熱分解装置 炭化炉
熱分解装置（炭化炉）とは
当社の熱分解装置（炭化炉）は性能評価をすべてクリア
炭化炉は（Ⅰ）設置許可と（Ⅱ）性能評価が必要で「設備が無公害」を役所に納得いただくのが時間のかかる困難な作業です。
当社の機器類は①茨木県の技術評価と認定を、放射能処理技術は②内閣府（文部科学省）、③環境省、④東京都の技術評価と認定済です。
Ⅱの性能評価すべてクリア済です。①汚染農産物や汚染土壌の炭化減容、②竹林や間伐材の資源化のビジネス展開のお手伝いを致します。
焼却炉と炭化炉の違いは何？
| 焼却炉とは？（酸化現象） | 炭化炉とは？（還元現象） |
| 酸素を使って物を高温燃焼させ、①炭酸ガス、②水、③8～15％の灰の 3つに分解し、減容する装置のことを言います。炭酸ガスを発生し温暖化の原因に、放射性物質の場合は高温燃焼で合金が生成され溶着し処理不能になります。 | 酸素を使わず物を低温加熱させ、①分解ガス、②水、③10～12％の炭の3つに減容し資源化する装置のことを言います。炭酸ガスは発生しません。放射性物質は低温燃焼でガス化され処理機で捕捉できた炭は清浄炭として資源になります。 |
原料の投入方法は？
| バッチ式とは？ | 連続式とは？ |
| 炉の中に原料を詰め込んで密閉し、4～12時間蒸焼きの後、温度を下げて炭を取出す方法で、炉の温度を一日何回も上下させる（20℃～500℃）ためエネルギーのロスコストが大きく、炉の痛みも激しく、完成炭の品質もムラが多くなります。 | 炉の中に原料を連続して送り込み、12～１5分で炭を完成させ取出す方法で、炉の温度の上下は無しの為、炉の寿命は6～12年で補修程度。エネルギーコストは小さくて、出来た炭の品質は一定です。お得意先からのクレームはゼロです。 |
炭化炉で使う熱の種類は？
| 焼却炉とは？（酸化現象） | 炭化炉とは？（還元現象） |
| 酸素を使って物を高温燃焼させ、①炭酸ガス、②水、③8～15％の灰の 3つに分解し、減容する装置のことを言います。炭酸ガスを発生し温暖化の原因に、放射性物質の場合は高温燃焼で合金が生成され溶着し処理不能になります。 | 酸素を使わず物を低温加熱させ、①分解ガス、②水、③10～12％の炭の3つに減容し資源化する装置のことを言います。炭酸ガスは発生しません。放射性物質は低温燃焼でガス化され処理機で捕捉できた炭は清浄炭として資源になります。 |
熱の加え方の種類は？
| 外部加熱式（空気加熱 | 内部過熱式 (蒸気過熱式）原料加熱法で、 |
| 原料を加熱する時、表面から内部に向かって加熱して分解ガスを蒸発させカーボン（炭）を残す方法を言います。 | 原料の表面からだけではなく、内部からも過熱して分解ガスを蒸発させ、カーボン（炭）を残す方法を言います。内部からの過熱には過熱蒸気（水蒸気を500℃以上に熱した気体）を使用します。 |
炭化炉の説明
21世紀の主流となるエネルギーについて 現在経済活動に使うエネルギーは、
①固体（石炭・炭）、②液体（原油）、③気体（ガス）、④電気に大別されます。
21世紀の主流となるエネルギーは、再生可能エネルギーを使うのがベスト
エネルギーの原料は、消費すれば再生できませんが、①の植物から出来た「炭」を利用した植物生産では、生産された植物を「炭」にできますので、何回でもエネルギーを循環再利用可能と考えます。
21世紀は地球環境と人類に負荷のかからない再生できるエネルギーが主流になります。
再生可能エネルギーの一つとして「炭エネルギー」があります。
再生可能エネルギーを作る事が炭化炉ビジネスの基本思想です。炭化炉ビジネスは原料確保がポイント
