JP2003183665A

JP2003183665A - 家畜糞尿処理装置及びチャー回収システム

Info

Publication number: JP2003183665A
Application number: JP2001381133A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Suzuki; 鈴木　　剛; Hisakimi Kato; 寿仁加藤
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2001-12-14
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2003-07-03

Abstract

(57)【要約】【課題】家畜糞尿処理の利便性の向上と処理コストの低
減を図ることにある。【解決手段】家畜糞尿を乾燥及び熱分解してガスとチ
ャーを生成する熱分解反応器３と、助燃料を燃焼するバ
ーナを設けた熱風炉７とを備え、熱分解反応器３から生
成されるガスを熱風炉７に導入して燃焼させ、その燃焼
排ガスを熱分解反応器３の熱源として供給することを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家畜糞尿を乾燥、
炭化する家畜糞尿処理装置及び炭化処理で生じるチャー
の回収システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】家畜糞尿等の有機性廃棄物は、水分を多
く含み、臭気を伴うこと等の点から、その処理について
は苦慮している。かつては、堆肥として有効利用されて
いたこともあったが、現在は国内の堆肥が余剰であるた
め、堆肥として処理するには限界がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、資源の有効利
用という観点から、家畜糞尿等の有機性廃棄物を炭化処
理し燃料等に利用する設備や方法が考えられる。しか
し、家畜糞尿等の有機性廃棄物は水分を多く含み、地域
に散在することから、その回収、輸送の効率が悪く、コ
ストの点から問題がある。

【０００４】例えば個別酪農家ごとに処理設備を導入す
ると、乾燥設備と炭化設備の双方を設けるため、設置ス
ペース上の問題がある。また、水分を多く含む家畜糞尿
の乾燥と炭化に必要な燃料費が多大になるという問題も
ある。さらに、設備の運転管理等でも問題がある。

【０００５】本発明の課題は、家畜糞尿等の処理装置の
利便性を図ることと、処理コストを低減させることにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の家畜糞尿処理装置は、家畜糞尿を乾燥及び
熱分解してガスとチャーを生成する熱分解反応器と、助
燃料を燃焼するバーナを設けた熱風炉とを備え、前記熱
分解反応器から生成されるガスを前記熱風炉に導入して
燃焼させ、その燃焼排ガスを前記熱分解反応器の熱源と
して供給することを特徴とする。

【０００７】すなわち、家畜糞尿の乾燥と炭化を熱分解
反応器で一体化して処理するので、装置をコンパクトに
でき、個別設置が可能となり利便性が向上する。また、
熱風炉での生成ガス中に含まれる可燃性ガスを燃焼さ
せ、その燃焼排ガスを熱分解反応器の熱源とするので、
化石燃料等の助燃量の削減が図れ、処理コストの低減が
図れる。また、家畜糞尿等が低水分量のときは、熱分解
で生じるガス中の水蒸気量も少ないので、熱風炉におけ
る化石燃料等の助燃料をより低減できる。さらに、ガス
中に含まれる可燃性ガスのみの燃焼排ガスで熱分解反応
器の熱源とすることもできるので、一層処理コストを低
減できる。

【０００８】また、家畜糞尿等が高水分量のときは、生
成するチャーの一部を助燃量として投入することが好ま
しい。この場合も、化石燃料等の助燃料を低減または不
要とすることができる。また、予め木屑を家畜糞尿等に
混入して、熱分解反応器に投入すれば、同様に化石燃料
等の助燃料を低減または不要とすることができる。

【０００９】また、本発明のチャー回収システムは、監
視センターに備えられた通信回線を介して通信可能なコ
ンピュータであって、該コンピュータは、前記家畜糞尿
処理装置で炭化生成されるチャーの貯留量の計量情報を
前記通信回線を介して取得し、該計量情報をデータベー
スに格納する機能と、前記チャーの貯留量に基づいて通
信回線を介して運送業者の端末にチャーの回収指令を出
力する機能とを備えてなることを特徴とする。

【００１０】このように、炭化生成されるチャーの貯留
量を通信回線を介して監視すれば、貯留量に応じて輸送
業者に回収手配できるので、回収コストの低減が図れ、
処理コストの低減となる。また、貯留量の監視を外部に
委託できるので、家畜糞尿処理装置の使用者は、自身で
のチャー貯留量の確認及び回収手配が不要となるので、
利便性が向上する。

