(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体有機材料を炭素または活性炭素へ変換するための方法であって、
（ａ）  傾斜または回転支持体上に支持される付属部品とともに、断熱を有する圧力釜を上向きに傾斜させるステップと、
（ｂ）  処理される前記固体有機材料を、連結シュートを介して供給または除去ポート通じて前記圧力釜に収納される有孔または無孔回転ドラム内に供給し、かつ前記有孔または無孔回転ドラムの持続的な回転を維持した上で供給するステップと、
（ｃ）  前記有孔または無孔回転ドラムが前記固体有機材料で一杯に充填された際に、前記圧力釜を水平位置に再配置するステップと、
（ｄ）  前記圧力釜の内部の全雰囲気が完全に除去されるまで、前記圧力釜の内部にガスまたはスチームを供給するステップと、
（ｅ）  ４５０℃〜７５０℃に範囲の温度の超高温スチームを、入口弁を介して、かつノズルまたは弁と適合する供給パイプを通じて前記有孔または無孔回転ドラム内に持続的に供給し、それにより、前記超高温スチームが前記固体有機材料との直接的な接触する状態になり、それにより、前記固体有機材料との前記超高温スチームの反応が、完全に無酸素吸熱状態下で、かつ１気圧〜５気圧の範囲の圧力で処理されるステップと、
（ｆ）  前記超高温スチームと前記固体有機材料との間の均一で直接的な接触を確実にするために回転シャフトに結合するベルトまたはチェーン駆動を有するギヤモータにより前記有孔または無孔回転ドラムを定速で回転させるステップであって、前記有孔または無孔回転ドラムを１ＲＰＭ〜１０ＲＰＭの範囲の回転において持続するステップと、
（ｇ）  生成された反応ガスを、出口弁を介しガス排出パイプを通じて前記圧力釜からガス処理ユニットへ移すステップと、
（ｈ）  処理が完了した処理された材料、すなわち炭素または活性炭素を、前記有孔または無孔回転ドラムの継続的回転を継続した上で、前記圧力釜を下向きに傾斜させることによって、連結シュートを介し、かつ前記供給または除去ポートを通じて前記有孔または無孔回転ドラムから降ろすステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ステップ（ａ）において、前記圧力釜がその付属品とともに１８０°の水平位置から３０°〜６０°の範囲で上向きに傾斜され、かつステップ（Ｃ）において、前記圧力釜が１８０°の角度に再配置されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ステップ（ｄ）において、前記ガスまたはスチームが１２０℃〜２００℃の温度で供給されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ステップ（ｅ）において、４５０℃〜７５０℃の範囲の温度の前記超高温スチームが、前記入口弁を介して、かつ前記ノズルまたは弁と適合する供給パイプを介して前記有孔または無孔回転ドラム内に供給されることを特徴とする請求項１に記載に方法。
【請求項５】
前記ステップ（ｂ）、（ｆ）および（ｈ）において、前記有孔または無孔回転ドラムが、１ＲＰＭ〜１０ＲＰＭの範囲で定速回転されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
全ての前記ステップが、各表示機を用いて前記圧力と前記温度とを管理することによって制御されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記炭素または活性炭素の処理効率および量が、前記有孔または無孔回転ドラムの回転数、前記ガスまたはスチームあるいは超高温スチームの圧力または温度、前記ガスまたはスチームあるいは超高温スチームの流速、および、完全に無酸素吸熱状態下での処理時間または期間を変化することによって管理されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
固体有機材料を炭素または活性炭素へ変換するための装置であって、
上下への傾斜動作のための傾斜または回転支持体上に水平に取り付けられた圧力釜と、  前記圧力釜の内部に収納された錐状口を有する有孔回転ドラムと、
前記圧力釜の一端に取り付けられた密封皿状端と、
プーリまたはチェーン・スプロケットを介して回転シャフトに結合されたベルトまたはチェーン駆動を有するギヤモータと、
前記密封皿状端の中心に取り付けられる前記回転シャフトであって、前記回転シャフトの回転数は１〜１０ＲＰＭであり、前記ギヤモータの速度あるいは前記プーリまたはチェーン・スプロケットの寸法を変化することにより制御される回転シャフトと、
４５０℃〜７５０℃の温度で超高温スチームを生成するためのスチーム超高温ヒータであって、それにより、前記固体有機材料との前記超高温スチームの反応が、完全に無酸素吸熱状態下になり、当該装置内で維持される圧力が１気圧〜５気圧になる、スチーム超高温ヒータと、
前記超高温スチームを制御するための前記密封皿状端に適合する少なくとも１つの入口弁と、
前記有孔回転ドラムの全長の下方に位置するノズルまたは弁を有する少なくとも１つの供給パイプと、
前記圧力釜内で自由に回転できるように中央に配置された前記有孔回転ドラムの前記錐状口端を支持し、保持するための少なくとも１つの円筒状ローラと、
前記有孔回転ドラム内へまたは前記有孔回転ドラムから前記固体有機材料を供給または除去するための前記圧力釜の他端に位置する開閉扉端と、
前記有孔回転ドラム内へまたは前記有孔回転ドラムから前記固体有機材料を供給または除去するための前記開閉扉端上の中央に位置する供給または除去ポートと、
前記固体有機材料の供給または除去中に前記有孔回転ドラムの自由回転を容易にするための前記有孔回転ドラムの前記錐状口より小さな直径を有する連結シュートと、
作動中に蓄積される過度な圧力から当該装置を保護するための、前記圧力釜上に取り付けられる少なくとも１つの気圧安全弁と、
前記圧力釜から発生する反応ガスの流出のための、前記密封皿状端上に適合するガス排出パイプと、
前記固体有機材料の処理中に発生する反応ガスの圧力および流れを制御するために、前記ガス排出パイプに適合する少なくとも１つの出口弁と、
発生した反応ガスを処理するガス処理ユニットと、
前記圧力釜内の圧力レベルを表示する、前記圧力釜の外壁上に取り付けられる少なくとも１つの気圧計と、
前記圧力釜内のガスまたはスチームもしくは超高温スチーム、あるいは反応ガスの温度を表示する、前記圧力釜の外壁上に取り付けられる少なくとも１つの温度計と、
を備える装置。
【請求項９】
