CN1771315A - 燃料制造方法及燃料制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供燃料制造方法及燃料制造装置，其特征为，在不产生二噁英等有害物质的条件下除去有害物质而能够应用于肥料，即使是含水率高的废弃物也能够迅速地处理，并且在抑制发热量损失的情况下降低含水率，而转换处理成适合于气化发电用等燃料的性状。具体解决方法是，对于投入到处理容器内的各种高湿润废弃物注入高压水蒸气，将所述处理容器内的压力和温度在给定范围内保持给定时间，使结合分子分离，而制造微细化的燃料。

Description

燃料制造方法及燃料制造装置
技术领域
本发明涉及一种使废弃物的性状变化成为可再利用的技术，特别适合于将厨房垃圾或污泥、鱼残渣、粪尿等含水率高的废弃物转换处理成为适合于气化发电用燃料等燃料的性状的燃料制造方法及燃料制造装置。
背景技术
迄今为止，已经提出过各种各样的用于将厨房垃圾或下水污泥等各种废弃物处理成可再利用的技术。例如，特开2003-47409号中，揭示了把食品残渣、木头、纸等原料加工成为饲料或肥料的原料加工方法(专利文献1)。该发明是将食品残渣等原料投入于处理釜中，由饱和水蒸气保持该处理釜的内部温度，在搅拌原料的同时以给定压力导入饱和水蒸气。然后，当处理釜内的压力变为给定值时将水蒸气排出，搅拌所述原料，就会被水解、热解、干燥以及碳化，而被加工成为饲料或肥料。
专利文献1：特开2003-47409号
发明内容
发明需要解决的课题
但是，在特开2003-47409号公报所记载的发明中，其目的是把食品残渣、木头、纸等原料在不产生有害物质的条件下制作成为饲料或肥料，而仅是寻求其适当的处理条件。因此，若是利用于饲料或肥料以外的目的则不见得适用。说起来，如果作为处理对象物的废弃物的性状不同，其适当的处理条件也就不同，特别是在高温区域处理或在高压下处理时，会使性状产生大幅变化，因此必须根据再利用的目的和对象来实施个别具体的处理。
此外，在再利用时优选不只是满足于变成无害物质，而是处理成具有更高附加值的性状。并且，若考虑到再利用所需的成本，实施时就要求尽量处理成为适合于利用目的的性状。
另一方面，近年来，为了从生物量等废弃物中有效回收能源，提出了以热解将废弃物气化，把得到的热解气体当作热源来发电的气化发电技术。该气化发电技术是对于投入到气化炉内的废弃物边供给由氧气和水蒸气构成的气化剂边加热来进行气化。但是，当作燃料的废弃物若是厨房垃圾和下水道污泥等高湿润材料，因其含水率高达80％或其以上，故非常难以热解，会产生无法充分产生热解气体的问题。
本发明就是为了解决这种问题而进行，目的在于提供一种燃料制造方法及燃料制造装置，其特征为，在不产生二噁英等有害物质的情况下除去有害物质而能够应用于肥料，即使是含水率高的废弃物也能够迅速地处理，并且在抑制发热量损失的情况下降低含水率，而转换处理成适合于气化发电用燃料的性状。
解决课题的措施
有关本发明的燃料制造方法及燃料制造装置的特征为，对于投入到处理容器内的厨房垃圾注入高压水蒸气，使所述处理容器内的压力为1.50MPa～1.96MPa，并且在185℃～215℃的温度保持30分钟～50分钟，使结合分子分离，而制造微细化的燃料。此外，为了获得更有效率且实用性的性状，优选使所述处理容器内的压力为1.82MPa～1.90MPa，并且在208℃～210℃的温度保持30分钟～35分钟，进行转换处理。
此外，有关本发明的燃料制造方法及燃料制造装置的特征为，对于投入到处理容器内的下水道污泥注入高压水蒸气，使所述处理容器内的压力为1.75MPa～1.90MPa，并且在160℃～210℃的温度保持55分钟～65分钟，使结合分子分离，而制造微细化的燃料。此外，为了获得更有效率且实用性的性状，优选使所述处理容器内的压力为1.80MPa～1.85MPa，并且在200℃～205℃的温度保持55分钟～60分钟，进行转换处理。
此外，有关本发明的燃料制造方法及燃料制造装置的特征为，对于投入到处理容器内的鱼残渣注入高压水蒸气，使所述处理容器内的压力为1.65MPa～1.85MPa，并且在180℃～210℃的温度保持45分钟～90分钟，使结合分子分离，而制造微细化的燃料。此外，为了获得更有效率且实用性的性状，优选使所述处理容器内的压力为1.75MPa～1.80MPa，并且在200℃～206℃的温度保持55分钟～60分钟，进行转换处理。
此外，有关本发明的燃料制造方法及燃料制造装置的特征为，对于投入到处理容器内的家畜粪便注入高压水蒸气，使所述处理容器内的压力为1.60MPa～1.96MPa，并且在180℃～215℃的温度保持35分钟～45分钟，使结合分子分离，而制造微细化的燃料。此外，为了获得更有效率且实用性的性状，优选使所述处理容器内的压力为1.70MPa～1.75MPa，并且在205℃～210℃的温度保持35分钟～45分钟，进行转换处理。
