乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法及び装置
【課題】 汚泥の乾燥処理に要する外部燃料を削減し、廃棄物炭化物の冷却工程を不要にできるようにする。
【解決手段】 廃棄物１３を炭化処理して熱分解ガス１１と炭化物１２を回収する外熱キルン炉１を備える。熱分解ガス１１の一部を熱風発生炉１８で燃焼させて発生させる加熱ガス１４を外熱キルン炉１にて廃棄物１３の炭化処理用の熱源に供した後の排加熱ガス１４ａを熱源として汚泥３４を乾燥処理する汚泥乾燥機３５を備える。外熱キルン炉１と汚泥乾燥機３５の下流側に混合装置３８と成形装置３９を備える。外熱キルン炉１より回収される高温状態の炭化物１２と、汚泥乾燥機３５より回収される若干の水分を含んだ湿り乾燥汚泥３４ａを混合装置３８にて混合し、得られる乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合物４０を成形装置３９で成形して混合燃料４１を製造する。
【解決手段】 廃棄物１３を炭化処理して熱分解ガス１１と炭化物１２を回収する外熱キルン炉１を備える。熱分解ガス１１の一部を熱風発生炉１８で燃焼させて発生させる加熱ガス１４を外熱キルン炉１にて廃棄物１３の炭化処理用の熱源に供した後の排加熱ガス１４ａを熱源として汚泥３４を乾燥処理する汚泥乾燥機３５を備える。外熱キルン炉１と汚泥乾燥機３５の下流側に混合装置３８と成形装置３９を備える。外熱キルン炉１より回収される高温状態の炭化物１２と、汚泥乾燥機３５より回収される若干の水分を含んだ湿り乾燥汚泥３４ａを混合装置３８にて混合し、得られる乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合物４０を成形装置３９で成形して混合燃料４１を製造する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水処理施設や下水処理施設より排出される汚泥を乾燥してなる乾燥汚泥と、都市ごみ等の廃棄物を炭化処理して得られる廃棄物炭化物とを原料として固形燃料を製造する乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
排水処理施設や下水処理施設より排出される汚泥は、通常の脱水処理を行っただけでは７０〜８０％程度の含水率であるため、バイオマス燃料として使用するためには、このように多量の水分を含む汚泥（脱水汚泥）を乾燥させることが必要である。そこで、上記汚泥を乾燥させて乾燥汚泥とすれば、該乾燥汚泥には異物も含まれず、性状も均一であることから、炭化処理することなく燃料として使用することが可能である。
【０００３】
この種の汚泥の燃料化方法としては、たとえば、下水汚泥を乾燥機にて水分が１０％以下となるまで乾燥させてなる乾燥汚泥とし、該乾燥汚泥の一部を炭化炉で炭化、賦活して汚泥活性炭とした後、該汚泥活性炭を、上記乾燥汚泥の残部に添加して均一に混合し、形成される混合物を成型機にて造粒して固形燃料化するようにした下水汚泥を原料とする固形燃料の製造方法が従来提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、都市ごみ等の廃棄物は、水分は汚泥に比べて少ないが、乾燥しただけでは見かけ比重が小さく、性状が不均一である。更に、異物や、有害ガスの発生源となることが懸念される塩化ビニル等の塩素含有プラスチックも含まれているため、そのままでは燃料として使用することは難しい。
【０００５】
そのために、上記都市ごみ等の廃棄物を燃料として有効利用するための手法として、近年では、廃棄物を廃棄物炭化炉にて低酸素雰囲気下で加熱して炭化処理（熱分解処理）して可燃性の熱分解ガスと熱分解残渣としての廃棄物炭化物（以下、単に炭化物という）を発生させた後、上記炭化物を回収して各種施設の石炭焚きボイラ等で燃料として利用するようにする廃棄物炭化システム（たとえば、特許文献２参照）が注目され、実用化が進められてきている。このように廃棄物を炭化処理して得られる炭化物は、金属や不燃物等の異物を選別除去しさえすれば性状はほぼ均一となり、塩素分はガス化して揮散するか無機塩化され、カロリー的にも高いため、燃料としては優れたものになる。
【０００６】
上記のように廃棄物を炭化処理する廃棄物炭化炉（熱分解炉）としては、部分燃焼（内燃）式の廃棄物炭化炉と、外熱式の廃棄物炭化炉が従来知られている。
【０００７】
このうち、部分燃焼式の廃棄物炭化炉は、炉内に供給される廃棄物の一部を燃焼させ、この燃焼により発生する燃焼熱を熱源として廃棄物の残部を直接的に加熱して炭化処理させるようにしてある。したがって、この種の部分燃焼式の廃棄物炭化炉では、供給される廃棄物の一部は燃焼させるが、その燃焼熱を熱源として廃棄物の残部を加熱して炭化処理する際に発生する可燃性の熱分解ガス（乾留ガス）は、上記廃棄物炭化炉より外部へ取り出して回収することが可能となる。
【０００８】
したがって、上記部分燃焼式の廃棄物炭化炉においては、上記都市ごみ等の廃棄物を自己熱によって炭化処理できると共に、可燃性の熱分解ガスが回収できて、熱量的には余剰がある。
【０００９】
一方、外熱式の廃棄物炭化炉は、炉内に供給される廃棄物を、外熱により間接加熱して炭化処理するようにしてある。具体的には、たとえば、図３に上記外熱式の廃棄物炭化炉の一例として、外熱キルン式の廃棄物炭化炉（外熱キルン炉）１を示す如く、かかる外熱キルン炉１は、内筒３と外筒４とからなる二重筒構造として内外筒間に加熱流路５を設けてなるキルン炉本体２を、一端の入口６側よりも他端の出口７側が僅かに低くなるように傾斜させて横置きに配置して回転駆動できるよう備えてある。上記キルン炉本体２の長手方向一端の入口６には、給じん機８を介して投入ホッパ９を設けると共に、上記キルン炉本体２の長手方向他端の出口７に、熱分解ガス１１と熱分解残渣としての炭化物１２とを分離するための分離室１０を設けた構成としてある。これにより、キルン炉本体２を低速で回転させた状態において上記投入ホッパ９内に投入された廃棄物１３を給じん機８によってキルン炉本体２の内筒３内に徐々に供給しつつ、上記内外筒間の加熱流路５に高温の加熱ガス１４を流通させることにより、上記キルン炉本体２内の廃棄物１３を外熱により間接的に加熱して、乾燥、炭化処理するようにしてある。この炭化処理により発生する熱分解ガス１１と熱分解残渣としての炭化物１２は、上記分離室１０にて分離させた後、熱分解ガス１１は上記分離室１０の上部に接続した熱分解ガス取出ライン１５へ回収し、炭化物１２は上記分離室１０の下端部に接続した炭化物取出ライン（熱分解残渣ライン）１６を通して回収できるようにしてある。
【００１０】
更に、上記熱分解ガス取出ライン１５には、途中位置より分岐ライン（回収ライン）１７を分岐させて設けると共に、該分岐ライン１７を、燃焼炉としての熱風発生炉１８に接続して、上記外熱キルン炉１より熱分解ガス取出ライン１５へ回収される熱分解ガス１１の一部を、上記分岐ライン１７を経て上記熱風発生炉１８へ供給して熱回収空気１９により燃焼させて高温の加熱ガス（熱風）１４を発生させることができるようにしてある。この熱風発生炉１８で発生させる高温の加熱ガス１４は、加熱ガス供給ライン２０を通して上記外熱キルン炉１のキルン炉本体２の出口７側端部に設けてあるガス入口２１より加熱流路５へ供給され、該加熱流路５内をキルン炉本体２の出口７側から入口６側へ流通させることにより、上記廃棄物１３を加熱して炭化処理するための熱源とすることができるようにしてある。
【００１１】
したがって、上記のように熱分解ガス１１の燃焼熱を熱源とすることにより、上記外熱キルン炉１のような外熱式の廃棄物炭化炉においても廃棄物１３を自己熱によって炭化処理できると共に、熱分解ガス取出ライン１５へ回収される熱分解ガス１１から上記熱風発生炉１８で消費される一部を除いた熱分解ガス１１の残部は可燃性ガスとして回収できるため、熱量的には余剰がある。
【００１２】
なお、図３では、外熱キルン炉１より熱分解ガス取出ライン１５へ回収された後、上記熱風発生炉１８で消費される一部を除いた熱分解ガス１１の残部は、上記外熱キルン炉１より炭化物取出ライン１６へ回収された後、金属類２２の分離回収が行われた炭化物１２と共に溶融炉２３へ送って更に燃焼させて、灰分等を溶融スラグ２４化させるようにしてある。
【００１３】
２５は上記外熱キルン炉１の投入ホッパ９へ投入する廃棄物１３を予め乾燥させるための通気乾燥機であり、該通気乾燥機２５には、上記外熱キルン炉１に供給する加熱ガス１４を加熱流路５に流通させて廃棄物１３の炭化処理用の熱源に供した後、キルン炉本体２の入口６側端部に上記加熱流路５と連通させて設けたガス出口２６より排出される排加熱ガス（燃焼排ガス）１４ａを、加熱ガス循環ファン２８を備えた加熱ガス回収ライン（燃焼排ガスライン）２７を通して導くことにより、上記排加熱ガス１４ａに残存する熱を、上記通気乾燥機２５における廃棄物１３の乾燥用の熱源として利用できるようにしてある。上記通気乾燥機２５より排出される廃棄物乾燥排気（乾燥排ガス）２９は、排気ライン３０を通して上記熱風発生炉１８へ循環させるようにしてあると共に、余剰分は、上記排気ライン３０より分岐させた排気ライン３１を通して上記溶融炉２３の排ガス出口部２３ａへ導いて、高温処理できるようにしてある。又、３２は上記熱分解ガス取出ライン１５における分岐ライン１７の分岐位置よりも上流側位置に設けた熱分解ガスファン、３３は上記熱分解ガス取出ライン１５における上記熱分解ガスファン３２よりも上流側位置に設けた集じん器である（たとえば、特許文献３参照）。
【００１４】
【特許文献１】特開平１１−３２３３５９号公報
【特許文献２】特開２００１−２７１０８０号公報
【特許文献３】特開平１１−１４１８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところが、上記特許文献１に示されているように、従来、汚泥を燃料として利用できるようにするためには、乾燥処理が必要となるが、上記したように、脱水汚泥に含まれている７０〜８０％もの水分を、１０％以下となるまで乾燥させるためには多量の熱量が必要であり、この熱量を外部燃料に依存すると多量の燃料が必要になってしまう。又、上記汚泥の乾燥に伴って排出される汚泥乾燥排気は、水分のほかに臭気を含んでいるため、該汚泥乾燥排気の脱臭処理を行うための脱臭機器、たとえば、上記汚泥乾燥排気を７５０〜８００℃に加熱して高温処理を行う脱臭機器が別途必要になり、該脱臭機器の設置コストや、排ガス昇温用の灯油費用等のランニングコストが必要となる。
【００１６】
一方、特許文献２に示されたように、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理することにより発生する炭化物を回収して燃料化を図る場合、上記廃棄物炭化炉より取り出される炭化物は高温状態となっているが、この高温状態のままでは着火し易いため、該炭化物を冷却する工程が必要とされる。
【００１７】
又、上記廃棄物炭化炉より回収される炭化物は乾いた粉状となっており、そのままでは飛散しやすいためハンドリングに注意が必要になると共に、炭化物が飛散して作業環境が悪化しないようにするための対策が必要とされる。更に、乾燥状態の炭化物は、そのままでは成形が困難なため、固形燃料として成形するには、水や薬剤（バインダ）を外部より添加する必要が生じる。
【００１８】
