炭化処理システム
【課題】炭化炉内で発生した熱分解ガス中の臭気が炭化物に再付着することを回避でき、得られる製品品質を向上させることができる炭化処理システムを提供する。
【解決手段】炭化処理システム１０は、回転筒１８の内部で有機性廃棄物を加熱することにより、前記有機性廃棄物を熱分解して炭化処理する炭化炉１４と、回転筒１８の入口側に連結され、回転筒１８内へと前記有機性廃棄物を投入する投入機１２とを備え、投入機１２には、一端に回転筒１８の入口側で開口する投入口４８ａを有し、前記有機性廃棄物を搬送して投入口４８ａから回転筒１８内へと投入する投入管５０と、回転筒１８の入口側で投入口４８ａと並んで開口する吸引口５２ａを一端に有し、回転筒１８内での前記有機性廃棄物の熱分解によって発生する熱分解ガスを吸引口５２ａから吸い込んで外部へと排出する排ガス管５４とが備えられる。
【解決手段】炭化処理システム１０は、回転筒１８の内部で有機性廃棄物を加熱することにより、前記有機性廃棄物を熱分解して炭化処理する炭化炉１４と、回転筒１８の入口側に連結され、回転筒１８内へと前記有機性廃棄物を投入する投入機１２とを備え、投入機１２には、一端に回転筒１８の入口側で開口する投入口４８ａを有し、前記有機性廃棄物を搬送して投入口４８ａから回転筒１８内へと投入する投入管５０と、回転筒１８の入口側で投入口４８ａと並んで開口する吸引口５２ａを一端に有し、回転筒１８内での前記有機性廃棄物の熱分解によって発生する熱分解ガスを吸引口５２ａから吸い込んで外部へと排出する排ガス管５４とが備えられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性廃棄物を熱分解して炭化処理する炭化炉と、この炭化炉に有機性廃棄物を投入する投入機とを備える炭化処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、下水汚泥等の有機性廃棄物を有効活用するために、有機性廃棄物を炭化処理することにより汚泥中の可燃分を燃料として利用する方法や、炭化処理した有機性廃棄物をリン酸肥料の原料として利用する方法等が提案されている。
【０００３】
通常、このような有機性廃棄物には臭気を発するタール分が含まれており、このタール分を蒸発させて除去するためには、炭化処理を５００℃程度の高温で行う必要がある。
【０００４】
特許文献１には、有機性廃棄物を炭化処理してリン酸肥料として用いるため、炭化処理温度を７００℃以下とすることでリン分の減少を防止すると共に、炭化処理した有機性廃棄物をさらに加熱しながらキャリアガスを流通させることでタール分を除去する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１１９７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１の装置構成の場合、炭化炉内へと有機性廃棄物を投入するための投入機とは反対側、つまり炭化炉の出口側に排ガス管を接続しており、この排ガス管により炭化処理時に発生した排ガスを外部の排ガス処理装置へと排出している。この従来技術では、炭化装置の後段に接続された内圧が−０．５ｋＰａ〜０．５ｋＰａのスクリュー搬送式の筒状加熱装置の内部にて、炭化品中に含まれるタール分がガス側に移行するため、炭化品にはタール分の臭気が少ない。このため、排ガス管を炭化炉の出口側に接続した構成であっても、排ガスに含まれる臭気が、製品である炭化物に再付着することが問題になることはほとんどない。
【０００７】
一方、炭化処理を炭化装置単体で行い、有機性廃棄物を熱分解させてタール分を蒸発させて除去しようとする場合には、炭化炉内で発生する熱分解ガス中にタール分等の臭気が多量に含まれるため、このような熱分解ガスを外部に排出する排ガス管を、仮に上記特許文献１の装置構成のように炭化炉の出口側に接続した場合には、炭化処理が完了した製品（炭化物）に熱分解ガス中のタール分が再付着する可能性があり、再付着してしまうと製品の臭気が増大し、製品品質が低下することになる。
【０００８】
本発明は、上記課題を考慮してなされたものであり、炭化炉内で発生した熱分解ガス中の臭気が炭化物に再付着することを回避でき、得られる製品品質を向上させることができる炭化処理システム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】
【０００９】
本発明に係る炭化処理システムは、回転筒の内部で有機性廃棄物を加熱することにより、前記有機性廃棄物を熱分解して炭化処理する炭化炉と、前記回転筒の入口側に連結され、前記回転筒内へと前記有機性廃棄物を投入する投入機とを備える炭化処理システムであって、前記投入機は、一端に前記回転筒の入口側で開口する投入口を有し、前記有機性廃棄物を搬送して前記投入口から前記回転筒内へと投入する投入管と、前記回転筒の入口側で前記投入口と並んで開口する吸引口を一端に有し、前記回転筒内での前記有機性廃棄物の熱分解によって発生する熱分解ガスを前記吸引口から吸い込んで外部へと排出する排ガス管とを備えることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、回転筒の入口側に連結される投入機に、回転筒内の入口側で並んで開口する投入口及び吸引口を設けた投入管及び排ガス管を備えたことにより、回転筒内で発生した熱分解ガスを含む排ガスは、回転筒内での有機性廃棄物の搬送方向とは逆方向に流通して入口側の排ガス管から排出される。このため、回転筒の出口側に搬送された製品（炭化物）に熱分解ガス中のタール分等の臭気が再付着することを回避でき、得られる製品品質を向上させることができる。
【００１１】
前記排ガス管の外面にヒータを設けると、回転筒内で発生した熱分解ガスが排ガス管の内壁面で冷却され、含まれるタール分が液化や固化して付着し、排ガス管が閉塞されることを防止できる。
【００１２】
前記投入機は、前記投入管及び前記排ガス管が内部に挿通されると共に、該内部に挿通された前記投入管及び前記排ガス管の周囲に断熱材を配設した筒状のケーシングを有するとよい。内部に断熱材を充填したケーシングによって投入管及び排ガス管を囲繞することにより、回転筒と投入管及び排ガス管との間の空隙を、回転筒の回転を許容するための最小限の隙間のみに低減することができ、回転筒内からの排ガスが前記空隙に進入して装置内部に付着し、回転筒の回転が阻害されることを有効に回避することができ、また付着物が発生し難いため、メンテナンスも容易となる。
【００１３】
この場合、前記ケーシングの内面にヒータを設けると、ケーシングの外面が常に加熱された状態となる。このため、回転筒内で発生した熱分解ガスがケーシングと回転筒との間の隙間内で冷却されてタール分が液化や固化することを防止することができる。
【００１４】
前記ケーシングは、前記回転筒の内面との間に隙間を設けた状態で該回転筒の入口側に挿入配置され、前記隙間は、一端が前記回転筒内に開口すると共に、他端から前記一端に向けて気体が流通されると、回転筒内に投入した有機性廃棄物が該隙間から逆流することを抑制することができる。
【００１５】
また、前記回転筒の入口側において、前記吸引口が前記投入口よりも上方で開口していると、投入口から回転筒内に投入された有機性廃棄物が排ガス管内へと進入することをより効果的に防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、炭化炉を構成する回転筒の入口側に連結される投入機に、回転筒内の入口側で並んで開口する投入口及び吸引口を設けた投入管及び排ガス管を備えたことにより、回転筒内で発生した熱分解ガスを含む排ガスは、回転筒内での有機性廃棄物の搬送方向とは逆方向に流通して入口側の排ガス管から排出される。このため、回転筒の出口側に搬送された製品（炭化物）に熱分解ガス中のタール分等の臭気が再付着することを回避でき、得られる製品品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る炭化処理システムの全体構成図である。
