碳化炉制造技术

本发明专利技术涉及一种碳化炉，所述碳化炉包括炉体、第一干馏釜和第二干馏釜，其中炉体的内部被分成包括第一温度受控区域和第二温度受控区域的区域，第一干馏釜设置在第一温度受控区域中，第二干馏釜设置在第二温度受控区域中，第二干馏釜包含陶瓷材料，第二温度受控区域被构造为受到控制以使得温度高于第一温度受控区域的温度，并且碳化炉被构造为使得待处理的材料在第一温度受控区域中被加热至预定温度，然后使经加热的待处理的材料供应至第二干馏釜的内部。

Carbonization furnace

【技术实现步骤摘要】
碳化炉
本专利技术涉及碳化炉，所述碳化炉具有由滚筒构成的作为干馏容器的干馏釜，并通过干馏处理使供给至干馏釜内部的待处理的材料碳化。特别地，本专利技术涉及能够在高温下适当地进行碳化处理的碳化炉。
技术介绍
家庭等排出的包含有机物质的污水通常要在污水处理设施中进行污水处理，并且在污水处理期间会产生包含有机物质的污泥。在处理污泥时，由于污泥包含大量的水，因而不能直接处理。因此，为了减少总量，目前已进行了各种处理，如浓缩和脱水处理、进一步焚烧和熔融。然而，在焚烧污泥的情况中，可以实现解毒作用和体积减小，但是难以对污泥中所含的能量和有效成分进行循环利用。因此，作为可期待其产物的各种有效利用的处理污泥的另一种方法，已经进行了碳化处理。污泥在基质中包含约45质量％的碳成分。与焚烧和熔融不同，碳化处理不会完全消耗污泥中的碳成分，而是通过在无氧或低氧状态下对污泥进行热解(碳化)从而保留碳成分并生成具有新组成的碳化材料(碳化产物)。具体而言，例如，通过利用以下专利文献1所示的碳化处理设备，可将此类碳化材料制成粒化为约几毫米大小的碳化材料。由此得到的碳化产物具有接近木炭的物理性质并且目前已被用于燃料、肥料(土壤改良剂)和水泥骨料等用途。专利文献1：JP-A-2008-238129
技术实现思路
在作为土壤改良剂的应用中使用碳化材料的情况中，碳化材料中所含的氯化物可能会引起问题。为了由包含盐的污泥制造包含减少的氯化物的碳化材料，必须将碳化处理期间的温度升高至约1,000℃至1,200℃。然而，由于至今已将耐热钢用于用作碳化炉的干馏容器的圆筒形滚筒(干馏釜)，因而可用温度的上限为约900℃，并且难以将温度升高到能够除去氯化物的温度。为了能够在约1,000℃至1,200℃的高温下进行处理，必须使用这样的干馏釜，该干馏釜使用陶瓷代替耐热钢。然而，由于陶瓷制管形部件的尺寸增大，因此其难以制造，并且难以制造尺寸等于或大于常规干馏釜(例如，直径1m且长度10m)的陶瓷制干馏釜。此外，陶瓷制干馏釜的韧性比金属制干馏釜差，并且热冲击特性较差。因此，存在的问题是，当供应低温污泥时，干馏釜不能承受温差并会破裂。鉴于上述情况，本专利技术的一个目的是提供一种碳化炉，该碳化炉能够在高于1,000℃的温度下进行碳化处理，同时避免在将陶瓷材料用于作为干馏容器的干馏釜的情况中可能引起的制造性和热冲击特性的问题。本专利技术的碳化炉是这样一种碳化炉，该碳化炉包括炉体和干馏釜，干馏釜具有通过炉体的内部的滚筒，所述碳化炉被构造为使得待处理的材料从位于干馏釜的轴向上的一端侧的进口供应至干馏釜的内部，在旋转干馏釜的同时使待处理的材料沿着轴向移动，在移动过程中，通过干馏处理使待处理的材料碳化，并使所得的碳化材料从干馏釜的出口排出，其中所述干馏釜包括第一干馏釜和第二干馏釜，炉体的内部被分成包括第一温度受控区域和第二温度受控区域的区域，第一干馏釜设置在第一温度受控区域中，第二干馏釜设置在第二温度受控区域中，第二干馏釜包含陶瓷材料，第二温度受控区域被构造为受到控制以使得温度高于第一温度受控区域的温度，并且所述碳化炉被构造为使得待处理的材料在第一温度受控区域中被加热至预定温度，然后使经加热的待处理的材料供应至第二干馏釜的内部。本专利技术的碳化炉包括第一温度受控区域中的第一干馏釜和第二温度受控区域中的第二干馏釜，第二温度受控区域的温度被控制为高于第一温度受控区域的温度。各干馏釜可以由能够应对各自处理温度的材料制成。第二干馏釜可具有仅设置在第二温度受控区域内的尺寸，因此与仅在一个干馏釜中完成碳化处理的情况相比，可以实现第二干馏釜的小型化。因此，能够提高包含陶瓷材料的第二干馏釜的制造性。在这里，可用的陶瓷材料的实例包括氧化铝、碳化硅、氮化硅等。此外，在本专利技术的碳化炉中，待处理的材料被预先加热至预定温度，然后供应至第二干馏釜。