JPS6027895B2 - 含水固体燃料の乾燥および燃焼方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術の分野 本発明は含水有機物質からの固体燃料の乾燥および燃焼
においてエネルギー回収を改善する方法・に関する。

このような物質の例は、樹皮、削り暦および製材工場お
よびセルロースパルプ工場からの他の廃材、泥炭、都市
および産業廃棄物からの汚泥および家庭のゴミ（選別ゴ
ミ）である。先行技術例えばセルロースパルプおよび製
紙工場のような大工場、そして大都市内では、大量の汚
泥がしばいま問題である。

ゴミ棄て場への堆積は環境に対する脅威である。他の汚
泥回収方法、例えば腐食および石灰化は多大の費用がか
さむ。これは腐食に関しては、土壌改良剤としての腐食
汚泥に対する関○が小さいから、腐食物を回収すること
は不可能である。そのため汚泥を燃焼するための汚泥の
脱水および乾燥システムが開発された。スウェーデン特
許明細書第７１１３２９５一５号は汚泥のフィルターケ
ーキを脱水する方法を記載する。この方法によると、フ
ィルターケーキ中の水分が一層低粘性になり、そのため
例えば真空によって除去するのが容易になるように、フ
ィルターケーキへ水蒸気が吹き込まれる。明白にこの方
法の操業経済性は悪い。今までに提示された汚泥処理シ
ステムの特徴は、汚泥の高い燃焼熱の回収にもかかわら
ず高い操業コストを示すことである。これらシステムの
操業の効率および信頼性はさらに不満足である。樹皮に
関しては、環境問題から樹皮の堆積はスウェーデンの多
くの場所で禁止されているため今日では第一に燃料とし
て使用されている。

樹皮燃焼プラントの効率は多くの場合低く、特に冬期に
おいてボイラー中で樹皮の燃焼を継続するため油を添加
し、燃焼しなければならない事実からこのことが実証さ
れる。いまいまあることであるが、樹皮の乾燥含量が３
０％以下であると、樹皮は補助（追加）燃料なしでは燃
えない。多くの場合樹皮は機械的に脱水されるが、しか
しながらこの方法で約４０％以上の乾燥含量へ到達でき
ることはまれである。また樹皮の乾燥も行われる。これ
は樹皮の一部が燃焼される特別のボイラーからの煙道ガ
スを用いるか、またはすべての樹皮が燃焼される水蒸気
ボイラーからの鰹道ガスを使用して実施される。最初の
タイプのプラントからの測定は、樹皮の約３分の１が樹
皮の残りの３分の２を乾燥するために別に燃やされる。
このとき得られる樹皮は、乾燥前に約３０％の乾燥含量
であるのに対して約４５％の乾燥舎量を持っている。も
し最初に提供される樹皮の量をみれば、この方法は、も
し操業上の問題ないこ３０％の乾燥含量を持つ樹皮を燃
焼することができたとしたら、水蒸気ボイラー中で利用
できたであろう熱量を約１５％損失することを意味する
。二番目のタイプの乾燥は、乾燥含量が最大１０％上昇
するときに経済的に実施可能となり、そしてもっと定常
的な操業条件を得る目的で主として使用される。もし鰹
道ガスによって乾燥含量を増すならば、全体の効率は非
常に大きく低下する。樹皮の燃焼は通常火格子、いわゆ
る傾斜火格子（ロスト）上で行われる。

サイク。ン炉中の燃焼も行われる。これら装置は比較的
高価であり、また例えば懸濁燃焼に比較するとき労力を
消費する公知のように樹皮が湿つていればいるほど、効
率係数は低下し、ボイラーは大型化し、高価になる。樹
皮の有効発熱量は樹木の種類によって変化し、トウヒに
ついては乾燥樹皮で約１９ＭＪ／ｋ９である。４０％乾
燥含量のトゥヒ樹皮は、乾燥樹皮で約１４．９ＭＪ／ｋ
９の有効発熱量を有する。

ボイラーの効率がいかに燃焼すべき物質の乾燥含量によ
って低下するかを考慮するとき、今日の樹皮の燃焼、す
なわち約４０％の乾燥含量の樹皮を使用する全効率は、
５０％をやっとこえるにすぎないことを発見する。泥炭
は今日エネルギー源として小規模にしか利用されていな
い。