【図２】図２は、図１に示す炭化処理システムの投入機及びその周辺を拡大した側面断面図である。
【図３】図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】図４は、投入ノズルの先端部を拡大した一部切欠断面図である。
【図５】図５は、吸引ノズルの先端部を拡大した一部切欠断面図である。
【図６】図６は、排ガス通路から出口ポートへの曲管部付近を模式的に示す断面図である。
【図７】図７は、図２中の丸印で囲んだＶＩＩ部分を拡大した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る炭化処理システムについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る炭化処理システム１０の全体構成図であり、炭化処理システム１０の一部断面側面図である。図２は、図１に示す炭化処理システム１０の投入機１２及びその周辺を拡大した側面断面図である。本実施形態に係る炭化処理システム１０は、投入機１２から投入される原料である下水汚泥等の有機性廃棄物を炭化炉１４で炭化処理し、燃料や肥料等の製品（炭化物）に加工するためのシステムである。
【００２０】
図１及び図２に示すように、炭化処理システム１０は、外周に加熱ジャケット１６が設けられた回転筒（筒体、レトルト）１８を有する炭化炉１４と、炭化炉１４の入口側に接続され、回転筒１８内へと有機性廃棄物（図１及び図２中の矢印Ｒ参照）を投入するための投入機１２とを備える。炭化炉１４で製造された製品である炭化物は、炭化炉１４の出口側に接続された搬出機２０で取り出され、外部の貯留設備等に搬出される（図１中の矢印Ｃ参照）。
【００２１】
先ず、炭化炉１４について説明する。
【００２２】
炭化炉１４は、軸心を中心として回転し、内部で有機性廃棄物を加熱しながら搬送する円筒形の回転筒１８と、回転筒１８の外周面の大部分を囲繞するように同軸二重管構造で配置され、回転筒１８内を外部から加熱する加熱ジャケット１６と、回転筒１８を回転駆動する駆動装置２２とを備えた外熱式のロータリーキルンである。
【００２３】
回転筒１８は、金属製の薄板で形成された筒体であり、その外周面が加熱ジャケット１６で加熱されると共に、駆動装置２２からの回転駆動力を受けて軸心を中心として回転することで、投入機１２によって内部空間に投入された有機性廃棄物を搬出機２０側へと送りながら均等に加熱することができる。有機性廃棄物の送り動作をより円滑なものとするために、回転筒１８での内周面にスクリュー羽根（図示せず）を設けてもよく、また回転筒１８自体に勾配（図示せず）を設けてもよい。
【００２４】
回転筒１８の入口側の内周面には、逆流防止板２３が周方向に複数枚設置されている。逆流防止板２３は、回転筒１８の内周面から軸心方向に突設されると共に、図２に示す側面視で出口側に向かって下がる傾斜面を有する。このような逆流防止板２３は、回転筒１８の回転に伴って旋回し、回転筒１８内部の底部に堆積しながら加熱されている有機性廃棄物を出口側へと送り出すことができ、投入された有機性廃棄物が投入機１２側に逆流することを防止する壁部として機能する。
【００２５】
回転筒１８の入口側には、円環状に断熱材（保温材）２４を配設した入口側接続部２６が設けられており、この入口側接続部２６が投入機１２のケーシング２８に対して回転可能な状態で外嵌されている。一方、回転筒１８の出口側には、円環状に断熱材（保温材）３０を配設した出口側接続部３２が設けられており、この出口側接続部３２が搬出機２０に回転可能な状態で外嵌されている。断熱材２４、３０としては、例えばセラミックファイバー（セラミックウール）が用いられ、後述する断熱材３６、６２、８０についても同様でよい。
【００２６】
このような回転筒１８は、入口側接続部２６及び出口側接続部３２をそれぞれ軸支する軸受装置３３ａ、３３ｂによって軸心を中心として回転可能な状態で支持されている。軸受装置３３ａ、３３ｂは、例えばタイヤやローラによって構成するとよい。
【００２７】
加熱ジャケット１６は、図示しない基台等によって床面（地面）上に回転不能な状態で固定されて回転筒１８を囲繞しており、回転筒１８の外周面との間に環状の加熱空間３４を形成している。すなわち、加熱ジャケット１６は、図示しない熱風炉等からの加熱ガス（熱風）を吹込口３５から加熱空間３４内に供給し、回転筒１８を外部から加熱する加熱装置として機能する。図１では、吹込口３５を加熱ジャケット１６の両端近傍にそれぞれ設けており、加熱空間３４内で回転筒１８を加熱した加熱ガスは、図示しない排ガス口から排出される。
【００２８】
本実施形態の場合、加熱ジャケット１６は、回転筒１８内の有機性廃棄物に熱分解を生じさせ、タール分を蒸発させて除去するために、回転筒１８の内部空間を４００℃〜８００℃、より好ましくは５００℃程度に加熱するものとする。加熱ジャケット１６の外面側には、所定の厚みを持った断熱材（保温材）３６が配設されており、外部への熱漏れを抑制している。加熱ジャケット１６の周囲は、通常、図示しない外装カバーによって覆われている。
【００２９】
このような加熱ジャケット１６を用いた炭化炉１４での有機性廃棄物の炭化処理時、回転筒１８内には、図１に示すように搬出機２０側から窒素ガスが導入されることで、回転筒１８内が低酸素状態とされる。この窒素ガスは、有機性廃棄物から発生する熱分解ガスと混ざった排ガスとして、後述する排ガス管５４から外部へと排出される（図１及び図２中の矢印Ｅ参照）。
【００３０】
図１及び図２に示すように、回転筒１８の入口側接続部２６と加熱ジャケット１６との間に形成される隙間の外側開口部には、回転筒１８の回転を許容し且つ該隙間から加熱ガスが漏れることを防止するシール部材３７が周回配置されている。シール部材３７は、加熱ジャケット１６の外側面に取り付けられ、先端が回転筒１８の周面に押し当てられて屈曲した状態で摺接する弾性片（不燃材）である。図示はしないが、出口側接続部３２と加熱ジャケット１６との隙間にも、シール部材３７と同様なシール部材が配設される。
【００３１】
図１に示すように、搬出機２０は、回転筒１８内で炭化処理された炭化物を搬送スクリュー２０ａによって外部へと搬出するためのものである。
【００３２】
駆動装置２２は、回転筒１８の入口側接続部２６の外周面に周回固定されたリング歯車３８に噛み合う駆動歯車４０と、駆動軸４２によって駆動歯車４０を回転駆動するモータ４４とを備える。なお、図１及び図２中の参照符号４６ａ、４６ｂは、駆動軸４２を軸支するための軸受である。駆動装置２２は、回転筒１８を回転駆動可能なものであればよく、その構成は適宜変更可能である。
【００３３】
次に、投入機１２について説明する。
【００３４】
図２に示すように、炭化炉１４の入口側に接続される投入機１２は、回転筒１８内へと突出する投入ノズル４８を一端側に有する投入管５０と、回転筒１８内へと突出する吸引ノズル５２を一端側に有する排ガス管５４と、投入管５０及び排ガス管５４の一部を収容する筒状のケーシング２８とを備える（図３も参照）。投入機１２は、原料の有機性廃棄物を投入管５０で搬送し、投入ノズル４８先端の投入口４８ａから回転筒１８内へと投入する一方（図２中の矢印Ｒ参照）、回転筒１８内の炭化処理で発生した熱分解ガスを吸引ノズル５２先端の吸引口５２ａから吸引し、排ガス管５４で外部に排出する（図２中の矢印Ｅ参照）。
【００３５】
投入機１２は、図示しない基台等によって回転不能な状態で床面（地面）上に固定されると共に、ケーシング２８が回転筒１８の入口側接続部２６に隙間Ｇを介して挿通配置される。隙間Ｇは、回転不能なケーシング２８に対して回転筒１８の回転を許容しておくためのものである。
【００３６】
