(57)【要約】  【課題】スクリューコンベヤの賦活ゾーンにおいてスクリュー羽根とケーシング内壁とを常に接触させてスケーリングの発生を防止し、高品質の活性炭化物を製造することができる、活性炭化物の製造装置を提供する。  【解決手段】円筒状ケーシング４内の中心部軸方向にガス流路が形成されるようにスクリュー６を配設したスクリューコンベヤ２を、加熱炉３内の前後方向に貫通させて、上流部が乾燥ゾーン２ｘ、中流部が炭化ゾーン２ｙ、下流部が賦活ゾーン２ｚとなるように設け、乾燥ゾーン２ｘで発生する水蒸気および炭化ゾーン２ｙで発生する乾留ガスを賦活ゾーン２ｚで炭化物に接触させて同炭化物を賦活・活性化させる活性炭化物製造装置において、円筒状ケーシング４内において同ケーシング４に対しスクリュー６の回転軸５を、賦活ゾーン２ｚの後端部寄りでスクリュー６の羽根がケーシング４内壁に接触するように後方へ向け下向きに傾斜させている。【選択図】    図１
2006315899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状ケーシング内の中心部軸方向にガス流路が形成されるようにスクリューを配設したスクリューコンベヤを、加熱炉内の前後方向に貫通させて配置し、上流部で乾燥工程が、中流部で炭化工程が、下流部で賦活工程が行われるようにし、前記乾燥工程で有機性可燃物を乾燥することにより発生する水蒸気と、前記炭化工程で乾燥有機性可燃物を炭化することにより発生する乾留ガスとを、前記賦活工程で炭化物に接触させて同炭化物を賦活・活性化させる活性炭化物の製造方法において、
前記賦活工程で円筒状ケーシングの内壁に前記スクリューの羽根を接触させて回転させることにより、同スクリュー羽根および前記ケーシング内壁にスケーリングが付着するのを防止すること
を特徴とする活性炭化物の製造方法。
【請求項２】
円筒状ケーシング内の中心部軸方向にガス流路が形成されるようにスクリューを配設したスクリューコンベヤを、加熱炉内の前後方向に貫通させて、上流部が乾燥ゾーン、中流部が炭化ゾーン、下流部が賦活ゾーンとなるように設け、前記乾燥ゾーンの前記加熱炉より前方に突出するスクリューコンベヤの端部に原料投入口を設けるとともに、前記賦活ゾーンの前記加熱炉より後方に突出するスクリューコンベヤの端部に製品排出口を設け、前記乾燥ゾーンで発生する水蒸気および前記炭化ゾーンで発生する乾留ガスを前記賦活ゾーンで炭化物に接触させて同炭化物を賦活・活性化させる活性炭化物の製造装置において、
前記円筒状ケーシング内において同ケーシングに対し前記スクリューの回転軸を、前記賦活ゾーンの後端部寄りで前記スクリューの羽根が前記ケーシング内壁に接触するように後方へ向け下向きに傾斜させたこと
を特徴とする活性炭化物の製造装置。
【請求項３】
円筒状ケーシング内の中心部軸方向にガス流路が形成されるようにスクリューを配設したスクリューコンベヤを複数段、それぞれ加熱炉内の前後方向に貫通させて、上流段が乾燥ゾーン、中流段が炭化ゾーン、下流段が賦活ゾーンとなるように接続して設け、前記乾燥ゾーンの前記加熱炉より前方に突出するスクリューコンベヤの端部に原料投入口を設けるとともに、前記賦活ゾーンの前記加熱炉より後方に突出するスクリューコンベヤの端部に製品排出口を設け、前記乾燥ゾーンで発生する水蒸気および前記炭化ゾーンで発生する乾留ガスを前記賦活ゾーンで炭化物に接触させて同炭化物を賦活・活性化させる活性炭化物の製造装置において、
前記円筒状ケーシング内において同ケーシングに対し前記スクリューの回転軸を、前記賦活ゾーンの後端部寄りで前記スクリューの羽根が前記ケーシング内壁に接触するように後方へ向け下向きに傾斜させたこと
を特徴とする活性炭化物の製造装置。
【請求項４】
前記スクリューコンベヤの円筒状ケーシングの、前部寄り、中間部および後部寄りの少なくとも３箇所を、前記加熱炉の上下方向の炉壁で支持したこと
