JP2009172546A - 有機廃棄物の処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易な設備により悪臭を除去しつつ低エネルギー量で含水性の有機廃棄物の炭化を可能とした有機廃棄物の処理装置を提供する。
【解決手段】有機廃棄物と気体とを接触させることで該有機廃棄物に乾燥処理を施す乾燥炉10と、乾燥処理が施された有機廃棄物に炭化処理を施す炭化炉20と、乾燥炉10から排出された気体に無害化処理を施す排ガス処理部30とを備える有機廃棄物の処理装置1であって、排ガス処理部30が、区画された分離室を有する処理塔と、処理液を貯留する処理液貯留槽と、排ガス噴出機構とを備え、排ガス噴出機構が、処理液と気体とを混合して混合気体を生成するとともに該混合気体を処理塔内に流通させることで気体の無害化処理を行うことを特徴としている。
【選択図】図1
【解決手段】有機廃棄物と気体とを接触させることで該有機廃棄物に乾燥処理を施す乾燥炉10と、乾燥処理が施された有機廃棄物に炭化処理を施す炭化炉20と、乾燥炉10から排出された気体に無害化処理を施す排ガス処理部30とを備える有機廃棄物の処理装置1であって、排ガス処理部30が、区画された分離室を有する処理塔と、処理液を貯留する処理液貯留槽と、排ガス噴出機構とを備え、排ガス噴出機構が、処理液と気体とを混合して混合気体を生成するとともに該混合気体を処理塔内に流通させることで気体の無害化処理を行うことを特徴としている。
【選択図】図1
Description
本発明は、有機廃棄物の処理装置に関する。
近時、環境保護等の観点から、食品残渣物や家畜***物等の含水性の有機廃棄物について、炭化処理を施すことにより、燃料として有効利用することが望まれている。
そして、従来、多数の有機廃棄物の炭化処理方法が開示されており、実用化に至っている。
そして、従来、多数の有機廃棄物の炭化処理方法が開示されており、実用化に至っている。
このような有機廃棄物の炭化処理方法として、例えば特許文献1には、図3(a)に示す炭化処理装置100ように、乾燥炉110により有機廃棄物の水分量を高温ガスによる加熱によって減少させた後、炭化炉120において高温雰囲気下において炭化させる方法が開示されている。そして、乾燥炉110で発生する蒸発ガスは送気管121を介して燃焼炉130に送られて、燃焼処理が施されている。
また、特許文献2には、図3(b)に示すように、有機廃棄物の乾燥処理を施す乾燥炉210と、乾燥炉210により乾燥処理が施された有機廃棄物に炭化処理を施す炭化炉220と、を上下方向に並設して配置することで炭化処理装置200のコンパクト化を図るとともに、炭化炉220の高温ガスを乾燥炉210の熱源として有効利用する炭化処理装置200が開示されている。そして、乾燥炉210内の熱風は、二次燃焼炉230において燃焼処理が施される。
ところが、前記従来の有機廃棄物の炭化処理装置100,200は、炭化炉120,220の熱エネルギーを乾燥炉110,210に利用して有機廃棄物に乾燥処理を施すことで、炭化処理時のエネルギー量の低下を図っているが、効率的な乾燥処理のためには乾燥炉110,210を高温雰囲気下に維持するために加熱する必要があることや、乾燥炉110,210で発生した蒸発ガスGの燃焼処理を高温下で行うことなど、乾燥炉110,210と炭化炉120,220と燃焼炉130,230とにそれぞれ加熱手段を備える必要があり、使用エネルギーの省力化に限界があった。
また、排気ガスGに対する燃焼処理は、一定の時間を要するため、乾燥炉110,210および炭化炉120,220の処理能力に応じて大規模な燃焼炉130,230が必要となる場合があり、炭化処理装置100,200全体のコンパクト化に限界があった。
また、乾燥炉110,210による有機廃棄物の乾燥には、大量の高温ガスを必要とするが、燃焼炉130,230による燃焼処理に一定時間を要するため、大量の高温ガスを連続して排出することができず、有機廃棄物の乾燥に時間を要していた。
