(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台車の移動経路上に上流側から下流側にかけて順次配列された乾燥・予熱炉、炭化・乾留炉、精錬炉及び冷却炉と；少なくても上記炭化・乾留炉の各入口と出口に設けられた外気を遮断する開閉可能なシャッターと；上記乾燥・予熱炉に設けられた熱風供給部と；上記炭化・乾留炉に対向位置に設けられた着火装置及び排気収集用煙突と、内部に連通した開度調節可能な燃焼空気供給装置と；上記台車上に搭載され、少なくても側壁に多数の貫通孔を有し、木片やゴム片、プラスチック片、可燃性廃棄物製固形燃料、鶏糞等の有機物を収容するバケットと；上記台車の移動駆動手段とを有した大容量炭化設備であって、上記熱風供給部は、上記精錬炉から排気熱の供給を受ける配管を有しており、
上記炭化・乾留炉は、その排気収集用煙突によるドラフトで下方部から排気ガスを吸引して炭化が炭原料の上部から下部に進行するようにしていることを特徴とする大容量炭化設備。
【請求項２】
上記バケットは、耐熱金網を内張している請求項１記載の大容量炭化設備。
【請求項３】
上記冷却炉は、密閉して空気を遮断して完全に消火するシャッターを入口と出口に有すると共に、冷却水を循環させて自然発火しない温度まで下げる水冷ジャケットを有している請求項１記載の大容量炭化設備。
【請求項４】
上記台車は、一対のレール上を移動する車輪付き台車であり、耐火煉瓦製のバケット搭載台を備えると共に、該バケット搭載台の両側端部から耐熱性スカートを上記レールの外側の水又は砂を満たした溝内に延設している請求項１記載の大容量炭化設備。
【請求項５】
上記台車は、バケット搭載台の前後端部からは耐熱性フレキシブルスカートを移動経路面まで垂下している請求項１記載の大容量炭化設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、大量の木片やゴム片、プラスチック片、可燃性廃棄物製固形燃料、鶏糞等の有機物を酸欠状態で蒸し焼きして炭化物を造る大容量炭化設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、一般の可燃廃棄物は、大部分多くの自治体の焼却場で焼却処分されていたが、燃焼温度の管理が不十分な焼却場では猛毒のダイオキシンが発生し、今日では安易に焼却処分できない状況である。このように、近年廃棄物を取り巻く環境も変わり、また、資源再利用の観点からも、廃棄物から炭を造る装置が開発される兆しがある。炭は、カロリーが高く無臭で保管が比較的容易な上にゴルフ場や山林、田畑の土壌改良材として、また水質改良材として注目されており、安価に大量に生産される必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そのような炭化設備としては、大規模なものが無く、木炭の製造釜を大型に改造した程度のものが散見される程度である。今日、可燃廃棄物も毎日大量に排出されており、炭焼き釜のようなバッチ方式では、産出量に制約があり、コストが高く成らざるを得ない上に、用途が拡大している炭に対する需要にも十分に応えられない。
【０００４】
本発明は、上記に鑑み案出されたものであって、事業所や家庭等から大量に排出される有機質の可燃廃棄物から大量に、また効率的且つ安価に炭を造ることができるものでありながら、精錬炉からの廃棄熱を減らし、熱の再利用が可能に成る大容量炭化設備を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の請求項１記載の大容量炭化設備は、台車の移動経路上に上流側から下流側にかけて順次配列された乾燥・予熱炉、炭化・乾留炉、精錬炉及び冷却炉と；少なくても上記炭化・乾留炉の各入口と出口に設けられた外気を遮断する開閉可能なシャッターと；上記乾燥・予熱炉に設けられた熱風供給部と；上記炭化・乾留炉に対向位置に設けられた着火装置及び排気収集用煙突と、内部に連通した開度調節可能な燃焼空気供給装置と；上記台車上に搭載され、少なくても側壁に多数の貫通孔を有し、木片やゴム片、プラスチック片、可燃性廃棄物製固形燃料、鶏糞等の有機物を収容するバケットと；上記台車の移動駆動手段とを有した大容量炭化設備であって、上記熱風供給部が、上記精錬炉から排気熱の供給を受ける配管を有していることを特徴としている。
