JP2015063908A - Device for generating power with microorganism, feces of animals and plant residue and so on, and carbonization device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、食品残渣並び動物性排泄物を有効活用する発明になる。たとえば堆肥において堆肥という形態で畑に還元されているが、実態は品質面においてオガクズの混入が問題となっている。本発明は、堆肥形態ではなく炭化として畑に還元させるものである。本発明は、好気性高温菌での発電を併設するものである。微生物による発熱量は膨大なエネルギーをもっている。本発明はこれらの設備を一体化させ連続的な処理システムを提供する微生物と動物の排泄物及び植物残渣等で発電する装置及び炭化装置を提供する物である。 The present invention is an invention that effectively uses food residues and animal excrement. For example, compost is returned to the field in the form of compost, but the reality is that contamination of sawdust is a problem in terms of quality. In the present invention, it is reduced to the field not as compost but as carbonized. The present invention is provided with power generation using an aerobic thermophilic bacterium. The amount of heat generated by microorganisms has enormous energy. The present invention provides an apparatus for generating electricity with microorganisms, animal excrement, plant residues and the like, and a carbonization apparatus that integrate these facilities and provide a continuous treatment system.
本発明は回転式タンクを配置する。このタンク内には、投入物が入口から出口方向に向かった傾きで抵抗羽が必要枚数設置されている。回転と伴に投入物がゆっくりと出口に移動してゆく。タンク内では、たとえば堆肥の場合高温微生物が糞尿を処理し分解熱を発生させる。発熱温度は、70度から80度に達する温度帯になる。 The present invention arranges a rotary tank. In this tank, the required number of resistance wings are installed with the inclination of the input material from the inlet toward the outlet. The input slowly moves to the exit with the rotation. In the tank, for example, in the case of compost, high-temperature microorganisms process manure and generate heat of decomposition. The exothermic temperature is a temperature range from 70 degrees to 80 degrees.
投入物の成分の多くはオガクズであり分解されずに排出される。排出されたオガクズ成 分は、たとえばベルトコンベアー等で次の工程に輸送される。ここでの次ぎの工程とは 炭化装置をさす。ここでの炭化装置とは、内部が密閉出来る構造を持ち、樋口と煙突を備えている。さらに炉内部を一定温度にする為に液体を噴霧する構造を設置している。これは温度センサーで内部燃焼温度をコントロールしている。目標値として250度から500度の範囲とする。しかしこの温度帯はダイオキシンが発生する温度範囲なので、排煙筒にはバフフィルターを設置する。 Many of the components of the input are sawdust and are discharged without being decomposed. The discharged sawdust component is transported to the next process by, for example, a belt conveyor. The next process here refers to the carbonization equipment. The carbonization device here has a structure that can be sealed inside, and has a shed and a chimney. Furthermore, in order to keep the inside of the furnace at a constant temperature, a structure for spraying liquid is installed. This is a temperature sensor that controls the internal combustion temperature. The target value is in the range of 250 to 500 degrees. However, since this temperature range is the temperature range where dioxins are generated, a buff filter is installed in the smoke stack.
炭化された炭化物は畑に還元できる。近年電気事業法が改正された。これはバイナリー発電において画期的な事と言える。バイナリー発電は100度以下で不燃性部質を媒体とするタービンと発電機が、一体である構造であること。破損時に羽等が飛散しない構造であること。たとえば媒体は、アンモニア水、フロン等が選定できる。 Carbonized char can be reduced to the field. In recent years, the Electricity Business Law has been amended. This is a breakthrough in binary power generation. Binary power generation has a structure in which a turbine and a generator using an incombustible material as a medium at 100 degrees or less are integrated. The structure shall not scatter wings when damaged. For example, ammonia water, chlorofluorocarbon, etc. can be selected as the medium.
