WO2014175053A1 - 乾留装置 - Google Patents

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reference gas
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慶一 中川
大本　節男
雅一 坂口
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • 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 a carbonization apparatus that continuously heats and circulates solid organic matter and continuously performs carbonization.
  • a rotary kiln described in Patent Document 1 In the case of continuous distillation by heating while circulating solid organic matter, for example, a rotary kiln described in Patent Document 1 below can be applied.
  • the rotary kiln described in Patent Document 1 supplies organic matter (processed product) to the inner cylinder (furnace core tube) and rotates the inner cylinder, thereby circulating the organic matter inside the inner cylinder.
  • the hot air can be blown into the outer cylinder (heating furnace) to heat the organic matter and continuously dry, and the temperature of the hot air can be measured by measuring the temperature of the organic matter with a thermocouple provided in the inner cylinder. Can be adjusted.
  • the temperature of the organic matter in contact with the thermocouple is determined as the temperature of the entire organic matter, and therefore the temperature of the organic matter in contact with the thermocouple is the organic matter. If the temperature is greatly deviated from the overall average temperature, the whole organic matter is not heated with a necessary and sufficient amount of heat, and there is a possibility that the whole organic matter cannot be dry-distilled at the intended dry distillation rate (degree).
  • an object of the present invention is to provide a carbonization apparatus that can accurately perform carbonization at the rate of carbonization for the whole organic matter.
  • a carbonization apparatus is a furnace main body for circulating a solid organic substance therein, an organic substance supply means for supplying the organic substance into the furnace main body,
  • the heating means for heating the organic matter inside the furnace body, the sending means for sending the solid dry matter and the dry distillation gas heated and dry distilled inside the furnace body, and the dry distillation gas comprises an inert gas Reference gas supply means for adding a reference gas, and carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen gas, hydrocarbon gas, H 2 O in a mixed gas of the dry distillation gas and the reference gas sent from the sending means
  • Gas concentration measuring means for measuring the calibration gas concentration Cc and the reference gas concentration Cs, and the calibration gas concentration Cc and the reference gas concentration measured by the gas concentration measurement means.
  • the flow rate Fs per unit time of the reference gas added from the reference gas supply means, and the weight Wo per unit time of the organic matter supplied from the organic matter supply means to the inside of the furnace body is calculated from the following formula (1), and the calibration gas generation ratio Fc and the organic substance per unit weight of the organic substance input in advance are calculated.
  • the calculation control means increases the heating temperature of the organic matter when the dry distillation rate Dt is smaller than the dry distillation rate Dr. And controlling the heating means.
  • the dry distillation apparatus according to the third invention is the heating temperature of the organic matter when the calculation control means in the first or second invention is such that the dry distillation rate Dt is larger than the dry distillation rate Dr.
  • the heating means is controlled so as to lower the temperature.
  • the heating means heats the furnace body from the outside.
  • the reference gas supply means supplies the reference gas to the upstream side of the furnace body in the circulation direction of the organic matter. It is what supplies.
  • the carbonization apparatus according to the sixth invention is characterized in that, in any of the first to fifth inventions, the organic matter is low-grade coal.
  • the calculation control means includes the calibration gas based on the calibration gas concentration Cc, the reference gas concentration Cs, the reference gas flow rate Fs, and the organic substance weight Wo. Is calculated from the equation (1), and a dry distillation rate Dt of the organic matter is obtained from a relation map between the generation amount Fc of the calibration gas and the dry distillation rate of the organic matter, which is input in advance. Since the heating means is controlled so that the ratio Dt is the target dry distillation ratio Dr, the heating amount of the organic substance can be set based on the total dry distillation ratio (degree) of the organic substance after the end of the dry distillation.
  • the entire organic matter in the furnace main body can be heated with a necessary and sufficient amount of heat without being affected by the variation.
  • the whole organic matter can be subjected to dry distillation with high accuracy at the intended dry distillation rate Dr.
  • FIG. 1 It is a schematic block diagram of main embodiment of the carbonization apparatus which concerns on this invention.
  • the low of the carbon monoxide generation amount per unit weight from the low-grade coal and the dry distillation rate (degree) of the low-grade coal which is input in advance to the calculation control means of another embodiment of the carbonization apparatus according to the present invention. It is a relationship map for each grade of rank coal.
  • an inner cylinder (furnace body) 112 is rotatably supported inside a fixedly supported outer cylinder (jacket) 111.
  • a supply feeder 113 that feeds low-grade coal (low-quality coal) 1 such as dried lignite or sub-bituminous coal, which is a solid organic substance, to the base end side (left side in FIG. 1) of the inner cylinder 112
  • the distal end side (the right side in FIG. 1) is connected while allowing the inner cylinder 112 to rotate.
  • a supply hopper 114 into which the low-grade coal 1 is put is provided on the base end side (left side in FIG. 1) of the supply feeder 113.
  • a reference gas supply source 115 which is a reference gas supply means for supplying a reference gas 4 made of nitrogen gas is connected to the base end side of the inner cylinder 112 via a flow rate adjusting valve 115a.
  • the carbonized carbon 2 that is a solid carbonized product obtained by carbonizing the low-grade coal 1 is dropped and sent downward, and the low-grade coal 1 is subjected to carbonization.
  • a shooter 116 which is a sending means for sending the carbonized gas 3 generated therewith from above is connected while allowing the inner cylinder 112 to rotate. The upper part of the shooter 116 is connected to a combustion furnace 117 for burning the dry distillation gas 3.
