JP2022103745A - Organic waste combustion treatment system and organic waste treatment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機廃棄物燃焼処理システム及び有機廃棄物の処理方法に関する。 The present invention relates to an organic waste combustion treatment system and a method for treating organic waste.
一般の家庭や事業所等から排出される可燃性の廃棄物は、回収車両等で収集したものを焼却処理場に集めて、大量のごみを1か所にまとめて焼却処理することが一般的な処分方法である。また、その焼却処理により発生する燃え残りの焼却灰は、特に設置された専用の処理場などに埋め立てる等の処理をすることが多い。 For combustible waste discharged from ordinary households and businesses, it is common to collect the combustible waste collected by collection vehicles at an incinerator and incinerate a large amount of waste in one place. It is a proper disposal method. In addition, the unburned incineration ash generated by the incineration treatment is often treated by burying it in a dedicated treatment plant or the like.
しかしながら、燃焼炉等を用いて被処理物を高温で燃焼させて焼却処理しようとする場合に、ダイオキシン等の有害ガスが発生しやすい。特に、小型の燃焼炉を用いて廃棄物等を焼却処分する場合には、全体に均一に燃焼されずに不完全燃焼状態となり易い。その結果として、悪臭や異臭、くすぶった煙などが多く発生することがあり、周囲に迷惑をかけるという問題もある。 However, when the object to be treated is burned at a high temperature using a combustion furnace or the like and incinerated, harmful gases such as dioxins are likely to be generated. In particular, when waste or the like is incinerated using a small combustion furnace, it is liable to be in an incomplete combustion state without being uniformly burned as a whole. As a result, a lot of bad odors, offensive odors, smoldering smoke, etc. may be generated, which causes a problem of causing trouble to the surroundings.
そこで、前述したような有害ガスが発生することや、悪臭や異臭が発生すること等の問題に対処させるために、適宜の処理手段により焼却処理を行うことが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1においては、低温でごみを焼却処理する技術手段を用いることで、ダイオキシンのような有害ガスが発生することを防止できるものとされている。
Therefore, in order to deal with the problems such as the generation of harmful gas and the generation of foul odor and offensive odor as described above, it has been proposed to incinerate by an appropriate treatment means (for example, Patent Document). See 1). In
しかしながら、従来の小型の焼却炉では、内部に均一に空気を供給する作用が良好に行われずに、一部では高温で燃焼することがあったり、他の部分では低温で蒸し焼き状態となったりして、特に、ダイオキシンが発生されやすい。前述したような有害ガスが発生することの問題に対処させるために、蒸し焼き状態で低温処分する方法を用いようとする場合でも、無酸素燃焼等の燃焼方式は、容易に実現できないものである。実際に可燃性の廃棄物を無害化処理することは、例えば、燃焼に用いるガス体の供給機構と排気ガスの排出処理の方法との、そのいずれの方法も、比較的面倒な処理方式を用いて行われることが多い。このために、その装置の維持管理が容易には行われ難い等と考えられるものであり、解決を要する課題が多く残っている。 However, in the conventional small incinerator, the action of uniformly supplying air to the inside is not performed well, and in some parts it may burn at a high temperature, and in other parts it may be in a steamed state at a low temperature. In particular, dioxin is likely to be generated. Even when a method of low-temperature disposal in a steamed state is to be used in order to deal with the problem of generation of harmful gas as described above, a combustion method such as oxygen-free combustion cannot be easily realized. Actually detoxifying combustible waste uses a relatively troublesome treatment method, for example, the supply mechanism of the gas body used for combustion and the exhaust gas emission treatment method. Is often done. For this reason, it is considered that it is difficult to easily maintain and manage the device, and many problems that need to be solved remain.
そこで、可燃ごみをその燃焼部の中央部分で高温燃焼させ、その高温部分の周囲では、外側に至るほど低温で蒸し焼きにする状態と、その周囲の低温域では水分を蒸発させる処理とを行うような、熱(燃焼)処理する手段を用いて、燃焼効率を向上させ得るとともに、ダイオキシン等の有害ガス体が発生することを防止でき、小型の装置を用いて可燃ごみの処理を容易に行い得る装置も提案されている(例えば、特許文献2参照)。 Therefore, combustible waste is burned at a high temperature in the central part of the combustion part, and around the high temperature part, steaming is performed at a low temperature toward the outside, and in the low temperature area around the combustible waste, water is evaporated. In addition, the combustion efficiency can be improved by using the means for heat (combustion) treatment, the generation of harmful gas bodies such as dioxin can be prevented, and the combustible waste can be easily treated by using a small device. Devices have also been proposed (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、この引用文献2に記載のものにあっては、ダイオキシン発生温度以下の低温下での燃焼廃棄であるのでその点では都合がよいが、廃棄対象である廃棄物が低温燃焼のために効果的に処理できずに多量の残渣が形成される虞が高い。そのため、廃棄物の焼却処理の点では問題が解決されず、焼却処理場としての体をなさないといった問題を孕んでいる。 However, the one described in Cited Document 2 is convenient in that respect because it is burned and discarded at a low temperature below the dioxin generation temperature, but the waste to be discarded is effective for low temperature combustion. There is a high possibility that a large amount of residue will be formed without being able to be treated effectively. Therefore, the problem cannot be solved in terms of incineration of waste, and there is a problem that it does not form a body as an incinerator.
