JP2010064913A - Method for producing carbide base fertilizer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排泄物系肥料資材から炭化物系肥料を製造する方法に関する。ここで、排泄物系肥料資材には、畜糞(し尿を含む)及びそれらの汚泥、更には、下水汚泥を含む。また、肥料とは、土壌改良剤を含む概念である。 The present invention relates to a method for producing a carbide fertilizer from excrement fertilizer materials. Here, the excrement-based fertilizer material includes livestock manure (including human waste) and sludge thereof, and further sewage sludge. Moreover, a fertilizer is the concept containing a soil improvement agent.
生物系排泄物やそれらの汚泥は、窒素、リン、カリ等の成分に富んでいるため、有機肥料資材として優れている。 Biological excreta and their sludge are excellent as organic fertilizer materials because they are rich in components such as nitrogen, phosphorus and potash.
しかし、畜糞等は、そのままでは、悪臭がある上、運搬を含めた取り扱い性に問題があるため、乾燥(天日又は加熱)や発酵処理によって、乾燥畜糞としたり発酵肥料としたりして圃場等の土壌に施肥していた(特許文献1段落0002)。
However, livestock manure, etc., as it is, has a bad odor and has problems in handling properties including transportation, so that it can be used as dry livestock manure or fermented fertilizer by drying (sunlight or heating) or fermentation treatment, etc. Fertilizer was applied to the soil (
しかし、乾燥畜糞の場合、土壌に施肥した場合、易分解性物質が多く含まれていることから、直ぐに播種したり苗の定植をすると、発芽や植物の根に障害を与えたり、排泄物の分解により発生するガスにより作物が障害を受けたりし易かった(同段落0003)。 However, in the case of dry livestock manure, when fertilized to the soil, it contains a lot of readily decomposable substances, so immediately sowing or planting seedlings may damage germination, plant roots, Crop was easily damaged by the gas generated by decomposition (see paragraph 0003).
また、発酵肥料の場合は、上記のような問題は殆ど発生しないが、場所と時間を必要とし、且つ、安定した完熟度の高い品質のものを得難かった。 In the case of fermented fertilizer, the above problems hardly occur, but it requires a place and time, and it is difficult to obtain a stable and high-quality product.
これらの問題点を解決するために、排泄物(畜糞)やそれらの汚泥を炭化処理することが、特許文献1・2・3等で提案され、また、それらの炭化物処理を好適に行える連続熱分解処理装置が特許文献4で提案されている。
In order to solve these problems, carbonization of excrement (livestock excrement) and sludges thereof has been proposed in
そして、炭化に際して、炭化温度が高温であると、肥料成分として、有効な窒素成分やリン酸成分が不溶化したり、タール等が残留したりする等として、得られた炭化物を肥料として利用することが難しかった(特許文献2段落0003)。
And, when carbonizing, when the carbonization temperature is high, as the fertilizer component, the effective nitrogen component and phosphoric acid component are insolubilized, tar and the like remain, etc., use the obtained carbide as fertilizer (
このため、400〜600℃の低温の条件下で汚泥等を炭化することで、肥料として有効な可溶性のリン酸成分を多く維持する炭化汚泥を得る方法が提案されている(特許文献2請求項2、特許文献3要約)。
For this reason, the method of obtaining the carbonization sludge which maintains many soluble phosphoric acid components effective as a fertilizer by carbonizing sludge etc. on the low temperature conditions of 400-600 degreeC is proposed (
しかし、上記特許文献3の記載の方法の場合、植物に有害なタール成分を少なくするために、第一炭化工程と第二炭化工程の二段とする必要があるととともに、炭化原料を乾燥する前処理工程を必要とした(要約等)。
However, in the case of the method described in
即ち、前処理工程(乾燥工程)、第一炭化工程および第二炭化工程にそれぞれ対応させて、乾燥装置、一次炭化装置および二次炭化装置を必要とした(特許文献3の段落0035・0038・0042)。
本発明は、上記特許文献等に記載されていない新規な構成の炭化物系肥料の製造方法であって、炭化物系肥料を、排泄物系肥料資材から一段(一処理槽)で炭化処理して、しかも、タール分の少ないものを得ることができる炭化物系肥料の製造方法を提供することを目的(課題)とする。 The present invention is a method for producing a carbide-based fertilizer having a novel configuration that is not described in the above-mentioned patent documents and the like, the carbide-based fertilizer is carbonized from excrement-based fertilizer materials in a single stage (one treatment tank), And it aims at providing the manufacturing method of the carbide type fertilizer which can obtain a thing with little tar content (object).
本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意開発に努力をした結果、下記構成の炭化物系肥料の製造方法に想到した。 As a result of diligent efforts to solve the above problems, the present inventor has come up with a method for producing a carbide-based fertilizer having the following configuration.
