JPH0675718B2 - 汚泥の溶融前処理方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、下水処理場などの排水処理設備から発生する
有機性汚泥、泥土などの無機性汚泥の溶融前処理方法お
よび装置に関するものである。

〔従来の技術〕 従来から、汚泥を焼却処理する技術として、流動床式焼
却炉と乾燥機とを組み合わせた乾燥・焼却システムが知
られている。

この場合、流動床式焼却炉の流動媒体としては、一般に
珪砂などが用いられている。

従来の上記乾燥・焼却システムは、つぎのような不都合
点を有している。

（１）流動床炉の流動媒体として、一般に砂が用いられ
ているため、流動化するための静圧差が大きなブロワを
必要とし、このため動力費が高くなっていた。

（２）従来の流動床の流動化ガスは、燃焼空気を用いて
いたため、乾燥汚泥のような発熱量の高い処理物を焼却
する場合には、燃焼温度が高くなり、流動媒体である砂
を溶かしてしまうようなトラブルがあった。

（３）砂を流動化させるためのガス流速が高速であるた
め、乾燥汚泥を炉へ供給しても、砂層に必要時間滞留す
ることができないため、完全燃焼できずに未燃有害ガス
を発生する結果となっていた。

（４）このように、従来の流動床炉は、汚泥の乾燥負荷
が相当量ある場合に適しているが、乾燥汚泥専焼却とし
ては不向きな点が多いため、流動床炉排ガスの熱を回収
して汚泥を前乾燥する場合も、全量乾燥することができ
ず、そのため熱回収も中途半端な回収率となり、省エネ
ルギーシステム化に対しても限界があった。

上記の諸点を解決するために、本出願人は、流動化のた
めの動力費を大幅に低減することができ、しかもNOxの
発生を抑制することができる汚泥の焼却処理方法を開発
し、既に特許出願している（特願昭63-66722号）。

また、実開昭63-127729号公報には、鋳物砂を流動させ
ながら分級する分級部を、鋳物砂の安息角以上の角度に
傾斜して設け、分級部の下方に分級孔から落下する鋳物
砂を受ける砂受け部を鋳物砂の流動方向へ複数個並設す
ることにより、鋳物砂を分級する装置が開示されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の特願昭63-66722号の方法は、乾燥汚泥を全量溶融
炉へ供給するものであるので、大きい粒径の乾燥物は滞
留時間が足りず、未溶融の灰として溶融炉から排出され
るという不都合がある。

また、溶融炉の前処理として、分級機能のない乾燥手段
を用いるものであるので、所定の粒度分布を得るための
解砕エネルギーが多くなるという不都合がある。なお、
所定の粒径以上の乾燥物のみを分級して解砕する方が、
処理量が低減し省エネルギーとなる。

汚泥溶融技術において、処理物の粒径が小さく、含水率
が低い程、溶融速度が速いことは良く知られている。こ
のため、前処理装置として、解砕機能がある乾燥手段が
使用されるが、粒径が大きい程、含水率が高く、粒径が
小さい程、含水率が低い傾向がある。したがって、乾燥
物を分級し、大きい粒径の乾燥物は乾燥手段に循環し、
粒径の小さい乾燥物のみを、溶融処理できれば効率が良
くなる。

本発明は上記の諸点に鑑みてなされたもので、効率のよ
い解砕と乾燥とを行うことができ、しかも溶融速度が向
上するようにした汚泥の溶融前処理方法および装置を提
供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明の汚泥の溶融前処
理方法は、汚泥の脱水ケーキを解砕機で解砕した後、高
温気流により乾燥させ、ついでこの乾燥物を分級器に導
入して、粉状乾燥物と粒塊状乾燥物とに分級した後、粉
状乾燥物を溶融炉へ供給し、粒塊状乾燥物を前記解砕機
へ循環することを特徴とするものである。

また、上記の方法において、分級された粉状乾燥物を落
下させることにより、連続的に安息角を形成させ、頂き
の底部から小粒径の粉状乾燥物を抜き出し、すそ部分ま
たは外周部分の大粒径の粉状乾燥物を粒塊状乾燥物とと
もに抜き出し循環することを特徴とするものである。

そして、本発明の汚泥の溶融前処理装置は、第１図に示
すように、汚泥の脱水ケーキと粒塊状乾燥物とを混合す
るための混合機１と、この混合機に接続された解砕機２
と、この解砕機に接続された気流乾燥管３と、この気流
乾燥管の上端に接続された乾燥サイクロン４と、この乾
燥サイクロンの下部に接続されたフルイ式分級器５とを
包含し、このフルイ式分級器は下部に粉状乾燥物抜出口
６および粒塊状乾燥物抜出口７を有しており、粉状乾燥
物抜出口６はフィーダー（８）を介して溶融炉10に接続
され、粒塊状乾燥物抜出口７は前記混合機１に接続され
ていることを特徴とするものである。

分級器としては、フルイ式分級器、２段式サイクロンな
どが用いられる。

〔作用〕

乾燥物中の一定粒径以上の乾燥物を分級器で除去し、一
定粒径未満の乾燥物のみを溶融処理する。そして、一定
粒径以上の乾燥物を乾燥手段に循環して乾燥手段へ供給
する処理物と混合し、調湿・再解砕する。なお、乾燥手
段とは、解砕機と気流乾燥管とを組み合わせたものを言
う。

