JP6763575B2

JP6763575B2 - 処理対象物の発酵乾燥による燃料化装置および燃料化方法

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Publication number: JP6763575B2
Application number: JP2017167134A
Authority: JP
Inventors: 眞一下瀬
Original assignee: Shimose Microbes Laboratory Corp
Current assignee: Shimose Microbes Laboratory Corp
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2017-08-31
Publication date: 2020-09-30
Anticipated expiration: 2037-08-31
Also published as: JP2019044040A; CN111051478A; CN111051478B; WO2019044996A1; PH12020500383A1

Description

本発明は、有機性廃棄物を含む処理対象物の発酵乾燥による燃料化装置およびその方法に関するものである。

従来より、例えば一般家庭から排出されるごみ（一般廃棄物）や各種事業所などからの産業廃棄物を焼却処理して、その排熱を利用して発電することが提案されているが、その処理対象物には生ごみ、紙屑、し尿、生活雑排水、動植物性残渣、汚泥など種々の有機性廃棄物が含まれており、含水率が高いものもあることから、燃焼により発生する熱エネルギーが不安定になる。また、含水率が高く、水分の蒸発潜熱を必要とする場合には、化石燃料の使用により熱エネルギーを追加する場合がある。

この点について本願の発明者は、生ごみのような有機性廃棄物を密閉容器に収容して所定の微生物を添加し、減圧下において所定の飽和蒸気温度範囲に加熱しながら撹拌することによって、処理する対象物の有機物の発酵を促進するとともに、効率的に水分を蒸発して乾燥させることができる装置（発酵乾燥装置）について既に特許出願をしている。

例えば特許文献１に記載の発酵乾燥装置では、密閉容器内を減圧することによってその内部の有機性廃棄物からの水分の蒸発が促進され、発酵乾燥時間の短縮が図られるとともに、減圧によって水の沸点が低下することから、あまり高温にする必要がなくなり、温度の上昇による微生物の死滅を阻止することができる。

特開２００７−３１９７３８号公報

ところが、前記の処理対象物には多種多様な有機物が含まれており、これらを燃焼させた際、その発生する熱エネルギーにはばらつきがある。このため、前記従来例（特許文献１）のように発酵乾燥装置において発酵乾燥させただけでは、そのばらつきが大きくなってしまい、発電用燃焼炉の燃料として利用するには燃焼制御が難しく、不向きな面があった。

かかる点に鑑みて本発明の目的は、公知の発酵乾燥装置を用いて有機性廃棄物を含む処理対象物を減圧下で加熱しながら、微生物を利用して発酵させる場合に、これにより得られた乾燥物を燃焼させ、その発生する熱エネルギーのばらつきを抑えて、燃焼炉の燃料として利用し易くすることにある。

前記の課題を解決するために本発明に係る処理対象物の発酵乾燥による燃料化装置は、有機性廃棄物を含む処理対象物を密閉容器に収容し、減圧下において所定の温度範囲に加熱しながら撹拌するとともに、微生物を利用して有機物を発酵させ、減容した乾燥物を得る発酵乾燥装置と、この発酵乾燥装置によって得られた乾燥物を分級して、相対的に大きな大粒物と、相対的に小さな小粒物とに分ける分級装置と、それら大粒物および小粒物をそれぞれ一時貯留する貯留装置と、を備えている。

この構成により本発明の燃料化装置では、上述した従来例（特許文献１）と同様にして発酵乾燥装置により、微生物を利用して有機物の発酵を促進させるとともに、効率良く乾燥させることができる。また、こうして得られた乾燥物を分級して、相対的に大きな大粒物と、相対的に小さな小粒物とに分け、それらを貯留装置に一時貯留するようにしている。

こうして分級された乾燥物の大粒物には、処理対象物に通常、燃焼時に高熱エネルギーを発生させるプラスチックなどが含まれている。言い換えると、プラスチックなどを、処理対象物のごみから分別できるように、ふるい分けの網目などの大きさを設定すればよく、具体的には、例えばふるい分けする網目の大きさを予め実験、計算などによって１０〜５０ｍｍ程度に設定すればよい。

