(57)【要約】【課題】酸化分解処理器から排出される生成物のもっている余熱をより少ない台数の熱交換器によって回収することができるとともに、簡単な回路構成によって前記余熱の有効利用が可能な液状有機廃棄物の酸化分解処理装置を提供する。【解決手段】液状有機廃棄物の供給路に配設された第１熱交換器１と、前記液状有機廃棄物を加熱しつつ、酸化分解処理を行う第１反応器１３や第２反応器１４などから構成される酸化分解処理器と、該酸化分解処理器と前記第１熱交換器１との間に配設された第２熱交換器２とを備え、前記酸化分解処理器から排出された生成物を第２熱交換器２を経由して第１熱交換器１へ送液することにより液状有機廃棄物を適温に予熱するとともに、その第１熱交換器１にて熱交換された生成物の一部を再度第２熱交換器２へ環流することにより、前記酸化分解処理器から排出されて第２熱交換器２を通る生成物と熱交換させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状有機廃棄物の供給路に接続される第１流路と該第１流路と熱交換可能に構成された第２流路を有する第１熱交換器と、その第１熱交換器の第１流路の下流側に配設され、前記液状有機廃棄物を加熱しつつ、酸化分解処理を行う酸化分解処理器と、該酸化分解処理器と前記第１熱交換器の第２流路との間に配設された第２熱交換器とを備え、前記酸化分解処理器から排出された生成物を第２熱交換器の第１流路を経由して前記第１熱交換器の第２流路へ送液することにより、該第１熱交換器の第１流路を通る液状有機廃棄物と熱交換させるとともに、その第１熱交換器にて熱交換された生成物の一部を第２熱交換器の第２流路へ環流することにより、前記酸化分解処理器から排出されて第２熱交換器の第１流路を通る生成物と熱交換させるように構成したことを特徴とする液状有機廃棄物の酸化分解処理装置。
【請求項２】
前記第１熱交換器の第１流路と酸化分解処理器との間に酸素供給手段に接続した混合器を配設し、前記第２熱交換器の第２流路へ環流して熱交換された生成物を前記混合器へ送液することにより、混合器内の前記液状有機廃棄物を昇温するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の液状有機廃棄物の酸化分解処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状有機廃棄物を酸化分解処理する液状有機廃棄物の酸化分解処理装置に関し、とりわけ処理システム全体としての熱効率を改善すべく改良を施した酸化分解処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液状有機廃棄物の処理技術として、液状有機廃棄物を亜臨界状態において酸化分解処理することは従来から知られている（特許文献１参照）。その基本的な作業の流れは、被処理物としての液状有機廃棄物を無酸素状態において例えば約２００度に予熱して反応器すなわち酸化分解処理器へ送り、その酸化分解処理器において酸素を供給しながら約３００度に昇温して高圧の下に酸化分解処理を行うというものである。ところで、酸素が不十分な状態で高温まで加熱すると、液状有機廃棄物に炭化がおこりやすく、被処理物の流通路に固形物が固着して流通性を低下するという厄介な問題があった。このため、従来技術においては、予熱器で炭化が発生しない程度の温度まで被処理物を予熱し、酸化分解処理器において酸素を供給しながら更に加熱して酸化分解反応に適した温度に昇温させて被処理物の酸化分解処理を行うという処理システムが採用されている。この酸化分解処理器においては、周囲から電気ヒータや蒸気などの熱媒体によって加熱するのが一般的である。また、熱回収システムとして、酸化分解処理器からの生成物を冷却器を介して冷却するとともに、その冷却器において熱交換される熱媒体を用いて専用の熱媒回路を介して予熱器に循環させることにより、生成物のもっている余熱を有効利用して熱回収を図るものも知られている（特許文献１参照）。ところで、この従来技術の場合には、予熱器における加熱程度を調整するため、その調整手段として前記熱媒回路にクーラが必要とされることから、前記冷却器と合わせて２つの冷却手段が必要とされた。すなわち、この従来の熱回収システムの場合には、予熱器のための熱交換器を加えると、少なくとも３つの熱交換器が必要とされた。