また、乾燥炉110,210による有機廃棄物の乾燥には、大量の高温ガスを必要とするが、燃焼炉130,230による燃焼処理に一定時間を要するため、大量の高温ガスを連続して排出することができず、有機廃棄物の乾燥に時間を要していた。
本発明は、前記の問題点を解決することを目的とするものであり、簡易な設備により低エネルギー量で含水性の有機廃棄物の炭化を可能とした有機廃棄物の処理装置を提供することを課題とする。
前記課題を解決するために、本発明の有機廃棄物の処理装置は、有機廃棄物と気体とを接触させることで該有機廃棄物に乾燥処理を施す乾燥炉と、乾燥処理が施された前記有機廃棄物に炭化処理を施す炭化炉と、前記乾燥炉から排出された前記気体に無害化処理を施す排ガス処理部と、を備えており、前記排ガス処理部が、区画された分離室を有する処理塔と、処理液を貯留する処理液貯留槽と、排ガス噴出機構と、を備え、前記排ガス噴出機構が、前記処理液と前記気体とを混合して混合気体を生成するとともに該混合気体を前記処理塔内に流通させることで前記気体の無害化処理を行うことを特徴としている。
かかる乾燥炉から排出された気体(排ガス)について、燃焼処理を施すことなく、処理を行うため、使用エネルギーの省力化が可能となる。また、気体は、処理液内へ噴射や処理液とともに噴射されること等により、接触面積が大きな状態で処理液と接触する(混合される)ため、処理塔内での無害化反応(悪臭除去)が促進される。そのため、比較的簡易な設備により排ガス処理部を構成することが可能となり、装置全体のコンパクト化が可能となる。
また、排ガス処理部は、気体を瞬時に処理することを可能としているため、処理能力が高く、乾燥炉において使用する大容量の気体の流れを止めることなく処理することを可能としている。そのため、乾燥炉において有機廃棄物の含水比を、短時間で10〜20%の範囲内にまで低下させることを可能としている。さらに、乾燥処理が施された有機廃棄物は、含水比が低いため、炭化炉における炭化処理時の温度を低い温度で行うことが可能となる。
また、加熱手段としては炭化炉にのみ配置すればいいため、装置のコンパクト化およびランニングコストの低減化を可能としている。
また、前記有機廃棄物の処理装置において、前記気体が、前記炭化炉から排出された熱風であれば、乾燥処理をより効率的に行うことが可能となるため、好適である。
また、前記有機廃棄物の処理装置において、前記炭化炉で使用する燃料が、該炭化炉により炭化処理が施された有機廃棄物であれば、処理装置のランニングコストの低減化が可能となるため、好適である。
本発明の有機廃棄物の処理装置によれば、簡易な設備により悪臭を除去しつつ低エネルギー量で含水性の有機廃棄物の炭化が可能となる。
本発明の好適な実施の形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
参照する図面において、図1は本実施形態に係る有機廃棄物の処理装置の全体構成を説明するための模式図である。図2は本実施形態に係る排ガス処理部の構成を示す断面図である。
参照する図面において、図1は本実施形態に係る有機廃棄物の処理装置の全体構成を説明するための模式図である。図2は本実施形態に係る排ガス処理部の構成を示す断面図である。
本実施形態に係る有機廃棄物の処理装置1は、図1に示すように、有機廃棄物と気体とを接触させることで該有機廃棄物に乾燥処理を施す乾燥炉10と、乾燥処理が施された有機廃棄物に炭化処理を施す炭化炉20と、乾燥炉から排出された気体に無害化処理(本実施形態では脱臭処理)を施す排ガス処理部30と、を備えている。
乾燥炉10は、原料投入口11から投入された有機廃棄物である処理原料T1を、乾燥させる装置であって、本実施形態では、水分が50%程度の処理原料T1を約15%にまで乾燥させる。なお、乾燥炉10による乾燥処理が施された処理原料T1の水分は15%に限定されるものではなく、適宜設定することが可能であるが、20%程度以下まで低下させるのが望ましい。
