(57)【要約】      （修正有）【課題】高速発酵乾燥装置を提供する。【解決手段】処理槽０８と、液状廃棄物貯留槽０４と、液状廃棄物を投入する投入部と、被処理物を攪拌する攪拌器と、処理槽で発生する悪臭を含む飽和水蒸気を過熱蒸気として排出するために熱交換器、ヒータ及び触媒反応器が内蔵されたエネルギーリサイクル反応手段０６と、処理槽を加熱するヒータ及び熱交換部３６と、エネルギーリサイクル反応手段から排出される過熱蒸気を処理槽の熱交換部に供給する送風器１５と、熱交換部に流入した過熱蒸気を凝縮水として外部に放出するために熱交換コイルが内蔵された汽水分離器１４と、処理槽の給気口に一端が接続され、他端が液状廃棄物貯留槽に接続されている給気ダクト４４と、二つの熱交換コイルに接続され、途中に循環ポンプ１９が介在されている配管１８とを備える装置を用いることにより、高速で液状廃棄物の発酵乾燥を行うことを可能とする。【選択図】図６
2008284544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
前記本体内に区画して形成された二重ジャケットタイプの処理槽と、
外部と通気されている液状廃棄物貯留槽と、
前記液状廃棄物貯留槽に保存された液状廃棄物を前記処理槽に投入する投入部と、
前記処理槽内の被処理物を攪拌する攪拌器と、
前記処理槽で発生する悪臭を含む飽和水蒸気を供給されて過熱蒸気として排出するために、互いに直列に連結された複数個の熱交換器、少なくとも一つのヒータ及び少なくとも一つの触媒反応器が内蔵されているエネルギーリサイクル反応手段と、
前記処理槽の二重ジャケットに備えられて、前記処理槽を加熱するヒータ及び熱交換部と、
前記エネルギーリサイクル反応手段から排出される過熱蒸気を前記処理槽の熱交換部に供給する送風器と、
前記熱交換部に流入された過熱蒸気を流入して凝縮水として外部に放出するために、熱交換コイルが内蔵されている汽水分離器と、
前記処理槽の内部での被処理物に対する好気性発酵のための給気、及び触媒反応器での飽和水蒸気の低温燃焼のための給気に助けになるように、途中で空気予熱器が介在されている状態で前記処理槽の給気口に一端が接続されており、他端が液状廃棄物貯留槽に接続されている給気ダクトと、
前記汽水分離器に内蔵された熱交換コイルと前記空気予熱器に内蔵された熱交換コイルとの間の熱媒体を循環させるために、前記二つの熱交換コイルに接続されており、途中で循環ポンプが介在されている配管と、を備えることを特徴とする高速発酵乾燥装置。
【請求項２】
前記処理槽の熱交換部には、複数個の伝熱フィンが互いに離隔されて付設されていることを特徴とする請求項１に記載の高速発酵乾燥装置。
【請求項３】
前記熱交換部は、流入された過熱蒸気が往復しつつ流れるように複数個の隔壁に分けられており、前記隔壁の下部に前記過熱蒸気を誘導するチャンバーが、階段式で配列されている複数個の伝熱フィンによりＶ字状ターニングチャンバーとして形成されていることを特徴とする請求項２に記載の高速発酵乾燥装置。
【請求項４】
前記汽水分離器に流入された凝縮水は、前記汽水分離器に備えられた熱交換コイルの熱媒体を加熱するエネルギー源として作用して外部に放出され、前記凝縮水により加熱された熱媒体は、前記循環ポンプにより前記空気予熱器に備えられた熱交換コイルに流入して、前記空気予熱器内に流入される空気を予備加熱することを特徴とする請求項１に記載の高速発酵乾燥装置。
【請求項５】
前記複数個の熱交換器のそれぞれは、外部ケースに内蔵された状態で互いに直角方向を有する複数個の流路が交互に積層されている構造を有する六面体であり、
前記六面体の熱交換器のそれぞれは、４個の横方向コーナーのうち二つまたは三つの横方向コーナーが前記外部ケースにより支持されており、一つのまたは二つの横方向コーナーが隣接した熱交換器の一つのコーナーに接触しており、
前記外部ケースの一側部分は、上下端部が一側の熱交換器により分けられて吸入チャンバー及び排出チャンバーに区分されており、
前記外部ケースの他側部分には、他側の熱交換器の１次出口側にヒータが配置されており、前記他側の熱交換器の２次入口側に触媒反応器が配置されており、
