JP2008281264A

JP2008281264A - 含水廃棄物の乾燥処理装置および方法

Info

Publication number: JP2008281264A
Application number: JP2007125117A
Authority: JP
Inventors: Kiyomi Yoshimura; 清己吉村; Kimio Yoshimura; 公男吉村; Yoshiteru Koga; 義照古賀
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-05-10
Filing date: 2007-05-10
Publication date: 2008-11-20

Abstract

【課題】回転負荷が小さくなってエネルギー効率が向上するとともに設備の損耗が少なく、乾燥時間も短縮することができる含水廃棄物の乾燥処理装置を提供する。
【解決手段】加熱槽１内に被処理物を第１の進行方向に移動させながら攪拌する第１スクリュー羽根２が取り付けられた２本の第１水平軸３が並設され、上記並設された２本の第１水平軸３よりも加熱槽１の底部側に、上記第１スクリュー羽根２とは逆の第２の進行方向に被処理物を移動させる第２スクリュー羽根４が設けられた第２水平軸５が配置され、上記２本の第１水平軸３の回転で加熱槽１内に投入された被処理物を第１の進行方向に移動させるとともに攪拌しながら加熱し、第２水平軸５の回転で被処理物を第２の進行方向に移動させて戻すように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、水分含有率が高い廃棄物（被処理物）の処理に適した含水廃棄物の乾燥処理装置および方法に関するものである。

食品加工残渣や生ゴミ、家畜糞尿、焼酎廃液、汚泥、エチゼンクラゲのような大量発生した不用捕獲物等の廃棄物は、水分含有率が高いのでそのままの状態では処理が困難である。従って、近年、これらの廃棄物は水分を蒸発させる熱処理装置を用いて処理されることが多い。このような熱処理装置として、加熱処理槽内に２本の水平の回転軸を並設し、各回転軸に有機性廃棄物を撹拌するとともに回転軸方向にも送る撹拌羽根を複数取付け、しかも各回転軸に取付ける撹拌羽根の軸方向の送り方向を反対とした装置が提案されている（例えば、下記の特許文献１）。
特開２００５−１６２４９７号公報

しかしながら、上記装置では、水分含有率の高い被処理物を２本の水平軸方向に強く送りながら攪拌を行なうため、水平軸に対する回転負荷が高いという問題がある。特に、生乾きの状態では被処理物の粘度が高くなって一層回転負荷が高くなる。このため、エネルギー効率が悪く、水平軸や軸受、駆動装置及び駆動伝達連結部等の損耗度合も大きいという問題がある。また、上記のように、２本の水平軸の回転で被処理物を軸方向に送る動作では、被処理物の破砕効果が期待できず、大きな被処理物が投入されたときに、乾燥に非常に時間がかかってしまうという問題もある。

本発明は、上記のような事情に鑑みなされたもので、回転負荷が小さくなってエネルギー効率が向上するとともに設備の損耗が少なく、乾燥時間も短縮することができる含水廃棄物の乾燥処理装置および方法を提供することをその目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の含水廃棄物の乾燥処理装置は、加熱槽内に被処理物を第１の進行方向に移動させながら攪拌する第１スクリュー羽根が取り付けられた２本の第１水平軸が並設され、上記並設された２本の水平軸よりも加熱槽の底部側に、上記第１スクリュー羽根とは逆の第２の進行方向に被処理物を移動させる第２スクリュー羽根が設けられた第２水平軸が配置され、上記２本の第１水平軸の回転で加熱槽内に投入された被処理物を第１の進行方向に移動させるとともに攪拌しながら加熱し、第２水平軸の回転で被処理物を第２の進行方向に移動させて戻すように構成されていることを要旨とする。

また、上記目的を達成するため、本発明の廃棄物の熱処理方法は、加熱槽内に被処理物を同じ第１の進行方向に移動させながら攪拌する第１スクリュー羽根が取り付けられた２本の第１水平軸を並設し、上記並設された２本の第１水平軸よりも加熱槽の底部側に、上記第１スクリュー羽根とは逆の第２の進行方向に被処理物を移動させる第２スクリュー羽根が設けられた第２水平軸を配置し、上記２本の第１水平軸の回転で加熱槽内に投入された被処理物を第１の進行方向に移動させるとともに攪拌しながら加熱し、第２水平軸の回転で被処理物を第２の進行方向に移動させて戻すことを要旨とする。

