JPH0632837B2 - 汚泥予熱方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ発明の目的 本発明は有機汚泥の処理方法に関するものである。

従来の技術とその問題点 汚泥の処理方法の１つとして従来より焼却し無機化して
減量化することが行なわれている。

しかし、汚泥は水分が多く、しかも粘性が高いため通気
性が極端に悪く、そのままでは自燃性がなく焼却させる
ためにはどうしても燃焼補助のために多量の石油が必要
になるという大きな欠点を有しているのである。この焼
却方法には回転炉、多段炉、流動床炉等が主として用い
られ、いずれも多量の石油を消費するという共通の問題
点を持っているのである。

ところで、最近になって省エネルギーを目的とし、焼却
炉の燃焼排ガスを利用して汚泥を乾燥させてから燃焼さ
せ、燃料を節約しようとする試みがなされているのであ
るが、その乾燥方法としては汚泥に熱風を送ったり、オ
イルを熱媒として汚泥を加熱しさらに空気を送る等の手
段が行なわれているのである。

しかしながら、汚泥の性質上表面を加熱したり空気を送
っても内部の水分は蒸発しにくく、上記乾燥方法は熱損
失の大きい手段となっているのである。

本発明は上記の様な問題点を解決することを目的として
なされたもので、燃焼排ガスを利用し、汚泥が自燃性を
発揮する状態まで処理することができるという汚泥予熱
方法を提供しようとするものである。

ロ発明の構成と作用 本発明の構成は、燃焼排ガスを導入することにより加熱
できる燃焼排ガス炉を設置し、この炉によって加熱され
る耐圧気密性の加熱器を設け、前記加熱器の外周には伝
熱性を向上させるフインを多数取付け、前記加熱器の内
部には相互に逆回転する攪拌スクリューを設けて、かつ
前記加熱器にはその一端側の上部に汚泥とゼオライトの
混合物を投入する投入口及びその他端側の下部に加熱後
の汚泥とゼオライトを取出す取出口が設けられてなる装
置を使用し、前記加熱器内に汚泥とゼオライトを混合投
入してこれを前記燃焼排ガスにより高温高圧状態まで攪
拌加熱する様にしたことを特徴とする汚泥予熱方法、を
要旨とするものである。

問題点を解決するための手段 汚泥の欠点である通気性を改善するために、これにゼオ
ライトを混合し、ゼオライトの吸水性や加熱による水分
蒸発性のすぐれた点とさらに通気性・通水性にすぐれた
点を利用したのである。そして燃焼排ガスによってこの
汚泥とゼオライトの混合物を高温高圧状態まで攪拌しな
がら加熱すれば、乾燥には阻害要因である水が逆にすぐ
れた熱媒として作用し非常に効率的な熱伝導が達成さ
れ、この高温高圧状態から開放するとゼオライトの前記
物性が作用して一気に水分が蒸発して汚泥が乾燥に近づ
くことを見い出し、この処理に適した予熱装置とその使
用方法を完成させたのである。

本発明を１実施例をあげて図面を参照しながら説明す
る。

第１図は本発明に使用する装置の１実施例の側面断面図
である。

第２図は第１図の実施例の平面図である。

この図の様に本発明は、燃焼排ガス炉（１）が設置され
ていて、その下部には排ガス入口（３）、その上部には
排ガス出口（２）が備えられており、汚泥を燃焼させて
いる焼却炉（図示せず）において発生する高温の燃焼排
ガスを排ガス入口（３）からこの燃焼排ガス炉（１）内
へ導入して排ガス出口（２）から排出させているのであ
る。

なお、この燃焼排ガス炉（１）の構造は断熱性とするこ
とが望ましいものである。

この燃焼排ガス炉（１）の内部に貫通した状態で加熱器
（４）が設けられているのである。この図の実施例では
第２図の様にこの加熱器（４）は２個設置されているの
である。この加熱器（４）の外周には多数のフイン
（５）が取付けられており、これによって加熱器（４）
内への伝熱が効率よく達成されるのである。