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、廃棄物焼却の際にダイオキシンが発生してもこれを無害化させることができるとともに、廃棄物の効果的な処理によって特に廃棄物中に含まれる有機物を焼却処理によって最小限削減させるか消滅させることができ、焼却処理後の残渣も最小限に抑えることができる有機廃棄物燃焼処理システム及び有機廃棄物の処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and even if dioxin is generated during waste incineration, it can be detoxified, and it is particularly effective in treating the waste. Provided is an organic waste combustion treatment system and an organic waste treatment method capable of minimizing or eliminating organic substances contained in waste by incineration and minimizing the residue after incineration. The purpose is to do.
本発明に係る有機廃棄物燃焼処理システムは、 投入する有機廃棄物に対して、これらを構成する各物質の沸点を超える温度まで上昇加熱させることで有機物を熱分解させてダイオキシン類以外の不燃性ガスである気体生成物及び炭素を主体とした固形残渣を生成する一次装置と、
前記一次装置で生成された気体生成物を高温加熱下に滞留させて再度熱分解させることで、無害化(分解)させる二次装置と、
二次装置で無害化処理された高温のガスを冷却水で急速冷却し、ダイオキシン類を含む有害物の再生成を抑制する三次装置と、を備え、
前記三次装置で利用された前記冷却水は、濾過器によって前記冷却水の混入物が除去された後に再利用されるとともに、前記混入物を前記一次装置へ還流させて再処理されるように構成したことを特徴とするものである。
The organic waste combustion treatment system according to the present invention thermally decomposes organic substances by heating them to a temperature exceeding the boiling point of each substance constituting them, and is nonflammable other than dioxin. A primary device that produces a gas product that is a gas and a solid residue mainly composed of carbon,
A secondary device that detoxifies (decomposes) the gas product produced by the primary device by retaining it under high-temperature heating and thermally decomposing it again.
It is equipped with a tertiary device that rapidly cools the high-temperature gas that has been detoxified by the secondary device with cooling water and suppresses the regeneration of harmful substances including dioxins.
The cooling water used in the tertiary device is configured to be reused after the contaminants in the cooling water are removed by a filter, and the contaminants are returned to the primary device for reprocessing. It is characterized by what has been done.
本発明に係る有機廃棄物燃焼処理システムの他の態様は、有機廃棄物が燃焼反応を生じる酸素濃度(限界酸素濃度)未満の低酸素濃度状態を生成するとともに、オゾンを供給し、かつ、焼却すべき有機廃棄物の気化或いは昇華による固形物の消滅温度以下の環境条件を保持する熱分解室を設けた、一次装置を構成する熱分解装置と、
前記熱分解室で生成されたダイオキシンを高温環境下に晒して焼き切り、分解させて無害化させる焼成室を設けた、二次装置を構成する焼成装置と、
冷水が通水するらせん状の細管が設置され前記焼成室で発生する気化焼成物が送り込まれる冷却室と、この冷却室内から所定濃度以下となった前記気化焼成物を大気へ放出する放出口及び/又は前記熱分解室へ帰還させる帰還路とを設けた、三次装置を構成する冷却装置と、
を備えたことを特徴とするものである。
Another aspect of the organic waste combustion treatment system according to the present invention is to generate a low oxygen concentration state in which the organic waste is less than the oxygen concentration (limit oxygen concentration) at which a combustion reaction occurs, supply ozone, and incinerate. A thermal decomposition device that constitutes a primary device and is provided with a thermal decomposition chamber that maintains environmental conditions below the annihilation temperature of solids due to vaporization or sublimation of organic waste.
A firing device constituting a secondary device provided with a firing chamber that exposes dioxin generated in the thermal decomposition chamber to a high temperature environment to burn it off and decompose it to make it harmless.
A cooling chamber in which a spiral thin tube through which cold water passes is installed and the vaporized calcined product generated in the calcining chamber is sent, and a discharge port for discharging the vaporized calcined product having a concentration below a predetermined concentration from this cooling chamber to the atmosphere. / Or a cooling device constituting the tertiary device provided with a return path for returning to the thermal decomposition chamber.
It is characterized by being equipped with.
本発明に係る有機廃棄物燃焼処理システムの他の態様は、前記一次装置は、
中央上部に有機廃棄物を内部に投入する開口を設けた燃焼(熱分解)炉本体と、
前記燃焼(熱分解)炉本体内部の下部側若しくは底部に設けた熱源と、
前記燃焼(熱分解)炉本体内部の前記有機廃棄物を均等に撹拌させる分散手段と、
前記燃焼(熱分解)炉本体にオゾンを供給するオゾン発生装置と、
を備えたことを特徴とするものである。
Another aspect of the organic waste combustion treatment system according to the present invention is that the primary device is
A combustion (pyrolysis) furnace body with an opening in the upper center to put organic waste inside,
The heat source provided on the lower side or the bottom inside the combustion (pyrolysis) furnace body,
Dispersing means for evenly stirring the organic waste inside the combustion (pyrolysis) furnace body,
An ozone generator that supplies ozone to the combustion (pyrolysis) furnace body,
It is characterized by being equipped with.
