JP2011005347A - Method and apparatus for carbonizing sludge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、下水処理場などで発生する汚泥の炭化処理方法及び装置に関する。特にリン酸塩を高濃度に含む汚泥の炭化処理方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for carbonizing sludge generated in a sewage treatment plant or the like. In particular, the present invention relates to a method and apparatus for carbonizing sludge containing a high concentration of phosphate.
従来より、下水処理システムにおいて濃縮汚泥を脱水することによって得られる汚泥ケーキは、70%以上の含水率があり、体積が大きく、運搬に多大な労力及び経費が必要であった。そこで、一般に、この汚泥ケーキを加熱して炭化することが行われている。これにより、体積を1/10〜1/20程度に減容して、その後の処理(運搬等)を容易にしたり、この得られた炭化物を土壌改良材、脱臭剤、脱水助剤、燃料、資材等として有効利用することが行われている。 Conventionally, a sludge cake obtained by dewatering concentrated sludge in a sewage treatment system has a moisture content of 70% or more, has a large volume, and requires a lot of labor and cost for transportation. Therefore, generally, this sludge cake is heated and carbonized. As a result, the volume is reduced to about 1/10 to 1/20 to facilitate subsequent processing (transportation, etc.), or the obtained carbide is used as a soil conditioner, deodorant, dehydration aid, fuel, Efficient use as materials is carried out.
上記の炭化処理を行うための従来の一般的な手法としては、先ず、汚泥ケーキを乾燥炉に供給し、この乾燥炉内において汚泥ケーキを加熱乾燥させる。これにより、汚泥ケーキは含水率が40%程度になる。その後、この乾燥炉から汚泥ケーキを取り出して炭化炉(炭化乾留炉)に供給する。この炭化炉内においては汚泥ケーキを無酸素状態で加熱し、これによって汚泥ケーキを炭化させていた(例えば、特許文献1参照。)。 As a conventional general method for performing the above carbonization treatment, first, a sludge cake is supplied to a drying furnace, and the sludge cake is heated and dried in the drying furnace. Thereby, the moisture content of the sludge cake becomes about 40%. Thereafter, the sludge cake is taken out from the drying furnace and supplied to the carbonization furnace (carbonization dry distillation furnace). In this carbonization furnace, the sludge cake was heated in an oxygen-free state, and the sludge cake was carbonized by this (for example, refer patent document 1).
上記従来の炭化処理方法及び装置では、リン酸Na、Kを含む汚泥を炭化する場合、炭化炉内の金属部材(レトルト等)が高温腐食により損傷を受けるため、炭化炉の補修を頻繁に行う必要があった。 In the above conventional carbonization treatment method and apparatus, when carbonizing sludge containing Na and K phosphates, metal members (such as retort) in the carbonization furnace are damaged by high temperature corrosion, so the carbonization furnace is frequently repaired. There was a need.
そこで、本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、炭化炉内の金属部材の高温腐食を抑制することができる汚泥の炭化処理方法及び装置を提供することを目的とする。 Then, this invention is made | formed in view of said problem, and it aims at providing the carbonization processing method and apparatus of sludge which can suppress the high temperature corrosion of the metal member in a carbonization furnace.
発明者等は、金属部材を高温腐食させる原因物質を汚泥中のリン酸Na、Kと仮定して、後述する検証実験を行い、原因物質をリン酸Na、Kと特定した。金属部材を高温腐食させる原因物質がリン酸Na、Kであれば、汚泥中にカルシウムイオンを生成するカルシウム化合物を添加することで、高温腐食を抑制できると考え、本発明を創出するに至った。 The inventors assumed that the causative substance that corrodes the metal member at high temperature was Na and K phosphates in the sludge, and performed verification experiments described later, and identified the causative substances as Na and K phosphates. If the causative substances that cause high-temperature corrosion of metal members are Na and K phosphates, it is thought that high-temperature corrosion can be suppressed by adding calcium compounds that generate calcium ions in the sludge, leading to the creation of the present invention. .
上記の課題を解決するためになされた本発明に係る汚泥の炭化処理方法は、カルシウムイオンを生成するカルシウム化合物を汚泥に添加する工程と、前記カルシウム化合物が添加された汚泥を炭化処理する工程と、を有することを特徴とする。 The sludge carbonization method according to the present invention made to solve the above problems includes a step of adding a calcium compound that generates calcium ions to the sludge, and a step of carbonizing the sludge to which the calcium compound is added. It is characterized by having.
