專利名稱:廢物的干餾減容裝置的制作方法
技術領域:
本發明涉及各種廢物,特別是不要的食物或農作物的垃圾、家畜等的糞便、木屑、紙屑、纖維屑或廢輪胎等構成的有機廢物,采用加熱處理使其干餾減容的廢物干餾減容裝置。
背景技術:
從前,例如,如特開平11-294736號公報所公開廢物熱處理設備,具有間接加熱熱解爐內廢物的第1加熱裝置,以及,供空氣直接加熱分解爐內廢物的第2加熱裝置,還備有把該廢物變成低溫干餾氣體和固體熱分解殘留物的熱分解爐和低溫干餾氣體及燃燒固體熱分解殘留物的高溫爐,在該廢物熱處理設備的運行方法中,用第1加熱裝置進行廢物的基本加熱,并且,根據需要,通過第2加熱裝置進行輔助加熱,把空氣導入熱分解爐的內室,有效地把上述廢物變成低溫干餾氣體和固體的熱分解殘留物。
把上述廢物進行間接及直接加熱,使其變成低溫干餾氣體和固體的熱分解殘渣的結構,必須要有石油或天然氣等加熱用的燃料,所以,運轉成本高,這是個問題。另外,為了節約燃料費,對上述廢物熱處理得到的低溫干餾氣體和固體的熱分解殘留物進行燃燒,利用其燃燒熱進行上述廢物加熱的結構,由于上述低溫干餾氣體及固體的熱分解殘留物燃燒時生成大氣污染物質,為了對其進行處理,要有專門的設備等,這也是個問題。
本發明鑒于上述各點,目的是要提供一種用簡單的結構,可有效干餾減容各種廢物的廢物干餾減容裝置。
發明的公開本發明采用的裝置,具有生成過熱蒸汽的過熱蒸汽發生器,從該過熱蒸汽發生器供給過熱蒸汽以加熱廢物進行干餾減容的干餾減容器和,作為上述過熱蒸汽發生器加熱用熱源提供發動機排氣的加熱氣體的供給裝置。采用這種結構,利用從發動機排出的廢氣來加熱水,生成過熱蒸汽,供給干餾減容器,在該干餾減容器內,用上述過熱蒸汽加熱廢物,使其干餾減容。
另外,本發明的裝置,具有生成過熱蒸汽的過熱蒸汽發生器,利用從該過熱蒸汽發生器供給的過熱蒸汽以加熱有機廢物,進行干餾減容的干餾減容和,使該干餾減容器中生成的碳化物不完全燃燒,把產生的可燃氣體作為上述過熱蒸汽發生器的加熱用熱源的加熱氣體供給裝置。采用這種結構,使上述有機廢物干餾減容,生成碳化物,同時,使該碳化物不完全燃燒,利用其產生的可燃氣體,可高效生成上述過熱蒸汽。
附圖的簡單說明
圖1為本發明的廢物干餾減容裝置的第1種實施方案的說明圖。
圖2為循環型復合流干燥器的具體結構說明圖。
圖3為旋轉干燥器的具體結構說明圖。
圖4為本發明的廢物干餾減容裝置第2種實施方案的說明圖。
圖5為本發明的廢物干餾減容裝置的第3種實施方案的說明圖。
實施發明的最佳方式為了更詳細地說明本發明,根據附圖對其加以說明。
圖1表示本發明的廢物干餾減容裝置第1種實施方案。該干餾減容裝置具有生成過熱蒸汽的過熱蒸汽發生器1、從該過熱蒸汽發生器1供給的過熱蒸汽,加熱廢物5進行干餾減容的干餾減容器2和從發動機3導出的高溫排氣氣體通過排氣管路供上述過熱蒸汽發生器1的加熱用熱源的加熱氣體供給裝置4以及,把廢物5供給上述干餾減容器2的廢物供給裝置6。
上述過熱蒸汽發生器1具有導管9,它用于從作為發電機7驅動源的發動機3的冷卻水系統所設置的散熱器8導出熱水,并且從該導管9導出的過熱蒸汽,供給上述干餾減容器2的過熱蒸汽供給管10和,使石油或天然氣等燃料燃燒的燃燒爐11,其構成是把通過上述導管9的熱水,用通過上述加熱氣供給裝置4供給的發動機3的排氣并通過上述燃燒爐11的燃燒氣加熱,生成過熱蒸汽。
上述熱水導管9具有,設在過熱蒸汽發生器1的后端部(鍋爐)一側的第1加熱部件9a和,設在過熱蒸汽發生器1的前端部一側(過熱器)的第2加熱部件9b,上述熱水通過第1加熱部9a時被加熱,例如,在滿足氣體狀態的常壓下生成100℃的飽和蒸汽,該飽和蒸汽在通過第2加熱部件9b時被進一步加熱,生成常壓下過熱至250℃~500℃的過熱蒸汽。
上述干餾減容器2具有把從廢物供給裝置6供給的廢物5運輸到干餾減容器本體12、用從上述過熱蒸汽發生器1通過排出管25導出的高溫排氣,加熱上述干餾減容器本體12的套管13,從上述干餾減容器本體12及套管13導出的高熱氣體的一部分回流至上述過熱蒸汽發生器1的回流裝置14以及分離上述高熱氣體中的有用成分進行回收的分離回收裝置15。
