(57)【要約】【課題】反応により生じたドレンを有機性廃棄物の周囲に付着していない状態にし、塩素化合物等の有害物質を含んでいる蒸気を液体で回収できる有機性廃棄物処理装置及び有機性廃棄物処理方法を提供することを課題とする。【解決手段】有機性廃棄物を処理する有機性廃棄物処理装置であって、高温高圧蒸気を発生させる蒸気発生手段と、上部に設けた有機性廃棄物を投入する投入部、底部に設けた廃棄物の残渣を取り出す残渣取出し部、前記残渣取出し部及び上部に設けた前記高温高圧蒸気を噴射する蒸気噴射管並びに投入された廃棄物を撹拌する撹拌手段を備えた反応槽と、を備え、反応槽と第一配管で連結し、反応槽から排出された蒸気を流動させる第一配管を水中に浸漬させ前記蒸気を液化させる冷却水槽と、反応槽の上部又は蒸気発生手段と第二配管で連結し蒸気を流動可能にかつ反応槽の底部近傍と第三配管で連結しドレンを流動可能にしたドレン貯留槽とを設けた有機性廃棄物処理装置により課題解決できた。【選択図】  図１
2018187532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物を処理する有機性廃棄物処理装置であって、
高温高圧蒸気を発生させる蒸気発生手段と、
上部に設けた有機性廃棄物を投入する投入部、底部に設けた有機性廃棄物の残渣を取り出す残渣取出し部、前記残渣取出し部及び上部に設けた前記高温高圧蒸気を噴射する蒸気噴射管並びに投入された有機性廃棄物を撹拌する撹拌手段を備えた反応槽と、を備え、
前記反応槽と第一配管で連結し、前記反応槽から排出された蒸気を流動させる前記第一配管を水中に浸漬させ前記蒸気を液化させる冷却水槽と、
前記反応槽の上部又は蒸気発生手段と配管で連結し蒸気を流動可能にかつ前記反応槽の底部近傍と第三配管で連結しドレンを流動可能にしたドレン貯留槽とを設けたことを特徴とする有機性廃棄物処理装置。
【請求項２】
前記反応槽の底部の開口部に設けた筒状の前記残渣取出し部の周壁に、前記蒸気噴射管から噴射される高温高圧蒸気が、前記残渣取出し部の周壁から対向する周壁に向けて噴射されるように、かつ、前記残渣取出し部の周壁から前記反応槽の中央部に向けて斜め上方に噴射するように蒸気噴射管を配設したことを特徴とする請求項１に記載の有機性廃棄物処理装置。
【請求項３】
前記反応槽が、球形状の球形型反応槽であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機性廃棄物処理装置。
【請求項４】
有機性廃棄物を処理する有機性廃棄物処理方法であって、
高温高圧蒸気を発生させる蒸気発生工程と、
前記有機性廃棄物を反応槽内に投入し前記反応槽内を密閉後に、
前記蒸気発生工程で発生させた蒸気を前記反応槽の上部からの噴射及び前記反応槽の下部に設けた筒形状の残渣取出し部の周壁から水平方向及び前記反応槽の中央域方向である斜め上方に向けての噴射をさせながら、かつ、前記有機性廃棄物を撹拌させながら、蒸気による酸化反応で炭化及び賦活をさせて有機性廃棄物を処理する有機性廃棄物処理工程と、
前記反応槽内の圧力と同じ圧力を維持させたドレン貯留槽内に前記有機性廃棄物処理工程から流出されるドレンを少なくとも有機性廃棄物処理工程と並行して貯留するドレン貯留工程と、
有機性廃棄物処理工程後に反応槽内を減圧するときに前記有機性廃棄物処理工程から流出される蒸気を冷却水槽内に流動させて冷却し液化する冷却工程と、を備えたことを特徴とする有機性廃棄物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業廃棄物や一般家庭から出されるゴミ等の中で有機質を含んだ有機性廃棄物の処理における有機性廃棄物処理装置及び有機性廃棄物処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、所定の基台に絶縁状態で設置され、有機性廃棄物を内部に収容可能な帯電性を有する本体と、前記本体の内部に静電気を発生させ、静電気により有機性廃棄物を減容させる帯電性を
有する静電気発生手段と、前記本体の垂直下部に形成された減容される有機性廃棄物の取出部に接続され、同本体の内部に飽和蒸気を供給可能な蒸気供給部とを備える有機性廃棄物処理装置が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、密閉可能な投入口と排出口とを備え、該投入口を通じて有機廃棄物が内部に投入されて収容されると共に、該排出口から処理後の該有機排気物が排出可能とされた収容体と、前記収容体の前記投入口と前記排出口を閉鎖して該収容体内を密閉する密閉手段と、前記収容体内に収容された前記有機廃棄物を撹拌する撹拌手段と、高温高圧加熱蒸気を前記収容体内に供給する加熱蒸気供給手段と、前記密閉手段によって密閉された前記収容体内を減圧する減圧手段と、前記撹拌手段を作動させて前記有機廃棄物を撹拌しつつ前記減圧手段により前記有機廃棄物が収容された前記収容体内を４０〜８０Ｔｏｒｒまで減圧した後、前記加熱蒸気供給手段により１５０〜２５０℃の高温高圧加熱蒸気を該収容体内に供給せしめると共に該撹拌手段を作動させて該高温高圧加熱蒸気の供給により前記収容体内を１０〜３０ｋｇｆ／ｃｍ2 とし、前記有機廃棄物を該収容体内で撹拌しつつ煮熟処理せしめる装置制御手段とを、有する有機廃棄物の処理装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−９７３２２号公報
【特許文献２】特許第５１７７７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の発明は、有機性廃棄物と蒸気との反応により廃棄物を処理するが有機性廃棄物の未処理部分が一部に残るという問題があった。また、特許文献１の段落［０１３７］には処理後の蒸気を飽和蒸気排気管から抜くとしか記載されていないので蒸気の状態で排気したのでは塩素化合物等の有害物質が発生する有機性廃棄物を処理できないという問題があった。
【０００６】
特許文献２に記載の発明は、容器が横長の円筒型のため処理装置が大型になるという問題があった。また、特許文献２の段落［００５７］に収容体内の空気が通気管と吸気管路を通じて外部に排出させるとの記載があり塩素化合物等の有害物質が発生する有機性廃棄物を処理できないという問題があった。
【０００７】
さらに円筒型の処理容器では前記処理容器内に残った残渣を取り出すときに一か所ある残渣排出口までに圧力をかけて寄せていくがその時間がかかるという問題があり、撹拌羽根を取り付けた回転軸が長いので撹拌作動によって曲がりやすいという問題があり、曲がった回転軸によって撹拌羽根の先端部が円筒型の処理容器の内周壁に接触し内周壁にキズがつくという問題もあった。
【０００８】
そこで、本願発明者は、有機性廃棄物と蒸気との反応は蒸気による酸化反応で炭化及び賦活することで処理がされていくことから、蒸気を有機性廃棄物の内部に浸透させることが重要であり、このためには有機性廃棄物の周囲にドレンが付着していると蒸気はドレンが付着した部位からは有機性廃棄物の内部に浸透しないので、ドレンが有機性廃棄物の周囲に付着していない状態をつくり出すことに着想し本願発明を想到した。
