JP2789132B2 - 醤油絞滓の焼却方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は醤油絞滓の焼却方法に関し、さらに詳しくは
発酵法により醸造された醤油の絞滓、蛋白原料を酸等に
より加水分解した後中和されたアミノ酸液、すなわち化
学醤油の絞滓、その他半化学半醸造醤油の絞滓等の焼却
処理方法に関する。

［従来の技術］ 醤油製造施設から発生する醤油絞滓は、一部は乾燥し
て家畜の飼料とする他、飼料として利用できなかった過
剰の絞滓は、粗砕した後炉床を有する竪型焼却炉で処理
されている。

粗砕された絞滓は、竪型焼却炉のほぼ中段から供給さ
れ、炉床から発生する高温の燃焼ガスと向流に接触せし
め、絞滓の表面に着火させた後、重力で炉床に落下さ
せ、炉床においては補助燃料をバーナーから燃焼させた
火焔と、絞滓の燃焼に必要な空気を供給して、絞滓を焼
却する方法、いわゆる床燃焼が用いられてきた。

［発明が解決しようとする課題］ 前記従来の焼却方法による床燃焼の場合、絞滓の供給
口から炉床までの空間で燃焼を完了しない比較的大きな
絞滓の塊が炉床に積層することになる。

積層した絞滓の燃焼に必要な空気は、焼却炉の下部周
辺と低部から分散して供給されるが、運転の過程で炉床
に積層される絞滓の層が厚くなると、絞滓の層内を通過
する空気の流れが不充分となり、積層内の絞滓は酸素不
足による還元燃焼部分から酸素過剰となる酸化燃焼部分
の幅広い酸素率で燃焼が進行する結果、絞滓の積層内部
の燃焼温度も空気の流れによって不均一となる。

積層内の絞滓の燃焼は酸素不足となる部分は不完全燃
焼となり、燃焼残査の中に未燃焼物が生成する。不完全
燃焼は、絞滓中に含有される食塩が絞滓の燃焼の過程で
温度が上昇し、650〜800℃前後の温度で融解し、絞滓の
未燃焼物を包む状態となり、未燃焼物の生成が促進され
る他、炉床及びその周辺において絞滓の未燃焼物の団塊
が生成したり、融着してしまうという不都合が生じる。

未燃焼物の団塊の生成や融着は、絞滓の焼却運転を停
止して、炉床から未燃焼物を含む燃焼残査を炉外に排出
させる操作が必要であるばかりでなく、未燃焼物中に青
酸が二次的に生成するため、炉床から排出される燃焼残
査は、燃えがらとして投棄するには造粒あるいは成形
し、固化させて青酸が滲出しないような処理が必要とな
る。

絞滓の有機物は、アミノ基を有する有機物を多く含
み、酸素不足の状態で不完全燃焼させると有機物の炭素
とアミノ基の窒素から青酸基を生成し、未燃焼物の中に
有害物質として含有される結果となる。このように醤油
絞滓の焼却については、他の食品工業から排出される絞
滓と異なりそれ自体特有の性質がある。

例えば650〜800℃程度で絞滓中の食塩が融解し絞滓
の燃焼を阻害し、未燃焼物質が塊の状態で生成する。
過剰の酸素を与えないと有害物質の青酸を二次的に生成
する。炉床に未燃焼物が積層、融解して団塊になって
しまうと、燃焼に必要な空気の供給が不充分となり、未
燃焼物が、さらに積層、融解して団塊が増加する。この
未燃焼物の除去のため、しばしば運転を中止する必要が
あり、長期の連続運転が不可能となる。

本発明は従来連続かつ完全焼却処理が不可能であった
醤油製造施設で発生する絞滓を連続的に焼却処理するこ
とが可能で、しかも有害物質の青酸や未燃焼物による悪
臭等を生成することなく、絞滓を完全燃焼する焼却処理
方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、絞滓を破砕した後、絞滓供給口の近傍内周
に強力な旋回火焔流を保持する焼却炉に供給し、発生し
た燃焼ガスを廃熱ボイラーで熱回収し、燃焼ガスを冷却
後、湿式あるいは乾式で除塵して処理する焼却処理方法
にある。

