JP6586252B1

JP6586252B1 - 汚泥乾燥キャリアガスの処理システム

Info

Publication number: JP6586252B1
Application number: JP2019020264A
Authority: JP
Inventors: 正裕戸▲崎▼; 宏平別枝
Original assignee: Takuma KK
Current assignee: Takuma KK
Priority date: 2018-10-29
Filing date: 2019-02-07
Publication date: 2019-10-02
Anticipated expiration: 2039-02-07
Also published as: JP2020069468A

Abstract

【課題】減湿設備を要することなく汚泥乾燥後の汚泥乾燥キャリアガスを処理することができる汚泥乾燥キャリアガスの処理システムを提供する。【解決手段】汚泥と共に汚泥乾燥キャリアガスが導入され、汚泥を乾燥して排出するとともに、汚泥を乾燥するに伴い蒸発した水分を含む汚泥乾燥キャリアガスを排出する汚泥乾燥機３０と、汚泥乾燥機３０から排出される乾燥後の汚泥と可燃ごみとの混合物を燃焼する燃焼室１３を有する焼却炉２と、汚泥乾燥機３０から排出される汚泥乾燥キャリアガスを二次燃焼室１５へと供給するためのガス供給管路８１〜８４と、ガス供給管路８１〜８４を流れる汚泥乾燥キャリアガスを昇温するキャリアガス昇温手段（７０，８５）とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、汚泥乾燥機に導入される汚泥乾燥キャリアガスの処理システムに関する。

従来、下水汚泥を焼却する際には、一般に、遠心分離機等の脱水機で予め脱水して脱水汚泥とし、この脱水汚泥を焼却炉に投入している。脱水汚泥は、多くの水分を含むため（含水率８０％以上）、そのまま焼却するには多くの助燃剤が必要となる。

そこで、助燃剤使用量の削減等を意図して、汚泥乾燥機を用いて脱水汚泥を乾燥し、所定の含水率以下の乾燥汚泥にしてから下水汚泥専焼炉に投入して焼却することが行われている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１８−１０６２号公報

脱水汚泥を汚泥乾燥機で乾燥する際には、汚泥乾燥キャリアガスが汚泥乾燥機に導入される。汚泥乾燥キャリアガスは、脱水汚泥を乾燥するに伴い蒸発した蒸発物を取り込んだ後、蒸発物と共に汚泥乾燥機から排出される。蒸発物の中には、脱水汚泥の乾燥に伴い発生した臭気成分や有毒成分が含まれており、汚泥乾燥機から排出された汚泥乾燥キャリアガスをそのまま外部に放出することはできない。そのため、汚泥乾燥機における汚泥乾燥キャリアガスの導入側と排出側との間に還流路を形成し、汚泥乾燥機から排出された汚泥乾燥キャリアガスをその還流路を通して再び汚泥乾燥機へと導入して、再度、汚泥乾燥キャリアガスとして利用するようにしている。

ところで、汚泥乾燥機から排出される汚泥乾燥キャリアガスには、脱水汚泥の乾燥に伴い発生した臭気成分や有毒成分に加え、多くの水分が含まれており、汚泥乾燥機から排出された汚泥乾燥キャリアガスをそのまま汚泥乾燥機へと還流すると、乾燥能力の低下を招いてしまう。

このため、従来の汚泥乾燥キャリアガスの処理システムでは、汚泥乾燥キャリアガスに含まれる水分を減じるために、汚泥乾燥キャリアガスの還流路の途中に減湿設備を設ける必要があり、設備費が嵩むという問題点がある。

上記の減湿設備には、スクラバ方式とコンデンサ方式とがある。前者のスクラバ方式の減湿設備は、汚泥乾燥キャリアガスに対し水を直接噴霧することにより冷却し、汚泥乾燥キャリアガスに含まれる水蒸気を結露させて減湿するものであり、大量の水が必要となる。後者のコンデンサ方式の減湿設備は、汚泥乾燥キャリアガスを間接的に冷却し、水蒸気を結露させて減湿するシステムであり、システムそのものは大量の水を必要としない。しかし、汚泥乾燥キャリアガスの間接冷却の後に発生するドレン（結露水）は、ＮＨ_３等を多量に含んでいるため、一般的な下水処理場の排水受入基準を超過する場合があり、この場合、そのようなドレンを大量の水で希釈する等の処理を行わなければならず、結果的に、大量の水が必要となる。

このため、従来の汚泥乾燥キャリアガスの処理システムでは、減湿設備としてスクラバ方式及びコンデンサ方式の何れを採用しても大量の水が必要となり、ランニングコストが嵩むという問題点がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、減湿設備を要することなく汚泥乾燥後の汚泥乾燥キャリアガスを処理することができる汚泥乾燥キャリアガスの処理システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明に係る汚泥乾燥キャリアガスの処理システムの特徴構成は、
汚泥と共に汚泥乾燥キャリアガスが導入され、汚泥を乾燥して排出するとともに、汚泥を乾燥するに伴い蒸発した水分を含む汚泥乾燥キャリアガスを排出する汚泥乾燥機と、
前記汚泥乾燥機から排出される乾燥後の汚泥と可燃ごみとの混合物を燃焼する燃焼室を有する焼却炉と、
前記汚泥乾燥機から排出される汚泥乾燥キャリアガスを前記燃焼室へと供給するためのガス供給管路と、
前記ガス供給管路を流れる汚泥乾燥キャリアガスを昇温するキャリアガス昇温手段と、
を備えることにある。

