(57)【要約】      （修正有）【課題】被炭化処理物の炭化過程で前記被炭化処理物が空気と接触して燃焼するのを避けて灰分の発生を抑制し、かつ供給熱量が被炭化処理物の炭化に有効に作用し、安価でカロリーの高い、燃料としての価値が高い炭化物を製造できる密閉式連続炭化処理装置を提供する。【解決手段】  一端に被炭化処理物の投入口２を、他端には炭化物の排出口１０を備え、そして内部にスクリューコンベア５を挿設してなる円筒体４を横設し、さらに該円筒体の管壁外面部に加熱手段６を近接配置して構成し、前記投入口から投入された被炭化処理物を加熱された円筒体内で攪拌しながら加熱炭化して搬送し、炭化物を排出口から取り出すようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に被炭化処理物の投入口を、他端には炭化物の排出口を備え、そして内部にスクリューコンベアを挿設してなる円筒体を横設し、さらに該円筒体の管壁外面部に加熱手段を近接配置して構成し、前記投入口から投入された被炭化処理物を加熱された円筒体内で攪拌しながら加熱炭化して搬送し、炭化物を排出口から取り出すようにしたことを特徴とする密閉式連続炭化処理装置。
【請求項２】
密閉式連続炭化処理装置の円筒体の一端に設けられた被炭化処理物の投入口に定量供給ロータリーダンパーを設け、同円筒体内の被炭化処理物の外部空気との遮断と被炭化処理物の定量供給を可能としたことを特徴とする請求項１記載の密閉式連続炭化処理装置。
【請求項３】
密閉式連続炭化処理装置の円筒体の管壁に複数の小孔を穿設し、また同円筒体の管壁外面部を被包するフードを取り付け、そしてそのフードにガス排出口を設けてなることを特徴とする請求項１又は２記載の密閉式連続炭化処理装置。
【請求項４】
前記加熱手段が、電気加熱装置であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の密閉式連続炭化処理装置。
【請求項５】
前記電気加熱装置が、円筒体の管壁外面部に巻回された電気抵抗発熱線を備えてなるものであることを特徴とする請求項４記載の密閉式連続炭化処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物の炭化処理技術に係り、特に廃棄物を連続投入して炭化物を得る密閉式連続炭化処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭や企業から排出される不要品や廃棄物量が急速に増加し、これら大量の不要品や廃棄物の処理に伴う環境破壊が大きな社会問題となってきている。例えばゴミ焼却場から発生するダイオキシンや、最終処分場からの有害物質による地下水汚染、海洋投棄による海水の汚染、そして最終処分場用地の確保難等がある。さらには産業廃棄物処理場の不足に伴う不法投棄も見逃すことできない。
そこでこれら家庭や企業から排出される不要品や排気物の量を減らし再利用を図るリユース、リサイクルの強化が図られ、１９９１年にはリサイクル法が施行され、自動車や大型家電製品、スチール缶やアルミ缶のリサイクルが義務づけられた。
また各自治体でもゴミ減量が重要課題となり、ペットボトル、プラスチック、紙、衣料品等の再資源化を図るために分別収集が行われている。
一般廃棄物以外にも、発生量の多い廃棄物として、家畜排せつ物、下水汚泥、食品廃棄物、建築廃木材等がある。このうち家畜排せつ物については、家畜排せつ物法が平成１１年に制定されて家畜排せつ物の適正管理が義務づけられており、その処理方法としては堆肥化が一般的であるが、国内では堆肥が余る状況にあり、堆肥によるリサイクルの増加は望めない状況にある。そこで家畜排せつ物をそのままメタン発酵させてメタンガスを得てエネルギー源として利用することも考えられるがこれには残渣処理の問題が残る。
また、食品廃棄物については、一部家畜の飼料として利用されるほか、バイオ処理や乾燥処理によって肥料としての利用が、特に家庭から出る食品廃棄物の減量化に推奨され、その機器の購入に補助金を出して推進する自治体も増加している。そして食品リサイクル法により、平成１８年度以降リサイクル率２０％を目指すこととなっている。