一方、発酵乾燥装置において十分に発酵され、かつ乾燥した有機性廃棄物（乾燥物）は、前記の大粒物以外、すなわち主に小粒物として分別されることになる。小粒物は発酵乾燥によって低水分率化および均質化が進み、発生する熱エネルギーも安定している。そこで、それら大粒物および小粒物をそれぞれ一時貯留しておけば、これらを適宜混合することによって、燃焼炉の熱エネルギーを安定的に発生させる燃料となる。

そうして大粒物、小粒物に分けるに際して、発酵乾燥装置によって処理した乾燥物は、処理前に比べると水分が少ないことから、ふるい分けがしやすいというメリットがある。しかしながら、発酵分解時間が有機物によって異なるために、発酵乾燥により十分に小粒化する時間が一定していない。

この点を考慮して好ましいのは、前記の分級装置を、乾燥物を相対的に大きな大粒物と、相対的に小さな小粒物と、それらの中間の大きさの中粒物とに分けるように構成し、その中粒物を前記発酵乾燥装置にて再度、処理するために前記密閉容器に再投入する再投入装置を備えることである。こうすると、発酵乾燥により十分に小粒化されていないものは、中粒物として分別されるようになる。

そこで、発生する熱エネルギーの安定している小粒物と、高熱エネルギーを発生させる大粒物とをそれぞれ一時貯留しておけば、これらを適宜混合することによって発生する熱エネルギーのばらつきをさらに小さくすることができる。一方、発酵乾燥の不十分な中粒物は、発酵乾燥装置において再処理することで、さらに発酵乾燥を促進し、発生する熱エネルギーの安定した小粒物とすることができる。

また、より好ましいのは、前記処理対象物を発酵乾燥装置の密閉容器に収容する前段階で破砕する破砕装置を備えることであり、こうすれば、有機性廃棄物を含む処理対象物を破砕して、小さくすることで、その発酵乾燥をさらに促進することができる。

さらに好ましいのは、前記大粒物および小粒物を燃焼させる燃焼炉と、前記貯留装置から大粒物および小粒物を取り出し、前記燃焼炉での発生熱量が一定に維持されるように、それらの混合比率を調整して当該燃焼炉に供給する計量供給装置と、を備えることである。こうすれば、大粒物および小粒物の混合比率を調整して、燃焼炉で燃焼させ、発生する熱エネルギーのばらつきを抑えた燃料を供給し、燃焼炉の発生熱エネルギーを一定に維持することができる。

見方を変えると本発明は、上述の如き燃料化装置を使用して処理対象物を処理する方法であって、有機性廃棄物を含む処理対象物を密閉容器に収容し、減圧下において所定の温度範囲に加熱しながら撹拌するとともに、微生物を利用して有機物を発酵させ、減容した乾燥物を得る発酵乾燥工程と、この発酵乾燥工程によって得られた乾燥物を分級して、相対的に大きな大粒物と、相対的に小さな小粒物とに分ける分級工程と、それら大粒物および小粒物をそれぞれ一時貯留する貯留工程と、を有している。

この方法により、上述したように有機性廃棄物を含む処理対象物に微生物を利用して発酵乾燥を促進し、効率良く乾燥させることができる。そして、得られた乾燥物を大粒物、小粒物に分級して一時貯留しておけば、その後、必要に応じてそれらを混合することにより、燃焼炉の燃料として発生する熱エネルギーのばらつきを抑えることができる。

本発明に係る処理対象物の発酵乾燥による燃料化装置によると、発酵乾燥装置を用いて有機性廃棄物を含む処理対象物を減圧下で加熱し、微生物を利用して有機物の発酵を促進するとともに、効率良く乾燥させる場合に、得られた乾燥物を分級して大粒物、小粒物に分け、一時貯留するようにしたので、それらを混合することによって燃焼時に発生す熱エネルギーのばらつきを抑えることができ、燃焼炉の燃料として利用し易くなる。