本構成の汚泥乾燥キャリアガスの処理システムによれば、汚泥乾燥機に導入された汚泥乾燥キャリアガスが、汚泥を乾燥するに伴い蒸発した水分等を取り込んだ後に汚泥乾燥機から排出され、排出された汚泥乾燥後の汚泥乾燥キャリアガスが、キャリアガス昇温手段によって昇温された後に焼却炉の燃焼室へと供給される。焼却炉では、汚泥乾燥機から排出された乾燥後の汚泥（乾燥汚泥）と可燃ごみとが燃焼室で燃焼される。焼却炉においては、乾燥汚泥と可燃ごみとの混焼により燃焼炉内を高温に維持することができる。また、キャリアガス昇温手段によって昇温された汚泥乾燥キャリアガスが燃焼室に供給される。従って、水分を多く含む汚泥乾燥後の汚泥乾燥キャリアガスが燃焼室に供給されても適正な炉温を維持することができるとともに、ガス供給管路の結露を防止することができる。また、汚泥乾燥キャリアガスには、水分の他に、脱水汚泥の乾燥に伴い発生した臭気成分や有毒成分が含まれているが、これら臭気成分や有毒成分が汚泥乾燥キャリアガスと共に燃焼室に供給されると、燃焼室において高温で直接燃焼され、あるいは燃焼室に流入した可燃ごみ由来の別の有毒物質と反応し、臭気成分は無臭の気体、又は嗅覚閾値の高い気体（炭酸ガス、水蒸気、窒素等）になり、有毒成分は無毒化される。従って、従来は必要とされた減湿設備を要することなく汚泥乾燥後の汚泥乾燥キャリアガスを処理することができる。

本発明に係る汚泥乾燥キャリアガスの処理システムにおいて、
前記キャリアガス昇温手段は、前記汚泥乾燥機に導入される汚泥乾燥キャリアガスを加熱する導入キャリアガス加熱器と、前記導入キャリアガス加熱器によって加熱された汚泥乾燥キャリアガスの一部を、前記ガス供給管路を流れる汚泥乾燥キャリアガスに合流させるバイパス管路とにより構成されていることが好ましい。

本構成の汚泥乾燥キャリアガスの処理システムによれば、導入キャリアガス加熱器によって加熱された汚泥乾燥キャリアガスの一部が、バイパス管路を介して、ガス供給管路を流れる汚泥乾燥キャリアガスに合流しそのガス供給管路を流れる汚泥乾燥キャリアガスを昇温するようにされているので、水分を多く含んだ汚泥乾燥キャリアガスが流れるガス供給管路での結露の発生を抑えることができる。

本発明に係る汚泥乾燥キャリアガスの処理システムにおいて、
前記バイパス管路は、前記導入キャリアガス加熱器によって加熱された汚泥乾燥キャリアガスの一部を、前記汚泥乾燥機から排出された直後の汚泥乾燥キャリアガスと合流させるように前記ガス供給管路に接続されていることが好ましい。

本構成の汚泥乾燥キャリアガスの処理システムによれば、導入キャリアガス加熱器によって加熱された汚泥乾燥キャリアガスの一部が、バイパス管路を介して、汚泥乾燥機から排出された直後の汚泥乾燥キャリアガスに合流されることになる。これにより、ガス供給管路の上流側から下流側の全域に亘って汚泥乾燥キャリアガスを昇温することができるので、水分を多く含んだ汚泥乾燥キャリアガスが流れるガス供給管路の上流側から下流側の全域に亘って結露の発生を抑えることができる。

本発明に係る汚泥乾燥キャリアガスの処理システムにおいて、
前記キャリアガス昇温手段は、前記燃焼室での燃焼に伴い発生した燃焼排ガスの少なくとも一部を汚泥乾燥キャリアガスとして前記汚泥乾燥機へと導入する燃焼排ガス導入管路と、前記燃焼排ガス導入管路を流れる燃焼排ガスの一部を、前記ガス供給管路を流れる汚泥乾燥キャリアガスに合流させるバイパス管路とにより構成されていることが好ましい。

本構成の汚泥乾燥キャリアガスの処理システムによれば、燃焼室での燃焼に伴い発生した高温状態の燃焼排ガスの少なくとも一部が汚泥乾燥キャリアガスとして燃焼排ガス導入管路を介して汚泥乾燥機へと導入され、汚泥乾燥機に向けて燃焼排ガス導入管路を流れる燃焼排ガスの一部が、バイパス管路を介して、ガス供給管路を流れる汚泥乾燥キャリアガスに合流しそのガス供給管路を流れる汚泥乾燥キャリアガスを昇温するようにされているので、水分を多く含んだ汚泥乾燥キャリアガスが流れるガス供給管路での結露の発生を抑えることができる。

本発明に係る汚泥乾燥キャリアガスの処理システムにおいて、
前記バイパス管路は、前記燃焼排ガス導入管路を流れる燃焼排ガスの一部を、前記汚泥乾燥機から排出された直後の汚泥乾燥キャリアガスと合流させるように前記ガス供給管路に接続されていることが好ましい。

