JP7268647B2 - Sludge-to-fuel device, sludge-to-fuel system, sludge-to-fuel factory, and sludge-to-fuel method - Google Patents
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Description
本発明は、汚泥燃料化装置、汚泥燃料化システム、汚泥燃料活用型工場および汚泥燃料化方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a sludge fuel conversion device, a sludge fuel conversion system, a sludge fuel utilization type factory, and a sludge fuel conversion method.
下水汚泥を燃料化する装置および方法として、さまざまな装置および方法が知られている(特許文献1~6参照)。 Various devices and methods are known as devices and methods for converting sewage sludge into fuel (see Patent Documents 1 to 6).
特許文献1には、有機汚泥を用いる燃料の製造方法であって、有機汚泥を脱水して脱水汚泥とする脱水工程と、脱水汚泥と木質細片及びおが屑のうちの少なくとも一方とを混合し、木質材混合汚泥とする混合工程と、を備える燃料の製造方法が記載されている。
さらに特許文献1には、製造された燃料を用いる汚泥再利用システムであって、汚泥処理場で有機汚泥を脱水処理し、脱水汚泥を車両により燃料製造施設へ搬送し、燃料製造施設において、脱水汚泥と木質細片及びおが屑のうちの少なくとも一方とを混合して燃料を製造し、燃料を車両により燃焼施設に搬送し、燃料を燃焼施設において燃焼させる汚泥再利用システムが記載されている。
Patent Document 1 discloses a method for producing fuel using organic sludge, which includes a dehydration step of dehydrating the organic sludge to obtain dehydrated sludge, and mixing the dehydrated sludge with at least one of wood chips and sawdust, and a mixing step to obtain mixed wood sludge.
Furthermore, Patent Document 1 discloses a sludge reuse system using manufactured fuel, in which organic sludge is dehydrated at a sludge treatment plant, the dehydrated sludge is transported to a fuel manufacturing facility by a vehicle, and dewatered at the fuel manufacturing facility. A sludge recycling system is described in which sludge is mixed with at least one of wood chips and sawdust to produce fuel, the fuel is transported by vehicle to a combustion facility, and the fuel is burned in the combustion facility.
特許文献2には、下水汚泥に含まれるリンを除去する脱リン工程と、下水汚泥を炭化させて燃料化する炭化工程を備え、脱リン工程は、下水汚泥をアルカリ溶液中で撹拌した後、濾過分離するものであり、濾過分離して得られた脱リン後の下水汚泥を炭化燃料にする一方、濾過分離して得られた溶液に石膏を投入し、反応開始時のpHを13.0~14.9とし、40~100℃で撹拌して、かつ反応終了時のpHを12以上に保持して、アルカリ溶液中のリン酸と石膏とを反応させて水酸アパタイト結晶を主成分とする吸着材を得るバイオマス燃料の製造方法が記載されている。
特許文献3には、下水汚泥、製紙スラッジ、食品汚泥等の有機性廃棄物を水分20~60%まで乾燥し、造粒し、空気遮断雰囲気のロータリーキルンを使用して炭化温度300~600℃で4~22分間炭化し、その後ただちに冷却し、冷却後の炭化物を乾燥温度70℃以上150℃以下、乾燥時間2~7時間で乾燥する固形燃料の製造方法が記載されている。
In
特許文献4には、有機汚泥を乾燥した後、炭化して得られる有機汚泥由来の固形燃料において、水素分と炭素分の原子数比H/Cが、0.8~1.8であり、石炭と共に燃焼する固形燃料である有機汚泥由来の固形燃料が記載されている。 In Patent Document 4, in the organic sludge-derived solid fuel obtained by drying the organic sludge and then carbonizing it, the atomic ratio H/C of the hydrogen content and the carbon content is 0.8 to 1.8, A solid fuel derived from organic sludge, which is a solid fuel that burns with coal, is described.
特許文献5には、有機性廃棄物は、嫌気性消化汚泥または下水処理場で発生した汚泥であり、RPF(Refuse Paper & Plastic Fuel)製造原料は、プラスチックおよび/または紙を合計で50質量%以上含むものであり、有機性廃棄物の水分含有率をx(質量%)、有機性廃棄物とRPF製造原料との合計質量に対する有機性廃棄物の質量の割合(質量%)をyとしたときに、下記式(I)を満たすように、有機性廃棄物とRPF製造原料との混合比を調整し、これらを含む混合原料を得る混合工程と、混合原料から成型体を得る成型工程と、を備える固形燃料の製造方法が記載されている。
式(I):y≦-0.0436x2+1.7458x+40.0
In Patent Document 5, the organic waste is anaerobic digestion sludge or sludge generated at a sewage treatment plant, and the RPF (Refuse Paper & Plastic Fuel) manufacturing raw material is a total of 50% by mass of plastic and / or paper. x (% by mass) is the moisture content of the organic waste, and y is the ratio (% by mass) of the mass of the organic waste to the total mass of the organic waste and the raw material for RPF production. Sometimes, the mixing ratio of the organic waste and the RPF manufacturing raw material is adjusted so as to satisfy the following formula (I), and a mixing step of obtaining a mixed raw material containing these, and a molding step of obtaining a molded body from the mixed raw material. A method for producing a solid fuel comprising:
Formula (I): y≦−0.0436x 2 +1.7458x+40.0
特許文献6には、下水汚泥、し尿汚泥、食品廃棄物、畜産廃棄物またはこれらの消化汚
泥について乾燥処理を施して、水分含有率を20~50質量%に調整した有機性廃棄物を、20~65℃の温度雰囲気内に12~120時間保持して、熟成廃棄物を得る熟成工程と、熟成廃棄物とプラスチックおよび/または紙を合計で50質量%以上含むものであるRPF製造原料とを含む混合原料を得る混合工程と、混合原料から成型体を得る成型工程と、を備える固形燃料の製造方法が記載されている。
In Patent Document 6, sewage sludge, night soil sludge, food waste, livestock waste, or digested sludge thereof are subjected to drying treatment to adjust the moisture content to 20 to 50% by mass. Mixing including a maturing step of holding in a temperature atmosphere of ~65°C for 12 to 120 hours to obtain a matured waste, and RPF manufacturing raw materials containing a total of 50% by mass or more of the matured waste and plastics and/or paper. A method for producing a solid fuel is described, which includes a mixing step of obtaining raw materials and a molding step of obtaining a molded body from the mixed raw materials.
しかしながら、特許文献1および2に記載の方法は、乾燥汚泥から製造した燃料を車両により燃焼施設に搬送するために搬送コストが高く、乾燥汚泥から製造した燃料を搬送する場合に臭気や粉じんが発生する問題があった。
特許文献3および4に記載の方法は、下水汚泥などの有機性廃棄物を造粒した後にロータリーキルンなどを用いて炭化した固形燃料を製造するものであり、得られた固形燃料を燃焼施設に搬送する際の搬送コストを削減することは検討されていなかった。
特許文献5および6に記載の方法は、下水汚泥などの有機性廃棄物をRPF製造原料を混合して成型した固形燃料を製造するものであり、得られた固形燃料を燃焼施設に搬送する際の搬送コストを削減することは検討されていなかった。
However, the methods described in
The methods described in
The methods described in Patent Documents 5 and 6 are for manufacturing solid fuel by mixing organic waste such as sewage sludge with RPF manufacturing raw materials and molding the solid fuel. It was not considered to reduce the transportation cost of
本発明が解決しようとする課題は、乾燥汚泥の搬送コストを削減でき、乾燥汚泥を搬送する場合の臭気および粉じんの抑制をできる、汚泥燃料化装置を提供することである。
また、本発明が解決しようとする課題は、上記の汚泥燃料化装置を備える汚泥燃料化システムおよび汚泥燃料活用型工場を提供することである。
また、本発明が解決しようとする課題は、上記の汚泥燃料化装置に用いることができる、汚泥燃料化方法を提供することである。
The problem to be solved by the present invention is to provide a sludge-to-fuel system capable of reducing the cost of transporting dry sludge and suppressing odor and dust when transporting dry sludge.
Another problem to be solved by the present invention is to provide a sludge fuel conversion system and a sludge fuel utilization type factory equipped with the above sludge fuel conversion device.
Another problem to be solved by the present invention is to provide a sludge fuel conversion method that can be used in the sludge fuel conversion apparatus described above.
上記課題を解決するための具体的な手段である本発明の構成と、本発明の好ましい構成を以下に記載する。 The configuration of the present invention, which is a specific means for solving the above problems, and the preferred configuration of the present invention will be described below.
[1] 汚泥乾燥部、造粒部、搬送部および固形燃料ボイラーをこの順で備え、
造粒部が少なくとも汚泥乾燥部で得られる乾燥汚泥を固形燃料に成型し、
搬送部が少なくとも固形燃料を固形燃料ボイラーに搬送する、汚泥燃料化装置。
[2] 乾燥汚泥の水分含有率が5~40質量%である[1]に記載の汚泥燃料化装置。
[3] 搬送部がプラスチック、紙およびペーパースラッジのうち少なくとも1種類を含むRPF、または石炭、ならびに、固形燃料を固形燃料ボイラーに搬送する[1]または[2]に記載の汚泥燃料化装置。
[4] 造粒部が乾燥汚泥のみを固形燃料に成型し、
固形燃料の1粒あたりの実容積が0.1~100cm3である[1]~[3]のいずれか一つに記載の汚泥燃料化装置。
[5] 固形燃料ボイラーに供給される全燃料の合計真発熱量をQ1とし、固形燃料の真発熱量をQ2とする場合に、固形燃料が下記条件1A、条件1Bまたは条件1Cを満たす[1]~[4]のいずれか一つに記載の汚泥燃料化装置。
条件1A:固形燃料の水分含有率が20質量%以下であり、100%×Q2/Q1の値が40%以下である。
条件1B:固形燃料の水分含有率が20質量%を超え30質量%以下であり、100%×Q2/Q1の値が20%以下である。
条件1C:固形燃料の水分含有率が30質量%を超え40質量%以下であり、100%×Q2/Q1の値が10%以下である。
[6] 造粒部がプラスチック、紙およびペーパースラッジのうち少なくとも1種類、または石炭、ならびに、乾燥汚泥の混合物を固形燃料に成型する[1]~[3]のいずれか一つに記載の汚泥燃料化装置。
[7] 固形燃料が石炭を固形燃料の全質量に対して15質量%以下含む[6]に記載の汚泥燃料化装置。
[8] 造粒部がプラスチック、紙およびペーパースラッジのうち少なくとも1種類、または石炭、ならびに、植物由来の消臭剤、および、乾燥汚泥の混合物を固形燃料に成型する[1]~[3]のいずれか一つに記載の汚泥燃料化装置。
[9] 固形燃料が消臭剤、または石炭を固形燃料の全質量に対して15質量%以下含む[8]に記載の汚泥燃料化装置。
[10] 固形燃料の1粒あたりの実容積が0.1~400cm3である[6]~[9]のいずれか一つに記載の汚泥燃料化装置。
[11] 固形燃料ボイラーに供給される全燃料の合計真発熱量をQ1とし、固形燃料の真発熱量をQ3とする場合に、固形燃料が下記条件2A、条件2Bまたは条件2Cを満たす[6]~[10]のいずれか一つに記載の汚泥燃料化装置。
条件2A:固形燃料の水分含有率が20質量%以下であり、100%×Q3/Q1の値が60%以下である。
条件2B:固形燃料の水分含有率が20質量%を超え30質量%以下であり、100%×Q3/Q1の値が30%以下である。
条件2C:固形燃料の水分含有率が30質量%を超え40質量%以下であり、100%×Q3/Q1の値が15%以下である。
[12] 搬送部が造粒部および固形燃料ボイラーの間を密閉できる[1]~[11]のいずれか一つに記載の汚泥燃料化装置。
[13] 固形燃料ボイラーがバイオマスボイラーである[1]~[12]のいずれか一つに記載の汚泥燃料化装置。
[14] 固形燃料ボイラーがさらに追加燃料の投入部を備え、
追加燃料が石炭、プラスチック、紙、木くずおよびゴムのうち少なくとも1種類を含む[1]~[13]のいずれか一つに記載の汚泥燃料化装置。
[15] 固形燃料ボイラーから得られる蒸気を汚泥乾燥部に供給する配管を備える[1]~[14]のいずれか一つに記載の汚泥燃料化装置。
[16] 固形燃料ボイラーがさらに発電機を備え、
発電機から得られる電力を汚泥乾燥部、造粒部および搬送部のうち少なくとも1つに供給する[1]~[15]のいずれか一つに記載の汚泥燃料化装置。
[17] 乾燥汚泥の搬送手段が車両以外であり、
固形燃料の造粒部から固形燃料ボイラーまでの搬送手段が車両以外である[1]~[16]のいずれか一つに記載の汚泥燃料化装置。
[18] [1]~[17]のいずれか一つに記載の汚泥燃料化装置および下水処理場を備え、
下水処理場で得られる汚泥を車両により汚泥乾燥部に搬送する、汚泥燃料化システム。
[19] 汚泥燃料化装置および下水処理場が同一行政区域内にある[18]に記載の汚泥燃料化システム。
[20] [1]~[17]のいずれか一つに記載の汚泥燃料化装置あるいは[18]または[19]に記載の汚泥燃料化システムと、
工場とを備え、
固形燃料ボイラーから得られる蒸気を工場に供給する配管を備え、
工場が製紙工場である、汚泥燃料活用型工場。
[21] 固形燃料ボイラーがさらに発電機を備え、
発電機から得られる電力を工場に供給する[20]に記載の汚泥燃料活用型工場。
[22] 汚泥を乾燥して乾燥汚泥とする工程と、
乾燥汚泥を造粒して固形燃料とする工程を含み、下記条件(1)、(2)または(3)を満たす、固形燃料の製造方法。
条件(1):固形燃料が乾燥汚泥のみからなり、
固形燃料の1粒あたりの実容積が0.1~100cm3である。
条件(2):固形燃料がプラスチック、紙およびペーパースラッジのうち少なくとも1種類、または石炭、ならびに、乾燥汚泥の混合物からなり、
固形燃料の1粒あたりの実容積が0.1~400cm3である。
条件(3):固形燃料がプラスチック、紙およびペーパースラッジのうち少なくとも1種類、または石炭、ならびに、植物由来の消臭剤、および、乾燥汚泥の混合物からなり、
固形燃料の1粒あたりの実容積が0.1~400cm3である。
[23] 乾燥汚泥の水分含有率が5~40質量%となるまで汚泥を乾燥する[22]に記載の固形燃料の製造方法。
[1] Equipped with a sludge drying unit, a granulating unit, a conveying unit and a solid fuel boiler in this order,
The granulation unit forms at least the dried sludge obtained in the sludge drying unit into a solid fuel,
A sludge-to-fuel system, wherein the conveying unit conveys at least solid fuel to a solid fuel boiler.