実施形態に係る燃料化装置の全体の概略構成図である。磁選機の概略構成図である。発酵乾燥装置の概略構成図である。振動ふるい機の概略構成図である。燃料化装置の運転手順の一例を示すフローチャート図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る燃焼炉の燃料化装置の概略構成図であり、この燃料化装置は、例えば都市のごみ処理施設に配備され、一般家庭や各種事業所等から排出されるごみ（廃棄物）を燃焼炉の燃料化して、発電用燃焼炉で燃焼させるものである。図示は省略するが、ごみ処理施設には、収集されたごみが搬入されるピットが設けられている。

このピットに貯留されているごみは、主に一般ごみであり、ごみ袋に詰められた含水率の高い生ごみや紙屑、布、木材など種々の有機性廃棄物が含まれている他、プラスチックのような可燃物や金属等の不燃物が混在している。また、一般ごみに分類されないし尿、生活雑排水、動植物性残渣、汚泥などの有機性廃棄物が含まれている場合もあり、ごみ処理施設によっては粗破砕した粗大ごみが混入される場合もある。

そして、本実施形態の燃焼炉の燃料化装置は、前記ピット内の一般ごみ(以下、ただ単にごみと言う。)がバケットクレーンなどによって供給される破砕機１（破砕装置）と、これにより破砕されたごみが投入される受入ホッパー２とを備え、この受入ホッパー２に付随する搬送コンベア２１によって発酵乾燥装置３にごみが供給されるようになっている。また、搬送コンベア２１によって搬送される途中のごみの中から金属を除去する磁選機２２も設けられている。

発酵乾燥装置３は、以下に詳述するように、ごみを減圧下で発酵乾燥させるものであり、この発酵乾燥装置３によって処理された乾燥物は、振動ふるい機４（分級装置）によって大、中、小の３つの大きさにふるい分け（分級）される。そして、そのうちの「中サイズ」の乾燥物（以下、中粒物ともいう）は、複数の搬送コンベヤからなる再投入ライン５（再投入装置）によって搬送され、受入ホッパー２へ再投入される。

一方、「大サイズ」および「小サイズ」の乾燥物（以下、それぞれ大粒物、小粒物ともいう）は貯留装置６に一時貯留される。この貯留装置６は、それぞれ大粒物、小粒物を一時貯留する貯留ホッパー６１，６２と、その大粒物、小粒物をそれぞれ計量混合し、燃焼炉７１の燃料として供給するための計量供給装置６３，６４とを備えている。そして、この燃焼炉において発生した熱エネルギーの一部が蒸気制御装置７５を介して発酵乾燥装置３に供給されるようになっている。

なお、本実施形態では蒸気発生ボイラー７２は蒸気経路７３を介して、例えば蒸気タービン発電機９のような発電機を駆動しており、これによって発生した電力を電力会社に供給している。また、その電力の一部は、発酵乾燥装置３の駆動電力としても利用している。発電機はスターリングエンジン発電機なども考えられる。

前記破砕機１は例えば多軸式の低速回転破砕機であって、図１には模式的に示すように一対の回転軸１０の回転により、それぞれの切断刃がごみを剪断するようになっている。これにより生ごみや紙屑、木材などが発酵乾燥に適した大きさになるとともに、プラスチックなども或る程度は破砕され、ふるい分けに適した大きさになる。なお、破砕機としては単軸式の低速回転破砕機、高速回転破砕機、圧縮破砕機なども使用可能である。

また、前記磁選機２２は例えば吊り下げ式のもので、図２に概略を示すように搬送コンベヤ２１上に吊り下げられており、搬送コンベヤ２１によって搬送されるごみの中から鉄片等の磁性物（黒丸で示す）を磁石によって吸着し、プーリ２２ａ間を移動するベルト２２ｂによって連続的に排出する。なお、吊り下げ式以外に例えばプーリ式、ドラム式などの磁選機を用いてもよく、また、アルミ缶などの非鉄金属を取り除くことのできる渦電流型の磁選機を用いてもよく、これらにより金属物を除去できるようにしている。また、前記磁選機２２は、搬送コンベア３７に設置される場合もある。

−発酵乾燥装置−
前記発酵乾燥装置３は、特許文献１などに記載されている公知のものであり、以下に説明するように、処理対象のごみを減圧下において所定の温度範囲に加熱しながら撹拌するとともに、微生物を利用して有機物を発酵させ、減容した乾燥物を得るものである。

