JP2012232266A

JP2012232266A - 木材チップの清浄化処理装置

Info

Publication number: JP2012232266A
Application number: JP2011103484A
Authority: JP
Inventors: Takeo Matsumoto; 武雄松本; Toshishige Ida; 敏茂井田
Original assignee: ECOTECH KK; Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: ECOTECH KK; Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 2011-05-06
Filing date: 2011-05-06
Publication date: 2012-11-29

Abstract

【課題】木材チップを効率よく清浄化し、有害物質を含まないエネルギガスを作る。
【解決手段】木材チップとモルデナイト系ゼオライトの吸着剤とを温水Ｗa に投入する第１処理槽１１と、木材チップと活性炭の吸着剤とを温水Ｗb に投入する第２処理槽１２と、木材チップを水Ｗc に投入する第３処理槽１３と、木材チップを乾燥する乾燥装置１４とを設ける。
【選択図】図１

Description

この発明は、たとえば震災、津波、原発事故、風水害などによって生じる大量の木質系がれき（瓦礫）を木質バイオマスとして有効利用するための木材チップの清浄化処理装置に関する。

東日本大震災によって生じたがれきは、２５００万トン以上になると予想され、その７０〜７５％は、木質系がれきであると試算されている。

そこで、このような大量の木質系がれきを木質バイオマスとして有効利用することが考えられる。すなわち、木質系がれきをチップ化し、熱分解してガス化した上、水蒸気を加えて改質することにより、水素リッチの良質なエネルギガスを製造することができる（たとえば特許文献１〜３）。

特開２００４−６７９００号公報特開２００５−２８１５５２号公報特開２０１０−１２６５９５号公報

かかる従来技術によるときは、木質系がれきが清浄であればよいが、震災等の災害によって生じたがれきは、海水や汚泥、放射性物質などによって汚染していることが考えられるため、生成させるエネルギガスに有害物質が過大に含まれる可能性があるという問題が避けられない。

そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、木質系がれきを木質バイオマスとして有効に利用するために、木材チップに付着している汚染物質の陽イオン、陰イオンの各吸着工程と、洗浄工程、乾燥工程とを順に実施することによって、大量の木材チップを効率よく清浄化し、有害物質を含まない清浄なエネルギガスを作ることができる木材チップの清浄化処理装置を提供することにある。

かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、木質原料を粉砕して製造する木材チップとモルデナイト系ゼオライトの吸着剤とを温水に投入する第１処理槽と、第１処理槽からの木材チップと活性炭の吸着剤とを温水に投入する第２処理槽と、第２処理槽からの木材チップを水に投入して洗浄する第３処理槽と、第３処理槽からの木材チップを乾燥する乾燥装置とを備えることをその要旨とする。

なお、第１処理槽ないし第３処理槽には、それぞれマイクロバブルの発生装置を装備することができる。

また、第１処理槽に投入する木材チップは、磁選機により金属屑を除去処理してもよく、第１処理槽から乾燥装置に至るラインの２系列を並設してもよい。

かかる発明の構成によるときは、第１処理槽は、モルデナイト系ゼオライトの吸着剤により、木材チップに付着している汚染物質に起因する陽イオンを吸着して除去することができ、第２処理槽は、活性炭の吸着剤により、汚染物質に起因する陰イオンを吸着して除去することができる。なお、木材チップは、たとえば震災、津波、原発事故、風水害などの災害によって発生する木質系がれきを含む木質原料を粉砕して製造される。そこで、ここでいう陽イオンとは、たとえば木質系がれきを汚染させた汚泥や海水などに含まれる重金属類やマグネシウムなど、建築物の白蟻駆除用の薬剤に含まれる銅、ヒ素、クロムなどの他、放射性物質としてのセシウムやストロンチウムなどの有害物質のイオンであり、陰イオンとは、たとえば海水中の塩素や、放射性物質としてのヨウ素などの有害物質のイオンである。

第１、第２処理槽に投入する吸着剤は、それぞれモルデナイト系ゼオライト、活性炭を主剤とするものであればよい。ただし、モルデナイト系ゼオライトは、骨格中のＳi とＡl の比率が５：１以下のものが好ましく、福島県伊達郡桑折町産の天然ゼオライトが最良と思われる。また、第１、第２処理槽の温水は、それぞれ６５〜８５℃程度、殊に約８０℃前後が好ましく、第３処理槽の水は、常温でよい。なお、第１ないし第３処理槽の反応物は、それぞれ個別の沈殿用の回収タンクに移送して沈殿させて回収し、乾燥処理した上、セメントや樹脂などで固めて安全に廃棄保管処分することが好ましい。