【０００９】
本発明はこうした問題に鑑み創案されたものであり、反応により生じたドレンを有機性廃棄物の周囲に付着していない状態にし、塩素化合物等の有害物質を含んでいる蒸気を液体で回収できる有機性廃棄物処理装置及び有機性廃棄物処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の有機性廃棄物処理装置は、有機性廃棄物を処理する有機性廃棄物処理装置であって、高温高圧蒸気を発生させる蒸気発生手段と、上部に設けた有機性廃棄物を投入する投入部、底部に設けた有機性廃棄物の残渣を取り出す残渣取出し部、前記残渣取出し部及び上部に設けた前記高温高圧蒸気を噴射する蒸気噴射管並びに投入された有機性廃棄物を撹拌する撹拌手段を備えた反応槽と、を備え、前記反応槽と第一配管で連結し、前記反応槽から排出された蒸気を流動させる前記第一配管を水中に浸漬させ前記蒸気を液化させる冷却水槽と、前記反応槽の上部又は蒸気発生手段と配管で連結し蒸気を流動可能にかつ前記反応槽の底部近傍と第三配管で連結しドレンを流動可能にしたドレン貯留槽とを設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の有機性廃棄物処理装置は、請求項１において、前記反応槽の底部の開口部に設けた筒状の前記残渣取出し部の周壁に、前記蒸気噴射管から噴射される高温高圧蒸気が、前記残渣取出し部の周壁から対向する周壁に向けて噴射されるように、かつ、前記残渣取出し部の周壁から前記反応槽の中央部に向けて斜め上方に噴射するように蒸気噴射管を配設したことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の有機性廃棄物処理装置は、請求項１又は２において、前記反応槽が、球形状の球形型反応槽であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の有機性廃棄物処理方法は、有機性廃棄物を処理する有機性廃棄物処理方法であって、高温高圧蒸気を発生させる蒸気発生工程と、前記有機性廃棄物を反応槽内に投入し前記反応槽内を密閉後に、前記蒸気発生工程で発生させた蒸気を前記反応槽の上部からの噴射及び前記反応槽の下部に設けた筒形状の残渣取出し部の周壁から水平方向及び前記反応槽の中央域方向である斜め上方に向けての噴射をさせながら、かつ、前記有機性廃棄物を撹拌させながら、蒸気による酸化反応で炭化及び賦活をさせて有機性廃棄物を処理する有機性廃棄物処理工程と、前記反応槽内の圧力と同じ圧力を維持させたドレン貯留槽内に前記有機性廃棄物処理工程から流出されるドレンを少なくとも有機性廃棄物処理工程と並行して貯留するドレン貯留工程と、有機性廃棄物処理工程後に反応槽内を減圧するときに前記有機性廃棄物処理工程から流出される蒸気を冷却水槽内に流動させて冷却し液化する冷却工程と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の有機性廃棄物処理装置は、有機性廃棄物の処理によって例えば塩素化合物等のような有害物質を含む蒸気が生成されても液体に変えて安全に回収できる。
【００１５】
また、反応槽内に高温高圧蒸気との反応により増加するドレンをドレン貯留槽に、高温高圧蒸気による反応中に流出させることができるので、反応槽内にドレンが発生してもすみやかにドレン貯留槽に流出させることから反応槽内にはドレンがほとんど存在していない状態をつくり出すことができる。これにより、撹拌中に有機性廃棄物の内部に高温高圧蒸気が浸透し反応が促進され有機性廃棄物の未反応部分が生じないという効果を奏する。
【００１６】
請求項２に記載の有機性廃棄物処理装置は、反応槽の底部の開口部に設けた筒状の前記残渣取出し部の周壁に、蒸気噴射管から噴射される蒸気が、前記残渣取出し部の周壁から対向する周壁に向けて噴射されるように、かつ、前記残渣取出し部の周壁から前記反応槽の中央部に向けて斜め上方に噴射するように蒸気噴射管を配設したことにより、前記蒸気噴射管からの高温高圧蒸気の噴射により、前記残渣取出し部内にドレンや残渣を存しないようにでき、かつ、反応槽内の有機性廃棄物を前記反応槽の中央部に向けて噴射させた高温高圧蒸気で流動状態にするとともに前記有機性廃棄物に付着したドレンも吹き飛ばすことから有機性廃棄物の中に蒸気が浸透しやすくなるので反応が促進され前記有機性廃棄物の未反応部分が生じないという効果を奏する。
【００１７】
請求項３に記載の有機性廃棄物処理装置は反応槽の形態を球形状としたことにより、同一の内容積の円筒型の反応槽に比較して小型化でき、回転軸を短くできるので回転軸が曲がりにくい。また反応で生成されたドレンを集めやすく排出しやすいという効果を奏する。
【００１８】
請求項４に記載の有機性廃棄物処理方法は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明と効果と同じ効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の有機性廃棄物処理装置の構成を説明する構成説明図である。
【図２】反応槽の構造を説明する反応槽説明図である。
【図３】蒸気噴射管の配設状態を示す図で、（ａ）が図１のＡ部の残渣取出し部の蒸気噴射管の配設した部位の水平断面を示す図で、（ｂ）がＢ−Ｂ断面で水平方向に蒸気を噴射させる水平用蒸気噴射管の部位の縦断面を示す図で、（ｃ）がＣ−Ｃ断面で斜め上方に蒸気を噴射させる傾斜用蒸気噴射管の部位の縦断面を示す図である。
【図４】蒸気噴射管の蒸気噴射方向を示す図で、（ａ）が従来技術の比較例としての水平方向に蒸気を噴射させる蒸気噴射管が１か所の場合を示す図で、（ｂ）が本願発明の斜め上方に蒸気を噴射させる蒸気噴射管が対向する側にそれぞれ配設した２ケ所の場合及び水平方向に向けて蒸気を噴射させる蒸気噴射管が対向する側にそれぞれ配設した２ケ所の場合で計４か所の場合を示す図である。
【図５】本発明の有機性廃棄物処理装置の反応槽内及び残渣取出し部内の有機性廃棄物やドレンの状況を示す図で、（ａ）が本願発明の斜め上方に蒸気を噴射させる蒸気噴射管が対向する側にそれぞれ配設した２ケ所の場合及び水平方向に向けて蒸気を噴射させる蒸気噴射管が対向する側にそれぞれ配設した２ケ所の場合で計４か所の場合を示す図で、（ｂ）が従来技術の比較例としての水平方向に蒸気を噴射させる蒸気噴射管が１か所の場合を示す図である。
【図６】反応槽からドレン貯留槽へ蒸気を流動させた場合を示す図である。
【図７】有機性廃棄物処理方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の有機性廃棄物処理装置１は、食品工場、一般家庭、スーパー等の商店等からの有機性廃棄物を高温高圧蒸気による酸化反応で炭化及び賦活をする。
【００２１】
