JP2018030106A - 汚泥の処理設備 - Google Patents

Abstract

【課題】循環路を流通する熱風中に入り込む侵入空気の比率を適正に制御し、熱風発生炉における燃料使用量を削減することが可能な汚泥の処理設備を提供する。【解決手段】汚泥を乾燥処理する乾燥機１６と、熱風発生炉５０と、熱風発生炉５０で発生した熱風を、乾燥機１６を経由した後、熱風発生炉５０に戻す循環路５１と、を備えた汚泥の処理設備であって、外部の空気を熱風中に侵入させる乾燥機１６の隙間に向けて侵入空気を圧送する供給ファン装置８１と、供給路８０を流通する侵入空気の流量を測定する空気流量測定手段と、乾燥機１６から排出された熱風の流量を測定する熱風流量測定手段と、熱風の流量に対する侵入空気の流量の比率が、予め予定している適正な値となるように供給ファン装置８１を制御する制御部８４と、を備えている。【選択図】 図７

Description

この発明は汚泥の処理設備に関し、特に熱風発生炉で発生した熱風を、乾燥機を経由した後、熱風発生炉に戻す循環路を備えている汚泥の処理設備に関する。

家庭等から排出される有機物含有の排水は、一般に下水処理施設で排水処理される。
この排水処理に伴って有機汚泥が発生するが、排水処理量の増加とともに有機汚泥の発生量も年々増加し、その処理・処分が大きな問題となっている。

有機汚泥を処分するに際し、有機汚泥には９９．９％程度の水が含まれていてそのままでは処分できず、そこで減量化のために濃縮及び脱水処理したり、或いは更に焼却したり溶融したりするなど様々な処理が現在施されている。

有機汚泥の減量化処理の一つの方法として、汚泥を乾留処理により炭化することが提案されている。
この炭化処理は、汚泥が基質中に炭素分を４５質量％程度含んでいることから、焼却，溶融処理のように汚泥中の炭素分を消費してしまうのではなく、汚泥を無酸素或いは低酸素状態で熱分解（炭化）することにより炭素分を残留させ、新しい組成を持つ炭化物（炭化製品）として生成させるものである。

汚泥を乾留処理により炭化する際、まず含水率８０％程度まで脱水された脱水汚泥（含水汚泥）は、所定の含水率、例えば４０％程度の含水率まで乾燥処理され含水率が減じられる。その後、乾燥処理された乾燥汚泥は炭化炉へと搬送され、そこで乾留処理により汚泥の炭化が行われる。このような処理に際して用いられる汚泥の処理設備は、例えば下記特許文献１，特許文献２に開示されている。

図９は、下水汚泥の処理設備の従来の一例を示したものである。図中２００は受入ホッパであり、含水率８０％程度まで脱水された脱水汚泥がこの受入ホッパ２００に先ず受け入れられる。ここに受け入れられた脱水汚泥は、汚泥搬送ポンプ２０２にて乾燥機２０４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。

乾燥機２０４は、回転ドラム２１０を乾燥容器として備えており、その軸方向の一端側から内部に供給された汚泥を、回転ドラム２１０を回転させつつ内部に沿って軸方向に移動させ、その移動の過程で熱風により汚泥を乾燥処理して、乾燥後の汚泥を軸方向の他端側から排出する。この乾燥機２０４では、汚泥の乾燥と併せてその粉砕が行われる。

乾燥機２０４で乾燥処理された汚泥は、続いてコンベア２０６により炭化炉２０８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。

図９において、２２６は乾燥機２０４に供給する熱風を発生させるための熱風発生炉で、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。

熱風発生炉２２６で発生した熱風は乾燥機２０４に供給され、更にこれを通過して、その後段の集塵機２２８を通ってそこで集塵され、再び熱風発生炉２２６に戻されるようになっている。
即ち、熱風発生炉２２６で発生した熱風は、乾燥機２０４，集塵機２２８を通る循環路２３０を、循環ファン２３２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、乾燥機２０４において、外気がリークエアとして循環する熱風中に入り込んでいる。また熱風発生炉２２６では燃焼空気が定量供給されている。そのためこの例では熱風の一部を抜き取るべく、熱風発生炉２２６の下流部において循環路２３０から分岐した排ガス路２３４が設けられており、熱風の一部が熱風発生炉２２６にて燃焼脱臭された排ガスとして、排ガスファン２４０にて吸引され煙突２３６を通じて外部に放出される。

