JP2004191028A - 悪臭成分含有低発熱量廃棄物の乾燥焼却方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】悪臭成分含有低発熱量廃棄物の乾燥焼却に当たって、排ガス中に悪臭成分を含まず、そのうえ熱利用度の高い方法及びその装置を提供する。
【解決手段】悪臭成分低発熱量廃棄物が乾燥部１０，１１０、焼却部２０を順次通過し、それぞれ乾燥、焼却が行われよう構成された悪臭成分低発熱量廃棄物の乾燥焼却方法であって、特に乾燥部１０，１１０に加熱空気Ａ１が導入され、悪臭成分低発熱量廃棄物Ｄと接触した後、焼却用空気Ａ２として前記焼却部２０に導かれるよう構成されている。その他、前記加熱空気Ａ１は、空気Ａの、前記焼却部２０からの排ガスＧ１との間接熱交換によって得られるよう、なお、乾燥部で悪臭成分低発熱量廃棄物Ｄの乾燥が間接熱交換によっても行われると、設備費の負担が一層軽減される。
【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、悪臭を発生し、不燃分が多く低発熱量の、悪臭成分含有低発熱量廃棄物の乾燥焼却方法及びその装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
肉・卵用の鶏の飼育は近年大規模化し、それに伴い大量に発生する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、一部実施されるようになったが、高水分で不燃分が多く低発熱量であって、それの安定な燃焼や排熱の有効利用による経済性確保には、予めそれの乾燥が不可欠である。しかも、悪臭成分を含むため、従来の焼却排ガスとによる直接乾燥では、悪臭を含む排ガスが大量に排出されるという環境上重大な問題点がある。その対策として、乾燥排ガスの再燃焼による脱臭や薬品による消臭等が提案実施されているが、それらからは付加価値が全く生まれず、燃料・薬品・設備の追加等に伴って、経済性が確保されないという問題点がある。
【０００４】
それに対して、乾燥排ガスとの直接接触によらず、スチーム等の乾燥熱媒との間接接触による乾燥も考えられるが、乾燥部内が蒸発した水蒸気で飽和されると共に、乾燥熱媒との接触度も低く、水分蒸発に対する物理的抵抗が大であるため、設備が大きくなったり、動力消費が大きくなる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、悪臭成分含有低発熱量廃棄物の乾燥焼却に当たって、排ガス中に悪臭成分を含まず、熱経済性に優れた方法及びその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の発明は、悪臭成分低発熱量廃棄物が乾燥部１０，１１０、焼却部２０を順次通過し、それぞれ乾燥、焼却が行われよう構成された悪臭成分低発熱量廃棄物の乾燥焼却方法であって、
特に乾燥部１０，１１０に加熱空気Ａ１が導入され、悪臭成分低発熱量廃棄物Ｄと接触した後、焼却用空気Ａ２として前記焼却部２０に導かれるよう構成されている。
【０００７】
請求項２発明は、請求項１に記載の構成に加えて、乾燥部１１０で悪臭成分低発熱量廃棄物Ｄの乾燥が間接熱交換によっても行われる
ことを特徴とする請求項１に記載の、悪臭成分低発熱量廃棄物の乾燥焼却方法。
【０００８】
請求項３発明は、請求項１又は２に記載の構成に加えて、前記加熱空気Ａ１は、常温の空気Ａの、前記焼却部２０からの排ガスＧ１との間接熱交換によって得られるよう構成されている。
【０００９】
請求項４の発明は、悪臭成分低発熱量廃棄物が、乾燥部、焼却部を順次通過し、それぞれ乾燥、冷却が行われよう構成された、悪臭成分低発熱量廃棄物の乾燥焼却装置であって、
乾燥部１０，１１０に加熱空気Ａ１が導入され、悪臭成分低発熱量廃棄物Ｄと接触した後、焼却用空気Ａ２として焼却部２０に導かれるよう構成されると共に、
前記加熱空気Ａ１が得られるよう、前記焼却部２０からの排ガスＧ１との間接熱交換によって常温の空気Ａを加熱する空気加熱部３０を備えている
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４に記載の構成に加えて、少なくとも焼却部２０は、前記乾燥によって得られた粒状の可燃物Ｄ１を載せて、一方向に移動させる格子体２１を備えており、その格子体２１を下から上へ通過した焼却用空気Ａ２が、前記粒状の可燃物Ｄ１と接触するよう構成されている。