本発明に係る汚泥の炭化処理方法は、前記炭化処理工程の前に、前記カルシウム化合物が添加された汚泥を乾燥させる工程を更に有することが好ましい。 The sludge carbonization method according to the present invention preferably further includes a step of drying the sludge to which the calcium compound is added before the carbonization treatment step.
また、前記カルシウム化合物の添加率は、前記汚泥に対しNa、KとCaが当モル比以上の質量%であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the addition rate of the said calcium compound is the mass% of Na, K, and Ca more than this molar ratio with respect to the said sludge.
また、前記カルシウム化合物は、水酸化カルシウムであることが好ましい。 The calcium compound is preferably calcium hydroxide.
本発明は、別の態様において、汚泥の炭化処理装置であって、カルシウムイオンを生成するカルシウム化合物を汚泥に添加する化合物供給機と、前記カルシウム化合物が添加された汚泥を炭化処理する炭化炉と、を有してなるものである。 In another aspect, the present invention is a sludge carbonization apparatus, a compound feeder for adding calcium compounds that generate calcium ions to sludge, and a carbonization furnace for carbonizing the sludge to which the calcium compounds are added. , Are provided.
また、前記炭化炉の前に、前記カルシウム化合物が添加された汚泥を乾燥させる乾燥炉を備えることが好ましい。 Moreover, it is preferable to provide the drying furnace which dries the sludge to which the said calcium compound was added before the said carbonization furnace.
また、前記カルシウム化合物は、水酸化カルシウムであることが好ましい。 The calcium compound is preferably calcium hydroxide.
カルシウム化合物の添加により、汚泥中のリン酸化合物の融点が高くなるので、炭化炉内の金属部材の高温腐食が抑制される。 Since the melting point of the phosphoric acid compound in the sludge is increased by the addition of the calcium compound, high temperature corrosion of the metal member in the carbonization furnace is suppressed.
乾燥工程の前にカルシウム化合物が添加されると、水分の多い汚泥ケーキ中でカルシウム化合物から生成されたCaイオンとリン酸Na、Kとの接触効率が高くなり、リン酸Na、KとのCaイオンの置き換え反応が効率よく起きる。その結果、金属部材の高温腐食が効果的に抑制される。 When the calcium compound is added before the drying step, the contact efficiency between Ca ions generated from the calcium compound and Na and K phosphates in the sludge cake with a high moisture content is increased, and Ca and Na and K phosphates are added. Ion replacement reaction occurs efficiently. As a result, high temperature corrosion of the metal member is effectively suppressed.
カルシウム化合物の添加量が、Na、KとCaが当モル比以上の質量%であると、金属部材の高温腐食が効果的に抑制される。 When the addition amount of the calcium compound is such that Na, K, and Ca are mass% that is equal to or higher than the molar ratio, high temperature corrosion of the metal member is effectively suppressed.
カルシウム化合物が水酸化カルシウムであると、金属部材の高温腐食がより効果的に抑制される。 When the calcium compound is calcium hydroxide, the high temperature corrosion of the metal member is more effectively suppressed.
先ず、高温腐食原因物質を特定するための検証実験を説明する。 First, a verification experiment for specifying a hot corrosion-causing substance will be described.
従来の炭化処理方法で金属材料を高温腐食した汚泥を燃焼(650℃×24hr)して得られた灰を成分分析した結果、Na2Oが10.4質量%、K2Oが2.5質量%検出された。 As a result of component analysis of ash obtained by burning (650 ° C. × 24 hr) sludge obtained by high-temperature corrosion of a metal material by a conventional carbonization method, Na 2 O was 10.4% by mass, and K 2 O was 2.5 Mass% was detected.
Na、Kの構造が塩化物または硫化物であれば、水に溶け出すと考えられたので、乾燥させた汚泥を熱湯に30分接触させ、その後燃焼(650℃×24hr)して得られた灰を成分分析した。その結果、Na2Oが7.6質量%、K2Oが1.9質量%検出された。Na、Kの若干の減少が認められたが、顕著でなく、このことは、Na、Kの主構造が塩化物または硫化物で無いことを意味していると考えられる。 If the structure of Na and K was chloride or sulfide, it was thought that it would dissolve in water, so that the dried sludge was brought into contact with hot water for 30 minutes and then burned (650 ° C. × 24 hours). Component analysis of ash was performed. As a result, 7.6% by mass of Na 2 O and 1.9% by mass of K 2 O were detected. Although a slight decrease in Na and K was observed, it was not remarkable, and this is considered to mean that the main structure of Na and K is not chloride or sulfide.
