特許 5752212 外熱式炭化炉

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5752212

(24)【登録日】2015年5月29日

(45)【発行日】2015年7月22日

(54)【発明の名称】外熱式炭化炉

(51)【国際特許分類】

   C10B 47/30 20060101AFI20150702BHJP

   F27B 7/02 20060101ALI20150702BHJP

   F27B 7/08 20060101ALI20150702BHJP

   F27B 7/42 20060101ALI20150702BHJP

   C10B 53/00 20060101ALN20150702BHJP

【ＦＩ】

   C10B47/30

   F27B7/02

   F27B7/08

   F27B7/42

   !C10B53/00 Z

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-235126(P2013-235126)

(22)【出願日】2013年11月13日

(65)【公開番号】特開2015-93955(P2015-93955A)

(43)【公開日】2015年5月18日

【審査請求日】2014年9月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】501370370

【氏名又は名称】三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100126893

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 雄樹

(72)【発明者】

【氏名】山本 洋民

(72)【発明者】

【氏名】石川 圭一

(72)【発明者】

【氏名】小泉 良輔

【審査官】 森 健一

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／０４２２８０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−１１２９５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３１１５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０７５０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０１５３０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ１０Ｂ ４７／３０

Ｂ０９Ｂ ３／００

Ｆ２７Ｂ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外筒と、前記外筒に対して相対回転するキルン内筒と、前記外筒と前記キルン内筒との間に加熱ガスを供給する加熱器と、をそれぞれ備えていて、それぞれのキルン内筒がキルン内筒の内部空間が連通するように、中心軸方向に直列に連結された複数のロータリーキルンを有し、
上流側の一の前記キルン内筒と、前記一のキルン内筒よりも下流側の他の前記キルン内筒とをそれぞれ回転させる駆動装置と、
前記一のキルン内筒の温度を前記被処理物の水分を蒸発させる所定の温度域に維持するとともに、前記他のキルン内筒の温度を前記被処理物を炭化させる所定の温度域に維持するように、前記駆動装置を前記キルン内筒内の被処理物の含水率により制御する制御装置と、を有することを特徴とする外熱式炭化炉。

【請求項2】

上流側の前記キルン内筒の温度と、下流側の前記キルン内筒の温度の少なくともいずれかにより前記キルン内筒の回転数を制御することを特徴とする請求項１に記載の外熱式炭化炉。

【請求項3】

前記制御装置は、前記加熱器から供給される加熱ガスの流量を調節する加熱ガス量調節装置を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の外熱式炭化炉。

【請求項4】

複数の前記キルン内筒同士の接続部は、
下流側の前記キルン内筒の内部空間と連通し、下流側の前記キルン内筒とともに回転する下流側筒部と、
上流側の前記キルン内筒の内部空間と連通し、上流側の前記キルン内筒とともに回転し、前記下流側筒部の径方向内周側に挿入される上流側筒部と、を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の外熱式炭化炉。

【請求項5】

前記接続部は、
前記上流側筒部と前記下流側筒部の径方向外周側において前記複数のキルン内筒同士を気密にシールするとともに、前記外筒の軸線方向に伸縮可能なエキスパンションを有することを特徴とする請求項４に記載の外熱式炭化炉。

【請求項6】

前記接続部における一の前記キルン内筒の端部に軸線方向に移動可能に設けられ、前記一のキルン内筒を軸線回りに回転可能に支持する可動支持部と、
前記接続部における他の前記キルン内筒の端部に軸線方向に移動不能に設けられ、前記他のキルン内筒を軸線回りに回転可能に支持する固定支持部と、を有することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の外熱式炭化炉。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、外筒と、外筒に対して相対回転する内筒と、外筒と内筒との間に加熱ガスを供給する加熱器とを備え、木質バイオマスなどの被処理物から炭化物を製造する外熱式炭化炉に関する。

【背景技術】

【0002】

外熱式炭化炉（外熱式熱分解ガス化炉）は、高水分含有の低カロリー物質（低品位物質）の改質を目的として、主に下水汚泥、木質バイオマス及び低品位炭などを、酸素を遮断した状況下で３００℃〜７００℃の高温で間接加熱することで、発熱量を向上させた炭化物を製造するものである。

