WO2001051587A1

WO2001051587A1 - Dispositif de distillation seche/de reduction de volume pour dechets

Info

Publication number: WO2001051587A1
Application number: PCT/JP2001/000198
Authority: WO
Inventors: Ryoichi Okamoto; Hiromu Shishido; Norio Omoda
Original assignee: Ryoichi Okamoto; Hiromu Shishido; Norio Omoda
Priority date: 2000-01-14
Filing date: 2001-01-15
Publication date: 2001-07-19
Also published as: EP1170354A1; CA2366447A1; US20030098227A1; KR20020009577A; EP1170354A4; AU2553501A; CN1358221A

Description

明細書廃棄物の乾留減容装置技術分野

この発明は、各種の廃棄物、特に不要となった食物もしくは農作物の生ゴミ、家畜等の排泄物、木屑、紙屑、繊維屑もしくは廃タイヤ等からなる有機性廃棄物を加熱処理することにより乾留減容させる廃棄物の乾留減容装置に関するものである。背景技術

従来、例えば、特開平 1 1 一 2 9 4 7 3 6号公報に示すように、熱分解炉内の廃棄物を間接的に加熱する第 1の加熱装置及び空気を供給することによって熱分解炉内の廃棄物を直接的に加熱する第 2の加熱装置を備え、さらにこの廃棄物を低温乾留ガスと固形の熱分解残留物とに変換する熱分解炉と、低温乾留ガス及び固形の熱分解残留物を燃焼する高温炉とを備えた廃棄物熱処理設備の運転方法において、麁棄物の基本加熱を第 1の加熱装置により行い、需要に応じた補助加熱を第 2の加熱装置を介して、空気を熱分解炉の内部室に導入することにより、上記廃棄物を低温乾留ガスと固形の熱分解残留物とに効率よく変換できるようにすることが行われている。

上記のように廃棄物を間接的及び直接的に加熱して低温乾留ガスと固形の熱分解残留物とに変換するように構成した場合には、石油または天然ガス等からなる加熱用の燃料が必要であるために、ランニングコス卜が高く付くという問題がある。また、燃料費を節約するために、上記廃棄物を熱処理することによつて得られた低温乾留ガスと固形の熱分解残留物とを燃焼させ、この燃焼熱を利用して上記廃棄物の加熱を行うように構成した場合には、上記低温乾留ガス及び固形の熱分解残留物の燃^!時に大気汚染物質が生成されるため、これを処理するための特別の設備が必要である等の問題がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で種々の廃棄物を効果的に乾留減容することができる廃棄物の乾留減容装置を提供することを目的としている。発明の開示

本発明は、過熱蒸気を生成する過熱蒸気生成器と、この過熱蒸気生成器から供給された過熱蒸気によつて廃棄物を加熱して乾留減容させる乾留減容器と、上記過熱蒸気生成器の加熱用熱源としてエンジンの排気ガスを供給する加熱ガス供給手段とを備えたものである。この構成によって、エンジンから排出される排気ガスを利用して水分を加熱することにより生成された過熱蒸気が乾留減容器に供給され、この乾留減容器内において廃棄物が上記過熱蒸気により加熱されて乾留減容されることになる。

また，本発明は、過熱蒸気を生成する過熱蒸気生成器と、この過熱蒸気生成器から供給された過熱蒸気により有機性廃棄物を加熱して乾留減容させる乾留減容器と、この乾留減容器において生成された炭化物を不完全燃焼させることにより発生した可燃ガスを上記過熱蒸気生成器の加熱用熱源として供給する加熱ガス供給手段とを備えたものである。この構成によって上記有機性廃棄物を乾留減容することにより炭化物を生成するとともに、この炭化物を不完全燃焼させることにより発生した可燃ガスを利用して上記過熱蒸気を効率よく生成することが可能となる。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明に係る廃棄物の乾留減容装置の第 1実施形態を示す説明図である。第 2図は、サイクロン型複合流乾燥器の具体的構成を示す説明図である。第 3図は、回転乾燥器の具体的構成を示す説明図である。第 4図は、本発明に係る廃棄物の乾留減容装置の第 2実施形態を示す説明図である。第 5図は、本発明に係る廃棄物の乾留減容装置の第 3実施形態を示す説明図である。発明を実施するための最良の形態

本発明をより詳細に説述するために、添付の図面に従ってこれを説明する。第 1図は、本発明に係る廃棄物の乾留減容装置の第 1実施形態を示している。この乾留減容装置は、過熱蒸気を生成する過熱蒸気生成器 1と、この過熱蒸気生成器 1から供給された過熱蒸気により廃棄物 5を加熱して乾留滅容させる乾留減容器 2と、上記過熱蒸気生成器 1の加熱用熱源としてエンジン 3から導出された高温の排気ガスを供給する排気通路からなる加熱ガス供給手段 4と、上記乾留減容器 2に廃棄物 5を供給する廃棄物供給手段 6とを備えている。

上記過熱蒸気生成器 1は、発電機 Ίの駆動源となるエンジン 3の冷却水系統に設けられたラジェ一夕 8から導出された温水を導通させる導通管 9と、この導通管 9から導出された過熱蒸気を上記乾留減容器 2に供給する過熱蒸気供給管 1 0と、石油または天然ガス等の燃料を燃焼させるバーナー 1 1とを有し、上記導通管 9を通過する温水を、上記加熱ガス供給手段 4から供給されたェンジン 3の排気ガスと、上記バーナー 1 1の燃焼ガスとにより加熱して過熱蒸気を生成するように構成されている。

上記温水の導通管 9は、過熱蒸気生成器 1の後端部（ボイラ）側に配設された第 1加熱部 9 aと、過熱蒸気生成器 1の前端部（スーパーヒータ）側に配設された第 2加熱部 9 bとを有し、上記温水が第 1加熱部 9 aを通過する際に加熱されることにより、例えば気体状態式を満足する常圧下で 1 0 0 °Cの飽和蒸気が生成され、この飽和蒸気が第 2加熱部 9 bを通過する際にさらに加熱されることにより、常圧下で 2 5 0 〜 5 0 0 °Cに過熱された過熱蒸気が生成されるようになっている。