【０００６】
従って、上記の構成を有した本願発明の大容量炭化設備では、事業所や家庭等から廃棄される大量の木片やゴム片、プラスチック片、可燃性廃棄物製固形燃料、鶏糞等の有機物を移動台車上のバケットに収容して、先ず乾燥・予熱炉に移動し、そこで高温ガス等で水分を蒸発除去すると共に予熱して後続の炭化・乾留作業を安定化すると共に作業時間を短縮する。次に炭化・乾留炉へと移動され、入口と出口をシャッターで密閉後に燃焼空気供給手段から空気を供給しながら着火装置によって乾燥・予熱済みの有機物に点火し、部分燃焼させた後に燃焼空気供給装置からの空気の供給量を絞って２８０〜３５０℃で蒸し焼きする。その際、排気収集用煙突で排気しつつ、バケットの側壁の多数の貫通孔から燃焼ガスと燃焼空気供給装置からの若干の空気の供給を受けて蒸し焼きを継続して行く。
【０００７】
炭化・乾留の終わった段階で、精錬炉に移動して十分に空気を供給して８００℃以上で残留揮発分や重金属類を焼却する。その後に水冷や自然放冷等によって冷却炉で冷却して、大量の炭を得る。移動駆動手段によって移動する台車上のバケット内に有機物を収容して、流れ作業方式で移動経路に沿って上流側から下流側にかけて乾燥・予熱、炭化・乾留、精錬、冷却と順次作業分担して行く為に効率的に且つ大量に炭製造が可能になり、コストも低減できる。熱風供給部は、精錬炉から排気熱の供給を受ける配管を有し、精錬炉からの廃棄熱を減らし、熱の再利用が可能に成る。
【０００８】
バケットは、耐熱金網を内張でき、炭原料が細かい場合に対応できる。
【０００９】
炭化・乾留炉は、その排気収集用煙突によるドラフトで下方部から排気ガスを吸引して炭化が炭原料の上部から下部に進行するように構成できる。
【００１０】
冷却炉は、密閉して空気を遮断して完全に消火するシャッターを入口と出口に有すると共に、冷却水を循環させて自然発火しない温度まで下げる水冷ジャケットを有することができる。
【００１１】
台車は、一対のレール上を移動する車輪付き台車とし、耐火煉瓦製のバケット搭載台を備えると共に、該バケット搭載台の両側端部から耐熱性スカートを上記レールの外側の水又は砂を満たした溝内に延設することができ、耐火煉瓦製のバケット搭載台と耐熱性スカートとによって台車の車輪を炭化・乾留作業の熱や精錬作業の熱から防護でき、また台車及び車輪の保守が比較的容易にできるように成る。
【００１２】
台車は、バケット搭載台の前後端部からは耐熱性フレキシブルスカートを移動経路面まで垂下でき、台車の車輪や軸受部を炭化・乾留作業の熱や精錬作業の熱から防護すると共に、余分な空気が炭化・乾留に影響しないようにできる。
【００１３】
【発明の実施の形態と実施例】
図１は本発明に係る大容量炭化設備の代表実施例の概略平面図、図２は図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図、図３は同設備における時間に対する温度管理を説明するグラフである。
図１から図３に示すように、代表実施例の大容量炭化設備１は、車輪走行台車５用の一対のレール９、９から成る移動経路８上に上流側から下流側にかけて順次配列された乾燥・予熱炉１０と、炭化・乾留炉２０と、精錬炉３０と、冷却炉４０とから構成されており、各炉１０〜４０は、トンネル形状のほぼ同じ長さの作業室１１〜４１を有しており、また各入口と出口には外気を遮断する開閉可能なシャッター５０が設けられている。特に炭化・乾留炉２０のシャッター５０は、ネジジャッキや楔ロック、油圧ラムで密閉される構造となっている。また炭化・乾留炉２０の天井部分２４は、平滑な略放物形状を成しており、放射熱をその天井部分２４で反射して熱の有効活用で蒸し焼き作業の効率化及び時間短縮を図るようにしている。台車５の移動駆動手段２としては、ウインチ等で巻かれて移動するワイヤが使用される。
【００１４】
