JP2023064032A - Torrefaction device, subcritical water treatment unit, and method of producing torrefaction product - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半炭化装置、亜臨界水処理ユニットおよび半炭化物の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semi-carbonization apparatus, a subcritical water treatment unit, and a method for producing semi-carbonized material.
有機性廃棄物を低分子化して処理物を得る亜臨界水処理装置と、この処理物を含むペレット原料を半炭化する半炭化装置とを有する廃棄物処理システムが知られている(特許文献1参照)。本発明者らの検討によれば、半炭化装置における処理温度が200℃程度の低温では、半炭化後のペレット原料(半炭化物)に内包される塩素を十分に低減し得ないことが判明した。
A waste treatment system is known that has a subcritical water treatment apparatus that obtains a treated material by reducing the molecular weight of organic waste, and a semi-carbonization apparatus that semi-carbonizes pellet raw materials containing the treated material (
本発明では上記事情に鑑み、内包塩素が十分に低減された半炭化物が得られる半炭化装置、亜臨界水処理ユニットおよび半炭化物の製造方法を提供することとした。 In view of the above circumstances, the present invention provides a semi-carbonization apparatus, a subcritical water treatment unit, and a method for producing semi-carbonized material, which are capable of obtaining semi-carbonized material with sufficiently reduced inclusion chlorine.
本発明の一態様によれば、有機性廃棄物を低分子化して処理物を得る亜臨界水処理装置とともに使用される半炭化装置が提供される。この半炭化装置は、処理物を含む原料を、300℃以上の温度で熱処理することにより半炭化する。 According to one aspect of the present invention, there is provided a semi-carbonization apparatus for use with a sub-critical water treatment apparatus that obtains a treated material by reducing the molecular weight of organic waste. This semi-carbonizing apparatus semi-carbonizes a raw material including a material to be treated by heat-treating it at a temperature of 300° C. or higher.
本発明の一態様によれば、有機性廃棄物を低分子化した処理物を含む原料を、所定の温度での熱処理により半炭化するので、内包塩素が十分に低減された半炭化物を得ることができるという有利な効果を奏する。 According to one aspect of the present invention, a raw material containing a processed product obtained by reducing the molecular weight of organic waste is semi-carbonized by heat treatment at a predetermined temperature, so that semi-carbonized material with sufficiently reduced inclusion chlorine can be obtained. It has the advantageous effect of being able to
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組合せ可能である。
<亜臨界水処理装置>
まず、本発明の半炭化装置とともに使用される亜臨界水処理装置の実施形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Various features shown in the embodiments shown below can be combined with each other.
<Subcritical water treatment equipment>
First, an embodiment of a subcritical water treatment apparatus used together with the semi-carbonization apparatus of the present invention will be described.
図1は、亜臨界水処理装置の実施形態を部分的に断面で示す概念図である。図2は、隔離板の構成を示す平面図である。
本発明の亜臨界水処理装置は、有機性廃棄物を低分子化して処理物を得る装置である。
ここで、亜臨界水処理とは、水の臨界温度以下の高温であり、かつ、飽和水蒸気圧以上の高圧である高温かつ高圧下で、気体状の亜臨界水を有機性廃棄物に接触させて低分子化する方法である。この低分子化により、有機性廃棄物が分解されて処理物が得られる。
FIG. 1 is a conceptual diagram partially showing an embodiment of a subcritical water treatment apparatus in cross section. FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the separator.
The subcritical water treatment apparatus of the present invention is an apparatus for obtaining a treated material by reducing the molecular weight of organic waste.
Here, subcritical water treatment refers to bringing gaseous subcritical water into contact with organic waste at a high temperature below the critical temperature of water and a high pressure above the saturated vapor pressure. It is a method of reducing the molecular weight by Due to this molecular weight reduction, the organic waste is decomposed to obtain a treated material.
有機性廃棄物としては、例えば、紙類、布類、衣類、プラスチック類、皮革類、木竹類、ワラ類、厨芥類、医療廃棄物類、パッケージされたままの廃棄食品類等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を含んでいてよい。
図1に示す亜臨界水処理装置1は、圧力容器2と、圧力容器2に収容された有機性廃棄物を撹拌する撹拌機構3と、有機性廃棄物を加熱する加熱機構4とを有する。なお、以下の説明において、周方向とは、中心線回りの方向を、径方向とは、中心線を中心とした半径の方向を意味する。
Examples of organic wastes include papers, cloths, clothes, plastics, leathers, wood and bamboo, straws, kitchen wastes, medical wastes, and packaged waste foods. , one or more of these.
A subcritical
圧力容器2は、容器本体21と、有機性廃棄物を容器本体21内に投入する投入口22と、処理物を容器本体21内から排出する排出口23と、有機性廃棄物の亜臨界水処理に使用する液体Lを収容する液体収容部24とを備える。
本実施形態の圧力容器2は、容器本体21の中心線O21が鉛直方向に沿うように、架台(不図示)によって支持された縦置き型の圧力容器である。この容器本体21は、半球状(ドーム状)の上部鏡板2111を有する上側容器本体211と、半球状(ドーム状)の下部鏡板2121を有する下側容器本体212とを有する。
The
The
上側容器本体211の下端部には、径方向外側に向かって突出するフランジ部2112が設けられ、下側容器本体212の上端部には、径方向外側に向かって突出するフランジ部2122が設けられている。
下側容器本体212に上側容器本体211を重ね合わせ、フランジ部2112とフランジ部2122とを、例えば、ボルト等で締め付けることにより、これらの間を気密的に封止して固定することができる。
なお、上側容器本体211は、下側容器本体212に対して開閉可能なクラッチドアとして構成することもできる。
A
The
The
投入口22は、筒状の胴部221を有し、上部鏡板2111に形成された上部貫通孔2113に連通するように、上側容器本体211に接続されている。したがって、投入口22(胴部221)の中心線O22は、容器本体21の中心線O21に対して傾斜し、上部鏡板2111と反対側の開口222は、鉛直方向斜め上側を向いている。また、投入口22は、胴部221の開口222を気密的に封止する蓋部(クラッチドア)223を有する。
The
排出口23は、筒状の胴部231を有し、下部鏡板2121に形成された下部貫通孔2123に連通するように、下側容器本体212に接続されている。したがって、排出口23(胴部231)の中心線O23は、容器本体21の中心線O21に対して、投入口22と反対側に向かって傾斜し、下部鏡板2121と反対側の開口232は、鉛直方向斜め下側を向いている。また、排出口23は、胴部231の開口232を気密的に封止する蓋部(クラッチドア)233を有する。
The
かかる圧力容器2では、蓋部233を閉塞した状態で蓋部223を開放することにより、投入口22の胴部221を介して有機性廃棄物を容器本体21内に投入することができる。その後、蓋部223を閉塞した状態とし、容器本体21内で有機性廃棄物に対して亜臨界水処理を行う。この有機性廃棄物の亜臨界水処理により生成した処理物は、蓋部233を開放することにより、排出口23の胴部231を介して容器本体21から取り出すことができる。
特に、投入口22の中心線O22および排出口23の中心線O23のそれぞれが、容器本体21の中心線O21に対して傾斜しているので、有機性廃棄物の容器本体21内への投入作業および処理物の容器本体21内からの排出(取出)作業を行い易い。
In such a
In particular, since the center line O22 of the
本実施形態の亜臨界水処理装置1は、さらに、有機性廃棄物を加熱する加熱機構4と、有機性廃棄物の亜臨界水処理に使用する液体Lを収容する液体収容部24とを有する。
圧力容器2の内側の液体収容部24に、上記液体Lを収容した状態で、圧力容器2を密閉し、加熱機構4により有機性廃棄物の加熱を開始する。これにより、液体収容部24に収容された液体Lから、気体状の亜臨界水が生成され、この亜臨界水を容器本体21の内側に供給し、有機性廃棄物に接触させることで、有機性廃棄物の低分子化が進行する。
ここで、上記液体Lは、水を主成分とすればよく、その他の成分を含んでいてもより。その他の成分としては、例えば、過酸化水素、水酸化ナトリウム等が挙げられる。
The subcritical
With the liquid L contained in the
Here, the liquid L may contain water as a main component, and may contain other components. Other components include, for example, hydrogen peroxide and sodium hydroxide.
