JPS6099398A - 下水スラツジを熱分解するための方法 - 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】 本発明は脱水された廃棄物固形分濃厚物を熱分解するた
めの改良された装置及び方法に関するものである。更に
詳しく言えば、廃棄物固形分に油を加える工程、有機材
料の水分を実質的に全部加熱蒸発して除去する工程、そ
の結果生じた脱水された有機材料から油を除去する工程
、及び蒸留可能な低分子量の有機化合物、チャー及び灰
を生じさすべく前記材料を熱分解又は分解蒸留する゛工
程、から実質的に構成される有機側斜を熱分解するため
の改良された装置及び方法に関するものである。

廃棄物固形分濃厚物を有効に且つ経済的に処理すること
は公認された問題である。特に最近においては、を気及
び水の汚染、陸上の汚染及び廃棄物処理の問題に関連し
た環境上の重要な問題が極めて重要視されてきたので、
経済的で有効ｉつ比較的汚染することのない廃棄物処理
装置及び方法を開発する必要性が次第に重要となってき
た。更にその上に、このような方法は価値のある副産物
を得るか又は材料を本プロセスにおいて再循環させ本プ
ロセスの効率を改良すべきである。

しかしながら、従来の方法はこれらの加圧の問題を解決
してはおらず、むしろ通常は有機材料を沈降させるとか
、空気暴露するとか、化学処理又は熱分解処理といった
成る形態を伴なうものである。これら各方法は所望され
ない物を産出し大気又は地上に放出するか又は極めて時
間を必要とするものである。例えば、生の下水汚物を処
理するだめの通常の従来方法においては、下水汚物は川
に放流するに足るだけの清浄な水流を作り出すために先
ず沈降、突気暴露及び化学薬品によって処理され、下水
スラッジの残留物を持った流れは蒸解がまと呼ばれる密
閉容器へと送出される。蒸解がまは３０日又はそれ以上
の滞留時間を可能とするだけの十分な容量のものであら
ねばならぬ。例えば熱湯コイルのような加熱手段が蒸解
がまには設けられ、スラッジを成る高さの温度に維持し
、固形分を一部ガス状物質に分解する有機成分を嫌気菌
の作用によって分解させる。ガス状物質は相当量メタン
成分を有することがあり、従って連−的に回収されモし
て蒸解がまコイルを循環する水を加熱するために燃料と
して燃やされる。約９５％の水分を有することがある流
れの中の下水汚物固形分は蒸解がまから抜き取られ、最
終の蒸発乾燥を行なうための大きな乾燥床に拡げられる
。その結果化じた乾燥固形分は焼却されるが、又は農場
の肥料及び他の可能性のある使用のために処置される。

もし有機廃棄物が蒸発乾燥の代わりに炉内で燃やされる
か又は熱分解されるのであれば、多量のガスが生じ、該
ガスは次で大気中へと空気流として放出されるであろう
。又一方、固体粒状物質は空気流内の懸濁粒子として大
気中へと放出されるであろう。

又、従来方法は一般Ｋ、プロセスにおいて生成された生
成物又はエネルギを利用してプロセスを有効に行ないモ
してプロセスに必要とされるエネルギを減少させるとい
う能力を有してはいない。

従って、本発明の目的は、プロセスのエネルギ所要量を
最小とし、一方エネルギの少なくとも一部分は本プロセ
スそれ自体によって作り出されるように本発明の装置及
び方法を作動させることである。

本発明の他の目的は、プロセスの最終生成物は最小とさ
れるが有効な形態で生成されるように本発明の装置及び
方法を作動させることである。

更に本発明の目的は、環境上有効であり且つ汚染物をほ
とんど産出せず一般に大気又は環境に放出することのな
い装置及び方法を作動させることである。

本発明の更忙他の目的は、プロセス条件及びグキセスの
生成物による汚染とか劣化を受ける特殊な装置を設ける
必要性を回避して本発明の装置及び方法を作動させるこ
とである。

上記目的及び他の諸口的は、本発明に従い、油を廃棄物
固形分に加え、次いで実質的に脱水し、引続いて脱油す
るようにした装置及び方法を利用することによって達成
される。その結果化じた濃縮物は次で熱分解又は分解蒸
留され灰及びチャー並びに種々の形態の有機蒸気及びガ
スを産出する。

後者の物は再循環し、脱水装置又は脱油工程のための燃
料として使用することができる。

対照的に、もし材料が酸素又は空気を使用するようにし
たプロセスにおいて熱分解されるのであれば、多量のガ
スが産出されるであろう。しかしながら、もし有機材料
が酸素不存在下に又は微量の酸素又は空気の中で熱分解
をなすようにした熱分解又は分解蒸留によって分解され
るのであれば、一般に蒸留することのできない有機材料
は蒸留可能な低分子量化合物に変換されるであろう。更
に、もし廃棄物固形分が熱分解されるならば使用される
装置は蒸気速度を非常に遅いものとし、留出物又はガス
流中に懸濁された例えば無機固形分のような粒子の問題
を回避する。この要因は空気汚染の問題を回避する場合
に極めて重要となる。

もし熱分解される材料が脱水されるか又は実質的に水分
のないものであれば、熱分解装置における材料の加熱時
のガス及び蒸気速度の発生を押えるだけではなく、材料
を湿った状態で処理するのに比較し熱分解装置ユニット
の腐食の可能性な減少させる。更に、自由水分を蒸発さ
せるのに必要とされるエネルギ量の減少と同様に熱分解
装置の熱伝達表面のスケーリングも減少されるであろう
。