図３において模式的に示すように、発酵乾燥装置３は、上述したように搬送コンベヤ２１によって供給されるごみを収容する密閉容器として、内部を大気圧以下に保持するように気密に形成された筒状のタンク３０を備えている。このタンク３０の周壁部には、加熱ジャケット３１が設けられ、蒸気制御装置７５を介してから高温の蒸気が供給されるようになっている。

また、その加熱ジャケット３１に取り囲まれるようにして、タンク３０の内部にはその長手方向（図３の左右方向）に延びる撹拌シャフト３２が設けられ、電動モーター３２ａによって所定の回転速度で回転されるようになっている。この撹拌シャフト３２にはその軸方向に離間して複数の撹拌板３２ｂが設けられており、これにより、ごみを撹拌するとともに、発酵乾燥終了後にはタンク３０の長手方向に送ることができる。また、３２ａは油圧モーターを使用する場合もある。

すなわち、タンク３０の長手方向一側（図３の左側）の上部には、搬送コンベヤ２１から供給されるごみの投入口３０ａが設けらており、ここから投入されたごみが、加熱ジャケット３１によって加熱されながら、前記のように撹拌シャフト３２の回転によって撹拌される。そして、所定時間経過した後、タンク３０の下部に設けられた排出部３０ｂから排出される。

なお、詳細は図示しないが、本実施形態では前記撹拌シャフト３２や撹拌板３２ｂの内部にも蒸気の通路が形成されており、ここにも蒸気経路７０を介して蒸気制御装置７５から加熱用蒸気が供給されるようになっている。これにより、撹拌シャフト３２によってごみを撹拌しながら、その内側からも加熱することができる。そして、蒸気が復水したドレン水は蒸気経路７０を介して、蒸気制御装置７５に戻される。

ごみを加熱するタンク３０の上部には、加熱されたごみから発生する蒸気を凝縮部３３へ案内する案内部３０ｃが突設されており、ここから凝縮部３３への連通路３４には開閉バルブ３４ａが介設されている。凝縮部３３は、一対のヘッド３３ａによって支持された複数の冷却管３３ｂを備えており、この冷却管３３ｂと、以下に述べるクーリングタワー８との間に冷却水経路８０が設けられている。

すなわち、図３には模式的に示すようにクーリングタワー８には、凝縮部３３から排出された冷却水が流入する受水槽８１と、この受水槽８１から冷却水を汲み上げる汲み上げポンプ８２と、汲み上げた冷却水を噴射するノズル８３と、が設けられている。ノズル８３から噴射された冷却水は、流下部８４を流下する間にファン８５からの送風を受けて温度が低下し、再び受水槽８１に流入する。

このようにしてクーリングタワー８で冷却された冷却水は、冷却水ポンプ８６によって送水され、冷却水経路８０によって凝縮部３３に戻されて、複数の冷却管３３ｂを流通する間に、前記のようにごみから発生した蒸気との熱交換によって温度が上昇する。そして、この冷却水が冷却水経路８０によって再びクーリングタワー８に戻される。つまり、冷却水は凝縮部３３とクーリングタワー８との間の冷却水経路８０を循環する。

こうして循環する冷却水の他に、クーリングタワー８では凝縮部３３において加熱されたごみから発生する蒸気の凝縮水も注水される。すなわち、図示はしないが、凝縮部３３の下方には集水部が設けられており、凝縮部３３において生成した凝縮水が集められる。そして、本実施形態では凝縮部３３に連通路３５を介して真空ポンプ３６が接続され、タンク３０内を減圧するようになっている。

このため、真空ポンプ３６が作動すると、前記の連通路３５を介して凝縮部３３から空気および凝縮水を吸い出し、さらに前記の連通路３４および案内部３０ｃを介してタンク３０内の空気および凝縮水を吸い出すようになる。こうして、凝縮部３３からは凝縮水が真空ポンプ３６に吸い出され、この真空ポンプ３６から導水管によってクーリングタワー８の受水槽８１に導かれる。

