(57)【要約】【課題】  炭化物中に有効成分を残すための例えば５００°Ｃ程度の低温での炭化において肥料として有用な揮発成分を残留させることとした場合においても、タール等のない無臭で有益な炭化物が得られる低温炭化炉を使った炭化物無臭化システムを提供する。【解決手段】  畜糞、下水汚泥等の乾燥物を原料としてそれを炭化処理する外熱式炭化炉において、無臭炭化物を製造するため、炭化中に発生する乾留ガスの流れが原料の流れと逆の向流となるよう、乾留ガスの抜出口を原料の供給側に設けた。【効果】  畜糞や下水汚泥等の原料を肥料として有効な揮発成分が残る程度の低温で炭化させるにもかかわらず、その炭化物にはタール分が付着しないので、無臭であって植物に害がなく、有効成分が豊富な肥料が得られる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
畜糞、下水汚泥等の乾燥物を原料としてそれを炭化処理する外熱式炭化炉において、無臭炭化物を製造するため、炭化中に発生する乾留ガスの流れが原料の流れと逆の向流となるよう、乾留ガスの抜出口を原料の供給側に設けたことを特徴とする低温炭化炉を使った炭化物無臭化システム。
【請求項２】
畜糞、下水汚泥等の乾燥物を原料としてそれを炭化処理する外熱式炭化炉において、無臭炭化物を製造するため、炭化炉を多段に配列した多段式低温炭化炉であって、二次炭化炉以降では、乾留ガスの流れが原料の流れと逆の向流となるよう、二次炭化炉又は最後の炭化炉の基端側に乾留ガスの抜出口を設けたことを特徴とする低温炭化炉を使った炭化物無臭化システム。
【請求項３】
低温炭化炉の出口に炭化物の冷却装置を配置し、冷却装置の先端から前記抜出口に向けてパージ用不活性ガスを流動させることにより、炭化物と乾留ガスの向流を促進するように、冷却装置の以降に不活性ガスの噴入口を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の低温炭化炉を使った炭化物無臭化システム。
【請求項４】
炭化炉への投入原料の水分を１０％以下にすることにより、炭化中に乾留ガスが炭化物に付着することを防止し、破砕乾燥機で細かく破砕した原料を炭化炉に投入することにより、炭化物の均質化を図ったことを特徴とする請求項１，２又は３記載の低温炭化炉を使った炭化物無臭化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば豚糞、牛糞、鶏糞等の畜糞や下水汚泥を炭化物として肥料原料として利用したい場合に、炭化物の中に有効成分を残すとともに、臭気の原因となるタール分を除去することのできるようにした低温炭化炉を使った炭化物無臭化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、畜糞や下水汚泥を炭化処理する炭化炉は、一端に原料の投入口を、他端に排出口を有し、また、中途にガスの排出口が設けられた回転炉が使用される。そして、回転炉中にバーナーで熱風を吹き込む直接加熱、或いは回転炉外側から加熱する間接加熱により原料を加熱して炭化されるが、炭化する際に発生するガスを放出するために、炭化炉の炭化物の排出口側に煙突に通じるガスの抜出口を設けていた。
【０００３】
炭化温度については、有害で臭気の原因となるタール等の揮発分を完全に取り除くために、８００°Ｃの高温で炭化を行っていた。しかし、高温炭化では炭化物に肥料成分として有効な揮発成分が残らないので、その炭化物の利用用途も、土壌改良材や吸着剤、燃料等の付加価値の低い物に限定されていた。逆に、有用な揮発成分を残すため例えば５００°Ｃの低温での炭化を行うと、タール分が付着しているために臭気があって植物に有害となる炭化物しか得られなく、これは肥料として使用することはできなかった。
【０００４】
タール分が付着する原因については、原料が炭化するときに発生した乾留ガスを巻き込んで、炭化物が排出され、冷却するときに、液化するためであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、上記のような実情に鑑みて、炭化物中に有効成分を残すための例えば５００°Ｃ程度の低温での炭化において肥料として有用な揮発成分を残留させることとした場合においても、タール等のない無臭で有益な炭化物が得られる低温炭化炉を使った炭化物無臭化システムを提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、この発明は、畜糞、下水汚泥等の乾燥物を原料としてそれを炭化処理する外熱式炭化炉において、無臭炭化物を製造するため、炭化中に発生する乾留ガスの流れが原料の流れと逆の向流となるよう、乾留ガスの抜出口を原料の供給側に設けたことを特徴とする低温炭化炉を使った炭化物無臭化システムを提供するものである。