なお、上記特許文献３には、廃棄物１３を熱分解して得られる炭化物１２を原料として固形燃料化する考えについては記載されていない。しかも、汚泥の処理に関する記載は全くない。
【００１９】
そこで、本発明者は、汚泥の燃料化を図る際に、多量の外部燃料を要することなく汚泥を乾燥処理できるようにすると共に、汚泥の乾燥処理時に生じる汚泥乾燥排気を別途脱臭機器を要することなく脱臭処理できるようにするための工夫、研究、並びに、都市ごみ等の廃棄物の炭化物の燃料化を図る際に、廃棄物炭化炉より回収される高温の廃棄物炭化物を冷却するための工程を不要とすることができるようにすると共に、乾いた粉状の炭化物を外部より水や薬剤を添加することなく飛散防止を図ったり、成形性を向上化させることができるようにするための工夫、研究を重ねた。その結果、上記汚泥を乾燥するためには多量の熱量が必要とされる一方、都市ごみ等の廃棄物は自己熱によって炭化処理できると共に熱量的には余剰がある点、汚泥の乾燥に伴って排出される汚泥乾燥排気は脱臭処理を行う必要がある一方、廃棄物を炭化処理する設備には、通常、該炭化処理に伴って生じる可燃性の熱分解ガスを燃焼させる燃焼炉が具備される点、更には、廃棄物炭化炉より取り出される炭化物を冷却処理するには水を用いることができると共に、炭化物に水を加えて湿潤化させることで該炭化物の飛散防止を図ったり、成形性の向上化が図れる一方、汚泥には元々水分が含まれているという点等に着目して、上記汚泥を乾燥させるための熱量を廃棄物の炭化処理側から供給すると共に、汚泥の乾燥に伴って生じる汚泥乾燥排気を、廃棄物炭化炉より回収される熱分解ガスを燃焼させる燃焼炉へ導いて高温処理するようにし、更には、廃棄物炭化炉より回収される炭化物に汚泥側より水分を供給するようにすれば、上記したいずれの目的をも達成できることを見出し、本発明をなした。
【００２０】
したがって、本発明の目的とするところは、汚泥と都市ごみ等の廃棄物の炭化物を一緒に燃料化することにより、汚泥を乾燥するために使用する外部燃料をゼロもしくは最小にでき、且つ汚泥乾燥排気の臭気を、脱臭機器を要することなく処理でき、更には、廃棄物炭化炉より取り出される炭化物の冷却工程を不要にできると共に、外部より水や薬剤を供給することなく炭化物の飛散防止及び炭化物の成形性の向上化を図ることができる乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法及び装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、上記課題を解決するために、汚泥を若干の水分を含んだ状態まで乾燥させてなる湿り乾燥汚泥と、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理してなる廃棄物炭化物とを混合した後、成形して乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料を製造する乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法、及び、汚泥を乾燥処理する汚泥乾燥機と、廃棄物を炭化処理する廃棄物炭化炉と、上記汚泥乾燥機より若干の水分を含んだ状態で回収する湿り乾燥汚泥と上記廃棄物炭化炉より回収する廃棄物炭化物を混合する混合装置と、該混合装置で混合してなる乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合物を所要形状に成形する成形装置とを備えてなる構成を有する乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造装置とする。
【００２２】
又、汚泥を乾燥させてなる乾燥汚泥と、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理してなる廃棄物炭化物を洗浄して脱塩した後、脱水してなる湿り状態の廃棄物炭化物とを混合した後、成形して乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料を製造する乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法、及び、上記構成において、汚泥を乾燥処理する汚泥乾燥機と、廃棄物を炭化処理する廃棄物炭化炉と、該廃棄物炭化炉より回収する廃棄物炭化物を洗浄して脱塩する洗浄脱塩装置と、該洗浄脱塩装置にて洗浄して脱塩された廃棄物炭化物を脱水する脱水機と、上記汚泥乾燥機より回収する乾燥汚泥と上記脱水機より回収する湿り状態の廃棄物炭化物を混合する混合装置と、該混合装置で混合してなる乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合物を所要形状に成形する成形装置とを備えてなる構成を有する乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造装置とする。
【００２３】
更に、汚泥を乾燥させるための熱源として、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスの燃焼熱を利用するようにする方法、及び、汚泥乾燥機を、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスの燃焼熱を汚泥の乾燥処理用の熱源とするものとした構成の装置とする。
【００２４】
上述の各構成において、廃棄物炭化炉を、該廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスを燃焼して発生させる高温の加熱ガスを廃棄物の炭化処理用の熱源とする外熱式の廃棄物炭化炉とし、且つ汚泥を乾燥させるための熱源として、上記加熱ガスを上記外熱式の廃棄物炭化炉にて廃棄物の炭化処理用の熱源に供した後に該廃棄物炭化炉より排出される排加熱ガスに残存する熱を利用するようにする方法、及び、廃棄物炭化炉を、該廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスを燃焼して発生させる高温の加熱ガスを廃棄物の炭化処理用の熱源とする外熱式の廃棄物炭化炉とし、更に、汚泥乾燥機を、上記加熱ガスを上記外熱式の廃棄物炭化炉にて廃棄物の炭化処理用の熱源に供した後に該廃棄物炭化炉より排出される排加熱ガスに残存する熱を汚泥の乾燥処理用の熱源とするものとした構成の装置とする。
【００２５】
更に、上述の各構成において、汚泥を乾燥させる際に生じる汚泥乾燥排気を、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスを燃焼させる炉に供給するようにする方法、及び、汚泥乾燥機にて汚泥を乾燥させる際に生じる汚泥乾燥排気を、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスを燃焼させる炉に供給するようにした構成の装置とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、以下の如き優れた効果を発揮する。
（１）汚泥を汚泥乾燥機で若干の水分を含んだ状態まで乾燥させてなる湿り乾燥汚泥と、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理してなる廃棄物炭化物とを混合した後、成形して乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料を製造する乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法及び装置としてあるので、汚泥乾燥機では、汚泥の過度の乾燥処理を不要とすることができる。
（２）廃棄物炭化炉より回収される廃棄物炭化物は、湿り乾燥汚泥と混合されることに伴って湿潤されるため、上記廃棄物炭化物の冷却工程を不要にできると共に、高温状態のままの廃棄物炭化物が着火する虞を容易に且つ確実に解消できる。又、粉状の廃棄物炭化物が飛散する虞を未然に防止できて、ハンドリングが容易になると共に、上記粉状の廃棄物炭化物が飛散して作業環境が悪化する虞を解消できる。更に、上記廃棄物炭化物は、上記湿り乾燥汚泥と混合されて湿潤されることにより成形性を高めることができるため、上記乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合物の成形を容易なものとすることができて、成形装置により成形することで、均一な形状の混合燃料を製造できる。
（３）製造される混合燃料は、炭化物を含んでいることから、汚泥のみを原料とする固形燃料に比して燃料としての安定性を高めることが可能になる。
（４）更に、廃棄物炭化炉や、該廃棄物炭化炉より回収する熱分解ガスを燃焼させる炉の下流側に設ける排ガス処理設備と、上記燃料化を図るべき汚泥が発生する排水処理施設とを併設することにより、上記廃棄物炭化炉や排ガス処理設備にて発生するプラント排水の排水処理を上記排水処理施設で行うことが可能になることから、プラント排水用の排水処理設備を別途設ける必要をなくすことができる。
（５）汚泥を汚泥乾燥機で乾燥させてなる乾燥汚泥と、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理してなる廃棄物炭化物を洗浄して脱塩した後、脱水してなる湿り状態の廃棄物炭化物とを混合した後、成形して乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料を製造する乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法及び装置とすることにより、上記（１）（３）（４）と同様の効果を得ることができる。
（６）更に、廃棄物炭化炉より回収される廃棄物炭化物は、洗浄、脱塩処理後に脱水された湿り状態で乾燥汚泥との混合処理を行うようにしてあるため、着火する虞を回避できる。又、上記廃棄物炭化物は湿潤状態としてあるため、乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合物の成形性を高めることができて、成形を容易なものとすることができる。よって、成形装置により成形することで、均一な形状の混合燃料を製造することができる。
（７）汚泥乾燥機にて汚泥を乾燥させるための熱源として、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスの燃焼熱を利用するようにすることにより、上記汚泥の乾燥処理に要する外部燃料をゼロ又は最小にすることができる。
（８）廃棄物炭化炉を、該廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスを燃焼して発生させる高温の加熱ガスを廃棄物の炭化処理用の熱源とする外熱式の廃棄物炭化炉とし、且つ汚泥乾燥機にて汚泥を乾燥させるための熱源として、上記加熱ガスを上記外熱式の廃棄物炭化炉にて廃棄物の炭化処理用の熱源に供した後に該廃棄物炭化炉より排出される排加熱ガスに残存する熱を利用するようにすることにより、上記外熱式の廃棄物炭化炉より排出される排加熱ガスの有する熱量を、汚泥の乾燥処理用の熱源として有効利用することができる。
