CN1358221A - 废物的干馏减容装置 - Google Patents

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宍户弘
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Abstract

一种废物干馏减容装置,它备有:生成过热蒸汽的过热蒸汽发生器1、用来自该过热蒸汽生成器1的过热蒸汽加热废物5使其干馏减容的干馏减容单元2和、供给发动机3的排气作为上述过热蒸汽生成器1的加热用热源的加热气体供给装置4。另外,把上述干馏减容器2中的有机废物51加热所生成的碳化物52,用加热气体供给装置4使其不完全燃烧,产生可燃气体,把该可燃气体供给上述过热蒸汽发生器1,生成上述过热蒸汽。

Description

废物的干馏减容装置
                         技术领域
本发明涉及各种废物，特别是不要的食物或农作物的垃圾、家畜等的粪便、木屑、纸屑、纤维屑或废轮胎等构成的有机废物，采用加热处理使其干馏减容的废物干馏减容装置。
                         背景技术
从前，例如，如特开平11-294736号公报所公开废物热处理设备，具有间接加热热解炉内废物的第1加热装置，以及，供空气直接加热分解炉内废物的第2加热装置，还备有把该废物变成低温干馏气体和固体热分解残留物的热分解炉和低温干馏气体及燃烧固体热分解残留物的高温炉，在该废物热处理设备的运行方法中，用第1加热装置进行废物的基本加热，并且，根据需要，通过第2加热装置进行辅助加热，把空气导入热分解炉的内室，有效地把上述废物变成低温干馏气体和固体的热分解残留物。
把上述废物进行间接及直接加热，使其变成低温干馏气体和固体的热分解残渣的结构，必须要有石油或天然气等加热用的燃料，所以，运转成本高，这是个问题。另外，为了节约燃料费，对上述废物热处理得到的低温干馏气体和固体的热分解残留物进行燃烧，利用其燃烧热进行上述废物加热的结构，由于上述低温干馏气体及固体的热分解残留物燃烧时生成大气污染物质，为了对其进行处理，要有专门的设备等，这也是个问题。
本发明鉴于上述各点，目的是要提供一种用简单的结构，可有效干馏减容各种废物的废物干馏减容装置。
                      发明的公开
本发明采用的装置，具有生成过热蒸汽的过热蒸汽发生器，从该过热蒸汽发生器供给过热蒸汽以加热废物进行干馏减容的干馏减容器和，作为上述过热蒸汽发生器加热用热源提供发动机排气的加热气体的供给装置。采用这种结构，利用从发动机排出的废气来加热水，生成过热蒸汽，供给干馏减容器，在该干馏减容器内，用上述过热蒸汽加热废物，使其干馏减容。
另外，本发明的装置，具有生成过热蒸汽的过热蒸汽发生器，利用从该过热蒸汽发生器供给的过热蒸汽以加热有机废物，进行干馏减容的干馏减容和，使该干馏减容器中生成的碳化物不完全燃烧，把产生的可燃气体作为上述过热蒸汽发生器的加热用热源的加热气体供给装置。采用这种结构，使上述有机废物干馏减容，生成碳化物，同时，使该碳化物不完全燃烧，利用其产生的可燃气体，可高效生成上述过热蒸汽。
                     附图的简单说明
图1为本发明的废物干馏减容装置的第1种实施方案的说明图。
图2为循环型复合流干燥器的具体结构说明图。
图3为旋转干燥器的具体结构说明图。
图4为本发明的废物干馏减容装置第2种实施方案的说明图。
图5为本发明的废物干馏减容装置的第3种实施方案的说明图。
                   实施发明的最佳方式
为了更详细地说明本发明，根据附图对其加以说明。
图1表示本发明的废物干馏减容装置第1种实施方案。该干馏减容装置具有生成过热蒸汽的过热蒸汽发生器1、从该过热蒸汽发生器1供给的过热蒸汽，加热废物5进行干馏减容的干馏减容器2和从发动机3导出的高温排气气体通过排气管路供上述过热蒸汽发生器1的加热用热源的加热气体供给装置4以及，把废物5供给上述干馏减容器2的废物供给装置6。
上述过热蒸汽发生器1具有导管9，它用于从作为发电机7驱动源的发动机3的冷却水系统所设置的散热器8导出热水，并且从该导管9导出的过热蒸汽，供给上述干馏减容器2的过热蒸汽供给管10和，使石油或天然气等燃料燃烧的燃烧炉11，其构成是把通过上述导管9的热水，用通过上述加热气供给装置4供给的发动机3的排气并通过上述燃烧炉11的燃烧气加热，生成过热蒸汽。
上述热水导管9具有，设在过热蒸汽发生器1的后端部(锅炉)一侧的第1加热部件9a和，设在过热蒸汽发生器1的前端部一侧(过热器)的第2加热部件9b，上述热水通过第1加热部9a时被加热，例如，在满足气体状态的常压下生成100℃的饱和蒸汽，该饱和蒸汽在通过第2加热部件9b时被进一步加热，生成常压下过热至250℃～500℃的过热蒸汽。
上述干馏减容器2具有：把从废物供给装置6供给的废物5运输到干馏减容器本体12、用从上述过热蒸汽发生器1通过排出管25导出的高温排气，加热上述干馏减容器本体12的套管13，从上述干馏减容器本体12及套管13导出的高热气体的一部分回流至上述过热蒸汽发生器1的回流装置14以及分离上述高热气体中的有用成分进行回收的分离回收装置15。