  • a fuel supply source 118 for supplying combustion fuel 5 such as natural gas to the inside of the combustion furnace 117 is connected to the combustion furnace 117 via a flow rate adjusting valve 118 a and to the inside of the combustion furnace 117.
  • An air blower 119 for supplying combustion air 6 is connected, and the combustion furnace 117 can generate and send combustion gas 7 by burning the dry distillation gas 3 together with the fuel 5 and the air 6. It can be done.
  • the delivery port of the combustion gas 7 of the combustion furnace 117 is connected to the inside of the outer cylinder 111.
  • the outer cylinder 111 is connected to an exhaust line 111 a for discharging the combustion gas 7 fed into the outer cylinder 111 to the outside of the system.
  • a gas concentration measuring device 131 such as a gas chromatograph, which is a gas concentration measuring means for measuring, is connected.
  • the gas concentration measuring device 131 is electrically connected to an input unit of a calculation control device 130 that is a calculation control means.
  • the output unit of the arithmetic and control unit 130 is electrically connected to the drive motor 113a of the supply feeder 113, the flow rate adjustment valve 115a of the reference gas supply source 115, the flow rate adjustment valve 118a of the fuel supply source 118, and the air blower 119.
  • the arithmetic and control unit 130 is connected to the drive motor 113a, the flow rate adjusting valves 115a and 118a, the air blower 119, etc. based on the information from the gas concentration measuring device 131 and the information inputted in advance. Can be controlled (details will be described later).
  • the supply feeder 113, the supply hopper 114, and the like constitute organic substance supply means, and the outer cylinder 111, the combustion furnace 117, the fuel supply source 118, the air blower 119, and the like provide heating means. It is composed.
  • the low-grade coal 1 After putting the low-grade coal 1 into the supply hopper 114, the low-grade coal 1 varieties, the intended dry distillation rate (degree) Dr of the low-grade coal 1, the low grade coal supplied into the inner cylinder 112
  • the arithmetic control device 130 controls the operation of the drive motor 113a of the supply feeder 113 so that the low-grade coal 1 is supplied into the inner cylinder 112 with the input weight Wo per unit time, and is input.
  • the flow control valve 118a and the air blower 119 of the fuel supply source 118 are controlled to operate so that the fuel 5 and the air 6 are supplied at a reference flow rate at the start of operation, and the reference is set in the combustion furnace 117.
  • a combustion gas 7 having a temperature is generated and fed into the outer cylinder 111.
  • the low-grade coal 1 supplied into the inner cylinder 112 is moved from the proximal end side (left side in FIG. 1) to the distal end side (right side in FIG. 1) as the inner cylinder 112 rotates. At the same time as it is circulated while being stirred toward the outer cylinder 111, and is indirectly heated through the inner cylinder 112 by the combustion gas 7 fed into the outer cylinder 111, thereby being dry-distilled into the dry-distilled coal 2, It is sent out to the shooter 116 and sent out of the system from below the shooter 116.
  • the combustion gas 7 that has heated the inner cylinder 112 is discharged out of the system through the exhaust line 111a.
  • the dry distillation gas 3 generated by heating and dry distillation of the low-grade coal 1 is supplied from the reference gas supply source 115 to the upstream side in the flow direction of the low-grade coal 1 in the inner cylinder 112. While being mixed in the inner cylinder 112 with the gas 4, it is sent out to the shooter 116, becomes a mixed gas with the reference gas 4, and is sent from above the shooter 116, and a part thereof is sent to the gas concentration measuring device 131. On the other hand, the remainder is fed into the combustion furnace 117 and combusted together with the fuel 5 and the air 6 to become combustion gas 7 and fed into the outer cylinder 111.
  • the gas concentration measuring device 131 measures the composition ratio (concentration) of carbon dioxide, which is a calibration gas in the sampled mixed gas, and the reference gas 4, and transmits the information to the arithmetic and control device 130.
  • the arithmetic and control unit 130 receives the weight Wo per unit time of the low-grade coal 1 supplied into the inner cylinder 112 and the unit gas per unit time of the reference gas 4 supplied into the inner cylinder 112. Based on the flow rate Fs and information from the gas concentration measuring device 131, that is, the composition ratio (concentration) Cc of carbon dioxide in the mixed gas and the composition ratio (concentration) Cs of the reference gas 4, the low quality.
  • the amount (volume) Fc of carbon dioxide generated per unit weight of charcoal is calculated from the following equation (1).
  • the arithmetic and control unit 130 inputs a carbon dioxide generation amount (volume) Fc per unit weight of the low-grade coal 1 and a dry distillation reduction amount per unit weight of the low-grade coal 1 (preliminarily input).
  • Weight that is, the carbon dioxide generation amount Fc corresponding to the previously input low-grade coal 1 type from the relationship map (see FIG. 2) with the carbonization rate (degree) Dt of the carbonized coal 2.
  • the carbonization ratio (degree) Dt of the carbonized coal 2 corresponding to is obtained.
  • the said arithmetic and control unit 130 compares the said carbonization rate (degree) Dt of the said carbonization coal 2 with the said carbonization rate (degree) Dr made into the objective previously input, and the said carbonization rate (degree) Dt Is a value that falls within an allowable error range of the carbonization rate (degree) Dr, it is determined that the low-grade coal 1 is carbonized at the carbonization rate (degree) Dr for the purpose, and the fuel 5
  • the flow rate adjusting valve 118a of the fuel supply source 118 is controlled to be fed at a current flow rate.