（９）汚泥を汚泥乾燥機にて乾燥させる際に生じる汚泥乾燥排気を、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスを燃焼させる炉に供給するようにすることにより、上記汚泥の乾燥処理に伴って生じる臭気のある汚泥乾燥排気を、別途脱臭機器を要することなく高温処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は本発明の乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法及び装置の実施の一形態を示すもので、都市ごみ等の廃棄物１３を炭化処理して熱分解ガス１１と廃棄物炭化物（以下、単に炭化物という）１２とを回収できるようにしてある廃棄物炭化炉１と、該廃棄物炭化炉１より回収される熱分解ガス１１を所要の燃焼炉で燃焼させることによって発生させる高温のガスを熱源として汚泥３４を乾燥処理する汚泥乾燥機３５とを備える。上記汚泥乾燥機３５における汚泥３４の乾燥処理時に該汚泥乾燥機３５より排出される汚泥乾燥排気３６は、上記熱分解ガス１１を燃焼させる所要の燃焼炉へ供給できるようにする。更に、上記汚泥乾燥機３５に接続してある汚泥取出ライン３７と、廃棄物炭化炉１より炭化物１２を回収する炭化物取出ライン１６の下流側に、混合装置３８と成形装置３９を順に設ける。これにより、上記汚泥乾燥機３５にて上記熱分解ガス１１の燃焼熱を熱源として汚泥３４を若干の水分が残る状態、たとえば、１０％程度まで乾燥処理してなる湿り乾燥汚泥３４ａとし、この湿り乾燥汚泥３４ａと、上記廃棄物炭化炉１にて廃棄物１３を炭化処理して該廃棄物炭化炉１より高温状態で回収される炭化物１２とを、上記混合装置３８で混合させて、上記湿り乾燥汚泥３４ａに上記高温状態の炭化物１２の有する熱を付与して該湿り乾燥汚泥３４ａの更なる乾燥を進行させるようにする。一方、上記高温状態の炭化物１２には、上記湿り乾燥汚泥３４ａの保有する水分を付与して該炭化物１２を冷却すると共に湿潤させてなる乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合物４０を形成し、しかる後、該混合物４０を上記成形装置３９で成形して、乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料（以下、単に混合燃料と云う）４１を製造するようにする。
【００２９】
詳述すると、上記廃棄物炭化炉１は、たとえば、図３に示したと同様の外熱キルン炉とする。該外熱キルン炉１には、燃焼炉としての熱風発生炉１８を付設して、上記外熱キルン炉１の分離室１０より熱分解ガス取出ライン１５へ回収される熱分解ガス１１の一部を、該熱分解ガス取出ライン１５より分岐させた分岐ライン１７を介し上記熱風発生炉１８へ燃料として供給できるようにする。且つ該熱風発生炉１８で上記熱分解ガス１１を燃焼させて発生させる高温の加熱ガス１４を、加熱ガス供給ライン２０を介し上記外熱キルン炉１のガス入口２１へ導いて加熱流路５に流通させることにより、該外熱キルン炉１にて上記加熱ガス１４を熱源として廃棄物１３を間接加熱して炭化処理できるようにしてある。
【００３０】
上記汚泥乾燥機３５は、たとえば、通気型の汚泥乾燥機として、該汚泥乾燥機３５に、上記外熱キルン炉１のガス出口２６を、加熱ガス循環ファン２８を備えた加熱ガス回収ライン２７を介し接続する。これにより、上記加熱ガス１４を外熱キルン炉１の加熱流路５に流通させて廃棄物１３の炭化処理用の熱源に供した後に上記ガス出口２６より排出される排加熱ガス１４ａを、加熱ガス回収ライン２７を介し上記汚泥乾燥機３５へ導いて、該汚泥乾燥機３５内にて汚泥供給機３５ａより供給される汚泥３４と直接的に接触させることにより、該排加熱ガス１４ａに残存する熱を、上記したように汚泥３４を湿り乾燥汚泥３４ａとなるまで乾燥させるための熱源として利用できるようにしてある。
【００３１】
上記汚泥乾燥機３５における汚泥乾燥排気３６の出口には、上記熱風発生炉１８を、乾燥機排気ファン４３を備えた排気ライン４２を介して接続すると共に、上記排気ライン４２より分岐させた排気ライン４４を、上記熱分解ガス取出ライン１５の下流側に設けた所要の燃焼炉４５に接続する。これにより、上記汚泥乾燥機３５より排出される臭気を含んだ汚泥乾燥排気３６を、排気ライン４２を通して上記熱風発生炉１８へ循環させて、該熱風発生炉１８にて、熱分解ガス１１を燃焼させるときの燃焼熱により高温処理できるようにしてある。更に、上記汚泥乾燥排気３６の余剰分は、排気ライン４４を通して上記燃焼炉４５へ導いて、該燃焼炉４５にて上記熱分解ガス１１を補助燃料４６と共に燃焼させるときの燃焼熱により高温処理できるようにしてある。
【００３２】
上記外熱キルン炉１のガス出口２６より排出される排加熱ガス１４ａのうち、上記汚泥乾燥機３５へ供給されない余剰分は、上記加熱ガス回収ライン２７における加熱ガス循環ファン２８よりも下流側位置より分岐させたバイパスライン４７を通して上記排気ライン４２の所要個所へ直接導くようにしてある。
【００３３】
４８は熱分解ガス取出ライン１５における分岐ライン１７の分岐個所よりも下流側位置に設けた流量調整弁、４９は上記分岐ライン１７に設けた流量調整弁であり、該各流量調整弁４８と４９とを適宜制御することにより、熱風発生炉１８への熱分解ガス１１の供給量を調整できるようにしてある。５０は加熱ガス回収ライン２７における加熱ガス循環ファン２８よりも上流側位置に設けた流量調整弁であり、上記加熱ガス循環ファン２８の運転時に該流量調整弁５０を適宜調整することにより、熱風発生炉１８より外熱キルン炉１の加熱流路５へ流通させる加熱ガス１４の流量を制御できるようにしてある。５１は加熱ガス回収ライン２７におけるバイパスライン４７の分岐個所よりも下流側位置に設けた流量調整弁、５２は上記バイパスライン４７に設けた流量調整弁、５３は排気ライン４２における上記乾燥機排気ファン４３よりも上流側位置に設けた流量調整弁であり、該各流量調整弁５１と５２と５３とを適宜制御することにより、外熱キルン炉１より加熱ガス回収ライン２７へ回収される排加熱ガス１４ａのうち、上記汚泥乾燥機３５へ供給される排加熱ガス１４ａの量を制御して、該汚泥乾燥機３５にて汚泥３４を乾燥処理して上記湿り乾燥汚泥３４ａを得ることができるよう該汚泥３４に加える熱量を調整できるようにしてある。５４は排気ライン４２における排気ライン４４の分岐個所よりも下流側位置に設けた流量調整弁、５５は上記排気ライン４４に設けた流量調整弁であり、該各流量調整弁５４と５５とを適宜調整することにより、熱風発生炉１８への汚泥乾燥排気３６の循環量を調整できるようにしてある。
【００３４】
５６は上記炭化物取出ライン１６の上流側端部寄り位置に設けた選別装置であり、該選別装置５６にて上記外熱キルン炉１より回収する炭化物１２中に混入している不燃物５７を選別除去するようにしてある。５８は上記燃焼炉４５より排出される燃焼排ガスを処理する排ガス処理設備である。その他、図３に示したものと同一のものには同一符号が付してある。
【００３５】
以上の構成としてあることにより、上記外熱キルン炉１では、図３に示したものと同様に、廃棄物１３の自己熱による炭化処理が行われて可燃性の熱分解ガス１１と炭化物１２が生成される。
【００３６】
一方、上記汚泥乾燥機３５では、上記外熱キルン炉１より回収される熱分解ガス１１の一部を熱風発生炉１８で燃焼させて発生させてなる高温の加熱ガス１４を上記外熱キルン炉１における廃棄物１３の炭化処理用の熱源に供した後に該外熱キルン炉１より回収される排加熱ガス１４ａに残存する熱を熱源として、汚泥３４の乾燥処理が行われる。
【００３７】
上記汚泥乾燥機３５における汚泥３４の乾燥処理に伴って生じる臭気のある汚泥乾燥排気３６は、排気ライン４２を通して熱分解ガス１１を燃焼させる熱風発生炉１８へ循環させられて高温処理され、余剰分は、排気ライン４４を通して熱分解ガス１１を燃焼させる燃焼炉４５へ導かれて高温処理されることから、いずれの炉１８，４５においても臭気の処理が行われるようになる。
【００３８】
上記外熱キルン炉１より高温状態のまま回収される炭化物１２と、上記汚泥乾燥機３５より回収される若干の水分を含んだ湿り乾燥汚泥３４ａとを共に混合装置３８へ供給して混合すると、上記高温状態の炭化物１２の有する熱により上記湿り乾燥汚泥３４ａは更に乾燥させられると同時に、上記湿り乾燥汚泥３４ａの保有する水分により上記高温状態の炭化物１２が冷却される。更に、乾燥した粉状の炭化物１２が上記湿り乾燥汚泥３４ａの水分によって湿潤させられて、乾燥汚泥と廃棄物炭化物からなる混合物４０が形成される。
【００３９】
次いで、上記混合物４０を上記成形装置３９で所要形状に成形することにより、該所要形状の混合燃料４１が製造されるようになる。
【００４０】
このように、本発明の乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法及び装置によれば、汚泥３４の乾燥処理に要する熱量を、廃棄物１３の炭化処理に伴って発生する可燃性の熱分解ガス１１の燃焼熱により供給できる。したがって、上記汚泥３４の乾燥処理に要する外部燃料をゼロ又は最小にすることができる。又、上記汚泥３４の乾燥処理に伴って生じる臭気のある汚泥乾燥排気３６は、別途脱臭機器を要することなく高温処理することができる。
【００４１】
更に、汚泥乾燥機３５では、後工程となる混合装置３８での高温状態の炭化物１２と混合することを前提として若干の水分を含んだ湿り乾燥汚泥３４ａが得られるように汚泥３４の乾燥処理を行えばよいため、汚泥３４の過度の乾燥処理は不要とすることができる。
【００４２】
一方、外熱キルン炉１より高温状態のまま回収される炭化物１２は、上記湿り乾燥汚泥３４ａと混合することにより、冷却することができて、上記炭化物１２の冷却工程を不要にできると共に、高温状態のままの炭化物１２が着火する虞を容易に且つ確実に解消できる。又、上記炭化物１２は、上記湿り乾燥汚泥３４ａと混合されることに伴って湿潤されるため、粉状の炭化物１２が飛散する虞を未然に防止できて、ハンドリングが容易になると共に、上記粉状の炭化物１２が飛散して作業環境が悪化する虞を解消できる。更に、上記炭化物１２は、上記湿り乾燥汚泥３４ａと混合されて湿潤されることにより成形性を高めることができるため、上記乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合物４０の成形を容易なものとすることができる。よって、押し出し成形機等の成形装置３９により成形することで、均一な形状の混合燃料４１を製造することができる。
【００４３】
上記製造される混合燃料４１は、炭化物１２を含んでいることから、汚泥３４のみを原料とする固形燃料に比して燃料としての安定性を高めることが可能になる。
【００４４】
更に、上記外熱キルン炉１より回収する熱分解ガス１１を燃焼させる燃焼炉４５の下流側に設ける排ガス処理設備５８では、通常、排ガスの洗浄処理等に伴ってプラント排水が発生する。このことに鑑みて、上記のようにして燃料化を図るべき汚泥３４が発生する排水処理施設を、上記外熱キルン炉１や排ガス処理設備５８に併設するようにすれば、上記プラント排水の排水処理を上記排水処理施設で行うことが可能になることから、プラント排水用の排水処理設備を別途設ける必要をなくすことができる。
【００４５】