この図９で示された汚泥の処理設備にあっては、熱交換器２３７，２３８により、大気中に放出される排ガスの熱を利用して、熱風発生炉２２６のバーナ燃焼空気の温度を予め上昇させて、熱風発生炉２２６で使用する燃料の使用量の削減を図っているが、汚泥の処理設備を更に普及させていくためには、これまで以上に燃料の使用量を削減することが望まれていた。

特開平１１−３３５９９号公報 特開平１１−３７６４４号公報

図９で示すように、乾燥機２０４が、乾燥容器として回転ドラム２１０を有し、回転ドラム２１０を回転させつつドラム内部の汚泥を乾燥させる形態である場合、回転ドラム（回転体）２１０とその端部を覆う端部部材（非回転部）２１２，２１２ｂとの間に隙間が生じる。また回転ドラム２１０内は循環ファン２３２によって負圧とされている。このため内外の差圧によって、回転ドラム２１０と端部部材２１２，２１２ｂとの間の隙間を通じて常温の外気が回転ドラム２１０の内部、即ち、循環路２３０を流通する熱風中に入り込んでしまう。この侵入空気の量が多いと、循環路２３０を通じて熱風発生炉２２６に戻される熱風の量も大となり、このことが熱風発生炉２２６における燃料使用量を増加させる要因となっていた。

本発明は以上のような事情を背景とし、循環路を流通する熱風中に入り込む侵入空気の比率を適正に制御し、熱風発生炉における燃料使用量を削減することが可能な汚泥の処理設備を提供することを目的としてなされたものである。

而して請求項１は、有機物含有汚泥を所定水分状態まで乾燥処理する乾燥機と、該乾燥機における乾燥用の熱風を発生させる熱風発生炉と、該熱風発生炉で発生した前記熱風を、前記乾燥機を経由した後、該熱風発生炉に戻す循環路と、を備えた汚泥の処理設備であって、（ａ）外部の空気を熱風中に侵入させる空気侵入部に向けて、侵入空気を圧送する空気供給手段と、（ｂ）該空気供給手段と前記空気侵入部との間に形成された供給路を流通する前記侵入空気の流量を測定する空気流量測定手段と、（ｃ）前記供給路を流通する前記侵入空気の流量を変更する空気流量変更手段と、（ｄ）前記乾燥機から排出された前記熱風の流量を測定する熱風流量測定手段と、（ｅ）前記乾燥機から排出された前記熱風の流量に対する前記侵入空気の流量の比率が、予め予定している適正な値となるように前記空気流量変更手段を制御する制御部と、を備えていることを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、外部に放出される排ガスの熱を利用して前記侵入空気を予熱する空気予熱手段、を備えていることを特徴とする。

請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、インバータ制御により回転数を変化させる循環ファン装置が前記循環路に設けられ、前記熱風流量測定手段が、該循環ファン装置のモータ回転数及び前記熱風の温度に基づいて前記熱風の流量を測定するように構成されていることを特徴とする。

請求項４のものは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記空気侵入部が、前記乾燥機における乾燥容器としての回転ドラムと、該回転ドラムの端部開口を覆うように設置された端部部材との間に形成され、前記回転ドラムの内部と外部とを連通させた隙間であることを特徴とする。

請求項５のものは、請求項４において、前記乾燥機には、前記隙間に通じる前記回転ドラムの外側空間を覆うように、周方向に延設されたカバーが設けられ、前記供給路を通じて前記侵入空気が該カバーの内部空間に導入されるように構成されていることを特徴とする。

図１０は、汚泥の処理設備において、本発明者らが、循環路を流通する熱風の流量ＬＲと乾燥機の回転ドラム内に侵入する外気（侵入空気）の流量ＬＡとの比率（ＬＡ／ＬＲ）と、熱風発生炉における燃料（灯油）使用量との関係を調査した一例である。同図によれば、燃料の使用量は、回転ドラム内、即ち、熱風の循環系に侵入する侵入空気の比率に応じて変動し、侵入空気の比率（ＬＡ／ＬＲ）を所定の範囲（この例では１０〜１５％）とすれば、燃料使用量の削減が可能であることが認められる。

