JP7751994B2 - 炭化物処理装置及び炭化物処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、炭化物処理装置及び炭化物処理方法に関する。

下水汚泥などの有機性廃棄物（炭化対象物）は、脱水及び乾燥後に加熱炉などで炭化されて、燃料として再利用されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、排水処理などで生じた含水バイオマス（有機物含有汚泥、炭化対象物の一例）を炭化してバイオマス炭化物を得るバイオマス炭化物製造システム（炭化物処理装置の一例）が記載されている。このシステムは、下水汚泥等の含水バイオマスを脱水する脱水装置、当該脱水装置で脱水後の含水バイオマスを乾燥させて乾燥バイオマスを生成する乾燥処理部、当該乾燥処理部から供給された乾燥バイオマスを炭化させてバイオマス炭化物を生成する炭化処理部、炭化処理部で発生した熱分解ガスを燃焼させて焼却する熱分解ガス焼却部、及び、運転を制御するための制御装置を備えている。

特開２０１９－１３７７３９号公報

炭化対象物を炭化する際には、炭化対象物に含まれる水分量が少ないほど、炭化に供する熱エネルギーが少なくて済むためシステムが省エネ化される。しかし、従来の炭化物処理装置では、炭化対象物を十分に乾燥させようとすると、炭化対象物が粉化し、また、粉化によりハンドリング性を低下させてしまう問題が生じる場合があった。そのため、従来の炭化物処理装置では、炭化対象物の粉化を抑制しつつ含水率を低減する必要があり、更なる省エネ化の余地があった。

本発明は、かかる実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、省エネを実現する炭化物処理装置及び炭化物処理方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る第一の炭化物処理装置の特徴構成は、炭化対象物を炭化処理して燃料を製造する炭化処理部と、前記炭化処理部に供給する前記炭化対象物を乾燥する乾燥処理部と、を備え、前記乾燥処理部は、前記炭化対象物を予備乾燥する第一乾燥機と、前記第一乾燥機で予備乾燥した前記炭化対象物を層状に堆積させた状態で仕上げ乾燥する第二乾燥機と、を有し、前記第二乾燥機は、前記炭化対象物の堆積層の下部から乾燥用ガスを通気する通気部と、前記堆積層の下部の前記炭化対象物を前記炭化処理部に供給する排出部と、を有する点にある。
上記目的を達成するための本発明に係る第二の炭化物処理装置の特徴構成は、炭化対象物を炭化処理する炭化処理部と、前記炭化処理部に供給する前記炭化対象物を乾燥する乾燥処理部と、を備え、前記乾燥処理部は、前記炭化対象物を予備乾燥する第一乾燥機と、前記第一乾燥機で予備乾燥した前記炭化対象物を層状に堆積させた状態で仕上げ乾燥する第二乾燥機と、を有し、前記第二乾燥機は、前記炭化対象物の堆積層の下部から乾燥用ガスを通気する通気部と、前記堆積層の下部の前記炭化対象物を前記炭化処理部に供給する排出部と、を有し、前記炭化処理部から排出された排気ガスを燃焼させる燃焼部を更に備え、前記第一乾燥機は、前記燃焼部の燃焼排ガスを熱源として前記炭化対象物を乾燥する点にある。

上記構成によれば、炭化対象物を第一乾燥機で予備乾燥した後、予備乾燥された前記炭化対象物を第二乾燥機で仕上げ乾燥する。このように乾燥を予備乾燥と仕上げ乾燥との二段階で行うことで、炭化対象物の含水率が高い場合にはこれに合わせた乾燥条件とし、炭化対象物の含水率が予備乾燥で予定していたよりも低くなった場合にはこれに合わせた乾燥条件として、炭化対象物の含水率に対して適切な乾燥条件を設定できる。これにより、炭化対象物を十分に乾燥させて、炭化処理で必要な熱エネルギーを削減（省エネを実現）することができる。

上記構成によれば、第二乾燥機は、炭化対象物を層状に堆積させた状態、すなわち、静止層の状態で仕上げ乾燥する。そのため、炭化対象物が運動し、またこの運動により炭化対象物相互に衝突するなどして粉化する不具合を回避できる。これにより、粉化に伴う炭化処理の不具合を防止して、省エネを実現できる。

上記構成によれば、仕上げ乾燥の際、通気部が炭化対象物の堆積層（以下、単に堆積層と記載する）の下部から乾燥用ガスを通気する。この通気により、堆積層の炭化物の乾燥は、下部から進行する。すなわち、第二乾燥機中の堆積層は、その下層の部分が乾燥した状態となる一方、表層を含む上層の部分は相対的に含水率が高い状態が保たれる。これにより、第二乾燥機内では、堆積層の表層が、含水率が高い炭化対象物により覆われる。そのため、仮に炭化対象物の微粒子（例えば、堆積層の下層で粉化して生じた微粒子）が乾燥用ガスの流れに随伴して堆積層の上層に移動した場合には、堆積層の上層の含水率の高い炭化対象物に捕捉され（いわゆる液架橋により付着し）、堆積層からの発塵が防止される。