こうしてクーリングタワー８の受水槽８１に導かれた凝縮水は、冷却水と混ざり合って前記のように汲み上げポンプ８２に汲み上げられ、ノズル８３から噴射された後に、流下部８４を流下しながら冷却される。なお、凝縮水には、タンク３０内のごみに添加されたものと同じ微生物が含まれており、この凝縮水に含まれる臭気成分等は分解されているので、臭気はタンク外部へ発散しない。

−発酵乾燥装置の作動−
前記のように構成された発酵乾燥装置３の作動について説明すると、タンク３０内に収容されたごみは、加熱ジャケット３１（および撹拌シャフト３２などの蒸気通路）に供給される高温の蒸気によって加熱されながら、撹拌シャフト３２の回転に伴い撹拌される。なお、蒸気制御装置７５から供給される蒸気の温度は例えば１４０℃程度が好ましい。

そうして、タンク３０内を取り囲む加熱ジャケット３１による外側からの加熱と、撹拌シャフト３２などによる内側からの加熱とを受けて、効果的に昇温されるとともに、撹拌シャフト３２によって撹拌される。加えて、真空ポンプ３６の作動によって減圧されているため、タンク３０内では沸点が低下し、水分の蒸発が早まり、発酵乾燥が促進される。

なお、発酵乾燥装置３による発酵乾燥工程では一工程が、例えば２時間であることが好ましく、先ず３０分かけてごみを発酵させることとなる。前記タンク３０内を−０．０６〜−０．０７ＭＰａ(ゲージ圧、以下ゲージ圧は省略する。)に減圧すると、タンク内３０内の水分温度は７６℃〜６９℃(飽和蒸気温度)に維持される。その結果、ごみは下記微生物で主に発酵、分解が促進される。

次に、１．５時間かけて発酵中のごみを乾燥させることになる。そのために、前記タンク３０内を−０．０１０〜−０．０９２ＭＰａにさらに減圧すると、タンク内の水分温度は４２〜４６℃(飽和蒸気温度)に維持され、ごみの乾燥は十分に促進される。

なお、SHIMOSE １は、FERM BP-7504 (経済産業省産業技術総合研究所生命工学工業技術研究所特許微生物寄託センター日本国茨城県つくば市東１丁目１−３に2003年3 月14日に国際寄託されたものである。また、SHIMOSE ２は、FERM BP-7505 (SHIMOSE １と同様に国際寄託されたもの）、塩に耐性を有するピチアファリノサ（Pichiafarinosa) に属する微生物であり、SHIMOSE ３は、FERM BP-7506 (SHIMOSE １と同様に国際寄託されたもの）、スタフィロコッカス（Staphylococcus) に属する微生物である。

−振動ふるい機−
以上のように発酵乾燥装置３によって処理された乾燥物は、振動ふるい機４においてふるい分けされ、大、中、小の３つの大きさに分級される。本実施形態の振動ふるい機４は、乾燥物をその大きさによって、例えば５０ｍｍ以上の大粒物と、例えば３０ｍｍ以下の小粒物と、それらの中間の大きさの中粒物と、にふるい分ける。

図４に一例を示すように振動ふるい機４は、円筒状のハウジング４１を複数（例えば４つ）のコイルばね４２によって下台４３に対しフローティング支持しており、ハウジング４１の上端開口を塞ぐ蓋部４４には、乾燥物の投入口４４ａが設けられている。この投入口４４ａの上方には投入ホッパー４５が配設されており、発酵乾燥装置３のタンク３０から排出された乾燥物が、搬送コンベヤ３７（図１を参照）によって投入される。

そうして乾燥物が投入されるハウジング４１の内部には、互いに上下方向に離間してほぼ水平に３つの金網４６ａ〜４６ｃが設置されている。上段の金網４６ａの網目は、大粒物の寸法に対応して例えば５０ｍｍとされ、中段の金網４６ｂの網目は、中粒物の寸法に対応して例えば３０ｍｍとされている。

