(57)【要約】      （修正有）【課題】炭化設備で製造された炭化物の自然発火を防止するために、炭化物を不燃物で被覆した炭化物被覆体並びにその製造方法及び装置を提供する。【解決手段】炭化物の表面に粉粒状不燃物を被覆した炭化物被覆体であって、前記炭化物は含水炭化物であり、前記含水炭化物の表面に被覆した粉粒状不燃物層の厚みは、前記炭化物の炭化度及び含水率に応じて、炭化物の燃焼反応を停止することができる厚みに設定する。また、炭化物に、噴霧ノズル１０より水を噴霧した後に、粉粒状不燃物で表面を被覆する炭化物被覆体製造方法であり、前記水噴霧前に炭化物の温度及び電気抵抗を温度測定装置６及び精煉度測定装置７で測定するとともに、前記水噴霧量は、前記温度及び電気抵抗に応じて、炭化物が所望の温度以下となるように設定し、前記粉粒状不燃物の被覆層の厚みは、前記電気抵抗及び水噴霧量に応じて、炭化物の燃焼反応を停止することができる厚みに設定する。【選択図】図１
2008201963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化物の表面に粉粒状不燃物を被覆した炭化物被覆体であって、
前記炭化物は含水炭化物であり、
前記含水炭化物の表面に被覆した粉粒状不燃物層の厚みは、前記炭化物の炭化度及び含水率に応じて、炭化物の燃焼反応を停止することができる厚みに設定したことを特徴とする炭化物被覆体。
【請求項２】
炭化炉で製造された炭化物に、水を噴霧した後に、粉粒状不燃物で表面を被覆する炭化物被覆体製造方法であって、
前記水噴霧前に炭化物の温度及び電気抵抗を測定するとともに、
前記水噴霧量は、前記温度及び電気抵抗に応じて、炭化物が所望の温度以下となるように設定し、
前記粉粒状不燃物の被覆層の厚みは、前記電気抵抗及び水噴霧量に応じて、炭化物の燃焼反応を停止することができる厚みに設定したことを特徴とする炭化物被覆体製造方法。
【請求項３】
炭化物を製造する炭化炉と、前記炭化物に水を噴霧する水噴霧手段と、該水噴霧後の炭化物の表面を粉粒状不燃物で被覆する炭化物被覆手段からなる炭化物被覆体製造装置であって、
前記水噴霧前の炭化物の電気抵抗を測定する電気抵抗測定手段と、前記水噴霧前の炭化物の温度を測定する温度測定手段とを有し、
前記電気抵抗及び温度の測定結果に応じて、炭化物が所望の温度以下となるように前記水噴霧手段における水噴霧量を設定するとともに、
前記電気抵抗の測定結果及び前記水噴霧量に応じて、炭化物の燃焼反応を停止することができるように前記炭化物被覆手段で被覆する粉粒状不燃物の被覆層の厚さを設定することを特徴とする炭化物被覆体製造装置。
【請求項４】
前記炭化物被覆手段は、前記水噴霧後の炭化物が投入される上部が開放可能な容器と、該容器に投入された炭化物上部表面を被覆するように粉粒状不燃物を投入する粉粒状不燃物投入手段とから成り、
前記容器は、内部を冷却する冷却手段を有することを特徴とする請求項３記載の炭化物被覆体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は炭化物の表面を粉粒状不燃物で被覆した炭化物被覆体並びにその製造方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、炭化物を製造するためには、主に炭化炉が用いられおり、炭化炉に例えばバイオマス等の揮発分及び固定炭素分を含む可燃固形物を投入し、加熱することで固定炭素分を多く含む炭化物を得ることができる。加熱後の炭化物は高温であることに加えて、自己発火性を有していることからそのまま貯蔵すると発火する可能性がある。
さらに、炭化炉における炭化が不十分である場合には、揮発分を多く含む炭化物が製造され、揮発分が多ければ多いほど長期間貯蔵したときに自然発火しやすいという性質がある。
【０００３】
そこで、製造された炭化物を冷却することが一般的に行われている。冷却技術としては製造された炭化物に水を噴霧する直接的な冷却、製造された炭化物を入れる容器を冷媒を流通させたジャケットで冷却する間接的冷却が知られており、例えば特許文献１には炭化物を炭化炉から排出する排出コンベアの移送部を水冷ジャケット構造にして移送中の炭化物を冷却するとともに炭化物に水を噴霧して冷却する装置が開示されており、また特許文献２には炭化物に加湿水を噴霧する装置が開示されている。
【０００４】
また、別の自然発火対策として、炭化物を搬送する搬送設備内に例えば窒素等の不活性ガスを供給し充満させることで反応を停止する方法も挙げられる。
【０００５】
