JP2019132438A

JP2019132438A - 紙おむつ乾燥装置及び方法、燃料製造装置及び方法

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Publication number: JP2019132438A
Application number: JP2018012345A
Authority: JP
Inventors: 悟石本; Satoru Ishimoto; 坪井　敏男; Toshio Tsuboi; 敏男坪井; 知哉石井; Tomoya Ishii; 幸宏南保; Yukihiro Nampo
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2018-01-29
Filing date: 2018-01-29
Publication date: 2019-08-08
Anticipated expiration: 2038-01-29
Also published as: JP6932089B2

Abstract

【課題】使用済紙おむつを乾燥するために燃料を用いることなく、効果的に紙おむつを乾燥処理できるとともに、紙おむつを乾燥する際に発生する臭気を含む乾燥排ガスを脱臭するための装置の設置が不要な紙おむつ乾燥装置及び方法、さらには、乾燥後の紙おむつを用いた燃料製造装置及び方法を提供することを課題とする。【解決手段】廃棄物焼却炉１から排出される排ガスから熱回収して高温空気を製造する高温空気製造装置３と、高温空気製造装置から高温空気の供給を受け使用済み紙おむつを乾燥する乾燥機４と、乾燥機４から臭気成分を含む乾燥排ガスを受け燃焼空気と混合して廃棄物焼却炉１の燃焼室に供給する乾燥排ガス供給ライン５０とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、紙おむつ乾燥装置及び方法、さらには乾燥後の紙おむつを用いた燃料製造装置及び方法に関する。

紙おむつは尿吸収パットであるパルプ材、吸水ポリマー、ビニール等のプラスチック材などから構成されており、病院、高年齢者施設、保育所などではし尿の付着した使用済み紙おむつが大量に廃棄されている。

使用済み紙おむつは生ごみ等と同様に焼却炉で焼却処分されているが、衛生上問題があることや、水分を多く含んでいるため燃焼温度を高くする必要があり焼却炉の運転コストが増大することなどの問題があった。そこで、これらの問題に対処するために、使用済み紙おむつを乾燥等の処理を行い、さらに、成形し燃料として利用することが試みられている。

このような状況下で、特許文献１には、使用済み紙おむつを破砕、乾燥し処理する紙おむつの処理装置が開示されている。

特許文献１の処理装置は、使用済み紙おむつを破砕し発酵剤（微生物）を添加し混合して付着しているし尿を分解処理する破砕混合槽と、破砕混合槽に熱風を供給し、破砕された紙おむつを熱風で加熱して発酵分解を進行させるとともに水分を蒸発して乾燥させる熱風発生機と、破砕混合槽で発生したガスや蒸気などの排気を脱臭処理、高温滅菌して大気中に排出する脱臭機とを有している。

特許文献１に開示された処理装置では、破砕混合槽でし尿分が発酵分解処理され、熱風により乾燥され滅菌処理された紙おむつ破砕乾燥物はそのまま燃料として用いられるか、あるいは廃プラスチック等と混合成形されて固形燃料として利用されることとなる。

特開２００８−３０２２７１

特許文献１に開示された装置で、使用済み紙おむつを乾燥するためには、熱風発生機で都市ガス、ＬＰＧ、灯油および重油などの燃料を燃焼し発生した熱風を、紙おむつを収容した槽に送って加熱乾燥することとなる。

したがって、使用済み紙おむつの乾燥のために熱風を発生させるので、燃料を燃焼する必要があり燃料コストが嵩み、また燃料の種類によっては化石燃料由来のＣＯ_２を排出するという問題がある。

また、紙おむつを加熱乾燥させる際に排出される乾燥排ガスは強い臭気を含むので、乾燥排ガスを脱臭装置で脱臭剤により吸着脱臭したり、燃料を燃焼する燃焼炉で高温燃焼して臭気成分を熱分解し脱臭することが必要となる。したがって、脱臭装置や熱分解脱臭燃焼炉など脱臭のための装置の設置が必要であり、さらには、この熱分解脱臭燃焼炉に用いる燃料コストが嵩むことになり、また、燃料の種類によっては化石燃料由来のＣＯ_２を排出するという問題がある。

本発明は、かかる事情に鑑み、紙おむつを乾燥するために燃料を用いることなく、効果的に紙おむつを乾燥処理できるとともに、紙おむつを乾燥する際に発生する臭気を含む乾燥排ガスを脱臭するための装置の設置が不要な紙おむつ乾燥装置及び方法、さらには、乾燥後の紙おむつを用いた燃料製造装置及び方法を提供することを課題とする。

本発明によれば、上述の課題を解決する手段として、次に記載した構成の紙おむつ乾燥装置、燃料製造装置、紙おむつ乾燥方法、燃料製造方法を得る。

［紙おむつ乾燥装置］
紙おむつ乾燥装置は、次の＜第一発明＞ないし＜第四発明＞のいずれによっても構成される。

＜第一発明＞
廃棄物焼却炉から排出される排ガスから熱回収して高温空気を製造する高温空気製造装置と、高温空気製造装置から高温空気の供給を受け使用済み紙おむつを乾燥する乾燥機と、乾燥機から臭気成分を含む乾燥排ガスを受け廃棄物焼却炉の燃焼室に供給する燃焼空気に合流させる乾燥排ガス供給ラインとを備えることを特徴とする紙おむつ乾燥装置。

＜第二発明＞
廃棄物焼却炉から排出される排ガスから熱回収するボイラで発生させる蒸気との熱交換により高温空気を製造する蒸気式空気予熱器と、蒸気式空気予熱器から高温空気の供給を受け使用済み紙おむつを乾燥する乾燥機と、乾燥機から臭気成分を含む乾燥排ガスを受け廃棄物焼却炉の燃焼室に供給する燃焼空気に合流させる乾燥排ガス供給ラインとを備え、
蒸気式空気予熱器は、製造した高温空気の一部を乾燥機へ供給するとともに、高温空気の残部を廃棄物焼却炉の燃焼室へ燃焼空気の一部として供給することを特徴とする紙おむつ乾燥装置。