投入管５０は、ケーシング２８内に挿通され固定された金属製の筒体であり、内腔が回転筒１８へと原料を搬送するための搬送通路５０ａを構成している。搬送通路５０ａの搬送方向前方側（下流側）は、投入ノズル４８先端の投入口４８ａによって回転筒１８内で開口し、搬送方向後方側（上流側）は、上方に屈曲して延在する入口ポート５８に連通している。搬送通路５０ａ内には、原料を搬送するための搬送用スクリュー６０が挿通配置されている。
【００３７】
投入ノズル４８は、ケーシング２８の先端から回転筒１８内へと所定長突出している。図２及び図４に示すように、投入ノズル４８の外周面は、断熱材（保温材）６２が配置された内側環状空間４８ｂと、内側環状空間４８ｂの外周側に形成された薄い外側環状空間４８ｃとを有する３重構造になっており、外側環状空間４８ｃにヒータ（加熱手段）６４が巻回されている。ヒータ６４は、回転筒１８内で有機性廃棄物が熱分解されることで発生した熱分解ガスが排ガス管５４から排出される際に、投入ノズル４８の外面で冷却されてタール分が液化や固化することを防止するためのものである。なお、断熱材６２を設けているため、投入ノズル４８から回転筒１８内へと投入される炭化処理前の有機性廃棄物がヒータ６４によって加熱され、搬送通路５０ａ内で炭化が進行することを防止している。
【００３８】
入口ポート５８は、原料となる有機性廃棄物を投入管５０の搬送通路５０ａ内に供給するための投入口であり、図示しない投入用ホッパ等に接続される。入口ポート５８から投入管５０内に供給された有機性廃棄物は、モータ６６で回転駆動される搬送用スクリュー６０によって搬送通路５０ａ内を搬送され、投入ノズル４８の投入口４８ａから回転筒１８内へと投入される。なお、図１及び図２中の参照符号６８ａ、６８ｂは、搬送スクリュー６０の回転軸を軸支するための軸受である。
【００３９】
図２及び図３に示すように、排ガス管５４は、投入管５０と平行するようにケーシング２８内に挿通され固定された金属製の筒体であり、内腔が回転筒１８からの熱分解ガスを含む排ガスを外部へと排出するための排ガス通路５４ａを構成している。排ガス通路５４ａの排出方向後方側（上流側）は、吸引ノズル５２先端の吸引口５２ａによって回転筒１８内で開口し、排出方向前方側（下流側）は、上方に屈曲して延在する出口ポート７０に連通している。
【００４０】
吸引ノズル５２は、ケーシング２８の先端から回転筒１８内へと所定長突出し、投入管５０の投入ノズル４８と並列されている。図２及び図５に示すように、吸引ノズル５２の外周面は、薄い環状空間５２ｂを有する２重構造になっており、この環状空間５４ｂにヒータ（加熱手段）７２が巻回されている。なお、排ガス管５４は、投入管５０とは異なり、吸引ノズル５２以外の部位、つまり吸引側の吸引ノズル５２の基端から排出側の出口ポート７０周辺までの略全長に渡ってヒータ（加熱手段）７３が設けられている（図２参照）。これらヒータ７２、７３は、回転筒１８内で発生した熱分解ガスが吸引ノズル５２の内外面や排ガス通路５４ａの壁面で冷却されてタール分が液化や固化することを防止するためのものである。
【００４１】
出口ポート７０は、吸引ノズル５２から吸引された熱分解ガスを含む排ガスを外部の再燃炉等の排ガス処理装置（図示せず）へと排出するための配管であり、曲管部（屈曲管部）７０ａから斜め上方へと延在している（図２及び図６参照）。
【００４２】
図２に示すように、排ガス管５４の奥部には、先端にスクリュー羽根７４ａを設けた長尺なクリーニング棒７４が配設されている。クリーニング棒７４は、投入機１２のメンテナンス時に、作業者が基端のハンドルを把持して排ガス通路５４ａの直線部分に対して突き出して往復移動させることにより、先端のスクリュー羽根７４ａで排ガス通路５４ａの内壁面に付着した付着物（堆積物）を物理的に掻き出して除去することができる。
【００４３】
図６に示すように、排ガス管５４の出口ポート７０付近にもクリーニング棒７６が配設されている。クリーニング棒７６は、熱分解ガスを含む排ガスの流通によって生じる付着物（堆積物）が最も溜まり易い曲管部７０ａ内の排ガス通路５４ａをクリーニングするためのものである。曲管部７０ａでは、吸引ノズル５２から直線で延びた排ガス通路５４ａが斜め上方へと屈曲して出口ポート７０に連通している。そこで、これら出口ポート７０及び排ガス通路５４ａの直線部分に略直交する方向にクリーニング通路７８を形成し、クリーニング棒７６を配設している。クリーニング棒７６は、クリーニング通路７８内に突き出し可能且つ往復移動可能に設置されており、クリーニング棒７４と同様に、先端のスクリュー羽根７６ａで曲管部７０ａを含む位置の排ガス通路５４ａ内の付着物を物理的に掻き出して除去し、クリーニング通路７８の下端側に設けた排出口７８ａから外部に排出することができる。
【００４４】
図２に示すように、本実施形態の場合、排ガス管５４は、投入管５０よりも短尺に構成されており、排ガス管５４の出口ポート７０は、投入管５０の入口ポート５８よりも炭化炉１４側に配置されている。排ガス管５４は、排ガス通路５０ａ内を流通する排ガス中のタール分等が付着し堆積する可能性があるため、通路長を可及的に短くすることが理想的である。そこで、投入機１２では、排ガス管５４の出口ポート７０を投入管５０の入口ポート５８よりも手前に配置し、排ガス管５４の長さを可及的に短く構成している。
【００４５】
さらに、投入機１２では、回転筒１８の入口側において、吸引ノズル５２の吸引口５２ａが投入ノズル４８の投入口４８ａよりも上方で開口するように、排ガス管５４を投入管５０の上方に配置し（図２及び図３参照）、投入口４８ａから回転筒１８内に投入された有機性廃棄物が排ガス管５４内へと進入することを防止している。また、出口ポート７０と投入管５０の入口ポート５８とを共に上方へと延出させるため、当該投入機１２では、図３に示すように、排ガス管５４と投入管５０をケーシング２８の軸心から左右逆方向にオフセットして配置している。
【００４６】
図２及び図３に示すように、ケーシング２８は、内部に投入管５０及び排ガス管５４を挿通させた金属製の筒体であり、これら投入管５０及び排ガス管５４よりも短尺である。ケーシング２８は、駆動装置２２によって回転する回転筒１８の入口側接続部２６に対して隙間Ｇを介して同軸上に挿入配置され、回転筒１８と共に回転しない。換言すれば、回転筒１８は、ケーシング２８の外周側に隙間Ｇを介して同軸上に配置されることにより、ケーシング２８の外周側で回転可能である。
【００４７】
ケーシング２８の内部空間には、投入管５０及び排ガス管５４が配置されているが、この内部空間のうち、投入管５０及び排ガス管５４の周囲にある隙間部分には断熱材（保温材）８０が充填されている。ケーシング２８の内面には、断熱材８０に埋め込むようにしてヒータ（加熱手段）８２が設けられている。断熱材８０及びヒータ８２は、ケーシング２８の略全長に渡って配設されている（図２参照）。ヒータ８２は、回転筒１８内で発生し、ケーシング２８と回転筒１８の入口側接続部２６との間の隙間Ｇに進入した熱分解ガスが、該隙間Ｇを画成する壁面で冷却されてタール分が液化や固化し、回転筒１８の円滑な回転が阻害されることを防止するためのものである。
【００４８】
投入管５０及び排ガス管５４を除くケーシング２８の内部空間に断熱材８０を設けているため、ケーシング２８の内部空間が隙間なく埋められており、回転筒１８からの排ガスがケーシング２８内へと流入し、ここに付着して堆積することを防止することができる。換言すれば、ケーシング２８内を断熱材８０で埋めたことにより、回転する回転筒１８と回転しない投入機１２（ケーシング２８）との間には、隙間Ｇ以外の空隙がなく、回転筒１８からの排ガスが各所の空隙に流入してタールや粉等の付着物を生じ、回転筒１８の円滑な回転が阻害されることを有効に回避することができる。また、断熱材８０により、ケーシング２８内面に配置したヒータ８２の熱が、投入管５０に伝達されることを防止できるため、搬送通路５０ａ内を搬送される炭化処理前の有機性廃棄物がヒータ８２によって加熱されることを防止できる。
【００４９】
