JP7190641B1 - 連続炭化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】省スペースで、エネルギー効率に優れ、均一な炭化物を製造することが可能な連続炭化装置を提供する。【解決手段】ロータリーキルン１を有し、原材料を連続的に熱分解して炭化物を製造する連続炭化装置であって、前記ロータリーキルンは、加熱用ジャケット４内に設置され、当該加熱用ジャケット４によって外部から加熱され、前記ロータリーキルン１は、断面が内外の同心円となる２重構造のレトルトを有しており、前記原材料は、まず内側のレトルト６内に投入されて、当該内側のレトルト６内を加熱されつつ移動し、その後に外側のレトルト５内に落下して、外側のレトルト５内を内側のレトルト６内とは逆方向に加熱されつつ移動して、炭化物となって排出口から前記ロータリーキルン１の外部へ排出されることを特徴とする連続炭化装置である。【選択図】図１

Description

本発明は、バイオマス等の原材料の炭化物を連続的に製造する連続炭化装置に関する。

近年、各種有機系廃棄物の炭化処理に対するニーズが高まっている。各種有機系廃棄物を炭化処理することによって、土壌改良材や肥料を製造することができ、また減容化して埋め立て処分を行い易くすることができるため、有用である。

さらに、バイオマス等の各種原材料は、炭化する際の熱分解の程度に応じて、多様な特性を有した炭化物となり、種々の用途に展開することが可能となる。例えば、軽度に炭化させることによって、原材料の表面に撥水性を付与したり、殺虫・殺菌処理を行うことが可能である。また、中程度に炭化させることによって、内部まで炭化されて、粉砕性に優れた石炭代替燃料を製造することが可能である。さらに、高度に炭化させることによって、微細な多孔質構造を有した吸着性に優れた炭化物とすることができる。

ここで、炭化処理とは、無酸素下または微量酸素存在下において、原材料の熱分解処理を行うことによって、原材料の炭素元素の含有率を高める操作をいう。

炭素元素を含有する各種原材料を連続的に炭化する装置として、従来から、ロータリーキルンが知られている。ロータリーキルンには、被処理物を高温の燃焼ガスと直接接触させて熱分解する直接加熱方式と、レトルト（円筒）の外壁面を通してレトルト内の被処理物を熱分解する間接加熱方式とがある。
直接加熱方式は、一般に、加熱温度にむらが発生して、被処理物の熱分解の程度にむらが生じ易い。そのため、被処理物を均一に炭化させるためには、直接加熱方式よりも間接加熱方式を用いることが好ましい。

原材料の炭化物を製造する場合、まず原材料の乾燥処理を行って、水分率を特定の範囲内に制御して、その後加熱温度を上げて、炭化処理を行うという方法を取ることが一般的である。
特許文献１には、第一ロータリーキルンと第一ロータリーキルンの下流側に直列に連結された第二ロータリーキルンとを有する外熱式炭化炉が開示されている。上流側のロータリーキルンで乾燥処理を行い、下流側のロータリーキルンで炭化処理を行っている。また、特許文献２には、炭化炉内が前工程ゾーンと後工程ゾーンの２つのゾーンに分けられたロータリー式炭化装置が開示されている。前工程ゾーンで主として乾燥処理を行い、後工程ゾーンで主として炭化処理を行っている。

特許第５７５２２１２号公報 特開２００６－２０６８５６号公報

しかし、特許文献１に記載の外熱式炭化炉は、上流側と下流側の２台のロータリーキルンがつながっているため、装置の寸法が大きくなり、コンパクトな装置とすることが困難である。また、特許文献２に記載のロータリー式炭化装置も、前工程ゾーンと後工程ゾーンとを有するため、装置の寸法が大きくなり、コンパクトな装置とすることが困難である。また、特許文献２では、前工程ゾーンは間接加熱、後工程ゾーンは直接加熱としているため、炭化処理が不均一となる懸念を有するものである。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものである。本発明は、省スペースで、エネルギー効率に優れ、均一な炭化物を製造することが可能な連続炭化装置を提供することを課題とする。

