JPH08226770A - 炭化肥料製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動植物性残渣、生ごみ等の多量の肥料成分を
含んだ廃棄物を炭化させて炭化特殊肥料を製造する装置
を提供する。 【構成】 回転炉（２）の被処理物投入側に第１のガス
バーナ（７）を設け、炉内に投入されてくる被処理物に
バーナの炎を直接当てて被処理物の水分をあらかた蒸発
させる。さらに、回転炉の下流側に、火炎口を斜め上方
に向けて第２のガスバーナ（８）を設けてこのバーナで
回転炉内壁を直接加熱して、炉内の温度を８００〜９０
０℃に、また炉壁自体を約５００℃の高温に加熱する。
被処理物は炉壁との接触を保ちながら炉内を搬送されて
行き、炭化肥料となる。第１ガスバーナで事前に被処理
物の水分を蒸発させており、また、炉内及び炉壁自体が
高温に加熱されているため、被処理物を短時間で効率よ
く炭化できるとともに、特別な脱臭装置を設けることな
く悪臭を除去することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は炭化肥料製造装置に関す
るものであり、特に、畜糞等の動植物性残渣や、生ごみ
等の肥料成分を多量に含む廃棄物を炭化させて炭化特殊
肥料を製造する炭化肥料製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境保全問題がクローズアップさ
れてきており、リサイクル運動の一環として、畜糞等の
動植物性残渣や生ごみ等の廃棄物を農業用、あるいは園
芸用の肥料として活用することが行われている。このよ
うな廃棄物を利用して肥料を製造する方法としては、こ
れらの廃棄物を乾燥炉内で乾燥させて乾燥肥料を製造す
る方法がある。

【０００３】しかしながら、このような乾燥肥料は、肥
料として有効な成分は十分に含有してはいるが、畜糞や
生ごみ等を単に乾燥させただけのものであり、これに水
分が加わると発酵して悪臭が生じると言う問題がある。
従って、このような乾燥肥料は室内園芸肥料、住宅密集
地における屋外園芸用肥料、あるいはゴルフ場の芝生に
与える肥料などには使用できない。また、単に乾燥させ
ただけでは、原材料である廃棄物のべたつきが残るため
取扱が困難である。そこで、これらの廃棄物を炭化させ
て作った炭化肥料が現在注目を浴びている。炭化肥料
は、乾燥肥料を製造するよりはるかに高温で加熱処理を
して廃棄物を炭化させて製造するため、水分が加わって
も悪臭が生じることがなく、また、肥料としての有効成
分を保有したまま、炭素の呼吸作用による土壌改良効果
を合せ持つ優れた肥料である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】畜糞や生ごみ等の廃棄
物を炭化肥料にするためには、高温で加熱処理する必要
がある。従来の乾燥肥料の製造装置では、ガスバーナ等
の加熱手段で炉内の空気を加熱するいわゆる熱風乾燥法
が用いられているが、この方法では熱効率が悪く、炉内
の温度が約２００〜３００℃程度にしか上昇しない。こ
のため、廃棄物を炭化しようとすると処理時間が非常に
長くなるとともに、多大なエネルギーが必要となる。ま
た、廃棄物の悪臭を完全に除去するためには、約７３０
℃以上の高温雰囲気中に発生ガス（臭気）を０．５秒以
上滞留させて加熱処理する必要があるが、従来の乾燥炉
では炉温が低いため、廃棄物の悪臭が消えず、周囲の環
境を悪化させてしまうと言う問題もあった。この悪臭を
除去するために、従来の乾燥装置では廃棄物の処理装置
と別に脱臭装置を設けて、酸性及びアルカリ性の薬品を
用いる脱臭処理又は焼却脱臭処理等を行うようにしてお
り、このため、装置の施設費及びランニングコストが多
大なものになっていた。

