外熱式碳化爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過(guò)木質(zhì)生物質(zhì)等加工物制造碳化物的外熱式碳化爐，其具有外筒、相對(duì)于外筒旋轉(zhuǎn)的內(nèi)筒和在外筒和內(nèi)筒之間供給加熱氣體的加熱器。
[0002]本申請(qǐng)依據(jù)2013年11月13日向日本提出申請(qǐng)的日本專利特愿2013-235126號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，并在此處援用其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0003]外熱式碳化爐(外熱式熱解氣化爐)的目的在于改善含水率高的低熱量物質(zhì)(低品位物質(zhì))的品質(zhì)。外熱式碳化爐主要是在切斷氧氣的情況下，以300°C?700°C的高溫間接加熱下水污泥、木質(zhì)生物質(zhì)及低品位煤等，從而制造發(fā)熱量來(lái)得到提高的碳化物。
[0004]作為碳化物的制造方法，已知有以500 0C?700 0C的高溫間接加熱加工物的高溫碳化，以及以300 0C左右間接加熱加工物的半碳化(烘焙)。高溫碳化時(shí)，通過(guò)在規(guī)定溫度下確保充分的處理時(shí)間，可制造抑制高氣化率和自熱性的碳化物。半碳化時(shí)，尤其是通過(guò)將木質(zhì)生物質(zhì)控制在范圍非常小的溫度范圍內(nèi)，可制造兼顧粉碎性和熱量殘留率的碳化物。
[0005]此外，作為外熱式碳化爐，已知有具有繞軸旋轉(zhuǎn)的窯爐內(nèi)筒、以及在窯爐內(nèi)筒周?chē)魍訜釟怏w的外筒的外熱式回轉(zhuǎn)窯爐。外熱式回轉(zhuǎn)窯爐使加工物(低熱量物質(zhì))在窯爐內(nèi)筒的內(nèi)部沿軸向移動(dòng)的同時(shí)，進(jìn)行加熱處理。此外，已知有將外熱式回轉(zhuǎn)窯爐分割為前段及后段，通過(guò)前段干燥加工物，通過(guò)后段進(jìn)行碳化的結(jié)構(gòu)(例如，參考專利文獻(xiàn)I)。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)I:日本專利特開(kāi)平9-24392號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的課題
[0010]但是，由于作為加工物的生物質(zhì)和低品位煤等低熱量物質(zhì)的含水率變動(dòng)普遍較大，因此，為了抑制含水率的變動(dòng)，有在外熱式碳化爐的前段設(shè)置干燥機(jī)的情況。然而，難以將干燥后的出口處的含水率控制在一定范圍內(nèi)。
[0011 ]通過(guò)高溫碳化制造碳化物時(shí)，由于含水率的變動(dòng)，氣化率降低，設(shè)備燃料消耗量惡化，同時(shí)，碳化物的自熱性提高。因此，從碳化物燃料利用的觀點(diǎn)出發(fā)，要求進(jìn)行穩(wěn)定的處理。
[0012]此外，通過(guò)半碳化制造碳化物時(shí)，由于含水率的變動(dòng)，如果碳化溫度降低，則粉碎性降低，如果碳化溫度升高，則熱量殘留率降低，因此，要求進(jìn)行嚴(yán)格的溫度控制。
[0013]此外，使用外熱式回轉(zhuǎn)窯爐制造碳化物時(shí)，窯爐內(nèi)筒分為在前段蒸發(fā)加工物中所含水分的蒸發(fā)區(qū)域，以及在后段對(duì)加工物進(jìn)行碳化的碳化(氣化)區(qū)域。
[0014]要針對(duì)加工物中含水率的變動(dòng)進(jìn)行穩(wěn)定品質(zhì)的碳化，需要在碳化區(qū)域進(jìn)行與含水率相應(yīng)的碳化程度調(diào)節(jié)。但是，相對(duì)于揮發(fā)組分的氣化潛熱，水的蒸發(fā)潛熱需要非常大的熱量，因此，不能忽視含水率的變動(dòng)對(duì)碳化程度造成的影響。
