JP2009242179A - ナノカーボン・炭化物連続製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カーボンナノチューブ等の高機能ナノカーボンを生成するのに化石資源由来のエネルギーを使用せず、高機能ナノカーボンだけでなく活性炭等の炭化物も連続的に製造でき、更に、有機物処理材料を連続的に投入しつつ連続して高機能ナノカーボン，活性炭等の炭化物,木酢液等をまとめて安定的に製造することを課題とする。
【解決手段】第１の有機物処理材料を乾燥する初段乾燥手段１と、乾燥された第１の有機物処理材料を炭化・熱分解し熱分解液を回収する中段炭化・熱分解液回収手段２と、回収した熱分解液からナノカーボンを生成する後段ナノカーボン生成手段３とを有し、中段炭化・熱分解液回収手段２に初段乾燥手段１に投入する第１の有機物処理材料とは別の乾燥した第２の有機物処理材料を投入することで、２種類の第１・第２の有機物処理材料から連続してナノカーボン、炭化物を製造することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、有機物処理材料、特に化石資源に由来しない木質系バイオマス、繊維質バイオマス、下水汚泥等のバイオマス資源から、有用性の高い繊維状のナノカーボン，カーボンナノチューブ等の高機能カーボンと伴に、活性炭，木酢液等を効率的に連続して製造するナノカーボン・炭化物連続製造装置に関する。

カーボンナノチューブ等の高機能カーボンの生成法には、例えばアーク放電法、レーザー蒸着法、化学気相成長法(ＣＶＤ法）が挙げられる。
アーク放電法は、正負のグラファイト電極間にアーク放電を起こすことでグラファイトが蒸発し、陰極先端に凝縮したカーボンの堆積物の中にカーボンナノチューブが生成される方法である（例えば、特許文献１参照）。レーザー蒸着法は、高温に過熱した不活性ガス中に金属触媒を混合したグラファイト試料を入れ、レーザー照射することによりカーボンナノチューブを生成する方法である（例えば、特許文献２参照）。

一般に、アーク放電法やレーザー蒸発法では結晶性の良いカーボンナノチューブが生成できるが、生成するカーボンナノチューブの量が少なく大量生成に難しいとされる。
ＣＶＤ法には、反応炉の中に入れた基板にカーボンナノチューブを生成させる気相成長基板法(例えば、特許文献３参照)と、触媒金属と炭素源を一緒に高温の炉に流動させカーボンナノチューブを生成する流動気相法(例えば、特許文献４参照)の二つの方法がある。

気相成長法について、図１３を参照して説明する。図中の符番101は、内部に触媒102を担持する触媒担持基板103が配置された反応管を示す。反応管101の外周外側部には電気ヒータ104が配置されている。こうした構成の反応管101内に、該反応管101の一方側から原料（炭化水素）105を流し、他方側から排気するようにすると、反応管101内部で炭化水素ガス106が発生し、カーボンナノチューブ107が形成される。

次に、図１４を用いて流動気相法について説明する。但し、図１３と同部材は同符番を付して説明を省略する。図１４では、反応管101の一方側から原料である炭化水素105とともにキャリアガス108を流すことを特徴とする。これにより、電気ヒータ104が配置された部位に相当する反応管101内で炭化水素ガス106が発生し、カーボンナノチューブ107が形成される。

一方、気相成長基板法はバッジ処理であるので大量生産に難しい。また、流動気相法は温度の均一性が低く結晶性の良いカーボンナノチューブを生成するのが難しいとされている。さらに、流動気相法の発展型として、高温の炉の中に、触媒兼用流動材で流動層を形成し、炭素原料を供給して繊維状のナノカーボンを生成する方法も提案されているが、炉内の温度の均一性が低く結晶性の良いカーボンナノチューブを生成するのが難しいと考えられる。

純度および安定性の高いカーボンナノチューブを低コストで効率よく量産することができるようになれば、カーボンナノチューブの特性を生かしたナノテクノロジー製品を低コストで大量に供給することが可能になる。
しかし、アーク放電法、レーザー蒸着法ではアーク放電、レーザー蒸着用の電気、原料のＬＰＧガス等の化石資源由来の炭化水素、化学気相成長法では加熱するための電気或いはガス等の燃料、原料のＬＰＧガス等の化石資源由来の炭化水素を必要とし、いずれのカーボンナノチューブを製造する装置においても、カーボンナノチューブを製造するのに大量の化石資源由来のエネルギーを使用している。地球温暖化防止の対策が急務である今、高機能カーボンであるカーボンナノチューブを生成する為に大量の二酸化炭素を排出しているということは大きな問題である。
特開２００0−０９５５０９号公報 特開平１０−２７３３０８号公報 特開２０００−０８６２１７号公報 特開２００３−３４２８４０号公報

本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、カーボンナノチューブ等の高機能ナノカーボンを生成するのに化石資源由来のエネルギーを使用せず、且つ、高機能ナノカーボンだけでなく活性炭等の炭化物も連続的に製造できること、更に、有機物処理材料を連続的に投入しつつ連続して高機能ナノカーボン，活性炭等の炭化物,木酢液等をまとめて安定的に製造することができるナノカーボン・炭化物連続製造装置を提供することを目的とする。

本発明に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置は、第１の有機物処理材料を乾燥する初段乾燥手段と、乾燥された第１の有機物処理材料を炭化・熱分解し熱分解液を回収する中段炭化・熱分解液回収手段と、回収した熱分解液からナノカーボンを生成する後段ナノカーボン生成手段とを有し、中段炭化・熱分解液回収手段に初段乾燥手段に投入する第１の有機物処理材料とは別の乾燥した第２の有機物処理材料を投入することで、２種類の第１・第２の有機物処理材料から連続してナノカーボン、活性炭等の炭化物を製造することを特徴とする。

本発明によれば、カーボンナノチューブ等の高機能ナノカーボンを生成するのに化石資源由来のエネルギーを使用せず、且つ、高機能ナノカーボンだけでなく活性炭等の炭化物も連続的に製造できる。また、有機物処理材料を連続的に投入しつつ連続して高機能ナノカーボン，活性炭等の炭化物,木酢液等をまとめて安定的に製造することができる。

以下、本発明のナノカーボン・炭化物連続製造装置について更に詳しく説明する。
1) 上記したように、本発明のナノカーボン・炭化物連続製造装置は、第１の有機物処理材料を乾燥する初段乾燥手段と、中段炭化・熱分解液回収手段と、後段ナノカーボン生成手段とを有し、中段炭化・熱分解液回収手段に乾燥した第２の有機物処理材料を投入することで、２種類の第１・第２の有機物処理材料から連続してナノカーボン、炭化物を製造するものである。
2) 上記１）において、前記初段乾燥手段は、第１の有機物処理材料を乾燥し水分を回収する機能を有することを特徴とする。

3) 上記１）又は２）において、初段乾燥手段に投入する第１の有機物処理材料は木質系バイオマスであり、中段炭化・熱分解液回収手段に投入する第２の有機物処理材料は廃プラスチックである場合が挙げられる。
4) 上記１）又は２）において、初段乾燥手段に投入する第１の有機物処理材料は繊維質系バイオマスであり、中段炭化・熱分解液回収手段に投入する第２の有機物処理材料は廃プラスチックである場合が挙げられる。
5) 上記１）又は２）において、初段乾燥手段に投入する第１の有機物処理材料は下水汚泥であり、中段炭化・熱分解液回収手段に投入する第２の有機物処理材料は廃プラスチックである場合が挙げられる。

6) 上記１）又は２）において、初段乾燥手段に投入する第１の有機物処理材料は、木質系バイオマス，繊維質系バイオマス，下水汚泥のうち少なくとも２以上の有機物を組み合わせたものであり、中段炭化・熱分解液回収手段に投入する第２の有機物処理材料は廃プラスチックである場合が挙げられる。
7) 上記１）又は２）において、初段乾燥手段に投入する第１の有機物処理材料は、木質系バイオマス，繊維質系バイオマス，下水汚泥のうち少なくとも２以上の有機物を組み合わせたものであり、中段炭化・熱分解液回収手段に投入する第２の有機物処理材料は使用済みの活性炭である場合が挙げられる。

8) 上記１）〜７）において、初段乾燥手段に投入する第１の有機物処理材料は、木質系バイオマス或いは繊維質系バイオマスであるとき、木質系バイオマス材料或いは繊維質系バイオマスを粉砕処理することにより材料の粒度径を０．１〜２ｍｍの範囲で均一にした後、材料貯留ホッパーに粉砕材料を投入し、その下部に定量供給装置を設置し、粉砕処理された材料を定量供給装置を経由して、初段乾燥炉内に連続的に投入できるようにすることが好ましい。

9) 上記２）〜８）において、初段乾燥手段は、初段乾燥炉内に投入された第１の有機物処理材料から水蒸気成分を分離し乾燥物のみとする初段乾燥炉の水蒸気成分を回収するものであり、初段乾燥炉内で発生し外部に導出される初段水蒸気成分を初段水と直接接触し凝縮させる初段水蒸気凝縮エジェクタと、初段水蒸気成分凝縮エジェクタにて凝縮した初段回収水を貯留する初段回収水タンクと、凝縮した初段回収水を冷却する初段水冷却器とを有する場合が挙げられる。

10) 上記１）〜９）において、中段炭化・熱分解液回収手段は、初段乾燥手段にて生成した第１の有機物処理材料の乾燥物と第２の有機物処理材料とを同時に中段炭化・熱分解液回収手段の中段熱分解炉に投入し、投入された第１の有機物処理材料の乾燥物と第２の有機物処理材料とを熱分解し、第１の有機物処理材料の乾燥物と第２の有機物処理材料から熱分解ガス成分及び活性炭を分離回収するものであり、中段熱分解炉内で発生し外部に導出される中段熱分解ガス成分を中段熱分解液と直接接触し凝縮させる中段熱分解ガス成分凝縮エジェクタと、中段熱分解ガス成分凝縮エジェクタにて凝縮した中段熱分解油を貯留する中段熱分解液回収容器と、凝縮した中段熱分解液を冷却する中段熱分解油冷却器と
を有する場合が挙げられる。