本発明者らは、種々の炭化物を効率よく製造するための製造装置について検討を重ねてきた。ロータリーキルンは、炭化物を連続的に大量に製造する装置としては、非常に優れている。また、均一な炭化処理を行うためには、間接加熱方式とすることが好ましい。
そこで、本発明者らは、原材料の乾燥処理と炭化処理とを１台の間接加熱方式のロータリーキルン内で行うために、ロータリーキルンの内部構造について種々の検討を行った。その結果、本発明に到達することができた。

すなわち、本発明の連続炭化装置は、以下のような構成を有している。
（１）ロータリーキルンを有し、原材料を連続的に熱分解して炭化物を製造する連続炭化装置であって、前記ロータリーキルンは、加熱用ジャケット内に設置され、当該加熱用ジャケットによって外部から加熱され、前記ロータリーキルンは、断面が内外の同心円となる２重構造のレトルトを有しており、前記原材料は、まず内側のレトルト内に投入されて、当該内側のレトルト内を加熱されつつ移動し、その後に外側のレトルト内に落下して、外側のレトルト内を内側のレトルト内とは逆方向に加熱されつつ移動して、炭化物となって排出口から前記ロータリーキルンの外部へ排出されることを特徴とする連続炭化装置。
（２）前記原材料は、前記内側および前記外側のレトルトの内壁に設置された案内羽根によって各レトルト内を移動することを特徴とする前記（１）に記載の連続炭化装置。
（３）前記案内羽根が前記レトルトの軸方向にらせん状に設置されていることを特徴とする前記（２）に記載の連続炭化装置。
（４）前記加熱用ジャケット内は、加熱ガスを注入することによって加熱されることを特徴とする前記（１）～（３）のいずれか１項に記載の連続炭化装置。
（５）前記ロータリーキルン内で加熱された前記原材料から生成する揮発性ガスを前記ロータリーキルンから外部へ排出する排出口を有することを特徴とする前記（１）～（４）のいずれか１項に記載の連続炭化装置。
（６）前記ロータリーキルン内に前記原材料を連続的に供給する原材料供給装置を備えることを特徴とする前記（１）～（５）のいずれか１項に記載の連続炭化装置。
（７）前記ロータリーキルンから外部へ排出された前記炭化物を連続的に冷却する炭化物冷却装置を備えることを特徴とする前記（１）～（６）のいずれか１項に記載の連続炭化装置。
（８）前記外部へ排出された揮発性ガスの一部を外部燃焼装置によって燃焼させて、生成した加熱ガスの一部を前記加熱用ジャケット内に注入することを特徴とする前記（５）～（７）のいずれか１項に記載の連続炭化装置。

本発明の連続炭化装置は、省スペースで、エネルギー効率に優れ、均一な炭化物を製造することが可能である。

本発明の第１実施形態の連続炭化装置の模式的断面図である。 本発明の第２実施形態の連続炭化装置の模式的断面図である。 本発明の第１実施形態の連続炭化装置のロータリーキルンのＡ－Ａ断面図である。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明の実施形態は、以下に記載する具体的な実施形態に限られる訳ではない。

本発明者らは、種々の炭化物を効率よく製造するための製造装置について検討を加えてきた。原材料を効率よく連続的に炭化処理する装置として、ロータリーキルンは適性を有している。さらに、原材料を均一に炭化処理するために、外部からロータリーキルンを加熱する間接加熱方式を採用した。

原材料の乾燥処理と炭化処理とを別々の装置で行う場合は、２台の装置に相当するスペースが必要となる。また、乾燥処理装置と炭化処理装置のそれぞれについて、外部から加熱するための加熱設備が必要となり、エネルギー効率の面において改善の余地を有していた。

そこで、ロータリーキルンの内部構造として、内外２重構造のレトルトを設置することを検討した。すなわち、内外２重構造のレトルトのうち、内側のレトルトで主として乾燥処理を行い、外側のレトルトで主として炭化処理を行うようにした。ロータリーキルンを内外２重構造とすることによって、ロータリーキルンを外部から加熱するための加熱設備は１台でよいこととなり、加熱のために要するエネルギーを効率的に利用することが可能となった。また、加熱のための熱エネルギーの伝達の点から、外側のレトルト内よりも内側のレトルト内の方が雰囲気温度が低くなる傾向にあり、外側のレトルト内でより高い温度で炭化処理を行うことができる。