上記乾留減容器 2は. 廃棄物供給手段 6から供給された廃棄物 5が搬入される乾留減容器本体 1 2と、上記過熱蒸気生成器 1から排出管 2 5を介して導出された高温の排出ガスによって上記乾留減容器本体 1 2を加熱するジャケット 1 3と、上記乾留減容器本体 1 2及びジャケット 1 3から導出された高熱ガスの一部を上記過熱蒸気生成器 1に還流させる還流手段 1 4と、上記高熱ガス中の有用成分を分離して回収する分離回収手段 1 5とを有している。

上記乾留減容器本体 1 2は、過熱蒸気生成器 1から過熱蒸気供給管 1 0を介して供給された過熱蒸気、常圧下で例えば 2 5 0 °C〜 5 0 0 °Cに過熱された常圧以上の低圧過熱蒸気により、無酸素又は低酸素の雰囲気で廃棄物 5を非酸化的 Z還元的に熱分解し，また必要により乾燥を行うものである。上記常圧以上の低圧過熱蒸気とは、その供給圧力が、常圧（大気圧）力、、もしくは 1気圧を超え、 2気圧程度までの低圧領域に設定された過熱蒸気をいう。

上記のように過熱蒸気の供給圧力を、常圧もしくは 1気圧を超える値（常圧以上）に設定することにより、空気が上記乾留減容器本体 1 2に混入されることがなく、酸素が含まれなレ ^過熱蒸気のみによつて廃棄物 5が熱せられるため、非酸化的/還元的条件で乾燥や熱分解が行われる。ここで、非酸化的還元的とは、過熱蒸気の雰囲気下で、主に、還元的熱分解が行われることを意味する。なお、廃棄物 5の導入に当たっては、若干量の空気が原料とともに混入することが考えられ、本発明では、このような低酸素の雰囲気を排除するものではない。一方、上記過熱蒸気の供給圧力を 2気圧程度までの低圧に設定することにより、上記乾留減容装置本体 1 2外に過熱蒸気が漏出することが防止されるとともに、廃棄物 5の連続投入が可能となる。

また，上記過熱蒸気の温度は、常圧下で 1 0 0 超〜 1 2 0 0 °C程度の範囲内で、廃棄物 5の種類または状態等に応じて適宜に値に設定可能であるが. 温度が低すぎると廃棄物 5を熱分解するのに要する時間が長くなり、温度が高くなると装置に焼損が生じ易いため、常圧下で 2 5 0で〜 5 0 o r:の範囲内に設定することが好ましい。なお、有機性廃棄物が完全な炭化物に添加される手前の段階で、その熱分解を停止させるようにしてもよい。

そして. 上記廃棄物供給手段 6から乾留減容器本体 1 2内に搬入された廃棄物 5力過熱蒸気供給管 1 0から供給された過熱蒸気によって加熱されることにより、乾留減容されて炭化物等と乾留ガスとが生成されるとともに、この廃棄物 5の乾留減容時に発生した乾留ガスと、上記乾留減容器本体 1 2内に供給された過熱蒸気及び上記ジャケッ卜 1 3内に供給された排出ガスとがー体となつた高熱ガスが上記還流手段 1 4及び分離回収手段 1 5に導出されるようになつている。

上記還流手段 1 4は、乾留減容器 2から導出された高熱ガス中の液滴を捕集して除去するディミス夕一 1 6と，このディミスター 1 6から導出された高熱ガスを上記過熱蒸気生成器 1内に還流させる還流管 1 7と、この還流管 1 7に設けられた第 1開閉弁 1 8と、上記ディミスター 1 6から導出された高熱ガスを上記導通管 9内に供給する供給管 1 9と、この供給管 1 9に設けられた第 2 開閉弁 2 0とを備えている。

上記乾留減容装置の作動開始直後における冷間時には、上記乾留減容器 2内で廃棄物 5の熱分解が進行していないため、上記還流管 1 7の第 1開閉弁 1 8 を閉止するとともに、供給管 1 9の第 2開閉弁 2 0を開放して、上記ディミス夕一 1 6から導出された高熱ガスを上記導通管 9内に供給することにより、この導通管 9内の温水を直接的に加熱して早期に過熱蒸気を生成するようにしている。

一方、上記乾留減容装置の作動を開始して所定時間が経過した温間時には、上記乾留減容器 2内で廃棄物の加熱が進行して乾留ガスが生成されているため、上記還流管 1 7の第 1開閉弁 1 8を開放するとともに、供給管 1 9の第 2開閉弁 2 0を閉止して、上記ディミスター 1 6から導出された高熱ガスを過熱蒸気生成器 1のケーシング内に還流させることにより、上記乾留ガス中の不純物が導通管 9内の温水に混入するのを防止しつつ、上記過熱蒸気生成器 1を効果的に加熱するようにしている。

また、上記乾留減容器 2から導出された高熱ガス中には、廃棄物 5が熱分解することにより生成されたメタノール、酢酸、油分または水分等の有用成分を含有する乾留ガスが含まれているため、上記高熱ガスを分離回収手段 1 5おいて蒸留することにより、上記乾留ガスから有用成分を分離して回収するとともに、この有用成分が分離された後のガス成分を大気中に放出させるように構成されている。なお、上記含有物が分離された後のガス成分を上記過熱蒸気生成器 1に還流させることにより、この過熱蒸気生成器 1を加熱するように構成してもよい。

上記廃棄物供給手段 6には、各種の廃棄物 5を乾留減容器 2に供給する前に，熱風により予め加熱して乾燥処理する第 1 , 第 2乾燥器 2 1， 2 2と、上記乾留減容器 2において廃棄物 5を予め破砕処理して粒状化する破砕機 2 3と、破砕後の廃棄物 5を上記乾留減容器 2内に搬入する図示を省略したスクリユーコンベア等の搬入機構とが設けられている。上記廃棄物 5としては、例えば、食物（生ゴミ）、醤油粕、酒粕、おから等の不要物、農産物、動物、植物、樹木（木材屑）、魚介、紙、繊維等の廃棄物、廃水処理に由来する汚泥、畜鳥合で廃棄される糞尿類、工場などで廃棄される有機プラスチック、廃タイヤ、発泡スチロール、食品トレィ等の有機性廃棄物が代表的なものとして例示されるが、これらに限らず、各種の産業廃棄物等がその対象に含まれる。

