(57)【要約】  本発明は、連続的な循環プロセスにおける廃棄物を乾燥させるための装置に関する。本発明は、さらに、本発明の装置での連続的な循環プロセスにおける廃棄物を乾燥させるための方法に関するものであって、本システムに入る生廃棄物が、９９％〜７５％の間の広範囲の水分含有量を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的な循環プロセスにおいて廃棄物を乾燥させるための装置であって、
（１）パイプ内を流れる間ラインにおいて直接スラッジを加熱することを含み、その結果、特別に設計された拡散系を介してスラッジから蒸気を押し流す、湿潤廃棄物のための供給系と、
（２）少量の湿潤スラッジと均一に混合される間、連続的に循環する乾燥スラッジを大量に含む空洞であって、この混合物のすべてが熱風によって完全に乾燥される空洞と、
（３）空気中で廃棄物の塊を廃棄することを可能にする、効率的な廃棄物の切断および混合を可能にするよう制御および適合された小型化及び混合装置と、
（４）過剰量の乾燥廃棄物を前記システムから除去するために設計された回収および排出系であって、排出率が、前記空洞におけるスラッジの現在量から自動的に導出される回収および排出システムと、
を含む装置。
【請求項２】
前記供給および拡散系が、直火、パイプでの湿潤スラッジの高圧での高温までの加熱を含み、周囲気圧への連続的な拡散により、水が廃棄物から蒸気の形でフラッシングされ、その結果、容易にスラッジの粒子を乾燥させる綿毛状物が生成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記湿潤スラッジが、さらなる乾燥のために乾燥用空洞に入る前に、拡散およびフラッシングプロセスを受ける、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
気圧にさらされる際に、拡散したスラッジを爆発させて、水を前記蒸気の形で吹き飛ばす、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記拡散系が、圧力調節された排出口から成り、加熱区間で所望の背圧を維持し、任意の時点において前記パイプ内で蒸気がフラッシングされるのを防止する、請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記拡散系の加熱部分が、内部が円錐形を有する連続したパイプで構成され、詰まりのない構造のほうに、直径が、開口部に向かって大きくなる、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
詰まっている、または、流れがない状況の場合、円錐の圧力調整システムの自動取り消しにより、詰まりを解放するため、瞬間的に大きな開口部を生成する、請求項２記載の装置。
【請求項８】
前記拡散系の前記パイプが、ガスバーナーの直火を含め、最もコスト効率がよく、望ましくないガスの燃焼も可能である、任意の高温気体状媒質体によって加熱される、請求項２に記載の装置。
【請求項９】
前記空洞が、一組のコンベヤーを有する環状形または長方形のいずれかであり、密閉され、断熱されたチャンバ内であり、電気的部材およびその他の繊細な部材が前記チャンバの外部にある一方、内部の機構が、強固であり、頑丈かつ熱い動作状況に耐えられる、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記循環プロセスが、例えば環状のフロアなどの前記空洞の閉鎖的ループフロア、または、環状の動きを可能にする任意のその他の装置に沿って、前記小型化及び混合装置を作動させることにより得られる、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記循環プロセスが、環状のフロアを回転させること、または閉鎖的ループの態様で配置される連続したコンベヤーのいずれかによって、静止している前記小型化及び混合装置へと向かう、前記空洞の底部を作動させることにより得られる、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記湿潤スラッジが、必要に応じて、フラッシュ拡散系の直接加熱器チャンバからの熱風の余熱の再利用により完全に乾燥され、このためエネルギー効率が高まる、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記システムに入る生廃棄物が、広い範囲の水分含有量、すなわち９９％〜７５％の間である、請求項１に記載の装置において連続的な循環プロセスにおいて廃棄物を乾燥させるための方法。
【請求項１４】