第１ないし第３処理槽には、それぞれ撹拌用のマイクロバブルの発生装置を装備することにより、第１、第２処理槽では、槽内の温水を撹拌して吸着剤による吸着効果を高め、第３処理槽では、槽内の水を撹拌して洗浄効果を高めることができる。マイクロバブルは、高濃度タイプ、低濃度タイプのいずれであってもよく、その発生方式は、加圧溶解方式、二相流旋回方式などを含む任意の方式でよい。

第１処理槽に投入する木材チップは、磁選機による金属屑の除去処理工程を経ることにより、建築物由来の木質原料に含まれる釘などを適切に除去することができる。

第１処理槽から乾燥装置に至るラインの２系列を並設すれば、各系列を交互に運転して実質的な連続稼動を実現し、全体の処理効率を向上させることができる。なお、このとき、第１処理槽に前置するクラッシャや、各系列の各処理槽ごとに設ける反応物の沈殿用の回収タンクや、乾燥装置の下流側の貯蔵タンクなどは、２系列に共用することができる。各系列の乾燥装置に乾燥用の過熱蒸気を供給するボイラについても同様である。

全体模式系統図他の実施の形態を示す全体ブロック系統図

以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。

木材チップの清浄化処理装置は、第１ないし第３処理槽１１、１２、１３と、乾燥装置１４とを備えてなる（図１）。なお、第１処理槽１１には、クラッシャ１５が前置され、乾燥装置１４の下流側には、貯蔵タンク１６が設置されている。

クラッシャ１５は、外部から投入される木質原料（図１の矢印Ｋ方向）を機械的に粉砕してチップ化し、木材チップとして選別コンベヤ１５ａ上に排出する。選別コンベヤ１５ａの中途には、磁選機１５ｂが設置されており、選別コンベヤ１５ａは、搬送コンベヤ１５ｃを介して第１処理槽１１に接続されている。

第１処理槽１１には、マイクロバブルの発生装置１１ａが装備されている。また、第１処理槽１１には、反応物の沈殿用の回収タンク１１ｂが付設されている。第１処理槽１１には、温水Ｗa が張られ、選別コンベヤ１５ａ、搬送コンベヤ１５ｃを介してクラッシャ１５からの木材チップを投入するとともに、外部から粉末状のモルデナイト系ゼオライトの吸着剤を投入することができる（図１の矢印Ｋ1 方向）。第１処理槽１１内の木材チップは、スクリューコンベヤ１１ｃを介して第２処理槽１２に移送することができる。

第２処理槽１２は、第１処理槽１１と同様に構成されている。すなわち、第２処理槽１２には、マイクロバブルの発生装置１２ａが装備されている。また、第２処理槽１２には、反応物の沈殿用の回収タンク１２ｂが付設されている。第２処理槽１２には、温水Ｗb が張られ、スクリューコンベヤ１１ｃを介して第１処理槽１１からの木材チップを投入するとともに、粉末状の活性炭の吸着剤を投入することができる（図１の矢印Ｋ2 方向）。第２処理槽１２内の木材チップは、スクリューコンベヤ１２ｃを介して第３処理槽１３に移送することができる。

第３処理槽１３は、第１、第２処理槽１１、１２と同様に構成されている。第３処理槽１３には、マイクロバブルの発生装置１３ａが装備され、反応物の沈殿用の回収タンク１３ｂが付設されている。第３処理槽１３には、水Ｗc が張られ、スクリューコンベヤ１２ｃを介して第２処理槽１２からの木材チップを投入するとともに、第３処理槽１３内の木材チップは、スクリューコンベヤ１３ｃを介して乾燥装置１４に移送することができる。

乾燥装置１４には、過熱蒸気を発生する貫流形のボイラ１４ａが連結されている。乾燥装置１４内には、排出用のスクリューコンベヤ１４ｂが組み込まれ、乾燥装置１４からの木材チップは、スクリューコンベヤ１４ｂ、搬送コンベヤ１４ｃを介して下流側の貯蔵タンク１６に搬送することができる。

図１において、クラッシャ１５に木質原料が投入されると（図１の矢印Ｋ方向）、クラッシャ１５は、木質原料を木材チップに加工して選別コンベヤ１５ａ上に排出する。そこで、木材チップは、磁選機１５ｂにより金属屑を除去処理された上、搬送コンベヤ１５ｃを介して第１処理槽１１に投入される。