前記密封皿状端、および開閉扉端を含む前記圧力釜の外面が、熱損失および外部損傷を防ぐまたは低減するための保護被覆を有する高密度断熱で包まれまたは覆われていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記有孔回転ドラムが、前記圧力釜内で自由に回転できるように一端が密封され前記回転シャフトに結合し、かつ他端が円筒状ローラ上に支持された状態で水平に取り付けられ、また前記有孔回転ドラムが、有孔シートまたはメッシュで作られた、円筒状に形成されたドラムであることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記有孔回転ドラムと前記圧力釜との間の管状空間が最小限保持され、前記有孔回転ドラムの一端が密封され、かつ前記回転シャフトに接続または結合されており、前記有孔回転ドラムの前記錐状口端の他端は、前記有孔回転ドラム内へまたは前記有孔回転ドラムから前記固体有機材料の供給または除去のためのものであることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記圧力釜の前記密封皿状端の中央に収納される前記回転シャフトの外側端が、前記ベルトまたはチェーン駆動を有するギヤモータに結合され、前記回転シャフトの内側端が、前記有孔回転ドラムの前記密封端に結合され、また、前記回転シャフトのグランドは、高圧下であってもガスまたはスチームもしくは超高温スチーム、あるいは反応ガスの漏れを防ぐように密封されており、また、前記回転シャフトは、前記固体有機材料の処理中に焼き付きを防ぐために冷却機構によって持続的に冷却されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記密封皿状端は、前記ベルトまたはチェーン駆動を有するギヤモータ、前記入口弁、前記出口弁、前記気圧計、および前記温度計を収納することを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記スチーム超高温ヒータおよびガス処理ユニットは、当該装置の一体部品でないことを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１５】
前記スチーム超高温ヒータから発生する前記超高温スチームは、前記圧力釜内の前記有孔回転ドラム全長の下方に配置された前記供給パイプを通じて、その後、ノズルまたは弁を通じて流れ、前記供給パイプ内の前記ノズルまたは前記弁は、前記有孔回転ドラムの全長を通じて同一の温度および圧力で前記超高温スチームの均一な分配をもたらすように構成されており、前記超高温スチームが前記有孔回転ドラム内の処理中に前記固体有機材料に直接接触する状態なることを特徴とする請求項１４の記載の装置。
【請求項１６】
当該装置は、前記傾斜または回転支持体上に取り付けられ、前記有孔回転ドラム内に前記固体有機材料を供給するために、前記圧力釜が、前記圧力釜の前記開閉扉または前記供給または除去ポートが開口位置の状態で１８０°の水平位置から３０°〜６０°の範囲で上向きに傾斜され、また、前記固体有機材料の処理中は、前記有孔回転ドラムを有する前記圧力釜は１８０°の水平位置で保持され、また、前記固体有機材料を除去するために、前記圧力釜全体が１８０°の水平位置から３０°〜６０°の範囲で下向きに傾斜されることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記円筒状ローラが、前記有孔回転ドラムの円滑な回転を確実にするために前記固体有機材料を有する前記有孔回転ドラムの負荷を分散しバランスを取るように前記圧力釜の内壁に適合することを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１８】
前記開閉扉が、より小さなサイズの前記固体有機材料の供給または除去するために中央に連結シュートを有する供給または除去ポートを有し、前記有孔回転ドラムの前記錐状口端は、より大きなサイズの前記固体有機材料の供給または除去するためのものであることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１９】
前記供給または除去ポートは、前記固体有機材料が流れ通る、前記有孔回転ドラムの前記錐状口端に繋がるまたは連結する格納可能な連結シュートを有し、前記供給または除去ポートの前記開閉扉が、高温高圧に耐えるように設計され、かつ漏れを完全に防ぐ密封機構を有することを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記連結シュートが、格納可能タイプであり、前記有孔回転ドラムの前記供給または除去ポートと前記錐状口端との間の繋がりを容易にし、前記固体有機材料の供給または除去中は前記連結シュートへ繋げられることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記圧力釜、前記有孔回転ドラム、前記回転シャフト、および前記連結シュートの形状が円筒状であることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項２２】
前記圧力釜、前記有孔回転ドラム、前記密封皿状端、前記円筒状ローラ、前記開閉扉、および前記連結シュートが、高温および高圧に耐えるように、非腐食性で、耐熱、耐酸および耐薬品性の内層を有する、軟鋼またはステンレス鋼の肉厚金属で作られることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項２３】
前記回転シャフトが、硬化した軟鋼またはステンレス鋼で作られることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
前記有孔回転ドラムの孔のサイズは、処理される前記固体有機材料の性質およびタイプに応じて変化し、当該装置のサイズは、処理される前記固体有機材料の量に応じて変化することを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】
固体有機材料を炭素または活性炭素へ変換するための装置であって、
上下への傾斜動作のための傾斜または回転支持体上に水平に取り付けられた圧力釜と、前記圧力釜の内部に収納された錐状口を有する無孔回転ドラムと、
前記圧力釜の一端に取り付けられた密封皿状端と、
プーリまたはチェーン・スプロケットを介して回転シャフトに結合された、ベルトまたはチェーン駆動を有するギヤモータと、
前記密封皿状端の中心に取り付けられる前記回転シャフトであって、前記回転シャフトの回転数は１〜１０ＲＰＭであり、前記ギヤモータの速度あるいは前記プーリまたはチェーン・スプロケットの寸法を変化することにより制御される回転シャフトと、
４５０℃〜７５０℃の温度で超高温スチームを生成するためのスチーム超高温ヒータであって、それにより、前記固体有機材料との前記超高温スチームの反応が、完全に無酸素吸熱状態下になり、当該装置内で維持される圧力が１気圧〜５気圧になるスチーム超高温ヒータと、
前記超高温スチームを制御するための前記密封皿状端に適合する少なくとも１つの入口弁と、
