JP3129650B2 - 下水汚泥を原料とする活性炭の製造方法及び装置 - Google Patents

下水汚泥を原料とする活性炭の製造方法及び装置

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JP3129650B2 JP08054686A JP5468696A JP3129650B2 JP 3129650 B2 JP3129650 B2 JP 3129650B2 JP 08054686 A JP08054686 A JP 08054686A JP 5468696 A JP5468696 A JP 5468696A JP 3129650 B2 JP3129650 B2 JP 3129650B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水汚泥を原料と
する活性炭の製造方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】下水処理場から大量に発生する下水汚泥
を減容化するとともにその有効利用を図るために、現在
各種の技術が競って開発されており、その一つの方法と
して下水処理場で用いられる活性炭を下水汚泥を原料と
して製造する方法が検討されている。
【０００３】例えば特開平6-64912 号公報には、水分が
60〜90％の脱水汚泥を空気を遮断した不活性雰囲気容器
内で450 〜750 ℃で加熱し、炭化と賦活処理を行う方法
が開示されている。しかしこの方法は多量の水分を含ん
だ脱水汚泥を不活性雰囲気容器内で処理するため、多量
の外部エネルギーが必要となるうえ、大量処理には不向
きであり、また均一な粒度の活性炭を得ることはできな
いという問題がある。
【０００４】このほか特開平7-242408号公報には、予め
水分が10％以下となるまで造粒乾燥させた脱水汚泥を炭
化炉で500 ℃に加熱して炭化させたうえ、賦活炉へ移送
して800 ℃に加熱しつつ水蒸気を供給して賦活する活性
炭の製法が開示されている。しかしこの方法では炭化炉
から賦活炉への移送時に粒状体が壊れて収率が低下する
おそれがあり、多量の水蒸気を要するという問題もあ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決し、多量の外部エネルギーや多量の水蒸
気を必要とせず、均一な粒度の活性炭を収率良く製造す
ることができる下水汚泥を原料とする活性炭の製造方法
及び装置を提供するためになされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】 上記の課題を解決する
ためになされた本発明の下水汚泥を原料とする活性炭の
製造方法は、水分が６０〜８０％の下水汚泥を水分１５
〜２５％に乾燥した後に造粒し、この乾燥汚泥を単一の
炉体からなり乾燥汚泥が連続的に移動できる形式の賦活
炉の前段部において５００〜８００℃で炭化したうえ、
後段部において８００〜８５０℃に保持するとともに賦
活炉の前段部において発生した水蒸気を利用して賦活活
性化することを特徴とするものである。また本発明の下
水汚泥を原料とする活性炭の製造装置は、水分が６０〜
８０％の下水汚泥を水分１５〜２５％に乾燥させる乾燥
炉と、乾燥汚泥の造粒機と、単一の炉体からなり前段部
を５００〜８００℃の炭化ゾーンとし後段部を８００〜
８５０℃の賦活ゾーンとした乾燥汚泥が連続的に移動で
きる形式の賦活炉と、この賦活炉から生じる熱分解ガス
を燃焼させる燃焼炉と、その高温の燃焼排ガスを前記乾
燥炉へ導く燃焼排ガス供給ラインとからなることを特徴
とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施の形
態を、図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の好ま
しい実施形態のフローシートであり、下水処理場から生
じた水分が60〜85％の下水汚泥を乾燥炉１に投入し、水
分が15〜25％になるまで乾燥させる。次にこの乾燥させ
た下水汚泥を造粒機２に供給し、加圧成形して造粒す
る。粒度は使用目的に応じて適宜設定すればよいが、下
水処理場での使用を前提とすると３〜15mmが適当であ
る。
【０００８】乾燥され造粒された乾燥汚泥は、賦活炉３
に送られる。この賦活炉３は図２に示すように単一の炉
体の前段部を炭化ゾーン４とし後段部を賦活ゾーン５と
したもので、その内部を乾燥汚泥が連続的に移動できる
形式の炉、例えばロータリーキルンとすることができ
る。炭化ゾーン４は温度が500 〜800 ℃であり、このゾ
ーンで乾燥汚泥は水蒸気を発生して乾燥され、更に炭化
される。
【０００９】次に炭化物は同一の炉体内の賦活ゾーン５
において800 〜850 ℃に保持され、前段部の炭化ゾーン
４において発生した水蒸気と、補助的に外部から供給さ
れる加圧水蒸気とによって表面が賦活活性化され、活性
炭となる。このように本発明では単一の炉体の前段部に
おいて発生した水蒸気を利用できるので、外部からの水
蒸気の供給量は活性炭１kg当たり0.5 〜1.0kg と少なく
て済み、燃費の向上にも有効である。また単一の炉体内
において炭化と賦活を行わせるようにすると、炭化物の
壊れが少なく収率がよい。
【００１０】図３は賦活炉３に供給される汚泥の水分を
横軸に取り、汚泥の固形分当たりの活性炭収率と活性炭