【０００７】
また、この発明は、畜糞、下水汚泥等の乾燥物を原料としてそれを炭化処理する外熱式炭化炉において、無臭炭化物を製造するため、炭化炉を多段に配列した多段式低温炭化炉であって、二次炭化炉以降では、乾留ガスの流れが原料の流れと逆の向流となるよう、二次炭化炉又は最後の炭化炉の基端側に乾留ガスの抜出口を設けたことを特徴とする低温炭化炉を使った炭化物無臭化システムを提供する。
【０００８】
上記の構成によれば、原料は供給側から排出側に向けて流れながら炭化され同時に乾留ガスが発生するが、炭化物の流れとは逆方向に乾留ガスが流れるために、排出側に流れた炭化物に乾留ガスが触れることはなく、また、供給側の未炭化物にタール分として付着しても後続する加熱でガス化されるので、結局最後の炭化物にはタール分が残っていない。
【０００９】
多段式低温炭化炉では、一次炭化炉では予備的に加熱し炭化が未完成であることから、ここにおいて乾留ガスを向流させる必要はない。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、この発明の低温炭化炉を使った炭化物無臭化システムによれば、畜糞や下水汚泥等の原料を肥料として有効な揮発成分が残る程度の低温で炭化させるにもかかわらず、その炭化物にはタール分が付着しないので、無臭であって植物に害がなく、有効成分が豊富な肥料が得られるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明の低温炭化炉を使った炭化物無臭化システムは次のような形態となる。
【００１２】
（１）外熱炭化炉であって、炭化炉が一個の単一式と少なくとも二個の多段式となる。
イ．低温炭化を行うため、高温となる内燃式ではなく、低温の温度制御が可能な外熱式炭化炉を使用する。外熱方式は、熱風でも電気ヒーターでも良い。
ロ．炭化炉内の原料と炭化中に発生する乾留ガスの流れが向流となるようガスの抜出口を原料投入口側に設けた炭化炉を使用し、炭化物の排出口近傍で炭化物がガスを巻き込まないようにする。抜出口は、煙突効果を利用したり、吸引等の何らかの方法により、炭化炉内に発生した乾留ガスを引き込んで出すようになされる。吸引の一例としては、排気塔（煙突）の中に、プロパン等の燃焼ガスの噴出口を設け、その燃焼熱で乾留ガスを燃焼させるときに発生する上昇気流ないし勢いにより吸引作用を得ることができる。
ハ．多段式では、１段目の炭化炉は通常の炭化炉を使用して原料とガスは並流となるが、出口フッド等にガス抜出口を設けることにより、２段目以降の炭化炉は原料とガスの流れが向流となるよう配置した多段炭化炉により、排出口近傍で炭化炉がガスを巻き込まないようにする。
【００１３】
（２）冷却装置への乾留ガス侵入防止に不活性ガスパージを採用
イ．冷却装置内に不活性ガスをパージして、炭化炉から冷却装置に乾留ガスが侵入するのを防止する。
ロ．冷却装置内に不活性ガスをパージすることにより、冷却装置から炭化炉へとガスの流れを作り、炭化炉内のガスの流れを向流となるようにする。
【００１４】
（３）炭化炉内投入原料の管理
イ．投入原料の水分が多いと、炭化炉内で炭化物にタール分が付着すると考えられるため、例えば１〜１０％程度以下になるよう乾燥状態を管理する。また、原料が均一に炭化されるよう、原料を細かく破砕しておく。その程度は例えば１mmアンダー９０％以上である。
【実施例】
【００１５】
次に、図面に基づいてこの発明の実施例を説明するが、図１は多段式低温炭化炉として実施した例を示し、図２は単一式低温炭化炉として実施した例を示す。
【００１６】
多段式低温炭化炉は、一次（１段目）炭化炉１ａに後続して二次（２段目）炭化炉１ｂと段違いに低く設け、一次炭化炉１ａの基端としての後方に原料供給装置３を、一次炭化炉１ａと二次炭化炉１ｂとの間に排気塔５を設け、さらに、二次炭化炉１ｂの先端としての前方に冷却装置７を低く段違いに接続し、その先端に炭化物の排出口９を設ける他、不活性ガスの噴入口１１が接続される。
【００１７】