[2] The sludge fuel conversion apparatus according to [1], wherein the dry sludge has a moisture content of 5 to 40% by mass.
[3] The sludge-to-fuel system according to [1] or [2], in which the conveying unit conveys the RPF containing at least one of plastic, paper, and paper sludge, or coal, and solid fuel to the solid fuel boiler.
[4] The granulator molds only the dried sludge into a solid fuel,
The sludge fuel conversion apparatus according to any one of [1] to [3], wherein the solid fuel has an actual volume of 0.1 to 100 cm 3 per grain.
[5] When the total net calorific value of all fuels supplied to the solid fuel boiler is Q1 and the net calorific value of the solid fuel is Q2 , the solid fuel satisfies condition 1A, condition 1B or condition 1C below. The sludge fuel conversion apparatus according to any one of [1] to [4].
Condition 1A: The moisture content of the solid fuel is 20% by mass or less, and the value of 100%×Q 2 /Q 1 is 40% or less.
Condition 1B: The moisture content of the solid fuel is more than 20% by mass and 30% by mass or less, and the value of 100%×Q 2 /Q 1 is 20% or less.
Condition 1C: The moisture content of the solid fuel is more than 30% by mass and 40% by mass or less, and the value of 100%×Q 2 /Q 1 is 10% or less.
[6] The sludge according to any one of [1] to [3], wherein the granulation unit molds a mixture of at least one kind of plastic, paper and paper sludge, or coal, and dry sludge into a solid fuel. Fuel conversion device.
[7] The sludge fuel conversion apparatus according to [6], wherein the solid fuel contains coal in an amount of 15% by mass or less with respect to the total mass of the solid fuel.
[8] The granulator molds at least one of plastic, paper and paper sludge, or a mixture of coal, plant-derived deodorant, and dry sludge into solid fuel [1]-[3] The sludge fuel conversion device according to any one of .
[9] The apparatus for converting sludge into fuel according to [8], wherein the solid fuel contains deodorant or coal in an amount of 15% by mass or less with respect to the total mass of the solid fuel.
[10] The sludge fuel conversion apparatus according to any one of [6] to [9], wherein the solid fuel has an actual volume of 0.1 to 400 cm 3 per grain.
[11] When the total net calorific value of all fuels supplied to the solid fuel boiler is Q1 and the net calorific value of the solid fuel is Q3 , the solid fuel satisfies condition 2A, condition 2B or condition 2C below. The sludge fuel conversion device according to any one of [6] to [10].
Condition 2A: The moisture content of the solid fuel is 20% by mass or less, and the value of 100%×Q 3 /Q 1 is 60% or less.
Condition 2B: The moisture content of the solid fuel is more than 20% by mass and 30% by mass or less, and the value of 100%×Q 3 /Q 1 is 30% or less.
Condition 2C: The moisture content of the solid fuel is more than 30% by mass and 40% by mass or less, and the value of 100%×Q 3 /Q 1 is 15% or less.
[12] The sludge-to-fuel apparatus according to any one of [1] to [11], wherein the conveying section can seal between the granulating section and the solid fuel boiler.
[13] The sludge fuel conversion apparatus according to any one of [1] to [12], wherein the solid fuel boiler is a biomass boiler.
[14] the solid fuel boiler further comprising an input for additional fuel;
The sludge fuel conversion apparatus according to any one of [1] to [13], wherein the additional fuel contains at least one of coal, plastic, paper, wood waste and rubber.
[15] The sludge-to-fuel apparatus according to any one of [1] to [14], which includes piping for supplying steam obtained from the solid fuel boiler to the sludge drying section.
[16] the solid fuel boiler further comprising a generator;
The sludge fuel conversion apparatus according to any one of [1] to [15], wherein electric power obtained from the generator is supplied to at least one of the sludge drying section, the granulating section and the conveying section.
[17] The means for transporting dried sludge is other than a vehicle,
The sludge fuel conversion apparatus according to any one of [1] to [16], wherein the transportation means from the solid fuel granulator to the solid fuel boiler is other than a vehicle.
[18] Equipped with a sludge-to-fuel device and a sewage treatment plant according to any one of [1] to [17],
A sludge fuel system that transports sludge obtained at a sewage treatment plant to the sludge drying section by vehicle.
[19] The sludge-to-fuel system according to [18], wherein the sludge-to-fuel device and the sewage treatment plant are in the same administrative district.
[20] The sludge-to-fuel device according to any one of [1] to [17] or the sludge-to-fuel system according to [18] or [19];
Equipped with factory and
Equipped with piping to supply the factory with steam obtained from the solid fuel boiler,
A sludge fuel utilization type factory where the factory is a paper mill.
[21] the solid fuel boiler further comprising a generator;
The sludge fuel utilization type factory according to [20], which supplies power obtained from the generator to the factory.
[22] a step of drying the sludge to obtain dry sludge;
A method for producing a solid fuel, comprising a step of granulating dry sludge to form a solid fuel, and satisfying the following condition (1), (2) or (3).
Condition (1): The solid fuel consists only of dried sludge,
The actual volume per grain of solid fuel is 0.1 to 100 cm 3 .
Condition (2): the solid fuel consists of at least one of plastic, paper and paper sludge, or a mixture of coal and dry sludge,
The actual volume per grain of solid fuel is 0.1 to 400 cm 3 .
Condition (3): The solid fuel consists of at least one of plastic, paper and paper sludge, or coal, and a mixture of plant-derived deodorant and dry sludge,
The actual volume per grain of solid fuel is 0.1 to 400 cm 3 .
[23] The method for producing a solid fuel according to [22], wherein the sludge is dried until the moisture content of the dried sludge reaches 5 to 40% by mass.
本発明によれば、乾燥汚泥の搬送コストを削減でき、乾燥汚泥を搬送する場合の臭気および粉じんの抑制をできる、汚泥燃料化装置を提供できる。
また、本発明によれば、上記の汚泥燃料化装置を備える汚泥燃料化システムおよび汚泥燃料活用型工場を提供できる。
また、本発明によれば、上記の汚泥燃料化装置に用いることができる、固形燃料の製造方法を提供できる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the sludge fuel conversion apparatus which can reduce the conveyance cost of dry sludge, and can suppress an odor and dust at the time of conveying dry sludge can be provided.
Further, according to the present invention, it is possible to provide a sludge fuel conversion system and a sludge fuel utilization type factory that include the sludge fuel conversion device described above.
Further, according to the present invention, it is possible to provide a method for producing a solid fuel that can be used in the above sludge fuel conversion apparatus.
以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は「~」前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。 The present invention will be described in detail below. Although the constituent elements described below may be described based on representative embodiments and specific examples, the present invention is not limited to such embodiments. In the present specification, a numerical range represented by "-" means a range including the numerical values described before and after "-" as lower and upper limits.
[汚泥燃料化装置]
本発明の汚泥燃料化装置は、汚泥乾燥部、造粒部、搬送部および固形燃料ボイラーをこの順で備え、造粒部が少なくとも汚泥乾燥部で得られる乾燥汚泥を固形燃料に成型し、搬送部が少なくとも固形燃料を固形燃料ボイラーに搬送する。
本発明によれば、乾燥汚泥の搬送コストを削減でき、乾燥汚泥を搬送する場合の臭気および粉じんの抑制をできる、汚泥燃料化装置を提供できる。
[Sludge-to-fuel device]
The sludge fuel conversion apparatus of the present invention comprises a sludge drying section, a granulating section, a conveying section and a solid fuel boiler in this order, and the granulating section forms at least the dried sludge obtained in the sludge drying section into solid fuel and conveys it. A section conveys at least the solid fuel to the solid fuel boiler.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the sludge fuel conversion apparatus which can reduce the conveyance cost of dry sludge, and can suppress an odor and dust at the time of conveying dry sludge can be provided.
例えば、下水処理汚泥などを汚泥乾燥部で乾燥(いわゆる乾燥事業。炭化も含む)を行って乾燥汚泥とした後、得られた乾燥汚泥を造粒して固形燃料とすることで、臭気および
粉じんを抑制しつつ、産業廃棄物とせずにボイラー投入用の固形燃料とすることができる。
いかなる理論に拘泥するものでもないが、具体的には、乾燥汚泥を造粒することで、汚泥燃料化装置内で一体化された搬送部を介して固形燃料を固形燃料ボイラーへ搬送しやすくなるために、トラックなどの車両での搬送と比較して搬送コストを大幅に削減ができる。また、乾燥汚泥を造粒することで、表面積が減るために、搬送時の臭気を抑制できる。また、乾燥汚泥を造粒することで、小さい粒径のものを減らせる(粒径分布を均一化できる)ために、搬送時の粉じんを抑制できる。
For example, sewage treatment sludge is dried (so-called drying business, including carbonization) in the sludge drying department to make dried sludge, and then the dried sludge obtained is granulated and made into solid fuel to reduce odor and dust. can be used as a solid fuel for boiler input without being treated as industrial waste.
Although not bound by any theory, specifically, by granulating the dried sludge, the solid fuel can be easily transported to the solid fuel boiler via the transport unit integrated in the sludge fuel conversion device. Therefore, transportation costs can be greatly reduced compared to transportation by vehicles such as trucks. In addition, by granulating the dry sludge, the surface area is reduced, so that odor during transportation can be suppressed. In addition, by granulating the dry sludge, it is possible to reduce sludge having a small particle size (the particle size distribution can be made uniform), so dust during transportation can be suppressed.
