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技術 含水性廃棄物の処理機構

出願人 株式会社オメガ
発明者 中村信一
出願日 1996年11月5日 (24年0ヶ月経過) 出願番号 1996-292794
公開日 1998年5月19日 (22年6ヶ月経過) 公開番号 1998-128274
状態 拒絶査定
技術分野 固体廃棄物の処理 固体の乾燥
主要キーワード 易融合金 鉄格子 付け汁 噴霧管 乾燥炭化 蒸発燃焼 接触伝熱 割り箸
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この項目の情報は公開日時点(1998年5月19日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

含水性廃棄物の処理を従来よりも速く行うことが出来る処理機構を提供しようとするもの。

解決手段

処理すべき含水性廃棄物1から水分2が落下分離していくようにすると共に、水分2が減少してきている含水性廃棄物1に火熱を直接的に及ぼして加熱する加熱機構3と、分離せしめられた水分2を蒸発せしめる加熱槽4とを具備すること。

概要

背景

従来より、生ゴミその他の含水性廃棄物加熱脱水処理して炭化する含水性廃棄物の処理装置があった。

このものは、処理すべき含水性廃棄物を円筒の内側に供給し、釜内に設置された回転翼で含水性廃棄物を攪拌しながら、円筒釜の外側からバーナー等で加熱することにより含水性廃棄物を炭化していく。

しかし、含水性廃棄物の水分が蒸発して更に炭化するまでには非常に時間がかかってしまうという問題があった。

概要

含水性廃棄物の処理を従来よりも速く行うことが出来る処理機構を提供しようとするもの。

処理すべき含水性廃棄物1から水分2が落下分離していくようにすると共に、水分2が減少してきている含水性廃棄物1に火熱を直接的に及ぼして加熱する加熱機構3と、分離せしめられた水分2を蒸発せしめる加熱槽4とを具備すること。

目的

効果

実績

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請求項1

処理すべき含水性廃棄物から水分が落下分離していくようにすると共に、水分が減少してきている含水性廃棄物に火熱を直接的に及ぼして加熱する加熱機構と、分離せしめられた水分を蒸発せしめる加熱槽とを具備することを特徴とする含水性廃棄物の処理機構

請求項2

前記加熱槽には比重が1より大であると共に沸点が水より高い加熱媒体貯留され、この加熱媒体により水分を加熱するようにした請求項1記載の含水性廃棄物の処理機構。

請求項3

含水性廃棄物から分離せしめられた水分の蒸発残渣を排出するための移送手段を、前記加熱槽に具備する請求項1又は2記載の含水性廃棄物の処理機構。

請求項4

供給された含水性廃棄物を回転させつつ火熱を及ぼす回転式火格子を具備し、前記火格子の間隙から水分が落下分離していくようにした請求項1乃至3のいずれかに記載の含水性廃棄物の処理機構。

請求項5

前記加熱媒体として、錫、鉛、又は易融合金を用いる請求項2乃至4のいずれかに記載の含水性廃棄物の処理機構。

請求項6

含水性廃棄物を加熱した際に発生する燃焼ガスを更に加熱燃焼せしめる燃焼ガス再加熱流路を具備すると共に、前記燃焼ガス再加熱流路中に耐火材から成る邪魔板を有する請求項2乃至4のいずれかに記載の含水性廃棄物の処理機構。

技術分野

0001

この発明は、生ゴミその他の含水性廃棄物処理機構に関するものである。

背景技術

0002

従来より、生ゴミその他の含水性廃棄物を加熱脱水処理して炭化する含水性廃棄物の処理装置があった。

0003

このものは、処理すべき含水性廃棄物を円筒の内側に供給し、釜内に設置された回転翼で含水性廃棄物を攪拌しながら、円筒釜の外側からバーナー等で加熱することにより含水性廃棄物を炭化していく。