本発明の有機性廃棄物処理装置１は、図１又は２に示すように、有機性廃棄物を処理する有機性廃棄物処理装置１であって、高温高圧蒸気を発生させる蒸気発生手段２と、上部に設けた有機性廃棄物を投入する投入部３、底部に設けた有機性廃棄物の残渣を取り出す残渣取出し部４、前記残渣取出し部４及び上部に設けた前記高温高圧蒸気を噴射する蒸気噴射管１１〜１６並びに投入された有機性廃棄物を撹拌する撹拌手段８を備えた反応槽５と、を備え、前記反応槽５と第一配管２１で連結し、前記反応槽５から排出された蒸気を流動させる前記第一配管２１を水中に浸漬させ前記蒸気を液化させる冷却水槽６と、図１に示すように蒸気発生手段２と第一配管２２で連結し、又は、図６に示すように前記反応槽５の上部と第四配管２４で連結して蒸気を流動可能に、かつ前記反応槽５の底部近傍と第三配管２３で連結しドレンを流動可能にしたドレン貯留槽７とを設けている。
【００２２】
前記蒸気発生手段２は、有機性廃棄物の蒸気による酸化反応で炭化及び賦活をするように温度や圧力を有する蒸気を発生できるものであればよく、例えば水を煮沸させる灯油ボイラ等がある。そして、蒸気の温度や圧力の例として、例えば２２０〜２３０℃で１〜２ＭＰａの蒸気を供給する場合がある。前記蒸気発生手段２で発生させた高温高圧蒸気は蒸気供給配管２０によって反応槽５に供給される。前記蒸気供給配管２０には、温度計（図示なし）及び圧力計（図示なし）が配設され、逆止弁（図示なし）や圧力調整器３５を配設させて前記反応槽５に供給する高温高圧蒸気の温度や圧力を制御部（図示なし）で制御している。高温高圧蒸気の供給時間も制御部で制御することができるようにしているので、高温高圧蒸気の温度、圧力及び供給時間を有機性廃棄物に対する蒸気による酸化反応で炭化及び賦活させるのに最適な設定をして維持をすることができる。また、灯油ボイラ等の前記蒸気発生手段２の灯油ボイラには安全弁（図示なし）を設け異常圧力にならないようにしている。
【００２３】
前記反応槽５は、上部の開口部に設けた有機性廃棄物を投入する投入部３、底部の開口部に設けた有機性廃棄物の残渣を取り出す残渣取出し部４、前記残渣取出し部４及び上部に設けた前記蒸気を噴射する蒸気噴射管１１〜１６、投入された有機性廃棄物を撹拌する撹拌手段８並びに反応槽５内の高温高圧蒸気を取り出す蒸気取出し口３１を備えている。
【００２４】
前記投入部３は、有機性廃棄物を反応槽５内に投入する部位であり、有機性廃棄物を投入した後はボールバルブ等の開閉弁（図示なし）を操作して前記投入部３の開口部を密閉する。
【００２５】
前記蒸気噴射管１１〜１６は、少なくとも前記反応槽５の上部及び前記残渣取出し部４に配設させている。前記反応槽５の上部に配設した蒸気噴射管１１、１２から噴射した高温高圧蒸気は有機性廃棄物の内部に浸透し、図３（ａ）に示すように前記残渣取出し部４に配設した蒸気噴射管１３〜１６から噴射した高温高圧蒸気は残渣取出し部４に落下してくるドレンや有機性廃棄物を残渣取出し部４から反応槽５内に吹き返す。蒸気噴射管の取付位置や数は前記位置や数に限らず、反応槽５の大きさや形態によって適宜設定する。
【００２６】
図４（ａ）に示すように前記残渣取出し部４に水平方向に高温高圧蒸気を噴射させる蒸気噴射管５０が一つの形態の場合は、高温高圧蒸気は前記残渣取出し部４の対向する内周壁面に衝突して前記残渣取出し部４内を反射して勢いが減じていくのに対して、図４（ｂ）に示すように本願発明の前記残渣取出し部４に水平方向に高温高圧蒸気を噴射させる蒸気噴射管１３、１４と反応槽５の内部に向けて高温高圧蒸気を噴射させる形態の場合は、高温高圧蒸気は前記残渣取出し部４内で対向する水平方向から相互にぶつかり、かつ反応槽５内に向けて直接に噴射される。
【００２７】
これにより、反応が完了して反応槽５内を減圧処理して残渣取出し部４のボールバルブ４０を開にしたときに、本願発明の４か所に蒸気噴射管１３〜１６を配設した場合は図５（ａ）に示すように残渣取出し部４の筒状体内は残渣がすべて流出してきれいに何も残っておらず投入した有機性廃棄物がすべて処理されていた。一方、比較例として図５（ｂ）に示すように水平方向に高温高圧蒸気を一か所のみから噴射させる形態の場合は残渣取出し部４の筒状体の上部を覆うように残渣等によるブリッジ現象７０が見られた。
【００２８】
前記残渣取出し部４に配設させた蒸気噴射管１３〜１６の配設状態は、図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、前記反応槽５の底部の開口部に設けた筒状の前記残渣取出し部４の周壁に、前記蒸気噴射管１３、１４から噴射される蒸気が、前記残渣取出し部４の周壁から対向する周壁に向けて噴射するように、かつ、前記残渣取出し部４の周壁から前記反応槽５の中央部に向けて斜め上方に噴射するように蒸気噴射管１５、１６を配設している。これにより、前記残渣取出し部４内にドレンや有機性廃棄物を残らないようにしている。また、前記反応槽５の中央部に向けて斜め上方に噴射するようにしたことによって反応槽５内の有機性廃棄物を流動させて高温高圧蒸気が有機性廃棄物の内部に浸透しやすくしている。
【００２９】
前記撹拌手段８は、反応槽５の中心に配設された回転軸１０に取り付けられた複数の羽根を回転させて有機性廃棄物を撹拌する。前記羽根の先端と反応槽５の内周面との隙は例えば約５ｍｍにしている。この隙が広ければ撹拌されない有機性廃棄物が生じ、この隙が狭すぎると羽根の先端が反応槽５の内周壁面と接触する懸念が生ずる。撹拌手段８の羽根の大きさや形態は反応槽５の内壁面と約５ｍｍの隙間で設定し有機性廃棄物内に高温高圧蒸気が侵入可能状態をつくるように撹拌可能な形態であればよい。
【００３０】
前記残渣取出し部４は、反応槽５の底部に設けた開口部の直下に設けられる。反応完了後の有機性廃棄物の残渣を取り出すための部位であり円筒形状をしている。そして、反応時は前記残渣取出し部４の下部に設けたボールバルブ４０等の開閉弁を操作し密閉状態にし、反応完了時は前記残渣取出し部４の下部に設けたボールバルブ４０等の開閉弁を操作し開放状態にする。そして、前記残渣取出し部４の円筒形状の周壁には蒸気を水平方向に噴射する蒸気噴射管１３、１４や蒸気を斜め上方に噴射する蒸気噴射管１５、１６が配設されている。
【００３１】
前記冷却水槽６は、前記反応槽５と第一配管２１で連結しており、前記反応槽５内で高温高圧蒸気と有機性廃棄物とが反応した後に生成された蒸気を蒸気取出し口３１を経て、圧力調整器３６で圧力調整させて前記第一配管２１内に流動させてストレーナ３７で大きな固体を排除しサイレンサー３８で消音させて前記冷却水槽６まで送り込み、前記冷却水槽６に浸漬させた前記第一配管２１内を流動するにしたがい蒸気を液化させる。液化させることにより例えば塩素化合物等のような有害物質を液体の中に含ませた状態にして容器３９に回収することができる。
【００３２】
