JP2015000884A - Solid fuel and method for manufacturing the same as well as heat treatment method of organic sludge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固形燃料及びその製造方法、並びに有機性汚泥の加熱処理方法に関する。 The present invention relates to a solid fuel, a method for producing the same, and a heat treatment method for organic sludge.
下水処理工場、食品加工工場、及び製紙工場等から排出される有機性汚泥の多くは、焼却、及び溶融処理されて、セメント及び建設資材の原料にリサイクルされている。このような有機性汚泥には、有機物が含まれることから、これを熱源として活用すべく、種々の技術が提案されている。このような有機性汚泥は、通常、水分を含有することから、脱水及び加熱処理して水分を除去し、固形燃料とした後、例えば石炭火力発電所において、石炭の代替燃料として活用することが検討されている。 Most of the organic sludge discharged from sewage treatment plants, food processing plants, paper mills, etc. is incinerated and melted and recycled into raw materials for cement and construction materials. Since such organic sludge contains organic matter, various techniques have been proposed to utilize this as a heat source. Since such organic sludge usually contains moisture, it can be dehydrated and heat treated to remove moisture to form solid fuel, which can be used as an alternative fuel for coal, for example, in coal-fired power plants. It is being considered.
有機性汚泥の加熱処理方法としては、造粒乾燥方式と炭化方式の二種類が知られている（特許文献１，２参照）。このうち、前者は、有機性汚泥を脱水・乾燥して造粒化する方法であり、後者は、有機性汚泥を低酸素又は無酸素雰囲気下で蒸し焼きにして炭化する方法である。炭化方式によって得られる固形燃料は、臭気が少ないという利点を有するもものの、有機物の熱分解を伴うため、本来燃料として活用できる発熱量の一部が失われてしまうという問題がある。 Two types of heat treatment methods for organic sludge are known: granulation drying and carbonization (see Patent Documents 1 and 2). Among these, the former is a method of dewatering and drying organic sludge and granulating, and the latter is a method of carbonizing the organic sludge by steaming in a low oxygen or oxygen-free atmosphere. Although the solid fuel obtained by the carbonization method has an advantage that the odor is small, there is a problem that a part of the calorific value that can be used as a fuel is lost because it involves thermal decomposition of organic matter.
一方、造粒乾燥方式で得られる固形燃料は、有機物の熱分解を伴わないため、高い発熱量を有する一方で、有機性汚泥特有の臭気が残留するという問題がある。有機性汚泥から得られる固形燃料の有望な利用先としては、石炭火力発電所、セメント工場、及び製紙工場等が挙げられるが、このような設備への輸送や運搬時、又は設備内での取扱作業時に、臭気が発生することは好ましくない。そこで、固形燃料から発生する臭気を低減するため、特許文献１では、乾燥造粒物の表面上に粉末状活性炭を付着させて消臭効果を得る技術が提案されている。また、特許文献２では、乾燥汚泥の一部を炭化炉で炭化及び賦活して得られた汚泥活性炭を添加して混合し、下水汚泥特有の臭気を抑制する技術が提案されている。また、特許文献３では、顆粒状のバイオマス造粒物の表面を臭気遮断性のコーティング層で被覆する技術が提案されている。 On the other hand, since the solid fuel obtained by the granulation drying method does not involve thermal decomposition of organic matter, it has a problem that an odor peculiar to organic sludge remains while it has a high calorific value. Promising uses for solid fuels derived from organic sludge include coal-fired power plants, cement factories, and paper mills. Handling and handling within such facilities It is not preferable that odor is generated during work. Therefore, in order to reduce the odor generated from the solid fuel, Patent Document 1 proposes a technique for obtaining a deodorizing effect by attaching powdered activated carbon on the surface of the dried granulated product. Moreover, in patent document 2, the technique which adds and mixes the sludge activated carbon obtained by carbonizing and activating a part of dry sludge with a carbonization furnace, and suppresses the odor peculiar to sewage sludge is proposed. Patent Document 3 proposes a technique for coating the surface of a granular biomass granule with an odor-blocking coating layer.
しかしながら、特許文献１，３で提案されているような技術では、活性炭やコーティング材料が、高価であるため、固形燃料の製造コストが増加してしまう。また、活性炭の場合は、短期間で脱臭効果が低下するため、長期間の貯蔵や長距離の輸送時に臭気が問題となることが懸念される。また、特許文献２で提案されているような技術では、汚泥活性炭を得る際に有機物の一部が熱分解するため、炭化方式と同様に、製造される固形燃料の発熱量が低くなってしまうことが懸念される。また、特許文献１，３と同様に、長期間の貯蔵や長距離の輸送時に臭気が問題となることが懸念される。このような事情から、有機性汚泥が元来有している発熱量を有効に利用することが可能であり、且つ臭気が十分に抑制された固形燃料を低コストで製造する技術を確立することが求められている。 However, in the techniques as proposed in Patent Documents 1 and 3, activated carbon and coating materials are expensive, so the production cost of solid fuel increases. Further, in the case of activated carbon, the deodorizing effect decreases in a short period of time, so there is a concern that odor becomes a problem during long-term storage or long-distance transportation. Further, in the technique proposed in Patent Document 2, since a part of the organic matter is thermally decomposed when obtaining the sludge activated carbon, the calorific value of the produced solid fuel becomes low as in the carbonization method. There is concern. Further, as in Patent Documents 1 and 3, there is a concern that odor becomes a problem during long-term storage or long-distance transportation. Under such circumstances, it is possible to effectively use the calorific value inherent in organic sludge and to establish a technology for producing a solid fuel with sufficiently suppressed odor at low cost. Is required.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高い発熱量を維持しつつ長期間に亘って臭気を十分に低減することが可能であり、且つ低廉な製造コストで製造することができる固形燃料、及びその製造方法を提供することを目的とする。また、低コストで長期間に亘って臭気を十分に低減することが可能な有機性汚泥の熱処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can sufficiently reduce odor over a long period of time while maintaining a high calorific value, and can be manufactured at a low manufacturing cost. An object is to provide a solid fuel and a method for producing the same. Moreover, it aims at providing the heat processing method of the organic sludge which can fully reduce an odor over a long period of time at low cost.