本構成の汚泥乾燥キャリアガスの処理システムによれば、燃焼排ガス導入管路を流れる燃焼排ガスの一部が、バイパス管路を介して、汚泥乾燥機から排出された直後の汚泥乾燥キャリアガスに合流されることになる。これにより、ガス供給管路の上流側から下流側の全域に亘って汚泥乾燥キャリアガスを昇温することができるので、水分を多く含んだ汚泥乾燥キャリアガスが流れるガス供給管路の上流側から下流側の全域に亘って結露の発生を抑えることができる。

本発明に係る汚泥乾燥キャリアガスの処理システムにおいて、
前記キャリアガス昇温手段は、前記ガス供給管路の途中に配設されて前記ガス供給管路を流れる汚泥乾燥キャリアガスを加熱する排出キャリアガス加熱器であることが好ましい。

本構成の汚泥乾燥キャリアガスの処理システムによれば、ガス供給管路の途中に配設される排出キャリアガス加熱器によってガス供給管路を流れる汚泥乾燥キャリアガスが加熱され、汚泥乾燥キャリアガスの温度を上昇するようにされているので、水分を多く含んだ汚泥乾燥キャリアガスが流れるガス供給管路での結露の発生を抑えることができる。

本発明に係る汚泥乾燥キャリアガスの処理システムにおいて、
前記ガス供給管路における前記排出キャリアガス加熱器の上流側に、前記ガス供給管路を流れる汚泥乾燥キャリアガスに含まれるダストを除去する集塵機が配設されていることが好ましい。

本構成の汚泥乾燥キャリアガスの処理システムによれば、ガス供給管路における排出キャリアガス加熱器の上流側に集塵機が配設されているので、排出キャリアガス加熱器における汚泥乾燥キャリアガスと接触する部位にダストが付着・堆積するのを防ぐことができ、ダストが付着・堆積することに起因する加熱効率の低下を防ぐことができる。

本発明に係る汚泥乾燥キャリアガスの処理システムにおいて、
前記汚泥乾燥機で汚泥を乾燥するに伴い発生したアンモニア性窒素を汚泥乾燥キャリアガスと共に前記燃焼室へと吹き込むことが好ましい。

本構成の汚泥乾燥キャリアガスの処理システムによれば、焼却炉の燃焼室に汚泥乾燥キャリアガスと共にアンモニア性窒素が供給されるので、アンモニア性窒素が脱硝薬剤として機能して焼却炉内でのＮＯｘの発生を低減することができる。

本発明に係る汚泥乾燥キャリアガスの処理システムにおいて、
前記汚泥乾燥機によって乾燥された汚泥の含水率は、５０％以下であることが好ましい。

本構成の汚泥乾燥キャリアガスの処理システムによれば、汚泥乾燥機によって乾燥された汚泥の含水率が５０％以下であれば、焼却炉において可燃ごみと混焼される際に、助燃剤として十分に機能するので、混焼率を上げても安定燃焼が可能となる。

図１は、本発明の第一実施形態に係る汚泥乾燥キャリアガスの処理システムのフロー図である。図２は、本発明の第二実施形態に係る汚泥乾燥キャリアガスの処理システムのフロー図である。図３は、本発明の第三実施形態に係る汚泥乾燥キャリアガスの処理システムのフロー図である。

以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることは意図しない。

〔第一実施形態〕
図１には、本発明の第一実施形態に係る汚泥乾燥キャリアガスの処理システムのフロー図が示されている。

＜全体構成＞
図１に示される汚泥乾燥キャリアガスの処理システム１Ａは、汚泥乾燥機３０が併設された焼却炉２を備えている。焼却炉２の下流側には、ボイラ３、エコノマイザ４、減温塔５、バグフィルタ６、誘引送風機７、及び煙突８がそれぞれ順に配設されている。

焼却炉２では、汚泥乾燥機３０によって脱水汚泥が乾燥された後の汚泥（乾燥汚泥）と、ごみピット９に貯留されている可燃ごみを含む廃棄物（以下、単に「可燃ごみ」と略称する。）とが混焼される。本明細書において、「ごみ」は「汚泥」を含まない用語として用いている。具体的には、「ごみ」は、一般廃棄物（家庭系ごみ及び事業系ごみ）のことであり、「可燃ごみ」とは、例えば、紙、繊維、厨芥、木、竹等の燃えやすい性質のもの特に示す。一方、「汚泥」は、排水処理や下水処理の過程で出てくる泥状の物質で有機物と無機物との集合体のことである。

焼却炉２での燃焼に伴い発生した燃焼排ガスは、誘引送風機７の誘引作用により、ボイラ３、エコノマイザ４、減温塔５、及びバグフィルタ６にそれぞれ順に送り込まれる。

ボイラ３では、燃焼排ガスの熱を利用して蒸気を発生させ、エコノマイザ４では、ボイラ３に供給する水を燃焼排ガスの余熱を利用して加熱し、減温塔５では、エコノマイザ４からの燃焼排ガスを所定温度まで冷却し、バグフィルタ６では、燃焼排ガスに含まれるダスト等を除去する。

そして、ダスト等が除去された後の燃焼排ガスは、誘引送風機７により煙突８を介して外部に排出される。なお、焼却炉２及びボイラ３を含む燃焼ボイラ設備においては、ボイラ３に接続されたタービン（図示省略）を用いて発電機を駆動して発電するように構成してもよい。

