(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の工程を繰り返し行うことを特徴とする有機性廃棄物の水熱処理方法。
（１）水分を含む有機性廃棄物を反応容器に供給して、該反応容器を閉鎖する廃棄物供給工程。（２）反応容器内の有機性廃棄物を１００℃〜３７４℃の範囲に加熱するとともに、反応容器内部の圧力を処理温度における飽和蒸気圧以下になるように、水蒸気を排出して調整する加熱調圧工程。（３）酸化剤を供給して有機性廃棄物を酸化分解する酸化工程。（４）酸化工程後、温度条件を維持して、反応容器の反応ガス、水蒸気を排出して、内圧を酸化分解残渣の排出に要する最小限の圧力まで減圧するガス放出工程。（５）反応容器底部の開閉栓を開き、反応容器の内圧と外部圧力との差圧を利用して酸化分解残渣を排出する残渣排出工程。
【請求項２】
反応容器外に排出された酸化分解残渣を貯留槽に収集するとともに、反応容器から排出した排ガスをコンデンサで冷却し、触媒塔で未反応ガスを処理し、コンデンサで凝縮した水分はドレンタンクに収集する請求項１に記載の有機性廃棄物の水熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性廃棄物の水熱処理方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高温高圧下で有機性廃棄物を酸化分解する方法および装置としては、亜臨界下で行われる湿式酸化処理法や、反応管を用いた超臨界水による酸化処理法が開発されつつある。ところが、これらの方法では、固形分濃度を１０％以上に濃縮した処理対象物を装置に安定に供給することが困難であって、通常は２〜５％程度の低濃度で処理しなければならないことから、供給のための動力エネルギーや加熱エネルギーを大量に必要とし、また反応温度に到達するのにかなりの時間を要するなどの不具合があった。
【０００３】
また、地方の市町村などで、このような湿式酸化処理法などで有機性廃棄物を処理する場合、廃棄物の収集量が比較的少ないことや、日常の維持管理を軽減する目的で、装置の昼間運転、夜間停止という間欠運用を希望するケースが多いが、従来方法では連続運転を前提に設定されているので、そのような要望に対応しにくいうえ、前記した水分量が多いことによるコスト面のデメリットがあって、採用が困難であるという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、固形分濃度を高めて、水分量が多いことによるデメリットの解消を図るとともに、比較的規模の小さな市町村レベルで採用可能になる有機性廃棄物の水熱処理方法を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の問題は、次の工程を繰り返し行うことを特徴とする本発明の有機性廃棄物の水熱処理方法によって解決することができる。
（１）水分を含む有機性廃棄物を反応容器に供給して、該反応容器を閉鎖する廃棄物供給工程。（２）反応容器内の有機性廃棄物を１００℃〜３７４℃の範囲に加熱するとともに、反応容器内部の圧力を処理温度における飽和蒸気圧以下になるように、水蒸気を排出して調整する加熱調圧工程。（３）酸化剤を供給して有機性廃棄物を酸化分解する酸化工程。（４）酸化工程後、温度条件を維持して、反応容器の反応ガス、水蒸気を排出して、内圧を酸化分解残渣の排出に要する最小限の圧力まで減圧するガス放出工程。（５）反応容器底部の開閉栓を開き、反応容器の内圧と外部圧力との差圧を利用して酸化分解残渣を排出する残渣排出工程。
【０００６】
また、この有機性廃棄物の水熱処理方法は、反応容器外に排出された酸化分解残渣を貯留槽に収集するとともに、反応容器から排出した排ガスをコンデンサで冷却し、触媒塔で未反応ガスを処理し、コンデンサで凝縮した水分はドレンタンクに収集する形態に具体化される。
【０００７】
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の有機性廃棄物の水熱処理方法および水熱処理装置に係る実施形態について、図１を参照しながら説明するが、先ず水熱処理装置から説明する。
【０００９】
この水熱処理装置は、供給された有機性廃棄物を密閉状態で加熱し酸化分解処理する金属製反応容器１を中心にしたシステムであって、この反応容器１は、天井蓋部１１、逆円錐形状の底部１２を有する円筒形状の側壁部１３から構成されている。
【００１０】
そして、前記天井蓋部１１には、被処理物である有機性廃棄物の供給フィーダ２１に供給機２２を介して接続された供給口１４が設けられている。なお、この供給口１４には、酸化剤として空気、酸素、過酸化水素などを供給できる酸化剤供給機３１がポンプ３２を介して接続されていて、酸化剤供給口も兼ねている。また、この供給口１４は、供給機２２の下流の開閉弁２３、ポンプ３２の下流の開閉弁３３によって封止可能とされている。
【００１１】
さらに、前記天井蓋部１１には、自動弁４１ａを含む自動調圧機４１に接続されたガス排出口１５が備えられている。なお、反応容器から排出される排ガスは、この自動調圧機４１によって排出が制御される。そして、コンデンサ４２に導かれ冷却され、凝縮した水分は下方のドレンタンク４３に収集されるとともに、通過したガス分は、触媒塔４４に導かれ、未反応ガス分が処理され、放出されるよう、排気系が設けられている。
【００１２】
次に、反応容器１内部には、攪拌翼５２を配設し、天井蓋部１１に配設した攪拌モータ５１によって回転させ、被処理物を攪拌可能としている。
また、反応容器１の側壁部１３の外周には、内部を水の臨界温度である３７４℃までに加熱するための加熱ヒータ６１が配設されている。図１では、底部斜面の外周にも加熱ヒータ６１を配設している。この加熱ヒータ６１には、電気抵抗加熱などの通常の加熱手段が適用される。
