JP2013241523A

JP2013241523A - Solid fuel

Info

Publication number: JP2013241523A
Application number: JP2012115752A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Okazaki; 悟士岡▲崎▼; Ryosuke Taguchi; 亮介田口
Original assignee: JSR Corp
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 2012-05-21
Filing date: 2012-05-21
Publication date: 2013-12-05
Anticipated expiration: 2032-05-21
Also published as: JP5942587B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid fuel having a high exothermic amount though using sludge as a raw material, and being low in heat accumulating ignition property and dust explosion property.SOLUTION: A solid fuel is a granular material obtained by drying a sludge, wherein the proportion of particles of ≥1 mm and ≤5 mm in particle diameter is ≥80 mass%; the moisture content is ≤30 mass%; the exothermic amount is ≥4,000 kcal/kg. The solid fuel preferably contains a surfactant and a microparticulate synthetic resin or rubber. The sludge preferably contains an active sludge and a latex.

Description

本発明は、汚泥を原料とする固形燃料に関する。 The present invention relates to a solid fuel using sludge as a raw material.

近年、廃棄物を含めた資源の有効活用の点から、汚泥を原料として用いた固形燃料の開発が進められている（特開２００７−３２６９１１号公報参照）。上記固形燃料は、様々な成分を含む汚泥を原料としていることなどの理由で発熱量が不安定である。また、上記固形燃料は、通常、取扱性等の点から粒状に成型されるが、蓄熱発火性や粉塵爆発性を有するという不都合がある。 In recent years, solid fuel using sludge as a raw material has been developed from the viewpoint of effective utilization of resources including waste (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-326911). The solid fuel is unstable in calorific value because, for example, sludge containing various components is used as a raw material. In addition, the solid fuel is usually molded into a granular form from the viewpoint of handling properties and the like, but there is a disadvantage that it has a heat storage ignition property and a dust explosion property.

そこで、水素分と炭素分との原子数比が特定の範囲となるまで乾燥汚泥を炭化させ、かつ、この炭化処理をスチームを吹き込みながら行う固形燃料の製造方法が提案されている（特開２００７−１４６１３０号公報参照）。このようにして得られた固形燃料は、発熱量が高く、蓄熱発火も抑制することができるとされている。 Therefore, a method for producing a solid fuel has been proposed in which dry sludge is carbonized until the atomic ratio of hydrogen to carbon reaches a specific range, and this carbonization treatment is performed while blowing steam (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-2007). -146130). The solid fuel thus obtained is said to have a high calorific value and can also suppress stored heat ignition.

しかし、上記製造方法は特定の条件で炭化処理を行うため、特別な制御手段や装置が必要となる。また、炭化された固形燃料は脆いため発塵が生じやすく、そのため粉塵爆発が十分に抑えられているものではない。 However, since the above manufacturing method performs carbonization under specific conditions, special control means and equipment are required. Further, carbonized solid fuel is fragile and thus easily generates dust. Therefore, dust explosion is not sufficiently suppressed.

特開２００７−３２６９１１号公報JP 2007-326911 A 特開２００７−１４６１３０号公報JP 2007-146130 A

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、汚泥を原料としながら高い発熱量を有し、かつ蓄熱発火性及び粉塵爆発性の低い固形燃料を提供することを目的とする。 This invention is made | formed based on the above situations, and it aims at providing the solid fuel which has a high calorific value while using sludge as a raw material, and has low thermal storage ignition property and dust explosion property. .

上記課題を解決するためになされた発明は、
汚泥の乾燥により得られる粒状物であり、
粒径１ｍｍ以上５ｍｍ以下の粒子の割合が８０質量％以上、
含水率が３０質量％以下、
発熱量が４，０００ｋｃａｌ／ｋｇ以上の固形燃料である。 The invention made to solve the above problems is
It is a granular material obtained by drying sludge,
The proportion of particles having a particle size of 1 mm or more and 5 mm or less is 80% by mass or more,
Moisture content is 30% by mass or less,
Solid fuel with calorific value of 4,000 kcal / kg or more.

当該固形燃料は、所定の粒径及び含水率としているため帯電し難く、その結果蓄熱発火性が低い。また、当該固形燃料は、乾燥により得られる粒状物であるため、炭化処理されたもの等と比較して脆さが無く、粉塵になりにくいため粉塵爆発性が低い。さらに、当該固形燃料は、所定の含水率としていること等により発熱量が４，０００ｋｃａｌ以上と高く、燃料として好適である。なお、上記汚泥として有機性の活性汚泥だけでなくラテックスを用い、これらの混合比を調整すること、及び含水率を調整することなどにより、発熱量４，０００ｋｃａｌ／ｋｇ以上の固形燃料とすることができる。 Since the solid fuel has a predetermined particle size and water content, it is difficult to be charged, and as a result, heat storage and ignition are low. In addition, since the solid fuel is a granular material obtained by drying, it is less brittle and less likely to become dust as compared with carbonized one, so that the dust explosibility is low. Furthermore, since the solid fuel has a predetermined moisture content, the calorific value is as high as 4,000 kcal or more, and is suitable as a fuel. In addition, using not only organic activated sludge but also latex as the above sludge, adjusting the mixing ratio and adjusting the water content, etc., to produce a solid fuel with a calorific value of 4,000 kcal / kg or more. Can do.

当該固形燃料は、界面活性剤と、微粒子状の合成樹脂又はゴムとを含有することが好ましい。このように微粒子状の合成樹脂又は合成ゴムを含むことで発熱量が高まる。また、これらの成分がバインダーとして機能するため、脆さ、すなわち粉塵爆発性をより抑えることができる。さらには界面活性剤が含有されていることで、合成樹脂やゴムを均一に分散させることができるため、発熱量の安定性を高め、かつ蓄熱発火性を抑えることができる。 The solid fuel preferably contains a surfactant and fine synthetic resin or rubber. Thus, the calorific value is increased by including fine particle synthetic resin or synthetic rubber. Moreover, since these components function as a binder, brittleness, that is, dust explosiveness, can be further suppressed. Furthermore, since the synthetic resin and rubber can be uniformly dispersed by containing the surfactant, it is possible to increase the stability of the calorific value and suppress the heat storage and ignition.

