有機物碳化處理裝置與碳化處理方法
2023-12-04 17:26:31 3
有機物碳化處理裝置與碳化處理方法
【專利摘要】提供一種能夠提高食品廢棄物等有機物碳化處理效率的有機物碳化處理裝置。該裝置結構包括：用於收納有機物的收納容器2、轉送收納容器的轉移輸送機31、由長度方向兩側帶開口3a和3b的管體組成的碳化處理爐3、過熱蒸汽發生裝置4、將過熱蒸汽發生裝置4所產生的過熱蒸汽供應至碳化處理爐3內部的供汽管5，其中轉移輸送機31安裝在碳化處理爐的內部。
【專利說明】有機物碳化處理裝置與碳化處理方法
【技術領域】
[0001]本發明適用於對廚餘垃圾和食品餘料等食品廢棄物進行碳化處理，提供一種有機物碳化處理裝置與碳化處理方法。
【背景技術】
[0002]以廚餘垃圾、食品餘料等食品廢棄物等為代表的有機物類廢棄物的處理方法中，在無氧狀態下使過熱蒸汽接觸有機物類廢棄物進行碳化處理的方法廣為人知。已知的用於該處理的碳化處理裝置結構包括:裝水的水箱；使前述水箱轉送的水變成蒸汽的鍋爐；內部配有用於加熱前述鍋爐所轉送蒸汽並產生常壓過熱蒸汽的發熱體、將該發熱體所產生過熱蒸汽供應給有機物並進行碳化處理的碳化爐；通過管道與前述碳化爐相連的、用於連續熱分解碳化處理過程中由前述有機物釋放的臭氣的熱分解裝置。該裝置的剩餘蒸汽處理手段為:通過管道使前述碳化爐與前述水箱相連，冷卻碳化處理過程中在前述碳化爐內部所產生的剩餘蒸汽並對得到的剩餘水分進行除臭處理；在收集由此產生的過濾水的同時，當該過濾水收集至規定量時，將該規定量的過濾水轉送至前述水箱中(參閱專利文獻I)。
[0003]早期技術文獻 專利文獻
專利文獻1:特開2005—139303號公報 發明概述
發明擬解決的課題
然而，上述傳統碳化處理 裝置存在一個問題，那就是在從碳化爐投入口投入有機物並密封碳化爐、再用過熱蒸汽對有機物進行碳化處理之後，要暫停碳化處理裝置並從碳化爐排出口回收碳化物，即使全新的有機物處理對象也要重複這種一連串的操作，因此碳化處理的效率低。
[0004]本發明借鑑相關技術背景而來，目的是提供一種能夠提高食品廢棄物等有機物碳化處理效率的有機物碳化處理裝置與有機物碳化處理方法。
【發明內容】
[0005]為達成上述目的，本發明提供下列手段。
[0006]本發明提供的有機物碳化處理裝置結構和特徵如下:
[I]用於收集有機物的收納容器、轉送前述收納容器的轉移輸送機、由長度方向兩側設有開口的管體組成的碳化處理爐、過熱蒸汽發生裝置、將前述過熱蒸汽發生裝置所產生過熱蒸汽供應給前述碳化處理爐內部的供汽管。前述碳化處理爐的內部裝有前述轉移輸送機。
[0007][2]前述供汽管前端開口設在位於前述碳化處理爐內部的前述轉移輸送機下方。
[0008][3]前述碳化處理爐兩端的開口中設有可自由開關的端部快門；前述碳化處理爐的長度方向中間區域設有用於隔開內部空間且可自由開關的隔門。[0009][4]前述隔門有多個，這些隔門彼此沿著碳化處理爐的長度方向錯開排列。
[0010][5]前述碳化處理爐中，前述供汽管分別向前述端部快門與前述隔門密閉形成的多個獨立內部空間供應過熱蒸汽；前述供汽管供應給各獨立內部空間的過熱蒸汽的溫度根據各獨立內部空間分別控制為不同溫度，並且將前述收納容器轉送方向下側溫度控制得較聞。
[0011][6]前述轉移輸送帶有一對，設置在前述碳化處理爐寬度方向。
[0012][7]前述收納容器的底面設有在輸送時會在一對轉移輸送機之間間隙下方相應區域的部分位置出現的多個小孔。
[0013][8]前述一對轉移輸送機間隙的下方位置配有一個金屬回收容器，用於回收通過前述收納容器底面小孔而落下的金屬。
[0014][9]前述供汽管中配有一個加熱裝置，用於在前述碳化處理爐外部的中途位置進行加熱。
[0015][10]配有冷凝器、和一端連至前述碳化處理爐且另一端連至前述冷凝器的回收管、以及回收前述冷凝器所凝縮的冷凝液的回收容器。
[0016][11]配有安裝在前述回收管中間的催化反應器。
[0017]本發明中的有機物碳化處理方法特徵如下:
[12]收納有機物的收納容器由輸送機轉送至碳化處理爐的內部空間內，碳化處理爐由長度方向兩側帶開口的管體組成；前述轉送完成後，通過將過熱蒸汽供應至前述碳化處理爐的內部，對前述有機物進行碳化處理；前述碳化處理完成後，由輸送機將前述收納容器排出到前述碳化處理爐的外部。`
[0018][13]前述有機物屬於含有金屬的有機物，前述收納容器採用底面的一部分帶有多個小孔的收納容器；在前述碳化處理工藝中，通過前述收納容器的底面小孔而落下的熔融金屬回收至金屬回收容器中。
[0019][14]前述過熱蒸汽的溫度在150°C以上。
[0020][15]前述有機物為食品廢棄物。