11) 上記１）〜１０）において、後段ナノカーボン生成手段は、内部に回転可能な内容器を有し、この内容器の一端側に中段炭化・熱分解液回収手段で生成した熱分解液と触媒用金属粉とを後段ナノカーボン生成炉に投入し、ナノカーボンとオフガスを生成し、回収したナノカーボンを回収するナノカーボン回収容器とを有するが挙げられる。
12) 上記１）〜１１）において、中段炭化・熱分解液回収手段の中段熱分解ガス成分凝縮エジェクタにて凝縮しきれないオフガス成分を、初段乾燥炉、中段熱分解炉、後段ナノカーボン生成炉の加熱用バーナの燃料として活用することが好ましい。
13) 上記１）〜１２）において、中段炭化・熱分解液回収手段で回収した中段熱分解油の一部を、初段乾燥炉、中段熱分解炉、後段ナノカーボン生成炉の加熱用バーナの燃料として活用することが好ましい。

14) 上記１）〜１３）において、中段炭化・熱分解液回収手段の中段熱分解炉、後段ナノカーボン生成手段の後段ナノカーボン生成炉の夫々の内容器内に水蒸気注入ノズルを設置し、運転中に内容器内に水蒸気を注入しつつナノカーボン、炭化物生成を行うことが好ましい。
15) 上記１４）において、中段炭化・熱分解液回収手段の中段熱分解炉、後段ナノカーボン生成手段の後段ナノカーボン生成炉の夫々の内容器内に注入する水蒸気の量は、中段熱分解活性炭製造炉、後段ナノカーボン生成炉の内容器内の夫々の温度により自動温度制御運転機能を有することが好ましい。

16) 上記１）〜１５）において、後段ナノカーボン生成手段の後段ナノカーボン生成炉の夫々の内容器内に水素注入ノズルを設置し、運転中に内容器内に水素を注入しつつナノカーボン生成を行うことが好ましい。
17) 上記１）〜１６）において、中段炭化・熱分解液回収手段の中段熱分解炉の内部には耐熱ボールとしてセラミックボールを保持し、後段ナノカーボン生成手段の後段ナノカーボン生成炉の内部には耐熱ボールとしてステンレス、鉄、ニッケル、クロムのいずれかからなる金属ボールを保持することが好ましい。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態は下記に述べることに限定されない。
（第１の実施形態）
図１は、請求項２の実施形態に対応する説明である。第１の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置は、第１の有機物処理材料（有機物処理材料Ａ）を乾燥し水分を回収する初段乾燥手段１と、乾燥された有機物処理材料Ａを炭化・熱分解し熱分解液を回収する中段炭化・熱分解液回収手段２と、回収した熱分解液からナノカーボンを生成する後段ナノカーボン生成手段３とを有し、中段炭化・熱分解液回収工程２に初段乾燥手段１に投入する有機物処理材料Ａとは別の第２の有機物処理材料（乾燥した有機物処理材料Ｂ）を投入することで、２種類の有機物処理材料Ａ，Ｂから連続してナノカーボン、炭化物を製造することを特徴とする。

図中の符番１１は、有機物処理材料Ａが投入される有機物処理材料投入ホッパー（以下、第１の投入ホッパーと呼ぶ）である。この第１の投入ホッパー１１の下流側には、投入機１２を介して乾燥機（乾燥炉）１３が配置されている。この乾燥炉１３の外周側には、加熱ヒータ又は加熱ジャケット（第１の加熱源）１４が配置されている。乾燥炉１３内には図示しない内容器が配置され、該内容器は乾燥機駆動モータ（以下、第１の駆動モータと呼ぶ）１５により駆動される。乾燥炉１３の出口側の上部には、乾燥炉１３内で発生した水蒸気成分を外部に導出する水分排出ノズル１６が配置されている。乾燥炉１３の出口側の下部には、乾燥物排出／投入機１７が配置されている。

前記乾燥炉１３の方式には、有機物処理材料Ａを外から間接的に加熱して乾燥させる外熱式、或いは、有機物処理材料Ａを直接加熱して乾燥させる内熱式がある。図１に示す乾燥炉１３では、外側の第１の加熱源１４で内部を加熱する外熱式の図としている。前記初段乾燥手段１は、第１の投入ホッパー１１と、投入機１２と、内容器を内蔵した乾燥炉１３と、第１の加熱源１４と、水分排出ノズル１６とを主要な構成要素としている。

乾燥炉１３には、乾燥物排出／投入機１７を介して内部に内容器１８を備えた熱分解炉（低温炉）１９が接続されている。内容器１８には、有機物処理材料Ｂ用の投入ホッパー（以下、第２の投入ホッパーと呼ぶ）２０から有機物処理材料Ｂが投入されるように乾燥有機物投入機２１が接続されている。内容器１８の内部には、多数の耐熱ボール２２が収容されている。ここで耐熱ボール２２としては、例えばセラミックボールが使用される。

内容器１８は、熱分解炉駆動モータ（以下、第２の駆動モータと呼ぶ）２３により駆動される。内容器１８が回転することにより、内容器１８に投入された有機物処理材料Ａ，Ｂへの熱の伝わりを促進し、活性炭等の炭化物の生成速度を高めるとともに、活性炭等の炭化物を粉末状とし活性炭或いは粉末炭化燃料等として利用し易くする効果を高めることもできる。低温炉１９の外周側には、加熱ヒータ又は加熱ジャケット（第２の加熱源）２４が配置されている。低温炉１９の出口側の上部には、熱分解ガス出口ノズル２５が配置されている。熱分解炉２５の出口側の下部には、触媒用金属粉付きカーボンナノチューブ排出ノズル（以下、第１の排出ノズルと呼ぶ）２６を介して炭化物回収容器２７接続されている。

なお、図示していないが、低温炉１９から炭化物が炭化物回収容器２７に排出される際に、炭化物回収容器２７内の空気が低温炉２２内に混入しないように、低温炉２２と炭化物回収容器２７との間にダブルダンパやロータリーバルブ等を設置するような設計配慮も当然必要である。

熱分解ガス出口ノズル２５には熱分解ガス出口ダクト２８が接続され、該ダクト２８の一端にエジェクタ（スプレーノズル）２９が設けられている。熱分解ガス出口ダクト２８には、オフガス排出ノズル３０ａを備えた熱分解液投入容器３０が接続されている。前記エジェクタ２９と熱分解投入容器３０とは、熱分解液冷却器３１を介装した熱分解液循環ライン３２により接続されている。前記熱分解液投入容器３０と触媒用金属粉投入ホッパー３９は、投入機３３に接続されている。
ここで、中段炭化・熱分解液回収手段２は、乾燥物排出／投入機１７と、内容器１８を内蔵した低温炉１９と、耐熱ボール２２と、第２の加熱源２４と、熱分解ガス出口ノズル２８と、炭化物回収容器２７と、熱分解ガス出口ダクト２８と、触媒用金属粉投入ホッパー３９と、熱分解液投入容器３０と、熱分解液冷却器３１を介装した熱分解液循環ライン３２とを主要な構成要素としている。

投入機３３には、カーボンナノチューブ生成炉（高温炉）３４が接続されている。この高温炉３４内には、駆動モータ（以下、第３の駆動モータと呼ぶ）３５により駆動する内容器３６が配置されている。この内容器３６の内部には多数の耐熱ボール３７が収容されている。耐熱ボール３７は直径が５〜１００ｍｍ程度で、ステンレス、鉄、ニッケル、クロム、アルミナの何れかからなる金属ボールである。耐熱ボール３７の数は、高温炉３４内の内容器３６内の構造設計によるが、カーボンナノチューブ等の高機能カーボンの生成回数を高め且つ耐熱ボール３７表面に成長したカーボンナノチューブを剥がす頻度を高めるには、耐熱ボール３７が自由に回転できる範囲でできるだけ多数充填するのが良い。触媒は、平均粒径が１０〜２００μｍのステンレス、鉄、ニッケル、クロム等の金属粉末である。

高温炉３４の外周側には、加熱ヒータ又は加熱ジャケット（第３の加熱源）３８が配置されている。高温炉３４の出口側の上部には、オフガス出口ノズル３４ａが配置されている。高温炉３４の出口側の下部には、触媒用金属粉付カーボンナノチューブ排出ノズル（以下、第２の排出ノズルと呼ぶ）４０を介してカーボンナノチューブ回収容器４１が配置されている。後段ナノカーボン生成手段３は、投入機３３と、内容器３６を内蔵した高温炉３４と、耐熱ボール３７と、第３の加熱源３８と、オフガス出口ノズル３４ａと、カーボンナノチューブ回収容器４１を主要な構成要素としている。

次に、図１の製造装置を用いて有機物処理材料Ａ，Ｂから連続してナノカーボン、活性炭等の炭化物を製造する動作について説明する。
１）まず、初段乾燥手段１において、有機物処理材料Ａは第１の投入ホッパー１１に投入される。第１の投入ホッパー１１に投入された有機物処理材料Ａは、投入機１２を経由して定量的に乾燥炉１３内に投入される。乾燥炉１３内に投入された有機物処理材料Ａは、有機物処理材料Ａの特性、含水率等にもよるが、乾燥炉１３の内部温度１００〜２００℃で加熱される。これにより有機物処理材料Ａは乾燥され、乾燥炉１３内部から排出される乾燥後の水分は、乾燥炉１３の出口側上部に設置している水分排出ノズル１６を経由して排出される。