一方、この原料に塩化カルシウムを過剰に(10質量%)添加し、攪拌後24時間放置させた物を乾燥させ、その後熱湯に30分接触させ、その後燃焼(650℃×24hr)して得られた灰を成分分析した。その結果、Na2Oが0.6質量%、K2Oが0.4質量%検出された。 On the other hand, calcium chloride is added to this raw material in excess (10% by mass), and the product left for 24 hours after stirring is dried, then contacted with hot water for 30 minutes, and then burned (650 ° C. × 24 hours). The components of the ash were analyzed. As a result, 0.6% by mass of Na 2 O and 0.4% by mass of K 2 O were detected.
このことは、Na、Kの構造がリン酸Na、Kの構造であり、塩化カルシウム由来のカルシウムイオンがリン酸と結合し、Na、Kが水溶性のNaイオンとKイオンとして放出される反応が進行したことを示していると考えられる。 This is the reaction in which Na and K structures are Na and K phosphates, calcium ions derived from calcium chloride bind to phosphate, and Na and K are released as water-soluble Na ions and K ions. Is considered to indicate that the progress has been made.
そこで、次に、るつぼを多数用意して各るつぼに各種リン酸Naまたはリン酸K及びSUS304(炭化炉内に使用される金属)片を入れ、電気炉内で加熱した。加熱温度は、炭化炉内の温度に近い950℃に設定し、2時間加熱した。 Then, many crucibles were prepared, and various phosphoric acid Na or phosphoric acid K and SUS304 (metal used in the carbonization furnace) pieces were put in each crucible and heated in an electric furnace. The heating temperature was set to 950 ° C., which is close to the temperature in the carbonization furnace, and heated for 2 hours.
実験に供したリン酸Naは、リン酸2ナトリウム(融点950℃)、メタリン酸ナトリウム(融点600〜650℃)、ピロリン酸ナトリウム(融点800〜830℃)及びポリリン酸ナトリウム(融点630〜650℃)である。また、実験に供したリン酸Kは、リン酸2カリウム、メタリン酸カリウム及びピロリン酸カリウムである。 The sodium phosphate used in the experiment was disodium phosphate (melting point 950 ° C.), sodium metaphosphate (melting point 600 to 650 ° C.), sodium pyrophosphate (melting point 800 to 830 ° C.) and sodium polyphosphate (melting point 630 to 650 ° C.). ). Moreover, the phosphate K used for experiment is dipotassium phosphate, potassium metaphosphate, and potassium pyrophosphate.
950℃で2時間加熱した後のるつぼを撮影した写真の例を図に示す。図2(a)は、リン酸2ナトリウムの場合、図2(b)はメタリン酸カリウムの場合であるが、いずれもSUS304を高温腐食することがわかる。なお、図に示さないが、実験に供したいずれのリン酸Na、リン酸Kの場合もSUS304を高温腐食することがわかった。 The example of the photograph which image | photographed the crucible after heating at 950 degreeC for 2 hours is shown in a figure. 2A shows the case of disodium phosphate, and FIG. 2B shows the case of potassium metaphosphate, both of which show that SUS304 is corroded at high temperature. Although not shown in the figure, it was found that SUS304 was corroded at high temperature in any of the phosphoric acid Na and phosphoric acid K used in the experiment.
上記の実験により、高温腐食原因物質をリン酸Na、リン酸Kと推測するに至った。リン酸Na、Kは、カルシウムイオンと反応して、NaイオンとKイオンを放出することが知られているので、本発明を創出するに至った。 From the above experiments, it has been estimated that high temperature corrosion causative substances are Na phosphate and K phosphate. Since it is known that Na and K phosphates react with calcium ions to release Na ions and K ions, the present invention has been created.
