固形燃料の製造方法及び製造プラント
【課題】有機廃棄物の乾燥及び炭化を、脱臭しながら比較的短時間かつ少ない工程で行うことができ、しかも、化石燃料の使用量を削減できる炭化方法と、有機廃棄物を用いて固形燃料を製造する製造方法及び製造プラントを提供すること。
【解決手段】
固形燃料の製造プラント１は、混合廃棄物を処理する混合廃棄物処理ライン２と、有機廃棄物を処理する有機廃棄物処理ライン３と、木質廃棄物処理ライン４と、固形燃料を製造する固形燃料製造ライン５と、有機廃棄物処理ライン３に蒸気を供給する蒸気ボイラ６を備える。混合廃棄物処理ライン２で一般廃棄物から可燃物を抽出し、有機廃棄物処理ライン３で有機廃棄物を乾燥及び炭化して有機炭化物を形成し、固形燃料製造ライン５で可燃物と有機炭化物を混合及び成形して固形燃料を製造する。
【解決手段】
固形燃料の製造プラント１は、混合廃棄物を処理する混合廃棄物処理ライン２と、有機廃棄物を処理する有機廃棄物処理ライン３と、木質廃棄物処理ライン４と、固形燃料を製造する固形燃料製造ライン５と、有機廃棄物処理ライン３に蒸気を供給する蒸気ボイラ６を備える。混合廃棄物処理ライン２で一般廃棄物から可燃物を抽出し、有機廃棄物処理ライン３で有機廃棄物を乾燥及び炭化して有機炭化物を形成し、固形燃料製造ライン５で可燃物と有機炭化物を混合及び成形して固形燃料を製造する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば余剰汚泥等の有機廃棄物を用いた固形燃料の製造方法及び製造プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
下水汚泥は、含有する水分量が９９ｗｔ％（質量百分率）を越えると共に臭気が強く、その多くは、活性汚泥法による曝気工程と沈殿工程を経て余剰汚泥とされた後、産業廃棄物として、埋立てや焼却等の最終処分が行われている。
【０００３】
最近、地球環境への配慮が高まりつつあることに伴い、余剰汚泥の埋め立てによる土壌汚染や、余剰汚泥の焼却による大気中への二酸化炭素の排出が問題となっている。これらの問題に関連し、余剰汚泥を材料に用いて固形燃料を製造することにより、余剰汚泥の埋め立て量の削減や、化石燃料との置き換えによる二酸化炭素の排出量の削減が期待されている。
【０００４】
従来、下水汚泥を用いて固形燃料を製造する方法として、下水汚泥に乾燥処理を行って０〜５０ｗｔ％の含水量とした後、２５０〜５００℃の温度で炭化処理を行って汚泥炭化物を形成し、この汚泥炭化物に廃油等を混合して造粒する技術が提案されている（特許文献１参照）。上記乾燥処理では、下水汚泥をフィルタープレスなどの脱水機で処理して脱水汚泥とした後に、天日又は乾燥機等で乾燥させて、含水量を０〜５０ｗｔ％に調整している。また、上記炭化処理では、スクリュー炭化炉やロータリーキルン炭化炉などが使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１５２０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の固形燃料を製造する方法は、乾燥処理において、下水汚泥をフィルタープレスで脱水した後、天日又は乾燥機で乾燥させるので、脱水により分離した水に含まれる臭気や、天日で乾燥させる際に拡散する臭気により、周辺環境に悪影響を及ぼすおそれがある。また、乾燥処理に、脱水機のほか、天日乾燥装置や乾燥機を用いるので手間と時間がかかり、特に、天日乾燥を行う場合に時間がかかる問題がある。また、乾燥処理に乾燥機を用いる場合、一般的に、乾燥用の熱を生成するために化石燃料を用いるので、燃料費が嵩み、また、二酸化炭素の排出量が多い問題がある。さらに、炭化処理においても、炭化炉の燃料に化石燃料を用いると、燃料費が嵩み、また、二酸化炭素の排出量が多い問題がある。この場合、廃棄物の利用による二酸化炭素排出量の削減効果が、減殺される問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、有機廃棄物の乾燥及び炭化を、脱臭しながら比較的短時間かつ少ない工程で行うことができ、しかも、化石燃料の使用量を削減できて、効果的に燃料費の削減と二酸化炭素排出量の削減ができる固形燃料の製造方法と製造プラントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の固形燃料の製造方法は、有機廃棄物を、微生物を添加して減圧環境で加熱して乾燥有機物を形成する減圧乾燥工程と、
