.In converting the various organic substances described above by the present invention into charcoal, Pieces of material up to inch mesh are selected. It is preferred that the aggregate material of the individual pieces, which can be easily separated from the population, is continuously fed to the
도시되지는 않았지만, 소위 코니퍼(conifer)버어너가 버어너(66)대신 사용될수 있고 그 버어너는 톱밥, 나무조각, 나무껍질, 꼬투리 등을 연속시키는데 적당한다. 그러한 버어너는 현재 시판되고 있는 톱밥을 완전연소시키기위한 조건하에 작동될수 있다.Although not shown, a so-called conifer burner may be used instead of burner 66, which is suitable for continuous sawdust, wood chips, bark, pods and the like. Such burners can be operated under conditions for the complete combustion of sawdust on the market.
트레이의 선회부(88)들사이의 프로우브 온도 측정부(91)의 위치에서 가열실 (17)내의 온도는 약 149℃(300°F)-약 1143℃(2000°F)이지만, 특히 바람직하게는 약 371℃(700°F)-871℃(1600°F)이다. 나무조각과 같은 목질셀루로즈 물질을 목탄으로 전환하기 위한 작동온도 범위는 427℃-649℃(800°F-1200°F)이다. 프로우브 온도 측정부에서의 그러한 온도에서, 가열실(17)내의 온도차는 93℃(200°F)-149℃ (300°F)를 초과하지 않으나, 가열실(17)상에서의 온도는 어떤 경우에 그 가열실 저부의 온도보다 약간 낮다. 그것은 공급되는 물질조각들이 그 가열실내의 물질조각보다 높은 온도를 받기 때문이라고 믿어진다. 물질들의 가열시, 중량과 크기가 휘발시 변하게 된다. 그리하여 컨베이어(87)의 저부로부터 상부로의 그 물질 조각들의 이송 시간은 컨베이어(177)의 과부하없이 물질의 가열시간보다 오래 냉각이 행해지도록 컨베이어 (177)에서 보다 작아도 좋다. 이 이유 때문에, 컨베이어(87)의 이송시간을 바람직하게는 대략 3분-대략 30분, 특히 바람직하게는 약 5-7분 내로 하도록 모우터 장치들이 배치되게 진동장치(35)의 모우터 장치(38,38')를 먼저 조정하는 것이 요구된다. 다음, 진동장치(36)의 모우터 장치들을 냉각실(21)내에서의 이송시간이 약 3분-30분으로, 바람직하게는 가열실(17)에서와 동일하게 조정된다. 또한, 냉각시간은 경사로(23)에 의해 배출되는 냉각된 물질들의 온도에 따라 정해진다. 목탄의 처리에 있어서, 배출되는 목탄의 온도는 약 38℃(100°F)-약 51.5℃(125°F), 즉 만져서 따뜻한 정도를 초과하지 않는 것이 바람직하나, 어떤 경우에는 생성된 목탄이 대기에서 자연발화하는 온도, 즉 약 66℃(150°F)보다 낮은 것이 바람직하다. 따라서, 목탄 처리를 위해서는, 가열온도, 가열시간 및 유속이 연속작동을 위해 적절히 변경되어 그 처리된 물질이 배출시 약 66℃를 넘지않게 한다.The temperature in the
공급 경사로(15)에 의해 가열실(17)에 공급된 물질들은 특별히 준비될 필요가 없고, 사실 건조하거나 젖어도 좋다. 그러나 그 수분의 정도는 소망의 이송시간 및 가열실(17)내의 바람직한 처리온도에 영향을 끼친다. 예를들어 건조한 밀짚은 낮은 온도(예를들어 약 204℃)와 짧은 이송시간(예를들어 약3-5분)에 목탄으로 잘 전화될수 있고, 젖고 잘썩은 톱밥은 높은 온도(예를들어 약 538℃)와 긴 처리시간(예를 들어,7분)동안에 전환될수 있다.The materials supplied to the
목탄을 제조하는데 사용되는 바와같이, 본 발명은 광범위하게는, 사용될 결합도 및 질에 맞는 목탄의 형성에 적당한 온도가 채용되는 열분해 또는 탄화에 관한 것으로 볼수 있다. 높은 탄소함량의 목탄은 본 발명에 따라 각종 산업용도를 위해 고품질로 쉽게 제조될수 있다. 제조될 목탄의 용도와 품질에 관계없이 본 발명은 처리시간, 온도, 속도에 매우 효과적이고 가변적인 조절을 행할 수 있고, 그리하여 이들 여러가지 변수들중 하나는 소망의 결과를 달성하기 위해 임의로 선택적으로 변경할수 있다.As used to make charcoal, the present invention can be broadly regarded as pyrolysis or carbonization, in which a suitable temperature is employed to form charcoal for the degree of bonding and quality to be used. High carbon content charcoal can be easily produced in high quality for various industrial purposes according to the present invention. Regardless of the purpose and quality of the charcoal to be produced, the present invention can make very effective and variable adjustments to treatment time, temperature, and speed, so that one of these various parameters can be arbitrarily altered arbitrarily to achieve the desired result. can do.