図７に示すように、ケーシング２８と入口側接続部２６との間の隙間Ｇの回転筒１８内での開口部には、弾性片（不燃材）等からなるシール部材８４が周回配置されている。シール部材８４は、例えば２枚積層した弾性片が入口側接続部２６の凹部２６ａ内にねじ８６によって固定されることで、フリー状態にある先端片部が回転筒１８の炉内側に湾曲した姿勢でケーシング２８の外周面に摺接可能に当接している。これにより、シール部材８４は、回転筒１８の回転を許容しつつ、隙間Ｇに原料（有機性廃棄物）が入り込んで逆流することを防止している。この際、投入管５０から投入される原料を造粒品とすることにより、粉状発生を抑制でき、隙間Ｇへの原料の進入を一層確実に抑制することができる。
【００５０】
一方、シール部材８４は、図７から明らかなように、隙間Ｇを回転筒１８内へと向かう方向のガス流通は許容しているため、隙間Ｇの出口側（回転筒１８側とは逆側）に配設されたガス供給源８８からのパージガスＰを回転筒１８内に向かう方向（図２及び図７で左側から右側に向かう方向）に流通させることができる。パージガスＰは、例えば不活性ガス（例えば窒素）とするとよいが、空気を用いて隙間Ｇに付着しているタール分を燃焼除去するようにしてもよい。
【００５１】
以上のように、本実施形態に係る炭化処理システム１０では、回転筒１８を回転させながら該回転筒１８内で有機性廃棄物を加熱することで熱分解して炭化処理する炭化炉１４と、回転筒１８の入口側に連結され、該回転筒１８内へと有機性廃棄物を投入する投入機１２とを備え、投入機１２には、一端に回転筒１８の入口側で開口する投入口４８ａを有し、有機性廃棄物を搬送して回転筒１８内へと投入する投入管５０と、回転筒１８の入口側で投入口４８ａと並んで開口する吸引口５２ａを一端に有し、回転筒１８内での有機性廃棄物の熱分解によって発生する熱分解ガスを含む排ガスを吸引口５２ａから吸い込んで外部へと排出する排ガス管５４とが備えられる。
【００５２】
このように、有機性廃棄物を加熱して熱分解させて炭化処理を行う場合には、有機性廃棄物を、例えば５００℃程度の高温で炭化処理することになり、タール分を含んだ熱分解ガスが回転筒１８内で発生するため、この蒸発したタール分の製品（炭化物）への再付着による製品品質の低下が問題となる。ところが、当該炭化処理システム１０では、回転筒１８の入口側に連結される投入機１２に、回転筒１８内の入口側で並んで開口する投入口４８ａ及び吸引口５２ａを設けた投入管５０及び排ガス管５４を備えたことにより、回転筒１８内で発生した熱分解ガスを含む排ガスは、回転筒１８内での有機性廃棄物の搬送方向とは逆方向に流通して排ガス管５４から排出されることになる。このため、回転筒１８の出口側に搬送された製品（炭化物）に熱分解ガス中のタール分等の臭気が再付着することを回避でき、得られる製品品質を向上させることができる。しかも、投入機１２を、投入管５０だけでなく、排ガス管５４も設けた一体的な構造としたため、投入機１２を炭化炉１４（回転筒１８）の入口側に連結するだけで、投入管５０と排ガス管５４の設置が完了するため、当該炭化処理システム１０の生産効率も向上するという利点がある。
【００５３】
また、排ガス管５４の外面にヒータ７３を設けたことにより、回転筒１８内で発生した熱分解ガスが排ガス通路５４ａの壁面で冷却されてタール分が液化や固化して付着し、排ガスの円滑な排出が阻害されることを防止することができる。しかも、排ガス通路５４ａには、クリーニング棒７４を設置しているため、仮に付着物が溜まったとしても、該クリーニング棒７４で容易に掻き出すことができ、メンテナンスも容易である。なお、排ガス管５４では、直線部分よりも曲管部７０ａに付着物が生じ易いが、この曲管部７０ａにもクリーニング棒７６を設けているため（図６参照）、一層容易にメンテナンスを行うことができる。
【００５４】
投入機１２では、投入管５０及び排ガス管５４が内部に挿通されると共に、該内部に挿通された投入管５０及び排ガス管５４の周囲に断熱材８０を配設した筒状のケーシング２８を設けており、このケーシング２８を回転筒１８の入口側接続部２６に隙間Ｇを介して内挿させている。内部に断熱材８０を充填したケーシング２８によって投入管５０及び排ガス管５４を囲繞することにより、回転筒１８と投入管５０及び排ガス管５４との間の空隙を、最小限の隙間Ｇのみに低減することができ、回転筒１８内からの排ガスが前記空隙に進入して装置内部に付着し、回転筒１８の回転が阻害されることを有効に回避することができると共に、付着物が発生し難いため、メンテナンスも容易となる。
【００５５】
しかも、ケーシング２８の内面にはヒータ８２を設けているため、ケーシング２８の外面及びその周辺の隙間Ｇ内が常に加熱された状態となる。このため、回転筒１８内で発生した熱分解ガスが隙間Ｇ内で冷却されてタール分が液化や固化することを防止することができる。この際、ケーシング２８内には断熱材８０を充填しているため、ヒータ８２の熱が投入管５０内の有機性廃棄物に伝達されることを防止できる。
【００５６】
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
【００５７】
例えば、炭化炉１４の構成は、図１に示す構成以外であっても勿論よく、要は、投入機１２から投入された原料である有機性廃棄物を所望の状態まで炭化処理できるものであればよい。
【００５８】
図２に示すように、上記実施形態では、投入管５０の投入ノズル４８と排ガス管５４の吸引ノズル５２とを、ケーシング２８の端面から突出させ、回転筒１８内へと突出させた構成を例示したが、これら投入ノズル４８及び吸引ノズル５２は回転筒１８内へと突出した構成以外であってもよく、例えばケーシング２８の端面に面一に設定してもよい。なお、投入ノズル４８及び吸引ノズル５２をケーシング２８の端面から回転筒１８内へと突出させた構成は、回転筒１８内へと投入した有機性廃棄物が投入管５０や排ガス管５４内へと逆流し難くなるため好ましい。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 炭化処理システム
１２ 投入機
１４ 炭化炉
１６ 加熱ジャケット
１８ 回転筒
２４、３０、３６、６２、８０ 断熱材
２８ ケーシング
４８ 投入ノズル
４８ａ 投入口
５０ 投入管
５０ａ 搬送通路
５２ 吸引ノズル
５２ａ 吸引口
５４ 排ガス管
５４ａ 排ガス通路
６４、７２、７３、８２ ヒータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性廃棄物を熱分解して炭化処理する炭化炉と、この炭化炉に有機性廃棄物を投入する投入機とを備える炭化処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、下水汚泥等の有機性廃棄物を有効活用するために、有機性廃棄物を炭化処理することにより汚泥中の可燃分を燃料として利用する方法や、炭化処理した有機性廃棄物をリン酸肥料の原料として利用する方法等が提案されている。
【０００３】
通常、このような有機性廃棄物には臭気を発するタール分が含まれており、このタール分を蒸発させて除去するためには、炭化処理を５００℃程度の高温で行う必要がある。
【０００４】
特許文献１には、有機性廃棄物を炭化処理してリン酸肥料として用いるため、炭化処理温度を７００℃以下とすることでリン分の減少を防止すると共に、炭化処理した有機性廃棄物をさらに加熱しながらキャリアガスを流通させることでタール分を除去する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１１９７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１の装置構成の場合、炭化炉内へと有機性廃棄物を投入するための投入機とは反対側、つまり炭化炉の出口側に排ガス管を接続しており、この排ガス管により炭化処理時に発生した排ガスを外部の排ガス処理装置へと排出している。この従来技術では、炭化装置の後段に接続された内圧が−０．５ｋＰａ〜０．５ｋＰａのスクリュー搬送式の筒状加熱装置の内部にて、炭化品中に含まれるタール分がガス側に移行するため、炭化品にはタール分の臭気が少ない。このため、排ガス管を炭化炉の出口側に接続した構成であっても、排ガスに含まれる臭気が、製品である炭化物に再付着することが問題になることはほとんどない。
