专利名称：碳化装置、碳化系统以及碳化方法
技术领域：
本发明涉及碳化装置、碳化系统以及碳化方法。
背景技术：
作为设置有可使被处理物碳化的碳化装置的碳化系统，例如可以考虑图5所示的碳化系统(作为对比例的碳化系统)，即，设置有作为使被处理物1从一端向另一端边移动边碳化的碳化炉6的回转炉70的碳化装置A、具有对被处理物1进行干燥的干燥室13的干燥装置4、将回转炉70内的高温气体作为干燥用气体供给干燥室13的干燥用气体供给路径71、将在干燥室13内被干燥的干燥被处理物1向回转炉70的一端供给的干燥被处理物供给路径72，并且，可以将料斗3内的被处理物1通过螺旋输送器8送入干燥室13，将被干燥的被处理物1向回转炉70的一端供给，使之边朝向回转炉70的另一端的取出部35移动边碳化，再从取出部35中将碳化物2取出。
在这种场合，当采用从回转炉70的外部对被处理物1进行加热的间接加热方式时，是边对被处理物1进行干馏边使之朝向取出部35移动而碳化的。因此，为了进行使回转炉70内产生的干馏气体(热分解气体)在相对于回转炉70另外设置的燃烧室73中燃烧的无害化处理，必须将用来将干馏气体从回转炉70送入燃烧室73的管道74连接到回转炉70上，将其燃烧气体通过干燥用气体供给路径71供给干燥室13。这样一来，干馏气体容易凝结而积存在管道74内，因而存在着维护量大的缺点。
而采用向回转炉70的内部供给热风对被处理物1进行加热的直接加热方式时，是从回转炉70的一端供给被处理物1的燃烧用空气，使被处理物1边自燃边朝向取出部35移动而碳化的。因此，为了防止因燃烧用空气不足而导致产生未燃烧气体并且被处理物1无法充分碳化，或者因燃烧用空气过多而导致被处理物燃尽，燃烧用空气必须以能够沿着被处理物移动的方向恰当分布的要求供给，存在着燃烧用空气供给起来困难的缺点。此外，为了进行使未燃烧气体在相对于回转炉70另外设置的燃烧室73燃烧的无害化处理，必须与间接加热方式同样地将用来将未燃烧气体从回转炉70送入燃烧室73的管道74连接到回转炉70上。
除此之外，无论间接加热方式还是直接加热方式，用来将干馏气体和未燃烧气体从回转炉70送入另外设置的燃烧室73中的管道74，以及向回转炉供给被处理物1的供给部33、从回转炉70中取出碳化物的取出部35，必须相对于回转炉70可自由滑动地进行设置。因此，空气容易从滑动部进入回转炉70内，存在着回转炉70内被处理物1的温度管理困难的问题。
此外，由于干燥室13与回转炉(碳化炉)6二者连通，因此，碳化处理依存于干燥室13中的干燥处理，在经济性和质量稳定性方面存在着问题。
再有，在被处理物是饮料制造工序中产生的残渣的场合，在进入干燥室之前，必须在体积大、产生臭味等不易进行保管的状态下进行保管。
为此，在现有的碳化系统中，设置了具有不需要将被处理物供给部和碳化物取出部二者设置成可相对滑动因而碳化炉内的高温气体不易泄漏的非回转式碳化炉的碳化装置，并在该碳化炉的左右设置供给部和取出部。除此之外，为了使所供给的燃烧用空气容易沿被处理物的移动方向恰当分布，对燃烧用空气向被处理物的每一个移动区段的吹出量可自由进行调节的吹出部设置在位于供给部与取出部之间的碳化炉底部。此外，为了解决干馏气体等气体凝结积存在将其送入燃烧室的管道内的问题，将燃烧室连接到设置在碳化炉的取出部的上方附近的燃烧废气的排气部上(例如可参照专利文献1)。
此外，设置了将被处理物在碳化炉内从供给部朝向取出部大致水平地进行输送的螺旋输送器、以及搅拌叶片与螺旋输送器一体旋转而对碳化炉内的被处理物进行搅拌的搅拌装置，并且，可以在进行搅拌而使得供给部供给的被处理物在径向混合的同时，边使之自燃边以螺旋输送器朝向取出部大致水平地移送而使该被处理物碳化，再从取出部将碳化物取出。
专利文献1特开2000-136390号公报在上述现有的碳化系统中，设置有具有使被处理物边朝向取出部大致水平地移动边碳化的碳化炉的碳化装置。因此，即便是进入碳化炉内后的时间的长短大体上相同的被处理物，越靠近上部堆积的被处理物越容易处在高的温度下。除此之外，由于是将燃烧室连接到设置在碳化炉的取出部的上方附近的排气部上而使干馏气体和未燃烧气体燃烧的，因此，该燃烧室产生的热量，容易对移动到取出部附近的温度较高的被处理物进一步加热。因此，被处理物的温度管理困难，存在着难以碳化成所希望的碳化状态的缺点。