すなわち、本発明は、上記２本の第１水平軸の回転で加熱槽内に投入された被処理物を第１の進行方向に移動させるとともに攪拌しながら加熱し、第２水平軸の回転で被処理物を第２の進行方向に移動させて戻す。このため、２本の第１水平軸に設けられた第１スクリュー羽根と第２水平軸に設けられた第２スクリュー羽根との間で被処理物の破砕効果が得られ、大きな被処理物を細かく破砕しながら乾燥できて、乾燥に要する時間を大幅に短縮できる。

本発明において、上記第１スクリュー羽根は、第１水平軸との間に被処理物の通過空間を形成するよう固定された螺旋板である場合には、第１スクリュー羽根による被処理物の移動量が少なくなり、１つの第２スクリュー羽根との移動量の均衡がとれて均一に攪拌できる。また、第１水平軸の回転負荷が大幅に小さくなり、エネルギー効率が向上するとともに設備の損耗も少なくできる。

本発明において、上記第１スクリュー羽根には、被処理物を掬い上げて攪拌する攪拌羽根が設けられている場合には、第１水平軸の回転負荷をそれほどあげることなく被処理物を効果的に攪拌して空気と接触させ、乾燥時間を短縮することができる。

本発明において、上記各第１水平軸には、加熱槽の壁面に付着した被処理物を掻き取る掻き取り部材が取り付けられている場合には、上記第１の進行方向に送られて加熱槽の壁面近傍に付着した被処理物が掻き取られるため、加熱槽壁面に被処理物が体積して第１水平軸の回転抵抗が高くなるのが防止される。

本発明において、上記加熱槽内に被処理物とともにセラミックボールを投入し、被処理物とともにセラミックボールを移動させ攪拌しながら加熱する場合には、セラミックボール同士の間や、セラミックボールと第１および第２スクリュー羽根の間、あるいはセラミックボールと加熱槽内壁面の間等において被処理物が擂られて細かく破砕されるため、乾燥時間を大幅に短縮することができる。また、セラミックボールが第１および第２スクリュー羽根や加熱槽内壁面に擦れることから、第１および第２スクリュー羽根や加熱槽内壁面に被処理物が付着するのが防止され、常に清浄な状態で運転することができる。さらに、セラミックボールが蓄熱材として機能することから熱効率が大幅に向上する。

つぎに、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１〜図４は、本発明の含水廃棄物の乾燥処理装置の一実施形態を示す図である。この装置は、被処理物である廃棄物が投入される加熱槽１内に、被処理物を第１の進行方向に移動させながら攪拌する第１スクリュー羽根２が取り付けられた２本の第１水平軸３が並設されている。また、上記並設された２本の第１水平軸３よりも加熱槽１の底部側に、上記第１スクリュー羽根２とは逆の第２の進行方向に被処理物を移動させる第２スクリュー羽根４が設けられた第２水平軸５が配置されている。

より詳しく説明すると、上記加熱槽１は、内壁１２と外壁１３による２重構造となっており、上記内壁１２と外壁１３に挟まれた領域が熱風を流通させる熱風流通層１１に形成されている。熱風導入口１４から熱風流通層１１に燃焼炉等から排出された熱風を導入して流通させることにより加熱槽１内を加熱するようになっている。また、上記加熱槽１の側壁、底部、天井部は、それぞれ断熱材２０で覆われている。さらに、上記加熱槽１の熱風流通層１１側の内壁１２には、ヒータ２１が設けられ、装置の起動時に加熱槽１内の昇温を補助するようになっている。

上記加熱槽１の上部側面には、加熱槽１内に被処理物を投入するための投入部２７が設けられている。この例では、被処理物の新規投入を装置の上部からでは無く、サイドから手動又は自動的に投入できるようになっているため、装置の上部での高所作業が無いため安心、安全である。

上記熱風流通層１１内を流通した熱風は、熱風誘引ファン１６によって吸引されて熱風排出口１５から排出され、加熱槽１内に投入された被処理物と接触させるための処理ガスとして処理ガス導入口１８から加熱槽１内に導入される。加熱槽１内で攪拌される被処理物と接触した処理ガスは、処理ガス誘引ファン１７で吸引されて処理ガス排出口１９から排出され、図示しない排ガス処理装置に送られる。このように、加熱槽１内は処理ガス誘引ファン１７で常時誘引されていることから、処理中は加熱槽１内が常に大気圧以下であるため、投入口２７から悪臭や処理ガスが漏れ出すことが無く、安全、衛生的に新規の被処理物の投入ができる。