此外，有关本发明的燃料制造方法及燃料制造装置的特征为，对于投入到处理容器内的乌贼肝脏(乌贼内脏)注入高压水蒸气，使所述处理容器内的压力为1.60MPa～1.86MPa，并且在165℃～205℃的温度保持50分钟～65分钟，来转换处理成适合于气化发电用燃料的性状，使结合分子分离，而制造微细化的燃料。此外，为了获得更有效率且实用性的性状，优选使所述处理容器内的压力为1.70MPa～1.86MPa，并且在172℃～205℃的温度保持50分钟～65分钟，进行转换处理。
此外，有关本发明的燃料制造方法及燃料制造装置的特征为，对于投入到处理容器内的扇贝的中肠腺(扇贝的消化部位内脏)注入高压水蒸气，使所述处理容器内的压力为1.75MPa～1.88MPa，并且在172℃～204℃的温度保持55分钟～65分钟，使结合分子分离，而制造微细化的燃料。
发明的效果
根据本发明，可以在不产生二噁英等有害物质的情况下除去内在的有害物质，即使是含水率高的废弃物也能够迅速地处理，并且可以在抑制发热量减少的情况下降低含水率，转换处理成适合于气化发电用燃料的性状。
具体实施方式
以下，使用图表来说明有关本发明的燃料制造装置的适宜的实施方式。
图1是表示本实施方式的燃料制造装置1的示意图。本实施方式的燃料制造装置1主要是由收纳各种高湿润废弃物以做处理的处理容器2、搅拌投入到该处理容器2内的高湿润废弃物的搅拌装置3、对处理容器2内的高湿润废弃物注入高压水蒸气的水蒸气注入装置4、调节处理容器2内的压力的压力调节装置5、控制所述搅拌装置3和所述水蒸气注入装置4以及所述压力调节装置5的控制装置6所组成。此外，本实施方式中做转换处理的高湿润废弃物，是以厨房垃圾、下水污泥、鱼残渣、泥碳、家畜粪便、乌贼肝脏、扇贝中肠腺(扇贝的消化部位内脏)等含水率高且不易利用于气化发电用燃料的废弃物为对象。
详细说明本实施方式的各组成部分的话，处理容器2是由具有耐压性的第一种压力容器组成，可以在其内部处理高湿润废弃物。此外，除了在处理容器2上方设置高湿润废弃物的投入口21之外，下方还设有排出口22。该投入口21与排出口22具备密闭构造，该构造使用了处理高湿润废弃物时可承受处理容器2内的高温高压的密封垫。考虑到安全性，具备只要是处理容器2内的压力未达到0.015MPa或以下，开关操作就不会反应的系统控制器。再者，处理容器2中具备了上方温度传感器23a、下方温度传感器23b以及压力传感器24，以检测处理容器2内的温度与压力。
其次，搅拌装置3是为了将整个高湿润废弃物均匀地加压与加温。该搅拌装置3是在处理容器2内的长度方向由水平旋转轴31支撑，并安装了对于该水平旋转轴31的垂直面向前倾斜的搅拌叶片32而构成。水平旋转轴31上连接有可将其正反旋转的驱动马达33。搅拌装置3是，将投入的高湿润废弃物边搅拌边慢慢输送，从投入口21到排出口22。另一方面，驱动马达33是由反相控制器自由地控制转数与旋转方向，在高湿润废弃物被转换处理成适合于气化发电用燃料的性状之前，根据需要使其在处理容器2内往复运动。
其次，水蒸气注入装置4具有产生高压水蒸气的锅炉41以及把锅炉41所产生的水蒸气供给到处理容器2内的送气管42。锅炉所产生的水蒸气压力保持在一定值，而处理容器2内的压力则是由高压水蒸气的注入量来调节。因为温度是对应于该高压水蒸气的压力而定，所以处理容器2内保持着高温。此外，送气管42是连接成，对于处理容器2比水平旋转轴31还要处于上方位置并且在略水平方向。这是因为，最好是在处理容器2内的高湿润废弃物堆积而未承受压力的状态下，也就是被搅拌而浮于中空，在刚被高湿润废弃物覆盖前就接触高压水蒸气，这样可以得到高度的处理效率。
其次，压力调节方式5是由可根据电控制而自由开关的压力调节阀51以及通过该压力调节阀51排出处理容器2内的水蒸气的排气管52构成。这样，一旦处理容器2内的压力超过给定值，就会开放压力调节阀51，放出处理容器2内的压力，保持给定压力。此外，排气管52经由消音器7而连接有冷却装置8，把来自处理容器2的水蒸气冷却并液化，供给到排水处理设备9。再者，设计成根据消音器7达到噪音防治条例的规定值而可设置在市内地段等。
其次，控制装置6电连接到搅拌装置3、水蒸气注入装置4及压力调节装置5，并加以控制。该控制装置6控制驱动马达33的旋转方向或旋转速度，控制处理容器2内的高湿润废弃物的搅拌输送时间。此外，控制装置6会控制由水蒸气注入装置4的水蒸气注入量，以把处理容器2内的高湿润废弃物转换成适合于气化发电用燃料的性状时，将其给定压力保持一定时间。若处理容器2内的温度或压力低，就会增加来自于水蒸气注入装置4的高压水蒸气的注入量，来提高温度或压力。相反地，当处理容器2内的温度或压力上升时，就会开放压力调节装置5的压力调节阀51，排出高压水蒸气，来降低温度或压力。此外，控制装置6电连接到处理容器2内的各温度传感器23a、23b以及压力传感器24，基于它们的检测结果进行反馈控制，以将处理容器2内的温度与压力保持在给定值。