再有，对于从吹出部吹出的燃烧用空气的吹出量，是根据碳化炉内的温度进行控制的，因此，不能够按照被处理物本身的温度进行控制。这一点也使之具有难以碳化成所希望的碳化状态的缺点。
此外，由于在碳化炉的左右设置供给部和取出部，使供给部供给的被处理物朝向取出部大致水平地移动，因此，存在着在被处理物的移动方向上需要有长度较长的、横向宽度较宽的安装空间的缺点。
再者，关于干燥室与碳化炉连通的问题，尚未进行讨论。
发明内容
本发明是鉴于上述实际情况而提出的，其目的是，使被处理物容易碳化成所希望的碳化状态，并且，即便是狭小的安装空间也能够安装。
关于本发明的碳化装置的第1特征结构是，设置有具有被处理物的供给部、碳化物的取出部、燃烧用空气的吹出部、燃烧废气的排气部的碳化炉，以及可对所说碳化炉内的被处理物进行搅拌的搅拌装置，并且，从所说吹出部吹出的燃烧用空气的吹出量可以自由调节，通过对所说供给部供给的被处理物进行搅拌、并且使之边自燃边朝向所说取出部移动而使该被处理物碳化，再从所说取出部将碳化物取出，其特征是，所说碳化炉构成所说供给部和所说排气部设置在上部、所说取出部和所说吹出部设置在下部的立式结构，使被处理物能够靠自身重量朝向所说取出部移动，并且，从所说取出部取出碳化物的取出速度可以调节，所说搅拌装置具有可围绕纵轴旋转的搅拌部件。
本发明的碳化装置的第2特征结构是，在上述特征结构中，设置有在所说碳化炉中对被处理物的温度进行检测的温度检测部，并且，从所说吹出部吹出的燃烧用空气的吹出量可以根据所说温度检测部检测到的被处理物的温度进行调整。
本发明的碳化装置的第3特征结构是，在上述特征结构中，所说吹出部，设置在所说碳化炉的周壁和所说搅拌部件上。
本发明的碳化装置的第4特征结构是，在上述特征结构中，位于所说供给部和所说排气部之间的所说碳化炉的内部作为未燃烧气体的燃烧用空间形成。
本发明的碳化系统的第1特征结构是，设置有被处理物的干燥装置，被处理物的贮藏罐，能够将在所说干燥装置中干燥后的被处理物送往所说贮藏罐的输送机构，以及能够将所说贮藏罐的被处理物向碳化装置供给的供给机构。
本发明的碳化系统的第2特征结构是，在上述特征结构中，所说碳化装置按如下构成，即，设置有具有被处理物的供给部、碳化物的取出部、燃烧用空气的吹出部、燃烧废气的排气部的碳化炉，以及可对所说碳化炉内的被处理物进行搅拌的搅拌装置，并且，从所说吹出部吹出的燃烧用空气的吹出量可以自由调节，通过对所说供给部供给的被处理物进行搅拌、并且使之边自燃边朝向所说取出部移动而使该被处理物碳化，再从所说取出部将碳化物取出。
本发明的碳化系统的第3特征结构是，在上述特征结构中，所说碳化炉构成所说供给部和所说排气部设置在上部且所说取出部和所说吹出部设置在下部的立式结构，使被处理物能够靠自身重量朝向所说取出部移动，并且，从所说取出部取出碳化物的取出速度可以调节，所说搅拌装置以设置有可围绕纵轴旋转的搅拌部件。
本发明的碳化系统的第4特征结构是，在上述特征结构中，设置有在所说碳化炉中对被处理物的温度进行检测的温度检测部，并且，从所说吹出部吹出的燃烧用空气的吹出量可以根据所说温度检测部检测到的被处理物的温度进行调整。
本发明的碳化系统的第5特征结构是，在上述特征结构中，所说吹出部，设置在所说碳化炉的周壁和所说搅拌部件上。
本发明的碳化系统的第6特征结构是，在上述特征结构中，位于所说供给部和所说排气部之间的所说碳化炉的内部作为未燃烧气体的燃烧用空间形成。
本发明的碳化系统的第7特征结构是，在上述特征结构中，所说排气部上连接有余热回收锅炉。
本发明的碳化系统的第8特征结构是，在上述特征结构中，所说干燥装置按如下构成，即，设置有可容纳被处理物的干燥室，以及对所说干燥室内的被处理物从下侧吹拂干燥用气体而能够形成流化床的干燥用气体吹出部，能够在被处理物处于悬浮的状态下对其进行干燥，所说输送机构能够从悬浮于所说干燥室内的被处理物中取出干燥物送往所说贮藏罐。
本发明的碳化系统的第9特征结构是，在上述特征结构中，作为一种设置有本发明所涉及的碳化装置和被处理物的干燥装置的碳化系统，所说干燥装置在所说碳化装置中所设置的碳化炉的上部与之成一体地设置，设置有能够将所说碳化炉内的被处理物的燃烧废气作为干燥用气体供给所说干燥装置的干燥用气体供给路径。