上記減圧乾燥工程で有機廃棄物から蒸発した水分を凝縮する凝縮工程と、
上記凝縮工程で水分を冷却すると共に微生物が添加された冷却水に、上記凝縮工程で生じた凝縮水と、上記減圧乾燥工程で生じた臭気を含む気体とを混合し、この冷却水を冷却する混合冷却工程と、
上記乾燥有機物を低酸素環境下で加熱して、有機炭化物を形成すると共に可燃性ガスを生成する炭化工程と、
上記炭化工程で乾燥有機物から生成された可燃性ガスを、上記減圧乾燥工程又は炭化工程における加熱用の燃料として燃焼させる燃焼工程と、
上記有機炭化物を、バインダと混合し、成形する混合成形工程と
を備えることを特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、減圧乾燥工程で、有機廃棄物を、微生物を添加して減圧環境で加熱して乾燥有機物を形成する。有機廃棄物に微生物を添加して減圧環境で加熱するので、有機廃棄物が、例えば余剰汚泥等のように水分量が９０ｗｔ％を越えるものであっても、微生物の分解作用で臭気を抑えると共に、沸点を降下させて比較的低い加熱温度で乾燥させることができる。このように、減圧による沸点の降下により、乾燥のための加熱温度を比較的低くできるので、加熱のために使用する燃料を比較的少なくできると共に、有機廃棄物に添加される微生物の死滅を防止でき、臭気の削減効果を安定して奏することができる。ここで、有機廃棄物とは、各種産業の生産工程や排水処理、或いは、都市基盤から排出されて有機物を含む廃棄物を広くいい、例えば活性汚泥法による汚泥処理に伴って生じた余剰汚泥や、湖沼や海の底に堆積したヘドロや、農水産業で排出される廃棄物や、食品工場から排出される食品残渣や、一般家庭から排出される生ごみ等が該当する。
【００１０】
ここで、上記減圧乾燥工程で、有機廃棄物の加熱温度を比較的低くすることにより、上記有機廃棄物からの可燃性ガスの生成量を抑えることができる。この減圧乾燥工程での可燃性ガスの生成量を抑えることにより、減圧乾燥工程の後の炭化工程で、可燃性ガスを多く採取することができる。したがって、有機廃棄物から効率的に可燃性ガスを生成して採取することができ、この可燃性ガスを減圧乾燥工程又は炭化工程の加熱用の燃料として燃焼させる燃焼工程において、有機廃棄物から生成された可燃性ガスを多く用いることができる。すなわち、上記減圧乾燥工程及び炭化工程の加熱に必要な燃料に対して、炭化工程で生成された可燃性ガスを用いる割合を高めることができる。その結果、上記加熱のために新たに使用する化石燃料を削減することができる。その結果、燃料費を削減でき、また、化石燃料の使用に伴う温室効果ガスや大気汚染物質の排出量を削減することができる。また、有機廃棄物から生成された可燃性ガスを燃焼させるので、有機廃棄物の臭気を効果的に低減することができる。
【００１１】
また、凝縮工程により、上記減圧乾燥工程で有機廃棄物から蒸発した水分を凝縮する。この凝縮工程で用いられる冷却水であって微生物が添加された冷却水に、混合冷却工程により、上記凝縮工程で生じた凝縮水と、上記減圧乾燥工程で生じた臭気を含む気体とを混合し、この冷却水を冷却する。これにより、冷却水を冷却すると共に、凝縮水や気体に含まれる臭気を、冷却水の微生物で分解して脱臭することができる。したがって、減圧乾燥工程における有機廃棄物の乾燥を促進すると共に、有機廃棄物の乾燥に伴って生じる臭気の拡散を効果的に防止できる。
【００１２】