【０００７】
一方、炭化処理を炭化装置単体で行い、有機性廃棄物を熱分解させてタール分を蒸発させて除去しようとする場合には、炭化炉内で発生する熱分解ガス中にタール分等の臭気が多量に含まれるため、このような熱分解ガスを外部に排出する排ガス管を、仮に上記特許文献１の装置構成のように炭化炉の出口側に接続した場合には、炭化処理が完了した製品（炭化物）に熱分解ガス中のタール分が再付着する可能性があり、再付着してしまうと製品の臭気が増大し、製品品質が低下することになる。
【０００８】
本発明は、上記課題を考慮してなされたものであり、炭化炉内で発生した熱分解ガス中の臭気が炭化物に再付着することを回避でき、得られる製品品質を向上させることができる炭化処理システム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】
【０００９】
本発明に係る炭化処理システムは、回転筒の内部で有機性廃棄物を加熱することにより、前記有機性廃棄物を熱分解して炭化処理する炭化炉と、前記回転筒の入口側に連結され、前記回転筒内へと前記有機性廃棄物を投入する投入機とを備える炭化処理システムであって、前記投入機は、一端に前記回転筒の入口側で開口する投入口を有し、前記有機性廃棄物を搬送して前記投入口から前記回転筒内へと投入する投入管と、前記回転筒の入口側で前記投入口と並んで開口する吸引口を一端に有し、前記回転筒内での前記有機性廃棄物の熱分解によって発生する熱分解ガスを前記吸引口から吸い込んで外部へと排出する排ガス管とを備えることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、回転筒の入口側に連結される投入機に、回転筒内の入口側で並んで開口する投入口及び吸引口を設けた投入管及び排ガス管を備えたことにより、回転筒内で発生した熱分解ガスを含む排ガスは、回転筒内での有機性廃棄物の搬送方向とは逆方向に流通して入口側の排ガス管から排出される。このため、回転筒の出口側に搬送された製品（炭化物）に熱分解ガス中のタール分等の臭気が再付着することを回避でき、得られる製品品質を向上させることができる。
【００１１】
前記排ガス管の外面にヒータを設けると、回転筒内で発生した熱分解ガスが排ガス管の内壁面で冷却され、含まれるタール分が液化や固化して付着し、排ガス管が閉塞されることを防止できる。
【００１２】
前記投入機は、前記投入管及び前記排ガス管が内部に挿通されると共に、該内部に挿通された前記投入管及び前記排ガス管の周囲に断熱材を配設した筒状のケーシングを有するとよい。内部に断熱材を充填したケーシングによって投入管及び排ガス管を囲繞することにより、回転筒と投入管及び排ガス管との間の空隙を、回転筒の回転を許容するための最小限の隙間のみに低減することができ、回転筒内からの排ガスが前記空隙に進入して装置内部に付着し、回転筒の回転が阻害されることを有効に回避することができ、また付着物が発生し難いため、メンテナンスも容易となる。
【００１３】
この場合、前記ケーシングの内面にヒータを設けると、ケーシングの外面が常に加熱された状態となる。このため、回転筒内で発生した熱分解ガスがケーシングと回転筒との間の隙間内で冷却されてタール分が液化や固化することを防止することができる。
【００１４】
前記ケーシングは、前記回転筒の内面との間に隙間を設けた状態で該回転筒の入口側に挿入配置され、前記隙間は、一端が前記回転筒内に開口すると共に、他端から前記一端に向けて気体が流通されると、回転筒内に投入した有機性廃棄物が該隙間から逆流することを抑制することができる。
【００１５】
また、前記回転筒の入口側において、前記吸引口が前記投入口よりも上方で開口していると、投入口から回転筒内に投入された有機性廃棄物が排ガス管内へと進入することをより効果的に防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、炭化炉を構成する回転筒の入口側に連結される投入機に、回転筒内の入口側で並んで開口する投入口及び吸引口を設けた投入管及び排ガス管を備えたことにより、回転筒内で発生した熱分解ガスを含む排ガスは、回転筒内での有機性廃棄物の搬送方向とは逆方向に流通して入口側の排ガス管から排出される。このため、回転筒の出口側に搬送された製品（炭化物）に熱分解ガス中のタール分等の臭気が再付着することを回避でき、得られる製品品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る炭化処理システムの全体構成図である。
【図２】図２は、図１に示す炭化処理システムの投入機及びその周辺を拡大した側面断面図である。
【図３】図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】図４は、投入ノズルの先端部を拡大した一部切欠断面図である。
【図５】図５は、吸引ノズルの先端部を拡大した一部切欠断面図である。
【図６】図６は、排ガス通路から出口ポートへの曲管部付近を模式的に示す断面図である。
【図７】図７は、図２中の丸印で囲んだＶＩＩ部分を拡大した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る炭化処理システムについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る炭化処理システム１０の全体構成図であり、炭化処理システム１０の一部断面側面図である。図２は、図１に示す炭化処理システム１０の投入機１２及びその周辺を拡大した側面断面図である。本実施形態に係る炭化処理システム１０は、投入機１２から投入される原料である下水汚泥等の有機性廃棄物を炭化炉１４で炭化処理し、燃料や肥料等の製品（炭化物）に加工するためのシステムである。
【００２０】
図１及び図２に示すように、炭化処理システム１０は、外周に加熱ジャケット１６が設けられた回転筒（筒体、レトルト）１８を有する炭化炉１４と、炭化炉１４の入口側に接続され、回転筒１８内へと有機性廃棄物（図１及び図２中の矢印Ｒ参照）を投入するための投入機１２とを備える。炭化炉１４で製造された製品である炭化物は、炭化炉１４の出口側に接続された搬出機２０で取り出され、外部の貯留設備等に搬出される（図１中の矢印Ｃ参照）。
【００２１】
先ず、炭化炉１４について説明する。
【００２２】
炭化炉１４は、軸心を中心として回転し、内部で有機性廃棄物を加熱しながら搬送する円筒形の回転筒１８と、回転筒１８の外周面の大部分を囲繞するように同軸二重管構造で配置され、回転筒１８内を外部から加熱する加熱ジャケット１６と、回転筒１８を回転駆動する駆動装置２２とを備えた外熱式のロータリーキルンである。
【００２３】
回転筒１８は、金属製の薄板で形成された筒体であり、その外周面が加熱ジャケット１６で加熱されると共に、駆動装置２２からの回転駆動力を受けて軸心を中心として回転することで、投入機１２によって内部空間に投入された有機性廃棄物を搬出機２０側へと送りながら均等に加熱することができる。有機性廃棄物の送り動作をより円滑なものとするために、回転筒１８での内周面にスクリュー羽根（図示せず）を設けてもよく、また回転筒１８自体に勾配（図示せず）を設けてもよい。
【００２４】
回転筒１８の入口側の内周面には、逆流防止板２３が周方向に複数枚設置されている。逆流防止板２３は、回転筒１８の内周面から軸心方向に突設されると共に、図２に示す側面視で出口側に向かって下がる傾斜面を有する。このような逆流防止板２３は、回転筒１８の回転に伴って旋回し、回転筒１８内部の底部に堆積しながら加熱されている有機性廃棄物を出口側へと送り出すことができ、投入された有機性廃棄物が投入機１２側に逆流することを防止する壁部として機能する。