上述干餾減容器本體12,用從過熱蒸汽發生器1通過過熱蒸汽供給管10供給的過熱蒸汽,在常壓下過熱至250℃~500℃的高于常壓的低壓過熱蒸汽,在無氧或低氧的氣氛中,使廢物5進行非氧化/還原的熱解,另外,根據需要進行干燥。所謂上述常壓以上的低壓過熱蒸汽,是指其供給壓力為常壓(大氣壓),或超過1個大氣壓但低于2個大氣壓的低壓區域的過熱蒸汽。
通過把上述過熱蒸汽的供給壓力設定在常壓或超過1個大氣壓的值(大于常壓),使空氣不能混入上述干餾減容器本體12,用不含氧而只有過熱蒸汽來加熱廢物5,在非氧化/還原的條件下使其干燥和熱解。這里的所謂非氧化/還原,意指在過熱蒸汽的氣氛中主要進行還原的熱解。還有,在廢物5的導入時,若干空氣和原料一起混入,在本發明中,排除這樣低氧的氣氛是不可能的。另一方面,通過把上述過熱蒸汽的供給壓力設定在低至2個大氣壓左右的低壓,可以防止過熱蒸汽漏出上述干餾減容裝置本體12之外,同時可連續投加廢物5。
另外,上述過熱蒸汽的溫度,常壓下處于100℃以上~1200℃左右的范圍內,根據廢物5的種類或狀態等可設定在適當的值,然而,當溫度過低時,熱解廢物5所需時間加長,而當溫度高時,易使裝置燒壞,所以,常壓下設定在250℃~500℃的范圍是優選的。還有,在有機廢物添加至完全碳化物時的階段,使其熱解停止。
然而,從上述廢物供給裝置6轉至干餾減容器本體12內的廢物5,采用從過熱蒸汽供給管10供給的過熱蒸汽進行加熱,使干餾減容,生成碳化物等和干餾氣體,同時,把該廢物5干餾減容時產生的干餾氣體、供給上述干餾減容器本體12內的過熱蒸汽以及供給套管13內的排出氣體作為一個整體的高熱氣體,導至上述回流裝置14及分離回收裝置15。
上述回流裝置14具有捕集、去除從干餾減容器2導出的高熱氣體中的液滴的防霧裝置16和,把從該防霧裝置16導出的高熱氣體回流至上述過熱蒸汽發生器1內的回流管17和,設在該回流管17上的第1開關閥18和,把從上述防霧裝置16導出的高熱氣體供給上述導管9內的供給管19以及,設在該供給管19上的第2開關閥20。
在上述干餾減容裝置開始運行后的低溫時間,由于上述干餾減容器2內的廢物5不進行熱解,所以,關閉上述回流管17的第1開關閥18,同時,打開供給管19的第2開關閥20,把從上述防霧裝置16導出的高熱氣體供給上述導管9內,直接加熱該導管9內的熱水,使生成早期的過熱蒸汽。
另一方面,因上述干餾減容裝置開始運行,在經過規定時間的加熱時,在上述干餾減容器2內進行廢物加熱,生成干餾氣,所以,打開上述回流管17的第1開關閥18,同時,關閉供給管19的第2開關閥20,使從上述防霧裝置16導出的高熱氣體回流至過熱蒸汽發生器1的套管內,一方面可以防止上述干餾氣中的雜質混入導管9內的熱水中,另一方面有效地加熱上述過熱蒸汽發生器1。
另外,在從上述干餾減容器2導出的高熱氣體中,廢物5熱解,生成含有甲醇、醋酸、油分或水分等有用成分的干餾氣,把上述高熱氣體在分離回收裝置15中進行蒸餾,從上述干餾氣中分離、回收有用成分,同時,把分離該有用成分后的氣體成分排至大氣中。分離上述含有物后的氣體成分回流到上述過熱蒸氣發生器1,加熱這過熱蒸氣發生器1而構成。
在上述廢物供給裝置6中設置有在把各種廢物5供給干餾減容器2之前,用熱風預熱,進行干燥處理的第1、第2干燥器21、22和,在上述干燥減容器2中把廢物5進行預破碎處理造粒的破碎機23以及把破碎后的廢物5送入上述干餾減容器2內的螺旋式運輸機等運輸裝置(圖中省略)。
作為上述廢物5,可以列舉,例如食物(生鮮垃圾)、醬油糟、酒糟、豆腐渣等不要的物質、農產品、動物、植物、樹木(木屑)、魚貝、紙、纖維等廢物、來自廢水處理的污泥、畜禽舍廢棄的糞尿類、工廠等廢棄的有機塑料、廢輪胎、泡沫苯乙烯、食品盤等有機廢物等代表性實例,然而,不限于這些,各種工業廢棄物等也包括在該廢物內。