かかる亜臨界水処理装置1によれば、高圧ボイラーを付帯しないので、亜臨界水処理装置1の小型化を図ることができる。したがって、亜臨界水処理装置1を比較的狭いスペースに設置することができる。このため、後述するように亜臨界水処理装置1を移動可能に構成し、市街地のコンビニエンスストアに隣接して配置すれば、廃棄される賞味期限切れの日配品(主に、弁当類)を簡便に亜臨界水処理することができる。
また、高圧ボイラーを付帯しないので、亜臨界水処理装置1の運転および操作は、ボイラー技士の有資格者によらず、コンビニエンスストアのレジ担当でも行うことができる。したがって、亜臨界水処理装置1の操作性および利便性が極めて高い。
Since the subcritical
Moreover, since the high-pressure boiler is not attached, the operation and operation of the sub-critical
本実施形態では、排出口23の内側空間の一部が、液体収容部24として機能するように構成されている。かかる構成によれば、圧力容器2の部品点数の増大や、圧力容器2の構成の複雑化を防止することができる。したがって、亜臨界水処理装置1の更なる小型化に寄与する。
なお、排出口23の設置位置の変更、排出口23の中心線O23の容器本体21の中心線O21に対する角度の調整等により、排出口23の内部空間の全体を、液体収容部24として機能させることもできる。
また、液体収容部24は、排出口23から独立して構成されてもよい。かかる構成としては、例えば、下部鏡板2121の内面に凹没形成した凹部、上部鏡板2111の内面に固定または内面から吊下された容器等が挙げられる。
In this embodiment, a part of the inner space of the
By changing the installation position of the
Also, the
さらに、本実施形態では、加熱機構4は、容器本体21の鉛直方向下側の部分(下側容器本体212)を覆うように設けられている。かかる構成によれば、容器本体21の内側空間のみならず、排出口23の内側空間も効率よく加熱することができ、よって、液体Lの蒸気(気体状の亜臨界水)を円滑に生成させることができる。以下、「液体Lの蒸気」を「気体状の亜臨界水」とも記載する。
加熱機構4としては、例えば、アルミナヒーター式、オイルヒータ式、光加熱(赤外線)式、IHヒータ式等を使用することができる。
また、容器本体21の所定箇所には、容器本体21の内部(気体状の亜臨界水)の温度および圧力をそれぞれ測定可能な温度センサおよび圧力センサ(いずれも不図示)が接続される。
Furthermore, in this embodiment, the
As the
Further, a temperature sensor and a pressure sensor (none of which are shown) capable of measuring the temperature and pressure of the inside of the container body 21 (gaseous subcritical water) are connected to predetermined locations of the
撹拌機構3は、容器本体21の中心線O21に沿って配置された回転軸31と、回転軸31の鉛直方向下側の端部に設けられ、径方向外側に伸びる少なくとも1枚(本実施形態では4枚)の撹拌翼32と、回転軸31を回転駆動させるモータ33とを備える。回転軸31は、好ましくは、マグネットカップリング型の回転軸とされる。4枚の撹拌翼32は、回転軸31の周方向に沿ってほぼ等間隔で配置されている。
撹拌機構3は、さらに、下部鏡板2121の内面に固定された4枚の固定翼34を備える。4枚の固定翼34は、容器本体21の中心線O21を中心として周方向に沿ってほぼ等間隔で配置されている。また、4枚の固定翼34は、撹拌翼32から若干離間して配置されている。
The stirring mechanism 3 includes a
The stirring mechanism 3 further includes four fixed
かかる構成の撹拌機構3によれば、有機性廃棄物を容器本体21の鉛直上方に確実に跳ね上げ、有機性廃棄物に対して必要かつ十分に亜臨界水処理を行うことができる。
本実施形態では、撹拌翼32の径方向外側端の回転周速は、5m/秒以上に設定されることが好ましく、6m/秒以上に設定されることがより好ましい。なお、回転周速の上限値は、通常、7m/秒程度である。かかる回転周速(回転速度)で撹拌翼32を回転させることにより、液体Lの蒸気(気体状の亜臨界水)と有機性廃棄物とを必要かつ十分に接触させ、有機性廃棄物の低分子化を十分に促進させることができる。また、上記効果を得つつも、高出力の高価なモータ33の使用を回避することができる。
According to the stirring mechanism 3 having such a configuration, the organic waste can be reliably thrown up vertically above the
In the present embodiment, the rotational peripheral speed of the radially outer end of the
また、容器本体21の亜臨界水処理下での必要空間率は、30%以上であることが好ましく、30~50%程度であることがより好ましい。この場合、1回の亜臨界水処理で処理し得る有機性廃棄物が少なくなり過ぎることを防止しつつ、撹拌翼32の径方向外側端の回転周速を所定の値に確実に維持することができる。結果として、有機性廃棄物の低分子化をさらに促進させることができる。
ここで、「容器本体21の亜臨界水処理下での必要空間率」とは、亜臨界水処理の開始時点において、容器本体21の容積に対して、容器本体21の容積と有機性廃棄物の体積との差分(すなわち、容器本体21内の有機性廃棄物が存在しない空間の体積)が占める割合を100分率で表した値である。
Further, the required space ratio of the
Here, the "necessary space ratio of the
なお、撹拌翼32および固定翼34の設置数は、互いに異なっていてもよい。撹拌翼32および固定翼34の設置数は、それぞれ独立して、1つ、2つ、3つまたは5つ以上であってもよい。
また、複数枚の撹拌翼32および固定翼34の設置間隔は、周方向に沿って不均一であってもよい。さらに、撹拌翼32は、回転軸31の軸方向(鉛直方向)に沿った複数箇所(複数段)に配置するようにしてもよい。
Note that the numbers of the
Moreover, the installation intervals of the plurality of stirring
さらに、亜臨界水処理装置1は、容器本体21と排出口23との境界部に設けられた隔離板25を有する。この隔離板25は、液体Lの蒸気の通過を許容するが、有機性廃棄物の通過を阻止する機能を備える。かかる構成によれば、排出口23(液体収容部24)内に収容された液体Lに、有機性廃棄物が混入するのを防止または抑制することができる。すなわち、亜臨界水処理前において、圧力容器2内で有機性廃棄物と液体Lとを隔離した状態(接触しない状態)とすることができる。一方、生成された液体Lの蒸気(気体状の亜臨界水)を有機性廃棄物に十分に接触させ、その低分子化を確実に促進することができる。
Further, the subcritical
図2に示す隔離板25は、複数枚の扇状の仕切り板材251を中心部で互いに展開可能に固定することにより、全体として円形状をなしている。各仕切り板材251には、その厚さ方向に貫通する複数の貫通孔2511が形成されている。貫通孔2511を介して液体Lを排出口23の内側空間(液体収容部24)に供給し、液体Lの蒸気は貫通孔2511を介して容器本体21内に移動することができる。
The separating
容器本体21の容積は、20~350L程度であることが好ましく、50~300L程度であることがより好ましく、100~300L程度であることがさらに好ましく、143~286L程度であることが特に好ましい。かかる容積の容器本体21を使用すれば、有機性廃棄物の亜臨界水処理(低分子化)の程度が極端に低下するのを防止しつつ、亜臨界水処理装置1を十分に小型化することができる。
また、後述するようにコンテナ内に収容することができるようになり、この状態で目的とする場所にまで搬送することができる。
使用する液体Lの量は、特に限定されないが、容器本体21の容積の0.001~0.1倍程度であることが好ましく、0.005~0.05倍程度であることがより好ましい。かかる量の液体Lを使用すれば、有機性廃棄物を低分子化するのに十分な気体状の亜臨界水を生成することができる。
The volume of the
Also, as will be described later, it can be housed in a container, and in this state it can be transported to a desired location.
