JP4734534B2

JP4734534B2 - 乾燥装置及び該乾燥装置を用いた肥料の製造方法

Info

Publication number: JP4734534B2
Application number: JP2001191779A
Authority: JP
Inventors: 寛秀今井
Original assignee: 有限会社アズサー; 尾高清文
Priority date: 2001-06-25
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2021-06-25
Also published as: JP2003004376A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乾燥装置及び該乾燥装置を用いた肥料の製造方法に関し、特に、乾燥効率がよく、燃料費の節約可能な乾燥装置と該乾燥装置を用いた経済的な肥料の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、食品工場、ホテル、飲食店、集合住宅等から出る生ゴミ（厨芥）は、年々増加する傾向にある。この生ゴミに関しては、ユーザー側、処理業者側及び自治体側において諸問題がある。すなわち、ユーザー側では、生ゴミの腐敗の発生、ゴミ置き場面積の増加又は処理業者の取引手数料の増加という問題がある。また、処理業者側では、収集、運搬コストの増大、人手不足等といった問題がある。さらに自治体側では、焼却炉及び埋立地対策の確保等といった問題がある。これらの諸問題を解決するために、最近では、生ゴミからコンポスを製造する技術が開発されている。
【０００３】
一般に、上記生ゴミからコンポストの製造プロセスには乾燥工程が含まれる。この乾燥工程では、従来、攪拌乾燥室の外周に電気ヒータを設置したり、攪拌乾燥室の外周に温風を吹きつけて加熱することにより生ゴミを外から加熱して乾燥を行う方法がとられている。また、攪拌乾燥室内の生ゴミから生ずる臭気については、オゾン脱臭機などを用いて消臭することが提案されている。
【０００４】
しかし、前者の方法では、生ゴミを攪拌乾燥室の内壁から加熱して乾燥するので、生ゴミの乾燥処理効率が悪く処理時間が長いという問題があった。また、後者の脱臭方法では脱臭機の能力不足等により十分な脱臭が行えないという問題があった。
【０００５】
これらの問題を解決するために、燃焼装置の燃焼ガスにより熱交換された空気を乾燥容器に供給して乾燥容器に投入された生ゴミの乾燥処理に使用し、前記乾燥処理に直接使用する生ゴミ処理装置が提案されている（特開平５−１３１１８４号公報、特開平５−１３１１８５号公報、特開平５−１４６７０２号公報等）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記生ゴミ処理装置における乾燥容器では、上端部の一箇所から高温空気が供給されるため、乾燥容器内での生ゴミの乾燥効率は必ずしも満足できるものではなかった。特に、乾燥効率の低さは、生ゴミに供給すべき空気量と燃料費を増加させる主原因となり得るため、燃料費削減の観点からは乾燥効率はできるだけ高い方が好ましい。
