(57)【要約】【課題】適切に炭化物を加湿することが可能な炭化物製造設備を提供すること。【解決手段】炭化物製造設備であって、炭化炉（２０）と、炭化炉（２０）から排出された炭化物を冷却する第１冷却部（３０）と、第１冷却部（３０）から排出された炭化物をさらに冷却する第２冷却部（５０）と、を備え、第２冷却部（５０）は、炭化物を受け入れる第２ケース（５２）と、第２ケース（５２）内の炭化物を搬送する第２搬送部（５４）と、第２ケース（５２）に設けられており第２ケース（５２）内の炭化物に給水可能な給水部（５６）と、を有し、給水部（５６）は、第２ケース（５２）のうち第２ケース（５２）の長手方向について第２ケースの中央部（５２ａ）よりも下流側の部位に設けられていること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオマスを加熱することによって当該バイオマスから炭化物を生成する炭化炉と、
前記炭化炉から排出された炭化物を冷却する第１冷却部と、
前記第１冷却部から排出された炭化物をさらに冷却する第２冷却部と、を備え、
前記第２冷却部は、
前記第１冷却部から排出された炭化物を受け入れる第２ケースと、
前記第２ケース内の炭化物を搬送する第２搬送部と、
前記第２ケースに設けられており当該第２ケース内の炭化物に給水可能な給水部と、を有し、
前記給水部は、前記第２ケースのうち当該第２ケースの長手方向について前記第２ケースの中央部よりも下流側の部位に設けられている、炭化物製造設備。
【請求項２】
請求項１に記載の炭化物製造設備において、
前記第２ケース内の炭化物の温度が１００℃未満になったときに前記給水部から前記炭化物に給水させる制御部をさらに備える、炭化物製造設備。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の炭化物製造設備において、
前記第１冷却部と前記第２冷却部との間に設けられており、前記第１冷却部と前記第２冷却部との間を遮断する遮断部をさらに備える、炭化物製造設備。
【請求項４】
請求項３に記載の炭化物製造設備において、
前記遮断部は、
前記第１冷却部から排出された炭化物を受け入れるケーシングと、
前記ケーシング内において前記炭化物を前記第２冷却部に向けて搬送する搬送スクリュと、を有し、
前記ケーシングは、筒状に形成されており、下流に向かうにしたがって次第に高さ位置が高くなる姿勢で配置されている、炭化物製造設備。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の炭化物製造設備において、
前記第１冷却部は、
前記炭化炉から排出された炭化物を受け入れる第１ケースと、
前記第１ケース内の炭化物を搬送する第１搬送部と、
前記第１ケースの外周面を覆うように当該第１ケースに設けられたジャケットであって、当該ジャケットと前記第１ケースとの間に冷却媒体が流れることを許容する形状を有するものと、を有する、炭化物製造設備。
【請求項６】
バイオマスを加熱することによって当該バイオマスから炭化物を生成する炭化物生成工程と、
前記炭化物生成工程で生成された炭化物に給水することによって当該炭化物を冷却する冷却工程と、を備え、
前記冷却工程では、前記炭化物の温度が１００℃未満になったときに当該炭化物に給水する、炭化物製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化物を製造する炭化物製造設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水の汚泥や畜産排泄物や廃木材等のバイオマスから炭化物を製造する炭化物製造設備が知られている。例えば、特許文献１には、汚泥を加熱することによって当該汚泥から炭化物を生成する炭化炉と、炭化炉から排出された炭化物を冷却する冷却機構付ロータリバルブと、冷却機構付ロータリバルブの下流側に接続された配管と、この配管に設けられた第２ロータリバルブと、前記配管のうち第２ロータリバルブの下流側の部位に炭化物に対して加湿水を供給する給水部と、を備える炭化物製造設備が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９３７２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されるような炭化物製造設備では、給水部において炭化物を適切に加湿すること、つまり、所望の性状を有する炭化物を得ることが困難である。具体的に、炭化物の温度は、冷却機構付ロータリバルブを経由した後であっても比較的高いため、給水部において炭化物に供給された加湿水が炭化物に接触した際に蒸発し、これにより炭化物が適切に加湿されない場合がある。
【０００５】
