(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
都市ゴミ、汚泥等の廃棄物を乾燥する乾燥機から排出される乾燥排ガスを熱交換器に導くとともに、焼却炉、炭化炉または溶融炉から排出される排ガスを前記熱交換器に別途導き、これら乾燥排ガスと焼却排ガス等とを直接接触させることなく両者の間で熱交換を行い、乾燥排ガスを昇温させた後、昇温された乾燥排ガスを乾燥機に循環導入して乾燥熱源として再利用するシステムにおいて、
前記乾燥排ガスの循環経路には分岐経路を設けるとともにこの分岐経路に排ガス処理装置を具え、一方、前記焼却排ガス等の排出経路には別途の排ガス処理装置を具えることにより、乾燥排ガスと焼却排ガス等とを混合することなく個別に処理することを特徴とする廃棄物処理システムにおける排ガス処理方法。
【請求項２】
前記分岐経路に具える排ガス処理装置は脱臭炉であり、この脱臭炉によって脱臭処理を施した乾燥排ガスを外部に放出することを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理システムにおける排ガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えばし尿、下水処理施設や各種生産工場から排出される汚泥や都市ゴミ等の廃棄物の処理システムに関するものであって、特に乾燥工程並びにその後段に設置される焼却工程、炭化工程または溶融工程を有する廃棄物処理システムにおいて、それぞれの工程から発生する排ガスを効率的に処理することができる廃棄物処理システムにおける排ガス処理方法に係るものである。
【０００２】
【発明の背景】
従来よりし尿、下水処理施設や各種生産工場から排出される水分を多く含んだ汚泥や都市ゴミ等の廃棄物を処理するにあたっては、処理の効率化を図るためこのものに乾燥処理を施して水分を除去した後、引き続いて焼却、炭化または溶融処理を施すといった二段階での処理手法が採られている。
一例として汚泥の乾燥、焼却処理を行う場合には図３に示すような乾燥焼却システムＳ′を用いるものであり、事前に脱水処理を施した脱水汚泥を乾燥機１′に投入して乾燥処理を行い、ここで得られた乾燥汚泥を焼却炉２′に投入して焼却処分するものである。
【０００３】
このように前記乾燥焼却システムＳ′は乾燥工程と焼却工程とを具えるものであり、焼却炉２′で発生した焼却排ガスＧ２の熱を有効利用することも行われている。前記図３に示した乾燥焼却システムＳ′は、本出願人による特開平１１−８２９７５号「し尿汚泥の処理システム」に開示されたものであり、熱交換器３′を用いて、乾燥機１′から排出された乾燥排ガスＧ１を、焼却炉２′から排出された焼却排ガスＧ２によって間接的に昇温するものであり、昇温された乾燥排ガスＧ１を再度乾燥機１′に供給して乾燥熱源として再利用するものである。
このように前記乾燥焼却システムＳ′は、焼却排ガスＧ２と、乾燥排ガスＧ１とが直接接触しないため、焼却排ガスＧ２に含まれるダイオキシンが乾燥汚泥に吸着することがなく、乾燥汚泥を肥料として再利用すること等を可能とするものである。
【０００４】
ところで前記乾燥排ガスＧ１の最終的な処分は、焼却排ガス排出経路６′に設けた排ガス処理装置４′を用いて行っていた。具体的には乾燥排ガスＧ１の一部を、熱交換器３′と乾燥機１′との間に設けた分岐経路５０′を通して焼却炉２′に供給するとともに、ここで乾燥排ガスＧ１を燃焼、脱臭させた後、焼却排ガス排気経路６′を通じて排ガス処理装置４′に供給して有害物質を除去した状態で外部に放出していた。
しかしながらこのような乾燥排ガスＧ１の処理形態では、例えば廃棄物の性状変化に伴って乾燥排ガスＧ１の湿度、温度等が変化してしまうため、焼却炉２′内での燃焼状態を不安定にしてしまう傾向があった。また乾燥機１′において乾燥した廃棄物に対して炭化処理または溶融処理を施す場合にも、同様に処理条件を不安定にしてしまう傾向があった。
【０００５】
また前記焼却排ガスＧ２は、燃焼、脱臭させた乾燥排ガスＧ１を含むため、この焼却排ガスＧ２を処理する排ガス処理装置４′は必然的に大処理容量の大規模な装置であることが要求され、イニシャルコスト及びランニングコストの増大を招いてしまっている。
