專利名稱：無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造方法及其制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及近年來(lái)作為水的凈化或負(fù)離子的發(fā)生源而引人注目的木炭，特別是富有吸附性與活性的多孔質(zhì)炭，詳細(xì)地說(shuō)，涉及利用歷來(lái)主要焚燒處置的建筑廢料或樹(shù)枝修剪后的廢枝料等廢料，而且?guī)缀醪恍枰硗獾哪芰肯?，還不產(chǎn)生二噁英，在環(huán)境衛(wèi)生方面極其安全，而且，有利于資源的有效利用的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造方法，制造裝置及其多孔質(zhì)炭。
背景技術(shù)：
歷來(lái)，木炭分為黑炭與白炭，黑炭是在燒炭窯中在400～700℃下使橡木或柞木等炭化并在窯中冷卻而成，與此相對(duì)照，白炭，特別是紀(jì)州備長(zhǎng)炭在燒炭窯中在800～1000℃下使烏岡櫟木炭化并在窯外冷卻而成。前述燒炭窯是一種焙燒窯，在燒炭時(shí)發(fā)生的煙直接排出到外部。該煙是占木料的成分的75％的纖維素與占20～25％的木質(zhì)素?zé)岱纸舛a(chǎn)生的。另一方面，建筑廢料等木質(zhì)類的許多被焚燒處置，有時(shí)在廢料中混有含氯類的合成樹(shù)脂，通過(guò)直接焚燒這種木質(zhì)類廢料會(huì)產(chǎn)生二噁英，如果排出其燃燒氣體則產(chǎn)生大氣污染，因焚燒產(chǎn)生的灰燼的處置成問(wèn)題。此外，如果用前述的木炭的制造方法，則從碼窯開(kāi)始直到炭燒成需要幾天時(shí)間，而且花費(fèi)人手與時(shí)間，在不適于短時(shí)間內(nèi)大量生產(chǎn)方面成問(wèn)題。
此外，通過(guò)自然通風(fēng)直接燃燒燃燒物和伴隨一部分氣化燃燒的燃燒爐在特開(kāi)平11-63445號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了。前述公報(bào)所述的燃燒爐，如圖7中所示主要的構(gòu)成為，在上部開(kāi)口的貯留氣化室51，一次燃燒室52，二次燃燒室56，以及排氣筒58，并且，設(shè)有貯留氣化室51，其中貯留焚燒物59并使一部分可燃?xì)饣撡A留氣化室51與下部設(shè)有點(diǎn)火門53和一次空氣調(diào)節(jié)器54的一次燃燒室52相連通，還設(shè)有二次燃燒室56，該二次燃燒室56經(jīng)由爐篦子55與前述一次燃燒室52連通，且在上部備有排氣筒58，在下部備有二次空氣調(diào)節(jié)器57，在這樣的燃燒爐中伴隨著氣化燃燒。雖然前述燃燒爐使焚燒物完全燃燒而防止塵煙與臭氣的發(fā)生是可能的，但是該裝置到底是以使焚燒物完全燃燒而成為灰為特征的，就此而言，其與以多孔質(zhì)炭的制造為目的的本發(fā)明的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置從根本上不同。也就是說(shuō)，前述燃燒爐燃燒物的投入口敞開(kāi)著，由于從該投入口與空氣調(diào)節(jié)器向爐內(nèi)取入過(guò)量的空氣進(jìn)行燃燒，所以焚燒物59完全燃燒而灰燼化。此外，焚燒爐的性質(zhì)上根本不備有把炭化物冷卻或散熱而取出的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)發(fā)明者，長(zhǎng)年銳意研究使建筑廢料等木質(zhì)類廢料完全燃燒而不產(chǎn)生二噁英等有害氣體的焚燒爐時(shí)，發(fā)現(xiàn)不是單單焚燒前述木質(zhì)類材料，而是靠燃燒加熱木質(zhì)類材料產(chǎn)生的可燃性氣體時(shí)產(chǎn)生的熱能，在空氣流入調(diào)整下高溫處理前述初期炭化物，進(jìn)行散熱，產(chǎn)生與歷來(lái)的木炭完全不同的多孔質(zhì)炭，以致完成本申請(qǐng)發(fā)明。本發(fā)明如前所述與歷來(lái)的單單的焚燒爐或焚燒方法完全不同，目的在于提供一種在空氣流入調(diào)整下不使木材或竹材完全焚燒，通過(guò)在短時(shí)間大量且高效地加熱處理來(lái)制造多孔質(zhì)炭的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造方法及其制造裝置。
本發(fā)明技術(shù)方案1的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造方法，是一種高溫處理木材或竹材等原料而制造多孔質(zhì)炭的方法，其特征在于，具有在空氣流入的調(diào)整下，加熱前述原料逐漸使其炭化并產(chǎn)生可燃性氣體而生成初期炭化物的氣化·炭化工序；在空氣流入的調(diào)整下，燃燒前述可燃性氣體，利用所產(chǎn)生的高溫加熱處理前述初期炭化物而使其生成中間炭化物的高溫處理工序；以及把前述高溫處理后的中間炭化物取出到爐外的工序，在前述一系列工序中，在高溫處理工序中使氣化·炭化工序中產(chǎn)生的可燃性氣體完全燃燒，把產(chǎn)生的熱能的一部分用作氣化·炭化工序中加熱原料的熱源，借此在開(kāi)始工作后僅靠系統(tǒng)內(nèi)的能量能進(jìn)行連續(xù)工作。
