JP4693311B2

JP4693311B2 - 炭化減容装置

Info

Publication number: JP4693311B2
Application number: JP2001292540A
Authority: JP
Inventors: 廣彬上野
Original assignee: KYORITSU INDUSTRY CO., LTD.
Current assignee: KYORITSU INDUSTRY CO., LTD.
Priority date: 2001-08-22
Filing date: 2001-08-22
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2021-08-22
Also published as: JP2003053312A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸素希薄の状態で加熱し、炭化減容を行う室と、脱臭室と排気部とを備えた食品あるいはその他の有機系廃棄物の炭化減容装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、食品等の有機系廃棄物処理方法の一つとして、空気中で焼却させる方法があった。この方法は雑多な廃棄物を区別することなく、処理することが出きる便利さがあるが、処理される廃棄物によって燃焼温度が変わり、これをコントロールすることは、難しく、時として高温となるため焼却炉の損傷が激しいという問題があった。さらに、燃焼がコントロールされないと、環境汚染の原因となる排気ガスが発生しやすいという問題があった。そこで、空気希薄の状態で食品等の有機系廃棄物を加熱し、減容するのがもう一つの解決策である。
【０００３】
食品等の有機系廃棄物を空気希薄の状態で加熱を行うと、１２０℃以内において、５０％から８０％の減容が行われ、臭気を含む水蒸気が放出されるが、さらに２００℃近辺から４００℃までに急激に炭化水素系ガスが放出され、さらに減容が行われ、残分はほとんどが炭化物となる。従って、４００℃付近の温度まで空気希薄の状態で加熱する減用法は炭化減容法であり、この装置は炭化減容装置であるということができる。
【０００４】
従来の炭化減容装置は、炭化減容室を加熱室の内部に設け、加熱室の上部に脱臭室を設け、加熱室のバーナの火炎によって炭化減容室を昇温し、炭化減容室で発生した臭気等の気体を配管を通して、脱臭室に導入し、脱臭室の火炎によって燃焼させる方法が取られていた。加熱室と炭化減容室との間の距離は、バーナの熱を効率よく伝えるために狭くしていた。
【０００５】
また、従来の炭化減容装置においては、炭化減容室から脱臭室への排気ガスの導入は、廃棄物からガスが自然発生的に出るに任せて脱臭室に導入する（例えば特開平１１−３０２６６０）方法、或いは同軸の配管を通して、炭化減容室からのガスを２重配管内部配管に送通し、加熱室の気体を外周の配管によって送通して、炭化減容室の排気ガスを誘導する方法（例えば特開平７−２８０２３６、）などがあった。また、脱臭室は炭化減容室から誘導された気体を２重の配管に続く煙突部に導入し、煙突部に導入した火炎によって燃焼する方法（例えば特開平９−１８４６１１）、あるいはこの管を取り除いて直接火炎によって燃焼させる方法（例えば特開２０００−１７２６７）などがあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の炭化減容装置にあっては、加熱室バーナは火炎が炭化減容室の下部にくるように設けられていて、加熱室と炭化減容室との距離が狭いため、バーナの火炎が直接炭化減容室に接触し、炭化減容室が劣化、孔食しやすいという問題があった。
【０００７】
また、従来の減容室にあっては、バーナ火炎の熱風は炭化減容室に沿って加熱され、加熱室内部を上昇するが、自然の上昇の場合、熱伝達係数に関連する境膜が厚く、熱伝達の効率が悪い。
【０００８】
また、上記の炭化減容室から脱臭室への気体の導入には同軸配管であるか無いかに係わらず、炭化水素ガスの脱臭室へのコントロールは行われていない。
【０００９】
また、上記の炭化減容室から脱臭室への気体の導入に煙突を付けて、煙突の中で燃焼する方法は、炭化水素ガスが激しく発生する場合に、脱臭室へのガスの導入も激しくなり、脱臭室の火炎が大きくなり、脱臭室の耐火物を損傷がはげしくなる、という危険性があった。また、煙突を付けないで、燃焼する方法はガスが完全に燃焼しないで、逃げるものがあった。
【００１０】
また、炭化減容室において生成した炭化物は、加熱の後半においては、細かい粉塵となるため、炭化減容室内で舞い上がり、脱臭室に入り込み、場合によっては、大気中に放出される可能性もあった。
【００１１】
本発明は、炭化減容室及び脱臭室の損傷を低減し、熱効率の改善、脱臭効率の改善を行い、外部への粉塵の排出を防御し、排気ガスを無害化して、環境の汚染を防御する事を目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の炭化減容装置においては、（１）加熱室内部の炭化減容室下部のバーナ部の空間を最適に設定する、（２）炭化減容室の熱効率を改善するために炭化減容室にフィンを設ける、（３）炭化減容室から脱臭室への気体の導入路に、回転する羽根を設け、駆動モータを取り付ける、（４）脱臭室は燃焼室と乱流室とから構成し、燃焼室においては、炭化水素系脱臭気体を火炎の周囲から火炎内に入れるようにして燃焼し、さらに、乱流室において、気体を高温にさらす時間が長くなるようにする、（５）炭化減容室を加熱した排気ガスは乱流室に導入して無害化する、（６）脱臭室の排気は急冷を行い、分解した気体の再結合を防止し、集じん機に導入して排気するようにする、等の工夫を行った。
【００１３】
炭化減容室の周囲には加熱室を設けており、炭化減容室の下部にバーナを設けて、加熱室と炭化減容室との隙間はバーナ固有の火炎のほぼ直径にする。隙間をこのように設定することにより、炭化減容室は直接火炎の高温にさらされることがなく、また、炭化減容室に火炎の方向に設けたフィンによって火炎の熱風が留まり、炭化減容室を効率よく加熱し、熱風は加熱室と炭化減容室との隙間全体にまわることができる。
【００１４】