【００２５】
回転筒１８の入口側には、円環状に断熱材（保温材）２４を配設した入口側接続部２６が設けられており、この入口側接続部２６が投入機１２のケーシング２８に対して回転可能な状態で外嵌されている。一方、回転筒１８の出口側には、円環状に断熱材（保温材）３０を配設した出口側接続部３２が設けられており、この出口側接続部３２が搬出機２０に回転可能な状態で外嵌されている。断熱材２４、３０としては、例えばセラミックファイバー（セラミックウール）が用いられ、後述する断熱材３６、６２、８０についても同様でよい。
【００２６】
このような回転筒１８は、入口側接続部２６及び出口側接続部３２をそれぞれ軸支する軸受装置３３ａ、３３ｂによって軸心を中心として回転可能な状態で支持されている。軸受装置３３ａ、３３ｂは、例えばタイヤやローラによって構成するとよい。
【００２７】
加熱ジャケット１６は、図示しない基台等によって床面（地面）上に回転不能な状態で固定されて回転筒１８を囲繞しており、回転筒１８の外周面との間に環状の加熱空間３４を形成している。すなわち、加熱ジャケット１６は、図示しない熱風炉等からの加熱ガス（熱風）を吹込口３５から加熱空間３４内に供給し、回転筒１８を外部から加熱する加熱装置として機能する。図１では、吹込口３５を加熱ジャケット１６の両端近傍にそれぞれ設けており、加熱空間３４内で回転筒１８を加熱した加熱ガスは、図示しない排ガス口から排出される。
【００２８】
本実施形態の場合、加熱ジャケット１６は、回転筒１８内の有機性廃棄物に熱分解を生じさせ、タール分を蒸発させて除去するために、回転筒１８の内部空間を４００℃〜８００℃、より好ましくは５００℃程度に加熱するものとする。加熱ジャケット１６の外面側には、所定の厚みを持った断熱材（保温材）３６が配設されており、外部への熱漏れを抑制している。加熱ジャケット１６の周囲は、通常、図示しない外装カバーによって覆われている。
【００２９】
このような加熱ジャケット１６を用いた炭化炉１４での有機性廃棄物の炭化処理時、回転筒１８内には、図１に示すように搬出機２０側から窒素ガスが導入されることで、回転筒１８内が低酸素状態とされる。この窒素ガスは、有機性廃棄物から発生する熱分解ガスと混ざった排ガスとして、後述する排ガス管５４から外部へと排出される（図１及び図２中の矢印Ｅ参照）。
【００３０】
図１及び図２に示すように、回転筒１８の入口側接続部２６と加熱ジャケット１６との間に形成される隙間の外側開口部には、回転筒１８の回転を許容し且つ該隙間から加熱ガスが漏れることを防止するシール部材３７が周回配置されている。シール部材３７は、加熱ジャケット１６の外側面に取り付けられ、先端が回転筒１８の周面に押し当てられて屈曲した状態で摺接する弾性片（不燃材）である。図示はしないが、出口側接続部３２と加熱ジャケット１６との隙間にも、シール部材３７と同様なシール部材が配設される。
【００３１】
図１に示すように、搬出機２０は、回転筒１８内で炭化処理された炭化物を搬送スクリュー２０ａによって外部へと搬出するためのものである。
【００３２】
駆動装置２２は、回転筒１８の入口側接続部２６の外周面に周回固定されたリング歯車３８に噛み合う駆動歯車４０と、駆動軸４２によって駆動歯車４０を回転駆動するモータ４４とを備える。なお、図１及び図２中の参照符号４６ａ、４６ｂは、駆動軸４２を軸支するための軸受である。駆動装置２２は、回転筒１８を回転駆動可能なものであればよく、その構成は適宜変更可能である。
【００３３】
次に、投入機１２について説明する。
【００３４】
図２に示すように、炭化炉１４の入口側に接続される投入機１２は、回転筒１８内へと突出する投入ノズル４８を一端側に有する投入管５０と、回転筒１８内へと突出する吸引ノズル５２を一端側に有する排ガス管５４と、投入管５０及び排ガス管５４の一部を収容する筒状のケーシング２８とを備える（図３も参照）。投入機１２は、原料の有機性廃棄物を投入管５０で搬送し、投入ノズル４８先端の投入口４８ａから回転筒１８内へと投入する一方（図２中の矢印Ｒ参照）、回転筒１８内の炭化処理で発生した熱分解ガスを吸引ノズル５２先端の吸引口５２ａから吸引し、排ガス管５４で外部に排出する（図２中の矢印Ｅ参照）。
【００３５】
投入機１２は、図示しない基台等によって回転不能な状態で床面（地面）上に固定されると共に、ケーシング２８が回転筒１８の入口側接続部２６に隙間Ｇを介して挿通配置される。隙間Ｇは、回転不能なケーシング２８に対して回転筒１８の回転を許容しておくためのものである。
【００３６】
投入管５０は、ケーシング２８内に挿通され固定された金属製の筒体であり、内腔が回転筒１８へと原料を搬送するための搬送通路５０ａを構成している。搬送通路５０ａの搬送方向前方側（下流側）は、投入ノズル４８先端の投入口４８ａによって回転筒１８内で開口し、搬送方向後方側（上流側）は、上方に屈曲して延在する入口ポート５８に連通している。搬送通路５０ａ内には、原料を搬送するための搬送用スクリュー６０が挿通配置されている。
【００３７】
投入ノズル４８は、ケーシング２８の先端から回転筒１８内へと所定長突出している。図２及び図４に示すように、投入ノズル４８の外周面は、断熱材（保温材）６２が配置された内側環状空間４８ｂと、内側環状空間４８ｂの外周側に形成された薄い外側環状空間４８ｃとを有する３重構造になっており、外側環状空間４８ｃにヒータ（加熱手段）６４が巻回されている。ヒータ６４は、回転筒１８内で有機性廃棄物が熱分解されることで発生した熱分解ガスが排ガス管５４から排出される際に、投入ノズル４８の外面で冷却されてタール分が液化や固化することを防止するためのものである。なお、断熱材６２を設けているため、投入ノズル４８から回転筒１８内へと投入される炭化処理前の有機性廃棄物がヒータ６４によって加熱され、搬送通路５０ａ内で炭化が進行することを防止している。
【００３８】
入口ポート５８は、原料となる有機性廃棄物を投入管５０の搬送通路５０ａ内に供給するための投入口であり、図示しない投入用ホッパ等に接続される。入口ポート５８から投入管５０内に供給された有機性廃棄物は、モータ６６で回転駆動される搬送用スクリュー６０によって搬送通路５０ａ内を搬送され、投入ノズル４８の投入口４８ａから回転筒１８内へと投入される。なお、図１及び図２中の参照符号６８ａ、６８ｂは、搬送スクリュー６０の回転軸を軸支するための軸受である。
【００３９】
図２及び図３に示すように、排ガス管５４は、投入管５０と平行するようにケーシング２８内に挿通され固定された金属製の筒体であり、内腔が回転筒１８からの熱分解ガスを含む排ガスを外部へと排出するための排ガス通路５４ａを構成している。排ガス通路５４ａの排出方向後方側（上流側）は、吸引ノズル５２先端の吸引口５２ａによって回転筒１８内で開口し、排出方向前方側（下流側）は、上方に屈曲して延在する出口ポート７０に連通している。
【００４０】
吸引ノズル５２は、ケーシング２８の先端から回転筒１８内へと所定長突出し、投入管５０の投入ノズル４８と並列されている。図２及び図５に示すように、吸引ノズル５２の外周面は、薄い環状空間５２ｂを有する２重構造になっており、この環状空間５４ｂにヒータ（加熱手段）７２が巻回されている。なお、排ガス管５４は、投入管５０とは異なり、吸引ノズル５２以外の部位、つまり吸引側の吸引ノズル５２の基端から排出側の出口ポート７０周辺までの略全長に渡ってヒータ（加熱手段）７３が設けられている（図２参照）。これらヒータ７２、７３は、回転筒１８内で発生した熱分解ガスが吸引ノズル５２の内外面や排ガス通路５４ａの壁面で冷却されてタール分が液化や固化することを防止するためのものである。
【００４１】
出口ポート７０は、吸引ノズル５２から吸引された熱分解ガスを含む排ガスを外部の再燃炉等の排ガス処理装置（図示せず）へと排出するための配管であり、曲管部（屈曲管部）７０ａから斜め上方へと延在している（図２及び図６参照）。
