JP2023056932A - 脱水・炭化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも実用的な脱水・炭化装置を提供しようとするもの。【解決手段】加熱媒体１の貯留槽２と、前記貯留槽２への処理対象物Xの供給口３と、前記処理対象物Xの上方への移送機構４とを有し、前記貯留槽２の上方の空間７から加熱後の炭化物８を排出するようにし、前記処理対象物Xの上方への移送速度を制御するようにし、処理対象物Xの浮上に対し前記加熱媒体１と移送機構４を落し蓋として機能させるようにした。前記処理対象物Xの熱分解により発生した炭化水素ガスで発電するようにしてもよい。【選択図】図１

Description

この発明は、脱水・炭化装置に関するものである。

従来、生ごみ処理装置に関する提案があった（特許文献１）。
すなわち、一般的に、生ごみは埋立て或いは焼却の方法で処理される。生ごみは８０％以上の水分を含有しており、また、腐敗しやすい有機性物質も含んでいるので、生ごみをそのまま埋め立てる方式で処理する場合には、腐敗する過程で発生される窒素と硫黄化合物による悪臭が発生することは勿論、蝿、蚊など害虫の繁殖を誘発する問題がある。
また、生ごみをそのまま埋め立てる場合には高濃度の浸出水が排出されて、土壌を広範に汚染するという深刻な問題があり、この理由で埋め立て施設が嫌悪すべき施設の一つとして認識されているので、埋め立て施設の敷地確保が難しく、また、メンテナンスに莫大な費用がかかるので次第に建設が制限されている深刻な状況である。
この従来技術に係る生ごみ処理装置は、各家庭や飲食店などに備えられ、発生する生ごみを撹拌槽内に挿入した後、微生物発酵剤を入れ撹拌すれば、生ごみは均一に混ぜ合って発酵され、発酵過程中に酸素が十分に供給され、排ガス中に含有された悪臭は別の装置によって捕集することによって処理時の悪臭の発生は著しく低減されるので、極めて使い勝手がよくなる利点がある、というものである。
しかし、このものはあまり実用的ではないという問題があった。

特開2006-88142

そこでこの発明は、従来よりも実用的な脱水・炭化装置を提供しようとするものである。

前記課題を解決するためこの発明では次のような技術的手段を講じている。
（１）この発明の脱水・炭化装置は、加熱媒体の貯留槽と、前記貯留槽への処理対象物の供給口と、前記処理対象物の上方への移送機構とを有し、前記貯留槽の上方の空間から加熱後の炭化物を排出するようにし、前記処理対象物の上方への移送速度を制御するようにし、処理対象物の浮上に対し前記加熱媒体と移送機構を落し蓋として機能させるようにしたことを特徴とする。
この脱水・炭化装置は、加熱媒体の貯留槽と、前記貯留槽への処理対象物の供給口を有するので、処理対象物を貯留槽の供給口から供給（例えば圧入）して加熱媒体の熱作用を及ぼすことが出来る。

そして、前記処理対象物の上方への移送機構を有し、前記貯留槽の上方の空間から加熱後の炭化物を排出するようにしたので、貯留槽内の移送機構で処理対象物を上方に移送することができ、その過程で脱水・炭化して上方の空間から排出することが出来る。
そのうえ、前記処理対象物の上方への移送速度を制御するようにし、処理対象物の浮上に対し前記加熱媒体に落し蓋として作用させるようにしたので、加熱媒体中に処理対象物を埋没させた状態で空気（酸素）に接触させることなく脱水、炭化を行うことが出来る。

ここで、前記加熱媒体として、低融点合金、ソルトバス、タールピッチ、シリコンオイルなどを例示できる。前記処理対象物として、生ごみ、廃プラスチック類、使用済みの吸水した活性炭、汚泥、又はこれらの真空パック品などを例示できる。得られた炭化物の用途として、活性炭を例示することが出来る。
前記移送機構として、スパイラルフィーダーなどを例示できる。前記処理対象物の上方への移送速度の制御として、スパイラルフィーダーの回転速度や羽根間の距離などを例示することができる。加熱媒体の昇温温度として、例えば600℃～950℃を例示することが出来る。炭化時の排ガスは、電解スクラバーに送って浄化して大気解放することが出来る。