すなわち、破砕した絞滓の粉体を焼却炉に供給し、絞
滓の粉体と空気が適切な空気過剰率となるように、絞滓
の供給口近傍で均一に混合し、着火させ、旋回火焔流に
乗って絞滓の燃焼を青酸の生成なしに完結させる。絞滓
の燃焼の過程で絞滓に含有される食塩は、絞滓の高温の
火焔によって瞬時に気化し、燃焼ガス側に移行して炉内
での食塩の融解付着なしに次の廃熱ボイラーに燃焼ガス
と共に導入される。そこで高温燃焼ガスの熱をスチーム
又は温水として回収し燃焼ガス自身の温度は食塩の融点
以下、好ましくはその50〜100℃以下の温度迄低下さ
せ、ボイラー伝熱管の融解塩による付着と閉塞を防止す
る。

食塩はヒュームとなり易く燃焼ガスを乾式で処理する
場合は、バグフィルター又は電気集塵機で処理し、又湿
式で処理する場合は燃焼ガスを水の中に通し、燃焼ガス
の温度を水分飽和温度まで低下させた後、ベンチュリー
スクラバー又は湿式電気集塵機で処理する方法が好まし
い。

以下、本発明を図面に基づき具体的に説明する。

第１図は、本発明の絞滓の焼却処理方法を示すブロッ
クフローダイアグラムであり、第２図及び第４図は本発
明で用いる絞滓供給装置及び焼却装置の縦断面図、第３
図及び第５図はそれぞれ第２図及び第４図における焼却
装置のＡ〜Ａ部分の横断面図である。

焼却装置７は第２図及び第４図で示される竪型、横型
の両型式とも用いられる。いずれも絞滓の燃焼性には著
しい相違はなく、同じ運転条件で同等の燃焼結果が得ら
れる。

しかしながら絞滓中に原料に由来する不揮発性無機
物、例えばSi、Fe、Al等を含有する場合、第４図に示す
横型焼却炉で長時間運転を継続したとき、その燃焼灰分
が炉内に堆積することは構造上免れ得ない。この堆積物
は炉内の燃焼空気の旋回流を乱すこととなり、絞滓の不
完全燃焼の原因となるため、時に運転を休止して、炉内
の燃焼残査を除去する必要がある。

別法として燃焼温度を灰分の融点以上に上げてとかし
出し、スラッグとすることも可能であるが、熱経済上多
少不利となる。一方第２図に示す竪型焼却炉では、燃焼
灰分は燃焼に関与しない炉底に堆積するため、燃焼空気
の旋回流を乱さず、正常な燃焼が可能である。さらに竪
型焼却炉は下方に向って炉径を大きくしているため、炉
内壁に灰分等の付着することが少なく、また付着しても
剥離し易い構造になっているので長時間の連続運転に好
適に用いられる。

先ず絞滓は粗砕機１で3cm角程度に細断され、一時的
に粗砕滓ホッパー２に貯留された後、粗砕滓定量供給機
３により、一定量づつ粉砕機４に投入され、絞滓は微粉
末に粉砕される。粉砕機４はスクリーンを具備してお
り、一定の大きさ、例えば2mm角以下の大きさに粉砕さ
れたもののみが落下するようになっている。この際の粒
子径は浮遊燃焼の目的からいって細かい方が好ましい
が、醤油絞滓の場合、4mm以下、より好ましくは2mm以下
であれば経済的な範囲で充分焼却が可能であった。それ
以上の大きさの場合、炉容積を大きくして滞留時間を増
したり、旋回気流の流速を極端に上げる等の不都合を生
じる。このように粉砕された絞滓は両供給機、すなわち
粗砕滓定量供給機３と粉体滓定量供給機６の出力量の相
違を緩衝させる機能を併せ有する粉体滓ホッパー５に移
送される。

粉体滓ホッパー５にいったん貯留された絞滓はテーブ
ルフィーダ等からなる粉体滓定量供給機６から一定量づ
つ切り出され、シュート11を通り、パージ空気供給口17
から供給されるパージ空気と共に絞滓供給口16から焼却
装置７に供給される。絞滓は粉体にされているので粉体
滓定量供給機６で定量の安定供給が可能である。

焼却装置７は、焼却炉12と熱風発生炉13から成り、本
発明で使用する焼却炉12は熱風発生炉13に付属するバー
ナーから補助燃料供給口18より補助燃料が供給されると
共に、補助燃料用燃焼空気供給口19より空気が供給さ
れ、絞滓供給口の近傍内周においては絞滓を着火させる
ための火種を形成させておき１ヶ所又は複数の絞滓用燃
焼空気供給口20から絞滓燃焼空気を焼却炉12の接線方向
から秒速約25m以上の高速度で供給し、強力な旋回火焔
流を発生するようにされている。