さらに下水汚泥と建築廃木材のリサイクル率は比較的高く、現在６０％程度とされているが、今後もリサイクル化は拡大するものと思われる。
【０００３】
一般廃棄物のうち可燃ゴミは、重量比で４５％程度であり、これらを乾燥・固形化し燃料として再利用するゴミ固形燃料（Ｒｅｆｕｓｅ  Ｄｅｒｉｖｅｄ  Ｆｕｅｌ：ＲＤＦ）の製造設備が一時脚光を浴びたが、この設備は人口が１０万人を超え、ゴミ処理量が１日１００トン以上の規模のゴミ処理場でなければコストパフォーマンスが悪くメリットが見込めないこと、ゴミ固形燃料がゴミを乾燥させて固形化しているだけなのでゴミ中に存在した固形成分は不変で塩素等の有害成分が残留しており、これを燃焼する際には有害物除去対策や燃焼炉の耐腐食対策が必要なこと、燃焼炉の運用とゴミ固形燃料の保管管理において安全対策が厳重に行われなければならず、ゴミ固形燃料を使用する焼却炉の設備コストが通常の焼却炉よりも割高になることから普及は進んでいない状況にある。
また、食品廃棄物や家畜排せつ物については前述のとおり、一部の食品廃棄物が家畜の飼料として利用されているほか、堆肥やメタンガスの採集によるエネルギー源として再利用が図られてきてはいるが、その利用拡大に多く望める状況にない。しかし、これら食品廃棄物や家畜排せつ物、さらに建築廃木材等を炭化させて燃料として利用できれば先細りの傾向にある堆肥化やメタンガス採集後の残渣のリサイクルも可能になる。また、大量処理によってリサイクルのコストパフォーマンスを高めることもできる。
特開２００２−２４１７６０号公報には水分率の高い植物等の廃棄物を炭化して燃料として再利用する発明が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２４１７６０号公報
【０００４】
炭化処理の対象物としては、可燃性の一般廃棄物のほか食品廃棄物、建築廃木材、下水汚泥、家畜排せつ物、間伐材、竹、刈草などが挙げられ、その炭化処理方法も、木炭を焼く土窯から大型のロータリーキルンまで処理量によってさまざまなものがあり、これらが効率よく炭化され、その炭化物の利用分野が拡がれば、ゴミ処理の課題に光明が射し、資源の有効活用の道が開けることにもなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の炭化処理方法のほとんどは、被炭化処理物を燃焼させて炭化物を得るものであって、特許文献１の発明をはじめ、大量の被炭化処理物を炭化するのに使用されるロータリーキルンもその例に漏れず、被炭化処理物をバーナーで直接加熱しており、したがって被炭化処理物の燃焼によって生じる灰分が炭化物に混入することは避けられず、得られた炭化物のカロリーが低いという問題があった。さらに加えて、加熱方式によっては廃棄物の炭化に貢献する熱量が供給熱量の５０％程度と低く残りは外部に放出されているため運転コストが嵩み、得られる炭化物も高価になるという問題があった。
したがって、本発明は、被炭化処理物の炭化過程で前記被炭化処理物が空気と接触して燃焼するのを避けて灰分の発生を抑制し、かつ供給熱量が被炭化処理物の炭化に有効に作用し、安価でカロリーの高い、燃料としての価値が高い炭化物を製造できる密閉式連続炭化処理装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は上記課題を下記の手段で解決した。
（１）一端に被炭化処理物の投入口を、他端には炭化物の排出口を備え、そして内部にスクリューコンベアを挿設してなる円筒体を横設し、さらに該円筒体の管壁外面部に加熱手段を近接配置して構成し、前記投入口から投入された被炭化処理物を加熱された円筒体内で攪拌しながら加熱炭化して搬送し、炭化物を排出口から取り出すようにしたことを特徴とする密閉式連続炭化処理装置。
（２）密閉式連続炭化処理装置の円筒体の一端に設けられた被炭化処理物の投入口に定量供給ロータリーダンパーを設け、同円筒体内の被炭化処理物の外部空気との遮断と被炭化処理物の定量供給を可能としたことを特徴とする前項（１）又は（２）記載の密閉式連続炭化処理装置。