本發(fā)明技術(shù)方案2的多孔質(zhì)炭的制造方法，在技術(shù)方案1的基礎(chǔ)上，其特征在于，其中把前述高溫處理工序中的定常工作時(shí)的處理溫度維持于1200～1400℃，使可燃性氣體完全燃燒，借此防止二噁英和可見(jiàn)煤煙向系統(tǒng)外的排出，并且通過(guò)前述高溫處理使中間炭化物高度地多孔質(zhì)化。
本發(fā)明技術(shù)方案3的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，其特征在于，具有從下方加熱從原料投入口所投入的木材或竹材等原料并使之逐漸炭化并產(chǎn)生可燃性氣體的逐漸炭化室；連接設(shè)置在前述逐漸炭化室的下方而成的高溫處理室，經(jīng)由下方的開(kāi)口部與前述高溫處理室連通而成的殘留氣體燃燒室；從前述殘留氣體燃燒室連續(xù)地向上設(shè)置而成的排氣筒；以及把在前述高溫處理室中經(jīng)高溫處理后的中間炭化物取出到爐外的機(jī)構(gòu)，其中，在前述高溫處理室和殘留氣體燃燒室的外壁上設(shè)有把適量空氣取入室內(nèi)用的空氣調(diào)節(jié)口。
本發(fā)明技術(shù)方案4的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，在技術(shù)方案3的基礎(chǔ)上，其特征在于，其中，隨著廢氣從排氣筒被排出，爐內(nèi)成為負(fù)壓狀態(tài)并且從空氣調(diào)節(jié)口把適量空氣取入室內(nèi)，室內(nèi)的可燃性氣體等氣體沿逐漸炭化室、高溫處理室、殘留氣體燃燒室、排氣筒、外界大氣的順序連續(xù)地流動(dòng)。
本發(fā)明技術(shù)方案5的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，在技術(shù)方案3的基礎(chǔ)上，其特征在于，其中，在逐漸炭化室中產(chǎn)生的可燃性氣體向下方行進(jìn)，在高溫處理室和殘留氣體燃燒室中完全燃燒，由此能有效抑制二噁英或可見(jiàn)煤煙的產(chǎn)生而經(jīng)由旋風(fēng)器把清潔的廢氣從排氣筒排出到外部。
本發(fā)明技術(shù)方案6的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，在技術(shù)方案3的基礎(chǔ)上，其特征在于，其中，在排氣筒內(nèi)附設(shè)煙感知器和消煙用鼓風(fēng)機(jī)，以使在可見(jiàn)煤煙發(fā)生時(shí)能使煙檢測(cè)器與空氣調(diào)節(jié)口或消煙用鼓風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)而增加取入爐內(nèi)的空氣量，從而使廢氣完全燃燒而不從排氣筒向外部排出可見(jiàn)煤煙。
本發(fā)明技術(shù)方案7的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，在技術(shù)方案3的基礎(chǔ)上，其特征在于，其中，前述逐漸炭化室上寬下窄地構(gòu)成，連接于逐漸炭化室的最下部的高溫處理室的側(cè)壁垂直狀地構(gòu)成，通過(guò)在水平方向上滑動(dòng)地設(shè)在逐漸炭化室的下方部附近的梳理?xiàng)U出沒(méi)而梳理原料或初期炭化物，使內(nèi)裝物易于靠自重下落。
本發(fā)明技術(shù)方案8的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，在技術(shù)方案3的基礎(chǔ)上，其特征在于，其中，在高溫處理室、殘留氣體燃燒室等承受高溫的部分使用耐熱材料并且在爐子的壁部設(shè)置冷卻用水槽部，使冷卻水在其中循環(huán)而把爐內(nèi)的高溫與外部隔絕。
本發(fā)明技術(shù)方案9的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭制造裝置，在技術(shù)方案3的基礎(chǔ)上，其特征在于，其中，朝向前述殘留氣體燃燒室內(nèi)地附設(shè)帶有送風(fēng)機(jī)的燃燒器，在上述無(wú)煙式多孔質(zhì)炭制造裝置工作時(shí)，首先使該燃燒器工作，在裝置內(nèi)產(chǎn)生伴隨上升氣流的氣體的流動(dòng)，接著給高溫處理室內(nèi)的原料點(diǎn)火使上述無(wú)煙式多孔質(zhì)炭制造裝置工作。
本發(fā)明技術(shù)方案10的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，在技術(shù)方案3的基礎(chǔ)上，其特征在于，其中，在前述高溫處理室的下方設(shè)置經(jīng)由爐篦子把中間炭化物引入炭容器的導(dǎo)向槽，中間炭化物靠自重依次下落至導(dǎo)向槽，靠移送機(jī)構(gòu)移送下落到該導(dǎo)向槽的中間炭化物并使其收容于炭容器。
本發(fā)明技術(shù)方案11的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，在技術(shù)方案10的基礎(chǔ)上，其特征在于，其中前述移送機(jī)構(gòu)由振動(dòng)式輸送機(jī)或螺旋式輸送機(jī)中的任意一種構(gòu)成(。
本發(fā)明技術(shù)方案12的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，在技術(shù)方案10的基礎(chǔ)上，其特征在于，其中靠冷卻機(jī)構(gòu)覆蓋上述導(dǎo)向槽的全部或一部分而急冷中間炭化物。