The amount of the liquid L to be used is not particularly limited, but is preferably about 0.001 to 0.1 times the volume of the
気体状の亜臨界水(液体Lの蒸気)の温度は、180~230℃程度であることが好ましく、190~220℃程度であることがより好ましい。また、その圧力は、15~25気圧程度であることが好ましく、18~22気圧程度であることがより好ましい。
気体状の亜臨界水の具体的な温度および圧力は、200℃程度、20気圧程度であることが好ましい。
亜臨界水処理における時間は、有機性廃棄物の種類等に応じて適宜設定され、特に限定されないが、0.1~10時間程度であることが好ましく、0.5~5時間程度であることがより好ましい。
The temperature of the gaseous subcritical water (vapor of liquid L) is preferably about 180-230°C, more preferably about 190-220°C. Also, the pressure is preferably about 15 to 25 atmospheres, more preferably about 18 to 22 atmospheres.
The specific temperature and pressure of gaseous subcritical water are preferably about 200° C. and about 20 atmospheres.
The time for subcritical water treatment is appropriately set according to the type of organic waste, etc., and is not particularly limited, but is preferably about 0.1 to 10 hours, and about 0.5 to 5 hours. is more preferred.
この亜臨界水は、誘電率が15~45であり、低極性溶媒の誘電率と同等である。このため、多くの有機物を溶解することができる。さらに、亜臨界水は、イオン積が1×10-12~1×10-11mol2/kg2であり、水素イオンと水酸化物イオンとに分離する割合が大きく、よって、強い加水分解作用を示す。
なお、室温かつ大気圧下での水の誘電率は、約80であり、温度約25℃かつ大気圧下での水のイオン積は、1×10-14mol2/kg2である。
This subcritical water has a dielectric constant of 15 to 45, which is equivalent to that of a low-polar solvent. Therefore, many organic substances can be dissolved. Furthermore, subcritical water has an ionic product of 1×10 −12 to 1×10 −11 mol 2 /kg 2 , and has a large ratio of separation into hydrogen ions and hydroxide ions. indicates
The dielectric constant of water at room temperature and atmospheric pressure is about 80, and the ionic product of water at a temperature of about 25° C. and atmospheric pressure is 1×10 −14 mol 2 /kg 2 .
低分子化された有機性廃棄物(すなわち、処理物)は、その可溶化率が50%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましく、85%以上であることがさらに好ましい。
ここで、可溶化率とは、亜臨界水処理後の全有機物に対する可溶性有機物の比率であり、数値が高いほど有機物の低分子化が進んでいることを意味する。
有機性廃棄物の低分子化物の具体例としては、例えば、炭水化物、タンパク質、脂肪等が分解され、これらのそれぞれ対応する糖類、アミノ酸類、高級脂肪酸類等が挙げられる。
また、亜臨界水処理装置1での亜臨界水処理は、その性質上バッチ処理となるが、本発明では、数バッチ/日の割合で実施することができる。
The solubilization rate of the low-molecular-weight organic waste (i.e., processed material) is preferably 50% or more, more preferably 70% or more, and even more preferably 85% or more. .
Here, the solubilization rate is the ratio of the soluble organic matter to the total organic matter after the subcritical water treatment, and the higher the value, the more the organic matter is reduced in molecular weight.
Specific examples of low-molecular-weight organic wastes include sugars, amino acids, higher fatty acids, etc. corresponding to carbohydrates, proteins, fats, etc., which are decomposed.
Also, the subcritical water treatment in the subcritical
<亜臨界水処理ユニット>
次に、本発明の亜臨界水処理ユニットについて説明する。
図3は、亜臨界水処理ユニットの実施形態を示す概念図である。
図3に示す亜臨界水処理ユニット100は、上記亜臨界水処理装置1と、この亜臨界水処理装置1に接続されたペレット化装置・半炭化装置10とを有する。
処理物を含む混合物(ペレット原料)は、処理物を含むペレット原料を半炭化する半炭化装置により半炭化した後、これをペレット化装置によりペレット化してもよく、この逆であってもよい。ここで、ペレット化装置は、ペレット原料または半炭化後のペレット原料をペレット化して、ペレットを得る装置である。
<Subcritical water treatment unit>
Next, the subcritical water treatment unit of the present invention will be explained.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing an embodiment of a subcritical water treatment unit.
A subcritical
The mixture containing the processed material (raw material for pellets) may be semi-carbonized by a semi-carbonizing device for semi-carbonizing the raw material for pellets containing the processed material and then pelletized by a pelletizing device, or vice versa. Here, the pelletizing device is a device for obtaining pellets by pelletizing a pellet raw material or a semi-carbonized pellet raw material.
なお、ペレット化装置・半炭化装置10は、必要に応じて、処理物と木質バイオマスとを混合して、これらの混合物をペレット原料として得る混合装置(不図示)を備えていてもよい。
有機性廃棄物は、収集地域、時期により組成が異なり、亜臨界水処理により得られた処理物の発熱量も変動する。この発熱量の変動を補完(調整)すること等を目的として、木質バイオマスを処理物と混合することができる。これにより、石炭と同等の安定した発熱量を有し、RPFで定められた全塩素分の質量分率における品質区分と同等の品質を有するペレット(固形燃料)を極めて短時間で良好に製造することができる。
The pelletizing/
The composition of organic waste varies depending on the area and time of collection, and the calorific value of the treated material obtained by subcritical water treatment also varies. Woody biomass can be mixed with the processed material for the purpose of compensating for (adjusting) this variation in calorific value. As a result, pellets (solid fuel) that have a stable calorific value equivalent to that of coal and have a quality equivalent to the quality classification in the mass fraction of total chlorine content specified by the RPF can be produced satisfactorily in an extremely short period of time. be able to.
