(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化炉上方に被炭化処理対象物の供給部、下方に炭化物取出口、その間に炭化部を設け、被炭化処理対象物を供給しながら炭化部の途中で還元炭化させ、下方の取出口より炭化物を得る廃棄物炭化装置であって、炭化部の被炭化処理対象物中の上部にガス吹込口と下部にガス吸引口とを設け、炭化炉外部に該ガス吸引口とガス吹込口間のガス循環ラインを形成し、ガス循環ラインの途中へ燃焼熱風発生炉を設け、前記炭化炉で発生するガスの循環ライン中の可燃ガス成分の燃焼による脱酸素と加熱を前記燃焼熱風発生炉中で行いながら前記ガス吹込口から被炭化処理対象物へ加熱ガスを供給する廃棄物炭化装置において、
ガス吸引口とガス吹込口とは、いずれも炉内の一方から他方に達する下向き開口構造であることを特徴とする廃棄物連続炭化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として有機質に富む廃棄物、すなわち、し尿処理汚泥、食品製造業や畜産業等の汚水処理汚泥、そば殻、製紙業におけるパルプ粕などの廃棄物を処理することができる連続炭化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機質に富む廃棄物を炭化処理して再循環させて炭化助剤とする試みは特開昭50-97161号に固体セルロース廃棄物の例が紹介されている。また、特開昭53-70747には余剰汚泥焼却炉の例がみられる。本発明者も先に特許第3199696号で、し尿処理施設や各種汚水処理施設で生じる有機質を含む汚泥等の廃棄物の連続炭化処理方法を提案している。その炭化処理方法は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であって、炭素含有炭化助剤として前記炭化処理によって得られた炭化物をフィードバックさせて有機質を含む汚泥又は有機廃棄物と混合し、炭化部に設けられた上開口板と下開口板の上下の通過穴及び上開口板の底面に設けられた掻出し板によって落下を促しながら連続炭化することを特徴とするものである。
【０００３】
このような連続炭化処理方法を実施するための装置は、上方に被炭化処理対象物の供給部、下方に炭化物取出口、その間に炭化部を設けて被炭化処理対象物を供給しながら炉中の炭化部の途中で還元炭化させ、下方の取出口より炭化物を得てフィードバックさせる構造である。連続炭化を円滑に行うには炭化部の途中で還元炭化させる工程が重要であって、被炭化処理対象物や炭化物の下方への移動が支障なく行われるように、上開口板の底面に設けられた掻出し板によって落下を促すようにしている。また、酸素の供給が殆どない状態の還元状態としながら高温での炭化を可能にすることなどに配慮が加えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、連続炭化処理方法を実施するための装置においては、しばしば被炭化処理対象物の分解時に発生する水分によって、炭化物が下方へ移動し難くなり滞留することがある。そのために監視のための人手を要する。また、炭化部下方を吸引して分解ガスを吸引除去しようとすると、温度低下をきたし、連続炭化を円滑に行うための温度維持が困難である。監視者の配置なくしてこれらを円滑に行うことが要望されている。
【０００５】
更に、連続炭化処理方法を実施するための装置においては、被炭化処理対象物のうちには極めて粘稠な、し尿処理汚泥、食品製造業や畜産業等の汚水処理汚泥と、製紙業におけるパルプ粕とを混合する場合のような困難な混合後の炭化処理を必要とすることが多い。このように混合が上手く行かなかったり、紐状物の絡まりにより被炭化処理対象物の供給部の停止による連続炭化処理を停止せざるを得ない場合もみられる。
【０００６】
そこで本発明者は、し尿処理汚泥、食品製造業や畜産業等の汚水処理汚泥、パルプ粕等の連続炭化処理装置において、可能な限り監視者の配置を少なくしても円滑に稼働できるように検討した。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、炭化炉上方に被炭化処理対象物の供給部、下方に炭化物取出口、その間に炭化部を設け、被炭化処理対象物を供給しながら炭化部の途中で還元炭化させ、下方の取出口より炭化物を得る廃棄物炭化装置であって、炭化部の被炭化処理対象物中の上部にガス吹込口と下部にガス吸引口とを設け、炭化炉外部に該ガス吸引口とガス吹込口間のガス循環ラインを形成し、ガス循環ラインの途中へ燃焼熱風発生炉を設け、前記炭化炉で発生するガスの循環ライン中の可燃ガス成分の燃焼による脱酸素と加熱を前記燃焼熱風発生炉中で行いながら前記ガス吹込口から被炭化処理対象物へ加熱ガスを供給する廃棄物炭化装置において、ガス吸引口とガス吹込口とは、いずれも炉内の一方から他方に達する下向き開口構造とした。