次に、図２は本発明の実施の他の形態を示すもので、図１に示したと同様の構成において、外熱キルン炉１より炭化物１２を回収するための炭化物取出ライン１６における選別装置５６よりも下流側位置に、洗浄脱塩装置５９と脱水機６０とを上流側より順に設けて、上記外熱キルン炉１より炭化物取出ライン１６へ回収された後、上記選別装置５６にて不燃物５７が選別除去された炭化物１２を、上記洗浄脱塩装置５９で水洗することにより該炭化物１２中に含まれる塩を除去し、しかる後、上記脱水機６０にて脱水処理してから混合装置３８へ供給できるようにする。
【００４６】
更に、上記混合装置３８へ供給される炭化物１２が、洗浄脱塩処理されることに伴ってて冷却されると共に湿潤状態とされるようになることに鑑みて、本実施の形態では、汚泥乾燥機３５では汚泥３４を、絶乾あるいはごく僅かに水分を残した状態となるよう乾燥させ、この絶乾あるいはごく僅かに水分を残した状態の乾燥汚泥３４ｂを、汚泥乾燥機３５より回収して汚泥取出ライン３７を経て上記混合装置３８へ供給できるようにする。
【００４７】
その他の構成は図１に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。
【００４８】
本実施の形態によれば、上記混合装置３８では、上記外熱キルン炉１より回収された後、洗浄脱塩装置５９により洗浄され、脱水機６０にて脱水された後の冷却状態で且つ湿潤状態の炭化物１２と、上記汚泥乾燥機３５より回収される絶乾あるいはごく僅かに水分を残した状態の乾燥汚泥３４ｂとを混合して、乾燥汚泥と廃棄物炭化物との混合物４０を形成させ、該混合物４０を成形装置３９で成形することにより、所要形状を有し且つ塩類の少ない混合燃料４１を製造することができる。
【００４９】
したがって、本実施の形態によっても、上記実施の形態と同様に、汚泥３４の乾燥処理に要する熱量を、廃棄物１３の炭化処理に伴って発生する可燃性の熱分解ガス１１の燃焼熱により供給できるため、上記汚泥３４の乾燥処理に要する外部燃料をゼロ又は最小にすることができる。又、上記汚泥３４の乾燥処理に伴って生じる臭気のある汚泥乾燥排気３６は、別途脱臭機器を要することなく高温処理することができる。
【００５０】
更に、汚泥乾燥機３５では、後工程となる混合装置３８で湿潤状態の炭化物１２と混合することを前提として汚泥３４の乾燥処理を行うようにすればよいため、汚泥３４は絶乾のみならず、僅かに水分が残るような乾燥状態であってもよく、このため、過度の乾燥処理は不要とすることが可能になる。
【００５１】
上記外熱キルン炉１より回収する炭化物１２は、洗浄脱塩処理に伴って湿潤状態とされるため、上記乾燥汚泥３４ｂとの混合物４０を形成した後に、粉状の炭化物１２が飛散する虞がなくなり、ハンドリングが容易になると共に、上記粉状の炭化物１２が飛散して作業環境が悪化する虞を解消できる。又、上記炭化物１２は、湿潤状態としてから混合装置３８における乾燥汚泥３４ｂとの混合処理を行うようにしてあるため、着火する虞を回避できる。更に、上記炭化物１２は、湿潤状態としてから乾燥汚泥３４ｂと混合して上記混合物４０を形成させるようにしてあるため、該混合物４０は、成形性を高めることができて、成形を容易なものとすることができる。よって、押し出し成形機等の成形装置３９により成形することで、均一な形状の混合燃料４１を製造することができる。
【００５２】
更に又、上記実施の形態と同様に、上記製造される混合燃料４１を、汚泥３４のみを原料とする固形燃料に比して燃料としての安定性を高めることが可能になり、更には、上記汚泥３４が発生する排水処理施設を、上記外熱キルン炉１や排ガス処理設備５８に併設してこれらの設備より排出されるプラント排水の排水処理を行わせるようにすれば、プラント排水用の排水処理設備を別途設ける必要をなくすことが可能になる。
【００５３】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、廃棄物炭化炉としては外熱キルン炉１を示したが、廃棄物１３を低酸素雰囲気下で炭化処理して炭化物１２と可燃性の熱分解ガス１１を回収でき、更に、該回収される熱分解ガス１１を燃焼させて発生させてなる高温の加熱ガス１４を廃棄物１３の炭化処理用の熱源とすることができるようにしてある外熱式の廃棄物炭化炉であり、且つ上記加熱ガス１４を該廃棄物炭化炉における廃棄物１３の炭化処理用の熱源に供した後の排加熱ガス１４ａを汚泥乾燥機３５へ汚泥３４乾燥処理用の熱源として供給できるようにしてあれば、廃棄物炭化炉は外熱キルン炉１以外のいかなる形式の外熱式の廃棄物炭化炉を採用してもよい。更に、上記各実施の形態では、汚泥乾燥機３５における汚泥３４の乾燥処理用の熱源として、熱風発生炉１８で熱分解ガス１１を燃焼させることにより発生させる加熱ガス１４を外熱キルン炉１における廃棄物１３の炭化処理用の熱源に供した後の排加熱ガス１４ａに残存する熱を利用するものとして示したが、上記熱分解ガス１１の燃焼熱を上記汚泥乾燥機３５へ供給できるようにしてあれば、たとえば、図１に二点鎖線で示す如く、外熱キルン炉１より回収する熱分解ガス１１を所要の燃焼炉４５で燃焼させる際に生じる燃焼排ガスを上記汚泥乾燥機３５へ直接導くようにしてもよい。更には、廃棄物炭化炉として部分燃焼式の廃棄物炭化炉を採用して、該部分燃焼式の廃棄物炭化炉より回収される可燃性の熱分解ガス１１を所要の燃焼炉で燃焼させる際に生じる燃焼熱を、たとえば、高温の燃焼排ガスの形で汚泥乾燥機３５へ導いて、汚泥３４の乾燥処理用の熱源として利用するようにしてもよい。
【００５４】
上記汚泥乾燥機３５は、通気式のものとして示したが、外熱式のものでもよい。この場合、該外熱式の汚泥乾燥機より排出される水蒸気（水分）と臭気を含むガスを、上記外熱キルン炉１に付設する熱風発生炉１８や燃焼炉４５のような廃棄物炭化炉より回収される熱分解ガス１１を燃焼させる燃焼炉へ導いて高温処理させるようにすればよい。
【００５５】
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法及び装置の実施の一形態を示す概要図である。
【図２】本発明の実施の他の形態を示す概要図である。
【図３】従来提案されている廃棄物炭化炉の一例として外熱キルン炉を示す概要図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 外熱キルン炉（廃棄物炭化炉）
１１ 熱分解ガス
１２ 廃棄物炭化物
１３ 廃棄物
１４ 加熱ガス
１４ａ 排加熱ガス
１８ 熱風発生炉（炉）
３４ 汚泥
３４ａ 湿り乾燥汚泥
３４ｂ 乾燥汚泥
３５ 汚泥乾燥機
３６ 汚泥乾燥排気
３８ 混合装置
３９ 成形装置
４０ 乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合物
４１ 乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料
４５ 燃焼炉（炉）
５９ 洗浄脱塩装置
６０ 脱水機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水処理施設や下水処理施設より排出される汚泥を乾燥してなる乾燥汚泥と、都市ごみ等の廃棄物を炭化処理して得られる廃棄物炭化物とを原料として固形燃料を製造する乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
排水処理施設や下水処理施設より排出される汚泥は、通常の脱水処理を行っただけでは７０〜８０％程度の含水率であるため、バイオマス燃料として使用するためには、このように多量の水分を含む汚泥（脱水汚泥）を乾燥させることが必要である。そこで、上記汚泥を乾燥させて乾燥汚泥とすれば、該乾燥汚泥には異物も含まれず、性状も均一であることから、炭化処理することなく燃料として使用することが可能である。
【０００３】
この種の汚泥の燃料化方法としては、たとえば、下水汚泥を乾燥機にて水分が１０％以下となるまで乾燥させてなる乾燥汚泥とし、該乾燥汚泥の一部を炭化炉で炭化、賦活して汚泥活性炭とした後、該汚泥活性炭を、上記乾燥汚泥の残部に添加して均一に混合し、形成される混合物を成型機にて造粒して固形燃料化するようにした下水汚泥を原料とする固形燃料の製造方法が従来提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、都市ごみ等の廃棄物は、水分は汚泥に比べて少ないが、乾燥しただけでは見かけ比重が小さく、性状が不均一である。更に、異物や、有害ガスの発生源となることが懸念される塩化ビニル等の塩素含有プラスチックも含まれているため、そのままでは燃料として使用することは難しい。
【０００５】
そのために、上記都市ごみ等の廃棄物を燃料として有効利用するための手法として、近年では、廃棄物を廃棄物炭化炉にて低酸素雰囲気下で加熱して炭化処理（熱分解処理）して可燃性の熱分解ガスと熱分解残渣としての廃棄物炭化物（以下、単に炭化物という）を発生させた後、上記炭化物を回収して各種施設の石炭焚きボイラ等で燃料として利用するようにする廃棄物炭化システム（たとえば、特許文献２参照）が注目され、実用化が進められてきている。このように廃棄物を炭化処理して得られる炭化物は、金属や不燃物等の異物を選別除去しさえすれば性状はほぼ均一となり、塩素分はガス化して揮散するか無機塩化され、カロリー的にも高いため、燃料としては優れたものになる。
【０００６】
上記のように廃棄物を炭化処理する廃棄物炭化炉（熱分解炉）としては、部分燃焼（内燃）式の廃棄物炭化炉と、外熱式の廃棄物炭化炉が従来知られている。
【０００７】
このうち、部分燃焼式の廃棄物炭化炉は、炉内に供給される廃棄物の一部を燃焼させ、この燃焼により発生する燃焼熱を熱源として廃棄物の残部を直接的に加熱して炭化処理させるようにしてある。したがって、この種の部分燃焼式の廃棄物炭化炉では、供給される廃棄物の一部は燃焼させるが、その燃焼熱を熱源として廃棄物の残部を加熱して炭化処理する際に発生する可燃性の熱分解ガス（乾留ガス）は、上記廃棄物炭化炉より外部へ取り出して回収することが可能となる。
【０００８】
したがって、上記部分燃焼式の廃棄物炭化炉においては、上記都市ごみ等の廃棄物を自己熱によって炭化処理できると共に、可燃性の熱分解ガスが回収できて、熱量的には余剰がある。
【０００９】
一方、外熱式の廃棄物炭化炉は、炉内に供給される廃棄物を、外熱により間接加熱して炭化処理するようにしてある。具体的には、たとえば、図３に上記外熱式の廃棄物炭化炉の一例として、外熱キルン式の廃棄物炭化炉（外熱キルン炉）１を示す如く、かかる外熱キルン炉１は、内筒３と外筒４とからなる二重筒構造として内外筒間に加熱流路５を設けてなるキルン炉本体２を、一端の入口６側よりも他端の出口７側が僅かに低くなるように傾斜させて横置きに配置して回転駆動できるよう備えてある。上記キルン炉本体２の長手方向一端の入口６には、給じん機８を介して投入ホッパ９を設けると共に、上記キルン炉本体２の長手方向他端の出口７に、熱分解ガス１１と熱分解残渣としての炭化物１２とを分離するための分離室１０を設けた構成としてある。これにより、キルン炉本体２を低速で回転させた状態において上記投入ホッパ９内に投入された廃棄物１３を給じん機８によってキルン炉本体２の内筒３内に徐々に供給しつつ、上記内外筒間の加熱流路５に高温の加熱ガス１４を流通させることにより、上記キルン炉本体２内の廃棄物１３を外熱により間接的に加熱して、乾燥、炭化処理するようにしてある。この炭化処理により発生する熱分解ガス１１と熱分解残渣としての炭化物１２は、上記分離室１０にて分離させた後、熱分解ガス１１は上記分離室１０の上部に接続した熱分解ガス取出ライン１５へ回収し、炭化物１２は上記分離室１０の下端部に接続した炭化物取出ライン（熱分解残渣ライン）１６を通して回収できるようにしてある。
