JP2651994B2 - 廃タイヤから活性炭を製造する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、廃タイヤから活性炭を
製造する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、廃タイヤの再利用のために該廃タ
イヤより活性炭を製造する方法としては、例えば、廃タ
イヤをそのまま燃焼炉に投入してある一定時間燃焼さ
せ、その燃焼残渣に水、または水蒸気を接触させて冷
却、洗浄を行って活性炭を得る方法や、廃タイヤを所定
の大きさに破砕、粉砕したものに、特定の反応を起す他
物質を混合させた状態のものに加熱を行い、所定の時間
後、水または水蒸気によって冷却、洗浄して活性炭を得
る方法等が知られている（例えば、特開平４−２９２４
０９号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】ところで、従来の技
術で述べたもののうち前者においては、タイヤに使用さ
れているスチールワイヤが燃焼により酸化し、また磁選
機により選別されるが、微粉末までの除去は困難で、製
造活性炭中に鉄粉末が残ってしまうという問題点を有し
ていた。また後者においては、加熱する前に磁選機によ
って選別するが、ゴム質中に挾まれているスチールワイ
ヤは抜き取りは不可能であって、活性炭の中に鉄粉末が
混入してしまうという問題点があり、いずれの場合にお
いては、鉄粉末等の混入の問題があり、鉄粉末等の混入
した活性炭はその使用は範囲が限定されてしまうという
更なる問題点を有していた。

【０００４】本発明は、このような従来の技術が有する
問題点に鑑みなされたもので、その目的とするところ
は、構造簡単にして、かつ制御容易な製造装置により製
造工程中の熱効率も良く、成炭率も高い製造活性炭に鉄
粉末等の酸化物が残らない活性炭を廃タイヤから製造し
得る装置を提供しようとするものである。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】この目的のため、本発
明は、専用コンテナに入れられた廃タイヤを処理して素
炭を製造する素炭製造装置と、前記専用コンテナ内より
取り出された素炭を破砕し、かつ破砕により分離せられ
たスチールワイヤ等の混合物を磁選して分別する破砕磁
選機とを備え、前記素炭製造装置は、廃タイヤを入れ閉
蓋した前記専用コンテナの搬入用予備室と搬出用予備室
およびこれら一対の予備室間に直列状に配置された複数
の炭化促進室とを含み、かつ前記一対の予備室は、ロー
ラ付コンテナ専用台を有するとともに、内部には前記専
用コンテナを水平状態で搬送する搬送機構と内外部の圧
力調整を行うための予備加熱手段を有し、前記複数の炭
化促進室は、それぞれが独立構造にして、各炭化促進室
の間および前記各予備室との間は開閉可能な密閉仕切扉
により仕切られ、かつ内部には前記専用コンテナを水平
状態で搬送する搬送機構と専用コンテナ内の廃タイヤを
所定の温度下で間接的に加熱するための加熱手段とを有
する構成を特徴とするものである。

【０００６】

【実施例】実施例について図面を参照し、その作用と共
に説明する。図１は本発明に係る製造装置の一例での説
明図、図２は素炭製造装置を示す一部省略の平面図、図
３は同上の一部省略の正面図で、原料としての廃タイヤ
は専用コンテナの中にそのまま入れられ閉蓋されて、図
１に示されている実線矢印Ａ方向より素炭製造装置内に
搬入されて、実線矢印Ｂ方向に移送され、実線矢印Ｃ方
向より搬出される。更に説明すると、原料となる廃タイ
ヤの形状はそのままとし、ホイル等が付いていても不都
合は生じない。廃タイヤの専用コンテナ１は、その構造
を特に図示しないが、好ましくは、３m³の体積を有する
熱伝導の良好な金属製であって、その外側底に平行な２
本の凹溝が設けられると共に、これら凹溝内には金属製
の車輪（好ましくは６個）が回転自在に設けられてお
り、また後述するコンテナ駆動用チェーンの専用つめと
係合するフックが取り付けられている。そして、専用コ
ンテナ１には、普通自動車用タイヤ（使用後重量５〜７
kg）のものであれば３０〜３５本を入れることができ、
また大型貨物用タイヤも７〜１０本を入れることができ
るようになっている。

【０００７】専用コンテナ１内に入れた廃タイヤを処理
し素炭を製造する装置１０は、専用コンテナ１の搬入用
予備室１１と複数の炭化促進室１２および専用コンテナ
１の搬出用予備室１３を備えている。