かくして、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、乾燥効率に優れ、燃料費の節約可能な乾燥装置と該乾燥装置を用いた経済的な肥料の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、乾燥効率を向上させることのできる構造を有する乾燥装置の開発に鋭意検討を重ね、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、被乾燥物が投入される乾燥容器内に空気を噴き込んで被乾燥物を乾燥させる装置であって、前記乾燥容器は、被乾燥物を投入するための投入口と、乾燥後の被乾燥物を取り出すための取出口と、前記被乾燥物を前記投入口から前記取出口まで搬送するための搬送装置と、該搬送装置の上側から前記被乾燥物に空気を噴きつけるための噴出口と、前記搬送装置の下側から前記被乾燥物に噴きつけた後の空気を取り込み、前記搬送装置の上側から前記被乾燥物に空気を再び噴きつけるための空気循環系と、空気を噴きつけることにより被乾燥物から発生した臭気を排出するための排出口と、を有することを特徴とする前記乾燥装置により達成される（請求項１）。
【０００８】
本発明の乾燥装置は、搬送装置の上側にある噴出口から噴きつけられる空気と、空気循環系から再び噴きつけられる空気とにより搬送装置上の被乾燥物を乾燥する。このため、本発明の乾燥装置では被乾燥物により多くの空気を上側から噴きつけることができ、被乾燥物の乾燥効率を向上させることができる。また、この乾燥効率の向上により、燃焼器で使用する燃料を少なくすることができるため、燃料費を節約することができる。
【０００９】
また、本発明の乾燥装置は、２以上の空気循環系を有することができる（請求項２）。乾燥容器内に２以上の空気循環系を有すれば、被乾燥物に噴きつける空気量もさらに増加させることができるため、乾燥効率をさらに向上させることが可能となる。
【００１０】
また、本発明の乾燥装置における搬送装置は、搬送用ベルトと少なくとも一対の回転軸とを含み、前記搬送用ベルトは空気を通過させるが、被乾燥物を透過させない構造を有することができる（請求項３）。搬送装置の搬送用ベルトは、通気性のある構造を有するため、乾燥装置の下側まで空気を噴きつけることが可能となる。また、搬送用ベルトは被乾燥物を通過させないため、被乾燥物が噴きつけた空気により下側へ落下するのを防ぐことができる。
【００１１】
また、本発明の乾燥装置は、２以上の搬送装置を有することができる（請求項４）。２以上の搬送装置を有することにより被乾燥物を投入してから乾燥物を取り出すまでに、被乾燥物をより多くの空気と接触させることができるので、乾燥効率を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明の乾燥装置は、搬送装置が高さ方向に２以上並設され、該並設された搬送装置は、上側の搬送装置から下側の搬送装置の順に交互に異なる搬送方向で被乾燥物を搬送することができる（請求項５）。搬送装置を２以上並設し、かつ、被乾燥物を上から順に左右交互に搬送することにより、被乾燥物に繰り返し空気を噴きつけることができるので、乾燥効率をさらに向上させることができる。
【００１３】
また、本発明の乾燥装置は、排出口から排出された臭気を燃焼するための燃焼器と、該燃焼器で得られた燃焼ガスから前記乾燥容器の噴出口から噴きつける空気に熱を供給するための熱交換器とをさらに有することができる（請求項６）。本発明における乾燥容器がさらに燃焼器と熱交換器とを有すれば、被乾燥物から発生した臭気を燃焼器内で燃焼して臭気を熱分解した後に消臭で大気中に放出できるため、環境保護の観点からも好ましい。また、前記燃焼ガスの熱エネルギーを乾燥容器の噴出口から噴きつけるための空気を製造するのに利用することができる。
【００１４】