（２）前記処理対象物の熱分解により発生した炭化水素ガスで発電するようにしてもよい。このように、処理対象物の熱分解により発生した炭化水素ガスで発電するようにすると、例えば廃プラスチック類などの資源の有効利用を図ることが出来る。

この発明は上述のような構成であり、次の効果を有する。
加熱媒体中に処理対象物を埋没させた状態で空気（酸素）に接触させることなく脱水、炭化を行うことができるので、従来よりも実用的な脱水・炭化装置を提供することが出来る。

この発明の脱水・炭化装置の実施形態（実施例１）を説明するシステム・フロー図。 この発明の脱水・炭化装置の実施形態（実施例２）を説明するシステム・フロー図。 この発明の脱水・炭化装置の実施形態（実施例３）を説明するシステム・フロー図。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１から図３に示すように、この実施形態の脱水・炭化装置は、加熱媒体１の貯留槽２と、前記貯留槽２への処理対象物Xの供給（圧入）口３と、前記処理対象物Xの上方への移送機構４とを有する。
前記処理対象物Xとして、吸水した使用済みの活性炭（φ0.6mm）、生ごみの真空パック品、紙おむつ、廃プラスチック類、有機汚泥を処理した。大きめの処理対象物Xは予め粉砕しておいた。
前記加熱媒体１として、低融点合金（昇温 約650℃）、ソルトバス（昇温 約800℃）、タールピッチ（昇温 約450℃）、シリコンオイル（昇温 約500℃）を用いた。

加熱媒体１の貯留槽２は、LNG熱風発生装置HAからのＬＮＧ燃焼ガスで周囲から加熱し、その外周には水冷ジャケットを巻いて冷却した。加熱媒体１の昇温温度として既述の温度（例えば650℃）で処理した。処理対象物Xに応じて、各種加熱媒体１の溶解温度や比重などの特性を利用することが出来る。
処理対象物Xはまずポッパー５に供給し、下方のスパイラルコンベア６（モータMにより回転駆動される）に移行せしめ、細くした先端部（逆流防止のチャッキ作用をする）を、貯留槽２への処理対象物Xの供給口３とした。

前記処理対象物Xの上方への移送機構４として、スパイラルフィーダーを用いた。この移送機構４では、処理対象物Xに対して適切な熱履歴を与えるためじっくり上に上げていくようにした。加熱媒体１は、スパイラルフィーダーの羽根の隙間からスリップして下方に戻っていくようにした。
処理対象物Xの上方への移送速度の制御は、スパイラルフィーダーの回転速度とスパイラル羽根のサイズ、そして前記スパイラル羽根間のピッチと距離で行った。

そして、前記貯留槽２の上方の空間７から加熱後の炭化物８を排出するようにした。さらに、前記処理対象物Xの上方への移送速度を制御するようにし、処理対象物Xの浮上に対し前記加熱媒体１と移送機構４を落し蓋として機能させるようにした。
炭化時の排ガスは、排ガススクラバー９に送って浄化して大気解放した。得られた炭化物８は、活性炭10（粒状、パウダー）として利用した。

次に、この実施形態の脱水・炭化装置の使用状態を説明する。
この脱水・炭化装置は、加熱媒体１の貯留槽２と、前記貯留槽２への処理対象物Xの供給口３を有するので、処理対象物Xを貯留槽２の供給口３から供給（圧入）して加熱媒体１の熱作用を及ぼすことが出来た。
そして、前記処理対象物Xの上方への移送機構４を有し、前記貯留槽２の上方の空間７から加熱後の炭化物８を排出するようにしたので、貯留槽２内の移送機構４で処理対象物Xを上方に移送することができ、その過程で脱水・炭化して上方の空間７から排出することが出来た。