【００１３】
また、反応容器１底部１２は、前述の通り下方に縮径する逆円錐形状に形成され、その下端部には、外部から昇降操作される開閉栓７１を備えた内容物排出口１６が形成されている。そして、内容物排出口１６は、シュート７２を通じてフィーダタンク７３に接続している。
【００１４】
かくして、反応容器１内に供給された所定量の有機性廃棄物を、前記酸化剤の存在下、密閉状態で所定の温度に加熱し、酸化分解処理することができる。そして、酸化分解処理後の残渣は、反応容器外に排出され、一旦フィーダタンク７３に貯められ、逐次に下方のコンベヤ７４によって貯留槽７５に収集されるよう、排出系が配設されている。
【００１５】
本発明の有機性廃棄物の水熱処理装置は、以上説明したように、前記反応容器１によって被処理物をバッチ処理する装置であるから、前記反応容器の他に同様な反応容器１ａを併設するように、複数台を併設して、時差運転可能とすれば、需要に応じた処理能力の装置に設定できるなどの利点が得られる。
【００１６】
次に、以上説明した水熱処理装置によって、本発明の有機性廃棄物の水熱処理方法を説明すると、本発明は、次の工程（１）〜（５）を繰り返し行う点を特徴としている。
（１）廃棄物供給工程
供給フィーダ２１中の水分を含む有機性廃棄物の所定量を、供給機２２を介して供給口１４から反応容器１に供給し、経路の開閉弁２３を閉じて供給口１４からの逆流を封止し、該反応容器１を閉鎖する。この場合、本発明では、有機性廃棄物の固形分濃度として最大２０％の高濃度に脱水、濃縮処理した被処理物が適用可能である。また、常圧の反応容器１に有機性廃棄物を供給するので、供給動力が少なく済む利点がある。
【００１７】
（２）加熱調圧工程
反応容器１内に供給された有機性廃棄物を加熱ヒータ６１によって所定の温度、例えば１００℃〜３７４℃の範囲に加熱する。この場合、反応容器１内を予め所定の温度に加熱しておいて、その中に有機性廃棄物を供給して、加熱を促進するのがよい。かくして、有機性廃棄物に水分が少ないので、昇温のためのエネルギも少なく済む利点が得られる。また、温度上昇にともない、容器内圧も上昇するが、処理温度における飽和蒸気圧以下、例えば、３００℃、１００気圧に保つように、ガス排出口１５に接続された自動調圧機４１の自動弁４１ａによって、水蒸気など排出ガスの排出を調整するものとする。
【００１８】
（３）酸化工程
所定の温度に達したら、空気、酸素、過酸化水素などの酸化剤を酸化剤供給機３１からポンプ３２によって供給口１４を通じて容器内に供給して前記した高温高圧下で有機性廃棄物を酸化分解する。この場合も、経路の開閉弁３３を閉じて反応容器１を封止するものとし、さらに、反応容器１内下部に配設した攪拌翼５２を攪拌モータ５１によって回転させ、被処理物を攪拌することによって、反応を促進するのが好ましい。
【００１９】
（４）ガス放出工程
前記酸化工程が終了後、好ましくはその温度条件を維持して、反応容器１内の炭酸ガスなど反応生成ガスや、水蒸気をガス排出口１５から排出して、内圧を弱プラス圧まで減圧する。この場合、経路のバイパス弁４１ｂを開閉して調整するのが好ましい。また、弱プラス圧の内圧は、後記の酸化分解残渣の排出に要する最小限の圧力に設定すればよい。このようにして、反応容器内のガスを排出するので、内部には酸化分解残渣のみが残留することになり、その後の処理が容易になる利点が得られる。
【００２０】
（５）残渣排出工程
反応容器１底部の内容物排出口１６に設けられている開閉栓７１を開き、前記弱プラス圧の内圧と外部圧力との差圧を利用して酸化分解残渣を排出する。かくして、乾燥した酸化分解残渣を圧力差のみで取り出すことができるのである。排出された酸化分解残渣は、シュート７２を通じてフィーダタンク７３に一時滞留させ、必要に応じて、コンベヤ７４によって貯留槽７５に集約するものとする。
【００２１】
さらに、本発明の有機性廃棄物の水熱処理方法では、反応容器１から排出した排ガスをコンデンサ４２で冷却し、触媒塔４４で未反応ガスを処理し、コンデンサ４２で凝縮した水分はドレンタンク４３に収集するようにして、排ガスを処理するのが適当である。
【００２２】
また、本発明の有機性廃棄物の水熱処理方法は、以上説明したように、前記反応容器１によって被処理物をバッチ処理するものであるから、前記反応容器１の他に同様な反応容器１ａを併設するように、複数台を併設して、時差運転すれば、処理能力を適宜に増加させることができる利点が得られる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の有機性廃棄物の水熱処理方法および装置は、以上説明したように構成されているので、有機性廃棄物を酸化分解するに際して、固形分濃度を高めて、水分量が多いことによるデメリットを解消することが可能となり、比較的規模の小さな市町村レベルで採用可能になるなどの優れた効果がある。よって本発明は、従来の問題点を解消した有機性廃棄物の水熱処理方法および装置として、工業的価値はきわめて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を説明するための水熱処理装置の要部フロー図。
【符号の説明】
１  反応容器、１１  天井蓋部、１２  底部、１３  側壁部、１４  供給口、１５  ガス排出口、１６  内容物排出口、２１  供給フィーダ、２２  供給機、２３  開閉弁、３１  酸化剤供給機、３２  ポンプ、３３  開閉弁、４１  自動調圧機、４１ａ  自動弁、４２  コンデンサ、４３  ドレンタンク、４４  触媒塔、５１  攪拌モータ、５２  攪拌翼、６１  加熱ヒータ、７１  開閉栓、７２  シュート、７３  フィーダタンク
【図１】
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