このように、本発明の固形燃料の製造方法によれば、例えば余剰汚泥のように水分量が多くかつ臭気の強い有機廃棄物を、効率よく迅速に、しかも、比較的低廉な燃料消費により、温室効果ガスや大気汚染物質の排出量を削減しながら、さらに、臭気の拡散を防止しながら乾燥及び炭化させて、臭気の少ない固形燃料を製造することができる。
【００１３】
上記炭化工程において、低酸素環境とは、乾燥有機物が置かれる雰囲気中の酸素濃度が、容積割合で５％以上１２％以下であることをいう。また、上記炭化工程において、乾燥有機物の加熱温度は、３５０℃以上５００℃以下であるのが好ましく、乾燥有機物の加熱時間は、５分以上１０分以下であるのが好ましい。これらの酸素濃度と加熱温度と加熱時間の条件により、乾燥有機物を炭化させると共に、乾燥有機物から、例えば水素、一酸化炭素及びメタン等を含む可燃性ガスを生成することができる。
【００１４】
一実施形態の固形燃料の製造方法は、上記炭化工程における加熱の余剰の熱を、上記減圧乾燥工程における加熱に利用する。
【００１５】
上記実施形態によれば、炭化工程で乾燥有機物から生成された可燃性ガスを、炭化工程の加熱用の燃料として燃焼工程で燃焼させ、この炭化工程における加熱の余剰の熱を、減圧乾燥工程の加熱に利用することにより、炭化工程よりも多くの熱量が必要である減圧乾燥工程に、安定して熱を供給することができる。また、固形燃料の製造方法の全体として、熱の無駄な消費を削減できる。
【００１６】
一実施形態の固形燃料の製造方法は、上記減圧乾燥工程で生じた気体を、この減圧乾燥工程における有機廃棄物の加熱用の燃焼空気として供給する燃焼空気供給工程を備える。
【００１７】
上記実施形態によれば、減圧乾燥工程で生じた気体を、この減圧乾燥工程において有機廃棄物を加熱するための燃焼空気として、例えばバーナ等の熱源装置に供給することにより、気体の臭気成分を燃料と共に燃焼させて、減圧乾燥工程で生じる臭気を除去することができる。
【００１８】
一実施形態の固形燃料の製造方法は、上記炭化工程の前に、上記減圧乾燥工程で形成された乾燥有機物を粒状化する粒状化工程を備え、
上記炭化工程で、粒状化された上記乾燥有機物を加熱する。
【００１９】
上記実施形態によれば、粒状化工程により、減圧乾燥工程で形成された乾燥有機物を粒状化するので、乾燥有機物が固形化されて、粉末状の乾燥有機物が少なくなる。したがって、粒状化された乾燥有機物を加熱する炭化工程において、粉末状の乾燥有機物や有機炭化物が排気と共に排出される量が少なくなる。その結果、乾燥有機物から有機炭化物を形成する間に生じる損失を削減でき、有機炭化物の収率を高めることができる。また、炭化工程において排気と共に排出される粉末を少なくできるので、排気から粉末を収集する集塵装置を小型にでき、また、集塵装置の保守等の手間を少なくできる。その結果、炭化工程における集塵に関する費用や手間を少なくできる。
【００２０】
なお、乾燥有機物の粒状化とは、減圧乾燥工程で形成された乾燥有機物を、２ｍｍ以上８ｍｍ以下の固形の粒に形成することをいう。粒状化は、いわゆるペレットミル等の造粒機によって行うことができる。
【００２１】
本発明の固形燃料の製造プラントは、微生物が添加された有機廃棄物を、減圧環境で加熱して乾燥有機物を形成する減圧乾燥装置と、
上記乾燥有機物を低酸素環境下で加熱して、有機炭化物を形成すると共に可燃性ガスを生成する炭化装置と、
上記有機炭化物を、バインダと混合して成形し、固形燃料を形成する成形装置とを備え、
上記減圧乾燥装置は、有機廃棄物が投入されて内部を減圧するケーシングと、ケーシング内に回転可能に配置されて有機廃棄物を攪拌する攪拌部と、ケーシングの少なくとも一部に設けられて有機廃棄物を加熱する加熱部と、上記有機廃棄物からの蒸気を凝縮する凝縮部と、この凝縮部に供給されて微生物が添加された冷却水と、上記凝縮部で生じた凝縮水と、上記有機廃棄物の乾燥によって生じた臭気を含む気体とをケーシングから吸引する吸引ポンプと、上記冷却水に上記吸引ポンプで吸引された凝縮水と気体とを混合すると共にこの冷却水を冷却する混合冷却器とを有し、
上記減圧乾燥装置及び炭化装置のうちの少なくとも一方の加熱用に、上記炭化装置で乾燥有機物から生成された可燃性ガスを燃料として用いることを特徴としている。