本發(fā)明技術(shù)方案13的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，在技術(shù)方案10的基礎(chǔ)上，其特征在于，其中上述炭容器內(nèi)設(shè)于埋設(shè)于地下的炭容器收容室，并且其能經(jīng)由能夠密閉的開(kāi)閉蓋出入自如。
本發(fā)明技術(shù)方案14的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，在技術(shù)方案10的基礎(chǔ)上，其特征在于，其中上述炭容器具有能夠密閉的開(kāi)閉蓋，正在收容多孔質(zhì)炭的狀態(tài)下，關(guān)閉炭容器收容室的開(kāi)閉蓋并打開(kāi)炭容器的開(kāi)閉蓋，在多孔質(zhì)炭的收容結(jié)束的時(shí)刻關(guān)閉炭容器的開(kāi)閉蓋，打開(kāi)炭容器收容室的開(kāi)閉蓋把炭容器取出到外部。


圖1是舉例表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置的透視圖。
圖2是舉例表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置的局部剖視圖。
圖3是舉例表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置的局部剖視圖。
圖4是舉例表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置的局部剖視圖。
圖5是舉例表示在本發(fā)明的實(shí)施方式中，附設(shè)煙檢測(cè)器和消煙用鼓風(fēng)機(jī)的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置的后視圖。
圖6是舉例表示在本發(fā)明的實(shí)施方式中，在導(dǎo)向槽上備有冷卻機(jī)構(gòu)的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置的說(shuō)明圖。
圖7是舉例表示歷來(lái)方式的焚燒爐的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式
下面，就本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的多孔質(zhì)炭的制造方法中所用的原料，主要是木材或竹材等原料，但并不特別限定與此，只要是通過(guò)加熱處理而炭化的材料即可。其中，把建筑廢料或剪枝后的廢枝料等歷來(lái)需要焚燒處置的東西制成多孔質(zhì)炭而進(jìn)行有效利用的好處特別大。此外，只要建筑材料等原料為可以投入投入口的大小則由于可以不對(duì)這些原料進(jìn)行破碎或粉碎等處理即可直接投入，所以可以省略前處理的過(guò)程。
在該多孔質(zhì)炭的制造方法中的氣化·炭化工序中，類似于前述歷來(lái)的木炭的制造方法中的木材的干餾工序，在空氣流入調(diào)整下加熱前述原料而形成焙燒狀態(tài)，使其逐漸炭化并發(fā)生可燃性氣體而生成初期炭化物。雖然燒炭窯的場(chǎng)合前述可燃性氣體作為煙排出到大氣，但是該可燃性氣體如前所述是占木材的成分75％的纖維素與20～25％的木質(zhì)素?zé)岱纸獾漠a(chǎn)物，包含由若干碳、氫、氧組成的成分，在本發(fā)明中通過(guò)把該可燃性氣體熱分解作為發(fā)出高溫的燃料利用，由此能節(jié)約能源并且能抑制可見(jiàn)煤煙或二噁英等有害物質(zhì)向大氣的排出。
在下一道工序的高溫處理工序中，在空氣流入調(diào)整下燃燒前述可燃性氣體，高溫加熱處理在前述工序中所得到的初期炭化物而使其生成中間炭化物。這里，在空氣流入調(diào)整下使可燃性氣體燃燒，其原因在于防止像歷來(lái)的焚燒爐那樣在過(guò)量的氧氣供給下燃燒則初期炭化物在多孔質(zhì)化前即完全燃燒。在空氣流入調(diào)整下使可燃性氣體燃燒發(fā)生的高溫下，初期炭化物當(dāng)中的炭與氧反應(yīng)生成二氧化碳或一氧化碳放出，此外木醋成分熱分解作為氣體放出，由此在所放出氣體處產(chǎn)生小孔多孔質(zhì)化而產(chǎn)生吸附作用。高溫加熱處理的條件雖然因爐子的容積或原料的種類而異，但是最好是大概1200～1400℃，特別是1300～1350℃下加熱1.5～2小時(shí)為宜。前述高溫處理了的中間炭化物自行散熱或強(qiáng)制地冷卻并且取出到爐外，得到多孔質(zhì)炭。
接下來(lái)，基于附圖就根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的多孔質(zhì)炭的制造裝置進(jìn)行說(shuō)明。圖1～圖6是舉例表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置者。