(57)【要約】【課題】炭化設備緊急停止時においても急速燃焼を防止する対策と、炭化物の急速燃焼が発生した場合の安全対策を備えた炭化物の冷却装置を提供する。【解決手段】炭化物を製造する炭化設備と、前記炭化設備で製造された炭化物を搬送しながら冷却する冷却機と、前記炭化設備と冷却機の間に配置され前記炭化設備で製造された炭化物を前記冷却機に移送する移送通路とを有する炭化物の冷却装置において、前記移送通路より冷却機へのガスの通流を自動又は手動で遮断する遮断手段と、前記遮断手段の遮断を検知する検知手段と、前記冷却機上流側から下流側へ向け蒸気を投入する蒸気投入手段と、前記冷却機内圧が規定圧力以上となったときに内圧を開放する安全弁とを有し、前記検知手段によって遮断手段による遮断を検知したときに、前記蒸気投入手段より蒸気を投入することを特徴とする。【選択図】図１
2008255244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化物を製造する炭化設備と、前記炭化設備で製造された炭化物を搬送しながら冷却する冷却機と、前記炭化設備と冷却機の間に配置され前記炭化設備で製造された炭化物を前記冷却機に移送する移送通路とを有する炭化物の冷却装置において、
前記移送通路より冷却機へのガスの通流を自動又は手動で遮断する遮断手段と、
前記遮断手段の遮断を検知する検知手段と、
前記冷却機上流側から下流側へ向け蒸気を投入する蒸気投入手段と、
前記冷却機内圧が規定圧力以上となったときに内圧を開放する安全弁とを有し、
前記検知手段によって遮断手段による遮断を検知したときに、前記蒸気投入手段より蒸気を投入することを特徴とする炭化物の冷却装置。
【請求項２】
前記遮断手段が前記移送通路出口側に多段状に設けられていることを特徴とする請求項１記載の炭化物の冷却装置。
【請求項３】
前記蒸気投入手段の冷却機への投入口は、冷却機内に開口された移送通路出口部より上流側に位置することを特徴とする請求項１又は２記載の炭化物の冷却装置。
【請求項４】
前記検知手段が前記炭化設備の不具合を検知するセンサと連動する検知手段であって、前記センサによって炭化設備の緊急停止の必要がある不具合を検知したときに、前記遮断手段によって自動でガスの通流を遮断することを特徴とする請求項１〜３何れかに記載の炭化物の冷却装置。
【請求項５】
前記蒸気投入口と並列して冷却機上流側から下流側へ向け不活性ガス又は低酸素ガスを投入するガス投入手段を設け、前記ガス投入手段よりガスを投入しながら冷却機を駆動することを特徴とする請求項１〜４何れかに記載の炭化物の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は炭化物の冷却装置に関するものであり、詳しくは炭化物の急速燃焼を防止する対策と、炭化物の急速燃焼が発生した場合の安全対策を備えた炭化物の冷却装置に関するものである。
【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ており、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。
【０００３】
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自然発火しやすいという性質がある。
【０００４】
そこで、製造された炭化物に水を散布して冷却することが一般的に行われている。
このような冷却の技術としては、例えば特許文献１には炭化物に加湿水を噴霧する装置が開示されており、また特許文献２には炭化物を炭化炉から排出する排出コンベヤ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いる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３３６２９３号公報
【特許文献２】特開平１１−２６９４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び２に開示された装置のように炭化物に水を噴霧して冷却する場合、所望の温度まで冷却するためには多量の水を噴霧する必要があり、その結果炭化物の含水率が高くなってしまう。