【０００５】従来の乾燥装置にはこのような問題がある
ため、これまでは廃棄物にガスバーナ等の加熱手段の出
力を直接当てて炭化肥料を製造するようにしていた。し
かしながら、この方法では、製品の一部が炭化が不十分
だったり、他の一部は炭化が進み過ぎて灰化してしまっ
たりして、均一な品質の炭化肥料を製造することが困難
である。

【０００６】本発明は、このような問題点に鑑みて、土
壌改良材としての機能と農作物用肥料あるいは園芸肥料
としての有効な成分とを合せ持つ炭化肥料を、畜糞等の
動植物性残渣や生ごみ等の廃棄物から効率よくかつ均質
に製造することができ、また、特別な脱臭装置を設ける
ことなく悪臭の発生が抑えられる炭化肥料製造装置を提
供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の乾燥発酵装置は、前後が開口したほぼ円筒
状の横型回転炉と、当該回転炉を回転駆動させる駆動手
段と、前記第１乾燥槽の一方の開口部を閉塞した第１閉
塞体と、当該乾燥室の他方の開口部を閉塞した第２閉塞
体と、前記第１閉塞体を貫通させて設けた被処理物供給
手段と、前記第１閉塞体に貫通させて設けた第１の加熱
手段と、前記第２閉塞体に貫通させて設けた集塵装置を
含む排ガス処理手段と、前記第２閉塞体に貫通させて設
けた第２の加熱手段と、前記回転炉の中央より下流側の
炉壁に設けた複数個の被処理物排出口と、前記回転炉の
外周に前記被処理物排出口を覆うように設けたフード手
段と、前記排出口から排出された被処理物を外部に取り
出す被処理物取り出し手段とを具え、前記第１の加熱手
段の出力を前記被処理物供給手段から供給されてくる被
処理物に直接当てるように構成すると共に、前記第２加
熱手段の出力口を前記回転炉の回転軸に対して斜めに配
置して、その出力を前記回転炉の被処理物排出口より下
流側の炉壁に当てるように構成したことを特徴とするも
のである。

【０００８】また、本発明の炭化肥料製造装置の好適な
実施例は、前記回転炉の内壁に複数の攪拌用突起を設け
たことを特徴とするものである。

【０００９】更に、本発明の炭化肥料製造装置の他の好
適な実施例は、前記第２の加熱手段の出力口を上方に向
けて配置してその出力を前記回転炉の被処理物排出口よ
り下流側の炉壁上側面に当てるように構成したことを特
徴とするものである。

【００１０】

【作用】上述したとおり、本発明の炭化肥料製造装置で
は、被処理物投入側である第１閉塞体に貫通させて第１
の加熱手段を設け、その出力を被処理物投入口から投入
され炉内に落下した畜糞あるいは生ごみ等の被処理物に
直接あてるようにしている。被処理物は多量の水分を含
んでいるが、第１加熱手段の出力で直接加熱することに
よって、この水分を効率よく蒸発させ、この時点で品温
を約 ℃程度まで上げることができる。

【００１１】炉の回転に伴って、被処理物は下流側へ搬
送されて行き炭化が進む。ここで、本発明の装置では、
第２閉塞体に貫通させて第２の加熱手段を設けるように
しており、この加熱手段の出力口を炉の回転軸に対して
斜めに向けて回転炉の炉壁を加熱するように構成されて
いる。この第２の加熱手段で炉壁を接線に沿って直接加
熱することにより、炎が炉壁を接線に沿って走るため、
加温時間及び加温のための炎と内壁との接面時間が極端
に長くなり、炉内の温度を８００〜９００℃に、また炉
壁自体を５００℃以上の高温に加熱することができる。
このような高温雰囲気中に、被処理物を炉壁との接触を
保ちながら滞留させることによって、被処理物は十分に
炭化される。なお、炉壁内部には攪拌用の突起が設けら
れており、炉の回転に伴って被処理物はこの突起によっ
て掻き上げられながら炉内を搬送されて行くため、均一
に炭化が進む。尚、炉の回転速度は、被処理物の投入量
等に応じて調整できるように構成されている。

