有机物碳化处理装置与碳化处理方法
【专利摘要】提供一种能够提高食品废弃物等有机物碳化处理效率的有机物碳化处理装置。该装置结构包括：用于收纳有机物的收纳容器2、转送收纳容器的转移输送机31、由长度方向两侧带开口3a和3b的管体组成的碳化处理炉3、过热蒸汽发生装置4、将过热蒸汽发生装置4所产生的过热蒸汽供应至碳化处理炉3内部的供汽管5，其中转移输送机31安装在碳化处理炉的内部。
【专利说明】有机物碳化处理装置与碳化处理方法
【技术领域】
[0001]本发明适用于对厨余垃圾和食品余料等食品废弃物进行碳化处理，提供一种有机物碳化处理装置与碳化处理方法。
【背景技术】
[0002]以厨余垃圾、食品余料等食品废弃物等为代表的有机物类废弃物的处理方法中，在无氧状态下使过热蒸汽接触有机物类废弃物进行碳化处理的方法广为人知。已知的用于该处理的碳化处理装置结构包括:装水的水箱；使前述水箱转送的水变成蒸汽的锅炉；内部配有用于加热前述锅炉所转送蒸汽并产生常压过热蒸汽的发热体、将该发热体所产生过热蒸汽供应给有机物并进行碳化处理的碳化炉；通过管道与前述碳化炉相连的、用于连续热分解碳化处理过程中由前述有机物释放的臭气的热分解装置。该装置的剩余蒸汽处理手段为:通过管道使前述碳化炉与前述水箱相连，冷却碳化处理过程中在前述碳化炉内部所产生的剩余蒸汽并对得到的剩余水分进行除臭处理；在收集由此产生的过滤水的同时，当该过滤水收集至规定量时，将该规定量的过滤水转送至前述水箱中(参阅专利文献I)。
[0003]早期技术文献 专利文献
专利文献1:特开2005—139303号公报 发明概述
发明拟解决的课题
然而，上述传统碳化处理 装置存在一个问题，那就是在从碳化炉投入口投入有机物并密封碳化炉、再用过热蒸汽对有机物进行碳化处理之后，要暂停碳化处理装置并从碳化炉排出口回收碳化物，即使全新的有机物处理对象也要重复这种一连串的操作，因此碳化处理的效率低。
[0004]本发明借鉴相关技术背景而来，目的是提供一种能够提高食品废弃物等有机物碳化处理效率的有机物碳化处理装置与有机物碳化处理方法。
【发明内容】
[0005]为达成上述目的，本发明提供下列手段。
[0006]本发明提供的有机物碳化处理装置结构和特征如下:
[I]用于收集有机物的收纳容器、转送前述收纳容器的转移输送机、由长度方向两侧设有开口的管体组成的碳化处理炉、过热蒸汽发生装置、将前述过热蒸汽发生装置所产生过热蒸汽供应给前述碳化处理炉内部的供汽管。前述碳化处理炉的内部装有前述转移输送机。
[0007][2]前述供汽管前端开口设在位于前述碳化处理炉内部的前述转移输送机下方。
[0008][3]前述碳化处理炉两端的开口中设有可自由开关的端部快门；前述碳化处理炉的长度方向中间区域设有用于隔开内部空间且可自由开关的隔门。[0009][4]前述隔门有多个，这些隔门彼此沿着碳化处理炉的长度方向错开排列。
[0010][5]前述碳化处理炉中，前述供汽管分别向前述端部快门与前述隔门密闭形成的多个独立内部空间供应过热蒸汽；前述供汽管供应给各独立内部空间的过热蒸汽的温度根据各独立内部空间分别控制为不同温度，并且将前述收纳容器转送方向下侧温度控制得较闻。
[0011][6]前述转移输送带有一对，设置在前述碳化处理炉宽度方向。
[0012][7]前述收纳容器的底面设有在输送时会在一对转移输送机之间间隙下方相应区域的部分位置出现的多个小孔。
[0013][8]前述一对转移输送机间隙的下方位置配有一个金属回收容器，用于回收通过前述收纳容器底面小孔而落下的金属。
[0014][9]前述供汽管中配有一个加热装置，用于在前述碳化处理炉外部的中途位置进行加热。
[0015][10]配有冷凝器、和一端连至前述碳化处理炉且另一端连至前述冷凝器的回收管、以及回收前述冷凝器所凝缩的冷凝液的回收容器。
[0016][11]配有安装在前述回收管中间的催化反应器。
[0017]本发明中的有机物碳化处理方法特征如下:
[12]收纳有机物的收纳容器由输送机转送至碳化处理炉的内部空间内，碳化处理炉由长度方向两侧带开口的管体组成；前述转送完成后，通过将过热蒸汽供应至前述碳化处理炉的内部，对前述有机物进行碳化处理；前述碳化处理完成后，由输送机将前述收纳容器排出到前述碳化处理炉的外部。`
[0018][13]前述有机物属于含有金属的有机物，前述收纳容器采用底面的一部分带有多个小孔的收纳容器；在前述碳化处理工艺中，通过前述收纳容器的底面小孔而落下的熔融金属回收至金属回收容器中。
[0019][14]前述过热蒸汽的温度在150°C以上。
[0020][15]前述有机物为食品废弃物。
[0021]发明效果
[I]中的发明能够连续向长度方向两侧带开口的管体所构成的碳化处理炉内部供应过热蒸汽，即使两侧处于开口状态，在使用过热蒸汽处理有机物之际外部空气也不会进入内部(能够实现无氧状态或者接近无氧的状态)，因此能够使有机物完全碳化。此外，由于能够采用输送机转送收纳有机物的收纳容器，故而能够连续且高效地对有机物进行碳化处理。
[0022][2]的发明中，供汽管的前端开口设在转移输送机的下方，因此可使过热蒸汽充满碳化处理炉的内部空间，从而可使有机物彻底碳化。
[0023][3]的发明中，碳化处理炉两侧的开口处设有可自由开关的端部快门，并且碳化处理炉长度方向的中间区域内设有隔开内部空间的、可自由开关的隔门，所以至少能够使碳化处理炉的内部空间形成两个独立的密闭空间。因此，可使各独立密闭空间控制为不同的温度(通过使供应给各独立密闭空间的过热蒸汽温度保持不同值，从而可控制各独立密闭空间内的温度)，至少能够采用两阶温度进行过热蒸汽碳化处理。
[0024][4]的发明中设有多个隔门，由于这些隔门沿着碳化处理炉的长度方向相互错开排列，因此至少能够使碳化处理炉的内部空间形成三个独立的密闭空间。因此，可使各独立密闭空间控制为不同的温度(通过使供应给各独立密闭空间的过热蒸汽温度保持不同值，从而可控制各独立密闭空间内的温度)，至少能够采用三阶温度进行过热蒸汽碳化处理。
[0025][5]的发明中，在碳化处理炉内由端部快门与隔门关闭形成多个独立内部空间，由供汽管向各空间分别供应过热蒸汽，各个独立内部空间均可控制为不同的供汽温度，并且前述收纳容器转送方向下侧的温度可控制得较高，因此下侧至少可依序采用两阶温度用过热蒸汽对有机物进行碳化处理。
[0026][6]的发明中，转移输送机由沿着碳化处理炉宽度方向错开的一对转移输送机构成(这对转移输送机之间留有空隙)，因此配备了回收穿过收纳容器底面小孔与输送机之间间隙而依次落下的金属的金属回收容器，当碳化处理对象的有机物中混有金属成分时，能够将该金属成分分离开并回收至金属回收容器中。
[0027][7]的发明中，收纳容器的底面中设有在输送时会在一对转移输送机之间间隙下方相应区域的部分位置出现的多个小孔，由供汽管所供应的过热蒸汽不但会通过收纳容器上部的开口，还能够通过收纳容器底面的多个小孔，从而接触到收纳容器内的有机物，这样就能够进一步使收纳容器内的有机物充分碳化。
[0028][8]的发明中，一对转移输送机之间间隙的下方位置配有金属回收容器，该容器用于回收通过回收容容器底面的小孔而落下的金属，如果碳化处理对象的有机物中含有金属成分，能够将该金属成分分离并回收至该金属回收容器中。由于进行碳化处理使得收纳容器内部碳化物(有机物被碳化后得到的碳化物)与金属混合存在，但是由于熔化而变成液态且比重大的金属会通过小孔而落到下方从而被收集至金属回收容器中。另一方面，碳化物容易凝集且相对比重较轻，因此形成浮游在熔融金属上方的状态从而残留在收纳容器内。这样，就能够分离碳化物和金属。
[0029][9]的发明中，供汽管中配有加热装置用于加热碳化处理炉外部的中途位置，因此能够确保使更高温度的过热蒸汽与有机物相互接触，从而能够更为高效地碳化收纳容器内的有机物。
[0030][10]的发明中，配有冷凝器、和一端连至碳化处理炉且另一端连至冷凝器的回收管、以及回收冷凝器冷凝后形成的冷凝液的回收容器，因此在碳化处理炉内的汽化成分(蒸汽、有机物产生的热分解成分、轻油馏分、重油馏分、煤油馏分等)可通过回收管被收集至冷凝器中，而后由该冷凝器冷凝之后收集至回收容器，故而能够减轻环境负荷。
[0031][11]的发明中，回收管的中间设有催化反应器，因此利用这个催化反应器能够除去氯和氧等物质，具备便于利用回收容器中所收集冷凝液(回收液)的优点。
[0032][12] 的发明中，由长度方向两侧带开口的管体所形成的碳化处理炉的内部配有收纳有机物的收纳容器，由于在这种状态下将过热蒸汽供应给碳化处理炉的内部，因此即使在碳化处理炉两侧开口的状态下，采用过热蒸汽处理有机物之际，外部的空气也不会进入炉内(能够形成无氧状态或者接近无氧的状态)，故而能够使有机物充分碳化。此外，由于采用转移输送机转送收集有机物的收纳容器，能够连续且高效地对有机物进行碳化处理。
[0033][13]的发明中，碳化处理过程中，通过收纳容器底面的小孔落下的熔融金属被回收至金属回收容器中，因此能够将碳化处理对象有机物中所混合的金属成分与碳化物分离开，并将金属收集到金属回收容器中。所以，(碳化处理方法)所得到的碳化物(碳)不含或者几乎不含金属成分，故而能够有效运用于各种用途。
[0034][14]的发明中，供应给碳化处理炉内部的过热蒸汽温度在150°C以上，因此能够使得收纳容器内的有机物充分碳化。
[0035][15]的发明能够连续且高效地对厨余垃圾等食品废弃物进行碳化处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0036][图1]表示本发明相关的有机物碳化处理装置的一种实现形态的平面图。
[0037][图2]图1所示碳化处理装置的主视图(但是，过热蒸汽发生装置、锅炉与供汽管省略未记载)。
[0038][图3]图1中A—A线剖面图。
[0039][图4]图1中B—B线剖视图。
[0040][图5]表示收纳容器范例之一的图，Ca)为在错开状态展示载板与收纳容器的斜视图，(b )为收纳容器的仰视图。
[0041][图6]为分离金属回收容器的斜视图。
[0042][图7]表示本发明相关的有机物碳化处理装置其他实现形态的平面图。
[0043][图8]图7中碳化处理装置的主视图。
[0044][图9]图7中C一C线剖视图。
[0045][图10]图7中D-D线剖视图。
【具体实施方式】
[0046]本发明相关的有机物碳化处理装置实施形态之一如图1至4所示。这个碳化处理装置适合用于对食品废弃物(厨余垃圾、食品余料等)进行碳化处理。
[0047]前述碳化处理装置I由收纳容器2、转移输送机31/32/33/34、碳化处理炉3、过热蒸汽发生装置4、供汽管5和锅炉6组成。
[0048]前述碳化处理炉3由长度方向两侧带开口 3a和3b的管体构成。一侧的开口部3a为将前述收纳容器2供给炉3内部的入口，另一侧的开口 3b为将前述收纳容器2排出到炉3外部的出口。
[0049]前述碳化处理炉3如图3和图4所示，其横截面形状为接近矩形。前述碳化处理炉3由底壁在地面上形成，该地面上截面形状以近似-字体的长方形形成密闭状态。
[0050]前述碳化处理炉3—端的开口 3a中装有可自由开关的端部快门40。前述碳化处理炉3 —端的上方装有快门开关气缸16A，通过这个开关气缸16A的驱动可使前述端部快门40上下移动。使前述端部快门40下降能够关闭前述碳化处理炉3 —端的开口 3a ;另一方面，使前述端部快门4 O上升能够打开前述碳化处理炉3 —端的开口 3a。
[0051]前述碳化处理炉3另一端的开口部3b中装有可自由开关的端部快门44。前述碳化处理炉3另一端的上方装有快门开关气缸16E，通过这个开关气缸16E的驱动能够上下移动前述端部快门44。通过使前述端部快门44下降能够关闭前述碳化处理炉3另一端的开口部3b ;另一方面，通过使前述端部快门44上升能够打开前述碳化处理炉3另一端的开口3b ο [0052]前述碳化处理炉3长度方向的中间区域设有能够自由开关的、隔开内部空间的隔门 41,42 和 43。
[0053]前述碳化处理炉3中，依次装有端部快门40、第I道隔门41、第2道隔门42、第3道隔门43和端部快门44。这样，相邻的快门按照等间距依次排列在碳化处理炉3长度方向，当5个快门40、41、42、43和44关闭(下降移动)时，前述碳化处理炉3的内部空间从一侧的开口部(入口)3a到另一端开口(出口)3b，依次开成第I独立内部空间51、第2独立内部空间52、第3独立内部空间53、第4独立内部空间54共计4个独立内部空间(独立密闭空间)(参照图1和图2)。
[0054]前述碳化处理炉3的上壁中，在安装前述第I道隔门41的位置对应之处装有快门开关气缸16B。通过这个开关气缸16B的驱动，可使前述第I道隔门41上下移动。
[0055]前述碳化处理炉3的上壁中，安装前述第2道隔门42的位置相应之处装有快门开关气缸16C。通过这个开关气缸16C的驱动，可使前述第2道隔门42上下移动。
[0056]前述碳化处理炉3的上壁中，安装前述第3道隔门43的位置相应之处装有快门开关气缸16D。通过这个开关气缸16D的驱动，可使前述第3道隔门43上下移动。
[0057]前述碳化处理炉3的上壁中，第I区(形成第I个独立内部空间51的区间)W中，设有可自由开关的排气口 11 ;在前述碳化处理炉3的上壁中，第2区(形成第2个独立内部空间52的区间)X中，设有可自由开关的排气口 11 ;前述碳化处理炉3的上面壁中，第3区(形成第3个独立内部空间53的区间)Y中，设有可自由开关的排气口 11。
[0058]前述碳化处理炉3的上壁中，第4区(形成第4个独立内部空间54的区间)Z中，设有2个可自由开关的通气口 19。此外，前述碳化处理炉3的上壁第4区Z中一端与排气管12相连，而该排气管12的另一端安装着排气扇13 (参照图4)。来自前述排气扇13的废气通过上端开口的排气烟囱18排出(参照图4)。即:在打开前述通气口 19的状态下驱动排气扇13，可通过排气管12和排气烟囱18将第4个独立内部空间54的气体排放出去，由此可冷却第4个独立内部空间54。
`[0059]前述碳化处理炉3的侧壁设有可自由开关的检查窗15。前述检查窗15采用玻璃等透明材料制成。通过这个检查窗15，能够观察与检测碳化处理中的碳化处理炉3内部。
[0060]前述碳化处理炉3的内部装有前述转移输送机31、32、33和34(参照图1和图2)。即:从一侧的开口(入口)3a到另一侧的开口(出口)3b，依次装有第I转移输送机31、第2转移输送机32、第3转移输送机33和第4转移输送机34。
[0061]前述第I转移输送机由沿前述碳化处理炉3宽度方向错开排列的一对转移输送机31、和31组成。前述第2转移输送机由沿前述碳化处理炉3宽度方向错开排列的一对转移输送机32和32组成。前述第3转移输送机由沿前述碳化处理炉3宽度方向错开排列的一对转移输送机33和33组成。另一方面，前述第4转移输送机由沿前述碳化处理炉3宽度方向无需错位而相邻安装的一对转移输送机34和34组成。
[0062]前述第I转移输送机31可由输送机驱动装置14A (与其他转移输送机)独立驱动(往复驱动)。前述第2转移输送机32可由输送机驱动装置14B(与其他转移输送机)独立驱动(往复驱动)。前述第3转移输送机33可由输送机驱动装置14C (与其他转移输送机)独立驱动(往复驱动)。前述第3转移输送机34可由输送机驱动装置14D (与其他转移输送机)独立驱动(往复驱动)。
[0063]供给输送机由沿前述碳化处理炉3宽度方向错开排列的一对转移输送机30和30组成；排出传送机由沿前述碳化处理炉3宽度方向错开排列的一对排出输送机35和35组成；。
[0064]前述供给输送机30可由输送机驱动装置14X (与其他转移输送机)独立驱动(往复驱动)；前述排出输送机35可由输送机驱动装置14Y (与其他转移输送机)独立驱动(往复驱动)。
[0065]这些各一对的供給输送机30、转移输送机31/32/33/34、排出输送机35 从下方支撑着前述收纳容器2，能够从入口 3a侧到出口 3b侧依次转送。
[0066]前述收纳容器2为将食品废弃物等有机物收入其中的容器。前述收纳容器2只要有容器的部分(最好为上方)中带有开口即可。在本实现形态中，前述收纳容器2由上面开放的长方体容器构成。前述收纳容器2底面的部分(底部中央的水平面部2C)开有多个小孔2a(参照图5)。即:前述收纳容器2的底面中与转送时前述一对转移传送机之间间隙36相应区域，局部开有多个小孔2a (参照图3和图5)。前述收纳容器2的材料无特殊规定，可使用金属(铁、不锈钢等)、陶瓷等。前述收纳容器2的底面由中央的水平部位2C和从该水平面部2C两侧到外部的、从下向上倾斜的左右一对倾斜面2B和2B组成(参照图3和图5)。于是，采用过热蒸汽进行碳化处理而在收纳容器2内产生的熔融金属(混在有机物中的金属成分)，由于倾斜面2B的倾斜而流向中央的水平面2C，并通过水平面2C的小孔2a掉落到下方，从而被收集至金属回收容器8内(参照图3)。
[0067]前述小孔2a的大小无特殊限定，但长径(圆形时为直径，正方形时为对角线长)最好设定为0.1mm至IOmm,其中小孔2a的长径最好设定为2mm至5mm。
[0068]前述收纳容器2的内部空间内放有载板9 (参照图3和图5)。前述载板9中有多个孔9a (参照图5)。在本实现形态中，前述载板9全体中有多个孔9a (参照图5)。前述孔9a的大小无特别规定，但长径(若为圆形则为直径，若为正方形则为对角线长度)最好设定为7mm至15mm。将这种载板9放置在收纳容器2的内部空间内，能够阻止将有机物中所混大尺寸异物从载板9上转送到下 方。此外，由于收纳容器2的底面存在着倾斜面2B，载板9即使放置在收纳容器2的内部空间内，也能够确保该载板9和收纳容器2的底面水平面2C之间的空间(参照图3和图5)。
[0069]前述锅炉6是用水生成蒸汽的装置。锅炉6中所产生的蒸汽通过连管17被转送至前述过热蒸汽发生装置4中。即:前述锅炉6和前述过热蒸汽发生装置4通过连管17相连(参照图1)。前述锅炉6无特殊指定，可使用贯流蒸汽锅炉等。
[0070]前述过热蒸汽发生装置4是利用蒸汽产生过热蒸汽的装置。即:过热蒸汽发生装置4利用前述锅炉6转送的蒸汽产生过热蒸汽。在本实现形态中，包括前述第I独立内部空间51内所连的I台过热蒸汽发生装置4、前述第2独立内部空间2内所连的I台过热蒸汽发生装置4、和前述第3独立内部空间53内所连的I台过热蒸汽发生装置4，共有3台过热蒸汽发生装置。因此，前述锅炉6共计3台，包括:前述第I独立内部空间51所连的锅炉
6、前述第2独立内部空间52所连的锅炉6和前述第3独立内部空间53所连的I台锅炉6。
[0071]前述过热蒸汽发生装置4无特殊限定，可采用感应过热式的过热蒸汽发生装置。前述过热蒸汽发生装置4所产生过热蒸汽的温度可为700°C，但是并未对该条件作限定。为了使有机物充分碳化，最好采用前述过热蒸汽发生装置4生成150°C以上的过热蒸汽。其中，为了控制能源成本和充分进行有机物碳化处理 ，最好利用前述过热蒸汽发生装置4产生160°C至1000°C的过热蒸汽。
[0072]前述供汽管5 —端连至前述过热蒸汽发生装置4，另一端在前述碳化处理炉3的内部空间开口。即:前述供汽管5的前端开口 5a设在前述碳化处理炉3内转移输送机的下方。由此，前述供汽管5将前述过热蒸汽发生装置4生成的过热蒸汽供应给前述碳化处理炉3。
[0073]前述供汽管5中设有用于加热前述碳化处理炉3外部中间位置的加热装置7 (参照图1至3)。在本实现形态中，上述加热装置7采用加热炉。
[0074]前述一对第3转移输送机33和33之间间隙36的下方位置装有金属回收容器8(参照图3);前述一对第2转移输送机32和32之间间隙36的下方位置装有金属回收容器8 ;前述一对第I转移输送机31和31之间间隙36的下方位置装有金属回收容器8。前述金属回收容器8由上面开放的容器组成(参照图6)。前述金属回收容器8是用于回收通过前述收纳容器2底面小孔2a (此外，通过前述间隙36)落下的金属的容器。为确保无遗漏地回收落下的金属，前述金属回收容器8任意一个的尺寸均设定得能够覆盖各转移输送机间隙36长度方向从一端到另一端相应的区域。前述金属回收容器8在长度方向的中央部位有铸块形成用凹坑8A。为使熔融金属流向该铸块形成用凹坑8A中，前后设有一对倾斜面8c和8c与该凹坑8A上边相邻(参照图6 )。于是，流入前述金属回收容器8内的熔融金属经由倾斜面8c和8c流向铸块形成用凹坑8A，并储存在该铸块形成用凹坑8A内。此外，前述铸块形成用凹坑8A的底板Sb可拆卸，在该铸块形成用凹坑8A内冷却(通常为停止装置I后冷却)固化的金属铸块，通过取上底板Sb即可从下方拔出并回收。 [0075]在本实现形态中，前述第I独立内部空间51内由前述供汽管5所供过热蒸汽的温度控制在500°C。前述第2独立内部空间52内由前述供汽管5所供过热蒸汽的温度控制在900°C。此外，前述第3独立内部空间53内由前述供汽管5所供过热蒸汽的温度控制为1200°C。上述只是供应给前述各独立内部空间内的过热蒸汽的温度范例，并未限定为这些条件。
[0076]此外，在前述第4独立内部空间54中，通过驱动排气扇13并经由排气管12和排气烟囱18排气，使第4独立内部空间54内冷却(参照图4)。即:前記第4独立内部空间54中，伴随前述排气活动，由前述通气口 19重新吸入外部空气进行空冷。
[0077]接下来，采用本发明的碳化处理装置I就有机物碳化处理方法的范例之一进行说明。
[0078]作为碳化处理对象的有机物并未特别限定，可以包括食品废弃物(厨余垃圾、食品余料等)、木材(包括铁道枕木)、塑胶、渔网、电路板(IC电路板等)和轮胎等。
[0079]首先，碳化处理中要事先打开碳化处理炉3的排气口 11和碳化处理炉3的通气口19。
[0080]把收纳处理对象有机物的4个收纳容器2放到供給输送机30上转送，转移至第I转移输送机31后继续转送，将这些收纳容器2放置在碳化处理炉3的第I区W中。
[0081]而后，关闭端部快门40及第I隔门41形成第I独立内部空间51 ;按照规定时间(比如14分钟)从供汽管5前端开口 5a向这个第I独立内部空间51内供应500°C的过热蒸汽，对收纳容器2内的有机物进行碳化处理。此时，如果有机物中混有锡、铅、锂、镁，锆、金、银、铜和钕等金属，锡、铅和锂等将被500°C的过热蒸汽熔化，并通过收纳容器2底面的小孔2a而落下，被回收到第I独立内部空间51内的金属回收容器8内。
[0082]接下来，打开端部快门40及第I隔门41，由第I转移输送机31转送第I独立内部空间51内的收纳容器2，转移至第2转移输送机32上后继续转送，这样即可将这4个收容容器2放到碳化处理炉3的第2区X中。与此同时，将收纳处理对象有机物的4个新收纳容器2放在供给输送机30上转送，移动至后面的第I转移输送机31上后继续转送，这样即可将这些新收纳容器2放在碳化处理炉3的第I区W中。
[0083]接下来，关闭端部快门40、第I隔门41及第2隔门42形成第I独立内部空间51和第2独立内部空间52。按照规定时间(比如14分钟)从供汽管5前端开口 5a向这个第2独立内部空间52内供应500°C的过热蒸汽，即可对收容容器2内的有机物进行碳化处理。与此同时，按照规定时间(比如14分钟)从供汽管5前端开口 5a向这个第2独立内部空间52内供应900°C的过热蒸汽，继续对收纳容器2内的有机物进行碳化处理。在第2独立内部空间52内，有机物中所混入的金属(比如镁、锆、金、银、铜和钕)之中，镁和锆被900°C的过热蒸汽熔化，通过收纳容器2底面的小孔2a落下，被回收到第2独立内部空间52内的金属回收容器8内。此外，在第I独立内部空间51内，如前述相同，有机物中所混有的金属之中，锡、铅和锂等被500°C的过热蒸汽熔化，通过收纳容器2底面的小孔2a落下，并被回收到第I独立内部空间51内的金属回收容器8内。
[0084]接下来，打开端部快门40、第I隔门41及第2隔门42，利用第2移送输送机32转送第2独立内部空间52内的收纳容器2，转移到后面的第3转移输送机33上后继续转送，这样即可将这4个收纳容器2放在碳化处理炉3的第3区Y中。与此同时，利用第I转移输送机转送第I独立内部空间51内的收纳容器2，转移到第2转移输送机32上后继续转送，由此将这4个收纳容器2放到碳化处理炉3的第2区X中。与此同时，将收纳处理对象有机物的新收纳容器2放在供给输送机30上并转，转移到后面的第I转移输送机31后继续转送，将新收纳容器2放在碳化处理炉3的第I区W中。
[0085]接下来，关闭端部快门40、第I隔门41、第2隔门42及第3隔门43，形成第I独立内部空间51、第2独立内部空间52及第3独立内部空间53。按照规定时间(比如14分钟)从供汽管5前端开口 5a向第I独立内部空间51内供应500°C的过热蒸汽，对收纳容器2内的有机物进行碳化处理。与此同时，按照规定时间(比如14分钟)从供汽管5前端开口 5a向第2独立内部空间52内供应900°C的过热蒸汽，继续对收纳容器2内的有机物进行碳化处理。与此同时，按照规定时间(比如14分钟)从供汽管5前端开口 5a向第3独立内部空间53内供应1200°C的过热蒸汽。如果第3独立内部空间53内的有机物中混有金、银、铜和钕等金属，这些金、银、铜和钕被1200°C的过热蒸汽熔化，通过收纳容器2底面的小孔2a后落下，被回收到第3独立内部空间53内的金属回收容器8内。此外，第2独立内部空间52内与前述相同，有机物中所混的金属(比如镁、锆、金、银、铜和钕等)之中，镁和锆等被900°C的过热蒸汽熔化，通过收纳容器2底面的小孔2a后落下，被回收到第2独立内部空间52内的金属回收容器8内。另一方面，第I独立内部空间51内与前述相同,有机物中所混的金属(比如锡、铅、锂、镁、铬、金、银、铜、钕等)之中，锡、铅和锂等被500°C的过热蒸汽熔化，通过收纳容器收纳容器2底面的小孔2a后落下，被回收到第第I独立内部空间51内的金属回收容器8内。
[0086]接下来，打开端部快门40、第I隔门41、第2隔门42及第3隔门43，利用第3转移输送机33转送第3独立内部空间53内的收纳容器2，转移到后面的第4转移输送机34上后继续转送，将这4个收纳容器2放在碳化处理炉3的第4区Z中。与此同时，利用第2转移输送机32转送第2独立内部空间52内的收纳容器2，转移到后面的第3转移输送机33上后继续转送，将这4个收纳容器2放到碳化处理炉3的第3区Y中。与此同时，利用第I转移输送机31转送第I独立内部空间5 I内的收纳容器2，转移到后面的第2转移输送机32上后继续转送，将这4个收纳容器2放到碳化処理炉3的第2区X中。与此同时，将收纳处理对象有机物的4个新收纳容器2放在供給输送机30上并转送，转移到后面的第I转移输送机31上后继续转送，将新收纳容器2放在碳化处理炉3的第I区W中。
[0087]接下来，关闭端部快门40、第I隔门41、第2隔门42、第3隔门43及端部快门44，形成第I独立内部空间51、第2独立内部空间52、第3独立内部空间53及第4独立内部空间54。按照规定时间(比如14分钟)从供汽管5前端开口 5a向第I独立内部空间51内供应500°C的过热蒸汽，对收纳容器2内的有机物进行碳化处理。与此同时，按照规定时间(比如14分钟)从供汽管5前端开口 5a向第2独立内部空间52内供应900°C的过热蒸汽，继续对收纳容器2内的有机物进行碳化处理。与此同时，按照规定时间(比如14分钟)从供汽管5前端开口 5a向第3独立内部空间53内供应1200°C的过热蒸汽，继续对收纳容器2内的有机物进行碳化处理。与此同时，在第4独立内部空间54内驱动排气扇13，通过排气管12和排气烟囱18将内部空间54内的气体排放到外部，这样一来，经由通气口 19将新鲜外部空气吸入第4独立内部空间54内，从而使第4独立内部空间54内空气与碳化物物等冷却下来。