上記汚泥が活性汚泥とラテックスとを含むことが好ましい。このようにラテックスを含む汚泥を用いることで、上述の界面活性剤及び微粒子状の合成樹脂又はゴムの含有による機能を効果的に発現させることができる。また、活性汚泥とラテックスとを混合して用いることで、得られる固形燃料の蓄熱発火性も低減させることができる。さらには、活性汚泥とラテックスとの混合比等を調整することなどで、発熱量の調整も容易になる。 The sludge preferably contains activated sludge and latex. Thus, by using the sludge containing latex, the function by containing the above-mentioned surfactant and fine particle synthetic resin or rubber can be effectively expressed. Moreover, the heat storage ignition property of the obtained solid fuel can also be reduced by mixing and using activated sludge and latex. Furthermore, adjustment of the calorific value is facilitated by adjusting the mixing ratio of activated sludge and latex.

当該固形燃料の爆発下限界濃度としては１００ｇ／ｍ^３以上が好ましい。このような高い爆発限界濃度を有することで、当該固形燃料の粉塵爆発性を抑え、取扱性を高めることができる。 The lower explosion limit concentration of the solid fuel is preferably 100 g / m ³ or more. By having such a high explosion limit concentration, the dust explosibility of the solid fuel can be suppressed, and the handleability can be improved.

当該固形燃料の最小着火エネルギーとしては２００ｍＪ以上が好ましく、３００ｍＪ以上がより好ましい。このような高い最小着火エネルギーを有することによっても当該固形燃料の粉塵爆発性の低減や取扱性の向上を図ることができる。 The minimum ignition energy of the solid fuel is preferably 200 mJ or more, and more preferably 300 mJ or more. By having such a high minimum ignition energy, the dust explosibility of the solid fuel can be reduced and the handleability can be improved.

ここで、「汚泥」とは、下水処理や工場廃水処理などの過程で生じる有機物を含む沈殿物をいう。「粒径」とは、ＪＩＳＺ８８０１−１「試験用ふるい」に規定する金属製網ふるいを用い、ＪＩＳＡ１２０４（２００９）土の粒度試験方法「ふるい分析」に準じて求めた値をいう。「爆発下限界濃度」とは、ＪＩＳＺ８８１８（２２０２）可燃性粉じんの爆発下限濃度測定方法に準じて「吹上げ式試験装置」を用いて測定した値をいう。「最小着火エネルギー」とは、ＩＥＣ６１２４１−２−３Ｓｅｃｔｉｏｎ３：粉じん／空気の混合物の最小着火エネルギー測定法に準じて測定した値をいう。 Here, “sludge” refers to a precipitate containing organic substances generated in a process such as sewage treatment or factory wastewater treatment. “Particle size” refers to a value determined according to JIS A1204 (2009) particle size test method “Sieving analysis” using a metal mesh sieve specified in JIS Z8801-1 “Sieving sieve”. The “explosive lower limit concentration” refers to a value measured using a “blow-up type test apparatus” in accordance with the method for measuring the lower limit concentration of explosive dust of JIS Z8818 (2202). The “minimum ignition energy” refers to a value measured according to the minimum ignition energy measurement method of the IEC 61241-2-3 Section 3: dust / air mixture.

以上説明したように、本発明の固形燃料は、汚泥を原料としながら発熱量が高く、かつ蓄熱発火性及び粉塵爆発性が低い。従って、当該固形燃料は取扱性に優れ、例えば火力発電、セメント製造、ボイラーなどの燃料として好適に用いることができる。 As described above, the solid fuel of the present invention has a high calorific value while using sludge as a raw material, and has a low heat storage ignition property and dust explosion property. Accordingly, the solid fuel is excellent in handleability and can be suitably used as fuel for thermal power generation, cement production, boilers, and the like.

本発明の固形燃料の製造工程の一例を示すフロー図Flow chart showing an example of the production process of the solid fuel of the present invention 活性汚泥とラテックスとの混合比及び含水率と発熱量との関係を示すグラフGraph showing the mixing ratio of activated sludge and latex and the relationship between moisture content and calorific value 本発明の固形燃料の製造に用いられる乾燥機（スチームチューブドライヤー）の一例を示す模式図The schematic diagram which shows an example of the dryer (steam tube dryer) used for manufacture of the solid fuel of this invention

以下、本発明の固形燃料の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the solid fuel of the present invention will be described.

当該固形燃料は、汚泥の乾燥により得られる粒状物である。以下、上記汚泥としてラテックスと活性汚泥との混合汚泥を用いる場合における当該固形燃料の製造方法の一例を説明する。 The solid fuel is a granular material obtained by drying sludge. Hereinafter, an example of the manufacturing method of the said solid fuel in the case of using the mixed sludge of latex and activated sludge as said sludge is demonstrated.

（製造方法）
当該固形燃料は、例えば、図１に示すように
ラテックスを含む排水を前処理する工程（１）
他の排水を前処理する工程（２）、
上記工程（１）及び（２）で発生した汚泥を混合する工程（３）
上記混合工程で得られる混合汚泥を脱水する工程（４）、並びに
脱水処理された上記混合汚泥を乾燥及び造粒する工程（５）
を有する製造方法により得ることができる。 (Production method)
The solid fuel is, for example, a pretreatment step (1) of waste water containing latex as shown in FIG.
Step (2) for pre-treating other waste water,
Step (3) for mixing sludge generated in steps (1) and (2) above
Step (4) for dewatering the mixed sludge obtained in the mixing step, and Step (5) for drying and granulating the dehydrated mixed sludge.
It can obtain by the manufacturing method which has this.