を特徴とする請求項２または３記載の活性炭化物の製造装置。
【請求項５】
前記スクリューコンベヤのスクリュー回転軸の前端部を前記円筒状ケーシングの前端壁より前方へ突出させ、長手方向に間隔をあけて配置した少なくとも２つの軸受けにより回転可能に支持したこと
を特徴とする請求項２または３記載の活性炭化物の製造装置。
【請求項６】
前記スクリューコンベヤのスクリュー回転軸の後端部を前記円筒状ケーシングの後方へ突出させ、前記スクリュー回転軸の軸方向の熱伸縮を許容する可動軸受けを介して同スクリュー回転軸の突出部をシリンダ装置により昇降可能に支持したこと
を特徴とする請求項２または３記載の活性炭化物の製造装置。
【請求項７】
前記スクリュー回転軸の一端に接続され、同回転軸を回転させる電動モータの負荷測定器と、同負荷測定器の測定値があらかじめ定めた規定値を下回ると前記シリンダ装置のピストンロッドを伸縮して前記測定値が規定値に保たれるように制御する制御装置を設けたこと
を特徴とする請求項６記載の活性炭化物の製造装置。
【請求項８】
前記スクリュー回転軸の前記可動軸受けによる支持部位にかけて前記回転軸端より冷却水通路を穿設し、同回転軸端にロータリージョイントを介して前記冷却水通路に冷却水を流通させることによって前記支持部位を冷却するようにしたこと
を特徴とする請求項６記載の活性炭化物の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、下水汚泥、畜産廃棄物、食品廃棄物、石炭、ＲＤＦなどの炭素を含有する有機性可燃物から吸着用活性炭、その他利用できる用途の広い活性炭化物として使用可能な高品質の活性炭化物を製造する方法とその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下水道の普及率が向上するのに伴って下水汚泥の発生量が増大する一方、社会経済活動の高度化により廃棄物が増大し、廃棄物処理場の新規立地が困難な状況にある。このような状況の中、とくに下水汚泥の炭化は、その焼却や溶融と比較して排ガス発生量が少ないうえに、その製品としての炭化物は木炭に似た特性をもつことから、有効利用可能な用途先が多く、新しい資材として注目されている。また、下水汚泥から製造される活性炭化物は、例えばごみ焼却排ガスのダイオキシン吸着材として有効に利用できるが、こうしたダイオキシン類の吸着用活性炭化物として利用するためには、品質の向上、つまり賦活化が十分に行われる必要がある。しかし、従来の活性炭化物製造装置では、高品質の活性炭化物を長期間継続して製造することができなかった。
【０００３】
この種の製造装置に関する先行技術として、円筒ケーシング内の中心部軸方向にガス流路が形成されるようにスクリューを収納したスクリューコンベヤを、炉体を貫通させて、前部が乾燥ゾーン、中部が炭化ゾーン、後部が賦活ゾーンとなるように設け、前部の乾燥ゾーンのスクリューコンベヤの端部入口に有機性可燃物を投入するための原料投入口を設け、後部の賦活ゾーンのスクリューコンベヤの端部出口に製品排出口を設け、乾燥ゾーンで発生した水蒸気及び炭化ゾーンで発生した乾留ガスを炭化ゾーンからの炭化物と後部の賦活ゾーンのスクリューコンベヤ内で接触させて炭化物を賦活・活性化させることができるようにした活性炭化物の製造装置であって、後部の賦活ゾーンより処理物流れの下流部分の円筒ケーシングを耐火材で被覆し、この被覆耐火材及び円筒ケーシングに乾留ガス排気口を設け、この排気口の周りを遮蔽壁で区分して熱風発生部とし、この熱風発生部にバーナを接続した構造の装置が提案されている(例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、同装置において、円筒ケーシング内壁とスクリューとの間隙を自動又は手動で調節する機構を設けた構成とすること、および円筒ケーシングに対してスクリュー軸を偏心させて取り付ける構成とすることも提案されている。その理由として、スクリューと円筒ケーシングとの間には機器の構造上及び熱膨張差により間隙が生じ、その処理物が通過する部分で間隙が拡張したことにより、スケーリングが発生・残留しやすくなる。そのため、処理物はスケーリングにより断熱されることになり、処理物と円筒ケーシングとの直接接触による加熱が妨げられ、熱伝達効率の低下を招き、製品の品質の安定性に悪影響を与える。−との記載がある。