【0003】

炭化物の製造方法としては、被処理物を５００℃〜７００℃の高温で間接加熱する、高温炭化と、被処理物を３００℃程度で間接加熱する、半炭化（トレファクション）とが知られている。高温炭化では所定温度で十分な処理時間を確保することで高いガス化率と自己発熱性を抑制した炭化物の製造が可能となる。半炭化では、特に木質バイオマスに対して非常に幅の狭い温度域に制御することで、粉砕性と熱量残留率を両立した炭化物の製造が可能となる。

【0004】

また、外熱式炭化炉としては、軸回りに回転するキルン内筒と、キルン内筒の周囲に加熱ガスを流通させる外筒とを備え、キルン内筒の内部で被処理物（低カロリー物質）を軸方向に移送しながら加熱処理を行なう外熱式ロータリーキルンが知られている。また、この外熱式ロータリーキルンを、前段及び後段に分割し、前段にて被処理物を乾燥させ、後段にて炭化する構成のものも知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平９−２４３９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、被処理物であるバイオマスや低品位炭などの低カロリー物質は、一般に含水率（水分含有率）の変動が大きいことから、含水率の変動を抑制するために、外熱式炭化炉の前段に乾燥機を設置する事例がある。しかしながら、乾燥後の出口含水率は一定に制御することが困難である。

【0007】

高温炭化によって炭化物を製造する場合、含水率の変動により、ガス化率が低下し、設備燃費消費量が悪化するとともに、炭化物の自己発熱性が上昇する。よって、炭化物の燃料利用の観点から、安定した処理が求められている。
また、半炭化によって炭化物を製造する場合、含水率の変動により炭化温度が低下すると、粉砕性が低下し、炭化温度が上昇すると熱量残留率が低下することから、厳格な温度制御が求められている。

【0008】

また、外熱式ロータリーキルンを用いた炭化物の製造では、キルン内筒は、前段において被処理物に含まれる水分を蒸発させる蒸発ゾーンと、後段において被処理物を炭化する炭化（ガス化）ゾーンに分類される。
被処理物中の含水率の変動に対して安定した品質の炭化を行うには、炭化ゾーンにおいて含水率に応じた炭化度合の調節が必要となるが、水の蒸発潜熱は揮発分のガス化潜熱に対して非常に大きな熱量を必要とするため、含水率の変動が炭化度合に与える影響を無視することが出来ない。

【0009】

例えば、一般的な外熱式ロータリーキルンでは、被処理物の含水率が変動すると前段の蒸発ゾーンが伸び、後段の炭化ゾーンが短縮され、炭化度合が低下し、具体的には自己発熱性抑制の観点から課題が生じる。この課題を回避するため、含水率が上昇し、前段の蒸発ゾーンが伸びた状態を想定してキルン内筒から被処理物との間の伝熱面積の設定並びに温度制御が行われているが、このような制御では熱効率が低下する課題を有している。
また、温度制御は外熱式ロータリーキルンの加熱部であるキルン内筒を通じて、キルン内に滞留する被処理物（水分及び固形分）を加熱する必要があるため、急激な含水率の変動に対して加熱ガス量の調節だけでは温度制御の追従性が十分となり得ない。

【0010】

特許文献１に記載されている炭化炉では、前段及び後段のキルンに導入される加熱ガスの流量をそれぞれ調節可能な構成となっている。しかしながら、含水率が大きく変動した場合は、やはり加熱ガス量の調節だけでは温度制御の追従性が不十分である。

