JP2004093018A - Incineration system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水汚泥などを焼却させるための焼却システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
図6は従来技術、例えば特開平8−303736号公報に開示されるような従来技術の焼却システムの略図である。図6に示されるように、従来技術の焼却システム100は流動焼却炉200と空気予熱器400と排ガス処理塔500とを含んでいる。下水汚泥を脱水することにより形成された脱水ケーキは乾燥機300により乾燥され、乾燥ケーキとして流動焼却炉200内に投入されるか、または乾燥ケーキと共に脱水ケーキのまま流動焼却炉200内に投入される。次いで乾燥ケーキは流動焼却炉200内で焼却され、空気予熱器400および熱交換器350を介して排ガス処理塔500に進入する。排ガス処理塔500内においては排ガス内の酸性分を水に吸収させた後に排ガスを排出する。酸性分を含んだ水はアルカリ性物質により中和された後、別途排水される。熱交換器350は熱媒体を介して乾燥機300に接続されており、排ガスの熱を利用して乾燥機300を加熱している。
【0003】
また、図6に示されるように流動焼却炉200内の燃焼用空気は通常は排ガスを利用した空気予熱器400により予め加熱された後に流動焼却炉200内に供給されている。例えば流動焼却炉200内の温度が大幅に高くなる場合には、空気予熱器400により加熱された燃焼用空気を空気冷却器450により冷却し、これにより流動焼却炉200内の温度を調整している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、排ガスを利用する熱交換器350のみにより脱水ケーキを乾燥させる場合には、乾燥が不十分となり自燃可能な含水率を有する乾燥ケーキを形成するのは困難である。このような場合には乾燥ケーキのみを流動焼却炉200内に投入しても焼却させられないので、化石燃料系補助燃料、例えば重油を焼却炉200内に別途投入して乾燥ケーキを焼却させる必要がある。化石燃料系補助燃料は比較的高価であるので、従来技術の焼却システム100においては運転費用が高まることとなる。なお、本願明細書において補助燃料を用いることなしに焼却可能である状態を「自燃可能」であると呼ぶ。
【0005】
また、空気予熱器400により加熱した燃焼用空気を空気冷却器450により冷却した後に流動焼却炉200内に供給する場合には、流動焼却炉200内の温度を調整するためにタイムラグが生じるので、流動焼却炉200内の温度を迅速かつ正確に制御するのが極めて困難となり、結果的に焼却システム100の自燃作用を制御するのが困難となる。また燃焼用空気を空気予熱器400により加熱した後に空気冷却器450により冷却すること自体、熱的に無駄であるといえる。さらに、補助燃料なしに燃焼可能な含水率になるまで脱水ケーキ全体を加熱する場合には、形成された乾燥ケーキの粘性が高くなるので、乾燥ケーキの搬送および投入時にこれら乾燥ケーキが詰まる場合がある。
【0006】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、化石燃料系補助燃料を利用することなしに自燃可能で、焼却炉内の温度を迅速かつ正確に制御可能でかつ低費用で運転可能な焼却システムを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために請求項1に記載の発明によれば、焼却炉と、脱水ケーキを乾燥させることにより乾燥ケーキを形成する乾燥機と、該乾燥機により形成された乾燥ケーキを前記焼却炉内に供給する乾燥ケーキ供給部と、前記焼却炉からの排ガスの熱を前記乾燥機に伝える熱交換器と、前記排ガス内の酸性分を除去するための排ガス処理塔と、前記排ガス処理塔からの排水の熱を前記乾燥機に伝えるヒートポンプとを具備し、前記熱交換器と前記ヒートポンプとにより前記乾燥機を加熱するようにした焼却システムが提供される。
すなわち請求項1に記載の発明によって、焼却炉からの排ガスと排ガス処理塔からの排水との熱により自燃可能な乾燥ケーキを形成できるので、化石燃料系補助燃料を利用することなしに低費用で運転可能な焼却システムを提供できる。
【0008】
請求項2に記載の発明によれば、焼却炉と、脱水ケーキを乾燥させることにより乾燥ケーキを形成する乾燥機と、該乾燥機により形成された乾燥ケーキを前記焼却炉内に供給する乾燥ケーキ供給部と、前記焼却炉からの排ガスの熱を前記乾燥機に伝える熱交換器と、前記焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を発生させるボイラと、前記蒸気によって回転するタービンと、水冷コンデンサと、前記水冷コンデンサからの排水の熱を前記乾燥機に伝えるヒートポンプとを具備し、前記熱交換器と前記ヒートポンプとにより前記乾燥機を加熱するようにした焼却システムが提供される。
すなわち請求項2に記載の発明によって、焼却炉からの排ガスと水冷コンデンサからの排水との熱により自燃可能な乾燥ケーキを形成できるので、化石燃料系補助燃料を利用することなしに低費用で運転可能な焼却システムを提供できる。
【0009】