[0021]發明效果
[I]中的發明能夠連續向長度方向兩側帶開口的管體所構成的碳化處理爐內部供應過熱蒸汽，即使兩側處於開口狀態，在使用過熱蒸汽處理有機物之際外部空氣也不會進入內部(能夠實現無氧狀態或者接近無氧的狀態)，因此能夠使有機物完全碳化。此外，由於能夠採用輸送機轉送收納有機物的收納容器，故而能夠連續且高效地對有機物進行碳化處理。
[0022][2]的發明中，供汽管的前端開口設在轉移輸送機的下方，因此可使過熱蒸汽充滿碳化處理爐的內部空間，從而可使有機物徹底碳化。
[0023][3]的發明中，碳化處理爐兩側的開口處設有可自由開關的端部快門，並且碳化處理爐長度方向的中間區域內設有隔開內部空間的、可自由開關的隔門，所以至少能夠使碳化處理爐的內部空間形成兩個獨立的密閉空間。因此，可使各獨立密閉空間控制為不同的溫度(通過使供應給各獨立密閉空間的過熱蒸汽溫度保持不同值，從而可控制各獨立密閉空間內的溫度)，至少能夠採用兩階溫度進行過熱蒸汽碳化處理。
[0024][4]的發明中設有多個隔門，由於這些隔門沿著碳化處理爐的長度方向相互錯開排列，因此至少能夠使碳化處理爐的內部空間形成三個獨立的密閉空間。因此，可使各獨立密閉空間控制為不同的溫度(通過使供應給各獨立密閉空間的過熱蒸汽溫度保持不同值，從而可控制各獨立密閉空間內的溫度)，至少能夠採用三階溫度進行過熱蒸汽碳化處理。
[0025][5]的發明中，在碳化處理爐內由端部快門與隔門關閉形成多個獨立內部空間，由供汽管向各空間分別供應過熱蒸汽，各個獨立內部空間均可控制為不同的供汽溫度，並且前述收納容器轉送方向下側的溫度可控制得較高，因此下側至少可依序採用兩階溫度用過熱蒸汽對有機物進行碳化處理。
[0026][6]的發明中，轉移輸送機由沿著碳化處理爐寬度方向錯開的一對轉移輸送機構成(這對轉移輸送機之間留有空隙)，因此配備了回收穿過收納容器底面小孔與輸送機之間間隙而依次落下的金屬的金屬回收容器，當碳化處理對象的有機物中混有金屬成分時，能夠將該金屬成分分離開並回收至金屬回收容器中。
[0027][7]的發明中，收納容器的底面中設有在輸送時會在一對轉移輸送機之間間隙下方相應區域的部分位置出現的多個小孔，由供汽管所供應的過熱蒸汽不但會通過收納容器上部的開口，還能夠通過收納容器底面的多個小孔，從而接觸到收納容器內的有機物，這樣就能夠進一步使收納容器內的有機物充分碳化。
[0028][8]的發明中，一對轉移輸送機之間間隙的下方位置配有金屬回收容器，該容器用於回收通過回收容容器底面的小孔而落下的金屬，如果碳化處理對象的有機物中含有金屬成分，能夠將該金屬成分分離並回收至該金屬回收容器中。由於進行碳化處理使得收納容器內部碳化物(有機物被碳化後得到的碳化物)與金屬混合存在，但是由於熔化而變成液態且比重大的金屬會通過小孔而落到下方從而被收集至金屬回收容器中。另一方面，碳化物容易凝集且相對比重較輕，因此形成浮遊在熔融金屬上方的狀態從而殘留在收納容器內。這樣，就能夠分離碳化物和金屬。
[0029][9]的發明中，供汽管中配有加熱裝置用於加熱碳化處理爐外部的中途位置，因此能夠確保使更高溫度的過熱蒸汽與有機物相互接觸，從而能夠更為高效地碳化收納容器內的有機物。
[0030][10]的發明中，配有冷凝器、和一端連至碳化處理爐且另一端連至冷凝器的回收管、以及回收冷凝器冷凝後形成的冷凝液的回收容器，因此在碳化處理爐內的汽化成分(蒸汽、有機物產生的熱分解成分、輕油餾分、重油餾分、煤油餾分等)可通過回收管被收集至冷凝器中，而後由該冷凝器冷凝之後收集至回收容器，故而能夠減輕環境負荷。
[0031][11]的發明中，回收管的中間設有催化反應器，因此利用這個催化反應器能夠除去氯和氧等物質，具備便於利用回收容器中所收集冷凝液(回收液)的優點。
[0032][12] 的發明中，由長度方向兩側帶開口的管體所形成的碳化處理爐的內部配有收納有機物的收納容器，由於在這種狀態下將過熱蒸汽供應給碳化處理爐的內部，因此即使在碳化處理爐兩側開口的狀態下，採用過熱蒸汽處理有機物之際，外部的空氣也不會進入爐內(能夠形成無氧狀態或者接近無氧的狀態)，故而能夠使有機物充分碳化。此外，由於採用轉移輸送機轉送收集有機物的收納容器，能夠連續且高效地對有機物進行碳化處理。
[0033][13]的發明中，碳化處理過程中，通過收納容器底面的小孔落下的熔融金屬被回收至金屬回收容器中，因此能夠將碳化處理對象有機物中所混合的金屬成分與碳化物分離開，並將金屬收集到金屬回收容器中。所以，(碳化處理方法)所得到的碳化物(碳)不含或者幾乎不含金屬成分，故而能夠有效運用於各種用途。