本発明は、一つの側面において、有機性汚泥の造粒乾燥物を加熱して固形燃料を得る加熱工程を有する固形燃料の製造方法であって、上記加熱工程では、下記式（１）及び（２）を満たす加熱条件下で造粒乾燥物を加熱する、固形燃料の製造方法を提供する。
１５０≦Ｔ≦２５０ （１）
３１０≦Ｔ×ｔ０．２＜３５０ （２）
ここで、式（１）及び式（２）中、Ｔ及びｔは、それぞれ、加熱条件下における加熱温度（℃）及び加熱時間（分）を示す。
In one aspect, the present invention is a method for producing a solid fuel comprising a heating step of heating a granulated dried product of organic sludge to obtain a solid fuel. In the heating step, the following formulas (1) and ( Provided is a method for producing a solid fuel, wherein a granulated dried product is heated under a heating condition that satisfies 2).
150 ≦ T ≦ 250 (1)
310 ≦ T × t 0.2 <350 (2)
Here, in the formula (1) and the formula (2), T and t represent a heating temperature (° C.) and a heating time (minute), respectively, under heating conditions.
上述の固形燃料の製造方法では、所定の温度範囲にある加熱条件下において有機性汚泥の造粒乾燥物を加熱して固形燃料を得る加熱工程を有している。このような加熱工程を行うことによって、高い発熱量を維持しつつ長期間に亘って臭気を十分に低減することが可能であり、且つ低廉な製造コストで有機性汚泥を製造することができる。この理由は以下のとおりである。 The above-described method for producing a solid fuel has a heating step of obtaining a solid fuel by heating the granulated dried product of organic sludge under heating conditions in a predetermined temperature range. By performing such a heating step, it is possible to sufficiently reduce the odor over a long period while maintaining a high calorific value, and it is possible to produce organic sludge at a low production cost. The reason for this is as follows.
すなわち、本発明の固形燃料の製造方法では、式（１）及び（２）を満たすような加熱条件で、有機性汚泥の造粒乾燥物を加熱している。これによって、造粒乾燥物に含まれる脂肪酸などの臭気成分を除去しつつ、過度の加熱に伴う発熱量の消失を抑制することができる。また、有機性汚泥の造粒乾燥物を過度に加熱すると、脂肪酸などの臭気成分は低減できるものの、新たに別の臭気（焦げた臭い。以下「焦げ臭」という。）が発生してしまう。本発明の固形燃料の製造方法では、過度の加熱を回避することによって、過度の加熱に伴う臭気の発現をも抑制することができる。 That is, in the method for producing a solid fuel of the present invention, the granulated dried product of organic sludge is heated under heating conditions that satisfy the formulas (1) and (2). Thereby, disappearance of the calorific value accompanying excessive heating can be suppressed while removing odor components such as fatty acids contained in the granulated dried product. Moreover, when the granulated dried product of organic sludge is heated excessively, although odor components such as fatty acids can be reduced, another odor (burnt odor, hereinafter referred to as “burnt odor”) is generated. In the method for producing a solid fuel according to the present invention, by avoiding excessive heating, it is possible to suppress the development of odor associated with excessive heating.
加熱工程の前には、有機性汚泥の乾燥及び造粒を行って、含水率が５〜２５質量％である造粒乾燥物を得る乾燥工程を有していてもよい。これによって、造粒乾燥物のハンドリング性が向上するとともに、加熱工程において臭気を一層効果的に低減することができる。 Before the heating step, the organic sludge may be dried and granulated to have a drying step of obtaining a granulated dried product having a moisture content of 5 to 25% by mass. Thereby, the handling property of the granulated dried product is improved and the odor can be more effectively reduced in the heating step.
上記製造方法において、造粒乾燥物の総発熱量をＱ１（Ｊ／ｇ−造粒乾燥物）、固形燃料の総発熱量をＱ２（Ｊ／ｇ−造粒乾燥物）としたときに、下記式（３）で表される発熱量減少率が４〜７％であることが好ましい。
発熱量減少率（％）＝（Ｑ１−Ｑ２）×１００／Ｑ１ （３）
これによって、加熱工程において有機性汚泥が有する発熱量を十分に維持することが可能となり、有機性汚泥が有する発熱量を十分有効に活用することができる。
In the above production method, when the total calorific value of the granulated dried product is Q 1 (J / g-granulated dried product) and the total calorific value of the solid fuel is Q 2 (J / g-granulated dried product). The calorific value reduction rate represented by the following formula (3) is preferably 4 to 7%.