【００１２】このように、本発明の装置では、第２加熱
手段で炉壁を直接加熱しているため、炉温を８００〜９
００℃といった高温に上げることができ、従って被処理
物を短時間で効率よく炭化することができる。また、こ
の温度は、廃棄物の悪臭を除去できる温度である７３０
℃を越えているため、装置周囲の環境を劣化させること
もない。更に、特別に脱臭装置を設ける必要がないた
め、設備費及びランニングコストの低減を図ることがで
きる。

【００１３】被処理物は炉壁との接触を保ちながら炉内
を搬送されて行くが、本発明の装置では、炉壁自体が５
００℃以上の高温に加熱されるため、被処理物を効率よ
く炭化することができる。また、攪拌用の突起によって
炉内を掻き上げられながら進むため、高温に加熱された
炉壁と被処理物の接触面積が大になり、均一に炭化する
ことができる。

【００１４】本発明の装置では、炉の中央の下流側に被
処理物排出口を複数個設け、ここから炭化処理が終了し
た被処理物（製品）を炉の回転に伴って排出するように
構成されている。なお、これらの排出口を覆うフードを
炉の周囲に設けて、炉内と外界を遮断するようにしてい
る。排出口を炉の中央から下流よりに設けることによっ
て、被処理物投入位置から排出口までの間に炭化に必要
な炉壁の長さ（処理時間）を確保するようにしている。
また、排出口から第２閉塞体までに距離を取ることによ
り、第２加熱手段の出力が排出口より下流側の炉壁にの
み当たって、被処理物には当たらないように構成してい
る。排出口附近まで搬送されてきた被処理物は、すでに
十分に炭化しているため、炭化した被処理物に第２加熱
手段の出力を当てないようにして被処理物が灰化してし
まうのを防ぐようにしている。

【００１５】特に、第２加熱手段の出力口を上方に向け
ることによって、この出力が確実に回転炉の炉壁のみに
当たり、被処理物には直接当たらないようにすることが
できる。

【００１６】本発明の装置で製造した製品（炭化肥料）
は、窒素、りん酸、カリ、その他肥料としての成分が十
分に含有されているとともに、炭素率（Ｃ／Ｎ比）が非
常に大きいものである。従って、肥料成分を十分に含有
すると共に、土壌改良材としての機能も合せ持ってお
り、農業用あるいは園芸用の肥料として優れた品質を有
する。また、製品が十分に炭化されており、水を加えて
も発酵せず臭気を発生しないため、例えばゴルフ場の芝
生に与える肥料、あるいは、住宅密集地における園芸肥
料、室内園芸肥料などに好適に使用することができる。

【００１７】

【実施例】図１は、本発明にかかる炭化肥料製造装置の
一実施例の構成を示す図である。炭化肥料製造装置は、
大別して、被処理物投入装置１、両端が開口したほぼ円
筒型の横型回転炉２、回転炉２の上流側（被処理物投入
側）の開口に設けた第１閉塞体３、下流側（排気口側）
の開口に設けた第２閉塞体４、２次ガス処理室５、排ガ
ス装置６、第１閉塞体３に連通させて設けた第１ガスバ
ーナ７、第２閉塞体４に連通させて設けた第２ガスバー
ナ、及び回転炉２の回転駆動手段であるモータ９とを具
えている。

【００１８】被処理物供給装置１を投入口を第１閉塞体
３に連通させて設けて、スクリュー１１によって、畜糞
などの被処理物を回転炉２内に送り込む。なお、生ごみ
を処理する場合は、粉砕装置（図示せず）を設けて、投
入前に粉砕しておくようにする。