上述干馏减容器本体12，用从过热蒸汽发生器1通过过热蒸汽供给管10供给的过热蒸汽，在常压下过热至250℃～500℃的高于常压的低压过热蒸汽，在无氧或低氧的气氛中，使废物5进行非氧化/还原的热解，另外，根据需要进行干燥。所谓上述常压以上的低压过热蒸汽，是指其供给压力为常压(大气压)，或超过1个大气压但低于2个大气压的低压区域的过热蒸汽。
通过把上述过热蒸汽的供给压力设定在常压或超过1个大气压的值(大于常压)，使空气不能混入上述干馏减容器本体12，用不含氧而只有过热蒸汽来加热废物5，在非氧化/还原的条件下使其干燥和热解。这里的所谓非氧化/还原，意指在过热蒸汽的气氛中主要进行还原的热解。还有，在废物5的导入时，若干空气和原料一起混入，在本发明中，排除这样低氧的气氛是不可能的。另一方面，通过把上述过热蒸汽的供给压力设定在低至2个大气压左右的低压，可以防止过热蒸汽漏出上述干馏减容装置本体12之外，同时可连续投加废物5。
另外，上述过热蒸汽的温度，常压下处于100℃以上～1200℃左右的范围内，根据废物5的种类或状态等可设定在适当的值，然而，当温度过低时，热解废物5所需时间加长，而当温度高时，易使装置烧坏，所以，常压下设定在250℃～500℃的范围是优选的。还有，在有机废物添加至完全碳化物时的阶段，使其热解停止。
然而，从上述废物供给装置6转至干馏减容器本体12内的废物5，采用从过热蒸汽供给管10供给的过热蒸汽进行加热，使干馏减容，生成碳化物等和干馏气体，同时，把该废物5干馏减容时产生的干馏气体、供给上述干馏减容器本体12内的过热蒸汽以及供给套管13内的排出气体作为一个整体的高热气体，导至上述回流装置14及分离回收装置15。
上述回流装置14具有：捕集、去除从干馏减容器2导出的高热气体中的液滴的防雾装置16和，把从该防雾装置16导出的高热气体回流至上述过热蒸汽发生器1内的回流管17和，设在该回流管17上的第1开关阀18和，把从上述防雾装置16导出的高热气体供给上述导管9内的供给管19以及，设在该供给管19上的第2开关阀20。
在上述干馏减容装置开始运行后的低温时间，由于上述干馏减容器2内的废物5不进行热解，所以，关闭上述回流管17的第1开关阀18，同时，打开供给管19的第2开关阀20，把从上述防雾装置16导出的高热气体供给上述导管9内，直接加热该导管9内的热水，使生成早期的过热蒸汽。
另一方面，因上述干馏减容装置开始运行，在经过规定时间的加热时，在上述干馏减容器2内进行废物加热，生成干馏气，所以，打开上述回流管17的第1开关阀18，同时，关闭供给管19的第2开关阀20，使从上述防雾装置16导出的高热气体回流至过热蒸汽发生器1的套管内，一方面可以防止上述干馏气中的杂质混入导管9内的热水中，另一方面有效地加热上述过热蒸汽发生器1。
另外，在从上述干馏减容器2导出的高热气体中，废物5热解，生成含有甲醇、醋酸、油分或水分等有用成分的干馏气，把上述高热气体在分离回收装置15中进行蒸馏，从上述干馏气中分离、回收有用成分，同时，把分离该有用成分后的气体成分排至大气中。分离上述含有物后的气体成分回流到上述过热蒸气发生器1，加热这过热蒸气发生器1而构成。
在上述废物供给装置6中设置有：在把各种废物5供给干馏减容器2之前，用热风预热，进行干燥处理的第1、第2干燥器21、22和，在上述干燥减容器2中把废物5进行预破碎处理造粒的破碎机23以及把破碎后的废物5送入上述干馏减容器2内的螺旋式运输机等运输装置(图中省略)。
作为上述废物5，可以列举，例如食物(生鲜垃圾)、酱油糟、酒糟、豆腐渣等不要的物质、农产品、动物、植物、树木(木屑)、鱼贝、纸、纤维等废物、来自废水处理的污泥、畜禽舍废弃的粪尿类、工厂等废弃的有机塑料、废轮胎、泡沫苯乙烯、食品盘等有机废物等代表性实例，然而，不限于这些，各种工业废弃物等也包括在该废物内。
上述第1干燥器21，如图2所示，是由具有下部窄的圆锥状容器24和，从上述过热蒸气发生器1通过排出管25导出的排放气体所构成的热风，沿着上述圆锥状容器24的内表面进行供给的热风供给装置26和，沿着上述圆锥状容器24的内表面输送废物5的废物输送装置27的旋转干燥器构成的。
以及，又，上述第2干燥器22，如图3所示，由具有搅拌废物用的搅拌桨(未图示)的倾斜圆柱28，由上述过热蒸汽发生器1导出的排出气体的热风供给这倾斜旋转圆柱28内的热风供给装置29的旋转干燥器所构成。
使用上述构成的干馏减容装置，进行废物5的干馏减容处理时，用上述废物供给装置6的第1、第2干燥器21、22，对废物5进行预干燥处理，同时，把经过预干燥处理的废物5用上述破碎机23进行预破碎处理后，用输送装置把该已破碎的废物5送入干馏减容器2内。另外，把从上述发动机3的散热器8导出的热水导入导管9内，供给上述过热蒸汽发生成器1，并且，把从上述发动机3导出的高温排气，用加热气供给装置4供给上述过热蒸汽发生器1内，同时，根据需要，点火上述燃烧炉11，把燃烧气供给过热蒸汽发生器1内，加热上述导管9内的热水，以产生常压下例如过热至250℃～500℃温度的过热蒸汽。