前記回転シャフトの中央に配置される前記無孔回転ドラム内のノズルまたは弁を有し、前記無孔回転ドラム内の全長に亘って延長する少なくとも１つの供給パイプであって、前記回転シャフト内の前記供給パイプが前記回転シャフトへの熱伝導を防ぐように断熱され、静止している少なくとも１つの供給パイプと、
前記圧力釜内で自由に回転できるように中央に配置された前記無孔回転ドラムの前記錐状口端を支持し、保持するための少なくとも１つの円筒状ローラと、
前記無孔回転ドラム内へまたは前記無孔回転ドラムから前記固体有機材料を供給または除去するための前記圧力釜の他端における開閉扉端と、
前記有孔回転ドラム内へまたは前記有孔回転ドラムから前記固体有機材料を供給または除去するための前記開閉扉端上の中央に位置する供給または除去ポートと、
前記固体有機材料の供給または除去中に前記無孔回転ドラムの自由回転を容易にするための前記無孔回転ドラムの前記錐状口より小さな直径を有する連結シュートと、
作動中に蓄積される過度な圧力から当該装置を保護するための、前記圧力釜上に取り付けられる少なくとも１つの気圧安全弁と、
前記圧力釜から発生する反応ガスの流出のための、前記密封皿状端上に適合するガス排出パイプと、
前記固体有機材料の処理中に発生する反応ガスの圧力および流れを制御するための、前記ガス排出パイプに適合する少なくとも１つの出口弁と、
発生した反応ガスを処理するガス処理ユニットと、
前記圧力釜内の圧力レベルを表示する、前記圧力釜の外壁上に取り付けられる少なくとも１つの気圧計と、
前記圧力釜内のガスまたはスチームもしくは超高温スチーム、あるいは反応ガスの温度を表示する、前記圧力釜の外壁上に取り付けられる少なくとも１つの温度計と、
を備える装置。
【請求項２６】
前記密封皿状端、および前記開閉扉端を含む前記圧力釜の外面が、熱損失および外部損傷を防ぐまたは低減するための保護被覆を有する高密度断熱で包まれまたは覆われていることを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記無孔回転ドラムが、前記圧力釜内で自由に回転できるように一端が密封され前記回転シャフトに結合され、かつ他端が円筒状ローラ上に支持された状態で水平または垂直に取り付けられ、また、前記無孔回転ドラムが、有孔シートで作られた、円筒状に形成されたドラムであることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記無孔回転ドラムと前記圧力釜との間の管状空間が、最小限保持され、前記無孔回転ドラムの一端が密封され、かつ前記回転シャフトに接続または結合されており、前記無孔回転ドラムの前記錐状口端の他端は、前記無孔回転ドラム内へまたは前記無孔回転ドラムから前記固体有機材料の供給または除去するためのものであることを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記圧力釜の前記密封皿状端の中央に収納される前記回転シャフトの外側端が、前記ベルトまたはチェーン駆動を有するギヤモータに結合され、前記回転シャフトの内側端が、前記無孔回転ドラムの前記密封端に結合され、また、前記回転シャフトのグランドは、高圧下であってもガスまたはスチームもしくは超高温スチーム、あるいは反応ガスの漏れを防ぐように密封されており、また、前記回転シャフトは、前記固体有機材料の処理中に焼き付きを防ぐために冷却機構によって持続的に冷却されることを特徴とする請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記密封皿状端は、前記ベルトまたはチェーン駆動を有するギヤモータ、前記入口弁、前記出口弁、前記気圧計、および前記温度計を収納することを特徴とする請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記スチーム超高温ヒータおよびガス処理ユニットは、当該装置の一体部品でないことを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【請求項３２】
前記スチーム超高温ヒータから発生する前記超高温スチームは、前記圧力釜内の前記供給パイプを通じて、その後、ノズルまたは弁を通じて流れ、前記供給パイプ内の前記ノズルまたは前記弁は、前記無孔回転ドラムの全長を通じて同一の温度および圧力で超高温スチームの均一な分配をもたらすように構成されており、前記超高温スチームが前記無孔回転ドラム内の処理中に前記固体有機材料に直接接触する状態なることを特徴とする請求項３１の記載の装置。
【請求項３３】
当該装置は、前記傾斜または回転支持体上に取り付けられ、前記無孔回転ドラム内に前記固体有機材料を供給するために、前記圧力釜が、前記圧力釜の前記開閉扉または前記供給または除去ポートが開口位置の状態で１８０°の水平位置または９０°の垂直位置から３０°〜６０°の範囲で上向きに傾斜され、また、前記固体有機材料の処理中は、前記無孔回転ドラムを有する前記圧力釜は、処理される材料の性質およびタイプに応じて１８０°の水平位置または９０°の垂直位置に保持され、また、前記固体有機材料を除去するために、前記圧力釜全体が１８０°の水平位置または９０°の垂直位置から３０°〜６０°の範囲で下向きに傾斜されることを特徴とする請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記円筒状ローラが、前記有孔回転ドラムの円滑な回転を確実にするために前記固体有機材料を有する前記無孔回転ドラムの負荷を分散しバランスを取るように前記圧力釜の内壁に適合することを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【請求項３５】
前記開閉扉が、より小さなサイズの前記固体有機材料の供給または除去するために中央に連結シュートを有する供給または除去ポートを有し、前記無孔回転ドラムの前記錐状口端は、より大きなサイズの前記固体有機材料の供給または除去するためのものであることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項３６】
前記供給または除去ポートは、前記固体有機材料が流れ通る、前記無孔回転ドラムの前記錐状口端に繋がるまたは連結する格納可能な連結シュートを有し、前記供給または除去ポートの前記開閉扉が、高温高圧に耐えるように設計され、かつ漏れを完全に防ぐ密封機構を有することを特徴とする請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】
前記連結シュートが、前記供給または除去ポート内に格納され、それにより、反応ガスが前記無孔回転ドラムから流れ出し、次いで前記ガス排出パイプを通じて圧力釜から排出されることを特徴とする請求項３６に記載の装置。
【請求項３８】
前記圧力釜、前記無孔回転ドラム、前記回転シャフト、および前記連結シュートの形状が円筒状であることを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【請求項３９】
