JP2005246159A

JP2005246159A - 乾燥機の排気ガス用脱臭装置

Info

Publication number: JP2005246159A
Application number: JP2004057254A
Authority: JP
Inventors: Takanori Iima; 孝則飯間; Tadatoshi Nishimura; 忠敏西村
Original assignee: MARUMI KK
Current assignee: MARUMI KK
Priority date: 2004-03-02
Filing date: 2004-03-02
Publication date: 2005-09-15

Abstract

【課題】乾燥機からの高温かつ水蒸気を含む排気ガス中の臭気を確実に脱臭することができるとともに、装置としての安全性に優れた乾燥機の排気ガス用脱臭装置を実現する。
【解決手段】乾燥機より排出された排気ガスを流入する外郭ケース１０の内部に、乾燥機からの排気ガスに含まれる臭気を脱臭するための、ペレット状のソフト・セラミックスが充填された通気性を有する充填容器からなる脱臭器２０を配設する。ソフト・セラミックスは、フライアッシュを主材料として、これに酸化チタン、ニッケル、石膏、珪素、アルミナ、酸化鉄、マグネシウム、カリウム、リンおよびストロンチウムを添加したものを用いる。充填容器に充填されたペレット状のソフト・セラミックスを加熱するバーナ４０を配設する。外郭ケース１０上端の排出口１５に、一端が吸引ブロワ６０と接続された排気路５０の他端を接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、乾燥機の排気ガス用脱臭装置に関する。具体的には、乾燥機より排出される、高温かつ水蒸気を含む排気ガス中の臭気を確実に脱臭することができるとともに、装置としての安全性に優れ、しかも、小型で効率良く臭気を脱臭することが可能な乾燥機の排気ガス用脱臭装置を提供せんとするものである。

食物残滓や汚泥などの含水物質は、搬送上・処理上の便宜を図るため、乾燥機を用いて乾燥することにより、脱水軽量化することが行われている。しかし、乾燥機からの排気ガスの中には臭気が含まれており、これによる大気汚染や悪臭が周囲環境の悪化を招くことから、この種の乾燥機より排出される臭気に対する対策が、従前より強く望まれている。

そこで、従来より提案されている脱臭装置の構成例を、図６に示し説明する（従来例１、特開２００２−２３３７２９号公報参照）。ここで、図６は、この従来例１の構成概念を示す概念図である。

図６において、下水処理場などから発生する臭気ガスは、ファン１１０の駆動により、経路途中に流量計１０９および加温装置１０８を備えた送入路を介して、脱臭槽１０１内に、その下部から送入される。ここにおける脱臭槽１０１は、水分検出器１０４、ｐＨ検出器１０６および温度検出器１０５が備えられ、その内部には、フライアッシュ（石炭灰）を材料とした繊維状あるいは綿状のフライアッシュ・ファイバーの造粒物と、微生物含有物質とを必須成分とし、含水率が40〜80％に調整された脱臭材を充填した充填層１０２が形成されている。

この充填層１０２には、充填された脱臭材が所定の含水率およびｐＨ値となるように、自動制御の下、ポンプ１０７の駆動により、散水装置１０３から散水され、あるいは緩衝溶液などが適宜散布されるようになっている。

以上のように構成された脱臭装置によると、フライアッシュ・ファイバーを菌床とする微生物は、その増殖が盛んとなり活動が活発化して、臭気ガスの分解作用が促進され、これにより臭気ガスの無臭化が達成されることになる。

以上説明した従来例１の他にも、電熱により加熱された白金系の熱触媒に臭気ガスを接触させて臭気ガスを脱臭する脱臭装置（従来例２、特開２００１−２５９００６号公報参照）や、合金製の電熱線の表面にアルミナ層を形成し、このアルミナ層の表面に白金を塗布して、通電された電熱線からの熱を受けた白金の触媒効果により、臭気ガスを脱臭する脱臭装置（従来例３、特開２００１−２８６５４０号公報参照）なども提案されている。
特開２００２−２３３７２９号公報特開２００１−２５９００６号公報特開２００１−２８６５４０号公報

