WO2004013256A1 - 炭製造方法及び装置 - Google Patents

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WO2004013256A1
WO2004013256A1 PCT/JP2003/008416 JP0308416W WO2004013256A1 WO 2004013256 A1 WO2004013256 A1 WO 2004013256A1 JP 0308416 W JP0308416 W JP 0308416W WO 2004013256 A1 WO2004013256 A1 WO 2004013256A1
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kiln
space
air
charcoal
temperature
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PCT/JP2003/008416
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English (en)
French (fr)
Inventor
Toru Komatsu
Original Assignee
Sanei Kensetsu Kabushiki Kaisha
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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Definitions

  • the present invention relates to improvements in a method and apparatus for producing charcoal, and more particularly, to a method and apparatus for producing charcoal capable of obtaining charcoal carbonized at a high temperature of 800 ° C. or higher.
  • charcoal has been used in various fields because of its deodorizing effect and the effect of absorbing harmful substances.
  • wood which is a carbon material
  • wood is packed in a kiln formed by solidifying the soil, firewood is placed on these woods, and wood is packed near the crater.
  • burning the carbonaceous material by burning closing the crater when the smoke coming from the smoke outlet changes from white to blue, and then, usually after 3-5 days, completely closing the vent and the smoke outlet Generally done.
  • patent publications such as Japanese Patent Publication No. 2000-119661, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2001-18646 and 9-59642, a technique for introducing air into a kiln or a space in the kiln. Is publicly known.
  • the charcoal produced by the above general technology is charcoal carbonized at low temperature (300-550 ° C).
  • Such charcoal has a high electric resistance (insulator to several tens of ohms) and is sufficient as a charcoal for daily life such as fuel.However, it is sufficient to remove harmful gases such as formaldehyde, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene and chlorobenzene. It is not enough for industrial use, especially for functional coal.
  • air is actively introduced into the kiln space to increase the temperature in the kiln space, but in any case, air is introduced into the lower part of the kiln space. Air does not reach the upper part of the kiln space. As a result, the entire kiln space could not be heated to a high temperature, and the carbon material could not be treated at a high temperature.
  • an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for producing charcoal capable of producing high-quality, high-temperature carbonized charcoal.
  • an object of the present invention is a coal carbonized at a high temperature of 800 ° C. or higher and having a volume resistivity of 10 ⁇ ⁇ cm or less (hereinafter referred to as “high-temperature coal”).
  • high-temperature coal a coal carbonized at a high temperature of 800 ° C. or higher and having a volume resistivity of 10 ⁇ ⁇ cm or less
  • a charcoal production method for igniting a carbon material disposed in a kiln and pyrolyzing the carbon material air is fed into the kiln to reduce the temperature in the kiln to at least 80 ° C.
  • a method for producing charcoal is provided, which comprises a high-temperature purification step of maintaining the temperature at 0 ° C. or higher.
  • High-temperature shinnin is effectively performed because the carbon material is activated by pumping air into the kiln space. At that time, the effect of activation by water vapor can be expected at the same time by including water vapor in the air.
  • the high-temperature refining step it is desirable that the state in which the temperature in the kiln is 800 ° C. or higher is maintained for 3 hours or more.
  • a kiln space for arranging carbonaceous material, a crater and a vent provided respectively at a front end of the kiln space, and a rear end of the kiln space are provided.
  • a charcoal production device is provided, comprising: a smoke exhaust port; and air pumping means for pumping air into the furnace space.
  • the air pumping means is constituted by a blower tube extending to the vicinity of the smoke outlet through the inside or on the floor of the kiln space, and having an air outlet in the kiln space.
  • the air outlet is located in the upper part of the kiln space and is provided toward the front end of the kiln space, so that the compressed air from the blower pipe can be distributed throughout the kiln and the temperature in the kiln can be maintained uniformly It becomes easy to do.
  • the space in the kiln is a divergent portion that gradually widens from the crater toward the center of the space in the kiln; a maximum width portion that forms a substantially central portion of the space in the kiln; and the smoke outlet from the maximum width portion. It is formed from a small end portion whose width is gradually narrowed. Further, the floor surface of the kiln space is formed so as to be inclined downward from the front end to the rear end of the kiln space. [Brief description of drawings]
  • FIG. 1 is a side sectional view showing one embodiment of a charcoal producing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
  • FIG. 3 is a front view of the opening / closing door used for the charcoal production apparatus of the present invention.
  • FIG. 4 is a front view of a grate used in the coal production device of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view of a blower tube used in the coal production device of the present invention.