【特許文献１】特開２００６−２３１１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、以上のような従来の技術的状況に鑑みて開発したものであり、前記酸化分解処理器から排出される生成物のもっている余熱をより少ない台数の熱交換器によって熱回収することができるとともに、簡単な回路構成によって前記余熱の有効利用が可能な液状有機廃棄物の酸化分解処理装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するため、請求項１の発明では、液状有機廃棄物の供給路に接続される第１流路と該第１流路と熱交換可能に構成された第２流路を有する第１熱交換器と、その第１熱交換器の第１流路の下流側に配設され、前記液状有機廃棄物を加熱しつつ、酸化分解処理を行う酸化分解処理器と、該酸化分解処理器と前記第１熱交換器の第２流路との間に配設された第２熱交換器とを備え、前記酸化分解処理器から排出された生成物を第２熱交換器の第１流路を経由して前記第１熱交換器の第２流路へ送液することにより、該第１熱交換器の第１流路を通る液状有機廃棄物と熱交換させるとともに、その第１熱交換器にて熱交換された生成物の一部を第２熱交換器の第２流路へ環流することにより、前記酸化分解処理器から排出されて第２熱交換器の第１流路を通る生成物と熱交換させるという技術手段を採用した。以上のように、本発明によれば、第１熱交換器と第２熱交換器の２つの熱交換器を用いて酸化分解処理器から排出された生成物を第２熱交換器を経由して第１熱交換器へ送液して液状有機廃棄物と熱交換するように構成するとともに、その第１熱交換器にて熱交換された生成物の一部を第２熱交換器へ環流するように構成したので、前記生成物自体が第１熱交換器における液状有機廃棄物の予熱用及び第２熱交換器における生成物の冷却用の熱媒体として機能するとともに、第１熱交換器にて熱交換された生成物の一部を第２熱交換器へ環流する量を調整することにより、第２熱交換器の第１流路を通過する生成物の温度を調整して液状有機廃棄物の予熱温度を調整することも可能である。
【０００５】
また、請求項２の発明では、前記第１熱交換器の第１流路と酸化分解処理器との間に酸素供給手段に接続した混合器を配設し、前記第２熱交換器の第２流路へ環流して熱交換された生成物を前記混合器へ送液することにより、混合器内の前記液状有機廃棄物を昇温するという技術手段を採用した。すなわち、本発明のように、請求項１の場合に加えて前記第２熱交換器へ環流して熱交換された生成物を更に混合器へ送液して熱源として有効利用する形態も可能である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、次の効果を得ることができる。
（１）第１熱交換器と第２熱交換器の２台の熱交換器を用いた簡単な構成からなる熱回収システムを構築することが可能である。
（２）生成物自体が熱媒体として機能するので、他の熱媒体を必要としない簡単な構成からなる熱回収システムを構築することが可能である。
（３）第１熱交換器から第２熱交換器へ生成物を還流させる回路構成を採用したので、酸化分解処理器から排出された生成物のもっている余熱を有効に活用することができ、簡便で効率のよい熱回収システムを構築することが可能である。
（４）第２熱交換器へ環流する生成物の量を調整することにより液状有機廃棄物の予熱温度を調整することも可能である。
（５）第２熱交換器へ環流して熱交換された生成物を更に混合器へ送液して、混合器内の液状有機廃棄物の昇温に有効利用する形態も可能である。この場合には、混合器にて酸素と混合されかつ昇温された状態の液状有機廃棄物を酸化分解処理器へ供給することができるので、効率のよい良好な酸化分解処理が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、生ゴミ、し尿、紙、木材、有機性産業廃棄物等の液状有機廃棄物を酸化分解処理するための液状有機廃棄物の酸化分解処理装置であれば、広く適用することが可能である。