さらに、別の自然発火対策として、特許文献３には炭化炉から排出される炭化物の温度に応じて炭化が十分である炭化物と炭化が不十分である未炭化物とに分離し、未炭化物を再度炭化炉に戻して炭化する装置が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２６９４６６号公報
【特許文献２】特開２００５−３３６２９３号公報
【特許文献３】特開２００６−６３１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び２で開示された何れの装置においても、炭化直後の炭化物は炭化物内部まで熱を保有していることに加えて、炭化物は細孔を多く含む構造であって断熱効果が高く、さらに炭化物は疎水性であるために水を噴霧しても弾いてしまうため、炭化物の内部まで十分に冷却することができない。
さらに、水を噴霧した炭化物を利用するに際し、水分が多いと炭化物の発熱量が低下することに加えて炭化物の重量が大きくなるため輸送コストが増大する。一方、水分量が少ないと冷却が不十分となる。例えば水噴霧量を固定しても、炭化物の原料の性状や炭化炉の運転条件等により炭化物の性状が変わり固定水噴霧量が常に最適値とはならない。
【０００８】
さらに、前記搬送設備内へ不活性ガスを投入する方法では、前記搬送設備内への不活性ガス投入時等の持込空気やリーク空気があるため反応を完全に停止させることは困難であることに加え、前記水を噴霧する特許文献１及び２に開示された方法よりも設備コストがかかる。
【０００９】
さらにまた、特許文献３で開示された装置においては特に自然発火しやすい未炭化物を分離しているものの、炭化十分である炭化物の自然発火対策において十分とはいえない。
【００１０】
従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、炭化設備で製造された炭化物の自然発火を防止するために、炭化物を不燃物で被覆した炭化物被覆体並びにその製造方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため本発明においては、
炭化物の表面に粉粒状不燃物を被覆した炭化物被覆体であって、前記炭化物は含水炭化物であり、前記含水炭化物の表面に被覆した粉粒状不燃物層の厚みは、前記炭化物の炭化度及び含水率に応じて、炭化物の燃焼反応を停止することができる厚みに設定したことを特徴とする。
【００１２】
熱をもった炭化物を十分な量の粉粒状不燃物で被覆すると、炭化物は酸素を消費する燃焼反応を起こすものの、被覆内の酸素を全て消費した後は、粉粒状不燃物によって外部からの酸素の供給が遮断されているため反応が停止する。さらに酸素を消費した後の不活性ガスを炭化物層内に閉じ込める効果がある。
【００１３】
不燃物として用いる物質は粉粒状不燃性のものであれば特に限定されるものではないが、酸素遮断の効果が高い粉粒状不燃物を用いることが好ましく、特に灰又は砂を用いることが好ましい。灰や砂は、安価で入手できることに加えて長期間保管しても変質することがないため低コストで管理可能であり、さらに熱容量が大きいため炭化物の熱を吸収する効果があり温度上昇をも抑制することができるためである。
【００１４】
また、炭化度を表す指標として精煉度を用いることが好ましい。精煉度とは対象物の電気抵抗によって求められる値であって、
（精煉度）＝ｌｏｇ１０（電気抵抗値（Ω／ｃｍ））
で表すことができる。
炭化物は炭化が進むほど結晶構造が整うため電気抵抗値が小さく、従って精煉度も小さくなる。逆に炭化が不十分であると電気抵抗値が大きく、従って精煉度の値は大きくなる。すなわち精煉度は炭化物の炭化度を表す指標となる。
【００１５】
炭化物は炭化が不十分であり揮発分が多ければ多いほど自然発火の可能性が高くなる。従って炭化物を粉粒状不燃物で被覆する効果を十分に発揮するためには、炭化が不十分で揮発分が多い炭化物ほど厚く粉粒状不燃物で被覆しなくてはならないが、精煉度すなわち炭化度に応じて被覆する厚みを規定することで十分な厚みの炭化物被覆体とすることができる。
さらに炭化物が含水炭化物であり、炭化物に含まれる水は炭化物を冷却し自然発火の可能性を低くする効果があるため、前記精煉度すなわち炭化度に応じて規定した被覆層の厚みよりも炭化物の含水率によって調整して薄くすることができる。
【００１６】
なお、このようにして製造された炭化物被覆体を使用する場合、例えば、そのまま使用する、炭化物と粉粒状不燃物を篩選別、比重選別等によって選別して炭化物を使用する等、用途に応じて使いわけることができる。
【００１７】