また本発明は、本発明の製造装置を用いて被乾燥物から肥料を製造する方法にも関する（請求項７）。本発明の製造方法であれば、短時間かつ経済的に汚泥等から乾燥状態の良質の肥料を製造することができる。また、本発明の製造方法において汚泥、厨芥及び家畜の糞尿から選ばれる少なくとも１つを使用すれば（請求項６）、さらに良質の肥料を製造することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の乾燥装置及び該乾燥装置を用いた肥料の製造方法の内容につき、さらに詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の乾燥装置の概略構成説明図（その１）であり、図２は、本発明の乾燥装置の概略構成説明図（その２）である。また、図３は、本発明の乾燥装置の全体構成図である。
【００１７】
図１において、乾燥装置１における乾燥容器２は、投入口３、取出口４、搬送装置５、空気噴出口６、空気循環系７及び臭気排出口８から構成される。
【００１８】
被乾燥物は、投入口３から乾燥容器２内に投入される。投入口３は、搬送装置５により被乾燥物を取出口４まで搬送できる位置に設ける。特に投入された被乾燥物を効率よく乾燥できるよう、投入口３は乾燥容器２の空気噴出口６よりも搬送方向手前上側（図１参照）に設けることが好ましい。また、投入口３の大きさ及び形状は、被乾燥物の量や大きさに応じて適宜決定され得る。投入口３は、例えば、乾燥容器２内に被乾燥物を投入しやすいホッパー型の投入口であることが好ましい。
【００１９】
被乾燥物は、乾燥容器２内の搬送装置５上で噴きつけられる空気により乾燥され、最終的には取出口４から乾燥装置１の外へ取り出される。排出口４は、効率よく被乾燥物を取り出せるように搬送装置５の設置高さと同等又は該設置高さよりも下側に設けられることが好ましい。排出口４の形状及び大きさは、取り出される被乾燥物の量や大きさに応じて適宜決定することができる。
【００２０】
搬送装置５は、被乾燥物を搬送するために少なくとも一組の回転軸５ａ、５ａと搬送用ベルト５ｂとからなる。投入口３から投入された被乾燥物は、搬送装置５の搬送用ベルト５ｂ上に載置され、搬送方向に向かって移動し、取出口４から取り出される。この間、被乾燥物は空気噴出口６と空気循環系７の空気噴出口７ｄとから噴きつけられる空気（熱風）により順次乾燥される。噴出口６から被乾燥物に噴きつけた後の空気は、搬送装置５の下側にある空気循環系７の空気取込口７ａから取り込まれ、空気循環パイプ７ｃを通って搬送装置５の上側にある空気循環系の空気噴出口７ｄから再び噴出される。空気の循環効率を向上させ、かつ、被乾燥物を効率よく搬送するためには、搬送用ベルト５ｂは空気を通過させることができ、かつ、被乾燥物が実質的に通過させない構造を有することが好ましい。
なお、本明細書において「実質的に通過させない」とは、搬送用ベルト５ｂ上にある被乾燥物が噴きつけられる空気により搬送用ベルト５ｂの下側に落下しないことを意味し、噴出口６及び空気噴出口７ｄから空気を噴きつけた場合に、少なくとも被乾燥物の９５％が搬送用ベルト５ｂ上に残る。
このような搬送用ベルトの例としては、例えば、ステンレス製のメッシュ状ベルト（粗さ５〜６０メッシュ）、密集バランスネットなどであることが好ましい。
【００２１】
搬送装置５の位置、大きさ及び数については特に限定されず、乾燥容器２の大きさに応じて適宜変更することができる。また、搬送装置５の搬送速度についても被乾燥物の性質に応じて適宜決定することができる。乾燥効率をより向上させるためには、乾燥容器２内に搬送装置５を２以上有することが好ましい。
【００２２】
ここで、図２を参酌しながら本発明の搬送装置５が乾燥容器２内の高さ方向に上段（第一の搬送装置５Ａ）、中段（第二の搬送装置５Ｂ）及び下段（第三の搬送装置５Ｃ）の３段に並設された態様を説明する。投入口３から投入された被乾燥物は、第一の搬送装置５Ａに載置され、先ず空気噴出口６から空気が噴きつけられる。被乾燥物に噴きつけた後の空気は、第三の搬送装置５Ｃの下側に設けられた空気循環系７の空気取込口７ａ₁から取り込まれ、ブロワ７ｂ₁により空気循環パイプ７ｃ₁を通して空気噴出口７ｄ₁に供給され、空気噴出口７ｄ₁から再び被乾燥物に噴きつけられる。
