CN111989169A - 废弃物处理系统以及废弃物处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于进行废弃物的水热处理的废弃物处理系统(100)，其具备用于通过向废弃物接触蒸气来进行水热处理的水热处理装置(10)、用于储存由水热处理的反应物制造的燃料的储存设备(8)、(9)、和用于产生供给于水热处理装置(10)的蒸气的排热回收锅炉(18)，排热回收锅炉(18)按照以下方式构成：利用通过储存设备(8)、(9)中储存的燃料的燃烧产生的燃烧能，使蒸气产生。

Description

废弃物处理系统以及废弃物处理方法
技术领域
本发明涉及废弃物处理系统以及废弃物处理方法。
背景技术
从家庭、食品工厂等排出的都市废弃物、稻秆、麦秆、棕榈残渣等农业废弃物、家畜粪便、污水污泥等未使用生物质期望被有效利用。例如，专利文献1中记载的技术中，废弃物经水热处理，由通过水热处理得到的反应物的固相来制造固态燃料(燃料)。然后，利用通过固态燃料的燃烧生成的燃烧能生成蒸气，使用所生成的蒸气进行上述的水热处理。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2013-511386号公报(尤其参照图2)
发明内容
发明要解决的问题
废弃物的量根据例如收集的时间段、季节、收集场所等收集条件而不同。因此，为了进行水热处理而使用的蒸气量也根据收集条件而变动。但是，上述专利文献1中记载的技术中，由水热处理的反应物制造的燃料直接燃烧，而不能任意改变蒸气量。因此，专利文献1中记载的技术中，不能根据废弃物量来改变蒸气量。
本发明的至少一个实施方式的目的在于，提供能够根据废弃物量来改变蒸气量的废弃物处理系统以及废弃物处理方法。
用于解决问题的手段
(1)本发明的至少一个实施方式涉及的废弃物处理系统的特征在于，
是用于进行废弃物的水热处理的废弃物处理系统，
具备：
用于通过使蒸气向所述废弃物的接触来进行所述水热处理的至少1个水热处理装置、
用于由所述水热处理的反应物的固体来制造固态的燃料的燃料制造装置、
用于使所述反应物的液体进行甲烷发酵而生成沼气的甲烷发酵装置、
用于储存所述燃料的第1储存设备、
用于储存所述沼气的第3储存设备、和
用于产生供给于所述水热处理装置的所述蒸气的至少1个蒸气产生装置，
所述蒸气产生装置按照以下方式构成：利用通过所述第1储存设备中储存的所述燃料或所述第3储存设备中储存的所述沼气的燃烧产生的燃烧能，使所述蒸气产生，所述燃料制造装置包括用于使所述反应物的所述固体干燥的干燥装置。
根据上述(1)的构成，可以提供能够根据废弃物量来改变蒸气量的废弃物处理系统，使水热处理的反应物干燥，能够制造易燃烧的固态的燃料，能够储存固态的燃料与由水热处理的反应物生成的沼气二者。
(2)若干实施方式中，在上述(1)的构成中，特征在于，
所述废弃物处理系统具备：
用于使所述固态的所述燃料气化而生成燃气的气化炉、和
用于储存由所述气化炉生成的燃气的第2储存设备。
根据上述(2)的构成，能够储存固态的燃料与由固态的燃料生成的燃气二者。
(3)本发明的至少一个实施方式涉及的废弃物处理系统的特征在于，
是用于进行废弃物的水热处理的废弃物处理系统，
具备：
用于通过使蒸气向所述废弃物的接触来进行所述水热处理的至少1个水热处理装置、
用于使所述反应物的液体进行甲烷发酵而生成沼气的甲烷发酵装置、
用于通过使蒸气向由所述甲烷发酵装置得到的发酵物中的固体的接触来进行水热处理的第2水热处理装置、
储存由所述水热处理的反应物以及由所述第2水热处理装置的水热处理的第2反应物制造的燃料的第1储存设备、
用于储存所述沼气的第3储存设备、和
用于产生向所述至少1个水热处理装置供给的所述蒸气的至少1个蒸气产生装置，
所述蒸气产生装置按照以下方式构成：利用通过所述第1储存设备中储存的所述燃料或所述第3储存设备中储存的所述沼气的燃烧产生的燃烧能，使所述蒸气产生。
根据上述(3)的构成，通过第2水热处理装置，能够对发酵物进行进一步的水热处理。由此，所述发酵物被微细化，脱水效率提高，能够容易地将由第2水热处理装置的水热处理后的第2处理物分离为固体和液体，能够容易地制造燃料。
(4)若干实施方式中，在上述(3)的构成中，特征在于，
所述第2水热处理装置按照使通过由所述第2水热处理装置的水热处理得到的第2反应物干燥的方式构成。
根据上述(4)的构成，能够将通过水热处理得到的第2反应物用进行了水热处理的第2水热处理装置自身进行干燥。
(5)若干实施方式中，在上述(1)～(4)中的任一构成中，特征在于，
所述废弃物处理系统具备发电装置，所述发电装置用于利用通过所述燃料或所述沼气的燃烧产生的燃烧能进行发电。
根据上述(5)的构成，能够使用由废弃物处理系统制造的燃料进行发电。
(6)若干实施方式中，在上述(5)的构成中，特征在于，
所述发电装置包括汽轮机、和与所述汽轮机连接的发电机主体部，
所述汽轮机按照由在所述蒸气产生装置中产生的蒸气中的至少一部分进行驱动的方式构成。
根据上述(6)的构成，蒸气使汽轮机驱动，通过与汽轮机连接的发电机主体部能够发电。
(7)若干实施方式中，在上述(5)的构成中，特征在于，
所述发电装置包括燃气机、和与所述燃气机连接的发电机主体部，
所述蒸气产生装置按照利用所述燃气机的排热产生蒸气的方式构成。
(8)若干实施方式中，在上述(6)的构成中，特征在于，
所述废弃物处理系统具备：
用于进行所述燃料的燃烧的燃烧炉、和
利用所述燃烧炉中生成的燃烧能，进行所述蒸气的过热的再热器。
根据上述(8)的构成，蒸气使汽轮机驱动，通过与汽轮机连接的发电机主体部能够发电。
(9)若干实施方式中，在上述(5)～(8)中的任一构成中，特征在于，
所述发电装置包括第1发电装置和第2发电装置。
根据上述(9)的构成，能够根据电力需要任意改变发电装置的使用台数。由此，能够根据电力需要而灵活地改变发电量，能够进行稳定的电力供给。
(10)若干实施方式中，在上述(5)～(9)中的任一构成中，特征在于，
所述废弃物处理系统具备用于进行所述燃料的燃烧的流化床炉，
所述蒸气产生装置按照利用由所述流化床炉产生的燃烧能，使蒸气产生的方式构成。
根据上述(10)的构成，通过流化床炉，能够快速地且在抑制燃烧不均的同时燃烧燃料。由此，能够快速地且在抑制产生量的不均的同时产生蒸气。
(11)若干实施方式中，在上述(5)～(9)中的任一构成中，特征在于，
所述废弃物处理系统具备：
用于进行所述燃料的燃烧的流化床炉、和
用于加热向所述蒸气产生装置供给的水的供水加热器，
所述供水加热器按照利用由所述流化床炉产生的燃烧能加热所述水的方式构成。
根据上述(11)的构成，通过流化床炉，能够快速地且在抑制燃烧不均的同时燃烧燃料。由此，能够快速地且在抑制产生量的不均的同时产生蒸气。
(12)本发明的至少一实施方式涉及的废弃物处理系统的特征在于，
是用于进行废弃物的水热处理的废弃物处理系统，
具备：
用于通过使蒸气向所述废弃物的接触来进行所述水热处理的至少1个水热处理装置、
用于通过包含树脂或油脂中的至少一种的废弃物的水热处理来得到第3反应物的第3水热处理装置、
用于由所述至少1个水热处理装置的所述水热处理的反应物以及所述第3反应物制造固态的燃料的燃料制造装置、
用于储存所述燃料的第1储存设备、和
用于产生供给于所述水热处理装置的所述蒸气的至少1个蒸气产生装置，
所述蒸气产生装置按照以下方式构成：利用通过所述第1储存设备中储存的所述燃料的燃烧而产生的燃烧能，使所述蒸气产生，所述燃料制造装置包括用于使所述反应物的所述固体和所述第3反应物的所述固体干燥的干燥装置，所述燃料制造装置按照利用所述第3反应物来制造固体的所述燃料的方式构成。
根据上述(12)的构成，通过将第3废弃物用作粘合剂，能够制造固态的燃料。
(13)本发明的至少一实施方式涉及的废弃物处理系统的特征在于，
是用于进行废弃物的水热处理的废弃物处理系统，
具备：
用于通过使蒸气向所述废弃物的接触来进行所述水热处理的至少1个水热处理装置、
用于储存由所述水热处理的反应物制造的燃料的至少1个储存设备、和
用于产生供给于所述水热处理装置的所述蒸气的至少1个蒸气产生装置，