本発明に従って、上記鎖目的を実施する場合には、油媒
体にａ濁された実質的に水分のない固体が例えば米国再
発行特許第２６，３５２号に記載される油脱水プロセス
によって生成される。このプロセスは入力材料を油と混
合し、水を含有した廃棄物固形分と油との混合物を得る
ことにより作動される蒸発器具ニットを使用している。

該混合物の水分は加熱蒸発されて除去され、その結果化
じた入力材料と油の濃縮された実質的に無水のスラリー
が産出される。材料が蒸発器システムから流出した後、
実質的に全部の油が遠心作用、圧縮作用又は他の適当な
抽出技術によって固形分から分離される。この蒸発工程
によって生成された固形分は次で熱分解され燃料蒸気を
産出する。該燃料、７　蒸気は次で水蒸気を生成する標
準のボイラ炉にて燃やされる。実質的に非燃焼粒子を有
さない可燃性の最終生成物を産出する脱水と熱分解の組
合せＫよりズ、ボイラ炉にて粒子物質を除去することは
必要でなくなる。

空気又は酸素及び固体処理ボイラを使用した通常の熱分
解を使用した場合、産出された粒状物質を処理する際に
諸々の問題に遭遇する。高価な、注文設計の、現場組立
のボイラは産出された灰を回収しそして処理することを
しばしば要求される。

熱分解作用が使用されない場合にしばしば遭遇する他の
問題は、塩を含有した材料を処理する場合である。この
場合には供給側斜中に存在する塩はボイラ管又はボイラ
の他の領域のスラッギングを生ぜしめるであろう。通常
の作動でこの問題を回避するためには、スラッギング塩
を処理することのできるもつと精巧なボイラが例えば（
・わゆるり２７ト黒液（ｂｌａｃｋ　１ｉｑｕｏｒ　）
化学的回収炉を使用している製紙工業において使用され
ている。これらの装置は非常に高価であるばかりでｉマ
なく、もし水がスラグ中に存在しておれば激し〜・爆発
を余儀なくされる。通常ボイラ炉にて使用される成る高
さの温度で生じるスラッギングはスラッギング温度以下
で作動する熱分解装置によって除去される。

油脱水プｐセスを熱分解と結合させる１つの簡易化した
実例は油（通常は燃料油）中に懸濁された乾燥した固体
材料を該材料が蒸発器を出る時に加熱することである。

通常とれは塊状体の温度を上昇せしめることとなる間接
的な加熱ガス又をま直接的な放射熱を使用することによ
って達成される。

残□留油は脱水された油のない有機固形分から完全に分
解して気化され、チャーと灰とからなる残留物を残す。

これらチャーと灰は以下に説明するように種々の方面で
利用することができる。「チャー」は熱分解ユニットの
時間及び温度で完全には分解されない、時には「固定炭
素」と呼ばれる有機側斜として定義される。

もし材料が液体スラリーとじて蒸発器を出るのであれば
、該スラリーは油と、残余油を含有した固形分とに先ず
分離される。この分離は、重力分離法、スクリーニング
分離法、ｐ過分離性、圧縮分離法、及び他の適当な分離
法が使用され得るが、通常は遠心機によって行なわれる
。残余油を含有した固形分は次で残余油蒸気、熱分解さ
れた有機蒸気（凝縮温度が水の凝縮温度以上である有機
材料）有機ガス、（凝縮温度が水の凝縮温度以下である
低分子量の熱分解された有機物）；それに残留物のチャ
ーと灰；に熱分解される。

所望に応じ、分離された固形分の残余油は主として抽出
及び他の適当な技術によって除去することもできる。有
機物を含有する固形分は次で熱分解され蒸気及びガス状
生成物並びに残留物のチャー、灰を産出する。

大抵の場合、生成された蒸気及びガス状生成物は蒸発シ
ステムを作動させるための水蒸気を産出するためのボイ
ラ炉に【燃やされる。特にもし蒸気及びガス状生成物が
脱水システムを作動させるのに必要とされるエネルギを
越える場合には、過剰のガス状生成物は動力を発生させ
るため力箋他に使用するために用いられるであろう。こ
のような使用の一例としては油乾燥及び熱分解プロセス
の回転装置を作動させるための動力発生用の高圧水蒸気
を作り出すことがある。減圧水蒸気は蒸発器脱水システ
ムを作動させるのに使用することができる。

乾燥固形分の熱分解に必要とされる熱は、固形分の比熱
が小さく、重油及び熱分解物質の蒸発熱も又小さいとい
う理由から、比較的小さいものである。この作動に必要
とされる所要熱量を提供するためには別個の熱源が使用
され得て、又必要なエネルギは熱分解装置ユニット内の
材料の流れ方向とは逆方向に流動させて供給され得るで
あろう。

一つの方法としては熱分解蒸気から発生せられた燃焼ガ
スを使用して必要な熱の一部を提供することである。と
もかく、乾燥状態にて熱分解される材料には比較的少な
い追加の熱が必要とされる。

気化された燃料油及び分解された有機物の熱量は低く、
平均すると約１２５−１５０　Ｂ１１＋ｖ／ボンドであ
る。この熱量はボイラ炉で回収することができ、ボイラ
炉は、燃料油が液化状態である時より、高エネルギレベ
ルとなる。それは燃焼が蒸発された状態において最も有
効に行なわれるからである。