なお以上は乾燥機１′と焼却炉２′とを具えた乾燥焼却システムＳ′を例として説明したが、焼却炉２′の代わりに炭化炉または溶融炉を具えたシステムであっても、同様の問題が起き得るものである。
【０００６】
【解決を試みた技術課題】
本発明はこのような背景を認識してなされたものであって、乾燥機から排出された乾燥排ガスを、焼却炉から排出された焼却排ガス等によって間接的に昇温して乾燥機の乾燥熱源として再利用しながらも、排ガスの流れについては乾燥系と焼却系とを互いに独立したものとして構成することにより、システム全体としては効率的に構築、運用することのできる新規な廃棄物処理システムにおける排ガス処理方法の開発を技術課題とした。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち請求項１記載の汚泥等の廃棄物処理システムにおける排ガス処理方法は、都市ゴミ、汚泥等の廃棄物を乾燥する乾燥機から排出される乾燥排ガスを熱交換器に導くとともに、焼却炉、炭化炉または溶融炉から排出される排ガスを前記熱交換器に別途導き、これら乾燥排ガスと焼却排ガス等とを直接接触させることなく両者の間で熱交換を行い、乾燥排ガスを昇温させた後、昇温された乾燥排ガスを乾燥機に循環導入して乾燥熱源として再利用するシステムにおいて、
前記乾燥排ガスの循環経路には分岐経路を設けるとともにこの分岐経路に排ガス処理装置を具え、一方、前記焼却排ガス等の排出経路には別途の排ガス処理装置を具えることにより、乾燥排ガスと焼却排ガス等とを混合することなく個別に処理することを特徴として成るものである。
この発明によれば、乾燥機及び焼却炉等から排出されるそれぞれ性状の異なる排ガスを個別に処理することができるので、乾燥系並びに焼却系、炭化系または溶融系をそれぞれ効率的に運転することができる。
【０００８】
また請求項２記載の汚泥等の廃棄物処理システムにおける排ガス処理方法は、前記要件に加え、前記分岐経路に具える排ガス処理装置は脱臭炉であり、この脱臭炉によって脱臭処理を施した乾燥排ガスを外部に放出することを特徴として成るものである。
この発明によれば、有機塩素系化合物の燃焼、酸化により生成されるダイオキシン等の有害物質を含まず焼却処分を要することのない乾燥排ガスに要求される脱臭処理のみを施すため、乾燥系を効率的に運転することができる。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の廃棄物処理システムにおける排ガス処理方法について、一例として汚泥等を乾燥・焼却する場合のシステムの運転方法を挙げて説明する。なおこの説明にあってはまず乾燥焼却システムＳの構成について説明を行い、続いてこのものの運転方法について説明を行う。
図中符号Ｓで示すものが本発明の乾燥焼却システムであって、このものは乾燥機１、焼却炉２、熱交換器３、焼却排ガス処理装置４及び乾燥排ガス処理装置５を主たる構成要素としてこれらを管路によって接続して成るものである。そして、し尿、下水処理施設や各種生産工場から排出される汚泥等を適宜脱水処理したのち、乾燥機１で乾燥して乾燥汚泥を得るとともに更にこの乾燥汚泥を焼却炉２で焼却処分するものである。
なお本明細書中においては、前記乾燥機１より排出される排ガスを乾燥排ガスＧ１、焼却炉２より排出される排ガスを焼却排ガスＧ２と定義する。
以下これら各構成要素及び各構成要素を結ぶ気体の経路について説明する。
【００１０】
まず前記乾燥機１は一例として公知の破砕攪拌翼付回転胴型乾燥機が適用されるものであり、本システムにおいては適宜図示しない脱水装置によって汚泥を脱水して得られた脱水汚泥を乾燥して乾燥汚泥を生成するために供される。
そして乾燥のための熱媒体として乾燥排ガスＧ１を用い、その熱源には熱風炉１０及び焼却炉２の焼却排ガスＧ２を用いるものであり、熱交換器３によって乾燥排ガスＧ１と焼却排ガスＧ２との間で熱交換を行い、昇温した状態の乾燥排ガスＧ１が再び乾燥機１に帰還するように構成する。
【００１１】
