(57)【要約】【課題】被処理物としての液状有機廃棄物の処理経路における炭化を抑制し得るとともに、良好な酸化分解処理をより効率的に実現することのできる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】液状有機廃棄物を炭化の抑制が可能な所定温度に予熱する予熱器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、前記予熱器１と酸化分解処理器との間に配設された混合器８と、該混合器８に酸素を供給する酸素供給手段とを備え、前記予熱器１で予熱された液状有機廃棄物を混合器８内で酸素と混合させた上で、酸化分解処理器へ送液する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状有機廃棄物を炭化の抑制が可能な所定温度に予熱する予熱器と、前記液状有機廃棄物を加熱しつつ、酸化分解処理を行う酸化分解処理器と、前記予熱器と酸化分解処理器との間に配設された混合器と、該混合器に酸素を供給する酸素供給手段とを備え、前記予熱器で予熱された液状有機廃棄物を混合器内で酸素と混合させた上で、酸化分解処理器へ送液す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】
前記予熱器を第１熱交換器とするとともに、前記酸化分解処理器と予熱器との間に第２熱交換器を配設し、前記酸化分解処理器から排出された生成物を第２熱交換器を経由して第１熱交換器へ送液することにより、第１熱交換器にて液状有機廃棄物と熱交換するとともに、その第１熱交換器にて熱交換された生成物の一部を再度第２熱交換器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熱交換器を通る生成物と熱交換してから、混合器へ送液され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、とりわけ被処理物としての液状有機廃棄物の処理経路における炭化現象を抑制するとともに、より効率的で良好な酸化分解処理を実現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。なお、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が、酸化分解処理器に供給された被処理物を均一に加熱すること自体、技術的になかなか困難であった。しかも、従来の処理システムでは、予熱器において無酸素状態で予熱された被処理物を直接的に酸化分解処理器へ送液し、その酸化分解処理器において酸素を供給しながら加熱するという構成が採用されていたため、被処理物を酸素と均一かつ充分に接触した状態において酸化分解処理を行うこともまた困難であった。さらに、酸化分解処理器において被処理物を目標の例えば３００度まで速やかに加熱することができれば、炭化現象の発生もある程度抑制することができるが、間接的な加熱では素早く加熱することは困難であった。このため、従来技術によって被処理物の炭化を的確に抑制することは容易ではなかった。
【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、被処理物としての液状有機廃棄物の炭化を抑制し得るとともに、良好な酸化分解処理をより効率的に実現することのできる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、液状有機廃棄物を炭化の抑制が可能な所定温度に予熱する予熱器と、前記液状有機廃棄物を加熱しつつ、酸化分解処理を行う酸化分解処理器と、前記予熱器と酸化分解処理器との間に配設された混合器と、該混合器に酸素を供給する酸素供給手段とを備え、前記予熱器で予熱された液状有機廃棄物を混合器内で酸素と混合させた上で、酸化分解処理器へ送液するという技術手段を採用した。以上のように、本発明では、予熱器と酸化分解処理器との間に混合器を配設し、その混合器内で液状有機廃棄物に酸素を供給しながら混合するように構成したので、予熱器における予熱温度を液状有機廃棄物の炭化を抑制できる所定温度に抑えながら、しかも前記液状有機廃棄物を混合器において酸素とより均一にかつ充分混合した状態で酸化分解処理器へ供給することが可能となり、被処理物としての液状有機廃棄物の処理経路における炭化を抑制しながら、酸化分解処理器における効率的でかつ良好な酸化分解処理が可能な処理システムを実現することができる。
【０００５】
請求項２の発明は、前記予熱器を第１熱交換器とするとともに、前記酸化分解処理器と予熱器との間に第２熱交換器を配設し、前記酸化分解処理器から排出された生成物を第２熱交換器を経由して第１熱交換器へ送液することにより、第１熱交換器にて液状有機廃棄物と熱交換するとともに、その第１熱交換器にて熱交換された生成物の一部を再度第２熱交換器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熱交換器を通る生成物と熱交換してから、混合器へ送液するという技術手段を採用した。本発明の場合には、生成物の熱を予熱器の昇温に利用した後、さらに第２熱交換器における冷却と混合器内の加熱に再利用しているので、熱効率の良い熱回収が可能である。
【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）請求項１の発明では、前記予熱器と混合器と酸化分解処理器との組合わせからなる処理システムを採用したので、予熱器における予熱温度を抑えて被処理物としての液状有機廃棄物の処理経路における炭化を抑制することができ、しかも混合器において予め酸素と混合することによって、酸素とより均一で充分な接触状態にある液状有機廃棄物を酸化分解処理器へ供給できることから、酸化分解処理器におけるより効率的で良好な酸化分解処理を実現することが可能である。
（２）請求項２の発明では、生成物の熱を予熱器の昇温に利用した後、さらに第２熱交換器における冷却と混合器内の加熱に再利用するように構成したので、熱効率の良い熱回収を実現することが可能である。
【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。前記予熱器に関しては、その予熱温度が重要であり、液状有機廃棄物を炭化の抑制が可能な所定温度に予熱可能なものであれば、その発熱手段の種類等の具体的構成に限定されるものではない。因みに、液状有機廃棄物の炭化の抑制が可能な所定温度は、液状有機廃棄物の種類等の条件によっても変動し、また当該液状有機廃棄物の炭化を完全に抑制し得る温度であることが望ましいが、それに限定されるものではなく、一部に炭化が生じても実用的に支障のない程度の場合も含まれる。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。また、前記混合器は、前記予熱器と酸化分解処理器との間に配設され、少なくとも内部へ酸素を供給する酸素供給手段を備えたものであればよいが、さらに加熱手段を加えれば、効率的で良好な酸化分解処理を実現する上できわめて有効である。なお、前記予熱器を第１熱交換器とし、この第１熱交換器と前記酸化分解処理器と予熱器との間に配設した第２熱交換器との組合わせから熱回収回路を構築することも可能である。そして、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熱交換器へ送液することにより予熱器内の液状有機廃棄物と熱交換するとともに、その第１熱交換器にて熱交換された生成物の一部を再度第２熱交換器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熱交換器を通る生成物と熱交換し、その上で混合器へ送液するように構成することにより、熱効率の良い熱回収を実現することができる。
