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技術 有機系廃棄物処理装置及び方法

出願人 株式会社IHI株式会社IHIアグリテック
発明者 佐々裕美秋山弘之平田哲也能勢吉弘川手修一山岸章一下田直樹
出願日 2003年11月11日 (16年4ヶ月経過) 出願番号 2003-381820
公開日 2005年6月9日 (14年9ヶ月経過) 公開番号 2005-144244
状態 特許登録済
技術分野 固体廃棄物の処理
主要キーワード 結果処理装置 水蒸気源 分解圧力 チッパ 減菌処理 植物廃棄物 伐採木 オゾンガス中
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2005年6月9日)のものです。
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図面 (3)

課題

有機系廃棄物の処理における処理圧力及び処理温度をより低圧化、低温化する。有機系廃棄物処理装置をより低コスト化する。

解決手段

有機系廃棄物を所定のアルカリ液に浸漬する処理、あるいは撹拌しつつオゾンガスを吹き付けるまたはオゾン水漬けるなどの前処理によって分解容易化した有機系廃棄物Xを処理容器1内で蒸気分解する。

概要

背景

例えば特開2002−113444号公報には、食品廃棄物農業畜産廃棄物あるいは漁業廃棄物等の有機系廃棄物蒸気分解する技術が開示されている。この従来技術は、ボイラで発生した水蒸気反応器に供給することにより当該反応器内の有機系廃棄物を蒸気分解するものであり、当該蒸気分解によって生成された分解物に各種の処理を施すことにより、分解物中の液体成分から液体肥料を分離したり、分解物中の固形成分から肥料固形燃料を生成するものである。このような従来技術では、蒸気分解の反応器において有機系廃棄物の蒸気分解と同時に減菌処理及び不稔化処理を行うので、上記各肥料や固形燃料に別途減菌処理及び不稔化処理を行う必要がなく、有機系廃棄物の処理工程が簡単化される。
特開2002−113444号公報

概要

有機系廃棄物の処理における処理圧力及び処理温度をより低圧化、低温化する。有機系廃棄物処理装置をより低コスト化する。 有機系廃棄物を所定のアルカリ液に浸漬する処理、あるいは撹拌しつつオゾンガスを吹き付けるまたはオゾン水漬けるなどの前処理によって分解容易化した有機系廃棄物Xを処理容器1内で蒸気分解する。

目的

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、以下の点を目的とするものである。
(1)有機系廃棄物処理装置をより低コスト化する。
(2)有機系廃棄物の処理における処理圧力及び処理温度をより低圧化、低温化する。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

所定の前処理によって分解容易化した有機系廃棄物処理容器内蒸気分解することを特徴とする有機系廃棄物処理装置

請求項2

前処理は、有機系廃棄物を所定のアルカリ液に浸漬する処理であることを特徴とする請求項1記載の有機系廃棄物処理装置。

請求項3

処理容器内にアルカリ液を噴射するアルカリ液噴射手段を設け、該アルカリ液噴射手段から有機系廃棄物にアルカリ液を噴射することによって有機系廃棄物をアルカリ液に浸漬することを特徴とする請求項2記載の有機系廃棄物処理装置。

請求項4

前処理は、酸化剤を用いて有機系廃棄物を酸化分解する処理であることを特徴とする請求項1記載の有機系廃棄物処理装置。

請求項5

有機系廃棄物を攪拌する攪拌手段を設け、攪拌手段で有機系廃棄物を攪拌しつつオゾンガスを有機系廃棄物に吹き付けるあるいはオゾン水漬けることにより有機系廃棄物を酸化分解することを特徴とする請求項4記載の有機系廃棄物処理装置。