前記システムに入る前記生廃棄物は、危険なガスも含み、それは直火チャンバを通って吹き飛ばされ、前記火炎により、または、燃焼チャンバの加熱された壁と接触していることにより、通過する間適度に燃焼および／または酸化され得る、請求項１に記載の装置における連続的な循環プロセスにおいて廃棄物を乾燥させるための方法。
【請求項１５】
混合および切断装置が、まず前記新たに導入された湿潤スラッジのサイズ形成および減少を、続いて前記乾燥スラッジとより湿ったスラッジとの混合を可能とする、請求項１に記載装置。
【請求項１６】
前記混合切断装置が、そのすべての電気ユニットが断熱された空洞の外部にあるため、強固であり高温に耐えることができる、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
前記熱風の供給源が、様々な性質および温度の余剰熱を有する近くの施設であり、様々なエネルギータイプの使用法に関して寛容かつ柔軟性がある前記システムにおいて使用できる、請求項１に記載の装置における連続的な循環プロセスにおいて廃棄物を乾燥させるための方法。
【請求項１８】
前記生廃棄物の拡散、および前記大量の乾燥スラッジと少量の湿潤スラッジとの混合は、既存のシステムにおいて知られる湿潤スラッジの問題となる処理を防ぐ、請求項１に記載の装置における連続的な循環プロセスにおいて廃棄物を乾燥させるための方法。
【請求項１９】
前記加熱が、直火により、または、任意のその他の余熱によるエネルギー源の直接的使用により行われ、このため、システムの柔軟性および省エネルギーを可能にする、請求項１に記載の装置における連続的な循環プロセスにおいて廃棄物を乾燥させるための方法。
【請求項２０】
前記加熱が、直火によって行われ、一方、前記余熱が空洞のスラッジの加熱に使用され、このため、エネルギーコストを節約する、請求項１に記載の装置における連続的な循環プロセスにおいて廃棄物を乾燥させるための方法。
【請求項２１】
直火により行われる加熱および空洞の強固な構造により、可燃性かつ爆発性のガスの中程度の量の燃焼および酸化を可能とし、悪臭を軽減し、悪臭処理の必要性を排除することができる、請求項１に記載の装置における連続的な循環プロセスにおいて廃棄物を乾燥させるための方法。
【請求項２２】
前記拡散器の外部への蒸気のフラッシングが、すぐにフラッシングと同じ場所でチャンバから吸引および排出されるように設置される排出フードを備え、水分含有量が、穴のシステムにおいて最も高く、この場所がより低い圧力のため、湿潤空気の排出全てに同様に使用される、請求項１に記載の装置。
【請求項２３】
前記回収および拡散が、動作支援システムを有し、空洞の上部層をこすり、空洞において一定の乾燥廃棄物の含有量を維持するスクレーパーに基づく、請求項１に記載の装置。
【請求項２４】
排出された廃棄物が、大量の乾燥廃棄物およびはるかに少量のわずかに乾燥した廃棄物で構成され、前記空洞へと拡散される、請求項１に記載の装置。
【請求項２５】
前記回収システムが、動作支援システム無くして、前記空洞の上部層をこすり、スラッジの前記空洞での廃棄物量が一定であるようにするスクレーパーに基づく、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、閉鎖的ループ循環連続プロセスにおいて廃棄物を乾燥させるための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物は、都市廃水プラント、産業廃水、都市廃棄物［ＭＳＷ］、あらゆる種類の危険な廃棄物、および家畜の生産施設からの肥料によるその他のスラッジにおけるいくつかの廃棄物の流れからスラッジとして分離される。廃棄物は、たいていの場合、湿っており、望ましくない臭いを有し、浸出した水により土地および地下水を汚染する。廃棄物は、農作物にとって良い栄養、または、再生もしくは再利用が可能なその他の物質を有する。廃棄物は、環境的なおよび経済的なごみ処理を可能にするために、ある生化学的および／または乾燥させるプロセスが必要である。現在のごみ処理に代わる方法が、農業の分野、ごみ処理地、および焼却炉でとりわけ拡がっている。有機廃棄物は、エネルギー源としての使用ができるが、それが経済的に使用されるためのある生化学的および／または乾燥させるプロセスが必要である。
【０００３】
製造業者の中には、スラッジが湿っている際に廃棄物から水分を抽出するのに役立つベルトおよび／またはローラーを使用し、より多くの表面積を乾燥用空気に乾燥の全段階でさらすことによってスラッジを乾燥させる業者もいる。その他、熱風の援助の有無を問わず、加熱または非加熱のスクリューを利用する業者もいる。
【０００４】
既存の方法における顕著な障害が、最初の乾燥の段階にあり、湿潤スラッジがかさばり、乾燥しにくく、その結果経済的に非効率的なプロセスをもたらす。