もし産出された燃料を貯蔵することが願わしく、又もし
熱分解装置が約１０００″Ｆ（約５４０℃）を越えない
温度で且つ十分制限された時間内で運転されているので
あれば、表面凝縮器が熱分解装置の蒸気放出管路中に配
設し、熱分解装置からの蒸気の一部として発生された気
化された燃料油を凝縮することができる。この態様にお
いて、余剰燃料は他の追加使用のため処理プラント中に
保持することができる。燃料蒸気を凝縮する際に発生す
るエネルギは蒸発器の液状供給材料を前加熱したり、又
は必要とされる他の所要熱量に利用するこことができる
。しかしながら、最大の熱回収を得るＫは、熱分解され
たガス及び蒸気を産出された形態で燃料として利用する
ことが一般には好ましいことである。

初めの水を含有した廃棄物固形分にて蒸発器及び他のユ
ニットを運転するに十分なエネルギが得られる場合には
、第１段にて気化された油が除去されるようにした２段
になった熱分解ユニットを運転することが願わしい。こ
の場合には、流動化油留分は大略３５０″ｐ〜７００’
Ｆ（約り７７℃〜約３７１℃）の沸点範囲を、最も好ま
しくは３５０１と５００’Ｆ　（約１７７℃と２６０℃
）の間の範囲を有することが願わしいことである。もし
これらの基準が合致しておれば、流動化油は油を加熱蒸
留することによって２段熱分解ユニットの第１段にて最
初の形態にて回収されるであろう。凝縮後、気化された
燃料油は供給材料を前加熱したり、プロセスの他の所要
部を加熱するのに使用される。

熱分解の第２段は次で存在する残余油を気化させ、前述
の如く油を含有しない有機固形分を分解するのに使用さ
れる。もし第１段の熱分解時に成る固形分が分解され、
相当高い生物学的又は化学的酸素要求物質を有する水性
相の材料を産出するのであれば、これら成分は凝縮時に
油相から分離されるであろう。油は次に流動化のために
使用することができる。必要ならば、これら汚染物を流
動化油から洗浄して除去して蒸留可能の水溶性有機物を
減少させるために成る量の追加の水を使用することがで
きる。いずれの場合においても、有機物の豊富な水性相
は炭素処理又は他の周知手段によって分離して純化され
るか又はボイラ炉にて直接燃やされる。

成る場合には、蒸発器から出る油と固形分のスラリーか
ら直接全部の油を気化させることが利益あることとなる
。これは、もし廃油、水−固体エマルジョンが問題とな
る石油工業で行なわれるように高分子量の残余物質を炭
素と低分子量の油留分とに分解するのが所望される場合
には、特に有益なものとなり得るであろう。前記エマル
ジョンは活性スラッジと空気浮遊濃厚物とに結合され、
蒸発器蒸留分から軽油分を産する脱水プロセスによって
脱水され得る。重油と、クレー及び触媒を包含した乾燥
廃棄物固形分とは次で熱分解され、チャー及び灰から成
る残留物及び分解された油の留出分を産出する。又留出
分は、所望ならば、該原材料の品質を良くするため更に
処理することができる。本発明を他の面から考察すれば
、より重い油は遠心分離され、純化され、又残留物は副
次的に熱分解され少量の分解油と、チャーと灰を産出す
る。同様にクランク基油が油−水エマルジョン又は他の
湿気材料と混合され、脱水されそして熱分解され、例え
ば鉛の如き不純物のほとんどを後に残すよ５にすること
ができる。

本発明の方法によって生成されるチャー及び灰は多くの
方面で有効な価値ある副産物となり得るものである。例
えば有機顔料及び種々のタイプの塩、即ち主として塩化
ナトリウム及び硫酸ナトリウムを含有する染料廃棄物は
先ず油乾燥多重効用蒸発器システムにおいて全固形分の
低濃厚物、即ち２〜４％のものから蒸発され得る。油を
使用する多重効用乾燥システムは燃料油に懸濁された塩
と有機染料の乾燥スラリを生じる。Ａ２又はＡ４の燃料
油が価格又は所望の付加される炭素の量に応じて使用さ
れる。Ａ４の燃料油はしばしば高い割合でＡ６油を含有
しており、該Ａ６油は熱分解後５％又はそれ以上の炭素
残留物を含有することがある。油中に懸濁された乾燥固
形分は遠心機を流通し、該乾燥固形分に約２０％の油分
を残す。

材料は次で酸素がない状態で熱分解され、約１０００″
Ｆ（約５４０℃）まで加熱される。有機染料及び油から
の蒸気は蒸留されそして脱水−蒸発器システムを作動さ
せるための水蒸気を産出するパッケージタイプのボイラ
炉へと放出される。

有機乾燥廃棄物固形分は総計的２００１ｂａ／ｈｒであ
るが、無機塩は総計１０００　ｊｂｓ／ｈｒまでになる
。水は油乾燥プロセスを使用することＫよって４０００
０１ｂｓ／ｂｒの割合で前の四重の効用蒸発工程におい
て除去することができる。乾燥固形分の一部分として残
っている油は蒸発器システムを運転するために必要な熱
の一部分を供給するための蒸気を産出すべく熱分解され
る。この蒸留される油の他に、有機染料廃棄物固形分の
熱分解は、これらが蒸気及びガスに熱分解される場合に
は、これも又蒸発器システムを運転するに必要とされる
熱の一部分を供給するのに使用することができる。多重
効用蒸発システムのための全蒸発熱を供給するためには
前記以上の追加燃料が必要とされるであろう。