所述蒸气产生装置按照以下方式构成：利用通过所述储存设备中储存的所述燃料的燃烧而产生的燃烧能，使所述蒸气产生，
所述至少1个水热处理装置包括：用于进行所述水热处理的主体部、和用于形成经由反应物排出口与所述主体部连通的内部空间的桶，
在所述桶上连接用于将存在于所述内部空间的气体向所述内部空间的外部排出的排出管。
根据上述(13)的构成，从主体部取出反应物时，能够抑制将排气到桶中的气体(例如氨等)排出到大气中。
(14)若干实施方式中，在上述(1)～(13)中的任一构成中，特征在于，
所述至少1个水热处理装置具备2个水热处理装置，该2个水热处理装置分别具备蒸气供给口和蒸气排出口，
所述2个水热处理装置中的一个的所述蒸气排出口、与所述2个水热处理装置中的另一个的所述蒸气供给口通过配管连接。
根据上述(14)的构成，能够将2个水热处理装置中的一个中使用的蒸气在另一个水热处理装置中使用。由此，能够削减新的蒸气的使用量。
(15)若干实施方式中，在上述(1)～(14)中的任一构成中，特征在于，
所述至少1个水热处理装置包括分批式的水热处理装置。
根据上述(15)的构成，例如，能够从用于收集废弃物的车辆(未图示)直接向水热处理装置投入废弃物，能够实现废弃物处理系统的无槽坑化。
(16)本发明的至少一实施方式涉及的废弃物处理系统的特征在于，
是用于进行废弃物的水热处理的废弃物处理方法，
包括以下步骤：
通过使蒸气向所述废弃物的接触来进行所述水热处理的水热处理步骤、
用于由所述水热处理的反应物的固体来制造固态的燃料的燃料制造步骤、
用于使所述反应物的液体进行甲烷发酵而生成沼气的甲烷发酵步骤、
储存所述燃料的步骤、
储存所述沼气的步骤、和
用于产生所述水热处理步骤中使用的所述蒸气的蒸气产生步骤，
所述蒸气产生步骤利用通过由所述储存步骤储存的所述燃料的燃烧产生的燃烧能，使所述蒸气产生，所述燃料制造步骤包括用于使所述反应物的所述固体干燥的干燥步骤，
所述燃料与所述沼气储存于不同的储存设备。
根据上述(16)的构成，可以提供能够根据废弃物量改变蒸气量的废弃物处理方法，使水热处理的反应物干燥，能够制造易燃烧的固态的燃料，能够储存固态的燃料与由水热处理的反应物生成的沼气二者。
(17)本发明的至少一实施方式涉及的废弃物处理系统的特征在于，
是用于进行废弃物的水热处理的废弃物处理方法，
包括以下步骤：
通过使蒸气向所述废弃物的接触来进行所述水热处理的水热处理步骤、
用于使所述水热处理的反应物的液体进行甲烷发酵而生成沼气的甲烷发酵步骤、
用于通过使蒸气向由所述甲烷发酵装置得到的发酵物中的固体的接触来进行水热处理的第2水热处理步骤、
储存由所述水热处理步骤和所述第2水热处理步骤中的各自的所述水热处理的反应物制造的燃料的步骤、和
用于产生所述水热处理步骤中使用的所述蒸气的蒸气产生步骤，
所述蒸气产生步骤利用通过由所述储存步骤储存的所述燃料的燃烧产生的燃烧能，使所述蒸气产生。
根据上述(17)的构成，通过第2水热处理步骤，能够对发酵物进行进一步的水热处理。由此，所述发酵物被微细化，脱水效率提高，能够容易地将第2水热处理步骤中的水热处理后的第2处理物分离为固体和液体，能够容易地制造燃料。
(18)本发明的至少一实施方式涉及的废弃物处理系统的特征在于，
是用于进行废弃物的水热处理的废弃物处理方法，
包括以下步骤：
通过使蒸气向所述废弃物的接触来进行所述水热处理的水热处理步骤、
用于通过包含树脂或油脂中的至少一种的废弃物的水热处理来得到第3反应物的第3水热处理步骤、
用于由所述水热处理的反应物以及所述第3反应物来制造固态的燃料的燃料制造步骤、
储存由所述水热处理的反应物制造的燃料的储存步骤、
用于产生所述水热处理步骤中使用的所述蒸气的蒸气产生步骤、和
用于由所述反应物的固体和所述第3反应物的固体来制造固态的所述燃料的燃料制造步骤，
所述蒸气产生步骤利用通过由所述储存步骤储存的所述燃料的燃烧产生的燃烧能，使所述蒸气产生，所述燃料制造步骤包括用于使所述反应物的所述固体和所述第3反应物的所述固体干燥的干燥步骤。
根据上述(18)的构成，通过将第3废弃物用作粘合剂，能够制造固态的燃料。
发明效果
根据本发明的至少一实施方式，可以提供能够根据废弃物量改变水蒸气量的废弃物处理系统以及废弃物处理方法。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式涉及的废弃物处理系统的系统图。
图2是本发明的第2实施方式涉及的废弃物处理系统的系统图。
图3是本发明的第3实施方式涉及的废弃物处理系统的系统图。
图4是本发明的第4实施方式涉及的废弃物处理系统的系统图。
图5是本发明的第5实施方式涉及的废弃物处理系统的系统图。
图6是本发明的第6实施方式涉及的废弃物处理系统的系统图。
图7是本发明的第7实施方式涉及的废弃物处理系统的系统图。
图8是本发明的第8实施方式涉及的废弃物处理系统的系统图。
图9是本发明的第9实施方式涉及的废弃物处理系统的系统图。
图10是本发明的第10实施方式涉及的废弃物处理系统的系统图。
图11是本发明的第11实施方式涉及的废弃物处理系统的系统图。
图12是本发明的第12实施方式涉及的废弃物处理系统的系统图。
图13是本发明的第13实施方式涉及的废弃物处理系统的系统图。
图14是本发明的第14实施方式涉及的废弃物处理系统的系统图。
图15是本发明的第15实施方式涉及的废弃物处理系统的系统图。
图16是本发明的第16实施方式涉及的废弃物处理系统的系统图。
图17是本发明的第17实施方式涉及的水热处理装置的截面图。
图18是本发明的第18实施方式涉及的水热处理装置的截面图。
图19是表示并用多个单元水热处理装置时的蒸气的流动的图。
图20是用于说明并用多个单元水热处理装置时的各单元水热处理装置中的作用的图。
图21是表示图20所示的各单元水热处理装置中的内压变化的时序图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的若干实施方式进行说明。但是，以下作为实施方式记载的内容或附图中记载的内容只不过是例示，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以任意地变更来实施。另外，各实施方式可以任意组合两个以上来实施。此外，在各实施方式中，对共通的部件赋予相同的符号，为了简化说明省略重复的说明。
另外，作为实施方式记载的或附图中示出的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等不旨在将本发明的范围限定于此，只不过是说明例。
例如，“在某个方向上”、“沿着某个方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等表示相对的或绝对的配置的表达不仅仅严格地表示那样的配置，还表示保持公差、或可以得到相同功能的程度的角度、距离而相对地变位的状态。
例如，“同一”、“相等”和“均质”等表示事物处于相等的状态的表述不仅严格地表示相等的状态，还表示公差、或可以得到相同功能的程度的差存在的状态。
例如，表示四方形状、圆筒形状等形状的表达不仅表示几何学严格意义上的四方形状、圆筒形状等形状，在可以得到相同效果的范围内，还表示包括凹凸部、倒角部等的形状。
另一方面，“备有”、“具有”、“具备”、“包含”、或“有”一个构成要素这样的表达并不是排除其它构成要素的存在的排他性表达。
图1是本发明的第1实施方式涉及的废弃物处理系统100的系统图。废弃物处理系统100是用于进行废弃物的水热处理的系统。废弃物处理系统100具备：用于进行所述水热处理的水热处理装置10(燃料制造装置)、固液分离装置11(燃料制造装置)、干燥装置12(燃料制造装置)、分级装置13(燃料制造装置)、成形装置14(燃料制造装置)、储存设备8、气化炉15、甲烷发酵装置16、储存设备9、燃气机17、和排热回收锅炉18。以下，一边对来自废弃物的各成分的流动进行说明，一边进行各装置的说明。