【特許文献１】特開２００４−３５２５３８公報（５〜７頁および図１・図２・図４〜図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記公報に記載の製造装置では、スクリュー羽根の周縁部とケーシング内壁との間隙が最小限になるように間隙を調整する対策がとられているが、この間隙を最小にするのは乾燥・炭化・賦活ゾーンのいずれのゾーンで行うのかについて一切特定されていない。間隙を最小にしてスケーリングの発生を防止するのは、スケーリングによる断熱で処理物が必要とする温度まで加熱されず、品質が低下するからである。上記した通り、活性炭化物の製造に際して、乾燥、炭化、賦活の３つの工程があるが、最も高い加熱温度が要求される
のは、賦活工程(賦活ゾーン）であり、ここでは材料温度において８００℃以上(炉内温度において９５０℃以上）が必要になる。つまり、間隙を最小限にする必要があるのは賦活工程であり、最小限であっても間隙があれば、スケーリングが発生する可能性がある。いいかえれば、スクリュー羽根とケーシング内壁とを接触させて間隙をなくすことが望ましい。
【０００６】
また、上記公報に記載の装置の構造では、とくにスクリューコンベヤの賦活ゾーンにおいて後端寄りの間隙を最小限に調整するものではなく、間隙を最小にする位置が特定されていないため、例えば長手方向の中間位置の間隙を小さくしてスクリュー羽根を接触させる場合には、後端寄りに間隙が生じてスクリュー羽根が接触しないおそれがある。さらに、同装置の構造では、円筒状ケーシングの長手方向の両端部は加熱炉の縦向きの炉壁で支持されているが、中間部は支持されていないためにケーシングが自重で垂れ下がってスクリュー羽根との間に大きな間隙が生じるおそれがある。さらに、間隙を自動化するため回転軸をケーシング端面のフランジとともに移動させる構造にしているが、フランジのシール部分が不完全でガスが漏れ出すおそれがあり、また回転軸が全長にわたってほぼ水平に支持されているため、スクリュー周縁部をケーシングに接触させようとしても、ケーシング内の状態を外部から見ることができず、製作誤差もあり、賦活ゾーンでスクリュー周縁部をケーシングに接触させることは困難である。そこで、従来は、スクリューコンベヤのスクリューの回転数を変更したり、炭化炉内の温度を調整したりすることによって活性炭化物の品質維持を図っている。
【０００７】
この発明は上述の点に鑑みなされたもので、スクリューコンベヤの賦活ゾーンにおいてスクリュー羽根とケーシング内壁とを常に接触させてスケーリングの発生を防止し、高品質の活性炭化物を製造することができる、活性炭化物の製造方法と同装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために本発明に係る活性炭化物の製造方法は、円筒状ケーシング内の中心部軸方向にガス流路が形成されるようにスクリューを配設したスクリューコンベヤを、加熱炉内の前後方向に貫通させて配置し、上流部で乾燥工程が、中流部で炭化工程が、下流部で賦活工程が行われるようにし、前記乾燥工程で有機性可燃物を乾燥することにより発生する水蒸気と、前記炭化工程で乾燥有機性可燃物を炭化することにより発生する乾留ガスとを、前記賦活工程で炭化物に接触させて同炭化物を賦活・活性化させる活性炭化物の製造方法において、前記賦活工程で円筒状ケーシングの内壁に前記スクリューの羽根を接触させて回転させることにより、同スクリュー羽根および前記ケーシング内壁にスケーリングが付着するのを防止したことを特徴とする。
