(57)【要約】【課題】  高含水有機質廃棄物の炭化には多大なエネルギーコストがかかる。本発明は、生ごみ等の含水有機廃棄物の低コスト炭化方法を提供する。【解決方法】含水有機物をマイクロ波加熱して該有機物の水分を蒸発させる工程と、該蒸発した水分を過熱蒸気とする工程と、該過熱蒸気で、該水分の蒸発した有機物を加熱炭化する工程を備えてなることを特徴とする。上記含水有機物をセラミック板コンベヤに載せて連続的にマイクロ波加熱することを特徴とする。【選択図】  図２
2005344007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
含水有機物をマイクロ波加熱して該有機物の水分を蒸発させる工程と、該蒸発した水分を過熱蒸気とする工程と、該過熱蒸気で、該水分の蒸発した有機物を加熱炭化する工程を備えてなることを特徴とする含水有機物の炭化方法。
【請求項２】
上記含水有機物をセラミック板コンベヤに載せて連続的にマイクロ波加熱することを特徴とする請求項１に記載の含水有機物の炭化方法。
【請求項３】
上記セラミック板は多孔質で、マイクロ波発熱性のセラミックである請求項２に記載の含水有機物の炭化方法。
【請求項４】
上記含水有機物は、水分量10％まで蒸発させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の含水有機物の炭化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、含水有機物、更に詳しくは、生ごみ等の含水有機廃棄物を炭化処理する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生ごみや下水汚泥の様な高含水有機廃棄物を過熱蒸気で炭化する技術はすでに開示されている（特許文献１）。
高含水有機廃棄物を過熱蒸気で炭化するときの熱効率は、蒸気を発生させるときの熱効率に大きく依存する。つまり炭化の熱効率を上げるためには、より高効率で蒸気を発生させることが必須の条件であるが、現状は、ボイラーで蒸気を発生させているために、熱効率は、概ね80〜85％程度であり、熱効率が極めて悪い欠点がある。
特許文献１には、ボイラーで蒸気を発生させ、蒸気過熱器で過熱した過熱蒸気で水分を多量に含む廃棄物を炭化することが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１２３１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はかかる問題点にかんがみてなされたもので、その目的は、きわめて高い効率で水蒸気を発生させ、この水蒸気を使用して高含水有機質廃棄物を経済的に炭化することができる新規な方法を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記問題に関して鋭意研究を行い、下記の知見を得た。
すなわち、
高含水有機質廃棄物をマイクロ波で加熱すると、大量の水蒸気を高効率で発生させることができ、得られた水蒸気を過熱蒸気に変えて、この過熱蒸気で、脱水した有機質廃棄物を炭化することができることを見出した。この方法によるときわめて高い熱効率で高含水有機質廃棄物を炭化することができることを見出した。
本発明は、以上の知見に基づいてなされたものであり、下記（１）〜（４）の構成からなるものである。
（１）含水有機物をマイクロ波加熱して該有機物の水分を蒸発させる工程と、該蒸発した水分を過熱蒸気とする工程と、該過熱蒸気で、該水分の蒸発した有機物を加熱炭化する工程を備えてなることを特徴とする含水有機物の炭化方法。
（２）上記含水有機物をセラミック板コンベヤに載せて連続的にマイクロ波加熱することを特徴とする上記１に記載の含水有機物の炭化方法。
（３）上記セラミック板は多孔質で、マイクロ波発熱性のセラミックである上記２に記載の含水有機物の炭化方法。
（４）上記含水有機物は、水分量10％まで蒸発させることを特徴とする上記１〜３のいずれかに記載の含水有機物の炭化方法。        
【発明の効果】
【０００６】
熱効率が高い
水蒸気を作るための水が不要（節水）
有機物の悪臭を分解無臭化できる
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図面によって本発明の作用、機能を説明する。
図１〜２は本発明方法の説明図である。
高含水有機質廃棄物は磁選機１に入れられて、鉄くず等を除去され、ついで粉砕機２で細かく粉砕されて、マグネトロン式乾燥機３に挿入される。
マグネトロン式乾燥機では、マイクロ波によって廃棄物の中の水分のみが選択的に加熱されるので、炉の中に入れて高含水有機質廃棄物全体を加熱して水分を蒸発させる場合に比べてきわめて高い効率で蒸気を発生させることができる。熱効率は概ね90〜95%になる。
【０００８】
マグネトロン式乾燥機３は、発生した蒸気が外に漏洩しないように、原料投入口、排出口、蒸気排出口を除いて、密閉された容器からなっている。天井部にはマグネトロン４が配置され、原料（高含水有機質廃棄物）はセラミック製コンベヤの上に投入されて、乾燥機の中を移動する。移動しながらマイクロ波で加熱されて、水分が蒸気となって蒸発する。