本発明において使用可能な木質バイオマスとしては、山から伐採した原木(丸太)を木材(板材、柱材等)に加工する際に発生する端の部分(いわゆる「端材(はざい)」)や、丸太の樹皮等の粉砕物および木材を原料とする廃棄紙が挙げられる。
得られるペレットは、燃焼させればCO2を発生するが、木質バイオマスであれば、森林の木々が吸収したCO2を大気中に戻すだけなので、カーボンニュートラルである。したがって、例えば、本実施形態で得られるペレットのような「バイオマスエネルギー燃料」は、エコロジーな燃料とも言える。
Woody biomass that can be used in the present invention includes end portions (so-called "offcuts") generated when raw wood (logs) felled from mountains is processed into wood (plates, pillars, etc.), , pulverized materials such as log bark, and waste paper made from wood.
The resulting pellets generate CO2 when burned, but woody biomass is carbon-neutral because it only returns the CO2 absorbed by the trees in the forest back into the atmosphere. Therefore, for example, the "biomass energy fuel" such as the pellets obtained in this embodiment can be said to be an ecological fuel.
なお、得られるペレットは、目的の装置の燃料として好適に使用できれば、そのサイズ、形状等は、特に限定されるものではない。
また、半炭化により得られたペレットは、含水率および揮発性の有機成分の含有率が抑制されるとともに、純度の高い炭化物で構成される。したがって、ペレットは、その発熱量が増大し、自然環境での耐久性および保存安定性に優れる。
The size, shape, etc. of the obtained pellets are not particularly limited as long as they can be suitably used as fuel for the intended device.
In addition, the pellets obtained by semi-carbonization have a reduced moisture content and a reduced content of volatile organic components, and are composed of high-purity charcoal. Therefore, the pellet has an increased calorific value and is excellent in durability and storage stability in a natural environment.
半炭化装置は、処理物を含むペレット原料を、所定の温度で熱処理することにより半炭化する。
半炭化処理の温度(ペレット原料を熱処理する際の温度)は、300℃以上であり、350℃以上であることが好ましく、400℃以上であることがより好ましい。半炭化処理の温度が300℃未満では、ペレット原料の半炭化により生成される半炭化物に内包される塩素を十分に低減することができない。
一方で、半炭化処理の温度を更に上昇させれば、内包される塩素をより低減させ得ると考えられるが、温度上昇に伴って半炭化物(半炭化後のペレット原料)からエネルギー成分が気化して燃焼することで、エネルギー成分の量が減少するおそれがある。このため、熱処理する際の温度の上限は、通常、700℃程度である。
The semi-carbonizing device semi-carbonizes the pellet raw material containing the processed material by heat-treating it at a predetermined temperature.
The temperature of the semi-carbonization treatment (the temperature at which the pellet raw material is heat-treated) is 300° C. or higher, preferably 350° C. or higher, and more preferably 400° C. or higher. If the temperature of the semi-carbonization treatment is less than 300° C., the chlorine contained in the semi-carbide produced by the semi-carbonization of the pellet raw material cannot be sufficiently reduced.
On the other hand, if the temperature of the torrefaction treatment is further increased, it is thought that the included chlorine can be further reduced. Combustion may reduce the amount of energy components. Therefore, the upper limit of the temperature for heat treatment is usually about 700.degree.
本実施形態では、有機性廃棄物の亜臨界水処理により、無機塩素化合物(例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム)を除去し、その後の半炭化処理により、有機塩素化合物を分解により除去することができると考えられる。よって、得られる半炭化物は、内包される塩素の他、ナトリウムやカリウムも低減することができる。 In this embodiment, inorganic chlorine compounds (e.g., sodium chloride, potassium chloride) are removed by subcritical water treatment of organic waste, and organic chlorine compounds can be removed by decomposition by subsequent semi-carbonization treatment. it is conceivable that. Therefore, the obtained semi-carbide can be reduced not only in chlorine contained but also in sodium and potassium.
また、半炭化処理の時間(ペレット原料を熱処理する際の時間)は、特に限定されないが、0.1~5時間程度であることが好ましく、0.3~3時間程度であることがより好ましく、0.5~2時間程度であることがさらに好ましい。
かかる条件で半炭化処理を行うことにより、内包される塩素の量をより低減しつつ、ペレット原料を確実に半炭化状態とすることができる。
ここで、半炭化状態とは、ペレット原料の半分程度が炭化物に変換された状態を言う。
The time for the semi-carbonization treatment (the time for heat-treating the pellet raw material) is not particularly limited, but is preferably about 0.1 to 5 hours, more preferably about 0.3 to 3 hours. , more preferably about 0.5 to 2 hours.
By performing the semi-carbonization treatment under such conditions, the pellet raw material can be reliably brought into a semi-carbonized state while further reducing the amount of included chlorine.
Here, the semi-carbonized state refers to a state in which about half of the pellet raw material is converted to carbide.
さらに、半炭化処理の雰囲気(ペレット原料を熱処理する際の雰囲気)も、特に限定されないが、大気より酸素濃度が低い低酸素雰囲気であることが好ましい。かかる雰囲気でペレット原料を熱処理することにより、効率よく半炭化が進むとともに、本発明者の検討によれば、有機塩素化合物の分解も促進されるようである。
低酸素雰囲気中の酸素濃度は、0~18体積%程度であることが好ましく、0~5体積%程度であることがより好ましく。この場合、上記効果をより向上させることができる。
Furthermore, the semi-carbonizing atmosphere (atmosphere for heat-treating the pellet raw material) is not particularly limited, but it is preferably a low-oxygen atmosphere having a lower oxygen concentration than the air. By heat-treating the pellet raw material in such an atmosphere, semi-carbonization proceeds efficiently, and according to the study of the present inventors, the decomposition of organic chlorine compounds seems to be accelerated.
The oxygen concentration in the low-oxygen atmosphere is preferably about 0 to 18% by volume, more preferably about 0 to 5% by volume. In this case, the above effects can be further improved.
かかる低酸素雰囲気としては、例えば、窒素雰囲気、アルゴンガス雰囲気、ヘリウムガス雰囲気のような希ガス雰囲気、減圧雰囲気等が挙げられるが、窒素雰囲気であることが好ましい。窒素雰囲気中でペレット原料を熱処理することにより、半炭化物からエネルギー成分が気化して燃焼することを確実に防止することができる。 Examples of such a low-oxygen atmosphere include a nitrogen atmosphere, an argon gas atmosphere, a rare gas atmosphere such as a helium gas atmosphere, and a reduced-pressure atmosphere, and a nitrogen atmosphere is preferable. By heat-treating the pellet raw material in a nitrogen atmosphere, it is possible to reliably prevent the vaporization and combustion of the energy component from the semi-carbide.
半炭化物の全塩素分の質量分率は、0.3%以下であることが好ましく、0.27%以下であることがより好ましく、0.25%以下であることがさらに好ましい。かかる範囲であれば、一般社団法人日本RPF工業会で規定されるRPF(Refuse Paper & Plastic Fuel)の最上級品質であるAランクの全塩素分の質量分率を満足することができる。
したがって、最終的に得られるペレットを燃焼温度600℃程度(具体的には、580~630℃)で燃焼しても、塩酸が生成されないか、生成されても生成量が少ないため、燃焼炉が劣化するのを防止または抑制することができる。
The mass fraction of total chlorine in the semi-carbide is preferably 0.3% or less, more preferably 0.27% or less, and even more preferably 0.25% or less. Within this range, it is possible to satisfy the total chlorine mass fraction of A rank, which is the highest quality of RPF (Refuse Paper & Plastic Fuel) stipulated by the Japan RPF Industry Association.