請求項6

有機系廃棄物は植物廃棄物であることを特徴とする請求項1〜5いずれかに記載の有機系廃棄物処理装置。

請求項7

所定の前処理によって分解容易化した有機系廃棄物を蒸気分解することを特徴とする有機系廃棄物処理方法

請求項8

前処理は、有機系廃棄物を所定のアルカリ液に浸漬する処理であることを特徴とする請求項7記載の有機系廃棄物処理方法。

請求項9

有機系廃棄物にアルカリ液を噴射することによって有機系廃棄物をアルカリ液に浸漬することを特徴とする請求項8記載の有機系廃棄物処理方法。

請求項10

前処理は、酸化剤を用いて有機系廃棄物を酸化分解する処理であることを特徴とする請求項7記載の有機系廃棄物処理方法。

請求項11

有機系廃棄物を攪拌しつつオゾンガスを有機系廃棄物に吹き付けるあるいはオゾン水に漬けることにより有機系廃棄物を酸化分解することを特徴とする請求項10記載の有機系廃棄物処理方法。

請求項12

有機系廃棄物は植物廃棄物であることを特徴とする請求項7〜11いずれかに記載の有機系廃棄物処理方法。

技術分野

0001

本発明は、有機系廃棄物処理装置及び方法に関する。

背景技術

0002

例えば特開2002−113444号公報には、食品廃棄物農業畜産廃棄物あるいは漁業廃棄物等の有機系廃棄物蒸気分解する技術が開示されている。この従来技術は、ボイラで発生した水蒸気反応器に供給することにより当該反応器内の有機系廃棄物を蒸気分解するものであり、当該蒸気分解によって生成された分解物に各種の処理を施すことにより、分解物中の液体成分から液体肥料を分離したり、分解物中の固形成分から肥料固形燃料を生成するものである。このような従来技術では、蒸気分解の反応器において有機系廃棄物の蒸気分解と同時に減菌処理及び不稔化処理を行うので、上記各肥料や固形燃料に別途減菌処理及び不稔化処理を行う必要がなく、有機系廃棄物の処理工程が簡単化される。
特開2002−113444号公報

発明が解決しようとする課題

0003

ところで、上記従来の処理装置では、高温高圧の水蒸気に対応する圧力容器としての反応器、水蒸気源としてのボイラ及び各種配管設備に数MPaの圧力に耐え得るもの、かつ、200°C以上の温度に耐え得るものを用いる必要があり、この結果処理装置が高価なものになるという問題点がある。また、安全性の面から処理装置における処理圧力処理温度をより低圧低温化したいという要望がある。

0004

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、以下の点を目的とするものである。
(1)有機系廃棄物処理装置をより低コスト化する。
(2)有機系廃棄物の処理における処理圧力及び処理温度をより低圧化、低温化する。

課題を解決するための手段

0005

上記目的を達成するために、本発明では、所定の前処理によって分解容易化した有機系廃棄物を処理容器内で蒸気分解するという手段を採用する。

発明の効果

0006

本発明によれば、前処理によって有機系廃棄物を分解容易化するので、前処理を行わない場合に比較して、蒸気分解する際の処理圧力を低圧化することが可能であると共に処理温度を低温化することが可能である。したがって、装置コストを低コスト化することができると共に、装置の安全性を向上させることができる。

発明を実施するための最良の形態

0007

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態に係る有機系廃棄物処理装置の概略構成図である。この図において、符号Xは有機系廃棄物、1は処理容器、2はシャワー装置、3は蒸気ボイラ、4は給気弁、5は排気弁、6はドレイン排出弁、7は安全弁、8は圧力計、9は温度計である。

0008

有機系廃棄物Xは、植物廃棄物、より具体的には刈草伐採木剪定枝等の草木あるいは農業廃棄物である。このような有機系廃棄物Xは、ウッドチッパ等によって予め細かく裁断されたものであり、例えば籠状金属容器収納された状態で処理容器1内に収容される。

0009

処理容器1は、一種の圧力容器であり、給気弁4を介して蒸気ボイラ3から供給される水蒸気によって有機系廃棄物Xを蒸気分解する。この処理容器1は、側部が開閉ドアになっており、当該開閉ドアを介して内部に蒸気有機系廃棄物Xを収容する。シャワー装置2は、このような処理容器1内の上方に設けられており、下方に配置された有機系廃棄物Xに対して上方からアルカリ液噴射する。蒸気ボイラ3は、水蒸気を発生させ、給気弁4を介して上記処理容器1に供給する。