因此，可以使高温的第二干馏釜与供应至第二干馏釜内部的待处理的材料之间的温差较小，从而可以缓和由温差引起的热冲击。因此，可以防止包含陶瓷材料的第二干馏釜由于热冲击而破裂。在如此构成的本专利技术的碳化炉中，可将处理温度升高至能够除去污泥中所含的一种或多种氯化物的温度。因此，例如，即使在污泥包含大量氯化物的情况中，也可以适当地进行碳化处理。包含大量氯化物的污泥为(例如)固体成分中氯的占比为约0.5％至3％的污泥。通过本专利技术的碳化炉制备的碳化产物的最终氯浓度为(例如)约0.05质量％以下。此外，在本专利技术中，第二干馏釜可以设置在第一干馏釜的下方，并且所述碳化炉可被构造为使得待处理的材料在第二干馏釜内沿与待处理的材料在第一干馏釜内的移动方向相反的方向移动。在上下设置两个干馏釜并将待处理的材料的移动路径设定为大致U形的情况中，可以缩短碳化炉的长度。此外，可以减小碳化炉的安装空间。在本专利技术中，碳化炉还可以包括连接容器，连接容器围绕第一干馏釜的一个端部，并且在连接容器的内部容纳有第一干馏釜的出口，其中连接容器具有向下的开口，该向下的开口形成在下端并且被构造为连接至位于第二干馏釜的进口侧的开口。这种连接容器可以在防止从第一干馏釜排出的待处理的材料由于与外部空气相接触而冷却的同时，将待处理的材料引导至第二干馏釜进口侧的开口。此外，在本专利技术中，第一温度受控区域可以设置在由待处理的材料产生的可燃气体的流动方向的上游侧，并且第二温度受控区域可以设置在流动方向的下游侧。这样的配置可以将在第一温度受控区域中加热至预定温度的高温可燃气体引入第二温度受控区域，从而能够容易地提高第二温度受控区域中的气氛温度。此外，在本专利技术中，干馏釜可以包括多个各自平行设置在第二温度受控区域的第二干馏釜，并且所述碳化炉还可以包括分配装置，该分配装置被构造为使得从第一干馏釜排出的待处理的材料被分配并供应至多个第二干馏釜中的每一个第二干馏釜中。这样的配置可以在保持整个碳化炉的处理能力的同时，实现待用于高温处理的第二干馏釜的进一步小型化。此外，可以使包含陶瓷材料的第二干馏釜的制造性更令人满意。如上所述的本专利技术可以提供这样一种碳化炉，该碳化炉能够在高于1,000℃的温度下进行碳化处理，同时避免在将陶瓷材料用于作为干馏容器的干馏釜的情况中可能产生的制造性和热冲击特性的问题。附图说明图1为示出包括本专利技术实施方案的碳化炉的碳化处理设备的整体构成的图。图2为示出图1中的干燥器的构成的图。图3为示出图1中的碳化炉的构成的图。图4为示出图3中的碳化炉的上半部分的图，该上半部分包括第一温度受控区域。图5为示出图3中的碳化炉的下半部分的图，该下半部分包括第二温度受控区域。图6为示出本专利技术另一个实施方案的主要部分的图。附图标记和符号的说明28、28B：碳化炉30：炉体32：第一干馏釜34、34A、34B：第二干馏釜56：第一温度受控区域57：第二温度受控区域66：出口80、80B：连接容器104：引导板(分配装置)具体实施方式下面将参照附图详细描述本专利技术的实施方案。图1示出了包括本专利技术实施方案的碳化炉的碳化处理设备1的整体构成。在该图中，由附图标记10表示的部件为接收料斗(用于脱水污泥的存储罐)。将包含有机物质的污泥脱水至水含量为约70％至85％(通常约80％)，并且所得的脱水污泥首先被接收到接收料斗10中。在接收料斗10中接收的脱水污泥经中间存储罐12通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳化炉，包括炉体和干馏釜，所述干馏釜具有通过所述炉体的内部的滚筒，所述碳化炉被构造为使得待处理的材料从位于所述干馏釜的轴向上的一端侧的进口供应至所述干馏釜的内部，在旋转所述干馏釜的同时使所述待处理的材料沿着所述轴向移动，在移动过程中，通过干馏处理使所述待处理的材料碳化，并使所得的碳化材料从所述干馏釜的出口排出，其中所述干馏釜包括第一干馏釜和第二干馏釜，所述炉体的内部被分成包括第一温度受控区域和第二温度受控区域的区域，所述第一干馏釜设置在所述第一温度受控区域中，所述第二干馏釜设置在所述第二温度受控区域中，所述第二干馏釜包含陶瓷材料，所述第二温度受控区域被构造为受到控制以使得温度高于所述第一温度受控区域的温度，并且所述碳化炉被构造为使得所述待处理的材料在所述第一温度受控区域中被加热至预定温度，然后使经加热的所述待处理的材料供应至所述第二干馏釜的内部。