0004

しかし、含水性廃棄物の水分が蒸発して更に炭化するまでには非常に時間がかかってしまうという問題があった。

発明が解決しようとする課題

0005

そこで、この発明は含水性廃棄物の処理を従来よりも速く行うことが出来る処理機構を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段

0006

前記課題を解決するためこの発明では次のような技術的手段を講じている。

0007

この発明の含水性廃棄物の処理機構は、処理すべき含水性廃棄物から水分が落下分離していくようにすると共に、水分が減少してきている含水性廃棄物に火熱を直接的に及ぼして加熱する加熱機構と、分離せしめられた水分を蒸発せしめる加熱槽とを具備することを特徴とする。

0008

このものによると、処理すべき含水性廃棄物から分離せしめられた水分を加熱槽にて蒸発せしめると共に、水分が落下分離して減少してきている含水性廃棄物に加熱機構にて火熱を直接的に及ぼして加熱することにより、水分を含んだままの含水性廃棄物を円筒釜の外側から間接的に加熱する従来のものと比べてより高温に加熱することが可能である。

0009

また、前記加熱槽には比重が1より大であると共に沸点が水より高い加熱媒体貯留され、この加熱媒体により水分を加熱するようにすることも出来る。

0010

従来のもののように円筒釜の内壁から水分を接触加熱する場合には壁面の腐食劣化が速く進行するが、このように構成すると加熱槽の内壁の腐食を水分との間に介在する加熱媒体によって軽減することができる。また、含水性廃棄物から分離せしめられた水分には塩分が多く含まれる場合が多いが、塩分による加熱槽の腐食の促進を加熱媒体の介在により軽減することができる。さらに、加熱槽の壁面へのスケールの固着を加熱媒体の介在により抑制することにより、伝熱効率の低下を抑制することができる。

0011

また、含水性廃棄物から分離せしめられた水分の蒸発残渣を排出するための移送手段を、前記加熱槽に具備せしめることも出来る。このように構成し、含水性廃棄物から分離せしめられた水分の蒸発残渣を移送手段により排出することによって、加熱槽への残渣の堆積を防止し、当初の伝熱効率を維持することができる。

0012

また供給された含水性廃棄物を回転させつつ火熱を及ぼす回転式火格子を具備し、前記火格子の間隙から水分が落下分離していくようにすることも出来る。このように構成すると、回転式火格子上の含水性廃棄物から水分を落下分離させつつ、水分が減少してきている含水性廃棄物に対しバーナー等により火熱を直接的に及ぼすことができるので加熱効率に優れる。

0013

また、前記加熱媒体として、錫、鉛、又は易融合金を用いることも出来る。加熱媒体として錫、鉛、易融合金のように溶融時の流動性がよいと共に酸化安定性に優れる100 〜250 ℃程度の低融点金属を選択すると、加熱槽における扱いに優れる。

0014

また、含水性廃棄物を加熱した際に発生する燃焼ガスを更に加熱燃焼せしめる燃焼ガス再加熱流路を具備すると共に、前記燃焼ガス再加熱流路中に耐火材から成る邪魔板を有することとすることも出来る。含水性廃棄物を加熱する際に有害なガスが発生することがあるが、このように構成すると、耐火材から成る邪魔板によって燃焼ガス再加熱流路中での有害なガスの十分な滞留時間をとることができると共に邪魔板により渦流を生じさせることにより、有害ガスを完全に燃焼させて無害化することができる。なお、耐火材の材料として例えば火山溶岩セラミック材、陶磁材、鋼材などを選択することが出来る。

発明を実施するための最良の形態

0015

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

0016

図1乃至図3に示すように、この実施形態の含水性廃棄物の処理機構は、処理すべき含水性廃棄物1(図2参照)から水分2が落下分離していくようにすると共に、水分2が減少してきている含水性廃棄物1に火熱を直接的に及ぼして加熱する加熱機構3と、分離せしめられた水分2を蒸発せしめる加熱槽4とを具備する。