このように、加熱槽１の周囲に設けられた熱風流通層１１内に導入して加熱に利用した熱風を、再び加熱槽１内に導入して被処理物と接触させ被処理物の乾燥処理に利用することから、熱風の熱エネルギーを効率的に利用してエネルギー効率を高めるほか、乾燥時間の短縮にも有利である。

上記２本の第１水平軸３は、加熱槽１の深さ方向の中位程度の高さ位置に並設されている。上記第１水平軸３には、被処理物を第１の進行方向に移動させながら攪拌する第１スクリュー羽根２が取り付けられている。上記第１スクリュー羽根２は、第１水平軸３との間に被処理物の通過空間２２を形成するよう固定された螺旋板である。

すなわち、上記第１スクリュー羽根２は、上記第１水平軸３に取りつけられたラジアル方向に延びる複数の支持アーム２３により、水平軸とは通過空間２２となる所定距離を隔てた状態で固定され、長手方向に螺旋状を描くように配置されている。また、上記第１スクリュー羽根２および支持アーム２３には、被処理物を掬い上げて攪拌する攪拌羽根２４が設けられている。

上記両第１水平軸３は、加熱槽１の壁面部で軸支されて第１モータ２６で同じ方向に回転される。上記第１水平軸３を回転させることにより、第１スクリュー羽根２が第１水平軸３を中心として回転し、第１スクリュー羽根２の回転により被処理物を第１水平軸３の長手方向に向かって移動させるとともに、攪拌羽根２４が被処理物を掬い上げて攪拌する。

このとき、上記第１スクリュー羽根２は、第１水平軸３との間に被処理物の通過空間２２を形成するよう固定された螺旋板であることから、被処理物の一部は螺旋板で進行方向に向かって送られるとともに、一部は通過空間２２を通過して送られないで滞留する。このため、被処理物の攪拌効果が高くなるうえ、第１水平軸３にかかる回転負荷も小さくなる。

さらに、上記各第１水平軸３の両端部すなわち加熱槽１の第１水平軸３を軸支する内壁面の近傍部には、加熱槽１の内壁面に付着した被処理物を掻き取る掻き取り部材としての掻き取り羽根２５ａ，２５ｂが取り付けられている。これにより、第１スクリュー羽根２で押されてきた被処理物が加熱槽１の内壁面に固着するのを防止するようになっている。

第１モータ２６側に配置された掻き取り羽根２５ａは、第１水平軸３が被処理物を第１モータ２６側に移動させる方向に回転したときに、移動してきた被処理物を反対向きに押し返す方向に羽根の向きが設定されている。また、第１モータ２６と反対側に配置された掻き取り羽根２５ｂは、第１水平軸３が被処理物を第１モータ２６と反対側に移動させる方向に回転したときに、移動してきた被処理物を第１モータ２６側に押し返す方向に羽根の向きが設定されている。このように、第１水平軸３を軸支する内壁面に向かって移動してきた被処理物を反対側に押し返すよう羽根の向きが設定されていることから、上記内壁面への被処理物の付着が防止される。

上記第２水平軸５は、上記２本の第１水平軸３よりも加熱槽１の底部近傍の高さにおいて、平面視で２本の第１水平軸３に挟まれた略中心に配置されている。上記第２水平軸５には、上記第１スクリュー羽根２とは逆の第２の進行方向に被処理物を移動させる第２スクリュー羽根４が設けられている。上記第２水平軸５は、第２モータ２８により、第１水平軸３とは逆方向に回転駆動され、上記第１スクリュー羽根２とは逆方向に被処理物を移動させる。

また、上記第２スクリュー羽根４は、第１スクリュー羽根２に比べて小さな直径に設定され、２つの第１スクリュー羽根２外周部との間に第２スクリュー羽根４の外周部が所定のクリアランスを保つよう配置されている。

また、上記加熱槽１の内壁の側面から底部にかけては、２本の第１水平軸３に設けられた第１スクリュー羽根２の外周部に対して所定のクリアランスを保ちながら沿うように湾曲部２９が形成されている。また、上記加熱槽１の底部は、上記湾曲部２９が形成されるとともに、中央部には第２水平軸５に設けられた第２スクリュー羽根４の外周部に沿う溝部３０が形成されている。