[0015]例如，普通的外熱式回轉(zhuǎn)窯爐中，如果加工物的含水率發(fā)生變動(dòng)，則前段的蒸發(fā)區(qū)域伸長(zhǎng)，后段的碳化區(qū)域縮短，碳化程度降低。由此，普通的外熱式回轉(zhuǎn)窯爐中，具體而言在自熱性抑制方面產(chǎn)生有課題。為了避免該課題，設(shè)想含水率上升、前段的蒸發(fā)區(qū)域伸長(zhǎng)的狀態(tài)，進(jìn)行窯爐內(nèi)筒和加工物之間的傳熱面積設(shè)定并進(jìn)行溫度控制。但是，即使在使用該種控制時(shí)，也存在熱效率降低的課題。
[0016]此外，關(guān)于溫度控制，需要通過(guò)外熱式回轉(zhuǎn)窯爐的加熱部即窯爐內(nèi)筒，加熱窯爐內(nèi)殘留的加工物(水分及固體成分)。由此，如果針對(duì)急劇的含水率變動(dòng)僅調(diào)節(jié)加熱氣體量，則對(duì)溫度控制的追隨性并不充分。
[0017]專利文獻(xiàn)I中記載的碳化爐為可分別調(diào)節(jié)前段及后段的窯爐中導(dǎo)入的加熱氣體流量的構(gòu)成。但是，含水率大幅變動(dòng)時(shí)，如果僅調(diào)節(jié)加熱氣體量，溫度控制的追隨性還是不充分。
[0018]本發(fā)明的目的在于提供一種在投放加工物的含水率發(fā)生變動(dòng)的情況下，依然能夠制造穩(wěn)定的碳化物的外熱式碳化爐。
[0019]技術(shù)方案
[0020]根據(jù)本發(fā)明的第一方式，外熱式碳化爐的特征在于，具有:多個(gè)串聯(lián)連接的回轉(zhuǎn)窯爐，所述回轉(zhuǎn)窯爐分別配備外筒、相對(duì)于所述外筒旋轉(zhuǎn)的窯爐內(nèi)筒、在所述外筒和所述窯爐內(nèi)筒之間供給加熱氣體的加熱器;驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置分別旋轉(zhuǎn)至少一個(gè)窯爐內(nèi)筒、以及與所述至少一個(gè)窯爐內(nèi)筒不同的窯爐內(nèi)筒;控制裝置，所述控制裝置根據(jù)所述窯爐內(nèi)筒內(nèi)的加工物含水率控制所述驅(qū)動(dòng)裝置。
[0021]根據(jù)上述構(gòu)成，通過(guò)在多個(gè)回轉(zhuǎn)窯爐中根據(jù)加工物的含水率分別控制窯爐內(nèi)筒的轉(zhuǎn)速，即使投放加工物的含水率發(fā)生變動(dòng)，也能夠制造穩(wěn)定的碳化物。
[0022]上述外熱式碳化爐也可以是根據(jù)上游側(cè)的所述窯爐內(nèi)筒溫度和下游側(cè)的所述窯爐內(nèi)筒溫度中的至少任意一個(gè)，控制所述窯爐內(nèi)筒轉(zhuǎn)速的構(gòu)成。
[0023]根據(jù)上述構(gòu)成，通過(guò)使用窯爐內(nèi)筒溫度推測(cè)加工物的含水率，可以在不直接測(cè)量加工物含水率的情況下掌握加工物的含水率變動(dòng)。
[0024]上述外熱式碳化爐也可以是所述控制裝置具有調(diào)節(jié)從所述加熱器供給的加熱氣體流量的加熱氣體量調(diào)節(jié)裝置的構(gòu)成。
[0025]根據(jù)上述構(gòu)成，通過(guò)同時(shí)調(diào)節(jié)加熱氣體量和窯爐內(nèi)筒轉(zhuǎn)速，即使含水率發(fā)生大幅變動(dòng)，也能夠應(yīng)對(duì)。
[0026]上述外熱式碳化爐也可為以下構(gòu)成:多個(gè)所述窯爐內(nèi)筒之間的連接部具有下游側(cè)筒部以及上游側(cè)筒部，所述下游側(cè)筒部與下游側(cè)的所述窯爐內(nèi)筒的內(nèi)部空間連通，與下游側(cè)的所述窯爐內(nèi)筒同時(shí)旋轉(zhuǎn);所述上游側(cè)筒部與上游側(cè)的所述窯爐內(nèi)筒的內(nèi)部空間連通，與上游側(cè)的所述窯爐內(nèi)筒同時(shí)旋轉(zhuǎn)，并插入所述下游側(cè)筒部的徑向內(nèi)周側(cè)。