本発明の汚泥燃料化装置の好ましい態様では、乾燥汚泥由来の固形燃料をそのまま固形燃料ボイラーに搬送して、得られる蒸気や電力(固形燃料ボイラーが発電機を備える場合)を本発明の汚泥燃料化装置や汚泥燃料活用型工場に用いられる。そのため、より乾燥汚泥由来の固形燃料を有効に活用できる。なお、従来の乾燥汚泥を固形燃料とする方法や装置では、大規模な固形燃料ボイラー(バイオマスボイラーや石炭ボイラーなど)を有する事業者は限られていたため、得られる乾燥汚泥由来の固形燃料の供給が需要を上回ることもあった。本発明の汚泥燃料化装置の好ましい態様では余剰の乾燥汚泥由来の固形燃料が産出されないため、このような余剰の乾燥汚泥由来の固形燃料を産業廃棄物としてコストをかけて処分する必要もなく、処分時のコストも削減できる。また、廃棄物埋め立て処分量を低減することができる。
さらに、本発明の汚泥燃料化装置を用いることで、乾燥汚泥を(有価物として認定される)固形燃料として固形燃料ボイラーを稼動できるため、乾燥汚泥を産業廃棄物として処分せず、固形燃料ボイラーを効率的な運用でき、CO2排出量を削減できる。近年では、事業者が自ら地球温暖化対策のための取組及びCO2排出量の削減目標を「マニフェスト」(行動宣言)として公共団体に提出することが求められることがあり、本発明の汚泥燃料化装置は、このような「マニフェスト」の策定に有用である。
以下、本発明の汚泥燃料化装置の好ましい態様について説明する。
In a preferred embodiment of the sludge fuel conversion apparatus of the present invention, the solid fuel derived from dried sludge is directly conveyed to the solid fuel boiler, and the obtained steam and electric power (when the solid fuel boiler is equipped with a generator) is used as the sludge fuel of the present invention. It is used in decomposing equipment and sludge fuel utilization type factories. Therefore, the solid fuel derived from dried sludge can be used more effectively. In addition, with conventional methods and equipment that use dried sludge as solid fuel, only a limited number of businesses have large-scale solid fuel boilers (biomass boilers, coal boilers, etc.). sometimes exceeded demand. In a preferred embodiment of the sludge-to-fuel system of the present invention, no solid fuel derived from excess dry sludge is produced. The cost of disposal can also be reduced. In addition, the amount of landfill disposal of waste can be reduced.
Furthermore, by using the sludge fuel conversion apparatus of the present invention, the solid fuel boiler can be operated using the dried sludge as solid fuel (certified as a valuable resource), so the dry sludge is not disposed of as industrial waste, and the solid fuel boiler can be operated efficiently and CO2 emissions can be reduced. In recent years, business operators themselves are required to submit their own efforts for global warming countermeasures and CO2 emission reduction targets to public bodies as a "manifest" (declaration of action), and the sludge fuel of the present invention A facilitator is useful in formulating such a "manifest".
Preferred embodiments of the sludge-to-fuel system of the present invention are described below.
<汚泥燃料化装置の構成>
全体的な汚泥燃料化装置の構成を説明する。
本発明では、汚泥燃料化装置が、汚泥乾燥部、造粒部、搬送部および固形燃料ボイラーをこの順で備える。
汚泥燃料化装置の好ましい態様を、図面を用いて説明する。
図1は、本発明の(第1の好ましい態様の)汚泥燃料化装置を備える、本発明の汚泥燃料化システムおよび汚泥燃料活用型工場の一例を示した概略図である。
図1では、汚泥燃料化装置101は、汚泥乾燥部11、造粒部21、搬送部41および固形燃料ボイラー51をこの順で備える。
造粒部21が少なくとも汚泥乾燥部11で得られる乾燥汚泥12を固形燃料22に成型する。
搬送部41が少なくとも固形燃料22を固形燃料ボイラー51に搬送する。
本発明の汚泥燃料化装置の各構成について、順に説明する。
<Structure of sludge fuel conversion device>
The overall configuration of the sludge-to-fuel system will be described.
In the present invention, the sludge-to-fuel device comprises a sludge drying section, a granulating section, a conveying section, and a solid fuel boiler in this order.
A preferred embodiment of the sludge-to-fuel system will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a sludge fuel conversion system and a sludge fuel utilization type plant of the present invention, which is equipped with a sludge fuel conversion apparatus (first preferred embodiment) of the present invention.
In FIG. 1, the sludge-to-
The
The
Each configuration of the sludge-to-fuel system of the present invention will be described in order.
<汚泥乾燥部>
汚泥乾燥部に供給される汚泥としては特に制限はない。例えば、下水汚泥、製紙汚泥、ビルピット汚泥、食品汚泥等の各種の有機汚泥が挙げられる。これらの中でも、特に下水汚泥を用いることが好ましい。
汚泥乾燥部に供給される汚泥は、ある程度脱水された脱水汚泥であることが好ましい。汚泥乾燥部11では、下水処理場1の汚泥脱水機2などである程度脱水された汚泥3を乾燥し、乾燥汚泥12を得ることがより好ましい。
脱水汚泥の含水率は通常は70~85質量%である。脱水汚泥は、脱水ケーキといわれることがあり、固形状のものであっても流動性を有するものであってもよい。脱水汚泥が
流動性を有する場合、流動性の程度は特に限定されないが、吸引車、所謂、バキュームカーにより吸い上げることができればよい。
<Sludge drying part>
The sludge supplied to the sludge drying section is not particularly limited. Examples thereof include various organic sludges such as sewage sludge, paper sludge, building pit sludge, and food sludge. Among these, it is particularly preferable to use sewage sludge.
The sludge supplied to the sludge drying section is preferably dehydrated sludge that has been dewatered to some extent. More preferably, the
The moisture content of dewatered sludge is usually 70-85% by mass. The dewatered sludge is sometimes referred to as a dewatered cake, and may be solid or fluid. When the dehydrated sludge has fluidity, the degree of fluidity is not particularly limited as long as it can be sucked up by a suction vehicle, a so-called vacuum vehicle.
汚泥乾燥部で行う乾燥は、炭化処理であっても、炭化を伴わない単なる乾燥処理であってもよい。炭化を伴わない単なる乾燥処理であることが好ましい。
汚泥乾燥部としては特に制限は無く、炭化式汚泥乾燥部であっても、蒸気式汚泥乾燥部であってもよい。蒸気式汚泥乾燥部であることが好ましい。汚泥燃料化装置が、固形燃料ボイラーから得られる蒸気を汚泥乾燥部に供給(返送)する配管を有し、蒸気式汚泥乾燥部での乾燥を返送蒸気を用いて行うことが、CO2排出量を削減できる観点からより好ま
しい。なお、補助的に重油などの化石燃料を用いて加熱してもよい。乾燥温度は、100~300℃であることが好ましく、120~200℃であることがより好ましく、140~160℃であることが特に好ましい。
汚泥燃料化装置が、発電機から得られる電力を汚泥乾燥部に供給する配線を有し、汚泥乾燥部での乾燥および搬送などを返送電力を用いて行うことが、CO2排出量を削減できる観点から好ましい。
The drying performed in the sludge drying section may be carbonization or simple drying without carbonization. A simple drying treatment without carbonization is preferred.
The sludge drying section is not particularly limited, and may be a carbonization type sludge drying section or a steam type sludge drying section. A steam type sludge drying section is preferred. The sludge fuel conversion equipment has a pipe that supplies (returns) the steam obtained from the solid fuel boiler to the sludge drying section, and the drying in the steam type sludge drying section is performed using the returned steam. is more preferable from the viewpoint of being able to reduce In addition, you may heat using fossil fuels, such as heavy oil, auxiliary. The drying temperature is preferably 100 to 300°C, more preferably 120 to 200°C, and particularly preferably 140 to 160°C.
The sludge-to-fuel system has a wiring that supplies the power obtained from the generator to the sludge drying section, and drying and transportation in the sludge drying section are performed using returned power, which can reduce CO2 emissions. preferable from this point of view.
汚泥乾燥部の出口において、得られた乾燥汚泥の水分含有率が5~40質量%であることが、造粒をしやすく、造粒の前後に流動して形状が崩れて難く、固形燃料の真発熱量を制御しやすい観点から好ましい。造粒をより一層しやすくする観点から、20~40質量%であることがより好ましい。25~35質量%であることがさらに好ましい。水分含有率は、50gの測定対象物(例えば乾燥汚泥)を105℃に調整した任意の乾燥機内に20時間保持し、この乾燥処理によって減った質量を水分として算出して求める値を意味するものとする。
汚泥乾燥部から造粒部までの間における、乾燥汚泥の搬送手段は特に制限は無く、例えば、ベルトコンベアやスクリューフィーダー、ポンプ圧送、風送を挙げることができる。本発明では、乾燥汚泥の搬送手段が車両以外であることが好ましく、ベルトコンベアであることがより好ましい。さらに、搬送手段の中に乾燥汚泥を貯留する容器や減温装置を置いても良い。
At the outlet of the sludge drying unit, the moisture content of the obtained dried sludge is 5 to 40% by mass, so that it is easy to granulate, and it is difficult for it to flow before and after granulation and lose its shape. It is preferable from the viewpoint of easy control of the net calorific value. From the viewpoint of facilitating granulation, it is more preferably 20 to 40% by mass. More preferably, it is 25 to 35% by mass. Moisture content means a value obtained by holding 50 g of a measurement object (e.g., dried sludge) in an arbitrary dryer adjusted to 105 ° C. for 20 hours and calculating the mass reduced by this drying process as moisture. and
There are no particular restrictions on the means for conveying dried sludge between the sludge drying section and the granulation section, and examples thereof include belt conveyors, screw feeders, pump pressure feeding, and air blowing. In the present invention, the means for transporting dried sludge is preferably other than a vehicle, and more preferably a belt conveyor. Furthermore, a container for storing dried sludge and a temperature reducing device may be placed in the conveying means.
<造粒部>
本発明では、造粒部が少なくとも汚泥乾燥部で得られる乾燥汚泥を固形燃料に成型する。
固形燃料は乾燥汚泥以外に他の成分を含んでいてもよい。
固形燃料が乾燥汚泥以外に他の成分を含む場合、混合して混合原料とした後に造粒することが好ましい。混合する方法は特に限定されず、例えば従来公知の方法を適用することができる。例えば従来公知のミキサーを用いる方法や、回転駆動体による混合方式や振動による混合方式などを適用することができる。
<Granulation section>
In the present invention, the granulation section forms at least the dried sludge obtained in the sludge drying section into a solid fuel.
The solid fuel may contain other components besides dry sludge.
When the solid fuel contains other components in addition to the dried sludge, it is preferable to granulate after mixing to form a mixed raw material. The mixing method is not particularly limited, and for example, a conventionally known method can be applied. For example, a method using a conventionally known mixer, a mixing method using a rotary driving body, a mixing method using vibration, and the like can be applied.
造粒する方法は特に限定されず、例えばRPFを製造する際に適用する従来公知の方法を適用することができる。
具体的には、例えば乾燥汚泥または混合原料をブリケットマシンの型に入れ、加熱しながら、または加熱した後に、圧縮加工することで、所望の形状の成型体である固形燃料を得ることができる。混合原料を加熱する場合は、混合原料が含むプラスチックを軟化する温度で行うことが好ましい。
また、従来公知の加熱できる圧縮造粒方式の成型機や、押し出し造粒方式の成型機を用いて、混合原料から成型体を得ることもできる。また、従来公知のペレットミルを用いて、混合原料から成型体を得ることもできる。成型機は従来公知のものを用いることができ
る。
なお、混合および造粒は造粒部で連続的に行ってもよく、あらかじめ混合原料とした後に造粒部で造粒してもよい。
汚泥燃料化装置が、固形燃料ボイラーから得られる蒸気を造粒部に供給(返送)する配管を有し、造粒部での加熱を返送蒸気を用いて行うことが、CO2排出量を削減できる観点からより好ましい。なお、補助的に重油などの化石燃料を用いて加熱してもよい。加熱温度は、100~300℃であることが好ましく、120~200℃であることがより好ましく、140~160℃であることが特に好ましい。
汚泥燃料化装置が、発電機から得られる電力を造粒部に供給する配線を有し、造粒部での混合、造粒および搬送などを返送電力を用いて行うことが、CO2排出量を削減できる観点から好ましい。
The granulation method is not particularly limited, and for example, a conventionally known method applied when producing RPF can be applied.
Specifically, for example, dried sludge or a mixed raw material is placed in a mold of a briquette machine and compressed while or after heating to obtain a solid fuel in the form of a desired shape. When heating the mixed raw material, it is preferable to heat the mixed raw material at a temperature that softens the plastic contained in the mixed raw material.
Further, it is also possible to obtain a molded body from the mixed raw material by using a conventionally known heatable compression granulation type molding machine or extrusion granulation type molding machine. A molded body can also be obtained from the mixed raw material using a conventionally known pellet mill. A conventionally known molding machine can be used.