【０００８】予備室１１、１３は、専用コンテナ１を炭
化促進室１２内に搬入する際、また搬出する際に空気が
炭化促進室内に入り暴爆するのを防ぐためのものであっ
て、両予備室１１、１３は同一構成となっている。更に
説明すると、側壁外側は耐熱性金属板、内側は耐熱性レ
ンガをもって形成され、金属板を保護し、保温効果を上
げるようになっている。天井部分１４、１５は四角錐状
に形成されると共に、内部は耐熱性コンクリートが張り
付けられ、天井中央１４、１５には排ガス管１６、１
７、側面下部には気体（Ｎ₂）注入管１８、１９が設け
られ、これら排ガス管１６、１７と気体注入管１８、１
９は、予備室１１、１３の内外部に設けられた差圧計
（図示しない）と連結されて、入出気体量が調整される
ようになっている。Ｎ₂ガスはＮ₂ガス貯蔵室２０、２１
より専用加熱ヒータ２２、２３により約２００℃に暖め
られて気体注入管１８、１９より予備室１１、１３に導
入され、また、排ガス管１６、１７にはダンパーが取り
付けられて、排ガス量が調整またはカットされ、排ガス
処理部２４、２５において処理されるようになってい
る。また、予備室１１、１３は、正面に向かって一方向
のみの１枚の入口扉２６と出口扉２７を有すると共に、
その入口にはローラ付コンテナ専用台（荷受用）２８
が、出口にはローラ付コンテナ専用台（荷出用）２９が
設けられ、チェーン駆動によってコンテナ１が予備室１
１内に導入され、また予備室１３内より導出されるよう
になっている。このコンテナ１の導入、導出の際、図６
に示されているように、予備室１１の底面には２本平行
な荷受レール３０が設けられているので、（予備室１３
内にも同様荷受レールが設けられているが、図６におい
てはこれらは図示を省略してある）左右の位置ずれは防
止される。予備室１１の底部には、平行に配置された２
本のレール保持床木３１上にして、かつ荷受レール３０
と直交状に２本のコンテナ移動用レール３２が敷設され
ると共に、該レール３２の外側にはこれと平行に、つめ
付移動チェーン３３が前後一対の移動チェーン駆動シャ
フト３４に懸張され、かつシャフト３４の端部の駆動ギ
ャ３５、チェン３６を介して駆動モータ（図示しない）
の回転力を受けて回転可能として設けられ、該移動チェ
ーン３３の回転により、そのつめがコンテナ１の底部フ
ックと係合し、コンテナ１が図６に示されている実線矢
印Ｂ方向に移動せられるようになっている。なお、予備
室１３においても全く同様であるが、図６においては、
予備室１３の内部構成については省略してある。

