JP4559678B2 - Sludge carbonization method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はロータリキンを利用して、下水汚泥などの汚泥廃棄物を、きわめて省エネルギ的にしかも連続的に炭化処理する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ロータリキルンは、内面を耐火性に仕上げた円筒体を水平よりわずかに傾斜させてゆるい速度で回転させるとき、その下部側から円筒体の内部に火炎を吹込む一方、上部側からセメント原料等の原料を送入して当該原料を焼成するためのものとして公知である。
【0003】
近時、上記ロータリキンを利用して可燃性の廃棄物を処理する手法が提案されているが、提案されている方法では下水汚泥のような含水率が高くしかも不定形で粘性も高い処理対象を効率よく炭化処理することは殆どできないでいる。また、下水汚泥等の不定形の処理物の場合は勿論、定形の廃棄物の処理においても、ロータリキルンの下部側から内部に吹込む火炎は、処理中に吹込みっぱなしであるため、その燃料コストが著しく嵩むという難点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明では、下水汚泥のような含水率が高く不定形で粘性も高い対象を連続的に炭化処理できるのみならず、その処理における燃料消費を著しく抑制した汚泥等の処理方法を提供することを、その課題とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決することを目的としてなされた本発明方法の構成は、(イ)内周面に螺旋状の搬送壁と該搬送壁の一部に当該搬送壁を横断する攪拌壁を形成した円筒状のロータリキルンに、前記搬送壁による送り方向の回転を与えつつ、バーナから火炎を吹込んで内部を予熱する、(ロ)予熱を実行した後、水分を含有する不定形の汚泥を前処理部における成形部で定形化すると共に表面乾燥部において前記成形部で定形化された各汚泥をそれら同士が接着乃至は粘着しない表面状態にしてから、当該定形化された汚泥を、上記(イ)のロータリキルンの上方に、当該ロータリキルンを回転させつつ所定の単位量で連続的に供給する、(ハ)前記(ロ)の状態におかれているロータリキルンの下方からこのロータリキルンの内部に火炎を吹込み、該ロータリキルン内で前記汚泥から放出されるガス成分が着火したら火炎の吹込みを止める、(ニ)前記(ロ),(ハ)の状態におかれるロータリキルンの上方から該ロータリキルンの内部の気体を吸引し無害化処理して排気する、(ホ)前記(イ)の攪拌壁は、搬送壁の外周縁から内側に膨出し、かつ、搬送壁の高さより低く形成し、当該攪拌壁により、前記汚泥が前記搬送壁の内周縁より内側に入り込むことなく、前後の搬送壁の間で表裏が反転し転がるように攪拌する、(ヘ)前記(イ)〜(ホ)の操作を行うことによりロータリキルンの下部から前記汚泥の炭化物を排出させることを特徴とするものである。
【0006】
本発明では、定形化された各汚泥同士が接着乃至は粘着しない表面状態にするため、適宜の加熱手段又は送風手段若しくは加熱送風手段を用いることにより、例えば、表面をほぼ乾燥状態にすることもできる。
【0007】
【発明の実施の形態】
次に本発明方法の実施の形態例について、図に拠り説明する。図1は本発明方法を実施するための炭化処理装置を模式的に示した一部を断面にした側面図、図2は図1に示した炭化処理装置における搬送壁に、図1のものとは異なる攪拌壁を設けた搬送壁の一部拡大斜視図、図3は図2に示した搬送壁を用い、図1に示した装置で炭化処理をしている状態を示す筒体1の断面図、図4は図3に示した状態から筒体1を回転させた状態を示す筒体1の断面図である。
【0008】
図において、1は長さ約10m程度、内径40〜50cm程度の鋼管製の筒体で、ここでは所要の単位長さ筒体の複数を、互に外フランジ状の継手において接続することにより、一本の筒体1に形成している。
【0009】
2は前記筒体1の内面に、この筒体1の全長に亘って螺旋をなすように設けた搬送壁で、筒体1の全長における手前側(図の左方)の部分には、前記螺旋状の搬送壁2による搬送路に、それを横断する方向で攪拌壁3が設けられている。
【0010】
4は前記筒体1の全長外面に設けた断熱層であり、上記の筒体1〜断熱層4までの構成により、ロータリキルン本体Kbを形成する。
【0011】
上記のロータリキルン本体Kbは、その長さ方向の3箇所、具体的には、前後両端部と中央部分に、それぞれ帯状環5を取付け、各環5の下部を回転自在の支持ローラ6,7,8で支持すると共に、少なくともいずれか一つのローラを駆動ローラとしてモータ等により回転させると、このロータリキルン本体Kbは、前記ローラ6〜8の上で定位置回転する。なお、6a,7a,8aはローラ架台、BFはローラ架台6a〜8aを定置したベースフレームである。図示した例では、ロータリキルン本体Kbは略水平姿勢に設けているが、下り勾配(図の右側が下方)を付けて配置してもよい。
【0012】
9は前記ロータリキルン本体Kbの下方側(図の右方)に配置した火炎用のガスバーナで、バーナ9の火炎噴射口9aを前記本体Kbの内部側に向けて設けている。なお、ガスバーナ9の手前には炭化処理物を収容する容器20を配置するピットPに形成されている。
【0013】
10は前記ロータリキルン本体Kbの上方側に配置した処理対象の投入手段で、具体的にはコンベアやシャッタ付きのホッパなどにより形成され、ロータリキルン本体Kbの上方内部に処理すべき下水汚泥等の廃棄物を、単位量/時間で連続的に供給できるように形成されている。
【0014】
11は前記投入手段10の手前側に配置した前処理部であり、この前処理部11は成形部11aと表面乾燥部11bとから構成されている。この成形部11aにおいては、処理対象が下水汚泥の場合には、図示しないが、当該汚泥に鉱石粉末を混練するミキサーと、ミキサーで混練したものを吐出ノズルから連続的に排出する機能を具備した、例えばペレット成形機により形成する。また、前処理部11は、ロータリキルン本体Kbの上方側に選択的に、又は、並列的に配置される。前処理部11のうち表面乾燥部11bにおいては、成形部11aで成形され定形化された汚泥を受け入れ、加熱手段又は送風手段により又は加熱送風手段によりそれら汚泥の表面を乾燥状態にする。そのような手段としては、例えばドラム式乾燥機が用いられるが、同様の機能を有するものであれば他の加熱,送風機器を使用することもできる。この表面乾燥部11bにおいて表面が乾燥された汚泥はベルトコンベアで投入手段10へ搬送される。このように定形化された各汚泥の表面を乾燥状態にするのは、汚泥が投入手段10に投入されたとき、或は、ロータリキルン本体Kbの内部において搬送されるとき互いに接着したり粘着したりしないようにするためであるが、表面を乾燥させる以外に、各汚泥が接着したり粘着したりしない方法があれば、当然、その方法を使用することができる。