【０００７】
炭化物の含水率が高いと、炭化物を燃料として使用する場合には水分の蒸発による熱量損失が大きくなり、活性炭として利用する場合には吸着性能が低下してしまう。また炭化物をどのような用途として用いる場合にも炭化物の輸送効率が悪くなる。
【０００８】
さらに、例えば炭化設備を緊急停止する場合、炭化設備内を水蒸気又は窒素などの不活性ガスでパージする必要があるが、パージ中は炭化設備内が正圧となるためパージに用いている水蒸気又は窒素などの不活性ガスと炭化設備内で炭化中に発生している可燃ガスの混合ガスが冷却機へ流出してしまう。該冷却機へ流出した混合ガスは冷却機中で冷却されて水蒸気が結露し、混合ガス中の可燃ガスの割合が増大するとともに、酸欠状態の炭化設備内に対して冷却機中は大気状態に近いため、冷却機中に火種があった場合には急速燃焼を起してしまう。
【０００９】
従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、炭化設備緊急停止時においても急速燃焼を防止する対策と、炭化物の急速燃焼が発生した場合の安全対策を備えた炭化物の冷却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】
【００１０】
上記課題を解決するため本発明においては、
炭化物を製造する炭化設備と、前記炭化設備で製造された炭化物を搬送しながら冷却する冷却機と、前記炭化設備と冷却機の間に配置され前記炭化設備で製造された炭化物を前記冷却機に移送する移送通路とを有する炭化物の冷却装置において、前記移送通路より冷却機へのガスの通流を自動又は手動で遮断する遮断手段と、前記遮断手段の遮断を検知する検知手段と、前記冷却機上流側から下流側へ向け蒸気を投入する蒸気投入手段と、前記冷却機内圧が規定圧力以上となったときに内圧を開放する安全弁とを有し、前記検知手段によって遮断手段による遮断を検知したときに、前記蒸気投入手段より蒸気を投入することを特徴とする。
【００１１】
移送通路より冷却機へのガスの通流を自動又は手動で遮断する遮断手段を設けることにより、例えば炭化設備緊急停止時に炭化設備内をパージする場合においても、移送通路を通じて炭化設備から冷却機へ可燃ガスが流出することを防止することができる。
遮断手段は例えば前記移送通路を開閉可能なスライドゲートを用いることができる。
【００１２】
さらに、前記遮断手段による遮断を検知したときに冷却機内に蒸気を投入することで、前記遮断手段が正常に作動せず炭化設備から冷却機への可燃ガスの流出があった場合においても、蒸気を投入することによって可燃ガスが冷却機内で濃縮することを防止するとともに、可燃ガスの冷却機内での滞留を防止することができる。
【００１３】
さらに、冷却機内で急速燃焼が起こった場合においても、安全弁を設けることで冷却機の損傷を防止することができる。
【００１４】
また、前記遮断手段が前記移送通路出口側に多段状に設けられていることを特徴とする。
このように遮断手段を複数設けることで遮断能力が増す。
【００１５】
さらに、前記蒸気投入手段の冷却機への投入口は、冷却機内に開口された移送通路出口部より上流側に位置することを特徴とする。
このことにより、移送通路出口部より冷却機に流入してくる可燃ガスを蒸気によって冷却機下流側に押し流すことができるため、前記可燃ガスの濃縮、滞留を防止する効果が高くなる。
【００１６】
さらにまた、前記検知手段が前記炭化設備の不具合を検知するセンサと連動する検知手段であって、前記センサによって炭化設備の緊急停止の必要がある不具合を検知したときに、前記遮断手段によって自動でガスの通流を遮断することを特徴とする。
このように炭化設備の緊急停止の必要がある場合に遮断手段によって自動でガスの通流を遮断することにより、炭化設備の緊急停止時に前記遮断手段による遮断を忘れるといったヒューマンエラーを防止することができる。
【００１７】
また、前記蒸気投入口と並列して冷却機上流側から下流側へ向け不活性ガス又は低酸素ガスを投入するガス投入手段を設け、前記ガス投入手段よりガスを投入しながら冷却機を駆動することを特徴とする。