そして、上記２本の第１水平軸３の回転で加熱槽１内に投入された被処理物を第１の進行方向に移動させるとともに攪拌しながら加熱し、第２水平軸５の回転で被処理物を第２の進行方向に移動させて戻すように構成されている。すなわち、２本の第１水平軸３は常に同じ方向に回転されて第１スクリュー羽根２により第１の進行方向に被処理物を送るとともに攪拌を行い、第２水平軸５は常に上記第１水平軸３とは反対方向に回転されて第２スクリュー羽根４により第２の進行方向に被処理物を送る。そして、上記両第１水平軸３および第２水平軸５をそれぞれ正回転と逆回転を繰り返すことにより、加熱と攪拌を行なうのである。このとき、被処理物が攪拌されながら処理ガス導入口１８から導入された高温の処理ガスと接触することにより効果的に乾燥処理が行われる。

このとき、２つの第１スクリュー羽根２と第２スクリュー羽根４が所定のクリアランスで配置されて互いに逆回転して反対方向に被処理物を送るため、第１スクリュー羽根２と第２スクリュー羽根４との間で被処理物を破砕することができる。また、第１スクリュー羽根２と所定のクリアランスを保つ湾曲部２９との間や、第２スクリュー羽根４と溝部３０との間でも被処理物が破砕される。

また、このとき、上記加熱槽１内に、被処理物とともにセラミックボールを投入し、被処理物とともにセラミックボールを移動させ攪拌しながら加熱するようにすることもできる。このようにすることにより、被処理物の破砕効果を向上することができる。

そして、乾燥処理が終了すると、第２水平軸５を被処理物が排出方向へ向かって移動するよう回転させて処理が終わった被処理物を排出口３１から排出する。このとき、処理済の被処理物の半量を排出口３１から排出して半量を加熱槽１内に残し、そこに新たな被処理物を追加して次の処理を開始する。このようにすることにより、処理開始当初の被処理物の乾燥が迅速に行なわれて処理時間を短縮するとともにエネルギー効率もよくなる。

また、本装置では、第２水平軸５の軸端近傍に排出口３１を備えており、第１スクリュー羽根２で攪拌動作を行ないながら、第２スクリュー羽根５によって排出作業を行なうことができるため、装置が運転状態であっても乾燥処理後の被処理物の排出ができ、次の被処理物を投入することができる。このように、従来の装置は途中排出できないためバッチ処理を行うしかかなったところ、本装置では連続操業が可能となり、操業性が大幅に向上する。

以上のように、本実施形態の含水廃棄物の乾燥処理装置および方法によれば、上記２本の第１水平軸３の回転で加熱槽１内に投入された被処理物を第１の進行方向に移動させるとともに攪拌しながら加熱し、第２水平軸５の回転で被処理物を第２の進行方向に移動させて戻す。このため、２本の第１水平軸３に設けられた第１スクリュー羽根２と第２水平軸５に設けられた第２スクリュー羽根４との間で被処理物の破砕効果が得られ、大きな被処理物を細かく破砕しながら乾燥できて、乾燥に要する時間を大幅に短縮できる。

また、上記第１スクリュー羽根２は、第１水平軸３との間に被処理物の通過空間２２を形成するよう固定された螺旋板であるため、第１スクリュー羽根２による被処理物の移動量が少なくなり、１つの第２スクリュー羽根４との移動量の均衡がとれて均一に攪拌できる。また、第１水平軸３の回転負荷が大幅に小さくなり、エネルギー効率が向上するとともに設備の損耗も少なくできる。

また、上記第１スクリュー羽根２には、被処理物を掬い上げて攪拌する攪拌羽根２４が設けられているため、第１水平軸３の回転負荷をそれほどあげることなく被処理物を効果的に攪拌して空気と接触させ、乾燥時間を短縮することができる。

本発明において、上記各第１水平軸３には、加熱槽１の壁面に付着した被処理物を掻き取る掻き取り羽根２５ａ，２５ｂが取り付けられているため、上記第１の進行方向に送られて加熱槽１の壁面近傍に付着した被処理物が掻き取られるため、加熱槽１壁面に被処理物が体積して第１水平軸３の回転抵抗が高くなるのが防止される。