前記ドレン貯留槽７は、前記蒸気発生手段２と第二配管２２で連結し、又は前記反応槽５の上部と第四配管２４で連結し蒸気を流動可能に、かつ前記反応槽５の底部近傍と第三配管２３で連結しドレンを流動可能にしている。また、前記ドレン貯留槽７の設置高さを前記反応槽５のドレン流出口３０の高さより低くしておけば前記反応槽５内のドレンは自然落下で前記ドレン貯留槽７内に流出する。また、前記ドレン貯留槽７の設置高さを前記反応槽５のドレン流出口３０の高さより高くした場合は前記反応槽５内のドレンをポンプで汲み上げて前記ドレン貯留槽７内にドレンを流出させることができる。
【００３３】
これにより前記反応槽５内の圧力と前記ドレン貯留槽７内の圧力とを同一となるようにし、前記反応槽５内に高温高圧蒸気と有機性廃棄物との反応により生成されたドレンをすみやかに前記ドレン貯留槽７内に流出させて前記反応槽５内にドレンが存しない状態をつくり出している。このため、撹拌されている有機性廃棄物にドレンが付着しにくいので高温高圧蒸気が有機性廃棄物の内部に浸透するので有機性廃棄物の未処理部分がなくなりすべて処理できるという効果を奏する。
【００３４】
そして、前記反応槽５の形態を球形状の球形型反応槽５としている。球形状とすることによって同一の内容積で比較して、例えば円筒型容器よりも小型化することができ、円筒型容器よりも回転軸１０を短くできるので回転軸１０に取り付けた撹拌羽根を回転させて有機性廃棄物を押し進めて回転軸１０が大きな負荷がかかっても回転軸１０が曲がりにくくなったり、回転軸１０を短くすることにより熱変形が大きくなるのを防ぐことができる。
【００３５】
次に、有機性廃棄物処理装置１の使用方法について説明する。まず、これから投入する有機性廃棄物の種類や量に応じて高温高圧蒸気の最適な温度、圧力及び供給時間を選択し設定する。そして、反応槽５の投入部３のボールバルブ等の開閉弁を開に、かつ残渣取出し部４のボールバルブ４０等の開閉弁を閉にして有機性廃棄物を反応槽５内に投入する。前記投入が完了後に前記投入部３の前記ボールバルブ等の開閉弁を閉にして反応槽５内を密閉状態にする。
【００３６】
次に、蒸気発生手段２の蒸気発生を開始する。これにより、設定された温度や圧力の高温高圧蒸気が設定された供給時間分供給され、撹拌手段８の撹拌羽根が回転し有機性廃棄物が反応槽５内を回転する。そして、有機性廃棄物の中に高温高圧蒸気が侵入し蒸気による酸化反応で炭化及び賦活がなされる。
【００３７】
前記蒸気による酸化反応で炭化及び賦活により、ドレンとなる水滴が発生し反応槽５内の底部に溜まり始める。このとき、反応槽５とドレン貯留槽７とは同一圧にしており、前記反応槽５の底部近傍に設けたドレン排出口３０の高さよりドレン貯留槽７の高さを低くしておけば、前記ドレンは溜まり始めるとすみやかに自然に前記ドレン貯留槽７内に流動する。これにより、反応槽５内にドレンが存しない状態を維持することができる。
【００３８】
また、高温高圧蒸気は残渣取出し部４に配設した、水平方向に高温高圧蒸気を噴射させる２つの蒸気噴射管１３、１４と反応槽５内に向けて斜め上方に高温高圧蒸気を噴射させる２つの蒸気噴射管１５、１６の計４つの蒸気噴射管により残渣取出し部４の筒状内には残渣が存していない状態を作り出している。そして、反応槽５内に向けて斜め上方に噴射された高温高圧蒸気によって有機性廃棄物を反応槽５内に流動させる。この流動によって有機性廃棄物の内部に高温高圧蒸気が浸透しやすくなる。
【００３９】
前記ドレン貯留槽７へのドレンの流出及び残渣取出し部４の高温高圧蒸気の噴射により反応槽５内にはドレンがなく有機性廃棄物が流動されながら撹拌されるので、高温高圧蒸気の供給時間が経過して蒸気による酸化反応で炭化及び賦活が進んでも有機性廃棄物にドレンが付着しにくいので高温高圧蒸気が容易に有機性廃棄物の内部に浸透し、蒸気による酸化反応で炭化及び賦活が継続して促進される。これにより有機性廃棄物の未処理部分がなく有機性廃棄物の処理を完了させることができる。
【００４０】
高温高圧蒸気供給時間が経過したら、反応槽５内の圧力を大気圧まで減圧させるために前記冷却水槽６に高温高圧蒸気を流出させる。そして反応槽５内の圧力が大気圧まで減圧した後に残渣取出し部４のボールバルブ４０等の開閉弁を開き、反応槽５内の残渣を落下により取り出す。
【００４１】
次に、有機性廃棄物処理方法６０について説明する。有機性廃棄物処理方法６０は、有機性廃棄物を処理する有機性廃棄物処理方法６０であって、高温高圧蒸気を発生させる蒸気発生工程６１と、前記有機性廃棄物を反応槽５内に投入し前記反応槽５内を密閉後に、前記蒸気発生工程６１で発生させた蒸気を前記反応槽５の上部からの噴射及び前記反応槽５の下部に設けた筒形状の残渣取出し部４の周壁から水平方向及び前記反応槽５の中央域方向である斜め上方に向けての噴射をさせながら、かつ、前記有機性廃棄物を撹拌させながら、蒸気による酸化反応で炭化及び賦活をさせて有機性廃棄物を処理する有機性廃棄物処理工程６２と、前記反応槽５内の圧力と同じ圧力を維持させたドレン貯留槽７内に前記有機性廃棄物処理工程６２から流出されるドレンを少なくとも有機性廃棄物処理工程６２と並行して貯留するドレン貯留工程６３と、有機性廃棄物処理工程６２後に反応槽４内を減圧するときに前記有機性廃棄物処理工程６２から流出される蒸気を冷却水槽６内に流動させて冷却し液化する冷却工程６４と、を備えている。
【００４２】
前記残渣取出し部４からの高温高圧蒸気の噴射は、２本の高温高圧蒸気が前記残渣取出し部４の周壁から対向する周壁に向けて噴射されるように、かつ、他の２本の高温高圧蒸気が前記残渣取出し部４の周壁から前記反応槽５の中央域に向けて斜め上方に噴射するように蒸気噴射管１３〜１６を配設している。
【００４３】
前記ドレン貯留工程６３は、有機性廃棄物処理工程６２の前記反応槽５内の圧力と同じ圧力を維持可能にしたドレン貯留槽７に前記反応槽５内に溜まり始めたドレンをすみやかに流動させている。
【００４４】
前記ドレン貯留槽７へのドレンの流出及び残渣取出し部４の高温高圧蒸気の噴射により反応槽５内にはドレンがなく有機性廃棄物が流動されながら撹拌されるので、高温高圧蒸気の供給時間が経過して蒸気による酸化反応で炭化及び賦活が進んでも有機性廃棄物にドレンが付着しにくいので、高温高圧蒸気が有機性廃棄物の内部に浸透し蒸気による酸化反応で炭化及び賦活が衰えない。これにより有機性廃棄物の未処理部分がなく完了させることができる。
【００４５】
冷却工程６４において廃棄物処理工程６２から流出される蒸気を冷却し液化するので塩素化合物等の有害物質を液体に含ませて回収することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１        有機性廃棄物処理装置
２        蒸気発生手段
３        投入部
４        残渣取出し部
５        反応槽
６        冷却水槽
７        ドレン貯留槽
８        撹拌手段
１０      回転軸
１１      蒸気噴射管
１２      蒸気噴射管
１３      蒸気噴射管
１４      蒸気噴射管
１５      蒸気噴射管
１６      蒸気噴射管
２０      蒸気供給配管
２１      第一配管
２２      第二配管
２３      第三配管