然后，把上述过热蒸汽发生器1内生成的过热蒸汽，以常压以上的低压，从上述过热蒸气供给管10供给干馏减容器2内，在该干馏减容器2内，往上述废物5吹送过热蒸汽进行加热，把上述废物5干馏，热解成碳化物等干馏物和干馏气体，把该碳化物等干馏物以充分的减容状态加以回收。另外，上述干馏气体的一部分，作为高热气体，用回流装置14回流至过热蒸汽发生器1加以再利用，同时，把上述干馏气体的其余部分导入分离回收装置15，用该分离回收装置15，分离、回收上述干馏气中的有用成分。
由于设置了从上述散热器8导出的热水进行加热，生成过热蒸汽的过热蒸汽发生器1和，采用该过热蒸汽发生器1供给的过热蒸汽，加热废物5，使其干馏减容的干馏减容器2和，将发动机3的排气作为上述过热蒸汽发生器1的加热用热源的加热气供给装置4，用该加热气供给装置4供给上述过热蒸汽发生器1内的排气，加热上述水分，生成过热蒸汽后，把该过热蒸汽供给上述干馏减容器2内，同时，把废物5供给该干馏减容器2内，用上述过热蒸汽加热该废物5，使干馏减容。所以，可用简单的结构，把各种废物5进行有效的干馏减容。
也就是说，原来排至大气的发动机3的排气，通过加热上述水分，生成过热蒸汽的结构，可以有效利用上述发动机3的热能，生成上述过热蒸汽。然而，把该过热蒸汽供给上述干馏减容器2内，加热废物5的结构，通过蒸汽的冷凝传热效果等，迅速而有效地热解上述废物5，可以生成碳化物等干馏物和干馏气体，同时，使上述干馏物干燥，可以有效地减容。
因此，把上述废物5干馏，生成的碳化物等干馏物，可有效地用作肥料、建筑材料或活性炭等。另外，由上述碳化物等构成的干馏物，可以充分地减容，在其抛弃时，可以改善作业性能。然而，在上述干馏减容2内，用过热蒸汽进行废物5干馏减容时产生的氨、硫醇、硫化氢、二甲硫、三甲胺、乙醛或苯乙烯等臭气成分，通过热解，可有效地脱臭，这是其优点。
还有，用上述干馏减容装置对牧草等进行干馏减容时，在该牧草等变成碳化物之前，停止使其过热，也可以生成干燥饲料。另外，由泡沫苯乙烯等构成的废物，用干馏减容装置进行干馏减容，也可以生成坯料状的干馏减容物。而且，由FRP(玻璃增强塑料)废物等构成的废物，用上述干馏减容装置进行干馏减容，生成由碳化物及玻璃纤维等构成的干馏减容物，也可以再利用其结构。
另外，在上述实施方案中，由于其结构是：供给干馏减容器2的废物5是通过第1、第2干燥器21、22进行预干燥处理，与在上述干馏减容器2内，直接加热含水分的废物，进行干馏减容处理的场合相比，可以有效提高废物5的处理效率。
特别是，如上述实施方案所示，在设置下部窄的圆锥状容器24和沿着该圆锥状容器24的内表面供应热风的热风供给装置26以及沿着上述圆锥状容器的内表面输送废物5的废物输送装置27的循环型复合流干燥器所构成的第1干燥器21的场合，用上述废物输送装置27往圆锥状容器内24输送的废物5，从上述热风供给装置26供给热风，同时，沿着上述圆锥状容器24的内表面旋转，使热风有效地接触上述废物5，可有效地进行干燥处理。
另外，如上述实施方案所示，在设置有搅拌废物5的搅拌桨的倾斜旋转圆筒28和，往该倾斜旋转圆筒28内供给热风的热风供给装置29的旋转干燥器构成的第2干燥器22的场合，往上述倾斜旋转圆筒28内输入的废物5，根据上述倾斜旋转圆筒28的旋转状态，一边用上述搅拌桨进行搅拌，一边从上述热风供给装置29供给热风，可以更有效地进行加热，它适于大量连续干燥处理水分较少的粒状体。
特别是，如上述实施方案所示，在使用从过热蒸汽发生器1，通过使用排出管25导出的高温排气作为在第1、第2干燥器21、22上设置的热风供给装置26、29的加热用热源的结构场合，可有效利用该排气的热能，使送至干燥器21、22内的废物5进行干燥处理，这是所述的优点。
还有，也可以使用从干馏减容器2导出的高热气体，作为设在上述第1、第2干燥器21、22上的热风供给装置26、29的加热用热源，在这种场合，从上述干馏减容器2导出的高热气体的热能可以有效地利用，从而使输送至上述第1、第2干燥器内21、22的废物5可有效地进行干燥处理。
而且，在上述实施方案中，由于设置了把供给干馏减容器2的废物5进行预破碎处理的破碎机23，用该破碎机23进行了预破碎处理的废物5，在上述干馏减容器2内有效地进行加热，而干馏减容，这是其优点。还有，上述第1、第2干燥器21、22及破碎机23的配置顺序以及规模等，在上述实施方案中未作限定，可作各种变更，上述第1、第2干燥器21、22及破碎机23的一部分或全部进行省略的结构也可以采用。
另外，在上述过热蒸汽发生器1中，设置有从设在发动机3的冷却水系统中的散热器8等导出热水的导管9，在过热蒸汽发生器1内，通过加热上述热水，使生成过热蒸汽的上述实施方案，代之以往上述过热蒸汽发生器1供应自来水，通过加热该自来水，也可以生成过热蒸汽。然而，从上述发动机3的冷却水系统导出的热水，通过用发动机3的排气加热，生成用于干馏减容废物5的过热蒸汽的场合，与加热来自上述自来水的冷水，生成过热蒸汽的场合相比，可节约必要的热能，所以可高效率地生成过热蒸汽，这是优点。
在上述实施方案中，作为生成过热蒸汽的加热装置的燃烧炉11设置在过热蒸汽发生器1中，通过来自发动机3的排出气体和上述燃烧炉11的燃烧气两种，加热来自上述导管9的热水等，在过热蒸汽发生器1内，有效生成用于上述废物5干馏减容的过热蒸汽。
