(57)【要約】【課題】冷却効率が良く、大型の熱交換器や大量の冷却水を必要としない排ガスの冷却方法の提供。【解決手段】本発明の排ガスの冷却方法では、有機性廃棄物を炭化炉内で炭化する時に発生する排ガスに水を噴霧し、水の気化熱により排ガスを冷却する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物を炭化炉内で炭化する時に発生する排ガスに水を噴霧し、水の気化熱により排ガスを冷却することを特徴とする排ガスの冷却方法。
【請求項２】
前記排ガスの冷却は、前記炭化炉の排ガス出口の排気ダクトに設けられたノズルから水を噴霧して行うことを特徴する請求項１に記載の排ガスの冷却方法。
【請求項３】
排ガスの温度を測定し、温度の測定結果を参照して、前記ノズルから噴霧する水量を測定温度に応じて自動調節することを特徴とする請求項２に記載の排ガスの冷却方法。
【請求項４】
前記ノズルは並置された複数のノズルからなり、噴霧する水量の調節を、前記複数のノズルの作動数の増減によって行うことを特徴とする請求項３に記載の排ガスの冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性廃棄物の炭化時に発生する排ガスの冷却方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
環境問題の一環として、農業や林業の生産過程で発生する籾殻や、稲わら、家畜ふん、バガス、間伐材などの廃棄物、さらには農業集落排水汚泥、食品工業などで発生する食品廃棄物、焼酎蒸留残渣などを炭化して有効利用する技術が注目されている。すなわち、近年、農業や林業の生産過程で発生する上述の廃棄物や農業集落排水汚泥などを有用資材として再利用するための技術が種々の方面から検討されている。このような再利用技術の一つとして、炭化技術が存在する。
【０００３】
これらの廃棄物の大部分は従来、焼却処理を通して廃棄処分をしていた。しかし、焼却処理に際しては、廃棄物の処理及び清掃に関する法律や大気汚染防止法により、煤塵や塩化水素などの排出濃度が規制されている。また、焼却の際に発生するダイオキシンについては、ダイオキシン類対策特別措置法により厳しく規制されている。
【０００４】
炭化処理に関しては、上記有害物質については特に規制はされていないが、炭化処理時においても有害物質の排出は防止するのが望ましい。これらの廃棄物を炭化するには、一般的には、廃棄物を炭化炉に充填した後、炭化炉を回転しながら攪拌と移動を行う方法や、スクリューフィーダー等により攪拌・移動させながら外部から加熱する間接加熱方式、バーナなどにより炉の内部から加熱する直接加熱方式が用いられる。いずれの加熱方式で炭化を行うにしても、籾殻や稲わらなどは炭化時に煤塵や微細な炭化物の粉塵が発生する。また、農業集落排水汚泥や家畜ふんでは、塩素成分やイオウ成分が含まれているために、炭化時に塩素や塩化水素、ダイオキシンなどの有機塩素化合物や硫黄酸化物が発生する虞があるので、然るべき処理装置によりそれらの有害物質を除去する必要がある。
【０００５】
有機系廃棄物を炭化した際に排出される排ガスをアルカリ水で冷却し、排ガス中の酸性ガスを除去することは知られている（例えば、特許文献１参照）。この公知技術による排ガス処理方法では、排ガスの温度に関しては全く着目されてなく、したがって、温度調節といった問題にも全く触れられていない。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２００２６１号公報  （第３頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
家庭廃棄物や産業廃棄物のための焼却炉では、処理する排ガスの処理量が多いので、排ガス処理装置は大規模になる。これらの焼却炉では、煤塵や粉塵などの有害粒子はバグフィルタ（布製のろ過器）や電気集塵器などにより除去するのが一般的である。また、ダイオキシンなどの有害物質は排気処理装置に粉末の活性炭などを噴霧して活性炭にダイオキシンなどを吸着して除去することが行われている。これらの処理装置では、排ガスを一旦冷却した後に、処理を行っている。
【０００８】
排ガスの冷却には一般に熱交換器による方法が用いられているが、熱交換器を用いる方法は冷却効率が悪く、熱交換器の大型化や大量の冷却水を使用しなければならないという問題点がある。
【０００９】
そこで本発明は、冷却効率が良く、大型の熱交換器や大量の冷却水を必要としない排ガスの冷却方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の排ガスの冷却方法は、有機性廃棄物を炭化炉内で炭化する時に発生する排ガスに水を噴霧し、水の気化熱により排ガスを冷却することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、排ガスに水を噴霧することにより、６００〜９００℃の排ガスは水の気化熱により１８０℃程度にまで急冷される。かくして、ここに冷却効率が良く、大型の熱交換器や大量の冷却水を必要としない排ガスの冷却方法を提供することができる。
【００１２】
排ガスの冷却は、炭化炉の排ガス出口の排気ダクトに設けられたノズルから水を噴霧して行うようにすればよい。
【００１３】
排ガスの温度を測定し、温度の測定結果を参照して、ノズルから噴霧する水量を測定温度に応じて自動調節するようにすれば、冷却効果の過不足をより合理的に無くすことができる。