［第１実施形態の連続炭化装置］
以下、具体的な実施形態に基づいて、連続炭化装置の構成とその機能について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態の連続炭化装置の模式的断面図である。
第１実施形態の連続炭化装置は、主要な構成として、加熱用ジャケット内に設置されたロータリーキルン１と原材料供給装置２と炭化物冷却装置３を有している。その他に、図示をしていないが、ロータリーキルンから外部へ排出された揮発性ガスの一部を燃焼させる外部燃焼装置、外部燃焼装置で生成した加熱ガスの一部を加熱用ジャケット内に注入する装置、冷却水の循環装置、冷却水タンク、余剰の加熱ガスおよび排ガスの除塵・冷却・浄化装置、排ガス用煙突、等を備えている。

（原材料供給装置）
原材料供給装置２は、原材料をロータリーキルン１に連続的に供給する装置である。
本実施形態において、原材料とは、炭素元素を含有し、炭化処理によって炭素元素の含有率が高くなる有機系物質である。具体的には、木質や草本などのバイオマス資源、林業残渣、農業残渣、畜産廃棄物、水産業廃棄物、一般家庭廃棄物、食品残渣、汚泥、等が挙げられ、特に限定されない。

原材料は、ロータリーキルン１内に投入されて、乾燥処理および炭化処理をすることが可能となるように、所定の適切な寸法に細断・粉砕・固形化されていることが必要である。例えば、木質チップの場合は、長さや幅が１～１００ｍｍ程度で、厚さが０．１～５０ｍｍ程度に調整されていることが好ましい。木質チップを表面から内部まで十分に炭化処理するときは、厚さが大きくならないように厚さ２０ｍｍ以下程度に調整することが好ましい。

原材料は、連続炭化装置に投入される前に、所定の貯蔵倉庫において、一定の水分率を保持した安定状態となるまでの期間、貯蔵されていることが好ましい。原材料の種類によって、安定状態に達するまでの期間が異なり、安定状態になったときの水分率が異なっている。そのため、原材料の種類に応じて、貯蔵倉庫に貯蔵する期間や貯蔵条件を適宜調整することが好ましい。安定状態となったときの水分率に応じて、原材料毎に、本発明の連続炭化装置で乾燥処理および炭化処理する際の加熱温度や加熱時間が適宜調整される。原材料の水分率は、一般に、１００質量％以下に調整することが好ましく、５０質量％以下がより好ましく、３０質量％以下がさらに好ましい。

所定の適切な寸法に細分化され、水分率が安定状態となった原材料は、原材料供給装置２のホッパー１６に投入され、原材料容器１７内に一旦収納される。原材料は、スクリューコンベアが内部に装着された搬送菅１８によって、原材料容器１７から取り出され、ロータリーキルン１内に投入される。ロータリーキルン１の原材料の入口には、開閉器１９が設置されている。原材料は、開閉器１９を通過してロータリーキルン１の内部に送り込まれる。開閉器１９は、空気が外部からロータリーキルン１内に入り込まないように、また、ロータリーキルン１内の加熱ガスが外部へ排出されることがないように、気密性を保持している。

（ロータリーキルン）
ロータリーキルン１の内部は、断面が内外の同心円となる２重構造のレトルトを有している。すなわち、ロータリーキルン１の内部は、外側のレトルト５と内側のレトルト６とからなる２重構造であり、両者は互いに固定されており、同一方向へ一緒に回転する。内側のレトルト６の内径は、外側のレトルト５の内径の３０～７０％が好ましい。外側のレトルト５および内側のレトルト６の長さと内径は、原材料の種類、炭化処理の目的・用途、所望する生産性に応じて適宜設定することができる。

ロータリーキルン１のレトルト５とレトルト６は、その軸方向の両側に回転軸１０、１１、１２を有している。回転軸１０、１２は、それぞれ軸受け１４を介して、２台の固定台１３によって支持されている。回転軸１１は、その周囲にギヤを有しており、ギヤを介してモーター３０によって駆動される。したがって、モーター３０の駆動力によって、所定の速度でレトルト５とレトルト６を回転させることができる。