熱分解装置は又チャー及び無機塩を放出する。

該無機塩は成る制御された量の水で洗浄され例えば塩化
ナトリウム及び硫酸ナトリウムの如き可溶塩の飽和にま
で至らない溶液を形成する。この塩溶液は多重効用油乾
燥蒸発器の一効用として再蒸発される。スフ−リング化
合物は存在しないので、この工程に油は付加される必要
はなく、又塩混合物の濃縮物は標準の蒸発器ユニットに
て結晶化塩を産出するべく前方へと搬送することができ
る。

これらの塩は再循環され、再び染料製造工業において再
夏使用することができる。不溶解性の無機顔料が存在し
ないことを確実にするために、溶液は好ましくは（熱分
解工程にて形成されるチャーの中に存在する炭素から得
られた）活性炭を介してｆ過され、該活性炭は又可溶性
の重金属の大部分を除去する。炭素及び不溶性の塩は次
で蒸発器システムにて乾燥され、該混合物は道路用ター
ル凝結体として使用することができる。残留無機塩が価
値ある不溶性の重金属を含有している場合には、これら
のものは炭素中にて燃焼され、且つ炭素の燃料値を回収
することによって回収するととができる。

前記諸技術は熱分解装置と、他の技術では処理するのが
困難で且つ相当高い作動価格にて得られるに過ぎない多
くの生成物と燃料値を回収する可能性と、の間の相互関
係を説明している。

自治体又は諸工業からの下水スラッジも又脱水プ四セス
にて乾燥され、その後乾燥固形分と油のスラリーは遠心
分離され３０〜４０％の油及び／又は脂肪を含有する固
体物質を生成することができる。多重効用蒸発システム
において、蒸発用の所要水蒸気は大略１５〜２０％の脂
肪又は油を含有する固形分から発生せられ得る。従って
、過剰の油は以下に述べるように流動化システムに還流
して使用することができる。

熱分解の第１段は、蒸発プルセスのためのエネルギを作
り出すのに必要とされない乾燥固形分の過剰油を熱蒸留
して取り出すのに使用され又動力発生をも含むことが多
い。この蒸留された油は、凝縮の後、流動化油の一部と
して使用される。熱分解の第２段は、脱水作業及び全補
助システムに必要とされる全臣ネルギな供給するための
油蒸気及びガスを産出する。

もし熱分解の第１段にて生成される油が化学的又は生物
学的酸素要求物質で蒸留可能な水溶性部分を含有してい
るのであれば、次でこの部分は油相から水洗浄されるか
又は水層にて分離することができる。この水性相は炭素
によって処理されるか又はボイラ炉にて燃やすことがで
きる。

乾燥有機固形分及び油を加熱するための熱分解工程に必
要とされるエネルギは脱水及び補助システムに必要とさ
れるエネルギのわずかの部分である。炭素物質と結合し
た実質的に不溶性の材料である結果物の無機灰は道路表
面材料の充填材として使用することができる。

エネルギを全て回収したい場合には、熱分解された残留
物中に残るチャーを燃やす他の方法がある。これは、水
蒸気と炭素の吸熱反応に対し熱を供給しそしてそこから
燃料ガスを生成するために水蒸気と制御された量の空気
を使用して大略１２００″Ｆ〜２２００　＠Ｆ　（約６
５０℃〜１２００℃）の範囲の温度にて達成することが
できる。該燃料ガスは次で最初に産出された蒸気と燃料
ガスに結合される。これを達成する装置は前記熱分解装
置と同様のものである。

本方法の他の重要な特質は副産物として活性炭を作り出
す能力にある。活性炭は次で炭素処理を受ける留出分又
は他の廃水から生物学的又は化学的酸素要求物質をなく
するのに使用することができる。例えば、製薬廃水から
の蒸発凝縮液は有機酸を含有することがあり、又下水ス
ラッジからの蒸発凝縮液は通常炭素処理によって除去す
ることのできる揮発性有機物質を有している。該材料は
湿った状態でカーボンに吸着され、そして該材料は乾燥
されて熱分解され吸着有機物質が焼き払われるプロセス
へと再循環されてもよい。成る化学的且つ生物学的酸素
要求物質は再蒸留されてもよいが、この留出分は簡単に
極めて濃縮された形態で単離され燃焼用の燃料油に付加
することができる。

熱分解温度は７００”Ｆ〜２２００’Ｆ（約３７０℃〜
１２００℃）の範囲で好ましくは８００’Ｆ〜１８００
’Ｆ（４２６℃〜９８２℃）の範囲である。

脱水プロセスに使用される原材料又は廃棄物は湿気を持
った材料であることもあり、又該材料は汚染の問題を持
ち出すか又は燃料とか例えばチャーと無機材料の如き残
留生成物を回収するのを願わしいこととするだけの量の
有機又は無機分を有している。

