JPH0783419A - 有機性汚泥の焼却設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来利用されることなく排出されていた排ガ
ス中の水蒸気潜熱を回収して熱利用の効率化と焼却補助
燃料の削減をはかる。 【構成】 焼却炉排ガスによって焼却前の汚泥を予熱・
乾燥する乾燥機２を備える有機性汚泥の焼却設備におい
て、排ガス経路内に温水器８を設置し、この温水器８と
乾燥機２との間に水の循環経路を設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、下水処理施設等におけ
る汚泥の焼却設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】下水処理施設等において発生する有機性
汚泥は、一般に焼却処理されている。焼却設備として
は、流動床焼却炉や多段式の焼却炉等が使用されてい
る。これらの焼却炉における燃焼を効率的に行わせるた
めには、焼却炉に投入する汚泥中に含まれる水分の量
を、その汚泥の自燃限界水分量まで低下させておくこと
が望ましい。従来、そのための乾燥用熱源として、焼却
炉の排ガス中の廃熱を蒸気、あるいは熱風の形で回収し
て利用するのが通常であった。

【０００３】有機性汚泥は比較的水分の高い状態で焼却
炉に投入される場合が多く、排ガス中に多量の水蒸気が
含有されている。しかし有機性汚泥の焼却排ガスには、
腐食性の強いガス成分も含まれているため、設備の耐食
性の問題から、廃熱回収の温度は 250℃程度が限界であ
った。したがって従来の焼却設備において回収できる廃
熱は 250℃以上のガスの顕熱に限られており、前記の排
ガス中に含まれる水蒸気が保有する潜熱は、常圧におけ
る 250℃程度以下の領域では回収することができず、ス
クラバ（冷却洗浄塔）等で強制的に冷却され、利用され
ずに系外に排出されている。

【０００４】したがって回収できる熱量が少なく、回収
熱のみで焼却炉に投入前の汚泥の含水率を十分に下げる
ことができない場合や、汚泥の発熱量が小さい場合等に
は、重油等の補助燃料を添加しなければ完全燃焼を達成
することができないが、経済性、あるいは環境保全の見
地から、補助燃料を削減することが望まれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、設備の腐食
問題を生じることなしに、従来利用されることなく排出
されていた排ガス中の水蒸気潜熱を回収し、熱利用の効
率化と焼却補助燃料の削減を達成する有機性汚泥の燃焼
設備を実現することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、焼却炉排ガス
によって焼却前の汚泥を予熱・乾燥する乾燥機を備える
有機性汚泥の焼却設備において、前記排ガス経路内に熱
交換器を設置し、この熱交換器と前記乾燥機との間に熱
媒体の循環経路を設けたことを特徴とする。

【０００７】

【作 用】本発明の有機性汚泥の燃焼設備は、水蒸気の
潜熱を温水の形で回収する熱回収手段と、その温水によ
る回収熱を利用して汚泥を乾燥する乾燥手段の組み合わ
せによって構成され、排ガス中の水蒸気の持つ潜熱を温
水によって回収して汚泥の乾燥に利用できるようにした
から、焼却炉における燃焼効率が向上し、補助燃料の削
減を図ることができる。

【０００８】

【実施例】

実施例１ 図１により本発明の第１の実施例を説明する。図１はこ
の有機性汚泥の燃焼設備の構成を示す構成図で、１は汚
泥ホッパ、２は乾燥機、３は流動床焼却炉、４は流動床
焼却炉用の空気予熱器、５は流動床焼却炉の熱風炉、６
はサイクロン、７はバグフィルタ、８は温水器、９はス
クラバ（冷却洗浄塔）、10は白煙防止用熱交換器、11は
煙突、12は乾燥用循環ガススクラバ、13は乾燥用循環ガ
ス予熱器、Ｐはポンプ、Ｂはブロアである。

【０００９】汚泥は汚泥ホッパ１から切り出されて乾燥
機２で予熱、乾燥され、流動床焼却炉３に投入されて燃
焼処理される。一方、ブロアＢで吸い込まれた大気は空
気予熱器４で予熱され、熱風炉５に送られ熱風となって
流動床焼却炉３に吹き込まれる。燃焼排ガスは空気予熱
器４、サイクロン６を経た後、乾燥用循環ガス予熱器13
を通り、白煙防止用熱交換器10、バグフィルタ７、温水
器８、スクラバ９を経て煙突11から排出され、この間で
熱回収と集塵が行われる。

【００１０】燃焼排ガス経路内に設けられた温水器８と
乾燥機２との間には、熱媒体を循環させる往復の配管が
設けられている。この配管により、ポンプＰによって温
水器８に送り込まれた熱媒体、たとえば水は、温水器８
内で排ガスによって加熱され温水となって乾燥機２に入
り、乾燥機内部の汚泥を予熱し、熱を失って再びポンプ
Ｐによって温水器８に送られ、図示したごとくに循環す
る。循環させる熱媒体としては水以外の液体、たとえば
各種の熱媒類を使用してもよい。

【００１１】乾燥機２は、被加熱物である汚泥と、液状
の熱媒体との間で伝熱を行わせるため、両者が壁を介し
て接するような構造、すなわちジャケット構造などが望
ましい。また、乾燥機２では上記の間接伝熱のほか、従
来どおり汚泥の収容されている空間内に熱風を通過させ
る直接伝熱も行われるが、この熱風によって前記の熱媒
体が逆に加熱されてしまうと本発明の効果を発揮できな
いから、乾燥機２の構造ならびに温水器８の設置位置や
温度条件にも配慮が必要である。