同図において、侵入空気の比率（ＬＡ／ＬＲ）が大きい場合、循環路内を流通する熱風の量が増加する。熱風は一旦、熱風発生炉に戻され所定の温度にまで加熱されるため、侵入空気の比率が大きい場合には加熱対象となる熱風の量が増加し、燃料使用量は増大する。
一方、循環路を流通する熱風の一部は排ガスとして外部に放出されるため、侵入空気の比率が小さい場合には、循環路を流通する熱風の量が、汚泥の乾燥処理に必要な量を下回ってしまい、その結果、熱風を過度に加熱しなければならなくなって燃料使用量は増大する。

本発明は、このような燃料使用量と、侵入空気の比率との関係に着目して、従来、成り行きで流入させていた侵入空気の比率を、適正な値となるよう制御するものである。具体的には、空気侵入部に向けて侵入空気を圧送する空気供給手段と、供給路を流通する侵入空気の流量を測定する空気流量測定手段と、供給路を流通する侵入空気の流量を変更する空気流量変更手段と、乾燥機から排出された熱風の流量を測定する熱風流量測定手段と、を設け、空気流量測定手段及び熱風流量測定手段から得られた熱風の流量に対する侵入空気の流量の比率が、予め予定している適正な値となるように、制御部により空気流量変更手段を制御するようになしたものである。
本発明によれば、侵入空気の流量の比率を燃料使用量の削減が見込める比率若しくはこれに近似する比率になるよう制御することで、熱風発生炉における燃料使用量を削減することができる。

また本発明では、外部に放出される排ガスの熱を利用して侵入空気を予熱する空気予熱手段を備えておくことができる（請求項２）。このようにすることで、廃熱回収の効率を高めて、熱風発生炉における燃料使用量の一層の削減を図ることができる（請求項２）。

本発明では、熱風の流量を検出する手段としてオリフィス式の流量計等を用いることができる。しかしながら乾燥機から排出された熱風中には汚泥からのダストが含まれていることから、流量計の内部配管にダストが侵入することによる測定精度の低下が生じることも考えられる。また、このような問題を防止するためのメンテナンス頻度が増加すれば、設備稼働率が低下する。
このため本発明では、循環路に直接、流量計を設けて流量を測定する構成に替えて、循環路に、インバータ制御により回転数を変化させる循環ファン装置を設け、熱風流量測定手段を、循環ファン装置のモータ回転数及び熱風の温度に基づいて、熱風の流量を測定するように構成することができる（請求項３）。

本発明において、汚泥を乾燥処理する手段として回転ドラム式の乾燥機を用いた場合、乾燥容器としての回転ドラムと、回転ドラムの端部開口を覆うように設置された端部部材との間に、回転ドラムの内部と外部とを連通させた隙間が生じ、この隙間から循環路内に外部の空気が侵入する。このような場合、この隙間を空気侵入部とし、この隙間から侵入する侵入空気の比率を制御することが望ましい（請求項４）。

ここで、隙間に通じる回転ドラムの外側空間を覆うように、周方向に延設されたカバーを設け、カバーの内部空間に侵入空気を導入することができる（請求項５）。このようにすることで、予定していない外気の侵入を防止するとともに、空気供給手段により強制給気された侵入空気を効率的に隙間に供給することができる。

以上のような本発明によれば、循環路を流通する熱風中に入り込む侵入空気の比率を適正に制御し、熱風発生炉における燃料使用量を削減することが可能な汚泥の処理設備を提供することができる。