또한, 본 발명은 유기물질을 목탄으로 전환시키는 외에 그 유기물질의 기체화도 행할수 있다. 따라서, 동물 똥거름, 사탕수수찌끼, 잎, 밀짚씨앗, 껍질, 제재소 폐기물등을 포함한, 목재 및 각종 셀루로즈, 목질 셀루로즈, 생물질 및 유기 폐기물들이 가열장치(12)내에서 적절한 기체화온도로 가열됨으로써 회분, 코우크스 또는 광물질 잔여물만을 남기고 기체화 되며, 경사로(15)를 통해 컨베이어(87)에 의해 배출된다. 그회분, 코우크스 또는 잔여물들은 필요하다면 냉각장치(20)에 의해 냉각될 수 있다. 기체화를 위해서, 일반적으로 1093℃(2000°F)까지, 바람직하게는 538℃-760℃(1000°F-1400°F)의 고온이 약 5분-약 20분간 적용되며, 대표적인 처리시간은 11분이다. 또한, 약 20-30분 이하의 긴 처리시간과 낮은 온도가 채용되기도 한다.In addition, the present invention can convert the organic material into charcoal and also vaporize the organic material. Thus, wood and various cellulose, wood cellulose, biomass and organic wastes, including animal dung, sugar cane, leaves, straw seeds, shells, sawmill wastes, etc. The furnace is gasified leaving only ash, coke or mineral residue, and is discharged by the
기체화를 위해서 가열실(17)로 부터의 배출가스는 연소실(14)에서 연소되고, 초과 가스들이 저장, 처리, 발천, 또는 외부의 열사용과 같은 용도를 위해 제공된다.For gasification, the exhaust gas from the
본 발명이 목탄제조에 사용될 때라도, 가열실에 공급되는 목질 셀루로즈 물질들은 초과연료 가스를 제공한다. 예를들어, 50%의 수분을 함유하는 나무조각들이 3000파운드/시간의 비율로 가열실(17)에서 처리될때 대략 8백만 BTU의 배출 가스가 제조되고 오직 약 8백만 BTU의 가스만이 연소실에서의 연소에 의해 소모된다. 나머지 6-7백만 BTU는 또 다른 용도를 위해 회수되고, 그것은 약 1.7-2KWH와 동등한 값이다. 건조된 목재의 열량은 매우 높고, 3000파운드/시간의 연속공급 속도에서 2천만 BTU까지의 열량이 생성된다.Even when the present invention is used to make charcoal, the wood cellulose materials supplied to the heating chamber provide excess fuel gas. For example, when wood chips containing 50% moisture are treated in the
몇몇 경우에서는 목탄으로 전환될 물질들은 높은 수분함량을 가지고 있어 탄화온도로 가열하기전 그 물질의 건조가 요구된다. 이 목적을 위해, 본 발명을 수행하기 위한 장치는, 목탄으로의 효율적인 전환을 신속히 수행할수 있는, 탄화온도를 적용시키기전에 젖은 톱밥이나 나무 조각과 같은 물질의 예비가열을 행하도록 되어 있다.In some cases, the material to be converted to charcoal has a high moisture content and requires drying of the material before it is heated to the carbonization temperature. For this purpose, a device for carrying out the invention is intended to preheat the material, such as wet sawdust or wood chips, before applying the carbonization temperature, which can quickly perform an efficient conversion to charcoal.