0017

そして、供給された含水性廃棄物1を回転させつつ火熱を及ぼす回転式火格子5を具備し、前記火格子5の間隙6から水分2が落下分離していくようにしている。回転火格子5は側面視すると十字状としており、M(図1参照)はモータである。

0018

生ゴミ等の含水性廃棄物1は、先ず第1加熱領域7で回転火格子5により回転せしめられながら、加熱機構3としてのバーナーBによって加熱焼却せしめるようにしている。8(図3参照)は、第1加熱領域7の掃除口である。

0019

第1加熱領域7への投入口9から、ポリ袋等に収納された生ゴミを前記火格子5の上に乗せる。そして、生ゴミは回転火格子5上で緩やかに回転しながらバーナーBからの火焔及び熱風により加熱されると共に、その水分2は分離落下する。分離した水分2は、第1加熱領域7の下に設けられている加熱槽4で処理される。

0020

第1加熱領域7での処理を詳述すると、次の通りである。第1加熱領域7への投入口9の扉10を開けて生ゴミ入りのポリ袋を1〜2袋投入し、回転火格子5の上に乗せる。そして回転火格子5を90°回転せしめ、再び投入口9の扉10を開けてポリ袋を投入する。これを4回繰り返すと、回転火格子5の4区画の全てに生ゴミを入れることができる。

0021

バーナーBを点火し、回転火格子5を回転させ処理を開始する。第1加熱領域7の回転火格子5の上でポリ袋が加熱され破れることにより、中から水分2や液状成分が流出する。回転火格子5の回転運動に伴って前記火格子5の上で生ゴミ等が押されて動くことにより、水分2が更に絞り出される。

0022

生ゴミ中の水分2が分離されていくので、早く乾燥し燃えやすい状態となる。乾燥が進み燃えやすい状態になると炉内温度上がり、バーナーBを途中で停めても自燃するようになり火焔が大きくなる。なお、温度センサーによって自燃している状況を検知してバーナーBを停止することにより、燃費を良くすることができる。

0023

その後、第1加熱領域7の温度が下がると投入口9の扉10を開けることができるので、次のゴミを投入してゴミの焼却処理を繰り返す。

0024

第1加熱領域7で含水性廃棄物1から分離した水分2は、SUSパイプ11(図3参照)から噴霧管12の複数孔部(図示せず)を介して加熱槽4上へふり注ぐようにしている。

0025

加熱槽4には比重が1より大であると共に沸点が水より高い加熱媒体13が貯留され、この加熱媒体13により水分2を加熱するようにしている。前記加熱媒体13として、錫、鉛、又は易融合金のように、溶融時の流動性がよいと共に酸化安定性に優れる100 〜250 ℃程度の低融点金属を用いている。

0026

加熱槽4では、加熱媒体13である溶融金属の中にシーズヒーター(図示せず)を浸漬している。これによるとシーズヒーターからの伝熱により溶融金属と水分2との界面の全てから水分2を加熱することができるので伝熱効率が高いと共に、溶融金属の存在によりシーズヒーターが赤熱するまで過熱することがないので安全性及び耐久性に優れる。

0027

また、飲食店等から出る生ゴミの水分2には食塩が多く加熱された加熱槽4の壁面に食塩水が接触すると腐食の進行が著しいが、この実施形態のものによると加熱媒体13なる溶融金属が加熱槽4の壁面と水分2との間に介在するので壁面の腐食を抑制できると共に、シーズヒーターは高温で腐食性のある温水には直接接触しないのでヒーター寿命を長くすることができる。

0028

含水性廃棄物1から分離せしめられた水分2の蒸発残渣を排出するための移送手段14を、前記加熱槽4に具備せしめている。移送手段14として、スクリューコンベアを選択した。このスクリューコンベアは、その下方領域が溶融金属に浸漬する態様で加熱槽4に設置している。なお移送手段14として、チェーン配送スクレーパー等を用いることも出来る。