＜第三発明＞
廃棄物焼却炉から排出される排ガスとの熱交換により高温空気を製造する燃焼用空気予熱器と、燃焼用空気予熱器から高温空気の供給を受け使用済み紙おむつを乾燥する乾燥機と、乾燥機から臭気成分を含む乾燥排ガスを受け廃棄物焼却炉の燃焼室に供給する燃焼空気に合流させる乾燥排ガス供給ラインとを備え、
燃焼用空気予熱器は、製造した高温空気の一部を乾燥機へ供給するとともに、高温空気の残部を廃棄物焼却炉の燃焼室へ燃焼空気の一部として供給することを特徴とする紙おむつ乾燥装置。

＜第四発明＞
廃棄物焼却炉から排出される排ガスとの熱交換により燃焼用高温空気を製造する燃焼用空気予熱器と、燃焼用空気予熱器の下流側に配設され余熱を有する排ガスとの熱交換により高温空気を製造する余熱回収空気加熱器と、余熱回収空気加熱器から高温空気の供給を受け使用済み紙おむつを乾燥する乾燥機と、乾燥機から臭気成分を含む乾燥排ガスを受け廃棄物焼却炉の燃焼室に供給する燃焼空気に合流させる乾燥排ガス供給ラインとを備え、
燃焼用空気予熱器は、製造した燃焼用高温空気を廃棄物焼却炉の燃焼室へ燃焼空気の一部として供給することを特徴とする紙おむつ乾燥装置。

［燃料製造装置］
＜第五発明＞
第一ないし第四発明のうちの一つの紙おむつ乾燥装置により乾燥する使用済み紙おむつを、単独で成形し、又は他の廃棄物と混合し成形して燃料を製造する燃料製造装置。

［紙おむつ乾燥方法］
紙おむつ乾燥方法は、次の＜第六発明＞ないし＜第九発明＞のいずれによっても構成される。

＜第六発明＞
廃棄物焼却炉から排出される排ガスを高温空気製造装置で熱回収して高温空気を製造し、高温空気製造装置から高温空気の供給を受け使用済み紙おむつを乾燥機で乾燥し、乾燥排ガス供給ラインを経て、乾燥機からの臭気成分を含む乾燥排ガスを廃棄物焼却炉の燃焼室に燃焼空気とともに供給することを特徴とする紙おむつ乾燥方法。

＜第七発明＞
廃棄物焼却炉から排出される排ガスから熱回収するボイラで発生させる蒸気と空気とを蒸気式空気予熱器で熱交換することにより高温空気を製造し、蒸気式空気予熱器からの高温空気により使用済み紙おむつを乾燥機で乾燥し、乾燥排ガス供給ラインを経て、乾燥機からの臭気成分を含む乾燥排ガスを廃棄物焼却炉の燃焼室に燃焼空気とともに供給し、蒸気式空気予熱器で製造した高温空気の一部を乾燥機へ供給するとともに、高温空気の残部を廃棄物焼却炉の燃焼室へ燃焼空気の一部として供給することを特徴とする紙おむつ乾燥方法。

＜第八発明＞
廃棄物焼却炉から排出される排ガスと空気とを燃焼用空気予熱器で熱交換することにより高温空気を製造し、燃焼用空気予熱器からの高温空気により使用済み紙おむつを乾燥機で乾燥し、乾燥排ガス供給ラインを経て、乾燥機からの臭気成分を含む乾燥排ガスを廃棄物焼却炉の燃焼室に燃焼空気とともに供給し、燃焼用空気予熱器で製造した高温空気の一部を乾燥機へ供給するとともに、高温空気の残部を廃棄物焼却炉の燃焼室へ燃焼空気の一部として供給することを特徴とする紙おむつ乾燥方法。

＜第九発明＞
廃棄物焼却炉から排出される排ガスと空気とを燃焼用空気予熱器での熱交換することにより燃焼用高温空気を製造し、燃焼用空気予熱器からの排ガスの余熱を有する排ガスと空気とを余熱回収空気加熱器で熱交換することにより高温空気を製造し、余熱回収空気加熱器からの高温空気により使用済み紙おむつを乾燥機で乾燥し、乾燥排ガス供給ラインを経て、乾燥機からの臭気成分を含む乾燥排ガスを廃棄物焼却炉の燃焼室に燃焼空気とともに供給し、燃焼用空気予熱器で製造した燃焼用高温空気を廃棄物焼却炉の燃焼室へ燃焼空気の一部として供給することを特徴とする紙おむつ乾燥方法。

［燃料製造方法］
＜第十発明＞
第六発明ないし第九発明のうちの一つの紙おむつ乾燥方法により乾燥する使用済み紙おむつを、単独で成形し、又は他の廃棄物と混合し成形して燃料を製造する燃料製造方法。

本願の第一ないし第四発明そして第七発明ないし第十発明によれば、廃棄物燃焼却炉設備に備える高温空気製造装置、蒸気式空気予熱器、燃焼用空気予熱器又は余熱回収空気加熱器にて、廃棄物焼却炉から排出する排ガスから熱回収することにより、空気を加熱して高温空気を製造し、高温空気の一部と常温空気を混合し燃焼用空気として焼却炉へ供給するとともに、高温空気を乾燥機へ供給して使用済み紙おむつを乾燥するため、すなわち、廃棄物焼却炉からの排ガスの熱を利用して乾燥するので、乾燥機へ供給する熱風を発生させるために従来別途に設けていた熱風発生装置が不要であり、燃料を用いる必要がなく装置構成をコンパクトにでき、化石燃料と燃焼によるＣＯ_２の排出をなくすことと、燃料コストを不要にすることが可能となるという効果を得る。これに加え、乾燥機から排出する臭気を有する乾燥排ガスを燃焼空気とともに廃棄物焼却炉の燃焼室へ供給するので、臭気成分が燃焼室内で熱分解され、乾燥排ガスは焼却炉内で脱臭処理されるため、別途に脱臭剤を備える脱臭装置や燃料を燃焼する熱分解炉を設ける必要がなく装置構成をコンパクトにでき、設備コストを低減でき、また燃料を用いる必要がないため運転コストを低減することができるという効果を得る。

