JP3405295B2 - 水熱反応による動植物残渣処理装置 - Google Patents

水熱反応による動植物残渣処理装置

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    • C02F11/06Treatment of sludge; Devices therefor by oxidation
    • C02F11/08Wet air oxidation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/18Treatment of sludge; Devices therefor by thermal conditioning

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、生ゴミ等の動植物
残渣を水熱反応で処理するための水熱反応による動植物
残渣処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、生ゴミ等の動植物残渣は、専門業
者により、回収,焼却,埋め立てという方法などで処理
されていたが、近年各種ゴミ処理装置が開発されてい
る。
【0003】例えば、特開平10−328699号公報
には、含水有機廃棄物を超臨界水酸化反応にて酸化分解
することが開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、超臨界
による分解方法では、含水有機廃棄物の圧力・温度を超
臨界状態まで上げて、酸化分解と処理能力の増大を図っ
ているが、条件が厳しい分、配管等の腐食の問題も大き
くなる。
【0005】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、配管を腐食させることなく、しかも分解能を高くで
きる水熱反応による動植物残渣処理装置を提供すること
にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、水が混入された動植物残渣を原
料液とし、該原料液を亜臨界状態まで加圧・加熱して水
熱反応させる水熱反応管と、該水熱反応管の出口と入口
とを結ぶ循環ラインと、該循環ラインに接続して前記原
料液を供給する原料供給ラインと、該循環ラインから分
岐して分解物を排出するラインと、該排出するラインに
設けられた背圧調整弁と、前記排出するラインに接続さ
れて前記背圧調整弁で減圧された分解物を酸化する酸化
槽とを備えたことを特徴とする水熱反応による動植物残
渣処理装置である。請求項2の発明は、前記水熱反応管
が、内管と外管とからなる二重管で構成され、前記内管
に前記循環ラインが接続されると共に、前記外管と前記
内管との間に熱媒が流れるように構成されたことを特徴
とする請求項1に記載の水熱反応による動植物残渣処理
装置である。
【0007】請求項3の発明は、前記循環ラインの、前
記原料供給ラインの接続点と前記排出するラインの分岐
点との間に循環ポンプが接続され、前記排出するライン
が、前記循環ラインの、前記循環ポンプの吸込側から分
岐していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記
載の水熱反応による動植物残渣処理装置である。請求項
4の発明は、前記原料供給ラインを流れる前記原料液
を、前記排出するラインを流れる前記分解物と熱交換し
て加熱する熱交換器を備えることを特徴とする請求項1
から請求項3の何れかに記載の水熱反応による動植物残
渣処理装置である。
【0008】請求項5の発明は、前記酸化槽の出口に気
液分離器を接続すると共に、該気液分離器の液相側排出
ラインに、前記酸化槽で酸化された分解物の一部を前記
酸化槽に戻す分解物戻しラインを接続したことを特徴と
する請求項1から請求項4の何れかに記載の水熱反応に
よる動植物残渣処理装置である。請求項6の発明は、前
記気液分離器の気相側排出ラインに凝縮器を接続し、凝
縮器により分離された凝縮水を気液分離器に戻す凝縮水
戻しラインを設けたことを特徴とする請求項6に記載の
水熱反応による動植物残渣処理装置である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適一実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。
【0010】図1において、10は、生ゴミ等の動植物
残渣からなる原料11が収容される原料タンク、12は
亜臨界水による水熱反応を行うための上水タンク、13
は苛性ソーダ等が収容された薬液タンク、14は動植物
残渣の処理後の処理液を貯留する処理液タンクである。