  • FIG. 6 is a graph showing a temperature change in a kiln space in a carbonization step of the coal production method of the present invention.
  • the charcoal producing apparatus according to the present invention in this embodiment includes a combustion furnace 1, which has a kiln space 2 for accommodating a carbon material 37 which is a material for making charcoal.
  • the combustion furnace 1 is made of, for example, concrete and the inside is lined with refractory bricks. Wood and bamboo such as thinned wood and waste wood can be used as the charcoal material 37.
  • the combustion furnace 1 has a crater 3 and a vent 4 provided at the front end of the kiln space 2, respectively, and a smoke outlet 5 provided at the rear end of the kiln space 2.
  • the crater 3 and the vent 4 can be opened and closed by a door 6 shown in FIG.
  • the opening / closing door 6 is attached to the combustion furnace 1 with a hinge 7, for example.
  • the opening and closing of the opening and closing door 6 may be performed manually or may be performed by remote control.
  • an opening 6 a capable of communicating with the ventilation port 4 is formed at a lower portion of the opening / closing door 6, and an opening / closing lid 8 for opening and closing the opening 6 a is provided.
  • the opening / closing lid 8 is attached to a frame 9 fixed to the opening / closing door 6 so as to be vertically slidable.
  • the opening / closing lid 8 is provided so that only the vent 4 can be opened and closed while the opening / closing door 6 is closed.
  • the smoke outlet 5 has a chimney shape protruding from the lower rear end of the combustion furnace 1, and an opening / closing door 12 for opening and closing the smoke exhaust port 5 is arranged at a connection portion with the combustion furnace 1.
  • a carbon material 37 is accommodated in the central part of the kiln space 2, and firewoods 38, 39 are arranged in the upper part and the front part.
  • the carbon material 37 is ignited by the burning woods 38 and 39 and then carbonized.
  • air is introduced into the kiln space 2 from the vent 4.
  • the smoke generated during carbonization is discharged from the smoke outlet 5. This will be described in detail later.
  • the kiln space 2 gradually expands in width from the crater 3 to the center of the kiln space 2;
  • a maximum width portion 21 connected to the inside of the kiln space 2 and arranged at a substantially central portion of the kiln space 2, and a small end portion 2 extending from the maximum width portion 21 and gradually decreasing in width toward the smoke exhaust port 5. It is formed from 2.
  • the carbon material 37 disposed in the kiln space 2 is carbonized, the air introduced into the kiln space 2 from the vent 4 It is easily introduced into the space 2 and spreads evenly in the kiln space 2, and then the combustion gas is smoothly carried toward the smoke outlet 5.
  • the floor surface 2a of the kiln space 2 is formed so as to be inclined downward from the crater 3 to the smoke outlet 5 (see Fig. 1). Note that this inclination is preferably about 5 °. As described above, when the floor surface 2 a is inclined downward toward the smoke outlet 5, the hot air running on the floor surface 2 a can easily flow toward the smoke outlet 5.
  • the charcoal producing apparatus is provided with a pneumatic feeding means for scouring the carbon material 37 at a high temperature.
  • the air pressure feeding means includes a blowing pipe 100 buried in the concrete floor wall 1a from the front end to the rear end of the combustion furnace 1.
  • the blower tube 100 has an air inlet port 101 projecting outward from the front end of the concrete floor wall 1a, and an air outlet port 1 projecting into the kiln space 2 from the rear end of the concrete floor wall 1a.
  • the main conduit 103 in which the air introduction port 101 is formed is detachably connected via a coupling 104.
  • air inlet 10 1 is connected to a blower (not shown) for forcing air into the blower tube 100.
  • the blower tube 100 has first and second horizontal portions extending bifurcated from the vicinity of the air inlet 101. 105, 106, and upright portions 107, 1 extending from the rear of the first and second horizontal portions 105, 106, that is, from the vicinity of the smoke outlet 5 and upwards. 0 and 8.
  • the first and second horizontal portions 105, 106 are buried in the concrete floor wall 1a, and the standing portions 107, 108 extend from the concrete floor wall 1a to the kiln space 2. It is exposed. Further, bent portions 109 and 110 extending toward the front end of the kiln space 2 are formed at the ends of the standing portions 107 and 108, respectively.
  • the above-described air discharge ports 102 are formed at the open ends of these bent portions 109 and 110. Accordingly, air is discharged from these air outlets 102 toward the front of the kiln space 2.
  • the air outlet 102 is preferably located above the kiln space 2 so that the discharged air moves along the upper part of the kiln space 2 (see FIG. 1).
