(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料である有機性廃棄物を乾粉供給装置に供給する原料供給手段と、供給された原料を搬送しながら循環している乾燥原料と混合する乾粉供給装置と、乾粉供給装置で搬送・混合された原料を投入して混合原料を細かく解砕するとともに熱風と接触させて乾燥させる解砕機と、解砕された原料を熱風の気流でさらに乾燥するとともに気流搬送する気流乾燥管と、熱風に同伴して気流搬送された乾燥原料を導入して固気分離を行い、乾燥原料を下部から抜き出し乾燥排ガスを上部から排出するサイクロンと、サイクロン下部から抜き出した乾燥原料を受け入れて一部を乾燥物として排出し、残りの乾燥原料を乾粉供給装置に循環する貯留手段とを包含してなる気流乾燥設備を用いた有機性廃棄物の処理装置であって、
気流乾燥設備のサイクロンから排出された乾燥排ガスと熱交換して乾燥排ガスを昇温するための熱風を発生させる熱風発生炉と、
熱風発生炉からの熱風で昇温された加熱蒸気を含む乾燥排ガスを乾燥用熱風として気流乾燥設備の解砕機に循環導入する熱風循環導管と、
気流乾燥設備のサイクロンから排出された乾燥排ガスの一部を導入して過剰水分を、圧力制御により凝縮回収して除湿する除湿塔と、
除湿塔から排出される除湿ガスを燃焼用空気として熱風発生炉に導入する除湿ガス導管と、
除湿塔を循環している除湿排水と清水の熱交換により除湿排水の廃熱を清水で熱回収して温水とする第１の熱交換器と、
第１の熱交換器で昇温された温水を前記乾燥排ガスを昇温して乾燥熱源として利用した後の熱風発生炉排ガスと熱交換して利用可能な温度まで昇温する第２の熱交換器とを備え、サイクロンで固気分離した乾燥排ガスの一部を解砕機に循環させる乾燥用熱風にバイパスさせる風量調整用バイパス導管を設け、第２の熱交換器で温水を昇温するのに利用した後の熱風発生炉排ガスの一部を、熱風発生炉に熱風炉温度調整用ガスとして導入する排ガス循環導管を設けたことを特徴とする有機性廃棄物の処理装置。
【請求項２】
原料供給手段を有機性廃棄物の発生現場又は貯留設備に設置し、その他の装置は車両に搭載して移動可能とした請求項１記載の有機性廃棄物の処理装置。
【請求項３】
原料供給手段に破砕機を組み込んだ請求項１又は２記載の有機性廃棄物の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気流乾燥による乾燥処理を利用して種々の有機性廃棄物を処理する方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
気流乾燥は原料である有機性廃棄物に熱風を直接接触させて乾燥させるものであり、そのため乾燥排ガス量が多く、乾燥排ガスには臭気が含まれている。このため、気流乾燥で発生する乾燥排ガスは除湿後、熱交換して昇温し、乾燥用熱風として循環再利用するのがこれまでの方法であった。しかし、この方法では、循環ガスを全量除湿するため、除湿用の冷却水量が多くなることは勿論、除湿ガスの再加温に必要な熱量も多くなり、効率的なシステムとはならない。
【０００３】
また、従来は、気流乾燥で発生した乾燥排ガスを消化槽の加温に利用するような場合に直接加温していたが、気流乾燥のような直接乾燥では排ガスダストが混入しているため、乾燥排ガスの廃熱を清浄な温水として熱回収することは困難であった。
また、直接乾燥において、水蒸気量の少ない空気を熱媒体とする乾燥では、原料が部分的に加熱し、様々な問題が生じる。
【０００４】
また、従来の装置は大型で、しかも定置式のため、原料である有機性廃棄物を運び込むのに住民の反対などが懸念される。
さらに、従来の気流乾燥では原料供給に１軸ネジポンプやピストンポンプ等の圧送ポンプを使用しているが、水分含量の低い原料や大きな塊の原料には適応できない。