本発明に係る炭化物処理装置の更なる特徴構成は、前記炭化処理部から排出された排気ガスを燃焼させる燃焼部を更に備え、前記第一乾燥機は、前記燃焼部の燃焼排ガスを熱源として前記炭化対象物を乾燥する点にある。

上記構成によれば、炭化処理部から排出された排気ガスは、燃焼部に供給されて、その包含する可燃性ガスを燃焼除去される。燃焼部で生じた排気ガスの熱量は、第一乾燥機の熱源として利用される。

本発明に係る炭化物処理装置の更なる特徴構成は、前記第二乾燥機から排出された排気ガスを脱臭する脱臭部を更に備え、前記燃焼部が、前記炭化処理部から排出された排気ガスと前記第一乾燥機から排出された排気ガスとを燃焼させる点にある。

上記構成によれば、炭化処理部及び第一乾燥機から排出された排気ガスは、燃焼部に供給されて、その包含する臭気性ガスや可燃性ガスを燃焼除去される。燃焼部で生じた排気ガスの熱量は、第一乾燥機の熱源として利用される。また、上記構成によれば、第二乾燥機から排出された低温の排気ガスは、活性炭フィルタなどを備えた脱臭部により臭気性ガスを除去されて脱臭されて、外部へ放出される。第二乾燥機から排出された低温の排気ガスは、燃焼部には供給されないから、第二乾燥機から排出された低温の排気ガスにより燃焼部で生じた排気ガスの温度が低下することはない。これにより、燃焼部の燃焼のために供給する燃料（化石燃料等）の使用量を削減することができ、省エネを達成できる。

本発明に係る炭化物処理装置の更なる特徴構成は、前記第一乾燥機は、前記炭化対象物に熱風を接触させて乾燥する熱風乾燥炉であり、前記乾燥用ガスは、前記熱風よりも温度が低い点にある。

上記構成によれば、第一乾燥機においては、乾燥用ガスよりも高温の熱風に炭化対象物を晒すことにより、早い速度で乾燥を進行させることができる。他方、第二乾燥機においては、相対的に低温の乾燥用ガスで炭化対象物を乾燥させることで、着火や発火の恐れを生じさせずに乾燥を進行させることができる。詳述すると、炭化対象物の含水率が、着火や発火（以下では、「着火等」と記載する）のおそれが生じない範囲では、第一乾燥機により、高温の熱風により早い速度で乾燥させてよい。他方、炭化対象物の含水率が、着火や発火のおそれが生じる程度に低下した場合には、低温の熱風を乾燥に用いることで、着火等の危険を回避しつつ、乾燥を進行させることができる。

本発明に係る炭化物処理装置の更なる特徴構成は、前記乾燥用ガスの温度が１００℃以下である点にある。

上記構成によれば、炭化対象物の含水率が、着火等のおそれが生じる程度に低下した場合にも、着火等の危険を回避しつつ、乾燥を進行させることができる。

本発明に係る炭化物処理装置の更なる特徴構成は、前記第一乾燥機で予備乾燥された前記炭化対象物を造粒する造粒機を更に備え、前記第二乾燥機は、前記造粒機で造粒した造粒物を乾燥する点にある。

上記構成によれば、造粒により炭化対象物の粉化を防止し、また、粉化に伴う炭化処理の不具合を防止して、省エネを実現できる。また、粉化が防止されることで、第二乾燥機における乾燥用ガス通気速度を高めることが可能になり、また、炭化処理前に炭化対象物（造粒物）の含水率を十分に低減させることが可能となって、省エネを実現できる。

