(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機質を含む汚泥又は有機廃棄物の被処理対象物を連続炭化処理するための装置であって、還元雰囲気の連続炭化部上部に被処理対象物の供給部を設け、該供給部下方の連続炭化部中に設けられた少なくとも一方が移動する上開口板と下開口板のそれぞれに設けた通過穴の一致によって被処理対象物を降下させながら連続炭化する装置において、
上開口板又は下開口板に冷却用ジャケットを設け、
上開口板の下方に通過穴を残して突出した冷却用ジャケットを設け、
上開口板の移動時に冷却用ジャケットの干渉により被処理対象物の落下を促すようにしたことを特徴とする有機質廃棄物の連続炭化処理装置。
【請求項２】
連続炭化部の周囲に冷却用ジャケットを設けた請求項１記載の有機質廃棄物の連続炭化処理装置。
【請求項３】
連続炭化部下部の炭化物の取出し口と被処理対象物の供給部との間に炭化物のフィ−ドバック手段を設け、該炭化物を被処理対象物と混合するようにした請求項１記載の有機質廃棄物の連続炭化処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、し尿処理汚泥、食品製造業や畜産廃棄物等の汚水処理施設で生じる活性汚泥、そば殻、コーヒー抽出かすなど主として有機質に富む廃棄物の連続炭化処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
下水処理施設、し尿処理施設や各種汚水処理施設の規模は益々大きくなっており、それにつれて発生する汚泥の量も増大し、その処理が問題となっている。固形化して有用な建築素材等にするには有機質が主体で強度が得られなかったり、臭いの問題もある。肥料化する試みがなされているが(特開平11-116367号)、製造される肥料の量が多く、過剰生産となっているのが現状である。下水処理汚泥、し尿処理施設や各種汚水処理施設で発生する汚泥は、有効利用することも一手段であるが、焼却処分することも廃棄物処理手段として選択肢の一つである。しかし、焼却に際してはダイオキシンの発生の対策が必要となってくるし、加熱源も必要となる。
【０００３】
そこで、本発明者は下水処理施設等で大量に発生する汚泥を連続して炭化処理することが可能な下水処理等の汚泥の連続処理方法及び装置について検討し、先に特許第3131176号、特開2000-246289号、特開2000-288595号等で提案している。特許第3131176号では有機廃棄物の還元炭化が実施可能な装置を提案している。また、特開2000-246289号では、有機質を含む汚泥又は有機廃棄物の被炭化処理対象物に炭素含有炭化助剤を添加して炭化処理する方法を提案しており、更に、特開2000-288595号ではその炭化処理方法を実施するシステムを提案している。
【０００４】
前記特開2000-246289号、特開2000-288595号では、連続炭化部の下部に格子を設けただけの装置では格子が目詰まりして連続処理に支障を生じるので、還元雰囲気での連続炭化処理が円滑に行われるように、炭化物の下方への移動を可能とするために連続炭化部へ複数の通過穴を有する上開口板と下開口板を設けている。上開口板を移動させることによって、上下の通過穴が一致した時(垂直方向に見た時同位置)炭化物の落下を可能としている。加えて、上開口板の底面に下向きの掻出し板を設けている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
移動する上開口板と下開口板を連続炭化部に設けると、上下の通過穴が垂直方向に同位置となった時に炭化中の被炭化処理対象物が通過し、通過穴が垂直方向に異なる位置では閉鎖された状態となり、いずれの場合にも空気の通過をほとんど許さないので還元雰囲気を保つことができる。被炭化処理対象物は適度に下方へ移動しながら炭化されるのである。ところが、炭化中の被炭化処理対象物は通常600〜650℃程度の高温となり、上開口板も下開口板も、また、連続炭化部周囲の壁面も高温に曝され、運転条件によっては構成部材に変形が生じる場合があった。上開口板も下開口板も熱で反ったり変形すると被炭化処理対象物の落下が不充分となるし、移動が困難となって、連続炭化が不可能となる。上開口板の底面に下向きの掻出し板を設けている場合にはかえって移動が困難となるケースもみられた。