排泄物系資材を乾燥・炭化処理して炭化物系肥料を製造する方法であって、
過熱蒸気投入雰囲気下で、対流的な攪拌混合を、所定時間継続して前記乾燥・炭化処理を施して炭化物系肥料を製造することを特徴とする。
A method for producing a carbide-based fertilizer by drying and carbonizing excrement-based materials,
In a superheated steam charging atmosphere, convective stirring and mixing is continued for a predetermined time to perform the drying and carbonization treatment to produce a carbide fertilizer.
そして、過熱蒸気を用いて、汚泥や生畜糞尿等の高含水状態の排泄物系資材を、そのまま処理槽へ投入して、同一処理槽内で、炭化を連続的に行なうことができる。したがって、生産性が良好であり、且つ、エネルギー的にも有利である。処理槽にバーナ等を付設する必要がないため、焼却炉扱いとならず、ダイオキシン対策等の法規制を配慮せずに設置が可能となる。 Then, using superheated steam, waste material such as sludge and livestock manure can be put into the treatment tank as it is, and carbonization can be continuously performed in the same treatment tank. Therefore, productivity is good and energy is advantageous. Since it is not necessary to attach a burner or the like to the treatment tank, it is not handled as an incinerator, and can be installed without considering legal regulations such as dioxin countermeasures.
さらには、過熱蒸気で炭化することにより、理由は不明であるが、従来の炭化装置(乾留装置)で炭化する場合に比して、タール成分が低い炭化物系肥料を得ることができる(新たな知見)。 Further, by carbonizing with superheated steam, the reason is unclear, but it is possible to obtain a carbide-based fertilizer having a lower tar component compared to the case of carbonizing with a conventional carbonization apparatus (dry distillation apparatus) (new Knowledge).
上記炭化物系肥料の製造方法における過熱蒸気の温度は、300〜600℃(さらには400〜500℃)で行なうことが、リン酸成分の不溶化が、発生しがたくて望ましい。 It is desirable that the temperature of superheated steam in the method for producing a carbide fertilizer is 300 to 600 ° C. (more preferably 400 to 500 ° C.) because insolubilization of the phosphoric acid component hardly occurs.
さらに、乾燥・炭化処理で発生する蒸気成分を回収・凝縮して得た凝縮液を液肥として回収することが望ましい。排泄物系資材の更なる有効利用が可能となる。 Furthermore, it is desirable to collect the condensate obtained by collecting and condensing the vapor component generated by the drying / carbonization treatment as liquid fertilizer. Further effective use of excrement-based materials becomes possible.
上記炭化物系肥料の製造は、例えば、下記構成の乾燥・炭化装置を使用して製造することができる。 The carbide fertilizer can be manufactured using, for example, a drying / carbonizing apparatus having the following configuration.
「少なくとも下側コーン部とされた密閉構造の処理槽と、
該処理槽の中央部に配される垂直回転軸と、
該垂直回転軸で駆動回転される混合攪拌翼と、
前記垂直回転軸で駆動回転されて前記処理槽の内壁に沿って底部から所定高さ位置まで原料を持ち上げる持ち上げ手段と、
さらに、処理槽の上部側に配される過熱蒸気生成器と、を備え、
前記処理槽は、底部側に有機系原料を投入する原料供給口が形成されるとともに、上部側に炭化物となった製品を排出する製品排出口が形成され、
前記過熱蒸気生成器で生成した過熱蒸気の主体を前記処理槽の底部側へ案内する過熱蒸気案内手段を備えている」乾燥・炭化装置。
“At least the treatment tank of the sealed structure made the lower cone part,
A vertical rotation axis disposed in the center of the treatment tank;
A mixing stirring blade driven and rotated by the vertical rotation shaft;
A lifting means that is driven to rotate by the vertical rotation shaft and lifts the raw material from the bottom to a predetermined height position along the inner wall of the processing tank;
And a superheated steam generator disposed on the upper side of the treatment tank,
The treatment tank is formed with a raw material supply port for introducing an organic raw material on the bottom side and a product discharge port for discharging a product that has become a carbide on the upper side,
A drying / carbonizing device is provided with superheated steam guide means for guiding the main body of the superheated steam generated by the superheated steam generator to the bottom side of the processing tank.
本発明の排泄物系肥料資材から炭化物系肥料を製造する方法は、リン酸系肥料を、設備費(設置のための許認可を含む。)および運転費をかけずに製造可能である。 The method for producing a carbide-based fertilizer from the excrement-based fertilizer material of the present invention can produce a phosphate-based fertilizer without incurring equipment costs (including permission for installation) and operating costs.
このため、リン鉱石が高値(ここ1年で5倍)となり、特に、リン酸系肥料価格の高騰している昨今、本発明の炭化物系肥料の製造方法は、産業上の利用価値が高い。 For this reason, the phosphate ore has a high value (5 times in the past year), and in particular, the price of phosphate fertilizer has been rising, and the method for producing a carbide fertilizer of the present invention has high industrial utility value.