  • the arithmetic and control unit 130 determines that the carbonization reduction (weight) per unit weight of the low-grade coal 1 is small, that is, the carbonization rate (degree) of the carbonization coal 2 is small, and the fuel 5 is made to be less than the current flow rate.
  • the temperature of the combustion gas 7 is raised by controlling the operation of the flow rate adjusting valve 118a of the fuel supply source 118 so that a large amount of fuel is supplied.
  • the arithmetic and control unit 130 determines that the carbonization reduction (weight) per unit weight of the low-grade coal 1 is large, that is, the carbonization rate (degree) of the carbonization coal 2 is large, and the fuel 5 is more than the current flow rate.
  • the flow rate adjusting valve 118a of the fuel supply source 118 is controlled to be fed so that the temperature of the combustion gas 7 is lowered.
  • the carbonized coal 2 is always carbonized so as to have a target carbonization ratio (degree) Dr.
  • the concentration of carbon dioxide (calibration gas) in the carbonized gas 3 after the carbonization sent from the shooter 116 together with the carbonized carbonized carbon 2 is detected.
  • the carbonization rate (degree) of the carbonized coal 2 is obtained from the relationship map obtained in advance, and the temperature of the combustion gas 7 is adjusted.
  • the heating amount of the low-grade coal 1 can be set from the overall dry distillation rate (degree) of the dry distillation coal 2 after the end of dry distillation. Even if the temperature of the low-grade coal 1 in 112 is partially greatly varied, the entire low-grade coal 1 can be heated with a necessary and sufficient amount of heat without being affected by the variation.
  • the carbonization apparatus 100 it is possible to perform carbonization with high accuracy at the carbonization ratio Dr aimed at the entire low-grade coal 1.
  • the reference gas 4 is supplied to the dry distillation gas 3, and the amount of carbon dioxide generated is determined based on the ratio of carbon dioxide in the dry distillation gas 3 to the reference gas 4, for example, Based on the flow rate of the dry distillation gas 3 sent from the shooter 116, the amount of carbon dioxide generated can be calculated with higher accuracy than when the amount of carbon dioxide generated is determined. Accurate carbonization can be more reliably performed with the intended carbonization ratio Dr.
  • the reference gas supply source 115 is connected to the proximal end side of the inner cylinder 112, that is, the upstream side in the flow direction of the low-grade coal 1, and the reference gas supply 115 is connected to the inner cylinder 112.
  • the gas 4 is supplied, as another embodiment, for example, the reference gas supply source 115 is connected between the shooter 116 and the gas concentration measuring device 131 to connect the reference gas to the dry distillation gas 3. It is also possible to supply 4.
  • the reference gas supply source 115 is connected to the proximal end side of the inner cylinder 112, that is, the upstream side in the flow direction of the low-grade coal 1, and the inside of the inner cylinder 112 is If the reference gas 4 is supplied, the dry distillation gas 3 and the reference gas 4 can be easily and reliably mixed, which is very preferable.
  • the low-grade coal 1 in the inner cylinder 112 is heated and dry-distilled with the combustion gas 7, but as another embodiment, for example, the inner cylinder 112 is It is also possible to dry-distill the low-grade coal 1 in the inner cylinder 112 by heating with an electric heater or the like.
  • the low-grade coal 1 in the inner cylinder 112 is heated and dry-distilled with the combustion gas 7 as in the above-described embodiment, it is generated along with the dry-distillation of the low-grade coal 1. Since the dry distillation gas 3 can be used as a raw material of the combustion gas 7 and can be effectively used, it is very preferable.
  • the low-grade coal 1 is indirectly heated and dry-distilled through the inner cylinder 112 by feeding the combustion gas 7 into the outer cylinder 111.
  • the reference gas 4 is heated by circulating the combustion gas 7 through a heat exchanger and the reference gas 4 through the heat exchanger. It is also possible to supply the reference gas 4 into the inner cylinder 112 and directly heat the low-grade coal 1 to dry distillation.
  • the reference gas 4 when the reference gas 4 is heated and the heated reference gas 4 is supplied into the inner cylinder 112 so that the low-grade coal 1 is directly heated to dry distillation, the reference gas 4 Since the gas 4 must be used in a large amount and the cost is increased, it is not preferable.
  • carbon dioxide in the dry distillation gas 3 is applied as a calibration gas.
  • carbon monoxide in the dry distillation gas 3 is applied as a calibration gas.
  • the amount (volume) Fc of carbon monoxide generated per unit weight of the low-grade coal 1 and the carbonization loss (weight) per unit weight of the low-grade coal 1 that is, From the relationship map with the carbonization rate (degree) Dt of the carbonized coal 2, the carbonization rate of the carbonized coal 2 corresponding to the carbon monoxide generation amount Fc corresponding to the previously input low-grade coal 1 type (Degree) Obtaining Dt, or applying methane (hydrocarbon gas) in the dry distillation gas 3 as a calibration gas, as shown in FIG.
  • methane from the unit weight of the low-grade coal 1 From the relationship map between the amount of raw material (volume) Fc and the dry distillation reduction (weight) per unit weight of the low-grade coal 1, that is, the dry distillation ratio (degree) Dt of the dry-distilled coal 2, the low-grade input previously. It is also possible to obtain the dry distillation ratio (degree) Dt of the carbonized coal 2 corresponding to the generation amount Fc of the methane (hydrocarbon gas) corresponding to the type of the coal 1.
  • an appropriate type of calibration gas may be appropriately selected from the target value of the dry distillation rate Dt.