ここで、当該固形燃料の製造において、原料の汚泥として有機性の活性汚泥だけでなくラテックス（ラテックス系汚泥）を用い、これらの混合比を調整すること、及び含水率を調整することなどにより、発熱量４，０００ｋｃａｌ／ｋｇ以上の固形燃料を得ることができる。なお、図２は活性汚泥及びラテックスの混合比及び得られる固形燃料の含水率を変化させたときの固形燃料の発熱量を表したものである。この関係は実験又は推定計算により予め求めることができる。 Here, in the production of the solid fuel, not only organic activated sludge but also latex (latex sludge) as raw material sludge, adjusting the mixing ratio thereof, adjusting the water content, etc. A solid fuel having a calorific value of 4,000 kcal / kg or more can be obtained. FIG. 2 shows the calorific value of the solid fuel when the mixing ratio of activated sludge and latex and the water content of the obtained solid fuel are changed. This relationship can be obtained in advance by experiment or estimation calculation.

工程（１）
この工程（１）では、ラテックスを含む排水を凝集等により処理し、ラテックス由来の汚泥と水とに分離する。上記ラテックスとは、水中に微粒子状の高分子が分散して存在する分散系をいう。上記高分子としては、合成樹脂、合成ゴム、天然の樹脂や油脂、天然ゴム等を挙げることができる。これらの中でも、工業廃水を有効に利用できる点や高い発熱量を有する点などから、合成樹脂又は合成ゴムが好ましい。 Process (1)
In this step (1), the waste water containing latex is treated by agglomeration or the like, and separated into latex-derived sludge and water. The latex refers to a dispersion system in which fine polymer particles are dispersed in water. Examples of the polymer include synthetic resins, synthetic rubbers, natural resins, oils and fats, and natural rubbers. Among these, a synthetic resin or a synthetic rubber is preferable from the viewpoint that the industrial wastewater can be effectively used and the heat generation amount is high.

上記合成樹脂又は合成ゴムとしては、例えば、酢酸ビニル重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、（メタ）アクリル酸エステルの重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、イソプレン共重合体、クロロプレン共重合体、ウレタン系重合体、及びこれらの重合体を構成する単量体の２種以上を組み合わせた共重合体等を挙げることができる。上記共重合体としては、ランダム共重合、グラフト共重合及びブロック共重合したものを挙げることができる。 Examples of the synthetic resin or synthetic rubber include vinyl acetate polymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, (meth) acrylic acid ester polymer, styrene- (meth) acrylic acid ester copolymer, and styrene-butadiene copolymer. Examples include polymers, acrylonitrile-butadiene copolymers, isoprene copolymers, chloroprene copolymers, urethane polymers, and copolymers combining two or more of the monomers constituting these polymers. Can do. Examples of the copolymer include those obtained by random copolymerization, graft copolymerization, and block copolymerization.

上記ラテックスは、通常、分散剤（乳化剤）としての界面活性剤を含有している。上記界面活性剤としては、特に限定されず、例えば脂肪族石鹸、ロジン酸石鹸、アルキルスルホン酸塩、ジアルキルアリールスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸塩及びポリオキシエチレンアルキルアリール硫酸塩等のアニオン系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル及びポリオキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー等のノニオン系界面活性剤、その他、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤等を挙げることができる。 The latex usually contains a surfactant as a dispersant (emulsifier). The surfactant is not particularly limited, and examples thereof include aliphatic soaps, rosin acid soaps, alkyl sulfonates, dialkylaryl sulfonates, alkylsulfosuccinates, polyoxyethylene alkyl sulfates, and polyoxyethylene alkyl aryl sulfates. Anionic surfactants such as salts, nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl aryl ether and polyoxyethylene oxypropylene block copolymer, other cationic surfactants, amphoteric surfactants, etc. Can be mentioned.

上記ラテックスを含む排水には、その他の成分、例えば水溶性高分子や無機物等が含有されていてもよい。 The wastewater containing the latex may contain other components such as water-soluble polymers and inorganic substances.

この工程（１）における凝集処理としては特に限定されず、凝集剤を用いた凝集沈殿法等を行うことができる。上記凝集剤としては、特に限定されず、公知のものを用いることができ、例えば、硫酸バンド、ポリ（メタ）アクリル酸アミノアルキルエステル、ポリアクリルアミドのマンニッヒ変性物等のカチオン系の凝集剤、及びポリアクリルアミド、ポリアクリル酸ナトリウム等のアニオン系の凝集剤等を挙げることができる。これらの凝集剤を用いることで、得られる固形燃料の造粒性、低臭性、高発熱性等を高めることができる。 The aggregation treatment in this step (1) is not particularly limited, and an aggregation precipitation method using an aggregating agent can be performed. The flocculant is not particularly limited, and known ones can be used, for example, cationic flocculants such as sulfate bands, poly (meth) acrylic acid aminoalkyl esters, polyacrylamide Mannich modified products, and the like. And anionic flocculants such as polyacrylamide and sodium polyacrylate. By using these flocculants, the granulation property, low odor property, high heat generation property, etc. of the obtained solid fuel can be enhanced.

この工程（１）を経て得られるラテックス由来の汚泥の固形分濃度としては、例えば、１質量％以上１０質量％以下程度である。なお、この汚泥は工程（３）に供する前に、貯留槽等に一時貯留しておくこともできる。 The solid content concentration of the latex-derived sludge obtained through this step (1) is, for example, about 1% by mass to 10% by mass. In addition, this sludge can also be temporarily stored in a storage tank etc., before using for a process (3).

工程（２）
この工程（２）では、工程（１）に供する排水以外の排水を処理する。この他の排水としては、生活排水やラテックス以外の工業排水等を挙げることができる。 Process (2)
In this step (2), wastewater other than the wastewater used in step (1) is treated. Examples of other wastewater include domestic wastewater and industrial wastewater other than latex.

上記工程（２）においては、一般的な活性汚泥法による排水処理を行うことができる。具体的には、曝気槽と沈殿槽とを備える処理設備を用いて処理し、処理された水を放出する。一方、沈殿槽に沈殿した活性汚泥の一部をポンプ等により曝気槽に送り、余剰の活性汚泥を余剰汚泥としてポンプ等により沈殿槽から排出する。なお、上記沈殿槽には公知の凝集剤を添加して効率的な沈殿を行う。この凝集剤はアルミニウム元素を含む凝集剤が好ましい。 In the step (2), wastewater treatment by a general activated sludge method can be performed. Specifically, it is processed using a processing facility including an aeration tank and a precipitation tank, and the processed water is discharged. On the other hand, a part of the activated sludge precipitated in the settling tank is sent to the aeration tank by a pump or the like, and excess activated sludge is discharged from the settling tank by the pump or the like as excess sludge. In addition, a well-known flocculant is added to the said precipitation tank and efficient precipitation is performed. This aggregating agent is preferably an aggregating agent containing aluminum element.