さらに、炭化炉で製造された炭化物に、水を噴霧した後に、粉粒状不燃物で表面を被覆する炭化物被覆体製造方法であって、前記水噴霧前に炭化物の温度及び電気抵抗を測定するとともに、前記水噴霧量は、前記温度及び電気抵抗に応じて、炭化物が所望の温度以下となるように設定し、前記粉粒状不燃物の被覆層の厚みは、前記電気抵抗及び水噴霧量に応じて、炭化物の燃焼反応を停止することができる厚み以上に設定したことを特徴とする
【００１８】
炭化物に水を噴霧することによって炭化物を冷却することができるが、炭化が十分に進んだ炭化物は原料中の揮発分が十分に揮散しているため比重が小さく熱容量が小さいため冷えやすく、炭化が不十分な炭化物は熱容量が大きいため冷えにくい。
【００１９】
そのため炭化物の炭化度の指標となる前記精煉度を水噴霧量の規定の要素とすることで、炭化状態に応じた水噴霧量を規定することができる。
また、前記精煉度だけでなく炭化物の温度も水噴霧量の規定の要素とすることで、炭化物温度が高いときには水量を多く、炭化物温度が低いときには水量を少なくするという調整をすることができる。
【００２０】
そして、炭化物に水を噴霧してから炭化物の表面を粉粒状不燃物で被覆することで、炭化物の反応を止めることができるだけでなく、粉粒状不燃物による被覆層の厚みを水を噴霧しない場合よりも薄くすることができ、さらに冷却時間を短縮することができるため、炭化物が炭化炉で製造されてから使用するまでの時間を短くすることができる。
【００２１】
また、炭化物を製造する炭化炉と、前記炭化物に水を噴霧する水噴霧手段と、該水噴霧後の炭化物の表面を粉粒状不燃物で被覆する炭化物被覆手段からなる炭化物被覆体製造装置であって、前記水噴霧前の炭化物の電気抵抗を測定する電気抵抗測定手段と、前記水噴霧前の炭化物の温度を測定する温度測定手段とを有し、前記電気抵抗及び温度の測定結果に応じて、炭化物が所望の温度以下となるように前記水噴霧手段における水噴霧量を設定するとともに、前記電気抵抗の測定結果及び前記水噴霧量に応じて、炭化物の燃焼反応を停止することができるように前記炭化物被覆手段で被覆する粉粒状不燃物の被覆層の厚さを設定することを特徴とする。
【００２２】
さらにまた、前記炭化物被覆手段は、前記水噴霧後の炭化物が投入される上部が開放可能な容器と、該容器に投入された炭化物上部表面を被覆するように粉粒状不燃物を投入する粉粒状不燃物投入手段とから成り、前記容器は、内部を冷却する冷却手段を有することを特徴とする。
このことにより、炭化物の冷却を促進し、炭化物を使用するまでの時間をさらに短縮することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上記載のごとく本発明の炭化物不燃物被覆体は、炭化物の燃焼反応を停止し自然発火を防止することができる。さらに本発明の炭化物不燃物被覆体製造方法及び装置は、前記自然発火を防止することのできる炭化物不燃物被覆体を製造することができるばかりでなく、炭化物が炭化炉で製造されてから使用するまでの時間を短くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本実施例１における炭化物被覆体製造装置のフロー図である。バイオマス等の揮発分及び固定炭素分を含む可燃固形物は、炭化炉１で加熱されて固定炭素分を多く含む炭化物が製造される。該炭化炉１で製造された炭化物は搬送コンベア２へ送られる。搬送コンベア２にはサンプリング孔５が設けられており、搬送コンベア２上を搬送されている炭化物の一部（後述する温度測定装置６及び精煉度測定装置７での測定に十分な量）がサンプリングされる。サンプリング孔５でサンプリングされた炭化物は搬送コンベア２の外部に設けた温度測定装置６で温度が測定されるとともに、精煉度測定装置７で電気抵抗によって求められる値である精煉度が測定される。
【００２６】
前記サンプリング孔５で一部がサンプリングされた後の搬送コンベア２上の炭化物は冷却コンベア３へ送られる。冷却コンベア３は、炭化物を水噴霧によって冷却するためのコンベアであり、流量調整弁９の開度によって水噴霧量を調整した水を噴霧ノズル１０より冷却コンベア３上の炭化物に噴霧する。
【００２７】
ここで、流量調整弁９によって調整する水噴霧量は炭化物の温度及び炭化物の炭化度の指標であり電気抵抗によって求められる精煉度によって規定することができる。
前記温度測定装置６における温度の測定結果及び前記精煉度測定装置７における精煉度の測定結果は水噴霧量演算装置８へ送られる。水噴霧量演算装置８では前記温度及び精煉度に基づいて水噴霧量を規定し、流量調整弁９の開度を調整することで水噴霧量を調整する。なお、流量調整弁９の開度は水噴霧量が前記水噴霧量演算装置８で規定した水噴霧量より大きくなるように調整する。