【００１０】
更に、上記熱分解ガス取出ライン１５には、途中位置より分岐ライン（回収ライン）１７を分岐させて設けると共に、該分岐ライン１７を、燃焼炉としての熱風発生炉１８に接続して、上記外熱キルン炉１より熱分解ガス取出ライン１５へ回収される熱分解ガス１１の一部を、上記分岐ライン１７を経て上記熱風発生炉１８へ供給して熱回収空気１９により燃焼させて高温の加熱ガス（熱風）１４を発生させることができるようにしてある。この熱風発生炉１８で発生させる高温の加熱ガス１４は、加熱ガス供給ライン２０を通して上記外熱キルン炉１のキルン炉本体２の出口７側端部に設けてあるガス入口２１より加熱流路５へ供給され、該加熱流路５内をキルン炉本体２の出口７側から入口６側へ流通させることにより、上記廃棄物１３を加熱して炭化処理するための熱源とすることができるようにしてある。
【００１１】
したがって、上記のように熱分解ガス１１の燃焼熱を熱源とすることにより、上記外熱キルン炉１のような外熱式の廃棄物炭化炉においても廃棄物１３を自己熱によって炭化処理できると共に、熱分解ガス取出ライン１５へ回収される熱分解ガス１１から上記熱風発生炉１８で消費される一部を除いた熱分解ガス１１の残部は可燃性ガスとして回収できるため、熱量的には余剰がある。
【００１２】
なお、図３では、外熱キルン炉１より熱分解ガス取出ライン１５へ回収された後、上記熱風発生炉１８で消費される一部を除いた熱分解ガス１１の残部は、上記外熱キルン炉１より炭化物取出ライン１６へ回収された後、金属類２２の分離回収が行われた炭化物１２と共に溶融炉２３へ送って更に燃焼させて、灰分等を溶融スラグ２４化させるようにしてある。
【００１３】
２５は上記外熱キルン炉１の投入ホッパ９へ投入する廃棄物１３を予め乾燥させるための通気乾燥機であり、該通気乾燥機２５には、上記外熱キルン炉１に供給する加熱ガス１４を加熱流路５に流通させて廃棄物１３の炭化処理用の熱源に供した後、キルン炉本体２の入口６側端部に上記加熱流路５と連通させて設けたガス出口２６より排出される排加熱ガス（燃焼排ガス）１４ａを、加熱ガス循環ファン２８を備えた加熱ガス回収ライン（燃焼排ガスライン）２７を通して導くことにより、上記排加熱ガス１４ａに残存する熱を、上記通気乾燥機２５における廃棄物１３の乾燥用の熱源として利用できるようにしてある。上記通気乾燥機２５より排出される廃棄物乾燥排気（乾燥排ガス）２９は、排気ライン３０を通して上記熱風発生炉１８へ循環させるようにしてあると共に、余剰分は、上記排気ライン３０より分岐させた排気ライン３１を通して上記溶融炉２３の排ガス出口部２３ａへ導いて、高温処理できるようにしてある。又、３２は上記熱分解ガス取出ライン１５における分岐ライン１７の分岐位置よりも上流側位置に設けた熱分解ガスファン、３３は上記熱分解ガス取出ライン１５における上記熱分解ガスファン３２よりも上流側位置に設けた集じん器である（たとえば、特許文献３参照）。
【００１４】
【特許文献１】特開平１１−３２３３５９号公報
【特許文献２】特開２００１−２７１０８０号公報
【特許文献３】特開平１１−１４１８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところが、上記特許文献１に示されているように、従来、汚泥を燃料として利用できるようにするためには、乾燥処理が必要となるが、上記したように、脱水汚泥に含まれている７０〜８０％もの水分を、１０％以下となるまで乾燥させるためには多量の熱量が必要であり、この熱量を外部燃料に依存すると多量の燃料が必要になってしまう。又、上記汚泥の乾燥に伴って排出される汚泥乾燥排気は、水分のほかに臭気を含んでいるため、該汚泥乾燥排気の脱臭処理を行うための脱臭機器、たとえば、上記汚泥乾燥排気を７５０〜８００℃に加熱して高温処理を行う脱臭機器が別途必要になり、該脱臭機器の設置コストや、排ガス昇温用の灯油費用等のランニングコストが必要となる。
【００１６】
一方、特許文献２に示されたように、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理することにより発生する炭化物を回収して燃料化を図る場合、上記廃棄物炭化炉より取り出される炭化物は高温状態となっているが、この高温状態のままでは着火し易いため、該炭化物を冷却する工程が必要とされる。
【００１７】
又、上記廃棄物炭化炉より回収される炭化物は乾いた粉状となっており、そのままでは飛散しやすいためハンドリングに注意が必要になると共に、炭化物が飛散して作業環境が悪化しないようにするための対策が必要とされる。更に、乾燥状態の炭化物は、そのままでは成形が困難なため、固形燃料として成形するには、水や薬剤（バインダ）を外部より添加する必要が生じる。
【００１８】
なお、上記特許文献３には、廃棄物１３を熱分解して得られる炭化物１２を原料として固形燃料化する考えについては記載されていない。しかも、汚泥の処理に関する記載は全くない。
【００１９】
そこで、本発明者は、汚泥の燃料化を図る際に、多量の外部燃料を要することなく汚泥を乾燥処理できるようにすると共に、汚泥の乾燥処理時に生じる汚泥乾燥排気を別途脱臭機器を要することなく脱臭処理できるようにするための工夫、研究、並びに、都市ごみ等の廃棄物の炭化物の燃料化を図る際に、廃棄物炭化炉より回収される高温の廃棄物炭化物を冷却するための工程を不要とすることができるようにすると共に、乾いた粉状の炭化物を外部より水や薬剤を添加することなく飛散防止を図ったり、成形性を向上化させることができるようにするための工夫、研究を重ねた。その結果、上記汚泥を乾燥するためには多量の熱量が必要とされる一方、都市ごみ等の廃棄物は自己熱によって炭化処理できると共に熱量的には余剰がある点、汚泥の乾燥に伴って排出される汚泥乾燥排気は脱臭処理を行う必要がある一方、廃棄物を炭化処理する設備には、通常、該炭化処理に伴って生じる可燃性の熱分解ガスを燃焼させる燃焼炉が具備される点、更には、廃棄物炭化炉より取り出される炭化物を冷却処理するには水を用いることができると共に、炭化物に水を加えて湿潤化させることで該炭化物の飛散防止を図ったり、成形性の向上化が図れる一方、汚泥には元々水分が含まれているという点等に着目して、上記汚泥を乾燥させるための熱量を廃棄物の炭化処理側から供給すると共に、汚泥の乾燥に伴って生じる汚泥乾燥排気を、廃棄物炭化炉より回収される熱分解ガスを燃焼させる燃焼炉へ導いて高温処理するようにし、更には、廃棄物炭化炉より回収される炭化物に汚泥側より水分を供給するようにすれば、上記したいずれの目的をも達成できることを見出し、本発明をなした。
【００２０】
したがって、本発明の目的とするところは、汚泥と都市ごみ等の廃棄物の炭化物を一緒に燃料化することにより、汚泥を乾燥するために使用する外部燃料をゼロもしくは最小にでき、且つ汚泥乾燥排気の臭気を、脱臭機器を要することなく処理でき、更には、廃棄物炭化炉より取り出される炭化物の冷却工程を不要にできると共に、外部より水や薬剤を供給することなく炭化物の飛散防止及び炭化物の成形性の向上化を図ることができる乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法及び装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、上記課題を解決するために、汚泥を若干の水分を含んだ状態まで乾燥させてなる湿り乾燥汚泥と、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理してなる廃棄物炭化物とを混合した後、成形して乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料を製造する乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法、及び、汚泥を乾燥処理する汚泥乾燥機と、廃棄物を炭化処理する廃棄物炭化炉と、上記汚泥乾燥機より若干の水分を含んだ状態で回収する湿り乾燥汚泥と上記廃棄物炭化炉より回収する廃棄物炭化物を混合する混合装置と、該混合装置で混合してなる乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合物を所要形状に成形する成形装置とを備えてなる構成を有する乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造装置とする。
【００２２】
又、汚泥を乾燥させてなる乾燥汚泥と、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理してなる廃棄物炭化物を洗浄して脱塩した後、脱水してなる湿り状態の廃棄物炭化物とを混合した後、成形して乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料を製造する乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法、及び、上記構成において、汚泥を乾燥処理する汚泥乾燥機と、廃棄物を炭化処理する廃棄物炭化炉と、該廃棄物炭化炉より回収する廃棄物炭化物を洗浄して脱塩する洗浄脱塩装置と、該洗浄脱塩装置にて洗浄して脱塩された廃棄物炭化物を脱水する脱水機と、上記汚泥乾燥機より回収する乾燥汚泥と上記脱水機より回収する湿り状態の廃棄物炭化物を混合する混合装置と、該混合装置で混合してなる乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合物を所要形状に成形する成形装置とを備えてなる構成を有する乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造装置とする。
【００２３】
更に、汚泥を乾燥させるための熱源として、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスの燃焼熱を利用するようにする方法、及び、汚泥乾燥機を、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスの燃焼熱を汚泥の乾燥処理用の熱源とするものとした構成の装置とする。
【００２４】
上述の各構成において、廃棄物炭化炉を、該廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスを燃焼して発生させる高温の加熱ガスを廃棄物の炭化処理用の熱源とする外熱式の廃棄物炭化炉とし、且つ汚泥を乾燥させるための熱源として、上記加熱ガスを上記外熱式の廃棄物炭化炉にて廃棄物の炭化処理用の熱源に供した後に該廃棄物炭化炉より排出される排加熱ガスに残存する熱を利用するようにする方法、及び、廃棄物炭化炉を、該廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスを燃焼して発生させる高温の加熱ガスを廃棄物の炭化処理用の熱源とする外熱式の廃棄物炭化炉とし、更に、汚泥乾燥機を、上記加熱ガスを上記外熱式の廃棄物炭化炉にて廃棄物の炭化処理用の熱源に供した後に該廃棄物炭化炉より排出される排加熱ガスに残存する熱を汚泥の乾燥処理用の熱源とするものとした構成の装置とする。
【００２５】