２）次に、乾燥炉１３にて乾燥後の有機物処理材料Ａは、乾燥物排出／投入機１７を経由して外熱式の低温炉１９の内容器１８に投入される。一方、乾燥された有機物処理材料Ｂは、第２の投入ホッパー２０に投入され、乾燥有機物投入機２１を経由して低温炉１９の内容器１８に投入される。なお、有機物処理材料Ａと有機物処理材料Ｂとはある一定比率で内容器１８に投入される。内容器１８に投入された有機物処理材料Ａ，Ｂの特性，生成する炭化物の特性等にもよるが、内部温度５００〜７００℃で加熱される。
ここで、内容器１８内の多数の耐熱ボール２２が、内容器１８が回転することにより、低温炉１９の内容器１８に投入された有機物処理材料への熱の伝わりを促進し、活性炭等の炭化物の生成速度を高めるとともに、活性炭等の炭化物を粉末状とし活性炭或いは粉末炭化燃料等として利用しやすくする効果も高めることもできる。

３）低温炉１９での加熱により、有機物処理材料Ａ，Ｂは同時に熱分解・炭化される。熱分解・炭化された炭化物は、ミクロ視的にはポーラス状になり活性炭の機能を有する炭化物（有価値物）として回収される。低温炉１９にて生成した炭化物は、炭化物回収容器２７に回収される。このような活性炭の機能を有する炭化物は、農業用、園芸用の土壌改良剤、調質剤、融雪剤、浄水剤、堆肥剤等として幅広く活用可能である。
上記のような活性炭としての機能・特性を高めるには、熱分解・炭化温度を８００℃以上の高めに設定することで可能となるが、処理する有機物処理材料、処理時間等のパラメータを調整することによっては、これより低めの設定温度でも良質な機能・特性を有する活性炭を製造することができる。

一方、低温炉１９の内容器１８から排出される熱分解ガスは、低温炉１９の上部に設置される熱分解ガス出口ノズル２５、熱分解ガス出口ダクト２８を経由してエジェクタ（スプレーノズル）２９に至る。ここで、熱分解液循環ライン３２からの熱分解液と直接接触して熱分解液として熱分解液投入容器３２に回収される。熱分解液の成分は、処理する有機物処理材料、低温炉１９内の設定温度、滞留時間等にもよるが、これらを最適条件に設定することにより熱分解液を油リッチな熱分解油とすることができる。

４）熱分解ガス中に含まれる熱分解液と直接接触しても凝縮しないオフガス成分は、熱分解液投入容器３０上部のオフガス排出ノズル３０ａから排出される。なお、熱分解液投入容器３０内部は或る一定レベル以上の熱分解液を保持し、オフガス成分が低温炉１９の内容器２１内に混入しないようにする。オフガス排出ノズル３３ａから排出されたオフガス成分は、或る一定のカロリーを有している。図示していないが、オフガスバーナ等を設置し燃焼させることで、この燃焼ガスを低温炉１９の第２の加熱源２４、或いは、高温炉３４の第３の加熱源３８等に循環させ、低温炉１９或いは高温炉３４の加熱源として排熱を有効活用することも可能である。

５）有機物処理材料Ａ，Ｂを同時に炭化・熱分解して回収した熱分解液は、熱分解液投入容器３０に一時貯留され、後段ナノカーボン生成手段３へと送られる。熱分解液投入容器３０に一時貯留された熱分解液は、投入機３３を経由して高温炉３４に定量投入される。この際、触媒用金属粉投入ホッパー３９を経由して触媒用金属粉も高温炉３４に定量的に投入される。熱分解液の投入方式としては、流量調節機能付きのバルブ等を経由して或る最適な流量に設定して定量的に投入される。触媒用金属粉の投入方式としては、流量調節機能付きのバルブ、ロータリーバルブ等を経由して熱分解液との投入比率を最適に設定して定量的に投入される。

６）後段ナノカーボン生成手段３において、熱分解液、触媒用金属粉は投入機３３を経由して第３の加熱源３８で内部を加熱する外熱式の高温炉３４に投入される。高温炉３４内の内容器３６に投入された有機物処理材料は、熱分解液の特性、生成するカーボンナノチューブの特性等にもよるが内部温度６００〜９００℃で加熱される。高温炉３８内の内容器３６内では、耐熱ボール３７表面に熱分解液、触媒用金属粉が付着し、この耐熱ボール３７表面ポーラスを基点として気相成長法により多数のカーボンナノチューブが生成する。

また、内容器３６が回転することにより、高温炉３４内の内容器３６に投入された熱分解液、触媒用金属粉の耐熱ボール３７表面への付着頻度を高めカーボンナノチューブ等の高機能カーボンの生成回数を促進し、カーボンナノチューブの生成速度を高める。これとともに、耐熱ボール３７同士がぶつかり合うことで、耐熱ボール３７表面に成長したカーボンナノチューブ等の高機能カーボンを剥がし、耐熱ボール３７表面に次のカーボンナノチューブが生成することを促進し、連続的にカーボンナノチューブ等の高機能カーボンを生成することができる。

７）高温炉３４の内容器３６から排出されるオフガスは、高温炉３４の上部に設置されるオフガス出口ノズル３９を経由して排出される。オフガス出口ノズル３４ａから排出されたオフガス成分は、或る一定のカロリーを有している。図示していないが、オフガスバーナ等を設置し燃焼させることで、この燃焼ガスを低温炉１９の第２の加熱源２４或いは高温炉３４の第３の加熱源３８等に循環させ、低温炉１９或いは高温炉３４の加熱源として排熱を有効活用することも可能である。

また、前記低温炉１９から発生するオフガスと高温炉３４から発生するオフガスをまとめて、オフガスバーナ等で燃焼させることで、システム全体をシンプルにし、低温炉１９或いは高温炉３４の加熱源としての効率的な排熱活用が図れる。また、このオフガスバーナ等に流入するオフガスのカロリーが不足する場合には、ＬＰＧガス、灯油等の補助燃料で追い炊きできる制御にすることで、より信頼性の高いシステムとすることもできる。

第１の実施形態のナノカーボン・炭化物連続製造装置によれば、有機物処理材料Ａを乾燥し水分を回収する初段乾燥手段１と、乾燥された有機物処理材料を炭化・熱分解し熱分解液を回収する中段炭化・熱分解液回収手段２と、回収した熱分解液からナノカーボンを生成する後段ナノカーボン生成手段３とを備えているので、中段炭化・熱分解液回収手段２に有機物処理材料Ａとは異なる別の乾燥された有機物処理材料Ｂと投入することにより、連続して高機能ナノカーボン、活性炭等の炭化物を同時に効率的に量産製造することができる。また、熱分解液循環ライン３２中には熱分解液冷却器３１が設置されているので、熱分解液を凝縮して熱分解液を更に冷却し、熱分解ガスの凝縮効率を高めることができる。

なお、第１の実施形態では、有機物処理材料を定量的に乾燥炉１３内に投入する方法として、投入機１２を経由して投入する方式について述べた。しかし、これに限らず、投入ホッパー１１の下部にサークルフィーダ、ロータリーバルブ等の定量供給装置を設置してもよい。こうした構成にすることにより、第１の投入ホッパー１１内の有機物処理材料を定量的に切り出し、乾燥炉１３に定量的に投入することができる。

また、第１の実施形態において、高温炉３４内の内容器３６を複数の仕切板で区切り、反応する区間を複数に構成してもよい。これにより、高温炉３４内での反応効率を高めることができる。
更に、高温炉３４の基本構造としては、第１の実施形態のように横型に限らず、例えば縦型、斜め設置型にしてもよい。
更には、高温炉３４からカーボンナノチューブがカーボンナノチューブ回収容器４５に排出される際に、カーボンナノチューブ回収容器４１内の空気が高温炉３４内に混入しないように、高温炉３４とカーボンナノチューブ回収容器４１との間にダブルダンパやロータリーバルブ等を設置するような設計配慮も当然必要である。これにより、熱分解液は後段ナノカーボン生成手段３においてカーボンナノチューブ等の高機能カーボンが生成・回収される。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置について図２を参照して説明する。但し、図１と同部材は同符番を付して説明を省略する。図２は、請求項３の実施形態に対応する。第２の実施形態は、初段乾燥手段１に投入する有機物処理材料Ａは木質系バイオマスとし、中段炭化・熱分解液回収手段２に投入する有機物処理材料Ｂは廃プラスチックとし、２種類の有機物処理材料Ａ，Ｂから連続してナノカーボン，炭化物を製造することを特徴とする。

以下に、ナノカーボン，炭化物の製造フローについて説明する。
まず、初段乾燥手段１において、木質系バイオマス（有機物処理材料Ａ）は有機物処理材料Ａ投入ホッパー１１に投入される。投入ホッパー１１に投入された木質系バイオマス（有機物処理材料Ａ）は投入機１２を経由して定量的に乾燥炉１３内に投入される。定量的に乾燥炉１３内に投入する方法としては、ここに示す投入路１３を経由して投入する方式だけでなく、投入ホッパー１１の下部にサークルフィーダ、ロータリーバルブ等の定量供給装置を設置することで、これらを経由することにより投入ホッパー１１内の木質系バイオマスを定量的に切り出し、乾燥炉１３に定量的に投入する方式もある。

乾燥炉１３の方式には、木質系バイオマスを外から間接的に加熱して乾燥させる外熱式、或いは、木質系バイオマスを直接加熱して乾燥させる内熱式があるが、図１に示す乾燥炉１３おいては外側の第１の加熱源１４で内部を加熱する外熱式の図としている。乾燥炉１３内に投入された木質系バイオマスは、木質系バイオマスの特性、含水率等にもよるが乾燥炉１３の内部温度１００〜２００℃で加熱される。これにより木質系バイオマスは木質系バイオマス中に含まれる成分が温度の上昇で水となり蒸発し、水以外の成分が乾燥される。乾燥炉１３内部から排出される乾燥後の水分は、乾燥炉１３の出口側上部に設置している水分排出ノズル１６を経由して排出される。なお、図２に示すように乾燥炉１３が外熱式の場合は、内筒（内容器）は第１の駆動モータ１５で駆動できるようになっている。