圖中的1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，11是原料投入口，12是逐漸炭化室，13是高溫處理室，14是梳理?xiàng)U，15是空氣調(diào)節(jié)口，16是殘留氣體燃燒室，17是排氣筒，18是旋流器，19是水冷壁，20是旋流器旋轉(zhuǎn)葉片，21、22是供水箱，23是混凝土基臺(tái)，24是炭容器收容室，25是炭容器，26是導(dǎo)向槽，27是振動(dòng)式移送機(jī)構(gòu)，28是螺旋式移送機(jī)構(gòu)，29、30是開(kāi)閉蓋，31是爐篦子，32是起吊裝置，33是起吊移動(dòng)起重機(jī)，34是鋼絲繩，35是助燃燃燒器，36是點(diǎn)火口，37是煙感應(yīng)器，38是消煙用鼓風(fēng)機(jī)，39是煙感知操作板，M是原料，C1是初期炭化物，C2是中間炭化物，C3是多孔質(zhì)炭，E是地面。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的多孔質(zhì)炭的制造裝置1，備有從下方加熱從原料投入口1所投入的木材或竹材等原料M而逐漸炭化·發(fā)生可燃性氣體的逐漸炭化室12，設(shè)置于前述逐漸炭化室12的下方并與其相連接而成的高溫處理室13，經(jīng)由下方的開(kāi)口部與前述高溫處理室13連通而成的殘留氣體燃燒室16，與前述殘留氣體燃燒室16相連接的向上設(shè)置而成的排氣筒17，以及把在前述高溫處理室13中高溫處理了的中間炭化物取出到爐外的機(jī)構(gòu)。對(duì)于爐內(nèi)的內(nèi)壁，其位于高溫處理室13與殘留氣體燃燒室16的部分靠耐火磚等保護(hù)，并且在爐子的壁部、導(dǎo)向槽、排氣筒等的周圍循環(huán)著來(lái)自冷卻水槽的卻用水，由此把爐內(nèi)的高溫與外部隔絕而保護(hù)，而且能防止作業(yè)者免遭燒傷而保證安全。
如圖1中所示，在該多孔質(zhì)炭的制造裝置1中，在原料投入口11上設(shè)有開(kāi)閉蓋29，從原料投入口11投入原料M后關(guān)閉開(kāi)閉蓋29，開(kāi)閉設(shè)在高溫處理室13或殘留氣體燃燒室16的外壁上的空氣調(diào)節(jié)口15可以調(diào)整流入高溫處理室13或殘留氣體燃燒室16的空氣量?？諝庹{(diào)節(jié)口15在高溫處理室13和殘留氣體燃燒室16的側(cè)壁上附設(shè)多個(gè)，各自的開(kāi)口部可以滑動(dòng)式地調(diào)節(jié)開(kāi)口的大小程度，可以一邊觀察來(lái)自排氣筒17的排煙的狀況一邊操作滑動(dòng)式開(kāi)口調(diào)節(jié)器進(jìn)行空氣流入量的調(diào)節(jié)。起動(dòng)時(shí)等需要多量的空氣量時(shí)，打開(kāi)點(diǎn)火口增加空氣的流入量也是可能的。過(guò)渡到定常運(yùn)行后，空氣量大概保持恒定幾乎不需要前述操作。從原料投入口11所投入的原料M在逐漸炭化室12中受到來(lái)自高溫處理室13的熱量，從位于下側(cè)的原料開(kāi)始逐漸炭化且產(chǎn)生可燃性氣體并且靠自重逐漸下落到下方的高溫處理室13被高溫處理。
此時(shí)，最好使在逐漸炭化室的下方部附近水平方向設(shè)置的梳理?xiàng)U14前后移動(dòng)而梳理初期炭化物，以便使其易于下落。梳理?xiàng)U14由大致呈U字形，其在橫向上設(shè)置有多根，其中的每根依次在前后方向上運(yùn)動(dòng)。另一方面，在逐漸炭化室12中原料M被加熱而產(chǎn)生的可燃性氣體，被連通的排氣筒17的上升氣流帶動(dòng)，如圖6中所示，沿箭頭的方向行進(jìn)而進(jìn)入高溫處理室13，并立刻熱分解而產(chǎn)生高溫，殘余的氣體引入下一個(gè)殘留氣體燃燒室16而完全熱分解。這樣一來(lái)開(kāi)始工作后僅靠系統(tǒng)內(nèi)的能量即可使連續(xù)工作成為可能，除了僅在起動(dòng)時(shí)使用的助燃燃燒器35以外不使用其他任何燃料或動(dòng)力，因而運(yùn)行成本是極其低廉的。
此外，在該多孔質(zhì)炭的制造裝置1中，對(duì)高溫處理室13和殘留氣體燃燒室16中發(fā)生的高溫水冷，經(jīng)由有旋流器旋轉(zhuǎn)葉片的旋流器排出燃燒氣體，并且在高溫處理室13的底床部架設(shè)備有適宜大小的網(wǎng)眼的爐篦子31，經(jīng)由該爐篦子31在下方設(shè)置導(dǎo)向槽26。中間炭化物通過(guò)爐篦子31的網(wǎng)眼靠自重依次下落到導(dǎo)向槽26。網(wǎng)眼的大小可以按原料的大小等任意地設(shè)定。由于下落到導(dǎo)向槽26的中間炭化物經(jīng)由圖3中所示的振動(dòng)器等振動(dòng)式輸送機(jī)27或圖4中所示的螺旋式輸送機(jī)28依次收容于炭容器25，所以在此期間中間炭化物自然散熱而得到多孔質(zhì)炭。進(jìn)而，如圖6中所示靠使冷卻水等制冷劑循環(huán)的水冷壁19覆蓋導(dǎo)向槽26的全部或一部分而急冷中間炭化物，還可以得到結(jié)晶性豐富的多孔質(zhì)炭。
炭容器25靠開(kāi)閉蓋開(kāi)閉自如，在地面E上埋設(shè)混凝土基臺(tái)23，炭容器25收容于設(shè)在該混凝土基臺(tái)23內(nèi)的炭容器收容室24。該炭容器25可以經(jīng)由設(shè)在炭容器收容室24的上部的開(kāi)閉蓋30搬出到外部。而且，炭容器收容室24內(nèi)在開(kāi)閉蓋30密閉的狀態(tài)下維持低氧狀態(tài)。在炭容器25內(nèi)裝滿多孔質(zhì)炭的時(shí)刻關(guān)閉炭容器25的開(kāi)閉蓋，同時(shí)打開(kāi)設(shè)在炭容器收容室24上的開(kāi)閉蓋30，操作附設(shè)于起吊移動(dòng)起重機(jī)33上的起吊裝置32，可以把固定于鋼絲繩34的前端的炭容器25移動(dòng)到規(guī)定的位置。