本发明的碳化系统的第10特征结构是，在上述特征结构中，所说干燥装置按如下构成，即，设置有可容纳被处理物的干燥室，以及对所说干燥室内的被处理物从下侧吹拂干燥用气体而能够形成流化床的干燥用气体吹出部，能够在被处理物处于悬浮的状态下对其进行干燥；设置有能够从悬浮于所说干燥室内的被处理物中取出干燥物供给所说供给部的供给机构。
此外，本发明的碳化方法的第1特征性方案是，将被处理物在干燥装置中进行干燥后向贮藏罐输送，在所说贮藏罐中暂时贮藏后，供给碳化装置进行碳化处理。
如本发明的碳化装置的第1特征结构所记载的，作为一种碳化装置，设置有具有被处理物的供给部、碳化物的取出部、燃烧用空气的吹出部、燃烧废气的排气部的碳化炉，以及可对所说碳化炉内的被处理物进行搅拌的搅拌装置，并且，能够对从所说吹出部吹出的燃烧用空气的吹出量自由进行调节，通过对所说供给部供给的被处理物进行搅拌、并且使之边自燃边朝向所说取出部移动而使该被处理物碳化，再从所说取出部将碳化物取出，所说碳化炉构成供给部和排气部设置在上部且取出部和吹出部设置在下部的立式结构，使被处理物能够靠自身重量朝向取出部移动，因此，即便是狭小的安装空间也能够安装。
此外，由于从取出部取出碳化物的取出速度可以调节，搅拌装置具有可围绕纵轴旋转的搅拌部件，因此，很容易将被处理物碳化成所希望的碳化状态，并且，可使碳化物的质量稳定。
也就是说，以围绕纵轴旋转的搅拌部件对被处理物大致水平地进行搅拌，使得进入到碳化炉内后的时间长短不同的被处理物不容易混合在一起，同时，从设置在碳化炉下部的吹出部供给燃烧用空气，使得燃烧用空气毫无遗漏地与被处理物接触。因此，可使燃烧用空气均匀分布，使碳化炉内的所有被处理物能够以与进入到碳化炉内后的时间的长短相应的燃烧状态自燃。除此之外，通过调节碳化物的取出速度，还能够与该取出速度相关联地对被处理物靠自身重量朝向取出部移动的速度进行调节，因此，能够自由调整被处理物的碳化反应速度，例如，可以使被处理物缓慢地靠自身重量移动，并与此相应地减少燃烧用空气的供给量，使得被处理物缓慢地进行碳化反应等等，从而很容易使被处理物碳化成所希望的碳化状态。
此外，通过以搅拌部件对被处理物进行搅拌，能够防止产生焦油而导致被处理物彼此粘连，使得被处理物靠自身重量朝向取出部的移动圆滑。由此，可使碳化物的质量稳定。
此外，如本发明的碳化装置的第2特征结构所记载的，能够以温度检测部对被处理物的温度直接进行检测，因此，能够根据被处理物的温度状态，直接对燃烧用空气的吹出量迅速进行调整。由此，很容易使被处理物碳化成所希望的碳化状态。
此外，如本发明的碳化装置的第3特征结构所记载的，吹出部设置在碳化炉的周壁和搅拌部件上，因此，无论对于碳化炉周壁附近的被处理物，还是对于中心附近的被处理物，均能够毫无遗漏地供给燃烧用空气。因此，很容易使碳化炉内的所有被处理物以与进入到碳化炉内后的时间的长短相应的燃烧状态自燃。
此外，如本发明碳化装置的第4特征结构所记载的，不需要单独设置燃烧室而能够使未燃烧气体在形成于供给部与排气部之间的碳化炉内的燃烧用空间燃烧，因此，不必设置用来将未燃烧气体送入燃烧室的管道，不存在未燃烧气体中的挥发成分凝结积存在管道内的问题。由此，不仅能够减轻维护工作量，而且即使被处理物被未燃烧气体的燃烧热量加热，也是供给部刚刚供给的被处理物被加热，因此，能够在不影响移动到取出部附近的碳化已进行的被处理物的燃烧状态的状态下，对刚刚供给的被处理物进行预热。
此外，作为移动到取出部附近的碳化已进行的被处理物，通过供给部所供给的未碳化的被处理物堆积到其上部而形成的氧气阻断区，可在不受未燃烧气体燃烧用空间中的氧气影响的情况下碳化。由此，可得到BET比表面积小的碳化物。
此时，如本发明的碳化系统的第1特征结构所记载的，在例如非限定地将饮料或食品、饲料等的制造工序中所产生的残渣作为被处理物的场合，可以将该被处理物通过干燥装置干燥后贮藏在贮藏罐中，而且可以通过输送机构将贮藏罐的被处理物供给碳化装置进行碳化，因此，即使被处理物的产生量发生波动，也能够边以贮藏罐吸收该波动，边由供给机构根据碳化装置的碳化能力将贮藏罐的被处理物定量供给供给部，从而高效率地利用碳化装置的碳化能力。
此外，能够将被处理物以干燥处理后的状态保管在贮藏罐中，可大大提高保管的效率和状态。其结果，能够在质量以及制造稳定性很高的状态下，对被处理物高效率且经济地进行碳化处理。