0010

給気弁4は、水蒸気の処理容器1への供給を制御する制御弁である。この給気弁4は、自らの開閉状態を変更することにより処理容器1内の温度及び圧力が所定値となるように、つまり処理容器1内における蒸気分解の処理条件を設定する。排気弁5は、蒸気分解後排ガスを外部に排出するために処理容器1に付随して設けられた排出経路途中部位に備えられている。この排気弁5は、有機系廃棄物Xの蒸気分解時には閉じられて排出経路を閉鎖する一方、蒸気分解が終了すると開放される。

0011

ドレイン排出弁6は、処理容器1の低部に溜まる液体成分を外部に排出するために設けられている。この液体成分は、有機系廃棄物Xを蒸気分解することによって得られる有機系廃棄物Xの抽出液である。安全弁7は、処理容器1内が異常圧力となったときに開状態となって処理容器1を保護する。圧力計8は、処理容器1の内圧つまり処理容器1内における蒸気分解の分解圧力計測する。温度計9は、処理容器1の内部温度つまり処理容器1内における蒸気分解の分解温度を計測する。

0012

なお、図1では、本有機系廃棄物処理装置制御構成については省略している。本有機系廃棄物処理装置には実際は制御装置が付随しており、この制御装置は、圧力計8及び温度計9の各測定値に基づいて処理容器1内で生じる蒸気分解の処理条件が所定条件となるように給気弁4を制御すると共に、蒸気分解の処理時間等に応じて排気弁5やドレイン排出弁6の開閉を制御する。

0013

次に、本有機系廃棄物処理装置の要部動作について説明する。
本有機系廃棄物処理装置は、有機系廃棄物Xの処理容器1への収容が完了すると、前処理としての分解処理を開始する。すなわち、本有機系廃棄物処理装置は、シャワー装置2から有機系廃棄物Xに向けてアルカリ液を噴射することにより有機系廃棄物Xをアルカリ液で浸漬された状態とする。

0014

このアルカリ液は、pH10〜pH12のアルカリ度に設定されている。そして、有機系廃棄物Xは、その種類に応じて所定期間放置される。この放置の間、有機系廃棄物Xはアルカリ液によって十分に分解されるが、この分解では有機系廃棄物Xつまり草木に含まれる繊維質の分解が促進される。ここで、アルカリ液のアルカリ度の上限をpH12としたのは、処理容器1や各種配管及び各種弁の腐食を防止するためである。

0015

このようにして前処理が終了すると、本有機系廃棄物処理装置は、蒸気分解処理を開始する。すなわち、本有機系廃棄物処理装置は、排気弁5及びドレイン排出弁6を閉状態とする一方、給気弁4を開状態として処理容器1内に蒸気ボイラ3の水蒸気を供給させる。この蒸気分解処理における処理条件つまり処理圧力及び処理温度は、有機系廃棄物Xが前処理においてアルカリ液によって分解処理されているので、当該分解処理を行わない場合よりも低圧かつ低温である。

0016

そして、本有機系廃棄物処理装置は、有機系廃棄物Xを所定の処理時間に亘って蒸気分解すると、蒸気分解処理によって有機系廃棄物Xから溶出した有機酸酸性中和するためにシャワー装置2からアルカリ液を再度噴射する。そして、本有機系廃棄物処理装置は、排気弁5及びドレイン排出弁6を開状態とし、処理容器1の低部に溜まる液体成分をドレイン排出弁6を介して外部に排出する一方、蒸気分解後の排ガスを排気弁5を介して大気に放出する。また、処理容器1内に残った固形物は、開閉ドアを介して外部に搬出される。