  • a plurality of calibration gases can be selected and used in combination.
  • the carbonization apparatus according to the present invention when the carbonization apparatus according to the present invention is applied to carbonization of low-grade coal (low-quality coal) such as lignite and sub-bituminous coal, the carbonization can be accurately carbonized at a carbonization ratio intended for the entire low-grade coal. Therefore, it can be used extremely beneficially in the industry.
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Abstract

低品位炭（１）を内部に流通させる内筒（１１２）と、低品位炭（１）を供給する供給フィーダ（１１３）と、低品位炭（１）を加熱する加熱手段（１１１，１１７，１１８，１１９）と、生成した乾留炭（２）及び乾留ガス（３）を送出するシュータ（１１６）と、乾留ガス（３）に窒素ガス等の基準ガス（４）を加える基準ガス供給源（１１５）と、シュータ（１１６）からの乾留ガス（３）と基準ガス（４）との混合ガス中の二酸化炭素の濃度Ｃｃ及び基準ガス（４）の濃度Ｃｓを計測するガス濃度計測装置（１３１）と、前記濃度Ｃｃ，Ｃｓ、基準ガス（４）の供給流量Ｆｓ、低品位炭（１）の供給重量Ｗｏに基づいて、二酸化炭素の発生量Ｆｃを算出し、予め入力されているマップから低品位炭（１）の乾留割合Ｄｔを求め、目的とする乾留割合Ｄｒとなるように加熱手段（１１８ａ）を制御する演算制御装置（１３０）とを備えた。

Description

乾留装置
　本発明は、固形状の有機物を流通させながら加熱して連続的に乾留する乾留装置に関する。
　固形状の有機物を流通させながら加熱して連続的に乾留する場合には、例えば、下記特許文献１に記載されたロータリキルンを適用することができる。この特許文献１に記載されているロータリキルンは、内筒（炉芯管）に有機物（処理物）を供給して当該内筒を回転させることにより、当該内筒の内部で有機物を流通させながら、外筒（加熱炉）内に熱風を吹き込んで有機物を加熱して連続的に乾留することができると共に、前記内筒に設けた熱電対によって有機物の温度を計測することにより、前記熱風の温度を調整することができるようになっている。
特開２０００－２９２０６８号公報
　しかしながら、前述したような特許文献１に記載されているロータリキルンにおいては、前記熱電対と接触した有機物の温度を有機物全体の温度と判断することから、当該熱電対と接触した有機物の温度が有機物全体の平均温度と比べて大きくずれていると、有機物全体が必要十分な熱量で加熱されなくなってしまい、有機物全体を目的とする乾留割合（度合）で乾留できないおそれがあった。
　このようなことから、本発明は、有機物全体を目的とする乾留割合で精度よく乾留することができる乾留装置を提供することを目的とする。
　前述した課題を解決するための、第一番目の発明に係る乾留装置は、固形状の有機物を内部に流通させる炉本体と、前記炉本体の内部に前記有機物を供給する有機物供給手段と、前記炉本体の内部の前記有機物を加熱する加熱手段と、前記炉本体の内部で加熱されて乾留された固形状の乾留物及び乾留ガスを送出する送出手段と、前記乾留ガスに不活性ガスからなる基準ガスを加える基準ガス供給手段と、前記送出手段から送出された前記乾留ガスと前記基準ガスとの混合ガス中の、一酸化炭素、二酸化炭素、水素ガス、炭化水素ガス、Ｈ2Ｏのうちの少なくとも一つからなる検量ガスの濃度Ｃｃ及び上記基準ガスの濃度Ｃｓを計測するガス濃度計測手段と、前記ガス濃度計測手段で計測された前記検量ガスの濃度Ｃｃ及び前記基準ガスの濃度Ｃｓ、並びに、前記基準ガス供給手段から加えている前記基準ガスの単位時間当たりの流量Ｆｓ及び前記有機物供給手段から前記炉本体の内部に供給している前記有機物の単位時間当たりの重量Ｗｏに基づいて、当該有機物の単位重量当たりからの前記検量ガスの発生量Ｆｃを下記式（１）から算出し、予め入力されている、当該検量ガスの発生量Ｆｃと当該有機物の単位重量当たりの乾留割合との関係マップから、当該有機物の単位重量当たりの乾留割合Ｄｔを求め、当該乾留割合Ｄｔが、目的とする乾留割合Ｄｒとなるように前記加熱手段を制御する演算制御手段とを備えていることを特徴とする。
　Ｆｃ＝｛Ｆｓ（Ｃｃ／Ｃｓ）｝／Ｗｏ　　　（１）
　また、第二番目の発明に係る乾留装置は、第一番目の発明において、前記演算制御手段が、前記乾留割合Ｄｔが前記乾留割合Ｄｒよりも小さい場合には前記有機物の加熱温度を上昇させるように前記加熱手段を制御するものであることを特徴とする。