上記目的を達成するための本発明に係る第一の炭化物処理方法の特徴は、炭化対象物を炭化処理して燃料を製造する炭化処理ステップと、前記炭化処理ステップで炭化処理する前記炭化対象物を乾燥する乾燥処理ステップと、を含み、前記乾燥処理ステップは、前記炭化対象物を予備乾燥する第一乾燥ステップと、前記第一乾燥ステップで予備乾燥した前記炭化対象物を層状に堆積させた状態で仕上げ乾燥する第二乾燥ステップと、を含み、前記第二乾燥ステップは、前記炭化対象物の堆積層の下部から乾燥用ガスを通気する通気ステップと、前記堆積層の下部の前記炭化対象物を切り出す切出ステップと、を有する点にある。
上記目的を達成するための本発明に係る第二の炭化物処理方法の特徴は、炭化対象物を炭化処理する炭化処理ステップと、前記炭化処理ステップで炭化処理する前記炭化対象物を乾燥する乾燥処理ステップと、を含み、前記乾燥処理ステップは、前記炭化対象物を予備乾燥する第一乾燥ステップと、前記第一乾燥ステップで予備乾燥した前記炭化対象物を層状に堆積させた状態で仕上げ乾燥する第二乾燥ステップと、を含み、前記第二乾燥ステップは、前記炭化対象物の堆積層の下部から乾燥用ガスを通気する通気ステップと、前記堆積層の下部の前記炭化対象物を切り出す切出ステップと、を有し、前記炭化処理ステップで生じた排気ガスを燃焼させる燃焼ステップを更に含む点にある。

上記方法によれば、上述の炭化物処理装置と同様の作用効果を得ることができる。

省エネを実現する炭化物処理装置及び炭化物処理方法を提供することができる。

有機汚泥リサイクルシステムの構成を説明する図である。 第二乾燥機の構成を説明する図である。

図面に基づいて、本発明の実施形態に係る炭化物処理装置及び炭化物処理方法について説明する。

（全体構成の説明）
図１には、本実施形態に係る炭化物処理装置１００を示している。炭化物処理装置１００は、下水汚泥などの有機汚泥を炭化対象物とし、炭化対象物を炭化して燃料（炭化物）を製造する。

炭化物処理装置１００は、図１に示すように、有機汚泥をフィルタプレスなどで脱水した脱水物Ｌ１を高温の熱風Ｇ１で乾燥する予備乾燥機３（第一乾燥機の一例、第一乾燥ステップの一例）と、予備乾燥機３で予備乾燥された予備乾燥品Ｌ２を一時的に貯留する貯留槽４と、予備乾燥品Ｌ２を押し出し造粒法などで造粒する造粒機５と、造粒機５で造粒された造粒物Ｐを層状に堆積させた状態で仕上げ乾燥する本乾燥機１（第二乾燥機の一例、第二乾燥ステップの一例）とを有する乾燥処理部Ｄ（乾燥処理ステップの一例）を備えている。また、炭化物処理装置１００は、本乾燥機１で乾燥された乾燥顆粒Ｐｄを炭化する炭化炉６（炭化処理部の一例、炭化処理ステップの一例）と、予備乾燥機３の第一乾燥排ガスＧ２と炭化炉６の乾留ガスＦとを、別途供給される燃料の熱量を利用して燃焼させ、かつ、予備乾燥機３に熱量を供給する燃焼炉７（燃焼部の一例、燃焼ステップの一例）と、乾燥処理部Ｄと炭化炉６と燃焼炉７の動作制御を行うＣＰＵなどを有する制御部９とを備えている。なお、脱水物Ｌ１、予備乾燥品Ｌ２、造粒物Ｐ、及び乾燥顆粒Ｐｄは、炭化対象物たる有機汚泥を、各工程での状態に合わせて便宜的に区別したものである。以下では、脱水物Ｌ１、予備乾燥品Ｌ２、造粒物Ｐ、及び乾燥顆粒Ｐｄを包括的に称する場合は、単に「炭化対象物」と記載する。

炭化物処理装置１００において炭化対象物は、予備乾燥機３、貯留槽４、造粒機５、本乾燥機１、及び、炭化炉６の順に搬送され、炭化炉６で炭化された後、炭化物Ｍとして次工程に搬出される。以下では、炭化対象物の搬送経路の上流側及び下流側をそれぞれ、単に「上流」ないし「上流側」及び「下流」ないし「下流側」と称する。

（炭化物処理装置の説明）
以下では炭化物処理装置１００について詳述する。炭化物処理装置１００は、上述のように、乾燥処理部Ｄ、炭化炉６、及び燃焼炉７を備え、乾燥処理部Ｄで炭化対象物を乾燥し、更に炭化炉６で炭化処理して炭化物Ｍを得る装置である。

（燃焼炉）
燃焼炉７は、供給される燃料を燃焼させるバーナを有し、高温の燃焼排ガスＥｘ１を発生させる炉である。燃焼炉７は、上述のごとく、燃料と共に乾留ガスＦを燃焼させて熱量を生みだす熱源であると共に、乾留ガスＦや第一乾燥排ガスＧ２に含まれる可燃性ガスや臭気成分を燃焼除去する浄化装置でもある。燃焼炉７では６００℃を超える燃焼温度での燃焼が行われるため、乾留ガスＦに炭化対象物のような窒素成分を含む微粒子が混入すると、燃焼炉７での燃焼により窒素酸化物やシアン化化合物が生成する原因になる場合がある。そのため、本実施形態では、後述するように、乾留ガスＦへの微粒子の混入が抑制されている。