利用できる技術は、今日の連続操業、高燥業安全性およ
び経済性の要請に貧弱にしか合致しない。切断して粉砕
した泥炭は、乾燥含量が最高４０％ないし５０％の間に
夏期に製造される。雨期には泥炭はもっと温めり、そし
て乾燥含量が低くなるときその発熱量は急速に低下する
。年間を通じ平均的な泥炭生産を得るために種々の泥炭
処理方法が開発された。もっと関心があるのはいわゆる
湿式石炭化であり、これは泥炭を約５０％の乾燥含量へ
機械的に脱水することができる。泥炭地に存在する泥炭
は種々の乾燥含量および組成を有する。普通この生の泥
炭は１０％ないし２０％の乾燥含量を有し、何らかの方
法で処理しない限り３５％以上の乾燥含量へ機械的に容
易に脱水することはできない。湿式石炭化とは、泥炭が
５なＬ・し１０％の濃度において熱処理されることを意
味する。そのため懸濁液が熱交換器中にポンプ送りされ
、そして溢式石炭化反応器で加熱され、その中で水蒸気
による直接加熱が長時間実施される。この処理は普通バ
ッチ式で１なし、し２時間、１５０ないし２００００で
行われる。英国特許第１８３１８び号およびスウェーデ
ン特許第４０６７９号および第４６９９５号は、水蒸気
によって泥炭懸濁物を加熱する方法および装置を記載す
る。この熱処理中乾燥物質ｌｔ当り水蒸気ｌｔないし公
が使用され、水蒸気は使用する装置のタイプによって泥
炭懸濁体中で凝縮するか、または加熱表面上で凝縮する
。長い湿式石炭化期間中に、乾燥物質の量は有機物質が
二酸化炭素と水とに酸化されることによって少なくとも
５％ないし１０％へ低下する。湿式石炭化後懸濁体は処
理すべき新しい泥炭懸濁体と熱交換され、そのため後者
は予熱される。この子熱はスウェーデン特許明細書第４
６３８６号に記載の装置で実施することができる。湿式
石炭化後泥炭は最高５０％乾燥舎量までプレスで機械的
に脱水される。このようにして得られた圧縮水の大部分
は泥炭懸濁体の希釈のために再使用されるが、圧縮水の
残りは排出されなければならない。このようにして得ら
れた半乾燥泥炭のプレスケーキは、低乾燥含量のため泥
炭の発熱量が低いにもかかわらず燃料として使用される
。泥炭の乾燥舎量をそれ以上高くすることは、乾燥によ
ってのみ可能である。今日経済的に有利な乾燥方法はま
だない。約９０％の乾燥舎量を持つ泥炭ブリケットが製
造されているのは事実であるが、この燃料はその高い価
格のために工業的にできず、好ましくは家庭用に使用さ
れる。使用される乾燥方法は、いまいま乾燥媒体として
燃料の燃焼からの鰹道ガスを使用する。これは泥炭の乾
燥含量が熱経済上の理由で１０％以上高くできないこと
を意味する。もし泥炭を数段階で乾燥すれば、いくらか
高い効率が得られる。スウェーデン特許第９８３７号に
記載のいわゆる欧ｊｎｅｒ乾燥機中で、材料は最初空気
中で熱媒体として湿った空気または水蒸気を使用して乾
燥され、そして次にこの燃料の燃焼炉からの鰹道ガス中
で乾燥される。米国特許第２０１４７６４号は乾燥媒体
として水蒸気を使用する装置を記載する。しかしながら
この装置では、泥炭は最初空気中で熱媒体である温水に
よって乾燥される。この温水は泥炭が最終的に乾燥され
る水蒸気加熱乾燥段階から来る湿った空気をスクラッピ
ングして得られる。この方法は非常に複雑であるにもか
かわらず、乾燥における熱消費は約３０％節約されるだ
けであるといわれている。そのほか泥炭の特殊乾燥方法
、例えば溶融金属中の乾燥方法があり、これは英国特許
第１８３１８び号‘こ記載されている。泥炭の燃焼は種
々のタイプのボイラーで行われる。

泥炭プレスケーキのような粗大粒子の燃焼は、ある種の
格子上で行われる。普通燃焼からの空気が泥炭を着火前
にボイラー中で乾燥するためロイトから吹き込まれる。
小粒子の乾燥泥炭粒子は粉末の形で燃焼される。この粉
末はいまいま燃焼ガスと一所にボイラーへ吹き込まれる
。湿った燃料の燃焼は、乾燥燃料よりも大過剰の空気を
必要とし、それは大量の鰹道ガスと、そして低い燃焼お
よび煙道ガス温度とを与える。このことと、そしてエネ
ルギー含量の大部分がいよいよ湿った燃料の水分の蒸発
に消費される事実とは、ボイラーによって低い効率をも
たらす。エネルギーのる程度の量を回収するためには、
乾燥した燃料が使用できるときよりももっと沢山の燃料
が必要であり、そして大型の、そのためもっと高価なボ
イラーが必要である。泥炭については、有効発熱量は乾
燥泥炭について捌ＭＪ／ｋ９である。第１図には、含水
率が上昇するときいかに発熱量が減少するかが示されて
いる。水蒸気ｌｋ９を生産するためボイラーに約乳ＭＪ
の熱が必要であると仮定すると、理論的には乾燥泥炭ｌ
ｋ９当り６．７ｋ９の水蒸気を得ることができる。もし
泥炭が乾燥含量５０％を有すると、第１図から見られる
ように有効発熱量は約８．８ＭＪ／ｋ９である。燃焼効
率の低下度を考慮するとき、乾燥泥炭ｋｇ当り５．１ｋ
９の水蒸気を生産することができる。もし泥炭を５０％
の乾燥することが経済的に価値あるものとすると、乾燥
泥炭ｋ９当り水蒸気１．６ｋ９以下しか消費してはなら
ないが、これは今までに提案された乾燥方法をもってし
ては不可能である。利用し得る予備処理技術、すなわち
湿式石炭化をもって、乾燥泥炭ｋ９当り１ないし２ｋ９
の水蒸気消費をもって乾燥舎量５０％を持つ泥炭を得る
ことができる。このように乾燥泥炭ｌｋ９当り３ないし
４ｋ９の正味水蒸気生産にとどまる。従って熱経済的見
地からいかにうまく乾燥を行うかによって全効率の度合
いは３×１００／６．７＝４５％ないし４×１００／６
．７＝６０％の間となる。この簡単なバランスは、泥炭
を燃料として使用して今日の技術により、どの程度のエ
ネルギー回収が得られるかを示している。本発明の説明 技術的課題 本発明は、樹皮、泥炭および類似物質のような含水有機
物質からの固体燃料の乾燥および燃焼においてエネルギ
ーの回収を改善するという課題を解決する。