前記吸入チャンバーには、前記処理槽から発生した飽和水蒸気が流入され、
前記排出チャンバーからは、過熱蒸気がエネルギーリサイクル反応手段の外部に排出されることを特徴とする請求項１に記載の高速発酵乾燥装置。
【請求項６】
前記給気ダクトの途中には、悪臭が発生する畜糞保存槽や有機性廃棄物保存ホッパーに接続されている分岐口が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の高速発酵乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性廃棄物を処理する装置に係り、特に畜産廃棄物や食べ残し及び下水スラッジなどの有機性廃棄物を高速で発酵乾燥処理して有機質堆肥の原料を生成する高速発酵乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の有機性廃棄物のうち畜産糞尿の最も一般的な処理方法である堆肥化処理施設の場合、畜産糞尿は、おがくずやもみ殻のような賦形剤と混合されて長期間野積された後、発酵室で発酵されて堆肥として生産されている。しかし、浸出水が生成されて地下水及び土壌を汚染させ、多量の悪臭を排出させるという問題をもたらす。
【０００３】
下水終末処理施設のような汚水処理設備の場合にも、畜産糞尿を処理しようとすれば、固液分離されて排出される高濃度の汚水のみを処理するのにも大規模の施設が必要であり、固液分離されたスラッジが別途に処理されなければならない。そのため、畜産廃水の完全な処理は、畜産業の生産性を直接的に決定する要因となっている。
【０００４】
また、韓国では、年間約２５０万トン委託処理された海洋投棄も２００７年１月から漸進的に中断されて、２０１２年には全面中断される予定であるので、それをさらに処理するための施設だけでなく、おがくずなど賦形剤の収給に莫大な支障が予想される。従って、賦形剤を使用せずに畜産廃棄物を高速で処理して有機質堆肥の原料に再生させることは、リサイクルの新たな概念だけでなく、環境総合管理体制にも符合される廃棄物処理対策として脚光を浴びている。
【０００５】
特に、有機性廃棄物を処理するための工程のうち水分の除去は必須であるので、高速乾燥器及び高速発酵乾燥器のような機械式処理方法の場合、水分の蒸発潜熱に該当する莫大な量の熱エネルギーを供給する方法によって、処理コストの差が大きいため、その効用性を決定する重要な要因となる。処理過程で発生する水蒸気には、多量の悪臭とガス類が含まれているので、前記水蒸気がそのまま大気中に放出される場合、深刻な環境問題を起こす。前記の水蒸気を完壁に処理するには、施設の運用上重要な関門であるので、廃棄物の処理だけでなく、悪臭及びガス類の完壁な処理方法に対する装置及び設備が開発され続けて発展されてきた。
【０００６】
また、従来の他の有機性廃棄物処理システムには、その設備及び機器の特性によって、生成された水蒸気の脱臭及び排気ガスの処理のために、頻繁に使われる方法として、吸着法、オゾン酸化法、バイオメディアを利用した生物学的処理方法、ウォーターブースを利用した洗浄式処理方法、冷却塔を利用した水冷式凝縮システム、冷凍サイクルを利用した急速冷却式処理方法、触媒酸化処理方法のような処理方法が採用されている。
【０００７】
有機性廃棄物を発酵乾燥器のような機械化設備で処理するとき、運用コストのうち最も大きい比重を占めるものは、水分の除去のための熱エネルギーコスト及び脱臭処理のための施設運用コストである。有機性廃棄物処理施設から排出される水蒸気、悪臭及びガス類の脱臭処理を行う方法のうち、維持コストを無視するならば、最も効果的な方法としては、触媒反応器を利用した低温燃焼処理方法であるといえる。
【０００８】
廃棄物の処理施設で生成される悪臭及びガス類は、一般的な状況では約９００℃ないし１１００℃で完全酸化（燃焼）されるが、前記触媒反応器による処理方法によれば、白金などでコーティングされているハニカム状の担体からなる触媒を通過するとき、相対的に非常に低い温度である約３００℃ないし３２０℃で酸化されて、ほとんど完壁に脱臭が達成される。