The mixing and granulation may be performed continuously in the granulating section, or the raw material mixture may be mixed in advance and then granulated in the granulating section.
The sludge-to-fuel device has a pipe that supplies (returns) the steam obtained from the solid fuel boiler to the granulation unit, and heating in the granulation unit is performed using the returned steam, which reduces CO2 emissions. It is more preferable from the viewpoint of being able to In addition, you may heat using fossil fuels, such as heavy oil, auxiliary. The heating temperature is preferably 100 to 300°C, more preferably 120 to 200°C, and particularly preferably 140 to 160°C.
The sludge-to-fuel device has a wiring that supplies the power obtained from the generator to the granulation unit, and the mixing, granulation, and transportation in the granulation unit are performed using the returned power, which reduces CO2 emissions. is preferable from the viewpoint of being able to reduce
固形燃料のサイズとしては特に制限はない。固形燃料をRPFと類似するサイズおよび形状とすることが、既存のRPF搬送用の搬送手段を活用しつつ、固形燃料ボイラーに提供できる観点から好ましい。なお、一般的なRPFのサイズおよび形状は、例えば直径5~50mm(好ましくは6~40mm)の円筒状の形状である。ただし、本発明は一般的なRPFのサイズおよび形状の態様に限定されない。
固形燃料の成分およびサイズは、後述の第1の好ましい態様、第2の好ましい態様および第3の好ましい態様で規定する成分およびサイズとすることが好ましい。
ただし、本発明では、石炭などの化石燃料もさらに混合し、乾燥汚泥および化石燃料の混合物を固形燃料としてもよい。
There are no particular restrictions on the size of the solid fuel. It is preferable to make the solid fuel similar in size and shape to the RPF from the viewpoint of being able to provide the solid fuel boiler while utilizing the existing conveying means for conveying the RPF. Incidentally, the general size and shape of the RPF is, for example, a cylindrical shape with a diameter of 5 to 50 mm (preferably 6 to 40 mm). However, the invention is not limited to general RPF size and shape aspects.
The composition and size of the solid fuel are preferably the composition and size defined in the first preferred embodiment, second preferred embodiment, and third preferred embodiment described later.
However, in the present invention, a fossil fuel such as coal may be further mixed, and the mixture of dry sludge and fossil fuel may be used as a solid fuel.
(第1の好ましい態様)
本発明の第1の好ましい態様は、造粒部が乾燥汚泥のみを固形燃料に成型し、固形燃料の1粒あたりの実容積が0.1~100cm3である態様である。第1の好ましい態様では、固形燃料の1粒あたりの実容積が1cm3以上であることが好ましく、10cm3以上であることがより好ましく、20cm3以上であることがさらに好ましく、30cm3以上であることが特に好ましい。第1の好ましい態様では、固形燃料の1粒あたりの実容積が90cm3以下であることが好ましく、80cm3以下であることがより好ましく、70cm3以下であることが特に好ましい。
(First Preferred Embodiment)
A first preferred aspect of the present invention is an aspect in which the granulator molds only dried sludge into solid fuel, and the actual volume per grain of solid fuel is 0.1 to 100 cm 3 . In the first preferred embodiment, the actual volume per grain of solid fuel is preferably 1 cm 3 or more, more preferably 10 cm 3 or more, even more preferably 20 cm 3 or more, and even more preferably 30 cm 3 or more. It is particularly preferred to have In a first preferred embodiment, the actual volume per grain of solid fuel is preferably 90 cm 3 or less, more preferably 80 cm 3 or less, and particularly preferably 70 cm 3 or less.
本発明の第1の好ましい態様では、固形燃料ボイラーに供給される全燃料の合計真発熱量をQ1とし、固形燃料の真発熱量をQ2とする場合に、固形燃料が下記条件1A、条件1Bまたは条件1Cを満たすことが好ましい。これらの条件を満たすように乾燥汚泥を含む固形燃料を調整することにより、水分が水蒸気になった際の気化熱を調整して石炭と同程度の燃焼度合いとしつつ、高い熱量を得ることができる。
条件1A:固形燃料の水分含有率が20質量%以下であり、100%×Q2/Q1の値が40%以下である。
条件1B:固形燃料の水分含有率が20質量%を超え30質量%以下であり、100%×Q2/Q1の値が20%以下である。
条件1C:固形燃料の水分含有率が30質量%を超え40質量%以下であり、100%×Q2/Q1の値が10%以下である。
なお、発熱量は、燃焼熱測定装置(IKA社製、型式「C5003」)により測定することができる。
In a first preferred embodiment of the present invention, when the total net calorific value of all the fuels supplied to the solid fuel boiler is Q1 and the net calorific value of the solid fuel is Q2 , the solid fuel satisfies the following conditions 1A, It is preferable to satisfy condition 1B or condition 1C. By adjusting the solid fuel containing dried sludge so as to meet these conditions, it is possible to adjust the heat of vaporization when the water turns into steam, and obtain a high amount of heat while maintaining the same degree of combustion as coal. .
Condition 1A: The moisture content of the solid fuel is 20% by mass or less, and the value of 100%×Q 2 /Q 1 is 40% or less.
Condition 1B: The moisture content of the solid fuel is more than 20% by mass and 30% by mass or less, and the value of 100%×Q 2 /Q 1 is 20% or less.
Condition 1C: The moisture content of the solid fuel is more than 30% by mass and 40% by mass or less, and the value of 100%×Q 2 /Q 1 is 10% or less.
The calorific value can be measured by a combustion heat measuring device (manufactured by IKA, model "C5003").
(第2の好ましい態様)
本発明の第2の好ましい態様は、造粒部がプラスチック、紙およびペーパースラッジのうち少なくとも1種類(いわゆるRPF製造原料)、または石炭、ならびに、乾燥汚泥の混合物を固形燃料に成型する態様である。
第2の好ましい態様では、得られる固形燃料の熱量を、第1の好ましい態様で得られる固形燃料よりも高めることができる。ここで、高品質のRPFを製造するためのRPF製造原料は供給量に制限がある。本発明の第2の好ましい態様によれば、RPF製造原料と乾燥汚泥を固形燃料に成型することにより得られた高品質のRPFサイズの固形燃料を、
既存のRPF搬送用の搬送手段を活用しつつ、固形燃料ボイラーに提供できる。
さらに、RPFサイズの固形燃料とすることで、表面積が減るために搬送時の臭気を抑制でき、小さい粒径のものを減らせる(粒径分布を均一化できる)ために搬送時の粉じんを抑制できる。
(Second preferred embodiment)
A second preferred aspect of the present invention is an aspect in which the granulator molds a mixture of at least one of plastic, paper and paper sludge (so-called RPF production raw material) or coal and dry sludge into a solid fuel. .
In the second preferred aspect, the calorific value of the solid fuel obtained can be made higher than that of the solid fuel obtained in the first preferred aspect. Here, RPF production raw materials for producing high-quality RPF are limited in supply amount. According to a second preferred aspect of the present invention, a high-quality RPF-sized solid fuel obtained by molding the RPF raw material and dried sludge into a solid fuel,
It can be provided to a solid fuel boiler while utilizing the existing transportation means for RPF transportation.
In addition, by using RPF-sized solid fuel, the surface area is reduced, so odors during transportation can be suppressed, and small particle sizes can be reduced (particle size distribution can be made uniform), so dust during transportation can be suppressed. can.
RPF製造原料について説明する。
RPFとは、通常、産業廃棄物のうち、マテリアルリサイクルが困難な廃プラスチックや古紙を原料とした高カロリー固形燃料を意味する。RPF製造原料とは、このような通常のRPFを製造するために用いることができる廃プラスチックや古紙を主成分とする原料を意味するが、すでに固形燃料の態様となっているRPFも含まれるものとする。また、プラスチックおよび/または紙を主成分(プラスチックと紙との合計が概ね50質量%以上の含有率とする)とする原料であれば、RPF製造原料に含まれるものとする。
RPF製造原料が含み得るプラスチック(廃プラスチックを含む。以下、同様。)の種類は特に限定されないが、燃焼により有毒ガスを生じないものが好ましい。例えばポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレンを用いることが好ましい。また、塩素等に対する腐食対策をした上で、塩化ビニルなどの塩素含有プラスチックを用いることも好ましい。プラスチックおよび紙(古紙を含む。以下、同様。)以外に、RPF製造原料が含んでもよいものとして、例えば廃木材が挙げられる。
ペーパースラッジとは、製紙工場の製造工程の途中で発生するパルプ繊維を含む残渣であり、パルプの洗浄工程や抄紙工程、排水処理工程等で発生する。RPF製造原料とする前に沈殿槽やロータリースクリーンで濃縮し、スクリュープレスやベルトフィルターで脱水しても良い。
本発明では、プラスチック、紙およびペーパースラッジのうち少なくとも1種類を含むRPF製造原料を用いることが好ましい。
ただし、本発明の第2の好ましい態様では、石炭などの化石燃料もさらに混合し、RPF製造原料、乾燥汚泥および化石燃料の混合物を固形燃料としてもよい。
第2の好ましい態様では、固形燃料が条件2A、条件2Bまたは条件2Cを満たしやすくするように調整する観点から、固形燃料が石炭を固形燃料の全質量に対して15質量%以下含むことが好ましく、10質量%以下含むことがより好ましく、8質量%以下含むことがさらに好ましく、7質量%以下含むことが特に好ましい。第2の好ましい態様では、固形燃料が条件2A、条件2Bまたは条件2Cを満たしやすくするように調整する観点から、固形燃料が石炭を固形燃料の全質量に対して1質量%以上含むことが好ましく、2質量%以上含むことがより好ましく、3質量%以上含むことが特に好ましい。
The RPF manufacturing raw material will be described.
RPF usually means a high-calorie solid fuel made from waste plastics and used paper, which are difficult to recycle, among industrial wastes. The RPF production raw material means a raw material mainly composed of waste plastics and waste paper that can be used to produce such ordinary RPF, but it also includes RPF that has already been in the form of solid fuel. and Raw materials containing plastic and/or paper as the main component (the total content of plastic and paper is about 50% by mass or more) are included in RPF manufacturing raw materials.
The type of plastics (including waste plastics; the same shall apply hereinafter) that may be included in the RPF manufacturing raw material is not particularly limited, but those that do not generate toxic gases when burned are preferred. For example, polystyrene, polyethylene and polypropylene are preferably used. It is also preferable to use a chlorine-containing plastic such as vinyl chloride after taking measures against corrosion against chlorine or the like. In addition to plastics and paper (including used paper; the same shall apply hereinafter), raw materials for RPF production may include, for example, waste wood.
Paper sludge is a residue containing pulp fibers that is generated during the manufacturing process of a paper mill, and is generated during pulp washing processes, papermaking processes, wastewater treatment processes, and the like. It may be concentrated in a sedimentation tank or rotary screen and dewatered in a screw press or belt filter before being used as a raw material for RPF production.
In the present invention, it is preferred to use an RPF manufacturing raw material comprising at least one of plastic, paper and paper sludge.
However, in the second preferred embodiment of the present invention, a fossil fuel such as coal may also be further mixed, and the mixture of RPF raw material, dried sludge and fossil fuel may be used as solid fuel.
In a second preferred embodiment, from the viewpoint of adjusting the solid fuel so that it easily satisfies Condition 2A, Condition 2B, or Condition 2C, it is preferable that the solid fuel contains coal in an amount of 15% by mass or less with respect to the total mass of the solid fuel. , more preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, and particularly preferably 7% by mass or less. In a second preferred embodiment, from the viewpoint of adjusting the solid fuel so that it easily satisfies Condition 2A, Condition 2B, or Condition 2C, it is preferable that the solid fuel contains coal in an amount of 1% by mass or more with respect to the total mass of the solid fuel. , more preferably 2% by mass or more, and particularly preferably 3% by mass or more.
