JP2013057498A - 焼却炉への下水汚泥供給装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】多くの動力費を必要とせずに焼却炉の廃熱を有効利用し、焼却炉の炉壁から炉内の中心部まで汚泥を分散供給することができる焼却炉への下水汚泥供給装置を提供する。
【解決手段】下水汚泥を焼却炉１０に向かって配管輸送する配管１２の焼却炉に隣接する部分に、ジャケット式の汚泥急速加熱装置１４を設け、焼却炉の廃熱を利用して汚泥を１００〜２００℃に急速加熱する。これにより下水汚泥に含有される水分を水蒸気化し、その水蒸気の圧力によって下水汚泥を配管１２の端部から焼却炉１０の内部に分散させることができる。なお、下水汚泥を７０℃以下に加温する汚泥加温装置１６と組み合わせれば更に効果的である。
【選択図】図３

Description

本発明は、下水汚泥の焼却炉への下水汚泥供給装置に関するものである。
下水汚泥焼却炉への汚泥供給方法としては、例えば特許文献１に示されるように、脱水汚泥を配管輸送する方法が一般的である。配管輸送されてきた汚泥はホッパーに入ったのちに焼却炉の内部に供給される。その炉内への供給方式としては、横型スクリュー式、縦型スクリュー式、回転羽根式、直接投入式の4方式が代表的である。
横型スクリュー式は、炉壁にスクリューフィーダを取付けてほぼ水平方向に汚泥を炉内に投入する方式である。最も簡便な方式であるが、スクリューフィーダの直下に汚泥が集中的に投入され、炉内全体に分散供給することは不可能である。
縦型スクリュー式は、図１に示すように炉頂に縦型スクリュー１を設け、横型スクリュー２により供給されてきた汚泥を縦型スクリュー１によって分散投入する方式である。横型スクリュー式に比較して炉内への分散供給が可能であるが、炉頂部まで汚泥を搬送するために余分な動力を必要とする。
回転羽根式は、図２に示すように炉壁にスクリューフィーダ３と回転羽根４とを取り付け、汚泥を回転羽根４によって炉内に跳ね飛ばすように供給する方式である。主として中規模から大規模の焼却炉に適用される方式であり、炉体の壁万からの分散投入が可能である。しかし多くの動力費が必要となる欠点がある。
直接投入式は、炉壁または炉頂に投入ノズルを取り付け、配管輸送されてきた汚泥をそのまま投入ノズルから炉内に供給する方式である。その例が特許文献２に記載されている。これは近年採用されるようになってきた方式であるが、やはり炉内中心部まで分散供給することは不可能である。
特開平６−２２１５３７号公報 特開２００４−３０１４４８号公報
したがって本発明の目的は上記した従来技術の問題点を解決し、多くの動力費を必要とせずに焼却炉の廃熱を有効利用し、焼却炉の炉壁から炉内の中心部まで汚泥を分散供給することができる焼却炉への下水汚泥供給装置を提供することである。
上記の課題を解決するためになされた本発明の焼却炉への下水汚泥供給装置は、下水汚泥を焼却炉へ配管輸送する配管の焼却炉に隣接する部分に、ジャケット式の汚泥急速加熱装置を設け、焼却炉の廃熱をこの汚泥急速加熱装置に導いて汚泥を急速加熱するとともに、この汚泥急速加熱装置を貫通する配管の端部を、焼却炉の壁面を貫通させて炉内に開口させたことを特徴とするものである。なお、焼却炉の排ガスにより加熱された空気を汚泥急速加熱装置のジャケット内に導く管路を備えた構造とすることが好ましく、また下水汚泥を焼却炉へ配管輸送する配管に、下水汚泥を７０℃以下に加温する汚泥加温装置を設けた構造とすることが好ましい。
本発明によれば、焼却炉へ配管輸送される下水汚泥を、焼却炉に隣接する部分に設けた汚泥急速加熱装置により加熱し、下水汚泥に含有される水分を水蒸気化してその圧力によって下水汚泥を配管の端部から焼却炉の内部に分散させる。このための熱源としては焼却炉の低品位の廃熱を有効利用することができ、余分な動力費は不要である。また汚泥を炉壁から炉内の中心部まで分散させることができるので、流動焼却炉のように炉体の下部に汚泥を投入する形式の炉に好適である。
なお、下水汚泥を焼却炉へ配管輸送する配管に下水汚泥を７０℃以下に加温する汚泥加温装置を設けておけば、汚泥の流動抵抗が減少して配管輸送に必要な動力が減少するうえに、汚泥を予熱することによって分散性をさらに向上させることができる。
従来の縦型スクリュー式の汚泥供給方式の説明図である。 従来の回転羽根式の汚泥供給方式の説明図である。 本発明の実施形態の説明図である。