そのうえ、前記処理対象物Xの上方への移送速度を制御するようにし、処理対象物Xの浮上に対し前記加熱媒体１に落し蓋として作用させるようにしたので、加熱媒体１中に処理対象物Xを埋没させた状態で空気（酸素）に接触させることなく脱水、炭化を行うことができ、従来よりも実用的であった。

ここで、ロータリーキルン式の熱処理装置は、胴体の回転接合部からガスが漏れ易いが（加熱空気の膨張による内圧の向上）、この脱水・炭化装置は加熱媒体１の貯留槽２に移送機構４（スパイラルフィーダー）を内装しているので密閉性が高く外部にガスが漏出し難いという利点がある。
また、前述の通り本体が回転する構造ではなく、装置をコンパクトに設計できるので省エネルギー、小ロット処理にも有利である。

図１に示すように、加熱媒体１（低融点合金、タールピッチ）の貯留槽２と、前記貯留槽２への処理対象物X（廃プラスチック、生ごみ、汚泥）の供給口３と、前記処理対象物Xの上方への移送機構４（スパイラルフィーダー）とを有し、前記貯留槽２の上方の空間７から加熱（約650℃）後の炭化物８（活性炭として利用）を排出するようにし、前記処理対象物Xの上方への移送速度を制御するようにし、処理対象物Xの浮上に対し前記加熱媒体１と移送機構４を落し蓋として機能させるようにした。

図２に示すように、排水処理装置Wの使用済みの活性炭を処理対象物Xとして約900℃で賦活再生した。
すなわち、加熱媒体１（低融点合金）の貯留槽２と、前記貯留槽２への処理対象物X（使用済みの活性炭）の供給口３と、前記処理対象物Xの上方への移送機構４（スパイラルフィーダー）とを有し、前記貯留槽２の上方の空間７から加熱（約900℃）後の炭化物８を排出するようにし、前記処理対象物Xの上方への移送速度を制御するようにし、処理対象物Xの浮上に対し前記加熱媒体１と移送機構４を落し蓋として機能させるようにした。

この脱水炭化装置には、排水処理装置Wの活性炭流動床11と活性炭固定床12で排水中の汚れ成分を吸着した活性炭を供給し、該装置において賦活再生した活性炭を排水処理装置Wに戻して再利用するようにした。
したがって、加熱媒体１の貯留槽２では、排水中の水分を吸水した活性炭が熱処理により脱水されると共に、活性炭に吸着された排水中の汚れ成分が炭化されることとなった。

実施例３を上記実施例との相違点を中心に説明する。
図３に示すように、実施例２の排水処理装置Wを横方向に3連直列として段階的に処理する方式とした。さらに、処理対象物X等の熱分解により発生した炭化水素ガスで発電するようにした（発電機13）。
したがって、処理対象物Xの熱分解により発生した炭化水素ガスなどの二次的資源の有効利用を図ることが出来た。

従来よりも実用的なことによって、種々の脱水・炭化装置の用途に適用することができる。

１ 加熱媒体
２ 貯留槽
３ 供給口
４ 移送機構
７ 空間
８ 炭化物
X 処理対象物

Claims (2)

1. 加熱媒体（１）の貯留槽（２）と、前記貯留槽（２）への処理対象物Xの供給口（３）と、前記処理対象物（X）の上方への移送機構（４）とを有し、前記貯留槽（２）の上方の空間（７）から加熱後の炭化物（８）を排出するようにし、前記処理対象物（X）の上方への移送速度を制御するようにし、処理対象物（X）の浮上に対し前記加熱媒体（１）と移送機構（４）を落し蓋として機能させるようにしたことを特徴とする脱水・炭化装置。
2. 前記処理対象物（X）の熱分解により発生した炭化水素ガスで発電するようにした請求項１記載の脱水・炭化装置。
   

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