【０００５】
本発明の目的は、湿潤スラッジが、連続的に比較的大量の乾燥スラッジと混合されて、最適に乾燥可能な混合物を形成するスラッジ空洞全体で均一なスラッジの特性を維持する間、循環閉鎖的ループ連続プロセスにおいて廃棄物を乾燥させるための方法および装置を提供することにある。ここで、廃棄物の塊は、廃棄物の表面積の多くが空気と接することができるようにして熱風および乾燥空気にさらされる。いずれの大きな表面積を有する乾燥塊と湿潤塊との混合物が、乾燥プロセスを向上させ、経済的効率を向上させる。
【０００６】
プロセスから発生する乾燥廃棄物は、容易にごみ処理に利用可能であろう。乾燥廃棄物は、より多くの環境的および経済的利点を有する。すなわち、ａ］農業の分野に広まる間に、土壌および水の汚染を減少させ、肥料としてその栄養価を増加させるであろう。ｂ］エネルギー源として廃棄物が使用される場合、より少ないごみ処理コストでエネルギー生成プロセスにおける加熱をより少なく済ませられるであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、スラッジ空洞全体で均一なスラッジの特性を維持する間、循環閉鎖的ループ連続プロセスにおいて廃棄物を乾燥させるための方法を提供する。湿潤スラッジが、乾燥スラッジ表面上に均等に拡散され、その結果サイズが減少し、比較的大量の乾燥スラッジと混合される。この結果得られる、サイズが小さく表面の大きな乾燥塊と湿潤塊との混合物は、最適に乾燥可能である。ここで、廃棄物の塊は、廃棄物の表面積の多くが空気と接することができるようにして熱風および乾燥空気にさらされる。大きな表面積を有する乾燥塊と湿潤塊との混合物は、乾燥プロセスを向上させ、経済的効率を向上させ、塊が小型化および混合を受け、そのため、熱風／乾燥空気および廃棄物間での水蒸気移行率の最大化を可能にする。
【０００８】
処理対象の廃棄物は、下水処理施設、都市廃棄物［ＭＳＷ］、産業廃棄物、あらゆる種類の危険な廃棄物、および家畜の生産施設からの肥料によるスラッジであり得る。本プロセスは、湿潤スラッジをスラッジ拡散器に供給することから開始する。拡散器に向かう途中で、スラッジが加熱および加圧される。拡散器／供給器は、乾燥スラッジの乾燥層上に均等に拡がって、表面積が最大となる、湿潤または部分的に乾燥した廃棄物の塊の連続的な流れを有するチャンバ空洞を供給する。拡散器／供給器における事前の水抽出プロセスが、加圧された廃棄物の加熱により行われ、周囲気圧に拡散される間、フラッシングのような素早い乾燥および湿潤スラッジの顆粒化を引き起こす。乾燥スラッジを供給する流量は、空洞でのスラッジの体積を一定に維持するよう設計され、そのため、この値は常に湿潤スラッジの実際の割合と等しくなる。供給容量は、スラッジの供給の状況およびスラッジの排出の要求に応じて、操作者により設定される。
【０００９】
小型化及び混合の機構は、将来的な廃棄の有無に関わらず、湿潤塊を、既に乾燥している廃棄物の塊と混合し、大きすぎる塊のサイズを減少させて乾燥空気にさらされる表面積を最大化し、乾燥した均一の混合物を容易に生成する。
【００１０】
乾燥空気は、乾燥のプロセスにおけるさらなる増進に必要とされる場合だけでなく、スラッジ層の上部でおよび任意のその他の方向から供給できる。乾燥された後、廃棄物は、輸送装置へ、または、エネルギー発生装置へ、乾燥廃棄物をエネルギー源として使用するため、回収および運搬される。
【００１１】
本発明による連続的な廃棄物の流れは、フロアの上部の少なくとも１つの塊拡散器／供給器により実施される。
【００１２】
連続的な塊拡散器／供給器は、小さな大きい表面の塊を提供する、顆粒化フラッシュ拡散器の端にある高圧廃棄物ポンプおよび高温加熱パイプである。集中的に排水が起こる現象は、拡散器の排水において蒸気のフラッシングにより生じる。
【００１３】
別の実施形態において、連続的な塊供給器は、円柱もしくは円錐の、貫通した同様の形状のハウジングの内側にあり、それらを個々の塊に切り込ませて穴の外側で廃棄物を形成する、スクリューコンベヤーである。
【００１４】
別の実施形態では、乾燥用空気は、高流量でスラッジに接触して循環し、加熱区間に戻る。
【００１５】
別の実施形態では、乾燥用空気は、拡散器／供給器の加熱による余熱により加熱される。
【００１６】
別の実施形態では、乾燥用空気が、スラッジ層の側面および／または底部に設置されたノズルを介して、乾燥率のさらなる向上のため、吹き付けられる。
【００１７】
別の実施形態では、排気流量が、所望の水分含有量に応じて、最適な乾燥を提供するために計算されたように、調節される。
【００１８】