  • the first and second horizontal portions 105 and 106 are, as shown in FIGS. 2 and 4, a first portion 111 which extends in accordance with the divergent portion 20 of the kiln space 2. 1, a second portion 1 1 2 extending corresponding to the largest width portion 2 1 of the kiln space 2 1, and a third portion 1 1 3 extending corresponding to the end portion 2 2 of the kiln space 2 And can be formed by In this way, when the blower tube 100 is arranged in the kiln space 2, it can be arranged according to the shape of the kiln space 2, and the carbon material storage space can be made as large as possible.
  • the upright portions 107 and 108 are arranged so as to penetrate a grate 32 described later.
  • the air blown from a blower (not shown) to the air inlet 101 is branched into the left and right horizontal sections 105 and 106, and then discharged from the left and right air outlets 102 to remove carbonaceous material.
  • 37 moves above the kiln space 2 toward the front end of the kiln space 2, and further flows from the front end to the lower side of the kiln space 2 and flows to the rear end. In this way, the temperature of the kiln space 2 rises by actively releasing air from the rear air outlet 102 into the kiln space 2.
  • the carbon material 37 is activated, and high-temperature shinnin of the carbon material 37 becomes possible.
  • a grate 32 is provided above a floor surface 2a of the combustion furnace 1 with a predetermined gap 40 serving as an air passage.
  • the grate 32 extends from the crater 3 of the combustion furnace 1 to the vicinity of the smoke outlet 5, and as shown in FIGS. 2 and 5, a plurality of rod-shaped cross members 34 and these cross members 3
  • a plurality of rod-shaped vertical members 35 connected to 4 are formed in a lattice shape.
  • it is placed on a floor surface 2a of the kiln space 2 via a receiving member 36 (see FIGS. 1 and 2).
  • the grate 32 forms an air passage on the floor surface 2 a of the kiln space 2, and the air introduced from the ventilation port 4 and the air exhaust port 102 of the blower pipe 100.
  • the air that has been released and circulated around the front end of the kiln space 2 is discharged from the rear end of the kiln space 2 to the smoke outlet 5 through an air passage.
  • fuel charcoal 33 such as debris is arranged in a uniform manner.
  • the fuel coal 33 emits radiant heat when carbonizing the carbonaceous material 37, thereby contributing to uniform kiln temperature.
  • the carbon material 37 is arranged on the fuel coal 33 in a normal mode, for example, in an upright state.
  • reference numerals 200, 201, 202 and 203 indicate thermometers arranged at appropriate positions in the kiln space 2.
  • Thermometer 200 is a thermometer for high-temperature measurement in the upper part of the center
  • Thermometer 201 is a thermometer for medium-temperature measurement in the middle of the center.
  • Reference numeral 202 denotes a low-temperature measurement thermometer disposed in the lower part of the center.
  • the thermometer 203 is a thermometer arranged near the smoke outlet 5 for low-temperature measurement.
  • a charcoal material 37 such as wood or bamboo, which is a material for charcoal
  • the burning wood 38 is loaded on the upper portion thereof, and then the crater 3
  • the fire gradually burned to the firewood 3 8 above the charcoal 3 7,
  • the drying process for material 37 starts. As shown in Fig. 6, this drying process lasts about 24 to 48 hours at around 100 ° C (measured value of thermometer 201).
  • the temperature of the kiln gradually rises as the drying of the carbon material 37 progresses, the drying process shifts to the carbonization process and the thermal decomposition of the carbon material 37 starts.
  • crater 3 is closed.
  • Vent 4 is left open and outside air flows into gap 40 below grate 32.
  • the carbonization process lasts about 36 to 48 hours at a furnace temperature of 300 to 400 ° C (measured by thermometer 201).
  • the temperature inside the kiln rises to 400 to 550 ° C (measured by thermometer 201), and bluish smoke comes out of the smoke outlet 5. This indicates that the process has proceeded to the fine herring process.
  • air is pressure-fed from a blower (not shown) to the blower pipe 100.
  • This compressed air is released from the air outlet 102 of the blower tube 100 to the rear end of the kiln space 2 and flows vigorously along the upper part of the kiln space 2 toward the front end. Then, it goes downward from the front end of the kiln space 2, flows through the gap 40 below the grate 32 to the rear end again, and is finally discharged from the smoke outlet 5.
  • the temperature of the kiln space 2 is increased by forcibly pumping air into the kiln space 2 to increase the amount of oxygen.