そして、本発明の方法で製造した炭化物系肥料は、可溶性のリン酸成分を含み、且つ、気泡率も高い(10〜60%)ものを容易に得ることができる。このため、土壌に施肥した場合、植物に対するリン酸成分の補給ばかりでなく、土壌の水分や他の肥料成分の保持性を増大させ、さらには、微生物(土壌バクテリア)の繁殖も促進させる。したがって、土壌改良剤としての作用も期待できる。 And the carbide | carbonized_material fertilizer manufactured by the method of this invention can obtain easily what has a soluble phosphoric acid component and a high bubble rate (10 to 60%). For this reason, when fertilized to the soil, not only replenishment of the phosphoric acid component to the plant, but also the retention of soil moisture and other fertilizer components is increased, and further the propagation of microorganisms (soil bacteria) is promoted. Therefore, the effect | action as a soil improvement agent can also be anticipated.
従来のようにボイラーを使用せず、電気ヒータで過熱蒸気を生成させれば、少なくとも、炭化に際して、炭酸ガスの発生を考慮する必要はない。 If superheated steam is generated by an electric heater without using a boiler as in the prior art, it is not necessary to consider the generation of carbon dioxide gas at least during carbonization.
以下、本発明の望ましい実施形態について、詳細に説明をする。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
(1)図1〜3は、本発明の肥料の製造方法に好適な、乾燥・炭化装置1を組み込んだ、炭化物系肥料製造プラントを示す。この炭化物系肥料製造プラントでは、排泄物系肥料資材から、炭化物系肥料に加えて、液肥の回収も可能である。
(1) FIGS. 1-3 show the carbide-type fertilizer manufacturing plant which incorporated the drying and
下部がテ―パ部(コーン部)2aとされ、外周は断熱材3で保温断熱された処理槽2と、該処理槽2の中央部にモータ(変速機付)51で駆動回転される中空シャフト(垂直回転軸)4には多段に水平回転する長短のパイプ状の混合攪拌翼5が複数本(図例では12本)連結されている。該混合攪拌翼5は、中空シャフト4と連通とされており、交互に逆方向に突出して形成されている。なお、混合攪拌翼5の中空シャフト4への連結態様は、これに限定されない。混合攪拌翼5を同一高さ位置で両側へ一対突出させた構成や、混合攪拌翼5を所定角度ずつずらして螺旋状に配した構成とすることもできる。混合攪拌翼5の中空シャフト4への連結態様を、後者の構成とした場合は、混合攪拌翼5の先端に取り付ける原料持ち上げ翼9の原料持ち上げ作用を増大させることができる。さらに、混合攪拌翼5は、攪拌混合作用及び先端の持ち上げ翼の原料持ち上げ作用を阻害しないなら、中空シャフト4から水平方向に突出していなくてもよい(上下斜め方向に突出させてもよい。)。
The lower part is a taper part (cone part) 2a, and the outer periphery is heat-insulated and insulated by a
そして、混合攪拌翼(攪拌羽根)5の先端には板(ブレード)状の原料持上げ翼(掻き揚げ翼)9が形成されている。該持ち上げ翼9は、混合攪拌翼5の回転により前記コーン部2aの内壁に沿って原料を持ち上げ可能に斜め上方へ掬うような傾斜面(傾斜角度20〜45°)を有するものである。
A blade (blade) -shaped raw material lifting blade (scraping blade) 9 is formed at the tip of the mixing stirring blade (stirring blade) 5. The
なお、処理槽2のコーン部2aを、図例のごとく、断面テーパ状とする場合のテーパ角度(垂直軸に対する傾斜角度)は、20〜40°とする。コーン部2aは、断面テーパ状としなくても、断面パラボラ(放物線)状としてもよい。
In addition, the taper angle (inclination angle with respect to the vertical axis) when the
処理槽2の上方内側には、複数個(図例では4個)の過熱蒸気生成器12が放射状に配されている。具体的には、中空シャフト4を同心的に囲繞して形成されたドーナツ状のヘッダ6に、水平筒状の各過熱蒸気生成器12がその出口側で連結されて配されている。
A plurality (four in the illustrated example) of
そして、中空シャフト4の上部(ヘッダ6内に位置する)には、過熱蒸気流入口7が1個又は複数個明けられている。
One or more
ここで、乾燥・炭化装置1の寸法仕様は、処理槽2の容量を1.5m3としたとき、例えば、天井側内径:1.4m、円筒部高さ:0.5m、コーン部高さ:1.4m、コーン部下端内径:0.3m、テ―パ角度:20°とする。
Here, the dimensional specifications of the drying / carbonizing
また、該過熱蒸気流入口7の形状は、丸形、矩形、三角等任意である。また、同じく大きさは、種々の要因(蒸気流入口7の数、処理槽2の大きさ、有機系原料の種類・単位時間処理量等)により異なるが、例えば、丸形の場合、20〜50mmΦとする。