別の実施形態では、排気フードが、拡散器／供給器からもたらされる押し流す蒸気の上部に設置され、排気量を低減させる。
【００１９】
別の実施形態では、少なくとも１組の小型化および混合機構が、回転ブレードに基づき、異なる深さで塊を混合する間廃棄物の静止層を介して前方に作動する。
【００２０】
別の実施形態では、残りの乾燥廃棄物は、スクリューコンベヤーによって支持される少なくとも１つの上部のスクレーパーにより、空洞の外側で外部に排出される。
【００２１】
別の実施形態では、乾燥廃棄物は、スクリューコンベヤーを有さない少なくとも１つの上部のスクレーパーにより、チャンバから回収される。
【００２２】
別の実施形態では、空洞の底部が環状に循環する態様で回転する。供給装置の間、廃棄物の塊を有し、小型化および混合機構および排出装置は静止している。
【００２３】
別の実施形態では、回転する空洞の底部はコンベヤー部分で構成される。
【００２４】
別の実施形態では、廃棄物の連続的な循環の乾燥は、供給装置の間、増減のない底部により実施され、小型化および混合機構および排出装置は回転している。
【００２５】
本発明による乾燥プロセスは、廃棄物および空気の温度などの様々な数値を測定するためのセンサーを使用して、コンピューター制御システムにより制御される。遠隔コンピューターは、分析および計算用のプロセス化されたデータを回収する。
【００２６】
本発明を理解するため、および、本発明が実際にどのように実行され得るかを示すため、ここでは実施形態が、非限定的な例としてのみ、添付の図面を参照して示される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】断熱乾燥チャンバ全体の断面図である。
【図２】同心円筒乾燥チャンバ全体の上面図である。
【図３】加熱チャンバおよび顆粒化フラッシュ拡散器／供給器を含む加熱方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下の非限定的な図面を参照することにより本発明を説明する。図１に、「円筒内の円筒型」断熱乾燥チャンバの断面図が記載される。湿潤スラッジが、高圧でパイプ１３に導入され、その後燃焼チャンバ３に続く。湿潤スラッジが、直火バーナー９を介し、フィン２の補助とともに加熱される。高圧および高温のスラッジが、燃焼チャンバを出てフラッシング拡散器１１へと向かう。蒸気がスラッジから周囲気圧にフラッシングされる。フラッシュ蒸気２３は、フード１０を介してチャンバから吸い出される。拡散スラッジは、乾燥スラッジ層１４の上部の、回転２２環状空洞の底部７上に落下する。回転中に、スラッジが、外部にモーターを有するいくつかの吹き付けユニット４で生成された加熱１５エアジェットにさらされる。吹き付け部１６に入る空気は、燃焼チャンバ３の外側を通過する間に、そこで発生した過剰な熱を利用し、燃焼チャンバ１７を出て行く燃焼ガスを用いて加熱される。スラッジを出て行く乾燥用空気１８は、燃焼チャンバに戻って循環される。過剰な空気がフード１０を介してチャンバを出て行くが、これは、乾燥のコストを最適化するために調節される。空洞７の回転により、スラッジが、新たに導入されたスラッジの最上部層を破壊し、底部の空洞のスラッジを上部の空洞のスラッジと混合しそれをその後廃棄させる役割を果たすミキサーカッター８に運ばれ、均一なスラッジの断面が生成される。以下の混合では、排出機構５が、スラッジ層の上部、すなわち、乾燥スラッジを掻き出し、空洞のスラッジ量を一定に保つ。操作者用ハッチおよび穴の開いた観察部６が、制御ユニット１２の助けを借りて、監視するために使用される。
【００２９】
図２に、同心円筒乾燥チャンバの上面図が記載され、パイプ１３において取り込んだスラッジが、拡散器１１、バーナーチャンバ３、回転２２を通過し、ミキサー８において混合され、排出部５で排出される。空気乾燥用ノズル４は、空洞の循環に沿って設置される。
【００３０】
図３に、加熱チャンバおよび顆粒化フラッシュ拡散器／供給器を含む加熱方法の部分的斜視図が記載される。湿潤スラッジは、高圧でパイプ１３に導入される。制御バルブ２１は、脈動型操作のため、フローの検証のため、および洗浄のために使用される。スラッジパイプは、燃焼チャンバ３に入り、バーナー９により生成される直火を介して加熱される。フィン２は、加熱を高める。拡散器ノズル１１は、スラッジ管において背圧を維持し、拡散点まで、拡散器の背圧および動的特性が、レギュレータ２０を介してチャンバ１の外で調節される。検出器１９は、拡散器の実際の動作を検出する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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