このように冷却機の通常駆動時においても不活性ガス又は低酸素ガスを投入することで、冷却機内の可燃ガスの滞留を防止するとともに、冷却機内での火種の発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上記載のごとく本発明によれば、炭化設備緊急停止時においても急速燃焼を防止する対策と、炭化物の急速燃焼が発生した場合の安全対策を備えた炭化物の冷却装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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】
【００２０】
図１は、本発明の炭化物冷却装置を備えた炭化物製造装置を表す概略構成図である。図１において、１は炭化キルンであり、該炭化キルン１は回転ドラム２、内周面を耐火材４で覆われた外筒３及び回転ドラム２の外周面と耐火材４の内周面の間に形成される加熱室５から主に構成されている。また、６は原料供給ホッパ、７ａ及び７ｂは前記原料供給ホッパ６の通路を開閉可能な原料用スライドゲート、８は原料供給コンベヤ、９は炭化物排出シュート、１０ａ及び１０ｂは前記炭化物排出シュート９の通路を開閉可能な炭化物用スライドゲート、１１は前記炭化物用スライドゲート１０ａ及び１０Ｂより下流に設けられ前記炭化物排出シュート９の通路を開閉可能な緊急スライドゲート、１２及び１３は炭化物冷却コンベヤ、１４は安全弁として機能する防爆扉１５を備えた防爆装置である。
【００２１】
本発明の炭化物製造装置では、原料供給ホッパ６に供給された原料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を、原料用スライドゲート７ａ及び７ｂを用いて供給量をコントロールするか、若しくは原料用スライドゲート７ａ及び７ｂで供給量をコントロールすることが難しい場合には予め供給量をコントロールされた可燃固形物を原料供給コンベヤ８で炭化炉１を形成する回転ドラム２内部へ供給する。
【００２２】
ここで、原料用スライドゲート７ａ及び７ｂは炭化キルン１を形成する回転ドラム２内と外気との接触を少なくするために二重式のゲートとしている。原料供給ホッパ６への原料投入時にはまず原料用スライドゲート７ａ及び７ｂの両方を閉じた状態で、原料供給ホッパ６へ連続的に投入される原料は原料用スライドゲート７ａ上に落下する。次に原料用スライドゲート７ｂを閉じたまま原料用スライドゲート７ａを開けて原料を原料用スライドゲート７ｂ上に落下させる。その後、原料用スライドゲート７ａを閉じてから、原料用スライドゲート７ｂを開けて原料を原料供給コンベヤ８に落下させることで、炭化キルン１を形成する回転ドラム２内と外気の接触が少ないまま原料を原料供給コンベヤ８を介して炭化キルン１を形成する回転ドラム２へ供給することができる。
【００２３】
回転ドラム２には、両端部以外の部分の外周に内周面を耐火材４で覆われた外筒３が設けられ、前記回転ドラム２の外周面と前記耐火材４の内周面の間に加熱室５が形成されている。加熱室５へ例えば燃焼ガス等の加熱媒体を通流させて前記回転ドラム２へ伝熱することで回転ドラム２内が加熱されるようになっている。
【００２４】
原料供給コンベヤ８より回転ドラム２内に供給された原料は、回転ドラム２が回転したときに、原料供給コンベヤ８側から炭化物排出シュート９側に攪拌されながら移送され、移送されている間に前記加熱室５より間接加熱によって加熱されて炭化され、炭化物となって炭化物排出シュート９より炭化物冷却コンベヤ１２の一端側に投下される。
【００２５】