本方法を利用する他の例は次の如（である。

ｒ過助材回収；相当量の有機物質によって頻繁に汚染さ
れる湿った一過助剤は本方法による多重効用蒸発器シス
テムにて乾燥され得る。その後、多量の流動化油を遠心
分離した後、材料は熱分解されそして油と有機物質は大
部分燃料蒸気及びガスに変換される。もし熱□分解工程
が１２００’Ｆ〜１４００”Ｆ　（約６５０℃〜７６０
℃）の範囲の温度で又は−過助剤の融点以下の温度で行
なわれるのであれば、再使用可能な一過助剤を得ること
ができるであろう。無機−過助剤はチャーと混合されそ
して一過助剤として使用されるか又は水蒸気と空気の混
合体が次で無機のチャー残留分に添加され無機材料を生
成し同時に追加の燃料ガスを生成することができる。も
し何らかの凝集が生じるならば一過助剤は大抵の初期−
過性能を回復するべくより細かな粒子へと破砕すること
ができる。

可溶性の無機不純物は再使用時に洗浄して除くことがで
きる。

一過助剤を処理するのと同じ態様で、使用済の湿った触
媒がこの技術によってよりよい品質にすることができる
。

水分を減少させるための遠心作用を受けない例えばこれ
らの生成物である石炭微粉は多重効用油乾燥蒸発器にて
乾燥することができ、重油を含有する乾燥石炭微粉は燃
料蒸気、ガス、チャー及び灰を産出するために熱分解さ
れてもよい。クラフトバルプ工業の黒液はリグニン及び
通常は再循環されるパルプ製造用化学塩を包含している
。古い技術ではリグニン及び他の有機物質は塩と共に湿
った状態で燃やされる。これは精巧な炉を必要とする。

対照的に、本方法は黒液を多重効用蒸発を用い実質的）
Ｃ９９％の乾燥度まで脱水し、従来技術以上にエネルギ
を節約するものである。材料は次で油分を減少させるた
めに遠心作用が行なわれその後リグニン及び他の有機物
を燃料蒸気及びガスに変換すべく熱分解される。塩及び
チャーは残留生成物であり、該生成物は次で水で処理さ
れクラフトパルププロセスにて使用される水性相の無機
塩溶液を作り出すことができる。残留炭素はチャーの中
で活性化された場合、次でパルプ紙製造工業で廃水を洗
浄するのに利用することができる。

吸着有機物質を含有する湿った炭素は脱水システムにて
再び乾燥され燃料として使用することができる。

脱水プロセスで脱水され次で熱分解された塵芥及び厨芥
は多重効用蒸発に経済的利益を付加し、従って従来技術
より多くのエネルギの利用を可能とする。

利用される油は重要であるが、限定されるものではなく
、例えばＡ２、Ａ４、及びＡ６のような燃料油とか、ク
ランクケース油とか、３００″Ｆと１０００″Ｆ（約１
４９℃と５３８℃）の間の範囲又はそれ以上の沸点を持
った有機廃棄物又は流動化、脱水プロセス用の油を産出
するために低分子量の化合物に分解されそして（又は）
燃料蒸気及びガス製造に使用され得る産出物である油性
材料の結合体とかに限定されるものではない。これらの
材料は本質的には油状である特質を持つべきであり、時
には流動化剤として利用されてもよい。

それは動物及び植物の脂肪及び誘導体並びに生成物を回
収するというより燃料値を得るのに適した場合には他の
油又は油状材料を包含している。

本発明の性質及び主題並びに諸口的及び利益は以下の説
明にて更に明らかとされるであろう。

特に第１図に図示される流れ線図を参照すると、有機及
び無機の廃棄物が管路１を介して粉砕機２に入る。最大
寸法が限定された固体粒子を含有する廃棄物が粉砕機２
から管路３を介して流動化タンク４へと流入する。水分
が蒸発された後でもポンプ作動可能な流体固体系即ち混
合物であるように管路５を介して熱い油又は脂肪がタン
ク４に加えられる。この系は攪拌装置６によって流動化
タンク４の中で混合されそして攪拌され、次でタンクか
らポンプ７によって抜き取られる。

ポンプは有機廃棄物と追加された油の混合物を管路８を
介して１段の即ち単１の効用蒸発器９の上部に分与する
。該蒸発器９は例えば液膜流下方式（ｆａｌｌｉｎｇ　
ｆｉｌｍ　ｔｙｐｅ　）のものとすることができ、ボイ
ラ炉１１から管路１０を介して蒸気が供給される。この
蒸気は２４０”Ｆから２７０″Ｆ（約１１６℃から１３
２℃）の範囲の温度とすることができる。蒸気が水に凝
縮された後、水はポンプ１３により吸引し駆動されて蒸
発器から流出し管路１２を介してボイラ炉へと戻る。蒸
発器９の中にて、水は廃棄物と油の混合物から４　ｉｎ
、　Ｈｇ　Ａｂ８゜（１ｎｃｈｅｒ　ｍｅｒｃｕｒｙ　
ａｂｓｏｌｔｘｔｅ　）　〜１２　ｉｎ、　Ｈｇ。

Ａｂｓ、の範囲とすることのできる成る圧力にて沸騰し
て除去される。廃棄物と油の混合物からのこの水は蒸発
器から過熱蒸気の状態で出て行き、管路１５を流通しそ
して（好ましくは表面凝縮器である）大気復水器１６へ
と流入する。大気徨水器内は管路１８を介して水蒸気が
供給される（好ましくは機械的真空ポンプである）エゼ
クタ１７によって真空に維持される。