前記熱交換器の具体的な構成に関しては特段の制約はなく、適宜の公知の熱交換器の適用が可能である。また、その熱交換器の使用台数に関しては、本発明の機能上は、１つの熱回収回路につき、前記第１熱交換器と第２熱交換器との２台の熱交換器があれば必要かつ十分であるが、場合に応じて他の目的から別の熱交換器を補助的に加えることまで排除するものではない。例えば、以下の実施例に示すように、酸化分解処理器と第２熱交換器との間に熱交換器の一種である放熱器などを必要に応じて追加することも可能である。また、本発明においては、前記第２熱交換器へ環流して熱交換された生成物を、更に混合器へ送液することにより有効利用の範囲を拡げることも可能であるが、場合に応じて混合器へ送液することなく回収する形態も可能であることはいうまでもない。因みに、前記第１熱交換器による液状有機廃棄物の予熱は、その液状有機廃棄物の炭化現象を抑制できる程度の温度に昇温することが望ましい。また、前記酸化分解処理器に関しても、液状有機廃棄物を加熱しつつ、酸化分解処理を行う酸化分解処理器であればよく、個々の酸化分解処理器の具体的な形態や設置台数、接続形態などに限定されるものではなく、触媒反応を含む異なる形態の酸化分解処理器を組合わせて構成したものでもよい。さらに、混合器に関しては、前記第１熱交換器の第１流路と酸化分解処理器との間に配設され、内部に酸素を供給する酸素供給手段を備えた形態のものや、他の位置に配設されたもの、あるいは混合器を設置しない形態の場合にも、本発明の適用が可能であることはいうまでもない。
【実施例】
【０００８】
図１は本発明の実施例に係る液状有機廃棄物の酸化分解処理装置における熱回収回路の要部を示した回路説明図である。図中１は第１熱交換器、２は第２熱交換器であり、第１熱交換器１は、第１流入口１ａと第１流出口１ｂとの間に形成された第１流路と、第２流入口１ｃと第２流出口１ｄとの間に形成された第２流路を備え、また第２熱交換器２は、第１流入口２ａと第１流出口２ｂとの間に形成された第１流路と、第２流入口２ｃと第２流出口２ｄとの間に形成された第２流路を備えている。そして、それらの第１熱交換器１と第２熱交換器２とを用いて、以下に説明するように本発明における熱回収回路が構成されることになる。図示のように、例えば工場からの有機性産業廃棄物等の液状有機廃棄物は貯留タンク３に貯留され、その貯留タンク３から途中のバルブ４や原液供給ポンプ５を経て管路６により前記第１熱交換器１の第１流入口１ａへ送液される。この第１熱交換器１へ送られる前記液状有機廃棄物は一般的に約２０度程度で送られ、その第１熱交換器１の第１流路を通過中に当該液状有機廃棄物の炭化の抑制に有効な例えば約１９０度程度（この温度表示はあくまで一例で、以下の温度表示についても同様である）に予熱される。この第１熱交換器１にて予熱された液状有機廃棄物は第１流出口１ｂから排出され管路７を経て混合器８へ送液されて、その混合器８において、酸素供給装置９から管路１０を経て供給される酸素と混合されるとともに、前記第２熱交換器２の第２流出口２ｄから管路１１を経て供給される生成物によって約２１５度程度に昇温される。混合器８にて酸素と混合され適度に昇温された液状有機廃棄物は、管路１２を経て本実施例における酸化分解処理器を構成する、攪拌機能を備えた第１反応器１３と触媒機能を備えた第２反応器１４へ順に送液され、それらの第１反応器１３及び第２反応器１４において前記液状有機廃棄物の酸化分解処理が行われる。なお、第１反応器１３と第２反応器１４とは管路１５によって接続され、本実施例ではその管路１５の途中に管路１６を経て前記酸素供給装置９から酸素を供給し得るように構成している。因みに、第１反応器１３及び第２反応器１４において酸化分解処理反応を経た液状有機廃棄物は、約３００度程度に昇温された状態で第２反応器１４から生成物として管路１７を経て排出される。さらに、本実施例の場合には、前記管路１７の下流側に冷却用の熱交換器である放熱器１８が配設されており、その放熱器１８において、第２反応器１４から管路１７を経て排出された生成物の温度は約２６０度程度に下げられる。
【０００９】