【００１９】回転炉２は上流側から下流側に向けてわず
かに拡開したテーパ状をなし、モータ９によって回転炉
全体が回転するように構成されている。また、回転炉の
内壁には攪拌用の突起２ａが設けられており、回転炉２
の回転に伴って被処理物を当該突起で掻き上げながら下
流側に送るように構成されている。回転炉２の中央より
やや下流側の周壁には、複数個の被処理物排出口１２が
設けられており、この位置まで炉内を搬送されて、炭化
された被処理物は、回転炉２の回転に伴って、この排出
口を介して炉の外に排出される。なお、これらの排出口
を覆うフード１３が炉２の外周に設けられており、この
フード１３によって、炉内と外部とを隔絶している。フ
ード１３の下側に製品取り出し口１４を設けて、ここか
ら炭化肥料をとりだして、コンベア等の搬送手段（図示
せず）により適宜他所へ送り出す。

【００２０】一方、回転炉２の排気口１５から排出され
る排気は２次ガス処理室５で２次処理された後、集塵装
置（サイクロン）１５で排気に含有されている塵を振る
い落としたのち、煙突手段１６を介して外部に導かれ
る。

【００２１】第１ガスバーナ７は、火炎口７ａを第１閉
塞体３に連通させて、回転炉２内で下向きに炎がでて、
被処理物供給手段１の投入口から落下していくる被処理
物に炎が直接当たるように構成されている。一方、第２
ガスバーナ８は、第２閉塞体に火炎口８ａを連通させ
て、回転炉の回転軸に対して火炎口８ａが斜め上方を向
くようにして、炎が回転炉２の内壁上側面に当たるよう
に構成されている。

【００２２】本発明にかかる炭化肥料製造装置における
処理手順は以下の通りである。被処理物である動植物性
残渣、生ごみ等を、被処理物供給装置１によって回転炉
２内に投入する。被処理物は、回転炉２内に落下する
が、上述したとおり、第１ガスバーナ７の炎が落下点附
近に当たるため、被処理物は直接加熱され、含有してい
た水分があらかた蒸発して、この時点で品温が上昇す
る。

【００２３】被処理物は、乾燥炉２の回転と炉内壁に設
けた攪拌用突起２ａによって掻き上げられながら、下流
側へ送られてゆき、その間に炭化してゆく。

【００２４】第２ガスバーナ８と排気口１５とを炉２の
下流側に設けることによって、第２ガスバーナ８から発
生した熱は下流側から上流側へ流れ、第１閉塞体に当た
って反転した後排気されるため、熱の滞留時間が長くな
り、乾燥炉２内は８００〜９００℃の高温になる。しか
も、第２ガスバーナ８の炎を回転炉２の内壁に直接当て
て回転炉２の炉壁を加熱しているため、回転炉２の内壁
自体が５００℃以上の高温に加熱される。従って、第１
ガスバーナの炎によって水分があらかた蒸発してしまっ
ている被処理物は、この内壁に接触することによって被
処理物排出口１２まで搬送される間に効率良く炭化さ
れ、回転炉２の回転に伴って排出口１２から排出され
て、更にフード１３の下側に設けられた製品取りだし口
１４から取り出される。

【００２５】回転炉２は、被処理物の種類、性状、処理
量等に応じて回転数を変えて、被処理物が投入されてか
ら排出口１２より排出される間に、十分に炭化されかつ
灰化されない程度に処理時間を調整するようにする。な
お、８００〜９００℃の高温で加熱処理を行うため、製
品自体の臭気はもちろんのこと回転炉２内の悪臭もほぼ
完全に消失することになり、特別な脱臭装置が不用とな
る。

【００２６】このように、本発明の装置では、ガスバー
ナを２つ設けて、一方のバーナで被処理物に直接炎をあ
てることによってその水分をあらかた蒸発させておき、
更に、他方のバーナで炉壁乾燥を行って炉壁及び炉内の
温度を高温に保つようにしているため、廃棄物を効率よ
く、かつ、均一に炭化することができる。