  • the radiant heat obtained from the combustion coal 33 also increases, making the temperature inside the kiln uniform and enabling high-temperature purification of the carbon material 37.
  • the amount of compressed air to be blown is set according to the kiln volume. For example, when the kiln volume is 16 cubic meters, it is preferably about 10 to 20 cubic meters / minute.
  • the amount of water vapor is desirably about 0.5 to 2.0 liters when the kiln volume is 16 cubic meters.
  • the refining process of a general charcoal production method is performed at a kiln temperature of about 400 to 550 ° C. for 5 to 10 hours.
  • coal removed is hot coal. Since high-temperature coal has high adsorption properties for formaldehyde, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, and benzene, it can be mixed with low-temperature coal that has high adsorption properties for ammonia and amines. This makes it possible to take advantage of each other's adsorption characteristics and adsorb a wide variety of harmful gases.
  • the present invention utilizes a gap 40 formed as an air passage below the grate 32. It is also possible to arrange them. In that case, by providing a large number of air discharge holes in the first and second horizontal portions 105, 106, air can be sent upward from the lower side of the kiln space 2.
  • the charcoal production method of the present invention air is forcibly sent into the kiln space in the latter half of the carbonization step to maintain the kiln air at 800 ° C or more. Therefore, high-temperature charcoal can be obtained from the carbon material, and high-temperature coal can be obtained by simple means. Further, according to the charcoal producing apparatus of the present invention, since the air pumped into the kiln space is configured to circulate up and down in the kiln space, the temperature difference between the upper and lower positions in the kiln space is reduced, and thus, the air is always uniform. It can be refined at a very high temperature and can produce high-temperature coal with stable quality.

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Abstract

