JP5640254B2

JP5640254B2 - 有機廃棄物炭化処理用連続加熱炉

Info

Publication number: JP5640254B2
Application number: JP2013008381A
Authority: JP
Inventors: 廣太郎土本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-11-17
Filing date: 2013-01-21
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2027-06-11
Also published as: JP2013091808A; JP5277370B2; JP2008144131A

Description

本発明は、生ごみなどの有機廃棄物の炭化処理方法を実現するための有機廃棄物炭化処理用加熱炉に関するものである。

従来より、生ごみ、農作物屑或いは廃木材などの有機廃棄物を炭化させることにより、ダイオキシンなどの有害ガスを発生させず、有機廃棄物を減容化させ、炭化物を土壌改良材や水質改善材などとして再利用できる、炭化処理方法および炭化処理装置が種々提案されている。

そのような炭化処理方法および炭化処理装置としては、例えば特開２００４−２７７６５５号公報の炭化処理方法及び炭化処理装置、特開２０００−３１３８８４号公報の廃棄物の処理方法などある。前者は、炭化槽内に設けられた一対のプレートに有機物を挟み込んで炭化する処理方法および炭化処理装置を開示している。また、後者は、複数のバケット内に廃棄物を投入し、攪拌しながら、無酸素状態で高温蒸気に曝して炭化させる廃棄物の処理方法および炭化処理装置を開示している。

しかし、前者の炭化処理方法及び炭化処理装置は、単一の炭化槽しか有していないため、日々大量に発生する有機物を炭化処理するためには、装置を大型化するか或いは多数の装置を必要とする。また、仮に大型の装置を構築しても単一の炭化槽で大量の有機物を炭化するためには、大量の燃料と時間を要し、これらがコスト高の要因となり実現化が困難であった。他方、後者の廃棄物の処理方法は、複数のバケット内に廃棄物をそれぞれ投入し、一見して大量の廃棄物を炭化できる構造を有しているが、バケットには高温蒸気を流通させるための多数の細孔部やメッシュが設けられているため、バケットは密閉されておらず、臭気などが漏れる構造となっている。

特開２００４−２７７６５５号公報特開２０００−３１３８８４号公報

そこで、本願発明者は上記従来技術の問題点を一挙に解決する有機廃棄物炭化処理用加熱炉を想起したものであり、すなわち、本発明の課題は、大量の有機廃棄物を簡素な設備で低廉かつ短時間に炭化減容化でき、臭気やその他の有害ガスが外部に漏れることもなく、炭化物を土壌改良材や水質改善材などとして再利用できる有機廃棄物炭化処理用加熱炉を提供することにある。

上記課題を解決するものは、ハウジングと、該ハウジング内に配されステンレス材にて形成された本体部および蓋体とを有し有機廃棄物を内部に投入して加熱しても前記本体部と前記蓋体との密閉状態を保持可能な炭化処理用容器と、該炭化処理用容器に設けられ内部の温度が設定温度以上、或いは設定圧力以上になることを抑制するための減圧手段と、該炭化処理用容器を加熱して内部の有機廃棄物を炭化させるための加熱手段と、前記ハウジングの燃焼ガス排出部に設けられ燃焼ガスを燃焼させるための第２加熱手段を有していることを特徴とする有機廃棄物炭化処理用加熱炉である。

冷却手段は、ステンレス板にて区画された冷却室内に導入された冷却用媒体流通管から噴出される冷却用媒体により冷却されるものであることが好ましい。

請求項１に記載の発明によれば、大量の有機廃棄物を簡素な設備で低廉かつ短時間に炭化減容化できる。また、密閉状態で炭化するため、臭気やその他の有害ガスが外部に漏れることもなく炭化物に吸着される。さらに、炭化物を土壌改良材や水質改善材などとして再利用できる。

本発明の有機廃棄物炭化処理用加熱炉の一実施例の一部切り欠き側面概略図である。図１に示した有機廃棄物炭化処理用加熱炉の平面図である。図１に示した有機廃棄物炭化処理用加熱炉の炭化処理用容器の斜視図である。図１に示した有機廃棄物炭化処理用加熱炉の炭化処理用容器の縦断面図である。本発明の有機廃棄物炭化処理用加熱炉に使用する炭化処理用容器の他の実施例の斜視図である。図５に示した炭化処理用容器の減圧手段の縦断面図である。本発明の有機廃棄物炭化処理用加熱炉の他の実施例の一部切り欠き側面概略図である。図７のＡ−Ａ線断面拡大概略図である。