本発明の目的は、適切に炭化物を加湿することが可能な炭化物製造設備を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決する手段として、本発明は、バイオマスを加熱することによって当該バイオマスから炭化物を生成する炭化炉と、前記炭化炉から排出された炭化物を冷却する第１冷却部と、前記第１冷却部から排出された炭化物をさらに冷却する第２冷却部と、を備え、前記第２冷却部は、前記第１冷却部から排出された炭化物を受け入れる第２ケースと、前記第２ケース内の炭化物を搬送する第２搬送部と、前記第２ケースに設けられており当該第２ケース内の炭化物に給水可能な給水部と、を有し、前記給水部は、前記第２ケースのうち当該第２ケースの長手方向について前記第２ケースの中央部よりも下流側の部位に設けられている、炭化物製造設備及び炭化物製造方法を提供する。
【０００７】
本炭化物製造設備では、炭化炉から排出された炭化物は、第１冷却部で冷却された後に第２冷却部の第２ケースに搬送され、その後、その第２ケースのうち当該第２ケースの長手方向について第２ケースの中央部よりも下流側の部位に設けられた給水部から供給された水によって加湿される。つまり、本炭化物製造設備では、炭化物に水が接触した際に当該炭化物が適切に加湿される程度に炭化物が冷却されてから当該炭化物に給水される。よって、第２ケースのうち当該第２ケースの長手方向について第２ケースの中央部よりも上流側の部位から炭化物に給水される場合等に比べ、適切に炭化物が加湿され、また、水蒸気の発生が抑制される。
【０００８】
この場合において、前記第２ケース内の炭化物の温度が１００℃未満になったときに前記給水部から前記炭化物に給水させる制御部をさらに備えることが好ましい。
【０００９】
このようにすれば、第２ケース内での炭化物の加湿と水蒸気の発生の抑制との双方がより確実に達成される。
【００１０】
また、前記炭化物製造設備において、前記第１冷却部と前記第２冷却部との間に設けられており、前記第１冷却部と前記第２冷却部との間を遮断する遮断部をさらに備えることが好ましい。
【００１１】
このようにすれば、第２冷却部の第２ケース内で生じた水蒸気が第１冷却部を通じて炭化炉に流入すること、及び、それに起因して炭化炉における消費エネルギーが増大することが抑制される。
【００１２】
この場合において、前記遮断部は、前記第１冷却部から排出された炭化物を受け入れるケーシングと、前記ケーシング内において前記炭化物を前記第２冷却部に向けて搬送する搬送スクリュと、を有し、前記ケーシングは、筒状に形成されており、下流に向かうにしたがって次第に高さ位置が高くなる姿勢で配置されていることが好ましい。
【００１３】
このようにすれば、ケーシングの上流側の部位に炭化物が堆積し、これによりいわゆるマテリアルシールが形成される。よって、第１冷却部と第２冷却部との間が有効に遮断される。
【００１４】
また、前記炭化物製造設備において、前記第１冷却部は、前記炭化炉から排出された炭化物を受け入れる第１ケースと、前記第１ケース内の炭化物を搬送する第１スクリュと、前記第１ケースの外周面を覆うように当該第１ケースに設けられたジャケットであって、当該ジャケットと前記第１ケースとの間に冷却媒体が流れることを許容する形状を有するものと、を有することが好ましい。
【００１５】
この態様では、第１ケースとジャケットとの間に冷却媒体（冷却水等）を流すことによって第１ケース内を搬送される炭化物が間接的に冷却される（炭化物に冷却媒体が直接接触することなく炭化物が冷却される）ので、冷却媒体の蒸気の炭化炉への流入が防止されつつ炭化物が有効に冷却される。
【００１６】
また、本発明は、バイオマスを加熱することによって当該バイオマスから炭化物を生成する炭化物生成工程と、前記炭化物生成工程で生成された炭化物に給水することによって当該炭化物を冷却する冷却工程と、を備え、前記冷却工程では、前記炭化物の温度が１００℃未満になったときに当該炭化物に給水する、炭化物製造方法を提供する。
【００１７】
本製造方法では、冷却工程において、炭化物の温度が１００℃未満になったときに炭化物に給水されるので、適切に炭化物が加湿され、また、水蒸気の発生が抑制される。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、適切に炭化物を加湿することが可能な炭化物製造設備及び炭化物製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態の炭化物製造設備の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の一実施形態の炭化物製造設備について、図１を参照しながら説明する。
【００２１】