【技术特征摘要】
2018.03.16 JP 2018-0497951.一种碳化炉，包括炉体和干馏釜，所述干馏釜具有通过所述炉体的内部的滚筒，所述碳化炉被构造为使得待处理的材料从位于所述干馏釜的轴向上的一端侧的进口供应至所述干馏釜的内部，在旋转所述干馏釜的同时使所述待处理的材料沿着所述轴向移动，在移动过程中，通过干馏处理使所述待处理的材料碳化，并使所得的碳化材料从所述干馏釜的出口排出，其中所述干馏釜包括第一干馏釜和第二干馏釜，所述炉体的内部被分成包括第一温度受控区域和第二温度受控区域的区域，所述第一干馏釜设置在所述第一温度受控区域中，所述第二干馏釜设置在所述第二温度受控区域中，所述第二干馏釜包含陶瓷材料，所述第二温度受控区域被构造为受到控制以使得温度高于所述第一温度受控区域的温度，并且所述碳化炉被构造为使得所述待处理的材料在所述第一温度受控区域中被加热至预定温度，然后使经加热的所述待处理的材料供应至所述第二干馏釜的内部。2.根据权利要求1所述的碳化炉，其中所述第二干馏釜设置在所述第一干馏釜的下方，并且所述碳化炉被构造为使得所述待处理的材料在所述第二干馏釜内沿...

【专利技术属性】
技术研发人员：松尾国雄，加藤正士，北林诚，
申请(专利权)人：大同特殊钢株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP