专利名称：连续碳化装置和碳化方法
技术领域：
本发明涉及一种对包括下水道污泥和残余食物、动物的粪尿和动物尸体等多种多样废弃物不产生恶臭迅速连续进行碳化的碳化方法，以及实施这种碳化方法的连续碳化装置。
背景技术：
现有技术中的这种碳化装置是单独型碳化装置，这种单独型碳化装置，例如在干燥炉内进行预干燥获得规定的含水率后，供给这种干燥品进行干馏处理。
另外，作为对下水道污泥进行碳化处理的装置，专利公报中公开的有所谓的旋转式碳化处理装置(特开平11-37645号公报)。在这种装置中，向干燥炉内壁面上设置有数个提升楞的转筒内提供含水率为75～85％的污泥，在转筒转动的同时反复进行用提升楞将所述污泥从转筒的底部提升到顶部后再落下的工序；通过把来自热风发生炉的高温干燥气体提供给该转筒，在污泥含水量小于50％前对污泥进行干燥，同时转动配置在转筒内部的破碎叶片破碎污泥，将从干燥炉获得的干燥污泥供应到碳化炉的转筒中，在转动转筒的同时利用加热部件进行加热，对内部的干燥污泥进行碳化。
在同一公报中公开的转式碳化处理装置中，碳化装置具有供给污泥的干燥炉；向该干燥炉供应高温干燥用气体的热风发生炉；供应前述干燥炉干燥后干燥污泥，并对干燥污泥进行加热碳化的碳化炉。前述干燥炉包括供给前述污泥的转筒、设置在该转筒内壁面上的数个提升楞、设置的在转筒内部可自由转动的破碎叶片。在从热风发生炉向转筒供应干燥用气体的同时，使转筒和破碎叶片转动，同时对污泥进行干燥和破碎。前述碳化炉包括提供由前述干燥炉干燥后的干燥污泥的转筒和对供给到该转筒内部的干燥污泥进行加热的加热装置。在转动前述转筒的同时对干燥污泥进行加热，就对该干燥污泥进行碳化。
发明要解决的技术问题但是，对前述单独型碳化装置来说，由于每次能碳化处理的最大数量是确定的，而且，每次都必须实施从装筒作业开始、经过碳化处理和冷却工序、再至出筒作业为止的一连串作业，这些操作需要劳力和熟练技术，不能同时碳化处理大量的需要碳化物质，所以存在难以控制碳化量，需要比预想时间更多的时间，不能提高生产效率的问题。另外，还存在能量浪费大、碳化成本非常高的问题。
此外，存在碳化物变成大块的倾向，只在现有碳化处理装置不能获得作为土壤改良剂使用的适合粒度的碳化物，因此必须需要作为附带设备的破碎机，所以存在增大设备成本的问题。
在这方面，特开平11-37645号公报所记载的各种旋转式碳化处理装置，由于碳化炉是旋转式的，无需在后续工序中使用粉碎机等进行破碎，但存在以下问题必须要求需要碳化物质的材质、形状大小和含水率是一定的；在转筒内移动中的碳化物过度粉碎时会产生大量碳粉；如果需要碳化物质的尺寸大，则需要较长的碳化时间，不能在短时间内完成碳化；设备整体大型化，需要大的设置空间；在运转管理方面需要较高技术，同时因需要时常维修，必须要有专用的操作人员；即使进行少量碳化，碳化成本也特别高，不能调整制造数量。
发明内容
鉴于前述问题，本发明的目的在于提供一种能够迅速连续地把大量需要碳化物质进行碳化处理而不产生恶臭、且碳化效率高的碳化方法，以及实施这种碳化方法的连续碳化装置。
解决问题的技术方案为了实现前述目的，本发明所采用的技术方案是本发明第一方面的一种连续碳化装置，其由横长的隧道式炉和再燃脱臭炉构成。所述隧道式炉依次由通过安装门与用门封闭入口的准备带连接的预热带、连接该预热带在炉壁上成列设置有燃烧喷嘴的碳化带、通过安装门与连接该碳化带用门封闭出口的运出带连接的冷却带构成；所述再然脱臭炉对从所述隧道式炉中排出的排气进行加热处理；在前述隧道式炉内铺设有通过出入口延伸到隧道式炉外的轨道，在使载置有用于收放需要碳化物质的碳化用储存箱的台车沿前述轨道行走且在依次运入前述隧道式炉内至从该隧道式炉运出期间，完成对前述需要碳化物质进行的一切碳化处理工序。
本发明第二方面，在第一方面的连续碳化装置中，前述碳化用储存箱包括上面有开口的箱主体以及中央部具有干馏气体排出孔且安装在前述开口上的盖体。
本发明第三方面是一种碳化方法，在依次由通过安装门与用门封闭入口的准备带连接的预热带、连接该预热带在炉壁上成列设置有燃烧喷嘴的碳化带、通过安装门与连接该碳化带用门封闭出口的运出带连接的冷却带构成的横长隧道式炉中，铺设通过该隧道式炉的出入口延伸出炉外的轨道，在沿前述轨道行走的台车上面，载置在上部具有干馏气体排出孔且内部收放有需要碳化物质的碳化用储存箱；在把该台车依运入所述隧道式炉内至从该隧道式炉内运出期间，完成对前述需要碳化物质的一切碳化处理工序。
图1是示意表示实施本发明碳化方法所用连续碳化装置全貌中局部断开的平面图；图2是构成连续碳化装置100的隧道式炉的主要部分的纵剖面图；图3是表示在台车上载置多个碳化用储存箱的状态的模式平面图；图4是表示本发明碳化装置的碳化用储存箱的正视图；图5是构成该碳化用储存箱的箱主体纵剖面图；图6是构成该储存箱的盖体平面图；图7是沿图6中A-A线所做的纵剖面图；图8是本发明碳化装置的另一种碳化用储存箱主要部分的剖面图，显示叠置多个箱的模式状态；图9是与本发明碳化装置相关的又一种碳化用储存箱主要部分的剖面图，显示叠置多个箱的模式状态；图10是表示图9所示与本发明相关的又一种碳化用储存箱主要部分的剖面图；图11是示意表示本发明碳化方法的流程图；图12是隧道式炉内的热特性曲线。
附图标记说明1轨道3台车5砂封构造体10 隧道式炉11 准备带11a 门12 预热带12a 门13 碳化带14 冷却带14a 冷却带15 运出带15a 门16 燃烧喷嘴20 再燃烧脱臭炉22 再燃烧喷嘴24 排出气体输送通道26 烟道30 碳化用储存箱31 箱主体32 开口33a 中空管34 嵌合部件34a 环形槽34’ 环形槽35a 升降用钩挂固定部35b 升降用钩挂固定部36 盖体37 干馏气体排出孔
40 碳化用储存箱41 箱主体42 开口43a 中空管43b 干馏气体引导管44 嵌合部件44a 环形槽44b 肋45a 升降用钩挂固定部45b 升降用钩挂固定部46 盖体47 干馏气体排出孔50 碳化用储存箱51 箱主体52 开口53a 中空管53b 干馏气体引导管54 嵌合部件54a 升降用钩挂固定部54b 肋55a 升降用钩挂固定部55b 升降用钩挂固定部56 盖体57 干馏气体排出孔60 碳化用储存箱61 箱主体66 盖体67 干馏气体排出口R台车卸载装置S需要碳化物质装填装置T台车装载装置
具体实施例方式
首先，参照附图以用于实施本发明碳化方法的连续碳化装置的最佳实施方式为例进行说明，所述仅是本发明的代表性示例，本发明并不局限于此。
图1是示意表示实施本发明碳化方法所用连续碳化装置100全貌中局部断开的平面图，图2是构成连续碳化装置100的隧道式炉的主要部分的纵剖面图。
在图中，连续碳化装置100包含隧道式炉10、对从前述隧道式炉10中排出的排出气体进行热处理的再燃烧脱臭炉20；在使车轮在所述轨道1上转动的同时而移动的台车3上面，载置有存储需要碳化物质的碳化用储存箱30；在台车依次进入隧道式炉10内至从所述隧道式炉10中出来为止期间，执行完一系列碳化工序(预热、碳化、冷却)全过程。在隧道式炉10的炉壁和台车3之间，设置用于阻断外部空气的热密封装置5(在该连续碳化装置100上采用砂封构造体)。
隧道式炉10是横长结构，依次是，通过安装门12a与由门11a封闭入口并能够收放1台台车的准备带11连接的预热带12、在与该预热带12连接的炉壁上成列设置有燃烧喷嘴16的碳化带13、由门15a封闭与该碳化带13连接着的出口并能收放1台台车的运出带15通过安装门14a与运出带15连接的冷却带14；通过出入口延伸出炉外的轨道1是沿纵向铺设。
另外，在需要碳化物质含水率高的情况下，例如需要碳化物质为污泥(所谓的‘脱水饼’)等情况下，在准备带11和预热带12之间设置干燥带(图中未示)，就能在干燥带干燥到所需含水量，能把这种干燥污泥供应到碳化带进行加热处理。本实施例虽也属于本发明，但在下文中，只对不具有干燥带的隧道式炉10进行说明。
再燃烧脱臭炉20被安置在前述隧道式炉10的外部。在其炉壁上安装有再燃喷嘴22。此外，在再燃烧脱臭炉20内，以合适间隔分开安装多个蜂窝形蓄热体(图中未示)，该蓄热体由耐热性筒体(外径25～150mm、内径20～100mm、长度50～200mm)交替组合成1～6列块状结构。耐热性筒体可以采用如耐热不锈钢制的，或者碳化硅、莫来石或氧化铝陶瓷制造的。
在再燃烧脱臭炉20和上述预热带12(以及碳化带13)之间连通有排出气体输送通道24，在碳化带13上产生的燃烧排出气体(包含干馏气体)从预热带12一侧送到再燃烧脱臭炉20内，在燃烧排出气体中(煤烟)含的恶臭物质、二噁英等污染环境物质和有害物质等被完全分解后，从烟道26排放到外部。
在台车3的上面左右方向间隔开并列数个支板，数个棚板横跨在这些支板之间，在所述棚板上面装载着碳化用储存箱(图3)。此外，在台车的左右两端，侧翼板向下插在隧道式炉10地面上的轨道1外侧的槽内砂中，利用侧翼板和槽内的砂形成所述的砂封构造体5。此外，把由耐热材料制成的密封块(图中未示)以前方和后方长长突出状安装在台车3的前后两端部，同时，把由耐热材料制成的密封块以前方和后方长长突出状安装在台车3的左右两端部，由此，防止从台车3的上方空间向包围台车3下侧的车轮和轨道1的空间吹入气体，车轮和轨道1不会暴露在火炎形成的高温下。
以下对本发明的碳化用储存箱进行说明。
图4是碳化用储存箱30的正视图，图5是构成该碳化用储存箱30的箱主体31的纵剖面图，图6是构成该储存箱30的盖体36的平面图，图7是沿图6中A-A线所做的纵剖面图。
在图中，所述碳化用储存箱30的上方具有开口32，利用嵌合部件34，将中间部分设置了干馏气体排出孔36a的盖体36安装在相对侧壁之间水平地固定了多个中空管33a的有底箱主体31的开口32上，如上所述，在其内装填了需要碳化物质的状态放置在台车3上(参考图3)。
嵌合部件34由形成在箱主体31开口32的外周端的嵌合用环形槽34a以及设置在盖体36的外周端下方的肋34b组成。肋34b的前端插进环形槽34a内。嵌合部件并不局限于此，可以包括在盖体外周端部形成向下开口的环形槽且环形槽彼此配合等所有公知的嵌合部件。
此外，由于箱主体和盖体利用凸凹嵌合部件大体形成一体，当大量产生干馏气体箱主体内处于加压状态时，盖体象茶壶盖那样飞离，这样，能够在瞬间排出干馏气体，盖体再次起到箱主体盖的作用。即达到了箱主体难以变形、提高耐久性的目的。
本发明的其他的碳化用储存箱可举出碳化用储存箱40(参考图8)和碳化用储存箱50(参考图a)，该碳化用储存箱40由在上面具有开口42，在中央部具有上下方向的干馏气体引导管43b，在相对侧壁之间水平地固定了多个中空管43a的箱主体41以及盖体46组成，其中，盖体46上有直径比干馏气体引导管43b的外径稍大的干馏气体排出孔47；该碳化用储存箱50在前述箱主体41上所具有的干馏气体引导管43b的下端部分形成向下方直径变大的圆锥形，其它结构与前述碳化用储存箱40实质上是相同结构。
由于使用碳化用储存箱40、50，干馏气体排出孔48(57)和干馏气体引导管43b(53b)之间形成间隙，通过这种间隙，能将箱主体内的干馏气体排出，并向上方引导。也就是说，可以在台车3上层叠放置多个碳化用储存箱(参考图8和9)。
另外，也可以使用由形成牛奶瓶形的有底箱主体61以及设置有干馏气体排出孔67的盖体66组成的碳化用储存箱60(参考图10)。
此外，如果前述箱主体的侧壁和底壁任一方或双方形成波形，能够吸收由热引起的变形，能够阻止箱主体的变形等。
使用前述各种储存箱，由于在盖体的中央部设置干馏气体排出孔，储存箱内产生的干馏气体可以从干馏气体排出孔排出，能直接接触碳化带的高温包围气体，能够进行完全燃烧处理。
下文结合附图，对使用本连续碳化装置100的需要碳化物质的碳化方法进行简要说明。
图11是示意表示本发明碳化方法的流程图，图12是隧道式炉内的热特性曲线。
在图中，首先，将需要碳化物质原样或进行必要的粉碎，或者与水或浆液进行混合搅拌形成所需尺寸大小和形状或者造粒后，将其装填到碳化用储存箱内，装填了适合数量后将储存箱安置在台车的棚板上面，使台车在轨道1上行走并移动到隧道式炉10的入口。
然后，将安置了碳化用储存箱的台车3运入隧道式炉10的准备带11处；在关闭入口的门11a的同时，打开预热带12一侧的门12a；将驱动装置的链连接到台车3的连接部(图中未示)的同时，驱动前述驱动装置；按照预热带12(大约3小时)、碳化带13(大约10小时)、冷却带14(大约11小时)的顺序移动台车3。另外，当然也可以把安置有碳化用储存箱的多个台车3依次运入隧道式炉10内，能对多个台车逐次连续地进行碳化处理。
进行一系列碳化处理后的台车3经运出带15按顺序被移出隧道式炉10，使用台车卸载装置R从台车上取下储存箱，然后，取出箱内部的碳化物；如果必要，进行粉碎，装入袋中储藏。
当然，在清空后的储存箱移送到需要碳化物质装填装置S所在位置重新使用的同时，把空置的台车3移送到台车装载装置T所在位置重新使用。
所获得的碳化物能够作为土壤改良剂和脱臭剂、融雪剂有效应用。
发明效果如上所述，本发明的碳化处理装置中，由于在至少具有碳化带和冷却带的隧道式炉内铺设轨道，并使多个载置用于收放需要碳化物质的碳化用储存箱的台车同时行走，所以能够从向储存箱内进行装填的主要作业开始，进行台车装载作业、碳化和冷却工序、卸下台车作业、然后取出碳化物结束作业一系列的作业工序连续地实施。因此，能够昼夜连续地极安全地进行对炉的操作，与现有技术相比，在一定时间内能够碳化处理的数量飞越地增大，提高了生产率。
另外，这种操作作业无需劳力和熟练技术，容易调整碳化数量。进一步来说，由于不象现有技术中的单独型碳化炉那样，每次需要点着燃烧喷嘴使炉内达到高温、再关闭燃烧喷嘴对炉内进行冷却，所以，能大幅降低燃料消耗量，能够减少工作成本。
此外，由于能够防止排出气体等逆流泄漏，即使多台台车连续运行，也能够完全燃烧、热分解环境污染物质和有害物质等。因此，能够提供一种能使环境污染物质和有害物质等无毒化、脱臭和无烟化等实用性很强的优化碳化装置(碳化方法)。
权利要求
1.一种连续碳化装置，其由横长的隧道式炉和再燃脱臭炉构成；所述隧道式炉依次由通过安装门与用门封闭入口的准备带连接的预热带、连接该预热带在炉壁上成列设置有燃烧喷嘴的碳化带、通过安装门与连接该碳化带用门封闭出口的运出带连接的冷却带构成；所述再然脱臭炉对从所述隧道式炉中排出的排气进行加热处理；其特征在于，在前述隧道式炉内铺设通过出入口延伸到隧道式炉外的轨道，在使载置有用于收放需要碳化物质的碳化用储存箱的台车沿前述轨道行走且在依次运入前述隧道式炉内至从该隧道式炉运出期间，完成对前述需要碳化物质的一切碳化处理工序。
2.如权利要求1所述连续碳化装置，其特征在于，前述碳化用储存箱包括上面有开口的箱主体以及中央部分具有干馏气体排出孔且安装在前述开口上的盖体。
3.一种碳化方法，其特征在于在依次由通过安装门与用门封闭入口的准备带连接的预热带、连接该预热带在炉壁上成列设置有燃烧喷嘴的碳化带、通过安装门与连接该碳化带用门封闭出口的运出带连接的冷却带构成的横长隧道式炉中，铺设通过该隧道式炉的出入口延伸出炉外的轨道，在沿前述轨道行走的台车上面，载置在上部具有干馏气体排出孔且内部收放有需要碳化物质的碳化用储存箱；在把该台车依运入所述隧道式炉内至从该隧道式炉内运出期间，完成对前述需要碳化物质的一切碳化处理工序。
全文摘要
本发明提供了一种碳化处理方法以及实施这种方法的连续碳化装置。该方法能够迅速连续地碳化处理大量需要碳化物质而不产生恶臭，在提高碳化效率的同时能大幅度减少燃料，达到减少工作成本的目的。连续碳化装置包括依次由准备带、预热带、碳化带(13)、冷却带、运出带构成的横长隧道式炉(10)以及对从该隧道式炉(10)中排出气体进行热处理的再燃脱臭炉(20)。在把载置收放有需要碳化物质的碳化用储存箱(30)的多个台车(3)依次运入隧道式炉(10)中行走至运出隧道式炉(10)为止，完成前述需要碳化物质的碳化处理工序全过程。
文档编号F23G5/38GK1605797SQ200310118110
公开日2005年4月13日 申请日期2003年10月8日 优先权日2003年10月8日
发明者板津雅春, 板津孝治, 板津博之, 三品仁 申请人:C.Y.C.株式会社, 日本脏器制药株式会社