JP5431615B1 - 有機物処理・熱利用装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 第1燃焼炉2Aと第2燃焼炉2Bとの間に、有機物を主体とする廃棄物等を炭化する炭化炉3を配設し、炭化炉3で被処理物を炭化するにあたりそれぞれの燃焼炉2A、2Bの熱源を利用し、第1燃焼炉2Aの炉内に熱利用のための熱交換器13を設ける。また、有機物を主体とする廃棄物等を炭化するにあたり、これらを所定寸法以下に裁断し、ガス放出部6cを備えた炭化箱6内に収容し、この炭化箱6を炭化炉3に送り込んで炭化させる。
【選択図】 図1
Description
また、特許文献3のように、樹木等のバイオマス素材を破砕やペレット化して乾燥させたのち燃焼させるような技術は、バイオマス素材を破砕したり、ペレット化したりするためのエネルギーが必要となり、燃焼させるために必要なエネルギーと、燃焼させて得られるエネルギーとの差が小さいためトータルエネルギーの観点から改善が望まれていた。
また、いずれの技術でも燃焼炉で被燃焼物が燃焼する際、ダイオキシン類が発生してそのまま外気に漏洩し、環境を汚染するという問題があった。
ここで、燃焼炉で燃焼させる「水分含有量15%重量以下に乾燥させた乾燥物」としては、炭化させた炭化物を含むものとし、例えば炭化物だけ燃焼させて良く、炭化には至らないが、水分含有量15%以下に乾燥させた乾燥物を燃焼させても良く、これらを所定の割合で混ぜたものを燃焼させても良い。なお、ここでいう炭化物とは、可燃ガスが完全に放出し尽くされて炭化が完全に行われた物だけでなく、炭化物が粉砕しやくなった程度に炭化されたものをも含むものとし、このような粉砕しやすくなった程度の炭化としては、炭化箱内の被処理物が300℃で30分程度晒された場合、400℃で1分程度晒された場合、500℃では30秒程度晒された場合などが該当する。
すなわち、有機物として炭水化物の場合を例にとると、炭水化物の基本的な物質構造は、化学式でCm(H2O)nであり、これを300〜500℃程度に加熱すると、C(炭化物)と(CO+H2)に分解され、この(CO+H2)は可燃性を有する可燃ガスである。
また、一般的に炭素を含む有機物では、300℃程度以上の熱を加えると、もともとの物質が分解されて可燃ガスと炭化物に分解されることが知られている。
このため、燃焼させる水分含有量15重量%以下の乾燥物としては、特に、最大寸法10mm以下のサイズの粒状物に粉砕しておくことが好ましい。
なお、炭化まで至らない水分含有量15重量%以下の乾燥物を燃焼させるときは、炭化物と混ぜて一緒に燃焼させることにより、ダイオキシン類の発生を一層抑制することができる。
しかも、炭化箱に収容される被処理物を炭化する際、内部に溜まったガスを放出可能なガス放出部を設けることにより、炭化処理中に発生した異臭成分が外部に漏れ出すことなく、高温で脱臭処理される。
また、炭化箱を燃焼炉外に払い出すための搬出路に冷却手段を設け、少なくとも250℃以下に冷却して払い出すようにすれば、内部の炭化物に着火して燃え出すような不具合を防止することができる。
本発明は、例えば食品廃棄物や産業廃棄物や動物糞等や木質材等の有機物を主体とする廃棄物等を炭化処理するにあたり、ダイオキシン類の発生を抑制するとともに、被処理物から発生するガスを有効活用し、より効果的に処理し、最終的にこれを燃焼させることによって熱エネルギーとして回収し、有効利用が図れるようにされており、炭化炉を挟んで一対の燃焼炉を設け、両方の燃焼炉を連通させて連通路を炭化炉とすることにより、両方の燃焼炉の熱源を有効に活用して被処理物を炭化させ、この炭化物を燃焼炉で燃焼させ、本実施例では発電のエネルギーとして活用できるようにされている。
なお、受台8上に送給された被燃焼物を炉内で水平方向に送りつつ燃焼させ、焼却灰等を炉内の下方部に落下させるための水平無限軌道等をそれぞれの受台8の下方などに設けるようにしてもよい。
なお、本実施例では、攪拌羽根11で焼却灰等を排出するようにしているが、ベルトコンベア等で排出するようにしても良い。
この際、被処理物として動物糞等のように塩素(Cl)含有量が多い処理物である場合、炭化箱6内に収容する時点で、例えばCaやNaなどの塩基類と混ぜて収容することで、塩素の大部分が固定されて最終的にダイオキシン類の発生を大幅に抑制することができる。