次に本発明の実施形態を図面に基づいて以下に詳しく説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態の炭化処理方法を実施するための炭化処理装置の全体構成を示したもので、脱水した下水汚泥を受け入れる受け入れホッパ10と、脱水した下水汚泥にカルシウム化合物3を供給する添加剤供給機64と、脱水した下水汚泥とカルシウム化合物とを混合する混合機65と、カルシウム化合物が混合された下水汚泥に熱風を直接接触させて乾燥する乾燥炉14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18とから主に構成されている。 FIG. 1 shows an overall configuration of a carbonization apparatus for carrying out a carbonization method according to an embodiment of the present invention. A receiving hopper 10 that receives dehydrated sewage sludge, and a calcium compound 3 in the dehydrated sewage sludge. The additive supply machine 64 to be supplied, the mixer 65 for mixing the dehydrated sewage sludge and the calcium compound, the drying furnace 14 for drying by directly contacting hot air with the sewage sludge mixed with the calcium compound, and drying. It mainly comprises an externally heated rotary kiln type carbonization furnace 18 for carbonizing sewage sludge.
含水率80%程度まで脱水された汚泥ケーキが受入ホッパ10に先ず受け入れられる。 The sludge cake dehydrated to a water content of about 80% is first received by the receiving hopper 10.
ここに受け入れられた汚泥ケーキは、定量供給装置12にて混合機65に送られ、添加剤供給機64から供給される所定量のカルシウム化合物と混合される。カルシウム化合物は、水酸化カルシウムが好ましい。また、カルシウム化合物の添加率は、前記汚泥に対しNa、KとCaが当モル比以上の質量%であることが望ましい。このように添加率を当モル比以上の質量%にすることで、後述の炭化炉20内のステンレス製レトルト22などの金属部材の高温腐食を大幅に抑制することができる。 The sludge cake received here is sent to the mixer 65 by the quantitative supply device 12 and mixed with a predetermined amount of calcium compound supplied from the additive supplier 64. The calcium compound is preferably calcium hydroxide. Moreover, as for the addition rate of a calcium compound, it is desirable that Na, K, and Ca are the mass% above this molar ratio with respect to the said sludge. As described above, by setting the addition rate to a mass% equal to or higher than the molar ratio, high-temperature corrosion of a metal member such as a stainless steel retort 22 in the carbonizing furnace 20 described later can be significantly suppressed.
含水率80%程度の脱水汚泥ケーキにカルシウム化合物を添加すると、カルシウム化合物からCa2+の生成が妨げられず、生成されたCa2+とリン酸Na、Kとの接触効率が高いので、高融点のリン酸Ca(融点1670℃)や硫酸Ca(融点1450℃)を生成して、炭化炉18の処理温度(800〜950℃)では溶融せず、金属部材を高温腐食することがない。 When a calcium compound is added to a dehydrated sludge cake having a water content of about 80%, the production of Ca 2+ from the calcium compound is not hindered, and the contact efficiency between the produced Ca 2+ and Na and K phosphates is high. The melting point phosphoric acid Ca (melting point 1670 ° C.) or sulfuric acid Ca (melting point 1450 ° C.) is generated and does not melt at the treatment temperature (800 to 950 ° C.) of the carbonization furnace 18, and the metal member is not corroded at high temperature.
リン酸塩含有量を基準にすると、Ca2+:2Na+=1:1であるので、カルシウムの量が多くなる。すなわち、ナトリウムイオン2モルに対し、カルシウムイオン1モル以上が好ましい。 On the basis of the phosphate content, since Ca 2+ : 2Na + = 1: 1, the amount of calcium increases. That is, 1 mol or more of calcium ions is preferable for 2 mol of sodium ions.
カルシウム化合物が添加された汚泥は、乾燥炉14へと送られ、そこで所定の含水率、例えば40%程度の含水率まで乾燥処理される。尚この乾燥炉14では、汚泥ケーキの乾燥と併せてその粉砕が行われる。 The sludge to which the calcium compound is added is sent to the drying furnace 14 where it is dried to a predetermined moisture content, for example, a moisture content of about 40%. In the drying furnace 14, the sludge cake is pulverized together with drying.
乾燥炉14で乾燥処理された汚泥は、続いてコンベヤ16により炭化炉18へと搬送され、そこで乾留処理により汚泥の炭化が行われる。 The sludge dried in the drying furnace 14 is then conveyed to the carbonization furnace 18 by the conveyor 16, where the sludge is carbonized by dry distillation.