原料は、①間伐材・廃木材、②生ゴミ・都市ゴミ・産業廃棄物、③油の搾りカス・作物茎、④動物の排泄物、⑤海藻、⑥樹木の六つに分類されます。
⑥の樹木以外は近年利用されるようになった新しい原料です。
産業として成り立つためには、原料が確実に入手できる場所を探すことが条件です。永続的な原料の入手について（再生可能な資源）
②と④は人類が生存している間は途切れずに入手できる有望な原料です。
③は海外では捨てるか燃焼利用ですので非常に不経済です。日本の技術で炭にすれば継続的な資源原料になります。
これらは単年度生産で永続使用できる原料です。
①は原料として使用できるまで数年かかる問題があり、大量消費時代が来ると原料供給に不安があります。炭化炉の熱源の作り方
炭化炉の熱源は、①電気式、②液体燃料式、③ガス式に大別されます。
有機物は還元的雰囲気（空気の無い状態で加熱する）では173℃を超えると、自分で熱を出して（自発熱）炭化が進みますので、熱源は熱維持用に使用するだけになります。非常に経済的です。 炭化炉の加熱は 加熱に液体やガスを使用すると、この燃料が炭酸ガスを発生しますので、ガス処理装置が炭化炉本体の5倍位の巨大なものが必要です。
電気式はこの炭酸ガス処理装置が不要で、温度調整が簡単ですので、非常に安価で安全な扱い易い炭化装置ができます。
したがって、電気式炭化炉は、製造コスト、維持管理費、ランニングコスト、操作の容易さのいずれをとっても優れた装置として推奨できます。
熱分解装置の仕様
電気式熱分解装置
| 型式 | L×W×H(m) | 時処理量m3 大・中・小 |
|---|---|---|
| 20E型 | 7.0×2.2×4.0 | 0.90-0.80-.070 |
| 25E型 | 7.5×2.2×4.0 | 1.15-1.04-0.80 |
| 30E型 | 8.0×2.2×4.0 | 1.50-1.25-1.00 |
| 35E型 | 8.5×2.2×4.5 | 1.60-1.45-1.17 |
| 40E型 | 9.0×2.2×4.5 | 1.80-1.67-1.30 |
| 45E型 | 9.5×2.2×4.5 | 2.06-1.80-1.50 |
加熱蒸気式熱分解装置
| 型式 | L×W×H(m) | 時処理量m3 大・中・小 |
|---|---|---|
| 1ES型 | 2.0×1.4×1.5 | 0.05-0.04-0.03 |
| 3ES型 | 2.4×2.0×1.8 | 0.13-0.12-0.08 |
| 5ES型 | 2.8×2.0×1.8 | 0.22-0.20-0.14 |
| 10ES型 | 3.0×2.2×2.0 | 0.45-0.41-0.30 |
| 15ES型 | 3.3×2.2×2.5 | 0.70-0.62-0.50 |
| 20ES型 | 3.6×2.2×2.5 | 0.90-0.80-0.70 |
▼型式の説明
- 1.最初の数字は24h当たりの理論処理能力です。次のEは熱源電気形式を示し次のSは熱源過熱蒸気方式を表しています。
電源は200V3相、水道は20Φ、排水は100Φが必要です。
時処理量は最大処理量・標準処理量・最少処理量の理論値を示しています。 - 2.価格に含まれる装置は、①破砕機、②熱分解装置、③ガスシャワリング装置、④ガス分解装置、⑤放射能除染用水精、⑥水槽＆中和機、⑦乾燥機、⑧制御装置、⑨安全装置、⑩搬送装置、⑪配線・配管、⑫放射能測定機
- 3.稼働に必要な物は、①建屋、②1・2次電源、③資材置場、④放射能固化装置、⑤計量機
炭化炉の種類