上述第1干燥器21,如圖2所示,是由具有下部窄的圓錐狀容器24和,從上述過熱蒸氣發生器1通過排出管25導出的排放氣體所構成的熱風,沿著上述圓錐狀容器24的內表面進行供給的熱風供給裝置26和,沿著上述圓錐狀容器24的內表面輸送廢物5的廢物輸送裝置27的旋轉干燥器構成的。
以及,又,上述第2干燥器22,如圖3所示,由具有攪拌廢物用的攪拌槳(未圖示)的傾斜圓柱28,由上述過熱蒸汽發生器1導出的排出氣體的熱風供給這傾斜旋轉圓柱28內的熱風供給裝置29的旋轉干燥器所構成。
使用上述構成的干餾減容裝置,進行廢物5的干餾減容處理時,用上述廢物供給裝置6的第1、第2干燥器21、22,對廢物5進行預干燥處理,同時,把經過預干燥處理的廢物5用上述破碎機23進行預破碎處理后,用輸送裝置把該已破碎的廢物5送入干餾減容器2內。另外,把從上述發動機3的散熱器8導出的熱水導入導管9內,供給上述過熱蒸汽發生成器1,并且,把從上述發動機3導出的高溫排氣,用加熱氣供給裝置4供給上述過熱蒸汽發生器1內,同時,根據需要,點火上述燃燒爐11,把燃燒氣供給過熱蒸汽發生器1內,加熱上述導管9內的熱水,以產生常壓下例如過熱至250℃~500℃溫度的過熱蒸汽。
然后,把上述過熱蒸汽發生器1內生成的過熱蒸汽,以常壓以上的低壓,從上述過熱蒸氣供給管10供給干餾減容器2內,在該干餾減容器2內,往上述廢物5吹送過熱蒸汽進行加熱,把上述廢物5干餾,熱解成碳化物等干餾物和干餾氣體,把該碳化物等干餾物以充分的減容狀態加以回收。另外,上述干餾氣體的一部分,作為高熱氣體,用回流裝置14回流至過熱蒸汽發生器1加以再利用,同時,把上述干餾氣體的其余部分導入分離回收裝置15,用該分離回收裝置15,分離、回收上述干餾氣中的有用成分。
由于設置了從上述散熱器8導出的熱水進行加熱,生成過熱蒸汽的過熱蒸汽發生器1和,采用該過熱蒸汽發生器1供給的過熱蒸汽,加熱廢物5,使其干餾減容的干餾減容器2和,將發動機3的排氣作為上述過熱蒸汽發生器1的加熱用熱源的加熱氣供給裝置4,用該加熱氣供給裝置4供給上述過熱蒸汽發生器1內的排氣,加熱上述水分,生成過熱蒸汽后,把該過熱蒸汽供給上述干餾減容器2內,同時,把廢物5供給該干餾減容器2內,用上述過熱蒸汽加熱該廢物5,使干餾減容。所以,可用簡單的結構,把各種廢物5進行有效的干餾減容。
也就是說,原來排至大氣的發動機3的排氣,通過加熱上述水分,生成過熱蒸汽的結構,可以有效利用上述發動機3的熱能,生成上述過熱蒸汽。然而,把該過熱蒸汽供給上述干餾減容器2內,加熱廢物5的結構,通過蒸汽的冷凝傳熱效果等,迅速而有效地熱解上述廢物5,可以生成碳化物等干餾物和干餾氣體,同時,使上述干餾物干燥,可以有效地減容。
因此,把上述廢物5干餾,生成的碳化物等干餾物,可有效地用作肥料、建筑材料或活性炭等。另外,由上述碳化物等構成的干餾物,可以充分地減容,在其拋棄時,可以改善作業性能。然而,在上述干餾減容2內,用過熱蒸汽進行廢物5干餾減容時產生的氨、硫醇、硫化氫、二甲硫、三甲胺、乙醛或苯乙烯等臭氣成分,通過熱解,可有效地脫臭,這是其優點。
還有,用上述干餾減容裝置對牧草等進行干餾減容時,在該牧草等變成碳化物之前,停止使其過熱,也可以生成干燥飼料。另外,由泡沫苯乙烯等構成的廢物,用干餾減容裝置進行干餾減容,也可以生成坯料狀的干餾減容物。而且,由FRP(玻璃增強塑料)廢物等構成的廢物,用上述干餾減容裝置進行干餾減容,生成由碳化物及玻璃纖維等構成的干餾減容物,也可以再利用其結構。
另外,在上述實施方案中,由于其結構是供給干餾減容器2的廢物5是通過第1、第2干燥器21、22進行預干燥處理,與在上述干餾減容器2內,直接加熱含水分的廢物,進行干餾減容處理的場合相比,可以有效提高廢物5的處理效率。
特別是,如上述實施方案所示,在設置下部窄的圓錐狀容器24和沿著該圓錐狀容器24的內表面供應熱風的熱風供給裝置26以及沿著上述圓錐狀容器的內表面輸送廢物5的廢物輸送裝置27的循環型復合流干燥器所構成的第1干燥器21的場合,用上述廢物輸送裝置27往圓錐狀容器內24輸送的廢物5,從上述熱風供給裝置26供給熱風,同時,沿著上述圓錐狀容器24的內表面旋轉,使熱風有效地接觸上述廢物5,可有效地進行干燥處理。