[0034][14]的發明中，供應給碳化處理爐內部的過熱蒸汽溫度在150°C以上，因此能夠使得收納容器內的有機物充分碳化。
[0035][15]的發明能夠連續且高效地對廚餘垃圾等食品廢棄物進行碳化處理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036][圖1]表示本發明相關的有機物碳化處理裝置的一種實現形態的平面圖。
[0037][圖2]圖1所示碳化處理裝置的主視圖(但是，過熱蒸汽發生裝置、鍋爐與供汽管省略未記載)。
[0038][圖3]圖1中A—A線剖面圖。
[0039][圖4]圖1中B—B線剖視圖。
[0040][圖5]表示收納容器範例之一的圖，Ca)為在錯開狀態展示載板與收納容器的斜視圖，(b )為收納容器的仰視圖。
[0041][圖6]為分離金屬回收容器的斜視圖。
[0042][圖7]表示本發明相關的有機物碳化處理裝置其他實現形態的平面圖。
[0043][圖8]圖7中碳化處理裝置的主視圖。
[0044][圖9]圖7中C一C線剖視圖。
[0045][圖10]圖7中D-D線剖視圖。
【具體實施方式】
[0046]本發明相關的有機物碳化處理裝置實施形態之一如圖1至4所示。這個碳化處理裝置適合用於對食品廢棄物(廚餘垃圾、食品餘料等)進行碳化處理。
[0047]前述碳化處理裝置I由收納容器2、轉移輸送機31/32/33/34、碳化處理爐3、過熱蒸汽發生裝置4、供汽管5和鍋爐6組成。
[0048]前述碳化處理爐3由長度方向兩側帶開口 3a和3b的管體構成。一側的開口部3a為將前述收納容器2供給爐3內部的入口，另一側的開口 3b為將前述收納容器2排出到爐3外部的出口。
[0049]前述碳化處理爐3如圖3和圖4所示，其橫截面形狀為接近矩形。前述碳化處理爐3由底壁在地面上形成，該地面上截面形狀以近似-字體的長方形形成密閉狀態。
[0050]前述碳化處理爐3—端的開口 3a中裝有可自由開關的端部快門40。前述碳化處理爐3 —端的上方裝有快門開關氣缸16A，通過這個開關氣缸16A的驅動可使前述端部快門40上下移動。使前述端部快門40下降能夠關閉前述碳化處理爐3 —端的開口 3a ;另一方面，使前述端部快門4 O上升能夠打開前述碳化處理爐3 —端的開口 3a。
[0051]前述碳化處理爐3另一端的開口部3b中裝有可自由開關的端部快門44。前述碳化處理爐3另一端的上方裝有快門開關氣缸16E，通過這個開關氣缸16E的驅動能夠上下移動前述端部快門44。通過使前述端部快門44下降能夠關閉前述碳化處理爐3另一端的開口部3b ;另一方面，通過使前述端部快門44上升能夠打開前述碳化處理爐3另一端的開口3b ο [0052]前述碳化處理爐3長度方向的中間區域設有能夠自由開關的、隔開內部空間的隔門 41,42 和 43。
[0053]前述碳化處理爐3中，依次裝有端部快門40、第I道隔門41、第2道隔門42、第3道隔門43和端部快門44。這樣，相鄰的快門按照等間距依次排列在碳化處理爐3長度方向，當5個快門40、41、42、43和44關閉(下降移動)時，前述碳化處理爐3的內部空間從一側的開口部(入口)3a到另一端開口(出口)3b，依次開成第I獨立內部空間51、第2獨立內部空間52、第3獨立內部空間53、第4獨立內部空間54共計4個獨立內部空間(獨立密閉空間)(參照圖1和圖2)。
[0054]前述碳化處理爐3的上壁中，在安裝前述第I道隔門41的位置對應之處裝有快門開關氣缸16B。通過這個開關氣缸16B的驅動，可使前述第I道隔門41上下移動。
[0055]前述碳化處理爐3的上壁中，安裝前述第2道隔門42的位置相應之處裝有快門開關氣缸16C。通過這個開關氣缸16C的驅動，可使前述第2道隔門42上下移動。
[0056]前述碳化處理爐3的上壁中，安裝前述第3道隔門43的位置相應之處裝有快門開關氣缸16D。通過這個開關氣缸16D的驅動，可使前述第3道隔門43上下移動。
[0057]前述碳化處理爐3的上壁中，第I區(形成第I個獨立內部空間51的區間)W中，設有可自由開關的排氣口 11 ;在前述碳化處理爐3的上壁中，第2區(形成第2個獨立內部空間52的區間)X中，設有可自由開關的排氣口 11 ;前述碳化處理爐3的上面壁中，第3區(形成第3個獨立內部空間53的區間)Y中，設有可自由開關的排氣口 11。
[0058]前述碳化處理爐3的上壁中，第4區(形成第4個獨立內部空間54的區間)Z中，設有2個可自由開關的通氣口 19。此外，前述碳化處理爐3的上壁第4區Z中一端與排氣管12相連，而該排氣管12的另一端安裝著排氣扇13 (參照圖4)。來自前述排氣扇13的廢氣通過上端開口的排氣煙囪18排出(參照圖4)。即:在打開前述通氣口 19的狀態下驅動排氣扇13，可通過排氣管12和排氣煙囪18將第4個獨立內部空間54的氣體排放出去，由此可冷卻第4個獨立內部空間54。
