JPS59229105A - 汚泥焼却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は汚泥を乾燥処理して焼却する装置に係り、特に
水分の高い汚泥を効率的に処理するに好適な汚泥焼却装
置に関するものである。

下水、産業排水等の水処理により発生する汚泥は、通常
水分が高く、従って発熱量が低いため、このままでは焼
却処理に際して多大の助燃料を必要とする。従ってこの
ような汚泥は焼却炉前段で乾燥処理し、炉へ投入する時
の汚泥の水分を下げその分だけ湿ベースの発熱量を上げ
る手段がとられる場合が多い。その具体的な手段として
、含水汚泥を蒸気、熱媒油等による間接加熱式乾燥機が
乾燥し、その後に焼却する手段が採用されている。従来
の焼却手段のフローチャートを第１図に示す。本例は蒸
気間接加熱式乾燥の場合である。

高い水分を有する汚泥１は蒸気間接加熱式乾燥機２に供
給され、乾燥処理される。低水分の乾燥汚泥３は焼却炉
４へ投入されて燃焼空気５ａ要すれば助燃燃料５ｆの供
給を受けて焼却される。この焼却炉４から出た高温排ガ
ス６は熱回収手段７ａを経由しついで集塵機７ｂを通り
図示しない煙突より排出される。

このような汚泥の乾燥焼却手段は燃費の低減が図れて炉
の小形化が可能であるなどの利点を有しているが、欠点
がない訳ではない。

その第１の問題は乾燥機での被乾燥物が加熱手段として
のパドル等や送出口に付着し閉塞するという問題である
。含水汚泥は一般に付着性があるため、乾燥工程中に前
記の如く汚泥が加熱部材である羽根部（パドル）などに
付着し、乾燥効率ｉが低下する。また、はなはだしい場
合は汚泥によって乾燥機内部が閉塞されて運転不能とな
ることがある。

この付着性は乾燥汚泥水分が高くなればなる程増大する
わけで、従ってできるだけ乾燥機出口水分を下げて運転
する方が望ましい。しかしながら従来の手段では乾燥機
に全量汚泥を供給するのが通常でありプラントの熱経済
性から出口乾燥汚泥の水分が決まり、入口水分の高い場
合は相対的に出口水分が高くなり、上記した困難を発生
し易くなる。

第２の問題は炉での燃焼性の点であり、充分に乾燥した
乾燥汚泥は含水汚泥に比較して嵩比重が小さく、小粒に
分散した形状であるため飛散し易く、その結果未燃分の
多いままで燃焼ガスに随伴して焼却炉外へ排出されるこ
とがある。

第３の問題は、炉温制御性の点である。このような方法
においては、熱効率上から焼却炉で補助燃料を用いない
自燃焼却が有利であることは明らかであり、その意味か
ら乾燥汚泥水分（即ち、湿ベースの低位発熱量）を制御
して適正な自燃温度を維持させることが重要である。

しかしながら従来の手段では、乾燥機の容量（伝熱面積
）が一定であるため乾燥による蒸発水分量がほぼ一定と
なり、出口汚泥の発熱量は入口汚泥性状（水分及び固形
分発熱量）の変動をそのまま受ける形となり、自燃に適
した乾燥度制御は不可能である。即ち、入口汚泥の水分
が上り（又は固形分発熱量が下る）と出口汚泥の低位発
熱量が低下し自燃維持ができなくなり補助燃料を必要と
する。また出口汚泥の水分が下る（又は固形分発熱量が
上る）と逆に低位発熱量が上り、炉内温度が高くなりす
ぎ、熱経済的に不利になると共に溶融タリンカトラブル
の発生にもつながる。

第４の問題としては、蒸気等の加熱媒体の温度を変える
ことはボイラの制御の点よりも望ましくなく、従ってそ
の蒸気供給量を増加させても乾燥機のパドル等の伝熱面
積が定まっていることから急速な汚泥水分を変化させる
制御はできに＜レセ。また乾燥機内の汚泥の量も多く所
謂応答性の鈍いものとなっており焼却炉の状況の変化に
追随しにくいという問題がある。

この発明の目的は、上記する従来技術の欠点をなくシ、
含水汚泥の性状変動に拘らず効率の高いかつ焼却負荷変
動に対する応答性の高い汚泥焼却を行う装置を提供する
にある。

要するにこの発明は、乾燥機に処理汚泥の全量を供給せ
ずその一部をバイパスさせ、これとともにその未乾燥汚
泥と乾燥した汚泥とを混合機で混練し焼却炉へ投入し応
答性の高い効率的な焼却を行なうことを特徴とする。