解決法 そこで本発明は、含水物質から石および金属のような固
形不純物が除去され、一段または二段以上で機械的に脱
水され、そして必要に応じ粗大および／または微細粒子
に粉砕され、乾燥され、そして発電／加熱プラントで燃
焼され、その際最終の機械的脱水以前に乾燥および輸送
媒体が大気圧以上の水蒸気である乾燥プラントからの水
蒸気で直接加熱される工程を含む方法であって、一つま
たは二つ以上のタービンを通過した後の発電／加熱プラ
ントで発生した水蒸気を乾燥プラントにおいて水蒸気の
間接加熱媒体として使用することを特徴とする前記方法
に関する。

効果 この方法はいくつかの利益を有する。

最も重要な利益は、例えば樹皮、泥炭および汚泥のよう
な含水有機物質中に存在するエネルギーを、以前よりも
っと有効に回収することが可能であることである。次第
に上昇する温度のエネルギーを使用し、そしてエネルギ
ーの見地から各段階を最適化して燃料を数段階において
処理することにより、損失を最小とすることができ、そ
のため総効率の度合いは驚くほど高い。さらに本発明方
法は、有機物質を簡単で操業上確実な態様で取扱うこと
を可能とし、このことは中断により妨げられることなく
連続的に操業できる乾燥および燃焼プラントを建設する
ことができることを意味する。本発明の利益はその方法
をもっと詳細に記載し、そして図面を参照して例証する
実施例にもっと直接に示されている。本発明方法は最初
一般的に記載され、次に第１図ないし第５図を参照する
実施例において好ましい含水有機物質について具体的に
記載される。

図面の説明第１図は、泥炭の含水率が増すとどのように
有効発熱量が変化するかを示すグラフである。

第２図は、本発明方法が乾燥含量１０％の泥炭の乾燥お
よび燃焼に使用されているプラントの説明図である。第
３図は、本発明方法が乾燥含量２５％の泥炭の乾燥およ
び燃焼に使用されているプラントの説明図である。

第４図は、本発明方法が樹皮に使用されているセルロー
スパルプ工場のプラントの説明図である。

第５図は、本発明方法が使用されている腐敗していない
都市下水道汚泥の乾燥および燃焼プラントの説明図であ
る。

最良の具体例 もし有機物質が石および金属のような固形不純物を含有
しているならば、該物質を本発明によって処理する前に
公知の技術によって取り除く。

さらに、本発明の処理以前に物質のいくらかの部分の粒
子寸法を小さくすることがいまいま必要である。有機物
質が樹皮であるときは、一般に例えば最大の樹皮片を粉
砕することが必要である。入って来る有機物質は一段ま
たは二段以上で機械的に脱水される。脱水の段数は入っ
て釆る有機物質の乾燥含量に依存する。もし乾燥舎量が
相対的に高ければ、例えば２０％またはそれ以上であれ
ば、一段階の脱水で満足である。これは、例えば泥炭地
ですでに部分的に脱水され、乾燥された泥炭が本発明に
よって処理される場合にそうである。しかしながら、多
くの場合は二または三段階以上の脱水が必要である。脱
水操作は公知の装置、例えば水圧プレス、スクリュープ
レス、便しや遠心機、バンドスクリーンプレスまたはロ
ーフープレスによって行われる。最後の脱水段階の以前
に、有機物質は該有機物質上で水蒸気を凝縮することに
よって水蒸気で直接加熱される。この水蒸気の直接凝縮
は大気圧または大気圧以上で行われる。この予備処理段
階に使用する装置の設計は、大気圧か、または超大気圧
を使用するかによってそれに適応している。有機物質は
、この予備処理段階の入口において少くとも１０％の乾
燥含量を持つであろう。この段階においては、有機物質
の乾燥含量は水蒸気が物質中で凝縮するため一時的に低
下する。水蒸気の直接凝縮による有機物質の加熱を最終
の機械的脱水の直前に行うのはこのためであり、またこ
の加熱によって有機物質が柔軟化し、機械的脱水の効率
が高まる。この予備処理段階中の有機物質の温度は、通
常４０なし、し１５０℃の間にあり、そして滞留時間は
温度および処理すべき物質によって数分から１時間まで
変化する。物質上で直接凝縮するために使用する水蒸気
は、後でこの方法の大蒸気乾燥後、すなわち輸送媒体お
よび乾燥媒体が同一、すなわち大気圧より高い圧力の水
蒸気である乾燥機から、余分の水蒸気として得られる。
この水蒸気乾燥については後でもっと詳細に記載する。
この物質上での水蒸気の直接凝縮による予備処理段階と
、そして前記の乾燥段階との中間で、物質は最終的に機
械的に脱水され、そのとき前述の脱水装置が使用される
。物質を水蒸気乾燥機中で乾燥処理に付する前に、それ
を粉砕することがいまいま必要である。物質をこの処理
段階で粉砕すべきか否かは、一部には処理すべき物質の
種類、例えば泥炭、樹皮または汚泥であるかにより、ま
た一部には使用する脱水設備の種類、および水蒸気乾燥
機の設計によって決められる。物質は、例えばハンマー
ミル、ピンミルまたはボールミルのようなどのような好
適な装置でも粉砕することができる。物質を乾燥および
／または処理装置へフィードするために好適な装置は、
回転羽根フィーダー、スクリューフィーダ−、スクリュ
ープレスおよび類似の装置である。水蒸気乾燥機の設計
に関しては、それは多様に変化することができる。しか
しながら使用されるすべての乾燥機に共通して、乾燥シ
ステムが閉鎖式で、超大気圧が維持されるものでなけれ
ばならない。超大気圧の程度は変化し得るが、しかし少
なくともＩＭＰａ（１０バール）でなければならない。
有機物質が樹皮または泥炭からなるときは、乾燥機は熱
が水蒸気から物質へ対流によって伝達されるように製作
される。有機物質が汚泥からなるときは、乾燥機は熱が
大部分伝導によって伝達されるように製作される。一番
目の場合、乾燥システムをまわる水蒸気と物質とを乾燥
するファンと、熱交換器とそしてサイクロンとを含む。
熱交換器においては、乾燥および輸送媒、すなわち支持
水蒸気は、高圧高温水蒸気を間接的に支持水蒸気と接触
させることによって物質を乾燥するのに必要とする全部
の熱をもつて供給される。この加熱のための水蒸気はタ
ービンから取り出される。該タービンは乾燥した物質、
それに必要な場合補助燃料、例えば石油の燃焼によって
水蒸気が生産されるスチームボイラーからの水蒸気を供
給される。サイクロンにおいては乾燥した物質が支持水
蒸気から分離され、該水蒸気は循環を続け、そして一部
は前述した予備処理段階へ送られる。サイクロンの底部
には乾燥した物質を大気圧へ排出するための装置がある
。この装置は回転羽根フィーダーまたはスクリューフィ
ーダーから構成することができる。物質の乾燥に関して
、それは物質が乾燥システム中を輸送される間に行われ
、すなわち物質中の水分は輸送の途中で除々に水蒸気中
へ移行する。このように乾燥機中で余分の水蒸気が発生
する結果、この乾燥システムから一定量の水蒸気を連続
的に取り出すことができることを意味する。乾燥システ
ムはまた流動床を含むことができ、その中で物質は乾燥
によって生じた重量低下によって水蒸気に捕捉され、そ
して乾燥システムの残りの部分へさらに運ばれる前にそ
こにある時間とどまる。汚泥を乾燥するときは、いわゆ
る接触乾燥機が使用され、その場合は熱は伝導によって
伝達される。この場合も間接的に加熱する水蒸気はター
ビンから得られた。物質を乾燥し、乾燥システムから排
出した後は、それは通常ファンによって燃焼のためスチ
ームボイラーの燃焼炉へ輸送される。