＜焼却炉＞
焼却炉２は、汚泥乾燥機３０からの乾燥汚泥と共にごみピット９に貯留されている可燃ごみが供給されるホッパ１１と、ホッパ１１にシュート１２を介して接続される燃焼室１３とを備えている。ホッパ１１に供給された乾燥汚泥及び可燃ごみは、シュート１２を通って燃焼室１３へと送られる。燃焼室１３は、一次燃焼室１４と、一次燃焼室１４の下流側に配設される二次燃焼室１５とから構成されている。一次燃焼室１４には、ストーカ式燃焼装置１６が装備されている。

ストーカ式燃焼装置１６は、一次燃焼空気吹込装置２１からの一次燃焼空気が吹き込まれる乾燥段１７、燃焼段１８及び後燃焼段１９を有している。ホッパ１１及びシュート１２を介して一次燃焼室１４内に送り込まれた乾燥汚泥及び可燃ごみは、乾燥段１７において乾燥され、燃焼段１８及び後燃焼段１９において灰になるまで燃焼される。燃焼後に残った焼却灰は、シュート２０を介して排出される。一方、一次燃焼室１４で発生した未燃ガスは、後述する汚泥乾燥キャリアガスを含む二次燃焼空気により二次燃焼室１５にて二次燃焼される。

一次燃焼空気吹込装置２１は、ごみピット９内及び後述する脱水汚泥保管庫５０内からそれぞれ吸い込んだ空気を一次燃焼空気として送り出す押込送風機２５と、押込送風機２５からの一次燃焼空気を乾燥段１７、燃焼段１８及び後燃焼段１９へと供給する一次燃焼空気供給管路群２６とを備えて構成されている。

＜汚泥乾燥機＞
汚泥乾燥機３０は、溝型（トラフ型）で低速撹拌型の伝導伝熱乾燥機であり、伝熱ジャケット３１を有するトラフ３２と、トラフ３２に回転自在に支持される伝熱体３３とを備えている。

トラフ３２は、一端側に被処理汚泥である脱水汚泥を受け入れるための汚泥受入口３５を備えるとともに、他端側に乾燥汚泥を排出するための汚泥排出口３６を備えている。トラフ３２の他端部寄りの部位には、汚泥乾燥キャリアガスをトラフ３２の内部に導入するためのキャリアガス導入口３７が設けられ、トラフ３２の一端部寄りの部位には、トラフ３２の内部に導入された汚泥乾燥キャリアガスをトラフ３２の外部に排出するためのキャリアガス排出口３８が設けられている。伝熱ジャケット３１の一側には、熱媒導入口４１が設けられ、伝熱ジャケット３１の他側には、熱媒排出口４２が設けられ、熱媒導入口４１から導入された熱媒が、伝熱ジャケット３１の内部を通って熱媒排出口４２から排出されるようになっている。

伝熱体３３は、回転軸４４に複数の伝熱翼（パドル翼）４５が軸方向に適宜間隔で配列されてなるものであり、回転軸４４と伝熱翼４５とが互いに連通するような中空構造とされている。回転軸４４の一端側には、熱媒導入口４６が設けられ、回転軸４１の他端側には、熱媒排出口４７が設けられ、熱媒導入口４６から導入された熱媒が、回転軸４４及び伝熱翼４５の中空部を通って熱媒排出口４７から排出されるようになっている。また、回転軸４４には、電動機４８の回転動力が動力伝達機構４９を介して伝達されるようになっている。

汚泥乾燥機３０においては、熱媒として、例えば、蒸気や熱媒油、高温水が用いられる。熱媒は、熱媒導入口４１から伝熱ジャケット３１の内部を通って熱媒排出口４２から出て行く間にトラフ３２を加熱するとともに、熱媒導入口４６から回転軸４４及び伝熱翼４５の中空部を通って熱媒排出口４７から出て行く間に伝熱体３３を加熱する。

汚泥乾燥機３０における汚泥受入口３５の上流側には、脱水汚泥貯留槽５１が設置されている。脱水汚泥貯留槽５１には、図示されない遠心分離機等の脱水機で予め脱水した脱水汚泥が貯留されている。脱水汚泥貯留槽５１は、臭気が漏れないように脱水汚泥保管庫５０に保管されている。脱水汚泥保管庫５０内の脱水汚泥貯留槽５１と、汚泥乾燥機３０の汚泥受入口３５との間には、スクリューフィーダ等よりなる脱水汚泥切出装置５２、及び脱水汚泥供給ポンプ５３が配設されている。そして、脱水汚泥貯留槽５１に貯留されている脱水汚泥が脱水汚泥切出装置５２によって切り出され、切り出された脱水汚泥が脱水汚泥供給ポンプ５３により汚泥乾燥機３０の汚泥受入口３５へと圧送されるようになっている。