【0015】
12はロータリキルン本体Kbの上方の開口端において、処理工程中にキルン内部に存在する気体を吸引して無害化処理する排気処理手段であり、図には模式的にブロック化して示している。このうち12aは、処理対象によって生じることがある黒煙や異臭,悪臭を燃焼処理するためのアフターバーナと燃焼室による燃焼ブロック、12bはこの燃焼ブロック12aから出る排気を冷却する冷却ブロック、12cは、冷却された排気中のCl成分などを中和するための消石灰と、次のフィルタブロック内の濾布の集塵効率を上げるための活性炭を充填した中和ブロックで、この活性炭はロータリキルンで炭化処理した汚泥炭を粉砕したものを使用することができる。12dは、排気中の灰や塵を濾過するフィルタブロックと冷却手段としてのサイクロンなどによる吸引ブロックとからなる濾過吸引ブロックである。
【0016】
以上により本発明方法を実施するロータリキルンを利用した炭化処理装置の一例を構成するので、次にこの装置を使用した汚泥の炭化処理について説明する。
【0017】
まず、前処理部11において、脱水した処理すべき下水汚泥に鉱石粉末を3〜8体積%程度の比率で混ぜ、全体を混練して汚泥の含水率を低げたものを練物状のものと同様に、成形機から押出すことにより投入手段10に供給する。
【0018】
一方、ロータリキルン本体Kbに対しては、前記処理対象の投入手段10による投入に先立ち、ローラ6,7,8の中の駆動ローラを回転させることにより、このキルン本体Kbに、搬送壁2による送り方向の回転を与えつつ、バーナ9から火炎を吹込んで内部を予熱する。この予熱は20分間程度実行し、火炎の吹込みを行っている状態のまま上記処理対象(汚泥)を前記投入手段10からロータリキルン本体Kbの上方に連続的に投入する。
【0019】
投入される汚泥は、ロータリキルン本体Kbの回転によって、この内部の搬送壁2の作用でキルン本体Kbの下方側へ順次送り込まれる。この送り込みにおいては、攪拌壁3が設けられている部分で、この壁3の作用により汚泥がキルン本体Kbの天井側に持上げられて落下する挙動を繰返し、乾燥が促進される。また、送り込みの際には、バーナ9から火炎がキルン本体Kbの内部に吹込まれているので、汚泥中の水分は忽ち蒸発し、ロータリキルン本体Kbの下流側に行くに従って汚泥自体の含水率はほとんど無くなる。更に、排気処理手段12も、この段階では既に駆動され、ロータリキルン本体Kbの内部を吸引している。
【0020】
この結果、ロータリキルン本体Kbの内部に投入され、当該本体Kbの回転によってその下部側に搬送され下端部に到達した乾燥汚泥はその内部から放出される可燃性ガス成分が、前記バーナ9の火炎によって着火する。本発明では、汚泥がこのようにしてそのガス成分に着火したらバーナ9からの火炎の吹込みを停止する。火炎の吹込みが停止されても前記ガス成分の燃焼状態は変らないが、その着火部分はロータリキルン本体Kbの内部を徐々に上方(処理物の投入側)に遡上し、例えば上方の端部から2m〜3mくらいの箇所に定位(燃焼位置F)して、そこで汚泥から放出される可燃性ガス成分の燃焼が続く。このときのロータリキルン本体Kbの内部温度は800℃〜830℃程度になる。
【0021】
上記のようにしてロータリキルン本体Kbの内部においては汚泥内部から放出される可燃ガス成分が燃焼するが、この燃焼による当該汚泥の炭化機構について説明する。ロータリキルン本体Kbの内部における定位置Fで、処理物M(汚泥)が燃焼しているように見えるのは、その処理物Mの内部から放出される可燃性ガスの燃焼である。そして、この燃焼が定位置Fで持続されるのは、ロータリキルン本体Kbの内部においては、ロータリキルン本体Kbの回転によって前記定位置Fに順次上方から送られて来る処理物たる汚泥が、丁度その位置Fで汚泥内部から放出されている可燃ガスの燃焼条件が整うからである。即ち、その可燃性ガスの燃焼に必要な酸素はロータリキルン本体Kbの下方(下流)から常時供給(排気処理手段12の吸引作用)されるが、供給される酸素は殆んどこの定位置Fでの燃焼で消費されてしまい、ロータリキン本体Kb内では汚泥自体が燃焼するための酸素が欠乏するからである。
【0022】
この結果、ロータリキルン本体Kbの内部においては、可燃性ガスが定位置Fで燃焼を持続することと、キルン本体Kbの内部は排気処理手段12の吸引作用を受けていることによって、燃焼位置Fよりも上流側はほとんど無酸素乃至は酸欠状態となり、また、下流側においても吸引される酸素は定位置Fでの燃焼に消費されて、酸素欠乏乃至はその近似状態となる。その一方で、前記定位置Fで持続される燃焼を熱源としてロータリキルン本体Kbの内部は下方の端部(外気流入端)を除いては、800℃〜830℃程度に保持される。このような酸素環境,温度環境におかれるロータリキルン本体Kbの内部を搬送される処理物M(汚泥)は、それ自体が燃焼されることなく熱分解されてその炭化が進行するのである。回転しているロータリキルン本体Kbの下端からは、炭化した汚泥がピットPの容器20に落下するので、そこで炭化物が回収される。
【0023】
なお、下水汚泥の場合は、含水率が季節により10%程度の変動があるため、前処理部11において定形化され、表面が乾燥された汚泥であっても、それらの内部の含水率は季節によって異なっている。しかしながら、お互いに接着、粘着しない条件が整えられているので、含水率が変わっても、上記のロータリキルン本体Kb内において同様に炭化処理される。即ち、含水率が少ない場合はロータリキルン本体Kb内における燃焼条件が整う定位置Fが上流側に移動(火炎が上流側に移動)し、含水率が大きい場合は、乾燥時間が掛かるので、燃焼条件が整う定位置Fが下流側に移動(火炎が下流側に移動)する。このことは、汚泥が乾燥されて内部から放出される可燃ガス成分の放出位置が含水率によりロータリキルン本体Kb内において上流側或は下流側に自動的に移動することを意味している。
