(57)【要約】【課題】改質触媒の劣化を抑制して、長期に亘って安定して運転できる畜糞焼却処理装置を提供する。【解決手段】畜糞焼却処理装置１は、ロータリーキルン２と、触媒手段９と、燃焼炉３と、可燃性ガスを触媒手段９を介して燃焼炉３に供給する可燃性ガス供給手段１１とを備える。可燃性ガスを触媒手段９を迂回して燃焼炉３に直接供給する可燃性ガスバイパス手段１４と、酸素検知手段１５と、酸素検知手段１５により検知される酸素の量が改質触媒９ａの劣化を抑制できる量未満となったときに、可燃性ガスの供給を可燃性ガスバイパス手段１４から可燃性ガス供給手段１１に切替える切替手段１１ａ，１４ａとを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
畜糞を加熱して熱分解させタール状物質を含む可燃性ガスを生成させるロータリーキルンと、該可燃性ガスに含まれる該タール状物質を改質する改質触媒を備える触媒手段と、該可燃性ガスを燃焼させる燃焼炉と、該可燃性ガスを該触媒手段を介して該燃焼炉に供給する可燃性ガス供給手段とを備える畜糞焼却処理装置において、
該可燃性ガスを該触媒手段を迂回して該燃焼炉に直接供給する可燃性ガスバイパス手段と、
該燃焼炉内の燃焼ガスに含まれる酸素の量を検知する酸素検知手段と、
該酸素検知手段により検知される酸素の量が該改質触媒の劣化を抑制できる量未満となったときに、該可燃性ガスの供給を該可燃性ガスバイパス手段から該可燃性ガス供給手段に切替える切替手段とを備えることを特徴とする畜糞焼却処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の畜糞焼却処理装置において、前記触媒手段は前記燃焼炉内に設けられていることを特徴とする畜糞焼却処理装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の畜糞焼却処理装置において、前記燃焼炉に開口するバーナ炉と、該バーナ炉に配設された燃焼バーナとを備え、前記可燃性ガス供給手段は該バーナ炉に接続されていることを特徴とする畜糞焼却処理装置。
【請求項４】
請求項３記載の畜糞焼却処理装置において、前記可燃性ガス供給手段は、前記燃焼炉内で前記バーナ炉の開口に臨んで設けられていることを特徴とする畜糞焼却処理装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の畜糞焼却処理装置において、前記燃焼炉の排ガスを取出して前記ロータリーキルンに循環させる排ガス循環手段を備えることを特徴とする畜糞焼却処理装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載の畜糞焼却処理装置において、前記畜糞は鶏糞であることを特徴とする畜糞焼却処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、畜糞焼却処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
畜産業における家畜の排泄物はその多くが堆肥化されているが、大量であり悪臭を伴うため、焼却処理することが検討されている。前記焼却処理のために、従来、乾燥させた鶏糞等の畜糞を５００〜７００℃の温度に加熱して熱分解させる回転キルンと、該熱分解により生成した可燃性ガスを燃焼させる燃焼炉とを備える畜糞焼却処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところが、前記従来の畜糞焼却処理装置では、前記熱分解温度が５００〜７００℃と比較的低温であるため、前記可燃性ガスには比較的分子量の大きいタール状物質が含まれており、該タール状物質が装置内に付着して不具合の原因となるという問題がある。
【０００４】