此外，如本发明的碳化系统的第2特征结构所记载的，所说碳化装置设置有具有被处理物的供给部、碳化物的取出部、燃烧用空气的吹出部、燃烧废气的排气部的碳化炉，以及可对所说碳化炉内的被处理物进行搅拌的搅拌装置，并且，从所说吹出部吹出的燃烧用空气的吹出量可以自由调节，通过对供给部供给的被处理物进行搅拌、并且使之边自燃边朝向取出部移动，可使该被处理物碳化成所希望的碳化状态，再从取出部将碳化物取出。
再有，如本发明的碳化系统的第3特征结构所记载的，碳化炉构成供给部和排气部设置在上部、取出部和吹出部设置在下部的立式结构，使被处理物能够靠自身重量朝向取出部移动，因此，即便是狭小的安装空间也能够安装。
此外，由于从取出部取出碳化物的取出速度可以调节，搅拌装置具有可围绕纵轴旋转的搅拌部件，因此，很容易将被处理物碳化成所希望的碳化状态，并可使碳化物的质量稳定。
也就是说，以围绕纵轴旋转的搅拌部件对被处理物大致水平地进行搅拌，使得进入到碳化炉内后的时间长短不同的被处理物不容易混合在一起，同时，从设置在碳化炉下部的吹出部供给燃烧用空气，使得燃烧用空气毫无遗漏地与被处理物接触。由此，可使燃烧用空气均匀分布，使碳化炉内的所有被处理物能够以与进入到碳化炉内后的时间的长短相应的燃烧状态自燃。除此之外，通过调节碳化物的取出速度，还能够与该取出速度相关联地对被处理物靠自身重量朝向取出部移动的速度进行调节，因此，能够自由调整被处理物的碳化反应速度，例如，可以使被处理物缓慢地靠自身重量移动，并与此相应地减少燃烧用空气的供给量，使得被处理物缓慢地进行碳化反应等等，从而很容易使被处理物碳化成所希望的碳化状态。
此外，通过以搅拌部件对被处理物进行搅拌，能够防止产生焦油而导致被处理物彼此粘连，使得被处理物靠自身重量朝向取出部的移动圆滑。由此，可使碳化物的质量稳定。
再有，如本发明的碳化系统的第4特征结构所记载的，能够以温度检测部对被处理物的温度直接进行检测，因此，能够根据被处理物的温度状态，直接对燃烧用空气的吹出量进行调整，很容易使被处理物碳化成所希望的碳化状态。
此外，如本发明的碳化系统的第5特征结构所记载的，吹出部设置在碳化炉的周壁和搅拌部件上，因此，无论对于碳化炉周壁附近的被处理物，还是对于中心附近的被处理物，均能够毫无遗漏地供给燃烧用空气，很容易使碳化炉内的所有被处理物以与进入到碳化炉内后的时间的长短相应的燃烧状态自燃。
再有，如本发明碳化系统的第6特征结构所记载的，不需要单独设置燃烧室而能够使未燃烧气体在形成于供给部与排气部之间的碳化炉内的燃烧用空间燃烧。由此，不必设置用来将未燃烧气体送入燃烧室的管道，并且，不存在未燃烧气体中的挥发成分凝结积存在管道内的问题，因此，能够减轻维护工作量。而且，即使被处理物被未燃烧气体的燃烧热量加热，也是供给部刚刚供给的被处理物被加热，因此，能够在不影响移动到取出部附近的碳化已进行的被处理物的燃烧状态的状态下，对刚刚供给的被处理物进行预热。
此外，作为移动到取出部附近的碳化已进行的被处理物，通过供给部所供给的未碳化的被处理物堆积到其上部而形成的氧气阻断区，可在不受未燃烧气体燃烧用空间中的氧气影响的情况下碳化。因此，可得到BET比表面积小的碳化物。
再有，如本发明的碳化系统的第7特征结构所记载的，被处理物的燃烧废气可通过排气部回收到余热回收锅炉中，因此，能够高效率地利用燃烧废气的余热。
再有，如本发明的碳化系统的第8特征结构所记载的，干燥装置按如下构成，即，设置有可容纳被处理物的干燥室，以及对干燥室内的被处理物从下侧吹拂干燥用气体而能够形成流化床的干燥用气体吹出部，能够在被处理物处于悬浮的状态下对其进行干燥，因此，能够使每一个被处理物的个体悬浮而均等地受到干燥用气体的吹拂，对被处理物高效率地进行干燥。除此之外，输送机构能够从悬浮于干燥室内的被处理物中取出干燥物送往贮藏罐，因此，能够将干燥后变轻的被处理物分选后贮藏在贮藏罐中。
再有，如本发明的碳化系统的第9特征结构所记载的，作为设置有本发明所涉及的碳化装置和被处理物的干燥装置的碳化系统，干燥装置在碳化炉的上部与之设置成一体，因此，可使干燥装置与碳化炉均更为紧凑。除此之外，设置有能够将被处理物的燃烧废气作为干燥用气体供给干燥装置的干燥用气体供给路径，因此，能够高效率利用燃烧废气的余热。