空気加熱方式
原料を外部から加熱して炭にする
装置の特徴 生成炭の品質=硬質原料（ジャトロファ・椿の外皮）の場合は準活性炭の生成が可能
45ton（木屑）処理 電気式熱分解装置 16m×2.0m×4.5m・重量16ton
鹿島エコプラントに設置・2007年
下水汚泥・炭化前と炭化後
廃木材・炭化前と炭化後
廃タイヤ・炭化前と炭化後
| 原料処理方式 | 連続式 | 熱源 | 電気ヒーターで自発熱仕様 |
|---|---|---|---|
| 原料処理能力 | 最大48t～8t/24h | 定格温度 | 170～900℃ |
| 原料粉砕径 | 30mmアンダー | 常時使用温度 | 450～640℃ |
| 原料投入 | 自動 | 主要部材 | SUS |
| 処理室 | 常圧作動 | 支持材 | SUS & 鉄 |
| 原料投入～生成炭 | 12～15分 | 制御 | 自動制御 |
| 空気遮断 | 炭酸ガス方式 |
過熱蒸気方式水蒸気を使って原料を内部から過熱して炭にする
水蒸気を使って原料を内部から過熱して炭にする
装置の特徴 生成炭の品質=分析値は活性炭に匹敵
過熱蒸気式熱分解装置・山梨県小淵沢に設置・2008年
野菜屑・炭化前と炭化後
3.5m×2.0m×1.9m・重量0.23ton
魚腸～魚粉製造の乾燥工程
| 原料処理方式 | 連続式とバッチ式の2種類 | 熱源 | 過熱蒸気 |
|---|---|---|---|
| 原料処理能力 | 最大10t～0.3t/24h | 定格温度 | 170～950℃ |
| 原料粉砕径 | 30mmアンダー | 常時使用温度 | 300～640℃ |
| 原料投入 | 自動 | 主要部材 | SUS |
| 処理室 | 常圧作動 | 支持材 | SUS & 鉄 |
| 原料投入～生成炭 | 90～120分 | 制御 | 自動制御 |
| 空気遮断 | 密閉式 |
炭化炉の優位性
電気式熱分解装置プラント費は、燃料式の65%以下で済みます
| 項目 | 内容 | 燃料式熱分解装置の特徴 | 電気式熱分解装置の特徴 |
|---|---|---|---|
| 燃料・施設 | 燃料 | ガス・軽油・重油 | 電気 |
| 設置面積 | 電池式の6倍必要 | 最少2m×2m～最大2m×16m | |
| 廃ガス設備 | 本体の1.5～3倍の体積が必要 | 本体の3分の1程度で済む | |
| コスト-1 | イニシャルコスト | 内部構造が複雑で部品点数が多い | 内部構造が単純でコストは低い |
| ランニングコスト | 原油価格に左右され電気式より高い | 安い | |
| トン当たり13,200円程度 | トン当たり2,500～3,200円程度 | ||
| コスト-2 | 周辺設備費 | 本体費用以上に高い | 本体の3分の1程度で済む |
| 運営人件費 | 周辺設備の管理に人件費がかかる | 周辺設備に人件費がかからない | |
| 管理運営 | 温度管理 | 炉内温度の均一管理が難しい | 炉内温度の均一管理が易しい |
| 原料～製品 | 投入～製品迄1～1.5時間で完成 | 投入～製品迄12～15分で完成 | |
| 製品 | 最大製造量 | 36t程度まで可能（最適条件必要） | 47t程度まで可能（最適条件必要） |
| 製品の品質 | 普通の炭ができる | 活性炭と同じカーブを描く炭ができる | |
| 製品の価格 | 1kg=47～400円程度 | 1kg=30～400円程度 | |
| 処理量45m3/d | 含水率20% | 本体費用=3億円 | 本体費用=ASK |