横型炭化炉 | 広葉樹丸太炭製造機

横型炭化炉は、原料を炭化できる装置です。石炭製造工程において不可欠な機械であり、操作が簡単で安全性が高いことから、木炭加工工場で広く使用されています。炭化炉には多くの種類があり、 連続式炭化炉 や 吊り上げ式炭化炉 などがあります。

横型炭化炉の原料

この炭化炉設備は、木材、枝、根、竹、おがくず/バイオマスブリケット、トウモロコシの穂軸、ココナッツ殻、ナッツ殻など、多種多様な原料を処理できます。また、炭化炉の原料として、加工されたウッドチップを炭化することも可能です。

広葉樹ログ木炭製造機の原理

主に乾留炭化方式を採用し、炭化過程で発生する一酸化炭素、メタン、水素などの可燃性ガスを炭化炉の排ガス精製システムで分離し、木タール、木酢液などを分離して可燃性ガスを得ます。その後、バーナーに送り込んで完全燃焼させ、高温炭化パイプラインを加熱します。このときの温度は一般的に約600℃に制御されます。炭化パイプラインが材料を炭化・分解し、その後、回収パイプライン、排ガス精製システム、燃料バーナーを通じて燃焼し、パイプラインを加熱します。炭化炉は完全に自給自足であり、燃料を節約します。

炭化が木材の特性に与える影響

1. 密度の低下

主にヘミセルロースの一部損失によるものです。ほとんどの研究では、構造強度をほとんど損なうことなく、5～8%のヘミセルロースが分解されることが示されています。

2. 強度の向上

適切な温度で炭化すると木材の強度は向上しますが、過度または過熱の炭化は強度を低下させます。

3. 含水率の低下

すべての木材は大気中の水分を吸収しますが、高温に加熱されることでその水分のほとんどを失います。

4. 色の濃色化

炭化温度が高くなるほど、色が濃くなります。

5. 耐腐食性の向上

炭化処理が木材の耐腐食性を向上させる理由としては、炭化過程で木材成分が変化し、菌類の生存に必要な栄養源が断たれること、同時に含水率の低下が菌類の繁殖を抑制し、耐腐食性が向上することが考えられます。

横型炭化炉の構造

本炉は、炉体、炉蓋、加熱室、排気管で構成されています。炉体の炉室内には炭化ライナーが設置され、その上に蓋が取り付けられています。横型炭化炉はシール性に優れ、炭化中の温度損失を防ぎます。

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広葉樹丸太炭化機

広葉樹ログ炭化機の仕様パラメータ

炭化プロセスの詳細

(1) まず、炭化する原料を炉体内に投入し、炉蓋を被せて密閉します。その後、加熱を開始します。温度が170～200℃に達すると、原料の乾燥段階が始まります。

（2）温度が170～200度に達したら、弱火で加熱を続け、炉内温度を約340度まで上昇させます。この段階には約2時間を要し、熱分解プロセスとなります。

（3）温度が340度に達したら、引き続き弱火で加熱し、温度を約380～400度まで上昇させます。この時、炉内で材料が急速に分解され、木タールや木酢液などの液体が同時に排出されます。また、メタンやエチレンなどの可燃性ガスも発生し、これらの可燃性ガスは精製システムを経て炉の底部に戻すことができます。炉内温度を約500～800度まで上昇させることで、材料が高温条件下で乾留され、炭化棒となります。

（4）排煙口からの煙の量が明らかに減少し、色が薄くなったら、火を止めて密閉します。この時点で炉の炭化は終了です。その後、冷却を開始します。

横型炭化炉の利点

1. 環境性：すべての析出ガスを利用し、燃焼排ガスは基準値まで排出可能で、アンモニアを含む冷却廃水の排出はありません。
2. 高効率：密閉式炭化炉は密閉性が高く、炉内温度の放散を防ぎ、炭化時間はわずか4～5時間で、生産効率が向上します。
3. コスト削減：炭化炉自体に配管が備わっており、燃焼ガスを炭化炉の燃焼エリアへと導き、炭化プロセスに利用できます。
4. 便利で安全。材料の素早い交換が可能なトロリー付き。

炭化炉の使用方法

炭化炉は、まず平坦な土地を選んで設置します。炉の扉を開け、炭化する原料を投入します。炉内はできるだけ満杯になるように詰めてください。次に、下部で薪を使って着火します。炉内の温度計が150～200度に上昇するまで待ちます。すると炉内からガスが発生し、そのガスが炉の配管を通って燃焼部に達すると自然着火します。炭化工程が4～5時間経過すると、内部の可燃性ガスは排出されます。

この時、炎は徐々に小さくなり、やがて消えます。炭化が完了したら、次は炉に備え付けのスプレーシステムを使用して適量の水をかけます（または炉の表面温度が50度以下になるまで待ちます）。その後、炉の扉を直接開けて炭を取り出すことができます。なお、水をかけずに温度が50度以下になるまで炉の扉を開けてはいけません。そうしないと、炉内の炭化原料が高温により自然発火する恐れがあります。