ここでセラミック製コンベヤとは、コンベヤベルトやチエンの上に、移動方向に小さく分割されたセラミック板を取り付けた構造のコンベヤであり、セラミック板はマイクロ波を照射されて発熱する構造である。マイクロ波発熱性セラミックとは、マイクロ波を照射されて発熱するセラミックを意味し、セラミック板の材質は、高誘電率のセラミックが好ましく、多孔質に成形焼成したものが好ましい。
【０００９】
セラミック板に載せられた高含水有機質廃棄物は、それ自身マイクロ波で加熱されて水分が加熱され、また同時にセラミック板も発熱するために、セラミック板からも加熱されて、廃棄物中の水分が蒸発する。
蒸発した水分は、吸引ブロワー９に吸引されて蒸気排出口から排出されて過熱蒸気発生器のボイラー管の中に送り込まれる。
【００１０】
ボイラー管はバーナー１３で加熱されており、蒸発した水分はボイラー管の中を通過中に過熱されて過熱蒸気になり、過熱蒸気式炭化機８に吹き込まれる。
過熱蒸気の温度は、バーナー出力によって適宜調整でき、本発明では、概ね450℃〜600℃の範囲が好ましい。
【００１１】
高含水有機質廃棄物は、マグネトロン式乾燥機３で概ね10％程度まで乾燥され、次いで排出口を通って破砕機７に入り、細かく破砕されて、過熱蒸気式炭化機８に入る。
【００１２】
過熱蒸気式炭化機８は、概ね450〜600℃の過熱蒸気雰囲気に保持されている。
過熱蒸気式炭化機８には、中に入れた有機質廃棄物を流動攪拌するための回転羽根が備えられている。
過熱蒸気式炭化機８の外周はジャケット構造（二重構造）になっており、ジャケットの隙間にバーナーの排ガスが流れ込んで外周の保温を行い、その後、この排ガスは外気に放出される。
【００１３】
過熱蒸気式炭化機８に挿入された有機質廃棄物は炭化が完了するまで回転羽根で攪拌されながら炭化されて、完了後、炭化機の底から下に排出される。
炭化機８から出てきた過熱蒸気はスクラバー11を通過するときに臭気成分等も吸収されて飽和水蒸気となって廃棄ブロワーから外気に放出される。
【００１４】
ここで、高含水有機質廃棄物のマグネトロン式乾燥機３での乾燥程度は概ね10％以上までが良い。本発明では高含水有機質廃棄物の水分を過熱蒸気の水源として利用するので、
10％未満では十分な水分が回収できず、熱効率的に不経済になる。
したがって原料として投入する高含水有機質廃棄物は少なくとも10％以上の水分を保有するものでなければならない。
【００１５】
ここで、本発明の高含水有機質廃棄物とは、生ごみ、下水汚泥、食品の加工粕、ビール粕、焼酎粕、おから等の含水率10％以上の有機質廃棄物全般を意味するものである。
【００１６】
炭化機の中の過熱蒸気の温度は、450〜600℃の範囲が好ましい。450℃未満では十分な炭化ができない。また600℃超える温度は不経済である。
【実施例１】
【００１７】
高含水有機質廃棄物として生ごみを用い、図２の装置を使用して炭化した。
生ごみの含水率90%。
マグネトロン式乾燥機の容量：  11  ＫＷ
コンベアに使用したセラミック板：  110  ×  400  ×20  mm厚さの多孔質板  
セラミック板の材質            ：  アルミナ−シリカ−チタニア系セラミック
マグネトロン式乾燥機に100kg／時間の生ごみを投入して、約75kgの水蒸気と25kgの半乾燥した生ごみを得た。
水蒸気は過熱蒸気発生装置のバーナーで加熱して  450  ℃の過熱蒸気として過熱蒸気式炭化機に吹き込んだ。
半乾燥した生ごみを過熱蒸気式炭化機に投入して回転羽根で攪拌しながら  20  分保持して生ごみを炭化した。
約９kgの炭化物が得られた。
かかったエネルギーコスト    2.3    円／kgであった。
水を蒸発させて水蒸気となして炭化した場合に比較して約１／２であった。
【実施例２】
【００１８】
下水汚泥炭化の例
実施例１と同じ装置を用いて含水率89％の下水汚泥を炭化した。
かかったエネルギーコスト    2.4    円／kgであった。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
下水汚泥、生ごみ等の低コスト処理方法として廃棄物処理に多大な貢献をなすものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明方法の説明図である。
【図２】図２は、本発明方法の説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
１…磁選機                              ２…破砕機                  
３…マグネトロン式乾燥機                ４…マグネトロン
５…セラミック板コンベア               ６…ロータリーバルブ      
７…乾燥物用破砕機                    ８…過熱蒸気式炭化機          
９…吸引ブロワ                        １０…過熱蒸気発生器    
１１…スクラバー                      １２…排気ブロワ
１３…バーナー
【図１】
2005344007.tif 000003
【図２】
2005344007.tif 000004