本発明の有機廃棄物炭化処理用加熱炉は、有機廃棄物を内部に投入して密閉状態を保持可能な炭化処理用容器を順次加熱し内部の有機廃棄物を炭化することで、大量の有機廃棄物を簡素な設備で低廉かつ短時間で減容化でき、臭気やその他の有害ガスが外部に漏れることもなく、有機廃棄物を安全に炭化処理することを実現した。

図１は本発明の有機廃棄物炭化処理用加熱炉の一実施例の一部切り欠き側面概略図であり、図２は図１に示した有機廃棄物炭化処理用加熱炉の平面図であり、図３は図１に示した有機廃棄物炭化処理用加熱炉の炭化処理用容器の斜視図であり、図４は図１に示した有機廃棄物炭化処理用加熱炉の炭化処理用容器の縦断面図である。

この実施例の有機廃棄物炭化処理用連続加熱炉１は、図１に示すように、有機廃棄物を内部に投入して密閉状態を保持可能な複数の炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆと、複数の炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆを順次搬送するための搬送手段３と、複数の炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆを加熱して内部の有機廃棄物を炭化させるための加熱手段４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとを有している。以下、各構成について順次詳述する。

この実施例の有機廃棄物炭化処理用連続加熱炉１は、ローラーハースキルンであり、炉入口１ａから炉出口１ｂに向かって水平方向（図中ｈ方向）に順次搬送される炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆを加熱することにより、内部に収納した有機廃棄物を炭化させる。なお、本願でいう有機廃棄物とは、例えば生ごみ、農作物屑或いは廃木材などの有機物であるが、一部に廃プラスチックなどが含まれていても炭化可能である。

炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、２ｅ，２ｆは、有機廃棄物を内部に投入して加熱しても密閉状態を保持可能に構成されたものであり、耐熱性および耐食性を有するものであればどのようなものでもよいが、この実施例では、耐熱耐食性合金であるステンレス材により炭化処理用容器が形成されている。

炭化処理用容器２の構造としては、有機廃棄物を内部に投入して加熱しても密閉状態を保持可能なものであればどのような形態であってもよいが、この実施例では、図３または図４に示すように、上端が開口し長方体の本体部２Ａと、本体部２Ａの上端開口に嵌合して密閉状態を保持する蓋体２Ｂとからなり、図４に示すように、生ごみ等有機廃棄物を内部に投入して有機廃棄物炭化処理用連続加熱炉１内で加熱しても密閉状態を保持するように構成されている。なお、この実施例の炭化処理用容器２は、蓋体２Ｂの自重、または本体部２Ａと蓋体２Ｂとの係合力によって加熱されても密閉状態を保持するが、本体部２Ａと蓋体２Ｂとの間に締結手段を設けたものも本発明の範疇に包含される。

炭化処理用容器２の個数は、図１または図２中には６個現れているが、有機廃棄物炭化処理用連続加熱炉１は、有機廃棄物を炭化処理用容器２に詰めて順次加熱するものであるため、順次加熱に必要な個数が適宜準備される。

搬送手段３は、複数の炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆを炉入口１ａから炉出口１ｂに向かって順次搬送するためのものであり、基台１ｃの長手方向に直交する方向に複数配された回転ローラー３ａと、基台１ｃに設けられ回転ローラー３ａを回転可能に支持する支持部３ｂと、回転ローラー３ａを回転させるための駆動手段（図示しない）とから構成されている。そして、炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆはそれぞれトレー９上に載置され、トレー９が回転ローラー３ａ上を転動することにより、炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆが炉入口１ａから炉出口１ｂに向かって順次搬送されるように構成されている。なお、この実施例の搬送手段３は、炉入口１ａから炉出口１ｂに向かって直線状に配されているが、炭化処理用容器２が周回するように環状に構成されたものも本発明の範疇に包含される。

加熱手段４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆを加熱して内部の有機廃棄物を炭化させるためのものであり、図１または図２に示すように、搬送ラインに沿って設けられている。具体的には、加熱手段４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄはガスバーナーからなり、基台１ｃの下方に離間して４機配され、トレー９を介して炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆを下方から加熱するように構成されている。