かかる第一ないし第四発明の紙おむつ乾燥装置を用いた第五発明そして第六ないし第九発明の紙おむつ乾燥方法を用いた第十発明によれば、紙おむつが乾燥そして脱臭された乾燥物を単独で、または他の廃棄物と混合して成形することで、燃料として利用できるという効果を得る。

本発明の第一実施形態装置の概要構成を示すブロック図である。図１装置の構成図である。本発明の第二実施形態装置の概要構成を示すブロック図である。図３装置の構成図である。本発明の第三実施形態装置の概要構成を示すブロック図である。図５装置の構成図である。

以下、添付図面にもとづき、本発明の実施形態を説明する。

＜第一実施形態＞
図１は本発明の第一実施形態装置の概要構成を示すブロック図、図２は図１装置の概要構成図である。

本実施形態装置は、図１に見られるように、廃棄物を焼却する廃棄物焼却炉１（以下、焼却炉１）に接続されボイラ２で焼却炉１からの排ガスの熱回収により発生した蒸気を受ける高温空気製造装置としての蒸気式空気予熱器３と、紙おむつを乾燥する乾燥機４と、焼却炉１に燃焼空気を供給する燃焼空気供給ライン５とを有している。乾燥機４から排出される乾燥排ガスを受け焼却炉１に供給される燃焼空気に合流させるように乾燥排ガス供給ライン５０が燃焼空気供給ライン５に接続している。燃焼空気供給ライン５には、外部から取り入れられる空気と、蒸気式空気予熱器３にて製造された高温空気の一部とが供給され燃焼空気となるようになっており、乾燥排ガス供給ライン５０により合流する乾燥排ガスとともに焼却炉１に供給される。

ボイラ２では、外部から供給された水が焼却炉１からの排ガスとの熱交換により加熱されて蒸気となり、該蒸気が上記蒸気式空気予熱器３に送られ、該蒸気式空気予熱器３に外部から送入される空気が蒸気との熱交換により昇温されて高温空気となって上記乾燥機４に送入される。ボイラ２で水との熱交換で降温された排ガスは下流側に排出され、蒸気式空気予熱器３で空気との熱交換で降温された蒸気ドレインは排出される。

乾燥機４では、処理前の紙おむつが投入され、該紙おむつは高温空気により乾燥されて乾燥物として排出され、乾燥機４から臭気を含む乾燥排ガスが排出され、乾燥排ガスは、乾燥排ガス供給ライン５０にて、燃焼空気供給ライン５に供給され、外部からの空気と、蒸気式空気予熱器３からの高温空気の一部とからなる燃焼空気とともに焼却炉１へ供給される。

次に、図１のブロック図で示された本実施形態装置について、図２にもとづき、その構成をより具体的に説明する。図２では図１で用いた符号をその対応部位（装置）にそのまま用いている。

図２において、焼却炉１は、廃棄物Ｗを貯留している廃棄物ピット６に隣接して設置されている。該廃棄物ピット６はピット本体部６Ａの上部にて横方向に張り出した廃棄物取出部６Ｂを有しており、該廃棄物取出部６Ｂには、ピット本体部６Ａから廃棄物Ｗの一部を取り出すバケットクレーン６Ｃが設けられている。また、上記廃棄物取出部６Ｂには、廃棄物ピット６内の空気を外部へ取り出す空気吸引口６Ｄが設けられている。

焼却炉１は、上記廃棄物ピット６のバケットクレーン６Ｃからの廃棄物Ｗの落下投入を受ける投入口１Ａ−１を上端に有するシュート１Ａと、シュート１Ａへ投入された廃棄物Ｗを焼却する燃焼室１Ｂとを有している。該燃焼室１Ｂには、その下部に火格子１Ｃが設けられていて、火格子１Ｃ上の廃棄物Ｗは該火格子１Ｃにより下流（図２にて右方）へ向け移動するようになっている。上記火格子１Ｃの下部には、風箱１Ｄが設けられていて、下方から燃焼空気が取り入れられるようになっている。上記燃焼室１Ｂの下流端下部には、廃棄物Ｗの焼却後の焼却灰を排出する焼却灰排出口１Ｅが設けられている。

上記焼却炉１の燃焼室１Ｂには、排ガスの熱を回収して蒸気を発生させるボイラ２が連設されている。該ボイラ２は、上流側の放射伝熱室２Ａと、下流側で複数の伝熱管を配置した対流伝熱室２Ｂとを有している。ボイラ２で発生した蒸気は図示しない蒸気タービンに送られ発電に供されたり、焼却炉設備内の装置の熱源として用いられる。上記ボイラ２の排ガス出口２Ｃは、排ガス処理設備７に接続されていて、排ガスは該排ガス処理設備７で無害化処理された後、誘引送風機８で煙突９へ送られ、該煙突９から大気へ放出される。