本発明の先行技術として、上記の文献特開2010−90883号公報がある。上記発明においての駆動部が風力おもって攪拌羽根を回転させている。また発電する構造は、タンク外胴部にて難燃液体を微生物の醗酵熱おもって蒸気化しタービン発電をしている。上記発明は、タンク外周部と風力を利用している。これは熱交換で基材に直接接していないので効率に問題がある。駆動部の風力では小型機しか駆動できない等の問題が生じる。発電量も小さく限定されている。
本発明は、大型処理装置で高出力発電になり熱効率においても改善された発明になる。
As a prior art of the present invention, there is the above-mentioned document JP 2010-90883. The drive part in the said invention winds and rotates the stirring blade. In the structure for generating electricity, a flame retardant liquid is vaporized by the fermentation heat of microorganisms in the tank outer body to generate turbine power. The above invention uses the outer periphery of the tank and wind power. This is a problem in efficiency because it is not in direct contact with the substrate by heat exchange. There is a problem that only a small machine can be driven by the wind power of the drive unit. The amount of power generation is also small and limited.
The present invention is a large-scale processing apparatus that achieves high-output power generation and is improved in thermal efficiency.
本発明の取り組む課題は、毎日排出される大量の糞尿や工場からの食物残渣等である。これらを確実に処理し健全なサイクル、たとえば環境の保全や温暖化の配慮がなされなければならない。さらに臭いによる公衆衛生等の問題も配慮しなければならない。特に尿は水質等の汚染問題が発生するので特に配慮が必要になる。家畜の敷き床で は、オガクズが一般的に利用されている。このオガクズは微生物等での分解において適合 ではない。 The problem to be addressed by the present invention is a large amount of manure discharged daily, food residues from factories, and the like. These must be dealt with reliably and a healthy cycle, for example, environmental conservation and warming considerations must be made. In addition, problems such as sanitation due to odor must be considered. In particular, urine needs to be taken into consideration because contamination problems such as water quality occur. Sawdust is commonly used on livestock floors. This sawdust is not suitable for microbial degradation.
バイナリー発電において、効率よく熱を取り出す為に十分なエサと微生物との接触が必要となる。タービンと発電部は一体であり破損時に破片が飛散しない構造にする等の課題を解決する必要がある。 In binary power generation, sufficient contact between food and microorganisms is necessary to extract heat efficiently. It is necessary to solve the problems such as a structure in which the turbine and the power generation unit are integrated so that fragments do not scatter when damaged.
本発明は、これらの問題を解決する為に従来にない手法を取り入れた。本攪拌タンクは、大量処理を目的としている。たとえば直径3m長さが20mのロータリーキルン方式をとる。このタンクの外周下部にはタンクをささえる為のローラーを十分設置し、大容量のモーターで減速させ、ゆっくりと回転させる方式をとる。 In order to solve these problems, the present invention adopts an unprecedented technique. This agitation tank is intended for mass processing. For example, a rotary kiln system having a diameter of 3 m and a length of 20 m is adopted. At the lower part of the outer periphery of the tank, there will be enough rollers to hold the tank, which will be decelerated by a large capacity motor and rotated slowly.
タンク内部には、抵坑用ラセン羽が配置されている。おおむね1週間で外部に押し出さ れる。内部中心部やや下方位置に難燃ガス体を循環させる為の配管を設置する。その真下に圧縮空気が杜出できる配管を併設させる。微生物が好気性の為酸欠防止の為である。タンク内にはさらに菌床が固まらない為と空気層が出きるように大中小のボウルを投入する。 より多くの空気層と塊の防止の為である。これによりさらに効率が向上される。配管内部では、低沸点の難燃性液体がガス化し、蒸気圧が非常に高い高圧気体になり、次の工程であるガスタービンに向かって移動する。 Inside the tank, spiral wings for pit shafts are arranged. It is pushed out to the outside in about one week. Install piping to circulate the flame retardant gas in the center of the interior. A pipe that can discharge compressed air is installed directly below it. This is because the microorganisms are aerobic to prevent oxygen deficiency. A large, medium, and small bowl is placed in the tank so that the air bed can come out so that the fungus bed does not harden further. This is to prevent more air layers and lumps. This further improves efficiency. Inside the pipe, the low-boiling flame-retardant liquid is gasified, becomes a high-pressure gas having a very high vapor pressure, and moves toward the gas turbine as the next step.