上記第 1乾燥器 2 1は、第 2図に示すように、下窄まりの円錐状容器 2 4と、上記過熱蒸気生成器 1から排出管 2 5を介して導出された排出ガスからなる熱風を上記円錐状容器 2 4の内周面に沿って供給する熱風供給手段 2 6と，上記円錐状容器 2 4の内周面に沿って廃棄物 5を搬入する廃棄物搬入手段 2 7とを有するサイクロン型複合流乾燥器により構成されている。

また，上記第 2乾燥器 2 2は、第 3図に示すように、廃棄物を搔き上げる搔き上げ翼（図示せず）を備えた傾斜回転円筒 2 8と、この傾斜回転円筒 2 8内に上記過熱蒸気生成器 1から導出された排出ガスからなる熱風を供給する熱風供給手段 2 9とを有する回転乾燥器により構成されている。

上記構成の乾留減容装置を使用して廃棄物 5の乾留減容処理を行う場合には、上記廃棄物供給手段 6の第 1 , 第 2乾燥器 2 1 , 2 2により廃棄物 5を予め乾燥処理するとともに、乾燥処理された廃棄物 5を上記破砕機 2 3により予め破砕処理した後、この破砕された廃棄物 5を搬入機構により乾留減容器 2内に搬入する。また、上記エンジン 3のラジェ一夕 8から導出された温水を導通管 9 内に導出して上記過熱蒸気生成器 1に供給し、かつ上記エンジン 3から導出された高温の排気ガスを加熱ガス供給手段 4によって上記過熱蒸気生成器 1内に供給するとともに、必要に応じて上記バーナー 1 1を点火して燃焼ガスを上記過熱蒸気生成器 1内に供給することにより、上記導通管 9内の温水を加熱して、常圧下で例えば 2 5 0 T：〜 5 0 (TCの温度に過熱された過熱蒸気を生成する。そして. 上記過熱蒸気生成器 1内において生成された過熱蒸気を、常圧以上の低圧で上記過熱蒸気供給管 1 0から乾留減容器 2内に供給し、この'乾留減容器 2内において上記廃棄物 5に過熱蒸気を吹きつけて加熱することにより、上記廃棄物 5を乾留して炭化物等の乾留物と乾留ガスとに熱分解し、この炭化物等の乾留物を充分に減容した状態で回収する。また、上記乾留ガスの一部を高熱ガスとして還流手段 1 4により過熱蒸気生成器 1に還流して再利用するとともに、上記乾留ガスの残りを分離回収手段 1 5に導出し、この分離回収手段 1 5により上記乾留ガス中の有用成分を分離して回収する。

上記のようにラジェ一夕 8から導出された温水からなる水分を加熱して過熱蒸気を生成する過熱蒸気生成器 1と、こ、の過熱蒸気生成器 1から供給された過熱蒸気により廃棄物 5を加熱して乾留減容させる乾留減容器 2と、上記過熱蒸気生成器 1の加熱用熱源としてエンジン 3の排気ガスを供給する加熱ガス供給手段 4とを設け、この加熱ガス供給手段 4により上記過熱蒸気生成器 1内に供給された排気ガスにより上記水分を加熱して過熱蒸気を生成した後、' この過熱蒸気を上記乾留減容器 2内に供給するとともに、この乾留減容器 2内に廃棄物 5を供給してこの廃棄物 5を上記過熱蒸気により加熱して乾留減容させるように構成したため、簡単な構成で種々の廃棄物 5を効果的に乾留減容することができる。

すなわち、従来は大気中に放出されていたエンジン 3の排気ガスにより上記水分を加熱することにより過熱蒸気を生成するように構成したため、上記ェンジン 3の熱エネルギーを有効に利用して上記過熱蒸気を生成することができる。そして，この過熱蒸気を上記乾留減容器 2内に供給して廃棄物 5を加熱するように構成したため，蒸気の凝縮伝熱効果等により上記廃棄物 5を迅速かつ効果的に熱分解して炭化物等の乾留物と乾留ガスとを生成することができるとともに、上記乾留物を乾燥させて効果的に減容することができる'，

したがって、上記廃棄物 5を乾留することにより生成された炭化物等の乾留物を肥料、建築用材料または活性炭等として有効に利用することができる。また、上記炭化物等からなる乾留物は、充分に減容されているため、これを廃棄する場合等における作業性を改善することができる。しかも、上記乾留減容器 2内において廃棄物 5を過熱蒸気により乾留減容する際に発生するアンモニア、メルカブタン、硫化水素、二硫化メチル、トリメチルァミン、ァセトアルデヒドまたはスチレン等の臭気成分を、熱分解することにより効果的に無臭化することができるという利点がある。なお、上記乾留減容装置によって牧草等を乾留減容する際に、この牧草等が炭化物になる前にその過熱を停止させることにより、乾燥飼料を生成することも可能である。また、発泡スチロール等からなる廃棄物を乾留減容装置によつて乾留減容することにより、ィンゴット状の乾留減容物を生成することもできる。さらに、 F R P廃材等からなる廃棄物を上記乾留減容装置によって乾留減容することにより、炭化物およびガラス繊維等からなる乾留減容物を生成し，これらを再利用するように構成してもよい。

また，上記実施形態では、乾留減容器 2に供給される廃棄物 5を第 1 . 第 2 乾燥器 2 1， 2 2により予め乾燥処理するように構成したため、上記乾留減容器 2内において水分を含んだ廃棄物を直接加熱して乾留減容処理する場合に比ベ、廃棄物 5の処理効率を効果的に向上させることができる。

特に、上記実施形態に示すように、下窄まりの円錐状容器 2 4と，この円錐状容器 2 4の内周面に沿って熱風を供給する熱風供給手段 2 6と、上記円錐状容器の内周面に沿って廃棄物 5を搬入する廃棄物搬入手段 2 7とを有するサイクロン型複合流乾燥器からなる第 1乾燥器 2 1を設けた場合には、上記廃棄物搬入手段 2 7により円錐状容器内 2 4に搬入された廃棄物 5を、上記熱風供給手段 2 6から供給された熱風とともに上記円錐状容器 2 4の内周面に沿って旋回させることにより，上記廃棄物 5に熱風を効率よく接触させて効果的に乾燥処理することができる。