【0024】
上記のロータリキルン本体Kbの内部でのガス燃焼、並びに、炭化現象により生じる当該本体Kb内の気体の排気は、排気処理手段12に吸引されて、黒煙や臭気は、その燃焼ブロック12aで処理され、またCl成分等は冷却ブロック12bを通ってから次の中和ブロック12cで浄化された上で濾過吸引ブロック12dから系外に放出される。
【0025】
次に、図1に示した炭化処理装置のロータリキルン本体Kbの筒体1内における搬送壁2に、上記例のものとは形状が異なる図2に示したような攪拌壁31を設けた別例について説明する。この攪拌壁31は搬送壁2の外周縁から内側に膨出形成した断面略半円弧状のもので、この攪拌壁31によれば、処理物Mが搬送壁2の内周縁より内側に入り込むことがなく、前後の搬送壁2,2の間で、処理物Mの表裏が反転し転がるように攪拌されるので、燃えることなく好適に炭化される。即ち、加熱された熱風は筒体1内における搬送壁2の内周縁の内側を通るが、この内周縁より内側に処理物Mが入り込むと、直接火炎が当たるため、予め処理物Mに鉱石を混合させておかないと燃えてしまい、相当量が灰化されてしまう。そこで、上記のように処理物Mが前後の搬送壁2,2の間にあって、搬送壁2の内周縁より内側に入り込むことがないように攪拌(図3、図4参照)すれば、燃えることはなく、しかも前後の搬送壁2,2の間における酸素は処理物Mから排出される可燃性ガスの燃焼に消費されるので、この搬送壁2,2の間は極めて酸素が少ない状態になり、この状態において搬送壁2の内周縁より内側を通る加熱された熱風により高温度に加熱されると、処理物Mから更に可燃性ガスが発生し、いわゆる蒸し焼き状態となって炭化が促進される。従って、この攪拌壁31を用いた場合は、処理物Mに予め鉱石を混合させておく必要がないので、純度の高い炭化物が得られる。上記の攪拌壁31の形状は断面略半円形であるが、これ以外に、上記と同様に処理物Mを攪拌できるのであれば、断面略三角形状,断面略台形状,断面略山形状であってもよく、また、上記断面略半円弧状の攪拌壁を含めこれらの攪拌壁の外面は、波形などによる凹凸面に形成してもよい。なお、この例の炭化処理装置は勿論、図1に示した炭化処理装置においても、均一な炭が得られるようにするためには、汚泥などの処理物Mの形状が整っている必要がある。
【0026】
【発明の効果】
本発明は以上の通りであって、汚泥のような含水率が高く、また不定形で粘性も高い汚泥のような従来では炭化処理など考えられなかった廃棄物(汚泥)を前処理部における成形部で定形化すると共に表面乾燥部において前記成形部で定形化された各汚泥をそれら同士が接着乃至は粘着しない表面状態にしてから、当該定形化された汚泥を、内周面に螺旋状の搬送壁と搬送壁を横断する攪拌壁を一部に形成すると共に、当該攪拌壁を搬送壁の外周縁から内側に膨出し、かつ、搬送壁の高さより低く形成した円筒状のロータリキルンの内部を予熱した後、ロータリキルンの上方に当該ロータリキルンを回転させつつ所定の単位量で連続的に供給し、この供給時に、ロータリキルンの下方からこのロータリキルンの内部に火炎を吹込み、該ロータリキルン内で前記廃棄物(汚泥)から放出されるガス成分が着火したら火炎の吹込みを止めると共に、ロータリキルンの上方から該ロータリキルンの内部の気体を吸引し無害化処理して排気し、かつ、前記攪拌壁により、前記汚泥が前記搬送壁の内周縁より内側に入り込むことなく、前後の搬送壁の間で表裏が反転し転がるように攪拌するようにしたので、ロータリキルンの下部から前記汚泥の炭化物を連続的に取出すことができ、従って、汚泥のような廃棄物を至って省エネルギ的に、効率よく連続的に炭化処理することができる。これによって、特に最終処理に困窮している下水汚泥の処理方法として本発明方法はきわめて有用である。
【0027】
また、本発明の炭化処理方法によれば、従来の汚泥などを含水率が約70〜80%の脱水ケーキにして焼却炉において焼却処理する方法と比べ、自燃式ゆえに酸素の消費量が少なく、従って、CO2の大気中への排出を35%も削減することができるという効果が得られる。このことは燃焼のための空気の使用量を少なくできるということになり、それ故、燃焼のための燃焼ブロックを小型化できると共に、冷却ブロックや中和ブロック,濾過吸引ブロックも同じく小型化することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明方法を実施するための炭化処理装置を模式的に示した一部を断面にした側面図。
【図2】 図1に示した炭化処理装置における搬送壁に、図1のものとは異なる攪拌壁を設けた搬送壁の一部拡大斜視図。
【図3】 図2に示した搬送壁を用い、図1に示した装置で炭化処理をしている状態を示す筒体1の断面図。
【図4】 図3に示した状態から筒体1を回転させた状態を示す筒体1の断面図。
【符号の説明】
1 筒体
2 搬送壁
3 攪拌壁
4 断熱層
5 帯状環
6,7,8 支持ローラ
9 ガスバーナ
9a 火炎噴射口
10 投入手段
11 前処理部
11a 成形部
11b 表面乾燥部
12 排気処理手段
12a 燃焼ブロック
12b 冷却ブロック
12c 中和ブロック
12d 濾過吸引ブロック
Kb ロータリキルン本体
M 炭化処理物
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention utilizes the Rotariki Le down, the sludge wastes such as sewage sludge, it relates to a method for carbonizing extremely energy-saving manner yet continuously.
[0002]
[Prior art]
In general, a rotary kiln is designed to inject a flame from the lower side into the inside of the cylinder while rotating the cylinder with a fire resistant inner surface slightly inclined from the horizontal, while the cement material from the upper side. It is known as a material for feeding raw materials such as the above and firing the raw materials.