本発明の一実施形態の汚泥の処理設備の全体構成を示した図である。 図１における乾燥機の全体構成を示した図である。 図２の乾燥機における回転ドラムの横断面図である 図２の乾燥機におけるＡ部を拡大して示した図である。 図２の乾燥機におけるカバーの横断面図である。 図１における炭化炉の構成を示した図である。 同実施形態の要部を示した図である。 本発明の他の実施形態の要部を示した図である。 従来の汚泥の処理設備の構成を示した図である。 侵入空気の比率と熱風発生炉における燃料使用量との関係を示した図である。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。図１は本発明の一実施形態である汚泥の処理設備１の全体構成を示したものである。この処理設備１では排水処理に伴って発生する大量の有機汚泥が連続的に処理され炭化製品が生成される。
図中１０は受入ホッパ（脱水汚泥貯留槽）であり、有機物を含有した下水汚泥を含水率７０〜８５％程度（通常は８０％程度）まで脱水した脱水汚泥が、この受入ホッパ１０に先ず受け入れられる。
ここに受け入れられた脱水汚泥は、中間貯留槽１２を経て定量供給装置１４，搬送装置１５により乾燥機１６へと送られ、そこで含水率３５〜４５％程度（通常は４０％程度）まで乾燥処理される。

乾燥機１６では、図２に示すように、乾燥容器としての円筒形状の回転ドラム１８が、機台１７上に回転自在に設けられている。詳しくは、回転ドラム１８の外周面に軸直角方向の外向きに突出した円環状の一対の鍔状部１９，１９が設けられており、この鍔状部１９，１９が、機台１７側に設けられた受ローラ２１，２１にて支持されている。
また、回転ドラム１８の外周面にはスプロケット２３が形成されており、スプロケット２３と回転モータ２５の出力軸とにチェーン２６が巻き掛けられ、回転モータ２５の回転駆動力が、回転ドラム１８へと伝達されるようになっている。

回転ドラム１８の軸方向両側には、それぞれ回転ドラム１８の端部開口を覆うように端部部材２７，２７ｂが取り付けられている。
前段から送られてきた脱水汚泥は、前端側の端部部材２７を内外に貫通する投入機２８を介して回転ドラム１８内に導入される。一方、乾燥処理された汚泥（乾燥汚泥）は後端側の端部部材２７ｂに設けられた下側の出口３７から排出される。
また、前端側の端部部材２７には図示を省略した熱風の取り込み口が設けられ、また後端側の端部部材２７ｂには図示を省略した熱風の排出口が設けられ、熱風は回転ドラム１８の内部を図中右方向に向かって流通する。

投入機２８は、図２で示すように、貯留槽２９とスクリューコンベア３０とを有し、スクリューコンベア３０の投入口３１に貯留槽２９が取り付けられている。
スクリューコンベア３０において、３２はスクリューコンベア３０のスクリュー軸、３３はスクリュー軸３２から螺旋状に突出したスクリュー羽根、３４はスクリュー軸３２及びスクリュー羽根３３を内部に収納した外筒部材、３５はスクリュー軸３２を回転駆動させる駆動モータである。

スクリューコンベア３０の排出側の端部は、端部部材２７を貫通して乾燥機１６の回転ドラム１８内に挿入されており、前段の中間貯留槽１２から送られてきた汚泥は、搬送装置１５によりスクリューコンベア３０直上に設けられた貯留槽２９の開口に投入され、一旦、貯留槽２９内に貯留されたのち、貯留槽２９の下方に位置するスクリューコンベア３０のスクリュー羽根３３と３３との間の溝に収容され、スクリュー軸３２の回転に伴ない溝内部を前方に押出搬送され、回転ドラム１８内部に投入される。この投入機２８の内部には常時汚泥が充填されており、投入機２８はマテリアルシールとしての働きも有している。尚、３６は貯留槽２９の内部に設けられた汚泥付着防止機構部で、スクリューコンベア３０の回転と連動して先端の撹拌片３６ａを回転させる。

図３は、乾燥機１６の回転ドラム１８内部の構成を示した図である。
同図に示しているように回転ドラム１８は内部に撹拌軸２０を有している。ここで撹拌軸２０は回転ドラム１８の中心から偏心した位置に設けられている。この撹拌軸２０からは複数の撹拌羽根２２が放射状に延び出している。

一方、回転ドラム１８の内周面には周方向に所定間隔で複数の板状のリフター２４が、回転ドラム１８と一体回転する状態で設けられている。
その結果として、回転ドラム１８内部の汚泥（脱水汚泥）は、回転ドラム１８の回転に伴ってリフター２４により底部から上方に持ち上げられ、そしてその頂部近くで自重により落下する。落下した汚泥は、その下側に位置する撹拌羽根２２の高速回転により細かく粉砕され、回転ドラム１８の底部側へと落下する。