【0011】

この発明は、投入される被処理物の含水率が変動した場合においても、安定した炭化物の製造が可能となる外熱式炭化炉を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の第一の態様によれば、外熱式炭化炉は、外筒と、前記外筒に対して相対回転するキルン内筒と、前記外筒と前記キルン内筒との間に加熱ガスを供給する加熱器と、をそれぞれ備えていて、それぞれのキルン内筒がキルン内筒の内部空間が連通するように、中心軸方向に直列に連結された複数のロータリーキルンを有し、上流側の一の前記キルン内筒と、前記一のキルン内筒よりも下流側の他の前記キルン内筒とをそれぞれ回転させる駆動装置と、前記一のキルン内筒の温度を前記被処理物の水分を蒸発させる所定の温度域に維持するとともに、前記他のキルン内筒の温度を前記被処理物を炭化させる所定の温度域に維持するように、前記駆動装置を前記キルン内筒内の被処理物の含水率により制御する制御装置と、を有することを特徴とする。

【0013】

上記構成によれば、被処理物の含水率に応じて複数のロータリーキルンのそれぞれで、キルン内筒の回転数を制御することによって、投入される被処理物の含水率が変動した場合においても、安定した炭化物の製造が可能となる。

【0014】

上記外熱式炭化炉において、上流側の前記キルン内筒の温度と、下流側の前記キルン内筒の温度の少なくともいずれかにより前記キルン内筒の回転数を制御する構成としてもよい。

【0015】

上記構成によれば、キルン内筒の温度を用いて被処理物の含水率を推定することによって、被処理物の含水率を直接測定することなく被処理物の含水率の変動を把握することができる。

【0016】

上記外熱式炭化炉において、前記制御装置は、前記加熱器から供給される加熱ガスの流量を調節する加熱ガス量調節装置を有する構成としてもよい。
上記構成によれば、加熱ガス量とともに、キルン内筒の回転数を調節することによって、含水率が大きく変動した場合においても対応が可能となる。

【0017】

上記外熱式炭化炉において、複数の前記キルン内筒同士の接続部は、下流側の前記キルン内筒の内部空間と連通し、下流側の前記キルン内筒とともに回転する下流側筒部と、上流側の前記キルン内筒の内部空間と連通し、上流側の前記キルン内筒とともに回転し、前記下流側筒部の径方向内周側に挿入される上流側筒部と、を有する構成としてもよい。

【0018】

上記構成によれば、上流側のキルン内筒の内部空間と下流側のキルン内筒の内部空間とが直接連通させ、加熱ガスによって加熱されない部位を最小限とすることができる。

【0019】

上記外熱式炭化炉において、前記接続部は、前記上流側筒部と前記下流側筒部の径方向外周側において前記複数のキルン内筒同士を気密にシールするとともに、前記外筒の軸線方向に伸縮可能なエキスパンションを有する構成としてもよい。

【0020】

上記構成によれば、空気がキルン内筒内に流入することを抑制するとともに、キルン筒体の熱伸びをエキスパンションによって吸収することができる。

【0021】

上記外熱式炭化炉において、前記接続部における一の前記キルン内筒の端部に軸線方向に移動可能に設けられ、前記一のキルン内筒を軸線回りに回転可能に支持する可動支持部と、前記接続部における他の前記キルン内筒の端部に軸線方向に移動不能に設けられ、前記他のキルン内筒を軸線回りに回転可能に支持する固定支持部と、を有する構成としてもよい。
上記構成によれば、キルン筒体の熱伸びを可動支持部によって吸収することができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、被処理物の含水率に応じて複数のロータリーキルンのそれぞれで、キルン内筒の回転数を制御することによって、投入される被処理物の含水率が変動した場合においても、安定した炭化物の製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の実施形態の炭化物製造設備の一例を示す概略構成図である。

【図2】本発明の実施形態の外熱式炭化炉における第一ロータリーキルンと第二ロータリーキルンの接続部の詳細図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の実施形態の外熱式炭化炉２について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態の外熱式炭化炉２を有する炭化物製造設備１の一例を示す概略構成図である。
図１に示すように、炭化物製造設備１は、被処理物を投入するためのスクリューコンベア３と、スクリューコンベア３から投入される被処理物を加熱する外熱式炭化炉２と、外熱式炭化炉２から排出される被処理物を排出するシュート４と、を有している。