其次，说明采用本实施方式的燃料制造装置1进行的燃料制造方法。
首先，把高湿润废弃物从投入口21投入到处理容器2中。此时，最好混入源于稻壳的水分调节材料。该水分调节材料是使用本实施方式的燃料制造装置1处理稻壳而得到，具体而言，是在稻壳中混入熟石灰或者扇贝的贝壳磨碎物，在1.45MPa～1.96MPa，最好是1.65MPa～1.85MPa保持5～30分钟来处理。这样处理的稻壳像棉一样柔软。通过混入这种稻壳的水分调节材料，即使不使用昂贵的锯屑等也可以安全地调节处理物的含水率。
然后，对于每次事先投入的高湿润废弃物，都要事先对控制方式6设定好处理时的容器内压力、保持该设定压力的时间、搅拌时间及对应于所设定压力的容器内温度。此时，所设定的容器内压力是各种高湿润废弃物转换成适合于气化发电用燃料的性状所需要的压力。此外，压力保持时间最好是设定在高湿润废弃物开始水解的时间，搅拌时间最好是设定在高湿润废弃物转换成适合于气化发电用燃料的性状所充分的时间。此外，容器内温度是设定在水蒸气的理论压力相应的温度。
投入到处理容器2内的高湿润废弃物是，由搅拌叶片32边大加搅拌边慢慢地输送到排出口22方向侧。有时候因处理量而光靠一个方向的输送会无法完成处理，此时，将驱动马达33向反方向反转而输送到投入口21侧，进行往复输送。这样，即使是小的处理容器2也可以得到充分的搅拌时间。
进行该搅拌时，由安装在比水平旋转轴31还要上方的送气管42，向处理容器2内注入高压水蒸气。因此，高湿润废弃物在由搅拌装置3搅拌而零散地飞散到水平旋转轴31的上方时，有效地吹到高压水蒸气。因此，伴随水蒸气压力的加热及水蒸气的水解就可以有效进行，而压缩高湿润废弃物。
此外，搅拌高湿润废弃物时，控制装置6将根据各温度传感器23a、23b以及压力传感器24的检测结果，控制水蒸气注入装置4以及压力调节装置5，使得处理容器2内的温度及压力保持在事先设定的温度及压力。
一到所设定的压力保持时间，控制装置6就控制水蒸气注入装置4而停止注入水蒸气的同时，控制压力调节装置5而开放压力调节阀51。这样，处理容器2内的高压水蒸气就被排出到排气管52，而使处理容器2减压。通过上述的处理，高湿润废弃物就会发生结合分子的分离与分解，不燃烧而产生叫做初期碳化及微细化的性状变化。在该初期碳化的状态，高湿润废弃物其本来保有的热量就不会失去太多而残留下来。此外，含在高湿润性废弃物中的水分，伴随减压而凝缩并排出，因此含水率降低。再者，因为以分子级分解，所以青菜与鱼肉等的细胞壁与细胞膜被破坏，水分更容易排出，并且残存的水分也变成只通过放置就会蒸发的状态。这种处理物不只可以当做肥料来利用，还可以当作气化发电装置的前处理来利用。此外，处理后的高湿润废弃物被输送到排出口22而被取出的同时，所排出的水被供给到排水处理设备9而被净化处理。
其次，针对本实施方式的具体实施例进行说明。在以下的各实施例中，先假设实用化，为了求出在适合于实用化的短时间内将高湿润废弃物转换成适合于气化发电用燃料的性状时的处理条件而进行实验。该实验中，改变处理容器2内的压力或温度、以及压力保持时间，观察其高湿润废弃物的处理结果。图2是表示这些实验条件及其处理结果。此外，在图3～图16分别表示对各处理废弃物的处理前与处理后的状态进行摄影的数字照相影像。
本实施例的实验中，使用容积为3000升的处理容器2，将容器内温度保持在水蒸气的理论压力相应的温度，即200℃左右。此外，填充高湿润废弃物至填充率成为65％～95％。为了均匀地搅拌高湿润废弃物，下方温度传感器23b的值在与上方温度传感器23a的值一致前，搅拌速度是设为2～18rpm，从一致的时间点减压到0.15MPa前，是控制在5～15rpm。此外，测定含水率时，使用了株式会社岛津制作所的岛津电子式水分测定仪“EB-340MOC”，测定热量时，使用了株式会社岛津制作所的弹式热量计“CA-4PJ”(JISM8814、JISK2279适合装置)。
实施例1
<厨房垃圾的性状转换处理>
实施例1中，高湿润废弃物是使用图3所示的家庭与店铺等产生的肉、鱼、青菜等的渣子或吃剩食物等富含水分的厨房垃圾。处理前该厨房垃圾的含水率为91.00％，保有热量为12.29KJ。对厨房垃圾各种各样地变化处理压力和保持时间，进行性状转换处理。其结果，将处理容器2内的压力保持在1.50MPa～1.81MPa，并且在185℃～205℃的温度保持约30分钟～35分钟时，处理后的含水率降低至55.10％，保有热量变为12.10KI。此时的含水率虽过高，但只要在常温下放置1天左右，就可以蒸发至一半左右的可实用化的含水率。保有热量则保有在处理前热量的98％或以上，处于适宜作为气化发电用燃料的范围。若压力在所述条件以下，或者缩短处理时间，含水率就不会降低，因此缺乏实用性。