２４      第四配管
３０      ドレン流出口
３１      蒸気取出し口
３２      蒸気取出し口
３５      圧力調整器
３６      圧力調整器
３７      ストレーナ
３８      サイレンサー
３９      容器
４０      ボールバルブ
５０      蒸気噴射管
６０      有機性廃棄物処理方法
６１      蒸気発生工程
６２      有機性廃棄物処理工程
６３      ドレン貯留工程
６４      冷却工程
７０      ブリッジ現象
【図１】
2018187532.tif 000003
【図２】
2018187532.tif 000004
【図３】
2018187532.tif 000005
【図４】
2018187532.tif 000006
【図５】
2018187532.tif 000007
【図６】
2018187532.tif 000008
【図７】
2018187532.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成29年11月6日(2017.11.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業廃棄物や一般家庭から出されるゴミ等の中で有機質を含んだ有機性廃棄物の処理における有機性廃棄物処理装置及び有機性廃棄物処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、所定の基台に絶縁状態で設置され、有機性廃棄物を内部に収容可能な帯電性を有する本体と、前記本体の内部に静電気を発生させ、静電気により有機性廃棄物を減容させる帯電性を
有する静電気発生手段と、前記本体の垂直下部に形成された減容される有機性廃棄物の取出部に接続され、同本体の内部に飽和蒸気を供給可能な蒸気供給部とを備える有機性廃棄物処理装置が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、密閉可能な投入口と排出口とを備え、該投入口を通じて有機廃棄物が内部に投入されて収容されると共に、該排出口から処理後の該有機排気物が排出可能とされた収容体と、前記収容体の前記投入口と前記排出口を閉鎖して該収容体内を密閉する密閉手段と、前記収容体内に収容された前記有機廃棄物を撹拌する撹拌手段と、高温高圧加熱蒸気を前記収容体内に供給する加熱蒸気供給手段と、前記密閉手段によって密閉された前記収容体内を減圧する減圧手段と、前記撹拌手段を作動させて前記有機廃棄物を撹拌しつつ前記減圧手段により前記有機廃棄物が収容された前記収容体内を４０〜８０Ｔｏｒｒまで減圧した後、前記加熱蒸気供給手段により１５０〜２５０℃の高温高圧加熱蒸気を該収容体内に供給せしめると共に該撹拌手段を作動させて該高温高圧加熱蒸気の供給により前記収容体内を１０〜３０ｋｇｆ／ｃｍ2 とし、前記有機廃棄物を該収容体内で撹拌しつつ煮熟処理せしめる装置制御手段とを、有する有機廃棄物の処理装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−９７３２２号公報
【特許文献２】特許第５１７７７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の発明は、有機性廃棄物と蒸気との反応により廃棄物を処理するが有機性廃棄物の未処理部分が一部に残るという問題があった。また、特許文献１の段落［０１３７］には処理後の蒸気を飽和蒸気排気管から抜くとしか記載されていないので蒸気の状態で排気したのでは塩素化合物等の有害物質が発生する有機性廃棄物を処理できないという問題があった。
【０００６】
特許文献２に記載の発明は、容器が横長の円筒型のため処理装置が大型になるという問題があった。また、特許文献２の段落［００５７］に収容体内の空気が通気管と吸気管路を通じて外部に排出させるとの記載があり塩素化合物等の有害物質が発生する有機性廃棄物を処理できないという問題があった。
【０００７】
さらに円筒型の処理容器では前記処理容器内に残った残渣を取り出すときに一か所ある残渣排出口までに圧力をかけて寄せていくがその時間がかかるという問題があり、撹拌羽根を取り付けた回転軸が長いので撹拌作動によって曲がりやすいという問題があり、曲がった回転軸によって撹拌羽根の先端部が円筒型の処理容器の内周壁に接触し内周壁にキズがつくという問題もあった。
【０００８】
そこで、本願発明者は、有機性廃棄物と蒸気との反応は蒸気による酸化反応で炭化及び賦活することで処理がされていくことから、蒸気を有機性廃棄物の内部に浸透させることが重要であり、このためには有機性廃棄物の周囲にドレンが付着していると蒸気はドレンが付着した部位からは有機性廃棄物の内部に浸透しないので、ドレンが有機性廃棄物の周囲に付着していない状態をつくり出すことに着想し本願発明を想到した。
【０００９】
本発明はこうした問題に鑑み創案されたものであり、反応により生じたドレンを有機性廃棄物の周囲に付着していない状態にし、塩素化合物等の有害物質を含んでいる蒸気を液体で回収できる有機性廃棄物処理装置及び有機性廃棄物処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の有機性廃棄物処理装置は、有機性廃棄物を処理する有機性廃棄物処理装置であって、高温高圧蒸気を発生させる蒸気発生手段と、上部に設けた有機性廃棄物を投入する投入部、底部に設けた有機性廃棄物の残渣を取り出す残渣取出し部、前記残渣取出し部及び上部に設けた前記高温高圧蒸気を噴射する蒸気噴射管並びに投入された有機性廃棄物を撹拌する撹拌手段を備えた反応槽と、を備え、前記反応槽と第一配管で連結し、前記反応槽から排出された蒸気を流動させる前記第一配管を水中に浸漬させ前記蒸気を液化させる冷却水槽と、前記反応槽の上部又は蒸気発生手段と配管で連結し蒸気を流動可能にかつ前記反応槽の底部近傍と第三配管で連結しドレンを流動可能にしたドレン貯留槽とを設け、前記反応槽の底部の開口部に設けた筒状の前記残渣取出し部の周壁に、前記蒸気噴射管から噴射される高温高圧蒸気が、前記残渣取出し部の周壁から対向する周壁に向けて噴射されるように、かつ、前記残渣取出し部の周壁から前記反応槽の中央部に向けて斜め上方に噴射するように蒸気噴射管を配設し、前記反応槽が、球形状の球形型反応槽であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の有機性廃棄物処理方法は、有機性廃棄物を処理する有機性廃棄物処理方法であって、高温高圧蒸気を発生させる蒸気発生工程と、前記有機性廃棄物を反応槽内に投入し前記反応槽内を密閉後に、前記蒸気発生工程で発生させた蒸気を前記反応槽の上部からの噴射及び前記反応槽の下部に設けた筒形状の残渣取出し部の周壁から水平方向及び前記反応槽の中央域方向である斜め上方に向けての噴射をさせながら、かつ、前記有機性廃棄物を撹拌させながら、蒸気による酸化反応で炭化及び賦活をさせて有機性廃棄物を処理する有機性廃棄物処理工程と、前記反応槽内の圧力と同じ圧力を維持させたドレン貯留槽内に前記有機性廃棄物処理工程から流出されるドレンを少なくとも有機性廃棄物処理工程と並行して貯留するドレン貯留工程と、有機性廃棄物処理工程後に反応槽内を減圧するときに前記有機性廃棄物処理工程から流出される蒸気を冷却水槽内に流動させて冷却し液化する冷却工程と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の有機性廃棄物処理装置は、有機性廃棄物の処理によって例えば塩素化合物等のような有害物質を含む蒸気が生成されても液体に変えて安全に回収できる。