図１に示されるように、本実施形態の炭化物製造設備は、バイオマス（例えば、下水の乾燥汚泥）を貯留するホッパ１０と、炭化炉２０と、第１冷却部３０と、遮断部４０と、第２冷却部５０と、制御部６０と、を備えている。
【００２２】
炭化炉２０は、ホッパ１０から供給されるバイオマスを加熱することによって当該バイオマスから炭化物を生成する。この炭化炉２０は、バイオマスを加熱しながら搬送する。なお、バイオマスを加熱しながら搬送する過程で発生した熱分解ガス（一酸化炭素、水素ガス、メタンガス等の可燃性ガスや、二酸化炭素、水蒸気、その他臭気成分を含有するガス）は、燃焼装置に供給される。一方、炭化炉２０から排出された炭化物は、第１冷却部３０に送られる。
【００２３】
第１冷却部３０は、炭化炉２０から排出された炭化物を冷却する。具体的に、第１冷却部３０は、炭化炉２０から排出された炭化物を受け入れる第１ケース３２と、第１ケース３２内の炭化物を搬送する第１搬送部３４と、ジャケット３６と、を有している。第１ケース３２は、筒状に形成されており、下流に向かうにしたがって次第に高さ位置が高くなる姿勢で配置されている。本実施形態では、第１搬送部３４として、スクリュが用いられている。ジャケット３６は、第１ケース３２の外周面を覆うように第１ケース３２に設けられている。このジャケット３６は、当該ジャケット３６と第１ケース３２との間に冷却媒体（冷却水）が流れることを許容する形状を有する。本実施形態では、ジャケット３６の下部から上部に向かうように冷却媒体が供給される。ただし、ジャケット３６の上部から下部に向かうように冷却媒体が供給されてもよい。
【００２４】
遮断部４０は、第１冷却部３０と第２冷却部５０との間に設けられており、第１冷却部３０と第２冷却部５０との間を遮断する。具体的に、遮断部４０は、第１冷却部３０から排出された炭化物を受け入れるケーシング４２と、ケーシング４２内において炭化物を第２冷却部５０に向けて搬送する搬送スクリュ４４と、を有する。ケーシング４２は、筒状に形成されており、下流に向かうにしたがって次第に高さ位置が高くなる姿勢で配置されている。このため、ケーシング４２の上流側の部位に炭化物が堆積し、これによりいわゆるマテリアルシールが形成される。このようにして第１冷却部３０と第２冷却部５０との間が遮断される。
【００２５】
第２冷却部５０は、遮断部４０から排出された炭化物を冷却する。第２冷却部５０は、第２ケース５２と、第２搬送部５４と、給水部５６と、を有する。第２ケース５２は、筒状に形成されており、下流に向かうにしたがって次第に高さ位置が高くなる姿勢で配置されている。本実施形態では、第２搬送部５４として、スクリュが用いられている。給水部５６は、第２ケース５２に接続されており第２ケース５２内を搬送される炭化物に水を供給（噴霧）する。具体的に、給水部５６は、第２ケース５２のうち第２ケース５２の長手方向について第２ケース５２の中央部５２ａよりも下流側の部位に接続されている。
【００２６】
制御部６０は、第２ケース５２内を搬送される炭化物の温度が１００℃未満である場合に給水部５６から当該炭化物に給水させる。前記炭化物の温度は、第２ケース５２のうち給水部５６が接続された部位よりも上流側の部位に設けられた温度センサ６１によって検出される。本実施形態では、第２ケース５２のうち給水部５６が接続された部位よりも上流側の部位において、炭化物の温度が１００℃未満になる。なお、温度センサ６１は給水部５６が接続された部位よりも上流側における炭化物の温度を測定するために設けるものであるので、第１冷却部３０で冷却された炭化物の温度を測定するように第１冷却部３０の第１ケース３２、第１冷却部３０と遮断部４０の間の乗継部、遮断部４０のケーシング４２、あるいは遮断部４０と第２冷却部５０の間の乗継部に設けられていてもよい。
【００２７】
次に、以上に説明した炭化物製造設備の動作について説明する。
【００２８】
まず、ホッパ１０からバイオマスが炭化炉２０に供給される。そして、炭化炉２０は、ホッパ１０から供給されたバイオマスを加熱しながら搬送する。この過程においてバイオマスが炭化し、これにより炭化物が生成され、一方、この過程において生じた熱分解ガスは、燃焼装置に送られる。
【００２９】
次に、炭化炉２０で生成された炭化物は、第１冷却部３０の第１ケース３２に送られる。この炭化物は、第１ケース３２内を下流側に向かって第１搬送部３４により搬送されながら、第１ケース３２とジャケット３６との間に供給される冷却水によって間接的に冷却される。
【００３０】
そして、第１冷却部３０から排出された炭化物は、遮断部４０のケーシング４２に送られ、搬送スクリュ４４により第２冷却部５０に送られる。ここで、ケーシング４２の上流側に炭化物が堆積することによりマテリアルシールが形成され、これにより第１ケース３２と第２ケース５２との間が遮断される。