本実施形態では、蒸気式空気予熱器３と、該蒸気式空気予熱器３から高温空気を受けて処理前の紙おむつを乾燥処理する乾燥機４をも備えている。

蒸気式空気予熱器３は、廃棄物ピット６の空気吸引口６Ｄに接続された管路１１を経て送風機１２により管路１３から上記廃棄物ピット６内の空気を受けるようになっている。管路１１には、空気流量計Ｆ１と空気の流量を調整するダンパＤ１が設けられていて、該ダンパＤ１の開度は、空気流量計Ｆ１の計測値にもとづき調整され、空気流量が調整される。上記管路１３にもダンパＤ２が設けられていて、これは後述のごとく開度が調整される。上記管路１１からの空気は、送風機１２により、管路１３、ダンパＤ２を経て蒸気式空気予熱器３へ送られる。上記蒸気式空気予熱器３は、管路１１から廃棄物ピット６内の空気を受けるとともに、対流伝熱室２Ｂに接続されている管路１４を経て該対流伝熱室２Ｂから高温の蒸気を受けるようになっている。該管路１４には、蒸気量を調整する調整弁Ｖ１が設けられている。かくして、蒸気式空気予熱器３では管路１１から管路１３を経て受けた空気を、管路１４からの蒸気との熱交換により高温空気とし、降温した蒸気は蒸気ドレン１５として排出される。

乾燥機４は、乾燥機本体４Ａと制御盤４Ｂとを有し、乾燥機本体４Ａは、使用済みで処理前の紙おむつＰ１を受け破砕し、蒸気式空気予熱器３からの高温空気によりこの紙おむつＰ１を乾燥そして脱臭して乾燥物Ｐ２として排出し、制御盤４Ｂは乾燥機本体４Ａ内の状況を把握して、この状況を制御するようになっている。上記蒸気式空気予熱器３と乾燥機４を接続する管路１６は途中から分岐して管路１７が設けられていて、該管路１７が焼却炉１の燃焼室１Ｂの下部に位置する各風箱１Ｄに接続されており、蒸気式空気予熱器３からの高温空気の一部が上記風箱１Ｄへ燃焼空気の一部として供給されるようになっている。

上記管路１７には、管路１３から分岐した管路１８が接続されていて、送風機１２からの空気の一部を上記管路１８を経て管路１７へ流入させて燃焼空気の一部として風箱１Ｄへ供給するようになっている。該管路１８には、空気の流量を調整するダンパＤ３が設けられている。管路１７と管路１８とが燃焼空気供給ライン５を構成しており、管路１７を流れる高温空気と管路１８を流れる常温空気とが混合され所定温度に調整されて燃焼空気として風箱１Ｄを経由して燃焼室１Ｂに供給される。

上記乾燥機４には、紙おむつＰ１を乾燥そして脱臭した後の乾燥排ガスを排出する乾燥排ガス供給ライン５０が設けられていて、該乾燥排ガス供給ライン５０は上記管路１７と接続点Ｑにて接続されている。上記乾燥排ガス供給ライン５０からは乾燥排ガスが、上記管路１７を流れる高温空気と管路１８を流れる常温空気とが混合した燃焼空気に合流して、上記風箱１Ｄへ供給され、燃焼室１Ｂに供給される。乾燥排ガスに含まれる臭気成分が燃焼室１Ｂ内で分解され脱臭される。

上記乾燥排ガス供給ライン５０には、送風機１9とダンパＤ４が設けられていて、送風機１9により乾燥機４から抜き出され燃焼空気に合流される乾燥排ガスの流量が制御盤４Ｂの指令にもとづきダンパＤ４により調整される。具体的には制御盤４Ｂでは、乾燥機本体４Ａ内の温度、紙おむつＰ１の乾燥に十分な温度の持続時間の両者が監視されており、両者が十分でないときにはダンパＤ４の開度を大きくして乾燥機４から抜き出す乾燥排ガスの流量を増加して蒸気式空気予熱器３からの高温空気の乾燥機４への流入量を増量するようになっている。

本実施形態では、さらに、燃焼空気供給ライン５の一部をなす管路１７で接続点Ｑより下流部分１７Ａに燃焼空気温度計Ｔ１、管路１６で蒸気式空気予熱器３の出口近傍に蒸気式空気予熱器出口温度計Ｔ２が設けられているとともに、上記燃焼空気温度計Ｔ１の計測値にもとづき燃焼空気温度を所定範囲とするようにダンパＤ２そしてダンパＤ３の開度を制御して常温空気と高温空気の流量を制御する燃焼空気温度制御装置２１と、蒸気式空気予熱器出口温度計Ｔ２の計測値にもとづき高温空気温度を所定範囲とするように調整弁Ｖ１を制御してボイラの対流伝熱室２Ｂから管路１４を経て蒸気式空気予熱器３に供給される蒸気流量を制御する高温空気温度制御装置２２が設けられている。

このような本実施形態装置では、廃棄物の焼却処理そして使用済みで処理前の紙おむつの乾燥脱臭処理は、次の要領のもとに行われる。

先ず、焼却炉１では、廃棄物ピット６からバケットクレーン６Ｃによりシュート１Ａへ落下投入された廃棄物Ｗが、火格子１Ｃ上に供給され風箱１Ｄからの燃焼空気を受けて、火格子１Ｃ上で焼却される。高温の排ガスはボイラ２にもたらされ、焼却灰は焼却灰排出口１Ｅから炉外へ排出される。

高温の排ガスは、ボイラ２で、放射伝熱室２Ａにより、次いで対流伝熱室２Ｂにより熱交換され、蒸気を生ずる。降温された排ガスは排ガス処理設備７で無害化処理されてから誘引送風機８を経て煙突９から大気へ放出される。

蒸気式空気予熱器３は、空気吸引口６Ｄ、管路１１、ダンパＤ１を経て送風機１２により送られてくる廃棄物ピット６内の空気を、ダンパＤ２が設けられた管路１３を経て受ける。その一方で、上記蒸気式空気予熱器３は管路１４を経て対流伝熱室２Ｂからの蒸気を受ける。上記管路１３からの空気は該対流伝熱室２Ｂからの蒸気との熱交換により加熱され高温空気となり、高温空気の一部が管路１６を経て乾燥機４へ送られ、高温空気の残部が燃焼空気供給ライン５の管路１７を経て燃焼空気の一部として燃焼室１Ｂへ送られ、この熱交換により降温された蒸気は蒸気ドレン１５として排出される。

