JP2004037061A

JP2004037061A - 粒状物の焼却装置

Info

Publication number: JP2004037061A
Application number: JP2002230624A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Yoshida; 吉田　哲夫
Original assignee: Parchitec Inc
Current assignee: Parchitec Inc
Priority date: 2002-07-04
Filing date: 2002-07-04
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】小規模ではあるが、構造が簡単で製作費も低く、不燃成分を多く含み、発熱量の低い鶏糞から発電等にも利用可能な熱を保有するガスを発生可能な粒状物の焼却装置を提供する。
【解決手段】格子体を下方から上方に通過した気体が、その格子体の上面を移動する粒状物の層を通過することによって、その粒状物が焼却されるよう構成されると共に、前記粒状物が、前記粒状物の層を通過する気体によって、その粒状物の大きさに達しない高さ、浮き上がる程度に小さく、且つ、後記傾斜の最大の点又はその付近で、間欠的に、粒状物の層が浮き上がって高い側から低い側へ滑動するよう、一体の格子体１０，２０の上面の傾斜が周期的に変化する。好ましくは、格子体１０，２０が、主として、粒状物の層の滑動方向に平行な水管群１１，２１よりなる。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば鶏糞等、発熱量が低いものの小規模焼却に適した通気式の粒状物の焼却装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鶏肉用、鶏卵用の鶏の飼育は近年大規模化し、それに伴い鶏糞の処理が大きな問題となっている。鶏糞の処理方法としては、堆肥化、焼却などの方法がある。堆肥化は鶏糞有効利用の点では最も望ましいものであるが、実情はその需要が少なく、それのみに期待することには限度がある。
【０００３】
最近、ロータリキルン等による焼却処理、さらにそれから発生する熱の有効利用が提案され、徐々に普及しつつあるが、焼却処理だけでは、全く経済性に欠け、また、熱の有効利用も、不燃成分を多量に含むため、発熱量が低く、温水の製造が主であって、まだ満足すべき経済性に達しないという問題点がある。なお、両者に共通する問題点として、悪臭の発生があり、それの再燃焼による脱臭や薬品による消臭等が提案されているが、それらからは付加価値が全く生まれず、燃料・薬品・設備の追加に伴って、経済性がさらに悪化するという問題点がある。
【０００４】
それに対して、ごみ焼却には乾燥、焼却、灰の冷却まで全て処理可能な通気式の焼却装置が広く用いられているが、格子の揺動構造が複雑で高価な耐熱部材が所有される等、製作費が高く、保守負担も大きいという問題点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上述の従来技術の欠点を除くためになされたものであって、小規模ではあるが、構造が簡単で製作費も低く、不燃成分を多く含み、発熱量の低い鶏糞から発電等にも利用可能な熱を保有するガスを発生可能な粒状物の焼却装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達するために、請求項１の発明の粒状物の焼却装置は、格子体を下方から上方に通過した気体が、その格子体の上面を移動する粒状物の層を通過することによって、その粒状物が焼却されるよう構成されると共に、
前記粒状物が、前記粒状物の層を通過する気体によって、その粒状物が浮き上り、撹拌される程度に小さく、且つ、後記傾斜の最大の点又はその付近で、間欠的に、粒状物の層が浮き上がって高い側から低い側へ滑動するよう、一体の格子体１０，２０の上面の傾斜が周期的に変化する。
【０００７】