そして、搬入路4と搬出路5の移送ローラ16や、搬入路4の炭化箱6を押し込む不図示のシリンダユニットなどの押込み機構や、耐熱コンベア15等が、炭化箱6を送る送り機構として構成されている。
なお、この搬出路5には、炭化箱6を所定温度以下に冷却するための冷却手段18を設けているが、この冷却手段18については後述する。
これは、第1燃焼炉2Aの温度が、発電用熱交換器13のために1100℃近くに加熱されるため、大量の高温ガスを炭化炉3内にそのまま導入すると、問題が生じるからであり、連通面積調整部材19によって連通面積を調整できるようにするためである。
なお、ガス放出部6cの先端に、ガス放出部6cの通路を一時的に塞ぐことのできるフタを設けておき、後述する排出路5の冷却手段18を炭化箱6が通過して外部に払い出された時点で、それまで開放していたガス放出部6cにフタをして内部の炭化物に着火しやすくなるのを防止するようにしてもよい。
第1.第2燃焼炉2A、2Bにおいては、最初の段階で燃焼室内に任意の着火物を投入してヒータ等によって燃焼させ、燃焼室内の燃焼が定常的に安定して行われるようになると着火部の作動を停止させて投入部7から被燃焼物を投入する。そして、安定した燃焼によって、第1燃焼炉2Aの炉内温度を1100℃付近に維持し、第2燃焼炉2Bの炉内温度を700℃程度に保持する。
すると、炭化箱6内の被炭化物は、可燃ガスと炭化物に分解され、可燃ガスはガス放出部6cを通して箱外に放出されて燃焼し始め、可燃ガスが除去された被処理物は炭化物に変化する。
なお、図2の左側の第2燃焼炉2Bは、特に、全般的に脱臭が不足するときや、第1燃焼炉2Aだけでは炭化に必要な発熱が不足するときにこれを補う機能を果たし、例えば、炭化箱6内に収容される被処理物がオムツや動物糞等の塩素類を多量に含んでいるような場合、炭化箱6のガス放出部6cの取り付け方向を図2の左方の第2燃焼炉2Bの方向に向けて、第2燃焼炉2Bのガス放出部14に導いて脱臭処理等するようにすれば、第1燃焼炉2A内の発電用交換器13の劣化等を防止する機能を果たすようになる。
なお、例えば、第2燃焼炉2Bの発熱が不足して第1燃焼炉2Aで炭化させるような場合、炭化箱6の下方の座部に回転盤等を配置して箱全体を回転させながら炭化させることも可能である。
例えば、炭化箱6の形状等は例示である。
また、本実施例では、第1燃焼炉2Aと第2燃焼炉2Bにそれぞれのガス排出路14を独立に設けているが、炭化箱6内に収容される被処理物として塩素含有量が少ない処理物であるときは、第2燃焼炉2B側のガス排出部14を廃止するとともに、第1燃焼炉2Aと第2燃焼炉2Bの炉内上部を連通させ、第2燃焼炉2Bの高温ガスを連通路を通して第1燃焼炉2A側のガス排出部14に導くようにしても良い。さらに、熱交換器13としては、発電用以外の用途、例えば温室用などの温熱ガスとして利用するようにしても良い。
Claims (2)
- 有機物を主体とする廃棄物等を炭化する炭化炉と、水分含有量15重量%以下に乾燥させた乾燥物を燃焼させる燃焼炉を備え、前記燃焼炉の炉内に熱利用のための熱交換器が組み込まれる有機物処理・熱利用装置であって、前記燃焼炉は、前記炭化炉を挟み込むように一対設けられ、それぞれの燃焼炉を連通させる連通室内を炭化炉として構成するとともに、この連通路に被処理物を収容した炭化箱を連続的に送り込むことのできる送り機構を設け、炭化炉に送り込まれた炭化箱を少なくとも300℃以上の温度で加熱して内部の被処理物を炭化させることができるようにされるとともに、この炭化箱の所定箇所には、内部に溜まったガスを放出可能なガス放出部が設けられ、また、前記熱利用のための熱交換器は、前記一対の燃焼炉の少なくとも一方側の燃焼炉の炉内に配設されることを特徴とする有機物処理・熱利用装置。
- 前記炭化箱を炭化炉外に払い出すための搬出路には、炭化箱を少なくとも250℃以下の温度に冷却可能な冷却手段が配設されることを特徴とする請求項1に記載の有機物処理・熱利用装置。
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JP5725526B1 (ja) * | 2014-07-22 | 2015-05-27 | 日本ウオルフラム株式会社 | 有機廃棄物等の処理方法 |
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