請求項3に記載の発明によれば、焼却炉と、下水汚泥を消化する消化部と、消化した前記下水汚泥を脱水して脱水ケーキを形成する脱水部と、脱水ケーキを乾燥させることにより乾燥ケーキを形成する乾燥機と、該乾燥機により形成された乾燥ケーキを前記焼却炉内に供給する乾燥ケーキ供給部と、前記焼却炉からの排ガスの熱を前記乾燥機に伝える第一の熱交換器と、前記消化部において生じたメタンガスを燃焼することにより得られる高温高圧の空気のエネルギによって回転するタービンと、前記ガスタービンからの蒸気の熱を前記乾燥機に伝える第二の熱交換器とを具備し、前記第一および第二の熱交換器により前記乾燥機を加熱するようにした焼却システムが提供される。
すなわち請求項3に記載の発明によって、焼却炉からの排ガスとガスタービンからの蒸気との熱により自燃可能な乾燥ケーキを形成できるので、化石燃料系補助燃料を利用することなしに低費用で運転可能な焼却システムを提供できる。
【0010】
請求項4に記載の発明によれば、第一の焼却炉と、脱水ケーキを乾燥させることにより乾燥ケーキを形成する乾燥機と、該乾燥機により形成された乾燥ケーキを前記焼却炉内に供給する乾燥ケーキ供給部と、前記焼却炉からの排ガスの熱を前記乾燥機に伝える第一の熱交換器と、第二の焼却炉と、該第二の焼却炉からの排ガスの熱を前記乾燥機に伝える第二の熱交換器とを具備し、前記第一および第二の熱交換器により前記乾燥機を加熱するようにした焼却システムが提供される。
すなわち請求項4に記載の発明によって、第一の焼却炉からの排ガスと第二の焼却炉からの排ガスとの熱により自燃可能な乾燥ケーキを形成できるので、化石燃料系補助燃料を利用することなしに低費用で運転可能な焼却システムを提供できる。
【0011】
請求項5に記載の発明によれば、焼却炉と、脱水ケーキを乾燥させることにより乾燥ケーキを形成する乾燥機と、該乾燥機により形成された乾燥ケーキを前記焼却炉内に供給する乾燥ケーキ供給部と、前記焼却炉からの排ガスの熱を前記乾燥機に伝える第一の熱交換器と、バイオマス燃料を前記焼却炉内に供給するバイオマス燃料供給部とを具備し、前記乾燥ケーキを前記バイオマス燃料と共に焼却させるようにした焼却システムが提供される。
すなわち請求項5に記載の発明によって、比較的低価格のバイオマス燃料により乾燥ケーキなどを焼却させられるので、化石燃料系補助燃料を利用することなしに自燃させることができる。従って、低費用で運転可能な焼却システムを提供できる。請求項5に記載の発明において使用されるバイオマス燃料は肉骨粉などである。また、従来の補助燃料供給部にバイオマス燃料を供給することにより、補助燃料供給部をバイオマス燃料供給部として使用するのが好ましく、これによりバイオマス燃料供給部を設置するのに必要とされる追加の費用を排除できる。当然のことながら、バイオマス燃料の代わりに固形化燃料(RDF)を使用しても良い。また、この焼却システムの外部より搬入した、自燃可能な含水率を有する乾燥ケーキもバイオマス燃料として採用できる。
【0012】
請求項6に記載の発明によれば、さらに、脱水ケーキを前記焼却炉内に供給する脱水ケーキ供給部と、前記焼却炉内の温度を測定する温度計とを具備し、前記焼却炉内の温度に応じて前記乾燥ケーキと前記脱水ケーキとの前記焼却炉内への供給量比を変更するようにした。
すなわち請求項6に記載の発明によって、温度計により得られた焼却炉内の温度に応じて乾燥ケーキと脱水ケーキとの供給量比を単に変更することにより、焼却炉内の温度を最適温度に容易に維持できる。この場合には、焼却物自体の熱量を直接的に調節しているので、焼却炉内の温度を迅速かつ正確に制御すると共に焼却システム自体の自燃作用も制御できる。結果的に化石燃料系補助燃料を利用することなしに自燃することができ、低費用で運転可能な焼却システムを提供できる。また請求項6に記載の発明は焼却されるべき乾燥ケーキおよび脱水ケーキの量を変更することにより焼却炉内の温度を維持するので、従来技術の焼却システムに採用されていた空気冷却器を排除することができる。さらに、請求項1から5に記載の発明により、乾燥ケーキの粘性が高く搬送および投入時に詰まりを生じやすい含水率範囲よりも低い含水率にすることが可能なため、従来の乾燥ケーキ焼却システムの場合よりもケーキの詰まりを少なくすることができる。
【0013】
請求項7に記載の発明によれば、焼却炉と、脱水ケーキを前記焼却炉内に供給する脱水ケーキ供給部と、前記脱水ケーキの一部を乾燥して乾燥ケーキを形成する乾燥機と、前記乾燥ケーキを前記焼却炉内に供給する乾燥ケーキ供給部と、前記焼却炉からの排ガスの熱を前記乾燥機に伝える熱交換器とを具備し、前記焼却炉内の温度に応じて前記乾燥ケーキと前記脱水ケーキとの前記焼却炉内への供給量比を変更するようにした焼却システムが提供される。