再有，如本发明的碳化系统的第10特征结构所记载的，干燥装置按如下构成，即，设置有可容纳被处理物的干燥室，以及对干燥室内的被处理物从下侧吹拂干燥用气体而能够形成流化床的干燥用气体吹出部，能够在被处理物处于悬浮的状态下对其进行干燥，因此，能够使每一个被处理物的个体悬浮而均等地受到干燥用气体的吹拂。因此，能够对被处理物高效率地进行干燥。此外，设置有能够从悬浮于干燥室内的被处理物中取出干燥物供给供给部的供给机构，因此，能够将干燥后变轻的被处理物分选后供给碳化炉。
再有，如本发明的碳化方法的第1特征性方案所记载的，在例如非限定地将饮料或食品、饲料等的制造工序中所产生的残渣作为被处理物的场合，可以将该被处理物通过干燥装置干燥后送往贮藏罐，将其暂时贮藏在贮藏罐中，而且可以将贮藏罐的被处理物供给碳化装置进行碳化，因此，即使被处理物的产生量发生波动，也能够以贮藏罐吸收该波动，根据碳化炉的碳化能力定量供给贮藏罐的被处理物，从而高效率地利用碳化炉的碳化能力。
此外，能够将被处理物以干燥处理后的状态保管在贮藏罐中，可大大提高保管的效率和状态。其结果，能够在质量以及制造稳定性很高的状态下，对被处理物高效率且经济地进行碳化处理。
图1是碳化系统的概略图。
图2是碳化装置的纵向剖视图。
图3是碳化装置的重点部分的横向剖视图。
图4是第2实施方式的碳化系统的概略图。
图5是对比例的碳化系统的概略图。
附图标记的说明1 被处理物1a 被处理物(干燥物)2 碳化物4 干燥装置5 贮藏罐6 碳化炉10 输送机构11 供给机构13 干燥室18 干燥用气体吹出部33 供给部34 排气部35 取出部36 吹出部38 周壁39 搅拌装置41 温度检测部43 搅拌部件54 燃烧用空间63 余热回收锅炉71 干燥用气体供给路径A 碳化装置X 纵轴
具体实施例方式
下面，对本发明的实施方式结合附图进行说明。附图中，凡与现有技术例相同的编号表示的部分表示与之相同或相当的部分。
图1示出使作为咖啡提取工序中产生的残渣的咖啡渣碳化的碳化系统。所说碳化系统以设置有以下部分而构成，即将提取工序中产生的咖啡渣作为被处理物1投入的料斗3；被处理物1的干燥装置4；贮藏干燥被处理物1(1a)的干燥被处理物贮藏罐5；具有对干燥被处理物1a进行碳化处理的碳化炉6的碳化装置A；贮藏碳化物2的碳化物贮藏罐7；将投料料斗3的被处理物1向干燥装置4输送的螺旋送料器8；能够将干燥装置4中被干燥的干燥被处理物1a向干燥被处理物贮藏罐5或外部取出用料斗9进行输送的干燥被处理物输送机构10；能够将干燥被处理物贮藏罐5的干燥被处理物1a供给碳化炉6的干燥被处理物供给机构11；将碳化炉6中被碳化的碳化物2大致水平地向碳化物贮藏罐7输送的、输送速度(从碳化炉6中取出碳化物2的取出速度)可自由调节的螺旋输送器12。
所说干燥装置4这样构成，即，设置有形成有可容纳被处理物1的干燥室13的外壳14，燃烧城市煤气而产生热风的热风发生器15，将热风发生器15产生的热风作为干燥用气体供给干燥室13的热风供给路径16，对干燥室13内的被处理物1进行搅拌的搅拌装置17，以及，对干燥室13内的被处理物1从下侧吹拂干燥用气体而能够形成流化床的干燥用气体吹出部18；可以边搅拌被处理物1边在其处于悬浮的状态下对其进行干燥。将吹入干燥室13内的热风作为废气，在将微细的被处理物等通过旋风分离器19分离之后，可使之从NOx或SOx、O2等监视装置20中通过后向外部排放。
所说干燥被处理物输送机构10，在利用鼓风机21的风力输送干燥被处理物1a的输送路径22上连接有引自干燥室13的干燥被处理物排出路径23和引自旋风分离器19的分离物排出路径24。此外，所说干燥被处理物输送机构10，在其下游侧分支为贮藏用输送路径25和外部取出用输送路径26，能够从悬浮于干燥室13内的被处理物1中取出干燥被处理物1a并通过贮藏用输送路径25向干燥被处理物贮藏罐5输送，还能够将来自旋风分离器19的分离物通过贮藏用输送路径25向干燥被处理物贮藏罐5输送。
所说干燥被处理物供给机构11，在利用鼓风机27的风力将干燥被处理物1a向设置在碳化炉6前面的旋风分离器28进行输送的供给用输送路径29上连接有从干燥被处理物贮藏罐5的下部通过螺旋送料器30取出的干燥被处理物1a的排出路径31。此外，所说干燥被处理物供给机构11，能够将旋风分离器28内的干燥被处理物1a以输送速度(干燥被处理物1a的供给速度)可自由调节的供给用螺旋送料器32供给到碳化炉6内。