汚泥乾燥機３０における汚泥排出口３６の下流側には、乾燥汚泥が貯留される乾燥汚泥貯留槽６０が配設されている。汚泥排出口３６と乾燥汚泥貯留槽６０との間には、第一乾燥汚泥搬送コンベヤ６１が配設されている。乾燥汚泥貯留槽６０と焼却炉２におけるホッパ１１との間には、第二乾燥汚泥搬送コンベヤ６２が配設されている。乾燥汚泥貯留槽６０には、スクリューフィーダ等よりなる乾燥汚泥切出装置６３が付設されている。こうして、汚泥排出口３６から排出された乾燥汚泥は、第一乾燥汚泥搬送コンベヤ６１によって乾燥汚泥貯留槽６０へと搬送されて貯留され、乾燥汚泥貯留槽６０に貯留されている乾燥汚泥は、乾燥汚泥切出装置６３によって切り出され、切り出された乾燥汚泥は、第二乾燥汚泥搬送コンベヤ６２によってホッパ１１へと搬送されてシュート１２を介して可燃ごみと共に燃焼室１３に投入される。なお、乾燥汚泥切出装置６３によって切り出される乾燥汚泥の切出し量を制御して可燃ごみの発熱量に応じて乾燥汚泥の燃焼室１３への供給量を調整することにより、燃焼室１３において乾燥汚泥と可燃ごみとをより安定的に混焼することができる。

＜導入キャリアガス加熱器＞
汚泥乾燥機３０におけるキャリアガス導入口３７の上流側には、導入キャリアガス加熱器７０が配設されている。導入キャリアガス加熱器７０の入口側とごみピット９とは、第一ガス導入管路７１によって接続されている。導入キャリアガス加熱器７０の入口側と脱水汚泥保管庫５０とは、第二ガス導入管路７２によって接続されている。導入キャリアガス加熱器７０の出口側とキャリアガス導入口３７とは、第三ガス導入管路７３によって接続されている。図示による詳細な説明は省略するが、導入キャリアガス加熱器７０は、第一ガス導入管路７１及び第二ガス導入管路７２を介して空気等のガスが導入されるケーシングと、ケーシング内に配される熱交換部とを有し、熱交換部を構成する伝熱管の内側に例えば蒸気等の熱媒を流すことにより、伝熱管の外側に流れる空気等のガスを間接加熱するように構成されている。こうして、ごみピット９内の空気、及び脱水汚泥保管庫５０内の空気は、それぞれ導入キャリアガス加熱器７０によって加熱され、加熱されたこれらの空気が汚泥乾燥キャリアガスとしてキャリアガス導入口３７を通してトラフ３２の内部に導入される。

＜ガス供給管路＞
汚泥乾燥機３０におけるキャリアガス排出口３８と、焼却炉２における二次燃焼室１５との間には、バグフィルタ７５、キャリアガス送風機７６、及び二次送風機７７が、キャリアガス排出口３８から二次燃焼室１５に向かって順に配設されている。キャリアガス排出口３８とバグフィルタ７５の入口側とは、第一ガス供給管路８１によって接続されている。バグフィルタ７５の出口側とキャリアガス送風機７６の入口側とは、第二ガス供給管路８２によって接続されている。キャリアガス送風機７６の出口側と二次送風機７７の入口側とは第三ガス供給管路８３によって接続されている。二次送風機７７の出口側と二次燃焼室１５とは、第四ガス供給管路８４によって接続されている。

＜バイパス管路＞
第三ガス導入管路７３と第一ガス供給管路８１とは、バイパス管路８５によって接続されている。こうして、導入キャリアガス加熱器７０によって加熱されて第三ガス導入管路７３を通して汚泥乾燥機３０に導入される汚泥乾燥キャリアガスの一部は、バイパス管路８５を介して第一ガス供給管路８１へと流れ、汚泥乾燥機３０のキャリアガス排出口３８から排出される汚泥乾燥キャリアガスと合流される。これにより、汚泥乾燥キャリアガスを昇温することができる。ここで、汚泥乾燥キャリアガスの温度は、当該汚泥乾燥キャリアガスに含まれる水分量に応じて適宜調整可能であるが、少なくとも当該汚泥乾燥キャリアガスの露点以上であればよい。これにより、キャリアガス排出口３８から水分（水蒸気）を多く含んだ汚泥乾燥キャリアガスが排出されても、ガス供給管路８１〜８４での結露の発生を抑えることができる。なお、導入キャリアガス加熱器７０、及びバイパス管路８５を含む構成が、本発明における「キャリアガス昇温手段」に相当する。

特に、本実施形態においては、バイパス管路８５の一端側が、第三ガス導入管路７３の途中に接続される一方で、バイパス管路８５の他端側が、第一ガス供給管路８１におけるキャリアガス排出口３８の近傍位置に接続されている。こうして、導入キャリアガス加熱器７０によって加熱された汚泥乾燥キャリアガスの一部が、汚泥乾燥機３０のキャリアガス排出口３８から排出された直後の汚泥乾燥キャリアガスと合流される。これにより、ガス供給管路８１〜８４の上流側から下流側の全域に亘って汚泥乾燥キャリアガスを昇温することができるので、キャリアガス排出口３８から排出される、水分を多く含んだ汚泥乾燥キャリアガスが流れるガス供給管路８１〜８４の上流側から下流側の全域に亘って結露の発生を抑えることができる。

＜作動説明＞
以上に述べたように構成される汚泥乾燥キャリアガスの処理システム１Ａにおいて、脱水汚泥貯留槽５１に貯留されている脱水汚泥は、脱水汚泥切出装置５２によって切り出され、切り出された脱水汚泥は、脱水汚泥供給ポンプ５３により汚泥乾燥機３０の汚泥受入口３５へと圧送される。汚泥受入口３５へと圧送された脱水汚泥は、汚泥受入口３５を通してトラフ３２の内部に投入される。トラフ３２の内部に投入された脱水汚泥は、熱媒によって加熱された伝熱体３３の回転により、トラフ３２の汚泥排出口３６に向かって搬送され、搬送されている間にトラフ３２と伝熱体３３とによって加熱され、加熱によって乾燥されて乾燥汚泥となる。汚泥乾燥機３０での乾燥により、乾燥汚泥の含水率は、５０％以下、好ましくは４５％以下とされて、汚泥排出口３６から排出される。