【0025】

外熱式炭化炉２は、下水汚泥、木質バイオマス及び低品位炭などの低カロリー物質の被処理物を加熱処理して、発熱量が大きい炭化物に改質するものである。
外熱式炭化炉２は、第一ロータリーキルン５と、第一ロータリーキルン５の下流側に直列に連結され、第一ロータリーキルン５から排出される被処理物を加熱する第二ロータリーキルン７と、から構成されている。第一ロータリーキルン５は、外筒１０、及び外筒１０に対して相対回転するとともに被処理物が投入される第一キルン内筒６（キルンシェル）を有している。第二ロータリーキルン７は、外筒１０、及び外筒１０に対して相対回転するとともに被処理物が投入される第二キルン内筒８を有している。

【0026】

第一キルン内筒６と第二キルン内筒８とは、二つを合わせることによって、例えば軸線方向の長さＬが５０ｍ程度の大型の円筒状の筒体となる。また、第一キルン内筒６、第二キルン内筒８、及び外筒１０は、水平に対して１％〜３％の勾配で傾斜されて設置面Ｆ上に設置されている。
なお、以下の説明においては、キルン内筒６，８、及び後述する外筒１０の軸線方向を、単に軸線方向と呼ぶ。
第一ロータリーキルン５と第二ロータリーキルン７とは、略同様の構成とされている。以下、第一ロータリーキルン５の構成について説明する。

【0027】

第一ロータリーキルン５は、第一キルン内筒６と、その周囲に加熱ガスを流通させる外筒１０（マッフル）と、を有している。第一キルン内筒６の上流側は、軸線方向に移動可能な可動支持部１１によって軸線回りに回転可能に支持されている。第一キルン内筒６の下流側は、固定支持部１２によって軸線回りに回転可能に支持されている。

【0028】

第一キルン内筒６の可動支持部１１は、第一キルン内筒６を回転自在に支持する環状フレーム１３を有している。環状フレーム１３の両側部は、設置面Ｆから揺動可能に立ち上げられた支持部材１４の上端部に回転自在に支持されている。固定支持部１２も、第一キルン内筒６を回転自由に支持する環状フレーム１３を有している。
なお、可動支持部１１と固定支持部１２を反対に設置することも可能である。

【0029】

第一キルン内筒６の内壁部には、周方向に対して傾斜して配列された複数のフィン（又はスパイラル、図示せず）が設けられ、第一キルン内筒６が後述する駆動装置１６により所定の回転数（例えば１〜５ｒｐｍ）で駆動回転されることにより、入口側（上流側）から投入された被処理物を加熱しながら出口側（下流側）に移送可能である。なお、フィンを設ける代わりに、第一キルン内筒６が水平に対して僅かに傾斜した軸線回りに回転自在に支持され、その傾斜と第一キルン内筒６の回転によって被処理物が出口側に移送される場合もある。

【0030】

駆動装置１６は、第一キルン内筒６に設けられた歯車１７と、駆動モータ１８と、駆動モータ１８の回転軸に取り付けられ、歯車１７に嵌合したピニオン歯車１９と、を有している。駆動装置１６は、駆動モータ１８の駆動を歯車１７に伝達させて歯車１７を回転させることにより、第一キルン内筒６を軸線回りに回転させる。

【0031】

外筒１０は、第一キルン内筒６の回転および軸線方向の移動を許容し、かつ、第一キルン内筒６との間でシールを確保した状態で、図示しない支持部材を介して設置部位に固定されている。
外筒１０の一端には、加熱ガスを供給する加熱器として機能する加熱ガス燃焼炉２１から送給される加熱ガス供給管２０が接続されている。外筒１０の他端には、加熱ガス送出管２２が接続されている。加熱ガス送出管２２には、加熱ガス量調節装置２３として機能する加熱ガス量調節ダンパ２４および誘引ファン２５が設けられている。