【０００９】
上記の構成を備えた活性炭化物の製造方法によれば、賦活工程においてスクリュー羽根の周縁部をケーシング内壁に積極的に接触させるので、スケーリング（一種の炭化物の膜層）が発生したり、ケーシング内壁やスクリュー羽根にスケーリングが付着したりしない。この結果、加熱炉内の燃焼ガスによる加熱がケーシング内の炭化物に十分に伝達され、賦活に必要な温度（通常、材料温度で８００℃以上）まで加熱されるので、高品質の活性炭化物が製造される。
【００１０】
上記の目的を達成するために本発明に係る活性炭化物の製造装置は、請求項２記載のように、円筒状ケーシング内の中心部軸方向にガス流路が形成されるようにスクリューを配設したスクリューコンベヤを、加熱炉内の前後方向に貫通させて、上流部が乾燥ゾーン、中流部が炭化ゾーン、下流部が賦活ゾーンとなるように設け、前記乾燥ゾーンの前記加熱炉より前方に突出するスクリューコンベヤの端部に原料投入口を設けるとともに、前記賦活ゾーンの前記加熱炉より後方に突出するスクリューコンベヤの端部に製品排出口を設け
、前記乾燥ゾーンで発生する水蒸気および前記炭化ゾーンで発生する乾留ガスを前記賦活ゾーンで炭化物に接触させて同炭化物を賦活・活性化させる活性炭化物の製造装置において、前記円筒状ケーシング内において同ケーシングに対し前記スクリューの回転軸を、前記賦活ゾーンの後端部寄りで前記スクリューの羽根が前記ケーシング内壁に接触するように後方へ向け下向きに傾斜させたことを特徴とするか、あるいは請求項３記載のように、円筒状ケーシング内の中心部軸方向にガス流路が形成されるようにスクリューを配設したスクリューコンベヤを複数段、それぞれ加熱炉内の前後方向に貫通させて、上流段が乾燥ゾーン、中流段が炭化ゾーン、下流段が賦活ゾーンとなるように接続して設け、前記乾燥ゾーンの前記加熱炉より前方に突出するスクリューコンベヤの端部に原料投入口を設けるとともに、前記賦活ゾーンの前記加熱炉より後方に突出するスクリューコンベヤの端部に製品排出口を設け、前記乾燥ゾーンで発生する水蒸気および前記炭化ゾーンで発生する乾留ガスを前記賦活ゾーンで炭化物に接触させて同炭化物を賦活・活性化させる活性炭化物の製造装置において、前記円筒状ケーシング内において同ケーシングに対し前記スクリューの回転軸を、前記賦活ゾーンの後端部寄りで前記スクリューの羽根が前記ケーシング内壁に接触するように後方へ向け下向きに傾斜させたことを特徴とする。
【００１１】
上記構成を有する各活性炭化物製造装置によれば、上記請求項１の製造方法の作用と同様の作用が得られ、加熱炉内の燃焼ガスによる加熱がケーシング内の炭化物に十分に伝達され、賦活に必要な温度（通常、材料温度で８００℃以上）まで加熱されるので、高品質の活性炭化物が製造される。
【００１２】
請求項４に記載のように、前記スクリューコンベヤの円筒状ケーシングの、前部寄り、中間部および後部寄りの少なくとも３箇所を、前記加熱炉の上下方向の炉壁で支持することが好ましい。
【００１３】
このようにすれば、ケーシングの前後方向の中間部が自重で垂れ下がることがないため、ケーシングの中間部で間隙が大きくならず、後端部でスクリュー羽根の周縁部をケーシング内壁に確実に接触させられる。
【００１４】
請求項５に記載のように、前記スクリューコンベヤのスクリュー回転軸の前端部を前記円筒状ケーシングの前端壁より前方へ突出させ、長手方向に間隔をあけて配置した少なくとも２つの軸受けにより回転可能に支持することが好ましい。
【００１５】
このようにすれば、スクリュー回転軸の前部から中間部にかけては水平に近い状態の保持され、中間部から後端部分が後方下向きに傾斜し、後端寄りのスクリュー羽根がケーシング内壁に接触するとともに、中間部から前部にかけてはほぼ水平に保持されるので、回転軸の全長にわたり間隙が比較的小さくなり、内容物（乾燥汚泥や炭化物）の搬送が確実に行われ、かつスケーリングも発生しにくい。