次に、本発明の特徴部である熱回収回路について説明する。上述のように、放熱器１８にて約２６０度程度まで下げられた、酸化分解処理器を構成する前記第２反応器１４からの生成物は、管路１９を経て第２熱交換器２の第１流入口２ａへ送液される。そして、その第２熱交換器２に送液された生成物は、該第２熱交換器２の第１流路を通過中に熱交換して第１流出口２ｂから排出され、管路２０を経て第１熱交換器１の第２流入口１ｃへ送液され、さらに該第１熱交換器１においても第２流路を通過中に熱交換しながら第２流出口１ｄから排出され、管路２１を経て分岐部２２へ送液されることになる。この分岐部２２においては、前記生成物が管路２３と管路２４とに分配され、管路２３側に分配された一部の生成物は、さらにポンプ２５により管路２６を経て前記第２熱交換器２の第２流入口２ｃへ還流されることになる。以上のように、本実施例における基本的な熱回収回路は、それらの第２熱交換器２、管路２０を経由して接続された第１熱交換器１、管路２１を経由して接続された分岐部２２、及び管路２３、管路２６からなる前記第２熱交換器２への還流用の管路を主要素として構成されている。なお、本実施例の場合には、第２熱交換器２へ還流された生成物は、その第２熱交換器２において熱交換した後に第２流出口２ｄから排出され、前述のように管路１１を経て混合器８へ送液され、更に熱回収を図るように構成されている。また、前記分岐部２２において管路２４側に分配された一部の生成物は、その後適宜の処理装置へ送液されて回収されることになる。
【００１０】
次に、上記熱回収回路の作用について説明する。上述のように、放熱器１８にて約２６０度程度まで下げられた、酸化分解処理器からの生成物は、管路１９を経て第２熱交換器２の第１流入口２ａへ送液されると、その第２熱交換器２の第１流路を通過中に、前記管路２６を経て第２流入口２ｃから第２流路に還流される生成物によって更に冷却されて約２１０度程度に下がり、その後に第１流出口２ｂから排出され管路２０を経て第１熱交換器１の第２流入口１ｃへ送液されることになる。この第１熱交換器１においては、前記管路６を経て第１流路に供給される液状有機廃棄物と熱交換して、その液状有機廃棄物を炭化を抑制し得る約１９０度程度に予熱する。以上の液状有機廃棄物との熱交換によって第１熱交換器１の第２流出口１ｄから排出される生成物の温度は約１３５度程度に下がり、この一部が分岐部２２において管路２３側に分配され、管路２６を経て前記第２熱交換器２の第２流入口２ｃへ還流して、該第２熱交換器２の第１流路を通過中の生成物を冷却することになる。因みに、この分岐部２２において、管路２３側に一部を分配して管路２６を経て第２熱交換器２へ還流する生成物の還流量は、第１熱交換器１の第２流路に供給される生成物、すなわち第２熱交換器２の第１流出口２ｂから管路２０を経て送液される生成物の温度を、第１熱交換器１の第１流路における液状有機廃棄物の予熱温度に適合し得る温度に調整するために必要とされる、第２熱交換器２における冷却作用の大きさ等を勘案して決定されることになる。
【００１１】
なお、本実施例の場合には、管路２６を経て第２熱交換器２へ還流し、その第２熱交換器２の第２流路を通過中に熱交換によって約２４０度程度に昇温した生成物を、管路１１を経て混合器８へ供給するように構成しているので、混合器８内において予め液状有機廃棄物を約２１５度程度に昇温しながら管路１０を経て供給される酸素と混合した状態で酸化分解処理器を構成する第１反応器１３や第２反応器１４へ供給することができるので、それらの反応器において効率のよいきわめて良好な酸化分解処理を実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例に係る液状有機廃棄物の酸化分解処理装置における熱回収回路の要部を示した回路説明図である。
【符号の説明】
【００１３】
１…第１熱交換器、２…第２熱交換器、３…貯留タンク、４…バルブ、５…原液供給ポンプ、６，７…管路、８…混合器、９…酸素供給装置、１０〜１２…管路、１３…第１反応器、１４…第２反応器、１５〜１７…管路、１８…放熱器、１９〜２１…管路、２２…分岐部、２３，２４…管路、２５…ポンプ、２６…管路
【図１】
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