[0003]
Recently, although techniques for processing combustible wastes using the above Rotariki Le emissions have been proposed, in the proposed method high viscous water content is high yet irregular, such as sewage sludge The object can hardly be carbonized efficiently. In addition, in the case of processing irregular shaped waste such as sewage sludge, the flame that blows into the inside from the lower side of the rotary kiln is still blown during the treatment. There is a drawback that the fuel cost increases significantly.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, the present invention provides a method for treating sludge and the like that not only can continuously carbonize an object having a high moisture content, such as sewage sludge, but has an irregular shape and high viscosity, and also significantly suppresses fuel consumption in the treatment. Is the subject.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The structure of the method of the present invention made for the purpose of solving the above problems is as follows: (a) a cylinder in which a spiral conveying wall is formed on the inner peripheral surface and a stirring wall is formed in a part of the conveying wall to cross the conveying wall. to Jo rotary kiln, wherein while providing rotation of the feed direction of the conveyor walls, preheating the interior by blowing the flame from the burner, (ii) after performing the pre-heating, pre-processing unit the amorphous sludge containing water The sludge that has been shaped in the molding part and the surface sludge that has been shaped in the molding part in the surface drying part are brought into a surface state in which they do not adhere to or adhere to each other. The rotary kiln is continuously supplied in a predetermined unit amount while rotating the rotary kiln. (C) Flame is introduced into the rotary kiln from below the rotary kiln in the state (b). Infuse When the gas component released from the sludge is ignited in the rotary kiln, the blowing of the flame is stopped. (D) The gas inside the rotary kiln from above the rotary kiln in the state of (b) and (c) (E) The stirring wall in (a) bulges inward from the outer peripheral edge of the transfer wall, and is formed to be lower than the height of the transfer wall. By performing the operations (a) to (e) above, the agitation is performed so that the sludge does not enter the inner peripheral edge of the conveyance wall and the front and back of the conveyance wall are reversed and rolled. The sludge carbide is discharged from the lower part of the rotary kiln.