[0088]接下来，打开端部快门40、第I隔门41、第2隔门42、第3隔门43及端部快门44，利用第4转移输送机34转送第4独立内部空间54内的收纳容器2，移动到后面的排出输送机35上，完成该收纳容器2内的有机物碳化处理过程。排出至前述排出输送机35上的收纳容器2内，存在通过H碳化处理得到的碳化物(碳)。
[0089]此外，如果有机物混有铁，由于铁的融点高达1535°C，铁无法被回收到前述金属回收容器8中，而是与碳化物一同被回收到排出至前述排出输送机35上的收纳容器2内。如果有机物中混有镍、铬、钴和锰，这些金属`成分也不会被回收到前述金属回收容器8中，而是与碳化物一同被回收到排出至前述排出输送机35上的收纳容器2内。
[0090]下面通过依次重复上述操作，即可对多个收纳容器2内的有机物进行碳化处理；同时，还能够将锡、铅和锂回收到第I独立内部空间51内的金属回收容器8内，将镁和锆等回收到第2独立内部空间52内的金属回收容器8内，将金、银、铜和钕等回收到第3独立内部空间53内的金属回收容器8内。这样一来，在实现高效碳化有机物的同时，还能够将有机物中存在的金属与有机物(碳化物)分离开并回收起来。此外，通过向各独立内部空间供应不同温度的过热蒸汽，还能够将前述有机物中的金属分离到2个以上的复数群组中进行回收。
[0091]从前述供汽管5前端开口 5a释放的过热蒸汽的温度最好在150°C以上。其中，从供汽管5前端开口 5a释放的过热蒸汽的温度在160°C至1000°C之间尤为理想。此时，在控制能源成本的同时，还能够充分碳化有机物。
[0092]上述有机物碳化处理方法不过是其中范例之一，并非限定为这种模式。
[0093]接下来，本发明相关的有机物碳化处理装置其他实施形态如图7至10所示。在这种实施形态中，装置构成包括冷凝器61、一端连至前述碳化处理炉3且别一端连至前述冷凝器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，其与前述实施形态(图1至4)的结构大相径庭。此外，还存在其他不同点，下面将对这些进行阐明。由于与前述实施形态(图1至4)相同的结构采用了相同的符号，故而其说明也略去。
[0094]前述回收管62的一端连至前述碳化处理炉3的排气口 11 (参照图7、图9)。此外，前述回收管62的中间位置配有催化反应器64 (参照图7、图9)。
[0095]前述冷凝器是将汽化成分凝缩成液体的装置。在本实施形态中，采用水冷方式的装置。前述冷凝器61对经由回收管62从碳化处理炉3内转送而来的汽化成分(蒸汽、来自有机物的热分解成分、轻油馏分、重油馏分、煤油馏分等)进行冷凝处理使其变成液体(冷凝液)。
[0096]前述回收容器63安装在前述冷凝器61的下方，回收从前述冷凝器61上滴落的液体(冷凝液)(参照图9)。
[0097]前述催化反应器64能够除去流经回收管62内部的汽化成分之中的氯与氧等物质。前述催化反应器64所用的催化成分未特殊限定，可使用氧气铁和氢氧化纳等。
[0098]在本实施形态中，能够将碳化处理炉3内的各类汽化成分回收至回收容器63中(不释放到外部环境中而是能够回收)，因此能够减轻环境负荷。此外，由于催化反应器64能够除去氯和氧等，具备使回收容器63中所回收冷凝液(回收液)易于利用的优点。
[0099]在本实施形 态中，过热蒸汽发生装置4产生的过热蒸汽经由供汽管5供应给碳化处理炉3内部，前述供汽管5在碳化处理炉3的外部分为上方供汽管5X和下方供汽管5Y。前述上方供汽管5X在前述碳化处理炉3的内部上方从宽度方向一侧延设至另一侧，而前述下方供汽管5Y在前述碳化处理炉3的内部下方从宽度方向的一端侧延设至另一侧(参照图9)。前述上方供汽管5X中沿着宽度方向间隔设有8个过热蒸汽喷嘴20，前述下方供汽管5Y中沿着宽度方向间隔设有9个过热蒸汽喷嘴21 (参照图9)。这样，前述过热蒸汽发生装置4中产生的过热蒸汽，通过前述供汽管5由前述过热蒸汽喷嘴20和21释放出去，使得过热蒸汽充满前述碳化处理炉3内，对收纳容器2内的有机物进行碳化处理。
[0100]在本实施形态中，除第I~4独立内部空间71、72、73和74外，下游侧还形成了第5独立内部空间75。即:在图7和图8中，45是第4隔门，37是第5转移输送机，V是第5区。
[0101]在本实施形态中，由前述供汽管5供应给前述第I独立内部空间71内的过热蒸汽的温度ti控制在150°C至500°C (例比如500°C)。由前述供汽管5供应给第2独立内部空间72内的过热蒸汽的温度控制在300°C ^900°C (比如900°C )。由前述供汽管5供应给前述第3独立内部空间73内的过热蒸汽的温度控制在500°C至1200°C (比如1200°C )。由前述供汽管5供应前述第4独立内部空间74内的过热蒸汽的温度控制在100°C至15 (TC(比如110°C )。供应给前述各独立内部空间内的过热蒸汽的温度，上述只不过是其中的范例之一，并未限定为这些值。