另外，如同上述实施方案所示，设置有回流装置14，把来自干馏减容器2的高热气体回流至过热蒸汽生成器1，再利用作为过热蒸汽发生用的加热热源，在这种场合下，把干馏减容器2内废物5进行干馏减容后，把来自该干馏减容器2的高热气体回流至上述过热蒸汽发生器1，再利用作为过热蒸汽生成用的加热热源，从而可谋求上述高热气体的热能的有效利用。然而，上述高热气体中所含的臭气成分，在上述过热蒸汽发生器1内，通过过热蒸汽等加热，进行热解，可有效地进行脱臭处理，所以，可以防止上述高热气体的部分泄漏至外部，操作人员因臭味而感到不适的情况。
另外，在上述实施方案中，用干馏减容器2进行废物5干馏减容时，设置有将来自产生干馏气的有用成分进行蒸馏，由此分离回收的分离回收装置15，在用该干馏减容器2把干馏减容时废物5产生的干馏气中的有用成分，例如，甲醇、醋酸、油分及水分等，用上述分离回收装置15，从上述干馏气体中分离回收，可以进行其有效利用。
例如，用上述分离回收装置15，回收到的甲醇及油分等所构成的可燃成分，作为上述燃烧炉11的燃料时，可以谋求上述可燃成分的有效利用，节约燃烧炉11的燃料费，用该燃烧炉11的燃烧气和来自发动机3的排气两种，在上述过热蒸汽生成器1中，有效地加热水分，更有效地生成过热蒸汽，这是其优点。
特别是，如上述实施方案所示，把常压下过热至250℃～500℃温度的过热的常压以上的低压过热蒸汽，从过热蒸汽发生器1供给干馏减容器2，在无氧或低氧的气氛中，使废物5发生热解时，可防止如使用高压热蒸汽时的蒸汽泄漏或原料难以连续投入等问题，采用简单的装置，把上述废物5可以高效地进行干馏减容，这是个优点。
然而，不会产生像在氧存在下焚烧处理废物的场合那样，因二噁烯等有害物质以及作为环境污染原因的二氧化碳及臭氧的产生等问题，可以有效地把上述废物5进行干馏减容。例如，由硬质聚氯乙烯制的水落管构成的废物，可用上述干馏减容装置使其干馏减容，测定该干馏减容物中存在的二噁烯类浓度，结果是，0.17ng/g(干重)的干馏减容物中的二噁烯类浓度达到0.0014ng-TEQ/g(干重)。该值与厚生省定的“有关废物焚烧炉的尘埃等处理标准”的控制值3ng-TEQ/g(干重)相比，是极微量的，可确认在上述干馏减容物中几乎不含有二噁烯。
上述实验的试料采取方法及分析方法，均采用平成9年12月1日厚生省公告第234号“二噁烯类浓度计算方法”以及平成9年2月26日影环第38号”废物处理中二噁烯类标准测定分析手册”(平成9年2月厚生省卫生局水道环境部环境整备课)。另外，上述二噁烯类分析是对2，3，7，8-位氯取代二噁烯以及17种呋喃异构体，以及4～7氯代二噁烯和呋喃同系物8种进行分析。
还有，把在上述干馏减容器2中生成的碳化物供给上述过热蒸汽发生器1内，用燃烧炉11使其燃烧也行，即使在这样的构成中，也节省了燃烧炉11的燃料费用，采用该燃烧炉11的燃烧气并从发动机排出的废气两种，有效地加热上述过热蒸汽发生器1中的水分，可高效地产生过热蒸汽。
成为上述发电机7驱动源的发动机3的排气，可用作上述过热蒸汽生成器1的加热用热源，代之这种构成的上述实施方案是把由泵、鼓风机或压缩机等驱动源构成的发动机的排气，作为上述过热蒸汽生成器1的加热用热源，然而，如上述实施方案所示，作为发电机7驱动源的发动机3的排气，用作上述过热蒸汽生成器1的加热用热源的场合，上述发电机7的电力可以供给本发明的干馏减容装置的电动部分，例如，供给废物供给装置6等，所以，不用外部供电，仍可使上述废物供给装置6等进行运行，这是个优点。
另外，把上述过热蒸汽发生器1生成的过热蒸汽的一部分供给透平发电机，用上述过热蒸汽驱动该透平发电机的构成也可以，在该构成的场合，有效利用上述过热蒸汽，驱动上述透平发电机，同时，可用该透平发电机的电力来驱动上述干馏减容装置的电动部分等，这是个优点。
图4示出本发明的废物干馏减容装置的第2实施方案。该废物干馏减容装置具有：生成过热蒸汽的过热蒸汽发生器1和，用来自该过热蒸汽生成器1的过热蒸汽，加热有机废物51使之干馏减容的干馏减容器2和，使该干馏减容器2中生成的碳化物52不完全燃烧，所产生的可燃气体作为上述过热蒸汽生成器1的加热用热源的加热气体供给装置41和，往上述干馏减容器2供给有机废物51的废物供给装置6。
上述过热蒸汽生成器1具有：通过驱动发电机7的转子发动机31的热交换机32供给热水的导管9和，把生成的过热蒸汽供给上述干馏减容器2的过热蒸汽供给管10和，使来自加热气体供给装置41的可燃气体燃烧用的燃烧炉11和，把来自上述导管9的热水，用上述转子发动机31的排气以及上述燃烧炉11的燃烧气体进行加热，生成常压下100℃的饱和蒸汽的锅炉33和，把该锅炉33中生成的饱和蒸汽加热，在常压下，生成过热至250℃～500℃的过热蒸汽的过热器34。
上述干馏减容器2，与第1实施方案具有大致相同的结构。也就是说，上述干馏减容器22设有：把来自废物供给装置6的有机废物51输入干馏减容器本体(图中未示出)和，通过排出管25，用来自上述过热蒸汽发生器1导出的高温排气，加热上述干馏减容器本体的套管(图中未示出)和，把上述干馏减容器本体导出的干馏气体的一部分回流至上述过热蒸汽生成器1的燃烧炉10的回流装置14和，由分离回收上述干馏气中有用成分的冷凝器构成的分离回收装置15和，去除上述干馏减容器本体导出的废气中的有害物质的洗涤器35。