（乾燥処理部）
乾燥処理部Ｄでは、脱水物Ｌ１を乾燥して乾燥顆粒Ｐｄを得る。乾燥処理部Ｄは、上述のように、予備乾燥機３、貯留槽４、造粒機５、及び本乾燥機１を有する。

（予備乾燥機）
予備乾燥機３は、燃焼炉７の燃焼排ガスＥｘ１を熱源として脱水物Ｌ１を乾燥して予備乾燥品Ｌ２を得る熱風乾燥炉である。予備乾燥機３は、乾燥用の熱風Ｇ１と脱水物Ｌ１とを固気接触させることで脱水物Ｌ１を乾燥する熱風乾燥機である。予備乾燥機３の第一乾燥排ガスＧ２は、燃焼炉７へ送風されて、包含する臭気性ガスや可燃性ガスが燃焼除去される。なお、第一乾燥排ガスＧ２は、サイクロンなどの捕集機（図示せず）により第一乾燥排ガスＧ２に混入した予備乾燥品Ｌ２を回収してから燃焼炉７へ送風する場合もある。
予備乾燥品Ｌ２は、下流側の貯留槽４に、フライトコンベアなどの搬送機により搬送される。

予備乾燥機３は、燃焼炉７の排気管から弁３７を介して燃焼排ガスＥｘ１を流量調節して取り入れ、この取り入れた燃焼排ガスＥｘ１に、予備乾燥機３の排気管から弁３１を介して流量を調節して取り入れた第一乾燥排ガスＧ２を混合して２５０℃から８５０℃に温調し、熱風Ｇ１として利用する。

予備乾燥機３では、予備乾燥品Ｌ２の含水率が、５重量％以上、２５重量％以下、好ましくは５重量％以上、１０重量％以下になるように乾燥する。予備乾燥品Ｌ２の含水率を５重量％以上２５重量％以下に保つことで、予備乾燥機３での乾燥を安全に行うことができ、また、後述する造粒機５での造粒を容易なものとすることができる。

予備乾燥品Ｌ２の含水率が５重量％未満になると、後述する造粒機５で造粒が難しくなり、もしくは、適切に造粒できない場合がある。また、予備乾燥品Ｌ２が部分的に熱風Ｇ１で焦げるなどして、着火や発火する恐れが高くなる。予備乾燥品Ｌ２の含水率が２５重量％を超える場合には、後述する貯留槽４での一次貯留の際にブロッキングが生じたり、後述する造粒機５で造粒した顆粒同士の凝集が生じたりしやすくなり、また、炭化処理における省エネの効果が低減する場合がある。

（貯留槽）
貯留槽４は、予備乾燥品Ｌ２を収容する容器部分を有するホッパである。貯留槽４は、下流側の装置の処理能力に合わせて下流側に予備乾燥品Ｌ２を供給するために、一時的に予備乾燥品Ｌ２を貯留する。貯留槽４は、予備乾燥品Ｌ２を積層して収容する容器本体の下部に、ロータリバルブやスクリューフィーダ、テーブルフィーダなどの粉粒体の排出（供給）機を有し、貯留槽４から予備乾燥品Ｌ２を排出し、これを下流側へ供給する。

（造粒機）
造粒機５は、予備乾燥品Ｌ２を顆粒状に造粒して造粒物Ｐを得る装置である。造粒機５は、撹拌造粒、転動造粒、ないし、押出し造粒など、種々の造粒法を実現する装置を用いてよい。本実施形態では、造粒機５として、複数の円形状の開口を有するスクリーンから予備乾燥品Ｌ２をスクリューなどで押し出して所定の長さで切断し、長手方向及び直径が数ミリ程度の円筒状の顆粒を得ることのできる押出し造粒装置を用いている。

（第二乾燥機）
本乾燥機１は、図１及び図２に示すように、造粒物Ｐを層状に積層して貯留した状態で乾燥し、乾燥顆粒Ｐｄを得る乾燥槽１０、本乾燥機１における造粒物Ｐの堆積層Ｂの下部から乾燥用ガスＧ３を通気する通気部１７（通気ステップの一例）、及び本乾燥機１からの第二乾燥排ガスＧ４を脱臭などして浄化する脱臭部８（脱臭ステップの一例）を備えている。本乾燥機１では、乾燥顆粒Ｐｄの含水率が１０重量％以下になるように乾燥する。

乾燥槽１０は、図２に示すように、上端に天板を有し、胴部分が円筒状の上部容器１１と、上部容器１１の下部に連続し、断面が円形状で、下端に向かうにつれて窄まったすり鉢状の下部容器１２とを有するステンレスなどの金属製の収容容器である。なお、下部容器１２を円筒状に形成しても良く、特に限定されない。