また、請求項２の方法では、一定粒径未満の乾燥物を略
鉛直に落下させることにより、連続的に安息角を形成さ
せながら、その傾きの底部から粒径の小さい乾燥物を回
収して溶融処理し、すその部分または外周部分の大きい
粒径の乾燥物を乾燥手段に循環する。

上記の分級する場合の一定粒径とは、５〜2mmとするの
が望ましい。

〔実施例〕

以下、第１図を参照して本発明の好適な実施例を詳細に
説明する。ただしこの実施例に記載されている構成機器
の形状、その相対配置、温度、含水率などは、とくに特
定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに
限定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎな
い。

含水率60％前後の汚泥の脱水ケーキが混合機１に供給さ
れ、後述の粒塊状乾燥物と混合されながら、含水率30％
前後となって解砕機２に導入される。解砕された汚泥は
気流乾燥管３内を400℃前後の高温の気流とともに上昇
する間に乾燥され、乾燥サイクロン４に導入され、排ガ
スと乾燥物とに分離される。

排ガスは120℃前後であり、排ガスファン11を経て排ガ
ス処理装置（図示せず）へ送られる。乾燥物はフルイ式
分級器５へ投入され、一定粒径、たとえば3mm未満の粉
状乾燥物と3mm以上の粒塊状乾燥物とに分級される。粒
塊状乾燥物はフルイの端部から落下し、粒塊状乾燥物ホ
ッパー12内に堆積し、下部の粒塊状乾燥物抜出口７から
混合機１に導入されて、汚泥の脱水ケーキと混合されな
がら解砕機２に供給される。

粉状乾燥物はフルイ目を通過してそのまま落下し、粉状
乾燥物ホッパー13内に堆積し、安息角θを形成する。こ
のとき、堆積物の頂きの部分には粒径の小さい物が分布
し、堆積物のすその部分には粒径の大きい物が分布す
る。この粒径の大きい物は粒塊状乾燥物ホッパー12内に
混入し、粒塊状乾燥物抜出口７から抜き出される。

粒径の小さい粉状乾燥物（含水率５％前後）は、フィー
ダー８を経て空気流によりたとえば旋回流式の溶融炉10
に供給され、1400℃前後で溶融されて溶融スラグとして
排出される。溶融炉10からの燃焼ガスは、二次燃焼炉14
へ導入され800℃前後で完全燃焼し、800℃前後の排ガス
は熱交換器15で空気を500℃前後に予熱した後、乾燥排
ガスで混合し400℃前後となって解砕機１へ供給され
る。16は空気ファンである。

〔発明の効果〕

本発明は上記のように構成されているので、つぎのよう
な効果を奏する。

（１）粒径の大きい含水率の高い汚泥を選択的に解砕機
能を有する乾燥手段へ循環するので、効率のよい解砕と
乾燥とを行うことができ、かつ、粒径の小さい含水率の
低い汚泥を選択的に溶融炉へ供給するので、溶融速度の
向上を図ることができる。

（２）請求項２の方法においては、特別な分級装置を必
要とすることなく、小粒径の乾燥物の分級をすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の汚泥の溶融前処理装置の一実施例を示
す概略構成図である。 １……混合機、２……解砕機、３……気流乾燥管、４…
…乾燥サイクロン、５……フルイ式分級器、６……粉状
乾燥物抜出口、７……粒塊状乾燥物抜出口、８……フィ
ーダー、10……溶融炉、11……排ガスファン、12……粒
塊状乾燥物ホッパー、13……粉状乾燥物ホッパー、14…
…二次燃焼炉、15……熱交換器、16……空気ファン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】汚泥の脱水ケーキを解砕機で解砕した後、
   高温気流により乾燥させ、ついでこの乾燥物を分級器に
   導入して、粉状乾燥物と粒塊状乾燥物とに分級した後、
   粉状乾燥物を溶融炉へ供給し、粒塊状乾燥物を前記解砕
   機へ循環することを特徴とする汚泥の溶融前処理方法。
2. 【請求項２】分級された粉状乾燥物を落下させることに
   より、連続的に安息角を形成させ、頂きの底部から小粒
   径の粉状乾燥物を抜き出し、すそ部分または外周部分の
   大粒径の粉状乾燥物を粒塊状乾燥物とともに抜き出し循
   環することを特徴とする請求項１記載の汚泥の溶融前処
   理方法。
3. 【請求項３】汚泥の脱水ケーキと粒塊状乾燥物とを混合
   するための混合機（１）と、この混合機に接続された解
   砕機（２）と、この解砕機に接続された気流乾燥管
   （３）と、この気流乾燥管の上端に接続された乾燥サイ
   クロン（４）と、この乾燥サイクロンの下部に接続され
   たフルイ式分級器（５）とを包含し、このフルイ式分級
   器（５）は下部に粉状乾燥物抜出口（６）および粒塊状
   乾燥物抜出口（７）を有しており、粉状乾燥物抜出口
   （６）はフィーダー（８）を介して溶融炉（10）に接続
   され、粒塊状乾燥物抜出口（７）は前記混合機（１）に
   接続されていることを特徴とする汚泥の溶融前処理装
   置。