輸送媒体としては、樫道ガスまたは空気が用いられる。
この輸送時、物質は噴霧乾燥によってさらに乾燥される
。物質が燃焼のためにスチームボイラーに供給されると
きは、その乾燥含量は９０％を越えなければならない。
さらに燃焼時の粒子寸法は３側以下、好ましくは１脚以
下でなければならない。もし粒子寸法がこの測定値を越
えると、物質は乾燥システムから排出された後、燃焼前
に粉砕されなければならない。これは、例えばいわゆる
クレーマーミルによって行うことができる。この二つの
処方、すなわち９０％をこえる乾燥舎量および３側以下
の粒子寸法は、塵道ガス中のダスト含量が低く、その結
果煙道ガスの量が低くなるように燃焼ができるだけ完全
になるという事実へ導く。そのほかスチームボイラーは
簡単になり、運転が確実になる。乾燥した物質の燃焼に
よってスチームボイラーで発生した水蒸気は、前述した
ようにタービンへ、そしてもし所望であればいくつかの
タービンへ導かれる。タービンへ到達するときの水蒸気
の圧力および温度は非常に高く、例えば１１．８ＭＰａ
（１１５ゞール）および５３０こ○である。

このエネルギーの相当な部分は、一または二以上の発電
機によって電気へ変えられる。水蒸気の圧力が約１なし
、しか仲ａ（１０なし、し２０バール）まで低下したと
き、この水蒸気の一部は、前述したように乾燥および輸
送水蒸気の間接加熱媒体として使用するために取り出さ
れる。低圧力のタービン中の残りの水蒸気は、いくつか
の有用な用途に使用することができる。例えば局部加熱
用の熱水の調製によって離れた熱交換器でこのエネルギ
ーを回収することができる。もし残りの水蒸気をプロセ
ス水蒸気として、例えばセルロース上場内で使用すると
すれば、その圧力は好ましく乾燥システムで使用する圧
力、すなわち０．３なし、し０．則仲ａ（３なし・し６
バール）へ調節しなければならない。本発明は以下の実
施例によって例証される。実施例 １第２図は、本発明
方法が生泥炭の乾燥および続いての泥炭の燃焼に使用さ
れるプラントを図示する。

乾燥含量１０％を有する泥炭懸濁液１はスクレーバーを
備えた熱交換器２中で予熱される。

スクレーバーは加熱表面をきれいに保ち、そしてそれら
は泥炭懸濁液の良好な混合を確立する。懸濁液はこの熱
交換器中において約６５ｑ０の温度を持ち、そして後続
の二つの脱水段階から得られるプレス水によって約５０
℃へ予熱これらる。泥炭懸濁液の最初の脱水は、脱水プ
レス３において約２．０Ｍ円ａ（２０バール）の最高圧
力で行われる。このとき泥炭懸濁液の乾燥含量は３５％
へ上昇する。いまり水はホッパ−４中へ集められ、導管
５を経て共通の排出導管６へ導かれる。脱水された泥炭
はスクリュー７により、運搬臭を備えた圧力容器８へ送
られる。容器８内において泥炭は０．９ＭＰａ（５バー
ル）の圧力で３０分間飽和水蒸気によって処理される。
フィードスクリユ−としても働らくスクリュープレス９
により、泥炭は再び乾燥含量５０％まで脱水され、そし
て同時に乾燥機１０中へ供給される。スクリュープレス
９でいまり出された水はホツパー１１に集められ、そし
て導管１２を経由して共通の排出ライン６へ送られる。
乾燥機１０内では、圧力容器８内と同じ圧力の０．９Ｍ
Ｐａ（５バール）の過熱水蒸気が循環している。この水
蒸気は泥炭の乾燥媒体でもあり、また輸送媒体でもある
。ファン１３によって微細に粉砕された泥炭は、流動乾
燥流路にある該ファンによってサイクロン１４へ運ばれ
る。実質的に飽和している水蒸気は泥炭から分離され、
そして熱がその中で間接に伝達される過熱器１５を経由
して再循環される。過熱用の熱は１．０ＭＰａ（１５バ
ール）で凝縮し、そしてこのプラントのタービン１６か
らの過剰の水蒸気よりなる水蒸気から取り出される。こ
の水蒸気は水蒸気導管１７を経由して過熱器１５へ送ら
れる。泥炭の乾燥によって生じた余分の水蒸気は分離さ
れ、そして連絡導管１８を経由して圧力容器８へ導かれ
る。水蒸気乾燥後泥炭は乾燥含量８０％に達している。