更に、上述の各構成において、汚泥を乾燥させる際に生じる汚泥乾燥排気を、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスを燃焼させる炉に供給するようにする方法、及び、汚泥乾燥機にて汚泥を乾燥させる際に生じる汚泥乾燥排気を、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスを燃焼させる炉に供給するようにした構成の装置とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、以下の如き優れた効果を発揮する。
（１）汚泥を汚泥乾燥機で若干の水分を含んだ状態まで乾燥させてなる湿り乾燥汚泥と、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理してなる廃棄物炭化物とを混合した後、成形して乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料を製造する乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法及び装置としてあるので、汚泥乾燥機では、汚泥の過度の乾燥処理を不要とすることができる。
（２）廃棄物炭化炉より回収される廃棄物炭化物は、湿り乾燥汚泥と混合されることに伴って湿潤されるため、上記廃棄物炭化物の冷却工程を不要にできると共に、高温状態のままの廃棄物炭化物が着火する虞を容易に且つ確実に解消できる。又、粉状の廃棄物炭化物が飛散する虞を未然に防止できて、ハンドリングが容易になると共に、上記粉状の廃棄物炭化物が飛散して作業環境が悪化する虞を解消できる。更に、上記廃棄物炭化物は、上記湿り乾燥汚泥と混合されて湿潤されることにより成形性を高めることができるため、上記乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合物の成形を容易なものとすることができて、成形装置により成形することで、均一な形状の混合燃料を製造できる。
（３）製造される混合燃料は、炭化物を含んでいることから、汚泥のみを原料とする固形燃料に比して燃料としての安定性を高めることが可能になる。
（４）更に、廃棄物炭化炉や、該廃棄物炭化炉より回収する熱分解ガスを燃焼させる炉の下流側に設ける排ガス処理設備と、上記燃料化を図るべき汚泥が発生する排水処理施設とを併設することにより、上記廃棄物炭化炉や排ガス処理設備にて発生するプラント排水の排水処理を上記排水処理施設で行うことが可能になることから、プラント排水用の排水処理設備を別途設ける必要をなくすことができる。
（５）汚泥を汚泥乾燥機で乾燥させてなる乾燥汚泥と、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理してなる廃棄物炭化物を洗浄して脱塩した後、脱水してなる湿り状態の廃棄物炭化物とを混合した後、成形して乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料を製造する乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法及び装置とすることにより、上記（１）（３）（４）と同様の効果を得ることができる。
（６）更に、廃棄物炭化炉より回収される廃棄物炭化物は、洗浄、脱塩処理後に脱水された湿り状態で乾燥汚泥との混合処理を行うようにしてあるため、着火する虞を回避できる。又、上記廃棄物炭化物は湿潤状態としてあるため、乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合物の成形性を高めることができて、成形を容易なものとすることができる。よって、成形装置により成形することで、均一な形状の混合燃料を製造することができる。
（７）汚泥乾燥機にて汚泥を乾燥させるための熱源として、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスの燃焼熱を利用するようにすることにより、上記汚泥の乾燥処理に要する外部燃料をゼロ又は最小にすることができる。
（８）廃棄物炭化炉を、該廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスを燃焼して発生させる高温の加熱ガスを廃棄物の炭化処理用の熱源とする外熱式の廃棄物炭化炉とし、且つ汚泥乾燥機にて汚泥を乾燥させるための熱源として、上記加熱ガスを上記外熱式の廃棄物炭化炉にて廃棄物の炭化処理用の熱源に供した後に該廃棄物炭化炉より排出される排加熱ガスに残存する熱を利用するようにすることにより、上記外熱式の廃棄物炭化炉より排出される排加熱ガスの有する熱量を、汚泥の乾燥処理用の熱源として有効利用することができる。
（９）汚泥を汚泥乾燥機にて乾燥させる際に生じる汚泥乾燥排気を、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスを燃焼させる炉に供給するようにすることにより、上記汚泥の乾燥処理に伴って生じる臭気のある汚泥乾燥排気を、別途脱臭機器を要することなく高温処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は本発明の乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法及び装置の実施の一形態を示すもので、都市ごみ等の廃棄物１３を炭化処理して熱分解ガス１１と廃棄物炭化物（以下、単に炭化物という）１２とを回収できるようにしてある廃棄物炭化炉１と、該廃棄物炭化炉１より回収される熱分解ガス１１を所要の燃焼炉で燃焼させることによって発生させる高温のガスを熱源として汚泥３４を乾燥処理する汚泥乾燥機３５とを備える。上記汚泥乾燥機３５における汚泥３４の乾燥処理時に該汚泥乾燥機３５より排出される汚泥乾燥排気３６は、上記熱分解ガス１１を燃焼させる所要の燃焼炉へ供給できるようにする。更に、上記汚泥乾燥機３５に接続してある汚泥取出ライン３７と、廃棄物炭化炉１より炭化物１２を回収する炭化物取出ライン１６の下流側に、混合装置３８と成形装置３９を順に設ける。これにより、上記汚泥乾燥機３５にて上記熱分解ガス１１の燃焼熱を熱源として汚泥３４を若干の水分が残る状態、たとえば、１０％程度まで乾燥処理してなる湿り乾燥汚泥３４ａとし、この湿り乾燥汚泥３４ａと、上記廃棄物炭化炉１にて廃棄物１３を炭化処理して該廃棄物炭化炉１より高温状態で回収される炭化物１２とを、上記混合装置３８で混合させて、上記湿り乾燥汚泥３４ａに上記高温状態の炭化物１２の有する熱を付与して該湿り乾燥汚泥３４ａの更なる乾燥を進行させるようにする。一方、上記高温状態の炭化物１２には、上記湿り乾燥汚泥３４ａの保有する水分を付与して該炭化物１２を冷却すると共に湿潤させてなる乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合物４０を形成し、しかる後、該混合物４０を上記成形装置３９で成形して、乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料（以下、単に混合燃料と云う）４１を製造するようにする。
【００２９】
詳述すると、上記廃棄物炭化炉１は、たとえば、図３に示したと同様の外熱キルン炉とする。該外熱キルン炉１には、燃焼炉としての熱風発生炉１８を付設して、上記外熱キルン炉１の分離室１０より熱分解ガス取出ライン１５へ回収される熱分解ガス１１の一部を、該熱分解ガス取出ライン１５より分岐させた分岐ライン１７を介し上記熱風発生炉１８へ燃料として供給できるようにする。且つ該熱風発生炉１８で上記熱分解ガス１１を燃焼させて発生させる高温の加熱ガス１４を、加熱ガス供給ライン２０を介し上記外熱キルン炉１のガス入口２１へ導いて加熱流路５に流通させることにより、該外熱キルン炉１にて上記加熱ガス１４を熱源として廃棄物１３を間接加熱して炭化処理できるようにしてある。
【００３０】
上記汚泥乾燥機３５は、たとえば、通気型の汚泥乾燥機として、該汚泥乾燥機３５に、上記外熱キルン炉１のガス出口２６を、加熱ガス循環ファン２８を備えた加熱ガス回収ライン２７を介し接続する。これにより、上記加熱ガス１４を外熱キルン炉１の加熱流路５に流通させて廃棄物１３の炭化処理用の熱源に供した後に上記ガス出口２６より排出される排加熱ガス１４ａを、加熱ガス回収ライン２７を介し上記汚泥乾燥機３５へ導いて、該汚泥乾燥機３５内にて汚泥供給機３５ａより供給される汚泥３４と直接的に接触させることにより、該排加熱ガス１４ａに残存する熱を、上記したように汚泥３４を湿り乾燥汚泥３４ａとなるまで乾燥させるための熱源として利用できるようにしてある。
【００３１】
上記汚泥乾燥機３５における汚泥乾燥排気３６の出口には、上記熱風発生炉１８を、乾燥機排気ファン４３を備えた排気ライン４２を介して接続すると共に、上記排気ライン４２より分岐させた排気ライン４４を、上記熱分解ガス取出ライン１５の下流側に設けた所要の燃焼炉４５に接続する。これにより、上記汚泥乾燥機３５より排出される臭気を含んだ汚泥乾燥排気３６を、排気ライン４２を通して上記熱風発生炉１８へ循環させて、該熱風発生炉１８にて、熱分解ガス１１を燃焼させるときの燃焼熱により高温処理できるようにしてある。更に、上記汚泥乾燥排気３６の余剰分は、排気ライン４４を通して上記燃焼炉４５へ導いて、該燃焼炉４５にて上記熱分解ガス１１を補助燃料４６と共に燃焼させるときの燃焼熱により高温処理できるようにしてある。
【００３２】
上記外熱キルン炉１のガス出口２６より排出される排加熱ガス１４ａのうち、上記汚泥乾燥機３５へ供給されない余剰分は、上記加熱ガス回収ライン２７における加熱ガス循環ファン２８よりも下流側位置より分岐させたバイパスライン４７を通して上記排気ライン４２の所要個所へ直接導くようにしてある。
【００３３】
４８は熱分解ガス取出ライン１５における分岐ライン１７の分岐個所よりも下流側位置に設けた流量調整弁、４９は上記分岐ライン１７に設けた流量調整弁であり、該各流量調整弁４８と４９とを適宜制御することにより、熱風発生炉１８への熱分解ガス１１の供給量を調整できるようにしてある。５０は加熱ガス回収ライン２７における加熱ガス循環ファン２８よりも上流側位置に設けた流量調整弁であり、上記加熱ガス循環ファン２８の運転時に該流量調整弁５０を適宜調整することにより、熱風発生炉１８より外熱キルン炉１の加熱流路５へ流通させる加熱ガス１４の流量を制御できるようにしてある。５１は加熱ガス回収ライン２７におけるバイパスライン４７の分岐個所よりも下流側位置に設けた流量調整弁、５２は上記バイパスライン４７に設けた流量調整弁、５３は排気ライン４２における上記乾燥機排気ファン４３よりも上流側位置に設けた流量調整弁であり、該各流量調整弁５１と５２と５３とを適宜制御することにより、外熱キルン炉１より加熱ガス回収ライン２７へ回収される排加熱ガス１４ａのうち、上記汚泥乾燥機３５へ供給される排加熱ガス１４ａの量を制御して、該汚泥乾燥機３５にて汚泥３４を乾燥処理して上記湿り乾燥汚泥３４ａを得ることができるよう該汚泥３４に加える熱量を調整できるようにしてある。５４は排気ライン４２における排気ライン４４の分岐個所よりも下流側位置に設けた流量調整弁、５５は上記排気ライン４４に設けた流量調整弁であり、該各流量調整弁５４と５５とを適宜調整することにより、熱風発生炉１８への汚泥乾燥排気３６の循環量を調整できるようにしてある。
【００３４】