レトルト５とレトルト６は、加熱用ジャケット４内に設置されている。加熱用ジャケット４は、外部から加熱ガスを注入できる加熱ガス注入口２４を有しており、加熱ガス２６が外部から注入される。注入された加熱ガスによって、加熱用ジャケット４内の空間７は加熱され、温度が上昇する。加熱用ジャケット４内の空間７を加熱した加熱ガス２６は、その後、加熱ガス排出口２５から加熱ガス２７として排出される。加熱用ジャケット４内の空間７が加熱された結果、外側のレトルト５が間接的に加熱され、レトルト５内の空間８の温度が上昇する。その結果、内側のレトルト６が間接的に加熱され、レトルト６内の空間９の温度が上昇する。こうして、加熱用ジャケット４内を加熱した結果、レトルト５とレトルト６の内側の空間は、間接的に加熱され、各レトルト内に存在する原材料を加熱処理することができる。

レトルト５およびレトルト６が加熱された結果、レトルト５およびレトルト６内に存在する原材料が加熱されて、揮発性ガスを生成する。生成した揮発性ガス２９は、レトルト５に設置された排出口１５から上方へ排出され、ガス配管２８を通って、外部燃焼装置（不図示）へ送られる。

図３は、図１記載のロータリーキルン１のＡ－Ａ断面図であり、外側のレトルト５と内側のレトルト６とからなる内外の同心円の２重構造を有している。外側のレトルト５は内壁の円周方向に複数の案内羽根３１を有している。また、内側のレトルト６は内壁の円周方向に複数の案内羽根３２を有している。それぞれの内壁の円周方向に設置される案内羽根の数は、特に限定されず、例えば２～１０個である。さらに、外側のレトルト５と内側のレトルト６との間に、補強のために、両者をつなぐ放射状のスポークを所々に設置してもよい（不図示）。

案内羽根は、内部に存在する原材料を特定の方向へ移動させる案内板としての機能（推進機能）と、原材料を撹拌して、原材料を均一に加熱させる撹拌板としての機能（撹拌機能）とを有している。
案内羽根は、レトルトの内壁に適当な間隔で設置された突起状物である。案内羽根の断面形状は、湾曲した三角形、湾曲した長方形、台形、曲線の裾を有する山形、等の種々の形状があり、特に限定されない。推進用の案内羽根と撹拌用の案内羽根は、同一の案内羽根で両方の機能を兼ねさせてもよいし、推進用の案内羽根と撹拌用の案内羽根の両方を設置してもよい。また、推進用の案内羽根と撹拌用の案内羽根の両者をそれぞれ、異なる断面形状、個数、設置位置のものとしてもよい。また、案内羽根は、レトルトの軸方向にらせん状となるように設置されていることが好ましい。案内羽根は、レトルトの軸方向にらせん状に連続して設置されていてもよいし、途中に隙間を有しながら間欠的にらせん状に設置されていてもよい。
外側のレトルト５の案内羽根３１と内側のレトルト６の案内羽根３２は、設置する個数、形状、寸法、間隔、傾き等において、それぞれ最適となるように適宜選択して設置される。

図１において、外側のレトルト５の案内羽根３１と内側のレトルト６の案内羽根３２は、レトルトの軸方向における案内羽根の傾きの方向が逆になっている。そのため、２重構造のレトルトが同方向に回転しても、レトルト内の原材料は外側のレトルト５と内側のレトルト６では、互いに逆方向へ移動する。