RPF製造原料の形状等は特に限定されず、従来公知のRPFを製造するために用いることができる原料と同様であってよい。例えばRPF製造原料が含むプラスチックであれば、そのプラスチックは0.1~5mm程度の粒状、1~300mm2程度の面積のフィルム状またはひも状のものであってよい。例えばRPF製造原料が含む紙であれば、その紙は0.01~400mm2程度の面積の紙片であってよい。
また、RPF製造原料の水分は特に限定されず、従来公知のRPFを製造するために用いることができる原料と同様であってよく、例えば0~30質量%の水分含有率であってよい。RPF製造原料の水分は、1質量%以上であってよく、20質量%以下であることが好ましい。
The shape and the like of the raw material for RPF production are not particularly limited, and may be the same as the raw material that can be used for producing conventionally known RPF. For example, if the RPF raw material contains a plastic, the plastic may be in the form of granules with a size of about 0.1 to 5 mm, or in the form of a film or string with an area of about 1 to 300 mm 2 . For example, if the RPF manufacturing raw material contains paper, the paper may be a piece of paper having an area of about 0.01 to 400 mm 2 .
Also, the water content of the raw material for RPF production is not particularly limited, and may be the same as the raw material that can be used for producing conventionally known RPF, and may have a water content of 0 to 30% by mass, for example. The water content of the raw material for RPF production may be 1% by mass or more, and preferably 20% by mass or less.
図2は、本発明の第2の好ましい態様の汚泥燃料化装置を備える、本発明の汚泥燃料化システムおよび汚泥燃料活用型工場の他の一例を示した概略図である。図2の汚泥燃料化装置101は、造粒部21がRPF製造原料の投入部(または石炭の投入部)32を備え、RPF製造原料(または石炭)33を投入できる。
FIG. 2 is a schematic diagram showing another example of the sludge-to-fuel system and the sludge-to-fuel type plant of the present invention, which includes the sludge-to-fuel device of the second preferred embodiment of the present invention. In the sludge-to-
第2の好ましい態様では、固形燃料の1粒あたりの実容積が0.1~400cm3であることが好ましい。第2の好ましい態様では、固形燃料の1粒あたりの実容積が1cm3以上であることが好ましく、10cm3以上であることがより好ましく、50cm3以上であることがさらに好ましく、100cm3以上であることが特に好ましく、150cm3以上であることが最も好ましい。第2の好ましい態様では、固形燃料の1粒あたりの実容積が350cm3以下であることが好ましく、300cm3以下であることがより好ましく、200cm3以下であることが特に好ましい。 In a second preferred aspect, the solid fuel preferably has an actual volume of 0.1 to 400 cm 3 per grain. In a second preferred embodiment, the actual volume per grain of solid fuel is preferably 1 cm 3 or more, more preferably 10 cm 3 or more, even more preferably 50 cm 3 or more, and even more preferably 100 cm 3 or more. is particularly preferred, and 150 cm 3 or more is most preferred. In a second preferred embodiment, the actual volume per grain of solid fuel is preferably 350 cm 3 or less, more preferably 300 cm 3 or less, and particularly preferably 200 cm 3 or less.
本発明の第2の好ましい態様では、固形燃料ボイラーに供給される全燃料の合計真発熱量をQ1とし、固形燃料の真発熱量をQ3とする場合に、固形燃料が下記条件2A、条件2Bまたは条件2Cを満たすことが好ましい。これらの条件を満たすように乾燥汚泥を含む固形燃料と、他の追加燃料を混合した場合の混合度合を調整することにより、水分が水蒸気になった際の気化熱を調整して石炭と同程度の燃焼度合いとしつつ、高い熱量を得ることができる。
条件2A:固形燃料の水分含有率が20質量%以下であり、100%×Q3/Q1の値が60%以下である。
条件2B:固形燃料の水分含有率が20質量%を超え30質量%以下であり、100%×Q3/Q1の値が30%以下である。
条件2C:固形燃料の水分含有率が30質量%を超え40質量%以下であり、100%×Q3/Q1の値が15%以下である。
In a second preferred embodiment of the present invention, when the total net calorific value of all the fuels supplied to the solid fuel boiler is Q1 and the net calorific value of the solid fuel is Q3 , the solid fuel satisfies the following conditions 2A, It is preferable to satisfy condition 2B or condition 2C. By adjusting the mixing ratio of solid fuel containing dried sludge and other additional fuel to meet these conditions, the heat of vaporization when water becomes steam is adjusted to the same level as coal. It is possible to obtain a high amount of heat while maintaining a degree of combustion of
Condition 2A: The moisture content of the solid fuel is 20% by mass or less, and the value of 100%×Q 3 /Q 1 is 60% or less.
Condition 2B: The moisture content of the solid fuel is more than 20% by mass and 30% by mass or less, and the value of 100%×Q 3 /Q 1 is 30% or less.
Condition 2C: The moisture content of the solid fuel is more than 30% by mass and 40% by mass or less, and the value of 100%×Q 3 /Q 1 is 15% or less.
(第3の好ましい態様)
本発明の第3の好ましい態様は、造粒部がプラスチック、紙およびペーパースラッジのうち少なくとも1種類、または石炭、ならびに、植物由来の消臭剤、および、乾燥汚泥の混合物を固形燃料に成型する態様である。
第3の好ましい態様では、得られる固形燃料の熱量を、第1の好ましい態様で得られる固形燃料よりも高めることができる。さらに植物由来の消臭剤は高い熱量を有するため、第3の好ましい態様では、得られる固形燃料の熱量を、第2の好ましい態様で得られる固形燃料よりも高めることができる。
第3の好ましい態様では、固形燃料を搬送する場合の臭気を、第1の好ましい態様または第2の好ましい態様で得られる固形燃料よりも抑制できる。
(Third Preferred Embodiment)
In a third preferred aspect of the present invention, the granulator molds at least one kind of plastic, paper and paper sludge, or a mixture of coal, plant-derived deodorant, and dry sludge into solid fuel. It is a mode.
In the third preferred aspect, the calorific value of the solid fuel obtained can be made higher than that of the solid fuel obtained in the first preferred aspect. Furthermore, since the plant-derived deodorant has a high calorific value, the calorific value of the solid fuel obtained in the third preferred embodiment can be made higher than that of the solid fuel obtained in the second preferred embodiment.
In the third preferred aspect, the odor when conveying solid fuel can be suppressed more than the solid fuel obtained in the first preferred aspect or the second preferred aspect.
図3は、本発明の第3の好ましい態様の汚泥燃料化装置を備える、本発明の汚泥燃料化システムおよび汚泥燃料活用型工場の他の一例を示した概略図である。図3の汚泥燃料化装置101は、造粒部21がRPF製造原料の投入部(または石炭の投入部)32を備え、RPF製造原料(または石炭)33および消臭剤34を投入できる。
FIG. 3 is a schematic diagram showing another example of the sludge-to-fuel system and the sludge-to-fuel type plant of the present invention, which includes the sludge-to-fuel apparatus of the third preferred embodiment of the present invention. In the sludge-to-
植物由来の消臭剤としては特に制限はなく、消臭剤は特に限定されない。例えば、活性炭などの多孔質材料;臭気成分を包接したり、かかる成分と化合して塩を形成したり、キレートを形成してこれを捕捉したり、あるいは悪臭成分を中和することにより大気中への揮散を防止する物質;柑橘系、樹木系、ハーブ系、フローラル系などの各種の植物精油(例えば、リモネン、シネオール、シトラール、リナロール等の天然精油)、およびこれらの混合物、ならびにこれらを適当な媒体中に溶解させたものを挙げることができる。植物由来の消臭剤としては、例えば、株式会社 湊つくり製、商品名「スメオールL21」等が挙げられる。この消臭剤には、石油化学系の精油、香料、界面活性剤、防腐剤、溶剤等のPRTR法に該当する物質は使用されておらず、カーボンニュートラルの観点で好ましい。
植物由来の消臭剤は、多孔質材料であることが好ましく、活性炭であることがより好ましい。
植物由来の消臭剤は溶液状であっても粉末状であってもよいが、粉末状であることが好ましい。粉末状の活性炭であることがより好ましい。
The plant-derived deodorant is not particularly limited, and the deodorant is not particularly limited. For example, porous materials such as activated carbon; Substances that prevent volatilization to; various plant essential oils such as citrus, tree, herb, and floral (for example, natural essential oils such as limonene, cineol, citral, and linalool), and mixtures thereof, and suitable and those dissolved in a suitable medium can be mentioned. Examples of plant-derived deodorants include those manufactured by Minato Tsukuri Co., Ltd. under the trade name of "Smeol L21". This deodorant does not use petrochemical essential oils, fragrances, surfactants, preservatives, solvents, and other substances that fall under the PRTR Law, and is preferable from the viewpoint of carbon neutrality.
The plant-derived deodorant is preferably a porous material, more preferably activated carbon.
The plant-derived deodorant may be in the form of a solution or in the form of powder, preferably in the form of powder. Powdered activated carbon is more preferred.
第3の好ましい態様では、乾燥汚泥を搬送する場合の臭気を抑制する観点から、固形燃料が消臭剤または石炭を固形燃料の全質量に対して15質量%以下含むことが好ましく、10質量%以下含むことがより好ましく、8質量%以下含むことがさらに好ましく、7質量%以下含むことが特に好ましい。第3の好ましい態様では、固形燃料が消臭剤または石炭を固形燃料の全質量に対して1質量%以上含むことが好ましく、2質量%以上含むことがより好ましく、3質量%以上含むことが特に好ましい。
第3の好ましい態様では、乾燥汚泥を搬送する場合の臭気を抑制する観点から、固形燃料が消臭剤を固形燃料の全質量に対して15質量%以下含むことが好ましく、10質量%以下含むことがより好ましく、8質量%以下含むことがさらに好ましく、7質量%以下含むことが特に好ましい。第3の好ましい態様では、固形燃料が消臭剤を固形燃料の全質量に対して1質量%以上含むことが好ましく、2質量%以上含むことがより好ましく、3質量%以上含むことが特に好ましい。
In a third preferred embodiment, from the viewpoint of suppressing odor when conveying dry sludge, the solid fuel preferably contains a deodorant or coal in an amount of 15% by mass or less with respect to the total mass of the solid fuel, and 10% by mass. It is more preferable to contain 8% by mass or less, and particularly preferably 7% by mass or less. In a third preferred embodiment, the solid fuel preferably contains 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, and preferably 3% by mass or more of the deodorant or coal relative to the total mass of the solid fuel. Especially preferred.
In a third preferred embodiment, from the viewpoint of suppressing odor when conveying dry sludge, the solid fuel preferably contains 15% by mass or less of the deodorant with respect to the total mass of the solid fuel, and 10% by mass or less. More preferably, it contains 8% by mass or less, and particularly preferably 7% by mass or less. In a third preferred embodiment, the solid fuel preferably contains 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, and particularly preferably 3% by mass or more of the deodorant relative to the total mass of the solid fuel. .
本発明の第3の好ましい態様に用いられるプラスチック、紙およびペーパースラッジのうち少なくとも1種類の好ましい範囲は、第2の好ましい態様の好ましい範囲と同様である。
ただし、本発明の第3の好ましい態様では、石炭などの化石燃料もさらに混合し、RPF製造原料、乾燥汚泥、植物由来の消臭剤および化石燃料の混合物を固形燃料としてもよい。
第3の好ましい態様では、固形燃料が条件2A、条件2Bまたは条件2Cを満たしやすくするように調整する観点から、固形燃料が石炭を固形燃料の全質量に対して15質量%以下含むことが好ましく、10質量%以下含むことがより好ましく、8質量%以下含むことがさらに好ましく、7質量%以下含むことが特に好ましい。第3の好ましい態様では、固形燃料が条件2A、条件2Bまたは条件2Cを満たしやすくするように調整する観点から、固形燃料が石炭を固形燃料の全質量に対して1質量%以上含むことが好ましく、2質量%以上含むことがより好ましく、3質量%以上含むことが特に好ましい。
The preferred ranges of at least one of the plastic, paper and paper sludge used in the third preferred aspect of the invention are the same as the preferred ranges of the second preferred aspect.
However, in the third preferred embodiment of the present invention, a fossil fuel such as coal may be further mixed, and the mixture of RPF production raw material, dried sludge, plant-derived deodorant and fossil fuel may be used as a solid fuel.
In a third preferred embodiment, from the viewpoint of adjusting the solid fuel so that it easily satisfies Condition 2A, Condition 2B, or Condition 2C, it is preferable that the solid fuel contains coal in an amount of 15% by mass or less with respect to the total mass of the solid fuel. , more preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, and particularly preferably 7% by mass or less. In a third preferred embodiment, from the viewpoint of adjusting the solid fuel so that it easily satisfies Condition 2A, Condition 2B, or Condition 2C, it is preferable that the solid fuel contains coal in an amount of 1% by mass or more with respect to the total mass of the solid fuel. , more preferably 2% by mass or more, and particularly preferably 3% by mass or more.