废弃物处理系统100中处理的废弃物(例如包含有机物的废弃物。具体来说例如包含生物质的废弃物)在水热处理装置10中进行水热处理。具体来说，在水热处理装置10中，通过向废弃物(图1中例示出未分类垃圾)接触蒸气(水蒸气。以下相同)，来进行上述的水热处理。水热处理中使用的蒸气由后述的排热回收锅炉18供给。
水热处理装置10包括例如分批式水热处理装置。由此，例如，能够从用于收集废弃物的车辆(未图示)直接向水热处理装置10投入废弃物，能够实现废弃物处理系统100的无槽坑化。分批式水处理装置的具体结构可以设为例如后述的图17、图18等中记载的结构。
作为水热处理的条件，没有特别限制，例如，可以设为140℃以上且250℃以下、1.5MPa以上且2.5MPa、反应时间15分钟以上且2小时以下。
通过水热处理得到的反应物供给于固液分离装置11(燃料制造装置)。固液分离装置11例如由过滤装置、离心分离装置等构成。固液分离装置11中，通过水热处理得到的反应物被分离为固体与液体的各成分。
被分离的固体通过用于由水热处理的反应物的固体来制造固态的燃料的燃料制造装置而燃料化。具体来说，被分离的固体通过用于使水热处理装置10(燃料制造装置)中得到的固态的反应物即包含水分的反应物的固体干燥的干燥装置12(燃料制造装置)，充分进行干燥。由此，使水热处理的反应物干燥，能够制造易燃烧的固态的燃料(粒状的干燥物)。另外，除了该干燥物以外，例如在金属等无机成分混入的情况下，在未图示的分拣装置(燃料制造装置)中除去无机成分。然后，在分级装置13(燃料制造装置)中，通过使用例如筛等，干燥物被筛选为每同等程度的大小的干燥物，粒径大的干燥物再次向水热处理装置10再循环。
作为其它实施方法，为了细化粒径大的干燥物，还可以在固液分离装置出口或干燥装置出口设置粉碎设备。
最后，在成形装置14(燃料制造装置)中，按照各大小的干燥物成为等量程度的方式混合后，进行成形。此时，可以使用粘合剂进行成形。即，可以使混合物与粘合剂接触而成形。作为粘合剂，可以使用例如木质素、淀粉等。由此，干燥物被粘结，得到作为颗粒状的燃料的燃料颗粒(固态的燃料)。燃料颗粒被储存于用于储存由水热处理的反应物制造的固态的燃料的储存设备8(例如储存库。第1储存设备)中。
像这样，通过由上述固态的反应物制造燃料颗粒，能够以颗粒的形式储存燃料，能够根据电力需要来燃烧燃料。另外，通过使用粘合剂制造燃料颗粒，能够通过粘合剂填埋燃料颗粒中包含的空隙。由此，能够减小燃料颗粒上与空气的接触面积，能够提高储存稳定性。
需要说明的是，如此制造的燃料颗粒除了按照所述方式储存之外，还可以作为产品出品。
储存设备8中储存的燃料颗粒根据水热处理装置10中的要求蒸气量取出，在用于使燃料颗粒(固态的燃料)气化而生成燃气的气化炉15(例如流化床)中以高温烘烤。由此，包含氢、一氧化碳等的燃气产生，该燃气储存于用于储存气化炉15中生成的燃气的储存设备9(例如储气罐。第2储存设备、第3储存设备)中。通过具备储存设备8、9，能够储存固态的燃料、与由固态的燃料生成的燃气二者。
另一方面，上述的固液分离装置11中分离的液体被供给于甲烷发酵装置16。另外，向甲烷发酵装置16还供给上述的废弃物中包含的生物质(图1中例示出厨余垃圾)。甲烷发酵装置16是用于使生物质进行甲烷发酵的装置，例如为容纳有甲烷发酵菌的发酵槽。因此，在甲烷发酵装置16中，进行生物质和上述液体的甲烷发酵。由此，产生沼气。需要说明的是，甲烷发酵能够在例如厌氧条件下，在30℃以上且60℃以下、优选50℃以上且60℃以下进行。
甲烷发酵装置16中产生的沼气是至少包含甲烷的气体，更具体来说是例如包含甲烷与二氧化碳的混合气体，从甲烷发酵装置16排出。因此，通过未图示的提纯装置来提纯沼气，提纯的沼气在上述的储存设备9(例如储气罐。第2储存设备、第3储存设备)中储存。通过具备储存设备8、9，能够储存固态的燃料、和由水热处理的反应物生成的沼气(例如甲烷)二者。需要说明的是，在此，沼气与上述的气化炉15中生成的燃气一起在相同的储存设备9中储存，也可以在不同的储存设备中储存。另一方面，甲烷发酵装置16中的甲烷发酵后的残渣从甲烷发酵装置16排出，例如作为堆肥利用或焚烧处理。
储存设备9中储存的沼气和燃气被供给于燃气机17(发电装置)。在此，燃气机17连接有未图示的发电机主体部(发电装置)。因此，发电机主体部利用通过向燃气机17供给的沼气和燃气的燃烧产生的燃烧能，进行发电。由此，利用废弃物处理系统100中制造的燃料能够发电。
特别是，在燃气机17中，如上所述，还供给气化炉15中产生的燃气。因此，燃气机17中，除了上述的甲烷之外，气化炉15中产生的燃气也被燃烧。因此，与燃气机1连接的发电机主体部(发电装置)将由上述的水热处理装置10的反应物(燃料颗粒)生成的燃气作为燃料，通过气化炉15中的燃料的燃烧，进行发电。
更具体来说，发电机主体部(发电装置)利用通过流化床炉(气化炉15)中的燃料的燃烧产生的燃烧能进行发电。如此一来，通过流化床炉，能够快速地且在抑制燃烧不均的同时燃烧燃料颗粒。由此，能够快速地且在抑制发电量的不均的同时发电。
需要说明的是，上述的例子中，在气化炉15中使燃料颗粒燃烧。但是，也可以例如储存通过干燥装置12得到的干燥物，代替上述燃料颗粒，或者与上述燃料颗粒一起在气化炉15中燃烧。通过燃烧成形前的干燥物，能够削减伴随成形的时间和成本。
从燃气机17排出的废气被供给于排热回收锅炉18。排热回收锅炉18(蒸气产生装置)是用于产生向上述水热处理装置10供给的蒸气的装置。并且，排热回收锅炉18利用通过燃料的燃烧产生的燃烧能、即废气所具有的热(可以是一部分)产生蒸气。
此处所指的燃料除了甲烷发酵装置16中生成的沼气，还包含储存设备8中储存的燃料颗粒在气化炉15中以高温烘烤而产生的燃气。特别是燃料颗粒在气化炉15中变换为燃气，该燃气进一步在燃气机17中燃烧而变换为燃烧能。因此，通过气化炉15中产生的气体，得到用于使蒸气产生的燃烧能。
如此一来，利用来自废弃物的燃料的燃烧能能够产生蒸气。并且，产生的蒸气被供给于上述水热处理装置10，水热处理装置10中，利用供给的蒸气进行水热处理。
特别是在排热回收锅炉18中，如上所述，至少利用使甲烷发酵装置16中产生的甲烷在燃气机17中燃烧而产生的燃烧能，产生蒸气。如此一来，能够通过生物质的甲烷发酵产生甲烷，使产生的甲烷燃烧。由此，能够增大发热量，能够增大蒸气的生成量。
此外，在排热回收锅炉18中，如上所述，利用由用于使燃料燃烧的流化床炉构成的气化炉15中的燃烧能，产生蒸气。如此一来，通过流化床炉，能够快速地且在抑制燃烧不均的同时燃烧燃料。由此，能够快速地且在抑制产生量的不均的同时产生蒸气。
根据废弃物处理系统100，利用由废弃物得到并储存于储存设备8、9的燃料，能够生成水热处理装置10中使用的蒸气。由此，能够根据废弃物量改变蒸气量。
另外，能够将由水热处理装置10中得到的固体的反应物(固体成分)生成的气体作为燃料燃烧。由此，能够利用该燃烧能产生蒸气，能够在水热处理装置10中使用产生的蒸气。其结果是，能够减少从外部向水热处理装置10的蒸气的供给量。另外，能够利用上述燃烧能进行发电。由此，能够实现作为燃料的废弃物的进一步有效利用。
另外，通过使用上述废弃物处理系统100，如上所述，能够进行废弃物的水热处理。即，本发明的一个实施方式涉及的废弃物处理方法包括通过使蒸气向所述废弃物的接触来进行蒸气水热处理的水热处理步骤。水热处理步骤例如能够通过上述水热处理装置10来进行。另外，本发明的一个实施方式涉及的废弃物处理方法包括储存由所述水热处理的反应物(水热处理步骤中的反应物)制造的燃料的储存步骤。储存步骤中储存的燃料通过例如搬运设备等储存于上述储存设备8、9。
此外，本发明的一个实施方式涉及的废弃物处理方法包括产生所述水热处理步骤中使用的所述蒸气的蒸气产生步骤。蒸气产生步骤能够通过例如上述排热回收锅炉18来进行。并且，蒸气产生步骤利用通过由所述储存步骤储存的燃料(通过燃料颗粒、甲烷、燃料颗粒的气化产生的燃气等)的燃烧产生的燃烧能，产生所述蒸气。
根据以上那样的废弃物处理方法，利用由废弃物得到并储存于储存设备8、9的燃料，能够生成水热处理装置10中使用的蒸气。由此，能够根据废弃物量改变蒸气量。需要说明的是，可以将排热回收锅炉18中的蒸气生成后的废气的一部分向干燥装置12供给，作为用于干燥水热处理装置10中生成的固态物的热源之一利用。由此，能够减少用于干燥的能量。