所说碳化装置A如图2～图3所示，干燥被处理物1a的供给部33和燃烧废气的排出部34设置在上部、碳化物2的取出部35和燃烧用空气的吹出部36设置在下部的圆筒形的立式结构的碳化炉6固定在台架37上。所说碳化装置A，其碳化炉底部由呈漏斗状形成的底部周壁38构成，并且在底部周壁38的下端设置有取出部35，由供给用螺旋送料器32从供给部33供给的干燥被处理物1a能够靠自身重量顺着底部周壁38朝向取出部35移动。
此外，所说碳化装置A中设置有能够对碳化炉6内的干燥被处理物1a进行搅拌的搅拌装置39，并且取出部35上连接有取出路径40。从所说吹出部36吹出的燃烧用空气的吹出流量可通过阀门等自由进行调节。在对所说供给部33供给的干燥被处理物1a进行搅拌并使之自燃的同时，通过调节设置在取出路径40的下部的内部的取出用螺旋输送器12的输送速度，对干燥被处理物1a的靠自身重量移动的速度进行调节，使之靠自身重量朝向取出部35移动。这样一来，能够使所说干燥被处理物1a在低温下缓慢碳化，并将通过取出用螺旋输送器12从取出部35取出的碳化物2送往碳化物贮藏罐2进行贮藏。
此外，对干燥被处理物1a的燃烧温度进行检测的温度检测部41装在底部周壁38的内侧，可对干燥被处理物1a的温度进行检测。而且，对于从吹出部36吹出的燃烧用空气的吹出量，可以根据所说温度检测部41所检测到的干燥被处理物1a的温度进行调整。
而温度检测部41例如可采用热电偶式温度传感器。
所说搅拌装置39，其驱动轴42可围绕与碳化炉6同心的大体上垂直的纵轴X自由旋转。所说搅拌装置39这样构成，即，杆状的多个搅拌部件43，在驱动轴42的长度方向上隔开间隔且在驱动轴42的圆周方向上错开相位大体成直角地连接在驱动轴42上，通过驱动轴42的旋转带动搅拌部件43围绕纵轴X旋转，可在大体上水平的方向上对干燥被处理物1a进行搅拌。
所说驱动轴42，其通路形成构件44倾斜设置以使得取出路径40向斜下方延伸，该通路形成构件44以气密性贯穿的状态得到支撑并可自由旋转。所说驱动轴42能够在与驱动轴42的下端部连接的带减速器的电动马达45的驱动下旋转。
如图2、图3所示，所说吹出部36，由设置在底部周壁38的下部附近的多个下部吹出部46，以及各搅拌部件43上的搅拌吹出部47构成。
所说下部吹出部46，是通过设置将底部周壁38的外周围起来的圆筒形的外壳48而在底部周壁38与外壳48之间形成环形的空气存留空间49的。此外，向所说空气存留空间49加压供给燃烧用空气的主燃烧用空气供给路径50连接在外壳48上，并且，在底部周壁38上形成有多个贯通的小孔。这样，能够使空气存留空间49的燃烧用空气通过各小孔大致均等地向碳化炉6内的底部吹出。
此外，主燃烧用空气供给路径50上设置有起动用的点火燃烧器51，可在碳化处理开始时对干燥被处理物1a进行点火。对干燥被处理物1a进行点火之后，能够使所供给的干燥被处理物1a依次自燃而碳化。
所说搅拌吹出部47是驱动轴42和搅拌部件43二者相连接而构成。此外，所说驱动轴42和所说搅拌部件43呈前端封闭的中空圆筒形形成，并且，该中空圆筒形的驱动轴42和搅拌部件43二者以内部空间彼此连通的状态相连，在搅拌部件43的前端形成有多个通孔。作为其它实施方式，也可以在搅拌部件43的前端或者/以及周边部上形成多个通孔。
在所说驱动轴42的下端部上，通过回转接头52连接有加压供给燃烧用空气的副燃烧用空气供给路径53。并且，能够在搅拌部件43旋转的同时使燃烧用空气通过该搅拌部件43上所形成的通孔向碳化炉6内吹出。
此外，如图2所示，位于供给部33与排出部34之间的碳化炉6的内部形成了干馏气体等未燃烧气体的燃烧用空间54。该燃烧用空间54，在比供给部33更下方的底部周壁38的上部附近设置有二次燃烧用空气吹出部55，并在比供给部33更上方的位置上设置有助燃燃烧器56，可使干燥被处理物1a的碳化处理所产生的未燃烧气体燃烧，还设置有对其燃烧温度进行检测的热电偶式温度传感器57。
最好是，助燃燃烧器56在碳化处理开始时使用。