炭化物排出シュート９には、炭化キルン１を形成する回転ドラム２内と外気との接触を少なくするために二重式の炭化物用スライドゲート１０ａ及び１０ｂが設けられている。まず炭化物用スライドゲート１０ａ及び１０ｂの両方を閉じた状態で、炭化キルン１より連続的に排出される炭化物は炭化物用スライドゲート１０ａ上に落下する。その後、炭化物用スライドゲート１０ｂを閉じたまま炭化物用スライドゲート１０ａを開けることで、炭化物は炭化物用スライドゲート１０ｂ上に落下する。さらにその後、炭化物用スライドゲート１０ａを閉じてから炭化物用スライドゲート１０ｂを開けることで、炭化物は炭化物冷却コンベヤ１２に落下する。このように炭化物用スライドゲート１０ａ及び１０Ｂを設けることで、炭化キルン１を形成する回転ドラム２内と外気の接触が少ないまま炭化物を炭化物排出シュート９を介して炭化物冷却コンベヤ１２の一端側に投下することができる。
【００２６】
炭化物冷却コンベヤ１２及び１３は間接冷却式スクリューコンベヤであって、スクリューコンベヤのケーシング及びスクリュー内部に冷却水を通流させることができる構造となっている。
炭化物冷却コンベヤ１２に落下した炭化物は、炭化物冷却コンベヤ１２及び１３で移送される間に前記スクリューコンベヤのケーシング及びスクリュー内部に通流させた水によって間接冷却されて、炭化物貯留コンテナ１８内に貯留された後に出荷される。
【００２７】
このように、炭化物製造装置の通常運転時においては、炭化キルン１を形成する回転ドラム２内部は、上流側は原料用スライドゲート７ａ及び７ｂで、また下流側は炭化物用スライドゲート１０ａ及び１０ｂによって、外気と接触し難いように構成されているが、前記炭化物用スライドゲート１０ｂより下流側である炭化物冷却コンベヤ１２及び１３は大気開放となっている。つまり、炭化物冷却コンベヤ１２及び１３内で炭化物は外気と接していることとなる。
【００２８】
また、本発明の特徴的な構成として、前記排出シュート９中であり前記炭化物用スライドゲート１０ａ及び１０ｂよりも下流である位置に炭化物排出シュート９の通路を開閉可能な緊急スライドゲート１１を設けている。本実施例１においては緊急スライドゲート１１は１つのみ設けたが、多段状に複数設けてもよい。
【００２９】
緊急スライドゲートを設けない場合には、例えば炭化キルン１等の機器トラブル等により炭化物製造装置を緊急停止する場合、炭化キルン１内を水蒸気又は窒素などの不活性ガスでパージする必要があるが、パージ中は炭化キルン１を形成する回転ドラム２内が正圧となるためパージに用いている水蒸気と炭化キルン１内で炭化中に発生している可燃ガスの混合ガスが炭化物排出シュート９を通じて炭化物冷却コンベヤ１２及び１３へ流出してしまう。
【００３０】
前記混合ガスが炭化物冷却コンベヤ１２及び１３に流出した場合には、前記混合ガスは炭化物冷却コンベヤ１２及び１３で冷却されて前記混合ガス中の水蒸気が結露し、混合ガス中の可燃ガスの割合が増加し、前述の通り炭化物冷却コンベヤ１２及び１３は大気開放となっており十分な酸素が存在するために急速燃焼が起きる可能性が高くなるが、前記緊急スライドゲート１１を設け、炭化物製造装置の緊急停止時に緊急スライドゲート１１を閉じて排出シュート９の通路を遮断することで炭化物冷却コンベヤ１２及び１３への前記混合ガスの流出を防止することができ、急速燃焼を防止することができる。
【００３１】
さらにまた、本発明に特徴的な構成として、炭化物冷却コンベヤ１２内に水蒸気を供給可能な水蒸気供給ライン１７を設けておき、前述の緊急スライドゲート１１を閉じる際に炭化物冷却コンベヤ１２内に水蒸気を供給するようにしている。この水蒸気の供給は、前記緊急スライドゲートによる排出シュート９の遮断を検知する検知手段を設け、該検知手段の検知結果に基づき自動的に水蒸気を供給するようにしておく。
【００３２】
このように炭化物冷却コンベヤ１２内に水蒸気を供給することによって、例えば緊急スライドゲート１１が正常に作動しなかった場合においても、可燃性ガスが炭化物冷却コンベヤ１２内で濃縮することを防止することができるとともに、可燃性ガスの滞留を防止することができる。
なお、炭化物製造設備の通常運転時は、炭化物の含水率が高くなるため水蒸気の供給は行わない。
【００３３】
さらに、本発明の特徴的な構成として、炭化物冷却コンベヤ１２に、炭化物冷却コンベヤ１２内圧が規定圧力以上となったときに内圧を開放する安全弁として機能する防爆扉１５を備えた防爆装置１４を設けている。前記規定圧力は炭化物冷却コンベヤ１２が損傷しない程度の圧力を規定する。
