[发明专利]外热式碳化炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过木质生物质等加工物制造碳化物的外热式碳化炉，其具有外 筒、相对于外筒旋转的内筒和在外筒和内筒之间供给加热气体的加热器。

本申请依据2013年11月13日向日本提出申请的日本专利特愿2013-235126号主张 优先权，并在此处援用其内容。

背景技术

外热式碳化炉(外热式热解气化炉)的目的在于改善含水率高的低热量物质(低品 位物质)的品质。外热式碳化炉主要是在切断氧气的情况下，以300℃～700℃的高温间接加 热下水污泥、木质生物质及低品位煤等，从而制造发热量来得到提高的碳化物。

作为碳化物的制造方法，已知有以500℃～700℃的高温间接加热加工物的高温碳 化，以及以300℃左右间接加热加工物的半碳化(烘焙)。高温碳化时，通过在规定温度下确 保充分的处理时间，可制造抑制高气化率和自热性的碳化物。半碳化时，尤其是通过将木质 生物质控制在范围非常小的温度范围内，可制造兼顾粉碎性和热量残留率的碳化物。

此外，作为外热式碳化炉，已知有具有绕轴旋转的窑炉内筒、以及在窑炉内筒周围 流通加热气体的外筒的外热式回转窑炉。外热式回转窑炉使加工物(低热量物质)在窑炉内 筒的内部沿轴向移动的同时，进行加热处理。此外，已知有将外热式回转窑炉分割为前段及 后段，通过前段干燥加工物，通过后段进行碳化的结构(例如，参考专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平9-24392号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，由于作为加工物的生物质和低品位煤等低热量物质的含水率变动普遍较 大，因此，为了抑制含水率的变动，有在外热式碳化炉的前段设置干燥机的情况。然而，难以 将干燥后的出口处的含水率控制在一定范围内。

通过高温碳化制造碳化物时，由于含水率的变动，气化率降低，设备燃料消耗量恶 化，同时，碳化物的自热性提高。因此，从碳化物燃料利用的观点出发，要求进行稳定的处 理。

此外，通过半碳化制造碳化物时，由于含水率的变动，如果碳化温度降低，则粉碎 性降低，如果碳化温度升高，则热量残留率降低，因此，要求进行严格的温度控制。

此外，使用外热式回转窑炉制造碳化物时，窑炉内筒分为在前段蒸发加工物中所 含水分的蒸发区域，以及在后段对加工物进行碳化的碳化(气化)区域。

要针对加工物中含水率的变动进行稳定品质的碳化，需要在碳化区域进行与含水 率相应的碳化程度调节。但是，相对于挥发组分的气化潜热，水的蒸发潜热需要非常大的热 量，因此，不能忽视含水率的变动对碳化程度造成的影响。

例如，普通的外热式回转窑炉中，如果加工物的含水率发生变动，则前段的蒸发区 域伸长，后段的碳化区域缩短，碳化程度降低。由此，普通的外热式回转窑炉中，具体而言在 自热性抑制方面产生有课题。为了避免该课题，设想含水率上升、前段的蒸发区域伸长的状 态，进行窑炉内筒和加工物之间的传热面积设定并进行温度控制。但是，即使在使用该种控 制时，也存在热效率降低的课题。

此外，关于温度控制，需要通过外热式回转窑炉的加热部即窑炉内筒，加热窑炉内 残留的加工物(水分及固体成分)。由此，如果针对急剧的含水率变动仅调节加热气体量，则 对温度控制的追随性并不充分。

专利文献1中记载的碳化炉为可分别调节前段及后段的窑炉中导入的加热气体流 量的构成。但是，含水率大幅变动时，如果仅调节加热气体量，温度控制的追随性还是不充 分。

本发明的目的在于提供一种在投放加工物的含水率发生变动的情况下，依然能够 制造稳定的碳化物的外热式碳化炉。

技术方案

根据本发明的第一方式，外热式碳化炉的特征在于，具有：多个串联连接的回转窑 炉，所述回转窑炉分别配备外筒、相对于所述外筒旋转的窑炉内筒、在所述外筒和所述窑炉 内筒之间供给加热气体的加热器；驱动装置，所述驱动装置分别旋转至少一个窑炉内筒、以 及与所述至少一个窑炉内筒不同的窑炉内筒；控制装置，所述控制装置根据所述窑炉内筒 内的加工物含水率控制所述驱动装置。

根据上述构成，通过在多个回转窑炉中根据加工物的含水率分别控制窑炉内筒的 转速，即使投放加工物的含水率发生变动，也能够制造稳定的碳化物。