另外,如上述實施方案所示,在設置有攪拌廢物5的攪拌槳的傾斜旋轉圓筒28和,往該傾斜旋轉圓筒28內供給熱風的熱風供給裝置29的旋轉干燥器構成的第2干燥器22的場合,往上述傾斜旋轉圓筒28內輸入的廢物5,根據上述傾斜旋轉圓筒28的旋轉狀態,一邊用上述攪拌槳進行攪拌,一邊從上述熱風供給裝置29供給熱風,可以更有效地進行加熱,它適于大量連續干燥處理水分較少的粒狀體。
特別是,如上述實施方案所示,在使用從過熱蒸汽發生器1,通過使用排出管25導出的高溫排氣作為在第1、第2干燥器21、22上設置的熱風供給裝置26、29的加熱用熱源的結構場合,可有效利用該排氣的熱能,使送至干燥器21、22內的廢物5進行干燥處理,這是所述的優點。
還有,也可以使用從干餾減容器2導出的高熱氣體,作為設在上述第1、第2干燥器21、22上的熱風供給裝置26、29的加熱用熱源,在這種場合,從上述干餾減容器2導出的高熱氣體的熱能可以有效地利用,從而使輸送至上述第1、第2干燥器內21、22的廢物5可有效地進行干燥處理。
而且,在上述實施方案中,由于設置了把供給干餾減容器2的廢物5進行預破碎處理的破碎機23,用該破碎機23進行了預破碎處理的廢物5,在上述干餾減容器2內有效地進行加熱,而干餾減容,這是其優點。還有,上述第1、第2干燥器21、22及破碎機23的配置順序以及規模等,在上述實施方案中未作限定,可作各種變更,上述第1、第2干燥器21、22及破碎機23的一部分或全部進行省略的結構也可以采用。
另外,在上述過熱蒸汽發生器1中,設置有從設在發動機3的冷卻水系統中的散熱器8等導出熱水的導管9,在過熱蒸汽發生器1內,通過加熱上述熱水,使生成過熱蒸汽的上述實施方案,代之以往上述過熱蒸汽發生器1供應自來水,通過加熱該自來水,也可以生成過熱蒸汽。然而,從上述發動機3的冷卻水系統導出的熱水,通過用發動機3的排氣加熱,生成用于干餾減容廢物5的過熱蒸汽的場合,與加熱來自上述自來水的冷水,生成過熱蒸汽的場合相比,可節約必要的熱能,所以可高效率地生成過熱蒸汽,這是優點。
在上述實施方案中,作為生成過熱蒸汽的加熱裝置的燃燒爐11設置在過熱蒸汽發生器1中,通過來自發動機3的排出氣體和上述燃燒爐11的燃燒氣兩種,加熱來自上述導管9的熱水等,在過熱蒸汽發生器1內,有效生成用于上述廢物5干餾減容的過熱蒸汽。
另外,如同上述實施方案所示,設置有回流裝置14,把來自干餾減容器2的高熱氣體回流至過熱蒸汽生成器1,再利用作為過熱蒸汽發生用的加熱熱源,在這種場合下,把干餾減容器2內廢物5進行干餾減容后,把來自該干餾減容器2的高熱氣體回流至上述過熱蒸汽發生器1,再利用作為過熱蒸汽生成用的加熱熱源,從而可謀求上述高熱氣體的熱能的有效利用。然而,上述高熱氣體中所含的臭氣成分,在上述過熱蒸汽發生器1內,通過過熱蒸汽等加熱,進行熱解,可有效地進行脫臭處理,所以,可以防止上述高熱氣體的部分泄漏至外部,操作人員因臭味而感到不適的情況。
另外,在上述實施方案中,用干餾減容器2進行廢物5干餾減容時,設置有將來自產生干餾氣的有用成分進行蒸餾,由此分離回收的分離回收裝置15,在用該干餾減容器2把干餾減容時廢物5產生的干餾氣中的有用成分,例如,甲醇、醋酸、油分及水分等,用上述分離回收裝置15,從上述干餾氣體中分離回收,可以進行其有效利用。
例如,用上述分離回收裝置15,回收到的甲醇及油分等所構成的可燃成分,作為上述燃燒爐11的燃料時,可以謀求上述可燃成分的有效利用,節約燃燒爐11的燃料費,用該燃燒爐11的燃燒氣和來自發動機3的排氣兩種,在上述過熱蒸汽生成器1中,有效地加熱水分,更有效地生成過熱蒸汽,這是其優點。
特別是,如上述實施方案所示,把常壓下過熱至250℃~500℃溫度的過熱的常壓以上的低壓過熱蒸汽,從過熱蒸汽發生器1供給干餾減容器2,在無氧或低氧的氣氛中,使廢物5發生熱解時,可防止如使用高壓熱蒸汽時的蒸汽泄漏或原料難以連續投入等問題,采用簡單的裝置,把上述廢物5可以高效地進行干餾減容,這是個優點。