この泥炭は輸送スクリュー１９によって大気圧へ排出さ
れ、そし導管２０を経由してボイラー２１へ空気輸送さ
れる。この排出のよび輸送において、泥炭は一部は圧力
低下のため、そして一部は輸送ライン内における対流の
ためさらに乾燥するであろう。泥炭を燃焼する前に、そ
れは循環する鰹道ガスと一所に固定ハンマーをそなえた
特別のタイプのハンマーミル（クレーマーミル）２２で
粉砕され、そして次にボイラー中へ粉体として吹き込ま
れる。火床の入口において泥炭の乾燥含量は約９８％で
ある。閉鎖式フィード水システムと作動するボイラー２
１において、１１．則岬ａ（１１５バール）の圧力およ
び５３０℃の温度を持つ過熱水蒸気が発生する。この水
蒸気はライン２３を経由して、電力の生産のため発電機
２４へ連結した一つまたは二つ以上のタービン１６へ導
かれる。タービン１６から水蒸気の一文が取り出され、
そして乾燥媒体として使用した水蒸気を過熱するため前
述の過熱器１５へ送られる。残りの水蒸気はタービン１
６から１０５℃の温度で導管２５を経由して排出され
、そして遠隔の熱凝縮器２６で凝縮される。ボイラーに
おいて、過熱器間においてなど公知の方法で利用される
タービンからの他の排出はその盤である。凝縮したフィ
ード水は遠隔熱凝縮器２６から導管２７を経由して、そ
して過熱器１５から導管２８を経由してボイラーへ戻さ
れる。以下の表において、本発明方法によって回収され
るエネルギーと、湿式石炭化を用いる泥炭プレスケーキ
の公知の製造方法によって回収されるエネルギーとの間
の比較がなされている。

公知方法に関する数値は、乾燥含量８％を有する泥炭が
回流で熱交換器中で子熱され、該子熱のための熱は一部
分既に処理された、すなわち湿式石炭化された泥炭から
取り出される方法から得られた。予熱のため必要とする
残りの熱は、ボイラーからの新鮮な水蒸気の形で加えら
れた。予熱後泥炭は湿式石炭化反応器へ供給され、その
中の温度は１９０℃に、そして水蒸気圧力は１３ゞール
に保たれた。水蒸気は１．５時間新鮮な水蒸気の形で加
えられた。湿式石炭化段階後、泥炭は新たに導入される
泥炭と向流に送られ、そしてプレートフィルタープレス
で乾燥含量が４９％になるようにプレスされた。得られ
たプレスケーキは次にボイラーで燃焼された。第１表 上の表から明らかなように、本発明方法はいわゆる湿式
石炭化法に比較して、（１６８一１２４）÷１２４ｘｌ
ｏｏ＝３５％も多くエネルギーを全体として得ることが
でき、そして回収電気エネルギーの形で（５４−３３）
÷３３×１００＝６３％も多くエネルギーを得ることが
できることを意味する。