炭化減容室から脱臭室への気体の導入路に羽根を付け、モータによって駆動することは、炭化減容室から発生するガスを排出するためであるが、炭化減容室から発生する蒸気、炭化水素ガス等の気体が炭化減容室から排出する速度を回転速度によってコントロールし、また、大気が炭化減容室に入るのを防止することにもなる。したがって、その効果は、炭化減容室には、廃棄物からの発生する炭化水素ガスが激しいときには、排ガスが炭化減量室内に充満し、ガス発生が押さえられ、引き延ばされ、全体として、排出ガス発生の時間変化がなだらかになる。また、気体が廃棄物の隙間に入り込むことによって温度が均一になる効果もあると考えられる。
【００１５】
また、羽根車は炭化減容が進んだ段階において舞い上がる粉塵、あるいは、炭化減容作業の終了後に、炭化物を排出する際に舞い上がる粉塵が脱臭室に流入するのを防止する効果もある。
【００１６】
ただし、回転する羽根と羽根を設けた管壁との隙間はわずかに開けてあり、過剰に減圧になり、事故により羽根が停止した場合に脱臭室の火炎が入り込むのをされるのを防止している。
【００１７】
脱臭室は炭化減容室から発生した気体を火炎の周囲から導入できるように、火炎の周囲に多数の穴をあけた管を設けた。さらに、穴から導入された気体が、火炎の中に入らず、管壁に沿って流れる場合、火炎の先端部付近に設けた、障壁により、気体の流れが火炎に戻るようにしている。さらに、炭化減容室から発生した期待を充分酸化反応させるように、火炎部を超えた部分に高温を維持できる乱流室を設けている。さらに、炭化減容室を加熱した排気ガスの熱風は炭化減容室の加熱を４００℃となるようにしているため、高温でないため、ダイオキシンガスの発生もしやすい。したがって、炭化減容室を加熱した排気ガスは、乱流室に導入して高温にして酸化分解し、無害化するようにした。
【００１８】
乱流室から排出された排ガスは排気塔に導入される。排気塔は冷却部と集塵器からなっており、冷却部は散水設備及び金属製のフィンの熱交換器を設けた排気ダクトを通過し、同時にブロアにより導入された空気と混合され、冷却する。
【００１９】
冷却された気体は集塵機に導入されて炭化減容室から排出された粉塵、及び火炎において発生する煤煙が取り除かれ、大気に放出される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は本発明に係る炭化減容装置の実施例を示す説明用縦断面図である。加熱室１の内部に炭化減容室２を設けており、炭化減容室２には投入口３を設けている。炭化減容室２の下部にバーナ４を２個設置し、２個のバーナの火炎を調節することにより、炭化減容室の温度が４００℃に加熱保持される。加熱室内１における炭化減容室２の下部のスペースはバーナ４の火炎が大きい場合の直径にほぼ相当する間隔にしている。炭化減容室にはフィン５を設け、火炎の熱風が炭化減容室の周囲を流れる際の障害となるようにしている。炭化減容室から排出される気体は配管６を通過して脱臭室７に導入される。脱臭室７に導入された気体は出口７ａを通過して、排気ダクト８で冷却され、集じん機９を通過して外部に放出される。
【００２２】
図２は本発明に係わる炭化減容装置の実施例を示す側面断面図である。加熱にともなって炭化減容室２の廃棄物から放出される気体は配管６を通して脱臭室７に導入されるが、配管６は断面を矩形とし、ほぼ断面に相当する羽根車６ａを設け、これを外部からモータによって回転することによって、脱臭室７に送気するようにした。羽根車６ａには配管６とは反対側にハウジング６ｂを設けている。
【００２３】
脱臭室７は配管６を通過した気体をバーナの周囲に導入するための分散室１０、バーナ１３を備え、気体を燃焼するための燃焼室１１、高温を維持して、気体を分解酸化する乱流室１２からなっている。燃焼室１１はバーナ１３の火炎の周囲を囲み、周囲に多数の貫通する穴１４ａを形成した耐火筒１４からなっており、その先端部に耐火筒より小さな開口部を有する障壁１５を設けた。障壁１５は、配管６から導入された気体が乱流室１２に入り込まないようにする隔壁を兼ねている。乱流室１２は燃焼室１１より大きな部屋であり、断熱材１６にており、さらに脱臭室の出口７ａの手前に、断熱障壁１７ａ及び１７ｂを設けている。断熱障壁１７ａ及び１７ｂによって乱流室１２は高温に維持することができる。
【００２４】
炭化減容室２を加熱した加熱室１の排気ガスは配管１８を通して乱流室１２に導入し、分解酸化する。
【００２５】
脱臭室の出口７ａを通過した気体は排気ダクト８に導入されるが、排気ダクト８には、気体の急冷設備を設け、冷却された気体が集じん機９に導入され排出される。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成されているので、以下に記載されているような効果を奏する。
【００２７】
炭化減容室を加熱するバーナの火炎部のスペースをバーナの固有の直径に設定したので、火炎の高温部が直接炭化減容室にあたることがなく、炭化減容室の長寿命化が達成できる。
【００２８】
炭化減容室にフィンを設けたので、炭化減容室の熱交換の効率が高くなり、燃料消費を少なくできる。
【００２９】
炭化減容室において排出される気体を羽根車によって誘導し、脱臭室のバーナの周囲から導入するようにしたので、火炎の偏りが少なく、バーナの火炎による燃焼室の耐火筒の損傷が少ない。
【００３０】
脱臭室の燃焼室の先端には、燃焼室の耐火筒より小さい開口部の障壁を設けたので、炭化減容室から発生する気体が耐火筒の内部に導入されて、耐火筒にそって流れ、火炎に入らなかった場合にも、障壁で火炎に戻される効果がある。
【００３１】
さらに、乱流室において、炭化減容室から発生した気体は、高温に維持されるため、分解酸化が促進される。
【００３２】
また、炭化減容室を加熱した排気ガスは乱流室において、さらに高温に曝され、酸化分解を行って排気されるので、無害化される、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】炭化減容装置の実施例を示す説明縦断面図である。
【図２】炭化減容装置の実施例を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１加熱室
２炭化減容室
３投入口
４バーナ
５フィン
６配管
６ａ羽根車
６ｂハウジング
７脱臭室
７ａ脱臭室出口
８ダクト
９集じん機
１０分散室
１１燃焼室
１２乱流室
１３バーナ
１４耐火筒
１４ａ穴
１５障壁
１６耐火断熱壁
１７ａ，１７ｂ断熱障壁
１８配管

