(57)【要約】【課題】有機廃棄物の乾燥に要するエネルギーを省力化できる乾燥塔及び乾燥方法並びにエネルギー効率の良い有機物処理システムを提供する。【解決手段】有機物を乾燥させるための乾燥塔において、有機物を投入するための塔上部の投入口１０２と、有機物の落下する速度を減少させるとともに、落下する有機物を粉砕するためのステンレス製グレーチング１１５と、有機物を排出するための塔下部の排出口１０３と、塔内に空気を流入させるための通気口１０４と、塔内に導入される空気を加熱し、ドラフト力を生じさせるためのヒーター１０６と、を設ける。投入口１０２から投入された有機廃棄物は、下からの温風により乾燥し、グレーチング１１５のナイフエッジ１１６に衝突し、衝撃で粉砕しながら落下し、最下部に落下したときには、乾燥した細かい粉砕物となっている。また、この乾燥塔１００を乾式メタン発酵槽と併用することもできる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物を乾燥させるための乾燥塔であって、
前記塔上部に開口し前記有機物を投入するための投入口と、
多孔を有し前記有機物を通過させるための管体と、
前記管体内に設けられ前記有機物の落下する速度を減少させるための抵抗体と、
前記塔下部に開口し前記投入口から投入され管体内を通った前記有機物を排出するための排出口と、
前記塔下部に開口し空気を塔内に導入するための通気口と、
前記塔下部に設けられ前記導入される空気を加熱するための加熱装置と、
前記管体に隣接し、前記加熱装置により加熱された前記空気を、下方から上方へ通過させるための通気路と、
前記通気路を通過した空気を塔外に排出するための排気口と、
を備えることを特徴とする乾燥塔。
【請求項２】
前記管体が乾燥塔内に複数設けられ、
前記投入された有機物を前記複数の管体に分配するための分配手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の乾燥塔。
【請求項３】
前記抵抗体が上向きのナイフエッジを有する複数のグレーチングであることを特徴とする請求項１または２に記載の乾燥塔。
【請求項４】
前記管体内部に、さらに多孔通気管を設けることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の乾燥塔。
【請求項５】
前記排気口が換気モニタであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の乾燥塔。
【請求項６】
前記排気口が風量調節ダンパーを備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の乾燥塔。
【請求項７】
有機物を乾燥させるための乾燥方法であって、
多孔壁を隔てて隣接する２つの空間を設け、
一方の空間内で、空気を加熱してドラフト力を生じさせ、空気を下方から上方へ流通させるステップと、
他方の空間内で、前記有機物を徐々に落下させるステップと、
を含み、
前記有機物の含有する水分を、前記多孔壁の孔を通して、前記有機物から前記流通させる空気に移行させることを特徴とする乾燥方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載の乾燥塔とメタン発酵槽とを含み、
前記メタン発酵槽において生じた発酵残差を、前記乾燥塔において乾燥させるための有機物処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機廃棄物などの有機物を乾燥させるための乾燥塔及び乾燥方法並びに有機物処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
生ゴミや食品製造残査などの食品廃棄物は、毎年食品メーカーが出す３００万ｔに関しては、リサイクル率は４８％と比較的高いが、スーパー、デパート、外食産業、ホテルなどが出す６００万ｔに関しては、リサイクル率は１％に満たない。こうした食品廃棄物などの有機廃棄物を、エネルギー的に効率よく再生利用できるシステムの開発がますます期待されるようになっている。
【０００３】
こうした中、食品廃棄物などの有機廃棄物は多量の水分を含有するため、固形燃料にしたり、焼却したりする際、あらかじめ十分乾燥させておくことは重要である。また、乾燥させることにより、有機廃棄物の容積や重量を大幅に減らすことができる。
【０００４】