【００１６】
請求項６に記載のように、前記スクリューコンベヤのスクリュー回転軸の後端部を前記円筒状ケーシングの後方へ突出させ、前記スクリュー回転軸の軸方向の熱伸縮を許容する可動軸受けを介して同スクリュー回転軸の突出部をシリンダ装置により昇降可能に支持することが望ましい。
【００１７】
このようにすれば、スクリュー回転軸が加熱されて熱膨張しても後端部の可動軸受けで外輪が滑ることで回転軸の伸長動が許容されるので、軸受けを損傷するなどの悪影響がなく、またケーシングの内壁に対する接触でスクリュー羽根の周縁部が摩耗してもシリンダ装置によりスクリュー回転軸の後端部の位置を下げて対応できるので、スクリュー羽根の周縁部をケーシング内壁に常に一定圧下で接触させられる。
【００１８】
請求項７に記載のように、前記スクリュー回転軸の一端に接続され、同回転軸を回転させる電動モータの負荷測定器（例えば電流計又は電力計）と、同負荷測定器による測定値があらかじめ定めた規定値を下回ると前記シリンダ装置のピストンロッドを伸縮して前記測定値が規定値に保たれるように制御する制御装置を設けると、さらに望ましい。
【００１９】
このようにすれば、スクリュー回転軸の回転負荷を負荷測定器で測定し、測定値が既定値に保たれるように制御装置にてシリンダ装置によりピストンロッドを伸縮しスクリュー回転軸の後端部の位置を制御するので、ケーシング内壁に対するスクリュー羽根の周縁部の接触が保たれ、またスクリュー回転時の摩擦力（負荷力）も一定に保たれる。
【００２０】
請求項８に記載のように、前記スクリュー回転軸の前記可動軸受けによる支持部位にかけて前記回転軸端より冷却水通路を穿設し、同回転軸端にロータリージョイントを介して前記冷却水通路に冷却水を流通させることによって前記支持部位を冷却するようにすると、さらによい。
【００２１】
このようにすれば、可動軸受けによる支持部位を冷却水で冷却するので、回転軸および軸受けの半径方向への熱膨張を抑え、可動軸受けの摩耗や損傷を防止し、長期間安定した使用を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、この発明に係る活性炭化物の製造方法と同製造装置について実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は下水汚泥を原料とする活性炭化物の製造装置の実施例を概略的に示す断面図、図２は図１の製造装置を含む製造システムの全体構成を概略的に示す説明図である。
【００２４】
図１に示すように、本実施例の活性炭化物製造装置１は、スクリューコンベヤ２と加熱炉３とを備え、スクリューコンベヤ２は加熱炉３内を前後方向に貫通して設けられ、スクリューコンベヤ２の前部突出部上面に原料としての乾燥汚泥Ｂの投入口２１が、後部突出部下面に製品としての活性炭化物の排出口２２がそれぞれ開口されている。また、スクリューコンベヤ２の後部上面にガス排気口２３が開口されている。スクリューコンベヤ２は、円筒状ケーシング４内にスクリュー６として本例ではリボンスクリューが回転軸５の周囲に配設され、ケーシング４内の軸方向中央部にガス流路が形成されている。スクリュー回転軸５はケーシング４内の前後方向において後方へ向けやや下向きに傾斜させ、かつ軸方向に貫通して配置されている。この構成により、スクリュー６の周縁部がケーシング４の後端寄りで内壁に接触している。
【００２５】
加熱炉３内には、燃焼設備３１のバーナ３２がスクリューコンベヤ２のガス排気口２３の上方に臨ませて設けられている。そして、バーナ３２により燃焼される高温ガスが加熱炉３内のスクリューコンベヤ２周りを後部から前部にかけて蛇行しながら移動するように、前後方向に間隔をあけてスクリューコンベヤ２の上下に交互に配置される上下方向の炉壁３３，３４，３５によって加熱炉３内が仕切られている。また、下側の中央炉壁３４は前後端の炉壁３ａ、３ｂと相俟って円筒状ケーシング４の下側を支持している。加熱炉３の前端部上面には排ガスの排出口３ｃが設けられ、その下流側に煙突３６が立設されている。これにより、スクリューコンベヤ２内部は前部(上流部）が乾燥ゾーン(乾燥工程)２