0017

本有機系廃棄物処理装置によれば、有機系廃棄物Xが前処理においてアルカリ液によって分解処理されるので、蒸気分解処理における処理圧力及び処理温度をアルカリ液による分解処理を行わない場合よりも低圧かつ低温に設定することが可能であり、よって装置コストを低コスト化することができると共に装置の安全性を向上させることができる。

0018

なお、上記実施形態では、シャワー装置2から有機系廃棄物Xに向けてアルカリ液を噴射することにより有機系廃棄物Xをアルカリ液で浸漬された状態とする、つまり処理容器1内でアルカリ液によって分解処理するが、有機系廃棄物Xを処理容器1に収容する前に有機系廃棄物Xをアルカリ液に浸漬させて分解処理を行うようにし、搬送装置を用いることにより分解処理が完了した有機系廃棄物Xを処理容器1内に収容するようにしても良い。この場合、アルカリ液による処理容器1や各種配管及び各種弁の腐食について配慮する必要がないので、アルカリ液のアルカリ度の上限をpH12よりさらに大きくすることができる。

0019

〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態について図2を参照して説明する。
図2において、符号Xは有機系廃棄物、1は処理容器、3は蒸気ボイラ、4は給気弁、5は排気弁、6はドレイン排出弁、7は安全弁、8は圧力計、9は温度計、10はチャンバ、11は攪拌器、12はオゾナイザである。なお、この図2では、上記第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付している。したがって、以下の説明では、このような同一の構成要素に対する重複説明を省略し、新たな構成要素のみについて説明する。

0020

チャンバ10は、前処理において有機系廃棄物Xを収容する容器であり、内部に攪拌器11を備える一方、オゾナイザ12によって外部からオゾンガスが供給される。攪拌器11は、チャンバ10内に収容された有機系廃棄物Xを攪拌するためのものである。オゾナイザ12は、オゾンガスを発生してチャンバ10に供給する。これらチャンバ10、攪拌器11及びオゾナイザ12は、前処理装置を構成している。

0021

本第2実施形態に係る有機系廃棄物処理装置では、最初に前処理装置によって有機系廃棄物Xが酸化剤としてのオゾンガスによって酸化分解処理される。すなわち、有機系廃棄物Xは、チャンバ10内で攪拌器11によって攪拌されながらオゾナイザ12から供給されたオゾンガスが吹き付けられることによって酸化分解される。この酸化分解処理におけるオゾンガスは1000ppm以上の濃度に設定され、有機系廃棄物Xは、このようなオゾンガス中に例えば約1時間程度曝される。このような酸化分解処理では、有機系廃棄物X中のリグニンの分解が促進される。

0022

そして、このような前処理が完了すると、有機系廃棄物Xはチャンバ10から取り出されて処理容器1内に収容される。そして、有機系廃棄物Xは、排気弁5及びドレイン排出弁6が閉状態とされる一方、給気弁4が開状態となって蒸気ボイラ3の水蒸気が処理容器1内に供給されることによって蒸気分解処理される。

0023

本有機系廃棄物処理装置によれば、有機系廃棄物Xがオゾンガスによって酸化分解処理(前処理)されるので、蒸気分解処理における処理圧力及び処理温度を上記酸化分解処理を行わない場合よりも低圧かつ低温に設定することが可能であり、よって装置コストを低コスト化することができると共に装置の安全性を向上させることができる。

0024

なお、上記実施形態では酸化剤としてオゾンガスを用いたが、酸化剤はこれに限定されるものではなく、例えばオゾン水過酸化水素を用いても良い。

図面の簡単な説明

0025

本発明の第1実施形態に係わる有機系廃棄物処理装置の概略構成図である。
本発明の第2実施形態に係わる有機系廃棄物処理装置の概略構成図である。

符号の説明

0026

1…処理容器、2…シャワー装置、3…蒸気ボイラ、4…給気弁、5…排気弁、6…ドレイン排出弁、7…安全弁、8…圧力計、9…温度計、10…チャンバ、11…攪拌器、12…オゾナイザ

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