８００℃以上の高温で炭化された炭を製造することのできる炭製造方法及び装置が開示されている。この炭製造装置は、炭材３７を配置する窯内空間２と、該窯内空間２の前端にそれぞれ設けられた火口３及び通気口４と、前記窯内空間２の後端に設けられた排煙口５と、前記窯内空間２に空気を圧送するための空気圧送手段とを備え、該空気圧送手段が前記排煙口５の付近において窯内空間２の上部に空気俳出口１０２を有し、且つ前記空気排出口１０２が窯内空間２の前端に向けて設けられた送風管１００を備えて構成される。

Description

明 細 . 書 炭製造方法及び装置 [発明の分野]
本発明は、 炭製造方法及び装置の改良に関し、 更に、 詳細には 800°C以上の 高温で炭化された炭を得ることのできる炭製造方法及び装置に関するものである。
[ 背景技術 ]
近年、 炭は、 脱臭効果や有害物を吸収する効果などがあることから、 種々の分 野に用いられている。 従来、 炭の製造は、 土を固めて形成された窯の中に炭材で ある木材を詰め、 これら木材の上に薪材を載せると共に火口付近に薪材を詰め込 み、 これら薪材を燃焼することによって炭材を炭化させ、 排煙口から出る煙が白 から青になったら火口を閉め、 次いで、 通常、 3〜5日経過したら通気口及び排 煙口を完全に封鎖することによって一般的に行なわれてきた。 一方、 特閧 200 0— 1 19 66 1号、 特開 200 1— 18 1646号および特開平 9— 59 64 2号等の特許公報が示すように、 窯又は窯内空間に空気を導入する技術が公知で める。
しかしながら、 上記のような一般的な技術で製造された炭は、 低温 （300〜 550°C) で炭化された炭である。 このような炭は電気抵抗値が高く （絶縁体〜 数 ΜΩ) 、 燃料等の生活用の炭としては十分であるが、 例えばホルムアルデヒド やベンゼン、 トルエン、 キシレン、 ェチルベンゼン、 クロロベンゼンなどの有害 ガスを十分に吸着することができず、 工業用、 特に機能炭を得るには不十分であ る。 また、 上記特許公報に示される技術では、 空気を窯内空間に積極的に導入し て窯内空間内の温度を高くするようにしているが、 いずれも空気を窯内空間の下 部に導入しているために空気が窯内空間の上部まで行き渡らない。 そのために、 窯内空間の全体を高温にすることができず、 炭材を高温で処理することができな かった。 [発明の概要]
そこで、 本発明の目的は、 高品質の高温で炭化された炭を製造することのでき る炭製造方法及び装置を提供することにある。 特に本発明の目的は、 8 0 0 °C以 上の高温で炭化処理した炭であって、 体積抵抗が 1 0 Ω · c m以下の導電性を示 す炭 （以下、 「高温炭」 ということがある） の製造に適した方法および装置を提 供することにある。
本発明の第一の態様によれば、 窯内に配置した炭材に着火し、 該炭材を熱分解 する炭製造方法において、 前記窯内に空気を圧送して窯内温度を少なくとも 8 0 0 °C以上に保つ高温精鍊工程を備えることを特徴とする炭製造方法が提供される。 窯内空間に空気を圧送することで炭材が賦活されるために高温精鰊が効果的に 行なわれる。 その際、 空気の中に水蒸気を含ませることで水蒸気による賦活効果 も同時に期待することができる。 なお、 前記高温精鍊工程では、 窯内温度が 8 0 0 °C以上である状態を 3時間以上保持することが望ましい。
本発明の第二の態様によれば、 炭材を配置する窯内空間と、 該窯内空間の前端 にそれそれ設けられた火口及び通気口と、 前記窯内空間の後端に設けられた排煙 口と、 前記窯内空間に空気を圧送するための空気圧送手段とを備えていることを 特徴とする炭製造装置が提供される。
前記空気圧送手段は、 前記窯内空間の床面の内部又は床面上を通って前記排煙 口付近まで延び、 且つ窯内空間内に空気排出口を有する送風管によって構成され る。 そして、 空気排出口が窯内空間の上部に位置し、 且つ窯内空間の前端に向け て設けられることで、 送風管からの圧送空気を窯内全体に行き渡らせ、 窯内温度 を均一に保持することが容易となる。
前記窯内空間は、 前記火口から窯内空間の中央に向かって徐々に広がる末広部 と、 前記窯内空間の略中央部を形成する最大幅部と、 該最大幅部から前記排煙口 に向かって幅が徐々に狭められた末小部とから形成されている。 また、 前記窯内 空間の床面は、 窯内空間の前端から後端に向かうに従って下方に傾斜するように 形成されている。 [図面の簡単な説明]
図 1は、 本発明による炭製造装置の一実施形態を示す側断面図である。
図 2は、 図 1の A— A線断面図である。
図 3は、 本発明の炭製造装置に用いられる開閉戸の正面図である。
図 4は、 本発明の炭製造装置に用いられる火格子の正面図である。
図 5は、 本発明の炭製造装置に用いられる送風管の斜視図である。
図 6は、 本発明の炭製造装方法の炭化工程における窯内空間の温度変化を示す グラフである。
[発明の具体的説明]