`[0059]前述碳化處理爐3的側壁設有可自由開關的檢查窗15。前述檢查窗15採用玻璃等透明材料製成。通過這個檢查窗15，能夠觀察與檢測碳化處理中的碳化處理爐3內部。
[0060]前述碳化處理爐3的內部裝有前述轉移輸送機31、32、33和34(參照圖1和圖2)。即:從一側的開口(入口)3a到另一側的開口(出口)3b，依次裝有第I轉移輸送機31、第2轉移輸送機32、第3轉移輸送機33和第4轉移輸送機34。
[0061]前述第I轉移輸送機由沿前述碳化處理爐3寬度方向錯開排列的一對轉移輸送機31、和31組成。前述第2轉移輸送機由沿前述碳化處理爐3寬度方向錯開排列的一對轉移輸送機32和32組成。前述第3轉移輸送機由沿前述碳化處理爐3寬度方向錯開排列的一對轉移輸送機33和33組成。另一方面，前述第4轉移輸送機由沿前述碳化處理爐3寬度方向無需錯位而相鄰安裝的一對轉移輸送機34和34組成。
[0062]前述第I轉移輸送機31可由輸送機驅動裝置14A (與其他轉移輸送機)獨立驅動(往復驅動)。前述第2轉移輸送機32可由輸送機驅動裝置14B(與其他轉移輸送機)獨立驅動(往復驅動)。前述第3轉移輸送機33可由輸送機驅動裝置14C (與其他轉移輸送機)獨立驅動(往復驅動)。前述第3轉移輸送機34可由輸送機驅動裝置14D (與其他轉移輸送機)獨立驅動(往復驅動)。
[0063]供給輸送機由沿前述碳化處理爐3寬度方向錯開排列的一對轉移輸送機30和30組成；排出傳送機由沿前述碳化處理爐3寬度方向錯開排列的一對排出輸送機35和35組成；。
[0064]前述供給輸送機30可由輸送機驅動裝置14X (與其他轉移輸送機)獨立驅動(往復驅動)；前述排出輸送機35可由輸送機驅動裝置14Y (與其他轉移輸送機)獨立驅動(往復驅動)。
[0065]這些各一對的供給輸送機30、轉移輸送機31/32/33/34、排出輸送機35 從下方支撐著前述收納容器2，能夠從入口 3a側到出口 3b側依次轉送。
[0066]前述收納容器2為將食品廢棄物等有機物收入其中的容器。前述收納容器2隻要有容器的部分(最好為上方)中帶有開口即可。在本實現形態中，前述收納容器2由上面開放的長方體容器構成。前述收納容器2底面的部分(底部中央的水平面部2C)開有多個小孔2a(參照圖5)。即:前述收納容器2的底面中與轉送時前述一對轉移傳送機之間間隙36相應區域，局部開有多個小孔2a (參照圖3和圖5)。前述收納容器2的材料無特殊規定，可使用金屬(鐵、不鏽鋼等)、陶瓷等。前述收納容器2的底面由中央的水平部位2C和從該水平面部2C兩側到外部的、從下向上傾斜的左右一對傾斜面2B和2B組成(參照圖3和圖5)。於是，採用過熱蒸汽進行碳化處理而在收納容器2內產生的熔融金屬(混在有機物中的金屬成分)，由於傾斜面2B的傾斜而流向中央的水平面2C，並通過水平面2C的小孔2a掉落到下方，從而被收集至金屬回收容器8內(參照圖3)。
[0067]前述小孔2a的大小無特殊限定，但長徑(圓形時為直徑，正方形時為對角線長)最好設定為0.1mm至IOmm,其中小孔2a的長徑最好設定為2mm至5mm。
[0068]前述收納容器2的內部空間內放有載板9 (參照圖3和圖5)。前述載板9中有多個孔9a (參照圖5)。在本實現形態中，前述載板9全體中有多個孔9a (參照圖5)。前述孔9a的大小無特別規定，但長徑(若為圓形則為直徑，若為正方形則為對角線長度)最好設定為7mm至15mm。將這種載板9放置在收納容器2的內部空間內，能夠阻止將有機物中所混大尺寸異物從載板9上轉送到下 方。此外，由於收納容器2的底面存在著傾斜面2B，載板9即使放置在收納容器2的內部空間內，也能夠確保該載板9和收納容器2的底面水平面2C之間的空間(參照圖3和圖5)。
[0069]前述鍋爐6是用水生成蒸汽的裝置。鍋爐6中所產生的蒸汽通過連管17被轉送至前述過熱蒸汽發生裝置4中。即:前述鍋爐6和前述過熱蒸汽發生裝置4通過連管17相連(參照圖1)。前述鍋爐6無特殊指定，可使用貫流蒸汽鍋爐等。
[0070]前述過熱蒸汽發生裝置4是利用蒸汽產生過熱蒸汽的裝置。即:過熱蒸汽發生裝置4利用前述鍋爐6轉送的蒸汽產生過熱蒸汽。在本實現形態中，包括前述第I獨立內部空間51內所連的I臺過熱蒸汽發生裝置4、前述第2獨立內部空間2內所連的I臺過熱蒸汽發生裝置4、和前述第3獨立內部空間53內所連的I臺過熱蒸汽發生裝置4，共有3臺過熱蒸汽發生裝置。因此，前述鍋爐6共計3臺，包括:前述第I獨立內部空間51所連的鍋爐