此外，本發(fā)明的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，由于如前所述使發(fā)生的氣體完全燃燒所以在定常運(yùn)行時(shí)完全不發(fā)生可見(jiàn)煤煙。但是，最好是考慮到假如在原料投入時(shí)或在初期炭化物從逐漸炭化室12急速下落到高溫處理室13的場(chǎng)合等異常燃燒引起的可見(jiàn)煤煙的發(fā)生，如圖5中所示，在排氣筒內(nèi)附設(shè)煙感知器37、消煙用鼓風(fēng)機(jī)38和煙感知操作板39，在可見(jiàn)煤煙發(fā)生時(shí)通過(guò)蜂鳴器等的報(bào)警來(lái)通知，并且把空氣調(diào)節(jié)口開(kāi)大或開(kāi)動(dòng)消煙用鼓風(fēng)機(jī)38自動(dòng)地增加調(diào)節(jié)取入的空氣量，從而萬(wàn)無(wú)一失地不從排氣筒向外部排出可見(jiàn)煤煙。
實(shí)施例下面就本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。雖然本實(shí)施例以混凝土的模板廢料為原料而使用，但是本發(fā)明不限于建筑廢料，可以以木材、竹材、其他能夠制造多孔質(zhì)炭的所有木質(zhì)類材料為原料進(jìn)行利用。此外，作為把中間炭化物取出到爐外的機(jī)構(gòu)，意思是除了導(dǎo)向槽與螺旋式輸送機(jī)或振動(dòng)式輸送機(jī)還廣義地包括其他的取出機(jī)構(gòu)。使用前述本發(fā)明的實(shí)施方式中所述的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置(設(shè)置在千葉縣松戶市內(nèi))以混凝土的模板廢料為原料制造多孔質(zhì)炭的實(shí)驗(yàn)例說(shuō)明于下。首先，使前述模板廢料成為縱橫的長(zhǎng)度1～2m左右的大小，將其從原料投入口投入填充于逐漸炭化室12內(nèi)和高溫處理室13。雖然逐漸炭化室12的容積約為7m3，但是為了確保通氣性和初期炭化物的自然下落的迅速進(jìn)行，填充原料最好是約為5～6m3。
原料的投入結(jié)束后，給助燃燃燒器35點(diǎn)火靠送風(fēng)機(jī)向殘留氣體燃燒室內(nèi)吹送火焰。持續(xù)大約5～10分鐘后產(chǎn)生向排氣筒17的上升氣流在爐內(nèi)引起空氣的對(duì)流。在該時(shí)刻從高溫處理室13側(cè)壁的點(diǎn)火口使用點(diǎn)火料(廢木材屑中滲入煤油)給原料點(diǎn)火，根據(jù)排煙的狀況確認(rèn)完全燃燒后停止助燃燃燒器35。
在給原料點(diǎn)火約30分后高溫處理室13的炭化物的溫度約達(dá)到1350℃。逐漸炭化室13的溫度從原料投入口11一側(cè)向高溫處理室13一側(cè)逐漸升高，而且由于在關(guān)閉原料投入口11的開(kāi)閉蓋29的狀態(tài)下，如圖6中所示向下方可燃性氣體的對(duì)流使空氣的流入受到限制，所以逐漸炭化室12內(nèi)成為低氧狀態(tài)并不點(diǎn)火而維持焙燒狀態(tài)。進(jìn)而，在高溫處理室13中空氣從側(cè)壁的空氣調(diào)節(jié)口15流入負(fù)壓狀態(tài)的室內(nèi)，并與來(lái)自逐漸炭化室12的可燃性氣體混合并發(fā)生熱分解而產(chǎn)生高溫。
本實(shí)施例的爐篦子31的網(wǎng)眼長(zhǎng)約90～110mm，寬約120mm，其按縱向4列，橫向12列排列，爐篦子31以覆蓋整個(gè)導(dǎo)向槽的方式進(jìn)行架設(shè)。給原料點(diǎn)火，經(jīng)過(guò)大約1小時(shí)～1小時(shí)30分后中間炭化物通過(guò)前述爐篦子的網(wǎng)眼下落到導(dǎo)向槽26，逐漸收容于炭容器25。在本實(shí)施例中大約5～6m3的前述廢料的處理時(shí)間不到2小時(shí)，一次可以回收裝滿大約500L的炭容器的多孔質(zhì)炭。此外，雖然在本實(shí)施例中如圖6中所示靠水冷壁19急冷導(dǎo)向槽26的下方部，使溫度降低到使剛回收后的多孔質(zhì)炭的表面成為黑色的程度，但是為了進(jìn)一步使炭容器25中的多孔質(zhì)炭自然散熱而成為常溫要花10～20小時(shí)左右。此外，如果逐次投入原料則連續(xù)運(yùn)行成為可能，在一天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行的場(chǎng)合，處理60～70m3的原料可以得到大約6m3的多孔質(zhì)炭。
下面，就針對(duì)前述實(shí)施例中所得到的多孔質(zhì)炭的(1)鹿兒島大學(xué)水產(chǎn)學(xué)部中的分析試驗(yàn)，(2)本發(fā)明的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置的運(yùn)行中所排出的廢氣的分析試驗(yàn)說(shuō)明于下。
(1)鹿兒島大學(xué)水產(chǎn)學(xué)部中的分析試驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)例中所得到的多孔質(zhì)炭、備長(zhǎng)炭和稻殼活性炭的各樣本調(diào)整成為通常所說(shuō)的4mm炭進(jìn)行以下的氣相試驗(yàn)與液相試驗(yàn)。試驗(yàn)方法如下。