具体的には乾燥機１の排気口１１と熱交換器３の導入口３１との間を管路によって接続し、更に熱交換器３の排出口３２と乾燥機１の給気口１２に接続される熱風炉１０との間を管路によって接続することにより、排気口１１を起点として給気口１２を終点とする乾燥排ガス循環経路６を構成するものである。
なおこの乾燥排ガス循環経路６における乾燥機１と熱交換器３との間には集塵機６１及び誘引ファンＦ６を具えるものであり、これらによって乾燥排ガスＧ１中の塵の回収及び乾燥排ガスＧ１の循環を図るものである。
【００１２】
更に前記乾燥排ガス循環経路６における乾燥機１の排気口１１と、熱交換器３の導入口３１との間には、分岐経路５０を設けるものであり、この分岐経路５０に具えた乾燥排ガス処理装置５に乾燥排ガスＧ１の一部を導入して脱臭処理を施した後に外部に放出できるように構成する。
なお前記乾燥排ガス処理装置５は、一例として熱交換器５１と脱臭炉５２とを具えて成るものである。
【００１３】
次に前記熱交換器３について説明すると、このものは乾燥排ガスＧ１と焼却排ガスＧ２との間で熱交換を行うための装置であり、この熱交換はこれらが直接接触することなく間接的に行われるものであって、例えば焼却排ガスＧ２を管内に流し、乾燥排ガスＧ１を管外に流して、この管を介して熱交換を行うような構成等が採られるものである。
【００１４】
次に前記焼却炉２について説明すると、このものは一例として公知の攪拌式装置付円形型焼却炉が適用されるものであり、本システムにおいては前記乾燥汚泥を焼却処分するために供されるものである。
そして焼却炉２における排気口２１と熱交換器３における導入口３３との間に管路を接続し、更に熱交換器３における排出口３４と燃焼排ガス処理装置４との間に管路を接続することにより焼却排ガス排出経路７を形成するものである。
【００１５】
前記燃焼排ガス処理装置４は、冷却塔４１、バグフィルタ４２及び誘引ファンＦ７を具えて成るものであり、熱交換を終えた焼却排ガスＧ２を水で急冷し、ダイオキシン類等の有害物質を除去した後、外部に放出できるように構成したものである。
【００１６】
本発明の乾燥焼却システムＳは一例として上述したように構成されるものであり、以下このものの運転方法について、乾燥機１より排出される乾燥排ガスＧ１並びに焼却炉２より排出される焼却排ガスＧ２の流れに着目して説明する。
まず適宜の脱水機により処理の施された脱水汚泥は、一例として含水率約８０％の状態で乾燥機１に送られ、この乾燥機１で含水率約１０〜３０％まで乾燥されて乾燥汚泥が生成されるものであり、この乾燥によって発生した乾燥排ガスＧ１は排気口１１より排出され、乾燥排ガス循環経路６を通じて熱交換器３に送られる。
【００１７】
一方、焼却炉２においては前記乾燥汚泥が焼却されるものであり、この焼却によって発生した焼却排ガスＧ２は一例として８５０℃以上の状態で排気口２１より排出され、焼却排ガス排気経路７を通じて熱交換器３に送られる。
熱交換器３に送られた焼却排ガスＧ２はここで乾燥排ガスＧ１との間で熱交換が行われ、一例として４５０℃程度まで降温した状態で冷却塔４１に送られる。そして更に２００℃程度（望ましくは１５０℃以下）まで急冷され、バグフィルタ４２により塩化水素ガスや硫黄酸化物ガスなどとともにダイオキシン類や水銀などの有害物質が高効率で除去された後、外部に放出される。
なお焼却排ガスＧ２に対しては、冷却塔４１からバグフィルタ４２へ送られる間に石灰、活性炭等を添加混合し、有害成分の反応・吸着を図ることも行われる。
【００１８】
一方、乾燥排ガスＧ１について見ると、乾燥排ガスＧ１は一例として１５０〜２００℃程度で乾燥機１より排出され、集塵機６１により塵が除去された後、熱交換器３に送られる。熱交換器３に送られた乾燥排ガスＧ１はここで焼却排ガスＧ２との間で熱交換が行われ、一例として５５０〜６００℃程度まで昇温した状態となり、更に熱風炉１０により昇温されて乾燥機１に供給される。
そしてこのような乾燥排ガス循環経路６における乾燥排ガスＧ１の循環が継続して乾燥排ガスＧ１が飽和状態となる前に、乾燥排ガスＧ１の一部を分岐経路５０を通じて乾燥排ガス処理装置５に送り込み、ここで脱臭処理を施した後、外部に放出するものである。