【００２７】尚、上述の実施例では、第２ガスバーナ８
を、その火炎口８ａが炉２の回転軸に対して斜め上向き
になるように配置したが、被処理物排出口より下流側の
炉の内壁に直接当たりかつ製品にはあたらない構造であ
れば、この向きは必ずしも上向きでなくともよい。

【００２８】本発明の炭化肥料製造装置を用いて、牛糞
とオガクズを処理して炭化肥料を製造した。この炭化肥
料は、水分４．９重量％、炭素５１．６重量％、窒素
１．３９％、りん酸５．６２重量％、酸化カリウム５．
６６％、酸化カルシウム４．７９重量％、酸化マグネシ
ウム１．８５重量％等を含んでいる。十分に乾燥してい
てべたつかないため、取扱が容易である。このように、
肥料として必要な成分を十分に含んでいるとともに、炭
素率（Ｃ／Ｎ比）が３７．１％と高く、土壌改良材とし
ても有効である。

【００２９】

【発明の効果】このように、本発明の炭化肥料製造装置
では、畜糞等の動植物性残渣、生ごみ等の廃棄物を少な
いエネルギーで短時間で効率良く炭化させて、炭化のむ
らがない優良な炭化肥料を製造することができる。ま
た、加熱処理を８００〜９００℃の高温で行うため、製
品及び回転炉内の悪臭を完全に除去させることができ
る。従って、装置の周囲の環境が良好に保たれるととも
に、従来の肥料製造装置に必要とされていた脱臭装置が
不用となり、装置全体にかかるコストを大幅に下げるこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の肥料製造装置全体の構成の概略を
示す図である。

【符号の説明】

１ 被処理物供給装置 ２ 回転炉 ２ａ 攪拌用突起 ３ 第１閉塞体 ４ 第２閉塞体 ５ 二次ガス処理室 ６ 排ガス処理装置 ７ 第１ガスバーナ ８ 第２ガスバーナ ７ａ、８ａ 火炎口 ９ モータ １１ スクリュー １２ 被処理物排出口 １３ フード １４ 製品取りだし口 １５ 排気口 １６ サイクロン １７ 煙突手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前後が開口したほぼ円筒状の横型回転炉
   と、当該回転炉を回転駆動させる駆動手段と、前記第１
   乾燥槽の一方の開口部を閉塞した第１閉塞体と、当該乾
   燥室の他方の開口部を閉塞した第２閉塞体と、前記第１
   閉塞体を貫通させて設けた被処理物供給手段と、前記第
   １閉塞体に貫通させて設けた第１の加熱手段と、前記第
   ２閉塞体に貫通させて設けた集塵装置を含む排ガス処理
   手段と、前記第２閉塞体に貫通させて設けた第２の加熱
   手段と、前記回転炉の中央より下流側の炉壁に設けた複
   数個の被処理物排出口と、前記回転炉の外周に前記被処
   理物排出口を覆うように設けたフード手段と、前記排出
   口から排出された被処理物を外部に取り出す被処理物取
   り出し手段とを具え、前記第１の加熱手段の出力を前記
   被処理物供給手段から供給されてくる被処理物に直接当
   てるように構成すると共に、前記第２加熱手段の出力口
   を前記回転炉の回転軸に対して斜めに配置して、その出
   力を前記回転炉の被処理物排出口より下流側の炉壁に当
   てるように構成したことを特徴とする炭化肥料製造装
   置。
2. 【請求項２】 前記回転炉の内壁に複数の攪拌用突起を
   設けたことを特徴とする請求項１に記載の炭化肥料製造
   装置。
3. 【請求項３】 前記第２の加熱手段の出力口を上方に向
   けて配置してその出力を前記回転炉の被処理物排出口よ
   り下流側の炉壁上側面に当てるように構成したことを特
   徴とする請求項１に記載の炭化肥料製造装置。