Calorific value reduction rate (%) = (Q 1 −Q 2 ) × 100 / Q 1 (3)
As a result, it is possible to sufficiently maintain the calorific value of the organic sludge in the heating step, and the calorific value of the organic sludge can be utilized sufficiently effectively.
本発明は、別の側面において、有機性汚泥の造粒乾燥物を加熱する加熱工程を有する有機性汚泥の加熱処理方法であって、加熱工程では、上記式（１）及び（２）を満たす加熱条件下で造粒乾燥物を加熱する、有機性汚泥の加熱処理方法を提供する。 In another aspect, the present invention is an organic sludge heat treatment method having a heating step of heating a granulated dried product of organic sludge, and the heating step satisfies the above formulas (1) and (2). Provided is a method for heat treatment of organic sludge, wherein the granulated dried product is heated under heating conditions.
上述の有機性汚泥の加熱処理方法は、上記式（１）及び（２）を満たす加熱条件下において、有機性汚泥の加熱を行う加熱工程を有している。このような加熱工程を行うことによって、有機性汚泥に由来する臭気を長期間に亘って十分に低減することができる。この加熱処理方法は、単に有機性汚泥を加熱するものであることから、低コストで行うことができる。さらに、このような加熱処理方法によって得られる生成物は、臭気が十分に低減されるとともに有機性汚泥が有する発熱量が十分に維持されていることから有用な固形燃料として使用することができる。 The organic sludge heat treatment method described above has a heating step of heating the organic sludge under the heating conditions satisfying the above formulas (1) and (2). By performing such a heating process, the odor derived from organic sludge can be sufficiently reduced over a long period of time. Since this heat treatment method merely heats organic sludge, it can be performed at low cost. Furthermore, the product obtained by such a heat treatment method can be used as a useful solid fuel because the odor is sufficiently reduced and the calorific value of the organic sludge is sufficiently maintained.
本発明は、さらに別の側面において、有機性汚泥の造粒乾燥物を、上記式（１）及び（２）を満たす加熱条件下で加熱して得られる固形燃料を提供する。このような固形燃料は、上記式（１）及び（２）を満たす加熱条件下で加熱されて得られるものであることから、有機性汚泥が有する発熱量が十分に維持されつつ、有機性汚泥に由来する臭気が長期間に亘って十分に低減される。また、このような固形燃料は、有機性汚泥を加熱して得られるものであることから、低コストで製造することができる。 In still another aspect, the present invention provides a solid fuel obtained by heating a granulated dried product of organic sludge under heating conditions satisfying the above formulas (1) and (2). Since such a solid fuel is obtained by heating under the heating conditions satisfying the above formulas (1) and (2), the organic sludge is sufficiently maintained while maintaining the calorific value of the organic sludge. Is sufficiently reduced over a long period of time. Moreover, since such a solid fuel is obtained by heating organic sludge, it can be manufactured at low cost.
本発明によれば、高い発熱量を維持しつつ長期間に亘って臭気を十分に低減することが可能であり、且つ低廉な製造コストで製造することができる固形燃料、及びその製造方法を提供することができる。また、低コストで長期間に亘って臭気を十分に低減することが可能な有機性汚泥の熱処理方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a solid fuel capable of sufficiently reducing odor over a long period of time while maintaining a high calorific value, and to be manufactured at a low manufacturing cost, and a manufacturing method thereof. can do. Moreover, the heat processing method of the organic sludge which can fully reduce an odor over a long period of time at low cost can be provided.
本発明の好適な実施形態を、図面を適宜参照しながら以下に詳細に説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with appropriate reference to the drawings.
図１は、本実施形態の固形燃料の製造方法を示すフローチャートである。本実施形態の固形燃料の製造方法では、有機性汚泥を脱水し、脱水した有機性汚泥から有機性汚泥の造粒乾燥物を得る乾燥工程と、造粒乾燥物を加熱して固形燃料を調製する加熱工程と、を有する。以下、各工程の詳細を説明する。 FIG. 1 is a flowchart showing a method for producing a solid fuel according to the present embodiment. In the method for producing a solid fuel according to the present embodiment, the organic sludge is dehydrated, a drying step for obtaining a granulated dried product of organic sludge from the dehydrated organic sludge, and the granulated dried product is heated to prepare a solid fuel. Heating step. Hereinafter, details of each process will be described.
乾燥工程では、脱水された有機性汚泥を乾燥して造粒し、有機性汚泥の造粒乾燥物を得る工程である。有機性汚泥としては、下水汚泥、し尿汚泥、家畜***汚泥、食品加工（ビール、焼酎及びコーヒー等）で発生する残渣汚泥、魚加工で発生する残渣汚泥、紙・パルプ加工で発生する残渣汚泥等が挙げられる。造粒乾燥物は、上述の有機性汚泥を脱水した後、公知の二軸ミキサー及び乾燥ドラム等で乾燥しながら造粒することによって得ることができる。 In the drying step, the dehydrated organic sludge is dried and granulated to obtain a dried granulated organic sludge. Organic sludge includes sewage sludge, human waste sludge, livestock excretion sludge, residue sludge generated in food processing (beer, shochu, coffee, etc.), residue sludge generated in fish processing, residue sludge generated in paper and pulp processing, etc. Is mentioned. The dried granulated product can be obtained by dehydrating the above-mentioned organic sludge and granulating it while drying it with a known twin-screw mixer, drying drum or the like.
