JP2007238946A - 高含水有機物の炭化処理装置 - Google Patents
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Abstract
処理に必要な任意の温度及び量の燃焼排ガスを生成することができるようにした高含水有
機物の炭化処理方法及び装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 炭化処理の過程で発生する乾留ガスの全部又は一部を高含水有機物の乾燥
処理のための熱源として用い、炭化処理のための熱源としては、主として助燃料を用い、
又は一部について乾留ガス、残部について助燃料を用い、炭化処理に必要な任意の温度及
び量の燃焼排ガスを生成することができるようにすることとした。
【選択図】 図1
Description
理方法及び装置並びに白煙防止方法に関する。
を含有した有機物を乾燥処理した後、炭化処理するのが一般的である。
ここで、炭化処理の熱源としては、炭化処理の過程で発生する乾留ガスを燃焼させた燃
焼排ガスを用いることが一般的である(例えば、特開平11−37645号公報)。しか
し、このように乾留ガスを用いる場合、炭化温度が乾留ガスの量又はその発熱量に左右さ
れる。その結果、炭化の度合いが成り行きとなり、製品である炭化物の品質を不安定にし
てしまうといった問題があった。
一方、乾燥・炭化のプロセスで発生する排ガスを大気中に放出する際、白煙を防止する
目的で冷却除湿後(時として除湿なしで)、排ガスにより予熱した高温空気と混合してい
た。乾燥・炭化に要する熱源は、可能な限り回収し、有効利用を図ることが燃費向上の観
点からは必要である。ここで、白煙防止を行う場合、気象条件によって白煙条件が変動す
るにもかかわらず、ほぼ一定量の熱量を白煙防止用に使用せざるを得ず、結果的に必要以
上の熱量を白煙防止に用いることとなりがちであった。
されることがないように、炭化処理に必要な任意の温度及び量の燃焼排ガスを生成するこ
とができるようにした高含水有機物の炭化処理方法及び装置を提供することを目的とする
。また、本発明は、白煙防止のために過度の熱量を消費しなくても済むようにした白煙防
止方法を提供することを目的とする。
物を乾燥処理し、乾燥処理を経た後の高含水有機物を炭化処理するための高含水有機物の
炭化処理方法において、炭化処理の過程で発生する乾留ガスの全部又は一部を高含水有機
物の乾燥処理のための熱源として用い、炭化処理のための熱源としては、主として助燃料
を用い、又は一部について乾留ガス、残部について助燃料を用い、炭化処理に必要な任意
の温度及び量の燃焼排ガスを生成することができるようにしたことを特徴とする。
出される排ガスの白煙防止のために予熱した空気のうち、白煙防止に必要とされる一部を
白煙防止に用い、残部を炭化処理及び/又は乾燥処理に用いることを特徴とする。
乾燥処理するための乾燥装置と、乾燥処理を経た後の高含水有機物を炭化処理するための
炭化装置とを有する高含水有機物の炭化処理装置において、上記乾燥装置では、炭化処理
の過程で発生する乾留ガスの全部又は一部を高含水有機物の乾燥処理のための熱源として
用い、上記炭化装置では、炭化処理のための熱源として、主として助燃料を用い、又は一
部について乾留ガス、残部について助燃料を用い、炭化処理に必要な任意の温度及び量の
燃焼排ガスを生成することができるようにしたことを特徴とする。
出される排ガスの白煙防止のために予熱した空気のうち、白煙防止に必要とされる一部を
白煙防止に用い、残部を炭化処理及び/又は乾燥処理に用いることを特徴とする。
る排ガスの白煙防止のために予熱した空気のうち、白煙防止に必要とされる一部を白煙防
止に用い、残部を他の機器の熱源に用いることを特徴とする。
に、炭化処理に必要な任意の温度及び量の燃焼排ガスを生成することができるようにした
高含水有機物の炭化処理方法及び装置が提供される。また、本発明によれば、白煙防止の
ために過度の熱量を消費しなくても済むようにした白煙防止方法が提供される。
に係る高含水有機物の炭化処理方法を実施する装置の一実施の形態を示す模式図である。
本実施の形態では、高含水有機物として下水汚泥をその処理対象としている。図1に示す