乾燥槽１０には、乾燥槽１０に造粒物Ｐを投入する供給部１３、上部容器１１から乾燥顆粒Ｐｄを排出して炭化炉６（図１参照）へ供給する排出部１４、乾燥槽１０に乾燥用ガスＧ３を導入するガス導入部１８、及び、乾燥槽１０から第二乾燥排ガスＧ４を排気する排気部１９が接続されている。

供給部１３は、例えばロータリバルブを有する粉粒体の供給装置である。供給部１３は、上部容器１１の天板に設けられ、本乾燥機１の上流側から供給される造粒物Ｐを乾燥槽１０の上部から槽内へ供給する。これにより、乾燥槽１０の槽内において、造粒物Ｐが層状に積層される。供給部１３は、ロータリバルブの上流に、本乾燥機１の上流側から供給される造粒物Ｐを一次貯留するバッファタンクを備えてもよい。

排出部１４は、例えば供給部１３のものよりも水平断面の直径がやや大きい程度のロータリバルブや、テーブルフィーダなどの粉粒体の排出（供給）装置である。排出部１４は、下部容器１２の下端に接続されており、堆積層Ｂの層状態をある程度維持しながら、堆積層Ｂの下部から乾燥顆粒Ｐｄを切り出して乾燥槽１０から排出し、下流側に供給する（切出ステップの一例）。

ガス導入部１８は、乾燥槽１０に乾燥用ガスＧ３を導入する入口であり、一端が下部容器１２の下端部分に接続され、乾燥槽１０の槽内（堆積層Ｂ）へ乾燥用ガスＧ３を導入（供給）する短管を有する。ガス導入部１８の他端は通気部１７に接続されており、通気部１７から乾燥用ガスＧ３を給気される。

通気部１７は、乾燥用ガスＧ３を送風するブロアやコンプレッサ（図示せず）、乾燥用ガスＧ３を温調（加熱）する熱交換器（図示せず）などを有し、乾燥用ガスＧ３を乾燥槽１０に給気する温調及び給気機構である。通気部１７は、例えば外気を吸引して４０℃から１００℃に加熱し、これを堆積層Ｂが静止状態を維持することができる風量（例えば、上部容器１１の空塔速度が０．００１から０．４ｍ／秒になる風量）で、乾燥用ガスＧ３として乾燥槽１０へ給気する。なお、「堆積層Ｂが静止状態を維持する」とは、乾燥用ガスＧ３の通気によって流動化しておらず静止層であることを意味し、排出部１４の乾燥顆粒Ｐｄの排出に伴う下方への層の移動は流動化に含まない。本実施形態では、通気部１７から吸気する風量、ないし、上部容器１１の空塔速度は、仮に排出部１４からの乾燥顆粒Ｐｄの排出を停止した場合にも、堆積層Ｂが静止層を維持する範囲に保たれる。

排気部１９は、一端が上部容器１１の天板に接続され、乾燥槽１０の槽内から第二乾燥排ガスＧ４を排気する短管を有する。排気部１９の他端は脱臭部８に接続されており、排気部１９へ向けて第二乾燥排ガスＧ４を送風する。

脱臭部８は、第二乾燥排ガスＧ４に含まれる微粒子や臭気性ガスを除去して浄化する。
本実施形態では、脱臭部８は、第二乾燥排ガスＧ４に含まれる微粒子を除去する濾布などの除塵フィルタを有する集塵機やサイクロンなどの捕集機などを備えた集塵部８１と、第二乾燥排ガスＧ４に含まれる臭気性ガスを吸着等により除去する活性炭などを含む吸着フィルタを有する吸着部８０とを備えている。本乾燥機１から排気された第二乾燥排ガスＧ４は、集塵部８１で除塵された後、更に吸着部８０で臭気性ガスを除去され、その後、浄化ガスＥｘ２として外部（大気）へ放出される。なお、第二乾燥排ガスＧ４、ないし、浄化ガスＥｘ２は燃焼炉７には供給されないから、燃焼炉７や燃焼炉７で生じた第一乾燥排ガスＧ２の温度が低下することはない。

脱臭部８では、本乾燥機１と集塵部８１との間から、外気を二次エアとして取り入れて、第二乾燥排ガスＧ４に混入させる二次エア導入口（図示せず）を設ける場合もある。第二乾燥排ガスＧ４に二次エアを混入させることで、混入後の第二乾燥排ガスＧ４の湿度を低下させて、集塵部８１や吸着部８０における結露を防止する。これにより、除塵フィルタや吸着フィルタの目詰まりを回避できる。