Claims

投入口を有する炭化減容室と前記炭化減容室を囲んで設けられた加熱室と、前記炭化減容室から送通する脱臭室及び排気塔からなる炭化減容装置にあって、前記炭化減容室から前記脱臭室への繋ぎの配管内部に回転する羽根車を設け、前記羽根車を配管の外部でモータによって駆動することにより前記炭化減容室で発生した気体を脱臭室に送気し、
前記脱臭室が、バーナを備えた燃焼室と前記燃焼室に続く乱流室とからなり、前記燃焼室はバーナの火炎面の最大直径に該当する内径とし、周囲に複数の穴を有する耐火筒と、火炎の先端部近傍で耐火筒の直径より小さめの開口部を有する障壁とを備え、前記炭化減容室から放出される気体が耐火筒の周囲の穴を通して火炎に導入される構造となっており、前記乱流室が燃焼室の直径より充分大きな寸法で、耐火物からなる部屋であることを特徴とする炭化減容装置。
加熱室と乱流室とを配管で接続し、前記加熱室において発生した燃焼ガスを乱流室に導入したことを特徴とする請求項１記載の炭化減容装置。
炭化減容室を囲んで設けられた加熱室の内部にバーナを備えていて、前記バーナを設けた位置において、前記炭化減容室と前記加熱室との間の距離がバーナの火炎面の最大直径に該当する距離だけ離したことを特徴とする請求項１または２に記載の炭化減容装置。
炭化減容室と加熱室の隙間にあって、前記炭化減容室の外部でバーナの火炎の伸びる方向に少なくとも２つのフィンを設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の炭化減容装置。