この炭化炉18には、炉体20の内部に乾留容器としての円筒形状のステンレス製の回転ドラムから成るレトルト22が設けられている。 The carbonization furnace 18 is provided with a retort 22 formed of a cylindrical stainless steel rotating drum as a dry distillation vessel inside a furnace body 20.
レトルト22内部に投入された汚泥は、先ず炉体20内部に配設された助燃バーナ(不図示)による外熱室内部26の雰囲気加熱によって加熱される。すると汚泥中に含まれていた可燃ガスが、レトルト22に設けられた吹出パイプ(不図示)を通じて外熱室内部26の雰囲気中に抜け出し、そしてこの可燃ガスが着火して、以後はその可燃ガスの燃焼によりレトルト22内部の汚泥の加熱が行われる。この段階で、助燃バーナは燃焼停止される。 The sludge thrown into the retort 22 is first heated by the atmospheric heating of the external heat chamber 26 by an auxiliary burner (not shown) disposed inside the furnace body 20. Then, the combustible gas contained in the sludge escapes into the atmosphere of the external heat chamber 26 through a blow pipe (not shown) provided in the retort 22, and the combustible gas is ignited, and thereafter the combustible gas. The sludge inside the retort 22 is heated by the combustion. At this stage, the auxiliary burner is stopped burning.
レトルト22内部の汚泥は、図中左端からレトルト22の回転とともに漸次図中右方向に移って行き(レトルト22には若干の勾配が設けてある)、そして最終的に乾留残渣(炭化製品)がレトルト22の図中右端の出口21、つまり炭化炉18から排出される。 The sludge in the retort 22 gradually moves from the left end in the figure to the right in the figure along with the rotation of the retort 22 (the retort 22 has a slight gradient), and finally the carbonization residue (carbonized product) is removed. The retort 22 is discharged from the outlet 21 at the right end in the drawing, that is, from the carbonization furnace 18.
排ガスは、排煙口(不図示)を通じて排気路56へと排気され、その排気路56上に設けられた排ガスファン60によって排気路56を通じ煙突52から大気中に放出される。 The exhaust gas is exhausted to the exhaust path 56 through a smoke outlet (not shown), and is discharged from the chimney 52 through the exhaust path 56 into the atmosphere by the exhaust gas fan 60 provided on the exhaust path 56.
図1において、34は乾燥炉14に供給する熱風を発生させるための熱風炉で、ここでは供給された燃料が燃焼空気の供給の下で燃焼させられて熱風を発生する。尚ここではパイロットバーナ用にLPGが用いられ、燃焼バーナ用に灯油が用いられている。 In FIG. 1, reference numeral 34 denotes a hot air furnace for generating hot air to be supplied to the drying furnace 14, where the supplied fuel is burned under the supply of combustion air to generate hot air. Here, LPG is used for the pilot burner, and kerosene is used for the combustion burner.
熱風炉34で発生した熱風は乾燥炉14に供給され、更にこれを通過して、その後段の集塵機36を通ってそこで集塵され、再び熱風炉34に戻されるようになっている。即ち熱風炉34で発生した熱風は、乾燥炉14、集塵機36を通る循環路38を循環ファン40により循環流通させられるようになっている。この循環系では、乾燥炉14においてリークエアが循環する熱風中に入り込む。 The hot air generated in the hot air furnace 34 is supplied to the drying furnace 14, further passes through the hot air furnace 34, is collected there through a subsequent dust collector 36, and is returned to the hot air furnace 34 again. That is, the hot air generated in the hot air furnace 34 is circulated and circulated by the circulation fan 40 through the circulation path 38 passing through the drying furnace 14 and the dust collector 36. In this circulation system, leak air enters the hot air circulating in the drying furnace 14.
一方で熱風炉34には燃焼空気が定量供給されており、そのためここでは熱風の一部を抜き取るべく、熱風炉34の下流部において分岐路42が設けられており、熱風炉34から出た熱風の一部がこの分岐路42を通じて外部に取り出されるようになっている。 On the other hand, a fixed amount of combustion air is supplied to the hot air furnace 34. Therefore, here, a branch passage 42 is provided in the downstream portion of the hot air furnace 34 in order to extract a part of the hot air. A part of is taken out through this branch path 42.