回転ドラム１８内部の汚泥はこのような撹拌作用を受けながら、その内部に導かれた乾燥用熱風にさらされて乾燥処理され、次第に水分が減少していく。
尚、この乾燥機１６においては、撹拌羽根２２による粉砕及びその際の飛散作用によって、汚泥が回転ドラム１８内部を軸方向に漸次送られて行く。

このようにして乾燥機１６で乾燥処理された後の乾燥汚泥は、続いて、図１に示す搬送装置３８により炭化炉投入機３９を経て炭化炉４０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。

この炭化炉４０は、乾燥汚泥を無酸素若しくは低酸素雰囲気下で脱水及び熱分解する炉で、図６に示しているように炉体４１の内部に乾留容器としての円筒形状の回転ドラム（レトルト）４２が設けられており、前段の乾燥機１６で乾燥処理された乾燥汚泥が回転ドラム４２内部に投入される。

投入された乾燥汚泥は、先ず炉体４１内部に配設された助燃バーナ（外熱室用バーナ）４３による外熱室４４内部の雰囲気加熱によって加熱される。すると乾燥汚泥中に含まれていた可燃ガスが回転ドラム４２に設けられた噴出しパイプ４５を通じて外熱室４４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回転ドラム４２内部の汚泥の加熱が行われる。この段階では助燃バーナ４３は燃焼停止される。尚、４９は、上記可燃ガスの燃焼に必要な補助燃焼用空気を外熱室４４内部に導入するための開口である。

図６に示しているように、炉体４１の内部には外熱室４４と仕切られた排ガス処理室４６が設けられており、外熱室４４からの排ガスはここに導かれる。この排ガス処理室４６には排ガス処理室用バーナ４７が設けられており、排ガス処理室４６内に導かれた排ガス中の未燃ガスが、この排ガス処理室用バーナ４７にて２次燃焼される。

回転ドラム４２内部の汚泥は、図中左端から回転ドラム４２の回転とともに漸次図中右方向に移って行き（回転ドラム４２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）が回転ドラム４２の図中右端の出口４８、つまり炭化炉４０から排出される。このような炭化操作によって、乾燥汚泥は炭素が約３０〜５０％、無機物が残りを占める成分の細孔を持つ炭化製品に変わる。

そして、炭化処理が完了し炭化炉４０から排出された絶乾状態の炭化製品は、高温のため、図１で示すように、冷却機７０に送られ常温近くまで冷却された後、炭化製品搬送コンベア７１にて上方に搬送される。そして、自己発熱を抑制するため、加湿装置７２にて水分量調整のための加湿（水噴霧）が行われ、その後、炭化製品は炭化製品貯留ホッパ７４に貯留される。

図１において、５０は熱風発生炉で、ここで発生した約７００℃の熱風が乾燥機１６へと供給される。乾燥機１６に供給された熱風は、汚泥の乾燥処理に用いられた後、循環路５１上に設けられた集塵機５２を通り、更に循環ファン装置５４にて炭化炉排ガス熱交換器５６，熱風炉排ガス熱交換器５８を経て熱風発生炉５０へと循環させられる。このように本例では、熱風発生炉５０及び乾燥機１６を含んで熱風の循環路５１が構成されている。
乾燥機１６の下流側に設けられた循環ファン装置５４は、ファンを駆動するファンモータがインバータを備え、ファン回転数をインバータ制御により変更可能な構成とされており、ファン回転数を変更することで循環路５１内を流通する熱風の流量を調整することができる。
尚、循環路５１の、乾燥機１６と循環ファン装置５４との間には、熱風の温度を検出するための温度センサ５３が設けられている。

この循環系では、後述するように乾燥機１６において外部の空気が、侵入空気として熱風中に入り込む構造であり、また熱風発生炉５０では燃焼空気が定量供給されている。このため本例では熱風発生炉５０から延び出した分岐路６０を通じて熱風の一部が抜き取られ、熱風炉排ガス熱交換器５８を経て排ガスファン６２により煙突６４から外部に放出される。即ち、乾燥機１６において汚泥の乾燥処理に用いられた熱風の一部は、熱風発生炉５０にて燃焼脱臭された後、煙突６４を通じて外部に放出される。
他方、炭化炉４０からは排気路６６が延び出しており、炭化炉４０からの排ガスが、排気路６６を通じて排ガスファン６２により炭化炉排ガス熱交換器５６を経て煙突６４から外部に放出される。