焼却にあたっては、予め焼却炉12は、これに接続した
熱風発生炉13より高温燃焼ガスを旋回流として吹き込
み、不足する熱量は焼却炉12に付属する補助燃料噴霧ノ
ズル15の助燃料供給口21から補助燃料を噴霧して燃焼さ
せ、充分蓄熱させておく。

このような焼却炉の横型としては、例えば特公昭60−
34007号公報に記載されている。焼却炉12にて絞滓は100
0〜1500℃の高温旋回火焔流に保持されて浮遊しつつ、
青酸の生成もなく、瞬時に燃焼を完結し、焼却灰分とし
ては絞滓の中の食塩が気化し、燃焼ガス側に移行してほ
とんど焼却炉12に残留しない。燃焼温度の上限は通常の
耐火物の限界とされる1600℃を限度としてよいが、醤油
絞滓の場合1100〜1450℃が保持されれば、絞滓の発熱量
によっては補助燃料なしの自然が維持できる。絞滓に含
まれる食塩の純品の融点は800℃，融点は1413℃とされ
ている。

しかし、沸点以下であっても食塩の蒸気圧は可成大き
く1200℃で約85mmHg（0.11atm）もある。絞滓中の食塩
の含有量は５〜10％が普通であるから、大気圧付近の燃
焼で上記の燃焼温度であれば食塩分はほとんど瞬間的に
気化してしまい、炉内に堆積することはない。また絞滓
の完全燃焼に必要な滞留時間は粒径、温度、空気率、混
合状態、組成、発熱量等によって支配されるものである
が、本発明の場合、高温で0.1秒、1000℃程度の低温度
では1.5〜５秒、1100〜1450℃であれば、0.2〜２秒で充
分である。また空気率も1.05〜1.3程度で充分であっ
た。さらに焼却に際して廃熱を利用して燃焼用空気を予
熱することは、燃焼温度の維持に有効であることはいう
までもない。

又焼却炉には、焼却温度を熱電対14により、連続的に
測定し、絞滓に含まれる水分が増した場合や、絞滓の供
給量が減少したときに焼却温度が低下し、未燃焼物の発
生を防止するよう自動的に補助燃料の噴霧ノズル15から
補助燃料が供給され、常に焼却温度は未燃焼物が発生し
ない状態に自動制御され、燃焼ガス出口22から排出され
る。

この焼却装置７において発生する燃焼ガスは廃熱ボイ
ラー８でスチーム又は温水として熱回収され、燃焼ガス
温度は約300℃に低下する。この際気化した食塩が冷却
析出する際の温度が食塩の融点（800℃，あるいは多少
の植物性灰分との共融により650℃程度になることもあ
る）よりも高い場合、熔融塩として伝熱面に強固に付着
して閉塞のおそれがある。このためボイラーの輻射伝熱
部等において気相で冷却し、融点よりも約50〜100℃程
度冷却してから対流電熱部に燃焼ガスが到達するように
した方が良い。かくすれば伝熱面に付着した塩分はスー
ツブロー等によって、あるいは自重によって容易に剥離
する。廃熱ボイラー８においては、絞滓を焼却するとき
に発生するNOxが多ければ、それを低減するように廃熱
ボイラー８の燃焼排ガス温度が800〜1100℃となるゾー
ンにNH₃ガスを分散供給して無触媒脱硝を行えば良い。

廃熱ボイラー８から排出されるダストを含む燃焼排ガ
スは公知の乾式又は湿式ガス処理装置で燃焼排ガスに含
まれる微粒食塩を主とするダストを除去した後、誘引フ
ァン10により吸引され、大気にオフガスとして放出され
る。又伝熱面等に付着した塩分は廃熱ボイラー８の低部
からスクリューコンベア等の輸送機で排出し、乾式又は
湿式ガス処理装置で捕集されたダストと共に処理され
る。