【００１３】
また、反応槽内に高温高圧蒸気との反応により増加するドレンをドレン貯留槽に、高温高圧蒸気による反応中に流出させることができるので、反応槽内にドレンが発生してもすみやかにドレン貯留槽に流出させることから反応槽内にはドレンがほとんど存在していない状態をつくり出すことができる。これにより、撹拌中に有機性廃棄物の内部に高温高圧蒸気が浸透し反応が促進され有機性廃棄物の未反応部分が生じないという効果を奏する。
【００１４】
請求項１に記載の有機性廃棄物処理装置は、反応槽の底部の開口部に設けた筒状の前記残渣取出し部の周壁に、蒸気噴射管から噴射される蒸気が、前記残渣取出し部の周壁から対向する周壁に向けて噴射されるように、かつ、前記残渣取出し部の周壁から前記反応槽の中央部に向けて斜め上方に噴射するように蒸気噴射管を配設したことにより、前記蒸気噴射管からの高温高圧蒸気の噴射により、前記残渣取出し部内にドレンや残渣を存しないようにでき、かつ、反応槽内の有機性廃棄物を前記反応槽の中央部に向けて噴射させた高温高圧蒸気で流動状態にするとともに前記有機性廃棄物に付着したドレンも吹き飛ばすことから有機性廃棄物の中に蒸気が浸透しやすくなるので反応が促進され前記有機性廃棄物の未反応部分が生じないという効果を奏する。
【００１５】
請求項１に記載の有機性廃棄物処理装置は反応槽の形態を球形状としたことにより、同一の内容積の円筒型の反応槽に比較して小型化でき、回転軸を短くできるので回転軸が曲がりにくい。また反応で生成されたドレンを集めやすく排出しやすいという効果を奏する。
【００１６】
請求項２に記載の有機性廃棄物処理方法は、請求項１に記載の発明と効果と同じ効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の有機性廃棄物処理装置の構成を説明する構成説明図である。
【図２】反応槽の構造を説明する反応槽説明図である。
【図３】蒸気噴射管の配設状態を示す図で、（ａ）が図１のＡ部の残渣取出し部の蒸気噴射管の配設した部位の水平断面を示す図で、（ｂ）がＢ−Ｂ断面で水平方向に蒸気を噴射させる水平用蒸気噴射管の部位の縦断面を示す図で、（ｃ）がＣ−Ｃ断面で斜め上方に蒸気を噴射させる傾斜用蒸気噴射管の部位の縦断面を示す図である。
【図４】蒸気噴射管の蒸気噴射方向を示す図で、（ａ）が従来技術の比較例としての水平方向に蒸気を噴射させる蒸気噴射管が１か所の場合を示す図で、（ｂ）が本願発明の斜め上方に蒸気を噴射させる蒸気噴射管が対向する側にそれぞれ配設した２ケ所の場合及び水平方向に向けて蒸気を噴射させる蒸気噴射管が対向する側にそれぞれ配設した２ケ所の場合で計４か所の場合を示す図である。
【図５】本発明の有機性廃棄物処理装置の反応槽内及び残渣取出し部内の有機性廃棄物やドレンの状況を示す図で、（ａ）が本願発明の斜め上方に蒸気を噴射させる蒸気噴射管が対向する側にそれぞれ配設した２ケ所の場合及び水平方向に向けて蒸気を噴射させる蒸気噴射管が対向する側にそれぞれ配設した２ケ所の場合で計４か所の場合を示す図で、（ｂ）が従来技術の比較例としての水平方向に蒸気を噴射させる蒸気噴射管が１か所の場合を示す図である。
【図６】反応槽からドレン貯留槽へ蒸気を流動させた場合を示す図である。
【図７】有機性廃棄物処理方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の有機性廃棄物処理装置１は、食品工場、一般家庭、スーパー等の商店等からの有機性廃棄物を高温高圧蒸気による酸化反応で炭化及び賦活をする。
【００１９】
本発明の有機性廃棄物処理装置１は、図１又は２に示すように、有機性廃棄物を処理する有機性廃棄物処理装置１であって、高温高圧蒸気を発生させる蒸気発生手段２と、上部に設けた有機性廃棄物を投入する投入部３、底部に設けた有機性廃棄物の残渣を取り出す残渣取出し部４、前記残渣取出し部４及び上部に設けた前記高温高圧蒸気を噴射する蒸気噴射管１１〜１６並びに投入された有機性廃棄物を撹拌する撹拌手段８を備えた反応槽５と、を備え、前記反応槽５と第一配管２１で連結し、前記反応槽５から排出された蒸気を流動させる前記第一配管２１を水中に浸漬させ前記蒸気を液化させる冷却水槽６と、図１に示すように蒸気発生手段２と第一配管２２で連結し、又は、図６に示すように前記反応槽５の上部と第四配管２４で連結して蒸気を流動可能に、かつ前記反応槽５の底部近傍と第三配管２３で連結しドレンを流動可能にしたドレン貯留槽７とを設けている。
【００２０】
前記蒸気発生手段２は、有機性廃棄物の蒸気による酸化反応で炭化及び賦活をするように温度や圧力を有する蒸気を発生できるものであればよく、例えば水を煮沸させる灯油ボイラ等がある。そして、蒸気の温度や圧力の例として、例えば２２０〜２３０℃で１〜２ＭＰａの蒸気を供給する場合がある。前記蒸気発生手段２で発生させた高温高圧蒸気は蒸気供給配管２０によって反応槽５に供給される。前記蒸気供給配管２０には、温度計（図示なし）及び圧力計（図示なし）が配設され、逆止弁（図示なし）や圧力調整器３５を配設させて前記反応槽５に供給する高温高圧蒸気の温度や圧力を制御部（図示なし）で制御している。高温高圧蒸気の供給時間も制御部で制御することができるようにしているので、高温高圧蒸気の温度、圧力及び供給時間を有機性廃棄物に対する蒸気による酸化反応で炭化及び賦活させるのに最適な設定をして維持をすることができる。また、灯油ボイラ等の前記蒸気発生手段２の灯油ボイラには安全弁（図示なし）を設け異常圧力にならないようにしている。
【００２１】
前記反応槽５は、上部の開口部に設けた有機性廃棄物を投入する投入部３、底部の開口部に設けた有機性廃棄物の残渣を取り出す残渣取出し部４、前記残渣取出し部４及び上部に設けた前記蒸気を噴射する蒸気噴射管１１〜１６、投入された有機性廃棄物を撹拌する撹拌手段８並びに反応槽５内の高温高圧蒸気を取り出す蒸気取出し口３１を備えている。
【００２２】
前記投入部３は、有機性廃棄物を反応槽５内に投入する部位であり、有機性廃棄物を投入した後はボールバルブ等の開閉弁（図示なし）を操作して前記投入部３の開口部を密閉する。
【００２３】
前記蒸気噴射管１１〜１６は、少なくとも前記反応槽５の上部及び前記残渣取出し部４に配設させている。前記反応槽５の上部に配設した蒸気噴射管１１、１２から噴射した高温高圧蒸気は有機性廃棄物の内部に浸透し、図３（ａ）に示すように前記残渣取出し部４に配設した蒸気噴射管１３〜１６から噴射した高温高圧蒸気は残渣取出し部４に落下してくるドレンや有機性廃棄物を残渣取出し部４から反応槽５内に吹き返す。蒸気噴射管の取付位置や数は前記位置や数に限らず、反応槽５の大きさや形態によって適宜設定する。