　また、第三番目の発明に係る乾留装置は、第一番目又は第二番目の発明において、前記演算制御手段が、前記乾留割合Ｄｔが前記乾留割合Ｄｒよりも大きい場合には前記有機物の加熱温度を下降させるように前記加熱手段を制御するものであることを特徴とする。
　また、第四番目の発明に係る乾留装置は、第一番目から第三番目の発明のいずれかにおいて、前記加熱手段が、前記炉本体を外側から加熱するものであることを特徴とする。
　また、第五番目の発明に係る乾留装置は、第一番目から第四番目の発明のいずれかにおいて、前記基準ガス供給手段が、前記炉本体の前記有機物の流通方向上流側に前記基準ガスを供給するものであることを特徴とする。
　また、第六番目の発明に係る乾留装置は、第一番目から第五番目の発明のいずれかにおいて、前記有機物が、低品位炭であることを特徴とする。
　本発明に係る乾留装置によれば、演算制御手段が、前記検量ガスの濃度Ｃｃ及び前記基準ガスの濃度Ｃｓ、並びに、前記基準ガスの流量Ｆｓ及び前記有機物の重量Ｗｏに基づいて、前記検量ガスの発生量Ｆｃを前記式（１）から算出し、予め入力されている、当該検量ガスの発生量Ｆｃと当該有機物の乾留割合との関係マップから、当該有機物の乾留割合Ｄｔを求め、当該乾留割合Ｄｔを目的とする乾留割合Ｄｒとするように加熱手段を制御することから、乾留終了後の上記有機物の全体の乾留割合（度合）に基づいて、当該有機物の加熱量を設定することができるので、炉本体内の有機物の温度が部分的に大きくバラついていたとしても、当該バラつきに左右されることなく有機物全体を必要十分な熱量で加熱することができる。その結果、有機物全体を目的とする乾留割合Ｄｒで精度よく乾留することができる。
本発明に係る乾留装置の主な実施形態の概略構成図である。 図１の乾留装置の演算制御装置に予め入力されている、低品位炭からの単位重量当たりの二酸化炭素の発生量と低品位炭の乾留割合（度合）との、低品位炭の品種ごとの関係マップである。 本発明に係る乾留装置の他の実施形態の演算制御手段に予め入力される、低品位炭からの単位重量当たりの一酸化炭素の発生量と低品位炭の乾留割合（度合）との、低品位炭の品種ごとの関係マップである。 本発明に係る乾留装置の他の実施形態の演算制御手段に予め入力される、低品位炭からの単位重量当たりのメタン（炭化水素ガス）の発生量と低品位炭の乾留割合（度合）との、低品位炭の品種ごとの関係マップである。
　本発明に係る乾留装置の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。
〈主な実施形態〉
　本発明に係る乾留装置の主な実施形態を図１，２に基づいて説明する。
　図１に示すように、固定支持された外筒（ジャケット）１１１の内部には、内筒（炉本体）１１２が回転可能に支持されている。内筒１１２の基端側（図１中、左側）には、固形状の有機物である乾燥された褐炭や亜瀝青炭等のような低品位炭（低質炭）１を送給する供給フィーダ１１３の先端側（図１中、右側）が当該内筒１１２の回転を可能にしつつ連結されている。
　前記供給フィーダ１１３の基端側（図１中、左側）には、前記低品位炭１を入れられる供給ホッパ１１４が設けられている。前記内筒１１２の基端側には、窒素ガスからなる基準ガス４を供給する基準ガス供給手段である基準ガス供給源１１５が流量調整バルブ１１５ａを介して連結されている。
　前記内筒１１２の先端側（図１中、右側）には、前記低品位炭１を乾留した固形状の乾留物である乾留炭２を下方へ落下送出すると共に当該低品位炭１の乾留に伴って生成した乾留ガス３を上方から送出する送出手段であるシュータ１１６が当該内筒１１２の回転を可能にしつつ連結されている。前記シュータ１１６の上方は、前記乾留ガス３を燃焼させる燃焼炉１１７に連結されている。
　前記燃焼炉１１７には、当該燃焼炉１１７の内部へ天然ガス等の燃焼用の燃料５を供給する燃料供給源１１８が流量調整バルブ１１８ａを介して連結されると共に、当該燃焼炉１１７の内部へ燃焼用の空気６を供給するエアブロア１１９が連結されており、当該燃焼炉１１７は、前記乾留ガス３を上記燃料５及び上記空気６と共に燃焼させることにより燃焼ガス７を発生させて送出することができるようになっている。
　前記燃焼炉１１７の前記燃焼ガス７の送出口は、前記外筒１１１の内部に連結されている。前記外筒１１１には、当該外筒１１１の内部に送給された前記燃焼ガス７を系外へ排出する排気ライン１１１ａが連結されている。
　前記シュータ１１６の上方と前記燃焼炉１１７との間には、当該シュータ１１６から送出された前記乾留ガス３と前記基準ガス４との混合ガスを分取して当該ガス中の各組成の濃度を計測するガス濃度計測手段であるガスクロマトグラフ等のガス濃度計測装置１３１が接続されている。前記ガス濃度計測装置１３１は、演算制御手段である演算制御装置１３０の入力部に電気的に接続されている。
　前記演算制御装置１３０の出力部は、前記供給フィーダ１１３の駆動モータ１１３ａ、前記基準ガス供給源１１５の前記流量調整バルブ１１５ａ、前記燃料供給源１１８の前記流量調整バルブ１１８ａ、前記エアブロア１１９に電気的に接続されており、当該演算制御装置１３０は、前記ガス濃度計測装置１３１からの情報及び予め入力された情報等に基づいて、前記駆動モータ１１３ａ、前記流量調整バルブ１１５ａ，１１８ａ、前記エアブロア１１９等を作動制御することができるようになっている（詳細は後述する）。