［実施例］ 本発明の実施例を第６図に掲げる燃焼装置（概要）に
基づき示す。

本装置は粉体絞滓定量供給機６、燃焼炉（内容積144
）12、ガス冷却缶28、コンデンサー29から成る。絞滓
23は粉体定量供給機６より燃焼炉12に供給され、焼却さ
れる。燃焼ガス及び燃焼灰分はガス冷却缶28の水中に噴
射することにより冷却し、灰分の一部はここで捕集され
る。蒸発した水蒸気はコンデンサー29で凝縮し、灰分も
凝縮集塵され、冷却缶28に戻る。不凝縮性ガス及び同伴
していく水蒸気は大気に放出される。

次に五つの実験例を示す。

この実験に使用した醤油絞滓の組成は以下のとおりで
ある。

水分 24〜28wt％ 有機物 69〜65wt％ 無機物 ７〜6wt％（大部分NaCl） 発熱量 3000〜3200KCal/Kg−Wet 上記絞滓を粒径で2mm以下に粉砕した後、予めLPGで約
1400℃に昇温された炉内の供給口近傍内周に維持された
旋回火焔流の中に供給して燃焼する。このときの燃焼条
件を第１表に示す。

上記の条件のいずれにおいても燃焼ガス中及びガス冷
却缶液中からは青酸ないし青酸イオンは全く検出され
ず、絞滓を完全燃焼させることができた。絞滓の焼却灰
分はガス冷却缶及びコンデンサー内にて大部分溶解し、
燃焼ガス中に同伴されて出て行くものは僅かであった。
排ガス中に残った食塩を主成分とするフュームは電気収
塵（図示せず）によって除去した。

実験No.5は絞滓の粒径を4mm以下としたものである
が、燃焼は不完全で少量の未燃カーボンが生成した。

［発明の効果］ 本発明によれば従来焼却処理を完全にすることが不可
能であった絞滓の焼却を、有害物質を発生することな
く、連続的に焼却処理することが可能となる。付帯設備
として廃熱ボイラー及び廃ガス処理装置が必要となる
が、焼却装置で有害物質の生成がないことにより、大気
中に放出されるオフガスにも有害物質を含まない。同様
に焼却灰にも有害物質が含まれないので、一般投棄場に
廃棄することも可能となり、又排水は放流しても問題は
なく、有価物を回収することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の絞滓の焼却処理方法を示すブロックフ
ローダイアグラム、第２図及び第４図は本発明で使用す
る粉体滓ホッパー、粉体滓定量供給機及び焼却装置の縦
断面図、第３図及び第５図は第２図及び第４図における
焼却装置のＡ−Ａ部分の横断面図である。 第６図は本発明を実施するための実験装置のフローチャ
ートである。 5:粉体滓ホッパー、6:粉体滓定量供給機 7:焼却装置、11:シュート 12:焼却炉、13:熱風発生炉 14:熱電対、15:補助燃料噴霧ノズル 16:絞滓供給口、17:パージ空気供給口 18:補助燃料供給口、19:補助燃料用燃焼空気供給口 20:絞滓用燃焼空気供給口、21:助燃料供給口 22:燃焼ガス出口、23:粉砕済絞滓 24:燃焼空気、25:補助燃料（LPG） 26:絞滓用燃焼空気、27:燃焼ガス 28:ガス冷却缶、29:コンデンサー 30:冷却水（入）、31:冷却水（出） 32:燃焼排ガス、33:排水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅野 博志 埼玉県川口市本町４―12―３―703 (72)発明者 大塚 五十六 千葉県野田市中根218―48 (72)発明者 古作 仁雄 千葉県野田市鶴奉586―16 (56)参考文献 特開 昭47−34167（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F23G 7/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】醤油絞滓を焼却炉を用いて焼却する方法に
   おいて、絞滓を破砕したのち、強力な旋回火焔流を保持
   する円筒型焼却炉に供給して浮遊燃焼を行い、空気率1.
   05以上、温度1000℃以上で、かつ絞滓に含有される食塩
   が炉内でほぼ完全に気化する燃焼条件下、0.05〜10秒の
   滞留時間で焼却し、必要に応じてアンモニアを用いて脱
   硝し、又は脱硝しつつボイラーの輻射伝熱部に燃焼ガス
   を導いて、燃焼ガス温度を650℃以下に冷却した後、対
   流伝熱部で熱回収し、さらに排ガスはその含有する食塩
   粒子を集塵装置を用いて除去した後、大気中に拡散する
   ことを特徴とする醤油絞滓の焼却方法。