[0006]
In the present invention, in order to obtain a surface state in which each sludge that has been shaped does not adhere or stick to each other, for example, the surface may be substantially dried by using appropriate heating means, blowing means, or heated blowing means. it can.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the method of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view schematically showing a part of a carbonization apparatus for carrying out the method of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional side view of the carbonization apparatus shown in FIG. FIG. 3 is a partially enlarged perspective view of a conveying wall provided with different stirring walls, and FIG. 3 is a cross-sectional view of a cylindrical body 1 showing a state in which carbonization is performed by the apparatus shown in FIG. 1 using the conveying wall shown in FIG. 4 and 4 are sectional views of the cylindrical body 1 showing a state in which the cylindrical body 1 is rotated from the state shown in FIG.
[0008]
In the figure, 1 is a steel tube cylinder having a length of about 10 m and an inner diameter of about 40 to 50 cm. Here, a plurality of required unit length cylinders are connected to each other by joints having an outer flange shape. A single cylinder 1 is formed.
[0009]
2 is a transport wall provided on the inner surface of the cylindrical body 1 so as to form a spiral over the entire length of the cylindrical body 1, and the front side (left side in the figure) of the entire length of the cylindrical body 1 A stirring wall 3 is provided in a direction crossing the conveying path formed by the spiral conveying wall 2.
[0010]
Reference numeral 4 denotes a heat insulating layer provided on the entire outer surface of the cylindrical body 1, and the rotary kiln main body Kb is formed by the configuration from the cylindrical body 1 to the heat insulating layer 4 described above.
[0011]
The rotary kiln main body Kb is provided with belt-like rings 5 at three positions in the length direction, specifically, at both front and rear ends and a central portion, and support rollers 6 and 7 that are rotatable around the lower portions of the rings 5. , 8 and rotating at least one of the rollers as a driving roller by a motor or the like, the rotary kiln body Kb rotates at a fixed position on the rollers 6-8. In addition, 6a, 7a, 8a is a roller frame, and BF is a base frame in which the roller frames 6a to 8a are fixed. In the illustrated example, the rotary kiln main body Kb is provided in a substantially horizontal posture, but may be arranged with a downward slope (the right side in the figure is downward).
[0012]
Reference numeral 9 denotes a flame gas burner disposed on the lower side (right side in the figure) of the rotary kiln main body Kb, and the flame injection port 9a of the burner 9 is provided toward the inner side of the main body Kb. In addition, it forms in the pit P which arrange | positions the container 20 which accommodates a carbonization processed material in front of the gas burner 9. FIG.
[0013]
10 is an input means for processing disposed on the upper side of the rotary kiln main body Kb. Specifically, it is formed by a conveyor, a hopper with a shutter or the like, such as sewage sludge to be processed inside the rotary kiln main body Kb. The waste is formed so as to be continuously supplied at a unit amount / hour.
[0014]
Reference numeral 11 denotes a pretreatment unit disposed on the front side of the charging means 10, and the pretreatment unit 11 includes a molding unit 11a and a surface drying unit 11b. In this molding part 11a, when the object to be treated is sewage sludge, although not shown, a mixer for kneading ore powder into the sludge and a function for continuously discharging the kneaded material from the mixer from the discharge nozzle are provided. For example, it is formed by a pellet molding machine. Further, the pre-processing unit 11 is selectively or in parallel arranged above the rotary kiln main body Kb. In the surface drying section 11b of the pretreatment section 11, the sludge molded and shaped by the molding section 11a is received, and the surface of the sludge is dried by the heating means or the blowing means or by the heating blowing means. As such means, for example, a drum dryer is used, but other heating and blowing devices can be used as long as they have similar functions. The sludge whose surface has been dried in the surface drying section 11b is conveyed to the input means 10 by a belt conveyor. The surface of each sludge thus shaped is dried so that the sludge adheres and adheres to each other when the sludge is thrown into the charging means 10 or when it is transported inside the rotary kiln body Kb. If there is a method in which each sludge does not adhere or adhere to the surface other than drying the surface, the method can naturally be used.