前記圧力釜、前記無孔回転ドラム、前記密封皿状端、前記円筒状ローラ、前記開閉扉、および前記連結シュートが、高温および高圧に耐えるように、非腐食性で、耐熱、耐酸および耐薬品性の内層を有する、軟鋼またはステンレス鋼の肉厚金属で作られることを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【請求項４０】
前記回転シャフトが、硬化した軟鋼またはステンレス鋼で作られることを特徴とする請求項３８に記載の装置。
【請求項４１】
前記供給パイプが、前記無孔回転ドラムの全長を通じて延長する、または、処理される前記固体有機材料の性質、タイプ、または量に応じて前記無孔回転ドラムの入口点で制限されることを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体有機材料を炭素または活性炭に変換するための方法および装置に関する。本発明は、一般的には、ガス、スチームまたは高温スチームによる固体有機材料の乾燥、シーズニング、熱分解、ガス化または炭化に関し、より詳しくは、完全に吸熱状態の下の高温スチームによる固体有機材料の無酸素処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体有機材料から炭素への変換に採用される従来の方法は、部分的または完全に発熱状態下においてなされる。固体有機材料から炭素への変換方法は、垂直レトルトバッチ処理タイプから、回転窯バッチ（または連続方法タイプへと変化している。このようなタイプの方法は、部分的または完全に発熱状態下である。また、このような発熱タイプの方法は、（ａ）部分的な酸化状態下の固体有機材料（すなわち原料）の炭化を含む第1ステップと、（ｂ）別の同類の垂直レトルトまたは回転窯において部分的または完全に発熱状態下でスチームとの反応での炭化材料の活性化を含む第２ステップとの２つのステップを含む。
【０００３】
上記のタイプの方法の不利な点は以下の点である。
（ａ）部分酸化のもとでの垂直レトルトまたは回転窯のいずれかにおける固体有機材料（すなわち原料）の炭化は、かなり不安定であり、発熱反応により工程を制御することが難しい点。
（ｂ）このようなタイプの炭化は、原料の性質や品質が様々であるために自動化できず、作業者の技および経験頼みになる点。
（ｃ）固体有機材料の部分酸化は、非常に扱いづらい毒性ガスの広範囲の放出をもたらす点；
（ｄ）完成品（すなわち炭素）に対する原材料の収率が高く、常に一定ではない点。
（ｅ）炭素の灰の含有量が高く（部分酸化での材料の処理のため）、炭素製品の低品質および低物理的強度をもたらす点。
（ｆ）固体有機材料から活性炭素への直接変換は、発熱状態で非常に難しい点。
【０００４】
上述の課題を解消するために、本発明は固体有機材料を炭素または活性炭素に変換する方法および装置を提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、ガス、スチームまたは高温スチームによる固体有機材料の乾燥、シーズニング、熱分解、ガス化または炭化する方法および装置を提供することである。
【０００６】
本発明のさらなる課題は、完全に吸熱状態での高温スチームによる固体有機材料の無酸素処理を提供することである。
【０００７】
本発明の別の課題は、固体有機材料を炭素または活性炭素に返還する方法および装置を提供し、この装置がシンプルな構造であり、操作が簡単で低コストであることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
装置における固体有機材料の処理に採用される複数の他のタイプの工程は、以下の通りである。
・乾燥：  乾燥とは、材料が材料の性質および種類によって圧力釜の中で１〜５気圧で１８０℃〜２２０℃、好ましくは２００℃のスチーム温度にさらされる工程である。
・シーズニング：  シーズニングとは、主に、材料が材料の性質および種類によって圧力釜の中で５〜１０気圧で１５０℃〜２５０℃のスチーム温度で材料内の水分または含水量の除去のためである。
・熱分解：  熱分解とは、材料が材料の性質および種類によって４５０℃〜７５０℃の温度の高温スチームで分子結合を分解することによって熱分解にさらされる工程である。空気圧は、圧力釜内で１〜５気圧であろう。
・ガス化：  ガス化は、高発熱量を有する材料が、より長い処理時間の間、４５０℃〜７５０℃の範囲の温度に超高温スチームの温度と、１気圧〜５気圧の圧力との組み合わせにさらされる工程である。それにより、圧力下で生じる反応ガスが、再生可能燃料として利用され得る。
・炭化：  炭化は、材料が、６００℃〜７５０℃の範囲の温度の超高温スチームによる高温と、１気圧から３気圧の分圧にさらされ、それにより、有機材料において存在する揮発性物質を運び出す。
【０００９】
工程を継続する上で、材料が炭素または活性炭素へ変換される。反応ガスは、工程の終了まで装置から継続的に除去される。上述の異なるタイプの工程は、処理される固体有機材料の性質またはタイプによって決まる。このようにして、装置は、次の８つのパラメータを変えることによって異なるタイプの工程を採用する。
１．有孔または無孔回転ドラムの回転数（ＲＰＭ）
２．スチームまたは超高温スチームの気圧
３．スチームまたは超高温スチームの温度
４．工程の性質およびタイプによって決まる処理時間または継続時間
５．ガスまたはスチームあるいは超高温スチームの流速
６．圧力釜の圧力または温度
７．ガスまたは流体入力の性質（スチームまたは超高温スチーム以外のガスまたは流体）
８．材料の性質、量、またはタイプ（有機または無機、固体または半固体）
【００１０】
また、本発明の方法および装置は、薬品、ゴムタイヤ、あるいは生物医療廃棄物または家庭もしくは自治体の廃棄物のような無機材料など、固体有機材料以外の任意の別の材料のタイプにも材料の性質、量、タイプに応じて利用可能である。
【００１１】
円筒形状の釜または容器である圧力釜は、上下の傾斜動作を促進するための傾斜または回転支持体上に水平に取り付けられる。圧力釜の構成材料は、高熱および高圧力に耐えるように、非腐食性、耐熱、耐酸および耐薬品性の内壁を有する軟鋼またはステンレス鋼の厚肉壁金属であってよい。圧力釜は、材料を供給または除去するための開閉扉を一端に有する。圧力釜の他端は、密封皿状端を有する。圧力釜は、回転ドラムと、ノズル／弁と適合する供給パイプとをその内側に収納する。開閉扉と密封皿状端とを含む圧力釜全体の外面は、断熱されている。圧力釜は、気圧安全弁、気圧計、および温度計とも適合する。
【００１２】
開閉扉と密封皿状端とを含む圧力釜の保護被覆による断熱は、外側の高密度熱セラミック繊維で包まれまたは覆われており、熱損失を阻止または削減する。温度セラミック繊維の断熱毛布による保護被覆またはカバーが、外部ダメージから圧力釜を保護する。
【００１３】