汚泥排出口３６から排出された乾燥汚泥は、第一乾燥汚泥搬送コンベヤ６１によって乾燥汚泥貯留槽６０へと搬送されて一旦貯留される。乾燥汚泥貯留槽６０に貯留されている乾燥汚泥は、乾燥汚泥切出装置６３によって切り出され、切り出された乾燥汚泥は、第二乾燥汚泥搬送コンベヤ６２によってホッパ１１へと搬送される。

ホッパ１１には、第二乾燥汚泥搬送コンベヤ６２からの乾燥汚泥と、ごみピット９からの可燃ごみとが所定の比率で投入される。ホッパ１１に投入された乾燥汚泥及び可燃ごみは、シュート１２を介して燃焼室１３に供給されて混焼される。本実施形態では、乾燥汚泥の含水率が５０％以下（好ましくは４５％以下）とされるので、乾燥汚泥が助燃剤として十分に機能し、混焼率を上げても安定燃焼が可能となる。なお、乾燥汚泥は、約９〜１３ＭＪ／ｋｇと低位発熱量が高いため、可燃ごみの低位発熱量が低下した際には、乾燥汚泥の供給量を増やすことにより、天然ガスや重油、軽油等の助燃剤を用いなくても済む。

一方、ごみピット９内の空気、及び脱水汚泥保管庫５０内の空気は、それぞれ導入キャリアガス加熱器７０によって加熱され、加熱されたこれらの空気が汚泥乾燥キャリアガスとしてキャリアガス導入口３７を通してトラフ３２の内部に導入される。こうして、導入キャリアガス加熱器７０によって予め加熱された汚泥乾燥キャリアガスが汚泥乾燥機３０に導入されるので、汚泥を乾燥するに伴い蒸発した水分をより多く取り込むことができ、乾燥効率を向上させることができる。トラフ３２の内部に導入された汚泥乾燥キャリアガスは、脱水汚泥の乾燥に伴い発生した水分や臭気成分、有毒成分を取り込むとともに、汚泥乾燥機で汚泥を乾燥するに伴い発生したアンモニア性窒素等を取り込んだ後に、キャリアガス排出口３８から排出される。

こうして、ごみピット９内の空気、及び脱水汚泥保管庫５０内の空気を利用することにより、ごみピット９及び脱水汚泥保管庫５０の換気回数が増えて、ごみピット９及び脱水汚泥保管庫５０からの臭気の漏洩を確実に防ぐことができる。

キャリアガス排出口３８から排出された汚泥乾燥キャリアガスは、当該汚泥乾燥キャリアガスに含まれる乾燥汚泥の粉塵（ダスト）等がバグフィルタ７５で捕集された後に、キャリアガス送風機７６の誘引作用及び二次送風機７７の押込作用により、二次燃焼空気としての役目も兼ねて二次燃焼室１５へと圧送される。なお、第三ガス供給管路８３には、ごみピット９内の空気が合流され、当該ごみピット９内の空気が、キャリアガス排出口３８からの汚泥乾燥キャリアガスとともに二次燃焼室１５へと供給される。

本実施形態の汚泥乾燥キャリアガスの処理システム１Ａによれば、乾燥汚泥と可燃ごみとの混焼により燃焼室１３において焼却炉２内を高温に維持できるため、水分を多く含む汚泥乾燥後の汚泥乾燥キャリアガスが二次燃焼室１５に供給されても焼却炉２において適正な炉温を維持することができる。また、二次燃焼室１５に吹き込まれる汚泥乾燥キャリアガスには、水分の他に、脱水汚泥の乾燥に伴い発生した臭気成分や有毒成分が含まれているが、これら臭気成分や有毒成分が汚泥乾燥キャリアガスと共に二次燃焼室１５に供給されると、二次燃焼室１５において高温で直接燃焼され、あるいは一次燃焼室１４から二次燃焼室１５に流入した可燃ごみ由来の有毒物質と反応し、臭気成分は無臭の気体、又は嗅覚閾値の高い気体（炭酸ガス、水蒸気、窒素等）になり、有毒成分は熱分解又は触媒反応によって無毒化される。従って、従来は必要とされた減湿設備を要することなく汚泥乾燥後の汚泥乾燥キャリアガスを処理することができる。特に、二次燃焼室１５には、汚泥乾燥キャリアガスと共にアンモニア性窒素が吹き込まれるので、アンモニア性窒素が脱硝薬剤として機能して焼却炉２内でのＮＯｘの発生を低減することができる。

〔第二実施形態〕
図２には、本発明の第二実施形態に係る汚泥乾燥キャリアガスの処理システムのフロー図が示されている。なお、第二実施形態において、第一実施形態と同一又は同様のものについては、図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとし、以下においては、第二実施形態に特有の部分を中心に説明することとする。