この余剰汚泥（活性汚泥）の固形分濃度としては、例えば、１質量％以上１０質量％以下程度である。なお、この汚泥は工程（３）に供する前に、貯留槽等に一時貯留しておくこともできる。 The solid content concentration of the excess sludge (activated sludge) is, for example, about 1% by mass to 10% by mass. In addition, this sludge can also be temporarily stored in a storage tank etc., before using for a process (3).

工程（３）
この工程（３）では、工程（１）で分離されたラテックス由来の汚泥（以下、「ラテックス系汚泥」ともいう。）と、工程（２）で排出される活性汚泥（余剰汚泥）とを混合する。この工程は、例えば、ラテックス系汚泥を輸送する配管と活性汚泥を輸送する配管とを結合させて、配管中で２種の汚泥を混合させることで行えばよい。その他、例えば混合槽などを用いて２種の汚泥を混合させてもよい。 Step (3)
In this step (3), the latex-derived sludge separated in step (1) (hereinafter also referred to as “latex sludge”) and the activated sludge (excess sludge) discharged in step (2) are mixed. To do. This step may be performed, for example, by combining a pipe for transporting latex sludge and a pipe for transporting activated sludge, and mixing two kinds of sludge in the pipe. In addition, for example, two kinds of sludge may be mixed using a mixing tank or the like.

この混合の際の活性汚泥とラテックス系汚泥（すなわち高濃度に濃縮されたラテックス）との混合比（活性汚泥／ラテックス系汚泥）としては、特に限定されないが、固形分換算の質量比で０．２５以上１以下が好ましく、０．３以上０．７以下がより好ましく、０．４以上０．５以下がさらに好ましい。このような比で混合することで、より発熱量が高く、蓄熱発火性及び粉塵爆発性の低い固形燃料を得ることができる。 The mixing ratio (active sludge / latex sludge) of activated sludge and latex sludge (that is, latex concentrated to a high concentration) at the time of mixing is not particularly limited, but it is 0. 25 or more and 1 or less are preferable, 0.3 or more and 0.7 or less are more preferable, and 0.4 or more and 0.5 or less are more preferable. By mixing at such a ratio, it is possible to obtain a solid fuel having a higher calorific value, low heat storage and low dust explosiveness.

工程（４）
この工程（４）では、工程（３）で得られた混合汚泥（以下、単に汚泥ともいう）を脱水する。この脱水は公知の脱水機を用いて行うことができる。上記脱水機としては、スクリュープレス、ベルトプレス、遠心分離器等を挙げることができる。 Step (4)
In this step (4), the mixed sludge obtained in step (3) (hereinafter also simply referred to as sludge) is dehydrated. This dehydration can be performed using a known dehydrator. Examples of the dehydrator include a screw press, a belt press, and a centrifuge.

この脱水工程においては、上記混合比（ラテックス系汚泥／活性汚泥）に応じて上記脱水機（スクリュープレス及びベルトプレス）を使い分けることが好ましい。上記混合比が０．３３未満又は０．５超の場合はスクリュープレスを用い、他の混合比の場合はベルトプレスを用いることが好ましい。また、上記混合比を０．３３以上０．５以下に調整しておけばどちらの脱水機も用いることができるため好ましい。 In this dehydration step, it is preferable to use the dehydrator (screw press and belt press) properly according to the mixing ratio (latex sludge / activated sludge). When the mixing ratio is less than 0.33 or more than 0.5, it is preferable to use a screw press, and when using other mixing ratios, it is preferable to use a belt press. In addition, it is preferable to adjust the mixing ratio to 0.33 or more and 0.5 or less because either dehydrator can be used.

この脱水工程を経た汚泥の固形分濃度としては、例えば１０質量％以上３０質量％以下程度である。この汚泥は、工程（５）に供する前に、貯留槽等に一時貯留しておくこともできる。 As solid content concentration of the sludge which passed through this dehydration process, it is about 10 mass% or more and 30 mass% or less, for example. This sludge can be temporarily stored in a storage tank or the like before being subjected to the step (5).

工程（５）
この工程（５）においては、脱水処理された上記汚泥（脱水汚泥ケーキ）を乾燥及び造粒する。この乾燥を行う乾燥機としては、特に限定されず公知の熱風乾燥機、間接加熱式乾燥機等を用いることができるが、間接加熱式撹拌乾燥機を用いることが好ましく、スチームチューブドライヤーを用いることがより好ましい。スチームチューブドライヤーを用いることで、乾燥と造粒とを同時に行うことができる。 Process (5)
In this step (5), the dewatered sludge (dehydrated sludge cake) is dried and granulated. The dryer for performing this drying is not particularly limited, and a known hot air dryer, an indirect heating dryer, or the like can be used. However, an indirect heating agitation dryer is preferably used, and a steam tube dryer is used. Is more preferable. By using a steam tube dryer, drying and granulation can be performed simultaneously.

以下、図３を参照にスチームチューブドライヤー１を用いた汚泥の乾燥及び造粒方法について説明する。図３のスチームチューブドライヤー１は、機台２と、この機台２上に配設される本体シェル３と、本体シェル３内に配設される多管式加熱管４とを主に備えている。このスチームチューブドライヤー１においては、多管式加熱管４の内部に熱媒としての蒸気を流すと共に、この多管式加熱管４を回転させることで、被乾燥物を本体シェル３内に滞留させつつ多管式加熱管４と接触させて乾燥を行う。 Hereinafter, a method for drying and granulating sludge using the steam tube dryer 1 will be described with reference to FIG. The steam tube dryer 1 in FIG. 3 mainly includes a machine base 2, a main body shell 3 disposed on the machine base 2, and a multi-tube heating tube 4 disposed in the main body shell 3. Yes. In the steam tube dryer 1, steam as a heat medium is caused to flow inside the multi-tube heating tube 4, and the multi-tube heating tube 4 is rotated so that an object to be dried is retained in the main body shell 3. Then, drying is performed by contacting with the multi-tube heating tube 4.