すなわち請求項7に記載の発明によって、自燃可能な程度に十分に乾燥された乾燥ケーキを供給可能な場合において、温度計により得られた焼却炉内の温度に応じて乾燥ケーキと脱水ケーキとの供給量比を単に変更することにより、焼却炉内の温度を最適温度に容易に維持できる。この場合には、焼却物自体の熱量を直接的に調節しているので、焼却炉内の温度を迅速かつ正確に制御すると共に焼却システム自体の自燃作用も制御できる。結果的に化石燃料系補助燃料を利用することなしに自燃することができ、低費用で運転可能な焼却システムを提供できる。また請求項7に記載の発明は焼却されるべき乾燥ケーキおよび脱水ケーキの量を変更することにより焼却炉内の温度を維持するので、従来技術の焼却システムに採用されていた空気冷却器を排除することができる。さらに、請求項1から5に記載の発明により、乾燥ケーキの粘性が高く搬送および投入時に詰まりを生じやすい含水率範囲よりも低い含水率にすることが可能なため、従来の乾燥ケーキ焼却システムの場合よりもケーキの詰まりを少なくすることができる。またバイオマス燃料、例えば肉骨粉を乾燥ケーキと共に焼却炉内に供給することにより、さらに自燃可能にしてもよい。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同一の部材には同一の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図1は本発明の第一の実施形態に基づく焼却システムの略図である。図1に示されるように、本発明の焼却システム10においては下水汚泥等を前処理、例えば脱水等することにより形成された脱水ケーキを乾燥機30により乾燥し、それにより、乾燥ケーキを形成している。乾燥ケーキは乾燥ケーキ供給部(図示しない)、例えばコンベヤ、ホッパ等によって焼却システム10の焼却炉20内に供給される。本発明における焼却炉20は例えば流動焼却炉である。焼却炉20において生じた排ガスは空気予熱器40および排ガス処理塔50を通って排出される(排ガスの流れを二重線で示す)排ガス処理塔50においては排ガス内の酸性分を水に吸収させている。図1に示されるように、ブロワ41により供給される燃焼用空気は排ガスを利用した空気予熱器40により加熱された後に焼却炉20内に供給されている。さらに、排ガスの熱を利用した熱交換器35が設けられている。熱交換器35によって排ガスの熱を乾燥機30に伝え、これにより脱水ケーキを乾燥することにより乾燥ケーキを形成している。
【0015】
排ガス処理塔50において酸性分を含んだ水はアルカリ性物質により中和された後、ヒートポンプ61に供給される。図1に示されるようにヒートポンプ61は乾燥機30に熱媒体を介して接続されている。ヒートポンプ61においては、排ガス処理塔50からの約50℃の水が約30℃に冷却されて排出されると共に、約80℃の熱媒体が約200℃に加熱されて乾燥機30に進入する。すなわち本実施形態においては、排ガスの熱と排ガス処理塔50からの排水の熱との両方を熱交換器35およびヒートポンプ61により乾燥機30に伝達している。このことにより、本実施形態においては自燃するのに十分に乾燥された乾燥ケーキを形成することができる。従って、本実施形態においては比較的高価な化石燃料系補助燃料、例えば重油が不要となるので、低費用で運転可能な焼却システムを提供できる。
【0016】
図2は本発明の第二の実施形態に基づく焼却システムの一部を示す略図である。図2においては理解を容易にするために焼却炉20および排ガス処理塔50などを省略している。
図2に示すタービン71は焼却システム10の焼却炉20から生じた排ガスの熱を利用したボイラ(図示しない)において発生した蒸気により駆動される。タービンから排出されたガスは水冷コンデンサ72において冷却される。図2に示されるようにヒートポンプ62が水冷コンデンサ72および乾燥機30に熱媒体を介して接続されている。これにより、ヒートポンプ62においては、水冷コンデンサ72において生じた約50℃の水が約30℃に冷却されて排出されると共に、約80℃の熱媒体が約200℃に加熱されて乾燥機30に進入する。すなわち本実施形態においては、排ガスの熱と水冷コンデンサ72からの排水の熱との両方を熱交換器35およびヒートポンプ62により乾燥機30に伝達している。このことにより、本実施形態においては自燃するのに十分に乾燥された乾燥ケーキを形成することができる。従って、前述した実施形態と同様に、本実施形態においても比較的高価な化石燃料系補助燃料、例えば重油が不要となるので、低費用で運転可能な焼却システムを提供できる。
【0017】
図3は本発明の第三の実施形態に基づく焼却システムの一部を示す略図である。図3においては理解を容易にするために焼却炉20および排ガス処理塔50などを省略している。
脱水ケーキは下水汚泥等を脱水することにより形成されるが、本実施形態においては脱水前に下水汚泥を消化する消化部(図示しない)を有しており、消化部は例えば消化槽である。消化部において下水汚泥内の有機物が嫌気性分解され、消化ガスが発生する。この消化ガスの主成分はメタンガスであるので、本実施形態においてはメタンガスを燃焼させることにより高温高圧の空気を発生させている。図3に示されるタービン81はこの高温高圧の空気によりレキュペレータ82を介して回転する。図3に示されるように、メタンガスを燃焼させることにより得られた高温高圧の空気はレキュペレータ82により約200℃から500℃まで昇温されてタービン81に進入する。同時にタービン81からの排ガスがレキュペレータ82において約600℃から約270℃まで下降されて熱交換器63に進入する。図3に示されるように、熱交換器63は乾燥機30に熱媒体を介して接続されている。従って、熱交換器63においては、レキュペレータ82からの約270℃の蒸気が約80℃に冷却されて排出されると共に、約80℃の熱媒体が約200℃に加熱されて乾燥機30に進入する。すなわち本実施形態においては、排ガスの熱とタービンからの蒸気の熱との両方を熱交換器35および熱交換器63により乾燥機30に伝達している。このことにより、本実施形態においては自燃するのに十分に乾燥された乾燥ケーキを形成することができる。従って、前述した実施形態と同様に、本実施形態においても比較的高価な化石燃料系補助燃料、例えば重油が不要となるので、低費用で運転可能な焼却システムを提供できる。