請求項２発明は、請求項１に記載の構成に加えて、格子体１０，２０が、主として、粒状物の層の滑動方向に平行な水管群１１，２１よりなる。
【０００８】
請求項３の発明は、請求１又は２に記載の構成に加えて、格子体２０の水管群２１が鉛直方向に湾曲又は屈折している。
【０００９】
請求項１の発明によれば、粒状物が、その粒状物の層を通過する気体によって浮き上がり、撹拌されると共に、例えば一体の格子体１０，２０の入口側の端が油圧シリンダ等によって高さ方向に周期的に往復運動させられるだけで、その傾斜が周期的に変化し、その傾斜の最大の点又はその付近で、粒状物の層が、極めて低い傾斜角で、間欠的に、高い側から低い側へ滑動し、一方向に略連続的に移動するため、良好な乾燥、燃焼、冷却が同一装置内で容易に行われる。しかも、撹拌兼搬送機構を含む構造が極めて単純化され、安価に製作可能である。従って小規模で、発熱量の低い鶏糞類の焼却に適用可能である。
【００１０】
請求項２の発明によれば、請求項１の作用効果に加えて、格子体１０，２０に対して、高価な耐熱性材料よりなる鋳造品が不要か又は殆んど不要であって、極めて安価に製作可能であると共に、水管群１１，１２内を通過し、加熱された水は、ボイラ水として利用可能であり、ボイラ用水の予熱部分がそれだけ小さくなる。
【００１１】
請求項３の発明によれば、請求項１又は２の作用効果に加えて、粒状物は乾燥、燃焼によって、その流動性（滑り角）が次第に小さくなることから、それに対応するよう格子体２０が鉛直方向に湾曲又は屈折されれることによって、粒状物が局所的に走り過ぎたり、滞ったりすることが防止され、好適な運転条件が保持される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態例について図１（ａ，ｂ）により説明すると、先ず、粒状物の焼却装置Ｂ１の主たる部材である一体の格子体１０は、図の右側から左側に傾斜して伸びる水管群１１を構成する複数の管１２が紙面に垂直な方向に適当な間隔に複数本平行に配列され、図１（ｂ）に示すように、隣り合う管１２，１２のいずれか一方に隙間の大半を塞ぐヒレ１３が突設されている。なお、ヒレ１３には多数の孔（図示省略）が穿けられているが、単純なものは、管１２とヒレ１３との隙間だけで、孔が省略されてもよい。
【００１３】
水管群１１の両端には、それぞれ入口側ヘッダ１５、出口側ヘッダ１６が垂直に接合されており、入口側ヘッダ１５に供給されたボイラ用水が各管１２を通って出口側ヘッダ１６に集められ、後述するボイラ３１（図２参照）へ送られるよう構成されており、その外形は略長方形である。さらに入口側ヘッダ１５は鉛直の油圧シリンダ１７の上端に支えられ、出口側ヘッダ１６は、前記油圧シリンダ１７のピストンの上下動に応じて軸の周りに回動可能に基礎１８に支えられている。そのため、油圧シリンダ１７のピストンの往復運動によって周期的に上下し、格子体１０の傾斜が周期的に変化する。
【００１４】
格子体１０の下方にはファンＦによって吹き込まれた空気が格子体１０の孔、隙間を通過して上方へ抜けるよう、風室Ａが設けられ、格子体１０の上方は耐火壁Ｗで囲まれ、図の左には耐火壁Ｗや粒状物を加熱する補助バーナＡＢが設けられており、後述する熱利用部分３０（図２参照）に通じるよう、耐火壁Ｗの上部（図の右上）には開口Ｏが設けられている。なお、焼却炉Ｂ１の、図では左側には、スクリューコンベア等の、粒状物の供給装置Ｃが設けられ、また、風室Ａの下部には落下する灰を集め、外に引き出すためのピット１９が設けられている。
【００１５】
熱利用部分３０について図２により説明すると、焼却装置Ｂ１からの排ガスを熱源とするボイラ３１（過熱器を含む）、そのボイラ３１からの過熱スチームによって駆動されるタービン３２、そのタービン３２によって駆動される発電機３３、前記タービン３２を駆動した後の飽和スチームの潜熱によって温水を製造する温水器３４を備えている。
【００１６】
作用について説明すると、処理される粒状物（例えば鶏糞の粒状物）は、格子体１０を通過する気体によって、浮き上がり、撹拌される程度に小さいのものであることが必要であり、そうでない場合は、予めその大きさに造粒される必要がある。