Further, the shape of the
また、中空シャフト4の下部及び下側の混合攪拌翼5には、それぞれ1個又は複数個の過熱蒸気噴出口8が形成されている。噴出口8の形状は、過熱蒸気流入口7と同様、丸形、矩形、三角等任意である。また、同じく大きさは、例えば、丸形の場合、10〜30mmΦとする。
In addition, one or a plurality of
混合攪拌翼5の翼形状は、図例では中空パイプ状であるが、棒状、帯板状など特に限定されない。
The blade shape of the mixing and
なお、必然的ではないが、最上段の原料持ち上げ翼9の位置には、キッカー(原料戻し案内部材)11を1本又は複数本配しておくことが望ましい。キッカー11により、持ち上げられてきた原料が中央部よりに移動して、戻し原料の平面的拡散が促進される。即ち、戻し原料の平面的拡散が促進されることにより、落下後の原料相互の熱交換が促進され、処理槽内における原料の乾燥さらには炭化が促進される。
Although not inevitable, it is desirable to arrange one or a plurality of kickers (raw material return guide members) 11 at the position of the uppermost raw
さらに、処理槽2の上側内部には、過熱蒸気生成器12が配され、その内部には加熱手段13が配されている。加熱手段としては、電気ヒータ13が制御し易くて望ましい。電気ヒータの種類としては、シーズドヒータ、カートリッジヒータ、鋳込みヒータ等の抵抗加熱ヒータで、500〜900℃程度まで昇温可能なものとする。
Furthermore, the
過熱蒸気生成器12の蒸気取入口14から取入れられた蒸気16がさらに加熱されて、過熱蒸気50となる。該過熱蒸気50は過熱蒸気ヘッダ6から過熱蒸気流入口7を介して中空シャフト4に流入して、過熱蒸気噴出口8から処理槽2の下側位置に噴出するようになっている。ここで、過熱蒸気温度は、炭化に際して、リン酸が不溶化しない温度で、且つ、炭化を実用的なレベルで行なえる温度とする。具体的には、300〜600℃、望ましくは、400〜500℃とする。
The
処理槽2のテーパ部2aの底部側下部には、原料供給手段が、上部側には製品排出手段が接続されている。
The raw material supply means is connected to the lower part on the bottom side of the
原料供給手段は、元部側に原料ホッパ17を先端側に原料供給弁19をそれぞれ備えた原料供給コンベヤ18で構成されている。供給手段の搬送機構は、本実施形態では、連続乃至間欠連続運転を予定しているため、原料を気密的に供給可能であれば、特に限定されない。回分式とする場合は、気密的な供給は必然的ではない。プランジャ式、ベルト式、ポンプ式、等任意である。スクリューコンベヤで原料を圧縮供給する場合は、ロータリ弁などの気密供給手段は不要である。
The raw material supply means includes a raw
製品排出手段は、元部側に製品排出弁21を、先端側にロータリ弁22をそれぞれ備えた排出コンベヤ20で構成されている。ここで、ロータリ弁22を使用するのは気密排出可能とするためである。排出手段の搬送機構は、原料を気密的に排出可能であれば、特に限定されず、原料供給手段の場合と同様任意である。
The product discharge means includes a
そして、本実施形態では、処理槽2の天井部に形成された排気口26は、下記構成の凝縮装置16に接続されている。通常の、脱臭装置を含む排気処理装置に接続してもよい。
And in this embodiment, the
本実施形態の凝縮装置16は、凝縮塔30と液封槽39と冷却塔45とを備えたものである。
The condensing
凝縮塔30内には、底部側から上方に向かって、凝縮液貯液部33、充填材32、熱交換器31、散水器(シャワー)35が、その順に配されている。
In the condensing tower 30, a condensate
ここで、充填材32としては、化学装置の充填塔に使用されているラシヒリング等であってもよいが、特許1931319号(特公平6−58199号)の水冷却塔に使用されている「充填物要素:裁断した多数本の合成樹脂製の扁平網管を、独立揺動可能に並列させて少なくとも上端で連結したもの」とすることが、凝縮効率(熱交換効率)が増大して望ましい。
Here, the packing
凝縮液貯液部33と散水器(シャワー)35との間は、ポンプを備えた凝縮液戻し配管34aで接続されている。また、熱交換器31の入口・出口が、冷却塔45の出口・入口と往路(ポンプ付き)・復路48、48Aを介して冷却水循環路が形成されている。
The condensate
凝縮塔30の凝縮液貯液部33の上側で充填材32の下側位置に排気ガス導入口30aが形成され、該排気ガス導入口30aには、エジェクタ29を介して排気吸引ファン28が接続されている。そして、エジェクタ29の第二流体流入口29aには散水器35とほぼ同一高さに形成されたガス戻し口30bとガス戻し配管37を介して接続され、被処理ガスを繰り返し凝縮処理可能とされている。
An exhaust
そして、凝縮液貯液部33の上端位置には凝縮液溢流口38が設けられ、該溢流口38から、液封式の液封槽39へ液封導入可能に凝縮液導入配管40が配されている。
A
液封槽39は、中央部にバッフル(邪魔板)42を備え、バッフル42の反対側は、液肥回収用の溢流配管41が設けられ、該溢流配管41から液肥を回収可能とされている。
The
さらに、必然的ではないが、凝縮塔30の排気口43、及び、冷却塔45の排気口45aは、それぞれ、脱臭装置46へ排気配管44を接続して、最終排気を完全脱臭可能としておくことが望ましい。
Further, although not necessarily, the
脱臭装置46は、特に限定されない。土壌脱臭装置や生物脱臭装置を使用することが、省エネや環境的見地から好ましい。
The
次に、上記実施形態の使用態様について説明をする。 Next, the usage aspect of the said embodiment is demonstrated.