乾燥機に用いられる乾燥方式の中には、高温かつ大風量の熱風を乾燥室内に噴射して、粉体物を還流させて乾燥する連続瞬間処理方式と呼ばれるものがある。この瞬間乾燥処理方式による乾燥機からの排気ガスに含まれる臭気に対して、図６に示した従来例１を用いるとすると、つぎのような解決すべき課題がある。すなわち、乾燥機より排出される排気ガスは、90〜100℃という高温であることから、フライアッシュ・ファイバーに固着している微生物は死滅してしまう。微生物が死滅すれば、微生物による臭気ガスの分解作用は行われなくなり、したがって脱臭効果は得られないことになる。以上のような解決すべき課題が、図６に示した従来例１にはあった。

他方、各従来例２，３は、ともに電熱手段を用いている。しかし、乾燥機より排出される排気ガスには、水蒸気が含まれている。そのため、従来例２，３によると、これらを乾燥機の排気ガスの脱臭に用いた場合、漏電の危険性があって装置としての安全性に欠けるとともに、触媒として用いる白金に水滴が付着して、その使用が不可能になるという未解決の課題があった。また、過大な風量が必要であることから、装置が大型となって占有面積が大きくなってしまい、狭小なスペースでは使用することができないという解決すべき課題もあった。

そこで、従来の脱臭装置が包蔵する上記諸種の課題に鑑み、本願発明者は、乾燥機からの排気ガスに含まれる臭気に対する有効な方策について考究した結果、つぎのような手段を案出するに至った。すなわち、乾燥機からの排気ガスを流入する外郭ケースの内部に、乾燥機からの排気ガスに含まれる臭気を脱臭するための、ペレット状のソフト・セラミックスが充填された通気性を有する充填容器からなる脱臭器を配設する。ソフト・セラミックスは、フライアッシュを主材料として、これに酸化チタン、ニッケル、石膏、珪素、アルミナ、酸化鉄、マグネシウム、カリウム、リンおよびストロンチウムを添加したものを用いる。そして、充填容器に充填されたペレット状のソフト・セラミックスを加熱する加熱手段を配設する。以上のような手段を用いるようにした。

本発明によるならば、図６に示した従来例１におけるような高温下では死滅してしまう微生物を構成要素としていないので、乾燥機より排出される高温の排気ガスに含まれる臭気であっても、確実有効に脱臭することができる。また、従来例２，３におけるような水分が存在すると漏電の危険性がある電熱手段を用いていない結果、水蒸気を含む乾燥機からの排気ガスに対して、装置としての安全性を充分に確保することが可能となる。さらに、過大な風量を必要としないことから、装置の小型化が可能である。すなわち、装置の占有面積を小さくすることができるため、狭小なスペースであっても設置して使用できる利点がある。したがって、本発明によりもたらされる効果は、実用上極めて大きい。

本発明を実施するための最良の形態を、図１に示し説明する。ここで、図１は、本発明による乾燥機の排気ガス用脱臭装置の構成を示す、一部を切欠いた斜視図である。

図１において、１０は、角筒状に形成された中空構造の、耐熱性を有する材料を用いた外郭ケースである。この外郭ケース１０の下部には、図示されてはいない乾燥機に付設された、粉体と気体とを分離するサイクロンからの排気ガスを、外郭ケース１０内に導入するための角錐台状のガス導入部１２が形成されており、その下端に、サイクロンの排気口と接続して、その排気ガスを外郭ケース１０内に流入させる流入口１１が設けられている。

他方、外郭ケース１０の上部には、脱臭された乾燥機からの排気ガスを、外郭ケース１０の外部に案内するための角錐台状の排気案内部１４が形成されており、その上端に、一端が吸引ブロワ６０と接続された断面方形状の排気路５０の他端と接続する排出口１５が設けられている。

これらのガス導入部１２と排気案内部１４との間の立方体状の部分は、乾燥機からの排気ガスに含まれる臭気を脱臭するための脱臭器２０を収容する脱臭器収容部１３を形成している。この脱臭器収容部１３の内部に収容される脱臭器２０は、図示されてはいない支持部材に支持されて収容されている。ここで、脱臭器２０の構成の詳細については、図１では図示を省略しており、その詳細は図２ないし図４に示されている。

