(57)【要約】【課題】水熱反応処理を利用した有機性廃棄物処理装置の小型化および省エネルギー化を図る。【解決手段】有機性廃棄物を含む被処理流体１を流す流体通路２と、通路内に設けた発熱体３と、通路の外周囲に設けたコイル４と、コイル４に接続して発熱体３を発熱させる電流発生器５を有し、発熱体３は金属板を積層して構成したもので、金属板間に生じる規則的な流路を通過させて流体を均一に拡散・混合させるとともに、電磁誘導加熱により発熱体３を発熱させ被処理流体１の水熱反応処理を行うようにしたものである。【選択図】  図１
2004283705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物を含む被処理流体を流す通路と、前記通路内に設けた発熱体と、前記通路の外周囲に設けたコイルと、前記コイルに接続して前記発熱体を発熱させる電流発生器を有し、前記発熱体は金属板を積層して構成することを特徴とする有機性廃棄物処理装置。
【請求項２】
前記金属板の表面上に突起を施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】
前記金属板の表面上に孔を施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４】
前記通路への前記被処理流体の流れる方向を所定時間ごとに切り替えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機性廃棄物処理装置。
【請求項５】
有機性廃棄物を含む被処理流体を流す通路中に金属板を積層して規則的な流路を形成し、前記金属板を発熱させ、前記有機性廃棄物を含んだ前記被処理流体を前記通路中に流して、前記金属板によって前記被処理流体を均一に拡散・混合かつ均一に加熱することを特徴とする有機性廃棄物処理方法。
【請求項６】
前記通路への前記被処理流体の流れる方向を所定時間ごとに切り替えることを特徴とする請求項５に記載の有機性廃棄物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水熱反応を利用した有機性廃棄物処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、汚泥、生ゴミ等の有機性廃棄物は、焼却、埋め立て等の方法で処理されていたが、近年、水熱反応を用いた処理方法の提案がなされている。例えば、特開２０００−２１８２９５号公報や特開２００１−１４５８６０号公報では汚泥および生ゴミの水熱処理方法が提案されている。
【０００３】
また、特開平０９−０９４４５６号公報では安定した水熱反応処理を行うためには被処理物と水とを均一に混合する必要があり、流体通路を湾曲状管で構成し、乱流を起こし混合することが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２１８２９５号公報（第３頁〜第６頁、第２図）
【特許文献２】
特開２００１−１４５８６０号公報（第２頁〜第３頁、第１図、第４図）
【特許文献３】
特開平０９−０９４４５６号公報（第４頁〜第１１頁、第３図、第１５図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、水熱反応処理を行うためには被処理物を加熱するのに多大なエネルギーを必要とする。特開２０００−２１８２９５公報では流体通路内に被処理物を導入し、ヒーター等で流体通路外壁部から被処理物を加熱する方法を、特開平０９−０９４４５６号公報では電磁誘導により流体通路外壁部自体を発熱させて被処理物を加熱する方法をとっているが、これらの方法では流体通路の径を大きくした場合に体積と共に熱容量が大になり、効率的かつ均一な加熱および温度の維持が困難となる。さらに、場合によっては流体通路内壁に焦げ付きが生じる。
【０００６】