また、上記加熱槽１内に被処理物とともにセラミックボールを投入し、被処理物とともにセラミックボールを移動させ攪拌しながら加熱する場合には、セラミックボール同士の間や、セラミックボールと第１および第２スクリュー羽根２，４の間、あるいはセラミックボールと加熱槽１内壁面の間等において被処理物が擂られて細かく破砕されるため、乾燥時間を大幅に短縮することができる。また、セラミックボールが第１および第２スクリュー羽根２，４や加熱槽１内壁面に擦れることから、第１および第２スクリュー羽根２，４や加熱槽１内壁面に被処理物が付着するのが防止され、常に清浄な状態で運転することができる。さらに、セラミックボールが蓄熱材として機能することから、連続操業したときの熱効率が大幅に向上する。

本発明は、上記実施形態に限定するものではなく、下記の各変形例を包含する趣旨である。

上記実施形態では、加熱槽１を加熱する熱源として熱風を用いた例をしめしたが、これに限定するものではなく、各種の熱源を使用することができる。

また、上記実施形態では、加熱槽１の周囲に設けられた熱風流通層１１内に導入して加熱に利用した熱風を再び加熱槽１内に導入するようにしたが、熱風の一部を熱風流通層１１内に導入し、一部を直接加熱槽１内に導入するようにしてもよい。

本発明の実施形態の含水廃棄物の乾燥処理装置を内部構造を透視した正面図である。上記含水廃棄物の乾燥処理装置を内部構造を透視した側面図である。上記含水廃棄物の乾燥処理装置を内部構造を透視した斜視図である。上記含水廃棄物の乾燥処理装置を内部構造を透視した平面図である。

符号の説明

１：加熱槽
２：第１スクリュー羽根
３：第１水平軸
４：第２スクリュー羽根
５：第２水平軸
１１：熱風流通層
１２：内壁
１３：外壁
１４：熱風導入口
１５：熱風排出口
１６：熱風誘引ファン
１７：処理ガス誘引ファン
１８：処理ガス導入口
１９：処理ガス排出口
２０：断熱材
２１：ヒータ
２２：通過空間
２３：支持アーム
２４：攪拌羽根
２５：掻き取り羽根
２６：第１モータ
２７：投入部
２８：第２モータ
２９：湾曲部
３０：溝部
３１：排出口

Claims

加熱槽内に被処理物を第１の進行方向に移動させながら攪拌する第１スクリュー羽根が取り付けられた２本の第１水平軸が並設され、
上記並設された２本の第１水平軸よりも加熱槽の底部側に、上記第１スクリュー羽根とは逆の第２の進行方向に被処理物を移動させる第２スクリュー羽根が設けられた第２水平軸が配置され、
上記２本の第１水平軸の回転で加熱槽内に投入された被処理物を第１の進行方向に移動させるとともに攪拌しながら加熱し、第２水平軸の回転で被処理物を第２の進行方向に移動させて戻すように構成されていることを特徴とする含水廃棄物の乾燥処理装置。
上記第１スクリュー羽根は、第１水平軸との間に被処理物の通過空間を形成するよう固定された螺旋板である請求項１記載の含水廃棄物の乾燥処理装置。
上記第１スクリュー羽根には、被処理物を掬い上げて攪拌する攪拌羽根が設けられている請求項１または２記載の含水廃棄物の乾燥処理装置。
上記各第１水平軸には、加熱槽の壁面に付着した被処理物を掻き取る掻き取り部材が取り付けられている請求項１〜３のいずれか一項に記載の含水廃棄物の乾燥処理装置。
加熱槽内に被処理物を同じ第１の進行方向に移動させながら攪拌する第１スクリュー羽根が取り付けられた２本の第１水平軸を並設し、
上記並設された２本の第１水平軸よりも加熱槽の底部側に、上記第１スクリュー羽根とは逆の第２の進行方向に被処理物を移動させる第２スクリュー羽根が設けられた第２水平軸を配置し、
上記２本の第１水平軸の回転で加熱槽内に投入された被処理物を第１の進行方向に移動させるとともに攪拌しながら加熱し、第２水平軸の回転で被処理物を第２の進行方向に移動させて戻すことを特徴とする廃棄物の熱処理方法。
上記加熱槽内に被処理物とともにセラミックボールを投入し、被処理物とともにセラミックボールを移動させ攪拌しながら加熱する請求項５記載の廃棄物の熱処理方法。