乾燥炉10の構成は限定されるものではないが、本実施形態では、内部に処理原料T1の撹拌と輸送を行うリフタを備えた、いわゆるロータリードライヤを採用するものとし、投入口11から内部に投入された処理原料T1を、撹拌しながら排出口12へと輸送する。本実施形態では、乾燥炉10として、ドラムの内壁面にリフタが形成されているとともにドラムの内部に破砕撹拌翼を備えたものを使用するが、乾燥炉(ロータリードライヤ)10の構成は限定されるものではなく、適宜公知のロータリードライヤの中から選定して使用すればよい。また、乾燥炉10はロータリードライヤに限定されるものではなく、適宜公知の乾燥炉の中から選定して採用すればよい。
本実施形態にかかる乾燥炉10には、熱風発生炉13が接続されており、熱風発生炉13から送風されて排出口12側から流入した熱風(気体)A1が、投入口11側へと乾燥炉10内を通過することで、乾燥炉10内の処理原料と接触し、処理原料T1の水分を蒸発させる。
本実施形態では、熱風発生炉13に、炭化炉20から発生した排ガスG3を取り入れるものとする。高温の排ガスG3を利用することにより、熱風発生炉13の省力化を図るものとする。なお、熱風発生炉13は、必ずしも排ガスG3を利用していなくてもよい。また、排ガスG3を熱風発生炉13を介することなく直接乾燥炉10に送気してもよい。
乾燥炉10には、送気管14が接続されており、乾燥炉10を通過した熱風A1(排ガスG1)が排ガス処理部30へと送気されることが可能となるように構成されている。
なお、本実施形態では、乾燥炉10に送気される気体として、熱風A1を使用するものとしたが、必ずしも熱風A1である必要はない。
また、熱風発生炉13は必要に応じて配設すればよく、必ずしも使用する必要はない。また、熱風発生炉13の構成は限定されるものではなく、適宜公知の熱風発生炉の中から選定して使用することが可能である。さらに熱風発生炉13の燃料も限定されるものではない。
また、熱風発生炉13は必要に応じて配設すればよく、必ずしも使用する必要はない。また、熱風発生炉13の構成は限定されるものではなく、適宜公知の熱風発生炉の中から選定して使用することが可能である。さらに熱風発生炉13の燃料も限定されるものではない。
乾燥炉10から発生した排ガスG1は、集塵設備(本実施形態ではバグフィルター)40を通過して塵等の不純物が取り除かれた後、排ガス処理部30により無害化処理が施される。
炭化炉20は、乾燥炉10により水分が約15%にまで落とされた処理原料T2に熱処理を施して、処理原料T2を炭化炭T3にする装置である。
本実施形態では、炭化炉20として、外熱式ロータリーキルンを使用するものとするが、炭化炉の構成は限定されるものではなく、公知の炭化炉の中から適宜選定して使用すればよい。
本実施形態では、炭化炉20として、外熱式ロータリーキルンを使用するものとするが、炭化炉の構成は限定されるものではなく、公知の炭化炉の中から適宜選定して使用すればよい。
炭化炉20に使用する燃料も限定されるものではなく、重油やプロパンガスや炭化炭等適宜公知の燃料の中から選定して使用するものとする。
炭化炉20により炭化処理が施された処理原料T2である炭化炭T3は、ロータリークーラ等の冷却機21により冷却処理が施された後、炭化物貯蔵槽22に貯蔵させる。
炭化炉20により炭化処理が施された処理原料T2である炭化炭T3は、ロータリークーラ等の冷却機21により冷却処理が施された後、炭化物貯蔵槽22に貯蔵させる。
冷却機21を構成するロータリークーラの構成は限定されるものではなく、適宜公知のロータリークーラが採用可能である。また、冷却機21はロータリークーラに限定されるものではなく、適宜公知の冷却機に中から選定して採用することが可能である。
排ガス処理部30は、乾燥炉10から発生した排ガスG1の無害化処理(悪臭除去)を行う装置であって、図2に示すように、区画された分離室を有する処理塔31と、処理液Wを貯留する処理液貯留槽32と、排ガス噴出機構33とを備えている。