従来の乾燥機では、ガスなどによって加熱した乾燥室に有機廃棄物を投入し、乾燥機の中で均一に乾燥させるために、乾燥室内で撹拌するか、あるいは室内を通過させることによって、有機廃棄物を乾燥させた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−４２７６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、乾燥室を加熱するために必要な熱や電力やガスなどのエネルギーや、ドラム回転式などによって撹拌したり、コンベアなどによって運搬したりするためのエネルギーなど、有機廃棄物を十分乾燥させるためには多量のエネルギーが必要となる。また、このような撹拌装置を持つ複雑なシステムでは、機械の定期的なメンテナンスも負担になっていた。
【０００７】
そこで、本発明は、有機廃棄物の乾燥に要するエネルギーを省力化できる乾燥塔及び乾燥方法、並びにエネルギー効率の良い有機物の処理システムを提供することを目的としてなされた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる乾燥塔は、有機物を乾燥させるための乾燥塔であって、塔上部に開口し有機物を投入するための投入口と、多孔を有し有機物を通過させるための管体と、管体内に設けられ前記有機物の落下する速度を減少させるための抵抗体と、塔下部に開口し投入口から投入され管体内を通った有機物を排出するための排出口と、塔下部に開口し空気を塔内に導入するための通気口と、塔下部に設けられ導入される空気を加熱するための加熱装置と、管体に隣接し、加熱装置により加熱された空気を下方から上方へ通過させるための通気路と、通気路を通った空気を塔外に排出するための排気口と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、管体が乾燥塔内に複数設けられ、投入された有機物を複数の管体に分配するための分配手段を備えてもよい。また、抵抗体が、上向きのナイフエッジを有する複数のグレーチングであってもよい。また、管体内部において、さらに多孔通気管を設けてもよい。また、排気口が換気モニタであってもよい。また、排気口が風量調節ダンパーを備えてもよい。
【００１０】
さらに、本発明にかかる乾燥方法は、有機物を乾燥させるための乾燥方法であって、多孔壁を隔てて隣接する２つの空間を設け、空気を加熱してドラフト力を生じさせ、一方の空間内で、空気を下方から上方へ流通させるステップと、他方の空間内で、前記有機物を徐々に落下させるステップと、を含み、有機物の含有する水分を、多孔を通じて有機物から流通させる空気に移行させることを特徴としてもよい。
【００１１】
さらに、本発明にかかる有機物処理システムシステムは、上記いずれかの乾燥塔とメタン発酵槽とを含み、メタン発酵槽において生じた発酵残差を、乾燥塔において乾燥させるための有機物処理システムであってもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照しながら、本発明にかかる一実施例を詳細に説明する。
図１Ａは、本発明による乾燥塔の一実施例の全体構成図である。塔の高さＡ、Ｂ、Ｃ、それぞれにおける断面からの矢視図を図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃに示す。
【００１３】
本実施例の乾燥塔１００は、例えば、コンクリート製であり、高さが１０ｍ、断面の一辺が１．８ｍの塔構造となっている。外側を断熱材１０１で覆うことによって、内部の熱を逃がさないようにする。上部天井面中央に、例えば、直径３０ｃｍの穴１０２を設け、乾燥処理する有機廃棄物の投入口１０２とする。下部側面に排出口１０３を設け、投入口１０２から投入した有機廃棄物を、塔内で乾燥し、排出口１０３から排出させる。必要に応じて、塔内に脱臭装置を設けることが望ましい。このような塔構造にすることにより、乾燥装置の設置面積を小さくすることができる。
【００１４】
また、下部側面に空気を流入させるための通気口１０４と、その通気口１０４のすぐ内側に、流入する空気を加熱し、ドラフト力を生じさせるためのヒーター１０６とを設ける。通気口１０４から流入した空気を塔から排出させる換気口１０８を上部天井面に設ける。この換気口１０８を、自然換気装置であるモニタとすることにより、外部風向きの影響を少なくし、ドラフト力を増すことができる上に、経済的に換気を行うことができる。換気口１０８内には、風量調節ダンパー１０９を設ける。このようにして、通気口１０４から塔内に流入した空気が、換気口１０８を通って排気されるようにする。なお、このダンパー１０９を調節すると、上昇気流が生じなくなるため、この乾燥塔１００を、別の用途、例えば好気性発酵を行う装置等に用いることもできる。