【０００９】
しかし、空気１ｍ３／ｍｉｎを約６５℃ないし７５℃から約３００℃に加熱するためには、（１ｍ３／ｍｉｎ×６０ｍｉｎ）×１．２４（空気の標準比重）×０．２４（空気の標準比熱）×（３００℃−６５℃）＝４，１９６Ｋｃａｌ／ｈｒの熱エネルギーの供給が必要であり、エネルギー源として電気加熱器を使用するとき、４．９ｋＷ／ｈｒ、すなわち排気ガス１ｍ３／ｍｉｎを処理して排出させるのに約５ｋＷ／ｈｒ以上の電気エネルギーが必要である。従って、白金触媒反応器を利用する場合、優れた脱臭性能に比べて高い維持コストが要求され、もし、電気加熱器の容量が不足して予熱温度が低ければ、不完全酸化により脱臭が不十分であるか、または毒性ガスが発生する。
【００１０】
したがって、白金触媒反応器を利用した悪臭及びガス類などの処理方法は、非常に優れた方法であるとしても、白金触媒担体が非常に高価であるために、高い維持コストが必要になり、有機性廃棄物処理施設の脱臭設備に適用するのには多くの難しさがあるのが実情であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、たとえ高価であるとしても高性能の脱臭効果があり、処理容量に比べて非常に小型に製作可能な白金触媒担体を備えた触媒反応器を備えるにもかかわらず、ほとんどの悪臭処理が完了した水蒸気及びガスの莫大な量の熱エネルギーを回収してそれを予熱エネルギーとして活用できるだけでなく、触媒反応器で悪臭及びガス類が低温燃焼されつつ発生する酸化反応熱までも共に最大限回収して、回収された熱を処理槽内の廃棄物に含有された水分を除去するための蒸発潜熱エネルギー及び空気予熱エネルギーとしてリサイクルできる構造のエネルギーリサイクルシステムを有機性廃棄物処理装置に適用することにある。
【発明の効果】
【００１２】
有機性廃棄物を親環境堆肥の原料に転換させるために高速で発酵乾燥させるにおいて、高速発酵乾燥装置の処理槽内で発生するガス、悪臭などの相変化性物質が含まれた飽和水蒸気を完壁に処理するために、初期に処理槽に予熱エネルギーのみを投入した後、一旦投入された熱エネルギーをリサイクルできるようにエネルギーリサイクルシステムが基本的に構成されている本実施形態によれば、相変化性物質の分解において、一般的な直接燃焼方法では、完全燃焼分解するのに約９００℃ないし１１００℃の高温環境が必要であるが、約３００℃ないし３２０℃の低い温度で少ないエネルギーのみでもほとんど酸化させることができる。また、この時に発生する二酸化炭素は、化石燃料を燃焼させて生成されるものではなく、発酵乾燥過程で生成されるバイオガスであるため、炭素中立的であり、触媒反応器で発生する酸化反応熱まで回収してリサイクルできるので、低コストの有機性廃棄物資源化システムを構築することが可能になる。
【００１３】
本発明の他の効果は、液状廃棄物貯留槽以外に、悪臭が多く発生する畜糞保存槽や有機性廃棄物保存ホッパーの上部に給気ダクトの分岐口を接触させることも可能であるので、周辺の悪臭を別途に除去できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、有機性廃棄物処理装置に適用された高速発酵乾燥装置の一実施形態を詳細に説明する。
図１に示したように、本実施形態の高速発酵乾燥装置は、本体０１、液状廃棄物投入用ポンプ０３、スラッジ状態の廃棄物投入用スクリューコンベヤー０２、処理副産物を排出するための排出用スクリューコンベヤー０５、自動制御パネル１０及び液状廃棄物貯留槽０４を備えている。
【００１５】
図２ないし図５に示したように、前記高速発酵乾燥装置は、前記本体０１の上部にエネルギーリサイクル反応手段０６を備えている。前記本体０１には、外部ケース５１により外枠が形成され、前記外部ケース５１の内部には、二重ジャケット２０が備えられたツイン構造の処理槽０８が区画して形成され、前記処理槽０８内には、前記処理槽０８内の被処理物（液状廃棄物及び固状廃棄物）を攪拌するためのリボンタイプの攪拌器１３が回転自在に装着されている。
【００１６】