【0032】

外筒１０の上部には、軸線方向に離間して複数の点検窓２６が設けられている。それぞれの点検窓２６には、軸線回りに回転するキルン内筒の外周面に対向してキルンシェル温度（キルン内筒の鉄皮温度）を計測する非接触式温度計２７が設けられている。非接触式温度計２７としては放射温度計を用いることができる。
外熱式炭化炉２は、制御装置１５を有している。制御装置１５と非接触式温度計２７とは通信可能に接続されており、非接触式温度計２７によって測定されたキルンシェル温度が制御装置１５に入力されるように構成されている。また、制御装置１５は、キルンシェル温度に基づいて、加熱ガス量調節装置２３、及び駆動装置１６を制御する。制御装置１５による制御方法については後述する。

【0033】

次に、環状フレーム１３の詳細、及び第一ロータリーキルン５と第二ロータリーキルン７との接続部９について説明する。
図２に示すように、第一キルン内筒６は、軸線方向に例えば５ｍ程度の略一定の径で形成された第一内筒本体部２９と、第一キルン内筒６の下流側から軸線方向下流側に向かうに従って漸次縮径して、円錐状に絞る第一コニカル部３０と、第一コニカル部３０から軸線方向下流側に略一定の径で延びる円筒形状の第一小径部３１（上流側筒部）と、を有している。

【0034】

第二ロータリーキルン７の第二キルン内筒８は、軸線方向に例えば５ｍ程度の略一定の径で形成された第二内筒本体部３２と、第二キルン内筒８の上流側から軸線方向上流側に向かうに従って漸次縮径する第二コニカル部３３と、第二コニカル部３３から軸線方向上流側に略一定の径で延びる円筒形状の第二小径部３４（下流側筒部）と、を有している。
第一キルン内筒６の第一小径部３１と第二キルン内筒８の第二小径部３４とは、第一小径部３１の外径が、第二小径部３４の内径よりも僅かに小さくなるように形成されている。即ち、第一小径部３１と第二小径部３４とは、第一小径部３１を第二小径部３４に挿入可能なように形成されている。

【0035】

第一ロータリーキルン５と第二ロータリーキルン７との接続部９においては、第一小径部３１が第二小径部３４に差し込まれている。即ち、第一小径部３１は、第二小径部３４の径方向内周側に挿入されており、それぞれの中心軸が同一線上となるように配置されている。これにより、第一小径部３１と第二小径部３４とは、軸方向に一部が重なり合うように配置される。このような構造とすることによって、被処理物を滞りなく、第一キルン内筒６から第二キルン内筒８に移送することができる。

【0036】

環状フレーム１３は、コニカル部３０，３３又は小径部３１，３４の径方向外周側に設けられ、周方向に延在するフレーム本体部３６と、フレーム本体部３６の内周側において、キルン内筒６，８に向けて突出するベアリング保持部３７と、を有している。ベアリング保持部３７は、周方向に延在しており、その外周側にベアリング３８が保持されている。ベアリング３８は、キルン内筒６，８の端壁部３９より軸方向に突出している環状突条４０を介してキルン内筒６，８を回転自在に支持している。
即ち、キルン内筒６，８は、環状フレーム１３を介して回転自在に支持されている。環状フレーム１３は、設置面Ｆより立ち上げられた支持部材１４（図１参照）によって支持されている。

【0037】

次に接続部９におけるシール機構について説明する。
第一ロータリーキルン５と第二ロータリーキルン７との接続部９は、キルン内筒６，８のコニカル部３０，３３又は小径部３１，３４の外周面から径方向外周側に突出するとともに、周方向に延在するシール板４１と、環状フレーム１３にそれぞれ取り付けられたリング状の押さえ板４２と、小径部３１，３４の外周側を覆うように設けられたエキスパンション４３と、シール板４１と押さえ板４２との間に介装されたグランドパッキン４４と、を有している。

【0038】

キルン内筒６，８に設けられているシール板４１は、キルン内筒６，８とともに回転する。グランドパッキン４４はシール板４１に固着されており、シール板４１とともに回転する。このとき、グランドパッキン４４と押さえ板４２の摺動面とが摺動することによってシールしている。エキスパンション４３は、蛇腹状の略円筒状に形成され、蛇腹状部分が軸線方向に伸縮可能とされている。