然而,不會產生像在氧存在下焚燒處理廢物的場合那樣,因二噁烯等有害物質以及作為環境污染原因的二氧化碳及臭氧的產生等問題,可以有效地把上述廢物5進行干餾減容。例如,由硬質聚氯乙烯制的水落管構成的廢物,可用上述干餾減容裝置使其干餾減容,測定該干餾減容物中存在的二噁烯類濃度,結果是,0.17ng/g(干重)的干餾減容物中的二噁烯類濃度達到0.0014ng-TEQ/g(干重)。該值與厚生省定的“有關廢物焚燒爐的塵埃等處理標準”的控制值3ng-TEQ/g(干重)相比,是極微量的,可確認在上述干餾減容物中幾乎不含有二噁烯。
上述實驗的試料采取方法及分析方法,均采用平成9年12月1日厚生省公告第234號“二噁烯類濃度計算方法”以及平成9年2月26日影環第38號”廢物處理中二噁烯類標準測定分析手冊”(平成9年2月厚生省衛生局水道環境部環境整備課)。另外,上述二噁烯類分析是對2,3,7,8-位氯取代二噁烯以及17種呋喃異構體,以及4~7氯代二噁烯和呋喃同系物8種進行分析。
還有,把在上述干餾減容器2中生成的碳化物供給上述過熱蒸汽發生器1內,用燃燒爐11使其燃燒也行,即使在這樣的構成中,也節省了燃燒爐11的燃料費用,采用該燃燒爐11的燃燒氣并從發動機排出的廢氣兩種,有效地加熱上述過熱蒸汽發生器1中的水分,可高效地產生過熱蒸汽。
成為上述發電機7驅動源的發動機3的排氣,可用作上述過熱蒸汽生成器1的加熱用熱源,代之這種構成的上述實施方案是把由泵、鼓風機或壓縮機等驅動源構成的發動機的排氣,作為上述過熱蒸汽生成器1的加熱用熱源,然而,如上述實施方案所示,作為發電機7驅動源的發動機3的排氣,用作上述過熱蒸汽生成器1的加熱用熱源的場合,上述發電機7的電力可以供給本發明的干餾減容裝置的電動部分,例如,供給廢物供給裝置6等,所以,不用外部供電,仍可使上述廢物供給裝置6等進行運行,這是個優點。
另外,把上述過熱蒸汽發生器1生成的過熱蒸汽的一部分供給透平發電機,用上述過熱蒸汽驅動該透平發電機的構成也可以,在該構成的場合,有效利用上述過熱蒸汽,驅動上述透平發電機,同時,可用該透平發電機的電力來驅動上述干餾減容裝置的電動部分等,這是個優點。
圖4示出本發明的廢物干餾減容裝置的第2實施方案。該廢物干餾減容裝置具有生成過熱蒸汽的過熱蒸汽發生器1和,用來自該過熱蒸汽生成器1的過熱蒸汽,加熱有機廢物51使之干餾減容的干餾減容器2和,使該干餾減容器2中生成的碳化物52不完全燃燒,所產生的可燃氣體作為上述過熱蒸汽生成器1的加熱用熱源的加熱氣體供給裝置41和,往上述干餾減容器2供給有機廢物51的廢物供給裝置6。
上述過熱蒸汽生成器1具有通過驅動發電機7的轉子發動機31的熱交換機32供給熱水的導管9和,把生成的過熱蒸汽供給上述干餾減容器2的過熱蒸汽供給管10和,使來自加熱氣體供給裝置41的可燃氣體燃燒用的燃燒爐11和,把來自上述導管9的熱水,用上述轉子發動機31的排氣以及上述燃燒爐11的燃燒氣體進行加熱,生成常壓下100℃的飽和蒸汽的鍋爐33和,把該鍋爐33中生成的飽和蒸汽加熱,在常壓下,生成過熱至250℃~500℃的過熱蒸汽的過熱器34。
上述干餾減容器2,與第1實施方案具有大致相同的結構。也就是說,上述干餾減容器22設有把來自廢物供給裝置6的有機廢物51輸入干餾減容器本體(圖中未示出)和,通過排出管25,用來自上述過熱蒸汽發生器1導出的高溫排氣,加熱上述干餾減容器本體的套管(圖中未示出)和,把上述干餾減容器本體導出的干餾氣體的一部分回流至上述過熱蒸汽生成器1的燃燒爐10的回流裝置14和,由分離回收上述干餾氣中有用成分的冷凝器構成的分離回收裝置15和,去除上述干餾減容器本體導出的廢氣中的有害物質的洗滌器35。
然而,上述干餾減容器2,通過過熱蒸汽供給管10,從過熱蒸汽發生器1供給的過熱蒸汽,即用常壓下,例如過熱至250℃~500℃的常壓以上的低壓過熱蒸汽,使無氧或低氧的氣氛中的有機廢物51,進行非氧化/還原的熱解,而生成碳化物52和干餾氣體。在上述干餾減容器22中生成的碳化物52,用冷卻裝置冷卻后,至少將其一部分供給上述加熱氣體生成裝置41。