本発明に係る有機廃棄物燃焼処理システムは、前記二次装置が、僅かな隙間を隔てて対をなすとともに、複数回連続的に折曲げて形成することで連続的に連なる細幅状の流路を長く形成し、かつ、前記流路に臨む板内に電熱体が張り巡らされる、平板状の金属で構成する板状体を備え、前記対をなす板状体は、前記隙間で構成した前記流路に沿って移動する前記気体生成物を、ダイオキシンの生成温度を上回る850℃~1000℃の温度範囲に保持して曝す滞留手段を構成することを特徴とするものである。 In the organic waste combustion treatment system according to the present invention, the secondary devices form a pair with a slight gap between them and are continuously bent a plurality of times to form a continuous narrow flow. A plate-like body made of flat metal, which forms a long path and has an electric heating body stretched around in a plate facing the flow path, is provided, and the pair of plate-like bodies is formed of the gap. It is characterized by constituting a retention means for holding and exposing the gas product moving along the flow path in a temperature range of 850 ° C to 1000 ° C, which is higher than the temperature at which dioxin is produced.
本発明に係る有機廃棄物処理システムは、前記一次装置における前記酸素濃度は、14~17%の範囲内にあることを特徴とするものである。 The organic waste treatment system according to the present invention is characterized in that the oxygen concentration in the primary apparatus is in the range of 14 to 17%.
本発明に係る有機廃棄物処理システムは前記一次装置と前記二次装置と前記三次装置とは、それぞれ別体に形成され、設置場所に応じて各装置の配置レイアウトを変更可能としたことを特徴とする。 The organic waste treatment system according to the present invention is characterized in that the primary device, the secondary device, and the tertiary device are formed separately from each other, and the arrangement layout of each device can be changed according to the installation location. And.
本発明に係る有機廃棄物の処理方法は、有機廃棄物を内部に投入する開口を中央上部に設けた燃焼(熱分解)炉本体と、前記燃焼(熱分解)炉本体の底部に設けた熱源と、前記燃焼(熱分解)炉本体内部の前記有機廃棄物を均等に撹拌させる分散手段と、前記前記燃焼(熱分解)炉本体と連結され、オゾンを供給させるオゾン発生装置と、を備えた一次装置に、有機廃棄物を低酸素条件下で、かつ、投入し、前記有機廃棄物を構成する各物質の沸点を超える温度まで上昇加熱させることにより、有機物を熱分解させてダイオキシン類以外の不燃性ガスである気体生成物及び炭素を主体とした固形残渣を生成する第1工程と、
僅かな隙間を隔てて対をなすとともに、複数回連続的に折曲げて形成することで連続的に連なる細幅状の流路を長く形成し、かつ、前記流路に臨む板内に電熱体が張り巡らされる、平板状の金属で構成し、前記隙間で構成した前記流路に沿って移動する前記気体生成物を、ダイオキシンの生成温度を上回る850℃~1000℃の温度範囲に保持して曝す滞留手段を構成する板状体を備えた二次装置において、前記熱分解室で生成されたダイオキシンを高温環境下に晒して焼き切り、分解させて無害化させる第2工程と、
冷水が通水するらせん状の細管が設置され前記二次装置の焼成室で発生する気化焼成物が送り込まれる冷却室と、この冷却室内から所定濃度以下となった前記気化焼成物を大気へ放出する放出口及び/又は前記熱分解室へ帰還させる帰還路とを設け、前記第2工程で無害化処理された高温のガスを冷却水で急速冷却し、ダイオキシン類を含む有害物の再生成を抑制させる第3工程と
を備えたことを特徴とする。
In the method for treating organic waste according to the present invention, a combustion (thermal decomposition) furnace main body having an opening for injecting organic waste inside is provided in the upper center, and a heat source provided at the bottom of the combustion (thermal decomposition) furnace main body. And a dispersion means for evenly stirring the organic waste inside the combustion (thermal decomposition) furnace body, and an ozone generator connected to the combustion (thermal decomposition) furnace body to supply ozone. Organic waste is put into the primary device under low oxygen conditions and heated to a temperature that exceeds the boiling point of each substance constituting the organic waste, thereby thermally decomposing the organic material and other than dioxin. The first step of producing a gas product which is a non-combustible gas and a solid residue mainly composed of carbon, and
A pair is formed with a slight gap between them, and a narrow flow path that is continuously connected is formed long by bending it continuously multiple times, and an electric heating element is formed in a plate facing the flow path. The gas product, which is composed of a flat metal and moves along the flow path formed by the gap, is held in a temperature range of 850 ° C to 1000 ° C, which is higher than the temperature at which dioxin is produced. In the secondary device provided with a plate-like body constituting the staying means to be exposed, the second step of exposing the dioxin generated in the thermal decomposition chamber to a high temperature environment, burning it off, and decomposing it to make it harmless.
A cooling chamber in which a spiral thin tube through which cold water passes is installed and the vaporized calcined product generated in the calcining chamber of the secondary device is sent, and the vaporized calcined product having a concentration below a predetermined concentration is released from this cooling chamber to the atmosphere. A discharge port and / or a return path for returning to the thermal decomposition chamber are provided, and the high-temperature gas detoxified in the second step is rapidly cooled with cooling water to regenerate harmful substances including dioxin. It is characterized by having a third step of suppressing it.