前記タール状物質は、前記熱分解温度を８００℃以上とすれば分解することができるが、この場合には多量の燃料を必要とするので処理コストの増大が避けられない。そこで、前記タール状物質を含む前記可燃性ガスをニッケル又は鉄系触媒等の改質触媒に接触させて該タール状物質を低分子成分に改質し、該低分子成分を前記燃焼炉で燃焼させることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２３９０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の装置では改質触媒が容易に劣化されてしまい、長期に亘って安定して運転することが難しいという不都合がある。
【０００７】
本発明は、かかる不都合を解消して、改質触媒の劣化を抑制して、長期に亘って安定して運転することができる畜糞焼却処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するために、本発明の畜糞焼却処理装置は、畜糞を加熱して熱分解させタール状物質を含む可燃性ガスを生成させるロータリーキルンと、該可燃性ガスに含まれる該タール状物質を改質する改質触媒を備える触媒手段と、該可燃性ガスを燃焼させる燃焼炉と、該可燃性ガスを該触媒手段を介して該燃焼炉に供給する可燃性ガス供給手段とを備える畜糞焼却処理装置において、該可燃性ガスを該触媒手段を迂回して該燃焼炉に直接供給する可燃性ガスバイパス手段と、該燃焼炉内の燃焼ガスに含まれる酸素の量を検知する酸素検知手段と、該酸素検知手段により検知される酸素の量が該改質触媒の劣化を抑制できる量未満となったときに、該可燃性ガスの供給を該可燃性ガスバイパス手段から該可燃性ガス供給手段に切替える切替手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の畜糞焼却処理装置では、前記ロータリーキルンにより畜糞を加熱して熱分解させることにより可燃性ガスを生成させる。このとき、前記熱分解の開始直後には、前記畜糞の熱分解により生成する可燃性成分は僅かであり、前記可燃性ガスは可燃性成分に乏しく酸素に富んだ状態となっている。
【００１０】
ここで、前記タール状物質を改質する前記改質触媒は酸化により劣化しやすいので、酸素に富んだ状態の前記可燃性ガスをそのまま前記触媒手段に供給すると、該改質触媒が該可燃性ガスにより劣化されてしまう。そこで、本発明の畜糞焼却処理装置では、まず、前記可燃性ガスを前記可燃性ガスバイパス手段により、前記触媒手段を迂回して前記燃焼炉に直接供給し、該燃焼炉で燃焼させる。
【００１１】
前記可燃性ガスは、前記畜糞の熱分解が進行するに従って、次第に可燃性成分を多く含むようになり、酸素の量は反対に乏しくなる。そこで、前記燃焼炉内の燃焼ガスに含まれる酸素の量を前記酸素検知手段により検知し、酸素の量が前記改質触媒の劣化を抑制できる量未満となったときに、前記切替手段により前記可燃性ガスの供給を前記可燃性ガスバイパス手段から前記可燃性ガス供給手段に切替える。
【００１２】
この結果、本発明の畜糞焼却処理装置によれば、前記改質触媒が酸素により劣化されることを抑制することができ、前記可燃性ガスに含まれるタール状物質が装置内に付着して不具合の原因となることなく、長期に亘って安定して運転することができる。
【００１３】
また、前記改質触媒は、所定の温度に加熱されていることにより前記タール状物質を効率よく改質することができる。そこで、本発明の畜糞焼却処理装置において、前記触媒手段は前記燃焼炉内に設けられていることが好ましい。このようにすることにより、前記触媒手段に備えられる前記改質触媒の加熱のために独立の手段を設けることなく、前記燃焼炉の余熱により該改質触媒を加熱することができる。
【００１４】
また、本発明の畜糞焼却処理装置は、前記燃焼炉に開口するバーナ炉と、該バーナ炉に配設された燃焼バーナとを備え、前記可燃性ガス供給手段は該バーナ炉に接続されていることが好ましい。
【００１５】