6、前述第2獨立內部空間52所連的鍋爐6和前述第3獨立內部空間53所連的I臺鍋爐6。
[0071]前述過熱蒸汽發生裝置4無特殊限定，可採用感應過熱式的過熱蒸汽發生裝置。前述過熱蒸汽發生裝置4所產生過熱蒸汽的溫度可為700°C，但是並未對該條件作限定。為了使有機物充分碳化，最好採用前述過熱蒸汽發生裝置4生成150°C以上的過熱蒸汽。其中，為了控制能源成本和充分進行有機物碳化處理 ，最好利用前述過熱蒸汽發生裝置4產生160°C至1000°C的過熱蒸汽。
[0072]前述供汽管5 —端連至前述過熱蒸汽發生裝置4，另一端在前述碳化處理爐3的內部空間開口。即:前述供汽管5的前端開口 5a設在前述碳化處理爐3內轉移輸送機的下方。由此，前述供汽管5將前述過熱蒸汽發生裝置4生成的過熱蒸汽供應給前述碳化處理爐3。
[0073]前述供汽管5中設有用於加熱前述碳化處理爐3外部中間位置的加熱裝置7 (參照圖1至3)。在本實現形態中，上述加熱裝置7採用加熱爐。
[0074]前述一對第3轉移輸送機33和33之間間隙36的下方位置裝有金屬回收容器8(參照圖3);前述一對第2轉移輸送機32和32之間間隙36的下方位置裝有金屬回收容器8 ;前述一對第I轉移輸送機31和31之間間隙36的下方位置裝有金屬回收容器8。前述金屬回收容器8由上面開放的容器組成(參照圖6)。前述金屬回收容器8是用於回收通過前述收納容器2底面小孔2a (此外，通過前述間隙36)落下的金屬的容器。為確保無遺漏地回收落下的金屬，前述金屬回收容器8任意一個的尺寸均設定得能夠覆蓋各轉移輸送機間隙36長度方向從一端到另一端相應的區域。前述金屬回收容器8在長度方向的中央部位有鑄塊形成用凹坑8A。為使熔融金屬流向該鑄塊形成用凹坑8A中，前後設有一對傾斜面8c和8c與該凹坑8A上邊相鄰(參照圖6 )。於是，流入前述金屬回收容器8內的熔融金屬經由傾斜面8c和8c流向鑄塊形成用凹坑8A，並儲存在該鑄塊形成用凹坑8A內。此外，前述鑄塊形成用凹坑8A的底板Sb可拆卸，在該鑄塊形成用凹坑8A內冷卻(通常為停止裝置I後冷卻)固化的金屬鑄塊，通過取上底板Sb即可從下方拔出並回收。 [0075]在本實現形態中，前述第I獨立內部空間51內由前述供汽管5所供過熱蒸汽的溫度控制在500°C。前述第2獨立內部空間52內由前述供汽管5所供過熱蒸汽的溫度控制在900°C。此外，前述第3獨立內部空間53內由前述供汽管5所供過熱蒸汽的溫度控制為1200°C。上述只是供應給前述各獨立內部空間內的過熱蒸汽的溫度範例，並未限定為這些條件。
[0076]此外，在前述第4獨立內部空間54中，通過驅動排氣扇13並經由排氣管12和排氣煙囪18排氣，使第4獨立內部空間54內冷卻(參照圖4)。即:前記第4獨立內部空間54中，伴隨前述排氣活動，由前述通氣口 19重新吸入外部空氣進行空冷。
[0077]接下來，採用本發明的碳化處理裝置I就有機物碳化處理方法的範例之一進行說明。
[0078]作為碳化處理對象的有機物並未特別限定，可以包括食品廢棄物(廚餘垃圾、食品餘料等)、木材(包括鐵道枕木)、塑膠、漁網、電路板(IC電路板等)和輪胎等。
[0079]首先，碳化處理中要事先打開碳化處理爐3的排氣口 11和碳化處理爐3的通氣口19。
[0080]把收納處理對象有機物的4個收納容器2放到供給輸送機30上轉送，轉移至第I轉移輸送機31後繼續轉送，將這些收納容器2放置在碳化處理爐3的第I區W中。
[0081]而後，關閉端部快門40及第I隔門41形成第I獨立內部空間51 ;按照規定時間(比如14分鐘)從供汽管5前端開口 5a向這個第I獨立內部空間51內供應500°C的過熱蒸汽，對收納容器2內的有機物進行碳化處理。此時，如果有機物中混有錫、鉛、鋰、鎂，鋯、金、銀、銅和釹等金屬，錫、鉛和鋰等將被500°C的過熱蒸汽熔化，並通過收納容器2底面的小孔2a而落下，被回收到第I獨立內部空間51內的金屬回收容器8內。
[0082]接下來，打開端部快門40及第I隔門41，由第I轉移輸送機31轉送第I獨立內部空間51內的收納容器2，轉移至第2轉移輸送機32上後繼續轉送，這樣即可將這4個收容容器2放到碳化處理爐3的第2區X中。與此同時，將收納處理對象有機物的4個新收納容器2放在供給輸送機30上轉送，移動至後面的第I轉移輸送機31上後繼續轉送，這樣即可將這些新收納容器2放在碳化處理爐3的第I區W中。