また、加熱器（４）内にはそれぞれ攪拌スクリュー
（６）が２機設けられていて、相互に逆回転する様に歯
車（１４）にて噛合して連動する様になっている。

なお、攪拌スクリュー（６）の駆動はプーリー（１３）
を介して電動機（２２）で行なわれることは無論であ
る。

この加熱器（４）の一端側の上部には汚泥とゼオライト
の混合物を投入する投入口（７）、この投入口（７）の
蓋（８）、及びこの蓋（８）を密閉させる気密ハンドル
（９）が備えられており、また加熱器（４）の他端側の
下部には取出口（１０）、この取出口（１０）の蓋（１
１）、及びこの蓋（１１）を密閉させる気密ハンドル
（１２）が備えられているのである。

つまりこの加熱器（４）は耐圧気密性を有するもので、
攪拌スクリュー（６）の駆動軸（１５）を加熱器（４）
から突出させる部分もシール材によって耐圧気密性を持
つ様にシールされているのである。

また、この加熱器（４）の他端側の上部には上記溜り室
（１６）が設けられていて、その上端部は投入口（７）
の上端より高くなっていて汚泥等がこの蒸気溜り室（１
６）に充満して、下記の圧力計や安全弁の口を塞いでし
まわない様になっているのである。

つまりこの蒸気溜り室（１６）の上端には、蒸気逃し弁
（１７）を有する上記逃し管（１８）、温度計（１
９）、圧力計（２０）、及び安全弁（２１）が設けられ
ていて、内部の圧力が異常に上昇すると安全弁（２１）
が開き、警笛を鳴らして余剰蒸気を器外に放出させるの
である。

次にこの図面の実施例の装置の使用方法を説明すると、
まず、有機汚泥に３０〜１００％のゼオライトを混合し
て、投入口（７）より投入し、攪拌スクリュー（６）で
加熱器（４）内に押し込んで行くのである。そして蒸気
溜り室（１６）だけを空洞状態に残して充填し、蓋
（８）を気密ハンドル（９）にて密閉し、取出口（１
０）も当然に密閉するのである。

なお、この混入されるゼオライトは実験の結果、粒径２
〜１０mm位のものが特に好ましい結果を得るものであっ
た。

この様にして加熱器（４）に収納された汚泥とゼオライ
トは相互に逆方向に移動する２機の攪拌スクリュー
（６）により均一に攪拌され一端に片寄らない様に混合
されて熱伝達を促進し加熱されるのである。この加熱に
利用される熱は別途焼却炉で有機汚泥（本発明により水
分低下させたもの）を燃焼させている燃焼排ガスであ
り、排ガス入口（３）から燃焼排ガス炉（１）内へ導入
し、加熱器（４）の周辺やフイン（５）を加熱して加熱
器（４）内の温度上昇を達成し、排ガス出口（２）より
排出されるのである。

なお、この排ガスは多量の熱エネルギーを残存している
ので熱交換器でさらに吸熱して焼却炉の燃焼空気を予熱
したり乾燥機の熱源として利用できるものである。

この様にして加熱器（４）の温度が上昇すると、水分が
蒸発し加熱器（４）内の圧力が上昇し、温度がさらに高
くなり、終には高温高圧状態となるのである。

この圧力は圧力計（２０）、温度は温度計（１９）で示
されることは当然であり、通常、圧力が0.5〜５kg／c
m²、温度が１１０〜１５０℃に達したら、蒸気逃し弁
（１７）を開いて蒸気逃し管（１８）より蒸気を排出
し、圧力を下げるのである。そして取出口（１０）の気
密ハンドル（１２）を緩め、蓋（１１）を開けて汚泥等
を取り出すのである。

この場合、加熱器（４）の汚泥等は攪拌スクリュー
（６）によって運ばれて全部排出されるのである。排出
が終れば蓋（１１）を閉め、気密ハンドル（１２）を締
付けて密閉し、次の汚泥加熱の準備がなされ、同様にし
て繰返し使用するのである。

この様にして排出される汚泥とゼオライトの混合物に含
まれる液状水分は、減圧作用を受けると共に１００℃以
上の温度に加熱されているため、一気に水蒸気となって
放出され、この放出をゼオライトの通気性が大きく促進
させるので、汚泥は素早く水分率低下を達成するのであ
る。

この水分低下した有機汚泥を焼却炉で燃焼してやると、
石油等の燃焼助剤は不要となるのである。

実験によれば焼却炉の温度８００℃の場合、５〜１０分
間で焼却したのである。

そして、この焼却灰中には２〜１０mmの大きさのゼオラ
イトが残留し、これは汚泥の灰よりも大きいので選別し
やすく、選別して再度混入用に利用できるのである。な
お、この再利用は６〜１０回位使用できるものである。