回転ドラムは、有孔ドラムか無孔ドラムのどちらでもよい。有孔ドラムは、有孔シートまたはメッシュで作られた錐状口を有する円筒形状ドラムであり、一端が回転シャフトに結合され、他端が円筒状ローラ上に支持され、全て圧力釜の中に入れられた状態で水平に取り付けられる。
【００１４】
無孔ドラムは、錘状口を有する円筒形状ドラムであり、処理される材料の性質およびタイプに応じて、かつ、一端が回転シャフトに結合され、他端が円筒状ローラ上に支持されて圧力釜の中に入れられた状態で水平または垂直に取り付けられる。
【００１５】
有孔および無孔、どちらの回転ドラムも、圧力釜との管状の隙間が最小限保持される。有孔無孔両方の回転ドラムの一端は密封されており、この密封された端は、回転シャフトに接続または結合される。錐状口端を有する有孔無孔両方の回転ドラムの他端は、圧力釜の中で自由に回転できるように円筒状ローラ上に支持されている。回転ドラムの構成材料は、軟鋼やステンレス鋼であってよく、または、高熱、圧力、腐食性または磨耗、ならびに酸および薬品反応に対して良好な耐性を有する任意の別の材料であってよい。
【００１６】
密封された皿状端は、圧力釜に溶接またはフランジでボルト止めされてもよい。また、密封された皿状端は、圧力釜に任意の別の手段で取り付けられ得る。密封された皿状端の構成材料は、高熱および高圧力に耐えるように内側に配置される、非腐食性、耐熱性および耐酸性を有する肉厚の軟鋼またはステンレス鋼であってよい。密封された皿状端は、そのベアリングまたは筐体に沿う回転シャフト、回転シャフトに結合されたチェーンまたはプーリ駆動を有するギヤモータ、入口弁、出口弁、気圧計、および、温度計を収納する。密封された皿状端の外側は、温度セラミック繊維の断熱毛布による保護被覆またはカバーによって断熱されている。
【００１７】
回転シャフトは、圧力釜の密封皿状端中心に取り付けられる硬化した軟鋼またはステンレス鋼の円筒状シャフトから作られる。
【００１８】
有孔および無孔回転ドラムの回転シャフトの内側端は、圧力釜内部の回転シャフトの密封端に結合される。しかしながら、無孔回転ドラムタイプの場合、回転シャフトは、無孔回転ドラムの内側にさらに延長するその中心を通る、ガスあるいはスチームまたは超高温スチーム供給パイプを有する。回転シャフト内側のガスあるいはスチームまたは超高温スチーム供給パイプは、回転シャフトに熱を少しの伝熱も防止するように断熱されており、また、その場所に静止する、すなわち、回転シャフトと一緒に回転しない。回転シャフト５グランドは、高圧下であってもスチームまたはガス漏れを防ぐように良好に密封されている。持続的な熱が、装置内の固体有機材料の処理中に生じるので、回転シャフト５が焼き付くことを防ぐために、シャフトのベアリングまたは筐体は、冷却機構によって持続的に冷却される。
【００１９】
回転シャフトのベアリングまたは筐体は、それを覆うケースを有するだろう。このケースは、とても低い蒸発物の冷却液で持続的に満たされ、回転シャフトを持続的に冷却するだろう。冷却液は持続的に再循環される。
【００２０】
ギヤモータは、プーリまたはチェーン・スプロケットを介したベルトまたはチェーン駆動によって回転シャフトに結合される。ギヤモータは、圧力釜の密封皿状端の外壁にボルト止めまたは溶接、あるいは、別の固定手段によって固定された支持体上に取り付けられる。回転シャフトの回転数は、ギヤモータの速度あるいはプーリまたはチェーン・スプロケットの寸法のいずれかによって制限される。
【００２１】
スチーム超高温ヒータは、装置の一体部品ではない。スチーム超高温ヒータは、スチームの温度を２００℃〜７５０℃の間に上げる機能を果たす。装置では、スチーム超高温ヒータから生成される超高温スチームが、４５０℃〜７５０℃であり、圧力釜の内側の供給パイプを通じ、さらにノズルまたは弁を通じて流れる。入口弁は、スチームまたは超高温スチーム流を通過させるためのものである。入口弁は、圧力釜の密封皿状端に適合する。スチーム超高温ヒータからの超高温スチーム流は、圧力釜内のノズルまたは弁と適合する供給パイプ内に流入する前に入口弁によって制御される。
【００２２】
供給パイプは圧力釜内でノズルまたは弁と適合する。有孔回転ドラムの場合、圧力釜に固定されるノズルまたは弁と適合する供給パイプは、回転ドラムの全長の下方に位置する。圧力釜に固定されるノズルまたは弁と適合する供給パイプは、直線またはジグザグ様式にいて下方に位置してもよく、または、回転ドラムの全長に沿って通る任意の別の様式において位置してもよい。
【００２３】
無孔回転ドラムに内側でのみ、ノズルまたは弁は供給パイプに適合する。無孔回転ドラム内部の供給パイプは、直線またはジグザグ様式にいて下方に位置でき、または、回転ドラムの全長に沿って通る任意の別の様式において位置することも可能である。無孔回転ドラムの投入口での供給パイプ長は、無孔回転ドラム内に延長される必要はないが、投入口時点ですでに制限可能であり、または、処理される個体有機材料の性質、量またはタイプに応じて変化可能である。
【００２４】
４５０℃〜７５０℃の範囲の温度のスチーム超高温ヒータからの発生した超高温スチームは、供給パイプを通じて、さらにノズルまたは弁を連ねて通じて流れる。供給パイプ内のノズルまたは弁は、回転ドラムの全長に亘って同一の温度および圧力で超高温スチームの均一な分配をもたらすように配置される。それにより、超高温スチームは、処理中に回転ドラム内の固体有機材料と直接接触する状態になる。
【００２５】
傾斜または回転支持体は、圧力釜全体およびその付属品を傾斜するためのものである。圧力釜内部に適合した回転ドラム内の固体有機材料の円滑でより容易な供給または除去のために、圧力釜全体が、ある力釜を上下に傾斜させることができる傾斜または回転支持体上に取り付けられる。回転ドラム内に固体有機材料を供給するために、圧力釜は、回転ドラムに供給される固体有機材料の寸法に応じて圧力釜の扉あるいは供給または除去口が開口位置にある状態で、１８０°の水平位置から３０°〜６０°の角度の範囲で上向きに傾斜される。固体有機材料の処理中、有孔回転ドラムを有する圧力釜は、１８０°の水平位置で保持される。しかしながら、無孔回転ドラムの場合、圧力釜は１８０°の水平位置、９０°の垂直位置、または、工程の必要に応じて任意の適切な角度または位置に位置することができる。同様に、固体有機材料の除去のために、圧力釜全体は、１８０°の水平位置から３０°〜６０°の範囲において下向きに傾斜される。
【００２６】
円筒状ローラは、回転ドラムが圧力釜内で自由に回転できるように中心に沿って並べられた回転ドラムの錘状口端を支持し保持するように設計されている。円筒状ローラは、回転ドラムの円滑な回転を確実にするために固体有機材料を有する回転ドラムの負荷を分散しバランスを取るように圧力釜の内壁に適合する。円筒状ローラの材料は、より重い負荷に耐え、また、磨耗、損傷、金属疲労、温度、圧力および他の薬品または酸反応に抵抗できるように設計される。
【００２７】