また、上記実施形態に示すように、廃棄物 5を搔き上げる搔き上げ翼を備えた傾斜回転円筒 2 8と、この傾斜回転円筒 2 8内に熱風を供給する熱風供給手段 2 9とを有する回転乾燥器からなる第 2乾燥器 2 2を設けた場合には、上記傾斜回転円筒 2 8内に搬入された廃棄物 5を、この傾斜回転円筒 2 8の回転に応じて上記搔き上げ翼により搔き上げつつ、上記熱風供給手段 2 9から供給された熱風により効率よく加熱することができるため、比較的水分の少ない粒状体等を大量に連続して乾燥処理するのに適している。

特に，上記実施形態に示すように，第 1 , 第 2乾燥器 2 1 , 2 2に設けられた熱風供給手段 2 6 , 2 9の加熱用熱源として過熱蒸気生成器 1から排出管 2 5を介して導出される高温の排出ガスを使用するように構成した場合には、この排出ガスの熱エネルギーを有効に利用して乾燥器 2 1， 2 2内に搬入された廃棄物 5を乾燥処理することができるという利点がある。

なお、上記第 1 , 第 2乾燥器 2 1， 2 2に設けられた熱風供給手段 2 6， 2 9の加熱用熱源として乾留減容器 2から導出される高熱ガスを使用するように構成してもよく、この場合においても、上記乾留減容器 2から導出される高熱ガスの熱エネルギーを有効に利用することにより、上記第 1 , 第 2乾燥器内 2 1， 2 2に搬入された廃棄物 5を効果的に乾燥処理することが可能である。さらに、上記実施形態では、乾留減容器 2に供給される廃棄物 5を予め破碎処理する破砕機 2 3を設けたため、この破碎機 2 3により予め破砕処堙された廃棄物 5を、上記乾留減容器 2内において効率よく加熱して効果的に乾留減容することができるという利点がある。なお、上記第 1，第 2乾燥器 2 1 , 2 2 及び破砕機 2 3の配列順序及び規模等は上記実施形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、上記第 1，第 2乾燥器 2 1 , 2 2及び破碎機 2 3の一部または全部を省略した構造としてもよい。

また、上記過熱蒸気生成器 1に、エンジン 3の冷却水系統に設けられたラジエー夕 8等から導出された温水の導通管 9を設け、過熱蒸気生成器 1内において上記温水を加熱することにより過熱蒸気を生成するようにした上記実施形態に代え、上記過熱蒸気生成器 1に水道水等を供給してこの水道水を加熱することにより過熱蒸気を生成するようにしてもよい。しかし、上記のようにェンジン 3の冷却水系統から導出された温水を、エンジン 3の排気ガスによって加熱することにより、廃棄物 5を乾留減容するための過熱蒸気を生成するように構成した場合には、上記水道水等からなる冷水を加熱して過熱蒸気を生成する場合に比べて必要とする熱エネルギーを節約することができるので、効率よく過熱蒸気を生成できるという利点がある。

上記実施形態では > 過熱蒸気生成用の加熱手段となるバーナー 1 1を過熱蒸気生成 g 1に設けたため、エンジン 3から排出される排気ガスと、上記パーナ — 1 1の燃焼ガスとの両方により、上記導通管 9を導通する温水等を加熱することにより、上記廃棄物 5を乾留減容するための過熱蒸気を過熱蒸気生成器 1 内で効果的に生成することができる。また、上記実施形態に示すように、乾留減容器 2から導出された高熱ガスを過熱蒸気生成器 1に還流させることにより過熱蒸気生成用の加熱用熱源として再利用する還流手段 1 4を設けた場合には、乾留減容器 2内において廃棄物 5 の乾留減容が行われた後に、この乾留減容器 2から導出された高熱ガスを，上記過熱蒸気生成器 1に還流することにより、過熱蒸気生成用の加熱用熱源として再利用することができるため、上記高熱ガスの熱エネルギーの有効利用を図ることができる。しかも、上記高熱ガス中に含有された臭気成分を、上記過熱蒸気生成器 1内で過熱蒸気等により加熱して熱分解することにより効果的に脱臭処理することができるため、上記高熱ガスの一部が外部に漏出した場合においても，作業者等が臭気によつて不快感を受けるという事態の発生を防止することができる。

また、上記実施形態では、乾留減容器 2により廃棄物 5を乾留減容する睽に発生した乾留ガスから有用成分を蒸留する等により分離して回収する分離回収手段 1 5を設けたため、上記乾留減容器 2により廃棄物 5を乾留減容する際に発生した乾留ガス中の有用成分、例えばメタノール，酢酸、油分及び水分等を、上記分離回収手段 1 5により上記乾留ガスから分離して回収し、その有効利用を図ることができる。

例えば、上記分離回収手段 1 5により回収されたメタノール及び油分等からなる可燃成分を上記バーナー 1 1の燃料として使用するように構成した場合には，上記可燃成分の有効利用を図ってバーナー 1 1の燃料費を節約しつつ、このバーナー 1 1の燃焼ガスと、エンジン 3から排出される排気ガスとの両方により、上記過熱蒸気生成器 1において水分を効果的に加熱して過熱蒸気を効率よく生成できるという利点がある。

特に、上記実施形態示すように、常圧下で 2 5 0 ：〜 5 0 0 °Cの温度に過熱した常圧以上の低圧過熱蒸気を、過熱蒸気生成器 1から乾留減容器 2に供給し、無酸素または低酸素の雰囲気で廃棄物 5を熱分解するように構成した場合には、髙圧の過熱蒸気を使用した場合のように、蒸気の漏れが発生したり、原料の連続投入が困難になったりする等の問題を生じることなく、簡単な装置によって上記廃棄物 5を効率よく乾留減容化できるという利点がある。しかも、酸素の存在下で廃棄物を焼却処理した場合のように、ダイォキシン等の有害物質や環境汚染の原因となる二酸化炭素および臭気成分等が発生するという問題を生じることなく、上記廃棄物 5を効果的に乾留減容することができる。例えば硬質塩化ビニル製の雨樋からなる廃棄物を、上記乾留減容装置によって乾留減容させ、この乾留減容物中に存在するダイォキシン類濃度を測定する実験を行ったところ、 0 . 1 7 n g / g— d r yの乾留減容物中のダイォキシン類濃度は、 0 . 0 0 1 4 n g— T E QZ g— d r yであった。この値は、厚生省の定めた「廃棄物焼却炉に係わるばいじん等処理基準」の規制値 3 n g — T E Q/ g— d r yに比べて，極めて微量であり、上記乾留減容物中にダイォキシンがほとんど含まれていないことが確認された。