一次炭化炉１ａは、円筒形の回転ドラム式であって、モータ１２の駆動で回転することにより前方へ原料が送られる。この送りを促進するために、勾配を設けたり、内周面にスクリュー羽根を設けたりすることができる。また、加熱については、外周に電気ヒータ１３が装着されているので、電力によって温度制御がなされる（加熱手段としては、熱風を使用してもよい）。一次炭化炉１ａの前端と二次炭化炉１ｂの後端は、排気塔５の下端の原料乗継部中間フッド１０の中に開口されており、排気塔５の下端が不活性ガスの抜出口８となっている。
【００１８】
二次炭化炉１ｂは、同じく円筒形であって外周に電気ヒータ１４が装着されているが（加熱手段としては、熱風を使用してもよい）、排気塔５の落下口を上向きに保持する必要から固定されている。そして、原料を送るために内部にスクリュー１５が内装され、モータ１７でスクリュー１５を回転することにより原料が前方へ送られる。この二次炭化炉１ｂの前端では落下筒１９を介して冷却装置７に接続される。
【００１９】
冷却装置７は、水冷ジャケットを被着した円筒形であって、内部にスクリュー２１が内装されて、モータ２３でそれが駆動されることにより炭化物が前方へ送られる。そして、前端に垂下する排出口９の下端に炭化物の収納コンテナ２５が密閉配置室２７が設けられる。そして、排出口９に不活性ガスの噴入口１１が開口され、運転中に噴入口１１から不活性ガスが圧入されると、これが炭化物とは向流して、冷却装置７、二次炭化炉１ｂと逆上って、排気塔５から大気に排出される。
【００２０】
なお、原料供給装置３については、一次炭化炉１ａの回転を許容するように、基端部に横筒２９が突入され、横筒２９にホッパー３０が立設され、横筒２９に送りスクリュー３１がモータ３３で回転するように内装される。３５は、横筒２９と一次炭化炉１ａとを接続するフッドである。
【００２１】
そこで、ホッパー３０に乾物の原料を投入すると、それがスクリュー３１により一次炭化炉１ａ内に供給され、モータ１２で回転することにより前方へ原料が移動する間に徐々に炭化され、発生したガスは排気塔５でプロパンガスの燃焼火力で燃焼されて大気へ排出されるようになっている。
【００２２】
一方、前方へ送られた原料の炭化物は排気塔５を落下して二次炭化炉１ｂに投入され、そこでは、スクリュー２１により前方へ送られるとともに、電気ヒータ１４により加熱され、さらに炭化が促進され、炭化が完了した炭化物は排出口９からコンテナ２５に落下する。そして、この時に発生したガスは、逆流する不活性ガスの流れに吸引され、それと混合して排気塔５から大気に排出される。
【００２３】
回収された炭化物に臭いがあるか、又タールが付着しているかを、人間の鼻による臭気確認し、また、タールが付着しているかを比色検査で確認した。比色検査とは、炭化物をエタノール溶液に浸漬させその上澄み液の色が、腐食物質抽出液の色の濃さ（０〜５まで段階的に薄めた物、０が無色透明）と比較してどの段階かを数字で表す検査方法である。０．５以下がタールの付着のない合格品であると判定した。表１は炭化炉の運転条件と炭化物判定結果を示す。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
次に、単一式低温炭化炉（図２）は、一個の炭化炉１を用いたもので、その炭化炉１の基端としての後端に原料供給装置３を同様に設け、前端に冷却装置７への落下筒２０を設けてあって、原料供給装置３の横筒２９と炭化炉１との間の接続隙間を覆う原料乗継部中間フッド３６に排気塔５が立設され、その下端が抜出口８となっている。また、冷却装置７の前端に垂下する排出口９に不活性ガスの噴入口１１が開口される。
【００２６】
そこで、原料供給装置３のホッパー３０に投入された原料が、横筒２９のスクリュー２１により炭化炉１に供給されると、モータ１２で回転されることにより、原料が前進しながら炭化され、炭化が完了した炭化物が冷却装置７に供給され、冷却装置７と炭化炉１とにおいて、噴入口１１からの不活性ガスの向流を受けて揮発ガスが抜出口８に吸引され、排気塔５から排出される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明システムの一実施例を示す多段式低温炭化炉の説明図である。
【図２】他の実施例として示す単一式低温炭化炉の説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１，１ａ，１ｂ  炭化炉
７  冷却装置
８  抜出口
１１  不活性ガスの噴入口
【図１】
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【図２】
2006263529.tif 000005