この実施例の有機廃棄物炭化処理用連続加熱炉１の炉長は約１２ｍであり、炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆは、約２５分で炉入口１ａから炉出口１ｂを通過し、内部の有機廃棄物が炭化される。また、有機廃棄物炭化処理用連続加熱炉１はハウジング５により、焼成室が区画され、ハウジング５の上部には、燃焼ガスを燃焼させるための第２加熱手段７を備えた燃焼ガス排出部６が構成されている。

つぎに、本発明の有機廃棄物の炭化処理方法を前述した有機廃棄物炭化処理用連続加熱炉１を用いて説明する。
本発明の有機廃棄物の炭化処理方法は、複数の炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ内に有機廃棄物を投入して密閉状態を保持する工程と、有機廃棄物を投入した炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆを連続加熱炉１の搬送手段３に配置して順次加熱し炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ内の有機廃棄物を炭化する工程と、炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆより炭化物を取り出す工程とを有している。以下、各工程について順次詳述する。

複数の炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ内に有機廃棄物を投入して密閉状態を保持する工程では、炭化処理用容器２の蓋体２Ｂを本体部２Ａより取り外して順次、有機廃棄物を本体部２Ａ内に投入する。より具体的には、この実施例の炭化処理用容器２は２０リットルの容量を有したものであり、生ごみ等の有機廃棄物を約１０ｋｇ投入する。この際、約１リットルの水を補充することが好ましい。そして、蓋体２Ｂを本体部２Ａに嵌合させる。

有機廃棄物を投入した炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆを連続加熱炉１の搬送手段３に配置して順次加熱し炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ内の有機廃棄物を炭化する工程では、有機廃棄物を投入した炭化処理用容器２を炉入口１ａ付近の回転ローラー３ａ上にトレー９を介して載置する。炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆは搬送手段３により順次炉内を進行し、加熱手段４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにより加熱される。連続加熱炉１内の温度は３００〜９００℃であることが好ましく、より好ましくは７２０〜７４０℃である。これにより、炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ内の有機廃棄物は炭化される。この際、有機廃棄物は、炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ内において密閉状態で炭化されるため、臭気やその他の有害ガスは炭化の過程で炭化物に吸着される。

このように、本発明の有機廃棄物の炭化処理方法では、密閉状態が維持された炭化処理用容器内に有機廃棄物を収納して順次搬送、加熱することにより、大量の有機廃棄物を簡素な設備で低廉かつ短時間に炭化減容化できる。また、密閉状態で炭化するため、臭気やその他の有害ガスが外部に漏れることもなく炭化物に吸着される。

炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆより炭化物を取り出す工程では、炉出口１ｂに順次搬出される炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆの蓋体２Ｂを取り外して、内部の炭化物を取り出す。なお、この実施例では、自然冷却の後、炭化物を取り出すが、冷却手段を設け、炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆを冷却した後、炭化物を取り出すものも本発明の範疇に包含される。そして、取り出された炭化物は、土壌改良材や水質改善材などとして再利用することができる。

さらに、図５および図６に示した有機廃棄物炭化処理用連続加熱炉に使用する炭化処理用容器の他の実施例について説明する。
この炭化処理用容器１０と前述した炭化処理用容器２との相違は、内部の温度が設定温度以上になることを抑制するための減圧手段８を有している点のみであり、他は同様である。同一構成部分については同一符号を付し説明を省略する。

具体的には、炭化処理用容器１０は蓋体２Ｂの中央付近には、内部の温度が８００℃以上になると、内部の蒸気を外部に排出し、８００℃以上の温度上昇を抑制するための減圧手段８が設けられている。この減圧手段８は、筒状本体８ａと、筒状本体８ａの内部に配され上下に摺動可能な摺動体８ｂとからなっている。筒状本体８ａの内部には、貫通孔を有した隔壁８ｃが形成されており、その貫通孔には逆止弁８ｄが設けられている。また、摺動体８ｂにも貫通孔が形成されており、この貫通孔にも逆止弁８ｆが設けられている。そして、筒状本体８ａは、装着部８ｅを介して蓋体２Ｂに固定されており、内部の温度が８００℃以上になると、蒸気が図６中の矢印の経緯で外部に排出されるように構成されている。なお、この実施例の減圧手段８は、炭化処理用容器１０内の温度が８００℃以上になると上記のように作用して減圧するが、炭化処理用容器内の圧力が設定圧力以上になると減圧作用を生じるように構成された減圧手段であってもよい。