【００１４】
ノズルは並置された複数のノズルから構成し、噴霧する水量の調節を、複数のノズルの作動数の増減によって行うようにすれば、比較的簡単に温度調節をすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による排ガスの冷却方法を、農業集落排水汚泥乾燥物を炭化する装置に適用した場合について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明を実施する炭化装置のブロック図である。図示の炭化装置において、廃棄物たる農業集落排水汚泥の乾燥における炭化試験時の排ガスの冷却について説明する。
【００１７】
図１の装置において、コンベアー１からホッパー２を介して送られる廃棄物を炭化炉３に導入する。炭化炉３に付設された燃焼加熱炉４にプロパンガスを供給して燃焼させ、燃焼加熱炉４の炉内温度を８５０℃程度にする。他方、炭化炉３のキルンを回転させてキルンの側壁に燃焼加熱炉４の高温燃焼ガスを通気して炭化炉３の加熱を行い、炭化炉３の温度を６００℃程度に上昇させる。
【００１８】
図１の装置において、コンベアー１に農業廃棄物の農業集落排水乾燥汚泥（水分５０％）を充填し、コンベアー１を運転してホッパー２に充填する。次に炭化炉３の入口のロータリーバルブ３ａと出口の排出スクリューフィーダー３ｂを駆動する。ホッパー２の底部のスクリューフィーダー２ａを駆動し、農業集落排水乾燥汚泥を炭化炉３に定量供給する。
【００１９】
このようにして、農業集落排水乾燥汚泥は炭化炉３の入口のロータリーバルブ３ａを経て炭化炉３内に供給され、加熱される。ここで農業集落排水乾燥汚泥は加熱され、キルン傾斜と回転により下方に移動しながら乾留ガスを発生させながら、生成された炭化物は排出スクリューフィーダー３ｂからスクリューコンベアー５を介して炭化物受け容器６に貯留される。
【００２０】
炭化炉３のキルンで発生した乾留ガスは燃焼加熱炉４に導入されて、燃料のプロパンガスと一緒に燃焼して、炭化炉３を加熱する熱源として利用される。
【００２１】
炭化炉３を加熱した燃焼ガスは、複数本の、例えば３本のノズル７を臨ませた排ガスダクト８中の水噴霧により急冷されて排ガス処理装置９に導入される。３本のノズル７は、必ずしも同一噴霧量のものとすることはなく、適宜の噴霧量に設定すればよく、個々のノズル７は個別に作動／休止を制御できるものとする。そのため、排ガス処理装置９の入口にその温度Ｔｇを測定するための温度センサー１０を備え、測定された温度Ｔｇに応じて、温度調節装置１１を介して３本のノズル７の作動状況が制御される。
【００２２】
温度調節装置１１の構成例を図２に示す。温度センサー１０の測定温度Ｔｇは比較部１２に導入され、ここで設定温度Ｔｓ（例えば、１８０℃）との比較を行い、その温度差ΔＴ＝Ｔｇ−Ｔｓを算出する。算出された温度差ΔＴの値に従い、例えば、Ｔａ＝１６０℃、Ｔｂ＝１８０℃として、
ΔＴ≦Ｔａ  なら、ノズル７を１本作動
Ｔａ＜ΔＴ≦Ｔｂ  なら、ノズル７を２本作動
ΔＴ＞Ｔｂ  なら、ノズル７を３本作動
というように、ノズル７の作動本数を調節して、排ガス処理装置入口温度Ｔｇを効率よく調節することができる。なお、この場合、温度Ｔｇを設定温度Ｔｓに厳密に一致させるように調節することは困難であるし、またその必要性もないので、あくまでも「概略的」に調節することになる。
【００２３】
表１に各ノズル７から噴霧される水量を示す。ここでは、３本のノズルのうち、第１及び第２のノズルは噴霧量３０リットル／ｈ、第３のノズルは噴霧量４５リットル／ｈとしている。この噴霧量は、適宜変更可能である。また、各ノズルの噴霧量を違うものとしたり、場合によっては逆に各ノズルの噴霧量を同一にすることもできる。
【表１】
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【００２４】
表２は、表１に示した噴霧量に設定された３本のノズル７を用いて排ガス処理装置入口温度Ｔｇを調節する場合の各ノズルの作動状況を示したものである。
【表２】
2004195297.tif 000004
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、有機性廃棄物の炭化時に発生する排ガスに水を噴霧し、水の気化熱により排ガスを冷却することにより、排ガスの温度を急冷することができ、冷却効率が良く、大型の熱交換器や大量の冷却水を必要としない排ガスの冷却方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する装置の一例を示すブロック図。
【図２】図１の装置における温度調節装置の構成例を示すブロック図。
【符号の説明】
１  コンベアー
２  ホッパ
２ａ  スクリューフィーダ
３  炭化炉
３ａ  ロータリーバルブ３ａ
３ｂ  排出スクリューフィーダー
４  燃焼加熱炉
５  スクリューコンベアー
６  炭化物受け容器
７  ノズル
８  排ガス処理装置
１０  温度センサー
１１  温度調節装置
１２  比較部
【図１】
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【図２】
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