この分岐路42に取り出された熱風は高温状態(約700℃程度)にあり、そこで分岐路42に取り出された熱風が、循環路38上に設けられた熱風炉熱交換器44で熱交換され、更に空気取入口48から取り入れられた外気により希釈及び冷却された上で、排ガスファン46により排気路50、51を通じて煙突52から外部に放出される。ここで分岐路42に取り出された熱風の、熱風炉熱交換器44で熱交換された後の温度は約400℃程度であり、そして空気取入口48からの外気の取入れによる希釈・冷却により、排ガスファン46の下流部での温度は約200〜250℃程度となる。 The hot air taken out to the branch passage 42 is in a high temperature state (about 700 ° C.), and the hot air taken out to the branch passage 42 is heat-exchanged by the hot air furnace heat exchanger 44 provided on the circulation passage 38. Further, after being diluted and cooled by the outside air taken in from the air intake 48, it is discharged from the chimney 52 through the exhaust passages 50 and 51 by the exhaust gas fan 46. Here, the temperature of the hot air taken out to the branch passage 42 after being heat-exchanged by the hot-blast furnace heat exchanger 44 is about 400 ° C., and by dilution / cooling by taking in outside air from the air intake 48, The temperature in the downstream portion of the exhaust gas fan 46 is about 200 to 250 ° C.
尚、空気取入口48からの空気の取入量は調整弁54によって調整される。また循環路38を循環流通する熱風は、熱風炉熱交換器44で熱交換されることによりそこで温度上昇させられた上、熱風炉34の入口に戻される。 The amount of air taken in from the air inlet 48 is adjusted by the adjusting valve 54. The hot air circulated through the circulation path 38 is heat-exchanged by the hot stove heat exchanger 44 so as to rise in temperature and then returned to the inlet of the hot stove 34.
上記炭化炉18からは、その排ガスを排出するための排気路56が延び出している。この排気路56に取り出された炭化炉18からの排ガスは、温度が800〜1000℃程度の高温度であり、そこで先ず空気取入口62からの外気の取入れによって希釈及び冷却された上で、循環路38上に設けられた炭化炉熱交換器58で熱交換され、そこで温度降下された後、更に炭化炉熱交換器58の下流部において、空気取入口63からの外気の取入れにより再び希釈・冷却された上で、排ガスファン60により排気路61、51を通じて煙突52から外部に放出される。 An exhaust passage 56 for exhausting the exhaust gas extends from the carbonization furnace 18. The exhaust gas from the carbonization furnace 18 taken out to the exhaust passage 56 has a high temperature of about 800 to 1000 ° C., where it is first diluted and cooled by taking in outside air from the air intake 62 and then circulated. After heat exchange is performed in the carbonization furnace heat exchanger 58 provided on the passage 38 and the temperature is lowered there, further dilution and re-dilution is performed by taking outside air from the air intake 63 in the downstream portion of the carbonization furnace heat exchanger 58. After being cooled, the exhaust gas fan 60 discharges it from the chimney 52 through the exhaust passages 61 and 51.
尚、炭化炉18から排出された排ガスは、空気取入口62からの外気の取入れによる希釈・冷却により温度降下(約700℃)され、更に炭化炉熱交換器58における熱交換、空気取入口63からの外気の取入れによる冷却によって200〜250℃程度の温度まで温度降下された上で、排ガスファン60により排気路61、51を通じ煙突52から外部に放出される。この炭化炉18にはLPG、灯油等の燃料が燃焼空気とともに供給される。ここでLPGはパイロットバーナの燃焼用として用いられ、また灯油は燃焼バーナ用の燃料として用いられる。
(実験)JISZ2293“金属材料の塩浸漬及び塩埋没高温腐食試験方法”に基づき金属材料の高温腐食試験を行った。
The exhaust gas discharged from the carbonization furnace 18 is subjected to a temperature drop (about 700 ° C.) due to dilution and cooling by taking outside air from the air intake 62, and further heat exchange in the carbonization furnace heat exchanger 58, air intake 63. After the temperature is lowered to a temperature of about 200 to 250 ° C. by cooling by taking in the outside air from the exhaust gas, the exhaust gas fan 60 discharges it from the chimney 52 through the exhaust passages 61 and 51. The carbonization furnace 18 is supplied with fuel such as LPG and kerosene together with combustion air. Here, LPG is used for combustion of the pilot burner, and kerosene is used as fuel for the combustion burner.
(Experiment) The high temperature corrosion test of the metal material was performed based on JISZ2293 “Salt immersion and salt immersion high temperature corrosion test method of metal material”.