本発明の有機廃棄物燃焼処理システムによれば、廃棄物焼却の際にダイオキシンが発生してもこれを無害化させることができるとともに、廃棄物の効果的な処理によって特に廃棄物中に含まれる有機物を焼却処理によって最小限まで削減させるか消滅させることができ、焼却処理後の残渣も最小限に抑えることができる。 According to the organic waste combustion treatment system of the present invention, even if dioxin is generated during waste incineration, it can be detoxified, and it is contained particularly in the waste by effective treatment of the waste. Organic substances can be reduced or eliminated to the minimum by incineration, and the residue after incineration can also be minimized.
本発明の要旨は、投入する有機廃棄物に対して、これらを構成する各物質の沸点を超える温度まで上昇加熱させることで有機物を熱分解させてダイオキシン類以外の不燃性ガスである気体生成物及び炭素を主体とした固形残渣を生成する一次装置と、一次装置で生成された気体生成物を高温加熱下に滞留させて再度熱分解させることで、無害化(分解)させる二次装置と、二次装置で無害化処理された高温のガスを冷却水で急速冷却し、ダイオキシン類を含む有害物の再生成を抑制する三次装置と、を備え、三次装置で利用された冷却水は、濾過器によって記冷却水の混入物が除去された後に再利用されるとともに、前記混入物を前記一次装置へ還流させて再処理されるように構成したことを特徴とする。これにより、廃棄物焼却の際にダイオキシンが発生してもこれを無害化させることができるとともに、廃棄物の効果的な処理によって特に廃棄物中に含まれる有機物を焼却処理、具体的には熱分解によって最小限削減させるか消滅させることができ、焼却処理後の残渣も最小限に抑えることができる有機廃棄物燃焼処理システムの提供を図ろうとするものである。 The gist of the present invention is a gas product which is a non-combustible gas other than dioxin by thermally decomposing organic waste by heating the organic waste to be charged to a temperature exceeding the boiling point of each substance constituting the waste. A primary device that produces a solid residue mainly composed of carbon, and a secondary device that detoxifies (decomposes) the gas product produced by the primary device by retaining it under high-temperature heating and pyrolyzing it again. It is equipped with a tertiary device that rapidly cools the high-temperature gas that has been detoxified by the secondary device with cooling water and suppresses the regeneration of harmful substances including dioxin, and the cooling water used in the tertiary device is filtered. It is characterized in that it is reused after the contaminants of the cooling water are removed by the vessel, and the contaminants are returned to the primary device for retreatment. As a result, even if dioxin is generated during waste incineration, it can be detoxified, and the organic matter contained in the waste is incinerated, specifically, heat by effective treatment of the waste. The aim is to provide an organic waste combustion treatment system that can be minimized or eliminated by decomposition and can also minimize the residue after incineration.
以下、本発明に係る有機廃棄物燃焼処理システムの実施形態について図面を参照しながら説明する。また、本説明中に用いる各図において、各装置の配置状態を明確にさせるため、互いに直交するXYZ3次元デカルト座標を用いてある。なお、この3次元座標では、右手系で表示するが、原点位置に関しては特に特定箇所に設定してはいない。 Hereinafter, embodiments of the organic waste combustion treatment system according to the present invention will be described with reference to the drawings. Further, in each figure used in this description, XYZ three-dimensional Cartesian coordinates orthogonal to each other are used in order to clarify the arrangement state of each device. In this three-dimensional coordinate, it is displayed in a right-handed system, but the origin position is not set to a specific place.
<実施形態>
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図1及び図2は、本発明の第1の実施形態に係る有機廃棄物燃焼処理システム1を示す概略外観正面図及び概略外観平面図を示すものである。
本実施形態に係る有機廃棄物燃焼処理システム1は、概略構成として、1次装置10と、2次装置20と、3次装置30と、を備えており、1次装置10と2次装置20との間、及び2次装置20と3次装置30との間が連通している。なお、本実施形態では、各次装置で生成された気体生成物が元の装置側へ逆流するのを阻止するために、図1および図2には図示していないが、逆止弁などの逆流防止手段が、各装置間を連通する通気管P1及びP2(又は各装置の図示しない出口又は入口)に設置されている。また、本発明では、これ以外の態様として、差圧の関係で逆流しないように各次装置内を圧力制御・調整するような構成としてもよい(例えば、1次装置内圧>2次装置内圧>3次装置内圧)。