[0083]接下來，關閉端部快門40、第I隔門41及第2隔門42形成第I獨立內部空間51和第2獨立內部空間52。按照規定時間(比如14分鐘)從供汽管5前端開口 5a向這個第2獨立內部空間52內供應500°C的過熱蒸汽，即可對收容容器2內的有機物進行碳化處理。與此同時，按照規定時間(比如14分鐘)從供汽管5前端開口 5a向這個第2獨立內部空間52內供應900°C的過熱蒸汽，繼續對收納容器2內的有機物進行碳化處理。在第2獨立內部空間52內，有機物中所混入的金屬(比如鎂、鋯、金、銀、銅和釹)之中，鎂和鋯被900°C的過熱蒸汽熔化，通過收納容器2底面的小孔2a落下，被回收到第2獨立內部空間52內的金屬回收容器8內。此外，在第I獨立內部空間51內，如前述相同，有機物中所混有的金屬之中，錫、鉛和鋰等被500°C的過熱蒸汽熔化，通過收納容器2底面的小孔2a落下，並被回收到第I獨立內部空間51內的金屬回收容器8內。
[0084]接下來，打開端部快門40、第I隔門41及第2隔門42，利用第2移送輸送機32轉送第2獨立內部空間52內的收納容器2，轉移到後面的第3轉移輸送機33上後繼續轉送，這樣即可將這4個收納容器2放在碳化處理爐3的第3區Y中。與此同時，利用第I轉移輸送機轉送第I獨立內部空間51內的收納容器2，轉移到第2轉移輸送機32上後繼續轉送，由此將這4個收納容器2放到碳化處理爐3的第2區X中。與此同時，將收納處理對象有機物的新收納容器2放在供給輸送機30上並轉，轉移到後面的第I轉移輸送機31後繼續轉送，將新收納容器2放在碳化處理爐3的第I區W中。
[0085]接下來，關閉端部快門40、第I隔門41、第2隔門42及第3隔門43，形成第I獨立內部空間51、第2獨立內部空間52及第3獨立內部空間53。按照規定時間(比如14分鐘)從供汽管5前端開口 5a向第I獨立內部空間51內供應500°C的過熱蒸汽，對收納容器2內的有機物進行碳化處理。與此同時，按照規定時間(比如14分鐘)從供汽管5前端開口 5a向第2獨立內部空間52內供應900°C的過熱蒸汽，繼續對收納容器2內的有機物進行碳化處理。與此同時，按照規定時間(比如14分鐘)從供汽管5前端開口 5a向第3獨立內部空間53內供應1200°C的過熱蒸汽。如果第3獨立內部空間53內的有機物中混有金、銀、銅和釹等金屬，這些金、銀、銅和釹被1200°C的過熱蒸汽熔化，通過收納容器2底面的小孔2a後落下，被回收到第3獨立內部空間53內的金屬回收容器8內。此外，第2獨立內部空間52內與前述相同，有機物中所混的金屬(比如鎂、鋯、金、銀、銅和釹等)之中，鎂和鋯等被900°C的過熱蒸汽熔化，通過收納容器2底面的小孔2a後落下，被回收到第2獨立內部空間52內的金屬回收容器8內。另一方面，第I獨立內部空間51內與前述相同,有機物中所混的金屬(比如錫、鉛、鋰、鎂、鉻、金、銀、銅、釹等)之中，錫、鉛和鋰等被500°C的過熱蒸汽熔化，通過收納容器收納容器2底面的小孔2a後落下，被回收到第第I獨立內部空間51內的金屬回收容器8內。
[0086]接下來，打開端部快門40、第I隔門41、第2隔門42及第3隔門43，利用第3轉移輸送機33轉送第3獨立內部空間53內的收納容器2，轉移到後面的第4轉移輸送機34上後繼續轉送，將這4個收納容器2放在碳化處理爐3的第4區Z中。與此同時，利用第2轉移輸送機32轉送第2獨立內部空間52內的收納容器2，轉移到後面的第3轉移輸送機33上後繼續轉送，將這4個收納容器2放到碳化處理爐3的第3區Y中。與此同時，利用第I轉移輸送機31轉送第I獨立內部空間5 I內的收納容器2，轉移到後面的第2轉移輸送機32上後繼續轉送，將這4個收納容器2放到碳化処理爐3的第2區X中。與此同時，將收納處理對象有機物的4個新收納容器2放在供給輸送機30上並轉送，轉移到後面的第I轉移輸送機31上後繼續轉送，將新收納容器2放在碳化處理爐3的第I區W中。
[0087]接下來，關閉端部快門40、第I隔門41、第2隔門42、第3隔門43及端部快門44，形成第I獨立內部空間51、第2獨立內部空間52、第3獨立內部空間53及第4獨立內部空間54。按照規定時間(比如14分鐘)從供汽管5前端開口 5a向第I獨立內部空間51內供應500°C的過熱蒸汽，對收納容器2內的有機物進行碳化處理。與此同時，按照規定時間(比如14分鐘)從供汽管5前端開口 5a向第2獨立內部空間52內供應900°C的過熱蒸汽，繼續對收納容器2內的有機物進行碳化處理。與此同時，按照規定時間(比如14分鐘)從供汽管5前端開口 5a向第3獨立內部空間53內供應1200°C的過熱蒸汽，繼續對收納容器2內的有機物進行碳化處理。與此同時，在第4獨立內部空間54內驅動排氣扇13，通過排氣管12和排氣煙囪18將內部空間54內的氣體排放到外部，這樣一來，經由通氣口 19將新鮮外部空氣吸入第4獨立內部空間54內，從而使第4獨立內部空間54內空氣與碳化物物等冷卻下來。