然而，上述干馏减容器2，通过过热蒸汽供给管10，从过热蒸汽发生器1供给的过热蒸汽，即用常压下，例如过热至250℃～500℃的常压以上的低压过热蒸汽，使无氧或低氧的气氛中的有机废物51，进行非氧化/还原的热解，而生成碳化物52和干馏气体。在上述干馏减容器22中生成的碳化物52，用冷却装置冷却后，至少将其一部分供给上述加热气体生成装置41。
在上述废物供给装置6中设有：在将有机废物51供入干馏减容器2前，预先加以粉碎处理成粒状的破碎机23和，在破碎后的有机废物51进行加热使之干燥后，送入上述干馏减容器2内的干燥装置36。上述有机废物51的干燥，用150℃～500℃的常压过热蒸汽进行是优选的，如果是具有通常含水率的有机废物，用3分～40分钟左右的加热时间，含水量几乎可达到0％(质量)。反之，水分含量特别多的有机废物，用于干燥的所用热量多，干燥的所须时间也大幅增加，在350℃左右的温度，使含水量接近0％(质量)也需要140分钟左右，所以，要求用高温过热蒸汽干燥使时间缩短。
还有，用过热蒸汽进行上述干燥的工序，其后，用其他途径的过热蒸汽进行热分解的方法，用过热蒸汽干燥及热解在同一装置内连续进行的方法，均可以采用。含水量少的有机废物，也可用常温干燥或热风干燥。还有，使用各种装置进行干燥工序和热解工序的场合，在有机废物中水分含量达到20％左右以下时，把该有机废物输送至干馏减容装置也行。上述干燥时间，可根据水分含量和用间歇式装置或传送装置输送的原料量而加以适当决定。
上述加热气体供给装置41具有：使投入的碳化物52进行不完全燃烧的气化的气化炉38和把来自废油槽39的供给的废油进行精制，以供给上述气化炉38，往上述碳化物52中添加废油的废油的添加装置40，使添加了该废油的碳化物不完全燃烧，而把产生的可燃气体，用精制装置42进行精制后，将其一部分作为上述转子发动机31的燃料而供给，同时，把剩余部分供给上述过热蒸气发生器1的气体燃烧炉10。
使用图4所示的干馏减容装置，把具有下表所示原料形状的各种样品投入干馏减容器1，用过热至350℃的常压过热蒸汽加以干燥，进行热解、碳化、测定，相对于投入的原料的重量的所得碳化物的重量比(质量％)的减量率，得到示于下表的数据。
                                           表1
  样品名 种类 原料形状 原料水分(％) 原料表观比重(ton/m3) 原料投入量(kg) 蒸气温度(℃) 碳化时间(分) 制品排出量(kg) 制品表观比重(ton/m3) 减量率(％)
    木屑 炭化   屑状     24.5     0.18     2     350      40     0.38     0.11     19.0
    竹屑 炭化   屑状     43.1     0.32     4     350      50     0.70     0.14     17.5
    鸡粪 炭化   粒状     20.1     0.38     3.5     350      35     1.06     0.24     30.2
    牛粪 炭化   粒状     11.0     0.28     5     350      30     2.52     0.24     50.4
   豆腐渣 炭化 薄片状     69.2     0.70     5     350      90     0.36     0.36     7.2
    酒糟 炭化   屑状     51.0     0.40     10     350      75     2.00     0.26     29.0
   酱油糟 炭化 薄片状     44.1     0.41     10     350      40     2.70     0.22     27.0
    米糠 炭化   粉状     12.0     0.40     3     350      30     1.10     0.25     36.6
    椰壳 炭化 半球状     11.9     0.15     1     350      25     0.32     0.20     32.0
割下的草 炭化 切割状     11.4     0.029     1     350      20     0.36     0.01     36.0
  鱼残渣 炭化   泥状     68.4     0.80     7     350      120     1.74     0.42     24.8
生物垃圾 炭化   丸状     60.2     0.34     10     350      90     1.10     0.24     11.0