この発明の一実施例を第２図により説明する。

５、ｊ 第２図”、ゝ←おいて高温排ガス６は熱回収手段として
の廃熱ボイラ７で熱回収され、そこで得られた蒸気８は
前記乾燥機２に供給されて乾燥用熱源として使用される
。蒸気が不足する場合は燃料焚専焼ボイラ９により蒸気
補給がなされる。

一方、乾燥蒸発系は主として、乾燥機２．減温塔１１及
び排ガス７アン１２から構成され、まず乾燥蒸発蒸気１
３は、キャリア空気１４により減温塔１１へ運ばれ、こ
こで冷却減湿されたのち排ガスファン１２により分配器
２９に送られ、臭気性排ガス１５は再び乾燥機２へ戻さ
れると共に一部は焼却炉４へ送られ高温燃焼脱臭される
。

第２図ではこの発明の特徴である間接加熱式乾燥機との
前で汚泥１が乾燥処理するものと、しないものとに分け
ていることと、乾燥汚泥３と未乾燥汚泥１６とを混合機
１７で混練したのち焼却炉へ投入していることとがある
。その乾燥処理を必要とする汚泥量と乾燥機を通さない
汚泥の量は供給量制御機として機能する汚泥供給機１９
．２０により制御される。

次にこの発明の実施例の効果を示す。いま処理汚泥の計
画条件を水分８０％、固形分発熱量を３０００Ｋｃａｌ
／Ｋｇ　、、１汚、泥処、理量１０００Ｋｇ／ｈ　　（
湿ペース）とした場合、自燃水分は約６０％（湿ベース
低位発熱量で約８４０Ｋｃａｌ／Ｋｇ　）となる。従っ
て従来の手段では乾燥蒸発量として約５００　Ｋ　ｇ／
ｈの乾燥機を設置し、出口乾燥汚泥水分６０％で運転さ
れ丞。一方、本発明の場合例えば乾燥機をバイパスさせ
る汚泥量を２００Ｋｇ／ｈとすると、乾燥機入口汚泥量
は８００Ｋｉｈとなる。その結果、出口乾燥汚泥水分は
約４７％で運転され、乾燥汚泥の低位発熱量は約１３２
０Ｋｃａｌ／Ｋｇで、更に混練機で未乾燥汚泥と混練さ
れ低位発熱量は自燃カロリのａ４ｏｘｃａＩＡｇとなる
。前記したように乾燥汚泥水分は、従来法では６０％、
この発明では４７％となり、この発明では乾燥機内での
付着閉塞のない比較的低い水分で運転することが可能と
なる。また焼却炉前段の混合機による乾燥汚泥と未乾燥
汚泥との混線操作により次の効果がある。従来手段では
、分散化した小粒状の乾燥汚泥を炉へ投入するために飛
散し易く、そのため適正な炉温の維持が難しく、炉上部
温度が過度に高くなりＮＯｘの発生が増加したりする。

また場合によっては乾燥汚泥の一部が未燃のまま炉外へ
排出され未燃損失が増大する結果になる。この発明では
、この飛散し易い乾燥汚泥を水分の高い嵩比重の大きい
未乾燥汚泥と混合機で混線処理するために、適当な湿り
気をもった小塊状のものとなる。従って炉内に投入され
ても乾燥汚泥が飛散することもなく、良好な燃焼が行わ
れ、ＮＯｘ発生も少なく、また未燃損失の少い効率的な
燃焼が行われる。

つぎに乾燥機２と混合機エフ内における乾燥汚泥と未乾
燥（水分の多い）汚泥との状態につき考察してみる。第
３Ａ図は充分に乾燥した汚泥の概念を模式に示す図面で
、乾燥した比較的固く球状になっている汚泥粒子１０１
と粉状の未燃物等の微小粒子１０２とよりなることを示
す。第３Ｂ図は水分の多い汚泥で未燃炭素粒子等の未燃
分が緩く球状にまとまり水分や凝集剤１０４がこれを取
り巻いている状態を示す。第３Ｃ図は混合機内で第３Ａ
図のものと第３Ｂ図のものを混合した状態を示し、粒子
１０１の外面は急速に水分を吸い膨潤した層１１１を形
成し、その内部１１１は粒子１０１と同様な乾燥した固
い状態にあることを示す。粒子１０３は脱湿されその径
も小さくなり粒子１０３となった状態を示す。即ち第３
Ａ図と第３Ｂ図を混合すると含水率を急速に低下させる
ことができ焼却炉４での燃焼に好適な状態とすることが
できる。

即ち応答性の鈍い乾燥機２内の汚泥は常時相当に乾燥し
た状態に保持しこれに含水率の多い汚泥を混合させると
含水率の急速な変化をさせることができ汚泥の含水率の
急速な制御を容易にすることができることとなる。