【００４２】
図２に示すように、排ガス管５４の奥部には、先端にスクリュー羽根７４ａを設けた長尺なクリーニング棒７４が配設されている。クリーニング棒７４は、投入機１２のメンテナンス時に、作業者が基端のハンドルを把持して排ガス通路５４ａの直線部分に対して突き出して往復移動させることにより、先端のスクリュー羽根７４ａで排ガス通路５４ａの内壁面に付着した付着物（堆積物）を物理的に掻き出して除去することができる。
【００４３】
図６に示すように、排ガス管５４の出口ポート７０付近にもクリーニング棒７６が配設されている。クリーニング棒７６は、熱分解ガスを含む排ガスの流通によって生じる付着物（堆積物）が最も溜まり易い曲管部７０ａ内の排ガス通路５４ａをクリーニングするためのものである。曲管部７０ａでは、吸引ノズル５２から直線で延びた排ガス通路５４ａが斜め上方へと屈曲して出口ポート７０に連通している。そこで、これら出口ポート７０及び排ガス通路５４ａの直線部分に略直交する方向にクリーニング通路７８を形成し、クリーニング棒７６を配設している。クリーニング棒７６は、クリーニング通路７８内に突き出し可能且つ往復移動可能に設置されており、クリーニング棒７４と同様に、先端のスクリュー羽根７６ａで曲管部７０ａを含む位置の排ガス通路５４ａ内の付着物を物理的に掻き出して除去し、クリーニング通路７８の下端側に設けた排出口７８ａから外部に排出することができる。
【００４４】
図２に示すように、本実施形態の場合、排ガス管５４は、投入管５０よりも短尺に構成されており、排ガス管５４の出口ポート７０は、投入管５０の入口ポート５８よりも炭化炉１４側に配置されている。排ガス管５４は、排ガス通路５０ａ内を流通する排ガス中のタール分等が付着し堆積する可能性があるため、通路長を可及的に短くすることが理想的である。そこで、投入機１２では、排ガス管５４の出口ポート７０を投入管５０の入口ポート５８よりも手前に配置し、排ガス管５４の長さを可及的に短く構成している。
【００４５】
さらに、投入機１２では、回転筒１８の入口側において、吸引ノズル５２の吸引口５２ａが投入ノズル４８の投入口４８ａよりも上方で開口するように、排ガス管５４を投入管５０の上方に配置し（図２及び図３参照）、投入口４８ａから回転筒１８内に投入された有機性廃棄物が排ガス管５４内へと進入することを防止している。また、出口ポート７０と投入管５０の入口ポート５８とを共に上方へと延出させるため、当該投入機１２では、図３に示すように、排ガス管５４と投入管５０をケーシング２８の軸心から左右逆方向にオフセットして配置している。
【００４６】
図２及び図３に示すように、ケーシング２８は、内部に投入管５０及び排ガス管５４を挿通させた金属製の筒体であり、これら投入管５０及び排ガス管５４よりも短尺である。ケーシング２８は、駆動装置２２によって回転する回転筒１８の入口側接続部２６に対して隙間Ｇを介して同軸上に挿入配置され、回転筒１８と共に回転しない。換言すれば、回転筒１８は、ケーシング２８の外周側に隙間Ｇを介して同軸上に配置されることにより、ケーシング２８の外周側で回転可能である。
【００４７】
ケーシング２８の内部空間には、投入管５０及び排ガス管５４が配置されているが、この内部空間のうち、投入管５０及び排ガス管５４の周囲にある隙間部分には断熱材（保温材）８０が充填されている。ケーシング２８の内面には、断熱材８０に埋め込むようにしてヒータ（加熱手段）８２が設けられている。断熱材８０及びヒータ８２は、ケーシング２８の略全長に渡って配設されている（図２参照）。ヒータ８２は、回転筒１８内で発生し、ケーシング２８と回転筒１８の入口側接続部２６との間の隙間Ｇに進入した熱分解ガスが、該隙間Ｇを画成する壁面で冷却されてタール分が液化や固化し、回転筒１８の円滑な回転が阻害されることを防止するためのものである。
【００４８】
投入管５０及び排ガス管５４を除くケーシング２８の内部空間に断熱材８０を設けているため、ケーシング２８の内部空間が隙間なく埋められており、回転筒１８からの排ガスがケーシング２８内へと流入し、ここに付着して堆積することを防止することができる。換言すれば、ケーシング２８内を断熱材８０で埋めたことにより、回転する回転筒１８と回転しない投入機１２（ケーシング２８）との間には、隙間Ｇ以外の空隙がなく、回転筒１８からの排ガスが各所の空隙に流入してタールや粉等の付着物を生じ、回転筒１８の円滑な回転が阻害されることを有効に回避することができる。また、断熱材８０により、ケーシング２８内面に配置したヒータ８２の熱が、投入管５０に伝達されることを防止できるため、搬送通路５０ａ内を搬送される炭化処理前の有機性廃棄物がヒータ８２によって加熱されることを防止できる。
【００４９】
図７に示すように、ケーシング２８と入口側接続部２６との間の隙間Ｇの回転筒１８内での開口部には、弾性片（不燃材）等からなるシール部材８４が周回配置されている。シール部材８４は、例えば２枚積層した弾性片が入口側接続部２６の凹部２６ａ内にねじ８６によって固定されることで、フリー状態にある先端片部が回転筒１８の炉内側に湾曲した姿勢でケーシング２８の外周面に摺接可能に当接している。これにより、シール部材８４は、回転筒１８の回転を許容しつつ、隙間Ｇに原料（有機性廃棄物）が入り込んで逆流することを防止している。この際、投入管５０から投入される原料を造粒品とすることにより、粉状発生を抑制でき、隙間Ｇへの原料の進入を一層確実に抑制することができる。
【００５０】
一方、シール部材８４は、図７から明らかなように、隙間Ｇを回転筒１８内へと向かう方向のガス流通は許容しているため、隙間Ｇの出口側（回転筒１８側とは逆側）に配設されたガス供給源８８からのパージガスＰを回転筒１８内に向かう方向（図２及び図７で左側から右側に向かう方向）に流通させることができる。パージガスＰは、例えば不活性ガス（例えば窒素）とするとよいが、空気を用いて隙間Ｇに付着しているタール分を燃焼除去するようにしてもよい。
【００５１】
以上のように、本実施形態に係る炭化処理システム１０では、回転筒１８を回転させながら該回転筒１８内で有機性廃棄物を加熱することで熱分解して炭化処理する炭化炉１４と、回転筒１８の入口側に連結され、該回転筒１８内へと有機性廃棄物を投入する投入機１２とを備え、投入機１２には、一端に回転筒１８の入口側で開口する投入口４８ａを有し、有機性廃棄物を搬送して回転筒１８内へと投入する投入管５０と、回転筒１８の入口側で投入口４８ａと並んで開口する吸引口５２ａを一端に有し、回転筒１８内での有機性廃棄物の熱分解によって発生する熱分解ガスを含む排ガスを吸引口５２ａから吸い込んで外部へと排出する排ガス管５４とが備えられる。
【００５２】
このように、有機性廃棄物を加熱して熱分解させて炭化処理を行う場合には、有機性廃棄物を、例えば５００℃程度の高温で炭化処理することになり、タール分を含んだ熱分解ガスが回転筒１８内で発生するため、この蒸発したタール分の製品（炭化物）への再付着による製品品質の低下が問題となる。ところが、当該炭化処理システム１０では、回転筒１８の入口側に連結される投入機１２に、回転筒１８内の入口側で並んで開口する投入口４８ａ及び吸引口５２ａを設けた投入管５０及び排ガス管５４を備えたことにより、回転筒１８内で発生した熱分解ガスを含む排ガスは、回転筒１８内での有機性廃棄物の搬送方向とは逆方向に流通して排ガス管５４から排出されることになる。このため、回転筒１８の出口側に搬送された製品（炭化物）に熱分解ガス中のタール分等の臭気が再付着することを回避でき、得られる製品品質を向上させることができる。しかも、投入機１２を、投入管５０だけでなく、排ガス管５４も設けた一体的な構造としたため、投入機１２を炭化炉１４（回転筒１８）の入口側に連結するだけで、投入管５０と排ガス管５４の設置が完了するため、当該炭化処理システム１０の生産効率も向上するという利点がある。
【００５３】