図２に示される汚泥乾燥キャリアガスの処理システム１Ｂにおいては、バグフィルタ６の出口側と汚泥乾燥機３０のキャリアガス導入口３７とが燃焼排ガス導入管路９０によって接続されている。また、燃焼排ガス導入管路９０と第一ガス供給管路８１とがバイパス管路８５によって接続されている。それ以外については、基本的に図１に示される汚泥乾燥キャリアガスの処理システム１Ａと同様である。

本実施形態の汚泥乾燥キャリアガスの処理システム１Ｂによれば、燃焼室１３での燃焼に伴い発生しバグフィルタ６で除塵された後の燃焼排ガスは高温状態を維持しているので、その少なくとも一部を汚泥乾燥キャリアガスとして燃焼排ガス導入管路９０を通して汚泥乾燥機３０に導入することで、図１に示される汚泥乾燥キャリアガスの処理システム１Ａのように導入キャリアガス加熱器７０によって予め汚泥乾燥キャリアガスを加熱しなくても、高温（約１６０℃程度）の汚泥乾燥キャリアガスが汚泥乾燥機３０に導入されることになる。このように、本実施形態では、第一実施形態では必要であった導入キャリアガス加熱器７０等の加熱手段を別途用いることなく、乾燥効率を向上させることができるとともに、ボイラ３での熱回収量を増やすことができる。

また、燃焼排ガス導入管路９０を通して汚泥乾燥機３０に導入される汚泥乾燥キャリアガスの一部は、バイパス管路８５を介して第一ガス供給管路８１へと流れ、汚泥乾燥機３０のキャリアガス排出口３８から排出される汚泥乾燥キャリアガスと合流される。これにより、汚泥乾燥キャリアガスを昇温することができる。本実施形態においても、汚泥乾燥キャリアガスの温度は、当該汚泥乾燥キャリアガスに含まれる水分量に応じて、少なくとも露点以上となるように適宜調整可能である。これにより、キャリアガス排出口３８から水分（水蒸気）を多く含んだ汚泥乾燥キャリアガスが排出されても、ガス供給管路８１〜８４での結露の発生を抑えることができる。なお、燃焼排ガス導入管路９０、及びバイパス管路８５を含む構成が、本発明における「キャリアガス昇温手段」に相当する。

本実施形態においても、バイパス管路８５の一端側が、第三ガス導入管路７３の途中に接続される一方で、バイパス管路８５の他端側が、第一ガス供給管路８１におけるキャリアガス排出口３８の近傍位置に接続されている。こうして、燃焼排ガス導入管路９０を流れる燃焼排ガスの一部が、汚泥乾燥機３０のキャリアガス排出口３８から排出された直後の汚泥乾燥キャリアガスと合流される。これにより、ガス供給管路８１〜８４の上流側から下流側の全域に亘って汚泥乾燥キャリアガスを昇温することができるので、キャリアガス排出口３８から排出される、水分を多く含んだ汚泥乾燥キャリアガスが流れるガス供給管路８１〜８４の上流側から下流側の全域に亘って結露の発生を抑えることができる。

キャリアガス排出口３８から排出された汚泥乾燥キャリアガスは、当該汚泥乾燥キャリアガスに含まれる乾燥汚泥の粉塵等がバグフィルタ７５で捕集された後に、キャリアガス送風機７６の誘引作用及び二次送風機７７の押込作用により、燃焼空気としての役目も兼ねて燃焼室１３（一次燃焼室１４、二次燃焼室１５）へと圧送される。なお、第三ガス供給管路８３には、燃焼排ガス導入管路９０を介して燃焼排ガスが合流され、当該燃焼排ガスが、キャリアガス排出口３８からの汚泥乾燥キャリアガスとともに燃焼室１３へと供給される。

〔第三実施形態〕
図３には、本発明の第三実施形態に係る汚泥乾燥キャリアガスの処理システムのフロー図が示されている。なお、第三実施形態において、第一実施形態と同一又は同様のものについては、図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとし、以下においては、第三実施形態に特有の部分を中心に説明することとする。

図３に示される汚泥乾燥キャリアガスの処理システム１Ｃにおいては、第二ガス供給管路８２の途中に排出キャリアガス加熱器９５が配設されている。図示による詳細な説明は省略するが、排出キャリアガス加熱器９５は、バグフィルタ７５によってダストが捕集・除去された後の汚泥乾燥キャリアガスが導入されるケーシングと、ケーシング内に配される熱交換部とを有し、熱交換部を構成する伝熱管の内側に例えば蒸気等の熱媒を流すことにより、伝熱管の外側に流れる汚泥乾燥キャリアガスを間接加熱するように構成されている。こうして、第二ガス供給管路８２を流れる汚泥乾燥キャリアガスが加熱され、汚泥乾燥キャリアガスの温度が上昇する。本実施形態においても、汚泥乾燥キャリアガスの温度は、当該汚泥乾燥キャリアガスに含まれる水分量に応じて、少なくとも露点以上となるように適宜調整可能である。これにより、水分（水蒸気）を多く含んだ汚泥乾燥キャリアガスが流れるガス供給管路８２〜８４での結露の発生を抑えることができる。なお、排出キャリアガス加熱器９５が、本発明における「キャリアガス昇温手段」に相当する。

この処理システム１Ｃでは、排出キャリアガス加熱器９５の上流側に、バグフィルタ７５が配設されているので、排出キャリアガス加熱器９５における汚泥乾燥キャリアガスと接触する部位、すなわち熱交換部の伝熱管にダストが付着・堆積するのを防ぐことができ、ダストが付着・堆積することに起因する加熱効率の低下を防ぐことができる。