さらに、図７および図８に示した有機廃棄物炭化処理用連続加熱炉２０について説明する。
この実施例の有機廃棄物炭化処理用連続加熱炉２０と、前述した有機廃棄物炭化処理用連続加熱炉１との基本的な相違は、有機廃棄物炭化処理用連続加熱炉２０が、焼成室の下流側に隣接して冷却室を備えている点であり、他は有機廃棄物炭化処理用連続加熱炉１と同様である。有機廃棄物炭化処理用連続加熱炉１と同一構成については同一符号を付し説明を省略する。

具体的には、有機廃棄物炭化処理用連続加熱炉２０は、搬送方向に沿って延在するように配置されたステンレス板２１（天板）により区画された冷却室を有しており、ステンレス板２１の下方には、搬送方向に直交する方向に延在し、かつ加熱炉２０を貫通して配された冷却用媒体流通管２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆが搬送されてくる炭化処理用容器２の上下付近にそれぞれ離間して設けられている。なお、ハウジング５内において冷却室を構成する際、ステンレス板２１（天板）により上部を区画するのは、冷却室を狭小化して冷却効率を高めるためである。また、ステンレス板を使用するのは、ステンレスが比熱が小さく冷めやすい性質を有すると共に、強度性、耐熱性、耐久性、耐食性、熱伝導性に優れているからであり、さらに図８に示すように、ステンレス板の縦断面を波形に形成することにより、下方への垂下を抑止できると共に、表面積を大きくして熱発散性を高めることができる。

冷却用媒体流通管２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ内には、例えばエアまたは水などの気体状または液体状の冷却用媒体がコンプレッサ（図示しない）を介して流通しており、図８に示すように、冷却用媒体流通管２２ａ，２２ｃ，２２ｅからはそれらの下部に複数設けられた噴出口より下方（搬送されてくる炭化処理用容器２）に向かって冷却用媒体が噴出されるように構成されている。他方、冷却用媒体流通管２２ｂ，２２ｄ，２２ｆからはそれらの上部に複数設けられた噴出口より上方（搬送されてくる炭化処理用容器２）に向かって冷却用媒体が噴出されるように構成されている。

このように、この実施例の有機廃棄物炭化処理用連続加熱炉２０は、焼成室の下流側ハウジング５内に、ステンレス板２１（天板）により区画され狭小化された冷却室と、冷却室内に導入された冷却用媒体流通管２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆから噴出される冷却用媒体により冷却される冷却手段とを有しているため、炭化処理用容器２を急冷させることで、その後の炭化物取出工程の作業効率を高めることができる。なお、ステンレス板２１は、冷却用媒体流通管２２ａ，２２ｃ，２２ｅの上部に直接載置してもよく、これにより、ステンレス板２１は熱により膨張しても横方向のみに膨張し冷却に伴って収縮して垂下を確実に抑止できる。

具体的には、炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｊは、図７に示すように、搬送手段３により順次炉内をｈ方向に進行し、焼成室にて加熱手段４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにより加熱された後、ステンレス板２１により区画され冷却室に移行する。この冷却室では、まず、冷却用媒体流通管２２ａ，２２ｂから噴出される冷却用媒体によって各炭化処理用容器２が上下より冷却される。さらに搬送されて、各炭化処理用容器２は冷却用媒体流通管２２ｃ，２２ｄから噴出される冷却用媒体、次いで冷却用媒体流通管２２ｅ，２２ｆから噴出される冷却用媒体によって上下より冷却される。そして、炉出口１ｂに順次搬出される炭化処理用容器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｊは冷却されているため、その蓋体２Ｂを取り外して内部の炭化物をより容易に取り出すことができる。

１有機廃棄物炭化処理用加熱炉
２炭化処理用容器
３搬送手段
４加熱手段
５ハウジング
６燃焼ガス排出部
７第２加熱手段
８減圧手段
９トレー
２１ステンレス板
２２冷却媒体流通管

Claims

ハウジングと、該ハウジング内に配されステンレス材にて形成された本体部および蓋体とを有し有機廃棄物を内部に投入して加熱しても前記本体部と前記蓋体との密閉状態を保持可能な炭化処理用容器と、該炭化処理用容器に設けられ内部の温度が設定温度以上、或いは設定圧力以上になることを抑制するための減圧手段と、該炭化処理用容器を加熱して内部の有機廃棄物を炭化させるための加熱手段と、前記ハウジングの燃焼ガス排出部に設けられ燃焼ガスを燃焼させるための第２加熱手段を有していることを特徴とする有機廃棄物炭化処理用加熱炉。