また、前記攪拌器１３は、減速器０７、チェーン及びスプロケット５０、攪拌器の軸５２などの駆動手段により駆動される。また、前記高速発酵乾燥装置は、前記処理槽０８で発生する悪臭を含む水蒸気を前記エネルギーリサイクル反応手段０６に供給する高圧送風器０９、前記エネルギーリサイクル反応手段０６から排出される過熱蒸気を処理槽０８のジャケット２０に供給する高圧送風器１５、前記処理槽０８の両端にそれぞれ配置された汽水分離器１４と空気予熱器１２、及び前記処理槽０８の内部を点検するための点検口８１を備えている。
【００１７】
また、前記処理槽０８の内部で発酵乾燥された処理副産物を排出するための排出コンベヤー０５が、前記処理槽０８の内部から本体０１の外部に伸びて配置されている。
また、前記エネルギーリサイクル反応手段０６内には、図６に示したように、熱交換器２３ないし２７、ヒータ２９及び触媒反応器３０が内蔵されている。本実施形態では、前記エネルギーリサイクル反応手段０６の前記ヒータと触媒反応器とがそれぞれ一つのみ存在すると説明されているが、その数は、設計仕様によって複数個となり得る。
【００１８】
図６には、液状廃棄物貯留槽０４、処理槽０８、汽水分離器１４及び空気予熱器１２間の接続状態、前記処理槽０８及び前記貯留槽０４で発生する悪臭を含む水蒸気の段階別処理状態、及びエネルギーリサイクル作用状態を表す系統図が示されている。
【００１９】
前記汽水分離器１４の内部には、熱交換コイル１６が内蔵されて、不凍液と蒸溜水とを混合した熱媒体が循環されるように構成されている。前記空気予熱器１２の内部には、熱交換コイル１７が内蔵されて、前記熱媒体が循環されるように構成されている。
【００２０】
前記汽水分離器１４の温水加熱用の熱交換コイル１６及び前記空気予熱器１２の給気予熱用の熱交換コイル１７は、途中に循環ポンプ１９が介在された配管１８により接続されている。従って、熱媒体が循環されつつ、汽水分離器１４で加熱された熱媒体を利用して、空気予熱器１２を通過する給気が予熱される。
【００２１】
前記処理槽０８は、最適の処理環境で維持されるために、前記処理槽０８の被処理物である廃棄物が常に適正レベルを維持できるように、電極式関数率センサー（図示せず）を利用して、上位レベルセンサー５３の感知により排出コンベヤー０５が自動的に作動して前記処理槽０８の被処理物が排出され、下位レベルセンサー５４の感知により排出コンベヤー０５が自動的に止まるように構成されている。
【００２２】
前記処理槽０８内への投入が、例えば毎時間１日適正処理量の１／２４分量のみ自動投入するように設定すれば、前記処理槽０８の被処理物の関数率及び環境がほぼ一定な状態に維持される。
【００２３】
前記処理槽０８の下面に装着されたヒータ３７により一定温度（例えば、６５℃ないし７５℃）まで処理槽０８が加熱された状態で、本実施形態の高速発酵乾燥装置が正常的に稼動されて一定時間が経れば、前記処理槽０８の内部温度及び被処理物の温度は上昇する。
【００２４】
このとき、水蒸気含有ガス２１は、前記処理槽０８内で発生し、前記水蒸気含有ガス２１と前記処理槽０８で生成された悪臭を含有した飽和水蒸気３１とは、高圧送風器０９により、前記処理槽０８と流通された上部排気チャンバー５６を経由して、前記エネルギーリサイクル反応手段０６の吸入チャンバー２２を通じて熱交換器２３ないし２７に流入される。
【００２５】
前記飽和水蒸気３１は、直列に配置されている複数個の熱交換器２３ないし２７を通過し、これにより、最後の熱交換器２７の出口４９で約２７０℃ないし２８０℃となるまで段階的に加熱される。この時の加熱エネルギーは、触媒反応器３０の出口から排出された過熱蒸気２８が担当するので、別途の加熱エネルギーが不要になる。
【００２６】
前記最後の熱交換器２７の出口４９から排出された飽和水蒸気は、電気加熱ヒータ２９を通過して約２０℃ないし４０℃だけ追加加熱されて約３００℃ないし３２０℃に加熱された後、触媒反応器３０に供給される。
【００２７】
前記触媒反応器３０は、白金系あるいはパラジウム系のハニカム触媒で構成されており、約３００℃ないし３２０℃に加熱された前記触媒反応器３０の入口側ガス３４中に含有されたガス、悪臭などの相変化性物質は、触媒反応器３０を通過しつつほとんど酸化されて、炭酸ガスと水蒸気とに転換されつつ酸化反応熱を発生させる。