また、第２図の様に加熱器（４）を複数個設置して、交
互に加熱と排出を作動させる様にしてやれば、汚泥の排
出を連続して得ることができ熱利用性が向上し一層好ま
しいものとなるのである。

ハ発明の効果 本発明は以上の様なものであり、汚泥にゼオライトを混
入して燃焼排ガスにより高温高圧状態まで加熱して排出
させるものであり、汚泥中の水分を蒸発させて水分率を
大幅に減少させるという汚泥の予熱方法である。

本発明においては、大気圧のままで加熱すれば水蒸気と
なって逃げる水分を加圧状態で加熱することにより液状
のまま器内を移動させ水の熱媒体としてのすぐれた性質
を利用し、能率的な加熱を達成させているのである。つ
まり焼却には不利な水を逆に熱媒として加熱に利用して
いるのである。

しかも、この高温高圧状態を開放すれば、水分は一気に
蒸発し気化するのである。この場合、混入されたゼオラ
イトが通気材として作用し、汚泥中の水分はゼオライト
の外側や内部を通気路として外部に蒸発し、蒸発が進行
すると体積も減少し、汚泥中のゼオライト間隔は狭ばま
りその通気性はさらに増大し水分の蒸発は加速するので
ある。

また、この様にして水分率を低下した有機汚泥はゼオラ
イトと混合しているので、焼却される際にもすぐれた通
気性、水分蒸発性を有し非常に燃焼しやすいという効果
も発揮するのである。

なお、有機汚泥は含水率が６０％以下であれば自燃性を
有するとされており、本発明方法によって含水率をこれ
以下に低下させることは非常に楽であり、またこの有機
汚泥の焼却による発熱量は２５００〜３８００Kcal／kg
であり、これを燃焼排ガス炉に導入して、原料汚泥に自
燃性を付与するために予熱することは充分に可能なこと
となるのである。

また、本発明者の実験の結果、混入したゼオライトは焼
却炉で８００℃以下の温度で焼却させた場合には通気性
に係わる物性は破壊されていないことが判明し（Ｘ線検
査…島根県立工業技術センター）、前記した様に灰と分
離して繰返し再利用できることが確認されたのである。

このゼオライトは国内に豊富に産出し、低価格であり、
上記の再利用性とによって本発明に使用してもその経済
性は非常にすぐれたものとなるのである。

以上の様に本発明は、従来焼却のために石油を助燃剤と
して使用していた有機汚泥を、低コストで予熱処理して
自燃性を付与するものであり、石油の浪費を無くすると
いうすぐれた効果を有し、しかも前述した様な含有水の
熱媒としての利用、ゼオライトの通気性の利用、焼却炉
の燃焼排ガスの利用、など種々なる能率向上・効率向上
手段が施されており、その有用性はきわめて高度なもの
となっているのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用する装置の１実施例の側面断面図
である。 第２図は第１図の実施例の平面図である。 （１）……燃焼排ガス炉、（２）……排ガス出口、
（３）……排ガス入口、（４）……加熱器、（５）……
フイン、（６）……攪拌スクリュー、（７）……投入
口、（８）……蓋、（９）……気密ハンドル、（１０）
……取出口、（１１）……蓋、（１２）……気密ハンド
ル、（１３）……プーリー、（１４）……歯車、（１
５）……駆動軸、（１６）……蒸気溜り室、（１７）…
…蒸気逃し弁、（１８）……蒸気逃し管、（１９）……
温度計、（２０）……圧力計、（２１）……安全弁、
（２２）……電動機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼排ガスを導入することにより加熱でき
   る燃焼排ガス炉を設置し、この炉によって加熱される耐
   圧気密性の加熱器を設け、前記加熱器の外周には伝熱性
   を向上させるフインを多数取付け、前記加熱器の内部に
   は相互に逆回転する攪拌スクリューを設けて、かつ前記
   加熱器にはその一端側の上部に汚泥とゼオライトの混合
   物を投入する投入口及びその他端側の下部に加熱後の汚
   泥とゼオライトを取出す取出口が設けられてなる装置を
   使用し、前記加熱器内に汚泥とゼオライトを混合投入し
   てこれを前記燃焼排ガスにより高温高圧状態まで攪拌加
   熱する様にしたことを特徴とする汚泥予熱方法。