実施例 ２ 第３図は、本発明による泥炭の乾燥おび燃焼のための他
のプラントを図示する。

この場合は泥炭は泥炭地において乾燥含量が２５％とな
るように排水され、処理される。

そのため泥炭を泥炭地から図面のプラントまで輸送する
費用が低減される。泥炭２９はこのため乾燥含量２５％
において容器３０へ供Ｖ給される。

この容器の中で泥炭は実質上大気圧（１．１５ゞ−ル）
において導管３１を経由して加えられた水蒸気で処理さ
れる。泥炭はそのとき９５℃の温度となる。容器３０か
ら泥炭は排出装置３２によってローラープレス３３へ送
られ、そこで泥炭は乾燥舎量３７％へ脱水される。いま
り出された水は導管３４を経由して除去される。ローラ
ープレスからの泥炭のウェプは粉砕機３５によって４・
粒子に粉砕され、過熱水蒸気（１５０ｑＣ）がファン３
７によって送り込まれれている流動床を含む乾燥装置３
６へ供給される過熱水蒸気は過熱器３８からライン３９
を経由して導かれる。乾燥装置３６の流動床において、
泥炭粒子は乾燥され、そしてそれらが十分に乾燥し、そ
してそのため十分に軽くなったとき、流動床からサイク
ロン４０へ蒸気によって押し出される。このサイクロン
には、水蒸気が装置の上部から、泥炭が下部から出て行
く粗分離器がある。水蒸気および残りの泥炭粒子は多段
サイクロン集合体４１へ送られ、そこで最後の泥炭と水
蒸気との分離が行われる。ここでの乾燥した泥炭部分は
、ライン４２を経由してサイクロン４０の底部へ送られ
、そこで泥炭の残りと混合され、そして回転羽根フィー
ダー４３によって導管４４へ排出される。この導管４４
は燃焼ボイラー４５へ接続されている。泥炭がサイクロ
ン４０を出るときは、それは乾燥含量７５％を持つ。ボ
イラー４５から鰹道ガスが取出され、そしてライン４６
を経由してファン４７へ送られ、該ファンは姪道ガスを
泥炭が燃焼されるポィフ−へ押し出されるようにさらに
送る。この空気輸送の間泥炭の乾燥舎量は７５％から９
２％へ高められる。ボイラーでは高圧（１１．則仲ａ）
の過熱水蒸気が発生し、それは電力を生産するために発
電機５０へ連結した一または二以上のタービン４９へラ
イン４８を経由して送られる。タービン４９からＩＭＰ
ａの圧力を有する水蒸気の一部が取り出され、そしてラ
イン６１を経由して乾燥媒体水蒸気を過熱するための前
述の過熱器３８へ送られる。乾燥媒体水蒸気は乾燥装置
３６、サイクロン４０、多段サイクロン集合体４１、過
熱器３８および導器３９を通ってファン３７によって循
環して送られ、そこで０．１１則仲ａ（１．１５ミール
）の圧力を有している。この循環する水蒸気は取り出さ
れ、そしてライン３１を経由して前述したように容器３
０中へ入って来る泥炭へ送られる。タービン４９から取
り出された水蒸気は過熱器３８中で凝縮され、そして凝
縮水は導管５２を経由してボイラーへ送り返される。タ
ービン４９からの残りの水蒸気はライン５３を経由して
適当な消費場所へ送られる。本発明方法のこの応用は、
実施例１において記載したのと同じ泥炭からの高エネル
ギー回収、すなわち湿式石炭化に比較して３５％のエネ
ルギー回収の上昇を与える。

実施例 ３第４図にセルロースパルプ工場において本発
明方法を樹皮に応用したプラントが図示されている。

粗大な樹皮はミル（図示せず）で破砕されたトウヒ樹皮
５４は水圧プレス５５へ送られる。

プレスへ入るとき樹皮は乾燥含量３０％を有し、そして
その中で乾燥舎量３６％へ脱水される。その後樹皮は輸
送スクリュー５６によって圧力釜５７へ送られる。この
圧力釜中でライン５８から０．４Ｍ円ａ（４バール）の
圧力で樹皮上へ加えられた水蒸気が凝縮する。このとき
樹皮は１４０午○で加熱される。圧力釜中の樹皮の滞留
時間は３分である。樹皮は回転羽根フィーダー６川こよ
りスクリュ−フイーダー６１へ排出される。このスクリ
ューフイーダーで樹皮は乾燥舎量４７．７％へ脱水され
、同時に樹皮は過熱水蒸気が中で循環している閉鎖型乾
燥システム中へ供給される。樹皮片はスクリューフィー
ダー６１から乾燥機６３の底のミル６２上に落下し、そ
してライン６４から加えられた輸送水蒸気によって運び
去られることのできる程微細に粉砕される。輸送用水蒸
気および樹皮徴粉は次に過熱器６５を通過する。過熱器
６５中ではタービン６６からライン６７および６８を経
由して送られた過剰の水蒸気が１．８ＭＰａ（１０ゞー
ル）の圧力で凝縮する。次に輸送用水蒸気および樹皮は
ファン６９によって導管７０を経由し、サイクロン７１
へ送らる。このサイクロン中で乾燥樹皮が水蒸気から分
離される。樹皮は回転羽根フィーダー７７によってサイ
クロンから排出され、そしてライン７３を通って別のラ
イン７４へ送られる。ライン７４の一端にはファン７５
があり、該ファンによって樹皮徴粉（粒子寸法０．４側
以下）は燃焼ガスの一部および他のガスと一所に炉７６
中へ酸線方向に吹き込まれる。火城の入口において樹皮
粉は乾燥舎量９０％を有する。サイクロン１で分離され
た水蒸気はライン６４を通って乾燥器６３へ再循環され
、そしてそれへ粉砕装置、すなわちミル６２の近くで導
入される。再循環ライン６４からライン７７を通って水
蒸気が一部水蒸気再生器７８へ取り出され、そしてさら
に一部がライン５８を通って前述した圧力釜５７へ取り
出される。水蒸気再生器７８においては水蒸気はその底
部、すなわち再生器中に設置されている熱交換器の−側
へ供給される。不活性ガス、ターベンチン、酸等の水蒸
気中に存在する不純物は頂部から排出される。これらの
ガスはライン７９を通ってファン７５へ供給され、さら
にそれによって燃焼のためにボイラー中へ送られる。水
蒸気からの凝縮水は、水蒸気再生器７８からライン８０
を通って工場の蒸解液蒸発プラントへ取り出され、そし
て蒸発残湾はソーダ炉で燃焼される。ライン８０へはス
クリューフイーダー６１からのいまり水がライン８１を
通って供給され、また水圧プレス５５からもライン８２
を通っていまり水が供給される。水蒸気再生器７８中の
熱交換器の地側は、工場で得られ、そしてライン８３お
よび８４を通って加えられたフィード水が循環している
。このフィード水は０．４ＭＰａ（４バール）の圧力で
蒸発し、水蒸気はライン８６を通って工場へそこで使用
するための送られる。過熱器６５で凝縮した水蒸気はラ
イン８５を通って送られそしてライン８３中でボイラー
７６へ導入されるフィード水と混合される。ボイラー７
６中で乾燥樹皮を燃焼するとき高圧の過熱水蒸気が発生
し、該水蒸気はライン８８を通って電力生産のための発
電機８９へ連結した一または二以上のタービン６６へ送
られるタービンから水蒸気は１．８ＭＰａの圧力でライ
ン６７へ送られる。この水蒸気の一部はライン６８を通
って乾燥システム中の輸送用水蒸気へ熱を間接的に伝達
するため過熱器６５へ送られ、そして水蒸気の他の部分
はライン９０を経由して工場で使用するために送られる
。タービン６６中の残りの水蒸気、すなわち排水および
電気エネルギーに変えられた残りの水蒸気は０．４ＭＰ
ａの圧力でライン８７を通って工場と接続しているライ
ン８６へ送られる。樹皮を圧力釜５７中で予備処理する
ことの重要性を探究するため、上記のほかに二つのテス
トを行った。一つのテストにおいては圧力釜５７中での
水蒸気処理をしなかった。他のテストにおいては樹皮は
圧力釜５７中で、前記の水蒸気温度１４０℃とは異なる
１０５ｑＣで水蒸気で処理した。スクリューフィーダ−
６１を通過した後の樹皮の乾燥舎量を測定し、次の結果
を得た。第２表 第２表から明らかなように、本発明による樹皮の予備処
理、すなわち樹皮を水蒸気で直接加熱することは、水蒸
気を添加しない場合よりも二回目のプレス後の樹皮の乾
燥舎量が実質的に高くなる結果をもたらす。