（３）密閉式連続炭化処理装置の円筒体の管壁に複数の小孔を穿設し、また同円筒体の管壁外面部を被包するフードを取り付け、そしてそのフードにガス排出口を設けてなることを特徴とする前項（１）又は（２）記載の密閉式連続炭化処理装置。
（４）前記加熱手段が、電気加熱装置であることを特徴とする前項（１）〜（３）のいずれか１項記載の密閉式連続炭化処理装置。
（５）前記電気加熱装置が、円筒体管壁外面に巻回された電気抵抗発熱線を備えてなるものであることを特徴とする請求項（４）記載の密閉式連続炭化処理装置。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の密閉式連続炭化処理装置により、下記のような効果が発揮される。
（ア）炭化処理物投入口に投入された被炭化処理物が、管壁が加熱された円筒体内に挿設されたスクリューコンベアで攪拌、搬送されながら加熱、炭化されるので、管壁外面部に近接配置された加熱手段の発熱量が被炭化処理物にまんべんなく効果的に作用し、かつ密閉式装置であるため、被炭化処理物は空気との接触がなく着火することがない。また炭化処理の際に発生する高温の可燃性ガスは、燃料ガスとして、また加熱用ガスとして使用でき、熱利用効率の高い密閉式連続炭化処理装置が実現できる。
（イ）上記効果に加えて、被炭化処理物が、円筒体内に挿設されたスクリューコンベアによって加熱、炭化されながら搬送され、完成した炭化物が炭化物の排出口から自動的に取り出せるので、炭化処理装置の連続運転が可能となり、廃棄物の大量炭化が可能になる。
【０００８】
（ウ）被炭化処理物の投入口に定量供給ロータリーダンパーを設け、円筒体内の被炭化処理物と外部空気との接触を遮断したので、被炭化処理物を燃焼することなく炭化でき、灰分の混入のないカロリーの高い炭化物が得られる。また、炭化処理物を燃焼させることなく炭化するので、廃棄物の燃焼に伴って発生するダイオキシン、炭酸ガス、窒素酸化物、硫黄酸化物等の発生が抑制され、環境汚染を起こさない密閉式連続炭化処理装置が実現できる。
（エ）前記定量供給ロータリーダンパーの回転速度を制御することによって、円筒体内に投入される単位時間当たりの被炭化処理物の量が調整できるので、投入する炭化処理物の量をその種類、形状、含有水分量等に基づいて調整することにより、均一で良質な炭化物が連続して得られる。
【０００９】
（オ）円筒体の管壁に複数の小孔を穿設し、また円筒体の管外面部を被包するフードを取り付け、そしてそのフードにガス排出口を設けたため、炭化処理物を加熱、炭化、搬送中に発生する高温の可燃性ガスをガス排出口を介して取り出し、燃料ガスとして、又加熱用ガスとして利用できるとともに、これら可燃性ガスが放出された炭化物は、燃料として使用する際、臭気や有害な成分の発生が少ない好適な燃料あるいは吸着材となる。
【００１０】
（カ）円筒体壁面を加熱する加熱手段が、円筒体の管壁外面に巻回された電気抵抗発熱線を備えた電気発熱装置で構成され、前記電気抵抗発熱線に流す電流を変化することによって発熱温度の調整ができるので、前記（エ）の効果と相まって被炭化処理物の種類、形状、含有水分量、及び単位時間当たりの炭化処理量に基づく最適炭化温度が設定でき、均一で良質な炭化物を連続して得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の密閉式連続炭化処理装置を実施するための最良の形態を、実施例の図に基づいて説明する。
図１は本発明の密閉式連続炭化処理装置の構造を説明する断面図であり、図において１は密閉式連続炭化処理装置、２は被炭化処理物の投入口、３は定量供給ロータリーダンパー、３ａはロータリーダンパーの筐体、３ｂはロータリーダンパーの回転体、３ｃは突起、４は円筒体、５はスクリューコンベア、６は加熱手段、７はフード、８はガス排出口、９は小孔、１０は炭化物排出口である。
本発明の密閉式連続炭化処理装置１は、図１に示すように一端に被炭化処理物投入口２を、他端には炭化物排出口Ｂを備え、そして内部にスクリューコンベア５を挿設してなる円筒体４を横設し、さらに該円筒体４の管壁外面部に加熱手段６を近接配置して構成し、前記被炭化処理物投入口２から投入された被炭化処理物を加熱された円筒体４内で攪拌、搬送しながら加熱、炭化し、炭化物を炭化物排出口１０から取り出すようにしたものである。
