JP2968767B2 - 廃棄物の炭化処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、会社、工場、ホ
テル、旅館、飲食店、一般家庭等から排出された生ごみ
その他の廃棄物を、公害が生ずることなく、無害、無臭
で炭化処理するための方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】会社、工場、ホテル、旅館、飲食店、一
般家庭等から排出された生ごみその他の廃棄物の量は極
めて多量であり、これらの廃棄物を公害が生ずることな
く、無害、無臭で処理することが大きな社会問題になっ
ている。

【０００３】廃棄物の処理は、従来、一般に焼却処理、
発酵処理、埋立て投棄処理等によって行われている。こ
のような従来の廃棄物処理手段特に焼却処理の場合に、
次のような問題が生ずる。即ち、廃棄物の焼却処理時
に、排ガス中に存在するダストおよび有害物質が飛散す
るため、公害を引き起こさずに無煙、無臭で処理するこ
とができず、また、処理に際し廃棄物を分別しなければ
ならず、これらの処理のために多額の設備費を要し、処
理コストが高騰する上、処理作業が複雑になること等で
ある。

【０００４】上述した問題を解決する廃棄物処理装置と
して、例えば、特開平７−２８０２３６号公報には、廃
棄物を収納し炭化する炭化室と、炭化室を囲んで設けら
れた炭化室の外側を加熱する加熱室と、加熱室および炭
化室の上方に連通接続され、内部で燃焼する燃焼手段を
備えた燃焼室とからなり、前記加熱室および炭化室の上
方の連通接続部位は、炭化室に連通する内側のガス上昇
管と、加熱室に連通するガス上昇管を囲んで設けられた
外側の排ガス上昇管とによって二重に構成され、外側の
排ガス上昇管に空気流入孔が形成されている廃棄物処理
装置（以下、先行技術という）が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記先行技術によれ
ば、廃棄物を収納した炭化室を、加熱室に設けられたバ
ーナによりその外側から加熱することによって、廃棄物
は蒸焼きされて炭化されると共に、炭化室で発生した排
ガスは、加熱室で発生した燃焼排ガスと共に、加熱室お
よび炭化室に連通接続された燃焼室に流入し、燃焼室に
おいて約６００〜６５０℃の温度で燃焼する。従って、
煙、粉塵、煤塵等を発生させずに燃焼させることができ
るとされている。

【０００６】しかしながら、先行技術には次のような問
題がある。即ち、先行技術においては、加熱室で発生し
た燃焼排ガスおよび炭化室で発生した排ガスが、共に、
二重の排ガス上昇管を通って燃焼室内に流入するように
なっている。しかるに、加熱室で発生した燃焼排ガスの
燃焼室入口における温度は約２００〜３００℃であり、
炭化室で発生した排ガスの燃焼室入口における温度も約
２００〜３００℃であって、燃焼室における燃焼設定温
度の約６００〜６５０℃に比べて低い。

【０００７】このように、燃焼室の温度が低いと脱臭効
果が低下し悪臭が発生する。そこで、燃焼室において上
記排ガスを燃焼させるために、燃焼室内にその側壁に設
けられたバーナから多量の燃料を噴射することが必要に
なり、燃費が上昇する。

【０００８】また、炭化室内に収納されている廃棄物の
乾燥および乾留速度は変化するが、炭化室をその外側か
ら加熱した場合に、これを適確に制御することは難し
く、燃焼室内の温度が変動して、排ガスの異常燃焼や燃
焼不足が生じ、煙、粉塵、煤塵および悪臭等が発生しや
すい。