　なお、本実施形態においては、前記供給フィーダ１１３、前記供給ホッパ１１４等により有機物供給手段を構成し、前記外筒１１１、前記燃焼炉１１７、前記燃料供給源１１８、前記エアブロア１１９等により加熱手段を構成している。
　このような本実施形態に係る乾留装置１００の作動を次に説明する。
　前記低品位炭１を前記供給ホッパ１１４に入れた後、当該低品位炭１の品種、当該低品位炭１の目的とする乾留割合（度合）Ｄｒ、前記内筒１１２内に供給する前記低品位炭１の単位時間当たりの重量Ｗｏ、前記内筒１１２内に供給する前記基準ガス４の単位時間当たりの流量Ｆｓを前記演算制御装置１３０にそれぞれ入力すると共に、前記内筒１１２を回転させると、当該演算制御装置１３０は、入力された単位時間当たりの重量Ｗｏで当該低品位炭１を当該内筒１１２内に供給するように前記供給フィーダ１１３の前記駆動モータ１１３ａを作動制御すると共に、入力された単位時間当たりの流量Ｆｓで当該基準ガス４を当該内筒１１２内に供給するように前記基準ガス供給源１１５の前記流量調整バルブ１１５ａを作動制御する一方、前記燃料５及び前記空気６を運転開始の際の基準の流量で送給するように前記燃料供給源１１８の前記流量調整バルブ１１８ａ及び前記エアブロア１１９を作動制御して、当該燃焼炉１１７内で基準温度の燃焼ガス７を発生させて前記外筒１１１内に送給する。
　前記内筒１１２内に供給された前記低品位炭１は、当該内筒１１２の回転に伴って、当該内筒１１２の基端側（図１中、左側）から先端側（図１中、右側）へ向かって攪拌されながら流通移動すると同時に、前記外筒１１１内に送給された前記燃焼ガス７によって、当該内筒１１２を介して間接加熱されることにより、乾留されて乾留炭２となり、前記シュータ１１６へ送り出されて当該シュータ１１６の下方から系外へ送出される。
　なお、前記内筒１１２を加熱した前記燃焼ガス７は、前記排気ライン１１１ａを介して系外へ排出される。
　また、前記低品位炭１の加熱乾留に伴って発生した前記乾留ガス３は、前記基準ガス供給源１１５から前記内筒１１２内の前記低品位炭１の流通方向上流側に供給された前記基準ガス４と当該内筒１１２内で混合されながら前記シュータ１１６へ送り出され、当該基準ガス４との混合ガスとなって当該シュータ１１６の上方から送出され、その一部が前記ガス濃度計測装置１３１に分取される一方、その残りが前記燃焼炉１１７内に送給されて前記燃料５及び前記空気６と共に燃焼され、燃焼ガス７となって前記外筒１１１内へ送給される。
　前記ガス濃度計測装置１３１は、分取された前記混合ガス中の検量ガスである二酸化炭素及び前記基準ガス４の組成割合（濃度）を計測し、その情報を前記演算制御装置１３０に送信する。
　前記演算制御装置１３０は、先に入力された前記内筒１１２内に供給する前記低品位炭１の単位時間当たりの重量Ｗｏ及び前記内筒１１２内に供給する前記基準ガス４の単位時間当たりの流量Ｆｓ、並びに、前記ガス濃度計測装置１３１からの情報、すなわち、前記混合ガス中の二酸化炭素の組成割合（濃度）Ｃｃ及び前記基準ガス４の組成割合（濃度）Ｃｓに基づいて、前記低品位炭１の単位重量当たりからの二酸化炭素の発生量（体積）Ｆｃを下記の式（１）から算出する。
Ｆｃ＝｛Ｆｓ（Ｃｃ／Ｃｓ）｝／Ｗｏ　　　（１）
　続いて、前記演算制御装置１３０は、予め入力されている、前記低品位炭１の単位重量当たりからの二酸化炭素の発生量（体積）Ｆｃと当該低品位炭１の単位重量当たりの乾留減量（重量）、すなわち、前記乾留炭２の乾留割合（度合）Ｄｔとの関係マップ（図２参照）から、先に入力された当該低品位炭１の品種に対応した、上記二酸化炭素の発生量Ｆｃに対応する当該乾留炭２の乾留割合（度合）Ｄｔを求める。
　そして、前記演算制御装置１３０は、前記乾留炭２の前記乾留割合（度合）Ｄｔと、先に入力された目的とする前記乾留割合（度合）Ｄｒとを比較し、上記乾留割合（度合）Ｄｔが、上記乾留割合（度合）Ｄｒの許容誤差範囲内になる値の場合には、前記低品位炭１を目的とする上記乾留割合（度合）Ｄｒで乾留していると判断し、前記燃料５を現在の流量で送給するように前記燃料供給源１１８の前記流量調整バルブ１１８ａを作動制御する。
　他方、上記乾留割合（度合）Ｄｔが、上記乾留割合（度合）Ｄｒの許容誤差範囲内にならず、当該乾留割合（度合）Ｄｒよりも小さい値（Ｄｔ＜Ｄｒ）である場合には、前記演算制御装置１３０は、前記低品位炭１の単位重量当たりの乾留減量（重量）が少ない、すなわち、上記乾留炭２の乾留割合（度合）が小さいと判断し、前記燃料５を現在の流量よりも多く送給するように前記燃料供給源１１８の前記流量調整バルブ１１８ａを作動制御して前記燃焼ガス７の温度を上昇させる。
　また、上記乾留割合（度合）Ｄｔが、上記乾留割合（度合）Ｄｒの許容誤差範囲内にならず、当該乾留割合（度合）Ｄｒよりも大きい値（Ｄｔ＞Ｄｒ）である場合には、前記演算制御装置１３０は、前記低品位炭１の単位重量当たりの乾留減量（重量）が多い、すなわち、上記乾留炭２の乾留割合（度合）が大きいと判断し、前記燃料５を現在の流量よりも少なく送給するように前記燃料供給源１１８の前記流量調整バルブ１１８ａを作動制御して前記燃焼ガス７の温度を低下させる。
　これにより、前記乾留炭２は、目的とする乾留割合（度合）Ｄｒとなるように常に乾留される。