【0018】
図4は本発明の第四の実施形態に基づく焼却システムの略図である。本実施形態は焼却システム10の焼却炉20とは別個の焼却炉(図示しない)、例えばゴミ焼却場の焼却炉が焼却システム10付近に設置される場合に適用される。図4に示されるように、例えばゴミ焼却場の焼却炉の排ガスを利用して生じた蒸気を熱交換器35と乾燥機30とを接続する熱媒体に適用する。すなわち本実施形態においては、焼却炉20からの排ガスの熱と別の焼却炉(図示しない)からの排ガスの熱とを乾燥機30に伝達している。このことにより、本実施形態においては自燃するのに十分に乾燥された乾燥ケーキを形成することができる。従って、前述した実施形態と同様に、本実施形態においても比較的高価な化石燃料系補助燃料、例えば重油が不要となるので、低費用で運転可能な焼却システムを提供できる。
【0019】
図示しない本発明の第五の実施形態においてはバイオマス燃料を焼却炉20内に供給することにより乾燥ケーキを焼却する。バイオマス燃料は例えば肉骨粉であるが、他のバイオマス燃料を使用することもできる。焼却システム10の外部より搬入した、自燃可能な含水率を有する乾燥ケーキもバイオマス燃料として採用できる。本実施形態においては比較的低費用のバイオマス燃料を使用することにより、比較的高価な化石燃料系補助燃料、例えば重油が不要となるので、低費用で運転可能な焼却システムを提供できる。また、従来技術においては補助燃料を焼却炉200に供給する補助燃料供給部(図示しない)、例えば配管が存在しているが、これら補助燃料供給部を使用してバイオマス燃料を焼却炉20内に供給するのが好ましい。この場合にはバイオマス燃料供給部を設置するのに必要とされる追加の費用を排除できる。当然のことながら、バイオマス燃料の代わりに固形化燃料(RDF)を使用しても良い。
【0020】
図5は本発明の追加の実施形態に基づく焼却システムの略図である。図5に示されるように、本実施形態においては焼却炉20内に脱水ケーキを供給する脱水ケーキ供給部95を有している。この脱水ケーキ供給部95は途中で分岐しており、このうちの一つの経路には前述した乾燥機30が設けられていて乾燥ケーキ供給部96を形成している。本実施形態における脱水ケーキ供給部95および乾燥ケーキ供給部96はそれぞれホッパ(図示しない)、計量コンベヤ(図示しない)などにより構成されており、計量コンベヤはモータM1、M2により駆動される。さらに、排ガスを利用する熱交換器35が熱媒体を介して乾燥機30に接続されている。また、前述した実施形態のように別の焼却炉(図示しない)、例えばゴミ焼却場の焼却炉の排ガスを利用して生じた蒸気が熱交換器35と乾燥機30とを接続する熱媒体に適用されている。
【0021】
図5に示されるように脱水ケーキ供給部95および乾燥ケーキ供給部96の両方には重量計93、94がそれぞれ設けられている。さらに温度計91、92が焼却炉20内の温度を計測できるように設けられている。例えば焼却炉20が流動焼却炉の場合、温度計91は炉の上部の燃焼ガス温度を、温度計92は炉の下部の流動媒体をそれぞれ計測する。さらに、これら温度計91、92は切換器90に接続されており、一方の温度計のみが機能するようになっている。これら温度計91、92は切換器90を介して重量計93、94に接続されている。
【0022】
動作時、焼却炉20内の温度を温度計91、92の一方により測定する。下水汚泥から形成されたケーキを焼却する際には、焼却炉20内の温度には焼却するための最適温度が存在し、例えば焼却炉20が流動焼却炉の場合、温度計91での計測温度が約800℃から850℃程度、温度計92での計測温度が750℃から800℃程度であるのが好ましい。焼却炉20内の温度がこの最適温度よりも大幅に高い場合には脱水ケーキ供給部95に設けられたモータM1の回転速度を変更することによって脱水ケーキ供給量を増やすと共に、乾燥ケーキ供給部96に設けられたモータM2の回転速度を変更することによって乾燥ケーキ供給量を減らす。調整後の乾燥ケーキおよび脱水ケーキの供給重量を重量計93、94で監視しつつ、乾燥ケーキおよび脱水ケーキを焼却炉20内に供給する。脱水ケーキが有する熱量は乾燥ケーキが有する熱量よりも小さいので、前述した操作によって焼却炉20内の温度を低下させられる。同様に、焼却炉20内の温度が前述した最適温度よりも大幅に低い場合には脱水ケーキ供給部95に設けられたモータM1によって脱水ケーキ供給量を減らすと共に、乾燥ケーキ供給部96に設けられたモータM2によって乾燥ケーキ供給量を増やす。調整後の乾燥ケーキおよび脱水ケーキの供給重量を重量計93、94で監視しつつ、乾燥ケーキおよび脱水ケーキを焼却炉20内に供給する。これにより焼却炉20内の温度を高めることができる。
【0023】
本実施形態においては温度計により得られた焼却炉内の温度に応じて乾燥ケーキと脱水ケーキとの供給量比を単に変更することにより、焼却炉内の温度を最適温度に容易に維持することができる。この場合には、焼却物自体の熱量を直接的に調節しているので、焼却炉内の温度を迅速かつ正確に制御すると共に焼却システム自体の自燃作用も制御できる。これにより結果的に化石燃料系補助燃料を利用することなしに自燃することができ、低費用で運転可能となる。また本実施形態においては乾燥ケーキおよび脱水ケーキの量を変更することにより焼却炉内の温度を維持するので、従来技術の焼却システムに採用されていた空気冷却器を排除できる。さらに、前述した実施形態により、乾燥ケーキの粘性が高く搬送および投入時に詰まりを生じやすい含水率範囲よりも低い含水率にすることが可能なため、従来の乾燥ケーキ焼却システムの場合よりもケーキの詰まりを少なくすることができる。