【０００９】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、会社、工場、ホテル、旅館、飲食店、一般家
庭等から排出された生ごみその他の廃棄物を、簡単な設
備で且つ少ない燃費で経済的に効率よく、無臭、無煙で
処理することができる廃棄物の炭化処理方法を提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この出願の請求項１に記
載の発明は、軸線に沿って回転する攪拌機がその中に設
けられた気密の炭化室内に廃棄物を供給し、前記廃棄物
を前記攪拌機によって粉砕攪拌すると共に、前記炭化室
を加熱手段により外部から加熱して前記炭化室内の廃棄
物を乾燥し次いで乾留してこれを炭化し、そして、前記
廃棄物の乾燥および乾留工程で発生した排ガスを燃焼室
内に導き、前記燃焼室内においてこれを燃焼手段により
燃焼し、脱煙および脱臭した後、放散する廃棄物の炭化
処理方法において、前記炭化室内における前記廃棄物の
乾燥および乾留工程で発生した燃焼室内における排ガス
の温度を連続的に測定し、前記廃棄物の乾燥工程におい
て廃棄物から発生する多量の水蒸気のために、排ガスの
温度が、悪臭が発生し始める低温側限界値より低下した
ときに、炭化室内における前記攪拌機の攪拌運転を、前
記排ガスの温度が前記低温側限界値を超えるまで停止
し、そして、前記廃棄物の乾留工程において、前記廃棄
物から発生する排ガスの温度が異常燃焼状態になる高温
側限界値を超えたときに、前記炭化室内における前記攪
拌機の攪拌運転を、前記排ガスの温度が前記高温側限界
値以下になるまで停止し、このようにして、前記燃焼室
内における排ガスの燃焼を、前記炭化室内における前記
攪拌機の稼働および停止によって制御し、燃焼室からの
排ガスを確実に脱煙および脱臭して排出することに特徴
を有するものである。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、燃焼室における２次燃焼用バーナが低
燃焼状態であっても、排ガスの温度が高温側限界値を超
えた時点をもって乾燥工程の終了と判定し、以降、炭化
室内における攪拌機の攪拌運転を乾留工程制御に切り替
えることに特徴を有するものである。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、炭化室内における廃棄物の乾留工程
に、攪拌機が攪拌運転を行っていても、燃焼室の排ガス
温度が高温側限界値を超えなくなった時点をもって乾留
終了と判定することに特徴を有するものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、この発明の方法を図面を参
照しながら説明する。図１はこの発明の方法を実施する
ための装置の一実施態様を示す垂直断面正面図、図２は
図１のＡ−Ａ線断面図、図３はその概略斜視図である。
図面に示すように、この発明の方法を実施するための装
置は、廃棄物を乾燥し次いで乾留して炭化処理するため
の、気密な水平円筒状の炭化室１と、炭化室１の上方に
ガス排出管１２を介して接続された、炭化室１で発生し
た排ガスを燃焼し脱煙および脱臭するための水平円筒状
の燃焼室１３とからなっている。

【００１４】炭化室１の一端上部には、開閉可能な蓋８
を有する廃棄物装入口７が設けられており、その他端下
部には、炭化物排出口２３が設けられている。炭化室１
内には、その軸線に沿い且つ軸線を中心として回転する
攪拌機２が、炭化室１の両側壁の中心にそれぞれ軸３，
３′によって軸支されており、一方の軸３に取付けられ
たギヤ４は、チェーン５を介してモータの駆動軸に取付
けられた回転スプロケット６に連結されている。

【００１５】攪拌機２は、その軸３，３′に近い両側端
に位置する、３枚の羽根24a, 24b,24c からなる回転翼
２４と、回転翼２４の上記３枚の羽根の各々の頂点を相
互に連結する、各羽根の先端幅と同じ幅の３枚の連結杆
２５と、連結杆２５の各々に一定間隔をあけて取付けら
れた、炭化室１の中心部に向けた複数個の逆三角形状の
突起２６とからなっている。

【００１６】炭化室１の外側には、これを囲んで加熱室
９が設けられており、加熱室９の下部には、一端に１次
燃焼用バーナ１１が取付けられた燃焼ガス噴射ダクト１
０が接続され、また、加熱室９の燃焼ガス噴射ダクト１
０の接続部付近には、ブロワ１７を有する燃焼用空気供
給管１８が接続されている。

【００１７】燃焼室１３の一端側には、２次燃焼用バー
ナ１５が取付けられた予備燃焼室１４が接続され、ま
た、その他端側上部には排気口２１が設けられ、排気口
２１には排気筒２２が取り付けられている。