先ず、原料ホッパ17に有機廃棄物等の原料(排泄物系肥料資材:各種汚泥)を投入し、原料供給弁19を開として、原料供給コンベヤ18を稼動させて、所定量の原料を、処理槽2の底部(テーパ部2a下側)に供給後、原料供給弁19を閉とする。なお、原料投入量は、例えば、前述の処理槽容量:1.5m3の場合、最大、充填率1/10以下(約150kg以下)とする。そのときの原料供給は、複数段に分けて(例えば、30〜50kgずつ)、間欠的(例えば、30〜1h)に充填することが、炭化効率が良好となり望ましい。当然、連続供給も可能であり、その場合は、充填速度は、40〜80kg/hとする。
First, raw materials such as organic waste (excrement fertilizer materials: various sludges) are put into the
その状態で、モータ51を起動して、中空シャフト4を介して混合攪拌翼5、・・・を水平回転させるとともに、過熱蒸気生成器12を稼動させて、処理槽2内を設定温度の過熱蒸気で充満させる。このときの回転速度は、20〜80min-1(rpm)、周速(処理槽最大径位置)120〜200m・min-1とする。なお、起動当初は、低速回転とする。また、同時に凝縮塔30も凝縮液貯液部33に補填水を貯液するとともに、排気吸引ファン28、循環ポンプ34を起動し、さらには、冷却塔45の冷却液ポンプ47も起動して、凝縮装置16を運転状態とする。
In this state, the
すると、混合攪拌翼5の先端の原料持ち上げ翼9の作用により、処理槽2のテーパ部2aの内壁に沿って原料は順次持ち上げられ(掻き揚げられ)、最上段の持ち上げ翼9の位置まで到達する。ここで、原料(含水物)は、処理槽2内に噴射される過熱蒸気の作用で、水の大気圧下沸点(100℃)より遥かに高い高温雰囲気にある。このため、原料内の液分(水を含む。)の蒸発が促進されて乾燥される。
Then, by the action of the raw
そして、キッカー(原料戻し部材)11の位置まで軽量故に持ち上げられた乾燥の進んだ原料は、キッカー11と干渉することによって、処理槽2の中央部寄りに寄せられて中空シャフト4の周囲を落下しながら、混合攪拌翼5で混合攪拌されながら、処理槽2の底部へ落下する。
The dried material that has been lifted up to the position of the kicker (raw material return member) 11 is brought close to the center of the
ここで、乾燥により低含液(水)率の原料が持ち上げ翼により上段側が持ち上げられるが、乾燥せず又は不十分な高含液(水)率の原料は持ち上げられず底部側に残り易い。しかし、低含液率の原料は、上段側からキッカーにより中央部寄りから落下するため、底部側の高含液率の原料と攪拌混合翼で混合される。こうして、高含液率の原料から低含液率の原料に液移動が発生し、効率よく含液率が均一化されるとともに乾燥が促進される。 Here, although the raw material having a low liquid content (water) rate is lifted by drying, the upper side is lifted by the lifting blade, but the raw material having an insufficient high liquid content (water) rate is not lifted and tends to remain on the bottom side. However, since the raw material having a low liquid content falls from the upper side by the kicker, the raw material having a low liquid content is mixed with the raw material having a high liquid content on the bottom side by a stirring and mixing blade. Thus, liquid movement occurs from a raw material having a high liquid content to a raw material having a low liquid content, and the liquid content is efficiently uniformed and drying is promoted.