【００２８】
結局、前記入口側ガス３４は、前記触媒反応器３０を通過して約３２０℃の過熱蒸気２８に加熱される。
前記触媒反応器３０で酸化反応熱により約３２０℃に加熱された過熱蒸気２８は、莫大な量の熱エネルギーを含んでおり、前記エネルギーリサイクル反応手段０６の熱交換器２３ないし２７を逆に通過しつつ、前記処理槽０８から流入される飽和水蒸気３１と対向流形態に流れて、過熱蒸気２８の熱エネルギーが約６５℃ないし７５℃であった飽和水蒸気３１を約２７０℃ないし２８０℃に加熱する。過熱蒸気２８の残りの熱エネルギーは、約１２０℃ないし１３０℃の過熱蒸気状態となって、前記エネルギーリサイクル反応手段０６に備えられた排出チャンバー３２に流入され、前記排出チャンバー３２に流通している高圧送風器１５により、ツイン構造で構成された処理槽０８の二重ジャケット２０に供給されて、前記処理槽０８内の水分の蒸発潜熱に必要な熱エネルギー源として作用しつつ凝縮されて、前記汽水分離器１４に排出される。
【００２９】
前記汽水分離器１４に流入された凝縮水は、前記汽水分離器１４に備えられた熱交換コイル１６の熱媒体を加熱するエネルギー源として作用して外部に放出される。前記凝縮水により加熱された熱媒体は、循環ポンプ１９により空気予熱器１２に備えられた熱交換コイル１７に流入して、空気予熱器１２内に流入される空気［液状廃棄物貯留槽０４から流入される上端部空気４５］を予備加熱する。
【００３０】
本実施形態の各構成についてさらに詳細に説明すれば、次の通りである。
前記エネルギーリサイクル反応手段０６は、本体０１の上部に箱形に設置される構造であって、エネルギーリサイクルシステムを構成するように外部ケース３３により外枠が形成され、この外部ケース３３の内部には、複数個の熱交換器２３ないし２７、電気加熱ヒータ２９及び白金触媒反応器３０が直列に配置されている。
【００３１】
前記熱交換器２３ないし２７それぞれは、図６及び図８に示したように、互いに直角方向を有する複数個の流路構成体が交互に積層されている構造を有する六面体である。このような六面体の熱交換器２３ないし２７それぞれは、４個の横方向コーナーのうち二つまたは三つの横方向コーナーが前記外部ケース３３により支持されており、一つまたは二つの横方向コーナーが隣接した熱交換器の一つのコーナーに接触している。
【００３２】
前記外部ケース３３の一側部分は、上下端部が前記熱交換器２３により分けられて、吸入チャンバー２２及び排出チャンバー３２に区分されている。そして、前記外部ケース３３の他側部分で、前記熱交換器２７の１次出口４９側にヒータ２９が配置されており、前記熱交換器２７の２次入口４８側に触媒反応器３０が配置されている。
【００３３】
前記吸入チャンバー２２は、前記処理槽０８から発生して高圧送風器０９により供給される飽和水蒸気３１が円滑に流入される構造であり、前記排出チャンバー３２は、約１２０℃ないし１３０℃の過熱蒸気が前記外部ケース３３から円滑に排出される構造である。
【００３４】
前記吸入及び排出チャンバー２２，３２の反対側である後端には、電気加熱ヒータ２９及び白金系あるいはパラジウム系の触媒で構成されている触媒反応器３０が設けられている。
【００３５】
触媒燃焼の原理は、廃棄物の発酵乾燥過程で発生する悪臭及びガスのような相変化性物質の分解において、一般的な直燃方式によれば、完全燃焼分解するのに約９００℃ないし１１００℃の高温環境を必要とするのに対し、触媒環境の低温燃焼方式によれば、約３００℃ないし３２０℃の低い温度でほとんど酸化されて二酸化炭素と水蒸気とに分解される。従って、低い運転温度による設備の耐久性の向上及び燃焼反応熱を回収してリサイクルしやすく、燃料を画期的に低減できる燃焼処理方法である。また、触媒の役割は、ガス、悪臭などの相変化性物質を悪臭が発生しない他の成分に変換させ、かつ燃焼及び分解を低温でも可能にする作用を促進させるものである。
【００３６】