また、安定した水熱反応処理を行うためには被処理物と水とを均一に混合する必要がある。特開平０９−０９４４５６公報ではこの問題点を解決するために流体通路を湾曲状管で構成し、乱流を起こし混合することが提案されているが、装置が大きくなるという問題点がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、水熱反応を効率よく行うことにより、装置の小型化および省エネルギー化を図ることができる有機性廃棄物の水熱反応装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、有機性廃棄物を含む被処理流体を流す通路と、前記通路内に設けた発熱体と、前記通路の外周囲に設けたコイルと、前記コイルに接続して前記発熱体を発熱させる電流発生器を有し、前記発熱体は金属板を積層して構成することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、流体通路の外周囲に設けたコイルに電流を流し、積層した金属板を電磁誘導により発熱させることにより、伝熱面積を大きく取れるので効率のよい加熱が行える。また、加熱表面の温度を低く抑えることができるので流体通路内壁での焦げ付きがない。
【００１０】
請求項２、３記載の発明は、前記金属板の表面上に突起、孔を施すことを特徴とする。この構成によれば、積層した金属板を被処理流体が通過する際に均一に拡散・混合される効果が得られる。
【００１１】
請求項４の発明は、前記通路への前記被処理流体の流れる方向を所定時間ごとに切り替えることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、流体通路への被処理流体の流れ方向を交互に切り替えることにより、被処理流体に含まれる固形物が積層した金属板内に閉塞することを防ぐことができる。
【００１３】
請求項５記載の発明は、通路中に金属板を積層して規則的な流路を形成し、前記金属板を発熱させ、前記有機性廃棄物を含んだ前記被処理流体を前記通路中に流して、前記金属板によって前記被処理流体を均一に拡散・混合かつ均一に加熱することを特徴とする。
【００１４】
この方法によれば、前記被処理流体を均一に拡散・混合かつ均一に加熱することにより、効率のよい有機性廃棄物の水熱反応処理を行うことができる。
【００１５】
請求項６記載の発明は、前記通路への前記被処理流体の流れる方向を所定時間ごとに切り替えることを特徴とする。
【００１６】
この方法によれば、流体通路への被処理流体の流れ方向を交互に切り替えることにより、被処理流体に含まれる固形物が積層した金属板内に閉塞することを防ぎながら効率のよい有機性廃棄物の水熱反応処理を行うことができる。
【００１７】
【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。図１は、本発明の一実施の形態に係る有機性廃棄物処理装置の構成図である。
【００１８】
図１において、有機性廃棄物を含む被処理流体１は流体通路２へ送られる。流体通路２内には金属製の発熱体３が充填されており、また、流体通路２の周囲にはコイル４が設けられている。
【００１９】
ここで、流体通路２の形状は図１では円柱状であるが、特に限定するものではなく、多角柱状等でもよい。また、材質は耐腐食性、耐熱性、耐圧性を有し、かつ、非磁性体のものであり、例えば、セラミック等が好ましい。
【００２０】
発熱体３は厚さ１ｍｍ未満の導電性の金属板、例えば、ステンレススチール板を積層した積層体である。
【００２１】
ここで、コイル４に対し電流発生器５より電流を流すと、電磁誘導により渦電流が発熱体３全域にわたって生じ、発熱体３は発熱する。
なお、コイル４は図１では流体通路２の外周に巻回されているが、流体通路２の外壁内に巻回して埋設してもよい。
【００２２】
図２は本実施の形態の発熱体３の断面を示したものである。発熱体３は図２のように、ジグザグの山型に折り曲げられた金属板６と平板状の金属板７とを交互に積層し、全体として円柱状に形成したものである。
尚、発熱体３の形状は特に限定するものでなく、山型に折り曲げられた金属板のみを積層したもの、波状の金属板を積層したものや凸凹上の金属板を積層したもの、また、これらと平板状の金属板を交互に積層したもの等でもよく、これらを多角柱状等に形成してもよい。
【００２３】
また、発熱体３に金属板を積層した物ではなく、例えば、ハニカム状に成型した金属を使用することもできる。
しかしながら、生ごみ等の固形物を流した場合、発熱体３内に固形物の閉塞を生じることがあるので、装置のメンテナンス性を考慮すれば、分解・清掃することのできる金属板の積層体を用いることが好ましい。
積層された金属板間には多数の規則的な流路８が形成されるので、発熱体３内を被処理流体１が通過する際は、流路８内を薄膜状になって通過する。
そのため、被処理流体１は瞬時に均一に加熱される。
【００２４】