【００１１】また、チャーを燃料として発電する発電所
のチャーの貯留量の計量情報を通信回線を介して取得
し、チャーの貯留量に基づいて運送業者の端末に通信回
線を介してチャーの供給指令を出力することが好まし
い。チャーを燃料とする発電所のチャー貯留量をも監視
すれば、生成したチャーを燃料として効率良く供給で
き、チャーの商品化が図れる。

【００１２】また、家畜糞尿処理装置の運転異常情報を
も通信回線を介して取得し、その運転異常情報を表示装
置に表示すると共に、修理業者の端末に点検修理の指令
を出力すれば、故障等の異常が生じても家畜糞尿処理装
置の使用者を煩わすことなく修理の手配ができるので、
利便性が向上する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図１から図２を用いて説明する。図１は、本実施形態の
家畜糞尿処理装置の概念構成図である。図２はチャー回
収システムの一実施形態の概念構成図である。

【００１４】図１に示すように本実施形態の家畜糞尿処
理装置１は、家畜糞尿を乾燥、熱分解する熱分解反応器
３と、家畜糞尿を熱分解反応器３に送るホッパ５と、熱
分解反応器３から生成するガスを燃焼しその排ガスを熱
分解反応器３に送る熱風炉７と、熱分解反応器３から生
成するチャーを貯留するホッパ９等を備えてなる。ホッ
パ９に貯留されたチャーは、必要に応じてその一部が熱
風炉の燃料に使われ、他は外部に搬出されて発電所の燃
料等に用いられるようになっている。

【００１５】次に、本実施形態の家畜糞尿処理装置１の
特徴部を詳細に説明する。熱分解反応器３は、乾燥と熱
分解の両行程を一体とした横型回転式ドラム構造であ
り、同軸に設けられた外筒１１と内筒１３との二重構造
となっている。外筒１１の両端は封止されていて、外筒
の封止された両端から内筒１３の両端が突出している。
内筒１３の内部は、図示しないスクリューフィーダが回
転駆動装置、軸受け、シール機構と共に設けられてい
て、ホッパ５より内筒１３の一端側に投入された家畜糞
尿を乾燥、熱分解しつつ内筒の他端側に接続した処理器
１５へ搬送するようになっている。外筒１１の内面と内
筒１３の外面との間に形成される空間には、熱風炉７か
らの燃焼排ガスが熱媒として処理器１５側からホッパ５
側に向けて通流するようになっている。

【００１６】処理器１５は、その胴部が熱分解反応器３
の内筒１３の他端と連通していて、内筒１３で乾燥、熱
分解された家畜糞尿から生成するガスとチャーを分離す
るものである。処理器１５の上部は熱風炉７に連通して
生成ガスを熱風炉７へ送り、処理器１５の下部はホッパ
９に連通し生成チャーをホッパ９に送るようになってい
る。

【００１７】熱風炉７は、処理器１５から送られる生成
ガス、すなわち熱分解反応器３で乾燥、熱分解されて生
じるガスに含まれる可燃性ガスを燃焼し、その燃焼排ガ
スを熱分解反応器３の熱源として供給するものである。
熱風炉７は、生成ガスが送られる管路１７を介して処理
器１５と連通し、また燃焼排ガスを熱分解反応器３へ送
る管路１９を介して熱分解反応器３の外筒１１の処理器
１５側における側面と連通している。また、燃焼用の空
気を熱風炉７に導く管路２１が、ホッパ９及び空気予熱
器を経由して設けられている。管路２１内を通流する空
気は、図示しない誘引送風機などで外部から取り入れら
れ、ホッパ９で予熱され、さらに空気予熱器２３で熱分
解反応器３から熱媒として使われた燃焼排ガスと熱交換
して予熱される。管路２１は、熱風炉７と空気予熱器２
３との間において、熱風炉７の助燃料としてのチャーを
混入する機器２５が設けられている。チャーは常時投入
されるものでなく、生成ガスが水蒸気を多量に含む場
合、ガス中に含まれる可燃性ガスの燃焼が不充分となる
ので、チャーを助燃料として投入する。すなわち、熱分
解反応器３の熱媒として、熱風炉７の燃焼排ガスは約８
００℃程度が必要であることから、この温度に至らぬと
きに生成チャーの一部が熱風炉７に投入されるようにな
っている。

【００１８】また、熱分解反応器３の熱媒である熱風炉
７の燃焼排ガスは、熱分解反応器３を通流した後、誘引
送風機２９により管路２７から熱分解反応器３を出て、
一部は熱風炉７の加熱用に送られ、他は空気予熱器２３
に送られて熱交換し、外部へ排出される。