上記実験における飼料採取方法および分析方法は、平成 9年 1 2月 1日厚生省告示第 2 3 4号の Γダイォキシン類の濃度の算出方法」、および平成 9年 2 月 2 6日影環第 3 8号の「廃棄物処理におけるダイォキシン類標準測定分析マニュアル」（平成 9年 2月厚生省衛生局水道環境部環境整備課）に準拠した。また、上記ダイォキシン類は、 2 , 3 , 7 , 8位置塩素置換ダイォキシンおよびフラン異性体 1 7種、ならびに 4一 7塩化ダイォキシンおよびフラン同族体 8種 ίこついて分析を行った。

なお、上記乾留減容器 2において生成された炭化物を上記過熱蒸気生成器 1 内に供給してバーナー 1 1により燃焼させるようにしてもよく、このように構成した場合においても. バ一ナ一.1 1の燃料費を節約しつつ、このパーナ一 1 1の燃焼ガスと、エンジン 3から排出される排気ガスとの両方により、上記過熱蒸気生成器 1で水分を効果的に加熱して過熱蒸気を効率よく生成することができる。

上記発電機 7の駆動源となるエンジン 3の排気ガスを上記過熱蒸気生成器 1 の加熱用熱源として利用するように構成した上記実施形態に代え、ポンプ、ブロワ一またはコンプレツサ等の駆動源となるェンジンの排気ガスを上記過熱蒸気生成器 1の加熱用熱源として供給するように構成してもよいが、上記実施形態に示すように、発電機 7の駆動源となるエンジン 3の排気ガスを上記過熱蒸気生成器 1の加熱用熱源として利用するように構成した場合には、上記発電機 7の電力を本発明に係る乾留減容装置の電動部、例えば廃棄物供給手段 6等に供給することができるため、外部電力を必要とすることなく、上記廃棄物供給手段 6等を駆動できるという利点がある。

また、上記過熱蒸気生成器 1により生成された過熱蒸気の一部をタービン発電機に供給し、このタービン発電機を上記過熱蒸気によって駆動するように構成してもよい。このように構成した場合には、上記過熱蒸気を有効に利用して上記タービン発電機を駆動することができるとともに、このタービン発電機の電力により上記乾留減容装置の電動部を駆動することができる等の利点がある。第 4図は，本発明に係る廃棄物の乾留減容装置の第 2実施形態を示している。この廃棄物の乾留減容装置は，過熱蒸気 - -— 2を生成する過熱蒸気生成器 1と、この過熱蒸気生成器 1から供給された過熱蒸気により有機性廃棄物 5 1を加熱して乾留減容させる乾留減容器 2と、この乾留減容器 2において生成された炭化物 5 2を不完全燃焼させることにより発生した可燃ガスを上記過熱蒸気生成器 1 の加熱用熱源として供給する加熱ガス供給手段 4 1と、上記乾留減容器.2に有機性廃棄物 5 1を供給する廃棄物供給手段 6とを備えている。

上記過熱蒸気生成器 1は、発電機 7を駆動するロータリエンジン 3 1の熱交換機 3 2を介して供給された温水を導通させる導通管 9と、生成された過熱蒸気を上記乾留減容器 2に供給する過熱蒸気供給管 1 ϋと、加熱ガス供給手段 4 1から供給された可燃ガスを燃焼させるバーナー 1 1と、上記導通管 9から供給された温水を、上記□一タリエンジン 3 1の排気ガスおよび上記バーナー 1 1の燃焼ガスにより加熱して常圧下で 1 0 0 °Cの飽和蒸気を生成するボイラー 3 3と、このボイラー 3 3において生成された飽和蒸気を加熱して常圧下で例えば 2 5 0 t：〜 5 0 0 °Cに過熱された過熱蒸気を生成するスーパーヒータ 3 4 とを有している。

上記乾留減容器 2は、第 1実施形態と略同様に構成されている。すなわち、上記乾留減容器 2 2は，廃棄物供給手段 6から供給された有機性廃棄物 5 1が搬入される乾留減容器本体（図示せず〉と、上記過熱蒸気生成器 1から排出管 2 5を介して導出された高温の排気ガスにより上記乾留減容器本体を加熱するジャケット（図示せず）と、上記乾留減容器本体から導出された乾留ガスの一部を上記過熱蒸気生成器 1のバーナー 1 0に還流させる還流手段 1 4.と、上記乾留ガス中の有用成分を分離して回収する凝縮器からなる分離回収手段 1 5と、上記乾留減容器本体から導出された排気ガス中の有害物質を除去するスクラバ一 3 5とが設けられている。

そして、上記乾留減容器 2は、過熱蒸気生成器 1から過熱蒸気供給管 1 0を介して供給された過熱蒸気，つまり常圧下で例えば 2 5 0 〜 5 0 0 に過熱された常圧以上の低圧過熱蒸気により、無酸素又は低酸素の雰囲気で有機性廃棄物 5 1を非酸化的 Z還元的に熱分解して、炭化物 5 2と乾留ガスとを生成するように構成されている。上記乾留減容器 2 2おいて生成された炭化物 5 2は、冷却装置 3 7により冷却された後、少な u 3くとも一部が上記加熱ガス生成手段 4 1に供給されるようになっている。

上記廃棄物供給手段 6には、有機性廃棄物 5 1を乾留減容器 2に供給する前に、予め破砕処理し.て粒状化する破砕機 2 3と、破砕後の有機性廃棄物 5 1を加熱して乾燥させた後に、上記乾留減容器 2内に搬入する乾燥装置 3 6とが設けられている。上記有機性廃棄物 5 1の乾燥は、 1 5 0で〜 5 0 O :の常圧過熱蒸気で行うことが好ましく，通常の含水率を有する有機性廃棄物であれば、 3分〜 4 0分程度の加熱時間で含水量がほぼ 0質量％になる。これに対して含有水分が特に多い有機性廃棄物は、使用する熱量の多くが乾燥に費やされ、乾燥に要する時間も大幅に長くなり、 3 5 0 °C程度の温度では、含水量をほぼ 0 質量％にするのに 1 4 0分程度を要する場合もあるため、高温過熱蒸気を使用して乾燥時間を短縮化することが望ましい。