[0088]接下來，打開端部快門40、第I隔門41、第2隔門42、第3隔門43及端部快門44，利用第4轉移輸送機34轉送第4獨立內部空間54內的收納容器2，移動到後面的排出輸送機35上，完成該收納容器2內的有機物碳化處理過程。排出至前述排出輸送機35上的收納容器2內，存在通過H碳化處理得到的碳化物(碳)。
[0089]此外，如果有機物混有鐵，由於鐵的融點高達1535°C，鐵無法被回收到前述金屬回收容器8中，而是與碳化物一同被回收到排出至前述排出輸送機35上的收納容器2內。如果有機物中混有鎳、鉻、鈷和錳，這些金屬`成分也不會被回收到前述金屬回收容器8中，而是與碳化物一同被回收到排出至前述排出輸送機35上的收納容器2內。
[0090]下面通過依次重複上述操作，即可對多個收納容器2內的有機物進行碳化處理；同時，還能夠將錫、鉛和鋰回收到第I獨立內部空間51內的金屬回收容器8內，將鎂和鋯等回收到第2獨立內部空間52內的金屬回收容器8內，將金、銀、銅和釹等回收到第3獨立內部空間53內的金屬回收容器8內。這樣一來，在實現高效碳化有機物的同時，還能夠將有機物中存在的金屬與有機物(碳化物)分離開並回收起來。此外，通過向各獨立內部空間供應不同溫度的過熱蒸汽，還能夠將前述有機物中的金屬分離到2個以上的複數群組中進行回收。
[0091]從前述供汽管5前端開口 5a釋放的過熱蒸汽的溫度最好在150°C以上。其中，從供汽管5前端開口 5a釋放的過熱蒸汽的溫度在160°C至1000°C之間尤為理想。此時，在控制能源成本的同時，還能夠充分碳化有機物。
[0092]上述有機物碳化處理方法不過是其中範例之一，並非限定為這種模式。
[0093]接下來，本發明相關的有機物碳化處理裝置其他實施形態如圖7至10所示。在這種實施形態中，裝置構成包括冷凝器61、一端連至前述碳化處理爐3且別一端連至前述冷凝器61的回收管62、回收前述冷凝器61所冷凝的冷凝液的回收容器63，其與前述實施形態(圖1至4)的結構大相逕庭。此外，還存在其他不同點，下面將對這些進行闡明。由於與前述實施形態(圖1至4)相同的結構採用了相同的符號，故而其說明也略去。
[0094]前述回收管62的一端連至前述碳化處理爐3的排氣口 11 (參照圖7、圖9)。此外，前述回收管62的中間位置配有催化反應器64 (參照圖7、圖9)。
[0095]前述冷凝器是將汽化成分凝縮成液體的裝置。在本實施形態中，採用水冷方式的裝置。前述冷凝器61對經由回收管62從碳化處理爐3內轉送而來的汽化成分(蒸汽、來自有機物的熱分解成分、輕油餾分、重油餾分、煤油餾分等)進行冷凝處理使其變成液體(冷凝液)。
[0096]前述回收容器63安裝在前述冷凝器61的下方，回收從前述冷凝器61上滴落的液體(冷凝液)(參照圖9)。
[0097]前述催化反應器64能夠除去流經回收管62內部的汽化成分之中的氯與氧等物質。前述催化反應器64所用的催化成分未特殊限定，可使用氧氣鐵和氫氧化納等。
[0098]在本實施形態中，能夠將碳化處理爐3內的各類汽化成分回收至回收容器63中(不釋放到外部環境中而是能夠回收)，因此能夠減輕環境負荷。此外，由於催化反應器64能夠除去氯和氧等，具備使回收容器63中所回收冷凝液(回收液)易於利用的優點。
[0099]在本實施形 態中，過熱蒸汽發生裝置4產生的過熱蒸汽經由供汽管5供應給碳化處理爐3內部，前述供汽管5在碳化處理爐3的外部分為上方供汽管5X和下方供汽管5Y。前述上方供汽管5X在前述碳化處理爐3的內部上方從寬度方向一側延設至另一側，而前述下方供汽管5Y在前述碳化處理爐3的內部下方從寬度方向的一端側延設至另一側(參照圖9)。前述上方供汽管5X中沿著寬度方向間隔設有8個過熱蒸汽噴嘴20，前述下方供汽管5Y中沿著寬度方向間隔設有9個過熱蒸汽噴嘴21 (參照圖9)。這樣，前述過熱蒸汽發生裝置4中產生的過熱蒸汽，通過前述供汽管5由前述過熱蒸汽噴嘴20和21釋放出去，使得過熱蒸汽充滿前述碳化處理爐3內，對收納容器2內的有機物進行碳化處理。
[0100]在本實施形態中，除第I~4獨立內部空間71、72、73和74外，下遊側還形成了第5獨立內部空間75。即:在圖7和圖8中，45是第4隔門，37是第5轉移輸送機，V是第5區。
[0101]在本實施形態中，由前述供汽管5供應給前述第I獨立內部空間71內的過熱蒸汽的溫度ti控制在150°C至500°C (例比如500°C)。由前述供汽管5供應給第2獨立內部空間72內的過熱蒸汽的溫度控制在300°C ^900°C (比如900°C )。由前述供汽管5供應給前述第3獨立內部空間73內的過熱蒸汽的溫度控制在500°C至1200°C (比如1200°C )。由前述供汽管5供應前述第4獨立內部空間74內的過熱蒸汽的溫度控制在100°C至15 (TC(比如110°C )。供應給前述各獨立內部空間內的過熱蒸汽的溫度，上述只不過是其中的範例之一，並未限定為這些值。