開閉扉は、回転ドラムへの、またはからのより大きなサイズの固体有機材料の供給または除去を容易にするために圧力釜の縁にヒンジ付けされる。しかしながら、より小さなサイズの固体有機材料の供給または除去の場合、開閉扉は、中心に連結シュートを有する供給また除去ポートを有する。開閉扉は、高圧力、高温度下での漏れを防ぐように設計されている。開閉扉の構成材料は、高温、高圧に耐えるように、非腐食性、耐熱および耐酸性の内層を有する軟鋼またはステンレス鋼の肉厚金属である。開閉扉の外側は、保護被覆またはカバーを有する温度セラミック繊維毛布で断熱される。
【００２８】
供給または除去ポートは、圧力釜の開閉扉の中央に位置する。供給または除去ポートは、迅速かつより容易な回転ドラム内のより小さなサイズの固体有機材料の供給または除去を容易にするものである。供給または除去ポートは、固体有機材料が通り流れる回転ドラムの錘状口端に繋がるまたは連結する、格納可能な連結シュートを有する。供給または除去ポートの扉は、高温、高圧に耐えられるように設計され、また、あらゆる漏洩を防ぐために密封機構を有する。連結シュートは、中に窪みのある円筒状パイプまたは管であり、その直径は錘状口の直径より小さく、それにより、固体有機材料の供給または除去に間、回転ドラムの自由な回転を妨げない。連結シュートは格納可能なタイプである。それは、回転ドラムの供給または除去ポートと、錘状口端との繋がりを容易にする。固体有機材料の供給または除去の間、連結シュートのみが繋げられる。
【００２９】
無孔回転ドラムの場合、固体有機材料の処理中、連結シュートは、ガス出口パイプを通じて圧力釜から圧力を逃がすために無孔回転ドラムの外に反応ガスを流し出すことができるように供給または除去ポート内に格納される。連結シュートの材料は、軟鋼、ステンレス鋼、または、より重い負荷に耐え、腐食、損傷、金属疲労、温度、圧力、および他の薬品または酸反応に抵抗できる任意のほかの材料であってよい。
【００３０】
気圧安全弁は、作動中に蓄積される過度の気圧から装置を保護するために圧力釜所に取り付けられる。ガス出口パイプは、圧力釜の密封皿状端上に適合する。ガス出口パイプは、圧力釜の壁の外側に位置してもよい。処理中に生成した反応ガスは、このガス出口パイプを通じて圧力釜から退出する。出口弁は、圧力釜のガス出口パイプに適合する。反応ガスは、出口弁を介して圧力釜から退出する。出口弁は。固体有機材料の処理中に発生した反応ガスの気圧と流れとを制御する。ガス処理ユニットは、該装置の一体部品ではない。処理中に装置内で発生する反応ガスは、この装置で処理される。反応ガスの処理は、充填される固体有機材料の性質、量またはタイプと、対応する工程に応じて変化する。気圧計は、圧力釜内の気圧レベルを表示し、圧力釜の外壁上に取り付けられ得る。固体有機材料の処理は、気圧計の参照により制御される。温度計は圧力釜の外壁上に位置する。温度計は、圧力釜内の反応ガスあるいは、スチームまたは超高温スチームの温度表示を提供する。固体有機材料の処理は、温度計の参照により制御される。
【００３１】
本発明は、固体有機材料を炭素または活性炭素へ変換するために方法を提供し、該方法は、傾斜または回転支持体上に支持される付属部品と共に、断熱を有する圧力釜を傾斜させるステップと、処理される固体有機材料を、連結シュートを介して供給または除去ポート通じて圧力釜内に収納された有孔または無孔回転ドラム内に供給するステップと、有孔または無孔回転ドラムが固体有機材料で一杯に充填されると、圧力釜を水平位置に再配置するステップと、圧力釜の内部の全雰囲気が完全に除去されるまで、圧力釜内にガスまたはスチームを供給するステップと、超高温スチームを、入口弁を介して、かつノズルまたは弁に適合する供給パイプを通じて有孔または無孔回転ドラム内に供給し、それにより、前記超高温スチームが固体有機材料との直接的な接触状態にさせるステップと、超高温スチームと固体有機材料との間の均一で直接的な接触を確実にするために回転シャフトに結合するベルトまたはチェーン駆動を有するギヤモータにより有孔または無孔回転ドラムを定速で回転させるステップと、発生した反応ガスを、出口弁を介し、ガス排出パイプを通じて圧力釜からガス処理ユニットへ移すステップと、処理された材料、すなわち処理が完了した炭素または活性炭素を、有孔または無孔回転ドラムの継続的回転を維持したまま、圧力釜を下向きに傾斜することによって、連結シュートを介し、かつ前記供給または除去ポートを通じて有孔または無孔回転ドラムから降ろすステップと、を備える。
【００３２】
第１実施形態における本発明は、固体有機材料を炭素または活性炭素へ変換するための装置に関し、該装置は、上下への傾斜動作のための傾斜または回転支持体上に水平に取り付けられた圧力釜と、前記圧力釜の内部に収納された錘状口を有する有孔回転ドラムと、前記圧力釜の一端に取り付けられた密封皿状端と、前記密封皿状端の中央に取り付けられた回転シャフトと、  プーリまたはチェーン・スプロケットを介して前記回転シャフトに結合されたベルトまたはチェーン駆動を有するギヤモータと、超高温スチームを発生するためのスチーム超高温ヒータと、前記超高温スチームを制御するための前記密封皿状端に適合する少なくとも１つの入口弁と、前記有孔回転ドラムの全長の下方に位置するノズルまたは弁を有する少なくとも１つの供給パイプと、前記圧力釜内で自由に回転できるように中央に配置された前記有孔回転ドラムの前記錘状口端を支持し、保持するための少なくとも１つの円筒状ローラと、前記有孔回転ドラムへまたは前記有孔回転ドラムからより大きなサイズの前記固体有機材料を供給または除去するための前記圧力釜の他端に位置する開閉扉端と、前記有孔回転ドラム内により小さなサイズの前記固体有機材料を供給するための前記開閉扉端上の中央に位置する供給または除去ポートと、前記固体有機材料の供給または除去中に前記有孔回転ドラムの自由回転を容易にするための前記有孔回転ドラムの前記錘状口より小さな直径を有する連結シュートと、作動中に蓄積される過度な圧力から当該装置を保護するための、前記圧力釜上に取り付けられる少なくとも１つの気圧安全弁と、前記圧力釜から発生する反応ガスの流出のための、前記密封皿状端上に適合するガス排出パイプと、前記固体有機材料の処理中に発生する反応ガスの圧力および流れを制御するための、前記ガス排出パイプに適合する少なくとも１つの出口弁と、発生した反応ガスを処理するガス処理ユニットと、前記圧力釜内の圧力レベルを表示する、前記圧力釜の外壁上に取り付けられる少なくとも１つの気圧計と、前記圧力釜内のガスまたはスチームもしくは超高温スチームの温度を表示する、前記圧力釜の外壁上に取り付けられる少なくとも１つの温度計とを備える。
【００３３】