本体シェル３は、略円筒形状を有する中空部材である。本体シェル３は、被乾燥物投入口５、乾燥物排出口６、キャリアガス供給口７及びキャリアガス排出口８を主に備える。本体シェル３及び多管式加熱管４は、被乾燥物投入口５側が乾燥物排出口６側より幾分か高くなるように傾斜して機台２に配設されている。 The main body shell 3 is a hollow member having a substantially cylindrical shape. The main body shell 3 mainly includes an object to be dried inlet 5, a dried substance outlet 6, a carrier gas supply port 7, and a carrier gas outlet 8. The main body shell 3 and the multi-tubular heating tube 4 are disposed on the machine base 2 so as to be inclined so that the dry matter input port 5 side is somewhat higher than the dry matter discharge port 6 side.

多管式加熱管４は、軸方向に配設された複数の管を有し、本体シェル３内で本体シェル３の軸中心に回転可能に設けられている。多管式加熱管４内を流通する蒸気は、蒸気供給口９から供給され、ドレン排出口１０から少なくとも一部が凝集液となって排出される。また、スチームチューブドライヤー１は、多管式加熱管４を回転させるモータ１１を備える。 The multi-tube heating tube 4 has a plurality of tubes arranged in the axial direction, and is provided in the main body shell 3 so as to be rotatable about the axis of the main body shell 3. The steam flowing through the multi-tube heating pipe 4 is supplied from the steam supply port 9 and is at least partially discharged from the drain discharge port 10 as an aggregate liquid. The steam tube dryer 1 includes a motor 11 that rotates the multi-tube heating tube 4.

また、本体シェル３内には、複数のリフタ１２が、多管式加熱管４とともに回転可能に設けられている。このリフタ１２により、被乾燥物は掻き上げられて多管式加熱管４と接触すると共に被乾燥物投入口５から乾燥物排出口６側に進むこととなる。 In addition, a plurality of lifters 12 are rotatably provided in the main body shell 3 together with the multi-tube heating tube 4. By the lifter 12, the material to be dried is scraped up and brought into contact with the multi-tube heating tube 4, and proceeds from the material to be dried inlet 5 toward the dried material discharge port 6.

このスチームチューブドライヤー１の使用の際は、キャリアガスがキャリアガス供給口７から本体シェル内に供給される。多管式加熱管４の加熱により被乾燥物から揮発する揮発成分は、キャリアガスと共にキャリアガス排出口８から排出される。排出されるキャリアガスには、揮発成分の他に被乾燥物から発生する微粉等も含まれるため、排出口８以降の経路上に除塵装置等を設置することができる。 When the steam tube dryer 1 is used, a carrier gas is supplied from the carrier gas supply port 7 into the main body shell. Volatile components that volatilize from the material to be dried by heating the multi-tube heating tube 4 are discharged from the carrier gas outlet 8 together with the carrier gas. Since the discharged carrier gas includes not only volatile components but also fine powder generated from the material to be dried, a dust removing device or the like can be installed on the path after the discharge port 8.

さらに、除塵されたキャリアガスは、コンデンサ等を用いて除湿され排気される。この際、この排気するキャリアガスを焼却炉等の酸素供給口に投入し、キャリアガスに含まれる揮発成分を燃焼させることが好ましい。このようにすることで、スチームチューブドライヤー１、すなわち被乾燥物から発生する臭気（揮発成分）を効率的に低減することができる。 Furthermore, the dust-removed carrier gas is dehumidified and exhausted using a condenser or the like. At this time, it is preferable to introduce the carrier gas to be exhausted into an oxygen supply port of an incinerator or the like to burn volatile components contained in the carrier gas. By doing in this way, the odor (volatile component) which generate | occur | produces from the steam tube dryer 1, ie, to-be-dried material, can be reduced efficiently.

このスチームチューブドライヤー１を用いて上記汚泥（混合汚泥）を乾燥させる場合、汚泥を被乾燥物投入口５から投入し、乾燥された汚泥は乾燥物排出口６から排出される。この際の汚泥の滞留時間としては、６時間以上３０時間以下が好ましく、１２時間以上２０時間以下がより好ましい。また、乾燥機内（本体シェル３内）の温度としては、６０℃以上１００℃以下が好ましく、７０℃以上９５℃以下がより好ましい。このように比較的低温で長時間乾燥させることで、使用エネルギー量を抑えつつ、十分に乾燥を行うことができる。また、このように、炭化処理を行わず、長時間かつ低温の乾燥を行うことで、汚泥を比較的強固な粒状物とすることができる。 When drying the sludge (mixed sludge) using the steam tube dryer 1, the sludge is input from the dry matter input port 5, and the dried sludge is discharged from the dry material discharge port 6. In this case, the sludge residence time is preferably 6 hours to 30 hours, more preferably 12 hours to 20 hours. Further, the temperature in the dryer (inside the main body shell 3) is preferably 60 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and more preferably 70 ° C. or higher and 95 ° C. or lower. Thus, by drying at a relatively low temperature for a long time, it is possible to sufficiently dry while suppressing the amount of energy used. In addition, as described above, sludge can be made into a relatively strong granular material by performing drying at a low temperature for a long time without performing carbonization treatment.

乾燥の際の乾燥機内（本体シェル３内）の圧力としては、特に制限されず、大気圧下でよい。 The pressure in the dryer (in the main body shell 3) during drying is not particularly limited, and may be under atmospheric pressure.

なお、汚泥の乾燥機１への投入の際は、ある程度乾燥した汚泥（乾燥汚泥）を本体シェル３内へ存在させておいた状態で投入を行うとよい。単に汚泥を投入すると、汚泥が加熱管４に付着して、乾燥効率が低下したり、造粒がうまく行われなかったりする場合がある。そこで、このように予め乾燥汚泥をある程度本体シェル内に存在させておくことで、この乾燥汚泥が核となり造粒が効果的に行われる。 In addition, when the sludge is charged into the dryer 1, the sludge that has been dried to some extent (dried sludge) is preferably left in the main body shell 3. If the sludge is simply introduced, the sludge adheres to the heating tube 4 and the drying efficiency may be lowered or granulation may not be performed well. Thus, by allowing dry sludge to exist in the main body shell to some extent in advance, granulation is effectively performed with the dry sludge serving as a nucleus.