発電機と同軸のタービンは高速で回転し発電を開始する。循環ガスはタービンを回転させたあと冷却部に流れ込む。冷却されたガスは、圧縮機で液化されてタンク内の循環パイプに圧送される。以降は、このサイクル上でエサとなる物が提供される限りに於いて微生物は、分解熱を出し24時間連続でシステムを稼動させる。 The generator and coaxial turbine rotate at high speed and start generating electricity. The circulating gas flows into the cooling section after rotating the turbine. The cooled gas is liquefied by a compressor and pumped to a circulation pipe in the tank. Thereafter, as long as food to be fed on this cycle is provided, the microorganism generates heat of decomposition and operates the system continuously for 24 hours.
タンクより排出されたオガクズ等は、炭化装置に輸送配管等で投入される。ある一定量 が投入後手動にて着火させると炭化が始まる。時間はその規模によって決まる。炭化後の製品は、良質の基材として有価商品になる。 Sawdust, etc. discharged from the tank is put into the carbonization device through transportation piping. When a certain amount is manually ignited after charging, carbonization begins. Time depends on its scale. The product after carbonization becomes a valuable product as a high-quality substrate.
本発明は、従来利用価値がなかった堆肥を炭化物に変えることによって有価商品になる。炭化物は畑にとって有効な基材となり土壌改良に寄与する。またバイナリー発電により発電された電気は売電により利益源にもなる。また環境面おいて悪臭の除去、排水の浄化等の効果も大きい。また炭化物を敷き床に混ぜる事によって悪臭の発生抑制、病気の予防にも効果が期待される。また炭化物を敷床に使うことによって経費の節約にもなる。また炭化物は、高温殺菌されているのでエサに混合飼料として利用もできる。炭化物は市場性が高く一般のホームセンター等にも活用が期待される。 The present invention becomes a valuable product by changing compost, which has not been useful in the past, to carbide. Carbide is an effective base material for fields and contributes to soil improvement. Electricity generated by binary power generation can also be used as a profit source by selling electricity. In terms of the environment, the effects of removing bad odors and purifying wastewater are also great. In addition, mixing carbide with the floor is expected to prevent odors and prevent diseases. The use of carbide for the floor also saves money. Moreover, since the carbide is pasteurized at high temperature, it can be used as a mixed feed for food. Carbide has high marketability and is expected to be used in general home centers.
本発明は3つの要素に分かれている。第1装置は攪拌タンク部、第2装置部はバイナリー発電部、第3装置部は炭化装置部である。これらは配管と輸送用配管等で接続されている。また全体を制御するシーケンスも装備している。半自動型プラント装置である。 The present invention is divided into three elements. The first apparatus is a stirring tank section, the second apparatus section is a binary power generation section, and the third apparatus section is a carbonization apparatus section. These are connected by piping and transportation piping. It also has a sequence for overall control. Semi-automatic plant equipment.
以下、本発明を実施する為の形態について説明する。
攪拌タンク6には、投入物を受けるバッケット4が配置している。バッケト4に投入された基材はバッケト4底部にあるスクリュウ配管7にてタンク6、9内に投入される。タンク6、9内には微生物がいる。菌床部に混入されて微生物のエサとなる。微生物は高温菌で70度から80度の温熱をだす。菌床の中心部には難燃性液体循環パイプ11が配置され配管内で高圧ガス体になりタービン22を回転させて、発電機25で発電される。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described.