（第二乾燥機における乾燥の説明）
ガス導入部１８から乾燥槽１０の槽内へ導入された乾燥用ガスＧ３は、堆積層Ｂの下端から堆積層Ｂに給気される。乾燥用ガスＧ３は、静止状態の堆積層Ｂを通過しながら造粒物Ｐと固気接触し、造粒物Ｐを乾燥させる。

造粒物Ｐの水分を含んだ第二乾燥排ガスＧ４は、堆積層Ｂの表層から乾燥槽１０の槽内の上部空間に放出される。上部空間に放出された第二乾燥排ガスＧ４は、排気部１９を経て脱臭部８に送風される。上部空間に放出された第二乾燥排ガスＧ４の相対湿度は、７５０％以上１００％以下の範囲にすると、後述するマテリアルシールが良く機能するため好ましい。

堆積層Ｂは、乾燥用ガスＧ３で乾燥されながら、排出部１４による層下端からの乾燥顆粒Ｐｄの排出により層状態を維持しつつ、下方へ移動する。これと共に、堆積層Ｂの表層には供給部１３から造粒物Ｐが供給される。堆積層Ｂでは、下端側から乾燥用ガスＧ３の供給を受けており、上部からは供給部１３により新たな造粒物Ｐが供給されるため、層の上層部分の含水率は常に高く、下層部分の含水率は低くなっている。すなわち、堆積層Ｂの表層は、常に含水率の高い造粒物Ｐの層（以下では、シール層Ｂｓと記載する）で覆われる状態になっている。

このように堆積層Ｂの表層が常に含水率の高いで覆われることにより、堆積層Ｂに含まれる微粒子（例えば、堆積層Ｂの下層で造粒物Ｐが乾燥に伴い粉化して生じた微粒子）が乾燥用ガスＧ３の流れに随伴して堆積層Ｂの上層へ移動した場合にも、堆積層Ｂのシール層Ｂｓの含水率の高い造粒物Ｐに捕捉され（いわゆる液架橋により付着し）、堆積層Ｂからの発塵が防止される（いわゆる、マテリアルシール）。これにより、第二乾燥排ガスＧ４に混入する微粒子を減少させることができる。

（炭化炉）
図１に示すように、炭化炉６は、乾燥顆粒Ｐｄを低酸素雰囲気下で加熱して炭化物Ｍを得る装置である。炭化炉６は、例えばロータリーキルン、流動床式、もしくは伝熱ディスクやスクリュー式の加熱装置である。炭化炉６は、乾燥顆粒Ｐｄを温度２５０℃から６００℃で加熱して炭化する。炭化物Ｍは、炭化炉６から排出された後、冷却及びエージングされて、燃料として出荷される。本実施形態の炭化炉６は、伝熱ディスク式の装置を用いており、伝熱ディスクの温度が温度２５０℃から６００℃に設定されている。伝熱ディスクは、加熱蒸気などの熱媒や電気ヒータなどにより加熱される。

炭化炉６での炭化処理により生じた乾留ガスＦには、乾燥顆粒Ｐｄから生じた可燃性ガスや臭気成分が含まれる。この乾留ガスＦは、燃焼炉７へ送風され、燃焼炉７へ別途供給される燃料と共に燃焼される。

炭化炉６では、乾燥顆粒Ｐｄを炭化させる場合、乾燥顆粒Ｐｄの含水率が大きいと、乾燥顆粒Ｐｄに含まれる水分量に応じて蒸発潜熱及び水蒸気の顕熱で熱エネルギーが消費されてしまう。すなわち、乾燥顆粒Ｐｄの含水率が少ないほど、炭化処理に要する熱量（例えば、伝熱ディスクを加熱するための熱量）を削減できるため省エネになる。本実施形態では、本乾燥機１により、乾燥顆粒Ｐｄの含水率が１０％以下に乾燥されているため、炭化処理に要する熱量を削減し、省エネ化されている。

以上のようにして、省エネを実現する炭化物処理装置及び炭化物処理方法を提供することができる。

（別実施形態）
（１）上記実施形態では、乾燥処理部Ｄが、予備乾燥機３、貯留槽４、造粒機５、及び、本乾燥機１を有し、炭化対象物は、予備乾燥機３、貯留槽４、造粒機５、本乾燥機１、及び、炭化炉６の順に搬送される場合を説明した。しかし、乾燥処理部Ｄが、貯留槽４や造粒機５を有しない場合もある。また、乾燥処理部Ｄが、予備乾燥機３を有しない場合もある。

乾燥処理部Ｄが、造粒機５を有しない例としては、乾燥処理部Ｄが、予備乾燥機３、貯留槽４、及び、本乾燥機１を有し、炭化対象物は、予備乾燥機３、本乾燥機１、貯留槽４、及び、炭化炉６の順に搬送される場合が例示できる。