ここで、上記混合工程（３）を経ずに、別々に脱水させたラテックス系汚泥と、活性汚泥とをこの乾燥・造粒工程において混合させることもできる。この際、二種の汚泥を同時にスチームチューブドライヤー１へ投入することもできるし、別々に投入することもできる。例えば、先にラテックス系汚泥を投入し、次に活性汚泥を投入することで、ラテックス系汚泥が核となり、これを活性汚泥で被覆した造粒物ができる。この場合、蓄熱発火性が比較的高いラテックス系汚泥が活性汚泥により被覆された状態となるため、蓄熱発火性を低減することができる。逆に、先に活性汚泥を投入し、次にラテックス系汚泥を投入することで、活性汚泥が核となり、これをラテックス系汚泥で被覆した造粒物ができる。この場合、臭気の強い活性汚泥をラテックス系汚泥で被覆することで、比較的臭気が抑えられた粒状物とすることができる。 Here, without passing through the mixing step (3), the latex sludge dehydrated separately and the activated sludge can be mixed in this drying and granulation step. At this time, two kinds of sludge can be charged simultaneously into the steam tube dryer 1 or can be charged separately. For example, by introducing the latex sludge first and then the activated sludge, the latex sludge becomes the core, and a granulated material coated with the activated sludge can be obtained. In this case, since the latex sludge having a relatively high heat storage and ignition property is covered with the activated sludge, the heat storage and ignition property can be reduced. Conversely, by adding activated sludge first, and then latex latex, activated sludge becomes the core, and a granulated product coated with latex sludge can be obtained. In this case, by coating the activated sludge having a strong odor with the latex sludge, it is possible to obtain a granular material in which the odor is relatively suppressed.

この乾燥造粒工程を経て得られた造粒物（乾燥物）は、必要に応じて一時貯蔵され、出荷又は自社設備内での使用等に供することができる。 The granulated product (dried product) obtained through this dry granulation step is temporarily stored as necessary, and can be used for shipment or use in its own facilities.

（固形燃料）
当該固形燃料は、このように乾燥により得られる粒状物であるため、炭化処理されたもの等と比して脆さが低減され、粉塵爆発性が低い。また、当該固形燃料において、粒径１ｍｍ以上５ｍｍ以下の粒子の割合は８０質量％以上であり、９０質量％以上が好ましい。当該固形燃料がこのような比較的小さいサイズの粒状物からなることで、取扱性に優れ、また、帯電しがたいため蓄熱発火性が低い。 (Solid fuel)
Since the solid fuel is a granular material obtained by drying in this way, the brittleness is reduced and the dust explosiveness is low as compared with the carbonized one. In the solid fuel, the proportion of particles having a particle size of 1 mm or more and 5 mm or less is 80% by mass or more, and preferably 90% by mass or more. Since the solid fuel is made of such a relatively small size granular material, it is excellent in handleability, and since it is difficult to be charged, the heat storage and ignition property is low.

当該固形燃料の含水率としては、３０質量％以下であり、０．１質量％以上２５質量％以下がより好ましく、１質量％以上２０質量％以下がさらに好ましい。当該固形燃料は、このような低含水率であることで高発熱量を有すると共に、帯電しがたく蓄熱発火性が低い。 The water content of the solid fuel is 30% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or more and 25% by mass or less, and further preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less. Since the solid fuel has such a low water content, the solid fuel has a high calorific value and is not easily charged and has a low heat storage and ignition property.

当該固形燃料の発熱量は４，０００ｋｃａｌ／ｋｇ以上である。当該固形燃料は、このように汚泥から得られる乾燥物であるにもかかわらず、高い発熱量を有する。この発熱量としては、４，５００ｋｃａｌ／ｋｇ以上７，０００ｋｃａｌ／ｋｇ以下が好ましい。 The calorific value of the solid fuel is 4,000 kcal / kg or more. The solid fuel has a high calorific value in spite of the dry matter obtained from the sludge. The calorific value is preferably from 4,500 kcal / kg to 7,000 kcal / kg.

当該固形燃料は、界面活性剤と、微粒子状の合成樹脂又はゴムとを含有することが好ましい。このように微粒子状の合成樹脂又は合成ゴムを含むことで発熱量が高まり、これらの成分がバインダーとして機能し、より脆さひいては粉塵爆発性を抑えることができる。さらに界面活性剤が含有されていることで、合成樹脂やゴムを均一に分散させることができるため、発熱量の安定性を高め、かつ蓄熱発火性を抑えることができる。 The solid fuel preferably contains a surfactant and fine synthetic resin or rubber. By including fine particle synthetic resin or synthetic rubber in this way, the calorific value is increased, and these components function as a binder, making it more brittle and thus suppressing dust explosiveness. Further, since the surfactant is contained, the synthetic resin and rubber can be uniformly dispersed, so that the stability of the calorific value can be improved and the heat storage ignition property can be suppressed.

上記汚泥が活性汚泥とラテックス（ラテックス系汚泥）とを含むことが好ましい。このようにラテックスを含む汚泥を用いることで、上述の界面活性剤及び微粒子状の合成樹脂又はゴムの含有による機能を効果的に発現させることができる。また、活性汚泥とラテックスとを混合して用いることで、得られる固形燃料の蓄熱発火性も低減させることができる。活性汚泥とラテックスとの質量比（活性汚泥／ラテックス）としては、０．２５以上１以下が好ましく、０．３以上０．７以下がより好ましく、０．４以上０．５以下がさらに好ましい。このような質量比とすることで、より発熱量が高く、蓄熱発火性及び粉塵爆発性の低い固形燃料とすることができる。 The sludge preferably contains activated sludge and latex (latex sludge). Thus, by using the sludge containing latex, the function by containing the above-mentioned surfactant and fine particle synthetic resin or rubber can be effectively expressed. Moreover, the heat storage ignition property of the obtained solid fuel can also be reduced by mixing and using activated sludge and latex. The mass ratio of activated sludge to latex (activated sludge / latex) is preferably from 0.25 to 1, more preferably from 0.3 to 0.7, and even more preferably from 0.4 to 0.5. By setting it as such mass ratio, it can be set as solid fuel with higher calorific value and low thermal storage ignition property and dust explosion property.