【００１７】
次いで、格子体１０の傾斜の角度の範囲を決める、ピストンの振幅と，粒状物の搬送量を決めるための傾斜の変化の周期と，がそれぞれ適値に設定されたうえ、油圧シリンダ１７が起動される。それに伴って、一体の格子体１０の傾斜が周期的に変化し、揺動を開始する。ファンＦによって風室Ａに空気が送られ、補助バーナＡＢに点火されると、耐火壁Ｗが加熱される。格子体１０の上方空間の温度が適当な値に達すると、原料供給装置３２から粒状物が供給される。なお、水管群１１が過熱されないよう、入口ヘッダ１５から水が供給され、各管１２に分配され、出口ヘッダ１６に集められて、後述するボイラ３１へ送られる。
【００１８】
格子体１０の上面に供給された粒状物は、格子体１０の上面の傾斜の周期的な変化に伴って、その傾斜の最大の点又はその付近で、間欠的に、粒状物が、例えば空気によって浮き上がると共に撹拌されて、高い側から低い側へ滑動し、出口側に向って略連続的に移動する。なお、傾斜角が上述の値以外の間は、粒状物の撹拌が行われる。
【００１９】
格子体１０の上を移動する粒状物は、先ず補助バーナＡＢの火炎の輻射熱を受け、乾燥、予熱され、さらに点火され、下方からの空気と接触して、通常の通気方式焼却装置同様に燃焼し、灰となって出口側から排出される。その後、補助バーナＡＢは、粒状物のみの燃焼による炎で粒状物が十分乾燥され、自燃可能な温度に達するまでは停められことはなく、その燃料供給量が徐々に下げられて行き、自燃可能になった段階で停止される。
【００２０】
本発明の装置は、上述のように、一体の格子体１０とその上面の傾斜を周期的に変化させる油圧シリンダ１７のみの撹拌兼搬送機構を備えたものであって、その構造が極めて単純であって、製作費も極めて安価である。それにも拘わらず、粒状物の層が、空気によって僅かに浮き上がると共に、撹拌され、格子体１０の上面の傾斜の周期的変化に伴って、極めて低い傾斜角で、間欠的に、高い側から低い側へ滑動するため、一方向に略連続的に移動しながら、同一装置内で、良好な乾燥、燃焼、冷却の全てが行われる。従って小規模で、発熱量の低い鶏糞等の焼却に適用可能である。
【００２１】
しかも、水管１２が用いられているため、格子体１０に対して、高価な耐熱性材料よりなる鋳造品が不要か又は殆んど不要であって、極めて安価に製作可能であると共に、水管群１１内を通過し、加熱された水はボイラ水として利用可能であり、ボイラ用水の予熱部分がそれだ小さくなる。
【００２２】
第２の実施の形態例について図３により説明すると、その基本構成は、格子体２０の水管群２１を構成する平行な各水管２２が、下向きに凸になるよう湾曲し、粒状物の入口側で、その傾斜が大きく、出口側に向って次第に傾斜が小さくなるよう形成されている他は、第１の実施の形態例のそれと同様である。なお、符号の１０位の数値が２であって、１位の数値が、図１で１位の数値と同じ部材は、それらと同等のものあることを示す。
【００２３】
従って、その作用も、粒状物は乾燥、燃焼によって、その流動性（滑り角）が次第に小さくなることから、入口側の乾燥区間で格子体２０の上面の傾斜が大きく、出口側の冷却区間で格子体２０の上面の傾斜が小さくなっているため、出口側で粒状物が局所的に走り過ぎたり、入口側で滞ったりすることが防止され、好適な運転条件が保持される。
【００２４】
最後に、熱経済性の向上に配慮された、第１又は第２の実施の形態例の実施態様について図４について説明すると、先ず、ボイラ３１を通過した焼却装置Ｂ３の排ガスと空気とが、回転する蓄熱体を介して熱交換することによって空気が予熱される、再生式空気予熱器３５が追設されており、この予熱された空気が、焼却装置Ｂ３の粒状物の層の入口側の部分を通過するよう構成されている。
【００２５】
次いで、その粒状物の層の入口側の部分を通過し、粒状物の乾燥に使用された排空気が、出口側の部分を通過し、燃焼の終わって粒状物の灰の冷却に使用される共に、その粒状物の灰の冷却に使用された排空気が、さらに中間の部分に送られ、粒状物の燃焼に使用されるよう構成されている。なお、温度、組成の異なる気体同士が混合しないよう、適当に隔壁が設けられることが望ましい。
