(57)【要約】【課題】炭化炉で触媒燃焼に用いることができる触媒の種別制限を小さくして多様な触媒の利用を可能にする。【解決手段】有機性廃棄物９を収納して熱分解させる熱分解室８と、加熱空気を供給する加熱空気供給手段１２、１３と、熱分解室８において加熱空気によって加熱されて前記有機性廃棄物９から発生する熱分解ガスの一部を空気加熱用の燃料として加熱空気供給手段１２、１３に供給する熱分解ガス供給手段５、１４と、熱分解室８内の熱分解ガスと加熱空気とを導入して熱分解ガスを触媒燃焼させる触媒１５とを備える。【効果】有機性廃棄物の熱分解温度に拘わらず、所望の触媒を用いて熱分解ガスの触媒燃焼を行うことができ、利用可能な触媒の種別が増大する。熱分解ガス成分の選択的燃焼が可能な多様な触媒による燃焼方法を採択できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物を収納して熱分解させる熱分解室と、空気を加熱して該加熱空気を供給する加熱空気供給手段と、前記熱分解室において前記加熱空気によって加熱されて前記有機性廃棄物から発生する熱分解ガスの一部を空気加熱用の燃料として前記加熱空気供給手段に供給する熱分解ガス供給手段と、前記熱分解室内の熱分解ガスと加熱空気とを導入して該熱分解ガスを触媒燃焼させる触媒とを備えることを特徴とする炭化炉。
【請求項２】
前記加熱空気供給手段は、熱分解ガスを用いない空気加熱源を備えることを特徴とする請求項１記載の炭化炉。
【請求項３】
前記熱分解室に有機性廃棄物を投入する投入部と、前記加熱空気供給手段から供給される加熱空気の流量を調整する加熱空気流量調整手段と、熱分解室内の温度を検知する温度検知手段とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の炭化炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性廃棄物の炭化処理に用いられる炭化炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有機性廃棄物を炭化させて処理する装置としては、特開２００２−２４１７５９号公報（特許文献１）で提案された炭化炉があった。該炭化炉を図２に基づいて説明する。図２において、１は有機性廃棄物投入部、２はこの有機性廃棄物の炭化後の廃棄物取り出し部、３は燃焼ガス入口、４は排ガス出口、５は熱分解ガス出口、６は断熱壁、７は断熱壁に囲まれた触媒層、８は触媒層７からの熱で有機性廃棄物９を熱分解する熱分解室、９は有機性廃棄物、１０は前記触媒層を初期に加熱する加熱バーナーである。
【０００３】
次に上記炭化炉の動作について説明する。先ず、初期加熱バーナー１０で加熱した高温のガスを燃焼ガス入口３を通して触媒層７内に送り込み、触媒層７と熱分解室８を触媒の活性化温度であり、有機性廃棄物９の熱分解温度でもある４５０℃まで加熱する。熱分解室８では、有機性廃棄物９から熱分解ガスが発生するとともに該有機性廃棄物９が炭化する。発生した熱分解ガスは触媒層７に導き触媒燃焼させ、その熱により熱分解室８を有機性廃棄物の熱分解温度に維持し、バーナー１０を使用せず有機性廃棄物９を連続して炭化処理していく。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２４１７５９号公報（第３頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の炭化装置では、触媒燃焼により発生する熱によって有機性廃棄物を加熱するため、触媒燃焼が生じる触媒の活性化温度は、有橡性廃棄物を炭化するために必要な温度（熱分解温度）以上であることが必要になる。
このため、使用可能な触媒の種別は、上記活性化温度と熱分解温度の関係によって制限されるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、使用可能な触媒の種別が、触媒の活性化温度と有機性廃棄物の熱分解温度の関係によって制限されることがなく、多様な触媒の使用が可能となる炭化炉を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明の炭化炉のうち、請求項１記載の発明は、有機性廃棄物を収納して熱分解させる熱分解室と、空気を加熱して該加熱空気を供給する加熱空気供給手段と、前記熱分解室において前記加熱空気によって加熱されて前記有機性廃棄物から発生する熱分解ガスの一部を空気加熱用の燃料として前記加熱空気供給手段に供給する熱分解ガス供給手段と、前記熱分解室内の熱分解ガスと加熱空気とを導入して該熱分解ガスを触媒燃焼させる触媒とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の炭化炉は、請求項１記載の発明において、前記加熱空気供給手段は、熱分解ガスを用いない空気加熱源を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の炭化炉は、請求項１または２に記載の発明において、前記熱分解室に有機性廃棄物を投入する投入部と、前記加熱空気供給手段から供給される加熱空気の流量を調整する加熱空気流量調整手段と、熱分解室内の温度を検知する温度検知手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
すなわち本発明によれば、加熱した空気により有機性廃棄物が加熱分解され、該加熱空気と熱分解ガスの混合ガスで触媒が活性化温度まで加熱されるので、触媒の活性化温度と有機性廃棄物の熱分解温度が異なっていても炭化処理が可能となる。有機性廃棄物の加熱分解によって発生する熱分解ガスの一部は、空気の加熱に供されており、エネルギー効率を高めるとともに炭化処理を連続して行うことが可能になる。
【００１１】
本発明の炭化炉は、好適には有機性廃棄物を熱分解させて炭化処理する装置として使用される。処理すべき廃棄物の種別等については特に限定されない。本発明の炭化炉は、本発明で限定する構造の他は特に限定されるものではなく、形状、材質等も適宜選定することができる。該炭化炉では、有機性廃棄物を収納して熱分解させる熱分解室を有しており、該熱分解室の周囲は、通常、断熱壁で囲まれている。該熱分解室には、通常は、有機性廃棄物を外部から投入する有機性廃棄物投入部が連結されており、さらには、炭化した有機性廃棄物を取り出す廃棄物取り出し部が連結されている。また、本発明では、外部の空気を加熱して該加熱空気を供給する空気加熱供給手段を有している。加熱空気は、一つには、熱分解室に収容された有機性廃棄物を加熱して熱分解するために用いられる。該加熱に際しては加熱空気によって有機性廃棄物を直接に加熱してもよく、また、熱交換によって他部材等によって間接的に加熱するものであってもよい。また、加熱空気は、有機性廃棄物から発生する熱分解ガスとともに触媒に導入して熱分解ガスを触媒燃焼させるために用いられる。
【００１２】
本発明では、熱分解室で発生する熱分解ガスの一部を空気加熱供給手段に燃料として供給する熱分解ガス供給手段を備えている。熱分解ガス供給手段において燃料ガスの一部を取り出すための構成は特に限定されるものではなく、吸引フード等を用いて熱分解室から一部の熱分解ガスを取り出すことができる。空気加熱供給手段では、供給される熱分解ガスを燃料としてバーナー等によって空気を加熱する。また、空気加熱手段では、炭化炉の初期作動時に空気を加熱できるように、熱分解ガスを用いない加熱源を備えるのが望ましい。該加熱源としては、外部燃料を用いるものやヒータを用いるものが例示される。炭化炉の初期動作時には、有機性廃棄物から熱分解ガスが得られないため、該加熱源を用いて空気を加熱し、該加熱空気によって有機性廃棄物を加熱する。有機性廃棄物が充分に加熱されるに至ると、熱分解ガスが得られるため、該熱分解ガスの一部を燃料として用いることにより上記加熱源の動作は不要となる。
【００１３】
空気加熱供給供給手段では、熱分解室の加熱に用いられる加熱空気の流量を調整することができる流量調整手段を備えることができる。該流量調整手段としては、バルブ等を用いて空気加熱供給手段に導入される外部空気の流量を調整したり、送出される加熱空気の流量を調整したりして供給加熱空気の流量を調整することができる。
【００１４】
また、本発明では、上記熱分解室に室内の温度を検知する温度検知手段を備えることができる。該温度検知手段によって分解室内の温度を検知して、該温度が適切な温度範囲に収まるように熱分解室に投入する有機性廃棄物の投入量を調整したり、供給加熱空気の流量を調整したりすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図１に基づいて説明する。なお、従来の炭化炉と同様の構成については同一の符号を付して説明する。
この実施形態の炭化炉は、断熱壁６で囲まれた筒状の熱分解室８を有し、該熱分解室８の側方には、有機性廃棄物投入口１が接続され、該熱分解室８の下方には炭化後廃棄物取り出し部２が設けられている。
【００１６】