【０００８】
循環ライン中の可燃ガス成分(主として前記炭化炉で発生するガス)の燃焼による脱酸素と加熱を行いながら前記ガス吹込口から被炭化処理対象物へ加熱ガスを供給することのできる装置としたのである。廃棄物連続炭化装置の炭化炉中の下方へ移動する被炭化処理対象物にはガス吹込口から酸素が少ない状態のガスが吹き込まれ、被炭化処理対象物が還元状態で熱分解して炭化される。
【０００９】
この廃棄物連続炭化装置の炭化物取出口と供給部間に炭化物フィードバックラインを形成した。炭化物フィードバックラインは当然のことであるが、炭化炉外部に設けられ、殆ど炭化物取出口から取り出される炭化物の全量を被炭化処理対象物供給部へフィードバックされるが、ライン途中へ炭化物の取出口を設けて炭化物製品として出荷も可能である。
【００１０】
また、供給部には被炭化処理対象物の供給ラインを形成し、該供給ライン上へ有機廃棄物の加熱解砕混合機、炭化物混練機、乾燥機を配置した。炭化物混練機には前記フィードバックラインからの炭化物も含めて必要に応じて木炭、竹炭等の炭類を供給して被炭化処理対象物に混練することができる。
【００１１】
前記加熱解砕混合機は横型ケーシング内に解砕爪を設けた構造であって、その上流側には被炭化処理対象物の供給口と下流側に排出口を備えている。解砕爪とは単に回転軸に対してリボン状の螺旋刃が設けられた構造ではなく、螺旋刃に代えて多数の解砕爪が上流側から下流側へ回転軸に対して螺旋状に配置されている。これによって、粘稠な被炭化処理対象物が撹拌可能になると共に、性状の異なる複数種の被炭化処理対象物を解砕しながら混合し、下流側へと送ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の廃棄物連続炭化装置の概要を示すフロー図であり、図２は炭化炉とガス循環ラインの詳細図、図３は炭化炉の断面図、図４は図３中Ｄ−Ｄ断面図である。本発明の廃棄物連続炭化装置は、図１のフロー図によって明らかなように、炭化炉１を主体として被炭化処理対象物の供給ラインＡ、炭化物フィードバックラインＢ及び、ガス循環ラインＣによって概略構成されている。
【００１３】
炭化炉１は断熱構造の炉体の上方に被炭化処理対象物の供給部２、下方に炭化物取出口３、その間に炭化部４を設けている。上方の供給部２から被炭化処理対象物５をＡラインにより供給しながら炭化部４の途中で還元炭化させ、下方の取出口より炭化物６を得る構造である。本発明では図３及び図４によって詳細に示すように、炉中の炭化部４の被炭化処理対象物５の堆積層内に位置する上部位置にガス吹込口７と下部位置にガス吸引口８とを設けている。いずれも炉内の一方から他方に達する下向き開口構造であり、被炭化処理対象物５中に上方から平均的に熱風ガスが行きわたるようにすると共に、下方で平均的に湿気の多い内部ガスを抜き取るようにしている。炉中の炭化部４の底部には、特許第3199696号でも紹介したシリンダ17による揺動可能な上開口板15と下開口板16とからなる空気の炉内への侵入を防ぎながら炭化物を落下させる手段を設けている。
【００１４】
一方、炭化炉外部においては、図１及び図２によって明らかなように、前記ガス吸引口８とガス吹込口７との間にガス循環ラインＣを形成している。ガス循環ラインＣは断熱構造のダクトや内部を通気が充分な配管類でガス循環系を形成している。ガスの循環はガス循環ライン中に設けたフアン９による。
【００１５】
更に、ガス循環ラインＣの途中には燃焼熱風発生炉10を設けている。燃焼熱風発生炉10は図１及び図２に詳細を示すように、断熱気密ケーシング11に前記炭化炉１のガス吸引口８に通じたガス流入口12と、流入するガス中の可燃ガス成分の燃焼を行うと共に加熱を行うためのバーナー13、及び脱酸素された熱風を前記炭化炉１のガス吹込口７へフアン９を介して送るための熱風ガス送出口14を設けている。燃焼熱風発生炉10の熱風は、被炭化処理対象物の供給ラインＡの加熱又は保温が必要な個所へ供給することもできる。
【００１６】
ガス吹込口７から酸素が少ない状態のガスが吹き込まれ、被炭化処理対象物が還元状態で熱分解して炭化されるが、被炭化処理対象物の分解時に発生する水分が送気と吸気とによって取り去られた炭化物６は、炭化炉１内をスムーズに下方へ移動して炭化物取出口３から取り出される。この炭化物取出口３と被炭化処理対象物供給部２との間には炭化物フィードバックラインＢを形成している。炭化物フィードバックラインＢは炭化炉外部に設けられたバケットコンベア18a、スクリュウコンベア18b等のコンベア類で構成されており、炭化物取出口３から取り出される炭化物のほとんど全量を被炭化処理対象物供給部２へフィードバックさせるが、炭化物製品としての出荷も可能である。更に、炭化物フィードバックラインＢは、後述する被炭化処理対象物の供給ラインＡの前工程において炭化物６を被炭化処理対象物へ炭化助剤として加えるためにバケットコンベア18a、スクリュウコンベア18b等でより延長されたラインとすることができる。