另外，能够将水热处理步骤中得到的固体的反应物(固体成分)或由该固体成分生成的气体中的至少一种作为燃料燃烧。由此，能够利用该燃烧能产生蒸气，能够将产生的蒸气在水热处理步骤中使用。其结果是，能够减少从外部向水热处理步骤的蒸气的供给量。另外，能够利用上述燃烧能进行发电。由此，能够实现作为燃料的废弃物的进一步有效利用。
图2是本发明的第2实施方式涉及的废弃物处理系统200的系统图。废弃物处理系统200中，对上述废弃物处理系统100的甲烷发酵装置16中产生的残渣进行水热处理。废弃物处理系统200具备：用于将甲烷发酵装置16中得到的发酵物固液分离的固液分离装置19、用于通过使蒸气向由甲烷发酵装置得到的发酵物中的固体(消化污泥)的接触来进行水热处理的水热处理装置20(第2水热处理装置)、和用于将水热处理装置20中得到的第2反应物固液分离的固液分离装置21。
另外，作为其它实施方法，还可以将固液分离装置19中得到的固体(消化污泥)向水热处理装置10再循环。该情况下，不需要水热处理装置20和固液分离装置21。
水热处理装置20也与上述水热处理装置10同样，包括例如分批式水热处理装置。分批式水处理装置的具体结构可以设为例如后述的图17、图18等记载的结构。
甲烷发酵装置16中得到的发酵物通过固液分离装置19被固液分离。固液分离装置19由例如过滤装置、离心分离装置、重力分离装置(浓缩机)等构成。通过固液分离装置19分离的固体的成分(消化污泥)被供给于水热处理装置20。
供给于水热处理装置20的固体(消化污泥)的成分被进行水热处理。水热处理的条件可以设为例如与上述水热处理装置10中的水热处理的条件相同。需要说明的是，可以在水热处理装置20中供给来自上述排热回收锅炉18的蒸气。
然后，水热处理装置20中得到的第2反应物通过固液分离装置21固液分离。固液分离装置21由例如过滤装置、离心分离装置、重力分离装置(浓缩机)等构成。固液分离装置21中分离的固体的成分与通过上述固液分离装置11分离的固体的成分一起被供给于上述干燥装置12。然后，供给的第2反应物与利用上述固液分离装置11分离的固体一起被燃料化。因此，废弃物处理系统200中，储存设备8按照储存由水热处理装置20中的水热处理的第2反应物制造的燃料的方式构成。
如此一来，利用水热处理装置20，能够对发酵物进行进一步的水热处理。由此，由水热处理装置20的水热处理后的第2处理物被微细化，由此脱水效率提高，能够容易地用固液分离装置21分离为固体和液体，能够容易地制造燃料。
另外，固液分离装置21中分离的液体也与通过上述固液分离装置19分离的液体同样，成为纯度较高的水。因此，通过固液分离装置21分离的液体的成分也被直接排水。
废弃物处理系统200中，如上所述，水热处理装置20中得到的第2反应物的固体成分(固体的成分)被供给于上述干燥装置12。因此，废弃物处理系统200中，利用通过由水热处理装置20得到的固态的第2反应物的燃烧产生的燃烧能，在排热回收锅炉18中产生蒸气。
根据废弃物处理系统200，通过由水热处理装置20得到的固态的第2反应物的燃烧，能够进一步增大发热量。由此，能够进一步增大蒸气的生成量。另外，通过水热处理装置20，水热处理的生成物被微细化，由此脱水效率提高，能够容易地从第2反应物分离水分。其结果是，第2反应物变得容易燃烧，能够提高发热量。
需要说明的是，图2中，可以不具备气化炉15。该情况下，储存设备8中储存的燃料颗粒可以根据需要而作为例如工业产品等利用。
此外，图2中，可以不具备固液分离装置21。即，水热处理装置20中的水热处理如上所述可以在超过100℃的高温下进行。因此，在水热处理装置20中，通过对消化污泥进行水热处理，将污泥微细化之后，使消化污泥中包含的水蒸发，由此能够高效地进行水热处理装置20中的第2反应物的干燥。即，水热处理装置20按照使水热处理装置20中得到的第2反应物干燥的方式构成。并且，在此得到的第2反应物可以被供给于干燥装置12与分级装置13之间。如此一来，能够将通过水热处理得到的第2反应物用进行了水热处理的水热处理装置20自身进行干燥。另外，能够减少用干燥装置12处理的固体的量，能够实现干燥装置12的小型化。
另外，图2中，可以对甲烷发酵装置16的发酵物进行比重分离。该情况下，包含大量有机物的消化污泥蓄积在下方，基本不含有机物的上清液积存在上方。上清液可以排水。
图3是本发明的第3实施方式涉及的废弃物处理系统300的系统图。废弃物处理系统300在上述废弃物处理系统200(参照图2)中，通过锅炉22中的燃料颗粒的燃烧而产生蒸气，驱动汽轮机23从而发电。
废弃物处理系统300具备锅炉22(蒸气产生装置)、汽轮机23、和与汽轮机23连接的发电机主体部(未图示)。这些之中，锅炉22用于将储存设备8中储存的燃料颗粒作为燃料燃烧。通过燃料颗粒(燃料)的燃烧，产生蒸气。另外，汽轮机23(发电装置)通过锅炉22中产生的蒸气(可以是至少一部分)来驱动。另外，与汽轮机23连接的发电机主体部(发电装置)用于通过汽轮机23的驱动来发电。
储存设备8中储存的燃料颗粒除了如上所述在气化炉15中气化之外，也在锅炉22中被燃烧。并且，锅炉22中，通过燃料颗粒的燃烧而产生蒸气，通过产生的蒸气来驱动汽轮机23。由此，与汽轮机23连接的发电机主体部进行发电，导出电力。即，蒸气使汽轮机23驱动，通过与汽轮机23连接的发电机主体部能够发电。需要说明的是，该例子中，在锅炉22中使燃料颗粒燃烧，但也可以例如将通过干燥装置12得到的干燥物代替所述燃料颗粒，或者与所述燃料颗粒一起在锅炉22中燃烧。通过使成形前的干燥物燃烧，能够削减伴随成形的时间和成本。
另一方面，被供给于汽轮机23的蒸气从汽轮机23的中途取出，被供给至水热处理装置10。需要说明的是，被供给于汽轮机23的蒸气也可以被供给至水热处理装置20。
根据废弃物处理系统300，蒸气使汽轮机23驱动，能够进行基于与汽轮机23连接的发电机主体部的发电。并且，供给于汽轮机23的蒸气被供给至水热处理装置10，因此能够使用锅炉22中产生的蒸气进行水热处理。
另外，废弃物处理系统300中，发电装置包括燃气机17(发电装置。第1发电装置)和汽轮机23(发电装置。第2发电装置)。由此，能够根据电力需要任意改变发电装置的使用台数。由此，能够根据电力需要而灵活地改变发电量，能够进行稳定的电力供给。
另外，在锅炉22中，水热处理装置10中的固体的反应物即燃料颗粒被被燃烧。水热处理装置10中，盐分包含在液体侧，因此固体侧的盐浓度充分降低。由此，使燃料颗粒在锅炉22中燃烧时，能够抑制向锅炉22带入盐分，能够抑制锅炉22的腐蚀。
需要说明的是，向锅炉22供给燃料颗粒时，燃料颗粒可以向锅炉22中的加料机(未图示)的中央附近供给。由此，能够快速地燃烧燃料颗粒。另外，虽未图示，向锅炉22还供给废弃物的情况下，优选根据废弃物的含水量来调整燃料颗粒的供给量，进入锅炉22的水分量为同等程度。
图4是本发明的第4实施方式涉及的废弃物处理系统400的系统图。对于废弃物处理系统400而言，在上述废弃物处理系统300(参照图3)中，具备3个发电装置。具体来说，废弃物处理系统400中，除了上述燃气机17(发电装置。第1发电装置)和汽轮机23(发电装置。第2发电装置)以外，还具备汽轮机25(发电装置。第3发电装置)。汽轮机25上，连接有未图示的发电装置主体部。另外，废弃物处理系统400具备用于向汽轮机25供给蒸气的锅炉24。需要说明的是，发电装置可以是4个以上。
废弃物处理系统400中，如上所述，燃气机17利用由燃料颗粒生成的气体进行发电。另外，燃料颗粒除了如上所述在锅炉22燃烧之外，根据需要也在锅炉24中燃烧。由此，通过锅炉24中产生的蒸气来驱动汽轮机25，进行与汽轮机25连接的发电装置主体部中的发电。另外，汽轮机25中的蒸气与上述汽轮机23中的蒸气同样，供给于水热处理装置10。