図２（斜視図）において、脱臭器２０は、ペレット状のソフト・セラミックス３０，３０Ｂと、これを充填する耐熱性を有する材料を用いた充填容器２１とからなり、充填容器２１は、良好な通気性を確保するために籠状に形成され、そのサイズは、脱臭器収容部１３の容積より幾分小さいものとなっている。

この籠状の充填容器２１の形状は、升状であり、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である図３（ａ）に示すように、縦断面がコ字状に形成され、図３（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である図３（ｂ）に示すように、横断面がロ字状に形成されている（ソフト・セラミックス３０，３０Ｂの大きさは、説明の便宜上、誇張して図示している）。また、充填容器２１の水平部２２（図３（ａ））の厚さＴｈは、本実施の形態においては60mmであり、垂直部２３の厚さＴｖは50mmである。水平部２２および垂直部２３の各厚さＴｈ，Ｔｖは、臭気の種類（臭気の成分）に応じて、40〜60mmの範囲で設定する。

図２において、充填容器２１の一側面下部には、バーナ４０（図１）の火炎を噴出するノズル４１を挿入する半楕円状のノズル挿入口２４が設けられており、ここに挿入されたバーナ４０のノズル４１からの火炎は、図３（ａ）における破線が示すように、吸引ブロワ６０の吸引力により炎の先端が上向きとなって、充填容器２１により囲まれた空隙部Ｓ全体を満たすようにして吹き出る。なお、用いるバーナ４０は、ガス・バーナ、灯油バーナあるいは重油バーナのいずれであってもよい。

このように構成された充填容器２１の中には、多数のソフト・セラミックス３０，３０Ｂが、充填容器２１の内部全体を埋め尽くすようにして充填されている。本発明におけるソフト・セラミックス３０，３０Ｂは、フライアッシュを主材料として、これに酸化チタン、ニッケル、石膏、珪素、アルミナ、酸化鉄、マグネシウム、カリウム、リンおよびストロンチウムを添加したものである。これらの材料を所定の混合比率で混合し、所定の気孔率に焼成してなるソフト・セラミックス３０，３０Ｂは、顕著な臭気吸着の作用効果を奏するとの実験結果を得ている。

上記各材料の混合比率は、本実施の形態においては、フライアッシュが83.5重量％、酸化チタンが1.5重量％、ニッケルが３重量％、石膏が３重量％、珪素が2.5重量％、アルミナが2.5重量％、酸化鉄が2.5重量％、マグネシウム・カリウム・リンおよびストロンチウムが合わせて1.5重量％である（マグネシウム等の４材料は、これらを合わせたものが1.5重量％であれば、４材料間の混合比率はとくに問われない）。この混合比率によるソフト・セラミックス３０，３０Ｂは、界面活性剤であるカルボキシメチルセルロースを加えて嵩比重0.5〜0.6の範囲において1100℃で気孔率20〜30％に焼成したものが好ましい。

このようなソフト・セラミックス３０，３０Ｂは、本実施の形態においては、図４（ａ）（斜視図）に示すように、円柱状に形成されている。そして、直径φおよび長さＬともに６mmのソフト・セラミックス３０と、直径φおよび長さＬともに12mmのソフト・セラミックス３０Ｂの２種類が、図４（ｂ）に示すように、混在するようにして用いられている。２種類のサイズのソフト・セラミックス３０，３０Ｂを使用しているのは、その混合割合を変えることにより、乾燥機からの排気ガスの脱臭器２０の透過率を、臭気の種類に応じて適宜調整することができる点で好ましいことによる（小さいサイズのソフト・セラミックス３０の混合割合を大きくすると、ソフト・セラミックス３０，３０Ｂどうしの間の空隙は小さくなり、乾燥機からの排気ガスの透過率は小さくなる）。