なお、上記乾燥工程を過熱蒸気で行い、その後、別途過熱蒸気で熱分解を行う方法、過熱蒸気で乾燥および熱分解を同一装置で連続的に行う方法、いずれを採用してもよい。含水量の少ない有機性廃棄物は、常温乾燥や、熱風乾燥を行ってもよい。なお、乾燥工程と熱分解工程を別々の装置で行う場合、有機性廃棄物中の水分量が 2 0 %程度以下になった時点で、この有機性廃棄物を乾留減容装置に移送するようにしてもよい。上記乾燥時間は、含有水分量と，回分式の装置あるいは移送装置により搬送される原料の量によって適宜決定することができる。上記加熱ガス供給手段 4 1には、投入された炭化物 5 2を不完全燃焼させてガス化させるガス化炉 3 8と、廃油タンク 3 9から供給された廃油を精製して上記ガス化炉 3 8に供給することにより、上記炭化物 5 2に廃油を添加する廃油添加手段 4 0とを有し、この廃油が添加された炭化物 5 2を不完全燃焼させることにより発生した可燃ガスを精製装置 4 2により精製した後、その一部を上記ロータリエンジン 3 1の燃料として供給するとともに，残りを上記過熱蒸気生成器 1のガスバーナー 1 0に供給するように構成されている。

第 4図に示す乾留減容装置を使用し、下記表に示した原料形状を有する各サンプルを乾留減容器 1に投入し、 3 5 CTCに過熱された常圧過熱蒸気による乾燥と、熱分解 ·炭化とを行い、投入した原料の質量に対する得られた炭化物の質量の割合である減量率（質量％) を測定したところ、下記表 1に示すようなデータが得られた。

原料水原料見掛比重原料投入蒸気温度 /¾化時間製品排出製品見掛比減量率サンプル名種別原料形状

分（％) (ton/m³) K(kg /"ノ、\

( CJ (分）置（kg) ¾(ton/m ) (%) 木材チップ炭化チップ状 24. 5 0. 18 2 350 40 0. 38 0. 11 19. 0 竹材チップ炭化チップ状 43. 1 0. 32 4 350 50 0. 70 0. 14 17. 5 珐寞炭化粒状 20. 1 0. 38 3. 5 350 . 35 1. 06 0. 24 30. 2 牛 ¾ 炭化粒伏 11. 0 0. 28 5 350 30 2. 52 0. 24 50. 4 おから炭化フレーク状 69. 2 0. 70 5 350 90 0. 36 0. 36 7. 2 酒粕炭化チップ状 51. 0 0. 40 10 350 75 2. 00 0. 26 29. 0 番油粕炭化フレーク状 44. 1 0. 41 10 350 40 2. 70 0. 22 27. 0 米糖炭化粉状 12. 0 0. 40 3 350 30 1. 10 0. 25 36. 6 やしがら炭化半球状 11. 9 0. 15 1 . 350 25 0. 32 0. 20 32. 0 刈芝炭化かント状 11. 4 0.029 1 350 20 0. 36 0. 01 36. 0 魚残渣炭化 68. 4 0. 80 7 350 120 ,1. 74 0. 42 24. 8 生ゴミ ft化ペレット状 60. 2 0 34 10 350 90 1. 10 0. 24 11. 0 脱水汚泥炭化泥状 79. 3 0 56 10 350 90 0. 84 0. 28 8. 4 食品トレィ炭化皿状 7. 3 0. 04 1. 5 350 20 0. 30 0. 08 20. 0 紙パルプ t 简状 12. 6 0. 24 2. 4 350 30 0 80 0. 075 33. 3 染色廃液炭化液状 66. 1 0. 54 4 350 50 0. 32 0. 18 8. 0

上記データから，原料中の水分量が 0 . 3 0 %未満のサンプルでは、 3 0分以下の時間で、水分量が多い場合でも、 1 2 0分以下の時間で、原料を乾燥するとともに完全に炭化して、その容量および重量を大幅に減量化できることが確認された。また、熱風を使用した場合に比べて有機性廃棄物を効率よく乾留減容し、製造された炭化物の形状が崩れる等の問題を生じることなく、肥料、飼料、脱臭■消臭剤、除湿■調湿材、浄化剤、土壌改良材、吸着剤、電磁波シールド材等としても利用可能な炭化物を適正に製造することができた。

しかも，酸素の存在下で有機性廃棄物を焼却処理した場合のように、ダイォキシン等の有害物質や環境汚染の原因となる二酸化炭素および臭気成分等の発生を抑制することができるとともに、高圧の過熱蒸気を使用した場合のように、蒸気の漏れが発生したり、原料の連続投入が困難になったりする等の問題を生じることなく、簡単な装置によって上記炭化物を効率よく製造することができた。

また、上記乾留減容装置により，サンプルとして「おから」を乾留減容することにより生成された炭化物 5 2の成分と，上記分離回収手段（凝縮器） 1 5 により回収された酢液の成分とを分析したところ、それぞれ下記表 2および表 3に示すようなデータが得られた。

表 2 項目単位分析データ備考

pH 8.93 蒸留水 3倍希釈値。電気伝導度（EC) mS/ cm 270 蒸留水 5倍希釈値。水分 % 0.1 現物中の含量。灰分 % 34.2 乾物中の含量。有機物 % 65.8 乾物中の含量。

^李且 % 46.9 乾物中の含量。総発熱量 kj/kg 19.800 乾物測定値。

窒素全量 (N ) % 5.1 乾物中の含量。リン酸全量 ( P2。5) % 0.5 乾物中の含量。カリウム全量 (K₂0) % · 9.7 乾物中の含量。鉄全量 ( Fe₂0₃) % 0.05 乾物中の含量。アルミニウム全量（AI2O3) % 0.01以下乾物中の含量。カルシウム全量（CaO) % 0.01 乾物中の含量。マグネシウム全量 (MgO) % 0.01以下乾物中の含量。

表 3

さらに、上記乾留減容装置により、サンブルとして「牛糞等の畜産廃棄物 J を乾留減容することにより生成された炭化物 5 2の成分と、上記分離回収手段 (凝縮器） 1 5により回収された酢液の成分とを分析したところ、それぞれ下記表 4および表 5に示すようなデ一夕が得られた。表 4 項目単位分析データ備考

pH 9.10 蒸留水 3倍希釈値。電気伝導度（EC) mS/ cm 1000 蒸留水 5倍希釈値。水分 % 12.0 現物中の含量。灰分 % 8.3 乾物中の含量。有機物 % 91.7 乾物中の含量。炭素量 % 70.2 乾物中の含量。総発熱量 kJ/kg 29,600 乾物測定値。