有機性汚泥は、大量の水分を含有していることから、遠心分離などの公知の方法で有機性汚泥の脱水を行う。これによって、例えば含水率が６５〜８５質量％程度の脱水物を調製する。この脱水物を二軸ミキサー及び乾燥ドラムを用いて、乾燥空気と接触させることによって乾燥しながら造粒し、有機性汚泥の造粒乾燥物を得ることができる。このような造粒乾燥物の製造方法としては、新日鉄住金エンジニアリング株式会社製のジェイコンビシステムを用いることができる。 Since organic sludge contains a large amount of water, the organic sludge is dehydrated by a known method such as centrifugation. Thus, for example, a dehydrated product having a water content of about 65 to 85% by mass is prepared. This dehydrated product is granulated while being dried by bringing it into contact with dry air using a twin-screw mixer and a drying drum, whereby a granulated dried product of organic sludge can be obtained. As a method for producing such a granulated dried product, J-Combi system manufactured by Nippon Steel & Sumikin Engineering Co., Ltd. can be used.
造粒乾燥物の含水率は、例えば５〜２５質量％であり、好ましくは５〜１０質量％である。造粒乾燥物の調製方法に特に制限はないが、上述の範囲の含水率を有する造粒乾燥物とすることによって、有機性汚泥の発酵による発熱等を抑制するとともに、有機物の熱分解に伴う発熱量の低下を十分に抑制することができる。造粒乾燥物の粒径は、取扱い性を良好にする観点から、例えば０．１〜１０ｍｍ程度であり、好ましくは１〜５ｍｍ程度である。造粒乾燥物の粒径Ａ１［ｍｍ］は、造粒乾燥物の体積Ｖ１［ｍｌ］を同一体積の球と仮定し、下記式（４）によって算出することができる。
Ａ１＝２×（（Ｖ１×３／４／π）１／３）×１０ （４）
The moisture content of the granulated dried product is, for example, 5 to 25% by mass, preferably 5 to 10% by mass. Although there is no restriction | limiting in particular in the preparation method of granulated dried material, By making it into the granulated dried material which has the moisture content of the above-mentioned range, while suppressing the heat_generation | fever etc. by fermentation of organic sludge, it accompanies thermal decomposition of organic substance A decrease in the amount of generated heat can be sufficiently suppressed. The particle size of the granulated dried product is, for example, about 0.1 to 10 mm, and preferably about 1 to 5 mm, from the viewpoint of improving the handleability. The particle diameter A 1 [mm] of the granulated dried product can be calculated by the following formula (4) assuming that the volume V 1 [ml] of the granulated dried product is a sphere having the same volume.
A 1 = 2 × ((V 1 × 3/4 / π) 1/3 ) × 10 (4)
加熱工程では、造粒乾燥物を下記式（１）及び（２）を満足する加熱条件下で加熱して、固形燃料を調製する。
１５０≦Ｔ≦２５０ （１）
３１０≦Ｔ×ｔ０．２＜３５０ （２）
ここで、式（１）及び式（２）中、Ｔ及びｔは、それぞれ、加熱条件下における加熱温度（℃）及び加熱時間（分）を示す。
In the heating step, the granulated dried product is heated under heating conditions satisfying the following formulas (1) and (2) to prepare a solid fuel.
150 ≦ T ≦ 250 (1)
310 ≦ T × t 0.2 <350 (2)
Here, in the formula (1) and the formula (2), T and t represent a heating temperature (° C.) and a heating time (minute), respectively, under heating conditions.
有機性汚泥には、臭気の要因となる脂肪酸などの臭気成分が含まれている。このような臭気成分は、酸っぱい臭いを有しており、固形燃料に残留すると臭気の要因となる。加熱工程における加熱温度Ｔが１５０℃未満であると、造粒乾燥物に含まれる上述の臭気成分を十分に低減することができない。また、加熱温度Ｔが２５０℃を超えると、ただちにアルデヒド等の別の臭気成分が生成して、得られる固形燃料から焦げ臭が生じる。 Organic sludge contains odor components such as fatty acids that cause odor. Such an odor component has a sour odor, and if it remains in the solid fuel, it becomes a cause of odor. When the heating temperature T in the heating step is less than 150 ° C., the above-mentioned odor component contained in the granulated dried product cannot be sufficiently reduced. Further, when the heating temperature T exceeds 250 ° C., another odor component such as aldehyde is immediately generated, and a burnt odor is generated from the obtained solid fuel.
上記加熱温度Ｔと加熱時間ｔの０．２乗との積（Ｔ×ｔ０．２）が、３１０を下回ると、加熱が不十分となって、造粒乾燥物に含まれる臭気成分を十分に低減することができない。一方、上記加熱温度Ｔと加熱時間ｔの０．２乗との積が、３５０以上になると、アルデヒド等の別の臭気成分が生成して、得られる固形燃料から焦げた臭い（以下「焦げ臭」という。）が生じる。 When the product of the heating temperature T and the heating time t raised to the 0.2th power (T × t 0.2 ) is less than 310, the heating becomes insufficient, and the odor component contained in the granulated dried product is sufficient. Cannot be reduced. On the other hand, when the product of the heating temperature T and the heating time t raised to the 0.2th power is 350 or more, another odor component such as aldehyde is generated and burnt odor (hereinafter, “burnt odor”) is obtained. ") Occurs.