また、排ガス管５４の外面にヒータ７３を設けたことにより、回転筒１８内で発生した熱分解ガスが排ガス通路５４ａの壁面で冷却されてタール分が液化や固化して付着し、排ガスの円滑な排出が阻害されることを防止することができる。しかも、排ガス通路５４ａには、クリーニング棒７４を設置しているため、仮に付着物が溜まったとしても、該クリーニング棒７４で容易に掻き出すことができ、メンテナンスも容易である。なお、排ガス管５４では、直線部分よりも曲管部７０ａに付着物が生じ易いが、この曲管部７０ａにもクリーニング棒７６を設けているため（図６参照）、一層容易にメンテナンスを行うことができる。
【００５４】
投入機１２では、投入管５０及び排ガス管５４が内部に挿通されると共に、該内部に挿通された投入管５０及び排ガス管５４の周囲に断熱材８０を配設した筒状のケーシング２８を設けており、このケーシング２８を回転筒１８の入口側接続部２６に隙間Ｇを介して内挿させている。内部に断熱材８０を充填したケーシング２８によって投入管５０及び排ガス管５４を囲繞することにより、回転筒１８と投入管５０及び排ガス管５４との間の空隙を、最小限の隙間Ｇのみに低減することができ、回転筒１８内からの排ガスが前記空隙に進入して装置内部に付着し、回転筒１８の回転が阻害されることを有効に回避することができると共に、付着物が発生し難いため、メンテナンスも容易となる。
【００５５】
しかも、ケーシング２８の内面にはヒータ８２を設けているため、ケーシング２８の外面及びその周辺の隙間Ｇ内が常に加熱された状態となる。このため、回転筒１８内で発生した熱分解ガスが隙間Ｇ内で冷却されてタール分が液化や固化することを防止することができる。この際、ケーシング２８内には断熱材８０を充填しているため、ヒータ８２の熱が投入管５０内の有機性廃棄物に伝達されることを防止できる。
【００５６】
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
【００５７】
例えば、炭化炉１４の構成は、図１に示す構成以外であっても勿論よく、要は、投入機１２から投入された原料である有機性廃棄物を所望の状態まで炭化処理できるものであればよい。
【００５８】
図２に示すように、上記実施形態では、投入管５０の投入ノズル４８と排ガス管５４の吸引ノズル５２とを、ケーシング２８の端面から突出させ、回転筒１８内へと突出させた構成を例示したが、これら投入ノズル４８及び吸引ノズル５２は回転筒１８内へと突出した構成以外であってもよく、例えばケーシング２８の端面に面一に設定してもよい。なお、投入ノズル４８及び吸引ノズル５２をケーシング２８の端面から回転筒１８内へと突出させた構成は、回転筒１８内へと投入した有機性廃棄物が投入管５０や排ガス管５４内へと逆流し難くなるため好ましい。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 炭化処理システム
１２ 投入機
１４ 炭化炉
１６ 加熱ジャケット
１８ 回転筒
２４、３０、３６、６２、８０ 断熱材
２８ ケーシング
４８ 投入ノズル
４８ａ 投入口
５０ 投入管
５０ａ 搬送通路
５２ 吸引ノズル
５２ａ 吸引口
５４ 排ガス管
５４ａ 排ガス通路
６４、７２、７３、８２ ヒータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転筒の内部で有機性廃棄物を加熱することにより、前記有機性廃棄物を熱分解して炭化処理する炭化炉と、
前記回転筒の入口側に連結され、前記回転筒内へと前記有機性廃棄物を投入する投入機とを備える炭化処理システムであって、
前記投入機は、一端に前記回転筒の入口側で開口する投入口を有し、前記有機性廃棄物を搬送して前記投入口から前記回転筒内へと投入する投入管と、
前記回転筒の入口側で前記投入口と並んで開口する吸引口を一端に有し、前記回転筒内での前記有機性廃棄物の熱分解によって発生する熱分解ガスを前記吸引口から吸い込んで外部へと排出する排ガス管と、
を備えることを特徴とする炭化処理システム。
【請求項２】
請求項１記載の炭化処理システムにおいて、
前記排ガス管の外面にヒータを設けたことを特徴とする炭化処理システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の炭化処理システムにおいて、
前記投入機は、前記投入管及び前記排ガス管が内部に挿通されると共に、該内部に挿通された前記投入管及び前記排ガス管の周囲に断熱材を配設した筒状のケーシングを有することを特徴とする炭化処理システム。
【請求項４】
請求項３記載の炭化処理システムにおいて、
前記ケーシングの内面にヒータを設けたことを特徴とする炭化処理システム。
【請求項５】
請求項４記載の炭化処理システムにおいて、
前記ケーシングは、前記回転筒の内面との間に隙間を設けた状態で該回転筒の入口側に挿入配置され、
前記隙間は、一端が前記回転筒内に開口すると共に、他端から前記一端に向けて気体が流通されることを特徴とする炭化処理システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の炭化処理システムにおいて、
前記回転筒の入口側において、前記吸引口が前記投入口よりも上方で開口していることを特徴とする炭化処理システム。
【請求項１】
回転筒の内部で有機性廃棄物を加熱することにより、前記有機性廃棄物を熱分解して炭化処理する炭化炉と、
前記回転筒の入口側に連結され、前記回転筒内へと前記有機性廃棄物を投入する投入機とを備える炭化処理システムであって、
前記投入機は、一端に前記回転筒の入口側で開口する投入口を有し、前記有機性廃棄物を搬送して前記投入口から前記回転筒内へと投入する投入管と、
前記回転筒の入口側で前記投入口と並んで開口する吸引口を一端に有し、前記回転筒内での前記有機性廃棄物の熱分解によって発生する熱分解ガスを前記吸引口から吸い込んで外部へと排出する排ガス管と、
を備えることを特徴とする炭化処理システム。
【請求項２】
請求項１記載の炭化処理システムにおいて、
前記排ガス管の外面にヒータを設けたことを特徴とする炭化処理システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の炭化処理システムにおいて、
前記投入機は、前記投入管及び前記排ガス管が内部に挿通されると共に、該内部に挿通された前記投入管及び前記排ガス管の周囲に断熱材を配設した筒状のケーシングを有することを特徴とする炭化処理システム。
【請求項４】
請求項３記載の炭化処理システムにおいて、
前記ケーシングの内面にヒータを設けたことを特徴とする炭化処理システム。
【請求項５】
請求項４記載の炭化処理システムにおいて、
前記ケーシングは、前記回転筒の内面との間に隙間を設けた状態で該回転筒の入口側に挿入配置され、
前記隙間は、一端が前記回転筒内に開口すると共に、他端から前記一端に向けて気体が流通されることを特徴とする炭化処理システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の炭化処理システムにおいて、
前記回転筒の入口側において、前記吸引口が前記投入口よりも上方で開口していることを特徴とする炭化処理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−５７０２１（Ｐ２０１３−５７０２１Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９６７３０（Ｐ２０１１−１９６７３０）
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（５０７２１４０８３）メタウォーター株式会社 (277)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（５０７２１４０８３）メタウォーター株式会社 (277)
【Ｆターム（参考）】
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