なお、例えば、特開２００２−８６１０１号公報には、食品廃棄物を破砕した後、蒸気を間接的に廃棄物に接触させて乾燥殺菌するという構成が開示されているが、この装置は加熱蒸気で直接乾燥するものではない。
また、特開２００１−２５８４８３号公報、特開平５−１０３６５０号公報などには、食品廃棄物を流動熱風乾燥機で乾燥処理する技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、本発明の目的は、気流乾燥による乾燥処理において、乾燥用熱風製造時に除湿前の乾燥排ガスを熱交換により昇温して循環させることで、加熱蒸気を含む熱風で有機性廃棄物を乾燥することが可能となり、これにより、熱伝導が高く、顕熱ロスの少ない乾燥を実現することができる他、材料の部分的加熱による発火等を防止することができ、有機分の高い低発火温度の材料にも対応可能で、しかも、このような材料の多い食品工場などでの温水需要に応えるため、蒸発潜熱、燃焼廃熱より温水を回収してトータルコストの低減に寄与することができる有機性廃棄物の処理方法及び装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の方法は、有機性廃棄物を原料として気流乾燥設備の乾粉供給装置に供給し、原料を乾粉供給装置で搬送しながら循環している乾燥原料と混合し、混合された原料を解砕機に導入して細かく解砕（粉砕）するとともに熱風と接触させて乾燥させ、解砕された原料を熱風の気流でさらに乾燥するとともに気流搬送してサイクロンに導入し、固気分離した乾燥原料をサイクロン下部から抜き出して貯留し、その一部を乾燥物として排出するとともに、残りの乾燥原料は乾粉供給装置に循環し、サイクロンで固気分離した乾燥排ガスの一部を除湿塔に送って過剰水分を除湿し、残りの乾燥排ガスを熱風発生炉で発生させた熱風と熱交換して昇温し、加熱蒸気を含む乾燥用熱風として気流乾燥設備の解砕機に循環し、除湿塔で発生した除湿ガスを燃焼用空気として熱風発生炉に導入し、除湿塔からの除湿排水の廃熱を清水で熱回収して温水とし、前記乾燥排ガスを昇温して乾燥熱源として利用した熱風発生炉からの熱風で除湿排水から熱回収した温水を昇温して、利用可能な温度まで昇温した温水を得るように構成されている（図１参照）。上記の方法においては、除湿塔冷却水を循環使用し、乾燥排ガスの顕熱及び蒸発潜熱により昇温された循環水で清水を昇温して温水を得ることが好ましい。
【０００７】
また、本発明の方法は、有機性廃棄物を原料として気流乾燥設備の乾粉供給装置に供給し、原料を乾粉供給装置で搬送しながら循環している乾燥原料と混合し、混合された原料を解砕機に導入して細かく解砕するとともに熱風と接触させて乾燥させ、解砕された原料を熱風の気流でさらに乾燥するとともに気流搬送してサイクロンに導入し、固気分離した乾燥原料をサイクロン下部から抜き出して貯留し、その一部を乾燥物として排出するとともに、残りの乾燥原料は乾粉供給装置に循環し、サイクロンで固気分離した乾燥排ガスを熱風発生炉で発生させた熱風と熱交換して昇温し、加熱蒸気を含む乾燥用熱風として気流乾燥設備の解砕機に循環し、サイクロンで固気分離した乾燥排ガスの一部を燃焼用空気として熱風発生炉に導入し、前記乾燥排ガスを昇温して乾燥熱源として利用した熱風発生炉からの熱風で清水を昇温して、利用可能な温度まで昇温した温水を得ることを特徴としている（図２参照）。
【０００８】
また、上記の方法においては、サイクロンで固気分離した乾燥排ガスの一部を風量調整用に解砕機に循環させる乾燥用熱風にバイパスさせることが好ましい。また、上記の方法においては、温水又は清水を昇温するのに利用した後の熱風発生炉排ガスの一部を熱風発生炉の温度調整用ガスとして利用することができる。
【０００９】