所说二次燃烧用空气吹出部55，是以外壳58将底部周壁38的上部附近的碳化炉侧壁61呈环状围起来而在其内部形成二次燃烧用空气的空气存留空间59的。加压供给二次燃烧用空气的二次燃烧用空气供给路径60连接在所说外壳58上，并且在碳化炉侧壁61上形成有相对于碳化炉的径向倾斜的多个通孔62，可将二次燃烧用空气作为回旋流供给燃烧用空间54。助燃燃烧器56也是以其燃烧气体的吹出方向相对于碳化炉的径向倾斜的状态设置的。
如图1所示，所说燃烧用空间54中的未燃烧气体燃烧之后的废气在从将余热作为蒸汽回收的余热回收锅炉63中通过之后，通过旋风分离器64将废气中的固体成分分离出来并将该分离出来的固体成分排放出去。此外，能够使废气中的NOx和SOx、O2等从监视装置20通过后排放到外部。
此外，对于移动到取出部35附近的碳化已进行的被处理物1a来说，从供给部33供给的未碳化的被处理物1a堆积在其上部而形成氧气阻断区80，因此，可在与未燃烧气体的燃烧用空间54之间被阻断的状态下碳化。如[表1]所示，对于通过本发明提供的碳化装置A中所设置的碳化炉6碳化的碳化物、与通过对比例所示的碳化装置A中所设置的回转炉式碳化炉6碳化的碳化物、以及通过特开2000-136390号公报所记载的现有的碳化系统的碳化装置中所设置的碳化炉碳化的碳化物进行了比较。作为对比例碳化装置和现有碳化装置中所设置的碳化炉，通过在碳化炉内对被处理物1进行滞留15～20分钟这一高温且短时间的碳化处理，BET比表面积(m2/g)为3位数(对比例的碳化装置)或2位数(现有技术例的碳化装置)，只能得到BET比表面积大附加价值低的碳化物。相对于此，作为本发明提供的碳化装置A，通过在碳化炉6内对被处理物1进行滞留90分钟这一低温且长时间的碳化处理，得到了BET比表面积(m2/g)为1位数的、BET比表面积小附加价值高的均匀的碳化物。
图4示出根据本发明的碳化系统的另一个实施方式。在该碳化系统中，将圆筒形的干燥装置4在碳化炉6的上部与之同心地设置成一体，将碳化炉6的排气部34和干燥装置4的干燥室13用管道65连接起来，设置了能够将碳化炉6产生的燃烧废气作为干燥用气体供给干燥装置4的干燥用气体供给路径66。此外，在该碳化系统中，设置有对所说干燥室13内的被处理物1从下侧吹拂干燥用气体而能够形成流化床的干燥用气体吹出部18，能够在对被处理物1进行搅拌的同时在其处于悬浮的状态下对其进行干燥。将吹入所说干燥室13内的干燥用气体作为废气，在将微细的被处理物等通过旋风分离器19进行分离后，通过排气筒67排放到外部。向所说干燥装置4供给的燃烧废气的多余部分也通过排气筒67排放到外部。
此外，作为干燥被处理物供给机构11，在通过螺旋输送器68将干燥被处理物1a向碳化炉6的供给部33输送的供给用输送路径29上，连接有引自干燥室13的干燥被处理物排出路径23和引自旋风分离器19的分离物排出路径24。这样一来，能够将从悬浮于干燥室13内的被处理物1中取出的干燥被处理物1a、以及、来自旋风分离器19的分离物，通过供给用输送路径29向碳化炉6的供给部33供给。
其它构成与第1实施方式相同。
1 本发明所提供的碳化装置、碳化系统以及碳化方法，也可以是将咖啡渣之外的乏茶，稻壳、锯末、荞麦壳等各种有机物作为被处理物而使之碳化的装置、系统以及方法。
2 本发明所提供的碳化装置和碳化系统以及碳化方法，也可以设置有根据碳化炉内的干燥被处理物的燃烧温度的检测结果，对供给碳化炉的燃烧用空气的供给量进行控制的控制装置。
产业上利用的可能性能够将咖啡渣、乏茶，稻壳、锯末、荞麦壳等各种有机物作为被处理物，并使被处理物很容易碳化成所希望的碳化状态，而且即便是狭小的安装空间也能够进行安装。
权利要求
1.一种碳化装置，设置有具有被处理物的供给部、碳化物的取出部、燃烧用空气的吹出部、燃烧废气的排气部的碳化炉，以及可对所说碳化炉内的被处理物进行搅拌的搅拌装置，并且，从所说吹出部吹出的燃烧用空气的吹出量可以自由调节，通过对所说供给部供给的被处理物进行搅拌、并且使之边自燃边朝向所说取出部移动而使该被处理物碳化，再从所说取出部将碳化物取出，其特征是，所说碳化炉构成所说供给部和所说排气部设置在上部、所说取出部和所说吹出部设置在下部的立式结构，使被处理物能够靠自身重量朝向所说取出部移动，并且，从所说取出部取出碳化物的取出速度可以调节，所说搅拌装置具有可围绕纵轴旋转的搅拌部件。