【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処理回路の要部を示した説明図である。図中１は予熱器、２は第２熱交換器であり、予熱器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、本実施例では、前記予熱器１を第１熱交換器として構成し、これと第２熱交換器２を組合わせて熱回収回路を構築して、酸化分解処理器からの生成物がもっている余熱を活用して液状有機廃棄物を所定温度に予熱したり、混合器内の液状有機廃棄物を予め適度に昇温して酸化分解処理器へ供給することにより、液状有機廃棄物の処理経路における炭化現象を抑制するとともに、酸化分解処理器における効率のよい良好な酸化分解処理を実現したものである。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先ず貯留タンク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により前記予熱器１の第１流入口１ａへ送液される。この予熱器１へ送られる液状有機廃棄物は一般的に約２０度程度で送られ、その予熱器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。しかる後、予熱器１にて予熱された液状有機廃棄物は、管路７を経て混合器８へ送液され、この混合器８において、さらに酸素供給装置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。この混合器８において予め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ことになる。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されている。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。
【０００９】
以上のように、本実施例に係る液状有機廃棄物の酸化分解処理装置の場合には、前記予熱器１において、約２０度程度で送られる液状有機廃棄物を、当該液状有機廃棄物の炭化の抑制に有効な所定温度、例えば約１９０度程度に予熱するとともに、その予熱器１にて予熱された液状有機廃棄物を、さらに酸化分解処理器の手前に配設した混合器８において、酸素と均一かつ充分に混合しながら約２１５度程度に予め昇温した上で、第１反応器１３及び第２反応器１４等から構成される酸化分解処理器へ送液して、液状有機廃棄物の酸化分解処理を行うように構成したので、液状有機廃棄物の処理経路における炭化現象を抑制し得るとともに、酸化分解処理器における効率のよい良好な酸化分解処理を実現することが可能である。すなわち、予熱器１における予熱温度は当該液状有機廃棄物の炭化の抑制に有効な所定温度に抑えたので、液状有機廃棄物の処理経路における炭化現象を的確に抑制することができる。しかも、酸化分解処理器の手前に配設した混合器８によって予め液状有機廃棄物を酸素と均一かつ充分に混合しながら適度に昇温した上で酸化分解処理器へ送液するように構成したので、従来技術において厄介な問題であった、酸化分解処理器内での液状有機廃棄物と酸素との不均一かつ不十分な混合状態や不均一な加熱状態から派生する酸化分解処理反応上の不具合は大幅に解消されることから、酸化分解処理器におけるより効率的で良好な酸化分解処理を実現することが可能である。
【００１０】
次に、熱回収回路について説明する。図示のように、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を配設しており、この放熱器１８により第２反応器１４から管路１７を経て排出される生成物の温度は約２６０度程度に下げられ、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を経て予熱器１の第２流入口１ｃへ送液され、さらに該予熱器１においても第２流路を通過中に第１流路中の液状有機廃棄物と熱交換してそれを予熱しながら第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熱交換器としての予熱器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る。なお、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。
【００１１】
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流路へ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、その状態で第１流出口２ｂから排出され、管路２０を経て予熱器１の第２流入口１ｃへ送液される。この予熱器１においては、管路６を経て第１流入口１ａから第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度程度の所定温度に予熱する。以上の液状有機廃棄物との熱交換によって予熱器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、該第２熱交換器２の第１流路中の生成物と熱交換してそれ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熱交換器としての予熱器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、予熱器１の第１流路において加熱する液状有機廃棄物の所定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。
【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処理回路の要部を示した説明図である。
【符号の説明】
【００１３】
１…予熱器、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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