窒素全量（N ) % 4.9 乾物中の含量。リン酸全量（Ρ₂θ5) % 5.9 乾物中の含量。カリウム全量 (ΚζΟ) % 6.8 乾物中の含量。鉄全量 (Fe₂0₃) % 0.75 乾物中の含量。アルミニウム全量（AI2O3) % 0.01以下乾物中の含量。カルシウム全量（CaO) ' % 0.45 乾物中の含量。マグネシウム全量（MgO) % 0.01以下乾物中の含量。

表 5

2

o

上記のように過熱蒸気を生成する過熱蒸気生成器 1と、この過熱蒸気生成器 1から供給された過熱蒸気により有機性廃棄物 5 1を加熱して乾留減容させる乾留減容器 2と、この乾留減容器 2において生成された炭化物 5 2を不完全燃焼させることにより発生した可燃ガスを上記過熱蒸気生成器 1の加熱用熱源として供給する加熱ガス供給手段 4 1とを備えた乾留減容装置によれば、簡単な構成で上記有機性廃棄物 5 1を乾留減容して、上記過熱蒸気生成器 1の加熱用熱源として優れた特性を有する炭化物 5 2を生成することができる。

したがって、上記炭化物 5 2を燃料として使用することにより、石油または天然ガス等の燃料を浪費することなく、上記過熱蒸気生成器 1 おいて過熱蒸気を効率よく生成し、この過熱蒸気によって上記有機性廃棄物 5 1を加熱することにより、これを効果的に乾留減容することができるとともに，最終的に廃棄される灰の量を極めて少なくすることができ、しかも有害物質や環境汚染物質の発生を効果的に抑制することができる。

また，上記実施形態に示すように、乾留減容器 2において生成された乾留ガス中の有用成分（酢液）を分離して回収する凝縮器からなる分離回収手段 1 5 を設けた場合には、上記有用成分の有効利用を図るとができるとともに、乾留ガス中の有害物質等が廃棄されることによる汚染の発生を効果的に防止することができる。特に、上記凝縮器からなる分離回収手段 1 5の凝縮温度を種々の値に設定することにより、上記乾留ガス中に含有された種々の有用成分を、それぞれ他の成分と分けて回収するように構成レた場合には、その利用価値を高めることができるという利点がある。

なお、上記分離回収手段 1 5により回収された酢液を、廃水処理用のメタン発酵槽に供給し、メタン発酵用の減量として使用するように構成してもよい。また、上記分離回収手段 1 5において有用成分が分離回収された後の排出ガスは，臭気成分処理装置によって臭気成分を除去のた後に、大気中に排出するように構成することが望ましい。

さらに、上記実施形態では，上記炭化物 5 1に廃油を添加した状態で、上記加熱ガス供給手段 4 1において不完全燃焼させるように構成したため、上記廃油が気化することにより生成された可燃ガスを利用することにより，上記炭化物を効率よく気化させることができるとともに、過熱蒸気生成器 1等に供給される可燃ガスの熱エネルギーを顕著に増大させることができる。

また. 上記実施形態示すように、常圧下で 2 5 0 t：〜 5 0 0 の温度に過熱した過熱蒸気を、常圧以上の低圧（例えば 2気圧未満）で過熱蒸気生成器 1から乾留減容器 2に供給し、無酸素または低酸素の雰囲気で有機性廃棄物 5 1を熱分解するように構成した場合には，酸素の存在下で有機性廃棄物を焼却処理した場合のように、ダイォキシン等の有害物質や環境汚染の原因となる二酸化炭素および臭気成分等が発生するという問題を生じることなく、上記有機性廃棄物 5 1を効果的に乾留減容することができる。しかも，例えば 2気圧以上の高圧の過熱蒸気を使用した場合のように、蒸気の漏れが発生したり、原料の連続投入が困難になったりする等の問題を生じることなく、簡単な装置によって上記有機性廃棄物 5 1を効率よく乾留減容化できるという利点がある。

なお、この第 2実施形態においても、上記第 1実施形態と同様に、有機性廃棄物 5 1を乾燥させるサイク口ン型複合流乾燥器および回転乾燥器等の乾燥器や、破砕機を設けた構造としてもよく、あるいは有機性廃棄物 5 1を圧縮して造粒する圧縮成型造粒器等を設けた構造としてもよい。例えば，木質系以外の水分含有量の多い有機性廃棄物を乾留減容する場合に、この有機性廃棄物を脱水器により脱水処理した後，定量供給機を介して上記乾燥器に供給し、上記脱水処理した有機廃棄物を充分に乾燥させた状態で、上記圧縮成型造粒器により造粒して上記乾留減容器 2に供給するようにしてもよい。

図 5は、本発明に係る廃棄物の乾留減容装置の第 3実施形態を示している。この廃棄物の乾留減容装置は、上記過熱蒸気生成器 1と、乾留減容器 2と、加熱ガス供給手段（図示せず）と，上記乾留減容器 2内に廃棄物を投入するホッパー 4 3と、このホッパー 4 3内に廃棄物を移送するバケツトコンベア 4 4とを、車両 6の荷台 6 1上に搭載するとともに、上記過熱蒸気生成器 1の上方に乾留減容器 2を設置することにより、この過熱蒸^:生成器 1と乾留減容器 2とを一体に形成したものである。

このように過熱蒸気生成器 1の上方に乾留減容器 2を設置する等により、これらを一体に形成した場合には、 ·上記乾留減容装置を簡易かつコンパクトに構成することができるとともに、上記過熱蒸気生成器 1から放出される放射熱によって上記乾留減容器 2を加熱できるので、上記廃棄物の乾留減容を効率よく実行することができる。また，上記のように過熱蒸気生成器 1と、乾留減容器 2と、加熱ガス供給手段（図示せず）とを、車両 6の荷台 6 1上に搭載した場合には、この車両 6とともに上記乾留滅容装置を、任意の位置に極めて容易に移動することができるという利点がある _u