図４は、乾燥機１６の回転ドラム１８前端側（図２のＡ部）を拡大して示した図である。同図に示すように回転体としての回転ドラム１８の前端と、回転ドラム１８前端側の端部開口を覆うように設置された非回転の端部部材２７との間には、回転ドラム１８の内部と外部とを連通させる空気侵入部としての隙間８８が形成されている。
本例では、隙間８８に通じる回転ドラム１８の外側空間を覆うように、回転ドラム１８の外側で周方向に延設されたカバー８９が設けられている。このカバー８９は、側壁９０，９１とこれら側壁を連結する周壁９６とを備え、端部部材２７に隣接する側壁９０が図示を省略した締結用のボルト・ナットで端部部材２７と固定されている。またカバー８９の端部部材２７とは離間する側の側壁９１には、耐熱性のシール布９２の基端部が固着され、シール布９２は先端部（遊端部）の裏面が回転ドラム１８の外周面と向かい合うように折曲げられて配設されている。

シール布９２の先端部では、回転ドラム１８とは反対側（図中上側）に、シール布９２の浮き上がりを防止するシール布抑え９３が周方向の複数箇所に設けられ、更にその外周側（図中上側）にはリング状のシールバンド９４が配設されており、シールバンド９４を縮径させることで、シール布９２の先端部を回転ドラム１８の外周面に押し当てるように当接させている。
このようにすることで、端部部材２７に取り付けられたカバー８９は回転ドラム１８の回転を妨げることなく、またカバー８９の内部空間９５は隙間８８と連通する一方、回転ドラム１８の外周側空間とは区画される。

一方、カバー８９の周壁９６には、侵入空気を供給するための供給用配管８５が接続されている。図５に示すように供給用配管８５は、周方向略１２０°離間した３箇所でカバー８９と接続され、供給路８０を通じてカバー８９の内部空間９５には予熱された侵入空気が導入されるように構成されている。そして内部空間９５に導入された侵入空気は、隙間８８を通じて回転ドラム１８の内部を流通する熱風に入り込む。

以上、回転ドラム１８前端側のカバー８９の構成について説明したが、図２に示すように、回転ドラム１８の後端（図中右端）と、回転ドラム１８の後端側の端部開口を覆うように設置された非回転の端部部材２７ｂとの間にも、回転ドラム１８の内部と外部とを連通させる空気侵入部としての隙間８８ｂが形成されている。
そして隙間８８ｂに通じる回転ドラム１８の外側空間を覆うように、回転ドラム１８の外側で周方向に延設されたカバー８９ｂが設けられている。このカバー８９ｂの構成は上述したカバー８９と同様である。
そして、カバー８９ｂについても、侵入空気を供給するための供給用配管８５が周方向略１２０°離間した３箇所で接続され、カバー８９ｂの内部空間９５ｂには予熱された侵入空気が導入されるように構成されている。そして内部空間９５ｂに導入された侵入空気は、隙間８８ｂを通じて回転ドラム１８の内部を流通する熱風に入り込む。

次に、隙間８８，８８ｂを通じて熱風中に送り込まれる侵入空気を制御するための構成について説明する。
図１，７において、８１は空気供給手段としての供給ファン装置で、供給ファン装置８１からは供給路８０を形成する供給用配管８５が、乾燥機１６の隙間８８，８８ｂ（詳しくはカバー８９，８９ｂ）に向けて延びだしており、供給ファン装置８１により送り出された空気は、侵入空気として、供給ファン装置８１と隙間８８，８８ｂとの間に形成された供給路８０を、隙間８８，８８ｂに向けて流通する。
供給ファン装置８１は、ファンを駆動するファンモータがインバータを備え、ファン回転数をインバータ制御により変更可能な構成とされており、ファン回転数を変更することで供給路８０を流通する侵入空気の流量を変更することができる。即ち、本例では供給ファン装置８１が空気流量変更手段を構成している。