根据废弃物处理系统400，能够根据电力需要任意改变发电装置(锅炉和汽轮机)的使用台数。由此，能够根据电力需要而灵活地改变发电量，能够进行稳定的电力供给。具体来说，例如，以基于燃气机17的发电为基础，根据每天的电力需要的变化(例如昼夜的电力需要的变化)，可以并用锅炉22和汽轮机23。并且，例如，根据基于季节的电力需要的变化，可以进一步并用锅炉24和汽轮机25。
图5是本发明的第5实施方式涉及的废弃物处理系统500的系统图。废弃物处理系统500是由树脂、油脂之类的废弃物生成上述废弃物处理系统200(参照图2)中燃料颗粒的制造中使用的粘合剂的废弃物处理系统。需要说明的是，图5中，为了制造粘合剂而记载了水热处理装置26，但也可以不使用水热处理装置26，而向水热处理装置10供给树脂或油脂。
废弃物处理系统500具备用于通过包含树脂或油脂中的至少一种的废弃物的水热处理来得到第3反应物的水热处理装置26(第3水热处理装置)。此处所指的树脂或油脂是例如对塑料等树脂、POME(棕榈油工厂废液)等进行油水分离而得到的油脂。
作为水热处理装置26中的水热处理的条件，可以设为与上述水热处理装置10中的水热处理的条件相同的条件。另外，水热处理装置26中，可以使用从排热回收锅炉18供给的蒸气进行水热处理，也可以使用从除此以外的未图示的蒸气产生装置供给的蒸气进行水热处理。此外，水热处理装置26也与上述水热处理装置10同样，包括例如分批式水热处理装置。分批式水处理装置的具体结构可以设为例如后述的图17、图18等记载的结构。
通过包含树脂或油脂中的至少一种的废弃物的水热处理，得到第3反应物。并且，通过在固液分离装置27(可以采用与上述固液分离装置11相同的装置)中将第3反应物固液分离，得到固体的第3反应物。另一方面，液体的第3反应物直接排水。固液分离装置27中得到的固体的第3反应物来自包含树脂或油脂中的至少一种的废弃物。因此，第3反应物的粘度较高。因此，固体的第3反应物通过干燥装置28(可以采用与上述干燥装置12相同的装置)干燥后，作为粘合剂供给于成形装置14。
然后，在成形装置14中，通过上述干燥物与该粘合剂的接触，来制造燃料颗粒。因此，废弃物处理系统500中，包括水热处理装置10、固液分离装置11、干燥装置12、分级装置13和成形装置14的燃料制造装置按照使用第3反应物制造燃料颗粒(固态的燃料)的方式构成。
根据废弃物处理系统500，通过使用由水热处理装置26得到的第3反应物作为粘合剂，能够容易地进行燃料颗粒的成形，能够制造固态的燃料。
图6是本发明的第6实施方式涉及的废弃物处理系统600的系统图。废弃物处理系统600是在上述废弃物处理系统300(参照图3)中，提高从用于焚烧废弃物的锅炉22供给于汽轮机23的蒸气的温度的废弃物处理系统。废弃物处理系统600具备用于进行燃料的燃烧的燃烧炉29、和利用燃烧炉29中生成的燃烧能，进行从锅炉22供给于汽轮机23的蒸气的过热的再热器31。燃烧炉29中，成形装置14中制造的燃料颗粒被燃烧。如此一来，能够将汽轮机23中使用的蒸气进行过热。使废弃物在垃圾焚烧炉中燃烧的情况下，从锅炉管的高温腐蚀的问题出发，锅炉产生蒸气的温度通常不能升温到400℃以上。然而，通过像系统700那样具备另设的沼气燃烧炉和再热器，能够将向汽轮机供给的蒸气升温到400℃以上，能够提高汽轮机效率(发电效率)。
锅炉22中燃烧的废弃物的含水量多的情况下(例如锅炉22中燃烧的废弃物为厨余垃圾的情况下)，锅炉22中产生的燃气的热量变小。其结果是，锅炉22中的蒸气产生量变少，不能稳定地供给电能。因此，通过根据锅炉22中产生的燃气的热量来调整燃烧炉29中的沼气的燃烧量，能够通过再热器使蒸气产生量、蒸气温度稳定化，供给稳定的电能。
另外，该情况下，用再热器31将蒸气过热后的燃气供给至垃圾焚烧炉。
根据废弃物处理系统600，即使是燃烧含水量多的废弃物的锅炉22，也能稳定地供给电力。
图7是本发明的第7实施方式涉及的废弃物处理系统700的系统图。对于废弃物处理系统700而言，在上述废弃物处理系统200(参照图2)中，代替燃气机17和排热回收锅炉18，具备锅炉22和汽轮机23。并且，利用储存设备9中储存的沼气的燃烧能，供给于汽轮机23的蒸气被进行过热。
废弃物处理系统700除了如上所述具备锅炉22和汽轮机23之外，还具备用于使由甲烷发酵装置16得到的甲烷进行燃烧的燃烧炉29、和供给燃烧炉29中产生的燃气的再热器31。通过再热器31，能够将从锅炉22供给至汽轮机23的蒸气进行过热。另外，用再热器31将蒸气过热后的燃气被供给于锅炉22。
根据废弃物处理系统700，将通过燃料颗粒的燃烧而变得充分高温的蒸气进行过热，能够向锅炉22供给比上述废弃物处理系统600更进一步过热状态的蒸气。由此，能够进一步提高发电效率。
图8是本发明的第8实施方式涉及的废弃物处理系统800的系统图。对于废弃物处理系统800而言，在上述废弃物处理系统300(参照图3)中，除了在锅炉22中燃烧燃料颗粒，在与锅炉22连接的燃烧炉29中也燃烧燃料颗粒。在例如对于具备使化石燃料燃烧的锅炉22的现有的火力发电站等新设废弃物处理系统700的情况下，废弃物处理系统700是适宜的形态。
燃烧炉29由例如流化床炉构成，通过燃烧炉29中的燃料颗粒的完全燃烧，得到燃烧废气。并且，利用该燃气，由排热回收锅炉30产生蒸气。即，排热回收锅炉30中，利用由用于使燃料颗粒(燃料)燃烧的流化床炉构成的燃烧炉29中的燃烧能，来产生蒸气。如此一来，通过流化床炉，能够快速地且在抑制燃烧不均的同时燃烧燃料。由此，能够快速地且在抑制产生量的不均的同时产生蒸气。
产生的蒸气被供给于汽轮机23。另一方面，在排热回收锅炉30中生成蒸气后的燃烧废气被供给于上述干燥装置12。然后，在干燥装置12中，利用通过燃料颗粒的燃烧产生的燃烧废气，进行由固液分离装置11得到的固态的反应物的干燥。
根据废弃物处理系统800，能够增加供给于汽轮机23的蒸气量。由此，能够提高发电效率。另外，利用燃烧炉29中产生的燃烧废气能够进行固体的反应物的干燥。
图9是本发明的第8实施方式涉及的废弃物处理系统900的系统图。废弃物处理系统900具备用于进行燃料的燃烧的流化床炉即燃烧炉29、和用于加热供给于锅炉22(蒸气产生装置)的水的供水加热器33。并且，供水加热器33按照利用流化床炉即燃烧炉29中产生的燃烧能来加热水的方式构成。因此，对于图9所示的废弃物处理系统900而言，在上述废弃物处理系统800(参照图8)中，从排热回收锅炉30排出的燃烧废气除了被供给至干燥装置12之外，还被供给至用于加热从汽轮机23返回锅炉22的水的供水加热器33。
根据废弃物处理系统900，能够向锅炉22供给通过供水加热器33提高了温度的水。由此，能够增加蒸气产生量，能够提高发电效率。另外，通过流化床炉，能够快速地且在抑制燃烧不均的同时燃烧燃料。由此，能够快速地且在抑制产生量的不均的同时产生蒸气。
图10是本发明的第10实施方式涉及的废弃物处理系统1000的系统图。废弃物处理系统1000与上述废弃物处理系统100～900不同，不具备甲烷发酵装置16。因此，利用固液分离装置11分离的液体被供给于水处理装置43。水处理装置43中，供给的液体中的盐类等通过凝聚剂(未图示)而凝聚。由此，液体中的盐类等被除去，被排水至外部。另外，凝聚物在污泥处理装置44中被干燥。并且，从干燥物的一部分得到液肥(液体肥料)，作为残余得到残渣。残渣根据需要进行焚烧处理。
根据废弃物处理系统1000，能够由废弃物制造液肥(堆肥)。另外，来自废弃物的水热处理后的反应物且盐分含量少的燃料颗粒在锅炉22中被焚烧，因此能够抑制锅炉22的腐蚀。
图11是本发明的第11实施方式涉及的废弃物处理系统1100的系统图。废弃物处理系统1100与上述废弃物处理系统1000(参照图10)同样，不具备甲烷发酵装置16。并且，废弃物处理系统1100与上述废弃物处理系统400(参照图4)同样，具备锅炉22、24和汽轮机23、25(即，2个发电装置)。因此，例如，能够一面通过锅炉22中产生的水蒸气驱动汽轮机23，一面根据需要利用锅炉24产生水蒸气，进行基于汽轮机25的发电。
根据废弃物处理系统1100，能够根据电力需要任意改变发电装置(锅炉和汽轮机)的使用台数。由此，能够根据电力需要而灵活地改变发电量，能够进行稳定的电力供给。