ｘに、中部(中流部）が炭化ゾーン(炭化工程)２ｙに、後部(下流部）が賦活ゾーン(賦活
工程）２ｚに構成されている。
【００２６】
円筒状ケーシング４から前方に突出する回転軸５の前部は、軸方向に間隔をあけて支持台７上に設置される一対の軸受け７１・７２によって回転可能にかつ定位置に支持されて
いる。回転軸５はケーシング４の円形端面４２を貫通して前方へ突出するが、この円形端面４２は本体前端壁４１に対し蛇腹式金属円筒壁４３にて接続されている。また、回転軸５の前端には減速機構８１を介して電動モータ８に接続されている。
【００２７】
一方、回転軸５の後部は可動軸受け９により、回転可能にかつ軸方向(前後方向）へ変
位可能に支持されており、可動軸受け９の支持ボックス９２の前端と本体後端壁４４とは蛇腹式円筒状金属継手４５により接続され、回転軸受け９により支持された回転軸５の上下動に追随する。可動軸受け９は支持ボックス９２の外壁に対し外輪９３が前後に摺動可能な構造で、回転軸５の熱膨張による伸びを許容する。また、回転軸５の可動軸受け９部位には、回転軸５端面より給排用冷却水通路５１・５２を二重管状に穿設し、複式内筒固定式ロータリージョイント１０を回転軸５の端部に装着している、これにより、冷却水をロータリージョイント１０の内筒部１０ａを通して内周部の冷却水通路５１へ供給し、外周部の冷却水通路５２を流通させてロータリージョイント１０の外筒部１０ｂを通して排水することによって回転軸５の端部および可動軸受け９をそれぞれ冷却することができる。
【００２８】
また、可動軸受け９を下からレベル調整装置としてのシリンダ装置、本例ではエアシリンダ１１により昇降可能に支持し、スクリュー回転軸５の後端部の上下方向の位置を調整することによって回転軸５の傾斜状態を調整し、賦活ゾーン２ｚ内におけるスクリュー６の周縁部がケーシング４の内壁に常に一定圧で接触するようにしている。さらに、本例の場合、円筒状ケーシング４の内径とスクリュー６の外径との差を可能な限り小さくし、スクリュー６の周縁部の、ケーシング４内壁に対する接触長さが長くなるようにしている。これにより、スクリュー６の周縁部がケーシング４の内壁に十分に、つまりスクリュー６の周縁部の接触長さが延長された状態で回転し、スケーリングの発生を抑制している。
【００２９】
本例では、ケーシング４の内壁に対するスクリュー６の周縁部の接触状態を自動的に適正に保つために、次のような自動レベル制御装置１５を付加している。つまり、スクリュー６の回転軸５を回転駆動する電動モータ８に電流測定器（電流計）１３又は電力測定器（電力計）１４を接続し、電流値又は電力値を測定して検出元とする。また、エアシリンダ１１にはピストンロッド１１ａの伸長量いいかえればピストンロッド１１ａの最上端の上下方向の位置を検出するポテンショメータ１２を接続する。そして、電動モータ８の電流値又は電力値およびポテンショメータ１２による測定値があらかじめ設定した値（規定値ともいう）を保つように、電流測定器１３又は電力測定器１４から信号をエアシリンダ１１へ送り、スクリュー回転軸５の後端部のレベル(高さ）を調整する。また、同信号は
同時にポテンショメータ１２へも送られ、ポテンショメータ１２を介してエアシリンダ１１によりスクリュー回転軸５のレベルが微調整される。つまり、本例では、電流測定器１３又は電力測定器１４から信号をエアシリンダ１１へ送り、スクリュー回転軸５の後端部のレベル(高さ）を調整するとともに、ポテンショメータ１２によってエアシリンダ１１
によりスクリュー回転軸５のレベルを微調整する、電気的な制御装置１５を設けている。
【００３０】