この状態を、投入後、1〜2h継続することにより、原料の大半(6〜7割)が乾燥物となり、さらに、運転を1〜2h継続することにより、乾燥物の大半(6〜7割)が、乾燥物よりさらに低比重のポーラス(多孔質)な炭化物(嵩比重で乾燥物の1/3〜1/6)となる。このとき、製品排出弁21を開とすると、上記と同様の理由で、炭化度の高いものから、その軽さ故に、順次、原料持ち上げ翼9により製品排出弁21の高さ位置に至る。このため、炭化物製品(炭化物系肥料)を排出コンベヤ20からロータリ弁22を介して製品コンテナ24に排出させて取り出すことができる。
By continuing this state for 1 to 2 hours after charging, most of the raw materials (60 to 70%) become dry matter, and by continuing the operation for 1 to 2 hours, most of the dried material (60 to 70%) ) Becomes a porous (porous) carbide having a lower specific gravity than that of the dried product (1/3 to 1/6 of the dried product with a bulk specific gravity). At this time, if the product discharge valve 21 is opened, for the same reason as described above, the product discharge valve 21 is sequentially moved to the height position by the raw
取り出しは、排出コンベヤ20からロータリ弁22を介して取り出すので、乾燥・炭化装置1の運転中であっても、処理槽2から気密的に炭化物製品(炭化物系肥料)を取り出し可能である。
Since the takeout is taken out from the
そして、上記で発生したガス(蒸気乃至乾留ガス)は、吸引ファン28により処理槽2の排気口26からエジェクタ29を介して凝縮塔30へ導入される。該凝縮塔30内では、ガス戻し配管37との間で循環流が発生し、繰り返し凝縮処理される。こうして、凝縮塔30で凝縮された凝縮液は、液封槽39へ導入され、液封槽39の溢流配管41からの溢流水は有価な液肥として回収できる。
The gas (vapor or dry distillation gas) generated as described above is introduced from the
他方、凝縮塔30で凝縮されなかった非凝縮性ガスは、脱臭装置46に導入されて脱臭処理を経て大気中に排気される。
On the other hand, the non-condensable gas that has not been condensed in the condensing tower 30 is introduced into the
図4に乾燥・炭化装置の別の実施形態を示す。前記実施形態と同一部分については同一図符号を付して、それらの説明を省略する。 FIG. 4 shows another embodiment of the drying / carbonizing apparatus. The same parts as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図1〜3に示す実施形態において、過熱蒸気生成器12をヘッダなしとして、処理槽2内に過熱蒸気50を直接噴出させるとともに、中空シャフト4の過熱蒸気流入口7に過熱蒸気を軸方向に導入可能な過熱蒸気導入ファン54(図5)を中空シャフト4に取り付けたものである。さらに、本実施形態では、原料の持ち上げ手段を、リボンスクリュー9Aとしたものである。なお過熱蒸気導入ファン54は、外周方向から軸心へ向かう複数枚の湾曲翼54aが二枚の整流板54bで挟持された構成である。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the
中空シャフト4の回転によって回転する過熱蒸気導入ファン54によって、過熱蒸気生成器12から処理槽2の上部に噴出された過熱蒸気50が、吸引されて過熱蒸気流入口7から中空シャフト4内に導入され、中空シャフト4の下部の過熱蒸気噴出口8から噴出される。このため、過熱蒸気50が処理槽2内を循環することにより、前記実施形態に比して、槽内温度分布をより均一化でき、熱効率の向上が期待できる。
The
図6に乾燥・炭化装置のさらに別の実施形態を示す。前記実施形態と同一部分については同一図符号を付して、それらの説明を省略する。 FIG. 6 shows still another embodiment of the drying / carbonizing apparatus. The same parts as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図1〜3に示す実施形態において、過熱蒸気生成器12をヘッダなしタイプとして、処理槽2内に直接噴出させるとともに、中空シャフト4を中実シャフト4Aとし、下方へ過熱蒸気を送り出す過熱蒸気案内ファン56を最上段に付設したものである。図例では、矩形状の補助攪拌翼9Bを段違いに螺旋に沿って配したものである。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the
中実シャフト4Aにより駆動回転される過熱蒸気案内ファン56によって、過熱蒸気生成器12から処理槽2の上部に噴出された過熱蒸気50が、下方へ送気されて底部側に投入され原料に集中する。このため、過熱蒸気50の大部分が投入直後の高含水原料に集中するため、乾燥効率さらには炭化効率の向上が期待できる。
By the superheated
上記各実施形態の乾燥・炭化装置は、下記のような各特徴的構成を適宜組み合わせたものである。該各特徴的構成は、単独又は複数個を任意に組み合わせて、本発明で使用する乾燥・炭化装置の各実施形態とすることができる。 The drying / carbonization apparatus of each of the above embodiments is a combination of the following characteristic configurations as appropriate. Each of the characteristic configurations can be used individually or in combination with a plurality of embodiments of the drying / carbonization apparatus used in the present invention.
1)前記混合攪拌翼が、前記垂直回転軸に多段に取り付けられた棒状乃至パイプ状の攪拌翼で形成されていることを特徴とする。 1) The mixing agitating blade is formed of a rod-like or pipe-like agitating blade attached to the vertical rotation shaft in multiple stages.
2)前記持ち上げ手段が、前記攪拌翼の各先端に取り付けられた複数の持ち上げ櫂の群で形成されていることを特徴とする。 2) The lifting means is formed of a group of lifting rods attached to the respective tips of the stirring blades.
3)前記持ち上げ手段が、前記攪拌翼の先端間を順次接続して取り付けられたリボンスクリューで形成されていることを特徴とする。 3) The lifting means is formed by a ribbon screw attached by sequentially connecting the tips of the stirring blades.