なお、水噴霧演算装置８では、以下の式によって水噴霧量を演算している。
水噴霧量は以下の式で求めることができる。
水噴霧量（Ｌ／ｍｉｎ）＝Ｋ×（炭化物温度（℃））×（精煉度）
（Ｋは定数）
【００２８】
冷却コンベア３上で水を噴霧された炭化物（以下含水炭化物とよぶ）は、容器４へ送られる。容器４では含水炭化物表面を粉粒状不燃物で被覆する容器であり、図示しない蓋によって上部が開閉可能となっている。容器４は、内部を空にした状態で前記冷却コンベア３より送られた含水炭化物を受け入れた後、粉粒状不燃物供給装置１１によって含水炭化物の上部表面を所定の厚みで被覆するように粉粒状不燃物が投入され、炭化物被覆体が製造される。
【００２９】
ここで、粉粒状不燃物供給装置１１によって投入する粉粒状不燃物の量、すなわち炭化物被覆体の被覆層の厚みは炭化物の炭化度の指標であり電気抵抗によって求められる精煉度及び前記流量調整弁９によって調整され噴霧ノズル１０より噴霧された水噴霧量によって規定することができる。
前記精煉度測定装置７における精煉度の測定結果及び前記水噴霧量演算装置８で規定された水噴霧量は粉粒状不燃物供給装置１１へ送られる。粉粒状不燃物供給装置１１では前記精煉度及び水噴霧量に基づいて粉粒状不燃物の供給量及び厚みを規定し、炭化物被覆体の被覆層の厚みを調整する。なお、炭化物被覆体の被覆層の厚みは前記粉粒状不燃物供給装置で規定した厚みより大きくなるように調整する。
なお、粉粒状不燃物供給装置１１では、以下の式によって炭化物被覆体の被覆層の厚みを演算している。
厚み（ｃｍ）＝Ａ×粉粒状不燃物供給量（ｋｇ）＝Ｂ×（精煉度）×（水噴霧量）
ここでＡは容器４の上部の面積によって決まる定数であり、Ｂは粒状不燃物の粒度、性質によって決まる定数である。
なお、水噴霧量の代わりに水噴霧量及び炭化炉１での生産量から求めた含水率を用いてもよい。
【００３０】
また、容器４は図１に示したように例えばトラック１２のような運搬車両に載置することができるようにすると好ましい。容器４をそのまま炭化物被覆体の出荷用の容器として利用できるため、出荷時の積み替えが必要ないからである。
【００３１】
図２は炭化物被覆体が製造された状態における前記容器４の一例を示す断面図である。図中２０は炭化物被覆体のうち炭化物を表し、２１は炭化物被覆体のうち粒状不燃物による被覆層を表している。容器４は図４で示したように内部に冷媒を流通させる冷却配管を設け、炭化物を冷却するようにすると、炭化物の冷却が促進され炭化物を利用するまでの時間を短縮化することができる。
また、容器４にジャケットを設けて冷媒を流通させる、容器４を水没させる、といった手段によっても同様の効果が得られる。
【００３２】
図３は本実施例１において製造された炭化物被覆体と、表面を粉粒状不燃物で被覆しない炭化物の温度の時間変化を表すグラフであり、縦軸は温度（℃）、横軸は時間（ｈｒ）である。
表面を粉粒状不燃物で被覆しない炭化物は、製造直後は放熱により温度が低下するが、炭化物が放熱しにくい構造であることと、表面が粉粒状不燃物で被覆されていないため酸素が供給されて炭化物表面で発熱が進むことから温度が上昇し続けている。
一方、表面を粉粒状不燃物で被覆した炭化物被覆体は、粉粒状不燃物によって外気からの酸素が遮断されるため温度が下がり続けている。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
自然発火を抑制した炭化物被覆体、及びその製造方法、装置として用いられるほか、炭化物被覆体と粉粒状不燃物を例えば篩選別、比重選別等によって選別することによって炭化物を取り出すことができるため、自然発火を抑制した炭化物の製造方法、装置としても用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本実施例１における炭化物被覆体製造装置のフロー図である。
【図２】炭化物被覆体が製造された状態における前記容器の一例を示す断面図である。
【図３】本実施例１において製造された炭化物被覆体と、表面を粉粒状不燃物で被覆しない炭化物の温度の時間変化を表すグラフである。
【符号の説明】
【００３５】
１      炭化炉
２      搬送コンベア
３      冷却コンベア
４      容器
５      サンプリング孔
６      温度測定装置
７      精煉度測定装置
８      演算装置
９      流量調整弁
１０    噴霧ノズル
１１    粉粒状不燃物供給装置
【図１】
2008201963.tif 000003
【図２】
2008201963.tif 000004
【図３】
2008201963.tif 000005