2.如权利要求1所述的碳化装置，其特征是，设置有在所说碳化炉中对被处理物的温度进行检测的温度检测部，并且，从所说吹出部吹出的燃烧用空气的吹出量可以根据所说温度检测部检测到的被处理物的温度进行调整。
3.如权利要求1所述的碳化装置，其特征是，所说吹出部，设置在所说碳化炉的周壁和所说搅拌部件上。
4.如权利要求1所述的碳化装置，其特征是，位于所说供给部和所说排气部之间的所说碳化炉的内部作为未燃烧气体的燃烧用空间形成。
5.一种碳化系统，其特征是，设置有被处理物的干燥装置、被处理物的贮藏罐，能够将在所说干燥装置中干燥后的被处理物送往所说贮藏罐的输送机构，以及能够将所说贮藏罐的被处理物向碳化装置供给的供给机构。
6.如权利要求5所述的碳化系统，其特征是，所说碳化装置按如下构成，即，设置有具有被处理物的供给部、碳化物的取出部、燃烧用空气的吹出部、燃烧废气的排气部的碳化炉，以及可对所说碳化炉内的被处理物进行搅拌的搅拌装置，并且，从所说吹出部吹出的燃烧用空气的吹出量可以自由调节，通过对所说供给部供给的被处理物进行搅拌、并且使之边自燃边朝向所说取出部移动而使该被处理物碳化，再从所说取出部将碳化物取出。
7.如权利要求6所述的碳化系统，其特征是，所说碳化炉构成所说供给部和所说排气部设置在上部、所说取出部和所说吹出部设置在下部的立式结构，使被处理物能够靠自身重量朝向所说取出部移动，并且，从所说取出部取出碳化物的取出速度可以调节，所说搅拌装置具有可围绕纵轴旋转的搅拌部件。
8.如权利要求6所述的碳化系统，其特征是，设置有在所说碳化炉中对被处理物的温度进行检测的温度检测部，并且，从所说吹出部吹出的燃烧用空气的吹出量可以根据所说温度检测部检测到的被处理物的温度进行调整。
9.如权利要求7所述的碳化系统，其特征是，所说吹出部设置在所说碳化炉的周壁和所说搅拌部件上。
10.如权利要求6所述的碳化系统，其特征是，位于所说供给部和所说排气部之间的所说碳化炉的内部作为未燃烧气体的燃烧用空间形成。
11.如权利要求6所述的碳化系统，其特征是，所说排气部上连接有余热回收锅炉。
12.如权利要求5所述的碳化系统，其特征是，所说干燥装置按如下构成，即，设置有可容纳被处理物的干燥室，以及对所说干燥室内的被处理物从下侧吹拂干燥用气体而能够形成流化床的干燥用气体吹出部，能够在被处理物处于悬浮的状态下对其进行干燥；所说输送机构，能够从悬浮于所说干燥室内的被处理物中取出干燥物送往所说贮藏罐。
13.一种设置有权利要求1所述的碳化装置和被处理物的干燥装置的碳化系统，其特征是，所说干燥装置在所说碳化装置中所设置的碳化炉的上部与之成一体地设置，设置有能够将所说碳化炉内的被处理物的燃烧废气作为干燥用气体供给所说干燥装置的干燥用气体供给路径。
14.如权利要求13所述的碳化系统，其特征是，所说干燥装置按如下构成，即，设置有可容纳被处理物的干燥室，以及对所说干燥室内的被处理物从下侧吹拂干燥用气体而能够形成流化床的干燥用气体吹出部，能够在被处理物处于悬浮的状态下对其进行干燥；设置有能够从悬浮于所说干燥室内的被处理物中取出干燥物供给所说供给部的供给机构。
15.一种碳化方法，其特征是，将被处理物在干燥装置中进行干燥后向贮藏罐输送，在所说贮藏罐中暂时贮藏后，供给碳化装置进行碳化处理。
全文摘要
被处理物容易碳化成所希望的碳化状态，而且即便是狭小的安装空间也能够进行安装。本发明的碳化装置设置有具有被处理物供给部(33)、碳化物取出部(35)、燃烧用空气吹出部(35)、燃烧废气排气部(34)的碳化炉(6)，以及能够对碳化炉内的被处理物进行搅拌的搅拌装置(39)，并且，燃烧用空气的吹出量可自由调节，通过对供给部供给的被处理物进行搅拌、并且使之边自燃边朝向取出部移动而使之碳化，再从取出部将碳化物取出，碳化炉构成供给部和排气部设置在上部、取出部和吹出部设在下部的立式结构，使被处理物能够靠自身重量朝向取出部移动，而且，从取出部取出碳化物的取出速度可以调节，搅拌装置具有可围绕纵轴(X)旋转的搅拌部件(43)。
文档编号C10B53/02GK1833016SQ20048002242
公开日2006年9月13日 申请日期2004年7月30日 优先权日2003年8月4日
发明者横山惠一, 藤原正明, 上田祯俊, 荒井嘉明, 工藤达, 宫原茂 申请人:三得利株式会社