【００１８】予備燃焼室１４には、炭化室１からのガス
排出管１２が接続されており、燃焼室１３には、その軸
線に沿って希釈用空気供給管１６が設けられている。１
９はガス排出管１２内に燃焼用空気を供給するためのブ
ロワ、２０は、希釈用空気供給管１６に空気を供給する
ためのブロワである。加熱室９の上部にはガス排出口２
７が設けられており、ガス排出口２７には、加熱室９の
燃焼排ガスを排気筒２２に排出するための燃焼ガス排出
管２８が接続されている。

【００１９】装入口７から炭化室１内に供給された廃棄
物は、炭化室１内に設けられた攪拌機２の回転によって
攪拌され、且つ、攪拌機２の連結杆２５の各々に一定間
隔で取付けられた逆三角形状の突起２６によって粉砕さ
れる。そして、炭化室１の外側の加熱室９に接続された
燃焼ガス噴射ダクト１０から、１次燃焼用バーナ１１に
よって噴射される燃料により、炭化室１は直火加熱さ
れ、これによって、炭化室１内の廃棄物は、乾燥および
乾留されて炭化し細粒状になる。

【００２０】廃棄物の乾燥および乾留工程において炭化
室１から発生した排ガスは、ガス排出管１２を通って予
備燃焼室１４および燃焼室１３に導かれ、予備燃焼室１
４に取り付けられた２次燃焼用バーナ１５から噴射され
る火炎によって燃焼し、無煙、無臭状になる。

【００２１】燃焼ガス噴射ダクト１０から加熱室９を通
って吹き込まれ炭化室１を加熱してその中の廃棄物を乾
燥・乾留した排ガスは、排出管２８を通り直接排気筒２
２から排出される。このように、排ガスは、燃焼室１３
内に吹き込まれることなく、排出管２８を通って直接排
気筒２２から排出されるので、燃焼室１３内の温度低下
を招くことがなく、従って、炭化室１からの排ガスを効
率的に燃焼させることができる。

【００２２】炭化室１内の廃棄物が炭化されて細粒状に
なった後、燃焼ガス噴射ダクト１０からの燃焼ガスの吹
き込み、および、バーナ１５からの燃焼ガスの吹き込み
を止め、そして、炭化室１内を図示しない送風機からの
空気によって冷却する。その結果、炭化室１内の細粒状
の炭化物は冷却され、炭化室１の一側壁に設けられた排
出口２３から排出される。

【００２３】上述した工程において、炭化室１内で廃棄
物の乾燥が始まった極めて初期の段階においては、廃棄
物からの水蒸気発生量が少ないので、炭化室１で発生
し、予備燃焼室１４および燃焼室１３において燃焼され
る排ガスの温度は、悪臭等が発生しない低温側限界値
（例えば７００℃）に早く到達する。

【００２４】炭化室１内の廃棄物に対する加熱が進行す
る乾燥初期段階においては、廃棄物からの水蒸気発生量
が多くなり、燃焼室１３内における２次燃焼用バーナ１
５による排ガスの燃焼能力を超える結果、燃焼室１３内
における排ガスの温度が、上記低温側限界値よりも低下
して、悪臭が発生するようになる。

【００２５】このような状態のときに、１次燃焼用バー
ナ１１による炭化室１の加熱温度を低め、水蒸気の発生
を抑制しようとしても、炭化室１の熱容量が比較的大き
いために、直ちには加熱温度を制御することができず、
また、１次燃焼用バーナ１１により炭化室１の加熱温度
を下げるような制御を行うことは、炭化室１内における
廃棄物の乾燥を迅速に行う上において適切ではない。

【００２６】そこで、この発明においては、炭化室１に
おける廃棄物の乾燥初期段階において、水蒸気の発生量
が多く、燃焼室１３内で２次燃焼用バーナ１５により排
ガスを燃焼させたときの、温度計２９により測定された
燃焼排ガスの温度が、悪臭の発生しない低温側限界値よ
りも低下したときに、炭化室１内における攪拌機２によ
る廃棄物の攪拌を一時停止する。