当該固形燃料の爆発下限界濃度としては１００ｇ／ｍ^３以上が好ましく、１２０ｇ／ｍ^３以上２５０ｇ／ｍ^３以下がより好ましい。このような高い爆発限界濃度を有することで、当該固形燃料の粉塵爆発性を抑え、取扱性を高めることができる。 The lower explosion limit concentration of the solid fuel is preferably 100 g / m ³ or more, more preferably 120 g / m ³ or more and 250 g / m ³ or less. By having such a high explosion limit concentration, the dust explosibility of the solid fuel can be suppressed, and the handleability can be improved.

当該固形燃料の最小着火エネルギーとしては２００ｍＪ以上が好ましく、３００ｍJ以上がより好ましい。このような高い最小着火エネルギーを有することによっても当該固形燃料の粉塵爆発性の低減や取扱性の向上を図ることができる。 The minimum ignition energy of the solid fuel is preferably 200 mJ or more, and more preferably 300 mJ or more. By having such a high minimum ignition energy, the dust explosibility of the solid fuel can be reduced and the handleability can be improved.

当該固形燃料の灰分としては、５質量％以上４０質量％以下が好ましく、１２質量％以上３０質量％以下がより好ましい。 The ash content of the solid fuel is preferably 5% by mass or more and 40% by mass or less, and more preferably 12% by mass or more and 30% by mass or less.

当該固形燃料の灰溶融温度は、１，５００℃を超えることが好ましい。このように灰融点温度が高いため、ボイラーで燃焼した際のスラッキングやファウリングの発生を抑制することができる。当該固形燃料は、上述のような製造方法で得られ、好ましくはラテックスと活性汚泥とを原料としていること等により、高い灰融点温度を有すると考えられる。なお、この灰溶融温度はＪＩＳＭ８８０１「灰の溶融特性温度測定」に準拠して測定される値である。 The ash melting temperature of the solid fuel preferably exceeds 1,500 ° C. Thus, since the ash melting point temperature is high, generation | occurrence | production of the slacking and fouling at the time of combusting with a boiler can be suppressed. The solid fuel is obtained by the above-described production method, and preferably has a high ash melting point temperature, for example, by using latex and activated sludge as raw materials. This ash melting temperature is a value measured in accordance with JIS M8801 “Measurement of Melting Characteristic Temperature of Ash”.

当該固形燃料は、以上説明したように汚泥を原料としながら発熱量が高く、かつ蓄熱発火性及び粉塵爆発性が低い。従って、当該固形燃料は取扱性に優れ、例えば火力発電、セメント製造、ボイラーなどの燃料として好適に用いることができる。 As described above, the solid fuel has a high calorific value while using sludge as a raw material, and has a low thermal storage and dust explosiveness. Accordingly, the solid fuel is excellent in handleability and can be suitably used as fuel for thermal power generation, cement production, boilers, and the like.

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.

なお、各測定は以下の方法にて行った。 Each measurement was performed by the following method.

［粒径］
ＪＩＳＺ８８０１−１「試験用ふるい」に規定する金属製網ふるいを用い、ＪＩＳＡ１２０４（２００９）土の粒度試験方法「ふるい分析」に準じて求めた。 [Particle size]
Using a metal mesh sieve specified in JIS Z8801-1 “Sieving for testing”, the particle size test method “Sieving analysis” for JIS A1204 (2009) soil was used.

［含水率］
ＪＩＳＫ２５８０「カールフィッシャー法」に準じ、京都電子工業社製のＭＫＡ−５２０型を使用して求めた。 [Moisture content]
According to JIS K2580 “Karl Fischer method”, it was determined using an MKA-520 model manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.

［発熱量］
ＳＨＩＭＡＤＺＵ社製のＣＡ−４ＡＪ燃研式自動ボンベ熱量計を用いて測定した。 [Calorific value]
The measurement was carried out using a CA-4AJ MOKEN automatic cylinder calorimeter manufactured by SHIMADZU.

［爆発下限界濃度］
ＪＩＳＺ８８１８（２２０２）可燃性粉じんの爆発下限濃度測定方法に準じて「吹上げ式試験装置」を用いて測定した。 [Explosive lower limit concentration]
It measured using the "blow-up type test apparatus" according to the explosion lower limit concentration measuring method of JIS Z8818 (2202) combustible dust.

［最小着火エネルギー］
ＩＥＣ６１２４１−２−３Ｓｅｃｔｉｏｎ３：粉じん／空気の混合物の最小着火エネルギー測定法に準じて測定した。 [Minimum ignition energy]
IEC 61241-2-3 Section 3: Measured according to the minimum ignition energy measurement method for dust / air mixture.

［灰溶融温度］
ＪＩＳＭ８８０１「灰の溶融特性温度測定」に準拠して測定した。 [Ash melting temperature]
Measured in accordance with JIS M8801 “Measurement of melt characteristic temperature of ash”.