在上述廢物供給裝置6中設有在將有機廢物51供入干餾減容器2前,預先加以粉碎處理成粒狀的破碎機23和,在破碎后的有機廢物51進行加熱使之干燥后,送入上述干餾減容器2內的干燥裝置36。上述有機廢物51的干燥,用150℃~500℃的常壓過熱蒸汽進行是優選的,如果是具有通常含水率的有機廢物,用3分~40分鐘左右的加熱時間,含水量幾乎可達到0%(質量)。反之,水分含量特別多的有機廢物,用于干燥的所用熱量多,干燥的所須時間也大幅增加,在350℃左右的溫度,使含水量接近0%(質量)也需要140分鐘左右,所以,要求用高溫過熱蒸汽干燥使時間縮短。
還有,用過熱蒸汽進行上述干燥的工序,其后,用其他途徑的過熱蒸汽進行熱分解的方法,用過熱蒸汽干燥及熱解在同一裝置內連續進行的方法,均可以采用。含水量少的有機廢物,也可用常溫干燥或熱風干燥。還有,使用各種裝置進行干燥工序和熱解工序的場合,在有機廢物中水分含量達到20%左右以下時,把該有機廢物輸送至干餾減容裝置也行。上述干燥時間,可根據水分含量和用間歇式裝置或傳送裝置輸送的原料量而加以適當決定。
上述加熱氣體供給裝置41具有使投入的碳化物52進行不完全燃燒的氣化的氣化爐38和把來自廢油槽39的供給的廢油進行精制,以供給上述氣化爐38,往上述碳化物52中添加廢油的廢油的添加裝置40,使添加了該廢油的碳化物不完全燃燒,而把產生的可燃氣體,用精制裝置42進行精制后,將其一部分作為上述轉子發動機31的燃料而供給,同時,把剩余部分供給上述過熱蒸氣發生器1的氣體燃燒爐10。
使用圖4所示的干餾減容裝置,把具有下表所示原料形狀的各種樣品投入干餾減容器1,用過熱至350℃的常壓過熱蒸汽加以干燥,進行熱解、碳化、測定,相對于投入的原料的重量的所得碳化物的重量比(質量%)的減量率,得到示于下表的數據。
表1
從上表的數據可以確認,原料中的水分含量小于0.30%的樣品,使用少于30分鐘的時間,即使在水分含量多的場合,用少于120分鐘的時間,使原料干燥,同時使之完全碳化,其體積及重量可大幅度縮減。另外,與使用熱風的場合相比,有機廢物可更有效的干餾減容,不會發生所制造的碳化物的形狀發生破裂等問題,可適當地制造作為肥料、飼料、脫臭·消臭劑、除濕·調濕材料、凈化劑、土壤改良劑、吸附劑、電磁波屏蔽材料等中的碳化物。
然而,在氧存在下,把有機廢物進行焚燒處理時,可抑制二噁烯等有害物質及作為環境污染原因的二氧化碳及臭氣成分等的發生,同時,在使用高壓過熱蒸汽時,不會產生蒸汽泄漏或原料投入困難等問題,可用簡單的裝置高效率地制造上述碳化物。
另外,用上述干餾減容裝置,把作為樣品的“豆腐渣”進行干餾減容所生成的碳化物52的成分和,用上述分離回收手段(冷凝器)15回收的醋酸溶液成分的分析結果,所得數據分別示于下表2及表3。
表2
表3
而且,用上述干餾減容裝置,把作為樣品的“牛糞等畜產廢物”進行干餾減容所生成的碳化物52和用上述分離回收裝置(冷凝器)15回收的醋酸溶液成分和分析結果,所得數據各列于下表4及表5。
表4
表5
如果使用的干餾減容裝置具有生成上述過熱蒸汽的過熱蒸汽發生器1和,采用該過熱蒸汽發生器1供給的過熱蒸汽,加熱有機廢物51進行干餾減容的干餾減容器2和,使該干餾減容器2中生成的碳化物52進行不完全燃燒而生成的可燃氣體,供上述過熱蒸汽發生器1的加熱用熱源的加熱氣體供給裝置41,則可用簡單的結構,把上述有機廢物51進行干餾減容,可以生成作為上述過熱蒸汽發生器1的加熱熱源的具有優異特性的碳化物52。
因此,通過把上述碳化物52作為燃料,則不會浪費石油或天然氣等燃料,在上述過熱蒸汽發生器1中,可高效地產生過熱蒸汽,用該過熱蒸汽加熱上述有機廢物51,可有效地使其干餾減容,同時,可使最終廢棄的灰量極少,并有效地抑制有害物質及環境污染物質的產生。