Therefore, even if the finally obtained pellets are burned at a combustion temperature of about 600 ° C. (specifically, 580 to 630 ° C.), hydrochloric acid is not generated, or even if it is generated, the amount is small. Deterioration can be prevented or suppressed.
ペレット化装置には、例えば、ストランド方式の押出機、ホットカット方式の押出機等を使用することができる。
また、本実施形態の亜臨界水処理ユニット100は、図3に示すように、亜臨界水処理装置1、ペレット化装置・半炭化装置10を収容した状態で搬送可能なコンテナ200を有する。
コンテナ200は、亜臨界水処理装置1およびペレット化装置・半炭化装置10を収容した状態で、大型車両300に積載されている。これにより、亜臨界水処理ユニット100を、目的に応じて、所定の箇所に移動させることができる。
For example, a strand type extruder, a hot cut type extruder, or the like can be used as the pelletizing device.
3, the subcritical
The
コンテナ200の容積は、10~50m3程度であることが好ましく、15~40m3程度であることがより好ましく、20~30m3程度であることがさらに好ましい。かかるサイズのコンテナ200であれば、市街地であっても、その設置場所を確保し易い。
なお、高圧ボイラーが付帯された大型の亜臨界水処理装置では、これのみがコンテナに収容可能であり、ペレット化装置・半炭化装置を含むその他の設備は、異なるコンテナに収容せざるを得ず、亜臨界水処理ユニットを設置するための極めて広いスペースを確保する必要がある。したがって、かかる亜臨界水処理ユニットは、市街地に設置するのが困難である。
The volume of the
In addition, a large sub-critical water treatment system with a high-pressure boiler can only be accommodated in a container, and other equipment including pelletizing equipment and semi-carbonization equipment must be accommodated in a different container. , it is necessary to secure an extremely large space for installing the sub-critical water treatment unit. Therefore, such subcritical water treatment units are difficult to install in urban areas.
次に、本発明の半炭化物の製造方法について説明する。
この半炭化物の製造方法は、有機性廃棄物を亜臨界水処理することにより低分子化して処理物を得る第1工程と、ペレット原料(処理物を含む原料)を、300℃以上の温度で熱処理することにより半炭化して、半炭化物を得る第2工程とを有する。
第1工程および第2工程における条件等は、前述したのと同様である。
Next, the method for producing a semi-carbide according to the present invention will be described.
This semi-carbonized material production method includes a first step of obtaining a treated material by reducing the molecular weight of organic waste by subcritical water treatment; and a second step of semi-carbonizing by heat treatment to obtain a semi-carbide.
The conditions and the like in the first step and the second step are the same as described above.
本発明の半炭化物の製造方法は、有機性廃棄物が無機塩素化合物を含有する場合、さらに、第1工程に先立って、有機性廃棄物を粉砕することにより粉砕物を得る工程と、粉砕物を水に接触させることにより、無機塩素化合物の少なくとも一部を除去する工程とを有することが好ましい。
ここで、無機塩素化合物としては、例えば、食塩、醤油、ソースのような調味料中に含まれる安定した塩素化合物が挙げられる。
The semi-carbonized material production method of the present invention comprises, when the organic waste contains an inorganic chlorine compound, further comprising, prior to the first step, a step of pulverizing the organic waste to obtain a pulverized product; and removing at least a portion of the inorganic chlorine compound by contacting with water.
Examples of inorganic chlorine compounds include stable chlorine compounds contained in seasonings such as salt, soy sauce, and sauces.
粉砕物の平均粒径としては、15mm程度以下であることが好ましく、10mm程度以下であることがより好ましく、6mm程度以下であることがさらに好ましい。このように微細に粉砕した粉砕物に水を接触させることにより、無機塩素化合物を水に溶解して除去することができる。なお、粉砕物の平均粒径の下限値は、通常、1mm程度である。
粉砕物に水を接触させる方法としては、例えば、粉砕物を水に浸漬する方法、粉砕物に水を噴霧する方法等が挙げられる。
The average particle size of the pulverized product is preferably about 15 mm or less, more preferably about 10 mm or less, and even more preferably about 6 mm or less. By bringing the finely pulverized product into contact with water, the inorganic chlorine compound can be dissolved in water and removed. In addition, the lower limit of the average particle size of the pulverized material is usually about 1 mm.
Examples of the method of bringing the pulverized material into contact with water include a method of immersing the pulverized material in water, a method of spraying water on the pulverized material, and the like.
本発明の半炭化物の製造方法は、有機性廃棄物が無機塩素化合物を含有する場合、さらに、第1工程に先立って、有機性廃棄物に、有機性廃棄物より無機塩素化合物の含有量の少ない他の有機性廃棄物を混合する工程を有することも好ましい。
この場合、有機性廃棄物全体に含まれる無機塩素化合物の量を低減(希釈)することができる。このため、最終的に得られる半炭化物において、塩素、ナトリウム、カリウム等の量を低減することができる。その結果、半炭化物(ペレット)は、燃料としての品質が高まる。
In the semi-carbonized material production method of the present invention, when the organic waste contains inorganic chlorine compounds, prior to the first step, the organic waste contains more inorganic chlorine compounds than the organic waste. It is also preferred to have a step of mixing in small amounts of other organic waste.
In this case, the amount of inorganic chlorine compounds contained in the entire organic waste can be reduced (diluted). For this reason, the amount of chlorine, sodium, potassium, etc. can be reduced in the finally obtained semi-carbonized material. As a result, the semi-carbide (pellet) has a higher quality as a fuel.
本発明の半炭化物の製造方法は、有機性廃棄物が無機塩素化合物を含有する場合、さらに、第1工程と第2工程との間に、無機塩素化合物を塩素ガスに分解して除去する工程を有することも好ましい。
この場合、例えば、亜臨界水処理後の処理物を乾燥させずに液体に近い形状で取り出し、電解法(イオン交換膜法)等を使用して処理することにより、良好に塩素を除去することができる。
なお、以上のような追加の工程は、処理物の性質および特徴に応じて製造コストを勘案して、採用するか否か、あるいは採用する場合、どの工程(1又は2以上)を採用するかが判断される。
In the semi-carbonized material production method of the present invention, when the organic waste contains an inorganic chlorine compound, a step of decomposing the inorganic chlorine compound into chlorine gas and removing it between the first step and the second step. It is also preferred to have
In this case, for example, the treated material after the subcritical water treatment is taken out in a form close to liquid without drying, and treated using an electrolytic method (ion exchange membrane method) or the like, so that chlorine can be removed satisfactorily. can be done.
It should be noted that whether or not the additional steps as described above are adopted, or if adopted, which steps (one or more) are adopted, taking into consideration the manufacturing cost according to the properties and characteristics of the processed product. is judged.