上記式（１）及び（２）を満足する加熱条件下で、造粒乾燥物を加熱することによって、造粒乾燥物が有する発熱量を十分に維持しつつ、臭気を十分に低減することができる。加熱温度Ｔは、造粒乾燥物が有する発熱量を十分に維持する観点から、好ましくは２３０℃以下であり、より好ましくは２００℃以下である。一方、加熱温度Ｔは、固形燃料の臭気を一層低減する観点から、好ましくは１７０℃以上であり、より好ましくは１８０℃以上である。 By heating the granulated dried product under the heating conditions satisfying the above formulas (1) and (2), the odor can be sufficiently reduced while maintaining the calorific value of the granulated dried product sufficiently. it can. The heating temperature T is preferably 230 ° C. or less, more preferably 200 ° C. or less, from the viewpoint of sufficiently maintaining the calorific value of the granulated dried product. On the other hand, the heating temperature T is preferably 170 ° C. or higher, more preferably 180 ° C. or higher, from the viewpoint of further reducing the odor of the solid fuel.
加熱温度Ｔと加熱時間ｔの０．２乗との積は、造粒乾燥物が有する発熱量を十分に維持する観点から、好ましくは３４０以下であり、より好ましくは３２８以下である。また、加熱温度Ｔと加熱時間ｔの０．２乗との積は、固形燃料の臭気を一層低減する観点から、好ましくは、３１４以上であり、より好ましくは３１７以上である。なお、加熱時間ｔは、上記式（２）を満たす値であれば特に限定されないが、加熱状態の均一性向上の観点から、好ましくは５分間以上であり、より好ましくは１０分間以上である。加熱時間ｔの上限は、例えば６０分間である。 The product of the heating temperature T and the heating time t to the power of 0.2 is preferably 340 or less, and more preferably 328 or less, from the viewpoint of sufficiently maintaining the calorific value of the granulated dry product. In addition, the product of the heating temperature T and the heating time t to the power of 0.2 is preferably 314 or more, more preferably 317 or more, from the viewpoint of further reducing the odor of the solid fuel. The heating time t is not particularly limited as long as it satisfies the above formula (2), but is preferably 5 minutes or more, more preferably 10 minutes or more from the viewpoint of improving the uniformity of the heating state. The upper limit of the heating time t is, for example, 60 minutes.
加熱工程における雰囲気は、特に制限されず、空気、不活性ガス雰囲気など、適宜選択することが可能であり、炭化方式のように必ずしも低酸素雰囲気又は無酸素雰囲気にする必要はない。また、加熱方法にも特に制限はなく、例えば、熱風による加熱や遠赤外線を用いた加熱等によって行うことができる。加熱工程では、造粒乾燥物に含まれる水分及び臭気成分の少なくとも一部を除去する。造粒乾燥物に対する固形燃料の質量比率は、例えば７０〜９０質量％であり、好ましくは７５〜８５質量％である。このような質量比率となるように加熱することによって、発熱量の低下を抑制しつつ臭気成分を十分に低減することができる。 The atmosphere in the heating step is not particularly limited and can be appropriately selected from air, an inert gas atmosphere, and the like, and does not necessarily need to be a low oxygen atmosphere or an oxygen-free atmosphere unlike the carbonization method. Moreover, there is no restriction | limiting in particular in a heating method, For example, it can carry out by the heating using a hot air, the heating using a far infrared ray, etc. In the heating step, at least a part of moisture and odor components contained in the granulated dried product is removed. The mass ratio of the solid fuel to the granulated dried product is, for example, 70 to 90% by mass, and preferably 75 to 85% by mass. By heating to such a mass ratio, the odor component can be sufficiently reduced while suppressing a decrease in the calorific value.
有機性汚泥として下水汚泥（混合生汚泥）を用いた場合、乾燥工程で得られる造粒乾燥物の総発熱量Ｑ１は、例えば、17,000〜20,000（Ｊ／ｇ−造粒乾燥物）である。一方、加熱工程で得られる固形燃料の総発熱量Ｑ２は、例えば、16,000〜19,000（Ｊ／ｇ−造粒乾燥物）である。加熱工程に伴う発熱量の減少率は、例えば、１〜１５％であり、好ましくは４〜７％である。このような発熱量減少率は、下記式（３）によって計算することができる。
発熱量減少率（％）＝（Ｑ１−Ｑ２）×１００／Ｑ１ （３）
When using sewage sludge (mixed raw sludge) as organic sludge, the total calorific value to Q 1 granulated and dried product obtained in the drying step, for example, in 17,000~20,000 (J / g- granulated dry matter) . On the other hand, the total calorific value Q 2 of a solid fuel produced by the heating step is, for example, 16,000~19,000 (J / g- granulated dry matter). The decreasing rate of the calorific value accompanying the heating process is, for example, 1 to 15%, preferably 4 to 7%. Such a calorific value reduction rate can be calculated by the following equation (3).
Calorific value reduction rate (%) = (Q 1 −Q 2 ) × 100 / Q 1 (3)
固形燃料は、造粒乾燥物と同等の粒径を有していてもよい。固形燃料の平均粒径は、上記式（４）と同様にして求められる粒径の算術平均値として求めることができる。固形燃料の平均粒径は、例えば１〜５ｍｍである。 The solid fuel may have a particle size equivalent to that of the granulated dry product. The average particle diameter of the solid fuel can be obtained as an arithmetic average value of particle diameters obtained in the same manner as the above formula (4). The average particle size of the solid fuel is, for example, 1 to 5 mm.