【００１５】
この方法では、下部にあるヒーター１０６で空気を加熱すると、上昇気流によるドラフト力が生じ、モニタによって自然換気がなされるため、換気動力は要しない。また、ヒーター部は、例えば温水式にしておくと、発酵装置の稼働等によって生じた廃熱によって加温された温水を用いることができ、エネルギーの有効利用を図ることができる。
【００１６】
一方、ステンレス製の多孔パネル１１０を用いて、例えば、長さ９．３ｍ、横断面が一辺６０センチの正方形である多孔管１１２を作製する。下端部６０ｃｍはホッパー部１１４にし、下端に行くほど先細りになるようにする。この多孔管１１２内に、例えば、上端から６０ｃｍ間隔をあけて始め、４５ｃｍごとにステンレス製のグレーチング１１５を１９枚設ける。このグレーチング１１５は、図１Ｂで示すように、並行に走る多数の上向きの刃からできており、例えば刃の高さ５ｃｍ、厚さ０．５ｃｍのナイフエッジ１１６を、廃棄物の種類により適当な間隔をおいて有するというような構造にする。また、このグレーチング１１５の中央に直径１０ｃｍの穴を開け、直径１０センチ長さ９．３ｍの多孔通気管１１８を縦方向に貫通させる。この多孔管１１２を４つ作製し、乾燥塔１００内に、壁から２０ｃｍの距離を空け、お互いに２０ｃｍの等間隔で取り付ける。ここで、この多孔通気管１１８、多孔管１１２と塔内壁との空間、及び多孔管１１２間の空間を、通気路として設けることによって、通気口１０４から換気口１０８に空気が流れ易くする。
【００１７】
さらに、有機廃棄物を多孔管１１２に分配するための分配手段として、例えば、底面の一辺が６０ｃｍ、高さが３０ｃｍの分配用四角錐１２０を、多孔管１１２の上部に設置する。図２Ａに示すように、四角錐１２０の側面の辺がちょうど多孔管１１２間の空間に沿うように、四角錐１２０を配置することにより、また、四角錐１２０の材料をステンレス製にしたり、その表面を滑面加工したりすることにより、投入された有機廃棄物がうまく４つの多孔管１１２に入っていくようにする。
【００１８】
塔内最下部には、各多孔管１１２の下にベルトコンベア（図示せず）を設け、落下した乾燥有機廃棄物を排出口１０３から自動的に運搬するようにする。
【００１９】
以上のような構造を有する乾燥塔１００において、有機廃棄物を乾燥する具体的な処理方法について説明する。
【００２０】
有機廃棄物を投入口１０２から投入すると、投入された有機廃棄物は、分配用四角錐１２０の上を滑り落ちるようにして、各多孔管１１２に平均的に分配される。各多孔管１１２に入った有機廃棄物は、落下途中、各ステンレス製グレーチング１１５でナイフエッジ１１６に衝突し、落下速度が減じられつつ、一部は衝撃で粉砕されて直ちに落下するが、他の一部は自重によりナイフエッジ１１６によって切り裂かれながら落下する。こうして、投入された有機廃棄物は、全体として、徐々に落下してゆく。湿度が高い有機廃棄物がステンレス製グレーチング１１５に粘着しても、乾燥した後、再びナイフエッジ１１６の隙間から落下する。また、有機廃棄物が各ステンレス製グレーチング１１５に堆積しても、ある程度堆積すると、自重のためナイフエッジ１１６によって粉砕され、再び落下する。このように、投入された有機廃棄物が粉砕しながら徐々に落下する間に、有機廃棄物の水分は、多孔通気管１１８や多孔管１１２の孔を通じて、通気路を上昇する乾燥した空気に移動する。このように、有機廃棄物は、徐々に落下しながら乾燥し、最下部に設けられたベルトコンベアに落下したときには、乾燥した細かい粉砕物となっている。乾燥有機廃棄物は、ベルトコンベアにより、自動的に排出口１０３から塔外に運搬される。このように、有機廃棄物が落下しながら乾燥する機構のため、塔内部には撹拌装置などの複雑な装置や設備を必要とせず、塔内外のメンテナンスは容易である。
【００２１】
図３に、この乾燥塔を用いた具体的な有機物乾燥システムの一例を示す。
本実施の形態による有機物乾燥システムは、異物分別装置３０２、破砕装置３０４、混合装置３１８、乾燥塔３２０，残渣処理装置３２２から成る。まず、異物分別装置３０２によって、収集された生ゴミなどの有機廃棄物に混入しているフォーク・スプーン・箸などの異物を除去し、ほとんど有機物だけからなる廃棄物にする。この有機廃棄物を、破砕装置３０４によって、後の処理に利用できる程度の適当な大きさに破砕する。破砕された高含水率の有機廃棄物を、今度は混合装置３１８に投入し、低含水率の有機廃棄物乾燥残渣と適当な割合で混合することによって、含水率を下げ、通気性を高めたものにする。次に、混合物を乾燥塔３２０で乾燥させ、生じた乾燥残渣を残渣処理装置３２２に送る。