の表面活性度とを縦軸に取ったグラフである。このグラ
フに示されるように、汚泥の水分が25％よりも高くなる
と収率が顕著に低下する。これは水分が高すぎると賦活
炉３内において成形した粒状汚泥が崩れて加熱表面積が
増加し、炭素分が燃焼してしまうためである。また燃費
も増加し不経済である。逆に汚泥の水分が15％よりも低
くなると表面活性度が急激に低下する。これは汚泥中の
水分による賦活効果が減少するためである。このため、
本発明では汚泥の水分を15〜25％とした。
【００１１】このようにして賦活炉３において乾燥汚泥
の炭化と賦活とを行わせると、汚泥中から800 ℃程度の
可燃性の熱分解ガスが発生する。この熱分解ガスは燃焼
用空気が供給される燃焼炉６において燃焼され、高温の
燃焼ガスとして前記の乾燥炉１の熱源として利用され
る。このため、外部からのエネルギの供給を減少させる
ことができる。上記したように、本発明によれば汚泥自
体の有する水分と可燃分とを有効に利用して活性炭を収
率よく製造することができる。
【００１２】
【実施例】次に本発明の実施例を示す。下水処理場から
発生した水分が80％の下水汚泥を、833kg/H の割合で乾
燥炉に供給し、水分を25％とした。この乾燥汚泥中の固
形分は167kg/H 、水分は56kg/Hである。この乾燥汚泥を
造粒機により平均粒径３〜15mmに造粒したうえ、ロータ
リー式の賦活炉に供給した。賦活炉には下水処理工程か
ら得られた消化ガス83kg/H と燃焼用空気が供給されて
炭化ゾーンの温度は600 ℃に保たれ、また賦活ゾーンの
温度は800 ℃に保たれている。更に賦活ゾーンには外部
から圧力が7kg/cm 2 の水蒸気を89kg/Hの割合で補助的に
供給した。この賦活炉の内部を連続的に移動する間に乾
燥汚泥は炭化・賦活され、89kg/Hの活性炭が製造され
た。
【００１３】また賦活炉からは800 ℃・78kg/Hの熱分解
ガスと、800 ℃・866kg/H の排ガスとが生じたので、こ
れらを燃焼炉に導き燃焼させた。そして得られた800 ℃
の排ガス2881kg/Hを乾燥炉の熱源としたため、乾燥炉に
は他の熱源は必要としなかった。なお、乾燥炉の排ガス
はサイクロンにより灰を分離し、分離された灰は原料と
なる脱水汚泥中に混入した。またサイクロンからの排ガ
スは通常のガス処理設備で処理した。
【００１４】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば
下水汚泥を原料とし、下水汚泥中の水分や可燃分を有効
に利用することにより、多量の外部エネルギーや多量の
水蒸気を必要とせず、均一な粒度の活性炭を収率良く製
造することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施形態のフローシートであ
る。
【図２】賦活炉の内部の概念図である。
【図３】汚泥の水分が収率及び表面活性度に及ぼす影響
を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 乾燥炉、２ 造粒機、３ 賦活炉、４ 炭化ゾー
ン、５ 賦活ゾーン、６燃焼炉
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−64912（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−225187（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−3266（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−115809（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−242408（ＪＰ，Ａ) 特公 昭49−26838（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01B 31/10 C02F 11/00 C10B 53/00 - 53/02 B09B 3/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水分が６０〜８０％の下水汚泥を水分１
    ５〜２５％に乾燥した後に造粒し、この乾燥汚泥を単一
    の炉体からなり乾燥汚泥が連続的に移動できる形式の賦
    活炉の前段部において５００〜８００℃で炭化したう
    え、後段部において８００〜８５０℃に保持するととも
    に賦活炉の前段部において発生した水蒸気を利用して賦
    活活性化することを特徴とする下水汚泥を原料とする活
    性炭の製造方法。
  2. 【請求項２】 水分が６０〜８０％の下水汚泥を水分１
    ５〜２５％に乾燥させる乾燥炉と、乾燥汚泥の造粒機
    と、単一の炉体からなり前段部を５００〜８００℃の炭
    化ゾーンとし後段部を８００〜８５０℃の賦活ゾーンと
    した乾燥汚泥が連続的に移動できる形式の賦活炉と、こ
    の賦活炉から生じる熱分解ガスを燃焼させる燃焼炉と、
    その高温の燃焼排ガスを前記乾燥炉へ導く燃焼排ガス供
    給ラインとからなることを特徴とする下水汚泥を原料と
    する活性炭の製造装置。
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