造粒乾燥物の見かけの粒子比重（以下、「比重」という。）（α）は、例えば１．２〜１．４である。一方、固形燃料の比重（β）は、例えば１．０〜１．２である。これらの比重は、例えば、液浸法又は気体容積法によって測定することができる。 The apparent particle specific gravity (hereinafter referred to as “specific gravity”) (α) of the granulated dried product is, for example, 1.2 to 1.4. On the other hand, the specific gravity (β) of the solid fuel is, for example, 1.0 to 1.2. These specific gravity can be measured by, for example, an immersion method or a gas volume method.
固形燃料の臭気は、人間の嗅覚による官能試験で評価してもよいし、市販の臭いセンサを用いて測定することもできる。例えば、以下のような手順に基づいて測定される臭気指数又は臭気濃度を用いて測定して評価することができる。 The odor of the solid fuel may be evaluated by a sensory test based on human olfaction, or may be measured using a commercially available odor sensor. For example, it can measure and evaluate using the odor index or odor density | concentration measured based on the following procedures.
［臭気指数及び臭気濃度の測定方法］
・臭気測定用試料の作成
（１）試料（固形燃料）１０ｇを容量１０Ｌの臭袋に入れて、無臭空気を充填し密閉する。無臭空気は、活性炭方式の無臭空気製造装置で製造したものを使用する。
（２）上記（１）の臭袋を１０回振る。
（３）（２）の臭袋を４０℃の恒温槽内に２４時間静置する。
・臭気の測定
「臭気指数及び臭気排出強度の算出の方法」（平成７年９月１３日 環境庁告示第６３号）に従い、三点比較式臭袋法により原ガスの臭気測定試験を実施し、臭気濃度及び臭気指数を測定する。
[Measurement method of odor index and odor concentration]
-Preparation of odor measurement sample (1) Place 10 g of sample (solid fuel) in a 10 L capacity odor bag, fill with odorless air and seal. The odorless air uses what was manufactured with the activated carbon type odorless air manufacturing apparatus.
(2) Shake the odor bag of (1) 10 times.
(3) The odor bag of (2) is left in a constant temperature bath at 40 ° C. for 24 hours.
・ Odor measurement In accordance with “Method of calculating odor index and odor emission intensity” (September 13, 1995, Environment Agency Notification No. 63), we conducted an odor measurement test of raw gas by the three-point comparative odor bag method. Measure odor concentration and odor index.
上記加熱工程で得られる固形燃料は、上記測定方法で測定される臭気指数が例えば４０以下であり、好ましくは３８以下である。このように、上述の固形燃料の製造方法によれば、臭気が十分に低減された固形燃料を得ることができる。固形燃料の組成は特に限定されるものではなく、有機性汚泥が下水汚泥（混合生汚泥）の場合、例えば、揮発分を６０〜８０質量％、固定炭素を１０〜１５質量％、及び灰分を１０〜２５質量％含有する。また、固形燃料の含水率は、例えば約１質量％以下である。 The solid fuel obtained in the heating step has an odor index measured by the measurement method of, for example, 40 or less, and preferably 38 or less. Thus, according to the above-described method for producing a solid fuel, a solid fuel with a sufficiently reduced odor can be obtained. The composition of the solid fuel is not particularly limited. When the organic sludge is sewage sludge (mixed raw sludge), for example, the volatile content is 60 to 80% by mass, the fixed carbon is 10 to 15% by mass, and the ash content is It contains 10 to 25% by mass. The moisture content of the solid fuel is, for example, about 1% by mass or less.
以上のとおり、本実施形態の固形燃料の製造方法によれば、有機性汚泥が有する発熱量を十分に維持しつつ、臭気が十分に抑制された固形燃料を製造することができる。本実施形態の固形燃料の製造方法は、有機性汚泥を燃料として用いるうえで有用な製造方法である。例えば、下水汚泥を造粒乾燥して得られる造粒乾燥物を固形燃料とすることによって、含水率が約８０質量％である造粒乾燥前の下水汚泥（混合生汚泥）１トンあたり、３，５００〜４，０００ＭＪの発熱量を得ることができる。また、上述の固形燃料の製造方法は、別の見方をすれば、有機性汚泥を加熱処理して固形燃料とする方法であることから、有機性汚泥の加熱処理方法であるともいえる。 As described above, according to the solid fuel production method of the present embodiment, it is possible to produce a solid fuel in which odor is sufficiently suppressed while sufficiently maintaining the calorific value of the organic sludge. The manufacturing method of the solid fuel of this embodiment is a manufacturing method useful when using organic sludge as a fuel. For example, by using a granulated dried product obtained by granulating and drying sewage sludge as a solid fuel, it is 3 per 1 ton of sewage sludge (mixed raw sludge) before granulation drying with a moisture content of about 80% by mass. , 500 to 4,000 MJ can be obtained. In addition, the solid fuel production method described above is a method for heat treatment of organic sludge because it is a method of heat treating organic sludge to obtain a solid fuel.
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment.
以下、本発明の内容を、実施例及び比較例を参照してより詳細に説明するが、本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, although the content of the present invention is explained in detail with reference to an example and a comparative example, the present invention is not limited to the following example.