本発明の畜糞焼却処理装置は、前記可燃性ガス供給手段が前記バーナ炉に接続されていることにより、可燃性成分を多く含む前記可燃性ガスを前記燃焼バーナから供給される火炎により完全燃焼させることができる。
【００１６】
また、本発明の畜糞焼却処理装置において、前記燃焼炉が前記バーナ炉を備えるとき、前記可燃性ガス供給手段は、該燃焼炉内で該バーナ炉の開口に臨んで設けられていることが好ましい。前記可燃性ガス供給手段が、前記バーナ炉の開口に臨んで設けられていることにより、該可燃性ガス供給手段により前記触媒手段に供給される前記可燃性ガスを予め加熱することができる。この結果、前記改質触媒により前記タール状物質をさらに効率よく改質することができる。
【００１７】
また、本発明の畜糞焼却処理装置は、前記燃焼炉の排ガスを取出して前記ロータリーキルンに循環させる排ガス循環手段を備えることが好ましい。前記排ガス循環手段によれば、前記燃焼炉の排ガスを前記ロータリーキルンにおける前記畜糞の加熱の補助に用いることができ、該畜糞の加熱に要するコストを低減することができる。
【００１８】
また、本発明の畜糞焼却処理装置では、前記畜糞として、例えば乾燥鶏糞を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の畜糞焼却処理装置の一構成例を示すシステム構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態の畜糞焼却処理装置１は、畜糞を加熱して熱分解させ可燃性ガスを生成させるロータリーキルン２と、該可燃性ガスを燃焼させる燃焼炉３とを備えている。
【００２２】
ロータリーキルン２は、水平方向に対して所定の角度で傾斜したキルン本体４と、キルン本体４の上流側に接続された前室５と、キルン本体４の下流側に接続された後室６とを備え、キルン本体４、前室５、後室６が密閉された構成となっている。キルン本体４は、内部にスクリューコンベア４ａを備え、前室５から後室６に向かって前記角度で下降するように設けられている。
【００２３】
また、前室５は、側方にキルン本体４に対向して、畜糞としての乾燥鶏糞を供給する鶏糞供給装置５ａを備えると共に、上部に可燃性ガス取出口５ｂを備えている。鶏糞供給装置５ａは密閉された状態で所定量の鶏糞を収容することができ、底部に該鶏糞をキルン本体４に供給するスクリューコンベア５ｃを備えている。
【００２４】
また、後室６は、側方にキルン本体４に対向してバーナコーン６ａを備え、バーナコーン６ａには、キルン本体４内の鶏糞を加熱するバーナ６ｂが配設されている。
【００２５】
燃焼炉３は、底部側面に開口するバーナ炉７を備えると共に、上部開口部３ａを介して煙突８に接続されており、内部には触媒装置９が配設されている。
【００２６】
バーナ炉７は、後端部に燃焼バーナ７ａを備えると共に、外周側にバーナ炉７の内部と隔壁７ｂにより隔離された空室７ｃを備え、空室７ｃは隔壁７ｂに穿設された複数のノズル孔７ｄを介してバーナ炉７の内部に連通している。バーナ炉７の外部には押込みファン１０が設けられており、押込みファン１０は空気導管１０ａを介して空室７ｃに接続されている。また、煙突８は、燃焼炉３の上部開口部３ａとの間に開閉自在のダンパ８ａを備えている。
【００２７】
触媒装置９は、内部にタール状物質を改質する改質触媒９ａが配設されており、上流側に接続された可燃性ガス供給導管１１を介してロータリーキルン２の前室５の上部に設けられた可燃性ガス取出口５ｂに接続されている。また、触媒装置９は、下流側に接続された可燃性ガス供給導管１１を介してバーナ炉７の後端部に接続されている。触媒装置９に配設される改質触媒９ａとしては、例えば、ニッケル担持褐炭、ニッケル担持アルミナ等のニッケル系触媒、リモナイト等の鉄系触媒を挙げることができる。
【００２８】
可燃性ガス供給導管１１は、開閉弁１１ａを介して燃焼炉３に接続されており、開閉弁１１ａと可燃性ガス取出口５ｂとの間に集塵装置１２、誘引ファン１３を備えている。また、可燃性ガス供給導管１１の燃焼炉３内に配設されている部分は、触媒装置９の上流側で、バーナ炉７の開口に臨んで設けられている。