本発明の装置は、原料である有機性廃棄物を乾粉供給装置に供給する原料供給手段と、供給された原料を搬送しながら循環している乾燥原料と混合する乾粉供給装置と、乾粉供給装置で搬送・混合された原料を投入して混合原料を細かく解砕（粉砕）するとともに熱風と接触させて乾燥させる解砕機と、解砕された原料を熱風の気流でさらに乾燥するとともに気流搬送する気流乾燥管と、熱風に同伴して気流搬送された乾燥原料を導入して固気分離を行い、乾燥原料を下部から抜き出し乾燥排ガスを上部から排出するサイクロンと、サイクロン下部から抜き出した乾燥原料を受け入れて一部を乾燥物として排出し、残りの乾燥原料を乾粉供給装置に循環する貯留手段とを包含してなる気流乾燥設備を用いた有機性廃棄物の処理装置であって、気流乾燥設備のサイクロンから排出された乾燥排ガスと熱交換して乾燥排ガスを昇温するための熱風を発生させる熱風発生炉と、熱風発生炉からの熱風で昇温された加熱蒸気を含む乾燥排ガスを乾燥用熱風として気流乾燥設備の解砕機に循環導入する熱風循環導管と、気流乾燥設備のサイクロンから排出された乾燥排ガスの一部を導入して過剰水分を除湿する除湿塔と、除湿塔から排出される除湿ガスを燃焼用空気として熱風発生炉に導入する除湿ガス導管と、除湿塔を循環している除湿排水と清水の熱交換により除湿排水の廃熱を清水で熱回収して温水とする第１の熱交換器と、第１の熱交換器で昇温された温水を前記乾燥排ガスを昇温して乾燥熱源として利用した後の熱風発生炉排ガスと熱交換して利用可能な温度まで昇温する第２の熱交換器とを備えたことを特徴としている（図１参照）。
【００１０】
また、本発明の装置は、原料である有機性廃棄物を乾粉供給装置に供給する原料供給手段と、供給された原料を搬送しながら循環している乾燥原料と混合する乾粉供給装置と、乾粉供給装置で搬送・混合された原料を投入して混合原料を細かく解砕するとともに熱風と接触させて乾燥させる解砕機と、解砕された原料を熱風の気流でさらに乾燥するとともに気流搬送する気流乾燥管と、熱風に同伴して気流搬送された乾燥原料を導入して固気分離を行い、乾燥原料を下部から抜き出し乾燥排ガスを上部から排出するサイクロンと、サイクロン下部から抜き出した乾燥原料を受け入れて一部を乾燥物として排出し、残りの乾燥原料を乾粉供給装置に循環する貯留手段とを包含してなる気流乾燥設備を用いた有機性廃棄物の処理装置であって、気流乾燥設備のサイクロンから排出された乾燥排ガスと熱交換して乾燥排ガスを昇温するための熱風を発生させる熱風発生炉と、熱風発生炉からの熱風で昇温された加熱蒸気を含む乾燥排ガスを乾燥用熱風として気流乾燥設備の解砕機に循環導入する熱風循環導管と、サイクロンから排出された乾燥排ガスの一部を燃焼用空気として熱風発生炉に導入するガス導管と、清水を前記乾燥排ガスを昇温して乾燥熱源として利用した後の熱風発生炉排ガスと熱交換して利用可能な温度まで昇温する熱交換器とを備えたことを特徴としている（図２参照）。
【００１１】
上記の装置において、サイクロンで固気分離した乾燥排ガスの一部を解砕機に循環させる乾燥用熱風にバイパスさせる風量調整用バイパス導管を設けることが好ましい。
また、上記の装置において、第２の熱交換器で温水を昇温するのに利用した後の熱風発生炉排ガスの一部、又は熱交換器で清水を昇温するのに利用した後の熱風発生炉排ガスの一部を、熱風発生炉に熱風炉温度調整用ガスとして導入する排ガス循環導管を設けてもよい。
【００１２】
また、上記の装置においては、原料供給手段を有機性廃棄物の発生現場又は貯留設備などに設置し、その他の装置は車両に搭載して移動可能とすることが好ましい。また、上記の装置において、原料供給手段に破砕機を組み込むことも可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定されるものではなく、適宜変更して実施することができるものである。図１は、本発明の実施の第１形態による有機性廃棄物の処理方法を実施する装置を示している。原料（有機性廃棄物）は必要に応じて破砕されて、原料供給部１０から乾粉供給装置１２へ送られる。原料供給部１０に破砕機を組み込むことで適用性の幅が広がる。乾粉供給装置１２では乾燥した原料が循環しており、投入した原料は搬送されながら乾燥原料と混合される。混合された原料は乾燥用熱風と接触しながら、解砕機１４へ落としこまれ、小さい粒径にまで解砕され乾燥される。解砕された原料は気流乾燥管１６を気流搬送されながら、さらに乾燥され、一例として、図１に示すような２段サイクロンにて回収される。