제9도는 처리될 물질을 수용하기 위한 건조실(196) 또는 경사로(198) 또는 다른 공급 수단을 가진 예열 장치(195)가 설치된 구조를 나타낸다. 건조실(196)은 가열실 (17)과 유사하거나 동일한 구조 및 크기로 되어있고, 나선 트레이(201)을 구비한 진동컨베이어(200)을 가지고 있다. 그 트레이(201)에는 진동력을 부여하는 전술한 것과 동일한 종류의 진동발생수단(도시안됨)이 연결되어 있고, 그 트레이에 의해 물질들이 미리 선택된 이송, 즉 처리시간에 건조실(196)의 수직 상방(또는 하방)으로 이송되고, 그 예열된, 즉 부분적으로 건조된 물질들이 이송 경사로(203)에 이송되어 가열실(17)에 공급된다.9 shows a structure in which a
건조실(196)은 주위에 자켓트(jacket), 즉 외측 하우징(205)가 배치되어 있고, 가열실(17)주위의 공간(124)를 통해 가열장치(12)의 연소실(14)로 부터 발생하는 열가스가 연도(206)을 통해 상기 하우징(205)로 공급된다. 약간냉각된 그들 연소 가스들은 건조실(196)주위 공간(208)에서 상방으로 흐른다음, 연도(209)를 통해 I.D.팬(127)에 의해 스택크(126)으로 배출된다. 도입구(211)과 도출구(212)는 건조실(196)을 통해 건조공기를 순환시킨다. 그러나 도관(57)이 가열실(17)로부터 버어너에 배출가스를 공급하는 것과 동일한 방식으로 건조실로부터 팬등에 의해 버어너(16)을 거쳐 연소실로 배기가스를 공급하는 다른 배출설비가 설치될 수도 있다.The drying
예시의 목적을 위해, 도시된 냉각장치(20)은 개조된 냉각실(21')를 가지고 있고, 그 냉각실내에 진동 컨베이어(177')가 진동 발생기(도시안됨)의 작동에 따라 하방으로 또는 상방으로 물질을 이송하도록 배치되어 있다.For the purpose of illustration, the illustrated
제9도에 도시된 장치는 각종 물질들의 혼합에도 사용될 수 있다. 그리하여, 가열될 공급물질과 혼합될 첨가물질이 지점 X에서 도입되고 컨베이어(87)의 진동작용이 부여되어 그 물질들이 가열실(17)에서 상방으로 이송될때 신속하고 완전히 혼합된다. 또는, 그 첨가 물질은 공급되는 물질에 지점 Y에서 건조전에 도입될 수도 있고, 그때 혼합은 건조실(196)내에서 그 물질들이 예열될때 행해진다.The apparatus shown in FIG. 9 can also be used for mixing various materials. Thus, the additive to be mixed with the feed to be heated is introduced at point X and the vibration of the
각종 물질들의 처리중 항상, 특히 물질들의 목탄으로의 전환 및 코우크스화중에, 가열실(17)과 냉각실(21)을 적어도 부분적으로 폐쇄하여 그안에 함유된 산소의 양을 조절하는 것이 필요하다. 그러한 조절은 조절장치(51,51')의 적절한 작동에 의해 달성될수 있으나, 각종 형태의 공지된 에어록크(airlock) 및 댐퍼(damper)를 사용할 수도 있다.At all times during the processing of various materials, especially during the conversion and coking of the materials to charcoal, it is necessary to at least partially close the
본 발명은 타이어 조각들을 알맹이 또는 분말형태의 고급카본블랙으로 전화시키는데 유용하다. 광범위하게, 그러한 전환에 사용되는 온도는 목탄 제조에 사용되는 것과 동일하거나 약간 높으며 특히 바람직하게는 538℃-760℃(1000°-1400°F)이고, 가열실(17)내에서의 처리, 즉 이송시간은 7분이다. 그 타이어 조각은 파편, 작은 조각, 등의 형태의 것이어도 좋다. 배기 가스는 회수되어 후속처리되거나 전환되거나 또는 연소된다.The present invention is useful for converting tire pieces into fine carbon black in kernel or powder form. Broadly, the temperature used for such conversion is the same or slightly higher than that used for charcoal production and is particularly preferably 538 ° C.-760 ° C. (1000 ° -1400 ° F.) and the treatment in the