【００２７】その結果、炭化室１内において廃棄物から
発生する水蒸気の量は減少し、燃焼室１３内における排
ガスの温度は、悪臭が発生しない低温側限界値以上に上
昇して、排ガスは、無臭状になる。このようにして、燃
焼室１３内における排ガスの温度が低温側限界値を超え
て高温になったときに、炭化室１内における攪拌機２の
攪拌運転を再開する。なお、この間、予備燃焼室１４に
おける２次燃焼用バーナ１５からの燃料の噴射は停止せ
ず、燃焼室１３における排ガスの燃焼量は変更しない。

【００２８】このようにして、炭化室１内における廃棄
物の乾燥が進み、水蒸気の発生が無くなって乾留工程に
入ると、炭化室１内において廃棄物から発生する排ガス
が増加し且つその温度が急激に上昇して、排ガス中に火
炎や黒煙等が発生しない高温側限界値（例えば９００
℃）を超え、火炎や黒煙等が発生する異常燃焼状態にな
りやすくなる。

【００２９】燃焼室１３における２次燃焼用バーナ１５
は、排ガスの温度が例えば８００℃を超えた場合には低
燃焼状態に、一方、排ガス温度が例えば８００℃未満に
低下した場合には、高燃焼状態に切り替えられ、排ガス
温度が８００℃前後に維持されるように、自動的に高燃
焼と低燃焼とが繰り返される制御が行われている。しか
しながら、炭化室１内においては、攪拌機２が連続的に
攪拌運転を行っているので、乾留が急激に進行する結
果、上述したように、排ガスの温度が急上昇し、燃焼室
１３において異常燃焼状態になる。

【００３０】そこで、この発明においては、炭化室１内
での廃棄物の乾留工程において、乾留が進み、その排ガ
スを処理するための、燃焼室１３内における排ガスの温
度が８００℃を超え、２次燃焼用バーナ１５が低燃焼状
態になったときにおいても排ガスの温度が上昇し、火炎
や黒煙等が発生しない高温側限界値（例えば９００℃）
を超えたときに、炭化室１内における攪拌機２による廃
棄物の攪拌を一次停止して、乾留速度を低下させる。そ
の結果、２次燃焼室１３内における排ガスの温度は、火
炎や黒煙等が発生しない高温側限界値以下に低下する。
このようにして、排ガスの温度が一定温度（例えば８５
０℃）まで低下したときに、攪拌機２による廃棄物の攪
拌運転を再開する。

【００３１】このように、この発明においては、排ガス
の無害化および無臭化に最も影響を与える燃焼室１３の
温度を、炭化室１内における攪拌機２の攪拌運転を制御
することによって行うものである。

【００３２】前述したように、この発明においては、炭
化室１内における廃棄物の乾燥工程においては、燃焼室
１３における排ガスの温度が、悪臭の発生しない低温側
限界値よりも低下したときに、炭化室１内における攪拌
機２による廃棄物の攪拌運転を一時停止し、一方、廃棄
物の乾留工程においては、燃焼室１３における排ガスの
温度が、火炎や黒煙等が発生しない高温側限界値よりも
上昇したときに、炭化室１内における攪拌機２による廃
棄物の攪拌運転を一次停止する。

【００３３】このように、炭化室１における廃棄物の乾
燥工程と乾留工程とで、攪拌機２による廃棄物の攪拌運
転を逆に制御しなければならないので、その切り替え時
期を適切に設定し、攪拌機２の運転制御系を変更する必
要がある。

【００３４】そこで、この発明においては、上述した攪
拌機２の運転切替え時期を、廃棄物の乾燥工程において
は、炭化室１内の攪拌機２は回転状態で且つ燃焼室１３
における２次燃焼バーナ１５が低燃焼状態のときに、燃
焼室１３の排ガス温度が高温側限界値を超えた時点を、
乾留工程に入った時期とし、以降、攪拌機２の運転を乾
留工程用に切り替えることにする。

【００３５】一方、攪拌機２の運転を続けた状態で、燃
焼室１３の排ガス温度が前記高温側限界値を超えなくな
った時点を、乾留工程の終了時期とし、以降、炭化室１
の１次燃焼用バーナ１１の運転を停止し、図示しない冷
却用ファンを起動して、炭化室１内を冷却する。