排出キャリアガス加熱器９５によって加熱された汚泥乾燥キャリアガスは、第三ガス供給管路８３、及び第四ガス供給管路８４を介して二次燃焼室１５へと送り込まれるとともに、第三ガス供給管路８３から一次燃焼空気供給管路群２６を介して一次燃焼空気として乾燥段１７、燃焼段１８及び後燃焼段１９へと送り込まれる。

汚泥乾燥キャリアガスの処理システム１Ｃにおいては、第一実施形態に係る汚泥乾燥キャリアガスの処理システム１Ａでは設けられていたパイパス管路８５が設けられておらず、それに代えて、第一ガス供給管路８１におけるキャリアガス排出口３８の近傍位置にヒータ９６が配設されている。ヒータ９６は、キャリアガス排出口３８から排出された直後の汚泥乾燥キャリアガスを、第一ガス供給管路８１の外側から第一ガス供給管路８１を介して間接加熱する形式のものである。これにより、付着ダストに起因する加熱効率の低下を招くことなく、第一ガス供給管路８１を流れる汚泥乾燥キャリアガスを昇温することができ、第一ガス供給管路８１での結露の発生を抑えることができる。

本発明の汚泥乾燥キャリアガスの処理システムは、乾燥汚泥と可燃ごみとを混焼する焼却炉に併設された汚泥乾燥機に導入される汚泥乾燥キャリアガスを処理する用途において利用可能である。

１Ａ，１Ｂ汚泥乾燥キャリアガスの処理システム
２焼却炉
１３燃焼室
１５二次燃焼室
３０汚泥乾燥機
７０導入キャリアガス加熱器
７５バグフィルタ（集塵機）
８１〜８４ガス供給管路
８５バイパス管路
９０燃焼排ガス導入管路
９５排出キャリアガス加熱器
９６ヒータ

Claims

汚泥と共に汚泥乾燥キャリアガスが導入され、汚泥を乾燥して排出するとともに、汚泥を乾燥するに伴い蒸発した水分と空気とを含む汚泥乾燥キャリアガスを排出する汚泥乾燥機と、
前記汚泥乾燥機から排出される乾燥後の汚泥と可燃ごみとの混合物に燃焼空気を供給して前記混合物を燃焼する燃焼室を有する焼却炉と、
前記汚泥乾燥機から排出される汚泥乾燥キャリアガスを前記燃焼室へと供給するためのガス供給管路と、
前記ガス供給管路を流れる汚泥乾燥キャリアガスを昇温するキャリアガス昇温手段と、
を備え、
前記キャリアガス昇温手段は、前記汚泥乾燥機に導入される汚泥乾燥キャリアガスを加熱する導入キャリアガス加熱器と、前記導入キャリアガス加熱器によって加熱された汚泥乾燥キャリアガスの一部を、前記ガス供給管路を流れる汚泥乾燥キャリアガスに合流させるバイパス管路とにより構成されている汚泥乾燥キャリアガスの処理システム。
前記バイパス管路は、前記導入キャリアガス加熱器によって加熱された汚泥乾燥キャリアガスの一部を、前記汚泥乾燥機から排出された直後の汚泥乾燥キャリアガスと合流させるように前記ガス供給管路に接続されている請求項１に記載の汚泥乾燥キャリアガスの処理システム。
汚泥と共に汚泥乾燥キャリアガスが導入され、汚泥を乾燥して排出するとともに、汚泥を乾燥するに伴い蒸発した水分と空気とを含む汚泥乾燥キャリアガスを排出する汚泥乾燥機と、
前記汚泥乾燥機から排出される乾燥後の汚泥と可燃ごみとの混合物に燃焼空気を供給して前記混合物を燃焼する燃焼室を有する焼却炉と、
前記汚泥乾燥機から排出される汚泥乾燥キャリアガスを前記燃焼室へと供給するためのガス供給管路と、
前記ガス供給管路を流れる汚泥乾燥キャリアガスを昇温するキャリアガス昇温手段と、
を備え、
前記キャリアガス昇温手段は、前記燃焼室での燃焼に伴い発生した燃焼排ガスの少なくとも一部を汚泥乾燥キャリアガスとして前記汚泥乾燥機へと導入する燃焼排ガス導入管路と、前記燃焼排ガス導入管路を流れる燃焼排ガスの一部を、前記ガス供給管路を流れる汚泥乾燥キャリアガスに合流させるバイパス管路とにより構成されている汚泥乾燥キャリアガスの処理システム。
前記バイパス管路は、前記燃焼排ガス導入管路を流れる燃焼排ガスの一部を、前記汚泥乾燥機から排出された直後の汚泥乾燥キャリアガスと合流させるように前記ガス供給管路に接続されている請求項３に記載の汚泥乾燥キャリアガスの処理システム。
前記汚泥乾燥機で汚泥を乾燥するに伴い発生したアンモニア性窒素を汚泥乾燥キャリアガスと共に前記燃焼室へと吹き込む請求項１〜４の何れか一項に記載の汚泥乾燥キャリアガスの処理システム。
前記汚泥乾燥機によって乾燥された汚泥の含水率は、５０％以下である請求項１〜５の何れか一項に記載の汚泥乾燥キャリアガスの処理システム。