木片やゴム片、プラスチック片、可燃性廃棄物製固形燃料、鶏糞等の片状有機物から成る炭原料Ｍを収容するバケット３は、天井開放の箱形で、周囲側壁３Ａに多数の貫通孔を有しており、燃焼ガスや燃焼空気の通りを良くしている。炭原料Ｍが、細かい場合に対応して耐熱金網４を内張りすることができる。また、台車５は、耐火煉瓦製のバケット搭載台６を備えると共に、該バケット搭載台６の両側端部から耐熱性スカート７、７をレール９、９の外側の溝８Ａ、８Ａ内に延設しており、台車５の車輪５Ａや軸受部５Ｂを炭化・乾留作業の熱や精錬作業の熱から防護している。溝８Ａには、砂や水が満たされている。
【００１５】
バケット搭載台６の前後端部からは耐熱性フレキシブルスカート７Ａ、７Ａを移動経路面まで垂下しており、台車５の車輪５Ａや軸受部５Ｂを炭化・乾留作業の熱や精錬作業の熱から防護すると共に、余分な空気が炭化・乾留に影響しないようにしている。この場合、移動経路をローラで構成した場合に比較すると台車５及び車輪５Ａの保守が比較的容易にできる。台車５は、２両連結となっているが、台車５自体の長さや上記各炉１０〜４０の長さに応じて適宜連結数を加減できることは言うまでもない。更に、バケット３は、搭載台６上に一体に固定しても、着脱可能にも構成され、また搭載台６とバケット３の底とに間隔を設けると共に底壁３Ｂにも多数の貫通孔を設けて燃焼ガスや燃焼空気を底壁からも供給するようにも構成される。また乾燥・予熱炉１０から冷却炉４０にかけての移動経路８を直線条に構成して、台車同士の連結も隙間のほとんど無い最小長さで行っている。連結器は、台車同士がカーブ出来る伸張状態と直進のみ出来る収縮状態に転換できる構造としている。
【００１６】
乾燥・予熱炉１０は、その一方の側壁に乾燥・予熱用ガスを内部に供給する熱風供給部１３を有しており、その熱風供給部１３を配管１５によって精錬炉３０の煙突３５に接続してその煙突３５から排気熱の供給を受けるようにしている。他方の側壁には、ガス排出孔１７が設けられている。この構成によって、炭原料Ｍが濡れたり湿っていても高温ガスで水分を蒸発除去すると共に予熱して後続の炭化・乾留作業を安定化すると共に作業時間を短縮する。乾燥・予熱炉１０の入口と出口は、そこから高温ガスが大量に吹き出すのを防ぐためにシャッター５０で閉鎖される。
【００１７】
炭化・乾留炉２０は、その対向側壁２２、２３に各々複数の着火装置のバーナ２５及び排気収集用煙突２８を、また着火装置２５に炭化・乾留作業室２１内部に連通し空気量制御弁２７Ａによって開度調節可能な燃焼空気供給装置２７を組み込んでいる。炭化・乾留炉２０の入口と出口をシャッター５０で密閉した後に、バーナ２５は、燃焼空気供給装置２７のブロワー２７Ｂを作動させて燃焼空気を供給しながらガスや灯油で火炎を乾留作業室２１内へ延ばしてバケット３内の上部の炭原料Ｍに点火する。点火後に炉内が２８０〜３００℃になった後は、バーナ２５を止めるが、しばらくブロワー２７Ｂを作動させたままにして炭原料Ｍを部分的に燃材として自己燃焼させるが、燃焼が安定した後は酸化燃焼を止めるべく空気量制御弁２７Ａを絞って炭原料Ｍの熱分解による発熱反応による炭化のみを行わせる、即ち若干の空気の供給で２８０〜３５０℃に維持して蒸し焼きを継続する。この場合、炉内部の酸素濃度を検出する酸素濃度計２６を備けて、各炉に適した設定値で酸素濃度計による空気量制御弁２７Ａの開度制御を行うようにすることもできる。
【００１８】
排気ガスは、排気収集用煙突２８によるドラフトで炉の下方部から吸引して、炭化が炭原料Ｍの上部から下部へ進行するようにしている。炭原料Ｍ中に塩素を含んだプラスチックが有機物に混入していて炭化・乾留作業中にダイオキシンが発生する場合、煙道の補助バーナ２９によって８００℃以上で燃焼させて無害化できる。補助バーナ２９に替えてアルカリ性水溶液を入れたスクラバーで吸収するようにも構成される。
【００１９】
バケット３内の炭原料Ｍの炭化が終了した後は、精錬炉３０内に台車５を移動して、入口と出口をシャッター５０で密閉後に自然通風によって十分な空気の供給を受けて８００℃以上で残留揮発分や重金属類を焼却する。この時の高温排気ガスは、上記のように煙突３５から乾燥・予熱炉１０の熱風供給部１３に配管１５によって乾燥・予熱炉１０へ供給される。