[0015]
Reference numeral 12 denotes exhaust processing means for sucking and detoxifying the gas present in the kiln during the processing process at the upper open end of the rotary kiln main body Kb, and is schematically shown as a block in the drawing. Of these, 12a is a combustion block by an afterburner and a combustion chamber for burning and processing black smoke, bad odor and bad odor that may be generated depending on the object to be treated, 12b is a cooling block for cooling the exhaust gas coming out of this combustion block 12a, 12c is The neutralization block is filled with slaked lime for neutralizing Cl components in the cooled exhaust and activated carbon for increasing the dust collection efficiency of the filter cloth in the next filter block. A pulverized carbonized sludge coal can be used. 12d is a filtration suction block comprising a filter block for filtering ash and dust in the exhaust and a suction block such as a cyclone as a cooling means.
[0016]
Since an example of the carbonization processing apparatus using the rotary kiln for carrying out the method of the present invention is constructed as described above, the carbonization treatment of sludge using this apparatus will be described next.
[0017]
First, in the pretreatment unit 11, the dehydrated sewage sludge to be treated is mixed with ore powder at a ratio of about 3 to 8% by volume, and the whole is kneaded to reduce the moisture content of the sludge, similar to the kneaded one. In addition, it is supplied to the charging means 10 by being extruded from a molding machine.
[0018]
On the other hand, for the rotary kiln main body Kb, by rotating the driving roller among the rollers 6, 7, and 8 prior to the input by the input means 10 to be processed, the kiln main body Kb is moved by the conveying wall 2. While giving rotation in the feed direction, a flame is blown from the burner 9 to preheat the inside. This preheating is performed for about 20 minutes, and the processing object (sludge) is continuously supplied from the charging unit 10 to the upper side of the rotary kiln main body Kb while the flame is being blown.
[0019]
The introduced sludge is sequentially sent to the lower side of the kiln main body Kb by the action of the internal transfer wall 2 by the rotation of the rotary kiln main body Kb. In this feeding, in the portion where the stirring wall 3 is provided, the action of this wall 3 repeats the behavior of sludge being lifted and dropped to the ceiling side of the kiln main body Kb, thereby promoting drying. In addition, since the flame is blown from the burner 9 into the kiln main body Kb at the time of feeding, the water in the sludge evaporates and the moisture content of the sludge itself increases as it goes downstream of the rotary kiln main body Kb. Almost disappear. Further, the exhaust treatment means 12 is already driven at this stage and sucks the inside of the rotary kiln main body Kb.
[0020]
As a result, the combustible gas component that is introduced into the rotary kiln main body Kb, transported to the lower side by the rotation of the main body Kb, and reaches the lower end of the dried sludge is discharged from the inside. Ignite by. In the present invention, when the sludge ignites the gas component in this way, the blowing of flame from the burner 9 is stopped. Although the combustion state of the gas component does not change even when the blowing of flame is stopped, the ignition part gradually moves up the inside of the rotary kiln main body Kb (the processing material input side), for example, the upper end Localization (combustion position F) is performed at a location of about 2 to 3 m from the section, and combustion of combustible gas components released from the sludge continues there. The internal temperature of the rotary kiln main body Kb at this time is about 800 ° C to 830 ° C.
[0021]
In the rotary kiln main body Kb as described above, combustible gas components released from the sludge are combusted. The carbonization mechanism of the sludge by this combustion will be described. It is combustion of the combustible gas discharged | emitted from the inside of the processed material M that the processed material M (sludge) seems to burn at the fixed position F in the rotary kiln main body Kb. And this combustion is maintained at the fixed position F because the sludge as the processed material that is sequentially sent from above to the fixed position F by the rotation of the rotary kiln main body Kb is just inside the rotary kiln main body Kb. This is because the combustion condition of the combustible gas discharged from the sludge inside is adjusted at the position F. That is, the oxygen necessary for the combustion of the combustible gas is always supplied from the lower side (downstream) of the rotary kiln main body Kb (the suction action of the exhaust processing means 12), but the supplied oxygen is almost at a fixed position F. combustion will be consumed in, the Rotariki Le emissions body Kb in because oxygen for the sludge itself is burned depleted.
[0022]
As a result, in the rotary kiln main body Kb, the combustible gas continues to burn at the fixed position F, and the inside of the kiln main body Kb is subjected to the suction action of the exhaust processing means 12, so that the combustion position F The upstream side is almost oxygen-free or oxygen-deficient, and the oxygen sucked also on the downstream side is consumed for combustion at the fixed position F to be oxygen-deficient or its approximate state. On the other hand, with the combustion maintained at the fixed position F as a heat source, the inside of the rotary kiln main body Kb is maintained at about 800 ° C. to 830 ° C. except for the lower end (outside air inflow end). The treated material M (sludge) conveyed inside the rotary kiln main body Kb in such an oxygen environment and temperature environment is thermally decomposed without being burned and carbonization proceeds. Since the carbonized sludge falls from the lower end of the rotating rotary kiln main body Kb into the container 20 of the pit P, the carbide is recovered there.