【００２３】
図２に示される第一の搬送装置５Ａ上の被乾燥物は、搬送方向（図２では右方向）に移動しながら隣接する空気循環系７の空気噴出口７ｄ₂からさらに空気を噴きつけられる。被乾燥物は次いで空気噴出口７ｄ₃及び７ｄ₄の順に空気を噴きつけられながら第一の搬送装置５Ａの末端の回転軸まで到達する。第一の搬送装置５Ａの末端に到達した被乾燥物は、次いで第２の搬送装置５Ｂ上に移動する。第二の搬送装置５Ｂは、第一の搬送装置５Ａとは異なる搬送方向に被乾燥物を搬送する（図２では左方向）。このため第二の搬送装置５Ｂ上の被乾燥物は、空気噴出口７ｄ₄、７ｄ₃、７ｄ₂、７ｄ₁及び空気噴出口６の順に空気が噴きつけられる。被乾燥物が第二の搬送装置５Ｂの末端の回転軸まで達すると、今度は被乾燥物が第三の搬送装置５Ｃ上に移動する。第三の搬送装置５Ｃは、被乾燥物を第二の搬送装置５Ｂとは異なる搬送方向（図２の右方向）で搬送でき、第三の搬送装置５Ｃ上の被乾燥物は、空気噴出口６、空気噴出口７ｄ₁、７ｄ₂、７ｄ₃及び７ｄ₄の順に再び空気が噴きつけられる。第三の搬送装置５Ｃにより搬送された被乾燥物は最終的には取出口４から乾燥装置１の外へ取り出される。
【００２４】
図１に示される空気噴出口６は、被乾燥物に空気を噴きつけるため乾燥容器２内に設けられる。空気噴出口６は、後述する熱交換器１２と接続され、熱交換器１２で製造された空気（熱風）を乾燥容器２内に噴き込むことができる。空気噴出口６から噴き込む空気の量は、乾燥効率を上げることができるようにするために、４〜１２ｍ³／秒であることが好ましく、５〜１０ｍ³／秒であることがさらに好ましい。
空気噴出口６の位置は、被乾燥物が飛散しないようにするため、乾燥容器２内の上側に設けられることが好ましい。また、空気噴出口６の大きさについては特に限定されないが、被乾燥物の乾燥効率を上げる観点からは、３０〜９０ｃｍの範囲にあることが好ましい。さらに、空気噴出口６の形状についても制限はなく、円形、長方形、矩形、楕円形、棒形などのいずれであってもよいが、円形又は棒形であることが好ましい。
【００２５】
空気循環系７は、空気取込口７ａ、ブロワ７ｂ、空気循環パイプ７ｃ及び空気噴出口７ｄから構成される。空気取込口７ａは、搬送装置５の上側の噴出口６から噴きつけられる空気を取り込むため、乾燥容器２内の下側に設けられることが好ましい。空気取込口７ａの大きさ及び形状については効率よく空気を取り込むことができれば特に限定されない。例えば、空気取込口７ａの大きさ等は、前記噴出口６の大きさ等に合わせて調整することもできる。
【００２６】
噴出口６から噴き出された空気は、被乾燥物を乾燥させた後、乾燥容器２の下側に設けられた空気取込口７ａからブロワ７ｂの吸引作用により空気循環系７内に取り込まれる。ブロワ７ｂは、少なくとも空気取込口７ａよりも下側に設けられていればよく、乾燥容器２の内部又は外部のいずれの部分に設けても構わない。乾燥装置１の構造の簡略化、小型化、及びメンテナンスのしやすさなどを考慮すれば、ブロワ７ｂは、乾燥容器２の外部に設けることが好ましい。また、ブロワ７ｂは、通常市販されているブロワを利用することもできる。
【００２７】
ブロワ７ｂから吸引された空気は、空気循環パイプ７ｃを介して空気噴出口７ｄから再び被乾燥物に噴きつけられる。空気循環パイプ７ｃは空気を循環させることができれば、長さ、太さ等については公知のものを使用することができる。被乾燥物から発生する臭気が混入する可能性を考慮すれば、空気循環パイプ７ｃは耐腐蝕性のあるパイプを使用することが好ましい。
【００２８】