第3の好ましい態様では、固形燃料の1粒あたりの実容積が0.1~400cm3であることが好ましい。第3の好ましい態様では、固形燃料の1粒あたりの実容積が1cm3以上であることが好ましく、10cm3以上であることがより好ましく、50cm3以上であることがさらに好ましく、100cm3以上であることが特に好ましく、150cm3以上であることが最も好ましい。第3の好ましい態様では、固形燃料の1粒あたりの実容積が350cm3以下であることが好ましく、300cm3以下であることがより好ましく、200cm3以下であることが特に好ましい。 In a third preferred aspect, the solid fuel preferably has an actual volume of 0.1 to 400 cm 3 per grain. In a third preferred embodiment, the actual volume per grain of solid fuel is preferably 1 cm 3 or more, more preferably 10 cm 3 or more, even more preferably 50 cm 3 or more, and even more preferably 100 cm 3 or more. is particularly preferred, and 150 cm 3 or more is most preferred. In a third preferred aspect, the actual volume per grain of solid fuel is preferably 350 cm 3 or less, more preferably 300 cm 3 or less, and particularly preferably 200 cm 3 or less.
本発明の第3の好ましい態様では、固形燃料ボイラーに供給される全燃料の合計真発熱量をQ1とし、固形燃料の真発熱量をQ3とする場合に、固形燃料が上述の条件2A、条件2Bまたは条件2Cを満たすことが好ましい。より好ましい範囲は第2の好ましい態様のより好ましい範囲と同様である。これらの条件を満たすように乾燥汚泥を含む固形燃料と、他の追加燃料を混合した場合の混合度合を調整することにより、水分が水蒸気になった際の気化熱を調整して石炭と同程度の燃焼度合いとしつつ、高い熱量を得ることができる。 In a third preferred embodiment of the present invention, where Q1 is the total net calorific value of all fuels supplied to the solid fuel boiler and Q3 is the net calorific value of the solid fuel, the solid fuel satisfies condition 2A above. , condition 2B or condition 2C. The more preferred range is the same as the more preferred range of the second preferred embodiment. By adjusting the mixing ratio of solid fuel containing dried sludge and other additional fuel to meet these conditions, the heat of vaporization when water becomes steam is adjusted to the same level as coal. It is possible to obtain a high amount of heat while maintaining a degree of combustion of
<搬送部>
本発明では、搬送部が少なくとも固形燃料を固形燃料ボイラーに搬送する。
汚泥燃料化装置が汚泥乾燥部、造粒部、搬送部および固形燃料ボイラーをこの順で一体化して備えていることが、乾燥汚泥および固形燃料の搬送距離を短くすることができ、搬送コストの面およびCO2排出量を削減できる観点から好ましい。搬送部の一方の端部が汚泥乾燥部に直接連結していることが好ましい。また、搬送部の他方の端部が固形燃料ボイラーに直接連結していることが好ましい。
搬送部の搬送手段、すなわち固形燃料の造粒部から固形燃料ボイラーまでの搬送手段としては特に制限はないが、ベルトコンベア、スクリューフィーダー、風送(配管)、ポンプ圧送、道路などを挙げることができる。例えば、コンベアによって固形燃料を固形燃料ボイラーの上部に搬送することが好ましい。コンベアとしては、RPF搬送用コンベアまたは石炭搬送用コンベアであることが、既存の設備を活用してコストを抑制する観点から好ましい。
コンベアは、塩素等に対する腐食対策がなされたコンベアであることが好ましい。RPF搬送用コンベアは、塩化ビニルを含むプラスチックを用いられるように塩素等に対する腐食対策が通常されている。これに対し、石炭搬送用コンベアは塩素等に対する腐食対策が不十分であることが多い。そのため、石炭搬送用コンベアよりも、RPF搬送用コンベアを用いることが好ましい。
一方、造粒部および固形燃料ボイラーの搬送部は、同じ敷地内にあることが、処理コストを抑制できる観点から好ましい。また、搬送部は公共の道路ではないことが好ましく、道路ではないことがより好ましい。したがって、乾燥部において、固形燃料の造粒部から固形燃料ボイラーまでの搬送手段が車両以外であることが、搬送コストの面および、CO2排出量を削減できる観点から好ましい。
ただし、固形燃料の全量が搬送部を介して固形燃料ボイラーに搬送されなくてもよい。例えば、造粒部と搬送部の間または搬送部に汚泥燃料化装置の外部への搬送口を有しており、固形燃料の一部を搬送口から車両などを用いて汚泥燃料化装置の外部に搬送し、他の施設や事業者に譲渡などできる態様も好ましい。
汚泥燃料化装置が、発電機から得られる電力を搬送部に供給する配線を有し、搬送部での搬送などを返送電力を用いて行うことが、CO2排出量を削減できる観点から好ましい。
<Conveyor>
In the present invention, the conveying section conveys at least solid fuel to the solid fuel boiler.
Since the sludge-to-fuel unit has a sludge drying section, a granulating section, a conveying section, and a solid fuel boiler integrated in this order, the conveying distance of the dried sludge and the solid fuel can be shortened, and the conveying cost can be reduced. It is preferable from the viewpoint of reducing surface area and CO 2 emissions. One end of the conveying section is preferably directly connected to the sludge drying section. It is also preferred that the other end of the conveying section is directly connected to the solid fuel boiler.
The transport means of the transport section, that is, the transport means from the solid fuel granulation section to the solid fuel boiler is not particularly limited, but examples include a belt conveyor, a screw feeder, an air feed (piping), a pump pressure feed, and a road. can. For example, a conveyor preferably conveys the solid fuel to the top of the solid fuel boiler. The conveyor is preferably an RPF conveyor or a coal conveyor from the viewpoint of cost reduction by utilizing existing equipment.
The conveyor is preferably a conveyor that is protected against corrosion by chlorine and the like. The RPF conveyer is usually made of plastic containing vinyl chloride to prevent corrosion from chlorine and the like. On the other hand, coal conveyors often lack sufficient corrosion protection against chlorine and the like. Therefore, it is preferable to use the RPF conveyer rather than the coal conveyer.
On the other hand, it is preferable that the granulation section and the transportation section of the solid fuel boiler are located on the same site from the viewpoint of suppressing processing costs. Also, the transport section is preferably not a public road, more preferably not a road. Therefore, in the drying section, it is preferable that the transportation means from the solid fuel granulation section to the solid fuel boiler is other than a vehicle from the viewpoint of transportation cost and CO2 emission reduction.
However, not all of the solid fuel need be transported to the solid fuel boiler via the transport unit. For example, between the granulation unit and the conveying unit or at the conveying unit, there is a conveying port to the outside of the sludge fuel conversion device, and a part of the solid fuel is transferred from the conveying port to the outside of the sludge fuel conversion device using a vehicle or the like. It is also preferable to transfer to another facility or business operator.
From the viewpoint of reducing CO 2 emissions, it is preferable that the sludge-to-fuel system has wiring for supplying power obtained from the generator to the conveying section, and that the conveying section and the like are carried out using the returned electric power.
搬送部が造粒部および固形燃料ボイラーの間を密閉できることが好ましい。密閉状態で固形燃料を固形燃料ボイラーに投入することにより、乾燥汚泥を搬送する場合の臭気および粉じんの抑制をよりしやすくなる。
密閉手段としては特に制限はなく、例えば搬送部を覆う筒状のカバーを設ける態様、内部を陰圧として臭気や煤塵の飛散防止とする態様などを挙げることができる。
Preferably, the conveying section can seal between the granulating section and the solid fuel boiler. By introducing the solid fuel into the solid fuel boiler in a sealed state, it is easier to control odor and dust when conveying dried sludge.
The sealing means is not particularly limited, and examples thereof include a mode in which a cylindrical cover is provided to cover the conveying section, and a mode in which the inside is kept under negative pressure to prevent odor and dust from scattering.
(RPF投入部)
搬送部41は、RPF投入部を備え、所望の割合で固形燃料22とRPF31を混合できることが好ましい。
搬送部41は、石炭投入部を備え、所望の割合で固形燃料22と石炭(不図示)を混合できることも好ましい。
搬送部は、固形燃料が第1の好ましい態様における条件1A、条件1Bまたは条件1C、あるいは、第2または第3の好ましい態様における条件2A、条件2Bまたは条件2Cを満たしやすくするように調整する観点から、RPF、または石炭、および、固形燃料を固形燃料ボイラーに搬送することが好ましい。特に、搬送部がプラスチック、紙およびペーパースラッジのうち少なくとも1種類を含むRPF、または石炭、ならびに、固形燃料を固形燃料ボイラーに搬送することがより好ましい。
(RPF input part)
It is preferable that the
The conveying unit is adjusted so that the solid fuel easily satisfies Condition 1A, Condition 1B, or Condition 1C in the first preferred embodiment, or Condition 2A, Condition 2B, or Condition 2C in the second or third preferred embodiment. Therefore, it is preferred to convey RPF or coal and solid fuel to a solid fuel boiler. In particular, it is more preferred that the conveying section conveys the RPF containing at least one of plastic, paper and paper sludge, or coal, and solid fuel to the solid fuel boiler.
<固形燃料ボイラー>
搬送部が固形燃料ボイラーの上部に接続されていることが好ましい。例えば、搬送部が固形燃料ボイラーの高さの上から30%以内の領域に接続されていることが好ましく、上から20%以内の領域に接続されていることがより好ましく、上から10%以内の領域に接続されていることが特に好ましい。
固形燃料ボイラーの高さとしては特に制限はなく、例えば下限値は10m以上であることが好ましく、20m以上であることがより好ましく、40m以上であることが特に好ましい。上限値は例えば100m以下であることが好ましく、80m以下であることがより好ましく、60m以下であることが特に好ましい。
<Solid fuel boiler>
Preferably, the conveying section is connected to the top of the solid fuel boiler. For example, the conveying unit is preferably connected to an area within 30% of the height of the solid fuel boiler, more preferably connected to an area within 20% from the top, and within 10% from the top is particularly preferably connected to the region of
The height of the solid fuel boiler is not particularly limited. For example, the lower limit is preferably 10 m or more, more preferably 20 m or more, and particularly preferably 40 m or more. For example, the upper limit is preferably 100 m or less, more preferably 80 m or less, and particularly preferably 60 m or less.
固形燃料ボイラーとしては特に制限はなく、バイオマスボイラーや化石燃料ボイラー(特に石炭ボイラー)を挙げることができる。固形燃料ボイラーはバイオマスボイラーであることが好ましい。
固形燃料ボイラーの燃焼方式としては特に制限はなく、流動床(流動層)炉、ストーカー炉、溶融炉、ロータリーキルン等を挙げることができる。これらの中でも、メンテナンスの観点から流動床炉が好ましい。流動床炉は、炉内温度管理の観点から循環流動床炉であることがより好ましい。
なお、固形燃料ボイラーとして、これらの炉を2つ以上組み合わせたものを用いてもよい。その場合、流動床炉およびストーカー炉をこの順で組み合わせたものが好ましい。
The solid fuel boiler is not particularly limited, and biomass boilers and fossil fuel boilers (especially coal boilers) can be mentioned. Preferably, the solid fuel boiler is a biomass boiler.
The combustion method of the solid fuel boiler is not particularly limited, and examples include a fluidized bed (fluidized bed) furnace, a stoker furnace, a melting furnace, a rotary kiln, and the like. Among these, the fluidized bed furnace is preferable from the viewpoint of maintenance. The fluidized bed furnace is more preferably a circulating fluidized bed furnace from the viewpoint of temperature control in the furnace.
A combination of two or more of these furnaces may be used as the solid fuel boiler. In that case, a combination of a fluidized bed furnace and a stoker furnace in this order is preferred.