【００１９】ホッパ９は、熱分解反応器３で生成され、
処理装置１５で分離されたチャーを一時貯留するもので
あり、貯留したチャーの量を計量するロードセル３１を
備えている。ロードセル３１で計測された計量値は、図
示しない制御装置に読み込まれ、通信装置により通信網
を介して外部の監視センター等に送信している。

【００２０】また、図中のＰは、圧力検出装置を示し、
Ｔは、温度検出装置を示していて、何れも図示しない制
御装置に読み込まれ、通信装置により通信網を介して外
部の監視センター等に送信している。また、図示しない
スクリューフィーダの回転駆動装置の作動表示も、同様
に通信回線を介して外部の監視センター等に送信してい
る。

【００２１】このように、家畜糞尿の乾燥と炭化を熱分
解反応器３で一体的に処理するので、装置がコンパクト
になり、酪農家等に個別設置し易くなる。また、熱分解
炉７で生成されるガス中に含まれる可燃性ガスを熱風炉
７で燃焼し、その燃焼排ガスを熱分解炉３の熱源である
熱媒として用いるので、化石燃料等の助燃料の使用を低
減できる。また家畜糞尿が低水分量のときは、生成ガス
中の水蒸気量も少ないので、より化石燃料等の助燃料の
使用を低減できる。また、助燃料が必要なときも、化石
燃料に代えて生成チャーの一部を助燃料とすることによ
り、処理コストの低減が図れる。チャーの代わりに、家
畜糞尿に木屑を混入してから、熱分解反応器に投入して
もよい。助燃料は、家畜糞尿に含まれる水分量が６０％
を超える場合に必要とされ、６０％以下のときは、生成
ガス中の可燃性ガスの燃焼のみの排ガスで、乾燥、炭化
が可能である。また、ホッパに貯留された生成チャー
は、外部に搬出されて、発電所の燃料等して利用でき
る。そして、チャー焼却灰は化成肥料代替として、農地
還元することができる。さらに、家畜糞尿を乾燥、炭化
して生成されたガスを熱風炉で燃焼することから、臭気
の成分を分解することができ、臭気を系外に放出するこ
とを抑える。

【００２２】次に、本発明の第２の実施の形態について
図１、図２を参照して説明する。第２の実施形態は、第
１の実施形態の家畜糞尿処理装置で生成したチャーを回
収するシステムに関するものである。図２はチャー回収
システムの概念構成図である。本実施形態のチャー回収
システムは、インターネット等の通信網５１を介して第
１の実施形態で示した家畜糞尿処理装置１に貯留された
チャーの貯留量やチャーを燃料とする発電所５３のチャ
ー貯留量の計量値を受信し、チャーの回収及び供給を監
視センター５５が運送業者の端末Ａ７７に指令するもの
である。また、監視センター５５は、家畜糞尿処理装置
１の運転状況を示す計測値、例えば熱分解反応器３や熱
風炉７の温度、圧力等の計測値やスクリューフィーダの
回転駆動装置の作動表示等を通信回線５１を介して取得
し、さらに運転異常情報である警報等に応じて点検修理
業者の端末Ｂ７９に点検修理を指令するものである。

【００２３】監視センター５５は、通信回線５１を介し
てチャーの計量値、家畜糞尿処理装置１の計測値、警報
等を受信する通信装置５７と、通信装置が受信した計量
値や計測値、警報等を表示する表示装置５９とこれらの
データを格納するデータベースである記憶装置６０と、
これらの装置を制御するコンピュータである制御装置６
１とを有している。家畜糞尿処理装置１は、本実施形態
ではＡ、Ｂ、Ｃの３台であるが、これは本実施形態の説
明をわかり易くするためであり、台数は１台以上あれば
よい。家畜糞尿処理装置Ａ、Ｂ、Ｃには、それぞれ計量
装置６３ａ、６３ｂ，６３ｃ、計測装置６５ａ、６５
ｂ、６５ｃ、制御装置６７ａ、６７ｂ、６７ｃ、通信装
置６９ａ、６９ｂ、６９ｃが備えられている。計量装置
６３ａ、６３ｂ，６３ｃは、図１における家畜糞尿処理
装置１で生成されたチャーを貯留するホッパ内のチャー
の貯留量を計量する装置であるロードセル３１が用いら
れる。ただし、チャーの貯留量の計量装置は、ロードセ
ルに限定するものでない。貯留量の計量値は制御装置６
７等の指令により、通信装置６９等によって、通信網５
１に伝送されるようになっている。また、チャーを燃料
として利用できる発電所５３は、発電所５３内のチャー
の貯留量を計量する計量装置７１、制御装置７３、通信
装置７５が備えられている。計量装置は発電所６７内の
チャーの貯留量を計量する装置で、例えばロードセル等
が用いられる。家畜糞尿処理装置と同様に、貯留量の計
量値は制御装置７３の指令により、通信装置７５によっ
て、通信網５１に伝送されるようになっている。端末Ａ
７７、Ｂ７９とも監視センターからの指令をインターネ
ット等の通信網５１を介して受信するほか、端末Ａ７
７、Ｂ７９から監視センター５５に業務に関する情報を
送信でき、独自に端末Ａ７７はチャーの計量値を、端末
Ｂは各家畜糞尿処理装置の計測値、警報等を通信網５１
から受信できるようになっている。