【００１２】本実施例においては、上記の熱風として、
乾燥用循環ガス予熱器13において排ガスにより加熱され
た乾燥用循環ガスを乾燥機２に導き、汚泥の予熱、乾燥
用熱源として使用する。また、乾燥機２は汚泥の種類に
よって腐食を受ける可能性もあるので、熱伝達作用を大
幅に損なうことなく、かつ腐食に強い材質、またはコー
ティング材（たとえばふっ素樹脂）を採用することが必
要な場合もある。

【００１３】温水器８は排ガスと水との熱交換器であ
り、水蒸気を含む排ガスを、水蒸気の沸点以上で、排ガ
ス中の硫黄酸化物等の腐食性成分によって金属腐食の生
じやすい温度領域、たとえば 150℃〜 200℃から、水蒸
気の沸点以下の温度領域、たとえば60℃〜80℃まで冷却
するのに伴い、水をその沸点を若干下回る温度、たとえ
ば90℃にまで昇温させるのがよい。このような条件に適
合する温水器８の設置位置としては、乾燥器２の後方で
スクラバ（冷却洗浄塔）９の手前が適当であり、冷却を
伴わない集塵手段の後が望ましいことから、この実施例
ではバグフィルタ７とスクラバ９の中間とした。なお、
温水器８自体には耐食性を考慮した構造ならびに材質を
採用することは、いうまでもない。

【００１４】乾燥用循環ガス予熱器13としては、各種の
気体／気体用熱交換器のうち、温度範囲ならびに腐食性
等によって選定する。乾燥用循環ガスとしては、通常、
空気を使用することが多い。白煙防止用熱交換器10は本
発明と直接関係するものではなく、場合によっては省略
することもできるが、本実施例の場合は乾燥用循環ガス
予熱器13とバグフィルタ７の中間に設置した。

【００１５】本実施例においては、温水器を使用しない
熱風のみの乾燥では、含水率80％の原料脱水汚泥の乾燥
・焼却を行うのに脱水ケーキ１トン当たり47.3kgの重油
相当の補助燃料を必要としたのに対し、温水も併用した
乾燥では、白煙防止用の熱量も含め、補助燃料の使用量
は 6.0kgであった。 実施例２ 図２により本発明の第２の実施例を説明する。

【００１６】図２はこの実施例の構成を示す構成図で、
図１と同じものについては同一符号を使用している。汚
泥は汚泥ホッパ１から切り出されて乾燥機２で予熱、乾
燥され、流動床焼却炉３に投入されて燃焼処理されるこ
とは実施例１と同様である。また、ブロアＢで吸い込ま
れた大気が空気予熱器４で予熱され、熱風炉５に送られ
熱風となって流動床焼却炉３に吹き込まれること、およ
び温水器８を使用し、乾燥機２との間に水を循環させて
汚泥の予熱および乾燥に使用する点についても実施例１
と同様である。

【００１７】燃焼排ガスは空気予熱器４、サイクロン
６、白煙防止用熱交換器10を経て乾燥機２内に入り、汚
泥を予熱した後バグフィルタ７、温水器８、スクラバ９
を経て煙突11から排出され、この間で熱回収と集塵が行
われる。実施例１と異なり、乾燥機２における熱風とし
ては、流動床焼却炉３からの排ガスが、空気予熱器４、
サイクロン６を経た後に使用される。

【００１８】また、本実施例においても白煙防止用熱交
換器10は本発明と直接関係するものではないが、設置す
る場合は排ガス系統の高温部分、すなわち乾燥器２の手
前が適当である。従来の、温水器を用いない焼却設備に
おいては、含水率80％の原料脱水汚泥の乾燥・焼却処理
を行うのに脱水ケーキ１トン当たり42.7kgの重油相当の
補助燃料を必要としたのに対し、本実施例では白煙防止
用の熱量も含め、補助燃料なしで乾燥・焼却処理を行う
ことができた。

【００１９】なお、本実施例ではさきの実施例１と比較
して補助燃料使用量が減少してゼロとなっているが、つ
ぎのような問題点があることも注意する必要がある。す
なわち、乾燥機では、汚泥からの揮発性物質、たとえば
アンモニア、硫化水素などが揮発して悪臭が発生する
が、閉鎖系で循環ガス（ここでは空気）を循環させれば
悪臭問題は発生しない。一方、焼却炉からの燃焼排ガス
を乾燥用熱風として使用すると、一過性であるため、後
段での排ガス処理に、悪臭除去機能が必要となる。ま
た、被乾燥物である汚泥の着火を防止するための乾燥機
入口の温度を一定幅内に保制御も、熱媒ガスを循環させ
る方式の方が容易である。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、設備の腐食問題を生じ
ることなしに、従来利用されることなく排出されていた
排ガス中の水蒸気潜熱を回収し、熱利用を効率化して焼
却補助燃料を削減するという、すぐれた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す構成図である。

【図２】本発明の第２の実施例を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 汚泥ホッパ ２ 乾燥機 ３ 流動床焼却炉 ４ 空気予熱器 ５ 熱風炉 ６ サイクロン ７ バグフィルタ ８ 温水器 ９ スクラバ 10 白煙防止用熱交換器 11 煙突 12 乾燥用循環ガススクラバ 13 乾燥用循環ガス予熱器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼却炉排ガスによって焼却前の汚泥を予
   熱・乾燥する乾燥機（２）を備える有機性汚泥の焼却設
   備において、前記排ガス経路内に熱交換器（８）を設置
   し、この熱交換器（８）と前記乾燥機（２）との間に熱
   媒体の循環経路を設けたことを特徴とする有機性汚泥の
   焼却設備。