乾燥機４では、乾燥機本体４Ａに投入された使用済み処理前の紙おむつＰ１が破砕され蒸気式空気予熱器３からの高温空気と接触して乾燥され、処理後の乾燥物Ｐ２として排出され、臭気を含む乾燥排ガスが乾燥排ガス供給ライン５０を経て燃焼空気とともに焼却炉１の風箱１Ｄへ供給され燃焼室１Ｂへ供給される。

上記乾燥機４は、制御盤４Ｂにより乾燥機本体４Ａ内の温度、紙おむつＰ１の乾燥に十分な温度の持続時間の両者が監視されていて、両者が十分でないときには、制御盤４Ｂの指令によりダンパＤ４の開度を大きくして、乾燥機４から抜き出す乾燥排ガスの流量を増加して蒸気式空気予熱器３からの高温空気の乾燥機４への流入量を増量する。

さらに、燃焼空気温度制御装置２１により燃焼空気温度計Ｔ１の計測値にもとづき燃焼空気温度を所定範囲とするようにダンパＤ２そしてダンパＤ３の開度を制御して常温空気と高温空気の流量が制御される。また、管路１１における空気の流量は、空気流量計Ｆ１の計測値にもとづき、ダンパＤ１の開度を調整することで適切な流量に保たれる。さらに、
高温空気温度制御装置２２により蒸気式空気予熱器出口温度計Ｔ２の計測値にもとづき高温空気温度を所定範囲とするように調整弁Ｖ１を制御してボイラの対流伝熱室２Ｂから管路１４を経て蒸気式空気予熱器３に供給される蒸気流量が制御される。

本実施形態において、使用済み紙おむつが乾燥機での処理後に排出される乾燥物Ｐ２は、燃料として利用可能であり、これを焼却炉へ燃料として供給してもよいし、燃料として外販することとしてもよく、こうすることで廃棄物の有効利用が促進される。紙おむつ乾燥物Ｐ２を成形したり、紙おむつ乾燥物Ｐ２と他の廃棄物とを混合して成形して燃料（紙おむつ燃料という）を製造することができる。

焼却炉で低カロリーごみを焼却する際に、炉内温度を上昇させる目的で、現状では、都市ガス、石油等の補助燃料を燃焼させるが、紙おむつ乾燥物から製造した燃料を補助燃料として用いることによりこれらの補助燃料を不要もしくは使用量を低減することができ、運転コストを低減できる。

また、廃棄物燃焼炉に紙おむつ燃料を供給して焼却することにより、焼却炉からの排ガスの有する熱エネルギーを増大させ、ボイラ蒸発量を増大させ発電量を増大させることができる。

さらには、廃棄物焼却設備に使用済み紙おむつ乾燥装置あるいは紙おむつ燃料製造装置を併設することにより、使用済み紙おむつの処理のために別に装置を設ける必要がなく処理コストを低減できる。

＜第二実施形態＞
図３は本発明の第二実施形態装置の概要構成を示すブロック図、図４は図３装置の概要構成図である。

本実施形態は、図３に見られるように、第一実施形態からボイラを外して、焼却炉１の排ガスを燃焼用空気予熱器３Ａにて空気と熱交換させて高温空気を生ずることに特徴があり、他は第一実施形態と同じである。以下、図３そして図４において、第一実施形態の図１そして図２と共通部位には、同一符号を付してその説明を省略する。

図３において、燃焼用空気予熱器３Ａには焼却炉１からの排ガスが導入されており、外部から取り入れられる空気がこの排ガスとの熱交換により高温空気となって乾燥機４へ送られる。上記空気との熱交換により降温された排ガスは燃焼用空気予熱器３Ａから排出される。

次に、図３のブロック図で示された本実施形態装置について、図４にもとづき、その構成をより具体的に説明する。図４では図３で用いた符号をその対応部位（装置）にそのまま用いている。

本実施形態では、焼却炉１にはボイラが連設されておらず、焼却炉１の排ガス出口側には、ガス冷却室１Ｇが連設されている。ガス冷却室１Ｇの下流に、空気を流通させる伝熱管が配されていてガス冷却室１Ｇからの排ガスとの熱交換により空気を加熱して燃焼用空気を予熱する燃焼用空気予熱器３Ａが連設されている。該燃焼用空気予熱器３Ａには、焼却炉１からの排ガスが導入されるので、この排ガスの温度を上記燃焼用空気予熱器３Ａでの熱交換に適した温度にまで降温させるために、ガス冷却室１Ｇに水を噴射する水噴射ノズル１Ｆが設けられている。冷水ノズル１Ｆからの冷水の噴射により、所定温度まで降温された排ガスは燃焼用空気予熱器３Ａへ流入する。燃焼用空気予熱器３Ａは、廃棄物ピット６の空気吸引口６Ｄに接続された管路１１を経て送風機１２により管路１３から上記廃棄物ピット６内の空気を受けるようになっている。管路１１には、空気流量計Ｆ１と空気の流量を調整するダンパＤ１が設けられていて、該ダンパＤ１の開度は、空気流量計Ｆ１の計測値にもとづき調整され、空気流量が調整される。かくして、管路１３から燃焼用空気予熱器３Ａに導入された空気は排ガスとの熱交換により加熱されて高温空気となる。燃焼用空気予熱器３Ａで空気との熱交換により降温された排ガスは排ガス出口２Ｃから排ガス処理設備７へ送られ、第一実施形態の場合と同様に無害化処理されて煙突９から大気へ放出される。燃焼用空気予熱器３Ａは、管路１７、管路１６を経て乾燥機４に接続されている。高温空気の一部が管路１７、管路１６を経て乾燥機４へ送られる。乾燥機４は、乾燥機本体４Ａと制御盤４Ｂとを有し、乾燥機本体４Ａは、使用済みで処理前の紙おむつＰ１を受け破砕し、燃焼用空気予熱器３Ａからの高温空気によりこの紙おむつＰ１を乾燥、脱臭して乾燥物Ｐ２として排出し、制御盤４Ｂは乾燥機本体４Ａ内の状況を把握して、この状況を制御するようになっている。