その後に冷却炉４０内に移動して、入口と出口をシャッター５０で密閉して空気を遮断して完全に消火すると共に、水冷ジャケット４３に冷却水を循環させて自然発火しない温度まで下げる。完全に消火後は、自然放冷で冷やしてもよい。かくして、移動駆動手段２によって移動する台車５上のバケット３内に有機物を収容して、流れ作業方式で移動経路に沿って上流側から下流側にかけて乾燥・予熱、炭化・乾留、精錬、冷却と順次作業分担して行く為に効率的に且つ大量に炭製造が可能になり、コストも低減できる。
【００２０】
台車５の移動駆動方式は、耐熱性と保守を考慮して上記以外の方式も採用される。また上記実施例では、一列の大容量炭化設備１について説明したが、二列等複数列にも構成され、煙突を共用するようにしてもよい。また炭化・乾留作業と冷却作業が一番長い作業時間を要するが、炭原料Ｍの量や各炉１０〜４０の能力を加減して同じ作業時間に調節して、流れ作業がスムースにいくように構成されよう。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の請求項１記載の大容量炭化設備によれば、台車の移動経路上に上流側から下流側にかけて順次配列された乾燥・予熱手段、炭化・乾留手段、精錬手段及び冷却手段と；少なくても上記炭化・乾留手段の各入口と出口に設けられた外気を遮断する開閉可能なシャッターと；上記乾燥・予熱手段に設けられた熱風供給手段と；上記炭化・乾留手段に対向位置に設けられた着火手段及び排気手段と、内部に連通した開度調節可能な燃焼空気供給手段と；上記台車上に搭載され、少なくても側壁に多数の貫通孔を有し、木片やゴム片、プラスチック片、可燃性廃棄物製固形燃料、鶏糞等の有機物を収容するバケットと；上記台車の移動駆動手段とから構成されているために、事業所や家庭等から廃棄される大量の木片やゴム片、プラスチック片、可燃性廃棄物製固形燃料、鶏糞等の有機物を移動台車上のバケットに収容して、先ず乾燥・予熱手段に移動し、そこで高温ガス等で水分を蒸発除去すると共に予熱して後続の炭化・乾留作業を安定化すると共に作業時間を短縮することができる。
【００２２】
次に炭化・乾留手段へと移動され、入口と出口をシャッターで密閉後に燃焼空気供給手段から空気を供給しながら着火手段によって乾燥・予熱済みの有機物に点火し、部分燃焼させた後に燃焼空気供給手段からの空気の供給量を絞って２８０〜３５０℃で蒸し焼きし、その際、排気手段で排気しつつ、バケットの側壁の多数の貫通孔から燃焼ガスと燃焼空気供給手段からの若干の空気の供給を受けて蒸し焼きを継続して行くことができる。炭化・乾留の終わった段階で、精錬手段に移動して十分に空気を供給して８００℃以上で残留揮発分や重金属類を焼却する。その後に水冷や自然放冷等によって冷却手段で冷却して、大量の炭を得る。移動駆動手段によって移動する台車上のバケット内に有機物を収容して、流れ作業方式で移動経路に沿って上流側から下流側にかけて乾燥・予熱、炭化・乾留、精錬、冷却と順次作業分担して行く為に効率的に且つ大量に炭製造が可能になり、コストも低減できる。熱風供給部は、精錬炉から排気熱の供給を受ける配管を有し、精錬炉からの廃棄熱を減らし、熱の再利用が可能に成る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る大容量炭化設備の代表実施例の概略平面図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】同設備における時間に対する温度管理を説明するグラフである。
【符号の説明】
１ 大容量炭化設備
２ 移動駆動手段
３ バケット
５ 台車
５Ａ 車輪
６ 耐火煉瓦製のバケット搭載台
７、７Ａ 耐熱性フレキシブルスカート
８ 移動経路
８Ａ 溝
９ レール
１０ 乾燥・予熱炉
３ 熱風供給部
１５ 配管
２０ 炭化・乾留炉
２５ 着火装置
２７ 燃焼空気供給装置
２８ 排気収集用煙突
３０ 精錬炉
４０ 冷却炉
【図１】
0003933771.tif 000002
【図２】
0003933771.tif 000003
【図３】
0003933771.tif 000004