약 538°-1093℃(1000°-2000°F), 대표적으로는 760℃(1400°F)의 온도로 기화하여 유용한 휘발물성물질을 회수하는 방식으로 본 발명에 의해 석탄이 쉽게 처리될 수도 있다. 대표적인 가열 및 냉각시간은 5-30분이고, 기화될 석탄조각들의 크기는 분진으로 부터 약 3인치 메시, 바람직하게는인치 메시 이하의 범위이다. 또한, 석탄이 용광로에 사용하는데 유용한 품위를 포함한 각종 품위의 코우크스로 전환될수도 있다. 이 목적을 위해 대표적인 가열온도는 약 649℃(1200°F)-1316℃(2400°F)이다. 또한, 본발명은 소위 석유 혈암(oil shale)및 석유 모래(oil sand)로부터 휘발성 물질을 추출하는 것도 포함한다. 석유 혈암은 높은 함량의 휘발성 물질 및 고정 탄소(fixed carbon)를 갖는 침강암이며, 그 휘발성 물질 및 고정탄소는 올레핀원유를 구성하는 소위 케로겐(kerogen)으로 추출될 수 있으며, 그 양은 혈암 1톤당 약 50갈론정도이다. 유사하게, 석유 모래는, 10중량%이상으로 포함되고 50%이상의 오일을 함유하는 타르형태의 역청을 함유한다. 이들 각종오일들은, 석탄의 기화 또는 전환에 사용되는 것과 비교될수 있는 온도와 처리시간에 가열실(17)내에서 오일함유 혈암 또는 모래를 가열하여 휘발시킴에 의해 추출될수 있다. 광범위하게, 처리온도는 약 427°-1093℃(800-200 0°F)이고 처리시간은 약 3분-20분이다. 대표적인 가열온도는 593℃(1100°F)이고 가열 및 냉각시간은 각각 통상 5분이다. 본발명을 이용하여 석유혈암 및 모래들로부터 추출된 휘발성 물질은 응축, 분류(分溜) 및 크랙킹 등을 포함한 공지의 기술에 따라 처리된다.Coal may also be easily treated by the present invention in such a way as to recover useful volatiles by vaporizing to a temperature of about 538 ° -1093 ° C. (1000 ° -2000 ° F.), typically 760 ° C. (1400 ° F.). . Typical heating and cooling times are 5-30 minutes and the size of the coal pieces to be vaporized is about 3 inches mesh, preferably from dust. It is in the range of inch mesh or less. Coal may also be converted into cokes of various grades, including those useful for use in furnaces. Representative heating temperatures for this purpose are about 649 ° C. (1200 ° F) -1316 ° C. (2400 ° F). The present invention also includes extracting volatiles from so-called oil shales and oil sands. Petroleum shale is a sedimentary rock with a high content of volatiles and fixed carbon, and the volatiles and fixed carbon can be extracted from the so-called keogens that make up the olefin crude oil, the amount of which per tonne of shale About 50 gallons. Similarly, petroleum sand contains tarite bitumen containing at least 10% by weight and containing at least 50% oil. These various oils can be extracted by heating and volatilizing the oil-containing shale or sand in the
본 발명에 따라 각종 유기물질들을 처리하는데 있어서, 그 물질들은 가열실(17)내에서 단일시간에 가열되고, 다음, 냉각실(21)에서 냉각되는 것이 통상적이다. 그러나, 그러한 물질을 한번 또는 그 이상 재처리 할수도 있다. 예를 들어 70%이상의 높은 함량의 고정 탄소를 가진목탄은, 본 발명의 장치를 통해 나무조각과 같은 유기물질의 단일 처리에 의해 제조될수 있다. 그 전환된 물질의 후속처리후, 그 탄소의 함량은 90%이상으로 증가될수 있고, 그리하여 높은 탄소함량 및 높은 다공성의 고급활성목탄이 얻어진다.In treating various organic materials in accordance with the invention, they are typically heated in a
또한, 물질을 처리하는데 있어서 다수의 가열실 또는 다수의 냉각실들이 사용될수도 있고, 그 다수의 가열실 및(또는 냉각실들은 직렬 또는 병렬 또는 그들의 조합으로 설치될수 있다. 또한, 유기물질의 가스화의 경우와, 가열장치(12)를 통과한 후의 처리된 물질의 나머지가 냉각을 요하지 않는 회분 또는 잔여물인 경우와 같은 발명에 따른 몇몇 처리에서는 냉각실(20)을 사용하지 않을 수도 있다.Also, a plurality of heating chambers or a plurality of cooling chambers may be used in processing the material, and the plurality of heating chambers and / or the cooling chambers may be installed in series or in parallel, or a combination thereof. In some cases according to the invention, such as when the rest of the treated material after passing through the