燃焼用空気予熱器３Ａに管路１７が接続され、管路１７の下流部分１７Ａが焼却炉１の燃焼室１Ｂの下部に位置する各風箱１Ｄに接続されており、燃焼用空気予熱器３Ａからの高温空気の一部が上記風箱１Ｄを経て燃焼室１Ｂへ燃焼空気の一部として供給されるようになっている。上記管路１７Ａには、管路１３から分岐した管路１８が接続されていて、送風機１２により送られる廃棄物ピット６内からの空気の一部を、上記管路１８を経て管路１７Ａへ流入させて風箱１Ｄを経て燃焼室１Ｂへ燃焼空気の一部として供給されるようになっている。管路１７と管路１７Ａと管路１８とが燃焼空気供給ライン５を構成しており、管路１７を流れる高温空気と管路１８を流れる常温空気とが混合され所定温度に調整されて燃焼空気として風箱１Ｄを経由して燃焼室１Ｂに供給される。管路１８には、廃棄物ピット６内から取り込まれ燃焼空気の一部となす常温の空気の流量を調整するダンパＤ３が設けられている。さらに、燃焼空気供給ライン５の一部をなす１７Ａに燃焼空気温度計Ｔ１が設けられていて、燃焼空気温度計Ｔ１の計測値にもとづき燃焼空気温度を所定範囲とするようにダンパＤ３の開度を制御して常温空気の流量を制御するようになっている。

上記乾燥機４には、紙おむつＰ１を乾燥そして脱臭した後の乾燥排ガスを排出する乾燥排ガス供給ライン５０が設けられていて、該乾燥排ガス供給ライン５０は上記管路１７Ａに接続されている。上記乾燥排ガス供給ライン５０からは乾燥排ガスが、上記管路１７を流れる高温空気と管路１８を流れる常温空気とが混合した燃焼空気に合流して、上記風箱１Ｄへ供給され、燃焼室１Ｂに供給される。乾燥排ガスに含まれる臭気成分が燃焼室１Ｂ内で分解され脱臭される。

上記乾燥排ガス供給ライン５０には、送風機１9とダンパＤ４が設けられていて、送風機１9により乾燥機４から抜き出され燃焼空気に合流される乾燥排ガスの流量が制御盤４Ｂの指令にもとづきダンパＤ４により調整される。具体的には制御盤４Ｂでは、乾燥機本体４Ａ内の温度、紙おむつＰ１の乾燥に十分な温度の持続時間の両者が監視されており、両者が十分でないときにはダンパＤ４の開度を大きくして乾燥機４から抜き出す乾燥排ガスの流量を増加して燃焼用空気予熱器３Ａからの高温空気の乾燥機４への流入量を増量するようになっている。

＜第三実施形態＞
図５は本発明の第三実施形態装置の概要構成を示すブロック図、図６は図５装置の概要構成図である。

本実施形態は、図５に見られるように、第二実施形態に対し、燃焼用空気予熱器３Ａと乾燥機４との間に余熱回収空気加熱器３０を配したこと、余熱回収空気加熱器３０からの高温空気を乾燥機４へ送るとともに、温水利用先３１へ温水を供給するための温水発生熱交換器３２へ高温空気を送り温水生成のために利用するようになっている点で特徴があり、他は第二実施形態と同じである。以下、図５そして図６において、第二実施形態の図３そして図４と共通部位には、同一符号を付してその説明を省略する。

本実施形態では、図５に見られるように、燃焼用空気予熱器３Ａと乾燥機４との間に、燃焼用空気予熱器３Ａからの排ガスを受け、外部からの空気を加熱する余熱回収空気加熱器３０が設けられている。

また、該余熱回収空気加熱器３０は、乾燥機４に接続されこの余熱回収空気加熱器３０で生成される高温空気の一部を、乾燥機４へ紙おむつの乾燥のために供給するとともに、高温空気の残部を温水利用先３１へ温水を供給するための温水発生熱交換器３２へ送るよう、該温水発生熱交換器３２に接続されている。温水利用先３１と該温水発生熱交換器３２との間には、温水が循環していて、温水発生熱交換器３２で余熱回収空気加熱器３０からの高温空気との熱交換により温水が昇温されるようになっている。

かくして、温水発生熱交換器３２では、温水利用先３１で利用され降温された戻り温水が上記高温空気との熱交換により昇温し、再び温水利用先３１での利用に供される。戻り温水の加熱に供した後に降温された空気はそのまま排出される。

次に、図５のブロック図で示された本実施形態装置について、図６にもとづき、その構成をより具体的に説明する。図６では図５で用いた符号をその対応部位（装置）にそのまま用いている。