【0039】

グランドパッキン４４は、例えば炭素繊維グランドパッキンを採用することができる。炭素繊維を編みこんだグランドパッキン４４は摩擦係数が極めて小さい為、シール性能を長期間維持することができる。
なお、図１に示すように、第一ロータリーキルン５の可動支持部１１とスクリューコンベア３との接続部分には、可動支持部１１の軸線方向の変位を吸収するエキスパンション４５が設けられている。

【0040】

次に、本実施形態の外熱式炭化炉２の制御装置１５について説明する。制御装置１５は、複数の非接触式温度計２７において検出されたキルンシェル温度に基づいて加熱ガス量、及びキルン内筒の回転数を制御するものである。複数の非接触式温度計２７において検出されたキルンシェルの温度は、制御装置１５に送信される。

【0041】

キルンシェル温度は、キルン内筒内の被処理物に直接的に接する部分の温度であるため、被処理物の熱分解温度との相関が高く、加熱状況を良好に反映している。このため、キルンシェル温度に基づいて温度制御を行うことによって、加熱温度の安定的な制御が可能となる。特に、キルンシェル温度は、被処理物の含水率によって変動する。被処理物の含水率が上昇すると、水分の蒸発が増えるため、キルンシェル温度は低下する。本実施形態の制御装置１５は、被処理物の含水率の推定に、キルンシェル温度を用いている。

【0042】

本実施形態の外熱式炭化炉２は、上流側及び下流側の二つのロータリーキルン５，７を有しているため、制御装置１５は、それぞれのロータリーキルン５，７の加熱ガス量、及びキルン内筒の回転数を、独立して制御することができる。

【0043】

ここで、本実施形態の外熱式炭化炉２においては、キルン内筒が上流側と下流側とで分割され、第一キルン内筒６が被処理物の水分を蒸発させる蒸発ゾーンとして機能し、第二キルン内筒８が被処理物を炭化させる炭化ゾーンとして機能するように構成されている。
制御装置１５は、複数の非接触式温度計２７で計測されるキルンシェル温度が所定の温度域に維持されるように、加熱ガス量調節ダンパ２４の開度、及び誘引ファン２５の回転数によって加熱ガス量を調節する。
加熱ガス量の調節を行っても、所定の温度域に維持できない場合は、第一キルン内筒６の回転数を上げる（回転速度を上昇させる）ことによって、被処理物の蒸発を促進させる。キルンシェル温度は、被処理物からの蒸発が増えることによって低下する。

【0044】

上述したように、本実施形態の外熱式炭化炉２においては、蒸発ゾーンとして機能するロータリーキルン（キルン内筒）と、炭化ゾーンとして機能するロータリーキルン（キルン内筒）とに分割されているため、第一ロータリーキルン５の第一キルン内筒６の回転数を上げた場合でも、第二ロータリーキルン７の第二キルン内筒８の回転数を上げることなく維持することができる。即ち、被処理物からの水分の蒸発を促進するために第一キルン内筒６の回転数を上げた場合においても、炭化処理が行われる第二キルン内筒８の回転数を維持することができる。

【0045】

換言すれば、被処理物の含水率が大きい場合においても、蒸発ゾーン（第一キルン内筒６）における蒸発処理を促進させることによって、炭化ゾーン（第二キルン内筒８）に投入される被処理物を適切な含水率にすることができる。
また、単一のキルン内筒を有する外熱式炭化炉の場合、蒸発ゾーンが長くなるに従い炭化ゾーンが短くなるが、蒸発ゾーンと炭化ゾーンとが独立し、蒸発度合を加熱ガス量に加え、キルン内筒の回転数で調節することによって、炭化ゾーンにおける炭化度合が低下することがない。