（固形燃料の作製）
下水処理場で得られた下水汚泥を、二軸ミキサーで乾燥して造粒し、試料番号１〜２１の造粒乾燥物を作製した。造粒乾燥物の粒径は、いずれの試料も２〜５ｍｍであった。市販の加熱乾燥式水分計を用い、１００℃自動停止設定で、造粒乾燥物の含水率を測定した。これらの測定結果は、表１に示すとおりであった。この造粒乾燥物を、遠赤外線加熱装置中に静置し、表１に示す加熱条件下、空気中で加熱して試料番号１〜２１の固形燃料を得た。
(Production of solid fuel)
The sewage sludge obtained in the sewage treatment plant was dried and granulated with a twin-screw mixer to prepare granulated dried products of sample numbers 1 to 21. The particle size of the granulated dried product was 2 to 5 mm for all samples. Using a commercially available heat drying moisture meter, the moisture content of the granulated dried product was measured at 100 ° C. automatic stop setting. These measurement results were as shown in Table 1. This granulated dried product was allowed to stand in a far-infrared heating apparatus and heated in air under the heating conditions shown in Table 1 to obtain solid fuels of sample numbers 1 to 21.
加熱前後の質量、質量減少率、比重を表１に纏めて示す。比重は、液浸法によって測定した。また、造粒乾燥物と、加熱することによって得られた固形燃料の臭気の官能試験を行い、以下の評価基準に基づいて臭気の判定を行った。判定結果を表１に示す。なお、長期間における臭気低減効果を評価するため、固形燃料の臭気の官能試験は、固形燃料を調製してから１ヶ月経過した後に行った。 Table 1 summarizes the mass before and after heating, the mass reduction rate, and the specific gravity. Specific gravity was measured by an immersion method. Moreover, the sensory test of the odor of the granulated dried product and the solid fuel obtained by heating was performed, and the odor was determined based on the following evaluation criteria. The determination results are shown in Table 1. In order to evaluate the effect of reducing odor over a long period of time, the sensory test of the odor of the solid fuel was performed after one month had elapsed since the preparation of the solid fuel.
Ａ：加熱によって、臭気が大幅に低減し、焦げ臭も殆ど生じなかった。
Ｂ：加熱によって、酸っぱい臭気は低減したが、強い焦げ臭が生じた。
Ｃ：加熱しても、臭気は殆ど低減しなかった。
A: The odor was greatly reduced by heating, and almost no burning odor was produced.
B: Although the sour odor was reduced by heating, a strong burnt odor was produced.
C: The odor was hardly reduced even when heated.
幾つかの試料について、造粒乾燥物及び固形燃料の総発熱量の測定、臭いセンサ（新コスモス電機社製、商品名：ＸＰ−３２９型）を用いた臭気測定、及び官能試験を行った。総発熱量は、ボンベ型熱量計を用いて測定した。また、官能試験は上述の「臭気指数及び臭気濃度の測定方法」によって行った。これらの結果を表２に示す。表２中、造粒乾燥物の総発熱量Ｑ１は、造粒乾燥物１ｇあたりの総発熱量（Ｊ／ｇ−造粒乾燥物）であり、固形燃料の総発熱量Ｑ２は、１ｇの造粒乾燥物から得られる固形燃料の総発熱量（Ｊ／ｇ−造粒乾燥物）である。また、発熱量減少率は、上記式（３）によって求めた数値である。 Some samples were subjected to measurement of the total calorific value of the granulated dried product and solid fuel, odor measurement using an odor sensor (trade name: XP-329 type, manufactured by Shin Cosmos Electric Co., Ltd.), and sensory test. The total calorific value was measured using a cylinder type calorimeter. The sensory test was performed by the above-described “method of measuring odor index and odor concentration”. These results are shown in Table 2. In Table 2, the total calorific value Q 1 of the granulated dried product is the total calorific value per 1 g of the granulated dried product (J / g-granulated dried product), and the total calorific value Q 2 of the solid fuel is 1 g. The total calorific value of the solid fuel obtained from the granulated dried product (J / g-granulated dried product). Further, the calorific value reduction rate is a numerical value obtained by the above equation (3).
表１に示すとおり、実施例では、造粒乾燥物を所定の加熱条件で加熱することによって、固形燃料の臭気を十分に低減できることが確認できた。一方、Ｔ×ｔ0.2の値が小さすぎると、有機性汚泥に由来する臭気を十分に低減できないことが確認された。また、Ｔ×ｔ0.2の値が大きすぎると、焦げ臭が発生し、臭気を十分に低減できないことが確認された。 As shown in Table 1, in the Examples, it was confirmed that the odor of the solid fuel can be sufficiently reduced by heating the granulated dried product under predetermined heating conditions. On the other hand, when the value of T × t 0.2 was too small, it was confirmed that the odor derived from organic sludge could not be sufficiently reduced. Moreover, when the value of T × t 0.2 was too large, it was confirmed that a burning odor was generated and the odor could not be sufficiently reduced.
表２に示すとおり、上記式（４）で算出される各実施例の発熱量減少率は、７％未満であり、加熱に伴う総発熱量の減少を十分に抑制できることが確認された。また、臭いセンサによる臭気試験でも、臭気が低減できていることが確認できた。 As shown in Table 2, the calorific value reduction rate of each example calculated by the above formula (4) is less than 7%, and it was confirmed that the reduction of the total calorific value accompanying heating can be sufficiently suppressed. Moreover, it was confirmed by the odor test by the odor sensor that the odor was reduced.