[0102]在前述第5独立内部空间75中，通过驱动排气扇13并经由排气管12排气，使得第5独立内部空间75内冷却(参照图7和图10)。即:在前述第5独立内部空间75中，伴随前述排气而从通气口 19吸入新的外部空气进行空冷(参照图7和图10)。
[0103]在工业中运用的可能性本发明相关的有机物碳化处理装置适用于对厨余垃圾和食品余料等食品废弃物进行碳化处理，但是并非仅限定于类似用途，其还能够用于对木材(包括铁道的枕木)、塑胶、鱼网、电路板(IC电路板等)和轮胎等进行碳化处理。
[0104] 符号说明
I 一有机物碳化处理装置
2—收纳容器 2a—小孔
3—碳化处理炉 3a—开口(入口)
3b—开口(出口)
4一过热蒸汽发生装置 5—供汽管 5a—前端开口 7一加热装置 8—金属回收容器 31一第I转移输送机 32—第2转移输送机 33一第3转移输送机 34—第4转移输送机 37一第5转移输送机 40—端部快门 41 一第I隔门
42—第2隔门
43—第3隔门 44 一端部快门 45一第4隔门
51、71—第I独立内部空间
52、72—第2独立内部空间
53、73—第3独立内部空间
54、74—第4独立内部空间 75—第5独立内部空间
61—冷凝器
62—回收管
63—回收容器
64—催化反应器
【权利要求】
1.结构包括:用于收纳有机物的收纳容器、转送前述收纳容器的转移输送机、长度方向两侧带开口的管体组成的碳化处理炉、过热蒸汽发生装置、将前述过热蒸汽发生装置产生的过热蒸汽供应给前述碳化处理炉内部的供汽管、前述碳化处理炉的内部装有前述转移输送机的有机物碳化处理装置。
2.前述供汽管的前端开口设在前述碳化处理炉内部的前述转移输送机下方的、权利要求I中记述的有机物碳化处理装置。
3.前述碳化处理炉两侧开口设有可自由开关的端部快门、前述碳化处理炉长度方向中间区域设有可自由开关的、用于隔开内部空间的隔门的、权利要求1或2中所记述的有机物碳化处理装置。
4.设有多个前述隔门、这些隔门沿着碳化处理炉的长度方向错开排列的、权利要求3中所记述的有机物碳化处理装置。
5.向前述碳化处理炉中由前述端部快门与前述隔门关闭而形成的多个独立内部空间分别供应过热蒸汽，由前述供汽管供应给各独立内部空间的过热蒸汽的温度分别控制为不同值、且将前述收纳容器转送方向下侧温度控制得较高的、权利要求3或4中所记述的有机物碳化处理装置。
6.前述转移输送机由一对沿着前述碳化处理炉宽度方向错开排列的转移输送机组成的、请求项目I至5中任意一项所记述的有机物碳化化处理装置。
7.前述收纳容器底面有多个在转送中在前述一对转移输送机之间空隙相应区域局部出现的小孔的、权利要求6中所记述的有机物碳化处理装置。
8.在前述一对转移输送机之间间隙的下方配有用于回收通过前述收纳容器底面的小孔而落下的金属的金属回收容器的、权利要求7中所记述的有机物碳化处理装置。
9.配有加热前述供汽管中的前述碳化处理炉外部中间位置的加热装置的、权利要求1至8中的任意I项所记述的有机物碳化处理装置。
10.由冷凝器、一端连至前述碳化处理炉、另一端连至前述冷凝器的回收管、回收前述冷凝器冷凝后的冷凝液的回收容器的、权利要求1至9中任意I项所记述的有机物碳化处理装置。
11.前述回收管的中间配有催化反应器的、权利要求10中所记述的有机物碳化处理装置。
12.由输送机将收纳有机物的收纳容器转送至长度方向两侧带开口的管体所构成的碳化处理炉内部空间内、前述转移完成后将过热蒸汽供应给前述碳化处理炉的内部对前述有机物进行碳化处理、前述碳化处理完成后由输送机将前述收纳容器排出到前述碳化处理炉的外部、以此为特征的有机物碳化处理方法。
13.前述有机物为含有金属的有机物、前述收纳容器使用底面局部带有多个小孔的收纳容器、在前述碳化处理工艺中将通过前述收纳容器底面小孔而落下的熔融金属回收至金属回收容器中的、以此为特征的权利要求12中所记述的有机物碳化处理方法。
14.前述过热蒸汽的温度在150°C以上的权利要求12或13中所记述的有机物碳化处理方法。
15.前述有机物为食品废弃物的、权利要求12至14中的任意一项中所记述的有机物碳化处理方法。
【文档编号】B09B3/00GK103703104SQ201180072196
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2011年7月19日 优先权日:2011年7月19日
【发明者】伊藤智章 申请人:株式会社万世, 伊藤智章