1)粒度、硬度、比表面積、空氣中水分吸附力依據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(以下簡(jiǎn)稱為JIS)的K1470和日本水道協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(以下簡(jiǎn)稱為JWWA)的K113-1974。
2)氨吸附力把各試樣與氨密封于微量擴(kuò)散培養(yǎng)皿，用Technicon Traccs2000自動(dòng)分析儀分析吸附前后的氨。
3)福爾馬林吸附力把各試樣與福爾馬林密封于微量擴(kuò)散培養(yǎng)皿，用碘量滴定法分析福爾馬林。
分析結(jié)果的概要如下。本發(fā)明的多孔質(zhì)炭，雖然比表面積方面表現(xiàn)不突出，但是因?yàn)樗治侥芰O高而得到非常多孔(多孔質(zhì))的評(píng)價(jià)。進(jìn)而，得到氨的吸附能力與備長(zhǎng)炭或稻殼活性炭比非常優(yōu)秀，甲醛的吸附能力也比其他優(yōu)秀的評(píng)價(jià)。
再者，如果用化學(xué)物質(zhì)評(píng)價(jià)研究機(jī)構(gòu)(財(cái)團(tuán)法人)中的BET1點(diǎn)法所得到的比表面積的測(cè)定結(jié)果報(bào)告(平成12年10月30日)，則得到一般備長(zhǎng)炭的比表面積為1.91m3/g而本發(fā)明的多孔質(zhì)炭為271m3/g的報(bào)告。
(2)本發(fā)明的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭制造裝置的運(yùn)行中所排出的廢氣的分析試驗(yàn)在株式會(huì)社環(huán)境管理中心于平成12年7月1日進(jìn)行了本發(fā)明的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的裝置的運(yùn)行中所排出的廢氣的分析試驗(yàn)。測(cè)量對(duì)象為聚氯二苯并對(duì)二氧芑，聚氯二苯并呋喃和共面聚氯聯(lián)苯，測(cè)量方法依據(jù)JIS K-0311廢氣中的二噁英類和共面PCB的測(cè)定方法，氣相色譜質(zhì)量分析方法。試驗(yàn)結(jié)果廢氣中所含有的二噁英類的總量為0.033ng-TEQ/m3N。順便說(shuō)一下與關(guān)于焚燒爐廢氣中的二噁英類的量，二噁英類對(duì)策特別措施法(平成12年12月1日施行)中規(guī)定，與作為新設(shè)施的50kg/h～不足2t/h的基準(zhǔn)的5ng-TEQ/m3N相比極低，可以確認(rèn)關(guān)于大氣污染完全沒(méi)有問(wèn)題。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造方法及其制造裝置，因?yàn)槿缜八龅貥?gòu)成所以收到以下的效果。
1)由于可以把歷來(lái)靠焚燒爐焚燒處置的建筑廢料或剪枝后的廢枝料等制成多孔質(zhì)炭來(lái)利用，所以不僅省掉歷來(lái)的因焚燒處置而產(chǎn)生的灰燼的處置所需的過(guò)程和掩埋場(chǎng)所，而且成為地球資源的有效利用。
2)由于除了起動(dòng)時(shí)的靠助燃燃燒器加熱以外完全不使用系統(tǒng)外的能量或動(dòng)力，所以運(yùn)行成本極低，而且可以大幅度地減少向大氣中的二氧化碳的排放，并且抑制可見(jiàn)煤煙或二噁英的排出而環(huán)境衛(wèi)生上是極其安全的。
3)可以以緊湊的裝置在短時(shí)間內(nèi)處理大量的木質(zhì)原料而制造大量的多孔質(zhì)炭，與歷來(lái)的燒炭窯進(jìn)行的木炭的制造相比，時(shí)間與人手與場(chǎng)地可以大幅度地節(jié)約。
4)通過(guò)關(guān)閉原料投入口，在靠空氣調(diào)節(jié)口進(jìn)行空氣流入調(diào)整下進(jìn)行加熱處理，可以提高所制造的多孔質(zhì)炭的質(zhì)量的均一化與生產(chǎn)率。
5)在靠導(dǎo)向槽與振動(dòng)式或螺旋式移送機(jī)構(gòu)可以把多孔質(zhì)炭自動(dòng)地移送收容于炭容器的本發(fā)明的實(shí)施方式的裝置中，節(jié)省了靠人手取出多孔質(zhì)炭的過(guò)程，并且可以謀求質(zhì)量的均一化。
6)通過(guò)靠熱交換機(jī)構(gòu)覆蓋導(dǎo)向槽的全部或一部分而急冷中間炭化物，可以得到結(jié)晶質(zhì)豐富的多孔質(zhì)炭。
7)通過(guò)把密封式的炭容器收容于設(shè)在地下的備有開(kāi)閉蓋的炭容器收容室，可以防止多孔質(zhì)炭的氧化而提高收獲率。
8)在排氣筒內(nèi)附設(shè)煙感知器和消煙用鼓風(fēng)機(jī)，在發(fā)生可見(jiàn)煤煙時(shí)使煙感知器與空氣調(diào)節(jié)口或消煙用鼓風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)而增加調(diào)節(jié)取入爐內(nèi)的空氣量，由此使廢氣完全燃燒而不從排氣筒向外部排出可見(jiàn)煤煙，可以極力防止大氣污染提高安全性能。
9)在爐子的壁部設(shè)置冷卻水用槽，使冷卻水循環(huán)把爐內(nèi)的高溫與外部隔絕，借此可以對(duì)爐子進(jìn)行高溫保護(hù)，并且確保作業(yè)者安全不被燒傷。
10)通過(guò)在逐漸炭化室的下方附近沿水平方向上能夠滑動(dòng)地設(shè)置梳理?xiàng)U，使初期炭化物迅速下落到高溫處理室可以謀求處理的促進(jìn)與多孔質(zhì)炭的收獲率的提高。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造方法，是一種高溫處理木材或竹材等原料而制造多孔質(zhì)炭的方法，其特征在于，具有在空氣流入的調(diào)整下，加熱前述原料，在產(chǎn)生可燃性氣體的同時(shí)逐漸使其炭化而生成初期炭化物的氣化·炭化工序；在空氣流入的調(diào)整下，不經(jīng)過(guò)分離回收工序，燃燒前述可燃性氣體，利用所產(chǎn)生的高溫加熱處理前述初期炭化物而使其生成中間炭化物的高溫處理工序；以及把前述高溫處理后的中間碳化物取出到爐外的工序，在前述一系列工序中，在高溫處理工序中使氣化·炭化工序中產(chǎn)生的可燃性氣體完全燃燒，把產(chǎn)生的熱能的一部分用作氣化·炭化工序中加熱原料的熱源，借此在開(kāi)始工作后僅靠系統(tǒng)內(nèi)的能量能進(jìn)行連續(xù)工作。
2.如權(quán)利要求1中所述的多孔質(zhì)炭的制造方法，其特征在于，其中把前述高溫處理工序中的定常工作時(shí)的處理溫度維持于1200～1400℃，使可燃性氣體完全燃燒，借此防止二噁英和可見(jiàn)煤煙向系統(tǒng)外的排出，并且通過(guò)前述高溫處理使中間炭化物高度地多孔質(zhì)化。
3.一種無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，其特征在于，具有從下方加熱從原料投入口所投入的木材或竹材等原料并使之逐漸炭化并產(chǎn)生可燃性氣體的逐漸炭化室；連接設(shè)置在前述逐漸炭化室的下方而成的高溫處理室，經(jīng)由下方的開(kāi)口部與前述高溫處理室連通而成的殘留氣體燃燒室；從前述殘留氣體燃燒室連續(xù)地向上設(shè)置而成的排氣筒；以及把在前述高溫處理室中經(jīng)高溫處理后的中間炭化物取出到爐外的機(jī)構(gòu)，其中，在前述高溫處理室和殘留氣體燃燒室的外壁上設(shè)有把適量空氣取入室內(nèi)用的空氣調(diào)節(jié)口。
4.如權(quán)利要求3所述的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，其特征在于，其中，隨著廢氣從排氣筒被排出，爐內(nèi)成為負(fù)壓狀態(tài)并且從空氣
權(quán)利要求
1.一種無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造方法，是一種高溫處理木材或竹材等原料而制造多孔質(zhì)炭的方法，其特征在于，具有在空氣流入的調(diào)整下，加熱前述原料逐漸使其炭化并產(chǎn)生可燃性氣體而生成初期炭化物的氣化·炭化工序；在空氣流入的調(diào)整下，燃燒前述可燃性氣體，利用所產(chǎn)生的高溫加熱處理前述初期炭化物而使其生成中間炭化物的高溫處理工序；以及把前述高溫處理后的中間碳化物取出到爐外的工序，在前述一系列工序中，在高溫處理工序中使氣化·炭化工序中產(chǎn)生的可燃性氣體完全燃燒，把產(chǎn)生的熱能的一部分用作氣化·炭化工序中加熱原料的熱源，借此在開(kāi)始工作后僅靠系統(tǒng)內(nèi)的能量能進(jìn)行連續(xù)工作。
2.如權(quán)利要求1中所述的多孔質(zhì)炭的制造方法，其特征在于，其中把前述高溫處理工序中的定常工作時(shí)的處理溫度維持于1200～1400℃，使可燃性氣體完全燃燒，借此防止二噁英和可見(jiàn)煤煙向系統(tǒng)外的排出，并且通過(guò)前述高溫處理使中間炭化物高度地多孔質(zhì)化。
3.一種無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，其特征在于，具有從下方加熱從原料投入口所投入的木材或竹材等原料并使之逐漸炭化并產(chǎn)生可燃性氣體的逐漸炭化室；連接設(shè)置在前述逐漸炭化室的下方而成的高溫處理室，經(jīng)由下方的開(kāi)口部與前述高溫處理室連通而成的殘留氣體燃燒室；從前述殘留氣體燃燒室連續(xù)地向上設(shè)置而成的排氣筒；以及把在前述高溫處理室中經(jīng)高溫處理后的中間炭化物取出到爐外的機(jī)構(gòu)，其中，在前述高溫處理室和殘留氣體燃燒室的外壁上設(shè)有把適量空氣取入室內(nèi)用的空氣調(diào)節(jié)口。
4.如權(quán)利要求3所述的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，其特征在于，其中，隨著廢氣從排氣筒被排出，爐內(nèi)成為負(fù)壓狀態(tài)并且從空氣調(diào)節(jié)口把適量空氣取入室內(nèi)，室內(nèi)的可燃性氣體等氣體沿逐漸炭化室、高溫處理室、殘留氣體燃燒室、排氣筒、外界大氣的順序連續(xù)地流動(dòng)。
5.如權(quán)利要求3所述的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，其特征在于，其中，在逐漸炭化室中產(chǎn)生的可燃性氣體向下方行進(jìn)，在高溫處理室和殘留氣體燃燒室中完全燃燒，由此能有效抑制二噁英或可見(jiàn)煤煙的產(chǎn)生而經(jīng)由旋風(fēng)器把清潔的廢氣從排氣筒排出到外部。