[有機廃棄物燃焼処理システムの構成]
<Embodiment>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1 and 2 show a schematic external front view and a schematic external plan view showing the organic waste
The organic waste
[Configuration of organic waste combustion treatment system]
・一次装置について:
一次装置10は、投入する有機廃棄物に対して、これらを構成する各物質の沸点を超える温度まで上昇加熱させることで、有機物を熱分解させて、ダイオキシン類以外の不燃性ガスである気体生成物及び炭素を主体とした固形残渣を生成するものである。この一次装置10について、より具体的には、有機廃棄物が燃焼反応を生じる酸素濃度(限界酸素濃度)未満の低酸素濃度状態を生成するとともに、オゾン(O3)を供給し、かつ、焼却すべき有機廃棄物の気化或いは昇華による固形物の消滅温度以下の環境条件を保持する熱分解室を設けた、熱分解装置で一次装置(以下、一次装置10のことを「熱分解装置10」とよぶ)を構成する。また、この熱分解装置10は、上述したオゾンを供給させるために、オゾン発生装置40をそばに設置しており、供給管41を介して熱分解装置10内部へオゾンを供給させるように構成されている。なお、ここで、有機廃棄物とは、有機物を含んだ廃棄物のことを指すものであって、無機物、金属類を一切含まないという意味ではない。
・ About primary equipment:
The
この熱分解装置10は、中央上部に有機廃棄物を内部に投入する開口11Aを設けた燃焼(熱分解)炉本体(以下、“炉本体11”とよぶ)と、この炉本体11内部の底部側に設けた熱源12と、炉本体11内部の有機廃棄物を均等に撹拌させる分散手段13と、炉本体11にオゾンを供給する上述したオゾン発生装置40と、を備えている。なお、この炉本体11には、熱源12とは別に、後述する拡散籠42の内部にさらに熱源装置14が設置されており、後述する温度を確実に確保できるようなっている。
The
炉本体11は、略中空円筒形状或いは箱型形状のものであって、特に、内部が高温に晒されることがあることから、その高温に耐える耐熱性のある材料などで形成されている。また、開口11Aには、優位廃棄物を投入する場合のみ開口させるようにするため、普段、燃焼中には、蓋体11Bで閉じるとともに、高圧内部の圧力で破壊されたり、外へ飛び出したりしないようにするため、炉本体11と同様に堅牢な材料で形成され、図示外の固定手段で強固に固定できるように構成されている。
The
熱源12は、外部から給電される電力で加熱されて放熱する各種の加熱手段が使用可能であり、本実施形態では発熱してジュール熱を放つ電熱棒などで構成されており、所定間隔で多数配設されている。
The
分散手段13は、図3に示すように、本実施形態の場合、耐熱金属で形成したものであって、例えば中央部が略円錐形状(若しくは四角錐形状などの多角錐形状)の中央体13Aと、この中心体13Aから放射状に延びるとともに終端部が炉本体11内壁面に取り付く放射体13Bと、からなる。しかも、なお、この分散手段を構成する各部材は、投入落下してくる有機廃棄物が係止することがないよう、平滑性の高い材料で形成されている。
As shown in FIG. 3, the dispersion means 13 is made of a heat-resistant metal in the case of the present embodiment, and for example, the
中央体13Aは、炉本体11内部の、開口11A直下に配置するように設置されている。中央体13Aは、このように略円錐形状(若しくは四角錐形状などの多角錐形状)とすることで、直上の開口11Aから投入される有機廃棄物を周辺に分散させる。これにより、投入する有機廃棄物が本体内部11の中央に集中して堆積するのを回避させるようになっている。
The
放射状体13Bは、中央体13Aを支持するためのものであって、中央体13Aから多数本(少なくとも、2本または3本以上)周囲に伸びる断面略三角形状等のものからなる。各放射状体13Bもまた中央頂部が鋭角となるような形状のもので構成されており、開口部から投入される有機廃棄物がこの放射状体13Bに係止して堆積するのを回避するようになっている。
The
熱源装置14は、本実施形態の場合、図1に示すように、本体12Aが高熱に耐え得る耐熱性の金属又はセラミックスなどの適宜材質を用い、中空略円錐台形状(又は中空角錐台形状)に形成されており、上部及び底部が開口した構成となっている。そして、この本体12Aの外周面(図略)には、内部に電気が通電されて発熱する発熱体(図略)が設けられている。なお、この熱源12により加熱される炉本体11の内部では、熱的安定状態となったときの稼働温度は、熱源12が設置される炉本体12A内部の底部で、例えば安定した稼働状態時には850°C又はこれ以上に保持する。これにより、有機廃棄物を構成する各物質の沸点を超える温度まで上昇加熱させ、燃焼ではなく熱分解を発生させる。
In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
オゾン発生装置40は、投入された有機廃棄物が酸素結合による燃焼ではなく、熱分解を実現・促進させるためのもの、であって、本実施形態では供給管41を介して炉本体11内部の中央に配置した拡散籠42と連結・連通されている。このオゾン発生装置40は、生成されたオゾンを炉本体11へ供給することで、炉本体11内部の酸素濃度を相対的に低下させるようになっているが、炉本体11の内圧p1よりも高圧状態に加圧されており、炉本体11内で発生する各種ガスがオゾン発生装置40へ侵入するのを防止している。
The
この拡散籠42は、図4に示すように、酸素(O2)が侵入する入口を構成するために上面及び側面の都合二面が開口42Aした略箱状のもので構成されており、壁面の内部にオゾン発生装置40から送り込まれるオゾン(O3)を細かい穴43Aから噴出させるための配管43が多数配設されている。これにより、限界酸素濃度以下の酸素濃度雰囲気を実現させ、熱分解反応を確実に行うことができるようになる。なお、この拡散籠42は、炉本体11内部中央に設置するため、図示外の固定手段で吊り下げ状態に配置するようにしてもよいが、上述の分散手段13の各放射状体13Bのフラットな底部から図示外の頑丈かつ耐熱性のある複数本の釣下部材などで釣下させてもよい。
As shown in FIG. 4, the
本実施形態ではオゾン発生装置40により、熱分解を促進させることでダイオキシンの発生を抑制させるように構成したが、オゾンの替りに不活性ガスを供給させるようにしてもよい。なお、本実施形態での炉本体11内部の低酸素濃度としては、14%~17%に設定・保持してあるが、特に本発明ではこの濃度に限定されるものではなく、同様の効果があればそれでもかまわない。
In the present embodiment, the
・二次装置について:
二次装置20は、一次装置10で熱分解されずに残ったダイオキシンを含む気体、或いは生成された各種の気体生成物(例えばNH4,NO2など)を取り込み、高温加熱下に滞留させて再度熱分解させることで、無害化(分解)させるものである。別言すると、この二次装置20は、一次装置10である熱分解室21を構成する炉本体11で生成されたダイオキシン、或いは生成された気体生成物中に含むダイオキシンを、高温環境下に晒して焼き切るためのものであり、再度、熱分解させて無害化させる焼成室を設けている。
・ About secondary equipment:
The
この燃焼室21は、本実施形態では、図5に示すように、内部にX方向に沿って多数の板状体22が配設されている。この板状体22は、僅かな隙間を隔てて対をなすとともに、複数回連続的に九十九条に折曲げて形成することで、連続的に連なる細幅状の流路を長く形成してある。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, a large number of plate-shaped
また、この板状体22は、平板状の金属で構成されており、流路に臨む板内に電熱体が張り巡らされる。なお、燃焼室21内の板状体22及び通気部材23の内部には、図示しない発熱体が埋設されている。この発熱体は、外部電源と電気的に接続されて通電されており、これにより発生するジュール熱で燃焼室21内の温度が、ダイオキシンの生成温度を上回る850-1000℃の高熱状態に維持されるようになっている。
Further, the plate-shaped
さらに、各板状体22の間の隙間を構成する各通路には、各種の気体生成物の流れを斜めに横断するようにして、多数の小孔を開口したパンチングメタルなどのメッシュ状の細かい通気孔部材23(例えば、ステンレス材SUS3016など)がジグザグ配置に形成され、通過する気体生成物中のダイオキシンに対する接触面積を高めている。
Further, in each passage constituting the gap between the plate-shaped
この燃焼室21では、一次装置10で熱分解されずに残った気体、或いは生成された気体生成物が送り込まれると、多数設けた通路内を通過することにより高温加熱させ、再度熱分解させる。即ち、互いに対をなす板状体22は、上記隙間で構成した流路に沿って移動する気体生成物を、ダイオキシンの生成温度を上回る850℃~1000℃の温度範囲に保持して曝す滞留手段を構成する。そのため、特に、本発明では、通気部材の小孔を設けることで、各通路内を通過する上記気体の通路内での加熱に晒される時間をより長く稼ぐことができ、その分、熱分解時間を延長させることができる。
In the
この燃焼室21内での高温加熱に長時間晒されることよってダイオキシンは、再度熱分解されて無毒化(無害化)されるとともに、この無毒化された分解生成物は、次の3次装置30へ送り出される。
Dioxins are pyrolyzed again to be detoxified (detoxified) by being exposed to high temperature heating in the
・三次装置30について:
三次装置30は、二次装置20で無害化処理された高温のガスを冷却水で急速冷却し、ダイオキシン類を含む有害物の再生成を抑制・阻止するものである。
・ About the tertiary device 30:
The
本実施形態の三次装置30は、図6に示すように、装置本体31(以下、冷却室31と呼ぶ)の壁面内又は内部に冷水を通水するらせん状の細管32が周囲に設置されている。この冷却室31には、二次装置20の焼成室21で発生する気化焼成物が送り込まれると、所定濃度以下となった気化焼成物をこの冷却室31内から大気へ放出する放出口33を設けてある。なお、本発明では、この冷却室31で無害化されて放出口33から放出される無害化ガスと、これ以外の残渣が液化され、冷却室31の底部に溜まって残る汚染物を含む液状の有害物(以下、“液状残渣物”とよぶ)と、が発生する場合もある。そこで、この後者が発生する場合に備え、この冷却室31の底部と一次装置10との間に図示外の帰還路を設けておいてもよい。このような構成とすれば、底部に残った残渣である有害物が混入した液体を一次装置10へ戻し、再度同じ処理を行うようにしてもよい。
As shown in FIG. 6, in the
この三次装置30では、二次装置20で無害化処理された高温のガスを冷却水で急速冷却し、ダイオキシン類を含む各種の有害物の再生成を抑制させる。特に、ダイオキシンが再合成(denovo反応)する虞のない低温、即ち200℃未満に保持する。このとき、無害化されたガスは、法的な規制濃度以下であるものを上部の排気管32から廃棄させるとともに、液化された残渣は図示外の濾過機でろ過するなどの処理をする。
In the
即ち、図示外の濾過機でろ過されたのちの液体中に残留する有害物は、図示外の還流配管を経由して再度一次装置10へ還流・気化させて、最初からの処理を再度繰り返す。一方、冷却室31の底部に液化して滞留し蓄積した残渣である液状残渣物が混ざった液体は、図示外の濾過機に設けたフィルタ中に残留させることで選別する。そして、このフィルタに残留する混入物は、ある程度溜まったところで、フィルタごと取り出し、一次装置の炉本体11へ投入して再処理させるため、カセット式のフィルタを取り付けた濾過機で構成してある。
That is, the harmful substances remaining in the liquid after being filtered by the filter (not shown) are refluxed and vaporized again to the
他方、三次装置30で利用された冷却水は、終端側の細管32では一部水蒸気になっていることもあるが、この冷却水或いは水蒸気は、ポンプPを経由して再利用される。なお、冷却水が汚損されているような場合には、冷却水専用の濾過器34を細管32の流路の一部に設置し、これによって水蒸気中の混入物が除去された後の浄化させた冷却水を、再び細管32へ還流させるような構成としている。
On the other hand, the cooling water used in the
また、冷却水に対しても、この冷却水中に混入し、濾過機34に設けたフィルタ中に残留する混入物は、上記液化した有害物を残渣として含む液体用の濾過機と同様の構成として除去してもよい。即ち、ある程度混入物がフィルタ中に溜まったところで、そのフィルタごと取り出し、一次装置10の炉本体11へ投入して再処理させるため、カセット式のフィルタを取り付けた濾過機で構成してもよい。また、この三次装置30の内部で発生する水蒸気は、図示外のタービン側へ送り込んで、タービンによる発電への利用を行ってもよい。
Further, with respect to the cooling water, the contaminants that are mixed in the cooling water and remain in the filter provided in the
[作用および効果]
以上、説明してきたように、本実施形態によれば、一次装置10及び二次装置20によって有機廃棄物は、有機廃棄物中に含める無機物以外の有機物については、理論上皆無となる。従って、例えば産業廃棄物処理センターなどへの採用を行えば、有機廃棄物処理に伴うダイオキシンの発生を飛躍的に抑えることができ、地球環境の保全に資すことができるなど、著しい効果が得られ便宜である。