(追加燃料の投入部)
固形燃料ボイラー51がさらに追加燃料の投入部52を備えることが好ましい。
追加燃料53が石炭、プラスチック、紙、木くずおよびゴムのうち少なくとも1種類を含むことが好ましい。追加燃料53は、繊維屑などを含んでいてもよい。
乾燥汚泥を含む固形燃料22と、他の追加燃料53を固形燃料ボイラー51に投入することにより、高い熱量を得ることができる。
(additional fuel injection part)
It is preferable that the
Preferably, the
By charging the
(蒸気を供給する配管)
汚泥燃料化装置は、固形燃料ボイラー51から得られる蒸気55を汚泥乾燥部11に供給(返送)する配管(不図示)を備えることが好ましい。この構成により、汚泥乾燥部における乾燥に投入するエネルギーの入手コストを低減し、エネルギー効率も高め、CO2排出量を削減できる。
さらに、汚泥燃料化装置が、固形燃料ボイラー51から得られる蒸気55を造粒部21に供給(返送)する配管(不図示)を有することが好ましい。この構成により、造粒部における加熱に投入するエネルギーの入手コストを低減し、エネルギー効率も高める、CO
2排出量を削減できる。
なお、これらの配管は、固形燃料ボイラーが発電機を備える場合は、発電機を通過した蒸気を使用できるように配置されることが好ましい。
(Piping for supplying steam)
The sludge-to-fuel system preferably has a pipe (not shown) for supplying (returning)
Furthermore, it is preferable that the sludge-to-fuel device has a pipe (not shown) for supplying (returning) the
2 Emissions can be reduced.
If the solid fuel boiler is equipped with a generator, these pipes are preferably arranged so that the steam that has passed through the generator can be used.
(発電機)
固形燃料ボイラー51がさらに発電機56を備えることが好ましい。固形燃料ボイラー51で発生した蒸気55は、発電機56のタービン(不図示)に供給され、発電に使用されることが好ましい。
汚泥燃料化装置101は、発電機56から得られる電力57を汚泥乾燥部11、造粒部21および搬送部41のうち少なくとも1つに供給することが好ましく、汚泥乾燥部11、造粒部21および搬送部41のすべてに供給することがより好ましい。
この構成により、汚泥乾燥部、造粒部および搬送部における乾燥に投入するエネルギーの入手コストを低減し、エネルギー効率も高め、CO2排出量を削減できる。
(Generator)
Preferably,
The sludge-to-
With this configuration, it is possible to reduce the acquisition cost of the energy input for drying in the sludge drying section, the granulating section, and the conveying section, improve energy efficiency, and reduce CO 2 emissions.
<その他の装置>
汚泥燃料化装置は、その他の機能を有する部分を備えていてもよい。
例えば、臭気を処理する脱臭部、粉じんを処理する集じん部、減温塔、反応塔、灰ピット、排気を外部に排出できる煙突などの排気部、熱交換装置、静音装置、脱臭剤噴霧装置などを備えることが、通常は好ましい。
<Other devices>
The sludge-to-fuel system may include parts having other functions.
For example, a deodorizing section that treats odors, a dust collection section that treats dust, a cooling tower, a reaction tower, an ash pit, an exhaust section such as a chimney that can discharge exhaust to the outside, a heat exchange device, a noise reduction device, and a deodorant spray device. etc. is usually preferred.
汚泥燃料化装置は、汚泥燃料化装置を構成するすべての設備が同一行政区域内にあることが好ましい。
下水処理場、乾燥事業および固形燃料ボイラーを一体化(設備的にも連通させ、所有者および事業者も同じ)することで、下水処理汚泥を一度も産業廃棄物とせずに固形燃料ボイラー燃料として用いることができる。
In the sludge-to-fuel system, it is preferable that all facilities constituting the sludge-to-fuel system are located within the same administrative district.
By integrating the sewage treatment plant, the drying business and the solid fuel boiler (equipment is also connected, the owner and operator are the same), sewage treatment sludge is never treated as industrial waste and can be used as fuel for solid fuel boilers. can be used.
[汚泥燃料化システム]
本発明の汚泥燃料化システムは、本発明の汚泥燃料化装置および下水処理場を備え、下水処理場で得られる汚泥を車両により汚泥乾燥部に搬送する。
図1では、汚泥燃料化システム102は、汚泥燃料化装置101および下水処理場1を備える。例えば、下水処理場1の汚泥脱水機2で得られる汚泥3を、車両により汚泥乾燥部11に搬送することが好ましい。
下水処理場としては、通常の下水処理場を用いることができる。
汚泥脱水機としては特に制限はなく、公知の装置を用いることができ、従来公知の遠心分離機や、間接加熱方式や減圧加熱方式の乾燥機が挙げられる。また、脱水機としては、例えば、スクリュープレス、ベルトプレス、ベルトフィルター、遠心機が挙げられる。
[Sludge fuel system]
The sludge-to-fuel system of the present invention includes the sludge-to-fuel apparatus of the present invention and a sewage treatment plant, and transports sludge obtained at the sewage treatment plant to a sludge drying section by vehicle.
In FIG. 1 , the sludge-to-
A normal sewage treatment plant can be used as the sewage treatment plant.
The sludge dehydrator is not particularly limited, and known devices can be used, including conventionally known centrifugal separators and dryers of indirect heating and reduced pressure heating. Examples of the dehydrator include screw presses, belt presses, belt filters, and centrifuges.
本発明の汚泥燃料化システムは、汚泥燃料化装置および下水処理場が同一行政区域内にあることが好ましい。
公共団体が下水処理場を有する場合、下水処理場を有する公共団体(例えば、国、都道府県または市町村などの地方自治体)に対して、事業者(例えば、製紙工場などの工場や、発電所などを有する事業者)が固形燃料ボイラー部分の土地を貸与して、その土地に本発明の汚泥燃料化装置を設置する(汚泥乾燥部、造粒部、搬送部を設置する)態様が好ましい。
本発明の汚泥燃料化システムは、汚泥燃料化装置および下水処理場を効率よく連携させて、汚泥を燃料として効率よくリサイクルさせることができる。また、短時間で容易に処理可能であるため、腐敗による臭気発生の問題を抑制することもできる。更に、固形燃料ボイラーで燃焼により発生する熱は、例えば、加熱を必要とする他施設等において利用することができる。
このような加熱を必要とする他施設としては、工場(好ましくは製紙工場)、発電所、花卉等を生育させるための温室等が挙げられる。
加熱を必要とする他施設は、汚泥燃料化装置に近接していることが、電力や蒸気を利用するコストを削減する観点から好ましい。
In the sludge-to-fuel system of the present invention, it is preferable that the sludge-to-fuel device and the sewage treatment plant are located within the same administrative district.
If a public entity has a sewage treatment plant, the public entity that has the sewage treatment plant (e.g., local governments such as the country, prefectures, or municipalities) will be contacted by business operators (e.g., factories such as paper mills, power plants, etc.) It is preferable that a business operator who owns a solid fuel boiler lease the land for the solid fuel boiler and install the sludge fuel conversion apparatus of the present invention on the land (install the sludge drying section, the granulating section, and the conveying section).
The sludge-to-fuel system of the present invention can efficiently link sludge-to-fuel equipment and a sewage treatment plant to efficiently recycle sludge as fuel. In addition, since it can be easily treated in a short time, it is possible to suppress the problem of odor generation due to putrefaction. Further, the heat generated by combustion in a solid fuel boiler can be utilized, for example, in other facilities that require heating.
Other facilities requiring such heating include factories (preferably paper mills), power plants, greenhouses for growing flowers and the like.
Other facilities that require heating are preferably located close to the sludge-to-fuel system from the viewpoint of reducing the cost of using electric power and steam.
[汚泥燃料活用型工場]
本発明の汚泥燃料活用型工場は、本発明の汚泥燃料化装置または本発明の汚泥燃料化システムと、工場とを備え、固形燃料ボイラーから得られる蒸気を工場に供給する配管を備え、工場が製紙工場である。
図1では、汚泥燃料活用型工場103は、(汚泥燃料化装置101を含む)汚泥燃料化システム102と、工場61を備える。例えば、固形燃料ボイラー51から得られる蒸気55を工場61に供給する配管(不図示)を備え、工場61が製紙工場であることが好ましい。
汚泥燃料活用型工場103は、固形燃料ボイラー51がさらに発電機56を備え、発電機56から得られる電力57を工場61に供給することが好ましい。
[Sludge fuel utilization type factory]
The sludge fuel utilization type factory of the present invention includes the sludge fuel conversion apparatus of the present invention or the sludge fuel conversion system of the present invention, and a factory, and has piping for supplying steam obtained from a solid fuel boiler to the factory. A paper mill.
In FIG. 1 , the sludge fuel
In the sludge-fueled
下水処理場、汚泥乾燥部、固形燃料ボイラーおよび工場を一体化(設備的に連通させる)することで、熱エネルギーの高度利用に資することができる。 Integrating the sewage treatment plant, the sludge drying section, the solid fuel boiler and the factory (equipmentally connecting them) contributes to advanced utilization of thermal energy.
[固形燃料の製造方法]
本発明の固形燃料の製造方法は、汚泥を乾燥して乾燥汚泥とする工程と、
乾燥汚泥を造粒して固形燃料とする工程を含み、下記条件(1)、(2)または(3)を満たす。
条件(1):固形燃料が乾燥汚泥のみからなり、固形燃料の1粒あたりの実容積が0.1~100cm3である。
条件(2):固形燃料がプラスチック、紙およびペーパースラッジのうち少なくとも1種類、または石炭、ならびに、乾燥汚泥の混合物からなり、固形燃料の1粒あたりの実容積が0.1~400cm3である。
条件(3):固形燃料がプラスチック、紙およびペーパースラッジのうち少なくとも1種類、または石炭、ならびに、植物由来の消臭剤、および、乾燥汚泥の混合物からなり、固形燃料の1粒あたりの実容積が0.1~400cm3である。
条件(1)、(2)および(3)の好ましい態様は、それぞれ本発明の第1の好ましい態様、第2の好ましい態様および第3の好ましい態様と同様である。
[Method for producing solid fuel]
A method for producing a solid fuel of the present invention comprises a step of drying sludge to obtain dry sludge;
It includes a step of granulating dry sludge to form a solid fuel, and satisfies the following conditions (1), (2) or (3).
Condition (1): The solid fuel consists only of dried sludge, and the actual volume per grain of solid fuel is 0.1 to 100 cm 3 .
Condition (2): The solid fuel consists of at least one kind of plastic, paper and paper sludge, or a mixture of coal and dry sludge, and the solid fuel has a solid volume of 0.1 to 400 cm 3 . .
Condition (3): The solid fuel consists of at least one kind of plastic, paper and paper sludge, or a mixture of coal, plant-derived deodorant, and dry sludge, and the actual volume per grain of solid fuel is 0.1 to 400 cm 3 .
Preferred aspects of conditions (1), (2) and (3) are the same as the first, second and third preferred aspects of the present invention, respectively.
本発明の固形燃料の製造方法では、乾燥汚泥の水分含有率が5~40質量%となるまで汚泥を乾燥することが好ましく、20~40質量%であることがより好ましく、25~35質量%であることがさらに好ましい。 In the solid fuel production method of the present invention, it is preferable to dry the sludge until the moisture content of the dried sludge is 5 to 40% by mass, more preferably 20 to 40% by mass, and 25 to 35% by mass. is more preferable.
本発明の固形燃料の製造方法で得られる固形燃料は、重油等の助燃剤を継続的に用いる
ことなく容易に燃焼させることができる。そのため、CO2排出量やカーボンニュートラルの観点で特に好ましい燃料とすることができる。
The solid fuel obtained by the solid fuel manufacturing method of the present invention can be easily combusted without continuous use of a combustion improver such as heavy oil. Therefore, it can be used as a particularly preferable fuel from the viewpoint of CO 2 emissions and carbon neutrality.