【００２２】
上記構成によれば、減圧乾燥装置により、微生物が添加された有機廃棄物が、減圧環境で加熱されて乾燥有機物が形成される。すなわち、内部が減圧されたケーシング内に有機廃棄物が投入され、この有機廃棄物が加熱部で加熱されると共に、攪拌部で攪拌される。有機廃棄物に微生物が添加されて減圧環境で加熱されるので、有機廃棄物が、例えば余剰汚泥等のように水分量が９８ｗｔ％を越えるものであっても、微生物の分解作用で臭気が抑えられると共に、沸点が降下して比較的低い加熱温度で乾燥する。このように、減圧による沸点の降下により、加熱部による加熱温度を比較的低くできるので、加熱部の熱源装置に使用する燃料を比較的少なくできると共に、有機廃棄物に添加される微生物の死滅を防止でき、臭気の削減効果を安定して奏することができる。ここで、有機廃棄物とは、各種産業の生産工程や排水処理、或いは、都市基盤から排出されて有機物を含む廃棄物を広くいい、例えば活性汚泥法による汚泥処理に伴って生じた余剰汚泥や、湖沼や海の底に堆積したヘドロや、農水産業で排出される廃棄物や、食品工場から排出される食品残渣や、一般家庭から排出される生ごみ等が該当する。
【００２３】
上記減圧乾燥装置は、加熱部による有機廃棄物の加熱温度を比較的低く設定することにより、上記有機廃棄物からの可燃性ガスの生成量を抑えることができる。この減圧乾燥装置による処理を行う際の可燃性ガスの生成量を抑えることにより、炭化装置で乾燥有機物を処理する際に、可燃性ガスを多く採取することができる。したがって、有機廃棄物から効率的に可燃性ガスを生成して採取することができ、この可燃性ガスを減圧乾燥装置の加熱用の燃料として、又は、炭化装置の加熱用の燃料として燃焼させる際に、有機廃棄物から生成された可燃性ガスを多く用いることができる。すなわち、上記減圧乾燥装置及び炭化装置の加熱に必要な燃料に対して、炭化装置で生成された可燃性ガスを用いる割合を高めることができる。その結果、上記減圧乾燥装置及び炭化装置の加熱のために新たに使用する化石燃料を削減することができる。その結果、燃料費を削減でき、また、化石燃料の使用に伴う二酸化炭素の排出量を削減することができる。また、有機廃棄物から生成された可燃性ガスを燃焼させるので、有機廃棄物の臭気を効果的に低減することができる。
【００２４】
また、上記減圧乾燥装置では、有機廃棄物から蒸発した水分が凝縮部で凝縮される。この凝縮部に供給されて微生物が添加された冷却水に、混合冷却器によって、吸引ポンプで吸引された上記凝縮水とケーシング内の気体とが混合され、冷却される。これにより、冷却水を冷却すると共に、凝縮水や気体の臭気を冷却水の微生物で分解して脱臭することができる。したがって、有機廃棄物の乾燥を促進すると共に、有機廃棄物の乾燥に伴って生じる臭気の拡散を効果的に防止できる。
【００２５】
このように、本発明の固形燃料の製造プラントによれば、例えば余剰汚泥のように水分量が多くかつ臭気の強い有機廃棄物を、効率よく迅速に乾燥させ、比較的少ない燃料の消費量のもと、二酸化炭素等の温室効果ガスの発生と窒素酸化物等の大気汚染物質の発生を抑制しながら炭化でき、しかも、減圧乾燥装置と炭化装置による処理中の臭気の拡散を防止しながら、臭気の少ない固形燃料を製造することができる。
【００２６】
上記炭化装置による炭化工程において、低酸素環境とは、乾燥有機物が置かれる雰囲気中の酸素濃度が、容積割合で５％以上１２％以下であることをいう。また、上記炭化装置による炭化工程において、乾燥有機物の加熱温度は、３５０℃以上５００℃以下であるのが好ましく、乾燥有機物の加熱時間は、５分以上１０分以下であるのが好ましい。これらの酸素濃度と加熱温度と加熱時間の条件により、乾燥有機物を炭化させると共に、乾燥有機物から、例えば水素、一酸化炭素及びメタン等を含む可燃性ガスを生成することができる。
【００２７】
一実施形態の固形燃料の製造プラントは、上記炭化装置で乾燥有機物を加熱する際の余剰の熱を、上記減圧乾燥装置の加熱部に供給して利用する。