５６は上記炭化物取出ライン１６の上流側端部寄り位置に設けた選別装置であり、該選別装置５６にて上記外熱キルン炉１より回収する炭化物１２中に混入している不燃物５７を選別除去するようにしてある。５８は上記燃焼炉４５より排出される燃焼排ガスを処理する排ガス処理設備である。その他、図３に示したものと同一のものには同一符号が付してある。
【００３５】
以上の構成としてあることにより、上記外熱キルン炉１では、図３に示したものと同様に、廃棄物１３の自己熱による炭化処理が行われて可燃性の熱分解ガス１１と炭化物１２が生成される。
【００３６】
一方、上記汚泥乾燥機３５では、上記外熱キルン炉１より回収される熱分解ガス１１の一部を熱風発生炉１８で燃焼させて発生させてなる高温の加熱ガス１４を上記外熱キルン炉１における廃棄物１３の炭化処理用の熱源に供した後に該外熱キルン炉１より回収される排加熱ガス１４ａに残存する熱を熱源として、汚泥３４の乾燥処理が行われる。
【００３７】
上記汚泥乾燥機３５における汚泥３４の乾燥処理に伴って生じる臭気のある汚泥乾燥排気３６は、排気ライン４２を通して熱分解ガス１１を燃焼させる熱風発生炉１８へ循環させられて高温処理され、余剰分は、排気ライン４４を通して熱分解ガス１１を燃焼させる燃焼炉４５へ導かれて高温処理されることから、いずれの炉１８，４５においても臭気の処理が行われるようになる。
【００３８】
上記外熱キルン炉１より高温状態のまま回収される炭化物１２と、上記汚泥乾燥機３５より回収される若干の水分を含んだ湿り乾燥汚泥３４ａとを共に混合装置３８へ供給して混合すると、上記高温状態の炭化物１２の有する熱により上記湿り乾燥汚泥３４ａは更に乾燥させられると同時に、上記湿り乾燥汚泥３４ａの保有する水分により上記高温状態の炭化物１２が冷却される。更に、乾燥した粉状の炭化物１２が上記湿り乾燥汚泥３４ａの水分によって湿潤させられて、乾燥汚泥と廃棄物炭化物からなる混合物４０が形成される。
【００３９】
次いで、上記混合物４０を上記成形装置３９で所要形状に成形することにより、該所要形状の混合燃料４１が製造されるようになる。
【００４０】
このように、本発明の乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法及び装置によれば、汚泥３４の乾燥処理に要する熱量を、廃棄物１３の炭化処理に伴って発生する可燃性の熱分解ガス１１の燃焼熱により供給できる。したがって、上記汚泥３４の乾燥処理に要する外部燃料をゼロ又は最小にすることができる。又、上記汚泥３４の乾燥処理に伴って生じる臭気のある汚泥乾燥排気３６は、別途脱臭機器を要することなく高温処理することができる。
【００４１】
更に、汚泥乾燥機３５では、後工程となる混合装置３８での高温状態の炭化物１２と混合することを前提として若干の水分を含んだ湿り乾燥汚泥３４ａが得られるように汚泥３４の乾燥処理を行えばよいため、汚泥３４の過度の乾燥処理は不要とすることができる。
【００４２】
一方、外熱キルン炉１より高温状態のまま回収される炭化物１２は、上記湿り乾燥汚泥３４ａと混合することにより、冷却することができて、上記炭化物１２の冷却工程を不要にできると共に、高温状態のままの炭化物１２が着火する虞を容易に且つ確実に解消できる。又、上記炭化物１２は、上記湿り乾燥汚泥３４ａと混合されることに伴って湿潤されるため、粉状の炭化物１２が飛散する虞を未然に防止できて、ハンドリングが容易になると共に、上記粉状の炭化物１２が飛散して作業環境が悪化する虞を解消できる。更に、上記炭化物１２は、上記湿り乾燥汚泥３４ａと混合されて湿潤されることにより成形性を高めることができるため、上記乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合物４０の成形を容易なものとすることができる。よって、押し出し成形機等の成形装置３９により成形することで、均一な形状の混合燃料４１を製造することができる。
【００４３】
上記製造される混合燃料４１は、炭化物１２を含んでいることから、汚泥３４のみを原料とする固形燃料に比して燃料としての安定性を高めることが可能になる。
【００４４】
更に、上記外熱キルン炉１より回収する熱分解ガス１１を燃焼させる燃焼炉４５の下流側に設ける排ガス処理設備５８では、通常、排ガスの洗浄処理等に伴ってプラント排水が発生する。このことに鑑みて、上記のようにして燃料化を図るべき汚泥３４が発生する排水処理施設を、上記外熱キルン炉１や排ガス処理設備５８に併設するようにすれば、上記プラント排水の排水処理を上記排水処理施設で行うことが可能になることから、プラント排水用の排水処理設備を別途設ける必要をなくすことができる。
【００４５】
次に、図２は本発明の実施の他の形態を示すもので、図１に示したと同様の構成において、外熱キルン炉１より炭化物１２を回収するための炭化物取出ライン１６における選別装置５６よりも下流側位置に、洗浄脱塩装置５９と脱水機６０とを上流側より順に設けて、上記外熱キルン炉１より炭化物取出ライン１６へ回収された後、上記選別装置５６にて不燃物５７が選別除去された炭化物１２を、上記洗浄脱塩装置５９で水洗することにより該炭化物１２中に含まれる塩を除去し、しかる後、上記脱水機６０にて脱水処理してから混合装置３８へ供給できるようにする。
【００４６】
更に、上記混合装置３８へ供給される炭化物１２が、洗浄脱塩処理されることに伴ってて冷却されると共に湿潤状態とされるようになることに鑑みて、本実施の形態では、汚泥乾燥機３５では汚泥３４を、絶乾あるいはごく僅かに水分を残した状態となるよう乾燥させ、この絶乾あるいはごく僅かに水分を残した状態の乾燥汚泥３４ｂを、汚泥乾燥機３５より回収して汚泥取出ライン３７を経て上記混合装置３８へ供給できるようにする。
【００４７】
その他の構成は図１に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。
【００４８】
本実施の形態によれば、上記混合装置３８では、上記外熱キルン炉１より回収された後、洗浄脱塩装置５９により洗浄され、脱水機６０にて脱水された後の冷却状態で且つ湿潤状態の炭化物１２と、上記汚泥乾燥機３５より回収される絶乾あるいはごく僅かに水分を残した状態の乾燥汚泥３４ｂとを混合して、乾燥汚泥と廃棄物炭化物との混合物４０を形成させ、該混合物４０を成形装置３９で成形することにより、所要形状を有し且つ塩類の少ない混合燃料４１を製造することができる。
【００４９】
したがって、本実施の形態によっても、上記実施の形態と同様に、汚泥３４の乾燥処理に要する熱量を、廃棄物１３の炭化処理に伴って発生する可燃性の熱分解ガス１１の燃焼熱により供給できるため、上記汚泥３４の乾燥処理に要する外部燃料をゼロ又は最小にすることができる。又、上記汚泥３４の乾燥処理に伴って生じる臭気のある汚泥乾燥排気３６は、別途脱臭機器を要することなく高温処理することができる。
【００５０】
更に、汚泥乾燥機３５では、後工程となる混合装置３８で湿潤状態の炭化物１２と混合することを前提として汚泥３４の乾燥処理を行うようにすればよいため、汚泥３４は絶乾のみならず、僅かに水分が残るような乾燥状態であってもよく、このため、過度の乾燥処理は不要とすることが可能になる。
【００５１】
上記外熱キルン炉１より回収する炭化物１２は、洗浄脱塩処理に伴って湿潤状態とされるため、上記乾燥汚泥３４ｂとの混合物４０を形成した後に、粉状の炭化物１２が飛散する虞がなくなり、ハンドリングが容易になると共に、上記粉状の炭化物１２が飛散して作業環境が悪化する虞を解消できる。又、上記炭化物１２は、湿潤状態としてから混合装置３８における乾燥汚泥３４ｂとの混合処理を行うようにしてあるため、着火する虞を回避できる。更に、上記炭化物１２は、湿潤状態としてから乾燥汚泥３４ｂと混合して上記混合物４０を形成させるようにしてあるため、該混合物４０は、成形性を高めることができて、成形を容易なものとすることができる。よって、押し出し成形機等の成形装置３９により成形することで、均一な形状の混合燃料４１を製造することができる。
【００５２】
更に又、上記実施の形態と同様に、上記製造される混合燃料４１を、汚泥３４のみを原料とする固形燃料に比して燃料としての安定性を高めることが可能になり、更には、上記汚泥３４が発生する排水処理施設を、上記外熱キルン炉１や排ガス処理設備５８に併設してこれらの設備より排出されるプラント排水の排水処理を行わせるようにすれば、プラント排水用の排水処理設備を別途設ける必要をなくすことが可能になる。
【００５３】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、廃棄物炭化炉としては外熱キルン炉１を示したが、廃棄物１３を低酸素雰囲気下で炭化処理して炭化物１２と可燃性の熱分解ガス１１を回収でき、更に、該回収される熱分解ガス１１を燃焼させて発生させてなる高温の加熱ガス１４を廃棄物１３の炭化処理用の熱源とすることができるようにしてある外熱式の廃棄物炭化炉であり、且つ上記加熱ガス１４を該廃棄物炭化炉における廃棄物１３の炭化処理用の熱源に供した後の排加熱ガス１４ａを汚泥乾燥機３５へ汚泥３４乾燥処理用の熱源として供給できるようにしてあれば、廃棄物炭化炉は外熱キルン炉１以外のいかなる形式の外熱式の廃棄物炭化炉を採用してもよい。更に、上記各実施の形態では、汚泥乾燥機３５における汚泥３４の乾燥処理用の熱源として、熱風発生炉１８で熱分解ガス１１を燃焼させることにより発生させる加熱ガス１４を外熱キルン炉１における廃棄物１３の炭化処理用の熱源に供した後の排加熱ガス１４ａに残存する熱を利用するものとして示したが、上記熱分解ガス１１の燃焼熱を上記汚泥乾燥機３５へ供給できるようにしてあれば、たとえば、図１に二点鎖線で示す如く、外熱キルン炉１より回収する熱分解ガス１１を所要の燃焼炉４５で燃焼させる際に生じる燃焼排ガスを上記汚泥乾燥機３５へ直接導くようにしてもよい。更には、廃棄物炭化炉として部分燃焼式の廃棄物炭化炉を採用して、該部分燃焼式の廃棄物炭化炉より回収される可燃性の熱分解ガス１１を所要の燃焼炉で燃焼させる際に生じる燃焼熱を、たとえば、高温の燃焼排ガスの形で汚泥乾燥機３５へ導いて、汚泥３４の乾燥処理用の熱源として利用するようにしてもよい。
【００５４】
上記汚泥乾燥機３５は、通気式のものとして示したが、外熱式のものでもよい。この場合、該外熱式の汚泥乾燥機より排出される水蒸気（水分）と臭気を含むガスを、上記外熱キルン炉１に付設する熱風発生炉１８や燃焼炉４５のような廃棄物炭化炉より回収される熱分解ガス１１を燃焼させる燃焼炉へ導いて高温処理させるようにすればよい。
【００５５】
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法及び装置の実施の一形態を示す概要図である。
【図２】本発明の実施の他の形態を示す概要図である。
【図３】従来提案されている廃棄物炭化炉の一例として外熱キルン炉を示す概要図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 外熱キルン炉（廃棄物炭化炉）
１１ 熱分解ガス
１２ 廃棄物炭化物
１３ 廃棄物
１４ 加熱ガス
１４ａ 排加熱ガス
１８ 熱風発生炉（炉）
３４ 汚泥
３４ａ 湿り乾燥汚泥
３４ｂ 乾燥汚泥
３５ 汚泥乾燥機
３６ 汚泥乾燥排気
３８ 混合装置
３９ 成形装置
４０ 乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合物