第２実施形態における本発明は、固体有機材料を炭素または活性炭素へ変換するための装置に関し、該装置は、上下への傾斜動作のための傾斜または回転支持体上に水平に取り付けられた圧力釜と、前記圧力釜の内部に収納された錘状口を有する無孔回転ドラムと、前記圧力釜の一端に取り付けられた密封皿状端と、前記密封皿上端の中心に取り付けられる回転シャフトと、プーリまたはチェーン・スプロケットを介して前記回転シャフトに結合されたベルトまたはチェーン駆動を有するギヤモータと、超高温スチームを生成するためのスチーム超高温ヒータと、前記超高温スチームを制御するための前記密封皿状端に適合する少なくとも１つの入口弁と、前記回転シャフトの中央に配置される前記無孔回転ドラム内のノズルまたは弁を有し、前記無孔回転ドラム内の全長に亘って延長する少なくとも１つの供給パイプであって、前記供給パイプが熱伝導を防ぐように断熱され、静止している少なくとも１つの供給パイプと、前記圧力釜内で自由に回転できるように中央に配置された前記無孔回転ドラムの前記錘状口端を支持し、保持するための少なくとも１つの円筒状ローラと、前記無孔回転ドラムへまたは前記無孔回転ドラムからより大きなサイズの前記固体有機材料を供給または除去するための前記圧力釜の他端における開閉扉端と、前記有孔回転ドラム内のより小さなサイズの前記固体有機材料を供給または除去するための前記開閉扉端上の中央に位置する供給または除去ポートと、前記固体有機材料の供給または除去中に前記無孔回転ドラムの自由回転を容易にするための前記無孔回転ドラムの前記錘状口より小さな直径を有する連結シュートと、作動中に蓄積される過度な圧力から当該装置を保護するための、前記圧力釜上に取り付けられる少なくとも１つの気圧安全弁と、前記圧力釜から発生する反応ガスの流出のための、前記密封皿状端上に適合するガス排出パイプと、前記固体有機材料の処理中に発生する反応ガスの圧力および流れを制御するための、前記ガス排出パイプに適合する少なくとも１つの出口弁と、発生した反応ガスを処理するガス処理ユニットと、前記圧力釜内の圧力レベルを表示する、前記圧力釜の外壁上に取り付けられる少なくとも１つの気圧計と、前記圧力釜内のガスまたはスチームもしくは超高温スチーム、あるいは反応ガスの温度を表示する、前記圧力釜の外壁上に取り付けられる少なくとも１つの温度計とを備える。
【００３４】
本発明の利点および特徴が、限定することなく、例示目的としてのみ用意された添付図を参照する下記の説明からより明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１実施形態による有孔回転ドラムを有する、固体有機材料を炭素または活性炭素へ変換する装置の正面図である。
【図２】第２実施形態による無孔回転ドラムを有する、固体有機材料を炭素または活性炭素へ変換する装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１を参照すると、熱損失を防ぐために、保護被覆２を有する断熱が、圧力釜１の外壁上に設けられる。固体有機材料を供給する前に、傾斜または回転支持材１０上に支持されたその付属品に沿って圧力釜１全体が、１８０°の水平位置から３０°〜６０°の角度の範囲で上向きに傾けられる。圧力釜の開閉扉端１２から、固体有機材料が、供給または除去ポート１３を通じて、連結シュート１４を介して圧力釜１内に納まった有孔回転ドラム３の中に供給される。固体有機材料を供給する間、有孔回転ドラム３の回転は特定の回転数で維持され、それにより有孔回転ドラム３の全長における個体有機材料の均一な供給を促進する。有孔回転ドラムの回転は、回転シャフト５に結合されたベルトまたはチェーン駆動６を有するギヤモータによる。圧力釜１の密封皿状端４の中心に収納される回転シャフト５の外側端は、ベルトまたはチェーン駆動６を有するギヤモータに結合される。回転シャフト５の内側端は、有孔回転ドラム３の密封端に結合される。回転シャフト５のグランド（は、高圧下であってもスチームまたはガス漏れを防ぐように良好に密封されている。持続的な熱が、装置内の固体有機材料の処理中に生じるので、回転シャフト５が焼き付くことを防ぐために、回転シャフトと、そのベアリングまたは筐体が持続的に冷却機構により冷却される。固体有機材料が有孔回転ドラム内に装填されると、供給または除去ポート１３の扉が、高圧下においてガスまたはスチームの漏れを完全に防ぐために密接に閉じられる。有孔回転ドラム３が固体有機材料で完全に装填されると、圧力釜１は、１８０°の水平位置に再び配列される。１２０℃〜２００℃の温度のガスまたはスチームが、圧力釜内のすべての雰囲気が外に出されるまで、圧力釜１の中に入れられる。次いで、スチーム高温ヒータ７から作られた４５０℃〜７５０℃の範囲の温度を有する高温スチームが、ノズルまたは弁９と適合する供給パイプを通過する高温スチーム流を制御する注入弁８を介して供給される。ノズルまたは弁９と適合する供給パイプは、圧力釜１内の有孔回転ドラム３の下方に固定される。
【００３７】
ノズルまたは弁９に適合した供給パイプと有孔回転ドラム３との間の隙間は、（熱損失を最小化した）超高温スチームの有孔回転ドラム３内の固体有機材料との迅速かつ効果的な接触を可能にするために最小限になるだろう。それにより、ノズルまたは弁９に適合した供給パイプから流れる超高温スチームは、（有孔メッシュまたはスクリーンを通して）有孔回転ドラム３に侵入し、よって固体有機材料と直接接触するに至る。有孔回転ドラム３は、固体有機材料を通過する持続的な超高温スチーム流による処理の間、１〜１０ＲＰＭで回転し続ける。１〜１０ＲＰＭの有孔回転ドラム３の定速回転は、固体有機材料の超高温スチームとの均一で直接的な接触を確かにする。
【００３８】
超応音スチームの固体有機材料との反応が、固体有機材料を炭素または活性炭素へ変換する。処理中に生じる反応ガスは、圧力釜１から継続的に除去される。反応ガスは、出口弁１７を介してガス出口パイプ１６を通じてガス処理ユニット１８へ排出される。排気弁１７は、ガス処理ユニット１８への反応ガス流を制限するように、かつ、採用される方法のタイプによって圧力釜１内の気圧を制御するように設計される。全工程は、各表示機、すなわち気圧計１９および温度計２０の補助とともに気圧および温度を管理することによって制御される。気圧安全弁１５は、作動中に高まった過度な圧力から装置を保護するために圧力釜１内に設置される。処理終了後、固体有機材料は、圧力釜１を１８０°の水平位置から３０℃〜６０℃の角度の範囲で下向きに傾けることによって、かつ、有孔回転ドラム３の継続的な回転を持続することによって、連結シュート１４を介して、また、供給または除去ポート１３を通じて搬出される。
【００３９】
有孔回転ドラムの孔のサイズは、処理される個体有機材料の性質またはタイプに従って変化する。ノズルまたは弁を有する供給パイプは、有孔回転ドラムの下方に配置される必要はなく、装置のサイズによる任意の別の配置位置にあってもよい。供給パイプは、直線状である必要はなく、ジグザグ様式であってもよい。図１に示す供給ポートや連結シュートは、より小さなサイズの固体有機材料の供給を促進するためのものである。より大きなサイズの固体有機材料には、供給ポートおよび連結シュートは省き、固体有機材料の供給および給気を有孔回転ドラムの錐状口を開口することによってすることができる。有孔回転ドラムの口は、錐状である必要はない。装置のサイズは処理される固体有機材料の量に関連する。設置される弁、ゲージ、表示機の数は、装置のサイズによる。