【００１１】
請求項１の発明によれば、乾燥部１０で悪臭成分低発熱量廃棄物Ｄから水と共に気化した悪臭成分は、そのまま焼却用空気Ａ２に同伴して焼却部２０に導かれる。それによって、その悪臭成分は焼却部２０の高温下に曝され、燃焼し、無臭化される。なお、後述するように、加熱空気Ａ１は適当な廃熱さえあれば容易に且つ低コストで得られる。従がって、従来提案実施されていた、乾燥排ガスの再燃焼による脱臭や薬品による消臭等に伴なう燃料・薬品・設備の追加が不要となり、経済性が著しく改善される。
【００１２】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の作用効果に加えて、乾燥部１０で悪臭成分低発熱量廃棄物Ｄの乾燥が直接熱交換と間接熱交換との組み合わせによって行われることによって、乾燥部１０単位容積、単位床面積当たりの能力が増大すると共に、加熱空気Ａ１の加熱程度を低減可能になり、伝熱負担が軽減される。
【００１３】
請求項３の発明によれば、請求項１又は２の発明の作用効果に加えて、前記加熱空気Ａ１の確保が焼却部２０からの排ガスＧ１の廃熱利用によって行われるため、追加の乾燥用燃料は不要であり、従来の焼却排ガスの直接加熱による乾燥が行われるものと同程度の熱経済性が確保される。
【００１４】
請求項４の発明によれば、請求項１の発明の作用効果と略同様に、乾燥部１０で悪臭成分低発熱量廃棄物Ｄから水と共に気化した悪臭成分は、そのまま焼却用空気Ａ２に同伴して焼却部２０に導かれる。それによって、その悪臭成分は焼却部２０の高温下に曝され、燃焼し、無臭化される。従がって、従来提案実施されていた、乾燥排ガスの再燃焼による脱臭や薬品による消臭等に伴なう燃料・薬品・設備の追加が不要となり、経済性が著しく改善される。
【００１５】
そのうえ、前記加熱空気Ａ１の確保が焼却部２０からの排ガスＧ１の廃熱利用によって行われるため、追加の乾燥用燃料は不要であり、従来の焼却排ガスとの直接加熱による乾燥が行われるものと同程度の熱経済性が確保される。
【００１６】
請求項５の発明によれば、請求項４の発明の作用効果に加えて、格子体２１に載せられて一方向に移動する粒状の可燃物は、可燃物Ｄ１同士の隙間を焼却用空気Ａ２が通過し、粒状の可燃物Ｄ１と空気との接触が極めて良好であって、熱・物質移動速度が高く、しかも、前記格子体２１の上の粒状の可燃物Ｄ１の移動速度の調整によって焼却に必要な時間を容易且つ十分に確保可能であるため、悪臭成分を含めて可燃分が完全に焼却される。そのうえ、圧損も比較的低く、排ガスＧ１に同伴するダスト量も少なく、集塵設備も簡単なものでよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態例について図１により説明すると、例えば鶏糞等、悪臭を発生し、不燃分が多く低発熱量の、悪臭成分含有低発熱量廃棄物Ｄ（以下廃棄物Ｄと略称）が、先ず乾燥部１０に導かれ、加熱空気Ａ１と接触し、乾燥され、それに含まれる水分や悪臭成分が気化し、加熱空気Ａ１に移るよう構成されている。
【００１８】
それによって、その加熱空気Ａ１は熱を奪われ、減温し、焼却用空気Ａ２となって水分や悪臭成分を同伴し、次の焼却部２０へ送られる。他方、乾燥済みの可燃物Ｄ１も焼却部２０に送られ、焼却用空気Ａ２と接触し、焼却される。それに伴なって多量の熱が発生し、高温（例えば約１，０００℃）の排ガスＧ１と焼却灰Ｄ２とが生じる。その際、加熱空気Ａ１に同伴した悪臭成分も燃焼、無臭化される。
【００１９】
しかも、前記加熱空気Ａ１は、空気加熱部３０における、常温の空気Ａと前記排ガスＧ１との間接熱交換によって得られる。また、前記排ガスＧ１は水加熱部４０における水Ｗとの間接熱交換によって、その廃熱は温水Ｗ１又は／及びスチームＳの製造に使われる。なお、常温の空気Ａ、水Ｗが、排ガスＧ１といずれの温度レベルで接触させられるかは特に限定されるものでないが、より高温の加熱空気Ａ２が得られるためには、空気加熱部３０の配置は、排ガスＧ１の高温度（上流）側になされることが好ましい。
【００２０】
なお、簡略化のため、図では各部がブロックで表示されており、また、給水・送風等の流体の輸送・固形物の輸送・集塵等にポンプ・ファン・輸送機・集塵機等が必要であるが、それらの図示も省略されているが、乾燥部１０、焼却部２０の形式は、直接加熱式であれば、回転筒式、機械攪拌式、流動層式、気流輸送式、通気式等のどれでも適用可能である。