6.如權(quán)利要求3所述的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，其特征在于，其中，在排氣筒內(nèi)附設(shè)煙感知器和消煙用鼓風(fēng)機(jī)，以使在可見(jiàn)煤煙發(fā)生時(shí)能使煙檢測(cè)器與空氣調(diào)節(jié)口或消煙用鼓風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)而增加取入爐內(nèi)的空氣量，從而使廢氣完全燃燒而不從排氣筒向外部排出可見(jiàn)煤煙。
7.如權(quán)利要求3所述的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，其特征在于，其中，前述逐漸炭化室上寬下窄地構(gòu)成，連接于逐漸炭化室的最下部的高溫處理室的側(cè)壁垂直狀地構(gòu)成，通過(guò)在水平方向上滑動(dòng)地設(shè)在逐漸炭化室的下方部附近的梳理?xiàng)U出沒(méi)而梳理原料或初期炭化物，使內(nèi)裝物易于靠自重下落。
8.如權(quán)利要求3所述的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，其特征在于，其中，在高溫處理室、殘留氣體燃燒室等承受高溫的部分使用耐熱材料并且在爐子的壁部設(shè)置冷卻用水槽部，使冷卻水在其中循環(huán)而把爐內(nèi)的高溫與外部隔絕。
9.如權(quán)利要求3所述的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭制造裝置，其特征在于，其中，朝向前述殘留氣體燃燒室內(nèi)地附設(shè)帶有送風(fēng)機(jī)的燃燒器，在上述無(wú)煙式多孔質(zhì)炭制造裝置工作時(shí)，首先使該燃燒器工作，在裝置內(nèi)產(chǎn)生伴隨上升氣流的氣體的流動(dòng)，接著給高溫處理室內(nèi)的原料點(diǎn)火使上述無(wú)煙式多孔質(zhì)炭制造裝置工作。
10.如權(quán)利要求3所述的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，其特征在于，其中，在前述高溫處理室的下方設(shè)置經(jīng)由爐篦子把中間炭化物引入炭容器的導(dǎo)向槽，中間炭化物靠自重依次下落至導(dǎo)向槽，靠移送機(jī)構(gòu)移送下落到該導(dǎo)向槽的中間炭化物并使其收容于炭容器。
11.如權(quán)利要求10所述的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，其特征在于，其中前述移送機(jī)構(gòu)由振動(dòng)式輸送機(jī)或螺旋式輸送機(jī)中的任意一種種構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求10所述的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，其特征在于，其中靠冷卻機(jī)構(gòu)覆蓋上述導(dǎo)向槽的全部或一部分而急冷中間炭化物。
13.如權(quán)利要求10所述的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，其特征在于，其中上述炭容器內(nèi)設(shè)于埋設(shè)于地下的炭容器收容室，并且其能經(jīng)由能夠密閉的開(kāi)閉蓋出入自如。
14.如權(quán)利要求10所述的無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造裝置，其特征在于，其中上述炭容器具有能夠密閉的開(kāi)閉蓋，正在收容多孔質(zhì)炭的狀態(tài)下，關(guān)閉炭容器收容室的開(kāi)閉蓋并打開(kāi)炭容器的開(kāi)閉蓋，在多孔質(zhì)炭的收容結(jié)束的時(shí)刻關(guān)閉炭容器的開(kāi)閉蓋，打開(kāi)炭容器收容室的開(kāi)閉蓋把炭容器取出到外部。
全文摘要
一種無(wú)煙式多孔質(zhì)炭的制造方法及其制造裝置，利用原料所產(chǎn)生的可燃性氣體時(shí)產(chǎn)生的熱量，通過(guò)調(diào)整空氣流入量使原料不完全燃燒，并能在短時(shí)間內(nèi)高效地大量加熱處理原料，從而進(jìn)行多孔質(zhì)炭的制造。該裝置包括從下方加熱從原料投入口投入原料M并使其逐步炭化而產(chǎn)生可燃性氣體的逐漸炭化室(12)，設(shè)置于逐漸炭化室的下方并與之相連接的高溫處理室(13)，經(jīng)由下方的開(kāi)口部與高溫處理室連通的殘余氣體燃燒室(16)，接著殘余氣體燃燒室并且朝向上方設(shè)置的排氣管(17)，以及用來(lái)把在高溫處理室中經(jīng)高溫處理后的中間炭化物向爐子的外部取出的機(jī)構(gòu)，其中在高溫處理室和殘余氣體燃燒室的外壁上設(shè)有用來(lái)取入適量外界空氣的空氣調(diào)節(jié)口(15)。
文檔編號(hào)C10B53/02GK1543495SQ02816098
公開(kāi)日2004年11月3日 申請(qǐng)日期2002年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月10日
發(fā)明者村松滋男, 執(zhí)行元廣, 廣 申請(qǐng)人:村松滋男, 執(zhí)行元廣