【００４０】
図２を参照すると、熱損失を防ぐために、保護被覆２を有する断熱が、圧力釜１の外壁上に設けられる。固体有機材料を供給する前に、傾斜または回転支持材１０上に支持されたその付属品に沿って圧力釜１全体が、１８０°の水平位置から３０°〜６０°の角度の範囲で上向きに傾けられる。圧力釜の開閉扉端１２から、固体有機材料が、供給または除去ポート１３を通じて、連結シュート１４を介して圧力釜１内に納まった無孔回転ドラム３の中に供給される。固体有機材料を供給する間、無孔回転ドラム３の回転は特定の回転数で維持され、それにより無孔回転ドラム３の全長における個体有機材料の均一な供給を促進する。無孔回転ドラムの回転は、回転シャフト５に結合されたベルトまたはチェーン駆動６を有するギヤモータによる。
【００４１】
圧力釜１の密封皿状端４の中心に収納される回転シャフト５の外側端は、ベルトまたはチェーン駆動６を有するギヤモータに結合される。回転シャフト５の内側端は、無孔回転ドラム３の密封端に結合される。無孔ドラム３のために、回転シャフト５は、無孔回転ドラム３の内部にさらに延長する地その中心を通過するノズルまたは弁９に適合する、ガスあるいはスチームまたは超高温スチーム供給パイプを有する。回転シャフト５内の（ノズルまたは弁９を含まない）ガスあるいはスチームまたは超高温スチーム供給パイプは、回転シャフト５への熱伝導を防ぐために断熱され、かつ、その位置に留まっている。回転シャフト５のグランドは、高圧下であってもスチームまたはガス漏れを防ぐように良好に密封されている。持続的な熱が、装置内の固体有機材料の処理中に生じるので、回転シャフト５が焼き付くことを防ぐために、回転シャフトと、そのベアリングまたは筐体が持続的に冷却機構により冷却される。
【００４２】
固体有機材料が無孔回転ドラム内に装填されると、供給または除去ポート１３の扉が、高圧下においてガスまたはスチームの漏れを完全に防ぐために密接に閉じられる。無孔回転ドラム３が固体有機材料で完全に装填されると、圧力釜１は、１８０°の水平位置に再び配列される。１２０℃〜２００℃の温度のガスまたはスチームが、圧力釜内のすべての雰囲気が外に出されるまで、圧力釜１の中に入れられる。次いで、スチーム高温ヒータ７から作られた４５０℃〜７５０℃の範囲の温度を有する高温スチームが、ノズルまたは弁９と適合する供給パイプを通過する高温スチーム流を制御する入口弁８を介して供給される。
【００４３】
ノズルまたは弁９と適合する供給パイプは、無孔回転ドラム３の中に回転シャフト５の中心を通じて延長する。無孔回転ドラム内でのノズルまたは弁９と適合する供給パイプと固体有機材料との接触領域は、（熱損失を最小化した）超高温スチームの有孔回転ドラム３内の固体有機材料との迅速かつ効果的な接触を可能にするために最小限になるだろう。それにより、ノズルまたは弁９に適合した供給パイプから流れる超高温スチームは、無孔回転ドラム３に侵入し、よって固体有機材料と直接接触するに至る。
【００４４】
無孔回転ドラム３は、固体有機材料を通過する持続的な超高温スチーム流による処理の間、１〜１０ＲＰＭで回転し続ける。１〜１０ＲＰＭの無孔回転ドラム３の定速回転は、固体有機材料の超高温スチームとの均一で直接的な接触を確かにする。超応音スチームの固体有機材料との反応が、固体有機材料を炭素または活性炭素へ変換する。処理中に生じる反応ガスは、圧力釜１から継続的に除去される。反応ガスは、出口弁１７を介してガス出口パイプ１６を通じてガス処理ユニット１８へ排出される。出口弁１７は、ガス処理ユニット１８への反応ガス流を制限するように、かつ、採用される方法のタイプによって圧力釜１内の気圧を制御するように設計される。全工程は、各表示機、すなわち気圧計１９および温度計２０の補助とともに気圧および温度を管理することによって制御される。
【００４５】
気圧安全弁１５は、作動中に高まった過度な圧力から装置を保護するために圧力釜１内に設置される。処理終了後、固体有機材料は、圧力釜１を１８０°の水平位置から３０℃〜６０℃の角度の範囲で下向きに傾けることによって、かつ、無孔回転ドラム３の継続的な回転を持続することによって、連結シュート１４を介して、また、供給または除去ポート１３を通じて搬出される。固体有機材料との超高温スチームの反応は、完全に吸熱状態下であり、無酸素での工程である。
【００４６】
処理される材料の性質、量、またはタイプに応じて、無孔ドラムの位置は、１８０°の水平または９０°または別の適切な角度で縦に傾斜され得る。無孔回転ドラムの内部のノズルまたは弁と適合する供給パイプは、直線である必要はなく、ジグザグ様式であってもよい。無孔回転ドラムの入口点における供給パイプの長さは、無孔回転ドラムの内側に延長されている必要はなく、入口点自体において制限されていてもよく、または、処理される材料の性質、量、またはタイプに応じて変化され得る。図２に示す供給ポートや連結シュートは、より小さなサイズの固体有機材料の供給を促進するためのものである。より大きなサイズの固体有機材料には、供給ポートおよび連結シュートを省き、固体有機材料の供給および給気を無孔回転ドラムの錐状口を開口することによってすることができる。
無孔回転ドラムの口は、錐状である必要はない。装置のサイズは処理される固体有機材料の量に関連する。設置される弁、ゲージ、表示機の数は、装置のサイズによる。固体有機材料を炭素または活性炭素へ変換する方法および装置は、廃棄物処理産業においても使用される。
【００４７】
好適な実施形態を参照に本発明を示し、説明したが、これらは本発明の例示にすぎず、本発明を限定するものではなく、本発明の様々な変更が当業者には明らかだろう。
従って、本発明は開示した実施形態またはその詳細に限定されるものではなく、本願は、添付する特許請求の範囲によって定義される本発明の要旨および範囲内の全ての変形および／または別の実施形態を含む。
【符号の説明】
【００４８】
１  圧力釜
２  圧力釜の保護被覆断熱
３  回転ドラム（錘状口を有し、有孔または無孔）
４  密封皿状端
５  回転シャフト
６  回転シャフトに結合されるベルトまたはチェーン駆動を有するギヤモータ
７  スチーム超高温ヒータ（非一体部品）
８  入口弁
９  ノズルまたは弁と適合する供給パイプ
１０  付属品と一緒に圧力釜全体を傾けるための傾斜または回転支持体
１１  円筒状ローラ
１２  圧力釜の開閉扉端
１３  供給または除去ポート
１４  連結シュート
１５  圧力安全弁
１６  ガス排出パイプ
１７  ガス排出のための出口弁
１８  ガス処理ユニット（分離ユニット）
１９  圧力計
２０  温度計
【図１】
0005568572.tif 000002
【図２】
0005568572.tif 000003