【００２１】
作用について説明する。乾燥部１０で悪臭成分低発熱量廃棄物Ｄから水と共に気化した悪臭成分は、そのまま焼却用空気Ａ２に同伴して焼却部２０に導かれる。それによって、その悪臭成分は焼却部２０の高温下に曝され、燃焼し、無臭化される。従がって、従来提案実施されていた、乾燥排ガスの再燃焼による脱臭や薬品による消臭等に伴なう燃料・薬品・設備の追加が不要となり、経済性が著しく改善される。
【００２２】
次に熱経済性について説明すると、前記加熱空気Ａ１の確保が空気加熱部３０での焼却部２０からの排ガスＧ１の廃熱利用によって行われるため、追加の乾燥用燃料は不要である。また、排ガスＧ１の残余の廃熱は水加熱部４０での温水Ｗ１又は／及びスチームＳの製造に利用される。従がって、従来の焼却排ガスの直接加熱による乾燥が行われるものと同程度の熱経済性が確保される。
【００２３】
第２の実施の形態例として、焼却部２０が、特に構造が簡単で安価な通気式であるものについて説明すると、図２に示すように、乾燥済みの粒状の可燃物Ｄ１を載せて、一方向に移動し、焼却用空気Ａ２を下から上に通過させる格子体２１は以下の通りである。
【００２４】
すなわち、図２（ａ）に示すように、その左上側から右下側に僅かに傾斜して伸びる水管群Ｔを構成する複数の管Ｔ１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ている。また、図２（ｂ）に示すように、隣り合う管Ｔ１，Ｔ１のいずれか一方の側に隙間の大半又全てを塞ぐヒレＴ２が突設されている。なお、ヒレＴ２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Ｔ１とヒレＴ２との隙間だけで、孔が省略されてもよい。
【００２５】
水管群Ｔの両端には、それぞれ入口側ヘッダＴ３、出口側ヘッダＴ４が垂直に接合されていて、入口側ヘッダＴ３に供給された水Ｗが各管Ｔ１を通って出口側ヘッダＴ４に集められ、前述の水加熱部４０（図１参照）へ送られるよう構成されている。さらに入口側ヘッダＴ３は鉛直の油圧シリンダ２２の上端に支えられ、出口側ヘッダＴ４は前記油圧シリンダ２２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２３に支えられている。そのため、格子体２１は、その一端が油圧シリンダ２２のピストンの往復運動によって周期的に上下し、その傾斜が周期的に変化する。
【００２６】
乾燥部１０（図１参照）からファン２５によって導かれた焼却用空気Ａ２が格子体２１の孔、隙間を通過して上方へ抜けるよう、格子体２１の下方には風室２４が設けられ、格子体２１の上方は耐火壁２６で囲まれている。また、図の左には耐火壁２６や粒状の可燃物Ｄ１を加熱する補助バーナ２７が設けられており、前述の空気加熱部３０，水加熱部４０（いずれも図１参照）に通じるよう、耐火壁２６の上部（図の右上）には開口が設けられている。
【００２７】
なお、焼却部２０の、図では左側には、スクリューコンベア等の、加熱物Ｄの供給装置２８が設けられ、また、風室２４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２９が設けられている。
【００２８】
作用について説明すると、先ず本焼却部２０が安定して作動するためには、粒状の可燃物Ｄ１（例えば乾燥済み鶏糞）が、格子体２１を通過する焼却用空気Ａ２によって、僅かに浮き上がり、撹拌される程度に小さいのものであることが必要である。また、運転に当たって、格子体２１の傾斜角度の範囲を決めるピストンの振幅と，可燃物Ｄ１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る必要がある。なお、以上のことは通常の手段によって容易に実現可能である。
【００２９】
油圧シリンダ２２が往復上下運動すると、格子体２１は、その傾斜を周期的に変化させることによって揺動する。ファン２５によって風室２４に焼却用空気Ａ２が送られ、格子体２１を下から上に通過する。さらに補助バーナ２７が点火され、先ず耐火壁２６が加熱される。格子体２１の上方空間の温度が適当な値に達すると、供給装置２８から粒状の可燃物Ｄ１が供給される。なお、水管群Ｔが過熱されないよう、入口ヘッダＴ３から水Ｗが供給され、各管Ｔ１に分配され、出口ヘッダＴ４に集められて、前述の水加熱部４０へ送られる。
【００３０】