　つまり、本実施形態に係る乾留装置１００においては、乾留された前記乾留炭２と共に前記シュータ１１６から送出される乾留終了後の前記乾留ガス３中の二酸化炭素（検量ガス）の濃度を検知することにより、予め求められている関係マップから、上記乾留炭２の乾留割合（度合）を求めて、前記燃焼ガス７の温度を調整するようにしたのである。
　このため、本実施形態に係る乾留装置１００では、乾留終了後の前記乾留炭２の全体の乾留割合（度合）から、前記低品位炭１の加熱量を設定することができるので、前記内筒１１２内の前記低品位炭１の温度が部分的に大きくバラついていたとしても、当該バラつきに左右されることなく当該低品位炭１全体を必要十分な熱量で加熱することができる。
　したがって、本実施形態に係る乾留装置１００によれば、前記低品位炭１全体を目的とする乾留割合Ｄｒで精度よく乾留することができる。
　また、前記基準ガス４を前記乾留ガス３に供給し、当該基準ガス４に対する当該乾留ガス３中の二酸化炭素の割合に基づいて、二酸化炭素の発生量を求めるようにしたことから、例えば、前記シュータ１１６から送出された前記乾留ガス３の流量に基づいて、二酸化炭素の発生量を求めるような場合よりも、二酸化炭素の発生量を精度よく算出することができ、前記低品位炭１全体を目的とする乾留割合Ｄｒで精度よく乾留することがより確実にできる。
　なぜなら、前記シュータ１１６と前記ガス濃度計測装置１３１との間に流量計等を設けて前記乾留ガス３の流量を計測しようとすると、当該乾留ガス３中に含まれているタール分等が当該流量計等に付着して、当該乾留ガス３の流量を正確に計測することが難しくなりやすいからである。
〈他の実施形態〉
　なお、前述した実施形態においては、前記内筒１１２の基端側、すなわち、前記低品位炭１の流通方向上流側に前記基準ガス供給源１１５を接続して当該内筒１１２の内部に前記基準ガス４を供給するようにしたが、他の実施形態として、例えば、前記シュータ１１６と前記ガス濃度計測装置１３１との間に前記基準ガス供給源１１５を接続して前記乾留ガス３に前記基準ガス４を供給するようにすることも可能である。
　しかしながら、前述した実施形態のように、前記内筒１１２の基端側、すなわち、前記低品位炭１の流通方向上流側に前記基準ガス供給源１１５を接続して当該内筒１１２の内部に前記基準ガス４を供給するようにすれば、前記乾留ガス３と前記基準ガス４とを均一に混合することが簡単且つ確実にできるので、非常に好ましい。
　また、前述した実施形態においては、固定支持した外筒１１１の内部に内筒１１２を回転可能に支持したロータリキルンタイプの乾留装置１００の場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、内筒（炉本体）の外周を外筒（ジャケット）で覆い、当該内筒の内部にメッシュコンベア等を配設したコンベアタイプの乾留装置とすることも可能である。
　また、前述した実施形態においては、前記燃焼ガス７により、前記内筒１１２内の前記低品位炭１を加熱して乾留するようにしたが、他の実施形態として、例えば、前記内筒１１２を電気ヒータ等で加熱することにより、当該内筒１１２内の前記低品位炭１を乾留するようにすることも可能である。
　しかしながら、前述した実施形態のように、前記燃焼ガス７により、前記内筒１１２内の前記低品位炭１を加熱して乾留するようにすれば、前記低品位炭１の乾留に伴って発生した前記乾留ガス３を前記燃焼ガス７の原料に使用して、有効利用を図ることができるので、非常に好ましい。
　また、前述した実施形態においては、前記燃焼ガス７を前記外筒１１１内に送給することにより、前記内筒１１２を介して前記低品位石炭１を間接的に加熱して乾留するようにしたが、他の実施形態として、例えば、前記燃焼ガス７を熱交換器に流通させると共に当該熱交換器に前記基準ガス４を流通させることにより、当該基準ガス４を加熱して、加熱された当該基準ガス４を前記内筒１１２内に供給して前記低品位炭１を直接的に加熱して乾留するようにすることも可能である。
　しかしながら、前記基準ガス４を加熱して、加熱された当該基準ガス４を前記内筒１１２内に供給することにより、前記低品位炭１を直接的に加熱して乾留するようにすると、前記基準ガス４を多量に使用しなければならず、コストが高くなってしまうため、あまり好ましくはない。
　また、前述した実施形態においては、前記乾留ガス３中の二酸化炭素を検量ガスとして適用するようにしたが、他の実施形態として、例えば、前記乾留ガス３中の一酸化炭素を検量ガスとして適用し、図３に示すように、前記低品位炭１の単位重量当たりからの一酸化炭素の発生量（体積）Ｆｃと当該低品位炭１の単位重量当たりの乾留減量（重量）、すなわち、前記乾留炭２の乾留割合（度合）Ｄｔとの関係マップから、先に入力された当該低品位炭１の品種に対応した、上記一酸化炭素の発生量Ｆｃに対応する当該乾留炭２の乾留割合（度合）Ｄｔを求めるようにすることや、前記乾留ガス３中のメタン（炭化水素ガス）を検量ガスとして適用し、図４に示すように、前記低品位炭１の単位重量当たりからのメタン（炭化水素ガス）の発生量（体積）Ｆｃと当該低品位炭１の単位重量当たりの乾留減量（重量）、すなわち、前記乾留炭２の乾留割合（度合）Ｄｔとの関係マップから、先に入力された当該低品位炭１の品種に対応した、上記メタン（炭化水素ガス）の発生量Ｆｃに対応する当該乾留炭２の乾留割合（度合）Ｄｔを求めるようにすることも可能である。