ように、本実施の形態に係る炭化処理装置は、下水汚泥1を脱水する脱水機10と、下水
汚泥に熱風を直接接触させて乾燥する乾燥炉20と、乾燥させた下水汚泥を炭化処理する
外熱式ロータリーキルン型の炭化炉30と、炭化炉30で生成した乾留ガスを主に燃焼す
る燃焼炉40と、炭化炉30に加熱ガスを送る燃焼炉50とから主に構成されている。
できるものであれば特に限定されない。炭化炉30は、外熱式ロータリーキルン型のもの
が好適であるが、本発明の目的に適う限り、他の形態の炭化炉とすることもできる。
ンプ(図示省略)によって汚泥を圧送できる配管などが好ましい。
乾燥炉20と炭化炉30とはライン21で接続されており、このライン21は乾燥した
汚泥を搬送できるコンベアなどが好ましい。
乾燥炉20と燃焼炉40とは、循環ガス予熱器22を介して空気流路的にライン23で
接続されている。
イン31で接続されている。このライン31には乾留ガス中から炭化物を分離除去するサ
イクロン32が設けられている。サイクロン32の底部と炭化炉30の炭化物出口には、
炭化物を排出するライン33とライン34とがそれぞれ設けられている。
るためのライン43で接続されている。ライン43は、ライン44、ライン45に分岐し
、循環ガス予熱器22の内部を経たライン45からのガス流路は、ライン37に合流し、
以後このライン37は、順に空気予熱器38、ガス冷却塔39、バグフィルタ46、及び
煙突47を結ぶ配管として構成されている。燃焼炉40には、ファン48が設置され、燃
焼用空気を内部に送り込むことができるように構成されている。
燃焼炉50には、もっぱらLNG(天然ガス)又は重油等の化石燃料といった助燃料の
みが供給され、乾留ガスは、全く供給されないか、必要な熱源の一部として供給される。
また、燃焼用空気としては、ライン53により循環されるガス及びライン61からの予熱
された空気が供給される。このライン61からの空気はもともと、ライン62を通して、
煙突47に白煙防止用にのみ供給されていた空気である。
る方法の一実施の形態を説明する。
先ず、脱水機10に下水汚泥1を導入し、下水汚泥1の水分が約80%になるぐらいま
で脱水する。なお、本発明で対象となる汚泥は、炭化処理により固体燃料化できる有機性
の汚泥であれば下水汚泥に限定されるものではなく、例えば、食品汚泥、製紙汚泥、ビル
ピット汚泥、消化汚泥、活性汚泥なども適用でき、他の高含水有機物に適用することがで
きる。
%位になるまで乾燥する。乾燥炉20での乾燥は、ライン44から導入される燃焼排ガス
を、汚泥に直接接触させることにより行う。なお、乾燥に必要な量以上の燃焼排ガスは、
ライン45の系統に送られる。乾燥させた汚泥は、ライン21を介して炭化炉30に導入
する。
処理を行い、乾留ガスと固体燃料である炭化物6とを生成する。乾留ガスは、ライン31
を介して燃焼炉40、ライン31´を介して燃焼炉50に導入する。
燃焼用空気で燃焼し、得られる加熱ガスを炭化炉30の外筒に供給することにより行う。
加熱ガスは、汚泥に直接には接触しない。なお、ライン61からの空気は、空気予熱器3
8での排ガスとの熱交換により加熱されている。燃焼炉50には、乾留ガスを一部加えて
も良いが、あくまで、主体となるのは助燃料である。炭化温度が乾留ガスの量又はその発
熱量に左右されることがないように、炭化処理に必要な任意の温度及び量の燃焼排ガスを
生成することができるようにするためである。
加熱した排ガスと、ファン48で供給される燃焼用空気、LNG又は重油等の化石燃料と
いった助燃料、及び炭化炉30からの乾留ガスが供給される。燃焼炉40には、このよう
に助燃料も供給されるが、これは、温度を850℃以上に保つために最低必要な量を加え
る。これによってダイオキシンの発生を防ぐためである。
(燃焼排ガス)を供給する燃焼炉40でもっぱら乾留ガスを燃焼させ、炭化炉30の熱源
を供給する燃焼炉50でもっぱら助燃料を燃焼させるようにしている。すなわち、燃焼炉
を少なくとも2系統設け、炭化物の品質を安定に保っている。
を制御するためには、炭化炉30の外筒に供給する熱風の温度・量、原料の供給量、炭化
炉30の内部での原料の攪拌強度・移動速度等の一つ又は幾つかの組み合わせを制御すれ