【００１４】
２段サイクロンの場合、乾燥された原料（粗粒）は１次サイクロン１８で分離されてサイクロン下部に設置のホッパ２０に貯留され、オーバーフロー分が乾燥物として系外に搬出され、残りの乾燥原料は乾粉供給装置１２に循環される。１次サイクロン１８からの乾燥排ガスは２次サイクロン２２にて微粒の乾燥原料が分離され、微粒の乾燥原料はロータリバルブ等の定量切出し装置２４を経由して乾粉供給装置１２に循環される。なお、サイクロンをホッパの上側に１基だけ備えた構成とすることも勿論可能である。
【００１５】
サイクロンで固気分離した乾燥排ガスは、一部が風量調整用バイパス導管２６を通って風量調整用に乾燥用熱風にバイパスされた後、空気加熱器（熱交換器）２８で熱風発生炉３０の燃焼排ガス（熱風）と熱交換して昇温され、再び乾燥用熱風として熱風循環導管３２を通って解砕機１４へ循環される。乾燥排ガスを除湿せず再加熱して循環することで、熱伝達係数の高いガス中の水分を有効に利用することが可能となり、全体の乾燥効率アップに寄与する。乾燥により系内の水蒸気濃度が上昇するが、上昇した分の水蒸気は、圧力制御により乾燥排ガスの一部を抜き取り、除湿塔３４で凝縮回収する。このように、ライン中の水分制御は圧力によって行い、過剰水分のみ除湿する。除湿塔冷却水（除湿排水）はダストも含み温水として利用できないため、循環使用するものとし、熱交換器３６で清水（上水）と熱交換して、除湿排水の廃熱を清水にて熱回収し温水を得る。なお、除湿塔冷却水の一部は除湿排水として排出され、排出水と略同量の清水（上水）が除湿塔に供給される。除湿塔３４で少量発生する除湿ガスは臭気を含んでいるが、除湿ガスは燃焼空気として除湿ガス導管３８から熱風発生炉３０へ送られ、ここで燃焼処理されるため、通常の気流乾燥同様、脱臭設備を別に設ける必要はない。
【００１６】
熱風発生炉３０からの燃焼排ガス（熱風）は、前述のように空気加熱器（熱交換器）２８で乾燥排ガスと熱交換され乾燥熱源として利用された後、上記の除湿排水から熱回収した温水を熱交換器４０で利用可能な温度まで昇温するのに利用される。以上のような廃熱の温水回収により、トータルの熱効率を高めることが可能となる。熱交換器４０で熱回収された燃焼排ガスは、一部が排ガス循環導管４２を経由して温度調整用ガスとして熱風発生炉３０に循環され、余剰ガスが煙突４４より排気される。
【００１７】
また、本発明のシステムはトラックなどの車両への搭載が可能であり、原料供給設備を各貯留設備へ設置するのみで乾燥処理が行えるため、適用性のメリットは大きい。本発明のシステムを車載式にすることで、例えば、原料を搬出しにくい、食品工場、農産物、農業集落排水等にも広く利用可能となる。また、原料供給部１０に破砕機を組み合わせることで適用性の幅はさらに広がり、例えば、生ごみ、農漁業関連の廃棄物へも適用が可能となる。
【００１８】
図２は、本発明の実施の第２形態による有機性廃棄物の処理方法を実施する装置を示している。本実施の形態は、乾燥排ガスの一部を除湿塔で冷却・除湿しない場合であり、乾燥排ガスの一部は除湿塔を通さずに燃焼用空気として熱風発生炉に導入するものであり、除湿塔での熱回収はできなくなるが、排水を出せない場所等に適用することができる。
原料は必要に応じて破砕されて、原料供給部１０から乾粉供給装置１２へ送られる。乾粉供給装置１２では乾燥した原料が循環しており、投入した原料は搬送されながら乾燥原料と混合される。混合された原料は乾燥用熱風と接触しながら、解砕機１４へ落としこまれ、小さい粒径にまで解砕され乾燥される。解砕された原料は気流乾燥管１６を気流搬送されながら、さらに乾燥され、一例として、図２に示すような２段サイクロンにて回収される。