　さらには、前記乾留ガス３中の水素ガスを検量ガスとして適用することや、前記乾留ガス３中のＨ2Ｏを検量ガスとして適用することも可能であり、予め求められている前記マップで示される関係特性を考慮して、目的とする乾留割合Ｄｔの値から適切な種類の検量ガスを適宜選択すればよい。
　このとき、必要に応じて、前記検量ガスを複数種選択して、組み合わせて利用することも可能である。
　また、前述した実施形態においては、前記基準ガス４として窒素ガスを適用した場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、ヘリウムガスやアルゴンガス等のような不活性ガスであれば、前記基準ガス４として適用することができる。
　しかしながら、前述した実施形態のように、窒素ガスを適用すれば、コストを抑えることができるので、非常に好ましい。
　また、前述した実施形態においては、前記低品位炭１を加熱して乾留する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、固形状の有機物を加熱して乾留する場合であれば、前述した実施形態の場合と同様に適用して、前述した実施形態の場合と同様な作用効果を得ることができる。
　本発明に係る乾留装置は、例えば、褐炭や亜瀝青炭等のような低品位炭（低質炭）を乾留する場合に適用すると、低品位炭全体を目的とする乾留割合で精度よく乾留することができるので、産業上、極めて有益に利用することができる。
　１　低品位炭（低質炭）
　２　乾留炭
　３　乾留ガス
　４　基準ガス
　５　燃料
　６　空気
　７　燃焼ガス
　１００　乾留装置
　１１１　外筒
　１１２　内筒
　１１３　供給フィーダ
　１１３ａ　駆動モータ
　１１４　供給ホッパ
　１１５　基準ガス供給源
　１１５ａ　流量調整バルブ
　１１６　シュータ
　１１７　燃焼炉
　１１８　燃料供給源
　１１８ａ　流量調整バルブ
　１１９　エアブロア
　１３０　演算制御装置
　１３１　ガス濃度計測装置

Claims (6)

  1. 　固形状の有機物を内部に流通させる炉本体と、
    　前記炉本体の内部に前記有機物を供給する有機物供給手段と、
    　前記炉本体の内部の前記有機物を加熱する加熱手段と、
    　前記炉本体の内部で加熱されて乾留された固形状の乾留物及び乾留ガスを送出する送出手段と、
    　前記乾留ガスに不活性ガスからなる基準ガスを加える基準ガス供給手段と、
    　前記送出手段から送出された前記乾留ガスと前記基準ガスとの混合ガス中の、一酸化炭素、二酸化炭素、水素ガス、炭化水素ガス、Ｈ2Ｏのうちの少なくとも一つからなる検量ガスの濃度Ｃｃ及び上記基準ガスの濃度Ｃｓを計測するガス濃度計測手段と、
    　前記ガス濃度計測手段で計測された前記検量ガスの濃度Ｃｃ及び前記基準ガスの濃度Ｃｓ、並びに、前記基準ガス供給手段から加えている前記基準ガスの単位時間当たりの流量Ｆｓ及び前記有機物供給手段から前記炉本体の内部に供給している前記有機物の単位時間当たりの重量Ｗｏに基づいて、当該有機物の単位重量当たりからの前記検量ガスの発生量Ｆｃを下記式（１）から算出し、予め入力されている、当該検量ガスの発生量Ｆｃと当該有機物の単位重量当たりの乾留割合との関係マップから、当該有機物の単位重量当たりの乾留割合Ｄｔを求め、当該乾留割合Ｄｔが、目的とする乾留割合Ｄｒとなるように前記加熱手段を制御する演算制御手段と
    　を備えていることを特徴とする乾留装置。
    　Ｆｃ＝｛Ｆｓ（Ｃｃ／Ｃｓ）｝／Ｗｏ　　　（１）
  2. 　請求項１に記載の乾留装置において、
    　前記演算制御手段が、
    　前記乾留割合Ｄｔが前記乾留割合Ｄｒよりも小さい場合には前記有機物の加熱温度を上昇させるように前記加熱手段を制御するものである
    　ことを特徴とする乾留装置。
  3. 　請求項１又は請求項２に記載の乾留装置において、
    　前記演算制御手段が、
    　前記乾留割合Ｄｔが前記乾留割合Ｄｒよりも大きい場合には前記有機物の加熱温度を下降させるように前記加熱手段を制御するものである
    　ことを特徴とする乾留装置。
  4. 　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の乾留装置において、
    　前記加熱手段が、前記炉本体を外側から加熱するものである
    　ことを特徴とする乾留装置。
  5. 　請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の乾留装置において、
    　前記基準ガス供給手段が、前記炉本体の前記有機物の流通方向上流側に前記基準ガスを供給するものである
    　ことを特徴とする乾留装置。
  6. 　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の乾留装置において、
    　前記有機物が、低品位炭である
    　ことを特徴とする乾留装置。
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