本発明による加熱方法の場合、流体通路２の外壁から加熱する場合と比べ、伝熱面積を大きく取ることができる。すなわち、装置を小型化することができ、かつ、加熱速度が速いため省エネルギー効果も得られる。
また、加熱の際に表面温度を低く押さえることができるため、流体通路２内壁の焦げ付きを押さえる効果もある。
【００２５】
更に、金属板表面のところどころに突起または孔を設けた場合、被処理流体１の流れに乱流を起こすことができ、被処理流体１の拡散・混合効果が得られる。これにより、有機性廃棄物の水熱反応処理を安定して行うことができる。
【００２６】
以上のように、本実施の形態は、流体通路２内の温度、圧力、滞留時間を任意に設定して運転することにより、十分に均一な拡散・混合効果かつ均一な加熱効果を得ながら被処理流体１の水熱反応処理を行うことができる。
例えば、被処理流体１が有機性汚泥の場合、流体通路２内の温度を約１８０℃、圧力を約０．９ＭＰａ、滞留時間を約６０分とすれば、水熱反応による汚泥の可溶化効果を十分に得ることができる。
【００２７】
次に、図３は本実施の形態の工程図である。図３では流体通路２の前後に４つのバルブを設置し、被処理流体１の流れ方向を切り替えることができるようにしている。具体的には、装置の運転開始時は、バルブＡ９およびバルブＣ１１を開とし、バルブＢ１０およびバルブＤ１２を閉として運転する。次いで、所定時間経過後に、バルブＡ９およびバルブＣ１１を閉とし、バルブＢ１０およびバルブＤ１２を開として運転する。
【００２８】
このように、バルブ開閉の切り替えを繰り返しながら装置を運転することにより、流体通路２への被処理流体１の流れ方向を切り替る。いいかえれば、流体通路２の入口と出口を交互に切り替えることになる。これにより、発熱体３断面、すなわち積層した金属板内への異物の閉塞を防ぐことができる。
【００２９】
例えば、被処理流体１が生ゴミ等の固形物を含んだ流体である場合、装置の長期連続運転を行った際に、大型の固形物による発熱体３断面への閉塞を生じてしまう。
しかし、本発明によれば、発熱体３断面に閉塞しかけた固形物は、バルブ開閉を切り替えた際に、被処理流体１の逆方向の流れにより流体通路２外へ押し出される。したがって、このような被処理流体１の流れ方向の切り替えを所定時間ごとに行うことにより、装置の長期連続運転を行った際でも発熱体３断面への閉塞を生じることなく運転することができる。
【００３０】
なお、流れ方向の切り替え方法は図３のようなバルブ切り替えによるものに限定するものではない。例えば、図３には記載されていないが、被処理流体１を流すポンプの回転方向を正逆切り替えることによって被処理流体１の流れ方向を切り替えてもよい。
【００３１】
また、流れ方向の切り替えは手動で行っても自動で行ってもよく、切り替えを行う所定時間も任意である。例えば、自動で切り替えを行う場合は、タイマーにより切り替える方法、流体通路２の流量を監視し発熱体３断面の閉塞により流量が減少した場合に切り替える方法、流体通路２入口の圧力を監視し発熱体３断面の閉塞により圧力が上昇した場合に切り替える方法、さらには、これら流量の減少や圧力の上昇の傾向を連続的に監視しファジー制御する方法等を用いることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明は、積層した金属板を電磁誘導により発熱させることにより、伝熱面積を大きく取れるので効率の良い加熱が行える。また、加熱表面の温度を低く抑えることができるので流体通路内壁での焦げ付きがない。
さらに、積層した金属板を被処理流体が通過する際に均一に拡散・混合される効果が得られ、安定した有機性廃棄物の水熱反応処理が行える。
また、流体通路への被処理流体の流れ方向を交互に切り替えることにより、被処理流体に含まれる固形物が積層した金属板内に閉塞することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における処理装置の構成図
【図２】本発明の一実施の形態における発熱体の断面図
【図３】本発明の一実施の形態における処理装置の工程図
【符号の説明】
１  被処理流体
２  流体通路
３  発熱体
４  コイル
５  電流発生器
６  山型に折り曲げられた金属板
７  平板状の金属板
８  流路
９  バルブＡ
１０  バルブＢ
１１  バルブＣ
１２  バルブＤ
【図１】
2004283705.tif 000003
【図２】
2004283705.tif 000004
【図３】
2004283705.tif 000005