以下に本発明の好ましい実施形態を説明する。
図３は本発明の実施形態の説明図であり、１０は下水汚泥の焼却炉であって、ここでは流動式焼却炉である。下水汚泥は焼却炉１０が設置されている焼却ヤードから数十ｍ以上離れた脱水ヤードにおいて脱水され、汚泥ポンプ１１により配管１２の内部を焼却炉１０まで配管輸送されている。このような配管輸送方式は旧来のベルトコンベヤによる輸送方式とは異なり、悪臭が周囲に飛散しない利点があるため最近では主流を占めている。本発明では、配管１２の端部は焼却炉１０の壁面を貫通させて炉内に直接開口させてある。
この配管１２の焼却炉１０に隣接する部分には、汚泥急速加熱装置１３が設けられている。この装置は配管１２の周りに加熱ジャケット１４を取付けた装置であり、この加熱ジャケット１４の内部に焼却炉の廃熱を導いて下水汚泥を急速加熱する。この実施形態では、焼却炉１０の排ガス処理系に設けられた熱交換器１５によって空気を２００℃以上に加熱し、その加熱空気を管路１７により加熱ジャケット１４に導いている。しかし廃熱ボイラにより発生させた蒸気を加熱ジャケット１４に導入することももちろん可能である。また既設の白煙防止用空気予熱器により得られた加熱空気の一部を利用してもよい。このように特別の熱源を必要とせず、低品位の回収熱の有効利用が可能である。
配管１２の内部を輸送されてきた下水汚泥はこの汚泥急速加熱装置１３を通過する間に１００℃以上に急速加熱され、汚泥中に含有される水分が水蒸気となる。その結果、配管１２の内部の水蒸気の圧力が高まり、水蒸気圧によって下水汚泥を配管１２の開放された端部から焼却炉１０の内部に吹き飛ばすように分散させる。このため、従来のような動力費を全く必要とせずに下水汚泥を焼却炉１０の中心部まで分散供給することができる。なお配管１２の汚泥ポンプ１１側は汚泥が圧密状態で詰まっているので、水蒸気圧によって汚泥が逆流するおそれはない。
このように汚泥急速加熱装置１３によって汚泥内部の水分を水蒸気化するためには、汚泥を１００℃以上、実際には１００〜２００℃に急速加熱することが必要である。このためには、汚泥急速加熱装置１３の長さを３〜６ｍ程度とすることが望ましい。
また、汚泥急速加熱装置１３よりも前段の配管１２の周囲にもジャケット式の汚泥加温装置１６を設け、下水汚泥を７０℃以下に加温しながら焼却炉１０へ配管輸送することが好ましい。このような加温を行うと汚泥の粘性が低下して配管圧損が低下し、汚泥ポンプ１１の動力費を削減することができる。しかも汚泥を汚泥急速加熱装置１３よりも前段で加温しておくことによって汚泥急速加熱装置１３の熱負担が軽減される。しかし加温温度が７０℃を越えると汚泥のたんぱく質が凝固するために却って配管圧損が増加するので好ましくない。従って汚泥加温装置１６による加温は６０〜７０℃とすることが好ましい。さらにこのように汚泥を汚泥急速加熱装置１３よりも前段で加温しておくことにより汚泥の粘性が低下し、汚泥急速加熱装置１３による汚泥の分散性を高めることができる。
このように本発明によれば、焼却炉の廃熱を利用し、余分な動力費を必要とせずに汚泥を炉壁から炉内の中心部まで分散させることができる。このため炉内の特定部分に汚泥が集中的に投下されることがなくなり、焼却が効率的に行われる。特に本発明は、流動焼却炉のように炉体の下部に汚泥を投入する形式の炉に好適である。
１ 縦型スクリュー
２ 横型スクリュー
３ スクリューフィーダ
４ 回転羽根
１０ 焼却炉
１１ 汚泥ポンプ
１２ 配管
１３ 汚泥急速加熱装置
１４ 加熱ジャケット
１５ 熱交換器
１６ 汚泥加温装置
１７ 管路

Claims (3)

  1. 下水汚泥を焼却炉へ配管輸送する配管の焼却炉に隣接する部分に、ジャケット式の汚泥急速加熱装置を設け、焼却炉の廃熱をこの汚泥急速加熱装置に導いて汚泥を急速加熱するとともに、この汚泥急速加熱装置を貫通する配管の端部を、焼却炉の壁面を貫通させて炉内に開口させたことを特徴とする焼却炉への下水汚泥供給装置。
  2. 焼却炉の排ガスにより加熱された空気を汚泥急速加熱装置のジャケット内に導く管路を備えたことを特徴とする請求項１記載の焼却炉への下水汚泥供給装置。
  3. 下水汚泥を焼却炉へ配管輸送する配管に、下水汚泥を７０℃以下に加温する汚泥加温装置を設けたことを特徴とする請求項１記載の焼却炉への下水汚泥供給装置。
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