供給路８０には空気予熱手段としての熱交換器８２が設けられており、侵入空気は熱風発生炉５０からの排ガス及び炭化炉４０からの排ガスの熱を利用して、例えば２８０℃程度にまで予熱される。また、供給路８０の、熱交換器８２の下流側には、予熱された侵入空気の温度を検出するための温度センサ８３が設けられている。

図７において、８４は制御部で、供給ファン装置８１、侵入空気用の温度センサ８３、循環ファン装置５４、熱風用の温度センサ５３がそれぞれ接続され、各ファン装置８１，５４からはファン回転数に関する信号が入力され、また各温度センサ８３，５３からはそれぞれ予熱された侵入空気の温度、熱風の温度に関する信号が入力される。また、制御部８４からは供給ファン装置８１に向けてファン回転数の変更信号が出力される。

供給ファン装置８１におけるファン回転数と、供給路８０を流通する侵入空気の流量との間には一定の関係が認められるため、予め制御部８４にファン回転数と侵入空気の流量との関係を記憶させておくことで、制御部８４は、供給ファン装置８１のファン回転数及び温度センサ８３により検出した侵入空気の温度に基づいて、乾燥機１６の隙間８８，８８ｂに供給される予熱された侵入空気の、ノルマル換算された流量ＬＡを測定することができる。即ち、本例では供給ファン装置８１と温度センサ８３と制御部８４とが空気流量測定手段を構成している。

また、同様に制御部８４では、循環ファン装置５４のファン回転数及び温度センサ５３により検出した熱風の温度に基づいて、循環路５１を流通する熱風の、ノルマル換算された流量ＬＲを測定することができる。即ち、本例では循環ファン装置５４と温度センサ５３と制御部８４とが熱風流量測定手段を構成している。

一方、制御部８４には、燃料使用量の削減が見込める侵入空気の適正比率が予め設定されており、制御部８４は、乾燥機１６から排出された熱風の流量ＬＲと、隙間８８，８８ｂから循環路５１に侵入する侵入空気の流量ＬＡとの比率（ＬＡ／ＬＲ）が、予め予定している適正な比率となるように供給ファン装置８１のファン回転数を制御する。
即ち、制御部８４は、比率（ＬＡ／ＬＲ）が予め予定している適正な値よりも高ければ、供給ファン装置８１の回転数を低くすることで隙間８８，８８ｂに向けて送られる侵入空気の流量を減少させ、また反対に比率（ＬＡ／ＬＲ）が予め予定している適正な値よりも低ければ、供給ファン装置８１の回転数を高くすることで侵入空気の流量を増加させる。

以上のような本実施形態によれば、侵入空気の流量の比率を燃料使用量の削減が見込める比率若しくはこれに近似する比率になるよう制御することで、熱風発生炉５０における燃料使用量を削減することができる。

また本実施形態では、外部に放出される排ガスの熱を利用して侵入空気を予熱する熱交換器８２を備えており、廃熱回収の効率を高めて、熱風発生炉５０における燃料使用量を一層削減することができる。

本実施形態では、循環路５１にインバータ制御により回転数を変化させる循環ファン装置５４を設け、循環ファン装置５４のモータ回転数及び熱風の温度に基づいて熱風の流量を測定するように構成しているため、流量計を不要とすることができる。

本実施形態では、乾燥機１６に形成された隙間８８，８８ｂに通じる回転ドラム１８の外側空間を覆うように、周方向に延設されたカバー８９，８９ｂを設け、カバー８９，８９ｂの内部空間９５，９５ｂに侵入空気を導入することで、隙間８８，８８ｂへの、予定していない外気の侵入を防止するとともに、供給ファン装置８１により強制給気された侵入空気（本例では予熱された侵入空気）を効率的に隙間８８，８８ｂに供給することができる。

図８は、本発明の他の実施形態の要部を示した図である。本例では、侵入空気の供給路８０上にダンパ装置９７が、またダンパ装置９７の下流側に流量計９８が設けられている。また、循環路５１上には流量計９９が設けられている。これらダンパ装置９７及び流量計９８，９９は制御部８４に接続されている。尚、流量計９８，９９としては、流路を形成する配管の途中にオリフィスプレートを設けるオリフィス式の流量計を用いることができる。