[0023]
In the case of sewage sludge, the moisture content fluctuates by about 10% depending on the season, so even if the sludge is shaped in the pretreatment section 11 and the surface is dried, the moisture content inside the sludge is seasonal. It depends on. However, since conditions are set so as not to adhere and stick to each other, even if the moisture content changes, the carbonization treatment is similarly performed in the rotary kiln main body Kb. That is, when the moisture content is low, the fixed position F where the combustion conditions in the rotary kiln main body Kb are adjusted moves upstream (the flame moves upstream), and when the moisture content is high, drying time is required. The fixed position F where the conditions are met moves downstream (flame moves downstream). This means that the discharge position of the combustible gas component discharged from the inside after the sludge is dried is automatically moved upstream or downstream in the rotary kiln main body Kb depending on the moisture content.
[0024]
Gas combustion inside the rotary kiln main body Kb and exhaust of the gas in the main body Kb caused by the carbonization phenomenon are sucked into the exhaust processing means 12, and black smoke and odor are processed by the combustion block 12a. In addition, the Cl component and the like pass through the cooling block 12b, and after being purified by the next neutralization block 12c, are released from the filtration suction block 12d to the outside of the system.
[0025]
Next, an agitating wall 31 as shown in FIG. 2 is provided on the transfer wall 2 in the cylinder 1 of the rotary kiln main body Kb of the carbonizing apparatus shown in FIG. An example will be described. The agitation wall 31 has a substantially semicircular cross-sectional shape bulging inward from the outer peripheral edge of the transfer wall 2, and according to this agitation wall 31, the processed material M enters the inner side of the inner peripheral edge of the transfer wall 2. There is not, and since it agitates so that the front and back of the processed material M may be reversed and rolled between the front and rear conveying walls 2 and 2, it is suitably carbonized without burning. That is, the heated hot air passes through the inside of the inner peripheral edge of the conveying wall 2 in the cylindrical body 1, but if the processed material M enters inside the inner peripheral edge, a direct flame is applied, so that ore is applied to the processed material M in advance. If not mixed, it will burn and a considerable amount will be incinerated. Therefore, if the processed material M is between the front and rear transfer walls 2 and 2 as described above and stirred (see FIGS. 3 and 4) so as not to enter the inner peripheral edge of the transfer wall 2, it will burn. In addition, oxygen between the front and rear transfer walls 2 and 2 is consumed for the combustion of the combustible gas discharged from the processed material M, so that there is very little oxygen between the transfer walls 2 and 2. In this state, when heated to a high temperature by the heated hot air passing through the inner side of the inner peripheral edge of the transfer wall 2, further combustible gas is generated from the processed material M, and a so-called steamed state is formed to promote carbonization. . Therefore, when this stirring wall 31 is used, it is not necessary to previously mix the ore with the processed material M, so that a highly pure carbide can be obtained. The shape of the agitation wall 31 is substantially semicircular in cross section. However, if the processed material M can be agitated in the same manner as described above, the agitation wall 31 may have a substantially triangular cross section, a substantially trapezoidal cross section, and a substantially mountain cross section. In addition, the outer surfaces of the stirring walls including the stirring wall having a substantially semicircular arc shape in cross section may be formed in a concavo-convex surface such as a waveform. In addition to the carbonization processing apparatus of this example, the carbonization processing apparatus shown in FIG. 1 also requires that the processed matter M such as sludge be prepared in order to obtain uniform charcoal. .
[0026]
【The invention's effect】
The present invention is as described above, and waste ( sludge ) that has not been considered in the past such as carbonization such as sludge having a high moisture content such as sludge and having an irregular shape and high viscosity is formed in the pretreatment section. The sludge that has been shaped at the part and formed into a surface state in which the sludge that has been shaped at the molding part in the surface drying part does not adhere or stick to each other, and then the shaped sludge is spirally formed on the inner peripheral surface. The inside of the cylindrical rotary kiln formed with a part of the conveying wall and the stirring wall crossing the conveying wall, the stirring wall bulging inward from the outer peripheral edge of the conveying wall and lower than the height of the conveying wall after preheating the, while rotating the person the rotary kiln above the rotary kiln was continuously fed at a predetermined unit amount, at the time of the supply, blowing a flame from below the rotary kiln into the interior of the rotary kiln, the Rotor When the gas component released from the waste (sludge) in the kiln is ignited, the blowing of the flame is stopped, the gas inside the rotary kiln is sucked from the upper side of the rotary kiln, detoxified and exhausted, and The agitation wall is used to agitate the sludge so that the sludge does not enter the inner peripheral edge of the conveyance wall and the front and back of the conveyance wall are reversed and rolled. Therefore, it is possible to continuously take out the waste such as sludge and to carry out the carbonization process efficiently and efficiently in an energy saving manner. Thus, the method of the present invention is extremely useful as a method for treating sewage sludge, which is particularly difficult for final treatment.