処理塔31は、円筒状のケーシングからなり、その内部には、最下部において仕切板34aによって仕切られた処理液貯留槽32と、処理液貯留槽32の上部において仕切板34bによって仕切られた第一水分分離室35aと、第一水分分離室35aの上部において仕切板34cによって仕切られた第二水分分離室35bと、第二水分分離室35bの上部において仕切板34dによって仕切られた第三水分分離室35cと、第三水分分離室35cの上部において仕切板34eによって仕切られた第四水分分離室35dと、仕切板34eの上側の第五水分分離室35eと、を備えて構成されている。
また、処理塔31は、一端(導入口33b)が処理塔31の周壁から突出し、他端が処理液貯留槽32内に配置された管体である排ガス噴出機構33を内部に備えている。
本実施形態に係る排ガス噴出機構33は、処理塔31の周壁から第四水分分離室35d内にほぼ水平に進入し、処理塔31の略中央で下方に向かってL字状に屈折し、仕切板34a,b,c,dの中心を通って垂下されている。
排ガス噴出機構33の導入口33bには、乾燥炉10に接続する送気管14(図1参照)が連結されており、乾燥炉10から排出された排ガスG1(気体)の流入が可能に構成されている。
排ガス噴出機構33の他端には、管内を通過した気体(排ガスG1)を水平方向に噴出できるように噴出孔33aが多数形成されている。
排ガス噴出機構33の他端には、管内を通過した気体(排ガスG1)を水平方向に噴出できるように噴出孔33aが多数形成されている。
また、各仕切り板34a、34b,34c,34d,34eには、それぞれ排ガス噴出機構33から噴射された排ガスの通気が可能となるように、通気孔hが形成されている。
乾燥炉10から排出された排ガスG1は、送気管14を介して排ガス噴出機構33に送気された後、排ガス噴出機構33の噴出孔33aから処理液貯留槽32の処理液W中にジェット噴射されることで、霧状であって接触面が大きくなった状態の処理液Wとともに処理塔31内を上昇する。
本実施形態では、処理液Wとして、多種類の糖類、アミノ酸、ビタミン、カンボン酸、鉄、カルシウム等を含む調合物を醸成後に強制酸化して加工した有機性処理液を使用する。なお、処理液Wは、用途(例えば脱臭等)に応じて適宜選定すればよく、前記のものに限定されるものではない。
処理液W内に排ガスG1をジェット噴射することにより排ガスG1は霧状の処理液Wとともに混合気体として、仕切板34aの通気孔hを通過して第一水分分離室35aに送り込まれる。排ガスG1および霧状の処理液Wの混合気体は、第一水分分離室35a内において、内壁面に繰り返し衝突することで反応を促進させつつ上昇し、仕切板34bの通気孔hを通過して第二水分分離室35b内に送り込まれる。第二水分分離室35bに送り込まれた排ガスG1および霧状の処理液Wの混合気体は、第二水分分離室35b内において内壁面に繰り返し衝突することで反応を促進させつつ上昇し、仕切板34cの通気孔hを通過して第三水分分離室35c内に送り込まれる。同様に排ガスG1及び霧状の処理液Wの混合気体が反応を促進させながら上昇することで、第五水分分離室35eまで送り込まれる。
このように、第五水分分離室35eに送り込まれた排ガスG1は、第一水分分離室35a〜第五水分分離室35eにおいて、有害物質と処理液Wとを繰り返し反応させることで無害化処理が施された処理ガスG2として、処理塔31の上部に形成された排気孔31aから排出される。
なお、各水分分離室35a〜35eにおいて混合気体から分離された処理液Wは、パイプ36を介して処理液貯留槽32へ返送される。
なお、各水分分離室35a〜35eにおいて混合気体から分離された処理液Wは、パイプ36を介して処理液貯留槽32へ返送される。
図1に示すように、排気孔31aから排気された処理ガスG2は、煙突41から排気される。
このように排ガス処理部30は、排ガスG1について、一定時間熱処理を施す等、処理の所定の時間を要することなく、乾燥炉10において発生した排ガスG1を、即座に処理して処理ガスG2として排出することを可能としているため、乾燥炉10において使用する熱風A1の流量が制限されることがない。
以上、本実施形態の有機廃棄物の処理装置によれば、排ガス処理を迅速に行うことを可能としているため、乾燥炉10による乾燥処理時について、大量の熱風を送ることが可能となる。そのため、有機廃棄物の乾燥を早期に行うことが可能であるとともに、含水比を15%程度以下にすることが可能となる。