In the agitation tank 6, a bucket 4 for receiving the input is arranged. The base material put into the bucket 4 is put into the tanks 6 and 9 through the
微生物は好気性なので酸欠防止のため圧縮空気配管12が配備されている。タンク6、9内胴には抵抗羽が必要枚数配置されている。タンク6、9をささえるフレーム5、8、10がタンクを支持している。またタンク6、9を回転させるローラー14と可変速モーター16で一日数回、数時間駆動される。
Since microorganisms are aerobic, a
内部菌床は、大量になる為内部抵抗も数トン/リッポーメーターとなるので強度のある保持支柱15がなければ、簡単に難燃液体循環パイプ11と空気圧送パイプ12は破壊して機能しなくなる。空気圧送にはコンプレッサー等を配置する。
Since the internal fungus bed becomes a large amount, the internal resistance becomes several tons / lipometer, so if there is no
図5のバイナリー発電装置は、循環用配管23、24で接続されている。圧縮高圧ガスはインペラ22に進入する直前にノズルでさらに高速噴射される。インペラは高速回転になり一体接続された発電機25に伝達され電気が発電される。発電された直流電気はインバーターコンバーター変換機を配備した制御盤21で三相交流に変換し電圧調整後、外部に送電する。
The binary power generator of FIG. 5 is connected by
制御盤21は、図4の微生物醗酵槽タンク・図5のバイナリー発電装置・図6の炭化装置等の電装部が含まれている。バイナリー発電の箱体17内部には、熱交換器18が配置されている。冷却用配管19、20は外部配置の冷却部2に接続されている。冷却されたガス体はリターン用パイプ24の中間でガス圧縮機33を通過し液体にもどされて微生物醗酵タンク図4に圧送され以降24時間連続的に発電する。
The control panel 21 includes electrical components such as the microbial fermentation tank of FIG. 4, the binary power generation apparatus of FIG. 5, and the carbonization apparatus of FIG. A
発電量は、処理する設備規模によって決まる。微生物醗酵タンク4から排出された残渣基材は、後部バッケト4にて受け、移送用配管30内部のスクリュウで炭化装置図6に投入される。基材が投入された後、手動点火にて炭化が開始される。炭化装置図6の内部には、温度調節用配管21が配備されている。温度帯を250度から500度の任意温度が設定出来るセンサーを配備する。排煙はダクト31でバフフィルター1に接続され処理後大気中に排出される。本発明は以上のシステム装置をもった実施形態である。
The amount of power generation is determined by the scale of equipment to be processed. The residual base material discharged from the microbial fermentation tank 4 is received by the rear bucket 4 and is put into the carbonization apparatus FIG. 6 by a screw inside the
1 バフフィルター装置斜視図
2 冷却装置斜視図
3 圧縮機
4 材料投入受け移送装置
5 上部タンク固定支持フレーム
6 第一槽攪拌タンク
7 材料移送パイプ
8 中間支持フレーム
9 第二槽攪拌タンク
10 下部タンク固定支持フレーム
11 難燃液体循環パイプ
12 空気圧送パイプ
13 地上面
14 タンク保持及び回転ローラー
15 タンク内支持フレーム
16 回転用モーター
17 発電装置ケース
18 熱交換器
19 熱交換器出口
20 熱交換器入口
21 制御盤
22 タービン
23 タービン入口
24 タービン出口
25 発電機部
26 炭化炉ケース
27 噴水パイプ
28 火口及び取り出し口
29 床
30 投入パイプ
31 排煙パイプ
32 点検蓋
33 圧縮機
DESCRIPTION OF
Claims (6)
The carbonization apparatus of the present invention is a low temperature type carbonization apparatus, which is set at 250 ° C. to 500 ° C. in the temperature zone, and is connected to the apparatus by a stirring tank and a transportation pipe, and sprays water inside the tank. The carbonization apparatus according to claim 1, wherein a pipe is placed in the upper part to produce a high quality carbide, and a buff filter is installed as a dioxin countermeasure, and a temperature sensor is installed for temperature monitoring. .
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JP2013196736A JP2015063908A (en) | 2013-09-24 | 2013-09-24 | Device for generating power with microorganism, feces of animals and plant residue and so on, and carbonization device |
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Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
TWI549762B (en) * | 2015-04-23 | 2016-09-21 | 林翰謙 | The preparation method of "biomass sorghum distillery residues fuel briquettes (biosoft) from sorghum distillery residues and high fiber herbivore animal excrements |
CN108341729A (en) * | 2018-02-11 | 2018-07-31 | 上海尚泥环境科技有限公司 | A kind of sludge high temperature aerobic fermentation process |
CN110343640A (en) * | 2019-07-25 | 2019-10-18 | 上海交通大学 | A kind of fermentation process of people's intestinal flora and application |
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