【００１９】
２段サイクロンの場合、乾燥された原料（粗粒）は１次サイクロン１８で分離されてサイクロン下部に設置のホッパ２０に貯留され、オーバーフロー分が乾燥物として系外に搬出され、残りの乾燥原料は乾粉供給装置１２に循環される。１次サイクロン１８からの乾燥排ガスは２次サイクロン２２にて微粒の乾燥原料が分離され、微粒の乾燥原料は定量切出し装置２４を経由して乾粉供給装置１２に循環される。なお、サイクロンをホッパの上側に１基だけ備えた構成とすることも勿論可能である。
サイクロンで固気分離した乾燥排ガスは、一部が風量調整用バイパス導管２６を通って風量調整用に乾燥用熱風にバイパスされた後、空気加熱器（熱交換器）２８で熱風発生炉３０の燃焼排ガス（熱風）と熱交換して昇温され、再び乾燥用熱風として熱風循環導管３２を通って解砕機１４へ循環される。また、乾燥排ガスの一部は燃焼空気として熱風発生炉３０へ送られる。
【００２０】
熱風発生炉３０からの燃焼排ガス（熱風）は、前述のように空気加熱器（熱交換器）２８で乾燥排ガスと熱交換され乾燥熱源として利用された後、清水を熱交換器４０で利用可能な温度まで昇温するのに利用される。熱交換器４０で熱回収された燃焼排ガスは、一部が排ガス循環導管４２を経由して温度調整用ガスとして熱風発生炉３０に循環され、余剰ガスが煙突４４より排気される。
他の構成及び作用等は、実施の第１形態の場合と同様である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されているので、つぎのような効果を奏する。
（１）  気流乾燥による乾燥処理において、乾燥排ガスを除湿せず再加熱して循環することで、熱伝達係数の高いガス中の水分を有効に利用することが可能となり、全体の乾燥効率アップに寄与する。また、蒸気乾燥とすることで、高可燃性原料等に対しても安定した処理が可能である。
（２）  気流乾燥による乾燥処理において、乾燥排ガス中の水蒸気の蒸発潜熱、熱風発生炉排ガスの燃焼廃熱より温水を回収することができ、トータルの熱効率を高めることが可能となり、コストの低減に寄与する。
（３）  乾燥排ガスの一部を除湿塔で冷却・除湿する場合、除湿塔で少量発生する除湿ガスは臭気を含んでいるが、熱風発生炉へ燃焼空気として送られ、そこで燃焼処理されるため、通常の気流乾燥同様、脱臭設備を別に設ける必要はない。
（４）  蒸気乾燥において、乾燥排ガスの一部を熱風発生炉の燃焼用空気に利用することで、蒸気濃度が制御可能であり、露結水の防止を図ることができる。
（５）  本発明のシステムを車載式にすることで、例えば、原料を搬出しにくい、食品工場、農産物、農業集落排水等にも広く利用可能となる。
（６）  原料供給部に破砕機を組み込むことで、例えば、生ごみ、農漁業関連の廃棄物へも適用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態による有機性廃棄物の処理方法を実施する装置を示す系統的概略構成説明図である。
【図２】本発明の実施の第２形態による有機性廃棄物の処理方法を実施する装置を示す系統的概略構成説明図である。
【符号の説明】
１０  原料供給部
１２  乾粉供給装置
１４  解砕機
１６  気流乾燥管
１８  １次サイクロン
２０  ホッパ
２２  ２次サイクロン
２４  定量切出し装置
２６  風量調整用バイパス導管
２８  空気加熱器（熱交換器）
３０  熱風発生炉
３２  熱風循環導管
３４  除湿塔
３６、４０  熱交換器
３８  除湿ガス導管
４２  排ガス循環導管
４４  煙突
【図１】
0003626158.tif 000002
【図２】
0003626158.tif 000003