【００２８】
上記実施形態によれば、炭化装置で乾燥有機物から生成された可燃性ガスを、炭化装置で乾燥有機物を加熱する燃料として燃焼させ、この炭化装置で加熱する際に生じた余剰の熱を、減圧乾燥装置の加熱部に供給して利用することにより、乾燥有機物を炭化するときよりも多くの熱量が必要である有機廃棄物の乾燥のために、減圧乾燥装置に安定して熱を供給することができる。また、固形燃料の製造プラントの全体として、熱の無駄な消費を削減できる。
【００２９】
一実施形態の固形燃料の製造プラントは、上記減圧乾燥装置のケーシング内の気体を吸引し、この減圧乾燥装置の加熱用の熱源装置に、上記吸引した気体を燃焼空気として供給する第２の吸引ポンプを備える。
【００３０】
上記実施形態によれば、減圧乾燥装置で生じた気体を、第２の吸引ポンプによって、この減圧乾燥装置の加熱用の熱源装置に燃焼空気として供給することにより、気体の臭気成分を燃料と共に燃焼させて、減圧乾燥装置で生じる臭気を除去することができる。
【００３１】
一実施形態の固形燃料の製造プラントは、上記減圧乾燥装置で形成され、上記炭化装置に投入される前の乾燥有機物を粒状化する粒状化装置を備える。
【００３２】
上記実施形態によれば、粒状化装置により、減圧乾燥装置で形成された乾燥有機物を粒状化するので、乾燥有機物が固形化されて、粉末状の乾燥有機物が少なくなる。したがって、粒状化された乾燥有機物を炭化装置で加熱する際に、粉末状の乾燥有機物や有機炭化物が排気と共に排出される量が少なくなる。その結果、乾燥有機物から有機炭化物を形成する間に生じる損失を削減でき、有機炭化物の収率を高めることができる。また、炭化装置から排気と共に排出される粉末が少ないので、排気から粉末を収集して除去する集塵装置を小型にでき、また、集塵装置の保守等の手間を少なくできる。その結果、炭化装置からの排気の集塵に関する費用や手間を少なくできる。
【００３３】
なお、乾燥有機物の粒状化とは、減圧乾燥装置で形成された乾燥有機物を、２ｍｍ以上８ｍｍ以下の固形の粒に形成することをいう。粒状化装置として、例えばペレットミル等の造粒機を用いることができる。
【００３４】
一実施形態の固形燃料の製造プラントは、上記バインダは、木質材料、紙材料及びプラスチック材料のうちの少なくとも１つを含む。
【００３５】
上記実施形態によれば、木質材料、紙材料及びプラスチック材料のうちの少なくとも１つを含むバインダを、有機炭化物と混合して成形することにより、形状を安定して保持できる固形燃料を製造できる。
【００３６】
一実施形態の固形燃料の製造プラントは、上記減圧乾燥装置で処理される有機廃棄物に、木質材料の粉末が添加されている。
【００３７】
上記実施形態によれば、木質材料の粉末を有機廃棄物に添加することにより、減圧乾燥装置の処理対象の水分量を低減でき、迅速に乾燥有機物を生成できる。木質材料の粉末としては、廃木材や間伐材等を粉砕してなるオガ粉を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施形態の固形燃料の製造プラントの構成を示すブロック図である。
【図２】混合廃棄物処理ラインの構成を示す模式図である。
【図３】揺動型分別機の主要部を示す模式図である。
【図４】風力選別機の主要部を示す模式図である。
【図５】洗浄脱水機を示す模式図である。
【図６】光学式選別装置を示す模式図である。
【図７】有機廃棄物処理ラインの構成を示す模式図である。
【図８】減圧発酵乾燥装置の構成を示す模式図である。
【図９】減圧発酵乾燥装置のケーシング内を示す縦断面図である。
【図１０】混合冷却器を示す模式図である。
【図１１】炭化装置を示す模式断面図である。
【図１２】木質廃棄物処理ラインの構成を示す模式図である。
【図１３】固形燃料製造ラインの構成を示す模式図である。
【図１４】スクリュー式成形装置の一部を示す断面図である。
【図１５】リングダイ式成形装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の固形燃料の製造プラントの実施形態を、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４０】