管路１５を介して復水器１６に流入する過熱蒸気は管路
１９を介して復水器に流入する水と混合されそして凝縮
される。その結果生じた水蒸気、というよりむしろ温水
は管路２０を介して湯溜２１へと放出される。湯溜は又
エゼクタ１７から流出した水蒸気及び非凝縮ガスを管路
２２を介して受容し、又湯溜の水は氷表面にて該氷表面
から逃出する非凝縮物を用いて蒸気を凝縮する働きをな
す。水は湯溜それ自体から管路２３を介して連続的に抜
き取られる。他の装置においては、エゼクタ１７から流
出する水蒸気及び非凝縮物はボイラ炉１１の燃料油ノズ
ル又は燃焼装置へと送り液体燃料を霧にするのに使用す
ることができる。しばしば臭いがあったり少なくとも一
部分は可燃性を有したりする非凝縮物は、炉燃焼にあず
かる場合にはそれ自体発熱量を提供するであろう。

有機廃棄物及び油から成る湿ったスラリー又は混合物の
蒸発器への流入はポンプ７の吐出側に設けた管路８のス
ロットル弁２４によって直接制御される。又この弁の開
口には蒸発器の溜め部内の液レベル感知装置２５によっ
て制御される。該装置は有機廃棄物固形分とオイルから
成る実質的に完全に脱水されたスラリー又は混合物の表
面のレベルを検出する。レベルが非常に高い時は弁を少
なくとも一部分閉鎖し従って蒸発器への湿ったスラリー
の流入を減少させ、又一方レベルが非常に低い時は弁を
幅広く開口し従って流量を増大させる。

乾いたスラリーは蒸発器の底から管路２６を介してポン
プ２７によって連続して抜き取られ、そして遠心機へと
吐出される。有機廃棄物固形分、油及び少量の水から成
る乾いたスラリー又は混合物の遠心機への流れはポンプ
２７の吐出側に設けた管２６のスロットル弁２９によっ
て直接制御される。この弁の開口は又蒸発器の溜め部の
水蒸気（湿気）感知装置３０によって制御される。少な
くとも蒸発器溜め部のスラリーの水蒸気成分が極めて多
い場合には弁を一部分閉鎖し結果的に乾いた即ち脱水さ
れた蒸発器からのスラリー〇流蓋を減少させる。管２６
を介して蒸発器を出て行く乾燥スラリーの正常な構成は
約１％の水、大略１５％の非脂肪固形分及び残りの液体
脂肪又は油となるであろう。

遠心機２８は脱水された有機廃棄物固形分と油のスラリ
ーを２つの流れに別ける。これらの流れの一方、即ち比
較的純粋な油の流れは遠心機油タンク３２へと管路３１
を介して吐出し分与される。

この油はポンプ３３によって管路５を介してタンク３２
から、流動化タンク４へと還流される。この系は流動化
するのを目的とするに必要な油を過剰に生成すべきであ
り、この過剰な即ち正味生成物がストップ弁３５を備え
た管路３４を介してタンク３２から抜き取られる。遠心
機からの他の流れ、即ち実質的に全ての有機廃棄物固形
分を含有した流れであるが尚重量で約３０％〜４０％の
油が存在した流れは、液体一固体混合物の液体及び固体
成分を実質的に分離するべき形状及び構成をした機械的
加圧装置３７へと管路３６を介して吐出し分与される。

図面において、加圧装［１３７は往復運動プレス即ち液
体−同体分離機といったものであり、例えば米国特許番
号番１．１３５．３０９号（１９１５年４月１３日イ・
ティ・ミーキン（Ｂ、　Ｔ、　Ｍｅａｋｉｎ　）に特許
）に開示されるようなピストンタイプの孔付筒又は篭プ
レスとすることができる。実際にこの種のものでよいが
、他の適当な１１１類のプレスでも又よい。勿論、一般
的に考えて、遠心機２８それ自体も液体−同体プレスと
して考えることができ、ここでは圧力又は分離力が静的
というよりむしろ動的に創成されている。本発明に従っ
て処理される成る廃棄物固形分濃厚物は蒸発器溜め部に
乾燥スラリーを生じ、該スラリーが一体の機械的装置の
みによって、即ち例えば遠心機単独又は孔付筒プレス羊
独によって非脂肪固形分と液体油成分とに経済的に且つ
適当に分離され得るということも本発明の範囲内のこと
である。

材料の２つの流れはプレスの性質によって或いは間欠的
に該プレス３７から流出する。この流れの一方、即ちポ
ンプ３９によって管路３８を介してプレスから抜き取ら
れる油の流れは、遠心機２８から管路３６を通ってプレ
ス３７に分与された実質的に水は有していないが油を含
有した材料の流れから圧縮された油である。図示される
如く、管路３８は管路２６１に連結され、従って管路３
８を流通する油は蒸発器から遠心機へと流動する油と有
機廃棄物固形分の乾燥スラリーと混合しそして更に該ス
ラリーを流動化する。これはプレスからの油をＭＷする
ことのできる唯一の方法ではない。例えばこのような油
は流動化タンク４へと迅速に循環するために遠心機油タ
ンク３２へと直接送ることもできる。

有機廃棄物は元来前を含有していると仮定すると、プレ
ス３７の中で該プレスによって行なわれる作動強さによ
って管路３４又は他の手段によって回収される正味の前
生成物が本システムによって作り出されるか否かが決定
されるであろう。有機廃棄物固形分の残留油の「損益分
岐」レベルまで押圧することによって本システムは運転
開始のために必要とされるものを除いては油とか脂肪を
追加することなく、又正味の油生成物を生じることもな
く機能することができるであろう。「損益分岐」レベル
より高いレベル、即ち、管路１を通って本システムに流
入する材料中のこれらの有機廃棄物固形分が元来有して
いる油よりも、加圧された有機廃棄物固形分の中の方に
より多くの残留油が存在するというレベルＫまで加圧す
ることによっては、正味油生成物の可能性はなくなるの
みならず本システムには補充用の油又は脂肪が連続的に
供給されることが必要となる。