【００１７】
供給部２には被炭化処理対象物の供給ラインＡが連結されており、該供給ラインＡ上へ有機廃棄物の加熱解砕混合機19、炭化物混練機20a,20b、乾燥機21を配置した。上方にホッパー23を有する炭化物混練機20aには前記フィードバックラインからの炭化物も含めて必要に応じて木炭、竹炭等の炭類を供給して被炭化処理対象物に混練することができる。炭化物混練機20の内部構造は横型ケーシング内に互いに逆回転するダブルスクリュウが配置されたタイプであり、他の公知の構造のものを採用してもよい。乾燥機21による被炭化処理対象物の乾燥は、乾燥機ケーシング内へ設けた複数本の平行な回転多孔バンドに対し前記燃焼熱風発生炉10からの熱風を作用させて乾燥するようにしている。乾燥能率を高めるために被炭化処理対象物を粒子状にする造粒機22を炭化物混練機20a,20bと乾燥機21の間に設けている。なお、炭化物混練機20bは炭化物等を添加することなく造粒する際に使用される。
【００１８】
前記加熱解砕混合機19は、ホッパー23へ移送する前の被炭化処理対象物を加熱したり解砕する機能を有している。図１中に要部を拡大して示すように、横型ケーシング31内にモータ駆動の回転軸32が設けられており、該回転軸32に対して多数の円弧状の解砕爪33が上流側から下流側へ螺旋状に配置されている。横型ケーシングの上流側には被炭化処理対象物の供給口34と下流側に排出口35を備えている。円弧状の解砕爪の構造例で好ましいのは、圃場を耕すのに適した耕耘機爪の構造である。性状の異なる複数種の被炭化処理対象物を解砕爪33が解砕しながら混合し、下流側へと送るのである。供給口34にはコンベアを介して複数の供給機24から被炭化処理対象物が送られてくる。被炭化処理対象物としては、し尿処理汚泥、食品製造業や畜産業等の汚水処理汚泥、パルプ粕等有機質に富む廃棄物が炭化処理される。これらに熱可塑性樹脂からなる紐状物が混在しても横型ケーシングその他が前記燃焼熱風発生炉10からの熱風作用により加熱溶融されるので、解砕、混合されて後の工程へと送ることができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の廃棄物連続炭化装置は、炭化炉内の被炭化処理対象物中にガス吹込口とガス吸引口を設けたことと、炭化炉外部に該ガス吸引口とガス吹込口間のガス循環ラインを形成し、ガス循環ラインの途中へ燃焼熱風発生炉を設けたので、燃焼熱風発生炉が循環ライン中の可燃ガス成分の燃焼による脱酸素と加熱を行いながら前記ガス吹込口から被炭化処理対象物へ加熱ガスを供給することができる。炭化炉内の被炭化処理対象物を高温かつ良好な還元状態としながら、水分除去による炭化物の炉内滞留を防ぐことができる。
【００２０】
そこで、し尿処理汚泥、食品製造業や畜産業等の汚水処理汚泥、製紙業におけるパルプ粕等の連続炭化処理装置の監視者の配置を少なくしても円滑に連続稼働できることとなった。
【００２１】
また、ケーシング内回転軸に複数の解砕爪を螺旋状に設けた構造の加熱解砕混合機が、これら粘稠な被炭化処理対象物を撹拌解砕可能にすると共に、たとえ紐状物が混在しても支障なく撹拌解砕して炭化炉方向へ送る。これによって、更に稼働率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃棄物連続炭化装置の概要を示すフロー図である。
【図２】炭化炉とガス循環ラインの詳細図である。
【図３】炭化炉の断面図である。
【図４】図３中Ｄ−Ｄ断面図である。
【符号の説明】
１  炭化炉
２  被炭化処理対象物の供給部
３  炭化物取出口
４  炉中の炭化部
５  被炭化処理対象物
６  炭化物
７  ガス吹込口
８  ガス吸引口
９  フアン
10  燃焼熱風発生炉
11  断熱気密ケーシング
12  ガス流入口
13  バーナー
14  熱風ガス送出口
15  上開口板
16  下開口板
17  シリンダ
19  加熱解砕混合機
20a  炭化物混練機
20b  炭化物混練機
21  乾燥機
22  造粒機
23  ホッパー
24  供給機
31  横型ケーシング
32  回転軸
33  解砕爪
34  供給口
35  排出口
Ａ  被炭化処理対象物の供給ライン
Ｂ  炭化物フィードバックライン
Ｃ  ガス循環ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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