본 발명의 전술한 종류의 유기물질들의 처리에 주로 사용되지만, 각종 무기물질들을 포함하여 각종 화합물 및 혼함물의 가열 또는 가열 및 냉각에 유익하게 사용될수도 있다. 예를들어, 본 발명은 각종 물질들의 열처리 또는 아닐링(annealing)은 물론 가스처리는 확산처리에 유용하다.Although mainly used for the treatment of the above-described organic substances of the present invention, it may be advantageously used for heating or heating and cooling various compounds and mixtures including various inorganic materials. For example, the present invention is useful for heat treatment or annealing of various materials, as well as for gas treatment.
또한 본 발명은 상기 및 다른 광물질은 물론 곡물, 콩 및 기타 각종 농작물 들과 같은 물질을 건조시키는데도 사용될 수 있는데, 그러한 농작물의 건조는 약 10℃-149℃(150°-300°F)의 온도에서 수행되고 진동작용에 의해 완전하고 균일하게 건조된다. 또한, 온도를 조절하기위해 장치의 예열 또는 처리실에 공기를 주입시킬수도 있다. 다른 물질들의 건조 온도는 149℃-1093℃(300°F-2000°F)까지 일수 있다.The present invention can also be used to dry such and other minerals as well as materials such as grains, beans and various other crops, the drying of which is at temperatures of about 10 ° C.-149 ° C. (150 ° -300 ° F). Drying and complete and uniform drying by vibration. It is also possible to inject air into the preheating or processing chamber of the apparatus to control the temperature. The drying temperature of other materials can be up to 149 ° C-1093 ° C (300 ° F-2000 ° F).
가열장치 2개로부터 단일의 냉각장치에 가열된 물질을 각각 공급하는 것도 예상될수 있다. 또한, 각종 가열 및(또는)냉각장치를 동일 축상에 중첩배치할 수도 있다. 또한, 가열장치(12)와 냉각장치(20)은 저부로부터 상부로 물질을 이송하도록 구성된 것으로 도시되어 있으나, 그 이송이 반대로 행해지게 할 수도 있다. 예를들어, 제9도에 제안된 바와같이, 가열장치(12)에서는 상방으로, 그리고 냉각 장치(20)에서는 하방으로 진동작용을 받으며 이송될 수도 있다. 또한, 가열 또는 냉각을 위한 실들의 각종 형태 및 구조가 예상될 수도 있다.It may also be envisaged to feed each of the heated material from two heaters to a single chiller. It is also possible to arrange various heating and / or cooling devices on the same axis. In addition, the
이하 본 발명의 실시예들을 기술한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[실시예 1]Example 1
이 실시예는 본 발명을 오크(oak)나무조각을 목탄으로 전환시키는데 이용한 것이다. 그 조각들의 크기는 3/4인치 메시이며 대략 40%의 수분을 함유한다. 도면에 도시된 장치는 가열처리시간을 7분으로, 냉각 처리시간을 10분으로, 가열온도를 649℃( 1200°F)로 되게 조정되었다.This example uses the invention to convert oak wood chips into charcoal. The pieces are 3/4 inch mesh in size and contain approximately 40% moisture. The apparatus shown in the figure was adjusted to have a heat treatment time of 7 minutes, a cooling process time of 10 minutes, and a heating temperature of 649 ° C. (1200 ° F.).