【００２６】
作用について説明すると、粒状物の層の入口側部分からの前記粒状物の乾燥に使用された排空気が、出口側の部分で前記粒状物の灰の冷却に使用され、昇温し、その昇温した排空気が中間の部分で粒状物の燃焼に使用され、その発熱によってさらに昇温する。
【００２７】
それに伴なって、粒状物の層の入口側部分からの排空気に含まれる悪臭成分が中間の部分で燃焼、除去される。そのうえ、粒状物の層の入口側部分からそのまま熱利用部分４０へ向う排ガス量が減少するため、それだけ、熱利用部分４０に供せられる排ガスの温度が高くなり、熱の有効利用度が高まる。しかも、灰の顕熱の回収量が増し、それだけ、前記中間の部分からの排ガス温度が上昇し、有効利用可能な熱量が増大する。
【００２８】
なお、本発明の装置は、粒状物の乾燥、焼却、冷却の全てが行われる際だけでなく、そのいずれか１つ又は２つが実施される際にも適用可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上のとおり請求項１の発明によれば、良好な乾燥、燃焼、冷却が同一装置内で容易に行われる。しかも、撹拌兼搬送機構を含む構造が極めて単純であって、安価に製作可能である。従って小規模で、発熱量の低い鶏糞類の焼却に適用可能である。
【００３０】
請求項２の発明によれば、請求項１の効果に加えて、格子体１０，２０に対して、高価な耐熱性材料よりなる鋳造品が不要か又は殆んど不要であって、極めて安価に製作可能であると共に、水管群内を通過し、加熱された水は、ボイラ水として利用可能であり、ボイラ用水の予熱部分がそれだ小さくなる。
【００３１】
請求項３の発明によれば、請求項１又は２の発明の効果に加えて、粒状物は乾燥、燃焼によって、その流動性（滑り角）が次第に小さくなることに伴なって、粒状物が局所的に走り過ぎたり、滞ったりすることが防止され、好適な運転条件が保持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態例を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態例に熱利用システムが組み合わされたブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施態様を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０　格子体
１１　水管群
１２　水管
１３　ヒレ
１５　入口側ヘッダ
１６　出口側ヘッダ
１７　油圧シリンダ
１８　基礎
１９　ピット
２０　格子体
２１　水管群
２２　水管
２３　ヒレ
２５　入口側ヘッダ
２６　出口側ヘッダ
２７　油圧シリンダ
２８　基礎
２９　ピット
３０　熱利用部分
３１　ボイラ
３２　タービン
３３　発電機
３４　温水器
３５　空気予熱器
４０　熱利用部分
Ａ　　風室
ＡＢ　補助バーナ
Ｂ１　焼却装置
Ｂ２　焼却装置
Ｂ３　焼却装置
Ｆ　　ファン
Ｃ　　供給装置
Ｏ　　開口
Ｗ　　耐火壁

Claims

格子体を下方から上方に通過した気体が、その格子体の上面を移動する粒状物の層を通過することによって、その粒状物が焼却されるよう構成された粒状物の焼却装置であって、
焼却される粒状物が、前記粒状物の層を通過する気体によって浮き上がり、撹拌される程度に小さく、且つ、後記一体の格子体（１０，２０）の傾斜の最大の点又はその付近で、間欠的に、粒状物の層が浮き上がって高い側から低い側へ滑動するよう、前記格子体（１０，２０）の傾斜が周期的に変化する
ことを特徴とする粒状物の焼却装置。
前記格子体（１０，２０）が、主として、粒状物の層の滑動方向に平行な水管群（１１，２１）よりなる
ことを特徴とする、請求項１に記載の粒状物の焼却装置。
前記格子体（２０）の水管群（２１）が鉛直方向に湾曲又は屈折している
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の粒状物の焼却装置。