【０００９】予備室１１より専用コンテナ１が移送され
る複数の炭化促進室１２は、その各室および予備室１
１、１３と間が各仕切扉３７により仕切られた独立構造
であって連結はなく、その室数は廃タイヤの処理量によ
って増減される。仕切扉３７は、左右の扉体３８、３９
を有し、一方の扉体３８の接合端面長手方向に凸起部４
０が、他方の扉体３９の接合端面長手方向には凹陥部４
１がそれぞれ形成され、扉体３８、３９は左右よりの自
動開閉手段（図示しない）によりスライド式により開閉
してその中央部位において、凸起部４０と凹陥部４１と
の嵌合により一体的に接合するようになっており、開扉
時においては、各扉体３８、３９は、予備室１１、１３
と炭化促進室１２および各炭化促進室１２、１２との並
設部位に設けられた左右の扉囲４２、４３の収納部４
４、４５内に収納されるようになっている。各炭化促進
室１２は、外側は金属、内壁は耐熱性レンガをもって形
成され、天井は四角錐状であって、天井部分４６は耐熱
性コンクリートが張られ、天井部分４６の外側中央部位
には、分離ガスを排出するための排ガス導管４７が設け
られ、これら排ガス導管４７は隣れる炭化促進室１２の
それと相互に連結された一組として設けられている。ま
た、各炭化促進室１２の正面側下部には、３本の加熱用
の燃焼ガス配管４８が入り込み、これら配管４８は垂直
に立ち上がって天井を通り、外に抜けて１本の燃焼ガス
排管４９となっており、また配管４８と対向する炭化促
進室１２の背面側下部には、３本の加熱用管５０が入り
込み、これら管５０は垂直に立ち上がって天井を通り、
外に抜けて１本の排ガス管となっている。排ガス導管４
７はダンパー５２を介して排ガス処理部における反応室
５３と連結され、排ガス導管４７を通ったガスはブロア
ー５４により空気と混合されて反応室５３へ導入され、
反応室５３は外部の補助バーナー５５により高温が得ら
れており、また、反応室５３内には、邪魔板（図示しな
い）が設けられていて、空気との混合ガスは一定時間反
応室内に停滞するようになっている。また、反応室５３
は外側面は耐熱性金属であり、内部は耐熱性レンガであ
って、室内温度は約９００℃に設定され、それ以下に降
温しないように自動制御されている。反応室５３内での
混合ガスは完全燃焼されて無色、無臭となり、ダンパー
５６を介して加熱用管５０に入り、炭化促進室１２内の
温度を上昇させるために再利用されるようになってい
る。また、燃焼ガス排管４９、排ガス管５１の最終出口
前にはそれぞれダンパー５７、５８が設けられて、排ガ
スの調整、空気の逆流防止がなされている。各炭化促進
室１２内には、図５に示されているように、そのやや下
部両壁面に形成の凹溝５９、６０内への嵌合をもって好
ましくは約２０mm厚の石英ガラス板６１が水平に設けら
れると共に、該石英ガラス板６１の下方には、好ましく
は直径２００mm、長さ１５００mmのメッシュ状の赤熱筒
６２が水平に２本設置され、これら赤熱筒６２の正面側
（軸方向）には、外部に設けられた２基の加熱用バーナ
ー６３の各噴射口６４が対設せられ、更に赤熱筒６２の
下方には、促進室底部である耐熱性コンクリートに支持
されてステンレス製の反射鏡板６５が設けられている。
更にまた、石英ガラス板６１のやや上方には２本のレー
ル保持床木６６が平行配置されると共に、該レール保持
床木６６上にはこれと直交状に２本のコンテナ移動用レ
ール６７が敷設され、該レール６７の外側にはこれと平
行に、つめ付移動チェン６８が前後一対の移動チェン駆
動シャフト６９に懸張され、かつシャフト端部の駆動ギ
ァ７０、チエン７１、７２を介して外部の駆動モータ７
３と連結され、該モータ７３の回転力を受けて移動チエ
ン６８が回転し、該チエン６８のつめがコンテナ１の底
部フックと係合し、コンテナ１は、内側壁に取り付けの
左右一対のコンテナ案内７４に案内されて図６に示され
ている実線矢印Ｂ方向に順次移送されるようになってい
る。

【００１０】炭化促進室１２を通り、予備室１３から搬
出されたコンテナより出された製造素炭を破砕し、かつ
混合物と磁選する破砕磁選機１００は公知のものであっ
て、その概略は図１に示されているように、ホッパー１
０２を有する筐体１０１内に、ホッパー１０２よりの素
炭２００を破砕する一対の破砕ローラ１０３が回転可能
に軸支され、該ローラ１０３の下方には、ローラ１０３
により破砕され、分離されたスチールワイヤ等の混合物
２０１と炭化物２０２を移送するベルトコンベア１０４
が、駆動源（図示しない）の回転力を受けて回転する駆
動ゴムローラ１０５、中間ゴムローラ１０６、従動ゴム
ローラ１０７により図１に示されている実線矢印方向に
回転可能として配設され、更に該ベルトコンベア１０４
のやや上方にして、かつ略中間よりも従動ゴムローラ１
０７側には、磁石付ベルトコンベア１０８が、駆動源
（図示しない）の回転力を受けて回転する駆動ローラ１
０９、中間ローラ１１０、従動ローラ１１１により実線
矢印方向に回転可能として配設され、ホッパー１０２よ
りの素炭２００は回転している破砕ローラ１０３により
破砕されてベルトコンベア１０４にて移送され、スチー
ルワイヤ等の混合物２０１は磁石付ベルトコンベア１０
８の磁石により吸着分離されて移送されて収納部１１２
内に落下収納される。一方、炭化物２０２はヘルトコン
ベア１０４により更に移送されて排出口１１３より最終
製品として排出されるようになっている。