그 나무조각들은 약 2000파운드/시간의 속도로 가열실(17)에 공급되었다. 그 조각들의 크기의 수축은 약 33%이었으며 조각의 특성은 변하지 않았다. 목탄 수율은 20-30%이었다.The pieces of wood were fed to the
그 목탄의 건조기준 분석결과는 다음과 같다.The results of the charcoal's drying criteria are as follows.
생성된 목탄은 산업용에 적당한 탄소함량을 갖는 등급의 양호한 고형연료(briq uet)이었다.The resulting charcoal was a good briq uet of grade with a carbon content suitable for industrial use.
[실시예 2]Example 2
이 실시예는 본 발명을 약 25%의 수분을 함유하는 단단한 나무조각, 나무껍질, 대팻밥, 톱밥의 혼합물을 전환시키는데 사용한 것이다. 처리시간 및 온도는 실시예 1에서와 같았다. 목탄의 건조기준 분석결과는 다음과 같다.This example was used to convert the mixture of solid wood chips, bark, prawns, sawdust containing about 25% moisture. Treatment time and temperature were the same as in Example 1. The results of charcoal drying criteria are as follows.
생성된 목탄은 양호한 고형원료이었고, 수율은 대략 20-30%이었다.The charcoal produced was a good solid stock and the yield was approximately 20-30%.
[실시예 3]Example 3
본 발명이 실시예 1에서와 같이, 작은 크기의 조각들약간을 함유하는 오크 나무 조각을 목탄으로 전환시키는데 사용되었다. 처리온도는 402℃(900°F)이고, 가열시간은 7분, 냉각시간은 10분이었다. 작은 크기의 조각들만이 목탄으로 전환되었음을 볼수 있었다.The present invention was used to convert oak wood chips containing some small sized pieces into charcoal, as in Example 1. The treatment temperature was 402 ° C. (900 ° F.), heating time was 7 minutes, and cooling time was 10 minutes. Only small pieces were found to have been converted to charcoal.
[실시예 4]Example 4
하기표에 전술한 방법을 이용하여 본 발명에 따라 여러가지 조건하여 각종물질을 목탄으로 전환시키는 예들을 요약한 것이다.The following table summarizes examples of converting various materials to charcoal under various conditions in accordance with the present invention using the method described above.
[실시예 5]Example 5
이 실시예는 본 발명을 목재의 가스화에 사용한 것이다. 약 3/4인치 메시의 크기와 약 50%의 수분 함량의 오크나무 조각이 1093℃온도의 가열장치에 연속공급되고 가열시간과 냉각시간을 각각 5분으로 설정하였다. 그 나무조각들이 완전히 가스화되고 백색재 또는 재와 같은 잔여물이 냉각 장치에서 배출되었다. 가열온도를 649°-760℃로 하고 가열시간 및 냉각시간을 각각 11분으로 한 다른 조건에서도, 유사한 백색재 또는 재와 같은 잔여물이 냉각장치에서 회수되었다.This example uses the present invention for gasification of wood. A piece of oak wood with a size of about 3/4 inch mesh and a water content of about 50% was continuously fed to a heating apparatus at 1093 ° C. and the heating time and cooling time were set to 5 minutes each. The pieces of wood were completely gasified and residues such as white ash or ash were discharged from the cooling unit. Similar residues, such as white ash or ash, were recovered in the chiller under other conditions with heating temperatures of 649 ° -760 ° C and heating and cooling times of 11 minutes each.