[Action and effect]
As described above, according to the present embodiment, the
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、オゾン発生装置の代替手段として、プラズマ発生装置、或いは電極間に交流電流を印加した際の空間放電での生成、その他、適宜手段が可能である。また、有機廃棄物を熱分館によって分解する際に、塩化ビニルなどの廃棄物に対しては、適宜薬剤を添加させておくことで、有害ガスなどの発生を抑えることができるので、上述した薬剤などを添加しておくのが好ましい。
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications and variations are made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
For example, as an alternative means of the ozone generator, a plasma generator, generation by spatial discharge when an alternating current is applied between electrodes, or other appropriate means are possible. Further, when the organic waste is decomposed by the heat branch, the generation of harmful gas can be suppressed by appropriately adding a chemical to the waste such as vinyl chloride. Therefore, the above-mentioned chemical is used. It is preferable to add such as.
1 有機廃棄物燃焼処理システム
10 1次装置
11 燃焼(熱分解)炉本体(炉本体)
11A 開口
11B 蓋体
12 熱源
13 分散手段
13A 中央体
13B 放射体
14 熱源装置
20 2次装置
21 熱分解室
22 板状体
23 通気部材
30 3次装置
31 冷却室
32 細管
33 放出口
34 濾過器
42 拡散籠
42A 開口
43 配管
43A 穴
P1、P2 通気管
1 Organic waste
11A
Claims (7)
前記一次装置で生成された気体生成物を高温加熱下に滞留させて再度熱分解させることで、無害化(分解)させる二次装置と、
二次装置で無害化処理された高温のガスを冷却水で急速冷却し、ダイオキシン類を含む有害物の再生成を抑制する三次装置と、を備え、
前記三次装置で利用された前記冷却水は、濾過器によって前記冷却水の混入物が除去された後に再利用されるとともに、前記混入物を前記一次装置へ還流させて再処理されるように構成したことを特徴とする(有機)廃棄物分解システム。 By heating the organic waste to be charged to a temperature that exceeds the boiling point of each substance that composes it, the organic matter is thermally decomposed and mainly composed of gas products and carbon, which are nonflammable gases other than dioxin. A primary device that produces solid residues,
A secondary device that detoxifies (decomposes) the gas product produced by the primary device by retaining it under high-temperature heating and thermally decomposing it again.
It is equipped with a tertiary device that rapidly cools the high-temperature gas that has been detoxified by the secondary device with cooling water and suppresses the regeneration of harmful substances including dioxins.
The cooling water used in the tertiary device is configured to be reused after the contaminants in the cooling water are removed by a filter, and the contaminants are returned to the primary device for retreatment. An (organic) waste decomposition system characterized by the fact that it has been done.
前記熱分解室で生成されたダイオキシンを高温環境下に晒して焼き切り、分解させて無害化させる焼成室を設けた、二次装置を構成する焼成装置と、
冷水が通水するらせん状の細管が設置され前記焼成室で発生する気化焼成物が送り込まれる冷却室と、この冷却室内から所定濃度以下となった前記気化焼成物を大気へ放出する放出口及び/又は前記熱分解室へ帰還させる帰還路とを設けた、三次装置を構成する冷却装置と、
を備えたことを特徴とする有機廃棄物燃焼処理システム。 Organic waste produces a low oxygen concentration state below the oxygen concentration (limit oxygen concentration) that causes a combustion reaction, supplies ozone, and is below the temperature at which solids disappear due to vaporization or sublimation of organic waste to be incinerated. A pyrolysis device that constitutes a primary device and has a pyrolysis chamber that maintains the environmental conditions of
A firing device constituting a secondary device provided with a firing chamber that exposes dioxin generated in the thermal decomposition chamber to a high temperature environment to burn it off and decompose it to make it harmless.