触媒としては、一般的に白金系あるいはパラジウム系の触媒が広く使われ、白金のような触媒物質を幾何学的に表面積の大きい担持体にコーティングして使われる。担持体としては、比表面積の大きいガンマ型アルミナをハニカム型、ペレット型、網目構造型などの形状に成形して使われる。本発明では、通気性が良く、処理ガス量が多く、性能が優れたハニカム状の四角ハニカム型触媒を複数段に組み立てた触媒反応器あるいはペレット型触媒がユニット化して使われる。
【００３７】
初期予熱時に必要な熱エネルギーの供給、及び約２７０℃ないし２８０℃に予熱された相変化性ガスを約２０℃ないし４０℃追加加熱して燃焼効率を向上させる目的で設置される電気加熱ヒータ２９は、熱交換器２７の後端であり、かつ触媒反応器３０の入口である側に設置され、適正容量のフィンコイルタイプ電気ヒータが組み立てられた一般的な構造であるが、使用温度が約３００℃ないし３２０℃として比較的高い温度であるので、耐熱、耐食性材質が使われることが望ましい。
【００３８】
本実施形態の技術的特徴は、高速発酵乾燥装置の処理槽０８で絶えずに発生する約６５℃ないし７５℃の水蒸気、ガス、悪臭などの相変化性物質を、触媒反応器を利用して触媒環境で低温燃焼処理して酸化分解させる際において、触媒反応器３０を基準として入口側ガス３４の温度を適正温度である約３００℃ないし３２０℃に加熱させるための熱エネルギーのほとんどを、外部の熱エネルギーの供給なしに触媒反応器３０の出口側の過熱蒸気２８が含んでいる莫大な量の廃熱を回収して使用することである。
【００３９】
また、前記エネルギーリサイクル反応手段０６の入口側チャンバー２２で６５℃ないし７５℃であった飽和水蒸気３１が、前記複数個の熱交換器２３ないし２７を通じてエネルギーリサイクル反応手段０６の出口側チャンバー３２に移動すれば、触媒反応器３０でガス、悪臭などの相変化性物質が低温燃焼される過程で発生する酸化反応熱と電気加熱ヒータ２９の追加予熱エネルギーとにより、約１２０℃ないし１３０℃に昇温される。そして、昇温された飽和水蒸気３１は、前記出口側チャンバー３２から排出されて、前記処理槽０８のジャケット２０に流入し、前記処理槽０８の内部の被処理物が含有する水分を蒸発させるための潜熱として再び活用される。
【００４０】
前記処理槽０８の外壁は、二重ジャケット２０から形成されている。二重ジャケット２０は、廃熱エネルギーを利用した加熱部である熱交換部３６と、初期予熱及び補助加熱の目的の加熱部として熱媒体加熱部であるヒータ３７とに分けられている。
【００４１】
前記二重ジャケット２０の吸気口５８を通じて供給される前記エネルギーリサイクル反応手段０６の約１２０℃ないし１３０℃の過熱蒸気３５の有する熱エネルギーが、二重ジャケット２０の内筒３９を通じて内部の被処理物に必要な熱エネルギーを供給する。
【００４２】
このとき、前記処理槽０８の被処理物は、関数率の高いスラッジ状態である一方、二重ジャケット２０の内部のエネルギー源は、気体状態であるため、熱伝達効率において、前記処理槽０８の内筒３９の内側の被処理物が接触する面に比べて、処理槽の内筒３９の外側である二重ジャケット２０の内側面が顕著に低いので、熱伝達効率が相対的に低い部分であるエネルギーリサイクル熱交換部３６は、熱交換効率を向上させるための方法として伝熱面積を大きくする必要がある。
【００４３】
このための方案として、本実施形態の処理槽０８は、前記処理槽０８の内筒３９の外側面である二重ジャケット２０側にステンレス薄板で製作した伝熱フィン３８が約３ないし１０ｍｍのピッチで付着されて伝熱面積を極大化させる構造で構成されており、熱媒体加熱部であるヒータ３７の内部に熱媒体オイルが満たされて、このオイルにより１２０℃ないし１３０℃を維持するように自動制御されている。前記高温の熱媒体であるオイルは、温度及び比重により自然循環されて前記処理槽０８の内部に熱エネルギーを供給する。
【００４４】
前記熱交換部３６が、図７に詳細に示したように、過熱蒸気３５が往復しつつ流れるように複数個の隔壁４０に分けられており、前記隔壁４０の下部にガスを転換誘導するチャンバー４１が階段式で配列されている伝熱フィン３８によりＶ字状ターニングチャンバーとして形成されている。従って、前記複数個の伝熱フィン３８により区画して形成された通路を循環するガスの流れが円滑に流通する。