【００２４】
図４（ａ）に示すように前記残渣取出し部４に水平方向に高温高圧蒸気を噴射させる蒸気噴射管５０が一つの形態の場合は、高温高圧蒸気は前記残渣取出し部４の対向する内周壁面に衝突して前記残渣取出し部４内を反射して勢いが減じていくのに対して、図４（ｂ）に示すように本願発明の前記残渣取出し部４に水平方向に高温高圧蒸気を噴射させる蒸気噴射管１３、１４と反応槽５の内部に向けて高温高圧蒸気を噴射させる形態の場合は、高温高圧蒸気は前記残渣取出し部４内で対向する水平方向から相互にぶつかり、かつ反応槽５内に向けて直接に噴射される。
【００２５】
これにより、反応が完了して反応槽５内を減圧処理して残渣取出し部４のボールバルブ４０を開にしたときに、本願発明の４か所に蒸気噴射管１３〜１６を配設した場合は図５（ａ）に示すように残渣取出し部４の筒状体内は残渣がすべて流出してきれいに何も残っておらず投入した有機性廃棄物がすべて処理されていた。一方、比較例として図５（ｂ）に示すように水平方向に高温高圧蒸気を一か所のみから噴射させる形態の場合は残渣取出し部４の筒状体の上部を覆うように残渣等によるブリッジ現象７０が見られた。
【００２６】
前記残渣取出し部４に配設させた蒸気噴射管１３〜１６の配設状態は、図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、前記反応槽５の底部の開口部に設けた筒状の前記残渣取出し部４の周壁に、前記蒸気噴射管１３、１４から噴射される蒸気が、前記残渣取出し部４の周壁から対向する周壁に向けて噴射するように、かつ、前記残渣取出し部４の周壁から前記反応槽５の中央部に向けて斜め上方に噴射するように蒸気噴射管１５、１６を配設している。これにより、前記残渣取出し部４内にドレンや有機性廃棄物を残らないようにしている。また、前記反応槽５の中央部に向けて斜め上方に噴射するようにしたことによって反応槽５内の有機性廃棄物を流動させて高温高圧蒸気が有機性廃棄物の内部に浸透しやすくしている。
【００２７】
前記撹拌手段８は、反応槽５の中心に配設された回転軸１０に取り付けられた複数の羽根を回転させて有機性廃棄物を撹拌する。前記羽根の先端と反応槽５の内周面との隙は例えば約５ｍｍにしている。この隙が広ければ撹拌されない有機性廃棄物が生じ、この隙が狭すぎると羽根の先端が反応槽５の内周壁面と接触する懸念が生ずる。撹拌手段８の羽根の大きさや形態は反応槽５の内壁面と約５ｍｍの隙間で設定し有機性廃棄物内に高温高圧蒸気が侵入可能状態をつくるように撹拌可能な形態であればよい。
【００２８】
前記残渣取出し部４は、反応槽５の底部に設けた開口部の直下に設けられる。反応完了後の有機性廃棄物の残渣を取り出すための部位であり円筒形状をしている。そして、反応時は前記残渣取出し部４の下部に設けたボールバルブ４０等の開閉弁を操作し密閉状態にし、反応完了時は前記残渣取出し部４の下部に設けたボールバルブ４０等の開閉弁を操作し開放状態にする。そして、前記残渣取出し部４の円筒形状の周壁には蒸気を水平方向に噴射する蒸気噴射管１３、１４や蒸気を斜め上方に噴射する蒸気噴射管１５、１６が配設されている。
【００２９】
前記冷却水槽６は、前記反応槽５と第一配管２１で連結しており、前記反応槽５内で高温高圧蒸気と有機性廃棄物とが反応した後に生成された蒸気を蒸気取出し口３１を経て、圧力調整器３６で圧力調整させて前記第一配管２１内に流動させてストレーナ３７で大きな固体を排除しサイレンサー３８で消音させて前記冷却水槽６まで送り込み、前記冷却水槽６に浸漬させた前記第一配管２１内を流動するにしたがい蒸気を液化させる。液化させることにより例えば塩素化合物等のような有害物質を液体の中に含ませた状態にして容器３９に回収することができる。
【００３０】
前記ドレン貯留槽７は、前記蒸気発生手段２と第二配管２２で連結し、又は前記反応槽５の上部と第四配管２４で連結し蒸気を流動可能に、かつ前記反応槽５の底部近傍と第三配管２３で連結しドレンを流動可能にしている。また、前記ドレン貯留槽７の設置高さを前記反応槽５のドレン流出口３０の高さより低くしておけば前記反応槽５内のドレンは自然落下で前記ドレン貯留槽７内に流出する。また、前記ドレン貯留槽７の設置高さを前記反応槽５のドレン流出口３０の高さより高くした場合は前記反応槽５内のドレンをポンプで汲み上げて前記ドレン貯留槽７内にドレンを流出させることができる。
【００３１】
これにより前記反応槽５内の圧力と前記ドレン貯留槽７内の圧力とを同一となるようにし、前記反応槽５内に高温高圧蒸気と有機性廃棄物との反応により生成されたドレンをすみやかに前記ドレン貯留槽７内に流出させて前記反応槽５内にドレンが存しない状態をつくり出している。このため、撹拌されている有機性廃棄物にドレンが付着しにくいので高温高圧蒸気が有機性廃棄物の内部に浸透するので有機性廃棄物の未処理部分がなくなりすべて処理できるという効果を奏する。
【００３２】
そして、前記反応槽５の形態を球形状の球形型反応槽５としている。球形状とすることによって同一の内容積で比較して、例えば円筒型容器よりも小型化することができ、円筒型容器よりも回転軸１０を短くできるので回転軸１０に取り付けた撹拌羽根を回転させて有機性廃棄物を押し進めて回転軸１０が大きな負荷がかかっても回転軸１０が曲がりにくくなったり、回転軸１０を短くすることにより熱変形が大きくなるのを防ぐことができる。
【００３３】
次に、有機性廃棄物処理装置１の使用方法について説明する。まず、これから投入する有機性廃棄物の種類や量に応じて高温高圧蒸気の最適な温度、圧力及び供給時間を選択し設定する。そして、反応槽５の投入部３のボールバルブ等の開閉弁を開に、かつ残渣取出し部４のボールバルブ４０等の開閉弁を閉にして有機性廃棄物を反応槽５内に投入する。前記投入が完了後に前記投入部３の前記ボールバルブ等の開閉弁を閉にして反応槽５内を密閉状態にする。
【００３４】
次に、蒸気発生手段２の蒸気発生を開始する。これにより、設定された温度や圧力の高温高圧蒸気が設定された供給時間分供給され、撹拌手段８の撹拌羽根が回転し有機性廃棄物が反応槽５内を回転する。そして、有機性廃棄物の中に高温高圧蒸気が侵入し蒸気による酸化反応で炭化及び賦活がなされる。
【００３５】
前記蒸気による酸化反応で炭化及び賦活により、ドレンとなる水滴が発生し反応槽５内の底部に溜まり始める。このとき、反応槽５とドレン貯留槽７とは同一圧にしており、前記反応槽５の底部近傍に設けたドレン排出口３０の高さよりドレン貯留槽７の高さを低くしておけば、前記ドレンは溜まり始めるとすみやかに自然に前記ドレン貯留槽７内に流動する。これにより、反応槽５内にドレンが存しない状態を維持することができる。
【００３６】