以下、 本発明に係る炭製造方法及び装置の実施の形態を図面を参照して詳細に 説明する。
図 1および図 2は、 本発明に係る炭製造方法および装置を実施するための実施 例を示すものである。 この実施例における本発明による炭製造装置は、 燃焼炉 1 を備え、 この燃焼炉 1は炭を作るための材料となる炭材 3 7を収容する窯内空間 2を有する。 この燃焼炉 1は、 例えば、 コンクリートによって形成され、 内部が 耐火レンガによって内張りされたものである。 炭材 3 7としては、 間伐材、 廃材 などの木材や竹を用いることができる。
燃焼炉 1は、 窯内空間 2の前端に夫々設けられた火口 3および通気口 4と、 窯 内空間 2の後端に設けられた排煙口 5とを有する。 火口 3および通気口 4は、 図 3に示される開閉戸 6によって開閉可能とされる。 この開閉戸 6は、 例えば、 燃 焼炉 1に蝶番 7で取り付けられている。 この開閉戸 6の開閉は、 手動で行うよう にしてもよいし、 あるいは遠隔操作で行うようにしてもよい。
なお、 開閉戸 6の下部には前記通気口 4に連通可能な開口 6 aが形成され、 こ の開口 6 aを開閉するための開閉蓋 8が設けられている。 この開閉蓋 8は開閉戸 6に固定された枠 9に上下方向に摺動可能に取り付けられている。 また、 この開 閉蓋 8は開閉戸 6を閉じたまま通気口 4のみを開閉することができるようにする ためのものである。 排煙口 5は、 燃焼炉 1の後端下部から突出する煙突状のもので、 燃焼炉 1との 接続部には排煙口 5を開閉するための開閉扉 1 2が配置されている。
前記窯内空間 2の中央部には炭材 3 7が収容され、 その上部お上び前部には焚 き木 3 8、 3 9が配置される。 炭材 3 7はこれら焚き木 3 8、 3 9によって着火 されたのち炭化され、 その際通気口 4から窯内空間 2の中に空気が導入される。 炭化される際に発生する排煙は排煙口 5から排出される。 この点については後で 詳細に説明する。
本発明による装置は、 図 2に示されるように、 本発明では窯内空間 2が火口 3 から窯内空間 2の中央に向かって幅が徐々に広がる末広部 2 0と、 この末広部 2 ◦に接続され且つ窯内空間 2の略中央部に配置された最大幅部 2 1と、 この最大 幅部 2 1から延び且つ排煙口 5に向かって幅が徐々に狭められた末小部 2 2とか ら形成されている。 このようにすることで、 後述するように窯内空間 2の中に配 置された炭材 3 7が炭化されるとき、 通気口 4から窯内空間 2の中に導入される 空気が窯内空間 2の中に導入され易く、 また窯内空間 2の中に均一に広がり、 次 いで、 燃焼ガスが排煙口 5に向かって円滑に運ばれる。 また、 窯内空間 2の床面 2 aは火口 3から排煙口 5に向かうに従って下方に傾斜するように形成されてい る （図 1参照） 。 なお、 この傾斜は好ましくは約 5 ° である。 このように、 床面 2 aが排煙口 5に向かって下方に傾斜していると、 床面 2 a上を走る熱風が排煙 口 5に向かって円滑に流れ易くなる。
また、 本発明による炭製造装置は、 炭材 3 7を高温精練するための空気圧送手 段を備えることを特徴とする。
この空気圧送手段は、 図 1、 2及び 4に示されるように、 燃焼炉 1の前端から 後端までコンクリート床壁 1 a内に埋設された送風管 1 0 0を備えてなる。 この 送風管 1 0 0は、 コンクリート床壁 1 aの前端から外部に突出する空気導入口 1 0 1と、 コンクリート床壁 1 aの後端部から窯内空間 2内に突出する空気排出口 1 0 2とを備えてなる。
図 2に示されるように、 前記空気導入口 1 0 1が形成された主導管 1 0 3は、 カップリング 1 0 4を介して着脱自在に接続されている。 また、 空気導入口 1 0 1は送風管 1 0 0内に空気を圧送するためのブロア （図示せず） に接続されてい る。
送風管 1 0 0について更に詳細に述べると、 この送風管 1 0 0は図 2および図 4に示されるように、 空気導入口 1 0 1付近から二股状に延びる第一および第二 の水平部 1 0 5、 1 0 6と、 これら第一および第二の水平部 1 0 5、 1 0 6の後 部、 即ち、 排煙口 5の付近からそれそれ上方に延びる起立部 1 0 7、 1 0 8とを 有する。 前記第一および第二の水平部 1 0 5， 1 0 6は、 コンクリート床壁 1 a 内に埋設され、 起立部 1 0 7、 1 0 8がコンクリート床壁 1 aから窯内空間 2内 に露出している。 更に、 これら起立部 1 0 7、 1 0 8の端部にはそれそれ窯内空 間 2の前端に向かって延びる屈曲部 1 0 9、 1 1 0が形成されている。 そして、 これら屈曲部 1 0 9、 1 1 0の開放端に前述の空気排出口 1 0 2が形成されてい る。 従って、 これら空気排出口 1 0 2からは窯内空間 2の前方に向かって空気が 放出されることになる。 なお、 空気排出口 1 0 2は、 放出された空気が窯内空間 2の上部に沿って移動するように、 窯内空間 2の上部に位置させるのが好ましい (図 1参照） 。