格子体２１の上面に供給された粒状の可燃物Ｄ１は、連続的に、焼却用空気Ａ２によって僅かに浮き上がると共に撹拌される。格子体２１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、可燃物Ｄ１は、間欠的に高い側から低い側へ滑動し、出口側に向って移動するが、その他の期間は、只僅かに浮き上がり、撹拌されるるに留まる。
【００３１】
格子体２１の上を略連続的に移動する粒状の可燃物Ｄ１は、先ず補助バーナ２７の火炎の輻射熱を受け、予熱、点火され、下方からの焼却用空気Ａ２と接触して、通常の通気方式焼却装置同様に自燃しながら、焼却灰Ｄ２となって出口側から排出される。補助バーナ２７への燃料供給は最初は必要であるが、温度の上昇と共に次第にその供給量が下げられ、自燃可能になった段階で停止される。
【００３２】
一般に通気式の焼却部では、粒状の可燃物Ｄ１同士の隙間を焼却用空気Ａ２が通過するため、粒状の可燃物Ｄ１と焼却用空気Ａ２との接触が極めて良好であって、熱・物質移動速度が高い。しかも、前記格子体２１の上の粒状の可燃物Ｄ１の移動速度の調整によって焼却に必要な時間を容易且つ十分に確保可能であるため、悪臭成分を含めて可燃分が完全に焼却される。そのうえ、圧損も比較的低く、排ガスＧ１に同伴するダスト量も少なく、集塵設備も簡単なものでよい。
【００３３】
しかも、図２に示すものは、その構造が極めて単純であって、製作費も安価であるにも関わらず、粒状の可燃物Ｄ１が、焼却用空気Ａ２によって僅かに浮き上がると共に、撹拌されるが、格子体２１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、高い側から低い側へ滑動するため、動力消費も小さく、小規模の鶏糞等の焼却には極めて有効である。
【００３４】
しかも、格子体２１は水管Ｔ１が用いられているため、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るため、極めて安価に製作可能であり、また、水管群Ｔ内を通過し、加熱された水Ｗはさらに水加熱部４０へ送られ、温水Ｗ１又は／及びスチームＳの製造に利用されるため、その熱は有効に回収される。
【００３５】
第３の実施の形態例として、特に一部間接加熱式の乾燥部１１０について説明すると、図３に示すように、乾燥部１１０の槽１１１において廃棄物Ｄは加熱空気Ａ１と直接接触し、水分や悪臭成分を同伴し、焼却用空気Ａ２として焼却部２０に送られるだけでなく、槽壁を介して乾燥熱媒である、焼却部１０からの排ガスＧ１又はスチームＳで一部間接加熱されることによって乾燥が行われるよう構成されている。なお、加熱空気Ａ１は、空気加熱部３０又は／及び水加熱部４０で焼却部２０からの排ガスＧ１又は／及びスチームＳによって間接加熱される。
【００３６】
乾燥部１１０の形式としては、図３（ｂ）に示すように、内側の廃棄物Ｄがパドル１１２で攪拌されると共に、加熱空気Ａ１が導かれると共に、外側からジャケット１１３等に導かれた上述の乾燥用熱媒で槽壁を介して間接加熱されるよう構成されたものが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。乾燥用熱媒としては、焼却部２０からの排ガスＧ１又はそれとの熱交換によって得られたスチームＳが好ましい。
【００３７】
作用について説明すると、乾燥部１１０で悪臭成分低発熱量廃棄物Ｄの乾燥が直接熱交換と間接熱交換との組み合わせによって行われることによって、いずれか一方だけよりも乾燥部１１０の単位容積、単位床面積当たりの能力が増大し、小型化されると共に、加熱空気Ａ１の加熱程度を低減可能になり、伝熱負担が軽減され、小さくなり、全体として設備費が軽減される。なお、焼却用空気Ａ２に含まれる悪臭成分は焼却部２０で燃焼、無臭化することは、上述の実施の形態例と略同様である。
【００３８】
その他、図示は省略するが、上述の乾燥部１０，１１０からの焼却空気Ａ１が、上述の焼却部２０からの高温の燃焼灰Ｄ２と熱交換し、昇温した後、焼却部２０へ導かれるように構成されたものも、本発明に含まれ、勿論悪臭成分が無臭化されると共に、それによって焼却部２０からの排ガスＧ１がさらに高温化し、その廃熱の利用性が向上する。
【００３９】
【発明の効果】
以上のとおり請求項１の発明によれば、従来提案実施されていた、乾燥排ガスの再燃焼による脱臭や薬品による消臭等に伴なう燃料・薬品・設備の追加が不要となり、経済性が著しく改善される。