また、熱分解室８には、加熱空気取入口１１が設けられており、該取入口１１には、加熱空気供給手段である空気加熱器１２とブロワー１３とが接続されている。ブロワー１３では、外部空気を取り入れて上記空気加熱器１２に空気を供給する。また、空気加熱器１２では、外部燃料と熱分解ガスを選択的に用いて空気を加熱できるように構成されている。熱分解室８には、熱分解ガス出口５が設けられており、さらに、熱分解室８で発生した熱分解ガスの一部を取り出して熱分解ガス出口５を通して上記空気加熱器１２に供給する熱分解ガス供給路１４が設けられている。上記熱分解ガス出口５と熱分解ガス供給路１４とによって熱分解ガス供給手段が構成されている。
【００１７】
また、上記熱分解室８の上方には触媒層１５が設けられており、熱分解室８のガスは、熱分解室８の下流（ガスの流れ方向）に位置する触媒層１５に流入するように構成されている。さらに触媒層１５の上方には、排ガス出口１６が形成されており、該排ガス出口１６に連結された排ガス路１７には、熱交換器１８が設けられている。
【００１８】
次に上記炭化炉の作用について説明する。
運転の初期には外部空気をブロワー１３で空気加熱器１２に供給し、外部燃料を用いたバーナー（図示しない）によって該空気を加熱する。なお、定常運転時には、熱分解室８から熱分解ガス出口５、熱分解ガス供給路１４を通して供給される熱分解ガスを空気加熱器１２で燃焼させて空気を加熱する。
空気加熱器１２で得られる加熱空気は、ブロワー１３によって熱分解室８に導入される。
【００１９】
該熱分解室８では、有機性廃棄物投入部１から有機性廃棄物９が供給されており、該加熱空気により該有機性廃棄物９は直接、或いは間接的に加熱され、熱分解ガスを発生し炭化する。このとき、該熱分解ガスは該加熱空気と混合されるが、熱分解ガスは熱分解温度（約４５０℃）で発火しないことが実験で確かめられている。該加熱空気は有機性廃棄物９の熱分解により冷却され、供給する有機性廃棄物の量と加熱空気の量により温度が調整される。加熱空気と熱分解ガスの混合ガスは、下流に配置された触媒１５に導入され、触媒を活性化温度に保ちつつ触媒燃焼される。また、熱分解ガスの一部は上記のように空気加熱器１２に送られ供給空気の加熱に利用されるので、外部からの熱の供給なしに有機性廃棄物の炭化を連続的に行うことができる。また、炭化した有機性廃棄物９は、廃棄物取り出し部２から適宜外部に取り出される。
【００２０】
触媒層１５で触媒燃焼して得られる排ガスは、排ガス出口１６から排ガス路１７へと排出され、大気中や排ガス処理装置（図示しない）等へと移動する。
なお、排ガス路１７では、中途で熱交換器１８で熱交換され、回収された熱は熱分解室８や空気加熱器１２等で熱利用される。
なお、上記実施形態では説明していないが、空気加熱器１２に加熱空気流量調整手段を設けるとともに、熱分解室８の温度を検知する温度検知手段を設け、熱分解室８への有機性廃棄物の投入量と加熱空気の供給量とを調整して、温度検知手段で観察される熱分解室８の温度が適正なものとなるように調整することができる。
【００２１】
また、上記実施形態では、触媒層１５の触媒は一種の他、二種以上とすることもできる。複数の触媒を配置する場合には、触媒毎に触媒燃焼させるガスの種別が異なることを前提とすることができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の炭化炉によれば、有機性廃棄物を収納して熱分解させる熱分解室と、空気を加熱して該加熱空気を供給する加熱空気供給手段と、前記熱分解室において前記加熱空気によって加熱された前記有機性廃棄物から発生する熱分解ガスの一部を空気加熱用の燃料として前記加熱空気供給手段に供給する熱分解ガス供給手段と、前記熱分解室内の熱分解ガスと加熱空気とを導入して該熱分解ガスを触媒燃焼させる触媒とを備えるので、有機性廃棄物の熱分解温度に拘わらず、所望の触媒を用いて熱分解ガスの触媒燃焼を行うことができ、触媒の種別選定の選択肢が増大する。また、熱分解ガス成分の選択的燃焼が可能な多様な触媒による燃焼方法を採択することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における炭化炉を示す断面図である。
【図２】従来の炭化炉を示す断面図である。
【符号の説明】
１  有機性廃棄物投入部
２  廃棄物取り出し部
３  燃焼ガス入口
４  排ガス出口
５  熱分解ガス出口
６  断熱壁
７  触媒層
８  熱分解室
９  有機性廃棄物
１０  加熱バーナー
１１  加熱空気取入口
１２  空気加熱器
１３  ブロワー
１４  熱分解ガス供給路
１５  触媒層
１６  排ガス出口
１７  排ガス路
１８  熱交換器
【図１】
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【図２】
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