4)上記2)、3)の各構成において、前記持ち上げ手段の最高持ち上げ位置で処理槽の内側に、前記持ち上げられた原料を内側へ案内落下する原料戻し案内部材(蹴落とし板)が配されていることを特徴とする。 4) In each of the above configurations 2) and 3), a raw material return guide member (kicking plate) for guiding and dropping the lifted raw material inward is disposed inside the processing tank at the highest lifting position of the lifting means. It is characterized by.
5)前記過熱蒸気案内手段が、前記垂直回転軸が中空状とされて、前記垂直回転軸の上部に1個又は複数個の過熱蒸気流入口が形成されるとともに、前記垂直回転軸の下部に1個又は複数個の過熱蒸気噴出口が形成されて構成されていることを特徴とする。 5) In the superheated steam guide means, the vertical rotating shaft is hollow, and one or a plurality of superheated steam inlets are formed at the upper portion of the vertical rotating shaft, and at the lower portion of the vertical rotating shaft. One or a plurality of superheated steam jets are formed and configured.
6)上記5)の構成において、前記過熱蒸気生成器の過熱蒸気生成部が前記過熱蒸気流入口位置で前記垂直回転軸にメカニカルシール的に取り付けられた過熱蒸気ヘッダに接続されて、前記過熱蒸気が前記中空回転軸に流入可能とされていることを特徴とする。 6) In the configuration of 5) above, the superheated steam generator of the superheated steam generator is connected to a superheated steam header mechanically sealed to the vertical rotating shaft at the superheated steam inlet position, and the superheated steam is Is capable of flowing into the hollow rotating shaft.
7)上記5)の構成において、前記過熱蒸気生成器の過熱蒸気生成部の下面に過熱蒸気流出口を形成するとともに、該過熱蒸気流出口の内側位置と前記過熱蒸気入口位置との間に前記中空回転軸と一体回転し回転軸芯方向の気流を発生させる吸引ファンを取り付けて、過熱蒸気が前記中空回転軸に流入可能とされていることを特徴とする。 7) In the configuration of 5) above, a superheated steam outlet is formed on the lower surface of the superheated steam generator of the superheated steam generator, and the inner side position of the superheated steam outlet and the superheated steam inlet position are A suction fan that rotates integrally with the hollow rotating shaft and generates an airflow in the direction of the rotating shaft is attached, and superheated steam can flow into the hollow rotating shaft.
8)前記過熱蒸気案内手段が、前記過熱蒸気生成器の過熱蒸気生成部の下面に過熱蒸気流出口を形成するとともに、前記回転軸と一体改訂し過熱蒸気流出口の直下に下方へ気流を発生させる過熱蒸気案内ファンを配して、構成されていることを特徴とする。 8) The superheated steam guide means forms a superheated steam outlet on the lower surface of the superheated steam generator of the superheated steam generator, and revises it integrally with the rotating shaft to generate an airflow directly below the superheated steam outlet. The superheated steam guide fan is arranged and is configured.
9)本発明の乾燥・炭化装置を組み込んだ炭化物系肥料製造プラントであって、
前記処理槽の排気口と凝縮塔とが接続され、該凝縮塔で凝縮された凝縮液を液封槽を介して溢流させることにより液肥が回収可能とされていることを特徴とする。
9) A carbide-based fertilizer production plant incorporating the drying and carbonizing apparatus of the present invention,
The exhaust port of the treatment tank is connected to a condensing tower, and the liquid fertilizer can be recovered by overflowing the condensate condensed in the condensing tower through the liquid sealing tank.
図1に示す内容量1.5m3の前記仕様の実機において、野菜屑(含水率80%)を運転当初40kg投入し、さらに1h後、40kg再投入し、運転開始から2h後に、炭化物4kgを得ることができた(減容率1/20)。
In the actual machine of the above specification with an internal capacity of 1.5 m 3 shown in FIG. 1, 40 kg of vegetable scrap (water content 80%) is initially charged, and after 1 hour, 40 kg is recharged, and 4 kg of carbide is obtained 2 hours after the start of operation. (
なお、過熱蒸気生成器は、シーズドヒータは三室型で、2基のみ運転した。運転条件は、第1室:240℃、第2室:340℃、第3室:440℃に設定して、流入蒸気温度:100℃、過熱蒸気温度:450±5℃とした。 In addition, as for the superheated steam generator, the sheathed heater was a three-chamber type and only two units were operated. The operating conditions were set to the first chamber: 240 ° C, the second chamber: 340 ° C, the third chamber: 440 ° C, the inflow steam temperature: 100 ° C, and the superheated steam temperature: 450 ± 5 ° C.
また、攪拌機の回転数:20rpm、蒸気圧力:1kg/cm2とした。 The rotation speed of the stirrer was 20 rpm, and the vapor pressure was 1 kg / cm 2 .