そこで、連続炭化を円滑に行うことができることを目的として、上開口板、下開口板に検討を加え、かつ、掻出しの機能を良好に保持できる構成について検討した。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を検討した結果、有機質を含む汚泥又は有機廃棄物の被処理対象物を連続炭化処理するための装置であって、還元雰囲気の連続炭化部上部に被処理対象物の供給部を設け、該供給部下方の連続炭化部中に設けられた少なくとも一方が移動する上開口板と下開口板のそれぞれに設けた通過穴の一致によって被処理対象物を降下させながら連続炭化する装置において、上開口板又は下開口板に冷却用ジャケットを設けたことを特徴とする有機質廃棄物の連続炭化処理装置とした。
【０００７】
そして本発明では、上開口板の下方に通過穴を残して突出した冷却用ジャケットを設け、上開口板の移動時に冷却用ジャケットの干渉(接触)により被処理対象物の落下を促すようにした。また、連続炭化部の周囲にも冷却用ジャケットを設けた有機質廃棄物の連続炭化処理装置としたのである。
【０００８】
また、このような有機質廃棄物の連続炭化処理装置の連続炭化部下部の炭化物取出し口と被処理対象物の供給部との間に炭化物のフィードバック手段を設け、該炭化物を被処理対象物と混合するようにした。前記特開2000-246289号、特開2000-288595号と同様に、炭素含有助剤の供給手段として前記処理によって得られた炭化物をフィードバックする手段を連続炭化部の被処理対象物供給部と下部の炭化物取出し口との間に設け、下水処理汚泥からの炭化物を連続炭化部へフィードバックさせて、下水処理汚泥を連続処理するのである。
【０００９】
更に、下水処理汚泥と炭化物とを混合する混合機と、下水処理汚泥を燃焼し易くするための造粒部と、上部に被処理対象物供給部を有する密閉連続炭化部とからなる炭化処理装置において、連続炭化部が前記いずれかに記載のジャケットを有している有機質廃棄物の連続炭化処理装置としたのである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の有機質廃棄物の連続炭化処理装置の工程系統図である。この装置は連続炭化部４の上部に被処理対象物供給部５を有しており、必要に応じて連続炭化部４の上部右方において下水処理汚泥等に炭素含有助剤を添加して、この連続炭化部４で連続炭化処理するのである。この装置の概要については先に提案した特開2000-246289号でも紹介している。被処理対象物供給部５へ供給するために下水処理汚泥等を燃焼し易くするための造粒部19と乾燥部20を設けている。造粒部19は詳細な図示を省略するが、多孔ノズルから押し出された麺線状の汚泥等を粒状にカットするようになっている。この実施例の装置では炭素含有助剤の供給手段として、連続炭化部４で得られた炭化物のほぼ全量をフィードバックするようになっており、フィードバック手段18は連続炭化部の炭化物取出し口６から下水処理汚泥等と炭化物とを混合する混合機21まで運ぶようになっている。混合機21から造粒部19までコンベアで送られる。下水処理汚泥からの炭化物を連続炭化部へフィードバックさせて使用し、下水処理汚泥を連続処理するのである。
【００１１】
図２は本発明の有機質廃棄物の連続炭化処理装置における連続炭化部の実施例の縦断面図である。この装置における連続炭化部においては、機台１上に円筒状のケーシング２を有しており、その内部に内筒3Aと外筒3Bを有する連続炭化部４を設けている。その上部が被処理対象物供給部５である。連続炭化部４の下部は下方が狭いテーパ状の炭化物取出し口６となっている。連続炭化部４の下部に有機ガス捕集部７の吸引ダクト８が設けられている。この吸引ダクト８は排気ファン９につながっている。炭化物取出し口６から排出される炭化物は前記被処理対象物供給部５間に設けられたコンベア等のフィードバック手段18(一点鎖線表示)によってフィードバックして炭素含有助剤として再使用されるようになっている。
【００１２】