【００４０】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、乾燥部１０が小型かされると共に、加熱空気Ａ１を得るための伝熱負担が軽減される。
【００４１】
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、追加の乾燥用燃料は不要であり、従来並の熱経済性が確保される。
【００４２】
請求項４の発明によれば、請求項１の発明の効果と略同様に、従来提案実施されていた、乾燥排ガスの再燃焼による脱臭や薬品による消臭等に伴なう燃料・薬品・設備の追加が不要となり、経済性が著しく改善される。そのうえ、追加の乾燥用燃料は不要であり、従来並みの熱経済性が確保される。
【００４３】
請求項５の発明によれば、請求項４の発明の効果に加えて、熱・物質移動速度が高く、しかも、前記格子体２１の上の粒状の可燃物Ｄ１の移動速度の調整によって焼却に必要な時間を容易且つ十分に確保可能であり、悪臭成分を含めて可燃物Ｄ１が完全に焼却される。そのうえ、圧損も比較的低く、排ガスに同伴するダスト量も少なく、集塵設備も簡単なものでよい。
【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ブロック工程図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態例の、（ａ）は焼却部を示す断面図、（ｂ）は格子体を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態例の、（ａ）はブロック工程図、（ｂ）は乾燥部を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 乾燥部
２０ 焼却部
２１ 格子体
２２ 油圧シリンダ
２３ 基礎
２４ 風室
２５ ファン
２６ 耐火壁
２７ 補助バーナ
２８ 供給装置
２９ ピット
３０ 空気加熱部
４０ 水加熱部
１１０ 乾燥部
Ａ 常温の空気
Ａ１ 加熱空気
Ａ２ 焼却用空気
Ｄ 悪臭成分含有低発熱量廃棄物
Ｄ１ 可燃物
Ｄ２ 焼却灰
Ｇ１ 排ガス
Ｓ スチーム
Ｔ 水管群
Ｔ１ 水管
Ｔ２ ヒレ
Ｔ３ 入口側ヘッダ
Ｔ４ 出口側ヘッダ
Ｗ 水
Ｗ１ 温水

Claims (5)

1. 悪臭成分含有低発熱量廃棄物が乾燥部、焼却部を順次通過し、それぞれ乾燥、焼却が行われよう構成された悪臭成分含有低発熱量廃棄物の乾燥焼却方法であって、
   乾燥部（１０，１１０）に加熱空気（Ａ１）が導入され、悪臭成分低発熱量廃棄物（Ｄ）と接触した後、焼却用空気（Ａ２）として焼却部（２０）に導かれる
   ことを特徴とする、悪臭成分低発熱量廃棄物の乾燥焼却方法。
2. 乾燥部（１１０）における悪臭成分低発熱量廃棄物（Ｄ）の乾燥が間接熱交換によっても行われる
   ことを特徴とする請求項１に記載の、悪臭成分低発熱量廃棄物の乾燥焼却方法。
3. 前記加熱空気（Ａ１）が、常温の空気（Ａ）の、前記焼却部（２０）からの排ガス（Ｇ１）との間接熱交換によって得られる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の、悪臭成分低発熱量廃棄物の乾燥焼却方法。
4. 悪臭成分低発熱量廃棄物が、乾燥部、焼却部を順次通過し、それぞれ乾燥、冷却が行われよう構成された、悪臭成分低発熱量廃棄物の乾燥焼却装置であって、
   乾燥部（１０，１１０）に加熱空気（Ａ１）が導入され、悪臭成分低発熱量廃棄物（Ｄ）と接触した後、焼却用空気（Ａ２）として焼却部（２０）に導かれるよう構成されると共に、
   前記加熱空気（Ａ１）が得られるよう、前記焼却部（２０）からの排ガス（Ｇ１）との間接熱交換によって常温の空気（Ａ）を加熱する空気加熱部（３０）を備えている
   ことを特徴とする、悪臭成分低発熱量廃棄物の乾燥焼却装置。
5. 少なくとも焼却部（２０）は、前記乾燥によって得られた粒状の可燃物（Ｄ１）を載せて、一方向に移動させる格子体（２１）を備えており、その格子体（２１）を下から上へ通過した焼却用空気（Ａ２）が、前記粒状の可燃物（Ｄ１）と接触するよう構成されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の、悪臭成分低発熱量廃棄物の乾燥焼却装置。

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