【００１１】次に、製造方法について説明する。電源ス
イッチを入れ各加熱用バーナー６３の着火により各炭化
促進室１２内の加熱が開始され、同時に素炭製造装置１
０外の作業として、専用コンテナ１に原料である廃タイ
ヤが入れられ閉蓋の上、フォークおよびチェンブロック
等によりローラ付コンテナ専用台（荷受用）２８まで移
動せられる。各炭化促進室１２内の温度が３００℃を越
えた時点で、予備室１１、１３内にＮ₂ガスの注入が開
始され、外気圧と同圧になった時点で、入口扉２６が開
き、廃タイヤの入った専用コンテナ１は予備室１１内に
移動せられ、室内の定位置に入った時点で入口扉２６は
閉まる。この時点頃までに各炭化促進室１２内の温度は
３５０〜４５０℃の範囲、好ましくは３５０℃位に自動
調整されている。３５０〜４５０℃の温度は、原料であ
る廃タイヤの炭素分子の結び付きが加熱によって一時分
離し、後再結合する時にゆるやかな炭素の結び付きを行
わせるための適温であり、３５０℃以下の温度では炭化
が進行せず、炭素以外のガスを取り出すのに適さない。
コンテナ収納後予備室１１内では高温Ｎ₂ガスが注入さ
れ、空気は外へ強制的に排出され、Ｎ₂ガス量が定量に
達した時点で注入、排出は停止され、炭化促進室１２側
の仕切扉３７が開放される（左右の扉体３８、３９が外
部よりの駆動力によって左右にスライド式に開いて各収
納部４４、４５内に収納され全開状態となる）。する
と、専用コンテナ１は２本のコンテナ移動用レール３２
上を、回転駆動しているつめ付移動チェン３３のつめと
コンテナ底部のフックが係合しながら第１の炭化促進室
１２内に搬送されて、室１２内の定位置に来ると仕切扉
３７は閉じて（扉体３８、３９がその凸起部４０と凹陥
部４１との嵌合をもって中央部で閉じ合わされ閉扉状態
となる）、炭化促進室１２内は密閉状態となり、加熱が
開始される。炭化促進室１２内は仕切扉３７による密閉
構造の加熱室になっているので、原料に空気（Ｏ₂）の
接触がなく、したがって、原料および含まれているスチ
ールワイヤは酸化しない。専用コンテナ１が第１の炭化
促進室１２内に搬送されると、予備室１１は空となる
が、次の専用コンテナ１を搬入するために、再度Ｎ₂ガ
スが注入されて、外気圧と同圧に予備室１１内の気圧が
調整され、等圧になった時点で、入口扉２６が開き、次
の専用コンテナ１が予備室１１内に搬入され、入口扉２
６は閉じられる。予備室１１内の専用コンテナ１は、第
１の炭化促進室１２内にある前送された専用コンテナ１
が次の第２の炭化促進室１２に移送され、第２の炭化促
進室１２側の仕切扉３７が閉じた後まで予備室１１内で
待機する。炭化促進室１２内の専用コンテナ１は予め設
定された温度と時間、好ましくは温度３５０℃、時間１
０〜１５分の条件で第１の炭化促進室１２より第２の炭
化促進室１２、第２の炭化促進室１２より第３の炭化促
進室１２へと複数の炭化促進室１２を順次移送されて加
熱処理がなされる。この加熱処理工程は約６０〜９０分
で終了するが、最後の炭化促進室１２内において、製造
素炭の燃焼温度（２００℃）以下になるまで専用コンテ
ナ１は保持されて放熱（自然冷却）される。加熱処理時
に発生するガスは、各排ガス管等を介して外部に取り出
され、完全燃焼によって無臭、無色化されたのち、加熱
源として再利用され、その後外に排出される。また、発
生ガスは各炭化促進室１２内においては、酸化ガスでな
いため、スス等の発生はない。炭化促進室１２内におい
て放熱され、２００℃位まで温度の下がった専用コンテ
ナ１は、予備室１３内において気圧調整による暴爆の防
止がなされた後、ローラ付コンテナ専用台（荷出用）２
９を通って外部に搬出され、外気中において１００℃位
になるまで自然冷却される。１００℃位まで温度の下が
った素炭は専用コンテナ１より取り出され、該素炭２０
０は破砕磁選機１００における破砕ローラ１０３による
圧潰によって炭化物とスチールワイヤ等の混合物に分離
されて、ベルトコンベア１０４により移送され、更に磁
石付ベルトコンベア１０８の磁石による吸着分離によっ
て炭化物２０２とスチールワイヤや鉄分等の混合物２０
１は分別され、最終製品としての炭化物が得られ、活性
炭として使用できるが、更に利用、使用条件によっては
種々の精製、賦活等の処理が行われる。