【0024】
図5に示す実施形態においてはゴミ焼却場からの蒸気を利用する場合を想定しているが、前述した他の実施形態を組み合わせるようにしても良い。当然のことながら、これら実施形態を適切に組み合わせることは本発明の範囲に含まれる。
【0025】
【発明の効果】
各請求項に記載の発明によれば、化石燃料系補助燃料を利用することなしに自燃可能で、低費用で運転可能な焼却システムを提供することができるという共通の効果を奏しうる。
さらに、請求項6および請求項7に記載の発明によれば、焼却炉内の温度を迅速かつ正確に制御すると共に焼却システム自体の自燃作用も制御できるという効果を奏しうる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施形態に基づく焼却システムの略図である。
【図2】本発明の第二の実施形態に基づく焼却システムの一部を示す略図である。
【図3】本発明の第三の実施形態に基づく焼却システムの一部を示す略図である。
【図4】本発明の第四の実施形態に基づく焼却システムの略図である。
【図5】本発明の追加の実施形態に基づく焼却システムの略図である。
【図6】従来技術の焼却システムの略図である。
【符号の説明】
10…焼却システム
20…焼却炉
30…乾燥機
35…熱交換器
40…空気予熱器
41…ブロワ
50…排ガス処理塔
61…ヒートポンプ
62…ヒートポンプ
63…熱交換器
71…タービン
72…水冷コンデンサ
81…タービン
82…レキュペレータ
90…切換器
91…温度計
93…重量計
95…脱水ケーキ供給部
96…乾燥ケーキ供給部
M1…モータ
M2…モータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an incineration system for incinerating sewage sludge and the like.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 is a schematic diagram of a prior art incineration system as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-303736. As shown in FIG. 6, the prior
[0003]
As shown in FIG. 6, the combustion air in the fluidized
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the dewatered cake is dried only by the
[0005]
Further, when the combustion air heated by the
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, is capable of self-combustion without using a fossil fuel-based auxiliary fuel, can quickly and accurately control the temperature in an incinerator, and can be operated at low cost. The purpose is to provide a simple incineration system.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided an incinerator, a dryer for forming a dried cake by drying a dehydrated cake, and a drying cake formed by the dryer. A drying cake supply unit for supplying the inside of the incinerator, a heat exchanger for transferring heat of exhaust gas from the incinerator to the dryer, an exhaust gas treatment tower for removing acid components in the exhaust gas, and the exhaust gas treatment There is provided an incineration system comprising: a heat pump that transfers heat of wastewater from a tower to the dryer; and the dryer is heated by the heat exchanger and the heat pump.