【００３６】このようにして、燃焼室１３内において燃
焼した燃焼排ガスは、完全に無煙且つ無臭状になり、燃
焼室１３の上部のガス排出口２１および排気筒２２を通
って、大気中に放散される。従って、市街地においても
安心して廃棄物の炭化処理を行うことができる。

【００３７】なお、炭化室１から排出された細粒状の炭
化物は、土壌の改良、農作物の成長促進等のような農業
への利用、良質サイレージの生産、飼料の分解促進等畜
産への利用、電磁波の遮断や湿度の調整等建築材への利
用、または、飲料水のろ過や冷蔵庫における消臭等環境
衛生への利用など、各種の産業分野において広く活用す
ることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
会社、工場、ホテル、旅館、飲食店、一般家庭等から排
出された生ごみその他の廃棄物を、どのような形状のも
のでも、無煙、無臭で且つダストが飛散することなく、
簡単な設備で且つ少ない燃費で経済的に効率よく処理す
ることができ、しかも、処理後の炭化物を有効利用する
ことができる等、多くの工業上優れた効果がもたらされ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の方法を実施するための装置の一実施
態様を示す垂直断面正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図１の概略斜視図である。

【符号の説明】

１ 炭化室 ２ 攪拌機 ３ 軸 ４ ギヤ ５ チェーン ６ スプロケット ７ 廃棄物装入口 ８ 蓋 ９ 加熱室 10 燃焼ガス供給ダクト 11 １次燃焼用バーナ 12 ガス排出管 13 燃焼室 14 予備燃焼室 15 ２次燃焼用バーナ 16 希釈用空気供給管 17 ブロワ 18 燃焼用空気供給管 19 ブロワ 20 ブロワ 21 排気口 22 排気筒 23 炭化物排出口 24 回転翼 25 連結杆 26 突起 27 ガス排出口 28 燃焼ガス排出管 29 温度計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F23G 5/50 ZAB F23G 5/16 ZAB

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線に沿って回転する攪拌機がその中に
   設けられた気密の炭化室内に廃棄物を供給し、前記廃棄
   物を前記攪拌機によって粉砕攪拌すると共に、前記炭化
   室を加熱手段により外部から加熱して前記炭化室内の廃
   棄物を乾燥し次いで乾留してこれを炭化し、そして、前
   記廃棄物の乾燥および乾留工程で発生した排ガスを燃焼
   室内に導き、前記燃焼室内においてこれを燃焼手段によ
   り燃焼し、脱煙および脱臭した後、放散する廃棄物の炭
   化処理方法において、 前記炭化室内における前記廃棄物の乾燥および乾留工程
   で発生した、前記燃焼室内における排ガスの温度を連続
   的に測定し、前記廃棄物の乾燥工程において、前記廃棄
   物から発生する多量の水蒸気のために、前記排ガスの温
   度が、悪臭が発生し始める低温側限界値よりも低下した
   ときに、前記炭化室内における前記攪拌機の攪拌運転
   を、前記排ガスの温度が前記低温側限界値を超えるまで
   停止し、 そして、前記廃棄物の乾留工程において、前記廃棄物か
   ら発生する排ガスの温度が異常燃焼状態になる高温側限
   界値を超えたときに、前記炭化室内における前記攪拌機
   の攪拌運転を、前記排ガスの温度が前記高温側限界値以
   下になるまで停止し、 このようにして、前記燃焼室内における排ガスの燃焼
   を、前記炭化室内における前記攪拌機の稼働および停止
   によって制御し、燃焼室からの排ガスを確実に脱煙およ
   び脱臭して排出することを特徴とする、廃棄物の炭化処
   理方法。
2. 【請求項２】 前記燃焼室における２次燃焼用バーナが
   低燃焼状態であっても、前記排ガスの温度が前記高温側
   限界値を超えた時点をもって乾燥工程の終了と判定し、
   以降、前記炭化室内における前記攪拌機の攪拌運転を乾
   留工程制御に切り替える、請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 前記炭化室内における前記廃棄物の乾留
   工程において、前記攪拌機が攪拌運転を行っていても、
   前記燃焼室の排ガス温度が前記高温側限界値を超えなく
   なった時点をもって乾留終了と判定する、請求項１記載
   の方法。