このように安全弁として機能する防爆扉１５を備えた防爆装置１４を設けることで、炭化物製造設備緊急停止時に、前記緊急スライドゲート１１及び前記水蒸気投入ライン１７からの水蒸気投入によっても炭化物冷却コンベヤ１２内での急速燃焼を防止できなかった場合でも、炭化物冷却コンベヤ１２の損傷を防止することができる。
【００３４】
さらに、炭化物製造装置の通常運転時においても、例えば炭化キルン１の温度が低い状態で製造される等の理由により生成された炭化度の低い炭化物は多くの揮発分（可燃ガス）を含んでおり、そのような可燃ガスを多く含んだ炭化物が生成された場合、その炭化物が前記排出シュート９を通じて炭化物冷却コンベヤ１２及び１３へ投入されると炭化物冷却コンベヤ１２及び１３中で冷却されて可燃ガスを放出し、前述の通り炭化物冷却コンベヤ１２及び１３は大気開放となっており十分な酸素が存在するため、急速燃焼を起こす可能性がある。急速燃焼を起こすと温度上昇が起こり、そのことによって熱膨張で炭化物冷却コンベヤ１２及び１３中の気体体積が増加し、従って圧力が増加することとなる。このような場合においても、安全弁として機能する防爆扉１５を備えた防爆装置１４を設けることで、炭化物冷却コンベヤ１２の損傷を防止することができる。
【００３５】
図２は防爆装置１４の断面図であり、図３は図２におけるＡ部拡大図である。防爆装置１４は、主に安全弁ダクト１４０及び防爆扉１５から構成されており、炭化物冷却コンベヤ１２上に設けた切り欠き部１２ａ上に設けられている。防爆扉１５は、通常運転時には弁体１５１が前記炭化物冷却コンベヤ１２に設けた切り欠き部１２ａを塞いでおり、弁体１５１と炭化物冷却コンベヤ１２の間はグランドパッキン１５２でシールしている。また弁体１５１は、軸１５３を中心に回動自在に配されている。
なお、前述の急速燃焼は可燃性ガスと外気が触れた直後に発生しやすいため、前記切り欠き部１２ａ及び防爆装置１４は炭化物冷却コンベヤ１２の出来る限り上流に設ける必要がある。
【００３６】
前述した急速燃焼等によって炭化物冷却コンベヤ１２内の圧力が上昇して規定値を超えると、炭化物冷却コンベヤ１２の内圧によって弁体１５１の重量に抗して、弁体１５１が軸１５３を中心に回動して開く。このことによって炭化物冷却コンベヤ１２内の圧力を下げるとともに、可燃ガスを系外に放出することができる。
【００３７】
前記規定値は特に限定されるものではないが、例えば炭化物冷却コンベヤ１２のケーシングが変形しない圧力として１００ｍｍＨ２Ｏと設定することができる。
また所定圧力は弁体１５１の重量によって調整することができる。
【００３８】
さらに、本発明に特徴的な構成として、炭化物冷却コンベヤ１２内に窒素ガスを供給する窒素投入ライン１６を設け、炭化物製造設備の通常運転時に炭化物冷却コンベヤ１２内に窒素ガスを常時供給している。このことで、例えば炭化が不十分な炭化物から放出された可燃ガスが炭化物冷却コンベヤ１２内で対流することを防止するとともに、炭化物冷却コンベヤ１２内での火種の発生を防止している。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
炭化設備緊急停止時においても急速燃焼を防止する対策と、炭化物の急速燃焼が発生した場合の安全対策を備えた炭化物の冷却装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の炭化物冷却装置を備えた炭化物製造装置を表す概略構成図である。
【図２】防爆装置の断面図である。
【図３】図２におけるＡ部拡大図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    炭化キルン
２    回転ドラム
５    加熱室
９    炭化物排出シュート
１０ａ、１０ｂ    炭化物用スライドゲート
１１    緊急スライドゲート
１２、１３    炭化物冷却コンベヤ
１４    防爆装置
１５    防爆扉
【図１】
2008255244.tif 000003
【図２】
2008255244.tif 000004
【図３】
2008255244.tif 000005