図６に見られるように、焼却炉１にはボイラが連設されておらず、焼却炉１の排ガス出口側には、ガス冷却室１Ｇが連設されている。ガス冷却室１Ｇの下流に、空気を流通させる伝熱管が配されていてガス冷却室１Ｇからの排ガスとの熱交換により空気を加熱して燃焼用空気を予熱する燃焼用空気予熱器３Ａが連設されている。さらに、燃焼用空気予熱器３Ａの下流に余熱回収空気加熱器３０が配されている。該燃焼用空気予熱器３Ａには、焼却炉１からの排ガスが導入されるので、この排ガスの温度を上記燃焼用空気予熱器３Ａでの熱交換に適した温度にまで降温させるために、ガス冷却室１Ｇに水を噴射する水噴射ノズル１Ｆが設けられている。冷水ノズル１Ｆからの冷水の噴射により、所定温度まで降温された排ガスは燃焼用空気予熱器３Ａへ流入する。燃焼用空気予熱器３Ａは、廃棄物ピット６の空気吸引口６Ｄに接続された管路１１を経て送風機１２により管路１３から上記廃棄物ピット６内の空気を受けるようになっている。管路１１には、空気流量計Ｆ１と空気の流量を調整するダンパＤ１が設けられている。かくして、管路１３から燃焼用空気予熱器３Ａに導入された空気は排ガスとの熱交換により加熱されて高温空気となる。。

燃焼用空気予熱器３Ａで空気との熱交換により降温された排ガスは余熱回収空気加熱器３０へ送られ、保有する余熱が回収され高温空気の製造に用いられる。余熱回収空気加熱器３０に管路３６が接続され、空気取入口３３から取り入れられた空気が、ダンパ３４で流量を調整され送風機３５により管路３６を経て上記余熱回収空気加熱器３０へ送られるようになっている。余熱回収空気加熱器３０では、該空気が燃焼用空気予熱器３Ａから送られた排ガスと熱交換されて高温空気を生ずる。余熱回収空気加熱器３０で空気との熱交換により降温された排ガスは排ガス出口２Ｃから排ガス処理設備７へ送られ、第一実施形態の場合と同様に無害化処理されて煙突９から大気へ放出される。

第二実施形態では燃焼用空気予熱器３Ａから高温空気が紙おむつの乾燥のため乾燥機４へ送られていたのとは異なり、本第三実施形態では余熱回収空気加熱器３０から高温空気が管路３７、管路３７Ａを経て紙おむつの乾燥のため乾燥機４へ送られる。乾燥機４は、乾燥機本体４Ａと制御盤４Ｂとを有し、乾燥機本体４Ａは、使用済みで処理前の紙おむつＰ１を受け破砕し、余熱回収空気加熱器３０からの高温空気によりこの紙おむつＰ１を乾燥、脱臭して乾燥物Ｐ２として排出し、制御盤４Ｂは乾燥機本体４Ａ内の状況を把握して、この状況を制御するようになっている。

また、この余熱回収空気加熱器３０からの高温空気は、その一部が乾燥機４へ供給されるとともに、高温空気の残部は管路３７を経て、温水利用先３１へ温水を供給するための温水発生熱交換器３２へ送られる。温水利用先３１と該温水発生熱交換器３２との間には、ポンプ３８により温水が循環していて、温水発生熱交換器３２で余熱回収空気加熱器３０からの高温空気との熱交換により温水が昇温されるようになっている。かくして、温水発生熱交換器３２では、温水利用先３１で利用され降温された戻り温水が上記高温空気との熱交換により昇温し、再び温水利用先３１での利用に供される。戻り温水の加熱に供された後に降温された空気はそのまま管路３７Ｂを経て排出される。

燃焼用空気予熱器３Ａに管路１７が接続され、管路１７の下流部分１７Ａが焼却炉１の燃焼室１Ｂの下部に位置する各風箱１Ｄに接続されており、燃焼用空気予熱器３Ａからの予熱された高温の空気が上記風箱１Ｄを経て燃焼室１Ｂへ燃焼空気の一部として供給されるようになっている。上記管路１７Ａには、管路１３から分岐した管路１８が接続されていて、送風機１２により送られる廃棄物ピット６内からの常温の空気の一部を、上記管路１８を経て管路１７Ａへ流入させて風箱１Ｄを経て燃焼室１Ｂへ燃焼空気の一部として供給されるようになっている。該管路１８には、空気の流量を調整するダンパＤ３が設けられている。管路１７と管路１７Ａと管路１８とが燃焼空気供給ライン５を構成しており、管路１７を流れる高温空気と管路１８を流れる常温空気とが混合され所定温度に調整されて燃焼空気として風箱１Ｄを経由して燃焼室１Ｂに供給される。管路１８には、廃棄物ピット６内から取り込まれ燃焼空気の一部となす常温の空気の流量を調整するダンパＤ３が設けられている。さらに、燃焼空気供給ライン５の一部をなす１７Ａに燃焼空気温度計Ｔ１が設けられていて、燃焼空気温度計Ｔ１の計測値にもとづき燃焼空気温度を所定範囲とするようにダンパＤ３の開度を制御して常温空気の流量を制御するようになっている。

上記乾燥排ガス供給ライン５０には乾燥排ガス流量計Ｆ２が設けられていて、乾燥機４から排出され燃焼室１Ｂへ送られる乾燥排ガス流量を計測する。管路１１には、空気流量計Ｆ１と空気の流量を調整するダンパＤ１が設けられている。空気流量計Ｆ１は、燃焼用空気予熱器３Ａと余熱回収空気加熱器３０へ送られる空気流量を計測するようになっている。空気流量計Ｆ１の計測値と上記乾燥排ガス流量計Ｆ２の計測値とを用いて、制御装置３９により、管路１１のダンパＤ１の開度を制御する。

第二実施形態及び第三実施形態においても、第一実施形態の場合と同様、使用済み紙おむつが乾燥機での処理後に排出される乾燥物Ｐ２は、燃料として利用可能であり、これを焼却炉へ燃料として供給してもよいし、燃料として外販することとしてもよく、こうすることで廃棄物の有効利用が促進される。