プレス３７を出る材料の他の流れ、即ち圧縮された乾燥
有機廃棄物固形分の流れは計量スクリュコンベア５０に
沿って回収されや。該固形分は空気除去回転ロック弁５
１を介して内部では７００１〜１０００’Ｆ（３７１’
Ｃ〜５３８℃）Ｑ温度範囲にて作動する回転式熱分解ユ
ニット５２へと供給される。これは熱分解ユニット５２
の外側に取付けられた燃焼室５３の間接的加熱によって
この温度に保たれる。熱分解ユニットの回転運動は乾燥
有機廃棄物固形分を本ユニットの放出端の方へとゆっく
り移動させ、同時に固体は熱分解装置の表面にて加熱さ
れる。熱分解ユニットの回転速度、製品温既及び内部コ
ンベアのピッチを保持することによって、固形分の水平
運動は熱分解ユニットの放出端の方へと差し向けられる
。この時間及び温度の間に最大量の有機物が熱分解の六
方供給材料から熱的に蒸留され及び（又は）熱的に分解
蒸留される。残余のチャー及び無機の灰はこれも又空気
ロックとして作用するようにされた計量コンベア５４に
よって熱分解装置から計量し搬出される。残留物は、熱
分解装置５２の一部に加熱されない所を設はモして水噴
霧ヘッド又は空気によってしばしば冷却される。

本発明に使用される熱分解装置は上述の如く間接的加熱
を行なうロータリキルン式のものか又は回転炉床式のも
のとすることができる。回転炉床式のものにおいては材
料は回転するセラミックＰ床上に実質的に完全な円を描
いて移動され、約１０００’Ｆ〜１８００’″Ｆ（約５
３８℃〜９８２℃）の燃焼炎の放射熱にさらされる。燃
焼ガスは燃料ガスと混合するので、その熱はボイラーに
て昇り出し利用される。多くの種々のタイプの熱分解装
置が上記プロセスにおいて利用することができる。

通常チャーの中に見出される固定炭素を燃やすのに使用
される水蒸気−空気混合体が同じ装置即ち例えば回転炉
床装置に適用され、それによって最小の出費で大きな燃
料効率を達成することができる。

分解装置の作動温度を維持するために、空気又は酸素人
口５５及び燃料人口５６を使用して間接的に熱が供給さ
れる。各成分の供給速度及び割合は材料を有効且つ確実
に熱分解するために熱分解温度と共に監視される。熱分
解ユニット５２の加熱時に形成され冷却された燃焼排気
ガスは煙突５７を介して出て行く。排気ガスの熱はボイ
ラの空気前加熱装置にて回収されるか又は該熱は直接ボ
イラ炉にて回収される。

熱分解を受ける材料の湿気含有量は最小であるぺきであ
るが、脱水された材料が水を必要とする成る反応を受け
る場合には、熱分解に先立って更に脱水を行なうことな
く３０％に至るまでの水分の範囲内で該材料を熱分解す
ることが望ましいこととされる。

熱分解及び／又は熱蒸留による気化されたガス状の燃料
は蒸気ダクト５８を介して熱分解ユニットから出て行き
、もしそうでなげれば管路４８を介して燃料が供給され
るようにしたボイラ炉１１にて空気又は酸素と結合され
て燃やされる。

標準の保護手段が設けられ酸素が熱分解ユニット５２へ
と逆流し燃料損失を生じさせないようにする。

ボイラ炉１１における燃料の転換によって蒸発器９にお
いて脱水プロセスを行なうだめのエネルギを供給するの
に使用される水蒸気が生成され、ｉ水蒸気は管路１０に
よってボイラ１１から蒸発器９へと移送される。炉の灰
分は管路４９を介して除去される。

他の方法として、もし材料のタイプ又は状態が許すので
あれば、有機廃棄物固形分は遠心機２８から計量スクリ
ュコンベア５０を介して熱分解ユニット５２へと直接移
送してもよい。この別法による工程はプレス３７の必要
がなくなる。このような状態は、油を液体状で除去する
゛必要がない場合に生じ得るであろう。

所望ならば２段熱分解プロセスを使用することができる
。

第２図に図示される他の実施例において、プロセスの流
動化部分、蒸留部分、遠心分離部分及びプレス部分は同
じである。更に、第１図に示された部分と同じ部分は同
じ番号が付されている。第２図のプロセスにおいて、圧
縮された乾燥有機固形分はプレス３７から流出し計量ス
クリュコンベア５０へと供給される。空気除去計量回転
弁５１は固体物を回転する熱分解ｗニット５２に供給す
る。前記熱分解装置ユニット５２は空気又は酸素を入口
５５から、又燃料を入口５６から導入し室５３で燃焼さ
せることによって間接的に加熱される。第１段熱分解装
置ユニット５２の温度は３５０１から６００″Ｆ（約１
７７℃から３１５℃）の温度に維持される。この間接加
熱の冷却された燃焼ガスは煙突５７を介して除去される
。熱により蒸留された流動化油は熱分解装置５２かも蒸
気管路７０を介して送出される。油脱水プ四セスにて流
動化油として使用される蒸発された油は表面凝縮器７１
を介して流通せられ、蒸発された油は管路７２から流入
し管路７３から流出する冷却水によって凝縮される。凝
縮された油は管路７４を介して保持タンク７５に送出さ
れる。表面凝縮器７１で凝縮されなかったガス状生成物
は定方向流れ管路７８によって除去され、例えば第２段
熱分解装置８３又はボイラ炉１１の燃料エネルギとして
使用される。保持タンク７５は凝縮された油の再循環工
程における中間タンクとして作用する。補充用流動化油
が油流動化、脱水プロセスにおいて必要とされると、油
は保持タンク７５から管路７６を介して移送され、ポン
プの働きをかりて油脱水プロセスへと戻して搬送される
。