【００２２】
例えば、一日あたり、含水率８０％の有機廃棄物９００ｋｇを、異物分別装置３０２から破砕装置３０４を通して混合装置３１８に送り、３００ｋｇの含水率２０％の有機廃棄物乾燥残渣と混合すると、含水率が６５％の有機廃棄物１２００ｋｇになる。この混合物を乾燥塔３２０によって乾燥させ、含水率２０％にすると、５２５ｋｇに減量する。そのうち３００ｋｇは、初めの有機廃棄物の含水率を低下するために利用し、残りの２２５ｋｇは、残渣処理装置３２２で処理する。このように、一日あたり、９００ｋｇの有機廃棄物を乾燥させると、処理しなければならない最終残渣として含水率２０％の有機廃棄物２２５ｋｇに減量できるのである。
【００２３】
図４に、乾式メタン発酵槽と本発明の乾燥塔を組み合わせたシステムの一例を示す。
本実施の形態による乾式メタン発酵システムは、異物分別装置３０２、破砕装置３０４、混合装置Ａ３０６、乾式メタン発酵槽３０８、脱硫装置３１０、メタンガス貯蔵装置３１２、残渣処理装置３１４、コ・ジェネレーションシステム３１６、混合装置Ｂ３１８、及び乾燥塔３２０からなる。
【００２４】
まず、異物分別装置３０２によって、収集された生ゴミなどから、メタン発酵で処理できないプラスチックなどの異物を除去し、ほとんど有機物だけから成る廃棄物にする。この有機廃棄物を、破砕装置３０４によって、後の処理に適当な大きさに破砕する。次に、混合装置Ａ３０６を用いて、粉砕された有機廃棄物を、含水率調整材や嫌気性細菌の種菌として、それぞれ、発酵・乾燥済みの乾燥残渣や発酵済みの発酵残渣と混合し、乾式メタン発酵槽３０８に投入し、メタン発酵により有機廃棄物を発酵させる。発生したメタンガスを集気し、ブロア等で増圧して脱硫装置３１０を用いて硫化水素を除去し、メタンガス貯蔵装置３１２に貯蔵する。あるいは、集気したメタンガスを、脱硫せずにメタンガス貯蔵装置３１２に貯蔵してもよいが、その場合でも、メタンガスを利用する前に、ブロア等による増圧及び脱硫装置３１０による硫化水素除去を行う。
【００２５】
メタン発酵槽３０８から排出される発酵残渣は、乾燥減容のため乾燥塔３２０に投入されるが、その際、含水率調整のため、既に乾燥済みの乾燥残渣と混合装置Ｂ３１８内で混合した後、乾燥塔３２０に投入する。乾燥済みの乾燥残渣の大部分は残渣処理装置３１４に送られ、堆肥化され再利用されたり、乾留され炭化物として処理されたりする。
【００２６】
一方、メタン発酵により生成され、貯蔵されたメタンガスは、コ・ジェネレーションシステム３１６に供給され、電力エネルギーや熱エネルギーとして利用される。この熱エネルギーの一部は、メタン発酵槽３０８や乾燥塔３２０の加温に利用することもできる。
【００２７】
このシステムの場合、メタン発酵槽３０８と乾燥塔３２０を一体型にして建設することもでき、その場合建設コストの低減も期待できる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、有機廃棄物の乾燥に要するエネルギーを省力化できる乾燥塔、及び乾燥方法並びにエネルギー効率の良い有機物処理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の一実施形態による乾燥塔の全体図である。
（Ｂ）は（Ａ）の乾燥塔のグレーチングの拡大断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による乾燥塔内部の断面図である。（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、それぞれ、図１のＡ、Ｂ、Ｃの位置における断面図を示す。
【図３】本発明の一実施形態による乾燥塔システムの全体構成図である。
【図４】本発明の一実施形態による乾式メタン発酵槽と乾燥塔を組み合わせたシステムの全体構成図である。
【符号の説明】
１００　　乾燥塔
１０２　　投入口
１０３　　排出口
１０４　　通気口
１０６　　ヒーター
１０８　　換気口
１１２　　多孔管
１１５　　グレーチング
１１８　　多孔通気管
１２０　　分配用四角錐
【図１】
2004141834.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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