この結果、スクリュー６の周縁部が摩耗して減肉しても、ケーシング４の内壁に対し常に一定の負荷の下に接触する。したがって、スクリューコンベヤ２内の賦活ゾーン２ｚにおいて、スクリュー６の周縁部とケーシング４の内壁とにスケーリングがほとんど付着することがないから、加熱炉３内の燃焼ガス（バーナ３２部付近では９５０℃程度）による間接加熱で炭化物の温度が規定の材料温度(通常８００℃以上）になって賦活・活性化が
確実に遂行される。
【００３１】
さて、下水汚泥処理の全体システム１００は、図２に示すように、脱水汚泥の供給設備１０１，乾燥設備１０２、活性炭化物製造装置１を含む炭化設備１０３および排ガス処理設備１０４からなる。下水処理場(図示せず）の下水汚泥Ａが含水率８０％前後まで脱水
されて脱水汚泥ホッパ１１１に投入され、一軸偏心ねじポンプ１１２によりスクリューコンベヤ１２１からなる混合機に供給管１２２を通して送られる。スクリューコンベヤ１２１の下部には乾燥汚泥Ｂが貯留タンク１２３から導入され、脱水汚泥Ａと混合されて解砕機１２４へ排出される。解砕機１２４には熱交換器１５２からの乾燥系ガスが導入され、乾燥汚泥Ｂとが混合された脱水汚泥Ａが配管１２６内をサイクロン１２５までガス輸送（空気輸送）され、汚泥Ａ・Ｂの混合物が含水率において２０％程度まで乾燥される。サイクロン１２５では粒径の大小で分離され、大粒径の乾燥汚泥Ｂが搬送コンベヤ１２７および貯留タンク１２３内へ落下する。小粒径の乾燥汚泥Ｂは第２サイクロン１２８へ流入して排ガスＧと分離される。
【００３２】
サイクロン１２５にて選別された比較的大径の乾燥汚泥Ｂが搬送コンベヤ（スクリューコンベヤ）１２７により活性炭化物製造装置１へ供給するためのホッパー１３１に搬送され、貯留される。図１に示すように、ホッパーから一軸偏心ねじポンプなどの定容量搬送ポンプ１３２により乾燥汚泥Ｂが投入口２１から外軌と遮断された状態の下にスクリューコンベヤ２内の乾燥ゾーン２ｘに投入される。乾燥ゾーン２ｘでは、加熱炉３内を流通する燃焼排ガスにより円筒状ケーシング４を介して間接加熱され、乾燥汚泥Ｂが水蒸気を発生して乾燥される。乾燥された乾燥汚泥Ｂはスクリュー６により円筒状ケーシング４内を後方の炭化ゾーン２ｙへ送られる。炭化ゾーン２ｙでは、乾燥汚泥Ｃが乾留・炭化されて乾留ガスを発生する。炭化ゾーン２ｙで汚泥炭化物Ｄはスクリュー６によりさらに後方の賦活ゾーン２ｚへ贈られる。賦活ゾーン２ｚでは、汚泥炭化物Ｄ自体が賦活に必要かつ十分な温度である８００℃以上に燃焼排ガスによって円筒状ケーシング４を介して間接加熱されるとともに、前方から送られてくる水蒸気および乾留ガスと接触し反応して賦活化される。これにより、汚泥炭化物Ｄは表面に多数の細孔を有する活性炭化物Ｅになる。また、この賦活ゾーン２ｚにおいて、スクリュー６の周縁部が円筒状ケーシング４の内壁に接触して回転するため、スケーリングの発生およびケーシング４の内壁などへの付着がなく、燃焼排ガスによる熱がケーシング４の内壁およびスクリュー６を伝導して炭化物Ｄ・Ｅに伝達され、間接加熱処理される。
【００３３】
一方、スクリュー６の周縁部が次第に摩耗（減肉）していき、ケーシング４の内壁に対する接触圧が低下すると、電流値が規定値より下がる。すると、電流計１３から信号が発信されてエアシリンダ１１へ送られ、シリンダ装置１１はピストンロッド１１ａを収縮する。これにより、エアシリンダ１１のピストンロッド１１ａの最上端位置が下がって回転軸５の後端部が下降する。電流計１３からの信号は同時にポテンショメータ１２へも送られる。そして、ポテンショメータ１２からの位置検出信号に基づいてエアシリンダ１１のピストンロッド１１ａの収縮量、つまり回転軸５後端部の高さが微調整される。こうして、回転軸５後端寄りのスクリュー６の周縁部がやや下降し、スクリュー６の自重下によるケーシング４の内壁に対する接触圧が増加する。このため、スクリュー６（回転軸５）の回転時の負荷（摩擦）抵抗が増え、電流値が上がる。この結果、電流値が規定値に戻ると、エアシリンダ１１へ送られピストンロッド１１ａの伸縮動作を指示する信号の発信が中止され、エアシリンダ１１によるピストンロッド１１ａの収縮動が中止され、回転軸５の後端部の下降が停止する。