また、それぞれの金網４６ａ〜４６ｃの下方に所定間隔を空けて、目の粗い網叩き受け皿４７が配設されるとともに、その上面には互いに所定の間隔を空けて複数の網叩きゴム球４８が載置されている。そして、それら３つの金網４６ａ〜４６ｃのそれぞれの上面に対応するように、ハウジング４１の外周には互いに上下方向に離間して３つの排出口４１ａ〜４１ｃが設けられ、それぞれの金網４６ａ〜４６ｃによってふるい分けられた大、中、小の乾燥物を排出するようになっている。

さらに、ハウジング４１の下端開口を塞ぐように、内周側が上方に突出した逆すり鉢状の底部４９が配設されている。そして、そのようにハウジング４１の下端開口を塞ぐ底部４９の下方には振動モーター５０が配設されている。

この振動モーター５０は、円筒状の下台４３の周壁に取り囲まれるようにしてその内部に収容され、弾性ブラケット４１ｅなどを介してハウジング４１の下端部に吊り下げられている。振動モーター５０の上下にはそれぞれ偏心ウエイト５０ａ，５０ｂが設けられており、それらが偏心回転することによってハウジング４１を全体的に振動させるようになっている。

こうしてハウジング４１全体が振動すると、その上部の蓋部４４の投入口４４ａから投入された乾燥物は、まず、上段の金網４６ａの上を転がりながら、その外周側に向かって移動するようになる。そして、寸法が５０ｍｍ以上の乾燥物は、金網４６ａの網目を通過することなくハウジング４１の外周に達し、大粒物として上段の排出口４１ａからハウジング４１外に排出される。

一方、寸法が５０ｍｍ未満の乾燥物は、上段の金網４６ａの網目を通過して下方に落下し、今度は中段の金網４６ｂの上を転がりながら、その外周側に向かって移動するようになる。そして、寸法が３０ｍｍ以上の乾燥物は、金網４６ｂの網目を通過することなくハウジング４１の外周に達し、中粒物として中段の排出口４１ｂからハウジング４１外に排出される。

さらに、寸法が３０ｍｍ未満の乾燥物は、中段の金網４６ｂの網目を通過して下方に落下し、下段の金網４６ｃの上を転がりながら、その外周側に向かって移動し、小粒物として下段の排出口４１ｃからハウジング４１外に排出される。

なお、分級装置としては、前記のような振動ふるい機４に限られず、例えば、トロンメルや揺動型選別機、ロータ型選別機などを用いることができる。

そのようにしてふるい分けされた乾燥物のうち、大粒物には主にプラスチックなどが含まれており、その発生熱エネルギーが大きい。一方、中粒物や小粒物は主に有機物が発酵乾燥したものであって、特に小粒物は発酵も進んで成分が均質化されているので、燃焼させて発生する熱エネルギーは安定している。

これに対して中粒物は、小粒物に比べて発酵乾燥が進んでいないことから、燃焼炉の燃料として使用するには不向きな面があるので、中粒物を再度発酵乾燥装置３に投入して、再度発酵乾燥させることにより、小粒物として成形することができる。

そこで、本実施形態では、前記の大粒物および小粒物をそれぞれ一時貯留しておいて、燃焼炉７１に供給する燃料として利用する一方、中粒物は発酵乾燥装置３に戻して再度、発酵乾燥処理を行うようにしている。すなわち、前記のように振動ふるい機４の中段の排出口４１ｂから排出された中粒物は、複数の搬送コンベヤからなる再投入ライン５によって搬送され、発酵乾燥装置３の受入ホッパー２へ投入される。

一方、振動ふるい機４の上段および下段の排出口４１ａ，４１ｃからそれぞれ排出された大粒物および小粒物は、貯留装置６の貯留ホッパー６１，６２に分別されて一時、貯留される。そして、大、小の乾燥物をそれぞれスクリュータイプの計量供給装置６３，６４によって計量し、混合して燃焼炉７に供給する。

前記の計量供給装置６３，６４はそれぞれ、図示しない電動モーターによってスクリューフィーダー６３ａ，６４ａが駆動され、その回転によって乾燥物（大粒物、小粒物）を送り出す。これによる時間当たりの供給量は、スクリューフィーダー６３ａ，６４ａの回転数によって変化するので、計量供給装置６３，６４のそれぞれの回転数を変更することによって、燃焼炉７１に供給する燃料に含まれる大粒物および小粒物の割合を調整できる。