第４図はこの発明にかかる装置（プラント）の制御系統
を示す図面である。　まず炉内温度発信器２８からの温
度信号は記憶と指令信号を出す制御箱２１に送られ、こ
の制御箱の指令により汚泥供給機１９．２０の組の夫々
の汚泥供給スクリュー用駆動モータＭ１９．Ｍ２Ｏが制
御され、汚泥の供給量が制御される。

炉内温度が上ると、それは混練汚泥１８の低位発熱量が
上っていることを示しているので、制御箱２１により未
乾燥汚泥１６の供給量を上げる信号２２が汚泥供給機２
０に与えられ供給量が制御される。また逆に炉温か下る
と同様の信号系統で未乾燥汚泥１６の供給量が減らされ
、自燃に適正な低位発熱量が維持される。以上のように
本発明により汚泥状況の変動に対応した炉内温度制御を
容易に行うことができる。

第４図には炉内温度に関連する他の制御因子よりの信号
回路を示している。特に重要なのは汚泥の含水率の発信
器（モイスチャメータ）である。混合機より送出される
汚泥のモイスチャメータは２０ｏ、同様にして未乾燥汚
泥１６の管路に２１６．乾燥汚泥３の管路に２０３１各
汚泥供給機工９，２０の出口に符号２１９．２２０で示
すモイスチャーメータが設けられその信号は同様にして
制御箱２１に送られる。

蒸気流量計３０？、　３０９．３１０の信号は制御箱２
１に送られ、蒸気流量制御弁３１１はこれに対する制御
箱からの指令で制御される。

乾燥機２より送出される気体は減温塔１１．排ガスファ
ン１２を経由し分配箱２９に送られ一部は再びキャリヤ
気体として管路１４から乾燥機？に送られ一部は焼却炉
４て焼却され脱臭される。ダンパ２１５，２１４は夫々
の管路に設けられ、制御箱より出される信号により送出
ガス量は制御される。

乾燥機２から送出されるドレンはドレンタンク２６に貯
留されポンプ２０により補給水としてボイラの給水タン
クに送られる。

この発明を実施することにより適当な含水率の汚泥が得
られ、これを焼却炉に供給し燃焼処理するときは以下の
効果が得られる。

（１）高含水汚泥に対しても付着、閉塞のない乾燥汚泥
水分で運転することができる。

（２）乾燥汚泥の飛散を少なくシ、未燃分の少い効率の
高い焼却を行うことができる。

（３）適正な炉温の維持が可能となり、ＮＯｘの発生も
少くなる。

（４）この発明にがかる炉温制御により、汚泥性状の変
動に拘らず、自燃運転が可能となり、熱効率の高い焼却
処理を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の汚泥焼却手段のフローチャート図、第２
図は本発明の一実施例を示す汚泥焼却のフローチャート
図、第３Ａ図は乾燥汚泥の模式図、第３Ｂ図は含水率の
高い汚泥の模式図、第３Ｃ図は第３Ａ図と第３Ｂ図の汚
泥を混合したときの模式図、第４図はこの発明の一実施
例にかかる装置の制御回路を示す線図である。 １・・・・・・汚泥　　２・・・・・・乾燥機４・・・
・・・焼却炉　　７・・・・・・廃熱ボイラ９・・・・
・・燃料焚専焼ボイラ １７・・・・・・混合機　　２１・・・・・・制御箱２
８・・・・・・炉内温度発信器 ２００、２０３．２１６．２１９．２２０・・・モイス
チャーメータ代理人弁理士　　岡　田梧　部 第３Ｂ図 第３Ｃ図 Ｏ１ｍ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　乾燥機で乾燥した汚泥と乾燥工程を経由しない汚
   泥とを混合機で混合し焼却炉に供給する装置を設けたこ
   とを特徴とする汚泥焼却装置。 ２、　焼却炉内温度を発信する温度発信器と、この信号
   を受ける制御箱と、制御箱の信号を受は汚泥供給量を制
   御する汚泥供給機を未乾燥用と乾燥用との組にして設け
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の汚泥焼
   却装置。 ３、　混合機から送出する汚泥の含水率を検知するモイ
   スチャーメータと、その含水率を信号として乾燥用汚泥
   供給機と未乾燥用汚泥供給機を制御する信号回路を設け
   たことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の汚泥焼
   却装置。 ４・　焼却炉の排ガスで蒸気を発生させる装置を設け、
   その発生した蒸気を乾燥機に供給゛する管路を設けたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の汚泥焼却装
   置。 ５、乾燥機から送出される蒸気を減温塔と送風機を縁由
   して分配器に送り、この分配器により一部は再び乾燥機
   へ、残部は焼却炉に送る管路を設けたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の汚泥焼却装置。 ６、　乾燥機より送出されるドレンを貯留するドレンタ
   ンクと、このドレンをボイラ給水の一部として使用する
   ためのポンプを設けたコトを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の汚泥焼却装置。