ロータリーキルン１内に投入された原材料は、まず図１の右側の端から、内側のレトルト６内に投入される。原材料は、レトルト６の内壁に設置された案内羽根３２によって、図１の左方向へ移動していく。その間、原材料は空間９の加熱雰囲気下で加熱されて、乾燥処理等がなされる。その後、原材料はレトルト６の左端にまで移動し、レトルト６の左端から下方の外側のレトルト５内に落下する。その後、原材料は、レトルト５の内壁に設置された案内羽根３１によって、レトルト６とは逆方向、すなわち、図１の右方向へ移動していく。その間、原材料は空間８の加熱雰囲気下でさらに加熱されて、炭化処理等がなされる。その後、炭化物はレトルト５の右端にまで移動し、レトルト５の右端に設置された排出口１５からロータリーキルン１の外部へ排出され、下方に落下する。排出口１５から下方に排出された炭化物は、開閉器２０に到達する。炭化物は、開閉器２０を通過して炭化物冷却装置３に送り込まれる。開閉器２０は、空気が外部からロータリーキルン１内に入り込まないように、また、ロータリーキルン１内の加熱ガスが外部へ排出されることがないように、気密性を保持している。

（炭化物冷却装置）
開閉器２０を通過して、ロータリーキルンから外部へ排出された炭化物は、炭化物冷却装置３によって連続的に冷却される。すなわち、炭化物は、スクリューコンベア２２が内部に装着された冷却搬送菅２１内を搬送される。冷却搬送菅２１は、外装部を冷却水が循環する構造を有する中空配管である。炭化物は、冷却搬送菅２１内を通過する間に、冷却された外装部によって冷却される。冷却された炭化物は、その後、貯蔵容器２３内に収納される。

ロータリーキルン１内の温度は、通常、加熱用ジャケット４内の空間７の温度、レトルト５内の空間８の温度、レトルト６内の空間９の温度の順番に温度が低くなっている。加熱用ジャケット４内の空間７の温度と供給熱量を制御することによって、間接的に、レトルト５内の空間８の温度とレトルト６内の空間９の温度が制御される。加熱用ジャケット４内の空間７の温度と供給熱量は、外部から注入される加熱ガス２６の温度と供給量を調整することによって制御することができる。ロータリーキルン１内の温度、加熱用ジャケット４内の温度と供給量は、熱電対、流量計等で管理することができる。加熱用ジャケット４内の空間７の温度は、２００～９００℃に制御することが好ましい。また、ロータリーキルン１内の温度、すなわち、原材料の加熱温度は、２００～８００℃に制御することが好ましい。

原材料の加熱時間は、ロータリーキルン１内の滞留時間を変えるすることによって調整することができる。ロータリーキルン１内の滞留時間は、レトルト５およびレトルト６の回転速度、案内羽根の間隔や形状や数、等によって変えるすることができる。レトルト５内の滞留時間およびレトルト６内の滞留時間はそれぞれ、回転速度、案内羽根の間隔や形状や数、等によって適宜調整することができる。原材料の加熱時間は、１～６０分間に制御することが好ましい。

炭化処理の目的、原材料の種類、原材料の水分率、揮発性ガスの発生量、等に応じて、レトルト６内およびレトルト５内で行う加熱処理の内容をそれぞれ適宜決めることができる。レトルト６内で乾燥処理を行い、レトルト５内で炭化処理を行うということに限定される訳ではない。加熱処理の内容としては、乾燥、半炭化、炭化、熱分解、炭素化、等があるが、限定される訳ではない。

ロータリーキルン１から排出口１５を通って外部へ排出された揮発性ガス２９の一部は、外部燃焼装置（不図示）によって燃焼される。揮発性ガス２９の燃焼によって生成した加熱ガスの一部を加熱用ジャケット４内に注入する装置（不図示）を用いて、加熱用ジャケット４内に注入してもよい。ロータリーキルン１から排出された揮発性ガス２９を燃焼させて生成する加熱ガスで、加熱用ジャケット４内に注入する加熱ガスをすべて賄うことができれば、自己燃焼によって炭化処理を行うことができ、エネルギー効率に優れたものとなる。

ロータリーキルン１から排出された揮発性ガス２９を燃焼させて生成する加熱ガスと、加熱用ジャケット４内に注入するのに必要な加熱ガスとのバランスの調整は、外部燃焼装置および外部燃焼装置で生成した加熱ガスの一部を加熱用ジャケット４内に注入する装置によって行う。加熱用ジャケット４内に注入するのに必要な加熱ガスに対して、ロータリーキルン１から排出された揮発性ガス２９を燃焼させて生成する加熱ガスだけでは不足するときは、外部からの補助燃料を用いて、加熱ガス量を補うことが必要となる。また、ロータリーキルン１から排出された揮発性ガス２９を燃焼させて生成する加熱ガスが余剰となるときは、余剰の加熱ガスは、除塵・冷却・浄化装置を経由して、排ガス用煙突から排出される。