本実施形態の固形燃料の製造プラントは、有機廃棄物を処理して有機炭化物を生成すると共に、可燃物と不燃物が混合して存在する混合廃棄物を処理して可燃物を抽出し、有機炭化物に可燃物をバインダとして混合して固形燃料を製造するプラントであり、図１は、固形燃料の製造プラントの全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、固形燃料の製造プラント１は、混合廃棄物を処理する混合廃棄物処理ライン２と、有機廃棄物を処理する有機廃棄物処理ライン３と、木質廃棄物処理ライン４と、固形燃料を製造する固形燃料製造ライン５と、有機廃棄物処理ライン３に蒸気を供給する蒸気ボイラ６を備える。
【００４１】
混合廃棄物処理ライン２は、家庭や事務所等から排出された主に一般廃棄物を処理するものであり、可燃物と不燃物とが混在した状態で投入される。ここで、可燃物とは、例えば古紙や天然繊維や廃木材等の植物由来の廃棄物と、例えば化繊布や食品トレイやビニル袋や玩具や文具等の廃プラスチックとを含む。また、不燃物とは、例えば金属製品や陶器やガラス瓶等である。なお、可燃物と不燃物は、互いに分別収集された状態で投入されてもよく、或いは、混合されて収集された状態で投入されてもよい。廃棄物が分別されている場合、可燃物のうちの植物由来廃棄物と廃プラスチックとが、さらに分別されていてもよく、又は、混在していてもよい。この混合廃棄物処理ライン２は、投入された可燃物と不燃物を分別し、可燃物を洗浄及び乾燥して抽出する。混合廃棄物処理ライン２で抽出された可燃物が、固形燃料製造ライン５で製造する固形燃料のバインダとして用いられる。
【００４２】
有機廃棄物処理ライン３は、有機廃棄物を処理するものであり、特に、水分量が概ね８０ｗｔ％を越える高水分の有機廃棄物を処理する。有機廃棄物としては、例えば余剰汚泥や、食品工場から排出された食品残渣や、湖沼や海の底に堆積したヘドロ等が該当する。この有機廃棄物処理ライン３は、有機廃棄物を減圧環境で発酵及び乾燥させて、水分量が概ね５０ｗｔ％以下の乾燥有機物を生成する。さらに、有機廃棄物処理ライン３では、乾燥有機物を炭化処理して有機炭化物を形成する。本実施形態では、この有機廃棄物処理ライン３で、本発明の有機廃棄物の炭化方法を行う。有機廃棄物処理ライン３は、有機廃棄物として余剰汚泥を処理するが、余剰汚泥に加えて生ごみ等が投入されてもよい。この有機廃棄物処理ライン３で形成された有機炭化物は、固形燃料製造ライン５で製造する固形燃料の材料に用いられる。
【００４３】
また、有機廃棄物処理ライン３は、有機廃棄物に乾燥処理と炭化処理を行うことにより、可燃性ガスを生成する。この可燃性ガスは、有機廃棄物の材料に応じて、水素、一酸化炭素及びメタン等を含む。この可燃性ガスは、有機廃棄物処理ライン３内の炭化装置の加熱用の燃料として使用されるほか、蒸気ボイラ６に燃料として供給される。
【００４４】
木質廃棄物処理ライン４は、木質廃棄物を処理するものであり、建築物の解体によって生じた廃木材や、間伐材や、材木端材等の木質廃棄物が投入される。この木質廃棄物処理ライン４は、木質廃棄物を破砕して、木質チップ及びオガ粉を形成する。木質廃棄物処理ライン４で形成されたオガ粉は、有機廃棄物処理ライン３で処理される有機廃棄物に混合される。木質廃棄物処理ライン４で形成された木質チップは、固形燃料製造ライン５で木質材料として用いられると共に、蒸気ボイラ６の燃料として用いられる。ここで、有機廃棄物に混合されるオガ粉は直径が概ね４ｍｍ以下であり、好ましくは２．５ｍｍ以下である。固形燃料の木質材料及び蒸気ボイラ６の燃料として用いられる木質チップは、直径が概ね２〜２０ｍｍである。
【００４５】
固形燃料製造ライン５は、有機廃棄物処理ライン３で生成された有機炭化物に、混合廃棄物処理ライン２で抽出された廃プラスチック及び植物由来の廃棄物を含む可燃物をバインダとして混合し、成形して固形燃料を製造するものであり、固形燃料としてのＲＰＦ（廃紙廃プラスチック燃料）を製造する。固形燃料製造ライン５で製造されたＲＰＦは、一部が蒸気ボイラ６の燃料として用いられる。