1 下水処理場
2 汚泥脱水機
3 汚泥
11 汚泥乾燥部
12 乾燥汚泥
21 造粒部
22 固形燃料
31 RPF
32 RPF製造原料の投入部
33 RPF製造原料
34 消臭剤
41 搬送部
51 固形燃料ボイラー
52 追加燃料の投入部
53 追加燃料
55 蒸気
56 発電機
57 電力
61 工場
101 汚泥燃料化装置
102 汚泥燃料化システム
103 汚泥燃料活用型工場
1
32 RPF manufacturing raw
Claims (16)
前記造粒部が少なくとも前記汚泥乾燥部で得られる乾燥汚泥を固形燃料に成型し、
前記搬送部が少なくとも前記固形燃料を前記固形燃料ボイラーに搬送し、前記搬送部が、プラスチック、紙およびペーパースラッジのうち少なくとも1種類を含むRPF、または石炭を投入する投入部を備え、
前記固形燃料ボイラーに供給される燃料が前記固形燃料ボイラーでの燃焼するときに水分が水蒸気になった際の気化熱を調整して石炭と同程度の燃焼度合いにするために、前記投入部で投入されるRPF、または前記投入部で投入される石炭を調整する手段を備え、
前記造粒部がプラスチック、紙およびペーパースラッジのうち少なくとも1種類、または石炭、ならびに、前記乾燥汚泥の混合物を前記固形燃料に成型し、
前記固形燃料の1粒あたりの実容積が0.1~400cm3であり、
前記固形燃料が石炭を前記固形燃料の全質量に対して15質量%以下であって1質量%以上含み、
前記固形燃料ボイラーに供給される全燃料の合計真発熱量をQ1とし、前記固形燃料の真発熱量をQ3とする場合に、前記固形燃料が下記条件2A、条件2Bまたは条件2Cを満たす、汚泥燃料化装置。
条件2A:前記固形燃料の水分含有率が20質量%以下であり、100%×Q3/Q1の値が60%以下である。
条件2B:前記固形燃料の水分含有率が20質量%を超え30質量%以下であり、100%×Q3/Q1の値が30%以下である。
条件2C:前記固形燃料の水分含有率が30質量%を超え40質量%以下であり、100%×Q3/Q1の値が15%以下である。 A sludge drying section, a granulating section, a conveying section and a solid fuel boiler are integrated in this order,
The granulation unit molds at least the dried sludge obtained in the sludge drying unit into a solid fuel,
The conveying unit conveys at least the solid fuel to the solid fuel boiler, the conveying unit includes an RPF containing at least one of plastic, paper, and paper sludge, or an input unit for inputting coal,
When the fuel supplied to the solid fuel boiler burns in the solid fuel boiler, the heat of vaporization when moisture becomes water vapor is adjusted to achieve the same degree of combustion as coal. comprising means for adjusting the RPF to be input or the coal to be input at the input section;
The granulator molds at least one of plastic, paper, and paper sludge, or coal, and a mixture of the dried sludge into the solid fuel;
The solid fuel has an actual volume of 0.1 to 400 cm 3 per grain,
The solid fuel contains 15% by mass or less and 1% by mass or more of coal with respect to the total mass of the solid fuel,
When the total net calorific value of all the fuels supplied to the solid fuel boiler is Q1 , and the net calorific value of the solid fuel is Q3 , the solid fuel satisfies the following conditions 2A, 2B, or 2C: , sludge fuel conversion equipment.
Condition 2A: The moisture content of the solid fuel is 20% by mass or less, and the value of 100%×Q 3 /Q 1 is 60% or less.
Condition 2B: The moisture content of the solid fuel is more than 20% by mass and 30% by mass or less, and the value of 100%×Q 3 /Q 1 is 30% or less.
Condition 2C: The moisture content of the solid fuel is more than 30% by mass and 40% by mass or less, and the value of 100%×Q 3 /Q 1 is 15% or less .
前記造粒部が少なくとも前記汚泥乾燥部で得られる乾燥汚泥を固形燃料に成型し、
前記搬送部が少なくとも前記固形燃料を前記固形燃料ボイラーに搬送し、前記搬送部が、プラスチック、紙およびペーパースラッジのうち少なくとも1種類を含むRPF、または石炭を投入する投入部を備え、
前記固形燃料ボイラーに供給される燃料が前記固形燃料ボイラーでの燃焼するときに水分が水蒸気になった際の気化熱を調整して石炭と同程度の燃焼度合いにするために、前記投入部で投入されるRPF、または前記投入部で投入される石炭を調整する手段を備え、
前記造粒部がプラスチック、紙およびペーパースラッジのうち少なくとも1種類、または石炭、ならびに、植物由来の消臭剤、および、前記乾燥汚泥の混合物を前記固形燃料に成型し、
前記固形燃料の1粒あたりの実容積が0.1~400cm3であり、
前記固形燃料が石炭を前記固形燃料の全質量に対して15質量%以下であって1質量%以上含み、
前記固形燃料ボイラーに供給される全燃料の合計真発熱量をQ1とし、前記固形燃料の真発熱量をQ3とする場合に、前記固形燃料が下記条件2A、条件2Bまたは条件2Cを満たす、汚泥燃料化装置。
条件2A:前記固形燃料の水分含有率が20質量%以下であり、100%×Q3/Q1の値が60%以下である。
条件2B:前記固形燃料の水分含有率が20質量%を超え30質量%以下であり、100%×Q3/Q1の値が30%以下である。
条件2C:前記固形燃料の水分含有率が30質量%を超え40質量%以下であり、100%×Q3/Q1の値が15%以下である。 A sludge drying section, a granulating section, a conveying section and a solid fuel boiler are integrated in this order,
The granulation unit molds at least the dried sludge obtained in the sludge drying unit into a solid fuel,
The conveying unit conveys at least the solid fuel to the solid fuel boiler, the conveying unit includes an RPF containing at least one of plastic, paper, and paper sludge, or an input unit for inputting coal,
When the fuel supplied to the solid fuel boiler burns in the solid fuel boiler, the heat of vaporization when moisture becomes water vapor is adjusted to achieve the same degree of combustion as coal. comprising means for adjusting the RPF to be input or the coal to be input at the input section;
The granulator molds at least one kind of plastic, paper, and paper sludge, or a mixture of coal, a plant-derived deodorant, and the dry sludge into the solid fuel,
The solid fuel has an actual volume of 0.1 to 400 cm 3 per grain,
The solid fuel contains 15% by mass or less and 1% by mass or more of coal with respect to the total mass of the solid fuel,
When the total net calorific value of all the fuels supplied to the solid fuel boiler is Q1 , and the net calorific value of the solid fuel is Q3 , the solid fuel satisfies the following conditions 2A, 2B, or 2C: , sludge fuel conversion equipment.
Condition 2A: The moisture content of the solid fuel is 20% by mass or less, and the value of 100%×Q 3 /Q 1 is 60% or less.
Condition 2B: The moisture content of the solid fuel is more than 20% by mass and 30% by mass or less, and the value of 100%×Q 3 /Q 1 is 30% or less.
Condition 2C: The moisture content of the solid fuel is more than 30% by mass and 40% by mass or less, and the value of 100%×Q 3 /Q 1 is 15% or less .
前記追加燃料が石炭、プラスチック、紙、木くずおよびゴムのうち少なくとも1種類を含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の汚泥燃料化装置。 the solid fuel boiler further comprising an input for additional fuel;
The sludge-to-fuel system according to any one of claims 1 to 6 , wherein said additional fuel includes at least one of coal, plastic, paper, wood chips and rubber.
前記発電機から得られる電力を前記汚泥乾燥部、前記造粒部および前記搬送部のうち少なくとも1つに供給する、請求項1~8のいずれか一項に記載の汚泥燃料化装置。 the solid fuel boiler further comprising a generator;
The sludge fuel conversion apparatus according to any one of claims 1 to 8 , wherein electric power obtained from said generator is supplied to at least one of said sludge drying section, said granulating section and said conveying section.
前記固形燃料の前記造粒部から前記固形燃料ボイラーまでの搬送手段が車両以外である、請求項1~9のいずれか一項に記載の汚泥燃料化装置。 The means for transporting the dried sludge is other than a vehicle,
The sludge fuel conversion apparatus according to any one of claims 1 to 9 , wherein means other than a vehicle is used for conveying the solid fuel from the granulating unit to the solid fuel boiler.
前記下水処理場で得られる汚泥を車両により前記汚泥乾燥部に搬送する、汚泥燃料化システム。 Equipped with a sludge-to-fuel device and a sewage treatment plant according to any one of claims 1 to 10 ,
A sludge-to-fuel system for transporting sludge obtained at the sewage treatment plant to the sludge drying section by a vehicle.
工場とを備え、
前記固形燃料ボイラーから得られる蒸気を前記工場に供給する配管を備え、
前記工場が製紙工場である、汚泥燃料活用型工場。 The sludge fuel conversion device according to any one of claims 1 to 10 or the sludge fuel conversion system according to claim 11 or 12 ,
Equipped with factory and
A pipe that supplies steam obtained from the solid fuel boiler to the factory,
A sludge fuel utilization type factory, wherein the factory is a paper mill.
前記発電機から得られる電力を前記工場に供給する、請求項13に記載の汚泥燃料活用型工場。 the solid fuel boiler further comprising a generator;
The sludge fuel utilization type factory according to claim 13 , wherein electric power obtained from the generator is supplied to the factory .
前記汚泥乾燥部によって、汚泥を乾燥して乾燥汚泥とする工程と、
前記造粒部によって、前記乾燥汚泥を造粒して固形燃料とする工程と、
前記調整する手段によって、前記固形燃料ボイラーに供給される燃料が前記固形燃料ボイラーでの燃焼するときに水分が水蒸気になった際の気化熱を調整して石炭と同程度の燃焼度合いにするために、前記投入部で投入されるRPF、または前記投入部で投入される石炭を調整する工程と、
前記投入部によって、前記調整する手段で調整されたRPF、または前記調整する手段で調整された石炭を前記搬入部へ投入する工程とを含み、
下記条件(2)または(3)を満たし、前記固形燃料ボイラーに供給される全燃料の合計真発熱量をQ1とし、前記固形燃料の真発熱量をQ3とする場合に、前記固形燃料が下記条件2A、条件2Bまたは条件2Cを満たす、汚泥燃料化方法。
条件(2):前記固形燃料がプラスチック、紙およびペーパースラッジのうち少なくとも1種類、または石炭、ならびに、前記乾燥汚泥の混合物からなり、
前記固形燃料の1粒あたりの実容積が0.1~400cm3であり、
前記固形燃料が石炭を前記固形燃料の全質量に対して15質量%以下であって1質量%以上含む。
条件(3):前記固形燃料がプラスチック、紙およびペーパースラッジのうち少なくとも1種類、または石炭、ならびに、植物由来の消臭剤、および、前記乾燥汚泥の混合物からなり、
前記固形燃料の1粒あたりの実容積が0.1~400cm3である。
条件2A:前記固形燃料の水分含有率が20質量%以下であり、100%×Q3/Q1の値が60%以下である。
条件2B:前記固形燃料の水分含有率が20質量%を超え30質量%以下であり、100%×Q3/Q1の値が30%以下である。
条件2C:前記固形燃料の水分含有率が30質量%を超え40質量%以下であり、100%×Q3/Q1の値が15%以下である。 A sludge drying section, a granulating section, a conveying section, and a solid fuel boiler are integrated in this order, and the conveying section is an RPF containing at least one of plastic, paper, and paper sludge, or an input section for charging coal. In order to adjust the heat of vaporization when water is converted to steam when the fuel supplied to the solid fuel boiler is burned in the solid fuel boiler to achieve the same degree of combustion as coal, A sludge-to-fuel method comprising means for adjusting the RPF input at an input unit or the coal input at the input unit,
a step of drying sludge to obtain dry sludge by the sludge drying unit;
a step of granulating the dried sludge into a solid fuel by the granulating unit;
In order to adjust the heat of vaporization when water is converted into steam when the fuel supplied to the solid fuel boiler is burned in the solid fuel boiler by the adjusting means, so that the degree of combustion is made to be the same as that of coal. a step of adjusting the RPF input by the input unit or the coal input by the input unit;
and charging the RPF adjusted by the adjusting means or the coal adjusted by the adjusting means to the loading section by the charging section,
When the following condition (2) or (3) is satisfied, the total net calorific value of all the fuels supplied to the solid fuel boiler is Q1 , and the net calorific value of the solid fuel is Q3 , the solid fuel satisfies the following condition 2A, condition 2B or condition 2C.
Condition (2): the solid fuel consists of at least one of plastic, paper and paper sludge, or coal, and a mixture of the dried sludge;
The solid fuel has an actual volume of 0.1 to 400 cm 3 per grain ,
The solid fuel contains coal in an amount of 15% by mass or less and 1% by mass or more with respect to the total mass of the solid fuel .
Condition (3): The solid fuel consists of at least one of plastic, paper and paper sludge, or coal, and a mixture of a plant-derived deodorant and the dry sludge,
The solid fuel has an actual volume of 0.1 to 400 cm 3 per grain.
Condition 2A: The moisture content of the solid fuel is 20% by mass or less, and the value of 100%×Q 3 /Q 1 is 60% or less.
Condition 2B: The moisture content of the solid fuel is more than 20% by mass and 30% by mass or less, and the value of 100%×Q 3 /Q 1 is 30% or less.
Condition 2C: The moisture content of the solid fuel is more than 30% by mass and 40% by mass or less, and the value of 100%×Q 3 /Q 1 is 15% or less.
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