乾燥炉１３にて乾燥後の木質系バイオマスは乾燥物排出／投入機１７を経由して、また廃プラスチックは第２の投入ホッパー２０に投入され、更に、乾燥有機物投入機２１を経由して、木質系バイオマスと廃プラスチックとが或る一定比率で、外側の第１の加熱源１４で内部を加熱する外熱式の低温炉１９に投入される。低温炉１９内の内部温度は、内容器１８に投入された木質系バイオマスと廃プラスチックの特性，生成する炭化物の特性等にもよるが内部温度５００〜７００℃で加熱される。

低温炉１９内の内容器１８内には耐熱ボール２２が多数充填されており、内容器１８が回転することにより、低温炉１９内の内容器１８に投入された木質系バイオマスと廃プラスチックへの熱の伝わりを促進し、炭化物の生成速度を高めるとともに、炭化物を粉末状とし活性炭として利用しやすくする効果も高めることもできる。なお、図示していないが、低温炉１９から炭化物が炭化物回収容器２７に排出される際に、炭化物回収容器２７内の空気が低温炉１９内に混入しないように、低温炉１９と炭化物回収容器２７との間にダブルダンパやロータリーバルブ等を設置するような設計配慮も当然必要である。

これにより、木質系バイオマスと廃プラスチックは同時に熱分解・炭化される。熱分解・炭化された炭化物は、ミクロ視的にはポーラス状になり活性炭の機能を有する炭化物として有価値物として回収される。低温炉１９にて生成した炭化物は炭化物回収容器２７に回収される。このような活性炭の機能を有する炭化物は、農業用、園芸用の土壌改良剤、調質剤、融雪剤、浄水剤、堆肥剤等として幅広く活用可能である。

一方、低温炉１９の内容器１８から排出される熱分解ガスは、低温炉１９の上部に設置される熱分解ガス出口ノズル２５、熱分解ガス出口ダクト２８を経由してスプレーノズル２９に至り、ここで熱分解液循環ライン３２からの熱分解液と直接接触して熱分解液として熱分解液投入容器３０に回収される。熱分解液の成分は、処理する木質系バイオマスと廃プラスチック、低温炉１９内の設定温度、滞留時間等にもよるが、これらを最適条件に設定することにより熱分解液を油リッチな熱分解油とすることができる。

熱分解ガス中に含まれる熱分解液と直接接触しても凝縮しないオフガス成分は、熱分解液投入容器３０上部のオフガス排出ノズルから排出される。なお、熱分解液投入容器３０内部は、或る一定レベル以上の熱分解液を保持し、オフガス成分が低温炉１９の内容器１８内に混入しないようにする。オフガス排出ノズルから排出されたオフガス成分は、或る一定のカロリーを有している。図示していないが、オフガスバーナ等を設置し燃焼させることで、この燃焼ガスを低温炉１９の第２の加熱源、或いは高温炉３４の第３の加熱源３８等に循環させ、低温炉１９或いは高温炉３４の加熱源として排熱を有効活用することも可能である。なお、熱分解液循環ライン３２中には、熱分解液冷却器３１等を設置し凝縮して熱分解液を更に冷却し、熱分解ガスの凝縮効率を高める。

木質系バイオマスと廃プラスチックを同時に炭化・熱分解し熱分解液を回収する中段炭化・熱分解液回収手段２にて回収した熱分解液は、熱分解液投入容器３０に一時貯留され、ナノカーボンを生成する後段ナノカーボン生成手段３へと送られる。なお、以降のナノカーボンを生成する後段ナノカーボン生成手段３のフロー説明は、図１の第１の実施形態の説明と同様である。

第２の実施形態のナノカーボン・炭化物連続製造装置によれば、初段乾燥手段１に投入する有機物処理材料Ａを木質系バイオマスとし、中段炭化・熱分解液回収手段２に投入する有機物処理材料Ｂを廃プラスチックとし、２種類の有機物処理材料Ａ，Ｂから連続してナノカーボン、炭化物を製造することができる。従って、木質系バイオマス（有機物処理材料Ａ）と廃プラスチック（乾燥有機物処理材料Ｂ）を同時にまとめて効率的に安定的に連続して高機能ナノカーボン、活性炭等の炭化物を製造することができる。

（第3の実施形態）
本発明の第3の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置について図3を参照して説明する。但し、図１，図２と同部材は同符番を付して説明を省略する。図３は、請求項４の実施形態に対応する。第３の実施形態は、初段乾燥・水回収手段１に投入する有機物処理材料Ａは植物、農産物の廃棄物等の繊維質系バイオマスとし、中段炭化・熱分解液回収手段２に投入する有機物処理材料Ｂは廃プラスチックとし、２種類の有機物処理材料Ａ，Ｂから連続してナノカーボン、炭化物を製造することを特徴とする。

以下に、ナノカーボン，炭化物の製造フローについて説明する。
まず、初段乾燥・水回収手段１において、繊維質系バイオマスは第１の投入ホッパー１１に投入される。投入ホッパー１１に投入された繊維質系バイオマスは投入機１２を経由して定量的に乾燥炉１３内に投入される。定量的に乾燥炉１３内に投入する方法としては、ここに示す投入機１２を経由して投入する方式だけでなく、投入ホッパー１１の下部にサークルフィーダ、ロータリーバルブ等の定量供給装置を設置することで、これらを経由することにより投入ホッパー１１内の植物、農産物の廃棄物等の繊維質系バイオマス（有機物処理材料Ａ）を定量的に切り出し、乾燥炉１３に定量的に投入する方式もある。

以降の中段炭化・熱分解液回収手段２、ナノカーボンを生成する後段ナノカーボン生成手段３のフロー説明については、図１の第１の実施形態の説明と同様である。

第３の実施形態のナノカーボン・炭化物連続製造装置によれば、初段乾燥手段１に投入有機物処理材料Ａを植物、農産物の廃棄物等の繊維質系バイオマスとし、中段炭化・熱分解液回収手段２に投入する有機物処理材料Ｂを廃プラスチックとし、２種類の有機物処理材料Ａ，Ｂから連続して高機能ナノカーボン、活性炭等の炭化物を製造することができる。従って、植物、農産物の廃棄物等の繊維質系バイオマス（有機物処理材料Ａ）と廃プラスチック（乾燥有機物処理材料Ｂ）を同時にまとめて効率的に安定的に連続して製造することができる。

（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置について図４を参照して説明する。但し、図１〜図３と同部材は同符番を付して説明を省略する。図４は、請求項５の実施形態に対応する。第３の実施形態は、初段乾燥・水回収手段１に投入する有
図４は、請求項４の実施形態に対応する説明である。本発明による初段乾燥手段１に投入する有機物処理材料Ａは下水汚泥とし、中段炭化・熱分解液回収手段２に投入する有機物処理材料Ｂは廃プラスチックとし、２種類の有機物処理材料Ａ，Ｂから連続してナノカーボン、炭化物を製造することを特徴とする。

以下に、ナノカーボン，炭化物の製造フローについて説明する。
まず、初段乾燥手段１において、下水汚泥は第１の入ホッパー１１に投入される。投入ホッパー１１に投入された下水汚泥は投入機１２を経由して定量的に乾燥炉１３内に投入される。定量的に乾燥炉１３内に投入する方法としては、ここに示す投入機１２を経由して投入する方式だけでなく、投入ホッパー１１の下部にサークルフィーダ、ロータリーバルブ等の定量供給装置を設置することで、これらを経由することにより投入ホッパー１１内の下水汚泥を定量的に切り出し、乾燥炉１３に定量的に投入する方式もある。
以降の中段炭化・熱分解液回収手段２、ナノカーボンを生成する後段ナノカーボン生成手段３のフロー説明については、図１の第１の実施形態の説明と同様である。

第４の実施形態のナノカーボン・炭化物連続製造装置によれば、初段乾燥手段１に投入する有機物処理材料Ａを下水汚泥とし、中段炭化・熱分解液回収手段２に投入する有機物処理材料Ｂを廃プラスチックとし、２種類の有機物処理材料Ａ，Ｂから連続してナノカーボン、炭化物を製造することができる。従って、下水汚泥（有機物処理材料Ａ）と廃プラスチック（乾燥有機物処理材料Ｂ）を同時にまとめて効率的に安定的に連続して高機能ナノカーボン、活性炭等の炭化物を製造することができる。

（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置について図５を参照して説明する。但し、図１〜図４と同部材は同符番を付して説明を省略する。図５は、請求項６の実施形態に対応する。第５の実施形態は、初段乾燥手段１に投入する有機物処理材料Ａは木質系バイオマス、植物，農産物の廃棄物等の繊維質系バイオマス、下水汚泥を組み合わせたものとし、中段炭化・熱分解液回収手段２に投入する有機物処理材料Ｂは廃プラスチックとし、２種類の有機物処理材料Ａ，Ｂから連続してナノ能カーボン、炭化物を製造することを特徴とする。

以下に、ナノカーボン，炭化物の製造フローについて説明する。
まず、初段乾燥手段１において、木質系バイオマス、植物、農産物の廃棄物等の繊維質系バイオマス、下水汚泥を組み合わせたもの（有機物処理材料Ａ）は第１の投入ホッパー１１に投入される。投入ホッパー１１に投入された有機物処理材料Ａは投入機１２を経由して定量的に乾燥炉１３内に投入される。定量的に乾燥炉１３内に投入する方法としては、ここに示す投入機１２を経由して投入する方式だけでなく、投入ホッパー１１の下部にサークルフィーダ、ロータリーバルブ等の定量供給装置を設置することで、これらを経由することにより投入ホッパー１１内の下水汚泥（有機物処理材料Ａ）を定量的に切り出し、乾燥炉１３に定量的に投入する方式もある。
以降の中段炭化・熱分解液回収手段２、ナノカーボンを生成する後段ナノカーボン生成手段３のフロー説明については、図１の第１の実施形態の説明と同様である。