１（廃棄物）焼却炉
２ボイラ
３蒸気式空気予熱器
３Ａ燃焼用空気予熱器
４乾燥機
５０乾燥排ガス供給ライン
３０余熱回収空気加熱器
３１温水利用先
３２温水発生熱交換器
Ｐ１（使用済み）紙おむつ
Ｐ２乾燥物
Ｗ廃棄物

Claims

廃棄物焼却炉から排出される排ガスから熱回収して高温空気を製造する高温空気製造装置と、高温空気製造装置から高温空気の供給を受け使用済み紙おむつを乾燥する乾燥機と、
乾燥機から臭気成分を含む乾燥排ガスを受け廃棄物焼却炉の燃焼室に供給する燃焼空気に合流させる乾燥排ガス供給ラインとを備えることを特徴とする紙おむつ乾燥装置。
廃棄物焼却炉から排出される排ガスから熱回収するボイラで発生させる蒸気との熱交換により高温空気を製造する蒸気式空気予熱器と、蒸気式空気予熱器から高温空気の供給を受け使用済み紙おむつを乾燥する乾燥機と、乾燥機から臭気成分を含む乾燥排ガスを受け廃棄物焼却炉の燃焼室に供給する燃焼空気に合流させる乾燥排ガス供給ラインとを備え、
蒸気式空気予熱器は、製造した高温空気の一部を乾燥機へ供給するとともに、高温空気の残部を廃棄物焼却炉の燃焼室へ燃焼空気の一部として供給することを特徴とする紙おむつ乾燥装置。
廃棄物焼却炉から排出される排ガスとの熱交換により高温空気を製造する燃焼用空気予熱器と、燃焼用空気予熱器から高温空気の供給を受け使用済み紙おむつを乾燥する乾燥機と、乾燥機から臭気成分を含む乾燥排ガスを受け廃棄物焼却炉の燃焼室に供給する燃焼空気に合流させる乾燥排ガス供給ラインとを備え、
燃焼用空気予熱器は、製造した高温空気の一部を乾燥機へ供給するとともに、高温空気の残部を廃棄物焼却炉の燃焼室へ燃焼空気の一部として供給することを特徴とする紙おむつ乾燥装置。
廃棄物焼却炉から排出される排ガスとの熱交換により燃焼用高温空気を製造する燃焼用空気予熱器と、燃焼用空気予熱器の下流側に配設され余熱を有する排ガスとの熱交換により高温空気を製造する余熱回収空気加熱器と、余熱回収空気加熱器から高温空気の供給を受け使用済み紙おむつを乾燥する乾燥機と、乾燥機から臭気成分を含む乾燥排ガスを受け廃棄物焼却炉の燃焼室に供給する燃焼空気に合流させる乾燥排ガス供給ラインとを備え、
燃焼用空気予熱器は、製造した燃焼用高温空気を廃棄物焼却炉の燃焼室へ燃焼空気の一部として供給することを特徴とする紙おむつ乾燥装置。
請求項１ないし請求項４のうちの一つに記載の紙おむつ乾燥装置により乾燥する使用済み紙おむつを、単独で成形し、又は他の廃棄物と混合し成形して燃料を製造する燃料製造装置。
廃棄物焼却炉から排出される排ガスを高温空気製造装置で熱回収して高温空気を製造し、高温空気製造装置から高温空気の供給を受け使用済み紙おむつを乾燥機で乾燥し、乾燥排ガス供給ラインを経て、乾燥機からの臭気成分を含む乾燥排ガスを燃焼空気と混合して廃棄物焼却炉の燃焼室に供給することを特徴とする紙おむつ乾燥方法。
廃棄物焼却炉から排出される排ガスから熱回収するボイラで発生させる蒸気と空気とを蒸気式空気予熱器で熱交換することにより高温空気を製造し、蒸気式空気予熱器からの高温空気により使用済み紙おむつを乾燥機で乾燥し、乾燥排ガス供給ラインを経て、乾燥機からの臭気成分を含む乾燥排ガスを廃棄物焼却炉の燃焼室に燃焼空気とともに供給し、蒸気式空気予熱器で製造した高温空気の一部を乾燥機へ供給するとともに、高温空気の残部を廃棄物焼却炉の燃焼室へ燃焼空気の一部として供給することを特徴とする紙おむつ乾燥方法。
廃棄物焼却炉から排出される排ガスと空気とを燃焼用空気予熱器で熱交換することにより高温空気を製造し、燃焼用空気予熱器からの高温空気により使用済み紙おむつを乾燥機で乾燥し、乾燥排ガス供給ラインを経て、乾燥機からの臭気成分を含む乾燥排ガスを廃棄物焼却炉の燃焼室に燃焼空気とともに供給し、燃焼用空気予熱器で製造した高温空気の一部を乾燥機へ供給するとともに、高温空気の残部を廃棄物焼却炉の燃焼室へ燃焼空気の一部として供給することを特徴とする紙おむつ乾燥方法。
廃棄物焼却炉から排出される排ガスと空気とを燃焼用空気予熱器での熱交換することにより燃焼用高温空気を製造し、燃焼用空気予熱器からの排ガスの余熱を有する排ガスと空気とを余熱回収空気加熱器で熱交換することにより高温空気を製造し、余熱回収空気加熱器からの高温空気により使用済み紙おむつを乾燥機で乾燥し、乾燥排ガス供給ラインを経て、乾燥機からの臭気成分を含む乾燥排ガスを廃棄物焼却炉の燃焼室に燃焼空気とともに供給し、燃焼用空気予熱器で製造した燃焼用高温空気を廃棄物焼却炉の燃焼室へ燃焼空気の一部として供給することを特徴とする紙おむつ乾燥方法。
請求項６ないし請求項９のうちの一つに記載の紙おむつ乾燥方法により乾燥する使用済み紙おむつを、単独で成形し、又は他の廃棄物と混合し成形して燃料を製造する燃料製造方法。