脱水污泥 炭化   泥状     79.3     0.56     10     350      90     0.84     0.28     8.4
食品托盘 炭化   皿状     7.3     0.04     1.5     350      20     0.30     0.08     20.0
  纸浆 炭化   筒状     12.6     0.24     2.4     350      30     0.80     0.075     33.3
染色废液 炭化   液状     66.1     0.54     4     350      50     0.32     0.18     8.0
从上表的数据可以确认，原料中的水分含量小于0.30％的样品，使用少于30分钟的时间，即使在水分含量多的场合，用少于120分钟的时间，使原料干燥，同时使之完全碳化，其体积及重量可大幅度缩减。另外，与使用热风的场合相比，有机废物可更有效的干馏减容，不会发生所制造的碳化物的形状发生破裂等问题，可适当地制造作为肥料、饲料、脱臭·消臭剂、除湿·调湿材料、净化剂、土壤改良剂、吸附剂、电磁波屏蔽材料等中的碳化物。
然而，在氧存在下，把有机废物进行焚烧处理时，可抑制二噁烯等有害物质及作为环境污染原因的二氧化碳及臭气成分等的发生，同时，在使用高压过热蒸汽时，不会产生蒸汽泄漏或原料投入困难等问题，可用简单的装置高效率地制造上述碳化物。
另外，用上述干馏减容装置，把作为样品的“豆腐渣”进行干馏减容所生成的碳化物52的成分和，用上述分离回收手段(冷凝器)15回收的醋酸溶液成分的分析结果，所得数据分别示于下表2及表3。
                          表2
项目     单位     分析数据     备注
pH     8.93 用蒸馏水稀释3倍的值
电导率(EC)     mS/cm     270 用蒸馏水稀释5倍的值
水分     ％     0.1   现有物中的含量
灰分     ％     34.2    干物中的含量
有机物     ％     65.8    干物中的含量
含碳量     ％     46.9    干物中的含量
总发热量    kJ/kg     19,800    干物测定值
总氮量(N)     ％     5.1    干物中的含量
磷酸总量(P2O5)     ％     0.5    干物中的含量
钾总量(K2O)     ％     9.7    干物中的含量
铁总量(Fe2O3)     ％     0.05    干物中的含量
铝总量(Al2O3)     ％     0.01以下    干物中的含量
钙总量(CaO)     ％     0.01    干物中的含量
镁总量(MgO)     ％     0.01以下    干物中的含量
                                    表3
项目   单位   分析结果     备注
pH     5.91     现有物测定值
电导率(EC)   μS/cm     340 用蒸馏水稀释5倍的值
COD(化学需氧量)   mg/L     2216     现有物中的含量
阴离子：磷酸(PO4 3-)   mg/L     0     现有物中的含量
        氯(Cl-)   mg/L     5.5     现有物中的含量
        亚硝酸(NO2 -)   mg/L     0     现有物中的含量
        溴(Br-)   mg/L     0     现有物中的含量
        硝酸(NO3 -)   mg/L     7.6     现有物中的含量
        硫酸(SO4 2-)   mg/L     5.2     现有物中的含量
阳离子：钠(Na+)   mg/L     0     现有物中的含量
        铵(NH4 +)   mg/L     4.1     现有物中的含量
        钾(K+)   mg/L     4.4     现有物中的含量
        镁(Mg2 +)   mg/L     1.2     现有物中的含量
        钙(Ca2 +)   mg/L     4.7     现有物中的含量
而且，用上述干馏减容装置，把作为样品的“牛粪等畜产废物”进行干馏减容所生成的碳化物52和用上述分离回收装置(冷凝器)15回收的醋酸溶液成分和分析结果，所得数据各列于下表4及表5。
                            表4
项目     单位     分析数据     备注
pH     9.10 用蒸馏水稀释3倍值
电导率(EC)     mS/cm     1000 用蒸馏水稀释5倍值
水分     ％     12.0   现有物中的含量
灰分     ％     8.3   干物中的含量
有机物     ％     91.7   干物中的含量
含碳量     ％     70.2   干物中的含量
总发热量     kJ/kg     29,600   干物测定值
总氮量(N)     ％     4.9   干物中的含量