第５の実施形態のナノカーボン・炭化物連続製造装置によれば、初段乾燥手段１に投入する有機物処理材料Ａを木質系バイオマス、植物、農産物の廃棄物等の繊維質系バイオマス、下水汚泥を組み合わせたものとし、中段炭化・熱分解液回収手段２に投入する有機物処理材料Ｂを廃プラスチックとし、２種類の有機物処理材料Ａ，Ｂから連続してナノカーボン、炭化物を製造することができる。従って、木質系バイオマス、植物、農産物の廃棄物等の繊維質系バイオマス、下水汚泥を組み合わせたもの（有機物処理材料Ａ）と廃プラスチック（乾燥有機物処理材料Ｂ）を同時にまとめて効率的に安定的に連続して高機能ナノカーボン、活性炭等の炭化物を製造することができる。

（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置について図６を参照して説明する。但し、図１〜図５と同部材は同符番を付して説明を省略する。図６は、請求項７の実施形態に対応する。第６の実施形態は、初段乾燥手段１に投入する有機物処理材料Ａは木質系バイオマス、植物，農産物の廃棄物等の繊維質系バイオマス、下水汚泥を組み合わせたものとし、中段炭化・熱分解液回収手段２に投入する有機物処理材料Ｂは使用済みの活性炭とし、２種類の有機物処理材料Ａ，Ｂから連続してナノカーボン、炭化物を製造することを特徴とする。

以下に、ナノカーボン，炭化物の製造フローについて説明する。
まず、初段乾燥手段１において、木質系バイオマス、植物，農産物の廃棄物等の繊維質系バイオマス、下水汚泥を組み合わせたもの（有機物処理材料Ａ）は第１の投入ホッパー１１に投入される。投入ホッパー１１に投入された有機物処理材料Ａは投入機１２を経由して定量的に乾燥炉１３内に投入される。定量的に乾燥炉１３内に投入する方法としては、ここに示す投入機１２を経由して投入する方式だけでなく、投入ホッパー１１の下部にサークルフィーダ、ロータリーバルブ等の定量供給装置を設置することで、これらを経由することにより投入ホッパー１１内の下水汚泥（有機物処理材料Ａ）を定量的に切り出し、乾燥炉１３に定量的に投入する方式もある。
以降の中段炭化・熱分解液回収手段２、ナノカーボンを生成する後段ナノカーボン生成手段３のフロー説明については、図１の第１の実施形態の説明と同様である。

第６の実施形態のナノカーボン・炭化物連続製造装置によれば、初段乾燥手段１に投入する有機物処理材料Ａを木質系バイオマス、植物，農産物の廃棄物等の繊維質系バイオマス、下水汚泥を組み合わせたものとし、中段炭化・熱分解液回収手段２に投入する有機物処理材料Ｂを使用済みの活性炭とし、２種類の有機物処理材料Ａ，Ｂから連続してナノカーボン、炭化物を製造することができる。従って、木質系バイオマス、植物、農産物の廃棄物等の繊維質系バイオマス、下水汚泥を組み合わせたもの（有機物処理材料Ａ）と廃プラスチック（乾燥有機物処理材料Ｂ）を同時にまとめて効率的に安定的に連続してナノカーボン、炭化物を製造することができる。従って、木質系バイオマス、植物、農産物の廃棄物等の繊維質系バイオマス、下水汚泥を組み合わせたもの（有機物処理材料Ａ）と使用済活性炭（乾燥有機物処理材料Ｂ）を同時にまとめて効率的に安定的に連続して高機能ナノカーボン、活性炭等の炭化物を製造することができる。

（第７の実施形態）
本発明の第７の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置について図７を参照して説明する。但し、図１〜図６と同部材は同符番を付して説明を省略する。図７は、請求項８の実施形態に対応する。

図中の符番５１は、木質系バイオマス或いは植物、農産物の廃棄物等の繊維質系バイオマスを組み合わせたもの（有機物処理材料Ａ）を粉砕する粉砕機である。粉砕機５１にはライン５２を介して粉砕した有機物処理材料Ａを投入する投入ホッパー５３が接続されている。第７の実施形態の初段乾燥手段１では、有機物処理材料Ａが木質系バイオマス或いは植物、農産物の廃棄物等の繊維質系バイオマスであるとき、木質系バイオマス材料或いは繊維質系バイオマスを粉砕処理することにより材料の粒度径を０．１〜２ｍｍの範囲で均一にした後、投入ホッパー５３に粉砕材料を投入し、その下部に定量供給装置を設置し、粉砕処理された材料を定量供給装置を経由して、乾燥炉１３内に連続的に投入できるようにしたことを特徴とする。

投入する有機物処理材料Ａが木質系バイオマス或いは植物、農産物の廃棄物等の繊維質系バイオマスである場合、これらの形状はまちまちで、単に破砕しただけでは、破砕機の刃をすり抜ける細長い形状が多く残り、これが投入ホッパー５３の下部にサークルフィーダ、ロータリーバルブ等の定量供給装置の隙間部に食い込み、ブリッジを形成し定量供給できなくなるばかりか、これらの回転停止（回転部がロック）し、供給停止に陥る。また、この現象を解消する為に、定量供給装置を停止、解体し、食い込み、ブリッジ部を清掃することも必要となり、安定運転に支障をきたすことになる。破砕機の刃、破砕機のメッシュ等を細かくしても、有機物が木質系バイオマス或いは植物、農産物の廃棄物等の繊維質系バイオマスである場合は繊維質であり、どうしても形状はまちまちとなってしまい、細長い形状の繊維が残ってしまい、破砕処理するだけでは、常に安定的な定量供給を行うことは困難である。

このような木質系バイオマス或いは植物、農産物の廃棄物等の繊維質系バイオマスを定量供給するには、木質系バイオマス材料或いは繊維質系バイオマスを粉砕機５１にて粉砕処理することにより材料の粒度径を０．１〜２ｍｍの範囲で均一にした後、投入ホッパー５３に粉砕材料を投入し、その下部に定量供給装置を設置することで、粉砕処理された材料を定量供給装置を経由して、初段乾燥炉内に連続的に安定的に投入できる。材料の粉砕に際して粒度径は０．１〜２ｍｍの範囲にすることが望ましい。これ以上では単なる破砕物と同様に細長い形状の繊維が残ってしまい、常に安定的な定量供給を行うことは困難である。逆に、０．１ｍｍ未満では粉砕するに動力が掛かりすぎて効率的ではない。

また、投入ホッパー５３に投入された粉砕有機物処理材料は投入機１２を経由して定量的に乾燥炉１３内に投入されるが、投入機１２内のスクリュー等に木質系バイオマス材料或いは繊維質系バイオマスが絡まることもなく安定的に稼動することができる。また、乾燥炉１３内においても投入材料が固まったり、絡まったりすることもなく、安定的に乾燥処理することができるばかりではなく、投入材料が細かい為、材料内部への熱の伝わりが早くなり、乾燥効率を高めることができる。
更に、投入材料が細かく乾燥炉１３内部で絡まったりすることもない為、内筒（内容器）の第２駆動モータ１５の駆動動力も減らすことができる。

第７の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置によれば、初段乾燥手段１に投入する有機物処理材料Ａが木質系バイオマス或いは植物、農産物の廃棄物等の繊維質系バイオマスであるとき、木質系バイオマス材料或いは繊維質系バイオマスを粉砕処理することにより材料の粒度径を０．１〜２ｍｍの範囲で均一にした後、投入ホッパー５３に粉砕材料を投入することで、安定投入できるだけでなく、その下流における装置の運転の安定的に行うことができ、連続的に効率的に量産製造することができる。

（第８の実施形態）
本発明の第８の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置について図８を参照して説明する。但し、図１〜図7と同部材は同符番を付して説明を省略する。図８は、請求項９の実施形態に対応する。第８の実施形態において、初段乾燥手段１は、乾燥炉１３内に投入された有機物処理材料Ａから水蒸気成分を分離し乾燥物のみとする乾燥炉１３の水蒸気成分を回収するものである。

図８において、まず有機物処理材料Ａを乾燥炉１３内に投入し発生した水蒸気成分を水として回収する構成として、乾燥炉１３内で発生した水蒸気成分を外部に導出する水分排出ノズル１６、水分出口ダクト５４、水蒸気成分を初段水と直接接触し凝縮させる初段水蒸気凝縮エジェクタ５５と、初段水蒸気成分凝縮エジェクタ５５にて凝縮した初段回収水を貯留する初段回収水容器５６と、初段回収水容器５６内の凝縮した初段回収水を冷却する初段水冷却器５７を経由して初段水蒸気凝縮エジェクタ５５に送る初段水循環ライン５８とを有している。なお、初段乾燥手段１において有機物処理材料Ａは投入ホッパー５３に投入され、その後のフロー説明は図１と同様であり、ここでは説明を省略する。

なお、初段回収水を貯留する初段回収水容器５６内に初段回収水が或る一定以上のレベルに溜まれば、初段回収水を払出し出荷できるようにする等、初段回収水に関係する付帯設備の設計上の創意工夫はその設置場所の状況に合わせて行えばよい。
投入する有機物処理材料Ａが木質系バイオマスである場合、初段回収水容器５６に回収される初段回収水は木酢液であり、回収した初段回収水を木酢液として活用することができる。
また、投入する有機物処理材料が植物、農産物の廃棄物等の繊維質系バイオマスである場合、初段回収水容器５６に回収される初段回収水は植物液であり、回収した初段回収水を植物液として活用することができる。