【００４５】
前記循環するガスが段階別に往復して流れつつ、前記処理槽０８の内部に必要な熱エネルギーを供給して熱交換されて順次に冷却されて凝縮水の状態で、前記熱交換部３６の底側に配置された排気口６３を通じて排出される。
【００４６】
次いで、前記処理槽０８の熱交換部３６の排気口６３を通じて排出されるガス４２は、汽水分離器１４を通じて放出される。前記汽水分離器１４の内部には、熱媒体加熱用の熱交換コイル１６が、空気予熱器１２の内部には、給気予熱用の熱交換コイル１７がそれぞれ内蔵されている。前記二つの熱交換コイル１６，１７は、配管１８で連結され、その内部は、不凍液と蒸溜水とが適当に混合された熱媒体が循環ポンプ１９を通じて循環されつつ、前記汽水分離器１４を通過する排気ガス４２の熱エネルギーを回収して前記空気予熱器１２に供給する構造になっている。
【００４７】
前記処理槽０８の内部での被処理物に対する好気性発酵のための給気、及び触媒反応器３０での飽和水蒸気の低温燃焼のための給気に助けになるように、外気を前記処理槽１８内に供給しなければならないが、このために、悪臭が多く発生する液状廃棄物貯留槽０４の上端部は、前記処理槽０８に備えられた給気口６６に一端が接続されており、途中で空気予熱器１２が介在されている給気ダクト４４の他端に接続されている。
【００４８】
そして、前記液状廃棄物貯留槽０４は、外気４６が流入される通気口７０を備えるので、前記液状廃棄物貯留槽０４の上端部の空気４５が給気として使われる。
前記処理槽０８からエネルギーリサイクル反応手段０６の吸入チャンバー２２を通じて流入される飽和水蒸気３１は、本実施形態の高速発酵乾燥装置の処理槽０８により約６５ないし７５℃が維持されるように設定されている。
【００４９】
前記吸入チャンバー２２に流入される飽和水蒸気３１は、高温側入口である触媒反応器の出口の過熱蒸気２８が約３２０℃である場合、低温側の飽和水蒸気３１は、熱交換器２３，２４，２５，２６，２７を通過する度に１１０℃ないし１２０℃⇒１５０℃ないし１６０℃⇒１９０℃ないし２００℃⇒２３０℃ないし２４０℃⇒２７０℃ないし２８０℃に順次加熱され、高温側の過熱蒸気２８は、熱交換器２７，２６，２５，２４，２３を通過する度に２８０℃ないし２９０℃⇒２４０℃ないし２５０℃⇒２００℃ないし２１０℃⇒１６０℃ないし１７０℃⇒１２０℃ないし１３０℃に順次冷却される。
【００５０】
本発明は、特定の実施形態と関連して図示及び説明されたが、特許請求の範囲により表れた発明の思想及び範疇から逸脱しない限度内で多様な改造及び変化が可能であるというのは、当業者には自明なものである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明による有機性廃棄物処理装置の基本設備の構成図である。
【図２】本発明による有機性廃棄物処理装置の本体に対する正面図である。
【図３】図２の本体に対する平面図である。
【図４】図２の本体に対する左側面図である。
【図５】図２の本体に対する右側面図である。
【図６】本発明による高速発酵乾燥装置に対する概念図である。
【図７】図６の処理槽のジャケットに備えられた伝熱フィンの配列状態を示す詳細図である。
【図８】熱交換器に対する拡大図である。
【符号の説明】
【００５２】
０１…本体、０２…廃棄物投入用スクリューコンベヤー、０３…液状廃棄物投入用ポンプ、０４…液状廃棄物貯留槽、０５…排出用スクリューコンベヤー、０６…エネルギーリサイクル反応手段、０８…処理槽、１０…自動制御パネル、１３…攪拌器、１４…汽水分離器、１５…高圧送風器、１６…熱交換コイル、１８…配管、１９…循環ポンプ、２０…二重ジャケット、２３−２７…熱交換器、２９…ヒータ、３０…触媒反応器、３６…熱交換部、３７…ヒータ、４４…給気ダクト、６６…給気口。
【図８】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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