空気噴出口７ｄは、前記噴出口６と同様、被乾燥物が飛散しないようにするため、乾燥容器２内の上側に設けられることが好ましい。また、空気噴出口７ｄの大きさは特に限定されないが、被乾燥物の乾燥効率を上げる観点から、３０〜９０ｃｍの範囲であることが好ましい。また、空気噴出口７ｄの形状についても制限はなく、円形、長方形、矩形、楕円形、棒形などのいずれであってもよいが、噴出口６と同様、円形又は棒状であることが好ましい。
【００２９】
空気循環系７は、以上のような構成からなるが、乾燥効率をさらに向上させるためには、一つの乾燥容器２内に空気循環系７を２以上有することが好ましく、単位長さ当り１〜２個有することがさらに好ましい。例えば、図１のように４つの空気循環系７を有する態様を示すことができる。
【００３０】
被乾燥物に空気を噴きつけると、被乾燥物の乾燥が進み、被乾燥物からは水蒸気を含んだ臭気が発生する。この臭気は乾燥容器２内を移動し、最終的には臭気排出口８から乾燥容器２の外部に排出される。臭気排出口８は、該排出口８の下側に設置されたブロワ８ａの吸引力により乾燥容器２内に存在する水蒸気を含む臭気を取り込むことができる。臭気排出口８の大きさ及び形状については、前記噴出口６や空気噴出口７ｄと同様に、適宜決定することができる。
【００３１】
次に、上記の如く構成された本発明の乾燥装置の作動について図３を用いて以下に説明する。
図３に示されるように、投入口３から乾燥容器２内に投入された被乾燥物は、搬送装置５上に載置された状態で、排出口４側へ向けて搬送される。搬送装置上の被乾燥物は、先ず空気噴出口６から噴きつけられる空気(熱風)により乾燥が開始される。被乾燥物に噴きつけられた空気は、搬送装置５の下側に設けられた空気循環系７の空気取込口７ａからブロワ７ｂ側に取り込まれ空気循環パイプ７ｃを経て空気噴出口７ｄから再び被乾燥物に噴きつけられる。この空気循環系７による循環を順次繰り返して最終的に被乾燥物は乾燥されて乾燥物となり、取出口４から乾燥装置１の外へ取り出される。
【００３２】
一方、水蒸気を含んだ臭気は、最終的には臭気排出口８からブロワ８ａにより吸引され乾燥容器２の外へ排出される。排出された臭気は、臭気排出管９を通り、臭気燃焼器１０内で燃料と共に燃焼される。臭気燃焼器１０内では臭気が加熱により熱分解され、消臭される。消臭後の燃焼ガスは燃焼ガス供給管１１を介して熱交換器１２へ入る。熱交換器１２内で燃焼ガスは、エアフィルター１４を介して取り込まれた大気に伝送し、８０〜３００℃の空気が製造される。この高温空気は空気供給管を通り空気噴出口６へ供給される。以後、この工程を繰り返すことにより、被乾燥物の乾燥と臭気の燃焼が進行する。
【００３３】
なお、図３では特に示されていないが、本発明の乾燥装置は、その他、温度制御装置、ポンプ、フィルター、送風機、風圧加圧装置、クラッシャー投入機（ミンチ、スライス他）などを適宜使用することができる。
【００３４】
本発明の乾燥装置は、被乾燥物として汚泥、厨芥及び家畜の糞尿から選ばれるの少なくとも１つを使用すれば、被乾燥物から肥料を製造することができる。例えば、余剰活性汚泥を被乾燥物として使用する場合、該余剰活性汚泥を脱水機等で脱水したものを被乾燥物として用い、本発明の乾燥装置で乾燥させ肥料を得ることができる。また、余剰活性汚泥と厨芥（生ゴミ等）の混合物を被乾燥物として使用する場合、余剰活性汚泥については前記同様、脱水したものを用い、厨芥については粉砕機等で細分化したものを用いる。この脱水後の余剰活性汚泥と粉砕化した厨芥を任意の割合で混合した後、本発明の乾燥装置で乾燥させると肥料を得ることができる。また、本発明の乾燥装置を用いて肥料の製造方法では、必要に応じて被乾燥物に他の無機成分を混合することもできる。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の乾燥装置であれば、乾燥容器内で空気を強制循環させ、被乾燥物に噴きつける空気量、すなわち、被乾燥物が空気と接触する回数を通常よりも遥かに多くできるため、被乾燥物の乾燥効率を向上させることができる。また、乾燥効率の向上により臭気燃焼器に使用する燃料を低減化を図ることができ、燃料費を節約することができる。