【0046】

上記実施形態によれば、被処理物の含水率に応じて二つのロータリーキルン５，７のそれぞれで、キルン内筒６，８の回転数を制御することによって、投入される被処理物の含水率が変動した場合においても、安定した炭化物の製造が可能となる。即ち、一方のキルン内筒の回転数を変化させつつ、他方のキルン内筒の回転数を維持することができる。
具体的には、例えば、被処理物の含水率が大きくなり、蒸発ゾーンとして機能する第一キルン内筒６において加熱ガス量の調節のみでは適切な蒸発ができない場合に、制御装置１５を用いて第一キルン内筒６の回転数を上げる（回転速度を速くする）ことができる。これにより、被処理物の含水率が大きくなった場合においても、蒸発ゾーンにおいて、被処理物の含水率を適切に低減させることができる。

【0047】

また、キルン内筒を２基直結する構造としたことによって、ロータリーキルンを大型化した場合においても、ロータリーキルンの構造強度上の影響を回避して、伝熱面積を拡大することができる。

【0048】

また、キルンシェル温度の温度を用いて被処理物の含水率を推定することによって、被処理物の含水率を直接測定することなく被処理物の含水率の変動を把握することができる。
また、加熱ガス量を調節するとともに、キルン内筒の回転数も制御することによって、含水率が大きく変動した場合においても対応が可能となる。即ち、加熱ガス量の調節のみでは温度制御の追従性が不十分な場合においても、温度制御が可能となる。

【0049】

また、第一キルン内筒６と第二キルン内筒８との接続部９において、第一キルン内筒６の内部空間と第二キルン内筒８の内部空間とが直接連通していることによって、加熱ガスによって加熱されない部位を最小限とすることができる。
また、第一キルン内筒６と第二キルン内筒８との接続部９において、キルン内筒６，８同士を気密にシールするエキスパンション４３を有することによって、空気がキルン内筒６，８内に流入することを抑制するとともに、キルン内筒６，８の熱伸びをエキスパンション４３によって吸収することができる。
また、キルン内筒６，８の一方側の端部を軸線方向に移動可能な可動支持部１１で支持していることによって、キルン内筒６，８の熱伸びを吸収することができる。即ち、キルン内筒６，８を３００℃〜７００℃の高温に保持しても、接続部９における摺動部のシール性を保持することができる。

【0050】

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、クレームの範囲によってのみ限定される。
例えば、本実施形態の外熱式炭化炉２では、キルンシェル温度に基づいて加熱ガス量及びキルン内筒の回転数を制御したが、これに限ることはない。例えば、キルン内筒内に温度計を設置して、直接被処理物の温度を計る構成としてもよい。

【0051】

また、本実施形態の外熱式炭化炉２では、キルン内筒を、上流側の第一キルン内筒６と下流側の第二キルン内筒８とに二分割したが、これに限ることはなく、キルン内筒を三分割、もしくはそれ以上に分割してもよい。即ち、３基以上のキルン内筒を接続する構成としてもよい。
また、非接触式温度計の数も３つに限ることはなく、これらの設置数は適宜設定することができる。

【符号の説明】

【0052】

１ 炭化物製造設備
２ 外熱式炭化炉
３ スクリューコンベア
４ シュート
５ 第一ロータリーキルン
６ 第一キルン内筒
７ 第二ロータリーキルン
８ 第二キルン内筒
９ 接続部
１０ 外筒
１１ 可動支持部
１２ 固定支持部
１３ 環状フレーム
１４ 支持部材
１５ 制御装置
１６ 駆動装置
１７ 歯車
１８ 駆動モータ
１９ ピニオン歯車
２０ 加熱ガス供給管
２１ 加熱ガス焼却炉（加熱器）
２２ 加熱ガス送出管
２３ 加熱ガス量調節装置
２４ 加熱ガス量調節ダンパ
２５ 誘引ファン
２６ 点検窓
２７ 非接触式温度計
２９ 第一内筒本体部
３０ 第一コニカル部
３１ 第一小径部（上流側筒部）
３２ 第二内筒本体部
３３ 第二コニカル部
３４ 第二小径部（下流側筒部）
３６ フレーム本体部
３７ ベアリング保持部
３８ ベアリング
３９ 端壁部
４０ 環状突条
４１ シール板
４２ 押さえ板
４３ エキスパンション
４４ グランドパッキン
Ｆ 設置面

【図1】

【図2】