图12是本发明的第12实施方式涉及的废弃物处理系统1200的系统图。废弃物处理系统1200与上述废弃物处理系统1000(参照图10)同样，与上述废弃物处理系统1000(参照图10)同样，不具备甲烷发酵装置16。并且，废弃物处理系统1100与上述废弃物处理系统600(参照图6)同样，具备燃烧炉29和再热器31。另外，锅炉22中，与上述废弃物处理系统600同样，含水量多的废弃物被燃烧。
根据废弃物处理系统1200，即使是燃烧含水量多的废弃物的锅炉22，也能制造过热蒸气，能够提高发电效率。
图13是本发明的第13实施方式涉及的废弃物处理系统1300的系统图。废弃物处理系统1300与上述废弃物处理系统1000(参照图10)同样，不具备甲烷发酵装置16。并且，废弃物处理系统1300与上述废弃物处理系统100(参照图1)同样，具备气化炉15、燃气机17和排热回收锅炉18。
废弃物处理系统1300中，固液分离装置11中分离的液体除了在上述水处理装置43中被处理之外，例如在由流化床炉构成的气化炉15中与燃料颗粒一起燃烧。因此，根据废弃物处理系统1300，能够减少水处理装置43中的水处理量，能够减少后段的污泥处理装置44中生成的残渣量。
图14是本发明的第14实施方式涉及的废弃物处理系统1400的系统图。废弃物处理系统1400与上述废弃物处理系统1000(参照图10)同样，不具备甲烷发酵装置16。并且，废弃物处理系统1400与上述废弃物处理系统800(参照图8)同样，具备燃烧炉29和排热回收锅炉30。对于废弃物处理系统1400而言，在燃烧炉29中，除了燃烧燃料颗粒(可以是分级前的干燥物)之外，还燃烧废弃物。
根据废弃物处理系统1400，能够增加被供给于汽轮机23的蒸气量。特别是由于在燃烧炉29中燃烧废弃物，因此与上述废弃物处理系统800相比发热量进一步增加。由此，能够进一步增加被供给于汽轮机23的蒸气量，能够进一步提高发电效率。
图15是本发明的第15实施方式涉及的废弃物处理系统1500的系统图。废弃物处理系统1500与上述废弃物处理系统1000(参照图10)同样，不具备甲烷发酵装置16。并且，废弃物处理系统1500与上述废弃物处理系统900(参照图9)同样，具备燃烧炉29、排热回收锅炉30、和供水加热器33。另外，对于废弃物处理系统1500而言，在燃烧炉29中，除了燃烧燃料颗粒(可以是分级前的干燥物)之外，还燃烧废弃物。
根据废弃物处理系统1500，能够向锅炉22供给通过供水加热器33提高了温度的水。由此，能够增加蒸气产生量，能够提高发电效率。特别是由于在燃烧炉29中燃烧废弃物，因此与上述废弃物处理系统800相比发热量进一步增加。由此，能够进一步增加被供给于汽轮机23的蒸气量，能够进一步提高发电效率。
图16是本发明的第16实施方式涉及的废弃物处理系统1600的系统图。废弃物处理系统1600与上述废弃物处理系统1000(参照图10)同样，不具备甲烷发酵装置16。并且，由水热处理装置10得到的反应物通过干燥装置12被干燥而成为干燥物后，干燥物在燃烧炉29中燃烧。但是，也可以由该干燥物制造燃料颗粒，在燃烧炉29中燃烧燃料颗粒。由燃烧炉29中产生的燃烧能在排热回收锅炉30中产生蒸气。产生的蒸气被供给至供水加热器33，通过供给的蒸气，来加热汽轮机23中使用的蒸气。并且，从排热回收锅炉30供给的用于蒸气的加热的蒸气被供给于燃烧炉29。
另外，废弃物处理系统1600具备用于燃烧废弃物的锅炉22、汽轮机23、和与汽轮机23连接的未图示的发电装置主体部。这些在例如未图示的现有的火力发电站、垃圾焚烧站等的设备中具备。并且，上述排热回收锅炉30中产生的蒸气被供给于汽轮机23。并且，在汽轮机23中使用后的水(低温的蒸气)在供水加热器33中被加热，再次在汽轮机23中使用。因此，与汽轮机23连接的发电装置主体部使用锅炉22中产生的蒸气、以及排热回收锅炉30中产生的蒸气二者进行发电。
根据废弃物处理系统1600，能够对例如现有的设备供给蒸气。由此，能够使用废弃物增加现有的设备中的发电量。
图17是本发明的第17实施方式涉及的水热处理装置10的截面图。图17所示的水热处理装置10能够在上述废弃物处理系统100～1600中使用。水热处理装置10具备用于进行水热处理的主体部10A、用于形成经由排出口102(反应物排出口)与主体部10A连通的内部空间10Ba的桶10B。桶10B用于将从主体部10A排出的反应物向固液分离装置11输送。
主体部10A具备用于投入废弃物的投入口101、用于排出水热处理后的反应物的排出口102、内部具有用于进行水热处理的空间且能够气密地构成该内部空间的壳体103、具备用于搅拌废弃物的搅拌桨106的旋转轴104、和用于使旋转轴104旋转的马达105。另外，壳体103具备用于向壳体103的内部注入蒸气的蒸气供给口107、用于从壳体103的内部排出蒸气的蒸气排出口108。此外，所述投入口101具备料斗109，所述排出口102也具备料斗110。
桶10B具备气密地构成内部并且贮存水121的贮水部120、按照浸在贮水部120的水121中的方式配置的输送机122、和用于将通过排出口102进入桶10B的内部的气体排出的排气口123。并且，桶10B的排气口123上，连接有用于将内部空间10Ba存在的气体向内部空间10Ba的外部排出的排出管(未图示)。该排出管与例如未图示的废气处理装置连接。
通过由主体部10A的水热处理，在主体部10A的内部能够产生来自废弃物中的例如氮的氨等。因此，通过排出口102进入内部空间10Ba的氨等气体通过排气口123向内部空间10Ba的外部排出。并且，氨等气体例如在未图示的废气处理装置等中进行废气处理。如此一来，从主体部10A取出反应物时，能够抑制向大气中排出排气至桶10B的气体(例如氨等)。
另外，桶10B中，在水121的水面下，配置有主体部10A的排出口102。另外，输送机122与图17中未图示的固液分离装置11连接。因此，通过由主体部10A的水热处理得到的反应物通过输送机122被运送至固液分离装置11。
图18是本发明的第18实施方式涉及的水热处理装置10的截面图。该图18所示的水热处理装置10是在上述图17所示的水热处理装置10中没有容纳水121的形态。通过这样的没有容纳水121的水热处理装置10，也能通过水热处理得到反应物。
在此，如参照上述的例如废弃物处理系统100(参照图1)说明的那样，将由水热处理装置10得到的反应物干燥和成形后的燃料颗粒(可以是成形前的干燥物)在气化炉15等中燃烧。因此，从进行稳定的燃烧的观点出发，燃料颗粒的含水量优选无论燃料颗粒的时期都为同等程度。由此，在气化炉15中使燃料颗粒燃烧时，能够抑制因含水量极端不同而导致的发热量的大幅变化。
但是，废弃物无法事先控制含水量，根据收集的时间段、季节、场所等而不同。另外，虽然均未图示，但通常废弃物暂时倒入例如槽坑等，废弃物从该槽坑通过吊车等向水热处理装置10搬运。并且，向水热处理装置10搬运的废弃物的含水量根据基于吊车等的槽坑内部的采集场所也不同。
因此，废弃物处理系统100～1600中，为了使干燥后得到的燃料颗粒的含水量为同等程度，优选调整废弃物或干燥前的反应物中中的至少一个的含水量。由此，无需根据每种反应物改变干燥装置12中的干燥条件，可以稳定地得到干燥物。
为了调整废弃物或干燥前的反应物中中的至少一个的含水量，首先，预测废弃物的含水量。废弃物的含水量的预测可以按照例如以下方式进行。具体来说，例如，通过从储存有废弃物的槽坑的侧面通过光谱相机等进行拍摄，能够预测槽坑内部的废弃物的含水量。另外，例如，用吊车等从槽坑里采集废弃物时，基于采集的废弃物的体积、和由该体积预测的有机废弃物的干燥重量，能够预测采集的废弃物的含水量。
然后，基于预测的废弃物的量，按照使供给于干燥装置12的固体(更具体来说，供给于固液分离装置11的反应物)中的含水量成为同等程度的方式，在水热处理装置10中进行水分量的调整。具体来说，例如在废弃物的含水量少的情况下，例如可以向槽坑内部加水，或者可以在用于从槽坑向投入口101搬运废弃物的输送机上喷水，也可以在向投入口101投入废弃物时一起加入水。