ばよい。特に、炭化物を燃料として用いる場合には、その燃料としての価値を左右する、
発熱量・燃料比・灰分割合等を適正(な範囲)に制御する必要があり、そのためには、温
度の制御ができることが不可欠である。本実施の形態から明らかなように、本発明では、
乾留ガス化ガスの性状・量及び炭化炉に供給する原料の性状(水分量、発熱量、有機物の
割合等)に左右されず、炭化物の品質を安定にコントロールできる。
て得られるとともに、サイクロン32において乾留ガス中から分離除去されライン34を
介して回収することができる。このようして得られた炭化物6は、石炭焚きボイラ(図示
省略)に供給し、石炭とともに混焼して火力発電に用いることができる。
冷却され、バグフィルタ46によって除塵された後、排煙処理塔(湿式スクラバー)55
にて洗煙・減湿された後、煙突47から排出される。なお、誘引ファン56で、燃焼排ガ
スを誘引する。ここで、従来、白煙防止のため、空気予熱器38での燃焼排ガスとの熱交
換により加熱された空気が、煙突47に供給されていた。本発明では、ライン62に全て
の空気を導入するのではなく、ライン61のように分岐して燃焼炉50に送り込んでいる
。勿論この空気は、燃焼炉40等の他の機器に供給することもできる。
することが必要である。しかし、気象条件によっては、必要以上の熱量を白煙防止用熱源
として回収し捨てることとなってしまっていた。例えば、東京都区部・横浜市の場合は、
0℃相対湿度100%が白煙防止条件であれば、年間のほとんどの期間に亘って必要以上
の熱を外部に捨ててしまうことになっていた。本発明によれば、白煙防止に必要な熱量(
熱風量)を上回る熱(熱風)を乾燥処理及び/又は炭化処理の熱源の全部又は一部に用い
ることができ、燃費の向上を図ることができる。
6 炭化物
10 脱水機
20 乾燥炉
22 循環ガス予熱器
30 炭化炉
32 サイクロン
38 空気予熱器
39 ガス冷却塔
40 燃焼炉
47 煙突
50 燃焼炉
Claims (5)
- 高含水有機物を乾燥処理し、乾燥処理を経た後の高含水有機物を炭化処理するための高
含水有機物の炭化処理方法において、炭化処理の過程で発生する乾留ガスの全部又は一部
を高含水有機物の乾燥処理のための熱源として用い、炭化処理のための熱源としては、主
として助燃料を用い、又は一部について乾留ガス、残部について助燃料を用い、炭化処理
に必要な任意の温度及び量の燃焼排ガスを生成することができるようにしたことを特徴と
する高含水有機物の炭化処理方法。 - 煙突から排出される排ガスの白煙防止のために予熱した空気のうち、白煙防止に必要と
される一部を白煙防止に用い、残部を炭化処理及び/又は乾燥処理に用いることを特徴と
する請求項1の高含水有機物の炭化処理方法。 - 高含水有機物を乾燥処理するための乾燥装置と、乾燥処理を経た後の高含水有機物を炭
化処理するための炭化装置とを有する高含水有機物の炭化処理装置において、上記乾燥装
置では、炭化処理の過程で発生する乾留ガスの全部又は一部を高含水有機物の乾燥処理の
ための熱源として用い、上記炭化装置では、炭化処理のための熱源として、主として助燃
料を用い、又は一部について乾留ガス、残部について助燃料を用い、炭化処理に必要な任
意の温度及び量の燃焼排ガスを生成することができるようにしたことを特徴とする高含水
有機物の炭化処理装置。 - 煙突から排出される排ガスの白煙防止のために予熱した空気のうち、白煙防止に必要と
される一部を白煙防止に用い、残部を炭化処理及び/又は乾燥処理に用いることを特徴と
する請求項3の高含水有機物の炭化処理装置。 - 煙突から排出される排ガスの白煙防止のために予熱した空気のうち、白煙防止に必要と
される一部を白煙防止に用い、残部を他の機器の熱源に用いることを特徴とする白煙防止
方法。
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- 2007-03-16 JP JP2007068201A patent/JP4594344B2/ja not_active Expired - Lifetime
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