【００１９】
このように焼却排ガスＧ２を乾燥機１に導入することなく、熱交換器３において乾燥排ガスＧ１を昇温し、この乾燥排ガスＧ１を乾燥熱源として利用するためエネルギー消費量が抑えられ、更に乾燥汚泥には焼却によって発生したダイオキシン類等の有害物質が吸着することがない。このため前記乾燥汚泥を乾燥汚泥肥料あるいはコンポスト化して肥料として再利用することが可能となる。
また乾燥機１及び焼却炉２から排出されるそれぞれ性状の異なる排ガスを個別に処理することができるので、乾燥系並びに焼却系をそれぞれ効率的に運転することができる。更に乾燥排ガス処理装置５においては、有機塩素系化合物の燃焼、酸化により生成されるダイオキシン等の有害物質を含まず焼却処分を要することのない乾燥排ガスＧ１に要求される脱臭処理のみを施すため、乾燥系を効率的に運転することができる。
【００２０】
【他の実施の形態】
本発明は上述した実施の形態を基本となる実施の形態とするものであるが、本発明の技術的思想に基づいて以下に示すような実施の形態を採ることもできる。
例えば乾燥機１及び熱交換器３を複数基配列して、焼却炉２から排出される焼却排ガスＧ２を多段階で利用するように構成した乾燥焼却システムＳに対して本発明を適用するものである。
図２には乾燥機１、熱交換器３及び乾燥排ガス処理装置５を二基具え、焼却炉２を一基具えて構成した焼却乾燥システムＳを示すものである。そして乾燥機１Ａ及び乾燥機１Ｂ並びに焼却炉２から排出される排ガスを個別に処理することができるので、乾燥系並びに焼却系をそれぞれ効率的に運転することができる。なお乾燥機１Ａ及び乾燥機１Ｂからそれぞれ排出される乾燥排ガスＧ１は同質のものであるため、単一の乾燥排ガス処理装置５によって処理するようにしてもよい。
【００２１】
以上、本発明の廃棄物処理システムにおける排ガス処理方法を、汚泥の乾燥・焼却を例に説明したが、乾燥・炭化する場合あるいは乾燥・溶融する場合には、上述の焼却炉２をそれぞれ炭化炉、溶融炉に置き換えることにより、本発明の廃棄物処理システムにおける排ガス処理方法を適用することができる。また廃棄物として汚泥のみならず、都市ゴミ等を扱う場合にも本発明を適用することができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、乾燥排ガスＧ１を焼却排ガスＧ２によって間接的に昇温して乾燥機１の乾燥熱源として再利用しながらも、排ガスの流れについては乾燥系と焼却系とを互いに独立したものとして構成することにより、システム全体としては効率的に運用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用される廃棄物処理システムの一例である乾燥焼却システムを骨格的に示す流れ図である。
【図２】乾燥機を二基具えた乾燥焼却システムを骨格的に示す流れ図である。
【図３】既存の乾燥焼却システムを骨格的に示す流れ図である。
【符号の説明】
Ｓ      乾燥焼却システム
１      乾燥機
１Ａ    乾燥機
１Ｂ    乾燥機
１０    熱風炉
１１    排気口
１２    給気口
２      焼却炉
２１    排気口
３      熱交換器
３Ａ    熱交換器
３Ｂ    熱交換器
３１    導入口
３２    排出口
３３    導入口
３４    排出口
４      焼却排ガス処理装置
４１    冷却塔
４２    バグフィルタ
５      乾燥排ガス処理装置
５Ａ    乾燥排ガス処理装置
５Ｂ    乾燥排ガス処理装置
５１    熱交換器
５２    脱臭炉
５０    分岐経路
５０Ａ  分岐経路
５０Ｂ  分岐経路
６      乾燥排ガス循環経路
６Ａ    乾燥排ガス循環経路
６Ｂ    乾燥排ガス循環経路
６１    集塵機
７      焼却排ガス排出経路
Ｆ６    誘引ファン
Ｆ７    誘引ファン
Ｇ１    乾燥排ガス
Ｇ２    焼却排ガス
【図１】
0004638068.tif 000002
【図２】
0004638068.tif 000003
【図３】
0004638068.tif 000004