此外，例如可以向主体部10A的内部直接加水。该情况下，例如为了密闭投入口101，可以将用于清洗主体部10A所具备的球阀的密封件(未图示)的水通过投入口101加入主体部10A的内部。由此，能够调整水分，并且能够清洗密封件，能够通过球阀使主体部10A的内部气密。
另外，水分调整例如可以在桶10B中对从排出口102排出的反应物进行。特别是通过在桶10B中进行，能够提高反应物的流动性，容易向固液分离装置11搬运反应物。
需要说明的是，该图18和上述图17所示的水热处理装置10均为分批式的水热处理装置。水热处理装置上，包含大的废弃物也能直接投入的例如400～600mm的投入口。例如，通过使用分批式的水热处理装置10，能够从用于收集废弃物的车辆(未图示)直接向水热处理装置10投入废弃物，能够实现废弃物处理系统100～1600的无槽坑化。
图19是表示并用多个单元水热处理装置10a～10d时的蒸气的流动的图。如图19所示，水热处理装置10包括第1单元水热处理装置10a、第2单元水热处理装置10b、第3单元水热处理装置10c、和第4单元水热处理装置10d。其中，水热处理装置10可以是2个或3个，也可以是5个以上。
这些水热处理装置10串联连接。具体来说，例如第1单元水热处理装置10a(第1单元水热处理装置)的蒸气排出口108(图19中未图示)、与第2单元水热处理装置10b(第2单元水热处理装置)的蒸气供给口107通过配管(未图示)连接。如此一来，能够在第2单元水热处理装置10b中使用第1单元水热处理装置10a中使用过的蒸气。由此，能够削减新的蒸气的使用量。
例如，在第1单元水热处理装置10a中，通过投入废弃物供给蒸气，来进行水热处理。然后，水热处理后，反应物从第1单元水热处理装置10a排出，被供给于后段的固液分离装置11。另一方面，在第1单元水热处理装置10a中使用的蒸气通过蒸气排出口108从第1单元水热处理装置10a排出。然后，排出的蒸气通过第2单元水热处理装置10b的蒸气供给口107，被供给于第2单元水热处理装置10b的内部。此时，供给的蒸气量不满足水热处理所需的蒸气量时，根据需要进行蒸气的追加。由此，在第2单元水热处理装置10b中，再利用从第1单元水热处理装置10a供给的蒸气，进行水热处理。同样，在第3单元水热处理装置10c和第4单元水热处理装置10d中，也一边再利用蒸气，一边进行水热处理。
图20是用于说明并用多个单元水热处理装置10时的各单元水热处理装置10中的作用的图。图20所示的例子中，如上述图19所示，通过并用4个水热处理装置10(第1单元水热处理装置10a、第2单元水热处理装置10b、第3单元水热处理装置10c和第4单元水热处理装置10d)，从而构成水热处理装置10。图20中，示出水热处理装置10的起动时的样态。
首先，在4个水热处理装置10之中，向第1单元水热处理装置10a和第3单元水热处理装置10c分别投入废弃物(图20(a))。然后，在投入废弃物后，向第1单元水热处理装置10a和第3单元水热处理装置10c分别供给蒸气(图20(b))。由此，在第1单元水热处理装置10a和第3单元水热处理装置10c中，进行废弃物的水热处理。
需要说明的是，在第2单元水热处理装置10b和第4单元水热处理装置10d中，在图20(a)和图20(b)所示的时刻不进行特别的操作。但是，在第1单元水热处理装置10a和第3单元水热处理装置10c中水热处理开始时，即，图20(c)所示的时刻，对第2单元水热处理装置10b和第4单元水热处理装置10d也投入废弃物。
另一方面，在第1单元水热处理装置10a和第3单元水热处理装置10c中水热处理一旦结束，则第1单元水热处理装置10a和第3单元水热处理装置10c中使用的蒸气向第2单元水热处理装置10b和第4单元水热处理装置10d分别供给(图20(d))。并且，从第1单元水热处理装置10a和第3单元水热处理装置10c的壳体(未图示)取出反应物(图20(e))。
与此同时，由于从第1单元水热处理装置10a和第3单元水热处理装置10c供给蒸气时的泄露等而失去的蒸气、即不足部分的蒸气以追加蒸气的形式被供给于第2单元水热处理装置10b和第4单元水热处理装置10d(图20(e))。然后，在第2单元水热处理装置10b和第4单元水热处理装置10d中，水热处理开始(图20(f))。另一方面，向取出反应物从而内部变空了的第1单元水热处理装置10a和第3单元水热处理装置10c中新投入废弃物(图20(f))。
图21是表示图20所示的各单元水热处理装置10的内压变化的时序图。图21所示的(a)～(f)对应于上述图20所示的(a)～(f)。如上所述，第1单元水热处理装置10a与第3单元水热处理装置10c在同一时间驱动。因此，第1单元水热处理装置10a的内压、与第3单元水热处理装置10c的内压同样地根据时间而变化。另一方面，第2单元水热处理装置10b与第4单元水热处理装置10d在同一时间驱动。因此，第2单元水热处理装置10b的内压、与第4单元水热处理装置10d的内压同样地根据时间而变化。
如图21(a)所示，废弃物投入时的第1单元水热处理装置10a和第3单元水热处理装置10c的内压为大气压。另外，在该时刻尚未驱动的第1单元水热处理装置10a和第3单元水热处理装置10c中，其内压也为大气压。并且，通过向投入了废弃物的第1单元水热处理装置10a和第3单元水热处理装置10c注入蒸气，第1单元水热处理装置10a和第3单元水热处理装置10c的内压上升到压力Pr，在该压力Pr下进行水热处理(图21(b)和(c))。需要说明的是，该压力Pr是能够进行水热处理的压力。
另一方面，在第2单元水热处理装置10b和第4单元水热处理装置10d中，投入废弃物后(图20(c))，从第1单元水热处理装置10a和第3单元水热处理装置10c注入蒸气，从而内压上升到Pr(图21(d))。但是，如上所述，从第1单元水热处理装置10a和第3单元水热处理装置10c向第2单元水热处理装置10b和第4单元水热处理装置10d供给蒸气时，由于例如泄露等，而无法供给第1单元水热处理装置10a和第3单元水热处理装置10c中使用的全部蒸气。
因此，在第2单元水热处理装置10b和第4单元水热处理装置10d中，进行追加蒸气的注入到水热处理中使用的量为止(图21(d))。蒸气供给后，从第1单元水热处理装置10a和第3单元水热处理装置10c排出反应物(图20(e))。然后，在第1单元水热处理装置10a和第3单元水热处理装置10c的内部温度充分降低后，打开投入口101，投入新的废弃物(图20(f))。特别是通过在它们的内部温度充分降低后打开投入口101，内部变成负压，抑制了通到投入口101内部的气体(例如氨)向外部放出。另一方面，在第2单元水热处理装置10b和第4单元水热处理装置10d中，进行废弃物的水热处理(图20(f))。
通过反复参照以上的图20和图21说明的驱动，多个水热处理装置10中的多个水热处理同时进行。由此，能够增加废弃物的水热处理量，增加反应物的生成量。其结果是，能够进行废弃物的高效的处理。
附图标记说明
1、17 燃气机(发电装置、第1发电装置、第2发电装置、第3发电装置)
8、9 储存设备(第1储存设备、第2储存设备、第3储存设备)
10、20、26 水热处理装置(燃料制造装置、第1水热处理装置、第2水热处理装置、第3水热处理装置)
10A 主体部
10B 桶
10Ba 内部空间
10a 第1单元水热处理装置
10b 第2单元水热处理装置
10c 第3单元水热处理装置
10d 第4单元水热处理装置
11、19、21、27 固液分离装置(燃料制造装置)
12、28 干燥装置(燃料制造装置)
13 分级装置(燃料制造装置)
14 成形装置(燃料制造装置)
15 气化炉
16 甲烷发酵装置
18、30 排热回收锅炉(蒸气产生装置)
22、24 锅炉(蒸气产生装置)
23、25 汽轮机(发电装置、第1发电装置、第2发电装置、第3发电装置)
29 燃烧炉
31 再热器
33 供水加热器
43 水处理装置
44 污泥处理装置
100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600 废弃物处理系统
101 投入口
102 排出口
103 壳体
104 旋转轴
105 马达
106 搅拌桨