乾燥処理部Ｄが、貯留槽４や造粒機５を有しない他の例としては、乾燥処理部Ｄが、予備乾燥機３、及び、本乾燥機１を有し、炭化対象物は、予備乾燥機３、本乾燥機１、及び、炭化炉６の順に搬送される場合が例示できる。

乾燥処理部Ｄが、予備乾燥機３を有しない他の例としては、乾燥処理部Ｄが、異なる設備にて脱水した後に予備乾燥された炭化対象物を受け入れる本乾燥機１を有しており、上述した予備乾燥及び仕上げ乾燥を行う二段階乾燥と同様の作用効果が得られる。この炭化対象物は、造粒機５、本乾燥機１、貯留槽４、及び、炭化炉６の順に搬送される場合、又は、本乾燥機１、貯留槽４、及び、炭化炉６の順に搬送される場合、若しくは、本乾燥機１、及び、炭化炉６の順に搬送される場合が例示できる。また、炭化対象物は、貯留槽４、造粒機５、本乾燥機１、及び、炭化炉６の順に搬送される場合、又は、貯留槽４、本乾燥機１、及び、炭化炉６の順に搬送される場合、若しくは、造粒機５、本乾燥機１、及び、炭化炉６の順に搬送される場合も例示できる。

（２）上記実施形態では、脱臭部８は、第二乾燥排ガスＧ４に含まれる微粒子や臭気性ガスを除去して浄化するものであり、脱臭部８は、集塵部８１と、吸着部８０とを備えている場合を説明した。そして、本乾燥機１から排気された第二乾燥排ガスＧ４は、集塵部８１で除塵された後、吸着部８０で臭気性ガスを除去された後、外部（大気）へ放出される場合を説明した。しかし、本乾燥機１では、マテリアルシールにより第二乾燥排ガスＧ４に含まれる微粒子は減少させているため、脱臭部８は集塵部８１を備えない場合もある。

（３）上記実施形態では、脱臭部８は、第二乾燥排ガスＧ４に含まれる微粒子や臭気性ガスを除去して浄化するものであり、脱臭部８は、集塵部８１と、吸着部８０とを備えている場合を説明した。そして、本乾燥機１から排気された第二乾燥排ガスＧ４は、集塵部８１で除塵された後、吸着部８０で臭気性ガスを除去された後、外部（大気）へ放出される場合を説明した。しかし、第二乾燥排ガスＧ４は、脱臭部８（吸着部８０）で臭気性ガスを除去する代わりに、燃焼炉７に送風して臭気性ガスを燃焼分解して除去してもよい。ただしこの場合、第二乾燥排ガスＧ４は水蒸気を多く含んで顕熱が大きいから、燃焼炉７で要する燃料の供給量（熱量）が増大する場合がある。

（４）上記実施形態では、通気部１７が外気を吸引して４０℃から１００℃に加熱し、乾燥用ガスＧ３として乾燥槽１０へ給気する場合を例示して説明した。しかしながら、乾燥用ガスＧ３は、加熱して乾燥槽１０へ給気する場合に限られない。通気部１７が外気（例えば、１０℃から３０℃）を吸引してそのまま乾燥用ガスＧ３として乾燥槽１０へ給気する場合もある。

通気部１７が外気を吸引して外気温度よりも高い４０℃以上に加熱する場合、乾燥槽１０の容積を小さくして本乾燥機１を小型化できる場合がある。また、乾燥用ガスＧ３の温度調整を行って一定の温度に制御すれば、乾燥顆粒Ｐｄの含水率の調整が容易になる。一方、通気部１７が外気を吸引してそのまま乾燥用ガスＧ３として乾燥槽１０へ給気する場合、本乾燥機１を簡易な構成にしてコストダウン可能である。

なお、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明は、炭化物処理装置及び炭化物処理方法に適用できる。

１ ：本乾燥機（第二乾燥機）
３ ：予備乾燥機（第一乾燥機、熱風乾燥炉）
４ ：貯留槽
５ ：造粒機
６ ：炭化炉（炭化処理部）
７ ：燃焼炉（燃焼部）
８ ：脱臭部
９ ：制御部
１３ ：供給部
１４ ：排出部
１７ ：通気部
１００ ：炭化物処理装置
Ｂ ：堆積層
Ｄ ：乾燥処理部
Ｅｘ１ ：燃焼排ガス
Ｆ ：乾留ガス（炭化処理部から排出された排気ガス）
Ｇ１ ：熱風
Ｇ２ ：第一乾燥排ガス（第一乾燥機から排出された排気ガス）
Ｇ３ ：乾燥用ガス
Ｇ４ ：第二乾燥排ガス（第二乾燥機から排出された排気ガス）
Ｌ１ ：脱水物（炭化対象物）
Ｌ２ ：予備乾燥品（炭化対象物）
Ｍ ：炭化物
Ｐ ：造粒物（炭化対象物）
Ｐｄ ：乾燥顆粒（炭化対象物）