前述の第一および第二の水平部 1 0 5、 1 0 6は、 図 2および図 4に示される ように、 窯内空間 2の末広部 2 0に相応して延びる第一の部分 1 1 1と、 窯内空 間 2の最大幅部 2 1に相応して延びる第二の部分 1 1 2と、 窯内空間 2の末小部 2 2に相応して延びる第三の部分 1 1 3とで形成することができる。 このように すると、 送風管 1 0 0を窯内空間 2内に配設した場合に、 窯内空間 2の形状に合 わせて配置することができ、 炭材の収容空間を可及的に大きくとることができる なお、 前記起立部 1 0 7、 1 0 8は、 後述する火格子 3 2を貫通するようにして 配置される。
図示しないのブロアから空気導入口 1 0 1に圧送された空気は、 左右の水平部 1 0 5、 1 0 6内に分岐されたのち、 左右の空気排出口 1 0 2から放出されて炭 材 3 7の上方を窯内空間 2の前端に向かって移動し、 さらに前端から窯内空間 2 の下側に回り込んで後端に流れていく。 このように、 後端の空気排出口 1 0 2か ら窯内空間 2内へ積極的に空気を放出することで、 窯内空間 2の温度が上昇して 炭材 3 7が賦活され、 炭材 3 7の高温精鰊が可能となる。
前記燃焼炉 1の床面 2 aの上方には、 図 1に示されるように、 空気通路となる 所定の隙間 4 0を設けて火格子 3 2が設置されている。 この火格子 3 2は、 燃焼 炉 1の火口 3から排煙口 5の近くまで延びており、 図 2および図 5に示されるよ うに、 複数の棒状の横部材 3 4と、 これら横部材 3 4に結合された複数の棒状の 縦部材 3 5とで格子状に形成されている。 また、 所定の隙間 4 0を設けるために、 窯内空間 2の床面 2 aの上に受部材 3 6を介して載置されている （図 1及び図 2 参照） 。 この火格子 3 2によって窯内空間 2の床面 2 a上に空気通路が形成され ることになり、 前記通気口 4から導入される空気や送風管 1 0 0の空気排気口 1 0 2から放出されて窯内空間 2の前端を回り込んだ空気が空気通路を通って窯内 空間 2の後端から排煙口 5に排出される。 また、 火格子 3 2の上面には屑炭など の燃料炭 3 3がー様に配置される。 この燃料炭 3 3は、 炭材 3 7を炭化精鰊する 際に輻射熱を放出して窯内温度の均一化に寄与する。 なお、 炭材 3 7は、 燃料炭 3 3の上に通常の態様、 例えば、 立てた状態で配列される。
なお、 図 2において、 符号 2 0 0、 2 0 1、 2 0 2および 2 0 3は、 窯内空間 2の適当な位置に配置された温度計を示す。 温度計 2 0 0は中央部の上段に配設 された高温域計測用の温度計を、 温度計 2 0 1は中央部の中段に配設された中温 域計測用の温度計を、 温度計 2 0 2は中央部の下段に配設された低温域計測用の 温度計をそれそれ示す。 また、 温度計 2 0 3は排煙口 5付近に配設された低温域 計測用の温度計である。 これらの温度計はコントローラ （図示せず） に接続され、 このコントローラはこれら温度計で計測された窯内空間 2の温度や、 この温度に 起因する炭化工程の状態に基づいて、 空気の供給量を調節したり、 火口 3、 通気 口 4および排煙口 5を開閉したりする。
次に、 上記のように構成された炭製造装置を用いた炭の製造方法について述べ る。
先ず、 炭の材料となる木材や竹等の炭材 3 7を火格子 3 2の上に燃料炭 3 3を 介して積載し、 次いで、 その上部に焚き木 3 8を積んだのち、 火口 3に積んだ焚 き木 3 9に着火する。 火は次第に炭材 3 7の上部の焚き木 3 8にも燃え移り、 炭 材 3 7の乾燥工程が開始する。 この乾煙工程は図 6に示したように、 1 0 0 °C (温度計 2 0 1の測定値） 前後で約 2 4〜 4 8時間程度続く。 炭材 3 7の乾燥が 進んで窯内温度が次第に上がってくると、 乾燥工程から炭化工程に移り炭材 3 7 の熱分解が始まる。 炭化工程に移ったら火口 3を閉じる。 通気口 4は開いたまま にしておき、 火格子 3 2の下側の隙間 4 0に外部空気を流入する。 炭化工程は窯 内温度が 3 0 0〜4 0 0 °C (温度計 2 0 1の計測値） の範囲で約 3 6〜 4 8時間 程度続けられる。 炭化が終了段階に入ると窯内温度が 4 0 0〜5 5 0 °C (温度計 2 0 1の計測値） に上昇し、 排煙口 5から青みを帯びた煙が出るようになって精 鰊工程に進んだことが示される。 精鍊工程に移ったことを見計らって、 図示外の ブロアから送風管 1 0 0に空気を圧送する。 この圧送空気は送風管 1 0 0の空気 排出口 1 0 2から窯内空間 2の後端に放出され、 窯内空間 2の上部に沿って前端 に向かって勢いよく流れる。 そして、 窯内空間 2の前端から下方側に回りこみ、 火格子 3 2の下側の隙間 4 0を通って再び後端側に流れ、 最終的に排煙口 5から 排出される。