此外，将处理容器2内的处理压力保持在1.82MPa～1.90MPa，温度保持在208℃～210℃，进行30分钟～35分钟处理时，处理后的含水率下降至21.50％，减少到处理前含水率的1/4以下。另一方面，保有热量为11.82KJ，保持在处理前保有热量的96％以上，具备作为气化发电用燃料的适宜的性状。在图4表示此时的处理后厨房垃圾。即使用手触摸也是零散的干燥物。此外，将处理容器2内的压力保持在1.90MPa～1.96MPa，温度保持在210℃～215℃，进行35分钟～50分钟处理时，几乎已经完全微细化，处理后的含水率进一步降低至20.80％，但保有热量为9.99KJ，低于10KJ，虽然可作为气化发电用燃料来使用，但可以说对于所赋予的能量而言其热量损失较多。此外，本实施例中所使用的燃料制造装置1，因处理容器2的最高压力为1.96MPa，所以无法在其以上的压力值测量，但需要注意的是，如果赋予过度的高温高压，或者长时间处理，热量就会降低。
以上，根据实施例1的实验结果，在不损失厨房垃圾的保有热量的情况下，降低含水率，转换为适合于燃料特别是气化发电用燃料的性状时的处理条件为，最好是将处理容器2内的压力保持在1.50MPa～1.96MPa，温度保持在185℃～215℃，进行30分钟～50分钟处理，更优选的条件为，压力保持在1.82MPa～1.90MPa，温度保持在208℃～210℃，进行30分钟～35分钟处理。在高温高压下保持一定时间的意义在于，赋予分解厨房垃圾时的充裕的条件。时间上尽量使厨房垃圾的分解缓慢开始，与其后的减压开始同时沿着曲线进行分解。此时，含在厨房垃圾中的水分与水蒸气被冷却，被凝缩的水分随着其有压到无压的状态变化而被发散到容器外，性状被转换成为具有适度含水率的物质。
实施例2
<下水污泥的性状转换处理>
实施例2中，处理如图5所示的下水污泥。处理前该下水污泥的含水率为80.00％，保有热量为15.51KJ。对于这种下水污泥，变更处理容器2内的压力及处理时间进行处理。下水污泥因为溶有污泥与水，所以处理时间比其它处理物还要多。实验结果，当处理容器2内的压力保持在1.45MPa～1.75MPa，温度保持在140℃～165℃，进行约55分钟～60分钟处理时，处理后的下水污泥的保有热量保持在14.95KJ的高热量值，但是未被微细化，含水率为60.90％，作为气化发电用燃料时，含水率过多而缺乏实用性。然而，与实施例1相同，处理后的下水污泥因为结合分子被分解和分离，所以水分易于蒸发，放置一晚左右，含水率就会降低到一半左右。
此外，将处理容器2内的压力保持在1.75MPa～1.80MPa，温度保持在160℃～200℃，进行约55分钟～60分钟处理。其结果，处理后的下水污泥含水率减少至39.00％，保有热量为14.08KJ，保有了热损失在10％以内的高热量值，所以能够充分地用作为气化发电用燃料。其次，将处理容器2内的处理压力保持于1.80MPa～1.85MPa，温度保持在200℃～205℃，进行55分钟～60分钟处理。其结果，处理后的下水污泥含水率变为23.00％而几乎达到了干燥状态，保有热量为13.80KJ而保有处理前保有热量的约89％，处于作为气化发电用燃料的适宜的性状范围，并且是有效的处理条件。此外，将处理容器2内的处理压力保持在1.85MPa～1.90MPa，温度保持在205℃～210℃，进行55分钟～65分钟处理。其结果，几乎完全被微细化，处理后的下水污泥的含水率减少至22.05％，但是因为保有热量减少至处理前保有热量的70％，所以10.99KJ的热量值虽然可用作为气化发电用燃料，但是由于热损失过大而成本变高。
以上，根据实施例2的实验结果，在不损失下水污泥的保有热量的情况下，降低含水率，转换为适合于燃料特别是气化发电用燃料的性状时的处理条件为，最好是将处理容器2内的压力保持在1.75MPa～1.90MPa，温度保持在160℃～210℃，进行55分钟～65分钟处理，更优选的条件为，压力保持在1.80MPa～1.85MPa，温度保持在200℃～205℃，进行55分钟～60分钟处理。
实施例3
<鱼残渣的性状转换处理>
实施例3中，作为高湿润废弃物处理如图7所示的鱼残渣。处理前该鱼残渣的含水率为85.00％，保有热量为12.99KJ。对该鱼残渣，将处理容器2内的压力保持在1.45MPa～1.65MPa，温度保持在178℃～182℃，进行45分钟～70分钟处理。其结果，处理后的鱼残渣的保有热量保有了12.50KJ的高热量值，但未被微细化，含水率高达75.00％，所以作为气化发电用燃料就缺乏实用性。然而，处理后的鱼残渣其结合分子被分离和分解，水分容易蒸发，所以容易干燥，只要放置就可以干燥到可实用的程度。