［実施例１］
ラテックスを含む排水を硫酸バンドを用いて凝集させて、ラテックス系汚泥を得た。また、その他の工場排水を既設の排水処理施設を用いた活性汚泥法により処理し、活性汚泥を得た。この活性汚泥法に用いた凝集剤も硫酸バンドを用いた。
上記活性汚泥とラテックス系汚泥とを１／２．２（０．４５）の比で混合し、ベルトプレスを用いて固形分濃度２０質量％にまで脱水した。この脱水した混合汚泥を、大川原製作所社製の間接加熱式撹拌乾燥機（図１の形状のスチームチューブドライヤー）を用いて乾燥させ、実施例１の固形燃料を得た。熱媒として１５０℃の蒸気を用いた。乾燥機内の温度は８０〜９０℃の範囲内で制御し、約１６時間滞留させた。また、乾燥機内に汚泥を投入する前に、乾燥済みの汚泥を少量投入しておいた。 [Example 1]
Latex-containing sludge was obtained by coagulating the waste water containing latex using a sulfuric acid band. In addition, other factory wastewater was treated by the activated sludge method using existing wastewater treatment facilities to obtain activated sludge. The sulfuric acid band was also used as the flocculant used in this activated sludge method.
The activated sludge and latex sludge were mixed at a ratio of 1 / 2.2 (0.45) and dehydrated to a solid content concentration of 20% by mass using a belt press. The dehydrated mixed sludge was dried using an indirect heating type agitation dryer (steam tube dryer having the shape shown in FIG. 1) manufactured by Okawara Seisakusho to obtain a solid fuel of Example 1. As the heat medium, steam at 150 ° C. was used. The temperature in the dryer was controlled within a range of 80 to 90 ° C. and allowed to stay for about 16 hours. In addition, a small amount of dried sludge was charged before the sludge was charged into the dryer.

得られた固形燃料（乾燥物）は粒状であった。この粒径、含水率及び発熱量を測定したところ、粒径１ｍｍ以上５ｍｍ以下の粒子の割合が９０質量％、含水率は１５質量％、発熱量は５，７００ｋｃａｌ／ｋｇであった。また、爆発下限界濃度は１６５ｇ／ｍ^３、最小着火エネルギーは３００ｍJを超えていた。 The obtained solid fuel (dried product) was granular. When the particle size, water content and calorific value were measured, the proportion of particles having a particle size of 1 mm to 5 mm was 90% by mass, the water content was 15% by mass, and the calorific value was 5,700 kcal / kg. The lower explosion limit concentration was 165 g / m ³ and the minimum ignition energy exceeded 300 mJ.

［実施例２〜５］
活性汚泥とラテックス系汚泥との混合比、得られる固形燃料の含水率を表１のとおりとしたこと、及び実施例２〜４についてはベルトプレスの代わりにスクリュープレスを用いたこと以外は実施例１と同様にして実施例２〜５の各固形燃料を得た。含水率は乾燥機への滞留時間を変化させることで調整した。各固形燃料の発熱量、爆発下限界濃度及び最小着火エネルギーを表１に示す。なお、実施例２〜５の各固形燃料における粒径１ｍｍ以上５ｍｍ以下の粒子の割合は、いずれも８０質量％を超えていた。 [Examples 2 to 5]
Example 1 except that the mixing ratio of activated sludge and latex sludge, the water content of the obtained solid fuel were set as shown in Table 1, and for Examples 2 to 4, a screw press was used instead of the belt press. In the same manner as in Example 1, solid fuels of Examples 2 to 5 were obtained. The moisture content was adjusted by changing the residence time in the dryer. Table 1 shows the calorific value, lower explosion limit concentration, and minimum ignition energy of each solid fuel. In addition, the ratio of the particle | grains with a particle size of 1 mm or more and 5 mm or less in each solid fuel of Examples 2-5 all exceeded 80 mass%.

また、実施例１〜５で得られた固形燃料の灰融点温度を測定したところ、いずれも１，５００℃を超えていた。 Moreover, when the ash melting | fusing point temperature of the solid fuel obtained in Examples 1-5 was measured, all were over 1500 degreeC.

［比較例１］
スチームチューブドライヤーの代わりに熱風式乾燥機を用いたこと以外は実施例１と同様にして固形燃料を得た。固形燃料は粉末状となり、造粒できなかった。 [Comparative Example 1]
A solid fuel was obtained in the same manner as in Example 1 except that a hot air dryer was used instead of the steam tube dryer. The solid fuel became powdery and could not be granulated.

［比較例２］
スチームチューブドライヤーの代わりにスクリューコンベア式乾燥機を用いたこと以外は実施例１と同様にして固形燃料を得た。固形燃料は粉末を含む粒状となった。粒径を測定したところ、１ｍｍ未満の粒子の割合が約４０質量％であった。 [Comparative Example 2]
A solid fuel was obtained in the same manner as in Example 1 except that a screw conveyor type dryer was used instead of the steam tube dryer. The solid fuel became granular including powder. When the particle size was measured, the proportion of particles less than 1 mm was about 40% by mass.

１間接加熱式撹拌乾燥機
２機台
３本体シェル
４多管式加熱管
５被乾燥物投入口
６乾燥物排出口
７キャリアガス供給口
８キャリアガス排出口
９蒸気供給口
１０ドレン排出口
１１モータ
１２リフタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Indirect heating type stirring dryer 2 Machine stand 3 Main body shell 4 Multi-tube type heating tube 5 Dried material input port 6 Dry material discharge port 7 Carrier gas supply port 8 Carrier gas discharge port 9 Steam supply port 10 Drain discharge port 11 Motor 12 Lifter

Claims

汚泥の乾燥により得られる粒状物であり、
粒径１ｍｍ以上５ｍｍ以下の粒子の割合が８０質量％以上、
含水率が３０質量％以下、
発熱量が４，０００ｋｃａｌ／ｋｇ以上である固形燃料。 It is a granular material obtained by drying sludge,
The proportion of particles having a particle size of 1 mm or more and 5 mm or less is 80% by mass or more,
Moisture content is 30% by mass or less,
A solid fuel having a calorific value of 4,000 kcal / kg or more.

界面活性剤と、微粒子状の合成樹脂又は合成ゴムとを含有する請求項１に記載の固形燃料。 The solid fuel according to claim 1, comprising a surfactant and fine synthetic resin or synthetic rubber.

上記汚泥が活性汚泥とラテックスとを含む請求項１又は請求項２に記載の固形燃料。 The solid fuel according to claim 1 or 2, wherein the sludge includes activated sludge and latex.

爆発下限界濃度が１００ｇ／ｍ^３以上である請求項１、請求項２又は請求項３に記載の固形燃料。 The solid fuel according to claim 1, wherein the lower explosion limit concentration is 100 g / m ³ or more.

最小着火エネルギーが２００ｍＪ以上である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の固形燃料。

The solid fuel according to any one of claims 1 to 4, wherein the minimum ignition energy is 200 mJ or more.