加熱用ジャケット４の加熱のために使用された加熱ガスは、加熱ガス排出口２５から排出され、上記の余剰の加熱ガスと合わせて、除塵・冷却・浄化装置を経由して、排ガス用煙突から排出される。排ガスの除塵・冷却・浄化装置としては、サイクロン、スクラバー等公知の装置が使用できる。

炭化物冷却装置３に使用された冷却水と排ガスの冷却に使用された冷却水は、それぞれ、冷却水タンク（不図示）と冷却水の循環装置（循環ポンプ）（不図示）によって、循環利用することができる。

［第２実施形態の連続炭化装置］
図２は、本発明の第２実施形態の連続炭化装置の模式的断面図である。
第２実施形態の連続炭化装置の主要な構成は、第１実施形態と共通である。そのため、第１実施形態とは異なる第２実施形態の構成のみについて、以下に説明する。

第２実施形態の連続炭化装置において、ロータリーキルン１のレトルト５とレトルト６は、その軸方向の両側に回転軸１０、１１、１２を有している。回転軸１０は、軸受け１４を介して、１台の固定台１３によって支持されている。回転軸１２は、軸受け１４を介して、２台の固定台１３によって支持されている。また、第２実施形態のレトルト５に設置された排出口１５の位置と向きは、第１実施形態の排出口１５とは異なっている。
第２実施形態のその他の構成は、第１実施形態と同等であり、それらの機能も同等であるので、説明を省略する。

以上説明してきたように、本発明の連続炭化装置は、ロータリーキルン１の断面が内外の同心円となる２重構造のレトルトを有している。このような特殊な構造を有していることによって、以下に述べるような多くの特徴を有するものとなっている。
（１）原材料はロータリーキルン内を往復移動して、加熱処理されるため、同一のロータリーキルン内で、乾燥処理と炭化処理を行うことができ、コンパクトで省スペースの炭化装置である。
（２）ロータリーキルン内の２つのレトルトを共通の１台の加熱用ジャケットで加熱することができるため、ロータリーキルンの加熱に要するエネルギー量を低減させることができる。また、ロータリーキルンの駆動装置が１台でよいことによって、稼働に必要なエネルギー量を低減させることができる。
（３）原材料の加熱によって生成した揮発性ガスを外部燃焼装置によって燃焼させて、生じた加熱ガスをロータリーキルンの加熱用エネルギーとして利用することができるため、外部から補助燃料を用いて供給されるエネルギー量を極力低減させて、エネルギー効率を一層高めることが可能である。
（４）２つのレトルトはいずれも間接加熱方式で加熱されるため、均一な炭化物を製造することが可能である。
（５）大気圧下で、無酸素または微量酸素が存在する気密雰囲気下で、原材料の加熱処理を行うことが可能であり、安全で作業性に優れている。
（６）ロータリーキルンを用いた連続炭化装置であるため、定常状態において、長時間連続運転することが可能であり、均一な炭化物を量産することができる。
（７）加熱温度、加熱時間等の運転条件を広範囲で、柔軟に設定できるため、原材料の種類を選ばず、また炭化物の目的・用途に応じて、多様な炭化処理に対応することができる。

以下に、実施例を用いて、本発明をさらに具体的に説明する。
本発明の連続炭化装置を用いて、以下の条件で炭化物の製造実験を行った。
（１）炭化装置
図１に記載の第１実施形態の連続炭化装置を用いた。
レトルト：内側のレトルト内径４００ｍｍ、外側のレトルト内径８００ｍｍ、長さ４５００ｍｍ、ＳＵＳ製
案内羽根：推進用の連続らせん状案内羽根と撹拌用の案内羽根とを併用した。高さ１００ｍｍ、案内羽根の間隔２００ｍｍ
（２）原材料
ヒノキチップ：長さ１５～２５ｍｍ、幅１０～２０ｍｍ、厚さ１～３ｍｍ、水分率８質量％
（３）加熱条件
加熱用ジャケット内の空間の温度：４５０、５００、５５０℃
回転速度：１２回転／分
加熱時間：約１０分間（２つのレトルトの合計）
原材料の投入量：１．０ｔ／ｈｒ