磷酸总量(P2O5)     ％     5.9   干物中的含量
钾总量(K2O)     ％     6.8   干物中的含量
铁总量(Fe2O3)     ％     0.75   干物中的含量
铝总量(Al2O3)     ％     0.01以下   干物中的含量
钙总量(CaO)     ％     0.45   干物中的含量
镁总量(MgO)     ％     0.01以下   干物中的含量
                                表5
项目   单位   分析数据     备注
pH     6.55     现有物测定值
电导率(EC)   μS/cm     1000 用蒸馏水稀释5倍的值
COD(化学需氧量)   mg/L     4488     现有物的含量
阴离子：磷酸(PO4 3-)   mg/L     0     现有物的含量
        氯(Cl-)   mg/L     13.4     现有物的含量
        亚硝酸(NO2 -)   mg/L     3.8     现有物的含量
        溴(Br-)   mg/L     0     现有物的含量
        硝酸(NO3 -)   mg/L     1.4     现有物的含量
        硫酸(SO4 2-)   mg/L     7.6     现有物的含量
阳离子：钠(Na+)   mg/L     0     现有物的含量
        铵(NH4 +)   mg/L     3.6     现有物的含量
        钾(K+)   mg/L     3.8     现有物的含量
        镁(Mg2+)   mg/L     0.6     现有物的含量
        钙(Ca2+)   mg/L     0.6     现有物的含量
如果使用的干馏减容装置具有：生成上述过热蒸汽的过热蒸汽发生器1和，采用该过热蒸汽发生器1供给的过热蒸汽，加热有机废物51进行干馏减容的干馏减容器2和，使该干馏减容器2中生成的碳化物52进行不完全燃烧而生成的可燃气体，供上述过热蒸汽发生器1的加热用热源的加热气体供给装置41，则可用简单的结构，把上述有机废物51进行干馏减容，可以生成作为上述过热蒸汽发生器1的加热热源的具有优异特性的碳化物52。
因此，通过把上述碳化物52作为燃料，则不会浪费石油或天然气等燃料，在上述过热蒸汽发生器1中，可高效地产生过热蒸汽，用该过热蒸汽加热上述有机废物51，可有效地使其干馏减容，同时，可使最终废弃的灰量极少，并有效地抑制有害物质及环境污染物质的产生。
另外，如上述实施方案所示，设置有分离回收干馏减容器2中生成的干馏气中有用成分(醋酸溶液)的冷凝器构成的分离回收装置15时，可以进行上述有用成分的有效利用，同时，把干馏气体中的有害物质等废弃，可以有效防止污染的发生。特别是由上述冷凝器构成的分离回收装置15的冷凝温度，通过设定各种值，可把上述干馏气体中所含的各种有用成分与各种其他成分分离而加以回收，可以提高其利用价值，这是其优点。
还有，通过上述分离回收装置回收的醋酸溶液供给废水处理用的甲烷发酵槽，减少甲烷发酵用量。另外，把上述分离回收装置15中的有用成分分离回收后的排出气体，用臭气成分处理装置除去臭气成分后，排至大气中。
而且，用上述实施方案，在添加废油至上述碳化物51的状态下，使在上述加热气体供给装置41中不完全燃烧，可利用上述废油气化所生成的可燃性气体，可以高效地使上述碳化物气化，同时，使供给过热蒸汽生成器1等的可燃气体的热能显著增大。
另外，如上述实施方案所示，在常压下过热至250℃～500℃的温度的过热蒸汽，用常压以上的低压(例如小于2个大气压)，从过热蒸气发生器1供给干馏减容器2，在无氧或低氧的气氛下，使有机废物51热解的场合，不会产生如氧存在下，燃烧处理有机废物时二噁烯等有害物质及作为环境污染原因的二氧化碳及臭气成分等问题，可以有效地干馏减容上述有机废物51。而且，例如，在使用2个大气压以上的高压过热蒸汽时，不会发生蒸汽的泄漏或发生原料的连续投入困难等问题。用简单的装置，可以高效地把上述有机废物51进行干馏减容，这是其优点。
还有，在该第2实施方案中，与上述第1实施方案同样，也可以设置使有机废物51干燥的循环型复合流干燥器以及旋转干燥器等的干燥器以及破碎机，或者，设置压缩有机废物51而进行粒化的压缩成型造粒器等。例如，在把木质类以外的含水量多的有机废物进行干馏减容时，用脱水器使该有机废物进行脱水处理后，通过定量供给机供给上述干燥器，在把上述脱水处理得到的有机废物充分干燥的状态下，可用上述压缩成型造粒机进行造粒后供给上述干馏减容器2。
图5示出本发明的废物干馏减容装置的第3种实施方案。该废物的干馏减容装置是把上述过热蒸汽发生器1和，干馏减容器2和，加热气体供给装置(图中未示出)和，把废物投入上述干馏减容器2内的装料斗43和，把废物移至该装料斗43内的斗式输送机44装载在车辆6的车厢61上，同时，在上述过热蒸汽发生器1的上方设置干馏减容器2，使该过热蒸汽发生器1和干馏减容器2成为一体。