【００２９】
また、誘引ファン１３と開閉弁１１ａとの間からは、可燃性ガスを触媒装置９を迂回して燃焼炉３に直接供給する可燃性ガスバイパス導管１４が分岐されている。可燃性ガスバイパス導管１４は、開閉弁１４ａを介して燃焼炉３に接続されている。
【００３０】
また、燃焼炉３は、側壁に開口する可燃性ガスバイパス導管１４の上方に、燃焼炉３内の燃焼ガスに含まれる酸素の量を検知する酸素センサ１５を備えている。酸素センサ１５の検知信号は、押込みファン１０、開閉弁１１ａ，１４ａにそれぞれ入力されるようになっている。
【００３１】
さらに、燃焼炉３は、上部に排ガス取出口１６を備え、排ガス取出口１６は排ガス導管１６ａを介して、ロータリーキルン２の後室６の上部に設けられた排ガス導入口６ｃに接続されている。また、排ガス導管１６ａは途中に誘引ファン１６ｂを備えている。
【００３２】
次に、本実施形態の畜糞焼却処理装置１の作動について説明する。
【００３３】
本実施形態の畜糞焼却処理装置１は、畜糞として乾燥鶏糞を処理する装置であり、まず、鶏糞供給装置５ａに開閉自在に設けられた蓋部（図示せず）を開蓋し、予め乾燥された鶏糞を投入する。前記蓋部は、前記鶏糞の投入後に閉蓋されることにより、鶏糞供給装置５ａを密閉状態とすることができる。鶏糞供給装置５ａに投入された鶏糞は、スクリューコンベア５ｃにより搬送され、キルン本体４に供給される。
【００３４】
キルン本体４は、水平に対して所定の角度、例えば３〜６°の角度で傾斜しており、前室５から後室６に向かって下降するように設けられている。そこで、キルン本体４に供給された鶏糞は、キルン本体４の内部に設けられたスクリューコンベア４ａにより、前室５から後室６に向かって前記傾斜に従って搬送される。
【００３５】
一方、鶏糞供給装置５ａに鶏糞が投入されると、バーナ６ｂが点火され、バーナ６ｂの燃焼排気がバーナコーン６ａを介してキルン本体４に送られる。前記燃焼排気は、後室６から前室５に向かって前記傾斜に従って上昇し、スクリューコンベア４ａにより搬送される鶏糞に対して向流を形成して、該鶏糞を加熱する。
【００３６】
この結果、前記鶏糞が熱分解されてタール状物質を含む可燃性ガスが発生する。発生した可燃性ガスは、誘引ファン１３により、前室５の上部に設けられた可燃性ガス取出口５ｂから可燃性ガス供給導管１１を介して取出され、集塵装置１２により除塵された後、燃焼炉３に供給される。また、熱分解後の前記鶏糞は、前記傾斜に従って下降する間に炭化され、さらに灰化されて、スクリューコンベア４ａにより後室６に搬送され、貯留される。後室６の底部には開閉自在の排出口（図示せず）が設けられており、後室６に貯留された鶏糞は、前記排出口を開くことにより適宜排出することができる。後室６は、前記排出口を閉じることにより密閉状態とすることができる。
【００３７】
ここで、前記熱分解の開始直後には、鶏糞の熱分解により生成する可燃性成分は僅かであり、前記可燃性ガスは可燃性成分に乏しく酸素に富んだ状態となっている。一方、触媒装置９に配設されている改質触媒９ａは酸化により劣化しやすいので、酸素に富んだ状態の前記可燃性ガスをそのまま触媒装置９に供給すると、改質触媒９ａが該可燃性ガスにより容易に劣化されることになる。この結果、畜糞焼却処理装置１を長期に亘り安定して運転することが難しくなることが懸念される。
【００３８】
そこで、前記熱分解が開始されるときには、可燃性ガス供給導管１１の開閉弁１１ａが閉弁され、可燃性ガスバイパス導管１４の開閉弁１４ａが開弁されると共に、バーナ炉７に備えられた燃焼バーナ７ａが点火されている。従って、前記可燃性成分に乏しく酸素に富んだ状態の前記可燃性ガスは、触媒装置９に供給されることなく、可燃性ガスバイパス導管１４を介して燃焼炉３に直接供給され、燃焼バーナ７ａから供給される火炎により、燃焼炉３内で燃焼させられる。