このように、 窯内空間 2へ強制的に空気を圧送して酸素量を増やすことで窯内 空間 2の温度上昇が図られる。 また、 火格子 4 0の下面側にも空気の流れを作る ことで燃焼炭 3 3から得られる輻射熱も大きくなり、 窯内温度の均一化が図られ て炭材 3 7の高温精鍊が可能になる。 特に、 空気を圧送することによって窯内温 度を 9 0 0〜 1 1 0 0 °C (温度計 2 0 1の計測値） に保ち、 その温度範囲で 3時 間以上精鍊することが望ましい。 なお、 窯内温度が 8 0 0 °C以上で高温精鍊は可 能であり、 余り高すぎると炭の品質に悪影響を及ぼす恐れがあることから、 1 2 0 0 °C以上にならないように注意する必要がある。 圧送空気の送風量は窯内容積 によって設定されるが、 例えば窯内容積が 1 6立方メートルの場合は 1 0〜2 0 立方メートル/分程度が望ましい。 また、 空気を送り込む際にその中に水蒸気も 一緒に混ぜて圧送することで、 窯内空間 2をさらに賦活きせることができる。 こ の場合の水蒸気の量は、 窯内容積が 1 6立方メートルの場合は 0 . 5〜2 . 0リ ヅトルノ分程度が望ましい。
図 6に示されるように、 精鰊工程が終了したら圧送空気の供給を停止すると同 時に直ちに通気口 4と排煙口 5を完全に密閉する。 数日間そのままの状態に置い て内部を冷却してから燃焼炉 1を開け、 窯内空間 2から炭を取り出す。 なお、 図 6に点線で示したように、 一般的な炭製造方法の精鍊過程は、 窯内温度が約 4 0 0〜5 5 0 °Cで 5 ~ 1 0時間行なわれる。
取り出された炭は高温炭である。 高温炭はホルムアルデヒドやベンゼン、 トル ェン、 キシレン、 ェチルベンゼン、 クロ口ベンゼンなどに対して高い吸着特性を 有するので、 これをアンモニア、 ァミンなどに対して高い吸着特性を有する低温 炭と混合することで、 互いの吸着特性を生かすことができ、 多種類に及ぶ有害ガ スの吸着が可能となる。
なお、 上記の実施形態では送風管 1 0 0をコンクリート床壁 1 a内に埋設した 場合について説明しだが、 本発明では前記火格子 3 2の下方に空気通路として形 成した隙間 4 0を利用して配設することも可能である。 その場合、 第一および第 二の水平部 1 0 5、 1 0 6に多数の空気放出孔を設けることで、 窯内空間 2の下 側から上方に向けて空気を送り込むことができる。
以上説明したように、 本発明の炭製造方法によれば、 炭化工程の後半で窯内空 間に空気を強制的に送り込んで窯内空気を 8 0 0 °C以上に保持するようにしたの で、 炭材の高温精鰊が可能となり高温炭を簡易な手段で得ることができる。 また、 本発明の炭製造装置によれば、 窯内空間に圧送された空気が窯内の上下 を循環するように構成したので、 窯内空間内の上下位置の温度差が少なくなつて 常に均一な高温で精鍊処理することができ、 品質の安定した高温炭を製造するこ とができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 窯内に配置した炭材に着火し、 該炭材を熱分解する炭製造方法において、 前記窯内に空気を圧送して窯内温度を少なくとも 8 0 0 °C以上に保つ高温精鍊 工程を少なくとも含んでなることを特徴とする、 炭製造方法。
2 . 前記圧送される空気の中に水蒸気を含ませる、 請求項 1記載の炭製造方 法。
3 . 前記高温精鍊工程が、 窯内温度を 8 0 0 °C以上とし、 この状態を 3時間 以上保持することにより行なわれる、 請求項 1記載の炭製造方法。
4 . 炭材を配置する窯内空間と、 該窯内空間の前端にそれそれ設けられた火 口及び通気口と、 前記窯内空間の後端に設けられた排煙口と、 前記窯内空間に空 気を圧送するための空気圧送手段とを少なくとも備えてなることを特徴とする、
5 . 前記空気圧送手段が、 前記排煙口の付近において窯内空間の上部に空気 排出口を有し、 且つ前記空気排出口が窯内空間の前端に向けて設けられた送風管 を備えてなる、 請求項 4記載の炭製造装置。
6 . 前記窯内空間の床面が前端から後端に向かうに従って下方に傾斜するよ うに形成されてなる、 請求項 4記載の炭製造装置。
7 . 前記窯内空間が前記火口から窯内空間の中央に向かって徐々に広がる末 広部と、 前記窯内空間の略中央部を形成する最大幅部と、 該最大幅部から前記排 煙口に向かって幅が徐々に狭められた末小部とから形成されてなる、 請求項 4記
8 . 前記窯の内壁が耐火レンガよりなる、 請求項 4に記載の炭製造装置。
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