【００１２】なお、本実施例は、炭化促進室１２を複数
設置した連続処理方式の場合であるが、バッチ式とする
ことも可能である。

【００１３】

【発明の効果】しかして、本発明によれば、廃タイヤを
専用コンテナに入れ、この専用コンテナを素炭製造装置
内を通過させ、破砕磁選機を介して炭化物と混合物とに
分別させて活性炭を製造するものであるから、製造工程
中の熱効率が良く、成炭率も高く、鉄分等の酸化物も残
らない活性炭を製造することができ、廃タイヤを有効に
再利用することができる。また、廃タイヤ内のスチール
ワイヤの再利用もでき、経済的である。

【００１４】また、本発明によれば、ホイールキャップ
付の廃タイヤであっても処理工程に変化はなく、同様の
活性炭を製造することができる。

【００１５】また、炭化促進室を複数設置すれば、連続
的に活性炭を製造することができて量産的であると共
に、廃タイヤの処理量の増減の場合には炭化促進室のみ
の増減で対処でき、また、各炭化促進室は相互の連結は
なく、各室独立構造となっているから、故障等の場合に
は、炭化促進室だけの交換ができて迅速に対処し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る製造装置の一例での説明図であ
る。

【図２】素炭製造装置の一例での一部省略の平面図であ
る。

【図３】同上の正面図である。

【図４】予備室部分の側面図である。

【図５】炭化促進室の内部構造を示す部分断面図であ
る。

【図６】予備室と炭化促進室の内部構造を示す一部省略
の平面的概略説明図である。

【図７】仕切扉の一部省略の拡大断面図である。

【図８】図７のａ−ａ線に沿った断面図である。

【図９】破砕磁選機の概略説明図である。

【符号の説明】

１ 専用コンテナ １０ 素炭製造装置 １１、１３ 予備室 １２ 炭化促進室 ２０、２１ Ｎ₂ガス貯蔵室 ２２、２３ 専用加熱ヒータ ２６ 入口扉 ２７ 出口扉 ２８ ローラ付コンテナ専用台（荷受用） ２９ ローラ付コンテナ専用台（荷出用） ３０ 荷受レール ３２ コンテナ移動用レール ３３ つめ付移動チェン ３４ 移動チェン駆動シャフト ３５ 駆動ギァ ３６ チェン ３７ 仕切扉 ３８、３９ 扉体 ４２、４３ 扉囲 ４４、４５ 扉体収納部 ４７ 排ガス導管 ４８ 燃焼ガス配管 ４９ 燃焼ガス排管 ５０ 加熱用管 ５１ 排ガス管 ６２ 赤熱筒 ６３ 加熱用バーナー ６７ コンテナ移動用レール ６８ つめ付移動チェン ６９ 移動チェン駆動シャフト ７０ 駆動ギァ ７１、７２ チェン ７３ 駆動モータ １００ 破砕磁選機 １０３ 一対の破砕ローラ １０４ ベルトコンベア １０８ 磁石付ベルトコンベア

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｂ 53/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 専用コンテナに入れられた廃タイヤを処
   理して素炭を製造する素炭製造装置と、 前記専用コンテナ内より取り出された素炭を破砕し、か
   つ破砕により分離せられたスチールワイヤ等の混合物を
   磁選して分別する破砕磁選機とを備え、 前記素炭製造装置は、廃タイヤを入れ閉蓋した前記専用
   コンテナの搬入用予備室と搬出用予備室およびこれら一
   対の予備室間に直列状に配置された複数の炭化促進室と
   を含み、かつ前記一対の予備室は、ローラ付コンテナ専
   用台を有するとともに、内部には前記専用コンテナを水
   平状態で搬送する搬送機構と内外部の圧力調整を行うた
   めの予備加熱手段を有し、前記複数の炭化促進室は、そ
   れぞれが独立構造にして、各炭化促進室の間および前記
   各予備室との間は開閉可能な密閉仕切扉により仕切ら
   れ、かつ内部には前記専用コンテナを水平状態で搬送す
   る搬送機構と専用コンテナ内の廃タイヤを所定の温度下
   で間接的に加熱するための加熱手段とを有する構成を特
   徴とする廃タイヤから活性炭を製造する装置。