なお、ソフト・セラミックス３０，３０Ｂの形状は、円柱状に限られるものではないが、円柱状のほうが搬送などの際に割れにくく、また、加熱されて熱膨張してもソフト・セラミックス３０，３０Ｂどうしの間の空隙が失われずに通気性が確保される点で好適である。また、用いるソフト・セラミックス３０，３０Ｂのサイズは、臭気の種類や充填容器２１のサイズに応じて適宜設定する。

以上のように構成された脱臭器２０は、外郭ケース１０の脱臭器収容部１３内に、カートリッジ式に取り出し自在に配設されている。したがって、装置のメンテナンスも極めて容易であり、また、臭気の種類に対応した脱臭器２０と随意交換することも可能である。

つぎに、以上のように構成された本装置を使用して、乾燥機からの排気ガスの中に含まれる臭気を脱臭する方法について説明する。

図１において、まず、図示されてはいない乾燥機に付設のサイクロンの排気口に、本装置の外郭ケース１０下端の流入口１１を接続する。そのうえで、バーナ４０に点火して、ノズル４１より噴出する火炎により、脱臭器２０の充填容器２１（図２）内に充填されたソフト・セラミックス３０，３０Ｂの温度を、例えば約500℃まで上昇させる（温度は、臭気の種類に応じて、150〜800℃の範囲で設定する）。併せて、吸引ブロワ６０を駆動させる。

そこで、例えば含水率が50〜80％の粉体を収容した乾燥機を始動させる。乾燥機の送風ファンと本装置の吸引ブロワ６０の駆動による合成風量は、本願発明者が行った実験においては、最大14ｍ³／分である。すなわち、乾燥機からの排気ガスの排出量は、最大14ｍ³／分である。

乾燥機が始動すると、乾燥機からの排気ガスは、サイクロン、外郭ケース１０の流入口１１およびガス導入部１２を介して、脱臭器２０に導かれる。脱臭器２０に導かれた排気ガス中の臭気は、充填容器２１に充填されたソフト・セラミックス３０，３０Ｂに吸着して、その通過が阻止される。同時に、ソフト・セラミックス３０，３０Ｂは、加熱され高温の赤熱状態となることにより、熱分解作用が促進され、湯煙と臭気が接触分解する。その場合、乾燥機からの排気ガス中の高温の水蒸気に含まれる臭気も脱臭される。また、乾燥機からの排気ガスの温度が低い場合は、これに含まれる臭気の分解は速く、強度の臭気も大量に脱臭することが可能である。

このようにして脱臭器２０により脱臭され、湯煙が消滅した乾燥機からの排気ガスは、外郭ケース１０の排気案内部１４を通り、排出口１５に接続された排気路５０を介して、これと接続された吸引ブロワ６０の排気口６１より排出されることになる。なお、吸引ブロワ６０より排出される排気は高温であることから、吸引ブロワ６０の排気口６１に熱交換器を接続するようにしてもよい。

図５は、本装置を用いて行った実験の結果を示すものである。ここで、実験においては、臭気元としてイカ油、さなぎ粉およびぬかを撹拌混合したものを使用した。また、ソフト・セラミックス３０，３０Ｂを加熱するバーナ４０として、発生熱量が35000calのガス・バーナを用い、設定された試験時間である60分間に使用されたガス量は、1.336ｍ³である。
吸引ブロワ６０の駆動による排気ガスの排出風量は、14ｍ³／分である。なお、使用した測定機器は、神栄株式会社製の「においモニターＯＭＸ−ＧＲ」であり、測定点は、臭気元の排出口から水平距離１ｍ、高さ1.5ｍである。

図５では、バーナ４０に点火されてから10分毎のデータが示されており、バーナ４０に点火してから60分後には、96％以上の臭気が除去されて、測定機器がにおい計数として示す「指示計数値」は、「114」から「４」へと著しく低下している。ここから明らかなように、本装置は臭気に対して極めて有効であり、優れた脱臭効果を有している。

以上においては、外郭ケース１０が角筒状である場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。その他にも、外郭ケース１０を例えば円筒状に形成し、その内部に収容する脱臭器２０をドラム状に形成する場合にも、本発明は適用され得るものである。