另外,如上述實施方案所示,設置有分離回收干餾減容器2中生成的干餾氣中有用成分(醋酸溶液)的冷凝器構成的分離回收裝置15時,可以進行上述有用成分的有效利用,同時,把干餾氣體中的有害物質等廢棄,可以有效防止污染的發生。特別是由上述冷凝器構成的分離回收裝置15的冷凝溫度,通過設定各種值,可把上述干餾氣體中所含的各種有用成分與各種其他成分分離而加以回收,可以提高其利用價值,這是其優點。
還有,通過上述分離回收裝置回收的醋酸溶液供給廢水處理用的甲烷發酵槽,減少甲烷發酵用量。另外,把上述分離回收裝置15中的有用成分分離回收后的排出氣體,用臭氣成分處理裝置除去臭氣成分后,排至大氣中。
而且,用上述實施方案,在添加廢油至上述碳化物51的狀態下,使在上述加熱氣體供給裝置41中不完全燃燒,可利用上述廢油氣化所生成的可燃性氣體,可以高效地使上述碳化物氣化,同時,使供給過熱蒸汽生成器1等的可燃氣體的熱能顯著增大。
另外,如上述實施方案所示,在常壓下過熱至250℃~500℃的溫度的過熱蒸汽,用常壓以上的低壓(例如小于2個大氣壓),從過熱蒸氣發生器1供給干餾減容器2,在無氧或低氧的氣氛下,使有機廢物51熱解的場合,不會產生如氧存在下,燃燒處理有機廢物時二噁烯等有害物質及作為環境污染原因的二氧化碳及臭氣成分等問題,可以有效地干餾減容上述有機廢物51。而且,例如,在使用2個大氣壓以上的高壓過熱蒸汽時,不會發生蒸汽的泄漏或發生原料的連續投入困難等問題。用簡單的裝置,可以高效地把上述有機廢物51進行干餾減容,這是其優點。
還有,在該第2實施方案中,與上述第1實施方案同樣,也可以設置使有機廢物51干燥的循環型復合流干燥器以及旋轉干燥器等的干燥器以及破碎機,或者,設置壓縮有機廢物51而進行粒化的壓縮成型造粒器等。例如,在把木質類以外的含水量多的有機廢物進行干餾減容時,用脫水器使該有機廢物進行脫水處理后,通過定量供給機供給上述干燥器,在把上述脫水處理得到的有機廢物充分干燥的狀態下,可用上述壓縮成型造粒機進行造粒后供給上述干餾減容器2。
圖5示出本發明的廢物干餾減容裝置的第3種實施方案。該廢物的干餾減容裝置是把上述過熱蒸汽發生器1和,干餾減容器2和,加熱氣體供給裝置(圖中未示出)和,把廢物投入上述干餾減容器2內的裝料斗43和,把廢物移至該裝料斗43內的斗式輸送機44裝載在車輛6的車廂61上,同時,在上述過熱蒸汽發生器1的上方設置干餾減容器2,使該過熱蒸汽發生器1和干餾減容器2成為一體。
在該過熱蒸汽發生器1的上方設置干餾減容器2等,將它們組成為一整體時,上述干餾減容裝置可以簡易而緊湊地構成,同時,通過上述過熱蒸汽發生器1放出的放射熱來加熱上述干餾減容器2,所以,可以高效地實行上述廢物的干餾減容。另外,在把上述過熱蒸汽發生器1和,干餾減容器2和,加熱氣體供給裝置(圖中未示出)裝載在車輛6的車廂61上的情況,可極容易地把該車輛6及上述干餾減容裝置運至任意的位置,這是個優點。
另外,把具有上述過熱蒸汽發生器1、干餾減容器2、加熱氣體供給裝置4,41、把廢物供給上述干餾減容器2內的廢物供給裝置6以及發電機7等的干餾減容裝置,設置在海上工廠,把上述廢物在海上進行干餾減容處理,也可以使這時產生的電力、熱水、廢物的干餾減容物以及醋酸溶液等進行有效利用。例如,把上述電力用作上述干餾減容裝置、水質改善裝置或海水循環裝置等的驅動電力,同時,利用上述熱水進行海草等的育苗,把上述廢物的干餾減容物用于海草育苗等培育床,而醋酸溶液可用作海草育苗的肥料。
工業上利用的可能性如上所述,本發明涉及的廢物干餾減容裝置,把通常排至大氣中的發動機排氣,或者,本來要廢棄的上述廢物的碳化物進行有效利用,產生上述過熱蒸汽,用該過熱蒸汽加熱廢物,有效地進行干餾減容,以處理上述廢物是有用的,特別適用于高效處理有機廢物。
權利要求
1.一種廢物干餾減容裝置,該裝置具有生成過熱蒸汽的過熱蒸汽發生器和用來自該過熱蒸汽發生器的過熱蒸汽加熱廢物使其干餾減容的干餾減容器和、供給發動機的排氣作為上述過熱蒸汽發生器的加熱用熱源的加熱氣體供給裝置。
2.按照權利要求1所述的廢物干餾減容裝置,其特征是,該裝置具有使供給干餾減容器的廢物進行預干燥處理的干燥器。