107 蒸气供给口
108 蒸气排出口
109、110 料斗
120 贮水部
121 水
122 输送机
123 排气口

Claims (18)

1.一种废弃物处理系统，其特征在于，
是用于进行废弃物的水热处理的废弃物处理系统，
具备：
至少1个水热处理装置，用于通过使蒸气向所述废弃物的接触来进行所述水热处理；
燃料制造装置，用于由所述水热处理的反应物的固体来制造固态的燃料；
甲烷发酵装置，用于使所述反应物的液体进行甲烷发酵而生成沼气；
第1储存设备，用于储存所述燃料；
第3储存设备，用于储存所述沼气；和
至少1个蒸气产生装置，用于产生供给于所述水热处理装置的所述蒸气，
所述蒸气产生装置按照以下方式构成：利用通过所述第1储存设备中储存的所述燃料或所述第3储存设备中储存的所述沼气的燃烧产生的燃烧能，使所述蒸气产生，
所述燃料制造装置包括用于使所述反应物的所述固体干燥的干燥装置。
2.根据权利要求1所述的废弃物处理系统，其特征在于，
所述废弃物处理系统具备：
气化炉，用于使所述固态的所述燃料气化而生成燃气；和
第2储存设备，用于储存由所述气化炉生成的燃气。
3.一种废弃物处理系统，其特征在于，
是用于进行废弃物的水热处理的废弃物处理系统，
具备：
至少1个水热处理装置，用于通过使蒸气向所述废弃物的接触来进行所述水热处理；
甲烷发酵装置，用于使所述反应物的液体进行甲烷发酵而生成沼气；
第2水热处理装置，用于通过使蒸气向由所述甲烷发酵装置得到的发酵物中的固体的接触来进行水热处理；
第1储存设备，储存由所述水热处理的反应物以及由所述第2水热处理装置的水热处理的第2反应物制造的燃料；
第3储存设备，用于储存所述沼气；和
至少1个蒸气产生装置，用于产生向所述至少1个水热处理装置供给的所述蒸气，
所述蒸气产生装置按照以下方式构成：利用通过所述第1储存设备中储存的所述燃料或所述第3储存设备中储存的所述沼气的燃烧产生的燃烧能，使所述蒸气产生。
4.根据权利要求3所述的废弃物处理系统，其特征在于，
所述第2水热处理装置按照使通过由所述第2水热处理装置的水热处理得到的第2反应物干燥的方式构成。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的废弃物处理系统，其特征在于，
所述废弃物处理系统具备发电装置，所述发电装置用于利用通过所述燃料或所述沼气的燃烧产生的燃烧能进行发电。
6.根据权利要求5所述的废弃物处理系统，其特征在于，
所述发电装置包括汽轮机、和与所述汽轮机连接的发电机主体部，
所述汽轮机按照由在所述蒸气产生装置中产生的蒸气中的至少一部分进行驱动的方式构成。
7.根据权利要求5所述的废弃物处理系统，其特征在于，
所述发电装置包括燃气机、和与所述燃气机连接的发电机主体部，
所述蒸气产生装置按照利用所述燃气机的排热来产生蒸气的方式构成。
8.根据权利要求6所述的废弃物处理系统，其特征在于，
所述废弃物处理系统具备：
燃烧炉，用于进行所述燃料的燃烧；和
再热器，利用所述燃烧炉中生成的燃烧能，进行所述蒸气的过热。
9.根据权利要求5～8中任一项所述的废弃物处理系统，其特征在于，
所述发电装置包括第1发电装置和第2发电装置。
10.根据权利要求5～9中任一项所述的废弃物处理系统，其特征在于，
所述废弃物处理系统具备用于进行所述燃料的燃烧的流化床炉，
所述蒸气产生装置按照利用由所述流化床炉产生的燃烧能，使蒸气产生的方式构成。
11.根据权利要求5～9中任一项所述的废弃物处理系统，其特征在于，
所述废弃物处理系统具备：
流化床炉，用于进行所述燃料的燃烧；和
供水加热器，用于加热向所述蒸气产生装置供给的水，
所述供水加热器按照利用所述流化床炉中产生的燃烧能来加热所述水的方式构成。
12.一种废弃物处理系统，其特征在于，
是用于进行废弃物的水热处理的废弃物处理系统，
具备：
至少1个水热处理装置，用于通过使蒸气向所述废弃物的接触来进行所述水热处理；
第3水热处理装置，用于通过包含树脂或油脂中的至少一种的废弃物的水热处理来得到第3反应物；
燃料制造装置，用于由所述至少1个水热处理装置的所述水热处理的反应物以及所述第3反应物来制造固态的燃料；
第1储存设备，用于储存所述燃料；和
至少1个蒸气产生装置，用于产生供给于所述水热处理装置的所述蒸气，
所述蒸气产生装置按照以下方式构成：利用通过所述第1储存设备中储存的所述燃料的燃烧产生的燃烧能，使所述蒸气产生，
所述燃料制造装置包括用于使所述反应物的所述固体和所述第3反应物的所述固体干燥的干燥装置，所述燃料制造装置按照使用所述第3反应物来制造固体的所述燃料的方式构成。
13.一种废弃物处理系统，其特征在于，
是用于进行废弃物的水热处理的废弃物处理系统，
具备：
至少1个水热处理装置，用于通过使蒸气向所述废弃物的接触来进行所述水热处理；
至少1个储存设备，用于储存由所述水热处理的反应物制造的燃料；和
至少1个蒸气产生装置，用于产生供给于所述水热处理装置的所述蒸气，
所述蒸气产生装置按照以下方式构成：利用通过所述储存设备中储存的所述燃料的燃烧产生的燃烧能，使所述蒸气产生，
所述至少1个水热处理装置包括：用于进行所述水热处理的主体部、和用于形成经由反应物排出口与所述主体部连通的内部空间的桶，
在所述桶上连接用于将存在于所述内部空间的气体排出到所述内部空间的外部的排出管。
14.根据权利要求1～13中任一项所述的废弃物处理系统，其特征在于，
所述至少1个水热处理装置具备2个水热处理装置，该2个水热处理装置分别具备蒸气供给口和蒸气排出口，
所述2个水热处理装置中的一个的所述蒸气排出口与所述2个水热处理装置中的另一个的所述蒸气供给口通过配管连接。
15.根据权利要求1～14中任一项所述的废弃物处理系统，其特征在于，
所述至少1个水热处理装置包括分批式的水热处理装置。
16.一种废弃物处理方法，其特征在于，
是用于进行废弃物的水热处理的废弃物处理方法，
包括以下步骤：
水热处理步骤，通过使蒸气向所述废弃物的接触来进行所述水热处理；
燃料制造步骤，用于由所述水热处理的反应物的固体来制造固态的燃料；
甲烷发酵步骤，用于使所述反应物的液体进行甲烷发酵而生成沼气；
储存所述燃料的步骤；
储存所述沼气的步骤；和
蒸气产生步骤，用于产生所述水热处理步骤中使用的所述蒸气，
所述蒸气产生步骤利用通过由所述储存步骤储存的所述燃料的燃烧产生的燃烧能，使所述蒸气产生，所述燃料制造步骤包括用于使所述反应物的所述固体干燥的干燥步骤，
所述燃料与所述沼气储存于不同的储存设备。
17.一种废弃物处理方法，其特征在于，
是用于进行废弃物的水热处理的废弃物处理方法，
包括以下步骤：
水热处理步骤，通过使蒸气向所述废弃物的接触来进行所述水热处理；
甲烷发酵步骤，用于使所述水热处理的反应物的液体进行甲烷发酵而生成沼气；
第2水热处理步骤，用于通过使蒸气向由所述甲烷发酵装置得到的发酵物中的固体的接触来进行水热处理；
储存燃料的步骤，所述燃料是由所述水热处理步骤和所述第2水热处理步骤中的各自的所述水热处理的反应物制造的燃料；和
蒸气产生步骤，用于产生所述水热处理步骤中使用的所述蒸气，
所述蒸气产生步骤利用通过由所述储存步骤储存的所述燃料的燃烧产生的燃烧能，使所述蒸气产生。
18.一种废弃物处理方法，其特征在于，
是用于进行废弃物的水热处理的废弃物处理方法，
包括以下步骤：
水热处理步骤，通过使蒸气向所述废弃物的接触来进行所述水热处理；
第3水热处理步骤，用于通过包含树脂或油脂中的至少一种的废弃物的水热处理得到第3反应物；
燃料制造步骤，用于由所述水热处理的反应物以及所述第3反应物来制造固态的燃料；
储存步骤，储存由所述水热处理的反应物制造的燃料；
蒸气产生步骤，用于产生所述水热处理步骤中使用的所述蒸气；和
燃料制造步骤，用于由所述反应物的固体和所述第3反应物的固体来制造固态的所述燃料，
所述蒸气产生步骤利用通过由所述储存步骤储存的所述燃料的燃烧产生的燃烧能，使所述蒸气产生，所述燃料制造步骤包括用于使所述反应物的所述固体和所述第3反应物的所述固体干燥的干燥步骤。
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