0029

第1加熱領域7から分離された水分2は加熱槽4の溶融金属の上で蒸発乾燥され、その残渣はスクリューコンベアのかき上げ用の羽根15により第2加熱領域16へと移送される。このように、含水性廃棄物1から分離せしめられた水分2の蒸発残渣を移送手段14により排出することによって、加熱槽4への残渣の堆積を防止し、当初の伝熱効率を維持することができる。

0030

また、高温の溶融金属と水分2とはスクリューコンベアのかき上げ用の羽根15により一緒にかき上げられるので、相互間の接触伝熱が良く空気との接触も十分行われるので加熱燃焼効率が高い。

0031

なお、生ゴミ入りのポリ袋が破れて多量の水が一度に加熱槽4に流れ落ちると溶融金属が冷却固化してくるが、加熱槽4の溶融金属が設定温度以下になったことを温度センサが検知するとスクリューコンベアが停止するようにしている。そして、水分2の蒸発が進み加熱媒体13の温度が設定温度以上になり昇温溶融するとスクリューコンベアは再び動き始め、乾燥炭化した灰などの残渣を第2加熱領域16に排出するようにしている。

0032

第2加熱領域16へは前記加熱槽4での残渣と共に、第1加熱領域7で焼却された廃棄物の燃え殻も回転火格子5の回転により送られてくる。これらは第2加熱領域16の断面三角形鉄格子17上で、更にバーナーBの火焔により完全に燃焼される。なお第2加熱領域16の炉室内温度をセンサーが検知し、自燃している時にはバーナーBを停止することにより省資源を図っている。

0033

次に、含水性廃棄物1を加熱した際に発生する燃焼ガスを更に加熱燃焼せしめる燃焼ガス再加熱流路18を具備せしめており、前記燃焼ガス再加熱流路18中に耐火材から成る邪魔板19(図3参照)を設けている。耐火材の材料として火山の溶岩、セラミック材、陶磁材、鋼材などを選択することが出来る。なお20はシロッコファン、21は冷却コイル図3参照)である。

0034

第1加熱領域7や第2加熱領域16で発生した燃焼ガスは、燃焼ガス再加熱流路18でバーナーBの1000℃以上の火焔により800 ℃以上(望ましくは1000℃以上)に加熱されるようにしている。

0035

ところでダイオキシンポリクロジベンゾパラダイオキシン)は猛毒性の化学物質であり、塩化ビニール等のプラスチックを焼却するときに発生することがある(ダイオキシン類飛灰中塩化銅塩化鉄炭素触媒として特に300 ℃付近で多く生成すると言われているが、700 ℃以上で完全燃焼を行えば完全に分解できると言われている)。

0036

すなわち生ゴミを焼却する際にポリ袋やプラスチック製品から有毒ガスが発生することがあり得るが、この実施形態のものは燃焼ガス再加熱流路18における800 ℃以上の高温での二次燃焼により、また邪魔板19や火焔のガイドによって渦流を生じさせバーナーBの火焔と燃焼ガスとを十分に混合することにより、燃焼ガス中未燃焼成分悪臭成分やダイオキシン等の有害成分を完全に燃焼させて無害化することができる。

0037

そして最終的に燃焼ガスは、サイクロン22により塵を除去してから煙突により大気中に排気する。

0038

なお含水性廃棄物1がし尿汚泥のような流動様の液体の場合は、ポンプにより第1加熱領域7に注入し、第1加熱領域7の底に設けたパンチングメタル等のスリット部(図示せず)で水分2等の液状部を加熱槽4に分離落下せしめ、固形分は第1加熱領域7に残され回転火格子5によりかき上げられながらバーナーBの火焔により燃焼するように構成することができる。

0039

次に、この実施形態の含水性廃棄物の処理機構の使用状態を説明する。この含水性廃棄物の処理機構によると、処理すべき含水性廃棄物1から分離せしめられた水分2を加熱槽4にて蒸発せしめると共に、水分2が落下分離して減少してきている含水性廃棄物1に加熱機構3にて火熱を直接的に及ぼして加熱することにより、水分2を含んだままの含水性廃棄物1を円筒釜の外側から間接的に加熱する従来のものと比べてより高温に加熱することが可能である。したがって、含水性廃棄物1の処理を従来よりも速く行うことが出来るという利点がある。