【００３６】
また、本発明の乾燥装置を用いた肥料の製造方法であれば、汚泥や厨芥などの廃棄物から短時間で簡単に、しかも経済的に良質の肥料を製造することができ、資源のリサイクル化を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の乾燥装置の概略構成説明図（その１）である。
【図２】本発明の乾燥装置の概略構成説明図（その２）である。
【図３】本発明の乾燥装置の全体構成図である。
【符号の説明】
１乾燥装置
２乾燥容器
３投入口
４取出口
５搬送装置
５ａ回転軸
５ｂ搬送用ベルト
５Ａ第一の搬送装置
５Ｂ第二の搬送装置
５Ｃ第三の搬送装置
６空気噴出口
７空気循環系
７ａ空気取込口７ａ
７ｂブロワ
７ｃ空気循環パイプ
７ｄ空気噴出口
８臭気排出口
９臭気排出管
１０臭気燃焼器
１１燃焼ガス供給管
１２熱交換器
１３燃焼ガス排出管
１４エアフィルター
１５空気供給管

Claims

被乾燥物が投入される乾燥容器内に空気を噴き込んで被乾燥物を乾燥させる装置であって、
前記乾燥容器（２）は、被乾燥物を投入するための投入口（３）と、乾燥後の被乾燥物を取り出すための取出口（４）と、前記被乾燥物を前記投入口（３）から前記取出口（４）まで搬送するための搬送装置（５）と、該搬送装置（５）の上側から前記被乾燥物に空気を噴きつけるための噴出口（６）と、
前記搬送装置（５）の下側から前記被乾燥物に噴きつけた後の空気を空気取込口（７ａ）から取り込み、空気循環パイプ（７ｃ）を介してから前記搬送装置（５）の上側に位置する空気噴出口（７ｄ）から前記被乾燥物に空気を再び噴きつけるための空気循環系と、
空気を噴きつけることにより被乾燥物から発生した臭気を排出するための排出口（８）と、を有すること、
前記空気循環系は前記搬送装置（５）の搬送方向に沿って２以上設けられ、かつ各空気循環系の空気噴出口（７ｄ）と空気取込口（７ａ）とは前記搬送装置（５）を介して対向する位置に設けられ、
前記噴出口（６）は前記投入口（３）に最も近い空気噴出口（７ｄ）より前記投入口（３）側に配置され、前記排出口（８）は前記取出口（４）に最も近い空気取込口（７ａ）より前記取出口（４）側に配置されることを特徴とする前記乾燥装置。
前記搬送装置が搬送用ベルトと少なくとも一対の回転軸とを含み、前記搬送用ベルトは空気を通過させるが、被乾燥物を実質的に通過させない構造を有する請求項１に記載の乾燥装置。
前記搬送装置を２以上有する請求項１〜２のいずれか一項に記載の乾燥装置。
前記搬送装置が高さ方向に２以上並設され、該並設された搬送装置は、上側の搬送装置から下側の搬送装置の順に交互に異なる搬送方向で被乾燥物を搬送する請求項３に記載の乾燥装置。
前記排出口から排出された臭気を燃焼するための燃焼器と、該燃焼器で得られた燃焼ガスから前記乾燥容器の噴出口から噴きつける空気に熱を供給するための熱交換器とをさらに有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の乾燥装置。
請求項１〜５のいずれか一項に記載の乾燥装置を用いて被乾燥物から肥料を製造する方法。
前記被乾燥物が汚泥、厨芥及び家畜の糞尿の群から選ばれる少なくとも１つである請求項６に記載の方法。