たとえ本発明方法からエネルギーバランスの計算上水蒸
気の価値を低めても、この予備処理段階はプラスの結果
へ導びく。もし、上述の樹皮の乾燥および燃焼に関する
本発明方法を、普通の方法、すなわち樹皮を乾燥含量４
０％までプレスすることにより機械的に脱水し、そして
傾斜格子をそなえたボイラーで燃焼する方法と比較すれ
ば、本発明によって製造した水蒸気のコストは普通の樹
皮取り扱い方法によって製造した水蒸気のコストよりも
３５％低いことが見出される。このことは、水蒸気ボイ
ラーと組み合わせた第４図に図示された設備の設備投資
および操業コストは、普通の取り扱い方法と比較して高
いにもかかわらずその通りである。水蒸気トン当りの低
いコストは、公知技術に比較して同じ量の樹皮から相当
にもっと多量の水蒸気が得られるという事実による。さ
らに本発明方法は、頭斜火格子を備えた水蒸気ボイラー
の場合よりも、水蒸気ボイラー自体をもっと簡単に、そ
のため安価に、そしてもっと信頼できるように製作する
ことを可能にする。樹皮の改良された燃焼のために、ダ
ストの量は傾斜火格子を備えた水蒸気ボイラーの約１８
０の９／Ｎで煙道ガスから、本発明方法の約４０の９／
Ｎで煙道ガスへ低下した。第４図によるシステムが閉鎖
型であるためのそれ以外の利益は、水蒸気再生器４８か
らの凝縮水と、それから水圧プレス５５からのいまり水
およびスクリューフイーダー６１からのいまり水を蒸発
するため、酸素消費物質の排出が低くなることである。
実施例 ４ 第５図に本発明方法を使用した腐販しない都市下水道汚
泥の乾燥および燃焼プラントを図示する。

汚泥９１は活性汚泥プラントから送られ、乾燥含量４％
を有し、そして普通のプレス９２で乾燥舎量１０％へ脱
水される。

プレス９２は例えば領しや遠心機で置換することができ
る。脱水した汚泥は容器９３へ送られ、その中で汚泥は
、後続の乾燥装置９４から得られた水蒸気の直接凝縮に
よって８０℃へ加熱され。この水蒸気は乾燥装置からラ
イン９５および９６を経由して送られる。汚泥中で水蒸
気が凝縮するとき、悪臭ガスが遊離し、それらは容器９
３の頂部に集められ、ライン９７を経由して（途中図示
しない）水蒸気ボイラー９８へ送られ、そこでガスは乾
燥汚泥および石油と一所に燃焼される。次に汚泥はベル
トクリーンプレス９９へ送られ、乾燥舎量３７％へ脱水
される。ベルトスクリーンプレス９９からのいまり水は
、プレス９２のいまり水と一所にライン１００を経由し
て活性汚泥プラントへ送り返される。この最終の機械的
脱水の後、汚泥は前述した乾燥装置９４へ送られる。乾
燥装置は３本の軸方向に配列した輸送スクリューを備え
た圧力釜よりなる。該スクリューは回転時相互に掃除し
、そして乾燥装置９４に対し汚泥を供給、排出するとき
に耐圧力シールとして働らくように取り付けられる。乾
燥装置９４へはタービン１ ０２から圧力０．虫ＭＰａ
（９バール）の水蒸気を取り出し、そしてそれを中空の
輸送スクリューヘラィン１０３を通って送り、その中で
凝縮させることによって熱が間接的に加えられる。導管
１０３の水蒸気の一部は導管１０４によって圧力釜のマ
ンテルへ送られ、そこで水蒸気が凝縮する。汚泥が滞留
する乾燥装置９４内の水蒸気の圧力は０．２ＭＰａ（２
バール）である。このタイプの乾燥後、すなわち接触型
乾燥機では、スクリューと汚泥との間に良好な熱伝達を
得ることが必要である。汚泥は乾燥装置９４を排出する
とき乾燥含量９０％を持っている。汚泥は粉末の徴粉の
形で排出され、そしてファン１０５によってライン１０
６を経由してサイクロン１０７へ送られる。サイクロン
中において粉末汚泥が分離され、そしてライン１０８を
経由して水蒸気ボイラー９８の炉へ送られる。この汚泥
は水蒸気ボイラー９８において石油と−所に燃焼され、
そこで高圧の過熱水蒸気が発生し、それはライン１０９
を経由して電力生産のための発電機１１０へ連結した一
または二以上のタービン１０２へ送られる。前述したよ
うに水蒸気がタービン１０２から取り出され、ライン１
０３および１０４を経由して乾燥装置９４へ間接加熱用
水蒸気として送られる。排出し、そして熱気エネルギー
へ変えられた後のタービン中の残りの水蒸気は、ライン
１１１を通って遠隔の熱凝縮器１１２へ送られ、そこで
凝縮する。凝縮水はライン１１３を通ってボイラー９８
へフィード水として送り返される。乾燥装置９４からの
凝縮水はライン１１４を通ってライン１１３へ送られ、
そこからさらにボイラーヘフイード水として送られる。
乾燥装置９４中で回収された水蒸気の一部は、前述した
ように導管９５および９６によって予備処理容器９３へ
送られる。乾燥装置９４で回収された蒸気の残りは、ラ
イン１１５を通って図示しない活性汚泥プラントへ送ら
れる。このプラントには、とりわけ排水が活性汚泥およ
び空気と接触する糟がある。この糟内で汚泥の高発育速
度を得るため、空気が回収した水蒸気によって加熱され
、そしてそのため槽内の水温も上昇する。上述の説明か
ら明らかなように、油がボイラーへ添加され、そして乾
燥した汚泥と一所に燃焼される。