実験1:脱水汚泥ケーキ(水分80%)にCa(OH)2を1wt%添加した汚泥ケーキに試験片(SUS310S、質量7.9893g)を埋没させ、850℃で20時間加熱した。 Experiment 1: A test piece (SUS310S, mass 7.9893 g) was buried in a sludge cake obtained by adding 1 wt% of Ca (OH) 2 to a dehydrated sludge cake (water content 80%), and heated at 850 ° C. for 20 hours.
比較実験1:実験1と同じ脱水汚泥ケーキ(Ca(OH)2無添加)に実験1と同じ試験片を埋没させ、実験1と同じ条件で加熱した。 Comparative Experiment 1: The same test piece as in Experiment 1 was buried in the same dehydrated sludge cake (without Ca (OH) 2 added) as in Experiment 1, and heated under the same conditions as in Experiment 1.
試験後のるつぼ外観写真と試験片の外観写真を図3に示す。試験片の質量を測定した結果、比較実験1では0.0766g減少したのに対し、実験1では0.0002gしか減少しなかった。 A crucible appearance photograph after the test and an appearance photograph of the test piece are shown in FIG. As a result of measuring the mass of the test piece, it was decreased by 0.0766 g in Comparative Experiment 1, whereas it was decreased only by 0.0002 g in Experiment 1.
図1の炭化処理装置の添加剤供給機64からCa(OH)2を0.5質量%添加し、炭化炉18の処理温度を650℃で24hr処理した。 0.5% by mass of Ca (OH) 2 was added from the additive feeder 64 of the carbonization apparatus of FIG. 1, and the carbonization furnace 18 was treated at 650 ° C. for 24 hours.
24hr処理後レトルト22等を目視観察した結果、金属部材の高温腐食が見られなかった。図4に炭化汚泥をX線回折で分析した結果を示す。 As a result of visual observation of the retort 22 and the like after the treatment for 24 hours, high temperature corrosion of the metal member was not observed. FIG. 4 shows the results of analyzing carbonized sludge by X-ray diffraction.
図4から、リン酸Ca系化合物と硫酸Caの存在が確認された。このことは、添加されたCa(OH)2から生成されたCaイオンによって、リン酸Na、KとのCaイオンとの置き換え反応や、硫酸イオンと反応して硫酸Caを生成する反応が行われたことを示していると思われる。 FIG. 4 confirmed the presence of Ca phosphate compound and Ca sulfate. This is because the Ca ions generated from the added Ca (OH) 2 undergo a reaction to replace Ca phosphate with Na and K phosphates, and to react with sulfate ions to produce Ca sulfate. It seems to indicate that.
本実施例で作製された炭化汚泥は、850℃以上に加熱しても溶けなかった。これは、上記の反応で生成されたと推定されるリン酸Caと硫酸Caの融点がそれぞれ1670℃、1450℃であるため、炭化汚泥全体の融点が上がったためと思われる。 The carbonized sludge produced in this example did not melt even when heated to 850 ° C. or higher. This is probably because the melting points of Ca phosphate and Ca sulfate presumed to have been generated by the above reaction were 1670 ° C. and 1450 ° C., respectively, so that the melting point of the entire carbonized sludge increased.
14・・・・・・乾燥炉
18・・・・・・炭化炉
64・・・・・・化合物供給機
CC・・・・・・・カルシウム化合物
14 ... Drying furnace 18 ... Carbonization furnace 64 ... Compound feeder
CC ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Calcium compound
Claims (7)
前記カルシウム化合物が添加された汚泥を炭化処理する工程と、を有することを特徴とする汚泥の炭化処理方法。 Adding a calcium compound that generates calcium ions to sludge;
And carbonizing the sludge to which the calcium compound is added.
前記カルシウム化合物が添加された汚泥を炭化処理する炭化炉と、を有することを特徴とする汚泥の炭化処理装置。 A compound feeder for adding calcium compounds that generate calcium ions to sludge;
A carbonization furnace for carbonizing the sludge to which the calcium compound is added.
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CN103951149A (en) * | 2014-04-25 | 2014-07-30 | 广东省生态环境与土壤研究所 | Technology for preparing biochar through organic wastes |
-
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- 2009-06-23 JP JP2009148162A patent/JP2011005347A/en active Pending
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