That is, according to the first aspect of the present invention, it is possible to form a self-combustible dry cake by the heat of the exhaust gas from the incinerator and the wastewater from the exhaust gas treatment tower, and at low cost without using a fossil fuel-based auxiliary fuel. An operable incineration system can be provided.
[0008]
According to the invention of
That is, according to the second aspect of the present invention, a dry cake capable of self-combustion can be formed by the heat of the exhaust gas from the incinerator and the waste water from the water-cooled condenser, so that the operation can be performed at low cost without using the fossil fuel-based auxiliary fuel. Provide a possible incineration system.
[0009]
According to the invention as set forth in claim 3, the incinerator, the digestion unit for digesting the sewage sludge, the dewatering unit for dewatering the digested sewage sludge to form a dewatered cake, and drying the dewatered cake by drying the dewatered cake A dryer for forming a cake, a dry cake supply unit for supplying a dry cake formed by the dryer into the incinerator, and a first heat exchange for transferring heat of exhaust gas from the incinerator to the dryer. And a turbine that rotates by the energy of high-temperature and high-pressure air obtained by burning methane gas generated in the digestion section, and a second heat exchanger that transfers heat of steam from the gas turbine to the dryer. And an incineration system wherein the dryer is heated by the first and second heat exchangers.
That is, according to the third aspect of the invention, a dry cake capable of self-combustion can be formed by the heat of the exhaust gas from the incinerator and the steam from the gas turbine, so that the operation can be performed at low cost without using the fossil fuel-based auxiliary fuel. Provide a possible incineration system.
[0010]
According to the invention described in claim 4, the first incinerator, a dryer for forming a dried cake by drying the dewatered cake, and supplying the dried cake formed by the dryer to the incinerator. A drying cake supply unit, a first heat exchanger for transmitting heat of exhaust gas from the incinerator to the dryer, a second incinerator, and drying the heat of exhaust gas from the second incinerator. And a second heat exchanger communicating to the dryer, wherein the first and second heat exchangers heat the dryer.
That is, according to the invention of claim 4, since a dry cake capable of self-combustion can be formed by the heat of the exhaust gas from the first incinerator and the exhaust gas from the second incinerator, the fossil fuel-based auxiliary fuel is used. It is possible to provide an incineration system that can be operated at low cost without using any incinerator.
[0011]
According to the invention as set forth in claim 5, an incinerator, a dryer for forming a dried cake by drying the dewatered cake, and a dried cake for supplying the dried cake formed by the dryer to the incinerator A supply unit, a first heat exchanger that transfers the heat of the exhaust gas from the incinerator to the dryer, and a biomass fuel supply unit that supplies biomass fuel into the incinerator; An incineration system is provided for incineration with a biomass fuel.
That is, according to the fifth aspect of the present invention, a dried cake or the like can be incinerated with a relatively low-cost biomass fuel, so that self-combustion can be performed without using a fossil fuel-based auxiliary fuel. Therefore, an incineration system that can be operated at low cost can be provided. The biomass fuel used in the invention of claim 5 is meat-and-bone meal or the like. Also, by supplying biomass fuel to a conventional auxiliary fuel supply, it is preferred to use the auxiliary fuel supply as a biomass fuel supply, thereby providing the additional fuel needed to install the biomass fuel supply. Costs can be eliminated. Of course, solid fuel (RDF) may be used instead of biomass fuel. Further, a dried cake having a moisture content capable of self-combustion, which is carried in from the outside of the incineration system, can also be used as biomass fuel.
[0012]
According to the invention as set forth in claim 6, further comprising a dewatering cake supply unit for supplying a dewatering cake into the incinerator, and a thermometer for measuring the temperature in the incinerator, The supply ratio of the dried cake and the dewatered cake into the incinerator was changed according to the temperature.
That is, according to the invention of claim 6, the temperature in the incinerator is adjusted to the optimum temperature by simply changing the supply ratio between the dried cake and the dewatered cake in accordance with the temperature in the incinerator obtained by the thermometer. Can be easily maintained. In this case, since the calorific value of the incineration itself is directly adjusted, the temperature in the incinerator can be quickly and accurately controlled, and the self-combustion action of the incineration system itself can be controlled. As a result, it is possible to provide an incineration system that can self-burn without using a fossil fuel-based auxiliary fuel and that can be operated at low cost. The invention according to claim 6 maintains the temperature in the incinerator by changing the amount of the dried cake and the dewatered cake to be incinerated, so that the air cooler used in the conventional incineration system is eliminated. can do. Furthermore, according to the invention of claims 1 to 5, since the dry cake has a high viscosity and can have a water content lower than the water content range in which clogging is likely to occur at the time of transportation and charging, the conventional dry cake incineration system can be used. The clogging of the cake can be reduced as compared with the case.