[0027]根據(jù)上述構(gòu)成，上游側(cè)的窯爐內(nèi)筒的內(nèi)部空間和下游側(cè)的窯爐內(nèi)筒的內(nèi)部空間直接連通，可將未被加熱氣體加熱的部位控制在最小程度。
[0028]上述外熱式碳化爐也可為以下構(gòu)成:所述連接部具有伸縮件，所述伸縮件在所述上游側(cè)筒部和所述下游側(cè)筒部的徑向外周側(cè)對(duì)所述多個(gè)窯爐內(nèi)筒之間進(jìn)行氣密密封的同時(shí)，可沿所述外筒的軸線方向伸縮。
[0029]根據(jù)上述構(gòu)成，可在抑制空氣流入窯爐內(nèi)筒內(nèi)的同時(shí)，通過(guò)伸縮件吸收窯爐筒體的熱伸長(zhǎng)。
[0030]上述外熱式碳化爐也可為以下構(gòu)成:具有可動(dòng)支撐部以及固定支撐部，所述可動(dòng)支撐部沿軸線方向可移動(dòng)地設(shè)在所述連接部的所述至少一個(gè)窯爐內(nèi)筒的端部，對(duì)所述至少一個(gè)窯爐內(nèi)筒進(jìn)行支撐并使其可繞軸線旋轉(zhuǎn);所述固定支撐部沿軸線方向不可移動(dòng)地設(shè)在與所述連接部的所述至少一個(gè)窯爐內(nèi)筒不同的窯爐內(nèi)筒的端部，對(duì)與所述至少一個(gè)窯爐內(nèi)筒不同的窯爐內(nèi)筒進(jìn)行支撐并使其可繞軸線旋轉(zhuǎn)。
[0031]根據(jù)上述構(gòu)成，能夠利用可動(dòng)支撐部吸收窯爐筒體的熱伸長(zhǎng)。
[0032]有益效果
[0033]根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在多個(gè)回轉(zhuǎn)窯爐中根據(jù)加工物的含水率分別控制窯爐內(nèi)筒的轉(zhuǎn)速，即使投放加工物的含水率發(fā)生變動(dòng)，也能夠制造穩(wěn)定的碳化物。
【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式的碳化物制造設(shè)備的一個(gè)示例的概略構(gòu)成圖。
[0035]圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式的外熱式碳化爐的第一回轉(zhuǎn)窯爐和第二回轉(zhuǎn)窯爐的連結(jié)部的詳圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下參照附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式的外熱式碳化爐2。圖1是表示具有本實(shí)施方式的外熱式碳化爐2的碳化物制造設(shè)備I的一個(gè)示例的概略構(gòu)成圖。
[0037]如圖1所示，碳化物制造設(shè)備I具有用于投放加工物的螺旋輸送機(jī)3、對(duì)螺旋輸送機(jī)3投放的加工物進(jìn)行加熱的外熱式碳化爐2、排出由外熱式碳化爐2排出的加工物的滑槽4。
[0038]外熱式碳化爐2用于加熱處理下水污泥、木質(zhì)生物質(zhì)以及低品位煤等低熱量物質(zhì)的加工物，將其改質(zhì)為發(fā)熱量大的碳化物。
[0039]外熱式碳化爐2由第一回轉(zhuǎn)窯爐5，以及串聯(lián)連接在第一回轉(zhuǎn)窯爐5的下游側(cè)、并加熱從第一回轉(zhuǎn)窯爐5排出的加工物的第二回轉(zhuǎn)窯爐7構(gòu)成。第一回轉(zhuǎn)窯爐5具有外筒10，以及相對(duì)于外筒10旋轉(zhuǎn)的同時(shí)、被投放加工物的第一窯爐內(nèi)筒6(窯殼)。第二回轉(zhuǎn)窯爐7具有外筒1，以及相對(duì)于外筒1旋轉(zhuǎn)的同時(shí)、被投放加工物的第二窯爐內(nèi)筒8。
[0040]第一窯爐內(nèi)筒6和第二窯爐內(nèi)筒8通過(guò)將二者結(jié)合，例如，形成軸線方向長(zhǎng)度