一般に、木材等の木質系バイオマスを熱分解して炭化する過程において、固体生成物である木炭の他に、気体と木ガスと木酢液を含む液体生成物が得られ、液体生成物を静置すると、上層の赤茶色の水溶液（木酢液）と、下層の黒色のタール分に分離される。水溶液（木酢液）とタール分の成分は完全に分離しているわけではなくお互いそれぞれ少しずつ溶け込んでいる。タール分等の残留分が少ない方が良質の木酢液と言える。この場合、乾燥炉１３内の設定温度、投入する有機物処理材料の種類、含水率等により木酢液の性状は多少異なるが、ｐＨ２〜３程度の酸性の木酢液が回収できる。木酢液は一般にその１０〜２０％が有機化合物であり、残りの８０〜９０％が水分で、有機化合物中の主成分は酢酸である。この木酢液の主成分は酢酸の他、プロピオン酸などの酸類、メタノール、マルトール等のアルコール類、クレゾール等のフェノール類、吉草酸エステル等の中性物質類を含んでおり、害虫を駆除する働きやカビ等の微生物を生えにくくする作用があり、中性物質類が多いと植物の成長を促進する性質を有しており、その用途も消臭剤、畜産用、堆肥用、園芸用等への広い活用が行える。

乾燥炉１３に投入する有機物処理材料が木質系バイオマスである場合、上記のような性質を有する水溶液（木酢液）が連続的に回収することができる。
一方、投入する有機物処理材料が植物、農産物の廃棄物等の繊維質系バイオマスである場合、初段回収水容器５６に回収される初段回収水は植物液であり、植物液は木酢液に比べタール分等の残留分が少なく、中性物質類が多い場合は植物の成長を促進する性質を有し、木酢液と同様に、その用途も消臭剤、畜産用、堆肥用、園芸用等への広い活用が図れる。

第８の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置によれば、初段乾燥手段１と、中段炭化・熱分解液回収手段２と、後段ナノカーボン生成手段３とを有し、初段乾燥手段１において連続して水溶液（木酢液）、植物液を回収できる。

（第９の実施形態）
本発明の第９の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置について図８を参照して説明する。但し、図１〜図7と同部材は同符番を付して説明を省略する。図８は、請求項１０の実施形態に対応する。

第９の実施形態において、中段炭化・熱分解液回収手段２は、初段乾燥手段１にて生成した有機物処理材料Ａの乾燥物と有機物処理材料Ｂとを同時に低温炉１９に投入し、投入された有機物処理材料Ａの乾燥物と有機物処理材料Ｂとを熱分解し、有機物処理材料Ａの乾燥物と有機物処理材料Ｂから熱分解ガス成分を分離し活性炭のみとする低温炉１９の熱分解ガス成分を回収するものである。中段炭化・熱分解液回収手段２は、低温炉１９内で発生し外部に導出される中段熱分解ガス成分を中段熱分解液と直接接触し凝縮させる中段熱分解ガス成分凝縮エジェクタ２９と、中段熱分解ガス成分凝縮エジェクタ２９にて凝縮した中段熱分解油を貯留する熱分解液投入容器３２と、凝縮した中段熱分解液を冷却する中段熱分解油冷却器３１とを有することを特徴とする。

なお、中段炭化・熱分解液回収手段２において、乾燥炉１３にて乾燥後の有機物処理材料Ａは乾燥物排出／投入機１７を経由して外側の第２の加熱源２４で内部を加熱する外熱式の低温炉１９に投入され、その後のフローは図１、２と同様であり、ここでは説明を省略する。
また、中段炭化・熱分解液回収手段２の熱分解液回収容器３０内に中段熱分解液が後段のナノカーボン生成手段３に供給する以上に溜まる場合は、中段熱分解液回収容器３０内に或る一定以上のレベルに溜まれば、中段熱分解液を自動的に次の容器等に払出し・出荷できるようにする等、中段熱分解液に関係する付帯設備の設計上の創意工夫はその設置場所の状況に合わせて行えばよい。

第９の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置によれば、初段乾燥手段１と、中段炭化・熱分解液回収手段２と、後段ナノカーボン生成手段３とを有し、中段炭化・熱分解液回収手段１において連続して安定的に熱分解液が回収できる。

（第１０の実施形態）
本発明の第１０の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置について図８を参照して説明する。但し、図１〜図7と同部材は同符番を付して説明を省略する。図８は、請求項１１の実施形態に対応する。
第１０の実施形態において、本発明による後段ナノカーボン生成手段３は、内容器３６の一端側に熱分解液循環ライン３２で生成した熱分解液と触媒用金属粉とを高温炉３４に投入し、ナノカーボンとオフガスを生成し、回収したナノカーボンを回収するカーボンナノチューブ容器４１を有することを特徴とする。

後段ナノカーボン生成手段３において、熱分解液，触媒用金属粉は投入機３３を経由して外側の第３の加熱源３８で内部を加熱する外熱式の高温炉３４に投入される。ここで、投入機３３は、熱分解液，触媒用金属粉がカーボンナノチューブの生成効率を高めるため最適比率で投入できるように高温炉３４の構造設計等に合わせて創意工夫すればよい。なお、その後のフロー説明は図１〜３と同様であり、ここでは説明を省略する。

なお、後段ナノカーボン生成手段３のカーボンナノチューブ回収容器４１内にカーボンナノチューブが連続的に溜まっていく。しかし、カーボンナノチューブ回収容器４１内に或る一定以上のレベルに溜まれば、カーボンナノチューブを払出し出荷できるようにする等、回収カーボンナノチューブに関係する付帯設備の設計上の創意工夫はその設置場所の状況に合わせて行えばよい。

第１０の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置によれば、初段乾燥手段１と、中段炭化・熱分解液回収手段２と、後段ナノカーボン生成手段３とを有し、後段ナノカーボン生成手段３において連続して安定的にカーボンナノチューブ等の高機能カーボンが回収できる。

（第１１の実施形態）
本発明の第１１の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置について図９を参照して説明する。但し、図１〜図８と同部材は同符番を付して説明を省略する。図９は、請求項１２の実施形態に対応する。第１１の実施形態は、中段炭化・熱分解液回収手段２の中段熱分解ガス成分凝縮エジェクタ２７にて凝縮しきれないオフガス成分及び後段ナノカーボン生成手段３の高温炉３４から発生するオフガス成分を、乾燥炉１３、低温炉１９、高温炉３４の加熱用バーナの燃料として活用することを特徴とする。なお、連続して有機物処理材料からナノカーボン、炭化物炭を製造するフロー説明は図１〜図４と同様であるので、ここでは説明を省略する。

図中の符番６１は、水循環ライン６２に介装された排熱回収ボイラーである。この排熱回収ボイラー６１には排ガス排気塔６３が接続されている。排熱回収ボイラー６１と低温炉１９の外側の第２の加熱源２４とは、熱分解炉排ガスライン（以下、第１の排ガスラインと呼ぶ）６４により接続されている。低温炉１９の外側の第２の加熱源２４と高温炉３４の外側の第３の加熱源３８とは、熱分解炉排ガスライン（以下、第２の排ガスラインと呼ぶ）６５により接続されている。前記第１の排ガスライン６４と第２の排ガスライン６５とは、熱分解炉燃焼ガス循環ライン（以下、第１の循環ラインと呼ぶ）６６により接続されている。ここで、第１の循環ライン６６は、第２の加熱源２４の出口ガスの一部を再度第２の加熱源２４へ循環させる機能を有する。この第１の循環ライン６６により、第２の加熱源２４内を流れる風量を増やし、伝熱効率を上げている。

図５中の符番６７は、オフガス燃焼炉である。このオフガス燃焼炉６７と中段熱分解回収容器３０のオフガス出口ノズル３０ａとは、熱分解炉生成オフガスライン（以下、第１のオフガスラインと呼ぶ）６８により接続されている。オフガス燃焼炉６７と高温炉３４のオフガス出口ノズル３４ａとは、カーボンナノチューブ生成炉生成オフガスライン（以下、第２のオフガスラインと呼ぶ）６９により接続されている。オフガス燃焼炉６７と高温炉３４の外側の第３の加熱源３８とは、オフガス燃焼ガスライン７０により接続されている。第２の排ガスライン６５とオフガス燃焼ガスライン７０とは、カーボンナノチューブ生成炉燃焼ガス循環ライン（以下、第２の循環ラインと呼ぶ）７１により接続されている。ここで、第２の循環ライン７１は、第３の加熱源３８の出口ガスの一部を再度第３の加熱源３８へ循環させる機能を有する。これにより、第３の加熱源３８内を流れる風量を増やし、伝熱効率を上げている。

図９では、低温炉１９から熱分解液投入容器３０を経由して排出されるオフガスは第１のオフガスライン６８を経由して、また高温炉３８から排出されるオフガスは第２のオフガスライン６９を経由して、オフガス燃焼炉６７内の燃焼バーナに吸引され、バーナ燃焼する。
オフガス燃焼炉６７内では、８５０℃以上、滞留時間２秒以上で熱分解ガスを完全燃焼させ無害化した後、発生する熱風はオフガス燃焼ガスライン７０を経由して高温炉３８の外側に設置されている第３の加熱源３８へと送風する。高温炉３４内部の熱分解液、触媒用金属粉、耐熱ボール３７は、第３の加熱源３８を流れる熱風により加熱される。
第３の加熱源３８の出口ガスは、低温炉１９の外側に設置された第２の加熱源２４へと送風する。低温炉１９内部の乾燥された有機物処理材料Ｂは、第２の加熱源２４を流れる熱風により加熱される。

なお、オフガス燃焼炉６７内の温度を８５０℃よりも上げたり、高温炉３８の内容器３６、低温炉１９の内容器１８内の温度を熱分解炭化に最適な温度に制御すべく、設計上、オフガス燃焼ガスライン７０、第２の排ガスライン６５の途中に希釈空気を入れること等により第２の加熱源１９の温度、第３の加熱源３８の温度が最適な温度になるように制御することも適宜行う。