【００３１】
遮断部４０から排出された炭化物は、第２冷却部５０の第２ケース５２に流入し、第２ケース５２内を下流側に向かって第２搬送部５４により搬送される。この炭化物は、第２ケース５２のうち第２ケース５２の長手方向について第２ケース５２の中央部５２ａよりも下流側の部位に接続された給水部５６から供給された水によって加湿される。
【００３２】
以上に説明したように、本実施形態の炭化物製造設備では、炭化物に水が接触した際に当該炭化物が適切に加湿される程度に炭化物が冷却されてから（炭化物の温度が１００℃未満になってから）給水部５６が炭化物に給水するので、第２ケース５２のうち前記中央部５２ａよりも上流側の部位から炭化物に給水される場合等に比べ、適切に炭化物が加湿され、また、水蒸気の発生が抑制される。
【００３３】
また、第１冷却部３０と第２冷却部５０との間に設けられた遮断部４０を備えているので、第２冷却部５０の第２ケース５２内で生じた水蒸気が第１冷却部３０を通じて炭化炉２０に流入すること、及び、それに起因して炭化炉２０における消費エネルギーが増大することが抑制される。つまり、本実施形態では、遮断部４０は、第１冷却部３０と第２冷却部５０との縁を切る（第１ケース３２内と第２ケース５２内との連通を遮断する）縁切り機構を構成する。
【００３４】
さらに、第１冷却部３０では、第１ケース３２とジャケット３６との間に冷却水を流すことによって第１ケース３２内を搬送される炭化物が間接的に冷却される（炭化物に冷却水が直接接触することなく炭化物が冷却される）ので、冷却水が蒸発することにより生じる水蒸気の炭化炉２０への流入が防止されつつ炭化物が有効に冷却される。
【００３５】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００３６】
例えば、第１冷却部３０の構造は、第２冷却部５０と同じ構造と同じであってもよい。
【００３７】
また、遮断部４０は、第１ケース３２の下流側の端部と第２ケース５２の上流側の端部とを連結する連結配管と、この連結配管に設けられた二重ダンパと、を有していてもよい。また、遮断部４０は、省略されてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１０    ホッパ
２０    炭化炉
３０    第１冷却部
３２    第１ケース
３４    第１搬送部
３６    ジャケット
４０    遮断部
４２    ケーシング
４４    搬送スクリュ
５０    第２冷却部
５２    第２ケース
５２ａ  中央部
５４    第２搬送部
５６    給水部
６０    制御部
６１    温度センサ
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年2月21日(2018.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオマスを加熱することによって当該バイオマスから炭化物を生成する炭化炉と、
前記炭化炉から排出された炭化物を冷却する第１冷却部と、
前記第１冷却部から排出された炭化物をさらに冷却する第２冷却部と、
前記第１冷却部と前記第２冷却部との間に設けられており、前記第１冷却部と前記第２冷却部との間を遮断する遮断部と、を備え、
前記第２冷却部は、
前記第１冷却部から排出された炭化物を受け入れる第２ケースと、
前記第２ケース内の炭化物を搬送する第２搬送部と、
前記第２ケースに設けられており当該第２ケース内の炭化物に給水可能な給水部と、を有し、
前記給水部は、前記第２ケースのうち当該第２ケースの長手方向について前記第２ケースの中央部よりも下流側の部位に設けられており、
前記遮断部は、
前記第１冷却部から排出された炭化物を受け入れるケーシングと、
前記ケーシング内において前記炭化物を前記第２冷却部に向けて搬送する搬送スクリュと、を有し、
前記ケーシングは、筒状に形成されており、下流に向かうにしたがって次第に高さ位置が高くなる姿勢で配置されている、炭化物製造設備。
【請求項２】
請求項１に記載の炭化物製造設備において、
前記第２ケース内の炭化物の温度が１００℃未満になったときに前記給水部から前記炭化物に給水させる制御部をさらに備える、炭化物製造設備。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の炭化物製造設備において、
前記第１冷却部は、
前記炭化炉から排出された炭化物を受け入れる第１ケースと、
前記第１ケース内の炭化物を搬送する第１搬送部と、
前記第１ケースの外周面を覆うように当該第１ケースに設けられたジャケットであって、当該ジャケットと前記第１ケースとの間に冷却媒体が流れることを許容する形状を有するものと、を有する、炭化物製造設備。