【0011】原料タンク10には、原料供給ライン15
が接続され、その原料供給ライン15に昇圧ポンプ16
が接続される。
【0012】上水タンク12には、給水ポンプ17が接
続され、その給水ライン18が、原料タンク10に接続
される。
【0013】また原料タンク10には、薬液タンク13
に接続された薬液供給ライン20が接続され、そのライ
ン20に薬液ポンプ21が接続される。
【0014】原料供給ライン15には、二重管式の熱交
換器24が接続され、さらに原料供給ライン15が水熱
反応管25の循環ライン26に接続される。
【0015】水熱反応管25には、熱媒循環ライン27
が接続され、その熱媒循環ライン27には、熱媒循環ポ
ンプ28と熱媒加熱器29が接続される。
【0016】水熱反応管25は、二重管で構成され、内
管30内を原料が流れ、外管32と内管30間に熱媒が
流れるようになっている。
【0017】循環ライン26は、水熱反応管25の内管
30の出口と入口を結び、その間に循環ポンプ31が接
続されて構成され、循環ポンプ31の吸込側の循環ライ
ン26より分岐して分解物を熱交換器24に送るライン
33aが接続され、その熱交換器24から酸化槽22に
送る分解物ライン33が接続される。
【0018】この分解物ライン33にはトリムクーラ3
4と背圧調整弁35が接続される。酸化槽22には、供
給された分解物を燃焼させて酸化するための酸化剤供給
ライン36が接続され、その出口に気液分離器23が接
続されると共にその液相側排出ライン37に、酸化され
た分解物の一部を酸化槽22に戻す戻しライン39とポ
ンプ40とが接続される。
【0019】気液分離器23の気相側排出ライン50に
は凝縮器38,背圧調整弁52が接続され、凝縮器38
と気液分離器23間には、凝縮器38により分離された
凝縮水を気液分離器23に戻すライン53が接続され
る。
【0020】液相側排出ライン37には、戻しライン3
9と分岐して、処理液を処理液タンク14に戻す排出ラ
イン41が接続され、その排出ライン41に、トリムク
ーラ42、背圧調整弁43が接続される。
【0021】処理液タンク14は、その上部に分解ガス
排気ライン44が接続され、また下部に下水ライン45
が接続される。分解ガス排気ライン44には、活性炭な
どからなる脱臭装置46が接続されまた下水ライン45
には、その液の一部を原料タンク10に戻すライン47
とポンプ48が接続される。
【0022】また、原料タンク10でガス化したガスは
ガスライン49にて排気ライン44に接続される。
【0023】なお、トリムクーラ34,42と凝縮器3
8は、図示していないが冷水塔などからの冷水wが供給
され、そのトリムクーラ34,42と凝縮器38で冷却
後の冷水wは冷水塔で空冷されて再度トリムクーラ3
4,42と凝縮器38に供給されるようになっている。
【0024】次に、図1における動植物残渣の処理を説
明する。
【0025】動植物残渣である原料11を原料タンク1
0に投入し、その原料タンク10内に上水タンク12か
らの上水を上水ライン18にて導入し、また薬液タンク
13からの薬液を、薬液ポンプ21にて薬液ライン20
を介して原料タンク10内に導入してポンプ搬送可能な
状態とし、その昇圧ポンプ16より原料を原料供給ライ
ン15に供給すると共に熱交換器24で、水熱反応管2
5からの分解物と熱交換して加熱した後、循環ライン2
6を介して水熱反応管25に供給する。
【0026】水熱反応管25内では、原料中の水は、高
温高圧の亜臨界状態(300℃、100Kg/cm3
にされることで、動植物残渣中の有機物は、炭化水素、
2等に分解される。この水熱反応においては、原料を
循環ライン26で繰り返し水熱反応管25に循環するこ
とで、液の流速を確保して水熱反応管25内での伝熱を
促進させると共に、管内でのこげ付きを防止する。また
原料には苛性ソーダ等の薬液を混入しているため、原料
の分解が促進される。
【0027】この後、分解処理した原料は、ライン33
aより熱交換器24に排出されて、原料を加熱した後、
トリムクーラ34を通して冷却され、背圧調整弁35で
減圧されたのち、酸化槽22に供給され、そこで、可燃
分や未反応の炭化物などが燃焼酸化され、気液分離器2
3を通り、一部は戻しライン39にて再度酸化槽22に
戻されて未酸化分が再度酸化される。
【0028】このように分解後の原料と、水熱反応管2
5に供給する原料を熱交換させて熱回収を行うことで、
熱媒加熱器29での熱媒供給量を少なくできる。
【0029】その後、酸化後の分解原料は、排出ライン
41を通り、トリムクーラ42でさらに冷却され、背圧
調整弁43で大気圧まで下げられた後、処理液タンク1
4に排出される。
【0030】処理液タンク14では、ガス分は、排気ラ