４１ 乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料
４５ 燃焼炉（炉）
５９ 洗浄脱塩装置
６０ 脱水機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥を若干の水分を含んだ状態まで乾燥させてなる湿り乾燥汚泥と、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理してなる廃棄物炭化物とを混合した後、成形して乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料を製造することを特徴とする乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法。
【請求項２】
汚泥を乾燥させてなる乾燥汚泥と、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理してなる廃棄物炭化物を洗浄して脱塩した後、脱水してなる湿り状態の廃棄物炭化物とを混合した後、成形して乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料を製造することを特徴とする乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法。
【請求項３】
汚泥を乾燥させるための熱源として、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスの燃焼熱を利用するようにする請求項１又は２記載の乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法。
【請求項４】
廃棄物炭化炉を、該廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスを燃焼して発生させる高温の加熱ガスを廃棄物の炭化処理用の熱源とする外熱式の廃棄物炭化炉とし、且つ汚泥を乾燥させるための熱源として、上記加熱ガスを上記外熱式の廃棄物炭化炉にて廃棄物の炭化処理用の熱源に供した後に該廃棄物炭化炉より排出される排加熱ガスに残存する熱を利用するようにする請求項１、２又は３記載の乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法。
【請求項５】
汚泥を乾燥させる際に生じる汚泥乾燥排気を、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスを燃焼させる炉に供給するようにする請求項１、２、３又は４記載の乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法。
【請求項６】
汚泥を乾燥処理する汚泥乾燥機と、廃棄物を炭化処理する廃棄物炭化炉と、上記汚泥乾燥機より若干の水分を含んだ状態で回収する湿り乾燥汚泥と上記廃棄物炭化炉より回収する廃棄物炭化物を混合する混合装置と、該混合装置で混合してなる乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合物を所要形状に成形する成形装置とを備えてなる構成を有することを特徴とする乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造装置。
【請求項７】
汚泥を乾燥処理する汚泥乾燥機と、廃棄物を炭化処理する廃棄物炭化炉と、該廃棄物炭化炉より回収する廃棄物炭化物を洗浄して脱塩する洗浄脱塩装置と、該洗浄脱塩装置にて洗浄して脱塩された廃棄物炭化物を脱水する脱水機と、上記汚泥乾燥機より回収する乾燥汚泥と上記脱水機より回収する湿り状態の廃棄物炭化物を混合する混合装置と、該混合装置で混合してなる乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合物を所要形状に成形する成形装置とを備えてなる構成を有することを特徴とする乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造装置。
【請求項８】
汚泥乾燥機を、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスの燃焼熱を汚泥の乾燥処理用の熱源とするものとした請求項６又は７記載の乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造装置。
【請求項９】
廃棄物炭化炉を、該廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスを燃焼して発生させる高温の加熱ガスを廃棄物の炭化処理用の熱源とする外熱式の廃棄物炭化炉とし、更に、汚泥乾燥機を、上記加熱ガスを上記外熱式の廃棄物炭化炉にて廃棄物の炭化処理用の熱源に供した後に該廃棄物炭化炉より排出される排加熱ガスに残存する熱を汚泥の乾燥処理用の熱源とするものとした請求項６、７又は８記載の乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造装置。
【請求項１０】
汚泥乾燥機にて汚泥を乾燥させる際に生じる汚泥乾燥排気を、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスを燃焼させる炉に供給するようにした請求項６、７、８又は９記載の乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造装置。
【請求項１】
汚泥を若干の水分を含んだ状態まで乾燥させてなる湿り乾燥汚泥と、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理してなる廃棄物炭化物とを混合した後、成形して乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料を製造することを特徴とする乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法。
【請求項２】
汚泥を乾燥させてなる乾燥汚泥と、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理してなる廃棄物炭化物を洗浄して脱塩した後、脱水してなる湿り状態の廃棄物炭化物とを混合した後、成形して乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料を製造することを特徴とする乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法。
【請求項３】
汚泥を乾燥させるための熱源として、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスの燃焼熱を利用するようにする請求項１又は２記載の乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法。
【請求項４】
廃棄物炭化炉を、該廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスを燃焼して発生させる高温の加熱ガスを廃棄物の炭化処理用の熱源とする外熱式の廃棄物炭化炉とし、且つ汚泥を乾燥させるための熱源として、上記加熱ガスを上記外熱式の廃棄物炭化炉にて廃棄物の炭化処理用の熱源に供した後に該廃棄物炭化炉より排出される排加熱ガスに残存する熱を利用するようにする請求項１、２又は３記載の乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法。
【請求項５】
汚泥を乾燥させる際に生じる汚泥乾燥排気を、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスを燃焼させる炉に供給するようにする請求項１、２、３又は４記載の乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造方法。
【請求項６】
汚泥を乾燥処理する汚泥乾燥機と、廃棄物を炭化処理する廃棄物炭化炉と、上記汚泥乾燥機より若干の水分を含んだ状態で回収する湿り乾燥汚泥と上記廃棄物炭化炉より回収する廃棄物炭化物を混合する混合装置と、該混合装置で混合してなる乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合物を所要形状に成形する成形装置とを備えてなる構成を有することを特徴とする乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造装置。
【請求項７】
汚泥を乾燥処理する汚泥乾燥機と、廃棄物を炭化処理する廃棄物炭化炉と、該廃棄物炭化炉より回収する廃棄物炭化物を洗浄して脱塩する洗浄脱塩装置と、該洗浄脱塩装置にて洗浄して脱塩された廃棄物炭化物を脱水する脱水機と、上記汚泥乾燥機より回収する乾燥汚泥と上記脱水機より回収する湿り状態の廃棄物炭化物を混合する混合装置と、該混合装置で混合してなる乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合物を所要形状に成形する成形装置とを備えてなる構成を有することを特徴とする乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造装置。
【請求項８】
汚泥乾燥機を、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスの燃焼熱を汚泥の乾燥処理用の熱源とするものとした請求項６又は７記載の乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造装置。
【請求項９】
廃棄物炭化炉を、該廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスを燃焼して発生させる高温の加熱ガスを廃棄物の炭化処理用の熱源とする外熱式の廃棄物炭化炉とし、更に、汚泥乾燥機を、上記加熱ガスを上記外熱式の廃棄物炭化炉にて廃棄物の炭化処理用の熱源に供した後に該廃棄物炭化炉より排出される排加熱ガスに残存する熱を汚泥の乾燥処理用の熱源とするものとした請求項６、７又は８記載の乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造装置。
【請求項１０】
汚泥乾燥機にて汚泥を乾燥させる際に生じる汚泥乾燥排気を、廃棄物炭化炉にて廃棄物を炭化処理する際に発生する熱分解ガスを燃焼させる炉に供給するようにした請求項６、７、８又は９記載の乾燥汚泥と廃棄物炭化物の混合燃料製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−３１４６２４（Ｐ２００７−３１４６２４Ａ）
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４３８７３（Ｐ２００６−１４３８７３）
【出願日】平成１８年５月２４日（２００６．５．２４）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２４日（２００６．５．２４）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]