接着，将处理容器2内的压力保持在1.65MPa～1.75MPa，温度保持在180℃～200℃，进行45分钟～70分钟处理。其结果，处理后的鱼残渣的含水率减少至51.00％，保有热量显示出了高达12.05KJ的高热量值。虽可用作气化发电用燃料，但是含水率超过50％，处理时间也长达70分钟，所以要提高其实用性就必须进一步降低含水率，缩短处理时间。这样，将处理容器2内的压力保持在1.75MPa～1.80MPa，温度保持在200℃～206℃，进行55分钟～60分钟处理后，鱼残渣的含水率减少至26.50％，保有热量变为12.66KJ，维持处理前保有热量的97％。此时的处理物具备作为气化发电用燃料的适宜的性状，处理条件也是实用的范围。图8是表示处理后微细化的状态的图。
此外，将处理容器2内的压力保持在1.80MPa～1.85MPa，温度保持在205℃～210℃，进行55分钟～60分钟处理时，几乎完全变为微细化状态，处理后的鱼残渣含水率减少至26.00％，保有热量为11.00KJ，在该条件下也显示出了充分的性状。再者，将处理容器2内的压力及温度维持不变，延长保持时间至60分钟～90分钟时，处理后的鱼残渣含水率变为24.00％，保有热量降低到9.44KJ。在该状态下也可当作气化发电用燃料来使用，但是与含水率的下降比例比较起来其热量减少率高，再者，尽管条件为压力和温度高，但处理时间却不短，所以并不能说是实用性的处理。考虑到保有热量的损失量，再增加处理压力与处理时间并不好。
以上，根据实施例3的实验结果，在不损失鱼残渣的保有热量的情况下，降低含水率，转换为适合于燃料特别是气化发电用燃料的性状时的处理条件为，最好是将处理容器2内的压力保持在1.65MPa～1.85MPa，温度保持在180℃～210℃，进行45分钟～90分钟处理，更优选为压力保持在1.75MPa～1.80MPa，温度保持在200℃～206℃，进行55分钟～60分钟处理。
实施例4
<泥碳的性状转换处理>
实施例4中，作为高湿润废弃物处理如图9所示的泥碳。处理前该泥碳的含水率为70.00％，保有热量为16.90KJ。对于该泥碳，将处理容器2内的压力保持在1.50MPa～1.70MPa，温度保持在169℃～193℃，进行25分钟～30分钟处理。其结果，处理后的泥碳的含水率为55.00％，保有热量为16.80KJ，虽然热损失少，但是含水率超过50％，所以必须再经过干燥工序来用作为气化发电用燃料。接着，将处理容器2内的处理压力保持在1.70MPa～1.80MPa，温度保持在195℃～204℃，进行25分钟～30分钟处理。图10为处理后的泥碳。其结果，处理后的泥碳含水率充分减少为25.60％，保有热量为16.79KJ，确保了处理前保有热量的99％以上，因此几乎没有热损失。作为气化发电用燃料而言其性状与处理条件是适宜的。
接着，将处理容器2内的压力保持在1.80MPa～1.85MPa，温度保持在205℃～210℃，进行20分钟～30分钟处理。其结果，处理后的泥碳含水率变为25.00％，保有热量为12.08KJ，与前面所述的条件相比，未见到含水率减少，而热量却大幅度减少。此外，将处理容器2内的压力保持在1.85MPa～1.90MPa，温度保持在205℃～210℃，进行30分钟～60分钟处理，其结果，处理后的泥碳含水率进一步减少到20.05％，保有热量低于10KJ，成为处理前热量的60％以下。处理物本身可作为气化发电用燃料来使用，但是并不能说是有效的处理条件。
以上，根据实施例4的实验结果，在不损失泥碳的保有热量的情况下，使其微细化降低含水率，转换为适合于燃料特别是气化发电用燃料的性状时的处理条件为，最好是将处理容器2内的压力保持在1.50MPa～1.90MPa，温度保持在169℃～210℃，进行20分钟～60分钟处理，更优选为压力保持在1.70MPa～1.80MPa，温度保持在195℃～204℃，进行25分钟～30分钟处理。
实施例5
<家畜粪便的性状转换处理>
实施例5中，作为高湿润废弃物处理如图11所示的家畜粪便。处理前该家畜粪便的含水率为68.00％，保有热量为13.40KJ。对于该家畜粪便，将处理容器2内的压力保持在1.45MPa～1.60MPa，温度保持在145℃～178℃，进行30分钟～50分钟处理。其结果，处理后的家畜粪便保有热量为12.97KJ，显示出了高的保有热量值，但是未被微细化，含水率高达68.00％，作为气化发电用燃料时缺乏实用性。然而，与其他实施例相同，处理后的家畜粪便也因为结合分子被分解和分离，所以水分易于蒸发，经过干燥工序就可用作为气化发电用燃料。接着，将处理容器2内的压力保持在1.60MPa～1.70MPa，温度保持在180℃～200℃，进行35分钟～45分钟处理时，保有热量可维持在12.15KJ，但是含水率却仍然高达59.00％，所以作为气化发电用燃料是不够充分的。