Claims (9)

1. 炭化対象物を炭化処理して燃料を製造する炭化処理部と、
   前記炭化処理部に供給する前記炭化対象物を乾燥する乾燥処理部と、を備え、
   前記乾燥処理部は、
   前記炭化対象物を予備乾燥する第一乾燥機と、
   前記第一乾燥機で予備乾燥した前記炭化対象物を層状に堆積させた状態で仕上げ乾燥する第二乾燥機と、を有し、
   前記第二乾燥機は、
   前記炭化対象物の堆積層の下部から乾燥用ガスを通気する通気部と、
   前記堆積層の下部の前記炭化対象物を前記炭化処理部に供給する排出部と、を有する炭化物処理装置。
2. 前記炭化処理部から排出された排気ガスを燃焼させる燃焼部を更に備え、
   前記第一乾燥機は、前記燃焼部の燃焼排ガスを熱源として前記炭化対象物を乾燥する請求項１に記載の炭化物処理装置。
3. 前記第二乾燥機から排出された排気ガスを脱臭する脱臭部を更に備え、
   前記燃焼部が、前記炭化処理部から排出された排気ガスと前記第一乾燥機から排出された排気ガスとを燃焼させる請求項２に記載の炭化物処理装置。
4. 前記第一乾燥機は、前記炭化対象物に熱風を接触させて乾燥する熱風乾燥炉であり、
   前記乾燥用ガスは、前記熱風よりも温度が低い請求項１から３の何れか一項に記載の炭化物処理装置。
5. 前記乾燥用ガスの温度が１００℃以下である請求項１から４の何れか一項に記載の炭化物処理装置。
6. 前記第一乾燥機で予備乾燥された前記炭化対象物を造粒する造粒機を更に備え、
   前記第二乾燥機は、前記造粒機で造粒した造粒物を乾燥する請求項１から５の何れか一項に記載の炭化物処理装置。
7. 炭化対象物を炭化処理する炭化処理部と、
   前記炭化処理部に供給する前記炭化対象物を乾燥する乾燥処理部と、を備え、
   前記乾燥処理部は、
   前記炭化対象物を予備乾燥する第一乾燥機と、
   前記第一乾燥機で予備乾燥した前記炭化対象物を層状に堆積させた状態で仕上げ乾燥する第二乾燥機と、を有し、
   前記第二乾燥機は、
   前記炭化対象物の堆積層の下部から乾燥用ガスを通気する通気部と、
   前記堆積層の下部の前記炭化対象物を前記炭化処理部に供給する排出部と、を有し、
   前記炭化処理部から排出された排気ガスを燃焼させる燃焼部を更に備え、
   前記第一乾燥機は、前記燃焼部の燃焼排ガスを熱源として前記炭化対象物を乾燥する炭化物処理装置。
8. 炭化対象物を炭化処理して燃料を製造する炭化処理ステップと、
   前記炭化処理ステップで炭化処理する前記炭化対象物を乾燥する乾燥処理ステップと、を含み、
   前記乾燥処理ステップは、
   前記炭化対象物を予備乾燥する第一乾燥ステップと、
   前記第一乾燥ステップで予備乾燥した前記炭化対象物を層状に堆積させた状態で仕上げ乾燥する第二乾燥ステップと、を含み、
   前記第二乾燥ステップは、
   前記炭化対象物の堆積層の下部から乾燥用ガスを通気する通気ステップと、
   前記堆積層の下部の前記炭化対象物を切り出す切出ステップと、を有する炭化物処理方法。
9. 炭化対象物を炭化処理する炭化処理ステップと、
   前記炭化処理ステップで炭化処理する前記炭化対象物を乾燥する乾燥処理ステップと、を含み、
   前記乾燥処理ステップは、
   前記炭化対象物を予備乾燥する第一乾燥ステップと、
   前記第一乾燥ステップで予備乾燥した前記炭化対象物を層状に堆積させた状態で仕上げ乾燥する第二乾燥ステップと、を含み、
   前記第二乾燥ステップは、
   前記炭化対象物の堆積層の下部から乾燥用ガスを通気する通気ステップと、
   前記堆積層の下部の前記炭化対象物を切り出す切出ステップと、を有し、
   前記炭化処理ステップで生じた排気ガスを燃焼させる燃焼ステップを更に含む炭化物処理方法。