【００２４】このように構成されるチャー回収システム
の動作について、図２を参照しながら説明する。以下の
説明では家畜糞尿処理装置Ａを例として説明するが、
Ｂ、Ｃについても同様である。監視センター５５の制御
装置６１の計量指令を通信装置５７は、通信網５１を介
して家畜糞尿処理装置Ａの通信装置６９ａに送る。通信
装置６９ａで受信した計量指令は制御装置６７ａに読み
込まれ、制御装置６７ａは計量装置６３ａを作動させ計
量値を読み込む。そして、制御装置６７ａは通信装置６
９ａから計量データを通信網５１を介して、監視装置セ
ンター５５に送る。監視センター５５の通信装置５７で
受信した計量データは制御装置６１に読み込まれ、表示
装置５９、すなわちディスプレイ等に表示される。ま
た、発電所のチャー貯留量も同様にして、通信網５１を
介して監視センター５５の表示装置５９であるディスプ
レイ等に表示される。監視センター５５の制御装置６１
は、記憶装置６０の格納されたデータである貯留量の回
収設定値と受信した計量情報である計量データとを比較
する。家畜糞尿処理装置Ａのチャー貯留量の計量データ
に示された計量値が回収設定値を超えるとき、制御装置
６１は、通信装置５７より通信回線５１を介して、運送
業者の端末Ａ７７にチャー回収指令を出力する。家畜糞
尿処理装置Ｂ、Ｃについても同様に行う。さらに、発電
所のチャー貯留量が供給設定値を下回るときは、制御装
置６１は端末Ａ７７にチャー供給指令をだす。

【００２５】また、監視センター５５の制御装置６１の
計測指令を通信装置５７は、通信網５１を介して家畜糞
尿処理装置Ａの通信装置６９ａに送る。通信装置６９ａ
で受信した計測指令は制御装置６７ａに読み込まれ、制
御装置６７ａは計側装置６５ａの計測値を読み込む。計
測装置６５ａは、図１に示すように熱分解反応器３の内
筒１３内、外筒１１と内筒１３との間の熱媒が流れる空
間内、熱風炉７内の温度検出装置、圧力検出装置等を備
えてなる。また、図示しないスクリューフィーダの作動
検出器をも備えている。そして、制御装置６７ａは通信
装置６９ａから計測データを通信網５１を介して、監視
センター５５に送る。監視センター５５の通信装置５７
で受信した計量データは制御装置６１に読み込まれ、表
示装置５９、すなわちディスプレイ等に表示され、また
記憶装置６０に格納される。また、家畜糞尿処理装置Ａ
の制御装置６７ａは、監視センターの指令とは別に、計
測装置６５ａの計測値が正常運転として設定された範囲
の外にある等の異常時に、警報を通信装置６９ａにより
通信回線５１を通じて監視センター５５に送信する。監
視センター５５の制御装置は、警報を受信すると点検修
理業者の端末Ｂ７９に、通信装置５７より通信回線を介
して点検修理の指令を出力する。この点検修理の指令に
際しては、制御装置６１は、記憶装置６０に格納された
家畜糞尿処理装置Ａに関するデータ、例えば装置の修理
等に関するデータ等をも必要に応じて送信する。家畜糞
尿処理装置Ｂ、Ｃについても同様に行う。