这样，将处理容器2内的处理压力保持于1.70MPa～1.75MPa，温度保持在205℃～210℃，进行35分钟～45分钟处理。图12为处理后的家畜粪便。其结果，处理后的家畜粪便含水率减少至24.00％，几乎完全被微细化，保有热量虽然减少到处理前保有热量的82％，但维持在11.00KJ，具备作为气化发电用燃料的适宜范围的性状。另外，将处理容器2内的压力保持在1.75MPa～1.96MPa，温度保持在208℃～215℃，进行35分钟～45分钟处理，其结果，处理后的家畜粪便的含水率为23.00％，几乎完全被微细化，保有热量维持在11.01KJ，显示出作为气化发电用燃料的适宜的性状，与前面所述的处理条件的结果几乎一样。因此，若考虑处理效率，则优选压力更低的条件。
以上，根据实施例5的实验结果，在不损失家畜粪便保有热量的情况下，降低含水率，转换为适合于燃料特别是气化发电用燃料的性状时的处理条件为，最好是将处理容器2内的压力保持在1.60MPa～1.96MPa，温度保持在180℃～215℃，进行35分钟～45分钟处理，更优选为压力保持在1.70MPa～1.75MPa，温度保持在205℃～210℃，进行35分钟～45分钟处理。
以上实施例1～5中，针对实用性高的高湿润废弃物如厨房垃圾、下水污泥、鱼残渣、泥碳、以及家畜粪便进行转换处理。另一方面，在水产废弃物中，一直成为问题的腐臭味强、并且蓄积了镉等重金属的乌贼肝脏(通称：乌贼内脏)以及扇贝中肠腺(通称：扇贝的消化部位内脏)，一直都很难利用于肥料或饲料。因此，针对这些乌贼肝脏与扇贝中肠腺进行转换处理。
实施例6
<乌贼肝脏的性状转换处理>
实施例6中，作为高湿润废弃物处理如图13所示的乌贼肝脏。处理前该乌贼肝脏的含水率为89.00％，保有热量为14.66KJ。对于该乌贼肝脏，将处理容器2内的压力保持在1.60MPa～1.75MPa，温度保持在165℃～190℃，进行50分钟～65分钟处理。其结果，处理后的乌贼肝脏的含水率降低至59.06％，保有热量成为8.323KJ。考虑到实用性就必须降低含水率，但确认已被微细化，在放置状态含水率就降低。然而，为了更加迅速降低含水率，将处理压力保持在1.70MPa～1.86MPa，温度保持在172℃～205℃，进行50分钟～65分钟处理。图14是乌贼肝脏处理过后的状态。其结果，处理后的乌贼肝脏含水率降低至32.28％，几乎完成了适宜的微细化，保有热量为7.20KJ。乌贼肝脏因为被液态化，所以热损失大，但是在上述条件下可以抑制在处理前保有热量的约50％左右的损失，将含水率降低到约32％。此时就处于作为气化发电用燃料可实用的范围。另一方面，将处理容器2内的压力保持在1.79MPa～1.90MPa，温度保持在185℃～210℃，进行65分钟～95分钟处理。其结果，处理后的乌贼肝脏的含水率成为29.55％，在30％以下，但保有热量却降低到4.99KJ，因此作为气化发电用燃料的效率差。
以上，根据实施例6的实验结果，在不损失乌贼肝脏保有热量的情况下，降低含水率，转换为能够使用于燃料特别是气化发电用燃料的性状时的处理条件为，最好是将处理容器2内的压力保持在1.60MPa～1.86MPa，温度保持在165℃～205℃，进行50分钟～65分钟处理，更优选为压力保持在1.70MPa～1.86MPa，温度保持在172℃～205℃，进行50分钟～65分钟处理。
实施例7
<扇贝中肠腺的性状转换处理>
实施例7中，作为高湿润废弃物处理如图15所示的扇贝中肠腺。处理前该扇贝中肠腺的含水率为85.00％，保有热量为11.79KJ。对于该扇贝中肠腺，将处理容器2内的压力保持在1.66MPa～1.77MPa，温度保持在167℃～185℃，进行45分钟～60分钟处理。其结果，处理后的扇贝中肠腺的含水率为70.25％，未被微细化，保有热量减少至6.19KJ。由于含水率过高而需要干燥工序，因此作为气化发电用燃料而言缺乏实用性。接着，将处理压力保持在1.75MPa～1.88MPa，温度保持在172℃～204℃，进行55分钟～65分钟处理。图16表示处理后的状态。其结果，处理后的扇贝中肠腺的含水率降低至37.05％，被微细化，保有热量为6.00KJ，能够维持处理前保有热量的约50％。若考虑扇贝中肠腺的性状，则具有充分的实用性。另一方面，将处理容器2内的处理压力保持在1.78MPa～1.90MPa，温度保持在185℃～210℃，进行65分钟～95分钟处理。其结果，处理后的扇贝中肠腺的含水率成为29.58％，微细化也呈现适宜的状态，但由于保有热量过度降低到2.73KJ，所以作为气化发电用燃料而言效率差。
以上，根据实施例7的实验结果，在不损失扇贝中肠腺保有热量的情况下，降低含水率，转换为能够使用于燃料特别是气化发电用燃料的性状时的处理条件为，最好是将处理容器2内的压力保持在1.75MPa～1.88MPa，温度保持在172℃～204℃，进行55分钟～65分钟处理。