【００３４】
また、スクリュー６の回転軸５は間接加熱によりスクリュー６とともに熱膨張するが、後端側を可動軸受け９で支持しているので、回転軸５の伸長が許容される。さらに、可動軸受け９の箇所も回転軸５が間接加熱され、温度が上昇しようとするが、冷却水で冷却されているので、過加熱状態とならない。なお、上記実施例では、シリンダ装置１１にエアシリンダを使用しているが、これに限定するものではなく、例えば、油圧シリンダや電動シリンダを使用することができる。
【００３５】
以上のようにして、乾燥汚泥Ｂから活性炭化物Ｅが製造され、後端の排出口２２から冷
却コンベヤ１４１上に排出され、搬送の間に常温付近まで冷却される。そして、製品貯留サイロ１４２に投入され、ここで貯留される。なお、炭化設備１０２には、バーナ３２に給気するためのファン１４３および助燃材タンク１４４内の燃料をバーナ３２へ供給して噴射するための噴燃ポンプ１４５が配備されている。
【００３６】
加熱炉３から排出される排ガスＧは排ガス誘引ファン１５１で吸引されて熱交換器１５２へ導入されたのち、煙突１５３から大気中へ排出される。また、煙突１５３へ送られる排ガスＧの一部が加熱炉３へ戻されることもある。
【００３７】
乾燥設備１０２において、第２サイクロン１２８の上端から排ガスＧが排ガスファン１２７を介して除湿装置１３０および熱交換器１５２へ送られ、排ガスＧの一部は熱交換器１５２からの排ガスに混合されて解砕機へ戻される。また、除湿装置１３０で除湿された排ガスＧは活性炭化物製造装置１へ送られる。
【００３８】
以上に、本発明の活性炭化物製造装置の一実施例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、図３に示すように、活性炭化物製造装置１’のスクリューコンベヤ２’を上段２ａ、中段２ｂ、下段２ｃの３段に分けて加熱炉３’内に設置し、上段２ａを乾燥ゾーン２ｘ、中段２ｂを炭化ゾーン２ｙ、下段２ｃを賦活ゾーン２ｚとして接続筒２ｄ、２ｅにて一連に接続する。そして、下段２ｃのスクリューコンベヤ２の回転軸５だけを後端に向け下方へ傾斜させてスクリュー６の周縁部を円筒状ケーシング４に接触するようにすることができる。また、リボンスクリュー６に代えてパドルを用いることができ、通常のスクリューにガス流通用の孔を設けた構造とすることもできる。さらに、スクリューコンベヤ１２７に代えてフライトコンベヤを用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】下水汚泥を原料とする活性炭化物の製造装置の実施例を概略的に示す断面図である。
【図２】図１の製造装置を含む製造システムの全体構成を概略的に示す説明図である。
【図３】下水汚泥を原料とする活性炭化物の製造装置の他の実施例を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  活性炭化物製造装置
２  スクリューコンベヤ
３  加熱炉
４  円筒状ケーシング
５  スクリュー回転軸
６  スクリュー
７  支持台
８  電動モータ
９  可動軸受け
１０  ロータリジョイント
１１  エアシリンダ(シリンダ装置）
１２  ポテンショメータ
１３  電流計(電流測定器）
１４  電力計(電力測定器）
１５  制御装置
２１  原料投入口
２２  製品排出口
２ｘ  乾燥ゾーン
２ｙ  炭化ゾーン
２ｚ  賦活ゾーン
３２  バーナ
【図１】
2006315899.tif 000003
【図２】
2006315899.tif 000004
【図３】
2006315899.tif 000005