A cooling chamber in which a spiral thin tube through which cold water passes is installed and the vaporized calcined product generated in the calcining chamber is sent, and a discharge port for discharging the vaporized calcined product having a concentration below a predetermined concentration from this cooling chamber to the atmosphere. / Or a cooling device constituting the tertiary device provided with a return path for returning to the thermal decomposition chamber.
An organic waste combustion treatment system characterized by being equipped with.
中央上部に有機廃棄物を内部に投入する開口を設けた燃焼(熱分解)炉本体と、
前記燃焼(熱分解)炉本体内部の下部側若しくは底部側に設けた熱源と、
前記燃焼(熱分解)炉本体内部の前記有機廃棄物を均等に撹拌させる分散手段と、
前記燃焼(熱分解)炉本体にオゾンを供給するオゾン発生装置と、
を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の有機廃棄物燃焼処理システム。 The primary device is
A combustion (pyrolysis) furnace body with an opening in the upper center to put organic waste inside,
The heat source provided on the lower side or the bottom side inside the combustion (pyrolysis) furnace body,
Dispersing means for evenly stirring the organic waste inside the combustion (pyrolysis) furnace body,
An ozone generator that supplies ozone to the combustion (pyrolysis) furnace body,
The organic waste combustion treatment system according to claim 1 or 2, wherein the system is provided with.
僅かな隙間を隔てて対をなすとともに、複数回連続的に折曲げて形成することで連続的に連なる細幅状の流路を長く形成し、かつ、前記流路に臨む板内に電熱体が張り巡らされる、平板状の金属で構成する板状体を備え、
前記対をなす板状体は、前記隙間で構成した前記流路に沿って移動する前記気体生成物を、ダイオキシンの生成温度を上回る850℃~1000℃の温度範囲に保持して曝す滞留手段を構成する
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の有機廃棄物燃焼処理システム。 The secondary device is
A pair is formed with a slight gap between them, and a narrow flow path that is continuously connected is formed long by being formed by being continuously bent multiple times, and an electric heating element is formed in a plate facing the flow path. It is equipped with a plate-shaped body made of flat metal, which is stretched around.
The paired plate-like body provides a retention means for holding and exposing the gas product moving along the flow path formed by the gap in a temperature range of 850 ° C to 1000 ° C, which exceeds the temperature at which dioxin is produced. The organic waste combustion treatment system according to any one of claims 1 to 3, wherein the organic waste combustion treatment system is configured.
The invention according to claim 1 to 5, wherein the primary device, the secondary device, and the tertiary device are formed separately, and the arrangement layout of each device can be changed according to the installation location. Organic waste treatment system.
僅かな隙間を隔てて対をなすとともに、複数回連続的に折曲げて形成することで連続的に連なる細幅状の流路を長く形成し、かつ、前記流路に臨む板内に電熱体が張り巡らされる、平板状の金属で構成し、前記隙間で構成した前記流路に沿って移動する前記気体生成物を、ダイオキシンの生成温度を上回る850℃~1000℃の温度範囲に保持して曝す滞留手段を構成する板状体を備えた二次装置において、前記熱分解室で生成されたダイオキシンを高温環境下に晒して焼き切り、分解させて無害化させる第2工程と、
冷水が通水するらせん状の細管が設置され前記二次装置の焼成室で発生する気化焼成物が送り込まれる冷却室と、この冷却室内から所定濃度以下となった前記気化焼成物を大気へ放出する放出口及び/又は前記熱分解室へ帰還させる帰還路とを設け、前記第2工程で無害化処理された高温のガスを冷却水で急速冷却し、ダイオキシン類を含む有害物の再生成を抑制させる第3工程と、
を備えたことを特徴とする有機廃棄物の処理方法。 A combustion (pyrolysis) furnace body provided with an opening for injecting organic waste into the center, a heat source provided at the bottom of the combustion (pyrolysis) furnace body, and the inside of the combustion (pyrolysis) furnace body. The organic waste is placed under low oxygen conditions in a primary device provided with a dispersion means for evenly stirring the organic waste and an ozone generator connected to the combustion (pyrolysis) furnace body to supply ozone. Then, by adding and heating to a temperature exceeding the boiling point of each substance constituting the organic waste, the organic substance is thermally decomposed and mainly composed of gas products and carbon which are nonflammable gases other than dioxin. The first step of producing the solid residue and
A pair is formed with a slight gap between them, and a narrow flow path that is continuously connected is formed long by bending it continuously multiple times, and an electric heating element is formed in a plate facing the flow path. The gas product, which is composed of a flat metal and moves along the flow path formed by the gap, is held in a temperature range of 850 ° C to 1000 ° C, which is higher than the temperature at which dioxin is produced. In the secondary device provided with a plate-like body constituting the staying means to be exposed, the second step of exposing the dioxin generated in the thermal decomposition chamber to a high temperature environment, burning it off, and decomposing it to make it harmless.
A cooling chamber in which a spiral thin tube through which cold water passes is installed and the vaporized calcined product generated in the calcining chamber of the secondary device is sent, and the vaporized calcined product having a concentration below a predetermined concentration is released from this cooling chamber to the atmosphere. A discharge port and / or a return path for returning to the thermal decomposition chamber are provided, and the high-temperature gas detoxified in the second step is rapidly cooled with cooling water to regenerate harmful substances including dioxin. The third step to suppress and
A method of treating organic waste, which is characterized by being equipped with.
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