以上のように、本実施形態によれば、撹拌翼の径方向外側端の回転周速を設定することにより、有機性廃棄物の低分子化を十分に進行させ得る亜臨界水処理装置を提供することができる。
また、圧力容器2の内側に、有機性廃棄物の亜臨界水処理に使用する液体Lを収容する液体収容部24を設けることにより、高圧ボイラーを必要としない比較的小型の亜臨界水処理装置を提供することができる。この場合、高圧ボイラーを必要としないため、亜臨界水処理装置は、安全性が高く、操作が容易である。したがって、亜臨界水処理装置は、場所を選ばず、例えば、市街地のような目的とする場所に設置することができる。
As described above, according to the present embodiment, by setting the peripheral speed of rotation of the radially outer end of the stirring blade, a subcritical water treatment apparatus is provided that can sufficiently progress the reduction of molecular weight of organic waste. can do.
In addition, by providing a
また、圧力容器2は、容器本体21の中心線O21が水平方向(鉛直方向とほぼ直交する方向)に沿うように、架台によって支持された横置き型の圧力容器とすることもできる。
なお、亜臨界水処理装置には、高圧ボイラーを付帯させてもよい。この場合、圧力容器を大型化することで、有機性廃棄物の亜臨界水処理による処理量を大幅に増大させることができる。かかる大型の圧力容器が備える容器本体の容積は、0.5~7m3程度であることが好ましく、1~5m3程度であることがより好ましい。
また、この場合、加熱機構4を省略してもよい。
The
In addition, you may attach a high-pressure boiler to a subcritical water treatment apparatus. In this case, by increasing the size of the pressure vessel, it is possible to greatly increase the processing amount of the organic waste by the subcritical water treatment. The volume of the container body provided in such a large-sized pressure vessel is preferably about 0.5 to 7 m 3 , more preferably about 1 to 5 m 3 .
Also, in this case, the
さらに、亜臨界水処理ユニット100は、目的に応じて、半炭化装置を省略してもよい、半炭化装置に代えて、あるいは、半炭化装置と組み合わせて、水処理装置・脱臭処理装置を有していてもよい。
ここで、水処理装置は、亜臨界水処理装置1から排出されたガスを水処理する装置であり、その処理方法は、水処理の目的や基準に応じて選定される。この水処理装置は、例えば、加圧浮上処理を行う装置等で構成することができる。また、脱臭処理装置は、亜臨界水処理装置1から排出されたガスを脱臭処理する装置であり、例えば、吸着フィルター装置等で構成することができる。
Furthermore, the sub-critical
Here, the water treatment equipment is equipment for water treatment of the gas discharged from the subcritical
亜臨界水処理装置1から排出されたガスは、水処理装置により水処理した後、これを脱臭処理装置により脱臭処理してもよく、この逆であってもよい。
なお、亜臨界水処理ユニット100は、亜臨界水処理装置1と、半炭化装置と、ペレット化装置、水処理装置および脱臭処理装置のうちの少なくとも1つの装置とを有していればよい。この場合、コンテナ200は、亜臨界水処理装置1と、半炭化装置、ペレット化装置、水処理装置および脱臭処理装置のうちの少なくとも1つの装置とを収容する。
したがって、亜臨界水処理ユニット100を構成する複数の装置は、コンテナ200の容積(サイズ)に応じて、全ての装置を1つのコンテナ200に収容してもよく、複数のコンテナ200に分けて収容するようにしてもよい。後者の場合、複数のコンテナ200の容積は、互いに同一であっても、異なっていてもよい。
The gas discharged from the subcritical
The subcritical
Therefore, the plurality of devices that constitute the subcritical
さらに、次に記載の各態様で提供されてもよい。
前記半炭化装置において、前記原料を熱処理する際の時間は、0.1~5時間である、半炭化装置。
前記半炭化装置において、前記原料を熱処理する際の雰囲気は、大気より酸素濃度が低い低酸素雰囲気である、半炭化装置。
前記半炭化装置において、前記低酸素雰囲気中の酸素濃度は、0~18体積%である、半炭化装置。
前記半炭化装置において、前記低酸素雰囲気は、窒素雰囲気である、半炭化装置。
亜臨界水処理ユニットであって、有機性廃棄物を低分子化して処理物を得る亜臨界水処理装置と、前記半炭化装置とを有する、亜臨界水処理ユニット。
半炭化物の製造方法であって、有機性廃棄物を亜臨界水処理することにより低分子化して処理物を得る第1工程と、前記処理物を含む原料を、300℃以上の温度で熱処理することにより半炭化して、前記半炭化物を得る第2工程とを有する、半炭化物の製造方法。
前記半炭化物の製造方法において、前記有機性廃棄物が無機塩素化合物を含有する場合、さらに、前記第1工程に先立って、前記有機性廃棄物を粉砕することにより粉砕物を得る工程と、前記粉砕物を水に接触させることにより、前記無機塩素化合物の少なくとも一部を除去する工程とを有する、半炭化物の製造方法。
前記半炭化物の製造方法において、前記有機性廃棄物が無機塩素化合物を含有する場合、さらに、前記第1工程に先立って、前記有機性廃棄物に、前記有機性廃棄物より無機塩素化合物の含有量の少ない他の有機性廃棄物を混合する工程を有する、半炭化物の製造方法。
前記半炭化物の製造方法において、前記有機性廃棄物が無機塩素化合物を含有する場合、さらに、前記第1工程と前記第2工程との間に、前記無機塩素化合物を塩素ガスに分解して除去する工程を有する、半炭化物の製造方法。
もちろん、この限りではない。
Furthermore, it may be provided in each aspect described below.
The semi-carbonizing apparatus, wherein the raw material is heat-treated for 0.1 to 5 hours.
In the semi-carbonizing apparatus, the atmosphere for heat-treating the raw material is a low-oxygen atmosphere having a lower oxygen concentration than air.
The semi-carbonizing apparatus, wherein the oxygen concentration in the low-oxygen atmosphere is 0 to 18% by volume.
The semi-carbonizing apparatus, wherein the low-oxygen atmosphere is a nitrogen atmosphere.
A sub-critical water treatment unit, comprising: a sub-critical water treatment device for reducing the molecular weight of organic waste to obtain a treated material; and the semi-carbonization device.
A method for producing a semi-carbonized material, comprising a first step of subjecting organic waste to subcritical water treatment to reduce the molecular weight to obtain a treated material, and heat-treating the raw material containing the treated material at a temperature of 300° C. or higher. and a second step of semi-carburizing to obtain said semi-carbide.
In the semi-carbonized material production method, when the organic waste contains an inorganic chlorine compound, a step of pulverizing the organic waste to obtain a pulverized product prior to the first step; and removing at least part of the inorganic chlorine compound by bringing the pulverized material into contact with water.
In the semi-carbonized material production method, when the organic waste contains inorganic chlorine compounds, prior to the first step, the organic waste contains more inorganic chlorine compounds than the organic waste. A method for producing a semi-charred product comprising the step of mixing a minor amount of other organic waste.
In the semi-carbonized material production method, when the organic waste contains an inorganic chlorine compound, the inorganic chlorine compound is further decomposed into chlorine gas and removed between the first step and the second step. A method for producing a semi-carbide, comprising the step of:
Of course, this is not the only case.