そうして供給される燃料（大粒物および小粒物）を燃焼させて、高温の蒸気を発生させる蒸気発生ボイラー７は、詳しい説明は省略するが、燃焼炉７１と、蒸気発生部７２とを備えている。燃焼炉７１は一般的な構造のものであり、前記のように供給される燃料がホッパーから落下して、スクリューフィーダー７４によって送り込まれるようになっている。

そうして送り込まれる燃料の燃焼熱エネルギーによって蒸気発生部７２では、水を加熱して発電用蒸気を発生させる。本実施形態では、前記のように蒸気発生ボイラー７の蒸気発生部７２において発生した発電用蒸気が、蒸気タービン発電機９に供給され、これにより、電力会社に電力を供給するようにしている。

また、加熱用蒸気は蒸気制御装置を７５介して発酵乾燥装置３（タンク３０の加熱ジャケット３１など）に供給され、図３を参照して上述したようにタンク３０内を加熱する。これにより蒸気が復水したドレン水は、加熱ジャケット３１などから排出されて蒸気経路７０を流通し、蒸気発生部７２に戻ってくる。

次に、処理対象物の発酵乾燥による燃料化装置によるごみ処理の手順について説明すると、一例を図５のフローチャート図に示すように、まず、前処理工程（ステップＳ１）では、ピットに貯留されているごみを破砕機１に投入し、所定の大きさに破砕した後に受入れホッパー２に投入する。そして、搬送コンベヤ２１によって搬送しながら磁選機２２によって、ごみに含まれている鉄片等を除去する。

続いてステップＳ２では、発酵乾燥装置３のタンク３０の投入口３０ａの蓋を開いて、搬送コンベヤ２１によって搬送されてきたごみを投入する。このとき、タンク３０内は大気圧になっており、その後、投入口３０ａの蓋を閉じてタンク３０内を密閉する。また、タンク３０の案内部３０ｃから凝縮部３３への連通路３４における開閉バルブ３４ａを開状態としている。

ステップＳ３では、図３を参照して上述したようにタンク３０内を減圧下で加熱し、その内部に収容したごみの発酵乾燥を促進する（発酵乾燥工程）。

そうして、加熱用蒸気の供給によってタンク３０内を加熱するとともに、撹拌シャフト３２を所定の回転速度（例えば、８ｒｐｍ程度）で回転させる。さらに、真空ポンプ３６の作動によってタンク３０内を減圧し、これによりタンク３０内の水分の沸点が低下し、水分の蒸発が早まり、ごみの発酵乾燥が促進される。

このようにしてタンク３０内の温度および圧力を維持しつつ、所定の時間（例えば２時間くらい）が経過すれば、真空ポンプ３６を一旦停止させる。このときに、乾燥物は減容されている。そして、この発酵乾燥工程を予め設定した回数、繰り返したか否か、ステップＳ４で判定し、否定判定（ＮＯ）であれば前記のステップＳ２に戻る。

こうしてタンク３０へごみを投入し、前記の発酵乾燥工程を設定回数、繰り返すことで、多量のごみを十分に発酵乾燥させることができる。そして、ステップＳ４で肯定判定（ＹＥＳ）すれば、ステップＳ５に進んで真空ポンプ３６および蒸気制御装置７５の運転を停止する一方、撹拌シャフト３２を逆回転し、排出部３０ｂの蓋を開いて、タンク３０から乾燥物を排出する（大気圧（排出））。

前記のように発酵乾燥させ、減容したことによって乾燥物は、ふるい分けに適したものになっており、これを搬送コンベア３７によって搬送し、投入ホッパー４５から振動ふるい機４に投入する。そして、振動ふるい機４の作動によって、図４を参照して上述したように大、中、小の乾燥物にふるい分け（分級工程：ステップＳ６）、中粒物は再投入ライン５によって受入ホッパー２へ再投入する（中粒物搬送：ステップＳ７）。