接着，表示处理后的废弃物的显微镜照片。图17为下水污泥处理前与处理后的显微镜照片，图18是解说图17的图解。而图19是有关其它废弃物的处理后的显微镜照片。
如图17(A)与图18(B)所示，处理前的下水污泥虽说是进行过脱水处理，但由于细菌形成絮凝体而在内部含有水分，所以脱水能力有限。相对于此，根据本发明处理的下水污泥则如图17(B)与图18(B)所示，细菌絮凝体被破坏而分散。此外，纤维状物质是作为水分调节材料而加入的稻壳纤维。如照片所示，如果处理物被微细化，其内包含的水分就容易脱出，能够起到脱水效果持续的效果。
此外，被微细化的处理物，由于流动性极佳，故可以作为燃料直接喷射，也可以混在液体内喷射而使其直接燃烧。再者，也可以自由地调节固化密度、硬度、形状、粒径等而成形为固体燃料。从而，用作为气化发电用燃料时，可以对燃料整体赋予均匀的热，所以具有可有效进行燃料气体化的效果。
如上所述的微细化状态，不只是对于下水污泥，如图19所示，对于其它废弃物也可以同样地观察。这些其它的处理物其处理后的状态也是其结合分子被分离而被微细化，因此即使添加水，也不会变浊地分散。(B)的鱼残渣以及(E)的扇贝中肠腺的情况，可观察到褐色透明且微细的凝胶状物质。如果未被微细化，就无法得到含水率的降低与维持的效果，也无法得到自由调节燃料形态的效果。
根据以上的本实施方式，即使是难以燃烧的高含水与高湿润废弃物，也可以在抑制热量损失的情况下减少含水率，转换处理成适合于燃料的性状，特别是适合于气化发电用燃料的性状。从而，可用作为气化发电装置的前处理设备。此外，在上述各实施例中，虽然求出的是为了将高湿润废弃物转换成适合于气化发电用燃料的性状的条件，但也可以是适合于普通燃料的性状，可以说各转换处理物作为堆肥等也是适宜的性状。
此外，通常在自然界中如果使用微生物分解处理高湿润废弃物，到达堆肥状态时就需要6个月～36个月或其以上的时间。如果采用本实施方式的转换处理系统，包含升压时间用60分钟～90分钟左右的极短时间就可以完成燃料化及堆肥化，并且可以在无菌状态下安全地处理。
此外，本实施方式的各构成并不限于前面所述的方式，可以适宜地变更。
例如，在上述本实施方式中，只设置了一个排水处理设备9，但也可以如图20所示，另行设置预备排水处理设备10。根据该预备排水处理设备10，可以调节消音器7或排出口22排出的排水的pH，以符合排水的规定值。
附图说明
图1是表示本发明的制造燃料的实施方式的图解。
图2是表示本实施方式的实施例1～实施例7的处理条件与处理结果的表。
图3是表示处理前的厨房垃圾的数字照片图。
图4是表示采用实施例1的适宜的处理条件处理后的厨房垃圾的数字照片图。
图5是表示处理前的下水污泥的数字照片图。
图6是表示采用实施例2的适宜的处理条件处理后的下水污泥的数字照片图。
图7是表示处理前的鱼残渣的数字照片图。
图8是表示采用实施例3的适宜的处理条件处理后的鱼残渣的数字照片图。
图9是表示处理前的泥碳的数字照片图。
图10是表示采用实施例4的适宜的处理条件处理后的泥碳的数字照片图。
图11是表示处理前的家畜粪便的数字照片图。
图12是表示采用实施例5的适宜的处理条件处理后的家畜粪便的数字照片图。
图13是表示处理前的乌贼肝脏的数字照片图。
图14是表示采用实施例6的适宜的处理条件处理后的乌贼肝脏的数字照片图。
图15是表示处理前的扇贝中肠腺的数字照片图。
图16是表示采用实施例7的适宜的处理条件处理后的扇贝中肠腺的数字照片图。
图17是比较本发明处理前后性状的显微镜照片，(A)为处理下水污泥前的显微镜照片，(B)为处理后的显微镜照片。
图18是解说图17的显微镜照片的图解。
图19是将各种废弃物采用本发明处理后的显微镜照片，(A)为厨房垃圾，(B)为鱼残渣，(C)为家畜粪便，(D)为乌贼肝脏，(E)为扇贝中肠腺。
图20是表示本发明的燃料制造装置的其它实施方式的图解。
图中，1是燃料制造装置，2是处理容器，3是搅拌装置，4是水蒸气注入装置，5是压力调节装置，6是控制装置，7是消音器，8是冷却装置，9是排水处理设备，10是预备排水处理设备，23a是上方温度传感器，23b是下方温度传感器，24是压力传感器，32是搅拌叶片。

Claims (17)

1.燃料的制造方法，其特征为，对于投入到处理容器内的厨房垃圾注入高压水蒸气，使所述处理容器内的压力为1.50MPa～1.96MPa，并且在185℃～215℃的温度保持30分钟～50分钟，使结合分子分离，而制造微细化的燃料。
2.燃料的制造方法，其特征为，对于投入到处理容器内的下水道污泥注入高压水蒸气，使所述处理容器内的压力为1.75MPa～1.90MPa，并且在160℃～210℃的温度保持55分钟～65分钟，使结合分子分离，而制造微细化的燃料。