この例では、流量計９８により検出された侵入空気の流量及び温度センサ８３により検出した侵入空気の温度に基づいて、侵入空気のノルマル換算された流量ＬＡを測定することができる。即ち、本例では流量計９８と温度センサ８３と制御部８４とが空気流量測定手段を構成している。
また、制御部８４では、流量計９９により検出された熱風の流量及び温度センサ５３により検出した熱風温度に基づいて、循環路５１を流通する熱風のノルマル換算された流量ＬＲを測定することができる。即ち、本例では流量計９９と温度センサ５３と制御部８４とが熱風流量測定手段を構成している。
また本例では、供給路８０上に設けられたダンパ装置９７が流通する侵入空気の流量を変更する空気流量変更手段を構成しており、制御部８４は、乾燥機１６から排出された熱風の流量ＬＲに対する侵入空気の流量ＬＡの比率（ＬＡ／ＬＲ）が、予め予定している適正な値となるようにダンパ装置９７のダンパ開度を制御する。
このような構成であっても熱風中に入り込む侵入空気の比率を適正に制御し、熱風発生炉５０における燃料使用量を削減することができる。

以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示である。場合によっては供給路で予熱された侵入空気を、乾燥機１６の隙間８８，８８ｂ以外の空気侵入部に向けて供給することも可能である。また予熱された侵入空気の一部を炭化炉４０の開口４９（図６参照）を通じて炭化炉内に供給して補助燃焼空気として利用することも可能である等、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。

１ 処理設備
１６ 乾燥機
１８ 回転ドラム
５０ 熱風発生炉
５１ 循環路
５３ 温度センサ（熱風流量測定手段）
５４ 循環ファン装置（熱風流量測定手段）
８０ 供給路
８１ 供給ファン装置（空気流量測定手段、空気流量変更手段）
８２ 熱交換器（空気予熱手段）
８３ 温度センサ（空気流量測定手段）
８４ 制御部
８８，８８ｂ 隙間（空気侵入部）
８９，８９ｂ カバー
９５，９５ｂ 内部空間
９７ ダンパ装置（空気流量変更手段）
９８ 流量計（空気流量測定手段）
９９ 流量計（熱風流量測定手段）

Claims (5)

1. 有機物含有汚泥を所定水分状態まで乾燥処理する乾燥機と、
   該乾燥機における乾燥用の熱風を発生させる熱風発生炉と、
   該熱風発生炉で発生した前記熱風を、前記乾燥機を経由した後、該熱風発生炉に戻す循環路と、を備えた汚泥の処理設備であって、
   （ａ）外部の空気を前記熱風中に侵入させる空気侵入部に向けて、侵入空気を圧送する空気供給手段と、
   （ｂ）該空気供給手段と前記空気侵入部の間に形成された供給路を流通する前記侵入空気の流量を測定する空気流量測定手段と、
   （ｃ）前記供給路を流通する前記侵入空気の流量を変更する空気流量変更手段と、
   （ｄ）前記乾燥機から排出された前記熱風の流量を測定する熱風流量測定手段と、
   （ｅ）前記乾燥機から排出された前記熱風の流量に対する前記侵入空気の流量の比率が、予め予定している適正な値となるように前記空気流量変更手段を制御する制御部と、を備えていることを特徴とする汚泥の処理設備。
2. 外部に放出される排ガスの熱を利用して前記侵入空気を予熱する空気予熱手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の汚泥の処理設備。
3. インバータ制御により回転数を変化させる循環ファン装置が前記循環路に設けられ、
   前記熱風流量測定手段が、該循環ファン装置のモータ回転数及び前記熱風の温度に基づいて前記熱風の流量を測定するように構成されていることを特徴とする請求項１，２の何れかに記載の汚泥の処理設備。
4. 前記空気侵入部が、前記乾燥機における乾燥容器としての回転ドラムと、該回転ドラムの端部開口を覆うように設置された端部部材との間に形成され、前記回転ドラムの内部と外部とを連通させた隙間であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の汚泥の処理設備。
5. 前記乾燥機には、前記隙間に通じる前記回転ドラムの外側空間を覆うように、周方向に延設されたカバーが設けられ、前記供給路を通じて前記侵入空気が該カバーの内部空間に導入されるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の汚泥の処理設備。

Images