また、乾燥炉10において、15%程度にまで乾燥させることにより、炭化炉20による炭化処理を従来500℃以上の温度で行っていたものを、それよりも低い温度(本実施形態では200℃〜300℃程度)で行うことが可能となる。したがって、炭化処理に使用する燃料の削減することでランニングコストを低下させることが可能となるため好適である。
また、乾燥炉10において、大量の送気を行っても処理することが可能なため、乾燥処理時の温度が低くても、有機廃棄物の水分を低下させることが可能となる。そのため、乾燥炉10で使用する燃料の従来の処理装置よりも削減することが可能となるため好適である。
また、乾燥炉10および炭化炉20に使用する燃料として、本処理装置1により生産された炭化炭を利用すれば、新たな資源を利用する必要がないため、安価であるとともに、限られた資源を消耗することがなく好適である。
処理装置1による有機廃棄物の炭化処理に伴い発生する悪臭は、排ガス処理部30により脱臭されるため、周辺環境に悪影響を及ぼすことがなく、好適である。
したがって、本実施形態係る処理装置1によれば、例えば酪農等に伴い発生する有機廃棄物を、炭化処理することで有効利用することが可能となる。
したがって、本実施形態係る処理装置1によれば、例えば酪農等に伴い発生する有機廃棄物を、炭化処理することで有効利用することが可能となる。
以上、本発明について、好適な実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
例えば、本発明の有機廃棄物の処理装置に適用可能な処理原料は限定されるものではなく、例えば、家畜***物や食品残渣物等、あらゆる有機廃棄物に適用可能である。
例えば、本発明の有機廃棄物の処理装置に適用可能な処理原料は限定されるものではなく、例えば、家畜***物や食品残渣物等、あらゆる有機廃棄物に適用可能である。
また、本発明の有機廃棄物の処理装置により生産された炭化物の使用用途は燃料に限定されるものではなく、例えば、肥料、土壌改良材、有機性脱臭剤等に使用することが可能である。
また、排ガス処理部の構成も前記のものに限定されるものではなく、例えば水分分離室の数を変化させる等、適宜設定することが可能である。
また、前記実施形態では、処理液内に排ガスを噴射させることにより排ガスと処理液との混合を行うものとしたが、排ガス中に処理液を噴射することにより混合し、この混合気体を処理塔内に噴射する構成としてもよく、処理液と排ガスの混合方法は限定されるものではない。
1 処理装置
10 乾燥炉
20 炭化炉
30 排ガス処理部
31 処理塔
32 処理液貯留槽
33 排ガス噴出機構
A1 熱風(気体)
G1 排ガス(気体)
W 処理液
10 乾燥炉
20 炭化炉
30 排ガス処理部
31 処理塔
32 処理液貯留槽
33 排ガス噴出機構
A1 熱風(気体)
G1 排ガス(気体)
W 処理液
Claims (3)
- 有機廃棄物と気体とを接触させることで該有機廃棄物に乾燥処理を施す乾燥炉と、
乾燥処理が施された前記有機廃棄物に炭化処理を施す炭化炉と、
前記乾燥炉から排出された前記気体に無害化処理を施す排ガス処理部と、を備える有機廃棄物の処理装置であって、
前記排ガス処理部が、区画された分離室を有する処理塔と、処理液を貯留する処理液貯留槽と、排ガス噴出機構と、を備え、
前記排ガス噴出機構が、前記処理液と前記気体とを混合して混合気体を生成するとともに該混合気体を前記処理塔内に流通させることで前記気体の無害化処理を行うことを特徴とする、有機廃棄物の処理装置。 - 前記気体が、前記炭化炉から排出された熱風であることを特徴とする請求項1に記載の有機廃棄物の処理装置。
- 前記炭化炉で使用する燃料が、該炭化炉により炭化処理が施された有機廃棄物であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の有機廃棄物の処理装置。
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