得られた加熱温度の異なる３種類の炭化物について、所定の規格に基づいて、低位発熱量、全水分、揮発分を測定した。測定結果を表１に示した。

上記の製造条件によって、連続的に炭化物の製造を行うことができた。加熱温度を高くすることによって、炭化の程度が高くなり、低位発熱量が増大することが確認できた。

１ ロータリーキルン
２ 原材料供給装置
３ 炭化物冷却装置
４ 加熱用ジャケット
５、６ レトルト
７、８、９ 空間
１０、１１、１２ 回転軸
１３ 固定台
１４ 軸受け
１５ 排出口
１６ ホッパー
１７ 原材料容器
１８ 搬送菅
１９、２０ 開閉器
２１ 冷却搬送菅
２２ スクリューコンベア
２３ 貯蔵容器
２４ 加熱ガス注入口
２５ 加熱ガス排出口
２６、２７ 加熱ガス
２８ ガス配管
２９ 揮発性ガス
３０ モーター
３１、３２ 案内羽根

Claims (6)

1. ロータリーキルンおよび炭化物冷却装置を有し、原材料を連続的に熱分解して炭化物を製造する連続炭化装置であって、
   前記ロータリーキルンは、加熱用ジャケット内に設置され、当該加熱用ジャケットによって外部から加熱され、
   前記ロータリーキルンは、断面が内外の同心円となる２重構造のレトルトを有しており、
   外側のレトルトと内側のレトルトは互いに固定されており、同一方向へ一緒に回転し、
   前記原材料は、前記内側および前記外側のレトルトの内壁に設置された案内羽根によって各レトルト内を移動するものであり、
   前記原材料は、開閉器を通過して、前記ロータリーキルンの内部に送り込まれ、まず前記内側のレトルト内に投入されて、前記内側のレトルト内を加熱されつつ移動し、その後に前記外側のレトルト内に落下して、前記外側のレトルト内を前記内側のレトルト内とは逆方向に加熱されつつ移動して、炭化物となって排出口から前記ロータリーキルンの外部へ排出され、
   排出された炭化物は、開閉器を通過して、前記炭化物冷却装置に送り込まれることを特徴とし、さらに、
   前記排出口は、前記外側のレトルトに設置されており、
   前記ロータリーキルン内で加熱された前記原材料から生成する揮発性ガスは、前記排出口から前記ロータリーキルンの外部へ排出され、
   前記炭化物冷却装置は、炭化物を連続的に冷却するものであり、外装部を冷却水が循環し、スクリューコンベアが内部に装着された構造を有する冷却搬送菅からなり、炭化物は当該冷却搬送菅内を通過する間に冷却されることを特徴とする連続炭化装置。
2. 前記案内羽根が前記レトルトの軸方向にらせん状に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の連続炭化装置。
3. 前記加熱用ジャケット内は、加熱ガスを注入することによって加熱されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の連続炭化装置。
4. 前記ロータリーキルン内に前記原材料を連続的に供給する原材料供給装置を備えることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の連続炭化装置。
5. 前記外部へ排出された揮発性ガスの一部を外部燃焼装置によって燃焼させて、生成した加熱ガスの一部を前記加熱用ジャケット内に注入することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の連続炭化装置。
6. 前記加熱用ジャケット内に注入するのに必要な加熱ガスに対して、
   前記ロータリーキルンから排出された揮発性ガスを燃焼させて生成する加熱ガスだけでは不足するときは、外部からの補助燃料を用いて加熱ガス量を補い、
   前記ロータリーキルンから排出された揮発性ガスを燃焼させて生成する加熱ガスが余剰となるときは、余剰の加熱ガスは、排ガス用煙突から排出されることを特徴とする請求項５に記載の連続炭化装置。

Images