一方、大粒物および小粒物はそれぞれ、貯留ホッパー６１，６２に一時貯留しておく（貯留工程：ステップＳ８，Ｓ９）。そうして一時貯留してある大粒物および小粒物を計量混合して、燃料として蒸気発生ボイラー７の燃焼炉７１に供給する（ステップＳ１０）。

前記図５のフローのステップＳ３が、処理対象物であるごみをタンク３０に収容し、減圧下において所定の温度範囲に加熱しながら撹拌するとともに、微生物を利用して有機物を発酵乾燥させ、減容した乾燥物を得る発酵乾燥工程に相当する。

したがって、本実施形態に係る処理対象物の発酵乾燥による燃料化装置によると、公知の発酵乾燥装置３を用いて、有機物を含むごみを収容したタンク３０内を減圧し、水の沸点を低下させることにより、比較的低い温度で効率良く水分を蒸発させて、乾燥を促進することができる。こうして温度を低くすることにより、微生物を活性化して有機物の発酵を促進することができる。

さらに、そのように蒸気発生ボイラー７において燃焼させる乾燥物は、振動ふるい機４によってふるい分けされた大粒物および小粒物を計量し、好適な割合で混合したものであり、このことで、乾燥物を適宜混合して生成した燃料は蒸気発生ボイラー７における燃焼炉７１で発生する熱エネルギーのばらつきを抑えることができる。

今回、開示した実施形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。本発明の技術的範囲は、前記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。

本発明は、発酵乾燥装置を用いて有機性廃棄物を含む処理対象物を処理し、得られた乾燥物を燃料として利用しやすくすることができるので、産業上の利用可能性は高い。

１破砕機（破砕装置）
３発酵乾燥装置
３０タンク（密閉容器）
４振動ふるい機（分級装置）
５再投入ライン（再投入装置）
６貯留装置
６１，６２貯留ホッパー
６３，６４計量供給装置
７蒸気発生ボイラー（加熱装置）

Claims

有機性廃棄物を含む処理対象物を密閉容器に収容し、減圧下において所定の温度範囲に加熱しながら撹拌するとともに、微生物を利用して有機物を発酵させ、減容した乾燥物を得る発酵乾燥装置と、
前記発酵乾燥装置によって得られた乾燥物を分級して、相対的に大きな大粒物と、相対的に小さな小粒物とに分ける分級装置と、
前記大粒物および小粒物をそれぞれ一時貯留する貯留装置と、
前記大粒物および小粒物を燃焼させる燃焼炉と、
前記大粒物および小粒物を前記貯留装置から取り出し、前記燃焼炉での発生熱量が一定に維持されるように、それらの混合比率を調整して当該燃焼炉に供給する計量供給装置と、を備えることを特徴とする処理対象物の発酵乾燥による燃料化装置。
請求項１に記載の処理対象物の発酵乾燥による燃料化装置において、
前記分級装置は、乾燥物を前記大粒物と、前記小粒物と、それらの中間の大きさの中粒物とに分けるように構成され、
前記中粒物を前記発酵乾燥装置にて再度、処理するために前記密閉容器に再投入する再投入装置を備える、処理対象物の発酵乾燥による燃料化装置。
請求項１または２のいずれかに記載の処理対象物の発酵乾燥による燃料化装置において、
前記処理対象物を、前記発酵乾燥装置の密閉容器に収容する前段階で破砕する破砕装置を備える、処理対象物の発酵乾燥による燃料化装置。
請求項１に記載の処理対象物の発酵乾燥による燃料化装置を使用して、
有機性廃棄物を含む処理対象物を密閉容器に収容し、減圧下において所定の温度範囲に加熱しながら撹拌するとともに、微生物を利用して有機物を発酵させ、減容した乾燥物を得る発酵乾燥工程と、
前記発酵乾燥工程によって得られた乾燥物を分級して、相対的に大きな大粒物と、相対的に小さな小粒物とに分ける分級工程と、
前記大粒物および小粒物をそれぞれ一時貯留する貯留工程と、
一時貯留してある大粒物および小粒物を計量混合して、燃料として燃焼炉に供給する工程と、を有することを特徴とする処理対象物の発酵乾燥による燃料化方法。