イン44より脱臭装置46を通して排気され、液分は、
下水ライン45から排水される。
【0031】また気液分離器23で分離されたガス分
は、気相側排出ライン50から凝縮器38に導入されて
冷却され、凝縮液分は、ライン53にて気液分離器23
に戻され、ガス分は、背圧調整弁52で減圧されて、処
理液タンク14を介して、脱臭装置46を通して排気さ
れる。
【0032】このように、本発明においては、従来の超
臨界処理に比べて反応温度、圧力を緩和することで、原
料の分解能力(CODの低減)では低下するが、配管等
の腐食の問題を軽減することが可能となる。また分解能
力が低減した分は、水熱反応処理後に酸化槽22で酸化
反応プロセスにより酸化処理を行うことで、結果として
十分な分解能力が得られる。
【0033】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、亜臨界で
の水熱反応とその後の酸化反応の二段階で原料を処理す
ることで、動植物残渣の下水放出が可能となる。また、
原料を循環ラインで繰り返し水熱反応管に循環すること
で、液の流速を確保して水熱反応管内での伝熱を促進さ
せると共に、管内でのこげ付きを防止できるという効果
を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
10 原料タンク 22 酸化槽 25 水熱反応管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玉蟲 文彦 東京都江東区豊洲三丁目2番16号 石川 島播磨重工業株式会社 東京エンジニア リングセンター内 (72)発明者 小西 杉弘 東京都江東区豊洲三丁目2番16号 石川 島播磨重工業株式会社 東京エンジニア リングセンター内 (56)参考文献 特開 平11−200815(JP,A) 特開 平11−165142(JP,A) 特開2000−61423(JP,A) 特開2000−317435(JP,A) 特開2000−117272(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B09B 3/00 C02F 11/00 - 11/20 B01J 3/00 B01J 19/00 C02F 1/74

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水が混入された動植物残渣を原料液と
    し、 該原料液を亜臨界状態まで加圧・加熱して水熱反応させ
    る水熱反応管と、 該水熱反応管の出口と入口とを結ぶ循環ラインと、 該循環ラインに接続して前記原料液を供給する原料供給
    ラインと、 該循環ラインから分岐して分解物を排出するラインと、 該排出するラインに設けられた背圧調整弁と、 前記排出するラインに接続されて前記背圧調整弁で減圧
    された分解物を酸化する酸化槽とを備えたことを特徴と
    する水熱反応による動植物残渣処理装置。
  2. 【請求項2】 前記水熱反応管が、内管と外管とからな
    る二重管で構成され、前記内管に前記循環ラインが接続
    されると共に、 前記外管と前記内管との間に熱媒が流れるように構成さ
    れたことを特徴とする請求項1に記載の水熱反応による
    動植物残渣処理装置。
  3. 【請求項3】 前記循環ラインの、前記原料供給ライン
    の接続点と前記排出するラインの分岐点との間に循環ポ
    ンプが接続され、 前記排出するラインが、前記循環ラインの、前記循環ポ
    ンプの吸込側から分岐していることを特徴とする請求項
    1又は請求項2に記載の水熱反応による動植物残渣処理
    装置。
  4. 【請求項4】 前記原料供給ラインを流れる前記原料液
    を、前記排出するラインを流れる前記分解物と熱交換し
    て加熱する熱交換器を備えることを特徴とする請求項1
    から請求項3の何れかに記載の水熱反応による動植物残
    渣処理装置。
  5. 【請求項5】 前記酸化槽の出口に気液分離器を接続す
    ると共に、該気液分離器の液相側排出ラインに、前記酸
    化槽で酸化された分解物の一部を前記酸化槽に戻す分解
    物戻しラインを接続したことを特徴とする請求項1から
    請求項4の何れかに記載の水熱反応による動植物残渣処
    理装置。
  6. 【請求項6】 前記気液分離器の気相側排出ラインに凝
    縮器を接続し、凝縮器により分離された凝縮水を気液分
    離器に戻す凝縮水戻しラインを設けたことを特徴とする
    請求項5に記載の水熱反応による動植物残渣処理装置。
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