【００３９】
またこのとき、煙突８のダンパ８ａは閉じられており、前記可燃性ガスの燃焼により生じた燃焼ガス（排ガス）は、誘引ファン１６ｂにより、燃焼炉３の上部に設けられた排ガス取出口１６から排ガス導管１６ａを介して取出される。前記燃焼ガスは、排ガス導入口６ｃから後室６に供給されることにより、キルン本体４における前記鶏糞の加熱を補助することができる。
【００４０】
尚、煙突８のダンパ８ａは、前記可燃性ガスの燃焼状態に応じて、その開度を調整することにより、空気中へ排出される燃焼ガスの量と、排ガス導管１６ａを介してロータリーキルン２の後室６に供給される燃焼ガスの量とを制御する。
【００４１】
次に、前記鶏糞の熱分解が進行すると、前記可燃性ガスは次第に可燃性成分を多く含むようになり、酸素の量は反対に乏しくなる。そこで、燃焼炉３内の燃焼ガスに含まれる酸素の量を酸素センサ１５により検知し、検知される酸素量が改質触媒９ａの劣化を抑制できる量未満となったならば、前記可燃性ガスの供給を可燃性ガスバイパス導管１４から可燃性ガス供給導管１１に切替える。前記切替は、可燃性ガス供給導管１１の開閉弁１１ａを開弁すると共に、可燃性ガスバイパス導管１４の開閉弁１４ａを閉弁することにより行われる。
【００４２】
このようにすることにより、可燃性成分に富み酸素に乏しい可燃性ガスが、可燃性ガス供給導管１１を介して触媒装置９に供給される。触媒装置９は、燃焼炉３内に配設されているので、前記可燃性成分に乏しく酸素に富む可燃性ガスの燃焼ガスにより、例えば７００℃の温度に加熱されている。従って、触媒装置９は、内蔵する改質触媒９ａにより前記可燃性ガスに含まれる前記タール状物質を効率よく改質して低分子成分とし、該低分子成分を含む易燃性の改質ガスを得ることができる。
【００４３】
またこのとき、可燃性ガス供給導管１１は、燃焼炉３内に配設されている部分がバーナ炉７の開口に臨んで設けられているので、可燃性ガス供給導管１１により触媒装置９に供給される可燃性ガスが、バーナ炉７から供給される火炎により予め加熱される。この結果、改質触媒９ａにより前記タール状物質をさらに効率よく改質することができる。
【００４４】
前記改質ガスは、可燃性ガス供給導管１１を介してバーナ炉７に供給され、燃焼バーナ７ａから供給される火炎により燃焼させられる。ここで、前記改質ガスは酸素に乏しいので、押込みファン１０から、空気導管１０ａ、バーナ炉７の空室７ｃ、ノズル孔７ｄを介してバーナ炉７に燃焼用空気を供給する。この結果、バーナ炉７において前記改質ガスを完全燃焼させることができる。
【００４５】
また、触媒装置９は、前記改質ガスの燃焼排気により加熱されるので、前記タール状物質を効率よく改質することができる温度に維持される。
【００４６】
従って、本実施形態の畜糞焼却処理装置１によれば、改質触媒９ａが酸素により劣化されることを抑制することができ、前記可燃性ガスに含まれるタール状物質が装置内に付着して不具合の原因となることなく、長期に亘って安定して運転することができる。
【００４７】
尚、本実施形態では、前記可燃性成分に乏しく酸素に富む可燃性ガスの燃焼を燃焼バーナ７ａにより行うようにしているが、バーナ炉７にさらにパイロットバーナを設け、該パイロットバーナにより行うようにしてもよい。
【００４８】
また、本実施形態では、畜糞焼却処理装置１により、畜糞として乾燥鶏糞を処理する場合について説明しているが、前記鶏糞は乾燥されていない状態であってもよい。さらに、畜糞焼却処理装置１は、鶏糞に代えて牛糞、豚糞等の他の畜糞の処理に用いることもできる。
【符号の説明】
【００４９】
１…畜糞焼却処理装置、  ２…ロータリーキルン、  ３…燃焼炉、  ７…バーナ炉、  ７ａ…燃焼バーナ、  ９…触媒装置、  ９ａ…改質触媒、１１…可燃性供給ガス導管、  １１ａ…開閉弁、  １４…可燃性ガスバイパス導管、  １４ａ…開閉弁、  １５…酸素センサ。
【図１】
2014035105.tif 000003