0040

すなわち水分2を多く含有する生ゴミや感染性廃棄物、し尿等から水分2を分離することにより含水性廃棄物1廃棄物は早く脱水乾燥され燃焼し易くなる。

0041

その他に、次のような利点がある。液状部に多く含まれている食塩等の無機塩は水分2中の含有成分として主として加熱槽4中の溶融金属で処理されるので、これらが第1加熱領域7の内壁や回転火格子5に固着して回転火格子5の回転を妨げたり、腐食させたりするという障害を抑制することができる。

0042

また木や紙等の加撚性ゴミのみならず、水分2を多量に含む難燃性の生ゴミや汚泥、し尿やプラスチック等の廃棄物でも処理することが出来る。

0043

さらに、従来の含水性廃棄物の処理機構によると処理後に廃棄物は炭化して嵩は低くなるものの炭化した後に焼却等の再処理が必要であったが、この実施形態のものは焼却処理により最終的な灰化まで行うことが出来るので非常に処理効率が高いと共により少量化を図ることができる。

0044

次に、この発明の構成を実施例より具体的に説明する。

0045

給食会社で生じた残飯100 Kgを用いて試験を行った。この残飯100 Kgを均等になるように混合し、10Kgづつのポリ袋に取り分けた。この残飯10Kgの内訳は次の通りであった。

0046

ご飯やスパゲッティーなどの固形分(約1.5 Kg)、おかずの焼き魚野菜羅、キャベツトマトナスなどの固形分(約5.8 Kg)、割り箸紙袋などの可燃物(約1.3 Kg)、プラスチック容器等の合成物質(約0.6 Kg)、前記ものからしみ出した味噌汁醤油ソース、野菜の煮付け汁などの水分(0.8 Kg)。

0047

第1加熱領域の投入口から回転火格子の上に、10Kg×2袋を90°づつ4回回転させて8袋で合計80Kgを投入し処理を開始した。処理開始から1時間経過後に第1加熱領域の投入口の扉を開けて、残りの20Kgを投入した。それから2時間経過後バーナーを全て停止し、更に30分経過後に灰を取り出した。

0048

取り出した灰の中には細かい黒い炭化物も少し残っていたが(5%位)、大部分は灰白色の灰となっていた。投入量100 Kgに対し、蒸発燃焼後の残渣は9.7 Kg(9.7 %)であった。

0049

一方、比較のため従来の含水性廃棄物の処理機構(生ゴミ炭化処理装置)により、前記と同じ生ゴミ100 Kgを処理した。処理開始後投入した生ゴミを炭化させ処理が終了するまで、約5時間を要した。投入量100 Kgに対し、蒸発炭化後の残渣は16Kg(16%)であった。

0050

この実施例のものによると比較例のものよりも非常に処理時間が短いと共に、炭化段階ではなく完全燃焼させ灰化まですることができ、且つより少量化することができた。

発明の効果

0051

この発明は上述のような構成であり、次の効果を有する。

0052

水分を含んだままの含水性廃棄物を円筒釜の外側から間接的に加熱する従来のものと比べてより高温に加熱することが可能であるので、含水性廃棄物の処理を従来よりも速く行うことが出来る処理機構を提供することができる。

図面の簡単な説明

0053

図1この発明の含水性廃棄物の処理機構の実施形態を正面視した構造の説明図。
図2図1の含水性廃棄物の処理機構を側面視した構造の説明図。
図3図1の含水性廃棄物の処理機構を正面視した構造のシステムフロー図。

--

0054

1含水性廃棄物
2 水分
3加熱機構
4加熱槽
5回転式火格子
6間隙
13加熱媒体
14移送手段
18燃焼ガス再加熱流路
19 邪魔板

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