在该过热蒸汽发生器1的上方设置干馏减容器2等，将它们组成为一整体时，上述干馏减容装置可以简易而紧凑地构成，同时，通过上述过热蒸汽发生器1放出的放射热来加热上述干馏减容器2，所以，可以高效地实行上述废物的干馏减容。另外，在把上述过热蒸汽发生器1和，干馏减容器2和，加热气体供给装置(图中未示出)装载在车辆6的车厢61上的情况，可极容易地把该车辆6及上述干馏减容装置运至任意的位置，这是个优点。
另外，把具有上述过热蒸汽发生器1、干馏减容器2、加热气体供给装置4，41、把废物供给上述干馏减容器2内的废物供给装置6以及发电机7等的干馏减容装置，设置在海上工厂，把上述废物在海上进行干馏减容处理，也可以使这时产生的电力、热水、废物的干馏减容物以及醋酸溶液等进行有效利用。例如，把上述电力用作上述干馏减容装置、水质改善装置或海水循环装置等的驱动电力，同时，利用上述热水进行海草等的育苗，把上述废物的干馏减容物用于海草育苗等培育床，而醋酸溶液可用作海草育苗的肥料。
                        工业上利用的可能性
如上所述，本发明涉及的废物干馏减容装置，把通常排至大气中的发动机排气，或者，本来要废弃的上述废物的碳化物进行有效利用，产生上述过热蒸汽，用该过热蒸汽加热废物，有效地进行干馏减容，以处理上述废物是有用的，特别适用于高效处理有机废物。

Claims (20)

1.一种废物干馏减容装置，该装置具有：生成过热蒸汽的过热蒸汽发生器和用来自该过热蒸汽发生器的过热蒸汽加热废物使其干馏减容的干馏减容器和、供给发动机的排气作为上述过热蒸汽发生器的加热用热源的加热气体供给装置。
2.按照权利要求1所述的废物干馏减容装置，其特征是，该装置具有使供给干馏减容器的废物进行预干燥处理的干燥器。
3.按照权利要求2所述的废物干馏减容装置，其特征是，上述干燥器是由具有下部窄的圆锥状容器和、沿着该圆锥状容器内表面供给热风的热风供给装置以及、沿着上述圆锥状容器内周表面输入废物的废物输入装置的循环型复合流干燥器构成。
4.按照权利要求2所述的废物干馏减容装置，其特征是，该干燥器由具有装备有搅拌废物的搅拌桨的倾斜旋转圆筒和、往该倾斜旋转圆筒内供给热风的热风供给装置的旋转干燥器构成的。
5.按照权利要求3或4所述的废物干馏减容装置，其特征是，使用从过热蒸汽发生器导出的排气作为上述热风供给装置的加热用热源。
6.按照权利要求3或4所述的废物干馏减容装置，其特征是，使用来自干馏减容器导出的高热气体作为上述热风供给装置的加热用热源。
7.按照权利要求1～6任何一项所述的废物干馏减容装置，其特征是，该装置具有把供给上述干馏减容器的废物预先进行破碎处理的破碎机。
8.按照权利要求1～7任何一项所述的废物干馏减容装置，其特征是，设置导管，把来自发动机冷却水系统的热水导至上述过热蒸汽发生器，把通过该导管的热水进行加热，产生过热蒸汽。
9.按照权利要求1～8任何一项所述的废物干馏减容装置，其特征是，在上述过热蒸汽发生器设置有作为过热蒸汽生成用的加热装置的燃烧炉。
10.按照权利要求1～9任何一项所述的废物干馏减容装置，其特征是，备有再利用回流装置，把供给干馏减容器的过热蒸汽回流至过热蒸气发生器中，作为过热蒸汽产生用的加热用热源。
11.按照权利要求9～10的任一项所述的废物干馏减容装置，其特征是，通过干馏减容器对废物进行干馏减容时由所生成的干馏气体中回收的可燃成分用作上述燃烧炉的燃料。
12.按照权利要求9～11任何一项所述的废物干馏减容装置，其特征是，把通过干馏减容器对废物进行干馏减容时所生成的碳化物，供给上述过热蒸汽发生器内，通过燃烧炉使其燃烧。
13.按照权利要求1～12任何一项所述的废物干馏减容装置，其特征是，把作为发电机驱动源的发动机排气，用作上述过热蒸汽发生器的加热用热源。
14.按照权利要求1～13任何一项所述的废物干馏减容装置，其特征是，把过热蒸汽发生器生成的过热蒸汽的一部分供给透平发电机，驱动该发电机。
15.一种废物干馏减容装置，其特征是，该装置备有：生成过热蒸汽的过热蒸汽发生器和、用来自该过热蒸汽发生器的过热蒸汽加热有机废物使其干馏减容的干馏减容器和、把该干馏减容器中生成的碳化物不完全燃烧所产生的可燃气体，作为上述过热蒸汽发生器的加热用热源的加热气体供给装置。
16.按照权利要求15所述的废物干馏减容装置，其特征是，把废油添加至上述碳化物中并使不完全燃烧。
17.按照权利要求1～16任何一项所述的废物干馏减容装置，其特征是，把过热蒸汽发生器中常压下过热至250℃～500℃的常压以上的低压过热蒸汽供给干馏减容器，在无氧或低氧气氛中使废物热解。
18.按照权利要求1～17任何一项所述的废物干馏减容装置，其特征是，该装置备有分离回收装置，把干馏减容器干馏减容废物时所产生的干馏气体中的有用成分进行分离回收。
19.按照权利要求1～18任何一项所述的废物干馏减容装置，其特征是，过热蒸汽发生器和干馏减容器形成一个整体。
20.按照权利要求1～18任何一项所述的废物干馏减容装置，其特征是，把过热蒸汽发生器和、干馏减容器和加热气体供给装置装载在车辆的车厢上。
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