更に、低温炉１９の第２の加熱源２４を出た熱分解炉排ガスは、第１の排ガスライン６４を経由して排熱回収ボイラー６１にて、低温炉２２の加熱後の熱風を利用して蒸気（スチーム）を発生させ、この蒸気を熱源として乾燥炉１３を加熱する。排熱回収ボイラー６１から出る熱風排ガスは、熱風吸引ブロアにて吸引され、必要な場合は洗浄装置等にて排ガス中のダスト分を除去した後、排気塔６３から排気される。なお、排ガス中の水分が多い場合には、熱風吸引ブロアで吸引した熱風排ガスを洗浄装置にて洗浄し、その排ガスの白煙防止用に熱風吸引ブロア出た排ガスを加熱源とする空気予熱器を設置し、空気を加熱して排気塔６３から排気されるガスと混合させる。また、乾燥炉１３を加熱後の蒸気は凝縮し凝縮水が回収されるが、この凝縮水を再度排熱回収ボイラー６１の供給水として活用することで、ボイラー効率を高めることができる。

このように、オフガスの燃焼により発生した燃焼排ガスは、オフガス燃焼ガスライン７０を介して高温炉３８、第２の排ガスライン６５を介して低温炉１９の第２の加熱源２４に導入し、カーボンナノチューブ生成、熱分解炭化処理の熱源として使用し、更に排熱回収ボイラー６１にて蒸気を発生させ、この蒸気を熱源として乾燥炉１３を加熱する。

これにより、生成するオフガスを利用してナノカーボン、炭化物連続製造処理に必要な熱源を本処理装置内で得ることができるので、化石燃料の使用量を大幅に削減することができる。但し、初期起動時の運転においては、オフガス燃焼炉６７、排熱回収ボイラー６１の助燃料として若干量の化石燃料（灯油、ＬＰＧガス等）をオフガス燃焼炉６７に供給することはやむをえない。
なお、排熱回収ボイラー６１の負荷が低い場合はオフガス燃焼炉６７の燃焼排ガスの一部を排気塔６３から系外に排出させたり、他の加熱源がある場合には、それらに排ガスを供給することも可能である。

第１１の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置によれば、初段乾燥手段１と、中段炭化・熱分解液回収手段２と、後段ナノカーボン生成手段３とを有し、生成するオフガスを利用してナノカーボン、炭化物連続製造処理に必要な熱源を本処理装置内で得ることができるので、トータルの総合エネルギー効率を高めることができる。

（第１２の実施形態）
本発明の第１２の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置について図１０を参照して説明する。但し、図１〜図９と同部材は同符番を付して説明を省略する。図１０は、請求項１２の実施形態に対応する。第１２の実施形態は、中段炭化・熱分解液回収手段２にて回収した中段熱分解油の一部を乾燥炉１３、低温炉１９、高温炉３４の加熱用バーナの燃料として活用することを特徴とする。
図１０では、低温炉１９から熱分解液投入容器３０を経由して排出される熱分解液の一部を、熱分解液供給ライン８１を経由してオフガス燃焼炉６７のバーナに供給されるようにしている。

これにより、生成する熱分解液の一部を利用してナノカーボン・炭化物連続製造処理に必要な熱源を本処理装置内で得ることができるので、化石燃料の使用量を大幅に削減することができ、ＣＯ_２排出量の削減を図ることができる。但し、初期起動時の運転においては、オフガス燃焼炉６７、排熱回収ボイラー６１の助燃料として若干量の化石燃料（灯油、ＬＰＧガス等）をオフガス燃焼炉６７に供給することはやむをえないものの、熱分解液を貯留しておけば、これを初期起動時の運転に活用することもでき、化石燃料の使用量を大幅に削減することができる。なお、熱分解液の一部をオフガス燃焼炉６７のバーナに供給するだけでなく、本装置内の他のバーナに供給するようにし、本装置内で加熱の必要な機器等に供給することも可能である。

第１２の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置によれば、初段乾燥手段１と、中段炭化・熱分解液回収手段２と、後段ナノカーボン生成手段３とを有し、生成する熱分解液の一部を利用してナノカーボン・炭化物連続製造処理に必要な熱源を本処理装置内で得ることができ、これを初期起動時の運転に活用することもでき、化石燃料の使用量を大幅に削減することができる。従って、ＣＯ_２排出量の削減を図ることができるだけでなく、トータルの総合エネルギー効率を高めたナノカーボン・炭化物連続製造装置を提供することができる。

（第１３の実施形態）
本発明の第１３の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置について、図１１を参照して説明する。但し、図１〜図１０と同部材は同符番を付して説明を省略する。第１３の実施形態は請求項１３に対応する。第１３の実施形態は、中段炭化・熱分解液回収手段２の低温炉１９、後段ナノカーボン生成手段３の高温炉３４の夫々の内容器１８，３６内に水蒸気注入ノズル８２，８３を設置し、運転中に内容器内に水蒸気を注入しつつ熱分解炭化物製造、カーボン生成を行うことを特徴とする。

図１１では、還元雰囲気の低温炉１９の内容器１８に水蒸気注入ノズル８２を経由して、高温炉３４内の内容器３６に水蒸気注入ノズル８３を経由して、両方の内容器１８，３６の両方に水蒸気を噴霧するようにしたものである。なお、内容器１８，３６のいずれか一方に水蒸気を噴霧してもよい。

低温炉１９内に水蒸気を噴霧することにより、良質の炭化物を生成でき、更に熱分解工程における水素、メタンガス等の生成を促進することで、オフガス量を増やすことができる。一方、高温炉３４内に水蒸気を噴霧することにより、水素、メタンガス等の生成が促進され、良質なカーボンナノチューブ等の高機能カーボン生成量を増やすことができる。

また、水蒸気を噴霧する際は、水蒸気噴射ノズルから連続的に均一に噴霧できるよう各炉内の最適位置にノズルを設置する等の設計上の工夫が必要である。

高温炉３４内の耐熱ボール３７表面では耐熱ボール３７を構成する触媒粒子が核となり低温炉１９からの熱分解液中の炭化水素だけでなく水蒸気も噴霧され高温状態で反応する。これにより、炭化水素だけ噴霧され高温状態で反応する場合よりも気相成長法により、より効率的にカーボンナノチューブが生成、成長する。また、耐熱ボール３７群は回転しており、各耐熱ボール３７表面は均一に加熱されるとともに、炭化水素と水蒸気が均一に噴霧されることで、各耐熱ボール３７表面で斑なく均一にカーボンナノチューブが生成、成長できる。これにより、カーボンナノチューブを連続的に安定的に製造することができる。

更に、中段炭化・熱分解液回収手段２の低温炉１９、後段ナノカーボン生成手段３の高温炉３４の夫々の内容器内に注入する水蒸気の量を、低温炉１９、高温炉３４の内容器内の夫々の温度により自動温度制御運転機能を有することにより、高温炉３４内においては、水素、メタンガス等の生成が最大限促進され、良質なカーボンナノチューブ生成量を安定的に増やすことができる。また、高温炉３４内においては、水素、メタンガス等の生成が最大限促進され、良質なカーボンナノチューブ生成量を増やすことができる。

更には、中段炭化・熱分解液回収手段２の低温炉１９の内部には耐熱ボールとしてセラミックボールを保持し、後段ナノカーボン生成手段３の高温炉３４の内部には耐熱ボールとしてステンレス、鉄、ニッケル、クロム等の金属ボールを保持する。

低温炉１９内の内容器１８内の耐熱ボール２２としてセラミックボールを保持、充填することで、内容器１８が回転することにより、低温炉１９内の内容器１８に投入された有機物処理材料への熱の伝わりを促進し、炭化物の生成速度を高めるとともに、炭化物を粉末状として利用しやすくする効果も高めることもできる。これにより、低温炉１９から（炭化物が活性炭回収容器２７に安定的に排出されるようになる。

一方、後段ナノカーボン生成手段３の高温炉３４の内容器３６内には耐熱ボール３７としてステンレス、鉄、ニッケル、クロム等の金属ボールを保持、充填することで、この耐熱ボール３７表面に熱分解液、触媒用金属粉が付着し、この耐熱ボール３７表面ポーラスを基点として気相成長法により多数のカーボンナノチューブが生成する。また、内容器３６が回転することにより、高温炉３４内の内容器３６に投入された熱分解液、触媒用金属粉の耐熱ボール３７表面への付着頻度を高めカーボンナノチューブの生成回数を促進し、カーボンナノチューブの生成速度を高めるとともに、耐熱ボール３７同士がぶつかり合う。これにより、耐熱ボール３７表面に成長したカーボンナノチューブを剥がし、耐熱ボール３７表面に次のカーボンナノチューブが生成することを促進し、連続的にカーボンナノチューブを生成することができ、純度および安定性の高いカーボンナノチューブ等の高機能カーボンを低コストで効率よく量産することができる。

（第１４の実施形態）
本発明の第１４の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置について、図１２を参照して説明する。但し、図１〜図１１と同部材は同符番を付して説明を省略する。第１４の実施形態は請求項１６に対応する。第１４の実施形態は、後段ナノカーボン生成手段３の高温炉３４の内容器３６内に水素注入ノズル８４を設置し、運転中に内容器３６内に水素を注入しつつカーボン生成を行うことを特徴とする。即ち、図１４では、高温炉３４内の内容器３６に水素注入ノズル８４を経由して、水素を噴霧するようにしたものである。

高温炉３４内の内容器３６に水素注入することにより、良質なカーボンナノチューブ生成量を増やすことができる。また、高温炉３４の内容器３６に水蒸気を噴霧することにより、メタンガスとともに水素の生成が促進されるので、外部からの水素の量を少なくできる。
なお、水素を注入する際は、水素噴射ノズルから連続的に均一に注入できるよう高温炉３４内の最適位置にノズルを設置する等の設計上の工夫が必要である。

第１４の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置によれば、高温炉３４内の耐熱ボール３７表面では耐熱ボール３７を構成する触媒粒子が核となり、低温炉１９からの熱分解液中の炭化水素だけでなく水素も注入され高温状態で反応する。これにより、炭化水素だけ噴霧され高温状態で反応する場合よりも気相成長法により、より効率的にカーボンナノチューブ等の高機能カーボンが生成、成長する。また、耐熱ボール３７6群は回転しており、各耐熱ボール３７表面は均一に加熱されるとともに、炭化水素と水素が均一に噴霧されることで、各耐熱ボール３７表面で斑なく均一にカーボンナノチューブが生成、成長できる。これにより、カーボンナノチューブを連続的に安定的に製造することができる。

なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明の第１の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置の説明図。 本発明の第２の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置の説明図。 本発明の第３の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置の説明図。 本発明の第４の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置の説明図。 本発明の第５の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置の説明図。 本発明の第６の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置の説明図。 本発明の第７の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置の説明図。 本発明の第８〜１０の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置の説明図。 本発明の第１１の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置の説明図。 本発明の第１２の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置の説明図。 本発明の第１３の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置の説明図。 本発明の第１４の実施形態に係るナノカーボン・炭化物連続製造装置の説明図。 気相成長基板法を用いてカーボンナノチューブを製造する方法の説明図。 流動気相法を用いてカーボンナノチューブを製造する方法の説明図。

符号の説明

１…初段乾燥手段、２…中段炭化・熱分解液回収手段、３…後段ナノカーボン生成手段、１１，２０，５３…投入ホッパー、１２，２１，３３…投入機、１３…乾燥機（乾燥炉）、１４，２３，３５…加熱源、１５，２３，３５…駆動モータ、１６…水分排出ノズル、１７…乾燥物排出／投入機、１８，３６…内容器、１９…熱分解炉（低温炉）、２２，３７…耐熱ボール、２５…熱分解ガス出口ノズル、２６…触媒用金属粉付カーボンナノチューブ排出ノズル、２７…炭化物回収容器、２８…熱分解ガス出口ダクト、２９…エジェクタ（スプレーノズル）、３０…熱分解液投入容器、３１…熱分解液冷却器、３２…熱分解液循環ライン、３４…カーボンナノチューブ生成炉（高温炉）、４３…オフガス出口ノズル、４４…触媒用金属粉付カーボンナノチューブ排出ノズル、３９…触媒用金属粉投入ホッパー、４５…カーボンナノチューブ回収容器、５４…水分出口ダクト、５５…初段水蒸気凝縮エジェクタ、５６…初段回収水容器、５７…初段水冷却器、５８…初段水循環ライン、６１…排熱回収ボイラー、６２…水循環ライン、６４…熱分解炉排ガスライン（第１の排ガスライン）、６５…熱分解排ガスライン（第２の排ガスライン）、６６…熱分解炉燃焼ガス循環ライン（第１の循環ライン）、６７…オフガス燃焼炉、６８…熱分解炉生成オフガスライン（第１のオフガスライン）、６９…カーボンナノチューブ生成炉生成オフガスライン（第２のオフガスライン）、７０…オフガス燃焼ライン、７１…カーボンナノチューブ生成炉燃焼ガス循環ライン（第２の循環ライン）、８１…熱分解液供給ライン、８２，８３…水蒸気注入ノズル、８４…水素注入ノズル。

Claims (17)

1. 第１の有機物処理材料を乾燥する初段乾燥手段と、乾燥された第１の有機物処理材料を炭化・熱分解し熱分解液を回収する中段炭化・熱分解液回収手段と、回収した熱分解液からナノカーボンを生成する後段ナノカーボン生成手段とを有し、
   中段炭化・熱分解液回収手段に初段乾燥手段に投入する第１の有機物処理材料とは別の乾燥した第２の有機物処理材料を投入することで、２種類の第１・第２の有機物処理材料から連続してナノカーボン、炭化物を製造することを特徴とするナノカーボン・炭化物連続製造装置。
2. 前記初段乾燥手段は、第１の有機物処理材料を乾燥し水分を回収する機能を有することを特徴とする請求項１記載のナノカーボン・炭化物連続製造装置。
3. 初段乾燥手段に投入する第１の有機物処理材料は木質系バイオマスであり、中段炭化・熱分解液回収手段に投入する第２の有機物処理材料は廃プラスチックであることを特徴とする請求項１若しくは２記載のナノカーボン・炭化物連続製造装置。
4. 初段乾燥手段に投入する第１の有機物処理材料は繊維質系バイオマスであり、中段炭化・熱分解液回収手段に投入する第２の有機物処理材料は廃プラスチックであることを特徴とする請求項１若しくは２記載のナノカーボン・炭化物連続製造装置。
5. 初段乾燥手段に投入する第１の有機物処理材料は下水汚泥であり、中段炭化・熱分解液回収手段に投入する第２の有機物処理材料は廃プラスチックであることを特徴とする請求項１若しくは２記載のナノカーボン・炭化物連続製造装置。
6. 初段乾燥手段に投入する第１の有機物処理材料は、木質系バイオマス，繊維質系バイオマス，下水汚泥のうち少なくとも２以上の有機物を組み合わせたものであり、中段炭化・熱分解液回収手段に投入する第２の有機物処理材料は廃プラスチックであることを特徴とする請求項１若しくは２記載のナノカーボン・炭化物連続製造装置。
7. 初段乾燥手段に投入する第１の有機物処理材料は、木質系バイオマス，繊維質系バイオマス，下水汚泥のうち少なくとも２以上の有機物を組み合わせたものであり、中段炭化・熱分解液回収手段に投入する第２の有機物処理材料は使用済みの活性炭であることを特徴とする請求項１若しくは２記載のナノカーボン・炭化物連続製造装置。
8. 初段乾燥手段に投入する第１の有機物処理材料は、木質系バイオマス或いは繊維質系バイオマスであるとき、木質系バイオマス材料或いは繊維質系バイオマスを粉砕処理することにより材料の粒度径を０．１〜２ｍｍの範囲で均一にした後、材料貯留ホッパーに粉砕材料を投入し、その下部に定量供給装置を設置し、粉砕処理された材料を定量供給装置を経由して、初段乾燥炉内に連続的に投入できるようにしたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一記載のナノカーボン・炭化物連続製造装置。
9. 初段乾燥手段は、
   初段乾燥炉内に投入された第１の有機物処理材料から水蒸気成分を分離し乾燥物のみとする初段乾燥炉の水蒸気成分を回収するものであり、
   初段乾燥炉内で発生し外部に導出される初段水蒸気成分を初段水と直接接触し凝縮させる初段水蒸気凝縮エジェクタと、
   初段水蒸気成分凝縮エジェクタにて凝縮した初段回収水を貯留する初段回収水タンクと、
   凝縮した初段回収水を冷却する初段水冷却器と
   を有することを特徴とする請求項２乃至８のいずれか一記載のナノカーボン・炭化物連続製造装置。
10. 中段炭化・熱分解液回収手段は、
    初段乾燥手段にて生成した第１の有機物処理材料の乾燥物と第２の有機物処理材料とを同時に中段炭化・熱分解液回収手段の中段熱分解炉に投入し、投入された第１の有機物処理材料の乾燥物と第２の有機物処理材料とを熱分解し、第１の有機物処理材料の乾燥物と第２の有機物処理材料から熱分解ガス成分及び活性炭を分離回収するものであり、
    中段熱分解炉内で発生し外部に導出される中段熱分解ガス成分を中段熱分解液と直接接触し凝縮させる中段熱分解ガス成分凝縮エジェクタと、
    中段熱分解ガス成分凝縮エジェクタにて凝縮した中段熱分解油を貯留する中段熱分解液回収容器と、
    凝縮した中段熱分解液を冷却する中段熱分解油冷却器と
    を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一記載のナノカーボン・炭化物連続製造装置。
11. 後段ナノカーボン生成手段は、
    内部に回転可能な内容器を有し、この内容器の一端側に中段炭化・熱分解液回収手段で生成した熱分解液と触媒用金属粉とを後段ナノカーボン生成炉に投入し、ナノカーボンとオフガスを生成し、回収したナノカーボンを回収するナノカーボン回収容器と
    を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一記載のナノカーボン・炭化物連続製造装置。
12. 中段炭化・熱分解液回収手段の中段熱分解ガス成分凝縮エジェクタにて凝縮しきれないオフガス成分を、初段乾燥炉、中段熱分解炉、後段ナノカーボン生成炉の加熱用バーナの燃料として活用することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一記載のナノカーボン・炭化物連続製造装置。
13. 中段炭化・熱分解液回収手段で回収した中段熱分解油の一部を、初段乾燥炉、中段熱分解炉、後段ナノカーボン生成炉の加熱用バーナの燃料として活用することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一記載のナノカーボン・炭化物連続製造装置。
14. 中段炭化・熱分解液回収手段の中段熱分解炉、後段ナノカーボン生成手段の後段ナノカーボン生成炉の夫々の内容器内に水蒸気注入ノズルを設置し、運転中に内容器内に水蒸気を注入しつつナノカーボン、炭化物生成を行うことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一記載のナノカーボン・炭化物連続製造装置。
15. 中段炭化・熱分解液回収手段の中段熱分解炉、後段ナノカーボン生成手段の後段ナノカーボン生成炉の夫々の内容器内に注入する水蒸気の量は、中段熱分解活性炭製造炉、後段ナノカーボン生成炉の内容器内の夫々の温度により自動温度制御運転機能を有することを特徴とする請求項１４の記載のナノカーボン・炭化物連続製造装置。
16. 後段ナノカーボン生成手段の後段ナノカーボン生成炉の夫々の内容器内に水素注入ノズルを設置し、運転中に内容器内に水素を注入しつつナノカーボン生成を行うことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一記載のナノカーボン・炭化物連続製造装置。
17. 中段炭化・熱分解液回収手段の中段熱分解炉の内部には耐熱ボールとしてセラミックボールを保持し、後段ナノカーボン生成手段の後段ナノカーボン生成炉の内部には耐熱ボールとしてステンレス、鉄、ニッケル、クロムのいずれかからなる金属ボールを保持することを特徴とする請求項１乃至１６の記載のナノカーボン・炭化物連続製造装置。

Images