処理槽内温度(温度測定位置:製品排出口付近)が、300℃になった時点で、加温(過熱蒸気の流入)を止めて、しばらく冷却運転をした。 When the temperature in the treatment tank (temperature measurement position: near the product outlet) reached 300 ° C., heating (inflow of superheated steam) was stopped and cooling operation was performed for a while.
こうして製造した炭化物は、従来の本願発明者が提案した特開2004−66216号公報に記載の炭化装置を用いて得られた炭化物に比して、気泡率が高く(30%)かつタール分が少ないことを確認した。 The carbide produced in this manner has a higher bubble rate (30%) and a tar content than the carbide obtained by using the carbonization apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-66216 proposed by the present inventors. Confirmed that there are few.
その理由は、過熱蒸気による直接加熱の場合は、原料内部まで熱が加えられるとともに、蒸気中にタール成分が移行することが期待できるが、バーナによる間接加熱方式の場合は、そのようなことが期待できないと推定される。 The reason for this is that in the case of direct heating with superheated steam, heat can be applied to the inside of the raw material, and tar components can be expected to migrate into the steam. It is estimated that it cannot be expected.
なお、本実施例は、汚泥を炭化物資材としていないが、汚泥を肥料資材とした場合は、タール分の少ない且つ可溶性リン酸を含み、気泡率の高い(10〜60%)炭化物系肥料を得ることができると推定される。 In addition, although a present Example does not use sludge as a carbide | carbonized_material, when a sludge is used as a fertilizer material, it contains a small amount of tar and soluble phosphoric acid, and obtains the carbide | carbonized_material fertilizer with a high bubble rate (10-60%). Is estimated to be possible.
1・・・乾燥・炭化装置
2・・処理槽(炭化室)
2a・・・テーパ部(コーン部)
4・・・中空シャフト(垂直回転軸)
4a・・・過熱蒸気流入口
4b・・・過熱蒸気噴出口
4A・・・中実シャフト(垂直回転軸)
5・・・パイプ状攪拌翼
5a・・・過熱蒸気噴出口
6・・・過熱蒸気ヘッダ
7・・・過熱蒸気生成部
7a・・・過熱蒸気流出口
9・・・原料持ち上げ翼(原料持ち上げ手段)
11・・・キッカー(原料戻し案内板)
12・・・過熱蒸気生成器
16・・・凝縮装置
50・・・過熱蒸気
1 ... Drying /
2a: Tapered part (cone part)
4 ... Hollow shaft (vertical axis of rotation)
4a: Superheated steam inlet 4b:
DESCRIPTION OF
11 ... Kicker (raw material return guide plate)
12 ...
Claims (6)
過熱蒸気投入雰囲気下で、対流的な攪拌混合を、所定時間継続して前記乾燥・炭化処理を施して炭化物系肥料を製造することを特徴とする炭化物系肥料の製造方法。 A method for producing a carbide fertilizer by drying and carbonizing excrement fertilizer materials,
A method for producing a carbide-based fertilizer, characterized in that, in a superheated steam charging atmosphere, convective stirring and mixing are continued for a predetermined time to perform the drying and carbonization treatment to produce a carbide-based fertilizer.
「少なくとも下側コーン部とされた密閉構造の処理槽と、
該処理槽の中央部に配される垂直回転軸と、
該垂直回転軸で駆動回転される混合攪拌翼と、
前記垂直回転軸で駆動回転されて前記処理槽の内壁に沿って底部から所定高さ位置まで原料を持ち上げる持ち上げ手段と、
処理槽の上部側に配される過熱蒸気生成器と、を備え、
前記処理槽は、底部側に有機系原料を投入する原料供給口が形成されるとともに、上部側に炭化物となった製品を排出する製品排出口が形成され、さらに、
前記過熱蒸気生成器で生成した過熱蒸気の主体を前記処理槽の底部側へ案内する過熱蒸気案内手段を備えている」乾燥・炭化装置。 The method for producing a carbide-based fertilizer according to claim 1 or 2, wherein the carbide-based fertilizer is manufactured using a drying / carbonizing apparatus having the following configuration.
“At least the treatment tank of the sealed structure made the lower cone part,
A vertical rotation axis disposed in the center of the treatment tank;
A mixing stirring blade driven and rotated by the vertical rotation shaft;
A lifting means that is driven to rotate by the vertical rotation shaft and lifts the raw material from the bottom to a predetermined height position along the inner wall of the processing tank;
A superheated steam generator disposed on the upper side of the treatment tank,
The treatment tank is formed with a raw material supply port for introducing an organic raw material on the bottom side and a product discharge port for discharging a product that has become a carbide on the upper side,
A drying / carbonizing device is provided with superheated steam guide means for guiding the main body of the superheated steam generated by the superheated steam generator to the bottom side of the processing tank.
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2008
- 2008-09-09 JP JP2008231230A patent/JP2010064913A/en not_active Withdrawn
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