図３及び図４は図２中Ａ部拡大図である。連続炭化部４では上方から被処理対象物を供給し、空気の供給が殆どない状態で還元雰囲気の炭化を行いながら下方へ移動させる。そのために、連続炭化部４中に上開口板11と下開口板12を設けている。いずれも炭化中の被処理対象物が通過するための複数の通過穴(開口溝)を有した構造であって、図５に下開口板12の断面を示す。上開口板11もほぼ同様な構造であるが、下開口板12が装置ケーシング２側へ固定されているのに対し、上開口板11は水平方向に移動可能である。そのために上開口板11は、吊り杆13によって連続炭化部４内に吊ると共に、装置ケーシング２の側面に設けたシリンダ15へ連結している。移動する上開口板11と固定した下開口板12のそれぞれに設けた通過穴11a,12aが、図３のように異なる垂直位置に存在した場合には被処理対象物が通過できない。図４のように垂直方向で一致すると、被処理対象物は降下することができる。
【００１３】
炭化中の被炭化処理対象物は通常600〜650℃の高温となり、上開口板11も下開口板12も変形が生じ易い。また、連続炭化部周囲の内筒3Aの壁面も高温に曝される。上開口板11も下開口板12も熱で反る等の変形が生じると、被炭化処理対象物の落下が不充分となるし、移動が困難となって、連続炭化が不可能となる。上開口板11の底面に下向きの掻出し板を設けている場合にはかえって移動が困難となる場合もある。そこで、本発明では上開口板11と下開口板12に冷却用ジャケット10A,10Bを設けている。この冷却用ジャケットの構造を図５に下開口板12の例によって示す。被処理対象物の複数の通過穴12aの周囲に冷媒の液体が冷媒入口12bから迂回しながら冷媒出口方向へと移動する。冷媒の液体としては、水が安価かつ供給し易いので適している。
【００１４】
一方、上開口板11は、図３のように通過穴11a,12aが異なる位置に存在した場合には、被処理対象物が落下しないで下開口板12の上へ載った状態となる。上開口板の下方に通過穴を残して突出した状態に冷却用ジャケット10Aを設けている。このことによって、上開口板が移動する度に冷却用ジャケット10Aが被処理対象物の落下を促すよう被処理対象物に干渉するのである。揺動手段14を吊り杆13と共に構成するシリンダ15により定期的に上開口板11を左右に動かすと被処理対象物又は炭化物を下方へ落下させることができる。
【００１５】
本発明の有機質廃棄物の連続炭化処理装置では、更に連続炭化部４の周囲にも冷却用ジャケット10Cを設けている。これによって、内筒3Aの熱変形や熱分解を防ぐことができる。
【００１６】
有機質廃棄物の被処理対象物は連続炭化部４中に入れて、初期の炭化が安定するまでの間、連続炭化部４中にバーナー炎を作用させて着火させる。空気の供給が殆どない状態で還元雰囲気の炭化を行い、揺動手段14により定期的に上開口板11を左右に動かしながら、炭化物を下方へ落下させる。このとき、排気ファン９を回して吸引ダクト８から炭化の結果生じた木酢等の有機ガスを強制的に吸引除去させ、燃焼炉16で燃焼させる。木酢等の有機ガスは、また、途中がＵ字状に曲がって冷却水槽中を通っている捕集管によって捕集するようにしてもよい。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によって、上開口板の移動が円滑に行われるので、有機質廃棄物の被処理対象物が炭化の過程で停滞することなく連続炭化が可能となる。常に安定した状態で還元が行われ、均質な炭化物が得られる。上開口板、下開口板、内筒、ケーシング等が高温に曝されることがないので、装置が破損し難く、かつ耐久性が向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機質廃棄物の連続炭化処理装置の工程系統図である。
【図２】本発明の有機質廃棄物の連続炭化処理装置における連続炭化部の縦断面図である。
【図３】通過穴が異なる垂直位置に存在した時の図２中Ａ部拡大図である。
【図４】通過穴が垂直方向で一致した時の図３相当図である。
【図５】下開口板の断面図である。
【符号の説明】
１  機台
２  ケーシング
3A  内筒
3B  外筒
４  連続炭化部
５  被処理対象物供給部
６  炭化物取出し口
７  有機ガス捕集部
８  吸引ダクト
９  排気ファン
10A  冷却用ジャケット
10B  冷却用ジャケット
10C  冷却用ジャケット
11  上開口板
11a  通過穴
12  下開口板
12a  通過穴
13  吊り杆
14  揺動手段
15  シリンダ
16  燃焼炉
18  フィードバック手段
19  造粒部
20  乾燥部
21  混合機
【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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