3.燃料的制造方法，其特征为，对于投入到处理容器内的鱼残渣注入高压水蒸气，使所述处理容器内的压力为1.65MPa～1.85MPa，并且在180℃～210℃的温度保持45分钟～90分钟，使结合分子分离，而制造微细化的燃料。
4.燃料的制造方法，其特征为，对于投入到处理容器内的家畜粪便注入高压水蒸气，使所述处理容器内的压力为1.60MPa～1.96MPa，并且在180℃～215℃的温度保持35分钟～45分钟，使结合分子分离，而制造微细化的燃料。
5.燃料的制造方法，其特征为，对于投入到处理容器内的乌贼肝脏(乌贼内脏)注入高压水蒸气，使所述处理容器内的压力为1.60MPa～1.86MPa，并且在165℃～205℃的温度保持50分钟～65分钟，使结合分子分离，而制造微细化的燃料。
6.燃料的制造方法，其特征为，对于投入到处理容器内的扇贝的中肠腺(扇贝的消化部位内脏)注入高压水蒸气，使所述处理容器内的压力为1.75MPa～1.88MPa，并且在172℃～204℃的温度保持55分钟～65分钟，使结合分子分离，而制造微细化的燃料。
7.燃料制造装置，其特征为，备有具搅拌装置的处理容器；对于投入到该处理容器内的厨房垃圾注入高压水蒸气的水蒸气注入装置；把根据该水蒸气注入装置的高压水蒸气注入量控制成所述处理容器内压力为1.50MPa～1.96MPa以下，并且在185℃～215℃的温度保持30分钟～50分钟，使结合分子分离而微细化的控制装置。
8.权利要求7所述的燃料制造装置，其特征为，所述控制装置控制所述水蒸气注入装置的高压水蒸气注入量，使所述处理容器内的压力为1.82MPa～1.90MPa，并且在208℃～210℃的温度保持30分钟～35分钟。
9.燃料制造装置，其特征为，备有具搅拌装置的处理容器；对于投入到该处理容器内的下水道污泥注入高压水蒸气的水蒸气注入装置；把根据该水蒸气注入装置的高压高压水蒸气注入量控制成所述处理容器内压力为1.75MPa～1.90MPa，并且在160℃～210℃的温度保持55分钟～65分钟，使结合分子分离而微细化的控制装置。
10.权利要求9所述的燃料制造装置，其特征为，所述控制装置控制所述水蒸气注入装置的高压水蒸气注入量，使所述处理容器内的压力为1.80MPa～1.85MPa，并且在200℃～205℃的温度保持55分钟～60分钟。
11.燃料制造装置，其特征为，备有具搅拌装置的处理容器；对于投入到处理容器内的鱼残渣注入高压水蒸气的水蒸气注入装置；把根据该水蒸气注入装置的高压高压水蒸气注入量控制成所述处理容器内压力为1.65MPa～1.85MPa，并且在180℃～210℃的温度保持45分钟～90分钟，使结合分子分离而微细化的控制装置。
12.权利要求11所述的燃料制造装置，其特征为，所述控制装置控制所述水蒸气注入装置的高压水蒸气注入量，使所述处理容器内的压力为1.75MPa～1.80MPa，并且在200℃～206℃的温度保持55分钟～60分钟。
13.燃料制造装置，其特征为，备有具搅拌装置的处理容器；对于投入到该处理容器内的家畜粪便注入高压水蒸气的水蒸气注入装置；把根据该水蒸气注入装置的高压高压水蒸气的注入量控制成所述处理容器内压力为1.60MPa～1.96MPa，并且在180℃～215℃的温度保持35分钟～45分钟，使结合分子分离而微细化的控制装置。
14.权利要求13所述的燃料制造装置，其特征为，所述控制装置控制所述水蒸气注入装置的高压水蒸气注入量，使所述处理容器内的压力为1.70MPa～1.75MPa，并且在205℃～210℃的温度保持35分钟～45分钟。
15.燃料制造装置，其特征为，备有具搅拌装置的处理容器；对于投入到该处理容器内的乌贼肝脏(乌贼内脏)注入高压水蒸气的水蒸气注入装置；把根据该水蒸气注入装置的高压高压水蒸气注入量控制成所述处理容器内压力为1.60MPa～1.86MPa，并且在165℃～205℃的温度保持50分钟～65分钟，使结合分子分离而微细化的控制装置。
16.权利要求15所述的燃料制造装置，其特征为，所述控制装置控制所述水蒸气注入装置的高压水蒸气注入量，使所述处理容器内的压力为1.70MPa～1.86MPa，并且在172℃～205℃的温度保持50分钟～65分钟。
17.燃料制造装置，其特征为，备有具搅拌装置的处理容器；对于投入到该处理容器内的扇贝的中肠腺(扇贝的消化部位内脏)注入高压水蒸气的水蒸气注入装置；把根据该水蒸气注入装置的高压高压水蒸气注入量控制成所述处理容器内压力为1.75MPa～1.88MPa，并且在172℃～204℃的温度保持55分钟～65分钟，使结合分子分离而微细化的控制装置。
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