また、次に記載の各態様で提供することもできる。
前記亜臨界水処理ユニットにおいて、前記亜臨界水処理装置は、圧力容器と、前記圧力容器に収容された前記有機性廃棄物を撹拌する撹拌機構と、前記有機性廃棄物を加熱する加熱機構とを有し、前記圧力容器は、容器本体と、前記有機性廃棄物を前記容器本体内に投入する投入口と、前記処理物を前記容器本体内から排出する排出口と、前記有機性廃棄物の亜臨界水処理に使用する液体を収容する液体収容部とを備え、前記液体収容部に収容された前記液体から、前記有機性廃棄物を隔離した状態で前記容器本体に収容可能である、亜臨界水処理ユニット。
前記亜臨界水処理ユニットにおいて、前記排出口の内側空間の少なくとも一部が、前記液体収容部として機能する、亜臨界水処理ユニット。
前記亜臨界水処理ユニットにおいて、前記容器本体の中心線は、鉛直方向に沿っており、前記撹拌機構は、前記容器本体の中心線に沿って配置された回転軸と、前記回転軸の鉛直方向下側の端部に設けられ、径方向外側に伸びる少なくとも1枚の撹拌翼とを備える、亜臨界水処理ユニット。
前記亜臨界水処理ユニットにおいて、前記撹拌翼の径方向外側端の回転周速が5m/秒以上に設定される、亜臨界水処理ユニット。
前記亜臨界水処理ユニットにおいて、前記容器本体の容積は、20~350Lである、亜臨界水処理ユニット。
前記亜臨界水処理ユニットにおいて、さらに、前記原料または半炭化後の前記原料をペレット化して、ペレットを得るペレット化装置、前記亜臨界水処理装置から排出されたガスを水処理する水処理装置および前記亜臨界水処理装置から排出されたガスを脱臭処理する脱臭処理装置のうちの少なくとも1つの装置を有する、亜臨界水処理ユニット。
前記亜臨界水処理ユニットにおいて、さらに、前記亜臨界水処理装置と、前記半炭化装置、前記ペレット化装置、前記水処理装置および前記脱臭処理装置のうちの少なくとも1つの装置とを収容した状態で搬送可能なコンテナを有する、亜臨界水処理ユニット。
前記亜臨界水処理ユニットにおいて、前記コンテナの容積は、10~50m3である、亜臨界水処理ユニット。
It can also be provided in each aspect described below.
In the subcritical water treatment unit, the subcritical water treatment device includes a pressure vessel, a stirring mechanism for stirring the organic waste contained in the pressure vessel, and a heating mechanism for heating the organic waste. The pressure vessel has a container body, an inlet for charging the organic waste into the container body, an outlet for discharging the treated material from the container body, and the organic waste and a liquid storage part for storing the liquid used for the subcritical water treatment of the above, and the organic waste can be stored in the container body in a state of being isolated from the liquid stored in the liquid storage part. Subcritical water treatment unit.
The sub-critical water treatment unit, wherein at least part of the inner space of the outlet functions as the liquid storage section.
In the subcritical water treatment unit, the center line of the container body extends along the vertical direction, and the stirring mechanism includes a rotating shaft arranged along the center line of the container body and a rotating shaft extending in the vertical direction of the rotating shaft. A subcritical water treatment unit, comprising at least one stirring blade provided at the lower end and extending radially outward.
The sub-critical water treatment unit, wherein the rotation peripheral speed of the radially outer end of the stirring blade is set to 5 m/sec or more.
In the subcritical water treatment unit, the volume of the container body is 20 to 350L.
The subcritical water treatment unit further includes a pelletizing device for pelletizing the raw material or the semi-carbonized raw material to obtain pellets, a water treatment device for water-treating the gas discharged from the subcritical water treatment device, and A subcritical water treatment unit having at least one deodorizing device for deodorizing gas discharged from the subcritical water treatment device.
In the sub-critical water treatment unit, the sub-critical water treatment device and at least one of the semi-carbonization device, the pelletization device, the water treatment device and the deodorization device are accommodated. A subcritical water treatment unit having a transportable container.
The sub-critical water treatment unit, wherein the container has a volume of 10 to 50 m 3 .
最後に、本発明に係る種々の実施形態を説明したが、これらは、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。当該新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。当該実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Finally, while various embodiments of the invention have been described, these have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be embodied in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. The embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
1.半炭化物の製造
(実施例1)
まず、図1に示す亜臨界水処理装置を準備した。なお、容器本体の容量は、286Lであった。
次に、圧力容器の排出口の内側空間に、15Lの水道水(亜臨界水を生成するための液体)を供給した。
次に、撹拌機を低速起動した後、投入口から200kgのシュレッダーゴミ(紙類の裁断物)を容器本体内に投入した。その後、投入口を閉塞した状態とし、加熱機構により加熱を開始した。加熱は、先に液体収納部の水道水を加熱した後に、生成する亜臨界水の温度を220℃、圧力を25気圧に設定し、2時間、亜臨界水処理を実施した。また、撹拌翼の径方向外側端の回転周速を5m/秒に設定して、撹拌翼を回転させた。
次に、処理物(ペレット原料)を半炭化装置に投入し、酸素濃度が0体積%の窒素雰囲気中で、300℃で0.5時間、熱処理(半炭化処理)を行った。これにより、半炭化物を得た。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these.
1. Semi-carbide production (Example 1)
First, a subcritical water treatment apparatus shown in FIG. 1 was prepared. Incidentally, the capacity of the container main body was 286L.
Next, 15 L of tap water (liquid for generating subcritical water) was supplied to the inner space of the outlet of the pressure vessel.
Next, after starting the stirrer at a low speed, 200 kg of shredder waste (cut paper) was put into the main body of the container through the inlet. After that, the inlet was closed and heating was started by the heating mechanism. Heating was carried out by first heating the tap water in the liquid storage section and then setting the temperature of the subcritical water to be generated to 220° C. and the pressure to 25 atm, and performed the subcritical water treatment for 2 hours. Further, the rotating peripheral speed of the radially outer end of the stirring blade was set to 5 m/sec, and the stirring blade was rotated.
Next, the material to be processed (raw material for pellets) was put into a semi-carbonization apparatus and heat-treated (semi-carbonization) at 300° C. for 0.5 hours in a nitrogen atmosphere with an oxygen concentration of 0% by volume. A semi-carbide was thus obtained.
(実施例2)
熱処理の温度を350℃に変更した以外は、実施例1と同様にして、半炭化物を得た。
(比較例1)
熱処理の温度を250℃に変更した以外は、実施例1と同様にして、半炭化物を得た。
(比較例2)
熱処理の温度を200℃に変更した以外は、実施例1と同様にして、半炭化物を得た。
(比較例3)
熱処理の温度を150℃に変更した以外は、実施例1と同様にして、半炭化物を得た。
(Example 2)
A semi-carbide was obtained in the same manner as in Example 1, except that the heat treatment temperature was changed to 350°C.
(Comparative example 1)
A semi-carbide was obtained in the same manner as in Example 1, except that the heat treatment temperature was changed to 250°C.
(Comparative example 2)
A semi-carbide was obtained in the same manner as in Example 1, except that the heat treatment temperature was changed to 200°C.
(Comparative Example 3)
A semi-carbide was obtained in the same manner as in Example 1, except that the heat treatment temperature was changed to 150°C.