また、ソフト・セラミックス３０，３０Ｂの組成材料の混合比率が、フライアッシュが83.5重量％、酸化チタンが1.5重量％、ニッケルが３重量％、石膏が３重量％、珪素が2.5重量％、アルミナが2.5重量％、酸化鉄が2.5重量％、マグネシウム・カリウム・リンおよびストロンチウムが合わせて1.5重量％である場合を、一例として説明した。しかし、本発明は、これに限られるものではない。フライアッシュが80〜90重量％、酸化チタンが１〜３重量％、ニッケルが２〜３重量％、石膏が２〜３重量％、珪素が１〜３重量％、アルミナが１〜３重量％、酸化鉄が２〜３重量％、マグネシウム・カリウム・リンおよびストロンチウムが合わせて１〜２重量％の範囲において、本発明は適用し得るものである。

さらに、本装置の使用方法として、乾燥機に付設された、粉体と気体とを分離するサイクロンの排気口に、外郭ケース１０下端の流入口１１を接続する場合について説明した。しかし、サイクロンを介さずに外郭ケース１０の流入口１１を乾燥機の排気口に直接に接続して本装置を使用しても、すなわち、乾燥機が排出する排気ガスに含まれる粉塵を外郭ケース１０内に流入させても、本装置で用いるソフト・セラミックス３０，３０Ｂは良好な集塵作用を有するので、集塵と粉塵に含まれる臭気の脱臭とを、ともに達成することが可能である。

本発明による乾燥機の排気ガス用脱臭装置の構成を示す、一部を切欠いた斜視図である。図１に示した脱臭器の構成を示す斜視図である。図２に示した脱臭器の断面図である。図２および図３に示したソフト・セラミックスの構成を示す構成図である。図１に示した装置を用いての実験結果を示すデータ表示図である。従来例１の構成概念を示す概念図である。

符号の説明

１０外郭ケース
１１流入口
１２ガス導入部
１３脱臭器収容部
１４排気案内部
１５排出口
２０脱臭器
２１充填容器
２２水平部
２３垂直部
２４ノズル挿入口
３０，３０Ｂソフト・セラミックス
４０バーナ
４１ノズル
５０排気路
６０吸引ブロワ
６１排気口
１０１脱臭槽
１０２充填層
１０３散水装置
１０４水分検出器
１０５温度検出器
１０６ｐＨ検出器
１０７ポンプ
１０８加温装置
１０９流量計
１１０ファン
Ｓ空隙部

Claims

乾燥機からの排気ガスを流入するためのケース手段（１０）と、
前記ケース手段の内部に配設された、前記乾燥機からの排気ガスに含まれる臭気を脱臭するための、ペレット状のソフト・セラミックス（３０，３０Ｂ）が充填された通気性を有する充填容器（２１）からなる脱臭手段（２０）と、
前記充填容器に充填された前記ペレット状のソフト・セラミックスを加熱するための加熱手段（４０）とを
具備した乾燥機の排気ガス用脱臭装置。
前記脱臭手段により前記臭気が脱臭された前記乾燥機からの排気ガスを前記ケース手段より排出するためのブロワ手段（６０）が付設されたものである請求項１記載の乾燥機の排気ガス用脱臭装置。
前記ペレット状のソフト・セラミックスが、フライアッシュ、酸化チタン、ニッケル、石膏、珪素、アルミナ、酸化鉄、マグネシウム、カリウム、リンおよびストロンチウムからなり、その混合比率が、それらの総重量に対して、前記フライアッシュが80〜90重量％、前記酸化チタンが１〜３重量％、前記ニッケルが２〜３重量％、前記石膏が２〜３重量％、前記珪素が１〜３重量％、前記アルミナが１〜３重量％、前記酸化鉄が２〜３重量％、前記マグネシウムと前記カリウムと前記リンと前記ストロンチウムとを合わせたものが１〜２重量％の範囲にあるとともに、気孔率が20〜30％の範囲で焼成したものである請求項１または２記載の乾燥機の排気ガス用脱臭装置。