さらに、上記過熱蒸気生成器 1、乾留減容器 2、加熱ガス供給手段 4， 4 1、上記乾留減容器 2内に廃棄物を供給する廃棄物供給手段 6および発電機 7等を有する乾留減容装置を、海上プラント上に設置し、上記廃棄物を海上において乾留減容処理し、その際に生成された電力、温水、廃棄物の乾留減容物および酢液等の有効利用を図るように構成してもよい。例えば上記電力を、上記乾留減容装置、水質改善装置または海水循環装置等の駆動電力として使用するとともに、上記温水を利用して海草等の育苗を行い、上記廃棄物の乾留減容物を海草育苗等の床づくりに使用し、さらに酢液を海草育苗の肥料として利用するように構成してもよい。 2

3 産業上の利用可能性

以上のように本発明に係る廃棄物の乾留減容装置は，通常は大気中に放出されるエンジンの排気ガス、または本来.は廃棄される上記廃棄物の炭化物を有効に利用して上記過熱蒸気を生成することができ、この過熱蒸気により廃棄物を加熱して効果的に乾留減容して上記廃棄物を処理するのに有用であり、特に有機性廃棄物を効率よく処理するのに適している。

Claims

請求の範囲 .

1 . 過熱蒸気を生成する過熱蒸気生成器と. この過熱蒸気生成器から供給された過熱蒸気により廃棄物を加熱して乾留減容させる乾留減容器と. 上記過熱蒸気生成器の加熱用熱源としてエンジンの排気ガスを供給する加熱ガス供給手段とを備えたことを特徴とする廃棄物の乾留減容装置。

2 . 乾留減容器に供給される廃棄物を予め乾燥処理する乾燥器を備えたことを特徴とする請求項 1記載の廃棄物の乾留減容装置。

3 . 上記乾燥器は、下窄まりの円錐状容器と、この円錐状容器の内周面に沿つて熱風を供給する熱風供給手段と，上記円錐状容器の内周面に沿つて廃棄物を搬入する廃棄物搬入手段とを有するサイクロン型複合流乾燥器により構成されたことを特徴とする請求項 2記載の廃棄物の乾留減容装置。

4. 上記乾燥器は、廃棄物を搔き上げる搔き上げ翼を備えた傾斜回転円筒と、この傾斜回転円筒内に熱風を供給する熱風供給手段とを有する回転乾燥器により構成されたことを特徴とする請求項 2記載の廃棄物の乾留減容装置。

5 . 上記熱風供給手段の加熱用熱源として過熱蒸気生成器から導出される排出ガスを使用するように構成したことを特徴とする請求項.3または 4記載の廃棄物の乾留減容装置。

6 . 上記熱風供給手段の加熱用熱源として乾留減容器から導出される高熱ガスを使用するように構成したことを特徴とする請求項 3または 4記載の廃棄物の乾留減容装置。

7 . 上記乾留減容器に供給される廃棄物を予め破砕処理する破砕機を備えたことを特徴とする請求項 1〜 6の何れかに記載の廃棄物の乾留減容装置。

8 . 上記過熱蒸気生成器に、エンジンの冷却水系統から導出された温水の導通管を設け、この導通管を通過する温水を加熱することにより過熱蒸気を生成するように構成したことを特徴とする請求項 1〜 7の何れかに記載の廃棄物の乾留減容装置。

9 . 過熱蒸気生成用の加熱用手段となるバーナーを上記過熱蒸気生成器に設けたことを特徴とする請求項 1〜 8の何れかに記載の廃棄物の乾留減容装置。

1 0 . 乾留減容器に供給された過熱蒸気を過熱蒸気生成器に還流させることにより過熱蒸気生成用の加熱用熱源として再利用する還流手段を備えたことを特徴とする請求項 1〜 9の何れかに記載の廃棄物の乾留減容装置。

1 1 . 乾留減容器により廃棄物を乾留減容する際に発生した乾留ガスから回収された可燃成分を上記バーナーの燃料として使用するように構成したことを特徴とする請求項 9〜 1 0の何れかに記載の廃棄物の乾留減容装置。

1 2 . 乾留減容器により廃棄物を乾留減容することにより生成された炭化物を上記過熱蒸気生成器内に供給してバーナーにより燃焼させるように構成したことを特徴とする請求項 9〜 1 1の何れかに記載の廃棄物の乾留減容装置。

1 3 . 発電機の駆動源となるエンジンの排気ガスを上記過熱蒸気生成器の加熱用熱源として利用するように構成したことを特徴とする請求項 1〜 1 2の何れかに記載の廃棄物の乾留減容装置。

1 4 . 過熱蒸気生成器により生成された過熱蒸気の一部をタービン発電機に供給してこのタービン発電機を駆動するように構成したことを特徴とする請求項 1〜 1 3の何れかに記載の廃棄物の乾留減容装置。

1 5 . 過熱蒸気を生成する過熱蒸気生成器と、この過熱蒸気生成器から供給された過熱蒸気により有機性廃棄物を加熱して乾留減容させる乾留減容器と、この乾留減容器において生成された炭化物を不完全燃焼させることにより発生した可燃ガスを上記過熱蒸気生成器の加熱用熱源として供給する加熱ガス供給手段とを備えたことを特徴とする廃棄物の乾留減容装置。

1 6 . 上記炭化物に廃油を添加して不完全燃焼させるように構成したことを特徴とする請求項 1 5記載の廃棄物の乾留減容装置。

1 7 . 過熱蒸気生成器において常圧下で 2 5 0 °C〜 5 0 0での温度に過熱された常圧以上の低圧過熱蒸気を乾留減容器に供給し、無酸素または低酸素の雰囲気で廃棄物を熱分解するように構成したことを特徴とする請求項 1〜 1 6の何れかに記載の廃棄物の乾留減容装置。

1 8 . 乾留減容器により廃棄物を乾留減容する際に発生した乾留ガスから有用成分を分離して回収する分離回収手段を備えたことを特徴とする請求項 1〜 1 7の何れかに記載の廃棄物の乾留減容装置。

1 9 . 過熱蒸気生成器と、乾留減容器とを一体に形成したことを特徴とする請求項 1〜 1 8記載の何れかに記載の廃棄物の乾留減容装置。

2 0 . 過熱蒸気生成器と、乾留減容器と、加熱ガス供給手段とを、車両の荷台上に搭載したことを特徴とする請求項 1〜 ]. 8記載の何れかに記載の廃棄物の乾留減容装置。