[실시예 6]Example 6
타이어 조각을 본 발명을 사용하여 카본블랙으로 전환시켰다. 자동차 타이어의 조각들이 593℃의 가열실(17)에 공급되고, 가열시간 및 냉각시간을 각각 7분,10분으로 하였다 그 타이어 조각들중 휘발물질이 완전히 제거되고 후속처리를 위해 가열실(17)에서 배출되었다. 냉각장치에서 미세한 분말 및 작은 알맹이 형태의 카본블랙이 생성되었다.Tire pieces were converted to carbon black using the present invention. Pieces of automobile tires were supplied to the
[실시예 7]Example 7
오일 함유 혈암이, 593℃의 가열온도와 각각 5분으로 유지하도록 조정된 도면에 도시된 장치에서 가열하여 처리되었다. 소위 고급 혈암과 저급 혈암의 2가지 다른 품위가 테스트 되었다. 각 품위에서, 대략 16.25파운트의 혈암이 본 장치를 통해 처리되었고, 고급 혈암에서 대략 13.25파운트가 냉각장치(20)으로부터 회수되고, 저급 혈암에서는 대략 12.25파운드가 회수되었다. 각 경우, 중량차는 가열실(12)에서의 가열에 의해 혈암으로부터의 휘발물질 제거에 의한 것이다.Oil-containing shale was treated by heating in the apparatus shown in the figures adjusted to maintain a heating temperature of 593 ° C. and 5 minutes each. Two different grades of so-called high shale and low shale were tested. In each grade, approximately 16.25 pounds of shale was processed through the apparatus, approximately 13.25 pounds was recovered from the
[실시예 8]Example 8
760℃의 가열온도, 가열시간 5분, 냉각시간 5-10분을 유지하도록 조정된 도시된 장치에서 휘발물질을 배소시킴으로써 석탄을 가스화하였다. 크기1/2-3인치, 바람직하게는 약인치 메시의 석탄의 덩어리 대략 10갈론(양) 70파운드(중량)를 가열장치 (12)에 장입하였다. 대략 20파운드의 코우크스형태의 조각들이 냉각장치(20)에서 회수되었다. 그 중량차이는 석탄 구성성분들의 휘발에 의한 것으로 생각된다. 그 회수된 조각들은 다공성이고 산호(coral)와 같은 특징을 가지며, 가열장치에 장입된 석탄과 비교하여 비교적 가볍게 되었다. 석탄의 열량 분석 결과는 11,990BTU/파운드이었고, 회수된 조각들의 열량분석결과는 10,994BTU/파운드이었다.Coal was gasified by roasting volatiles in the depicted apparatus adjusted to maintain a heating temperature of 760 ° C., a heating time of 5 minutes, and a cooling time of 5-10 minutes. Size 1 / 2-3 inches, preferably about Approximately 10 gallons (quantity) 70 pounds (weight) of chunks of inch mesh coal were charged to the
전술한 예들은 본 발명을 수행하는데 예상되는 양호한 형태를 설명한 것이지만, 여러가지 개조가 행해질수 있다.Although the foregoing examples illustrate the preferred form expected to carry out the invention, various modifications may be made.
본 발명의 범위에서 벗어남이 없이 각종개조가 행해질수 있기 때문에, 전술한 설명에 포함되고 첨부도면에 도시된 모든 사항들은 본 발명을 제한하는 것이 아니고 예시한것에 불과하다.Since various modifications may be made without departing from the scope of the present invention, all matters contained in the foregoing description and shown in the accompanying drawings are merely illustrative and not restrictive of the present invention.
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019800002928A KR840000753B1 (en) | 1980-07-24 | 1980-07-24 | Method for processing organic materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR840000753B1 (en) |
-
1980
- 1980-07-24 KR KR1019800002928A patent/KR840000753B1/en active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR830003711A (en) | 1983-06-22 |
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