[0013]
According to the invention of
That is, according to the invention of
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same members are denoted by the same reference numerals. To facilitate understanding, the scales of these drawings are appropriately changed.
FIG. 1 is a schematic diagram of an incineration system according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in the
[0015]
The water containing acidic components is supplied to the
[0016]
FIG. 2 is a schematic diagram showing a part of an incineration system according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 2, the
The
[0017]
FIG. 3 is a schematic diagram showing a part of an incineration system according to a third embodiment of the present invention. 3, the
The dewatered cake is formed by dewatering sewage sludge or the like. In the present embodiment, the dewatered cake has a digestion unit (not shown) for digesting sewage sludge before dehydration, and the digestion unit is, for example, a digestion tank. Organic substances in the sewage sludge are anaerobically decomposed in the digestion section to generate digestive gas. Since the main component of the digestion gas is methane gas, in this embodiment, high-temperature and high-pressure air is generated by burning methane gas. The
[0018]
FIG. 4 is a schematic diagram of an incineration system according to a fourth embodiment of the present invention. This embodiment is applied to a case where an incinerator (not shown) separate from the
[0019]
In the fifth embodiment of the present invention (not shown), the dried cake is incinerated by supplying the biomass fuel into the
[0020]
FIG. 5 is a schematic diagram of an incineration system according to an additional embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, in the present embodiment, a dewatered
[0021]
As shown in FIG. 5, both the dehydrated
[0022]
During operation, the temperature inside the
[0023]
In this embodiment, the temperature in the incinerator is easily maintained at the optimum temperature by simply changing the supply ratio of the dried cake and the dewatered cake in accordance with the temperature in the incinerator obtained by the thermometer. Can be. In this case, since the calorific value of the incineration itself is directly adjusted, the temperature in the incinerator can be quickly and accurately controlled, and the self-combustion action of the incineration system itself can be controlled. As a result, self-combustion can be performed without using a fossil fuel-based auxiliary fuel, and operation can be performed at low cost. Further, in the present embodiment, the temperature in the incinerator is maintained by changing the amount of the dried cake and the dewatered cake, so that the air cooler employed in the conventional incineration system can be eliminated. Furthermore, according to the above-described embodiment, the dried cake has a high viscosity, and can have a moisture content lower than the moisture content range in which clogging is likely to occur at the time of transportation and charging. Clogging can be reduced.
[0024]
In the embodiment shown in FIG. 5, it is assumed that steam from a garbage incineration plant is used, but the other embodiments described above may be combined. Of course, the proper combination of these embodiments is within the scope of the present invention.
[0025]
【The invention's effect】
Advantageous Effects of Invention According to the inventions described in the respective claims, it is possible to provide a common effect that it is possible to provide an incineration system which is self-combustible without using fossil fuel-based auxiliary fuel and can be operated at low cost.
Further, according to the inventions described in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an incineration system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a part of an incineration system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a part of an incineration system according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram of an incineration system according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram of an incineration system according to an additional embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram of a prior art incineration system.
[Explanation of symbols]
10
Claims (7)
脱水ケーキを乾燥させることにより乾燥ケーキを形成する乾燥機と、
該乾燥機により形成された乾燥ケーキを前記焼却炉内に供給する乾燥ケーキ供給部と、
前記焼却炉からの排ガスの熱を前記乾燥機に伝える熱交換器と、
前記排ガス内の酸性分を除去するための排ガス処理塔と、
前記排ガス処理塔からの排水の熱を前記乾燥機に伝えるヒートポンプとを具備し、
前記熱交換器と前記ヒートポンプとにより前記乾燥機を加熱するようにした焼却システム。An incinerator,
A dryer that forms a dried cake by drying the dehydrated cake;
A dry cake supply unit for supplying a dry cake formed by the dryer into the incinerator,
A heat exchanger that transfers the heat of the exhaust gas from the incinerator to the dryer,
An exhaust gas treatment tower for removing acidic components in the exhaust gas,
Comprising a heat pump that transfers the heat of the wastewater from the exhaust gas treatment tower to the dryer.
An incineration system wherein the dryer is heated by the heat exchanger and the heat pump.