各実施例及び比較例の加熱温度及び加熱時間と臭気判定の結果の関係を表３に示す。表３に示すとおり、適度な加熱を行う加熱条件を選定することで、固形燃料の臭気を低減できることが分かる。なお、表３中の数値は、Ｔ×ｔ0.2の値である。 Table 3 shows the relationship between the heating temperature and heating time of each example and comparative example and the result of odor determination. As shown in Table 3, it can be seen that the odor of the solid fuel can be reduced by selecting a heating condition for appropriate heating. The numerical values in Table 3 is the value of T × t 0.2.
次に、実施例データを、臭気判定がＢである比較例との境界付近にある実施例データ（以下、纏めて「実施例Ｂ」という。）と、臭気判定がＣである比較例との境界付近にある実施例データ（以下、纏めて「実施例Ｃ」という。）とに分類し、実施例Ｂ及び実施例Ｃのそれぞれについて、加熱時間ｔと加熱温度Ｔとの対応関係を表４に示す。 Next, the example data is the example data (hereinafter collectively referred to as “Example B”) near the boundary with the comparative example in which the odor determination is B, and the comparative example in which the odor determination is C. Table 4 shows the correspondence between the heating time t and the heating temperature T for each of Example B and Example C, classified into Example data (hereinafter collectively referred to as “Example C”) near the boundary. Shown in
図２は、分類した実施例データ毎に、加熱時間をｘ軸に、加熱温度をｙ軸にプロットしたグラフである。分類した実施例データ毎に、累乗近似を行ったところ、臭気の低減には、加熱時間ｔは約０．２乗で効くことが確認された。 FIG. 2 is a graph in which the heating time is plotted on the x-axis and the heating temperature is plotted on the y-axis for each classified example data. When power approximation was performed for each classified example data, it was confirmed that the heating time t was effective at about 0.2 to reduce odor.
本発明によれば、高い発熱量を維持しつつ長期間に亘って臭気を十分に低減することが可能であり、且つ低廉な製造コストで製造することができる固形燃料、及びその製造方法を提供することができる。また、低コストで長期間に亘って臭気を十分に低減することが可能な有機性汚泥の熱処理方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a solid fuel capable of sufficiently reducing odor over a long period of time while maintaining a high calorific value, and to be manufactured at a low manufacturing cost, and a manufacturing method thereof. can do. Moreover, the heat processing method of the organic sludge which can fully reduce an odor over a long period of time at low cost can be provided.
Claims (5)
前記加熱工程では、下記式（１）及び（２）を満たす加熱条件下で前記造粒乾燥物を加熱する、固形燃料の製造方法。
１５０≦Ｔ≦２５０ （１）
３１０≦Ｔ×ｔ０．２＜３５０ （２）
［式中、Ｔ及びｔは、それぞれ、前記加熱条件下における加熱温度（℃）及び加熱時間（分）を示す。］ A method for producing a solid fuel comprising a heating step of heating a granulated dried product of organic sludge to obtain a solid fuel,
In the heating step, the dried granulated material is heated under heating conditions that satisfy the following formulas (1) and (2).
150 ≦ T ≦ 250 (1)
310 ≦ T × t 0.2 <350 (2)
[In the formula, T and t represent the heating temperature (° C.) and the heating time (min), respectively, under the heating conditions. ]
発熱量減少率（％）＝（Ｑ１−Ｑ２）×１００／Ｑ１ （３） When the total calorific value of the granulated dry product is Q 1 (J / g-granulated dry product) and the total calorific value of the solid fuel is Q 2 (J / g-granulated dry product), the following formula The manufacturing method of the solid fuel of Claim 1 or 2 whose calorific value reduction rate represented by (3) is 4 to 7%.
Calorific value reduction rate (%) = (Q 1 −Q 2 ) × 100 / Q 1 (3)
前記加熱工程では、下記式（１）及び（２）を満たす加熱条件下で前記造粒乾燥物を加熱する、有機性汚泥の加熱処理方法。
１５０≦Ｔ≦２５０ （１）
３１０≦Ｔ×ｔ０．２＜３５０ （２）
［式中、Ｔ及びｔは、それぞれ、前記加熱条件下における加熱温度（℃）及び加熱時間（分）を示す。］ An organic sludge heat treatment method comprising a heating step of heating a granulated dried product of organic sludge,
In the heating step, an organic sludge heat treatment method of heating the granulated dried product under a heating condition satisfying the following formulas (1) and (2).
150 ≦ T ≦ 250 (1)
310 ≦ T × t 0.2 <350 (2)
[In the formula, T and t represent the heating temperature (° C.) and the heating time (min), respectively, under the heating conditions. ]
１５０≦Ｔ≦２５０ （１）
３１０≦Ｔ×ｔ０．２＜３５０ （２）
［式中、Ｔ及びｔは、それぞれ、前記加熱条件下における加熱温度（℃）及び加熱時間（分）を示す。］
A solid fuel obtained by heating a granulated dried product of organic sludge under heating conditions satisfying the following formulas (1) and (2).
150 ≦ T ≦ 250 (1)
310 ≦ T × t 0.2 <350 (2)
[In the formula, T and t represent the heating temperature (° C.) and the heating time (min), respectively, under the heating conditions. ]
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