【００２６】このように、生成チャーの貯留量を通信網
を介して監視できるので、外部に設けた監視センター等
に監視依頼すれば、家畜糞尿処理装置の使用者は、ホッ
パ内のチャーの量を確認する必要がなくなり、さらに回
収手配の煩わしさからも解放されるので利便性が向上す
る。また、発電所は自身でチャーの在庫量である貯留量
を確認する手間が省ける。さらに、家畜糞尿処理装置と
発電所の双方のチャーの貯留量を計量するから、チャー
回収の効率がアップする。なお、本実施形態では、家畜
糞尿処理装置は、Ａ、Ｂ、Ｃの３台を用いて説明した
が、３台に限定するものでなく、少なくとも１台以上あ
ればよい。また、発電所のチャー焼却灰を化成肥料代替
として農地還元するために、チャーを発電所へ運搬した
帰りは、チャー焼却灰を回収するとより輸送効率が向上
する。

【００２７】家畜糞尿処理装置の熱分解反応器や熱風炉
の温度、圧力の検出値を通信網を介して監視できるの
で、外部に設けた監視センターに本実施形態の監視装置
を備えて一括集中して監視すれば、家畜糞尿処理装置の
使用者は、点検等に煩わされない。また、家畜糞尿処理
装置の使用者は、故障などの異常時は、修理や修理手配
にも煩わされないことになり、利便性が向上する。

【００２８】また、端末Ａ、Ｂは携帯式の端末として、
運送業者、点検修理業者が移動中も所持すれば、チャー
の回収と供給や点検修理がより迅速になる。

【００２９】また、監視センターは、家畜糞尿処理装置
と発電所のチャー貯留量を常時監視してもよく、また一
定時間毎に監視してもよい。さらに、家畜糞尿処理装置
の運転状況の計測、すなわち温度、圧力、運転表示を同
様に常時監視してもよく、また一定時間毎に監視しても
よい。ただし、温度、圧力等の計測値が正常運転の範囲
を超えるときは、監視センターの監視の有無に拘らず、
家畜糞尿処理装置から異常警報として監視センターに送
信することが好ましい。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、家畜糞尿等の処理装置
の利便性を向上でき、処理コストを低減させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用してなる家畜糞尿処理装置の一実
施形態の概念構成図である。

【図２】本発明を適用してなるチャー回収システムの一
実施形態の概念構成図である。

【符号の説明】

１家畜糞尿処理装置３熱分解反応器５ホッパ７熱風炉９ホッパ１１外筒１３内筒１５処理器２３空気予熱器２９誘引送風機３１ロードセル５１通信網５１チャー貯留量の監視装置５７通信装置６１制御装置５９表示装置６０記憶装置７７，７９端末

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K061 AA07 AB02 AC11 BA05 CA01 CA07 FA01 FA10 FA11 4D059 AA01 BB03 BB14 BB18 BD12 BD22 CA10 CA14 CC03 4H012 HA03 HA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】家畜糞尿を乾燥及び熱分解してガスとチ
ャーを生成する熱分解反応器と、助燃料を燃焼するバー
ナを設けた熱風炉とを備え、前記熱分解反応器から生成
されるガスを前記熱風炉に導入して燃焼させ、その燃焼
排ガスを前記熱分解反応器の熱源として供給する家畜糞
尿処理装置。
【請求項２】請求項１において、前記熱分解反応器か
ら生成されるチャーの一部を前記熱風炉の燃料として用
いることを特徴とする家畜糞尿処理装置。
【請求項３】監視センターに備えられた通信回線を介
して通信可能なコンピュータであって、該コンピュータ
は、前記家畜糞尿処理装置で炭化生成されるチャーの貯
留量の計量情報を前記通信回線を介して取得し、該計量
情報をデータベースに格納する機能と、前記チャーの貯
留量に基づいて通信回線を介して運送業者の端末にチャ
ーの回収指令を出力する機能とを備えてなるチャー回収
システム。
【請求項４】請求項３において、前記コンピュータ
は、チャーを燃料として発電する発電所のチャーの貯留
量の計量情報を前記通信回線を介して取得し、該計量情
報をデータベースに格納する機能と、前記チャーの貯留
量に基づいて通信回線を介して前記運送業者の前記端末
にチャーの供給指令を出力する機能とを備えてなること
を特徴とするチャー回収システム。
【請求項５】請求項３または４において、該コンピュ
ータは、前記家畜糞尿処理装置の運転異常情報を通信回
線を介して取得し、該運転異常情報を表示装置に表示す
る機能と、該運転異常情報を通信回線を介して修理業者
の端末に点検修理指令を出力する機能とを備えてなるこ
とを特徴とするチャー回収システム。