[0102]在前述第5獨立內部空間75中，通過驅動排氣扇13並經由排氣管12排氣，使得第5獨立內部空間75內冷卻(參照圖7和圖10)。即:在前述第5獨立內部空間75中，伴隨前述排氣而從通氣口 19吸入新的外部空氣進行空冷(參照圖7和圖10)。
[0103]在工業中運用的可能性本發明相關的有機物碳化處理裝置適用於對廚餘垃圾和食品餘料等食品廢棄物進行碳化處理，但是並非僅限定於類似用途，其還能夠用於對木材(包括鐵道的枕木)、塑膠、魚網、電路板(IC電路板等)和輪胎等進行碳化處理。
[0104] 符號說明
I 一有機物碳化處理裝置
2—收納容器 2a—小孔
3—碳化處理爐 3a—開口(入口)
3b—開口(出口)
4一過熱蒸汽發生裝置 5—供汽管 5a—前端開口 7一加熱裝置 8—金屬回收容器 31一第I轉移輸送機 32—第2轉移輸送機 33一第3轉移輸送機 34—第4轉移輸送機 37一第5轉移輸送機 40—端部快門 41 一第I隔門
42—第2隔門
43—第3隔門 44 一端部快門 45一第4隔門
51、71—第I獨立內部空間
52、72—第2獨立內部空間
53、73—第3獨立內部空間
54、74—第4獨立內部空間 75—第5獨立內部空間
61—冷凝器
62—回收管
63—回收容器
64—催化反應器
【權利要求】
1.結構包括:用於收納有機物的收納容器、轉送前述收納容器的轉移輸送機、長度方向兩側帶開口的管體組成的碳化處理爐、過熱蒸汽發生裝置、將前述過熱蒸汽發生裝置產生的過熱蒸汽供應給前述碳化處理爐內部的供汽管、前述碳化處理爐的內部裝有前述轉移輸送機的有機物碳化處理裝置。
2.前述供汽管的前端開口設在前述碳化處理爐內部的前述轉移輸送機下方的、權利要求I中記述的有機物碳化處理裝置。
3.前述碳化處理爐兩側開口設有可自由開關的端部快門、前述碳化處理爐長度方向中間區域設有可自由開關的、用於隔開內部空間的隔門的、權利要求1或2中所記述的有機物碳化處理裝置。
4.設有多個前述隔門、這些隔門沿著碳化處理爐的長度方向錯開排列的、權利要求3中所記述的有機物碳化處理裝置。
5.向前述碳化處理爐中由前述端部快門與前述隔門關閉而形成的多個獨立內部空間分別供應過熱蒸汽，由前述供汽管供應給各獨立內部空間的過熱蒸汽的溫度分別控制為不同值、且將前述收納容器轉送方向下側溫度控制得較高的、權利要求3或4中所記述的有機物碳化處理裝置。
6.前述轉移輸送機由一對沿著前述碳化處理爐寬度方向錯開排列的轉移輸送機組成的、請求項目I至5中任意一項所記述的有機物碳化化處理裝置。
7.前述收納容器底面有多個在轉送中在前述一對轉移輸送機之間空隙相應區域局部出現的小孔的、權利要求6中所記述的有機物碳化處理裝置。
8.在前述一對轉移輸送機之間間隙的下方配有用於回收通過前述收納容器底面的小孔而落下的金屬的金屬回收容器的、權利要求7中所記述的有機物碳化處理裝置。
9.配有加熱前述供汽管中的前述碳化處理爐外部中間位置的加熱裝置的、權利要求1至8中的任意I項所記述的有機物碳化處理裝置。
10.由冷凝器、一端連至前述碳化處理爐、另一端連至前述冷凝器的回收管、回收前述冷凝器冷凝後的冷凝液的回收容器的、權利要求1至9中任意I項所記述的有機物碳化處理裝置。
11.前述回收管的中間配有催化反應器的、權利要求10中所記述的有機物碳化處理裝置。
12.由輸送機將收納有機物的收納容器轉送至長度方向兩側帶開口的管體所構成的碳化處理爐內部空間內、前述轉移完成後將過熱蒸汽供應給前述碳化處理爐的內部對前述有機物進行碳化處理、前述碳化處理完成後由輸送機將前述收納容器排出到前述碳化處理爐的外部、以此為特徵的有機物碳化處理方法。
13.前述有機物為含有金屬的有機物、前述收納容器使用底面局部帶有多個小孔的收納容器、在前述碳化處理工藝中將通過前述收納容器底面小孔而落下的熔融金屬回收至金屬回收容器中的、以此為特徵的權利要求12中所記述的有機物碳化處理方法。
14.前述過熱蒸汽的溫度在150°C以上的權利要求12或13中所記述的有機物碳化處理方法。
15.前述有機物為食品廢棄物的、權利要求12至14中的任意一項中所記述的有機物碳化處理方法。
【文檔編號】B09B3/00GK103703104SQ201180072196
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2011年7月19日 優先權日:2011年7月19日
【發明者】伊藤智章 申請人:株式會社萬世, 伊藤智章