また、高温高圧蒸気は残渣取出し部４に配設した、水平方向に高温高圧蒸気を噴射させる２つの蒸気噴射管１３、１４と反応槽５内に向けて斜め上方に高温高圧蒸気を噴射させる２つの蒸気噴射管１５、１６の計４つの蒸気噴射管により残渣取出し部４の筒状内には残渣が存していない状態を作り出している。そして、反応槽５内に向けて斜め上方に噴射された高温高圧蒸気によって有機性廃棄物を反応槽５内に流動させる。この流動によって有機性廃棄物の内部に高温高圧蒸気が浸透しやすくなる。
【００３７】
前記ドレン貯留槽７へのドレンの流出及び残渣取出し部４の高温高圧蒸気の噴射により反応槽５内にはドレンがなく有機性廃棄物が流動されながら撹拌されるので、高温高圧蒸気の供給時間が経過して蒸気による酸化反応で炭化及び賦活が進んでも有機性廃棄物にドレンが付着しにくいので高温高圧蒸気が容易に有機性廃棄物の内部に浸透し、蒸気による酸化反応で炭化及び賦活が継続して促進される。これにより有機性廃棄物の未処理部分がなく有機性廃棄物の処理を完了させることができる。
【００３８】
高温高圧蒸気供給時間が経過したら、反応槽５内の圧力を大気圧まで減圧させるために前記冷却水槽６に高温高圧蒸気を流出させる。そして反応槽５内の圧力が大気圧まで減圧した後に残渣取出し部４のボールバルブ４０等の開閉弁を開き、反応槽５内の残渣を落下により取り出す。
【００３９】
次に、有機性廃棄物処理方法６０について説明する。有機性廃棄物処理方法６０は、有機性廃棄物を処理する有機性廃棄物処理方法６０であって、高温高圧蒸気を発生させる蒸気発生工程６１と、前記有機性廃棄物を反応槽５内に投入し前記反応槽５内を密閉後に、前記蒸気発生工程６１で発生させた蒸気を前記反応槽５の上部からの噴射及び前記反応槽５の下部に設けた筒形状の残渣取出し部４の周壁から水平方向及び前記反応槽５の中央域方向である斜め上方に向けての噴射をさせながら、かつ、前記有機性廃棄物を撹拌させながら、蒸気による酸化反応で炭化及び賦活をさせて有機性廃棄物を処理する有機性廃棄物処理工程６２と、前記反応槽５内の圧力と同じ圧力を維持させたドレン貯留槽７内に前記有機性廃棄物処理工程６２から流出されるドレンを少なくとも有機性廃棄物処理工程６２と並行して貯留するドレン貯留工程６３と、有機性廃棄物処理工程６２後に反応槽４内を減圧するときに前記有機性廃棄物処理工程６２から流出される蒸気を冷却水槽６内に流動させて冷却し液化する冷却工程６４と、を備えている。
【００４０】
前記残渣取出し部４からの高温高圧蒸気の噴射は、２本の高温高圧蒸気が前記残渣取出し部４の周壁から対向する周壁に向けて噴射されるように、かつ、他の２本の高温高圧蒸気が前記残渣取出し部４の周壁から前記反応槽５の中央域に向けて斜め上方に噴射するように蒸気噴射管１３〜１６を配設している。
【００４１】
前記ドレン貯留工程６３は、有機性廃棄物処理工程６２の前記反応槽５内の圧力と同じ圧力を維持可能にしたドレン貯留槽７に前記反応槽５内に溜まり始めたドレンをすみやかに流動させている。
【００４２】
前記ドレン貯留槽７へのドレンの流出及び残渣取出し部４の高温高圧蒸気の噴射により反応槽５内にはドレンがなく有機性廃棄物が流動されながら撹拌されるので、高温高圧蒸気の供給時間が経過して蒸気による酸化反応で炭化及び賦活が進んでも有機性廃棄物にドレンが付着しにくいので、高温高圧蒸気が有機性廃棄物の内部に浸透し蒸気による酸化反応で炭化及び賦活が衰えない。これにより有機性廃棄物の未処理部分がなく完了させることができる。
【００４３】
冷却工程６４において廃棄物処理工程６２から流出される蒸気を冷却し液化するので塩素化合物等の有害物質を液体に含ませて回収することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１        有機性廃棄物処理装置
２        蒸気発生手段
３        投入部
４        残渣取出し部
５        反応槽
６        冷却水槽
７        ドレン貯留槽
８        撹拌手段
１０      回転軸
１１      蒸気噴射管
１２      蒸気噴射管
１３      蒸気噴射管
１４      蒸気噴射管
１５      蒸気噴射管
１６      蒸気噴射管
２０      蒸気供給配管
２１      第一配管
２２      第二配管
２３      第三配管
２４      第四配管
３０      ドレン流出口
３１      蒸気取出し口
３２      蒸気取出し口
３５      圧力調整器
３６      圧力調整器
３７      ストレーナ
３８      サイレンサー
３９      容器
４０      ボールバルブ
５０      蒸気噴射管
６０      有機性廃棄物処理方法
６１      蒸気発生工程
６２      有機性廃棄物処理工程
６３      ドレン貯留工程
６４      冷却工程
７０      ブリッジ現象
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物を処理する有機性廃棄物処理装置であって、高温高圧蒸気を発生させる蒸気発生手段と、上部に設けた有機性廃棄物を投入する投入部、底部に設けた有機性廃棄物の残渣を取り出す残渣取出し部、前記残渣取出し部及び上部に設けた前記高温高圧蒸気を噴射する蒸気噴射管並びに投入された有機性廃棄物を撹拌する撹拌手段を備えた反応槽と、を備え、前記反応槽と第一配管で連結し、前記反応槽から排出された蒸気を流動させる前記第一配管を水中に浸漬させ前記蒸気を液化させる冷却水槽と、前記反応槽の上部又は蒸気発生手段と配管で連結し蒸気を流動可能にかつ前記反応槽の底部近傍と第三配管で連結しドレンを流動可能にしたドレン貯留槽とを設け、前記反応槽の底部の開口部に設けた筒状の前記残渣取出し部の周壁に、前記蒸気噴射管から噴射される高温高圧蒸気が、前記残渣取出し部の周壁から対向する周壁に向けて噴射されるように、かつ、前記残渣取出し部の周壁から前記反応槽の中央部に向けて斜め上方に噴射するように蒸気噴射管を配設し、前記反応槽が、球形状の球形型反応槽であることを特徴とする有機性廃棄物処理装置。
【請求項２】
有機性廃棄物を処理する有機性廃棄物処理方法であって、
高温高圧蒸気を発生させる蒸気発生工程と、
前記有機性廃棄物を反応槽内に投入し前記反応槽内を密閉後に、
前記蒸気発生工程で発生させた蒸気を前記反応槽の上部からの噴射及び前記反応槽の下部に設けた筒形状の残渣取出し部の周壁から水平方向及び前記反応槽の中央域方向である斜め上方に向けての噴射をさせながら、かつ、前記有機性廃棄物を撹拌させながら、蒸気による酸化反応で炭化及び賦活をさせて有機性廃棄物を処理する有機性廃棄物処理工程と、
前記反応槽内の圧力と同じ圧力を維持させたドレン貯留槽内に前記有機性廃棄物処理工程から流出されるドレンを少なくとも有機性廃棄物処理工程と並行して貯留するドレン貯留工程と、
有機性廃棄物処理工程後に反応槽内を減圧するときに前記有機性廃棄物処理工程から流出される蒸気を冷却水槽内に流動させて冷却し液化する冷却工程と、を備えたことを特徴とする有機性廃棄物処理方法。