2.内包塩素の量の測定
処理物(ペレット原料)、各実施例および各比較例で得られた半炭化物に対して、JIS Z 7311:2010「廃棄物由来の紙,プラスチックなど固形化燃料(RPF)」に規定の方法に従って、全塩素分の質量分率を測定した。なお、処理物(ペレット原料)の全塩素分の質量分率は、0.55%であった。
2. Measurement of the amount of included chlorine JIS Z 7311: 2010 "Waste-derived paper, plastic, etc. solidified fuel (RPF) for the treated material (pellet raw material) and the semi-carbonized material obtained in each example and each comparative example ”, the mass fraction of the total chlorine content was measured. The mass fraction of all chlorine in the treated material (raw material for pellets) was 0.55%.
また、各実施例および各比較例で得られた半炭化物の全塩素分の質量分率を図4に示す。すなわち、図4は、熱処理の温度の変化に伴う全塩素分の質量分率の変化を示すグラフである。
図4に示すように、熱処理の温度300℃で全塩素分の質量分率がRPFのAランクまで低下し、350℃で更に低下させ得ることが判った。
Further, FIG. 4 shows the mass fraction of the total chlorine content of the semi-carbides obtained in each example and each comparative example. That is, FIG. 4 is a graph showing changes in the mass fraction of total chlorine with changes in heat treatment temperature.
As shown in FIG. 4, it was found that the mass fraction of the total chlorine content decreased to the RPF A rank at a heat treatment temperature of 300°C, and could be further decreased at 350°C.
1 :亜臨界水処理装置
2 :圧力容器
21 :容器本体
211 :上側容器本体
2111 :上部鏡板
2112 :フランジ部
2113 :上部貫通孔
212 :下側容器本体
2121 :下部鏡板
2122 :フランジ部
2123 :下部貫通孔
22 :投入口
221 :胴部
222 :開口
223 :蓋部
23 :排出口
231 :胴部
232 :開口
233 :蓋部
24 :液体収容部
25 :隔離板
251 :仕切り板材
2511 :貫通孔
3 :撹拌機構
31 :回転軸
32 :撹拌翼
33 :モータ
34 :固定翼
4 :加熱機構
10 :ペレット化装置・半炭化装置
100 :亜臨界水処理ユニット
200 :コンテナ
300 :大型車両
L :液体
O21 :中心線
O22 :中心線
O23 :中心線
1: subcritical water treatment device 2: pressure vessel 21: container main body 211: upper container main body 2111: upper end plate 2112: flange portion 2113: upper through hole 212: lower container main body 2121: lower end plate 2122: flange portion 2123: lower part Through hole 22 : Input port 221 : Body 222 : Opening 223 : Lid 23 : Discharge port 231 : Body 232 : Opening 233 : Lid 24 : Liquid storage 25 : Separator 251 : Partition plate material 2511 : Through hole 3 : Stirring mechanism 31 : Rotating shaft 32 : Stirring blade 33 : Motor 34 : Fixed blade 4 : Heating mechanism 10 : Pelletizer/semi-carbonization device 100 : Subcritical water treatment unit 200 : Container 300 : Large vehicle L : Liquid O21 : Center line O22: Center line O23: Center line
Claims (10)
前記処理物を含む原料を、300℃以上の温度で熱処理することにより半炭化する、半炭化装置。 A semi-carbonization device for use with a sub-critical water treatment device for obtaining a treated product by reducing the molecular weight of organic waste,
A semi-carbonizing apparatus for semi-carbonizing a raw material containing the treated material by heat-treating it at a temperature of 300° C. or higher.
前記原料を熱処理する際の時間は、0.1~5時間である、半炭化装置。 The torrefaction apparatus of claim 1, wherein
The semi-carbonization apparatus, wherein the raw material is heat-treated for 0.1 to 5 hours.
前記原料を熱処理する際の雰囲気は、大気より酸素濃度が低い低酸素雰囲気である、半炭化装置。 In the torrefaction apparatus according to claim 1 or claim 2,
The semi-carbonization apparatus, wherein the atmosphere for heat-treating the raw material is a low-oxygen atmosphere having an oxygen concentration lower than that of the atmosphere.
前記低酸素雰囲気中の酸素濃度は、0~18体積%である、半炭化装置。 A torrefaction apparatus according to claim 3, wherein
The semi-carbonization apparatus, wherein the oxygen concentration in the low-oxygen atmosphere is 0 to 18% by volume.
前記低酸素雰囲気は、窒素雰囲気である、半炭化装置。 In the torrefaction apparatus according to claim 3 or claim 4,
The semi-carbonization apparatus, wherein the low-oxygen atmosphere is a nitrogen atmosphere.
有機性廃棄物を低分子化して処理物を得る亜臨界水処理装置と、
請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の半炭化装置とを有する、亜臨界水処理ユニット。 A subcritical water treatment unit,
a subcritical water treatment apparatus for obtaining a treated material by reducing the molecular weight of organic waste;
A subcritical water treatment unit comprising the semi-carbonization device according to any one of claims 1 to 5.
有機性廃棄物を亜臨界水処理することにより低分子化して処理物を得る第1工程と、
前記処理物を含む原料を、300℃以上の温度で熱処理することにより半炭化して、前記半炭化物を得る第2工程とを有する、半炭化物の製造方法。 A semi-carbide manufacturing method comprising:
a first step in which organic waste is treated with subcritical water to reduce the molecular weight of the organic waste to obtain a treated product;
and a second step of semi-carbonizing the raw material containing the treated material at a temperature of 300° C. or higher to obtain the semi-carbide.
前記有機性廃棄物が無機塩素化合物を含有する場合、
さらに、前記第1工程に先立って、
前記有機性廃棄物を粉砕することにより粉砕物を得る工程と、
前記粉砕物を水に接触させることにより、前記無機塩素化合物の少なくとも一部を除去する工程とを有する、半炭化物の製造方法。 A semi-carbide production method according to claim 7,
When the organic waste contains inorganic chlorine compounds,
Furthermore, prior to the first step,
obtaining pulverized materials by pulverizing the organic waste;
and removing at least part of the inorganic chlorine compound by contacting the pulverized material with water.
前記有機性廃棄物が無機塩素化合物を含有する場合、
さらに、前記第1工程に先立って、
前記有機性廃棄物に、前記有機性廃棄物より無機塩素化合物の含有量の少ない他の有機性廃棄物を混合する工程を有する、半炭化物の製造方法。 In the semi-carbide production method according to claim 7 or claim 8,
When the organic waste contains inorganic chlorine compounds,
Furthermore, prior to the first step,
A method for producing semi-carbonized material, comprising a step of mixing the organic waste with other organic waste containing less inorganic chlorine compounds than the organic waste.
前記有機性廃棄物が無機塩素化合物を含有する場合、
さらに、前記第1工程と前記第2工程との間に、
前記無機塩素化合物を塩素ガスに分解して除去する工程を有する、半炭化物の製造方法。 In the method for producing a semi-carbide according to any one of claims 7 to 9,
When the organic waste contains inorganic chlorine compounds,
Furthermore, between the first step and the second step,
A method for producing a semi-carbide, comprising a step of decomposing the inorganic chlorine compound into chlorine gas to remove it.
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