3.按照權利要求2所述的廢物干餾減容裝置,其特征是,上述干燥器是由具有下部窄的圓錐狀容器和、沿著該圓錐狀容器內表面供給熱風的熱風供給裝置以及、沿著上述圓錐狀容器內周表面輸入廢物的廢物輸入裝置的循環型復合流干燥器構成。
4.按照權利要求2所述的廢物干餾減容裝置,其特征是,該干燥器由具有裝備有攪拌廢物的攪拌槳的傾斜旋轉圓筒和、往該傾斜旋轉圓筒內供給熱風的熱風供給裝置的旋轉干燥器構成的。
5.按照權利要求3或4所述的廢物干餾減容裝置,其特征是,使用從過熱蒸汽發生器導出的排氣作為上述熱風供給裝置的加熱用熱源。
6.按照權利要求3或4所述的廢物干餾減容裝置,其特征是,使用來自干餾減容器導出的高熱氣體作為上述熱風供給裝置的加熱用熱源。
7.按照權利要求1~6任何一項所述的廢物干餾減容裝置,其特征是,該裝置具有把供給上述干餾減容器的廢物預先進行破碎處理的破碎機。
8.按照權利要求1~7任何一項所述的廢物干餾減容裝置,其特征是,設置導管,把來自發動機冷卻水系統的熱水導至上述過熱蒸汽發生器,把通過該導管的熱水進行加熱,產生過熱蒸汽。
9.按照權利要求1~8任何一項所述的廢物干餾減容裝置,其特征是,在上述過熱蒸汽發生器設置有作為過熱蒸汽生成用的加熱裝置的燃燒爐。
10.按照權利要求1~9任何一項所述的廢物干餾減容裝置,其特征是,備有再利用回流裝置,把供給干餾減容器的過熱蒸汽回流至過熱蒸氣發生器中,作為過熱蒸汽產生用的加熱用熱源。
11.按照權利要求9~10的任一項所述的廢物干餾減容裝置,其特征是,通過干餾減容器對廢物進行干餾減容時由所生成的干餾氣體中回收的可燃成分用作上述燃燒爐的燃料。
12.按照權利要求9~11任何一項所述的廢物干餾減容裝置,其特征是,把通過干餾減容器對廢物進行干餾減容時所生成的碳化物,供給上述過熱蒸汽發生器內,通過燃燒爐使其燃燒。
13.按照權利要求1~12任何一項所述的廢物干餾減容裝置,其特征是,把作為發電機驅動源的發動機排氣,用作上述過熱蒸汽發生器的加熱用熱源。
14.按照權利要求1~13任何一項所述的廢物干餾減容裝置,其特征是,把過熱蒸汽發生器生成的過熱蒸汽的一部分供給透平發電機,驅動該發電機。
15.一種廢物干餾減容裝置,其特征是,該裝置備有生成過熱蒸汽的過熱蒸汽發生器和、用來自該過熱蒸汽發生器的過熱蒸汽加熱有機廢物使其干餾減容的干餾減容器和、把該干餾減容器中生成的碳化物不完全燃燒所產生的可燃氣體,作為上述過熱蒸汽發生器的加熱用熱源的加熱氣體供給裝置。
16.按照權利要求15所述的廢物干餾減容裝置,其特征是,把廢油添加至上述碳化物中并使不完全燃燒。
17.按照權利要求1~16任何一項所述的廢物干餾減容裝置,其特征是,把過熱蒸汽發生器中常壓下過熱至250℃~500℃的常壓以上的低壓過熱蒸汽供給干餾減容器,在無氧或低氧氣氛中使廢物熱解。
18.按照權利要求1~17任何一項所述的廢物干餾減容裝置,其特征是,該裝置備有分離回收裝置,把干餾減容器干餾減容廢物時所產生的干餾氣體中的有用成分進行分離回收。
19.按照權利要求1~18任何一項所述的廢物干餾減容裝置,其特征是,過熱蒸汽發生器和干餾減容器形成一個整體。
20.按照權利要求1~18任何一項所述的廢物干餾減容裝置,其特征是,把過熱蒸汽發生器和、干餾減容器和加熱氣體供給裝置裝載在車輛的車廂上。
全文摘要
一種廢物干餾減容裝置,它備有:生成過熱蒸汽的過熱蒸汽發生器1、用來自該過熱蒸汽生成器1的過熱蒸汽加熱廢物5使其干餾減容的干餾減容單元2和、供給發動機3的排氣作為上述過熱蒸汽生成器1的加熱用熱源的加熱氣體供給裝置4。另外,把上述干餾減容器2中的有機廢物51加熱所生成的碳化物52,用加熱氣體供給裝置4使其不完全燃燒,產生可燃氣體,把該可燃氣體供給上述過熱蒸汽發生器1,生成上述過熱蒸汽。
文檔編號B09B3/00GK1358221SQ01800068
公開日2002年7月10日 申請日期2001年1月15日 優先權日2000年1月14日
發明者岡本良一, 宍戶弘, 面田憲生 申請人:岡本良一, 宍戶弘, 面田憲生