第１段熱分解装置ユニット５２から排出される脱油され
た固形分は計量弁８０を介して、コンベア８１、計量供
給弁８２そして第２段熱分解装置ユニット８３へと送出
される。前記第２段熱分解装置ユニットも又燃焼室８４
によって間接的に加熱され、該燃焼室の燃焼油は管路８
６及び燃焼空気管路８５から供給される。冷却された燃
焼ガスは燃焼室から煙突８９により排出される。熱分解
装置ユニット８３内の熱分解温度は８００’Ｆ〜１２０
０’Ｆ（約り２６℃〜約６５０℃）の温度に維持され、
熱分解が完了した時チャー及び灰が熱分解装置ユニット
８３から計量弁８７及び空気シールコンベア８８を介し
て除去される。

熱分解プロセスによって生じた有機ガス及び蒸気は熱分
解装置ユニット８３から蒸気ダクト９３を介して除去さ
れる。これらガス及び蒸気は管路９６の第１段熱分解装
置からの凝縮されていないガスと結合され、ボイラ炉１
１へと供給され、油脱水プロセスを行なうための水蒸気
エネルギを生じさせる。

第２図に図示されるように、水蒸気は蒸発器９で使用さ
れるべく管路１０を介してボイラ１１から送出される。

従って、本装置及び本プロセスにより、有機廃棄物材料
を熱分解によって処理するための有効なシステムが開示
され、又本装置及び本プロセスでは廃棄物から取り除か
れた有機蒸気及びガスは本システム内の燃料として使用
され、一方材料を流動状態に維持するのに使用される油
は本システム内で再循環することができ、これら両物質
は有効に作動することのできるプロセスの一因となって
いる。更に１熱分解を使用することによって、チャー及
び灰が入力として供給された有機廃棄物材料からのプロ
セスの最終生成物として産出される。

更に、熱分解は材料を熱により蒸留又は分解するのに使
用されるので、空気中に解放される懸濁粒子の値及び蒸
気は最小に保持される。

ここに説明した１段蒸発器装置は簡単のために図示され
たものである。しかしながら、説明される本発明は１段
即ち単一の効用蒸発器に限定されるものではなく、蒸発
乾燥をなすに適した装置ならいずれをも使用することが
できる。使用してうまく行く他の蒸発器装置の実例とし
ては、米国再発行特許第２６．３１７号及び米国特許第
３．３２３゜５７５号に夫々説明される多重効用前又は
後方向流動蒸発器装置（ｍｕｌｔｉ−ｅｆｆｅｃｔ　ｂ
ａｃｋｗａｒｄ　ｏｒｆｏｒｗａｒｄ　ｆｌｏｗ　ｅｖ
ａｐｏｒａｔｏｒ　ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ　）がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は１段の熱分解装置を利用した本発明の流れ線図
を表わす。 第２図は２段の熱分解装置を利用した本発明の流れ線図
を表わす。 図中主要な符号は次の通りである。 ２：粉砕機 ４：流動化タンク ６：攪拌装置 ９：蒸発器 １１：ボイラ炉 １６：大気復水器（表面凝縮器） ２８：遠心機 ３２：遠心機油タンク ３７：加圧装置（プレス） ５２：（第１段）熱分解装置 ５３：燃焼室 ７１：表面凝縮器 ８３：（第２段）熱分解装置 手続補正書（方式ン 昭和５９年１２月　４日 特許庁長官　志　賀　学　殿 事件の表示　昭和５９年　特願第１５９２５５　号発明
。名称　下水スラッジを熱分解するための方法補正をす
る者 事件との関係　特許出願人 名称　ハノバー・リサーチ・コーポレイション代理人 補１１ミ命令通知の日付　昭和５９年１１月２７日補正
の対象 明細書 図　面　１通 補正の内容　別紙の通り

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）下水スラッジを熱分解するための方法であって、（
   １）下水スラッジの流れを比較的不揮発性の油の流れと
   混合し、水分を除去した後も流体でありポンプによる移
   送可能な混合物を得る工程？（２）その結果生じた油含
   有混谷物を□間接加熱蒸発による少なくとも１つの脱水
   工程に服せしむる工程寥（３）実質的に無水の廃棄物固
   形分と油のスラリーを抜きとる工程蓼（４）前記スラリ
   ーにおいて油を廃棄物固形分から実質的に分離する工程
   １及び（５）前記分離せられた廃棄物固形分と付着して
   いる残留油を有機及び／又は無機蒸気及びガス並びに残
   留分であるチャー及び無機又は不燃性物質に分解蒸留す
   るために前記分離せられた廃棄物固形分を熱分解する工
   程から構成される、下水スラッジを熱分解するための方
   法。