汚泥の乾燥含量は当初非常に低く、そして汚泥の物理的
構造により、汚泥を乾燥し、そして汚泥処理作業全体を
まかなうに足るほどの多量のエネルギーを燃焼によって
得ることは不可能であるが、しかし常に外部からエネル
ギーを通常の油の形で加えなければならない。このため
汚泥の取り扱いは常にコストがかかることを意味する。
汚泥のタイプおよび乾燥含量に依存し、普通の乾燥およ
び燃焼方法では、幹操汚泥ｋ９当り０．５なし・し１．
０ｋ９の油を必要とする。もし普通の汚泥処理方法、例
えばスラツジを煩しや遠心機で脱水し、それを多段オー
ブンで乾燥燃焼し、灰分を蓄積することよりなる方法の
コストを計算すると、それは乾燥汚泥トン当り２斑０の
ｑにも達する。もし汚泥を本発明方法によって第５図に
図示した方法で処理すれば、このコストは２５％低減す
ることができる。さらに記載した方法は臭気の排出の防
止と、そして未燃焼ダストによる問題が減少するという
結果をもたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は泥炭の含水量と有効発熱量との関係を示すグラ
フ、第２図は本発明方法を泥炭の乾燥および燃焼に使用
するプラントの説明図、第３図は本発明方法を乾燥舎量
２５％の泥炭の乾燥および燃焼に使用するためのプラン
トの説明図、第４図は本発明方法を樹皮の乾燥および燃
焼に使用するためのプラントの説明図、第５図は本発明
の方法を都市下水道汚泥の乾燥および燃焼に使用するた
めのプラントの説明図である。 ９，３３，６１，９９は脱水プレス、８，３０，５７，
９３は圧力釜、１０，３６，６３，９４は乾燥機、１４
，４０，７１，１０７はサイクロン、２１，４５，７６
，９８はボイラー、１６，４９，６６，１０２はタービ
ン、２４，５０，８９，１１０は発電機である。 第１図 図 Ｎ 縦 図 Ｍ 船 図 寸 船 図・ 山 船

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 樹皮、泥炭および類似物質のような含水有機物質か
   ら石および金属のような固形不純物を除去し、一段また
   は二段以上で機械的に脱水し、必要あれば粗大／または
   微細粒子に粉砕し、乾燥し、そして一つまたは二つ以上
   のタービンを含む発電／加熱プラントで燃焼することよ
   りなる含水有機物質をエネルギー回収改善のために乾燥
   し、燃焼する方法にして、乾燥プラントにおいて乾燥お
   よび輸送媒体として大気圧より高い圧力の水蒸気を使用
   することと、一つまたは二つ以上のタービンを通過した
   後の発電／加熱プラントで発生した水蒸気を乾燥プラン
   ト中の前記水蒸気の間接加熱媒体として使用すること、
   前記乾燥プラントからの前記水蒸気を最終の機械的脱水
   直面に前記含水物質を直接加熱するために使用すること
   を特徴とする前記方法。 ２ 水蒸気による直接加熱の際有機物質の乾燥含有量は
   １０％をこえている特許請求の範囲第１項の方法。 ３ 有機物質は最終の機械的脱水後粉砕される特許請求
   の範囲第１項または第２項の方法。 ４ 有機物質は乾燥後微細に粉砕される特許請求の範囲
   第１項ないし第３項のいずれかの方法。 ５ 有機物質は燃焼時乾燥含量が９０％をこえるような
   程度まで乾燥される特許請求の範囲第１項ないし第４項
   のいずれかの方法。 ６ 燃焼前の有機物質は、粒子寸法が３ｍｍ以下、好し
   くは１ｍｍ以下になるように粉砕される特許請求の範囲
   第１項ないし第５項のいずれかの方法。 ７ 乾燥プラントにおける熱は、有機物質が樹皮または
   泥炭よりなるとき対流によつて伝達される特許請求の範
   囲第１項ないし第６項のいずれかの方法。 ８ 乾燥プラントにおける熱は、有機物質が汚泥よりな
   るときに伝導によつて伝達される特許請求の範囲第１項
   ないし第６項のいずれかの方法。