【００１２】
そして前記被炭化処理物投入口２に定量供給ロータリーダンパー３を備えることによって、円筒体４内の被炭化処理物と外部空気とが接触するのを遮断するとともに、被炭化処理物の単位時間当たりの供給量の制御を可能としている。たとえば、図１に示すロータリーダンパー３のように、金属製の円筒状の筐体３ａ内に、外周に前記筐体３ａの内壁に緩やかに接触する複数の硬質ゴムの突起３ｃ…を備えた回転体３ｂを配設し、前記回転体３ｂを回転させることにより、隣り合う突起３ｃ…間に収容された一定量の被炭化処理物を順次円筒体４中に投入するとともに、前記一定量の被炭化処理物中に含まれた空気以外を前記円筒体４内に取り込まないようにし、被炭化処理物の種類、形状、含有水分量、及び前記円筒体４の加熱温度等に対応して、前記回転体３ｂの回転速度を調整し、適正な処理量の被炭化処理物を円筒体４内に投入するようにしている。
【００１３】
被炭化処理物投入口２から円筒体４内に投入された被炭化処理物は、スクリューコンベア５の回転によって管壁外面部に近接配設された加熱手段６によって４００〜６００℃に加熱された円筒体４内で攪拌されながら順次炭化物排出口Ｂに搬送されて乾燥、炭化が進められる。この加熱温度は、被炭化処理物の種類、形状、含有水分量をはじめ、被炭化処理物の円筒体４内への単位時間当たりの投入量、またスクリューコンベア５の回転速度（被炭化処理物の搬送速度）等を考慮して最適な値を選択されることが好ましいが、本発明の密閉式連続炭化処理装置の加熱手段６が、円筒体の管壁外面に巻回された電気抵抗発熱線を備えた電気加熱装置で構成されていることから、前記電気抵抗発熱線に流す電流を加減することで加熱手段６の温度調節ができるので、投入された被炭化処理物の炭化に最適な加熱条件を容易かつ経済的に得ることができる。
なお炭化物排出口Ｂから取り出された炭化物は高温であり、外気に触れると発火して燃焼するおそれがあり、燃焼すれば密閉して炭化処理した効果が失われるので、炭化物排出口Ｂには図示しない冷却装置が連接され、この冷却装置で密閉状態のまま冷却水によって冷却されて製品化された炭化物が取り出される。
【００１４】
密閉式連続炭化処理装置１の円筒体４の管壁に複数の小孔９…を穿設し、また円筒体４の管壁外面部を被包するフード７を取り付け、そしてそのフード７にガス排出口８を設けて、被炭化処理物がスクリューコンベア５によって搬送され、加熱乾燥される途中で発生する高温の可燃性ガスを、前記円筒体４の管壁に穿設された複数の小孔９…から円筒体４の外周を被包するように取り付けられた前記フード７内に導き、フードのガス排出口８から燃料ガス又は加熱用ガスとして取り出して利用し、又は図示しないガス分解処理装置に導入して分解処理する。
前記フード７は、断熱素材を使用して加熱手段６をも被包するよう取り付け、加熱手段６が発生する熱のフード７外への放散を抑制し、円筒体４の管壁に効率的に伝達されるようにすることが好ましい。
【００１５】
本発明の密閉式連続炭化処理装置１は、スクリューコンベア５の回転速度を制御することによって炭化物排出口１０から一定時間内に一定量の乾燥炭化物が自動的に連続して得られるので、処理現場で炭化処理物が堆積するという問題はほとんどなくなり、また処理作業者や管理者が皆無に等しい状態で安定した処理を行うことができるようになる。
また、外部空気と遮断された密閉状態で炭化が行われるので、被炭化処理物の燃焼がなく、したがってダイオキシン、炭酸ガス、窒素酸化物等の発生もほとんどなく、環境に優しい装置となっている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の密閉式連続炭化処理装置の構造を説明する断面図
【符号の説明】
【００１７】
１：密閉式連続炭化処理装置
２：被炭化処理物投入口
３：定量供給ロータリーダンパー
３ａ：ロータリーダンパーの筐体
３ｂ：ロータリーダンパーの回転体
３ｃ：突起
４：円筒体
５：スクリューコンベア
６：加熱手段
７：フード
８：ガス排出口
９：小孔
１０：炭化物排出口
【図１】
2007321048.tif 000003