第１処理槽１１では、クラッシャ１５からの木材チップと、外部からのモルデナイト系ゼオライトの吸着剤とが温水Ｗa に投入され、マイクロバブルの発生装置１１ａからのマイクロバブルによって撹拌される。そこで、適切な反応時間の経過により、木材チップに付着していた有害物質の陽イオンが吸着剤に吸着されるから、スクリューコンベヤ１１ｃを介して木材チップを第２処理槽１２に移送するとともに、温水Ｗa とともに反応物を回収タンク１１ｂに移送して沈殿させ、乾燥処理して適切に廃棄保管処分する。

第１処理槽１１からの木材チップは、第２処理槽１２において、活性炭の吸着剤とともに温水Ｗb に投入され、マイクロバブルの発生装置１２ａからのマイクロバブルによって撹拌される。そこで、木材チップに付着していた有害物質の陰イオンが吸着剤に吸着され、処理後の木材チップは、スクリューコンベヤ１２ｃを介して第３処理槽１３に移送し、反応物は、温水Ｗb とともに回収タンク１２ｂに移送して沈殿させ、乾燥処理して廃棄保管処分する。

第２処理槽１２からの木材チップは、第３処理槽１３において、マイクロバブルの発生装置１３ａからのマイクロバブルによって撹拌しながら水Ｗc によって洗浄し、スクリューコンベヤ１３ｃを介して乾燥装置１４に移送される。また、第３処理槽１３の反応物は、水Ｗc とともに回収タンク１３ｂに移送して沈殿させ、乾燥処理して廃棄保管処分する。

乾燥装置１４において、木材チップは、スクリューコンベヤ１４ｂによって搬送しながらボイラ１４ａからの過熱蒸気によって乾燥され、搬送コンベヤ１４ｃを介して貯蔵タンク１６に搬送して貯蔵される。なお、貯蔵タンク１６内の木材チップは、木質バイオマスとしてエネルギガスの製造に使用する他、他の任意の用途に安全に有効利用することができる。

他の実施の形態

第１処理槽１１から乾燥装置１４に至るラインの２系列を並設することができる（図２）。

クラッシャ１５、貯蔵タンク１６は、２系列に共用するものとし、クラッシャ１５からの木材チップは、切換コンベヤ１５ｄを介し、各系列の第１処理槽１１に交互に切り換えて供給する。また、回収タンク１１ｂ、１２ｂ、１３ｂは、それぞれ各系列の第１ないし第３処理槽１１、１２、１３ごとに共通に設けられ、ボイラ１４ａも、各系列の乾燥装置１４に共通に設けられている。

各系列の第１処理槽１１ないし乾燥装置１４は、木材チップを所定量ごとにバッチ処理するが、各系列を交互に運転することにより、全体システムを実質的に連続稼働させ、処理効率を大幅に向上させることができる。

この発明は、災害などによって発生する木質系がれきに加えて、間伐材や建築廃材などを含む任意の木質原料を木質バイオマスとして利用する際にも広く好適に適用することができる。

Ｗa 、Ｗb …温水
Ｗc …水
１１…第１処理槽
１２…第２処理槽
１３…第３処理槽
１１ａ、１２ａ、１３ａ…マイクロバブルの発生装置
１４…乾燥装置
１５ｂ…磁選機

特許出願人株式会社進弘電機
有限会社エコテック

Claims

木質原料を粉砕して製造する木材チップとモルデナイト系ゼオライトの吸着剤とを温水に投入する第１処理槽と、該第１処理槽からの木材チップと活性炭の吸着剤とを温水に投入する第２処理槽と、該第２処理槽からの木材チップを水に投入して洗浄する第３処理槽と、該第３処理槽からの木材チップを乾燥する乾燥装置とを備えてなる木材チップの清浄化処理装置。
前記第１処理槽ないし前記第３処理槽には、それぞれマイクロバブルの発生装置を装備することを特徴とする請求項１記載の木材チップの清浄化処理装置。
前記第１処理槽に投入する木材チップは、磁選機により金属屑を除去処理することを特徴とする請求項１または請求項２記載の木材チップの清浄化処理装置。
前記第１処理槽から前記乾燥装置に至るラインの２系列を並設することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載の木材チップの清浄化処理装置。