脱水ケーキを乾燥させることにより乾燥ケーキを形成する乾燥機と、
該乾燥機により形成された乾燥ケーキを前記焼却炉内に供給する乾燥ケーキ供給部と、
前記焼却炉からの排ガスの熱を前記乾燥機に伝える熱交換器と、
前記焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を発生させるボイラと、前記蒸気によって回転するタービンと、水冷コンデンサと、前記水冷コンデンサからの排水の熱を前記乾燥機に伝えるヒートポンプとを具備し、
前記熱交換器と前記ヒートポンプとにより前記乾燥機を加熱するようにした焼却システム。An incinerator,
A dryer that forms a dried cake by drying the dehydrated cake;
A dry cake supply unit for supplying a dry cake formed by the dryer into the incinerator,
A heat exchanger that transfers the heat of the exhaust gas from the incinerator to the dryer,
A boiler that generates steam by heat of exhaust gas from the incinerator, a turbine that is rotated by the steam, a water-cooled condenser, and a heat pump that transfers heat of wastewater from the water-cooled condenser to the dryer,
An incineration system wherein the dryer is heated by the heat exchanger and the heat pump.
下水汚泥を消化する消化部と、
消化した前記下水汚泥を脱水して脱水ケーキを形成する脱水部と、
脱水ケーキを乾燥させることにより乾燥ケーキを形成する乾燥機と、
該乾燥機により形成された乾燥ケーキを前記焼却炉内に供給する乾燥ケーキ供給部と、
前記焼却炉からの排ガスの熱を前記乾燥機に伝える第一の熱交換器と、
前記消化部において生じたメタンガスを燃焼することにより得られる高温高圧の空気のエネルギによって回転するタービンと、前記ガスタービンからの蒸気の熱を前記乾燥機に伝える第二の熱交換器とを具備し、
前記第一および第二の熱交換器により前記乾燥機を加熱するようにした焼却システム。An incinerator,
A digestion unit that digests sewage sludge,
A dewatering unit that dewaters the digested sewage sludge to form a dewatered cake;
A dryer that forms a dried cake by drying the dehydrated cake;
A dry cake supply unit for supplying a dry cake formed by the dryer into the incinerator,
A first heat exchanger that transfers the heat of the exhaust gas from the incinerator to the dryer,
A turbine that rotates by the energy of high-temperature, high-pressure air obtained by burning methane gas generated in the digestion unit; and a second heat exchanger that transfers heat of steam from the gas turbine to the dryer. ,
An incineration system wherein the dryer is heated by the first and second heat exchangers.
脱水ケーキを乾燥させることにより乾燥ケーキを形成する乾燥機と、
該乾燥機により形成された乾燥ケーキを前記焼却炉内に供給する乾燥ケーキ供給部と、
前記焼却炉からの排ガスの熱を前記乾燥機に伝える第一の熱交換器と、
第二の焼却炉と、
該第二の焼却炉からの排ガスの熱を前記乾燥機に伝える第二の熱交換器とを具備し、
前記第一および第二の熱交換器により前記乾燥機を加熱するようにした焼却システム。The first incinerator,
A dryer that forms a dried cake by drying the dehydrated cake;
A dry cake supply unit for supplying a dry cake formed by the dryer into the incinerator,
A first heat exchanger that transfers the heat of the exhaust gas from the incinerator to the dryer,
A second incinerator,
A second heat exchanger that transfers the heat of the exhaust gas from the second incinerator to the dryer,
An incineration system wherein the dryer is heated by the first and second heat exchangers.
脱水ケーキを乾燥させることにより乾燥ケーキを形成する乾燥機と、
該乾燥機により形成された乾燥ケーキを前記焼却炉内に供給する乾燥ケーキ供給部と、
前記焼却炉からの排ガスの熱を前記乾燥機に伝える第一の熱交換器と、
バイオマス燃料を前記焼却炉内に供給するバイオマス燃料供給部とを具備し、
前記乾燥ケーキを前記バイオマス燃料と共に焼却させるようにした焼却システム。An incinerator,
A dryer that forms a dried cake by drying the dehydrated cake;
A dry cake supply unit for supplying a dry cake formed by the dryer into the incinerator,
A first heat exchanger that transfers the heat of the exhaust gas from the incinerator to the dryer,
A biomass fuel supply unit that supplies biomass fuel into the incinerator,
An incineration system configured to incinerate the dried cake together with the biomass fuel.
脱水ケーキを前記焼却炉内に供給する脱水ケーキ供給部と、
前記脱水ケーキの一部を乾燥して乾燥ケーキを形成する乾燥機と、
前記乾燥ケーキを前記焼却炉内に供給する乾燥ケーキ供給部と、
前記焼却炉からの排ガスの熱を前記乾燥機に伝える熱交換器とを具備し、
前記焼却炉内の温度に応じて前記乾燥ケーキと前記脱水ケーキとの前記焼却炉内への供給量比を変更するようにした焼却システム。An incinerator,
A dewatering cake supply unit for supplying a dewatering cake into the incinerator,
A dryer for drying a part of the dewatered cake to form a dried cake,
A dry cake supply unit that supplies the dry cake into the incinerator,
A heat exchanger that transfers the heat of the exhaust gas from the incinerator to the dryer.
An incineration system wherein a supply ratio of the dried cake and the dewatered cake to the incinerator is changed according to a temperature in the incinerator.
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