[0027]
In addition, according to the carbonization treatment method of the present invention, oxygen consumption is small because of the self-combustion method, compared to the conventional method of making sludge and the like a dehydrated cake having a water content of about 70 to 80% and incineration in an incinerator. Therefore, the effect that the emission of CO 2 into the atmosphere can be reduced by 35% is obtained. This means that the amount of air used for combustion can be reduced. Therefore, the combustion block for combustion can be reduced in size, and the cooling block, neutralization block, and filtration suction block can also be reduced in size. The effect of being able to be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view schematically showing a carbonization apparatus for carrying out the method of the present invention, partly in cross section.
2 is a partially enlarged perspective view of a transfer wall in which a stirring wall different from that in FIG. 1 is provided on the transfer wall in the carbonization apparatus shown in FIG.
3 is a cross-sectional view of a cylindrical body 1 showing a state in which carbonization is performed by the apparatus shown in FIG. 1 using the transfer wall shown in FIG.
4 is a cross-sectional view of the cylinder 1 showing a state in which the cylinder 1 is rotated from the state shown in FIG. 3;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylindrical body 2 Conveying wall 3 Stirring wall 4 Heat insulation layer 5 Band-shaped ring 6, 7, 8 Support roller 9 Gas burner
9a Flame outlet
10 Input means
11 Pre-processing section
11a Molding part
11b Surface drying section
12 Exhaust treatment means
12a combustion block
12b cooling block
12c Neutralization block
12d filtration suction block
Kb Rotary kiln body M Carbonized material

Claims (3)

(イ) 内周面に螺旋状の搬送壁と該搬送壁の一部に当該搬送壁を横断する攪拌壁を形成した円筒状のロータリキルンに、前記搬送壁による送り方向の回転を与えつつ、バーナから火炎を吹込んで内部を予熱する、
(ロ) 予熱を実行した後、水分を含有する不定形の汚泥を前処理部における成形部で定形化すると共に表面乾燥部において前記成形部で定形化された各汚泥をそれら同士が接着乃至は粘着しない表面状態にしてから、当該定形化された汚泥を、上記(イ)のロータリキルンの上方に、当該ロータリキルンを回転させつつ所定の単位量で連続的に供給する、
(ハ) 前記(ロ)の状態におかれているロータリキルンの下方からこのロータリキルンの内部に火炎を吹込み、該ロータリキルン内で前記汚泥から放出されるガス成分が着火したら火炎の吹込みを止める、
(ニ) 前記(ロ),(ハ)の状態におかれるロータリキルンの上方から該ロータリキルンの内部の気体を吸引し無害化処理して排気する、
(ホ) 前記(イ)の攪拌壁は、搬送壁の外周縁から内側に膨出し、かつ、搬送壁の高さより低く形成し、当該攪拌壁により、前記汚泥が前記搬送壁の内周縁より内側に入り込むことなく、前後の搬送壁の間で表裏が反転し転がるように攪拌する、
(ヘ) 前記(イ)〜(ホ)の操作を行うことによりロータリキルンの下部から前記汚泥の炭化物を排出させることを特徴とする汚泥の炭化処理方法。
(A) A cylindrical rotary kiln having an inner peripheral surface formed with a spiral conveying wall and a stirring wall that crosses the conveying wall in a part of the conveying wall is rotated in the feeding direction by the conveying wall, Preheat the inside by blowing flame from the burner,
(B) After preheating, the amorphous sludge containing moisture is shaped in the molding part in the pre-treatment part and the sludges shaped in the molding part in the surface drying part are bonded to each other. After making the surface state not sticky, the shaped sludge is continuously supplied above the rotary kiln in (a) in a predetermined unit amount while rotating the rotary kiln.
(C) A flame is blown into the rotary kiln from below the rotary kiln in the state (b), and a flame is blown when a gas component released from the sludge is ignited in the rotary kiln. Stop
(D) The gas inside the rotary kiln is sucked from the upper side of the rotary kiln placed in the states (b) and (c), detoxified, and exhausted.
(E) The stirring wall in (a) bulges inward from the outer peripheral edge of the transfer wall and is formed to be lower than the height of the transfer wall, and the sludge is inside the inner peripheral edge of the transfer wall by the stirring wall. Stir so that the front and back are inverted and rolled between the front and rear transfer walls without entering.
(F) A method for carbonizing sludge, characterized in that the sludge carbides are discharged from the lower part of a rotary kiln by performing the operations (a) to (e).
定形化された汚泥は、加熱手段又は送風手段若しくは加熱送風手段を用いて各汚泥同士が接着乃至は粘着しない表面状態にする請求項1の汚泥の炭化処理方法。  2. The sludge carbonization method according to claim 1, wherein the sludge that has been shaped is brought into a surface state in which the sludges are not bonded or adhered to each other using a heating means, a blowing means, or a heating blowing means. 攪拌壁の形状は、断面略半円形状、断面略三角形状,断面略台形状,断面略山形状,外面凹凸形状のいずれかである請求項1又は2の汚泥の炭化処理方法。  The method of carbonizing sludge according to claim 1 or 2, wherein the shape of the stirring wall is any one of a substantially semicircular cross section, a substantially triangular shape, a substantially trapezoidal cross section, a substantially mountain-shaped cross section, and an outer surface uneven shape.
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