【００４６】
ここで、固形燃料製造ライン５は、有機廃棄物処理ライン３で生成された有機炭化物と、混合廃棄物処理ライン２で抽出された廃プラスチック及び植物由来廃棄物を、次のような割合で配合してＲＰＦを製造する。なお、植物由来廃棄物には、木質廃棄物処理ライン４で生成された木質チップを含んでもよい。ＲＰＦを製造するための材料の配合割合の一例は、有機炭化物が概ね４０ｗｔ％であり、廃プラスチックが概ね４０ｗｔ％であり、かつ、植物由来廃棄物が概ね２０ｗｔ％である。この配合割合のＲＰＦは、約６５００kcal/kgの熱量を生成することができ、各種のボイラやバーナの燃料として十分な実用性を有する。なお、石炭と同等の熱量で足りる場合は、有機炭化物が概ね６０ｗｔ％であり、廃プラスチックが概ね３０ｗｔ％であり、かつ、木屑及び／又は紙屑が概ね１０ｗｔ％の割合でよく、この配合割合で製造したＲＰＦは、約５５００kcal/kgの熱量を有する。
【００４７】
蒸気ボイラ６は、有機廃棄物処理ライン３で有機廃棄物を乾燥させるための加熱媒体としての蒸気を生成するものであり、固形燃料製造ライン５で製造されたＲＰＦと、木質廃棄物処理ライン４で形成された木質チップと、有機廃棄物処理ライン３で生成された可燃性ガスの少なくとも一つを用いる。また、蒸気ボイラ６には、有機廃棄物処理ライン３で乾燥有機物を炭化させる際の余剰の熱が、熱媒体としての高温ガスが供給されることにより供給される。
【００４８】
以下、各ラインの構成と、各ラインで行われる処理の詳細を、ライン毎に説明する。
【００４９】
図２は、混合廃棄物処理ライン２の構成を示す模式図である。混合廃棄物処理ライン２には、家庭や事務所等から排出された廃棄物が、まず、粗破砕機２１に受け入れられる。粗破砕機２１は、廃棄物の粗破砕を行うものであり、廃棄物が袋や容器等に包まれている場合、袋や容器を破壊して廃棄物を個片化する破袋作用を奏する。粗破砕機２１は、下方に狭くなった処理空間を形成する傾斜側板付きホッパを有したケーシング内に、回転駆動されるロータを収容している。ロータは、長手方向に複数組配列されたなぎなた状の破袋刃を有し、破袋刃の間に横断方向に配置された上仕切り板の中央部の上部に軸受で軸承されている。上仕切り板の下には、円弧面上に固定刃の縦通材が複数固定されて粗いスクリーンを形成した下仕切り板が設けられている。なお、粗破砕機２１として、公知のハンマークラッシャーやロータリスクリュークラッシャーを用いてもよい。スクリュークラッシャーは、二軸型と一軸型のいずれでもよい。
【００５０】
粗破砕機２１によって粗破砕された廃棄物は、コンベヤで搬送される途中で、磁選機２２によって鉄等の磁性物が除去される。磁性物が除去された廃棄物は、１軸型の破砕機２３に供給され、約１５０ｍｍ程度の大きさに破砕される。破砕機２３で破砕された廃棄物は、揺動型分別機２４に供給される。
【００５１】
揺動型分別機２４では、軽量物と、重量物と、小径物に分別される。軽量物は、かさ比重が比較的小さいものであり、可燃物のうち、シート状又は板状の紙や布、及び、繊維屑等が含まれる。また、廃プラスチックのうち、シート状又は薄板状の樹脂が含まれる。重量物は、かさ比重が比較的大きいものであり、可燃物のうち、木片が含まれる。また、廃プラスチックのうち、樹脂製の容器やボトルが含まれる。また、不燃物のうち、寸法の比較的大きい金属や陶器やガラス等が含まれる。小径物は、真比重が比較的大きくて小径のものであり、金属の粒や、陶器の粒や、土砂等が含まれる。
【００５２】
揺動型分別機２４は、図３に主要部を示すように、長手方向に傾斜して設置され、下から上に向かって廃棄物に送りを掛けるように揺動する複数の短冊状篩板２４１と、モータ２４２の回転力がチェーン２４３を介して入力されて、短冊状篩板２４１を揺動駆動するクランク機構２４４を備える。短冊状篩板２４１上には、被処理物（廃棄物）に送りを掛ける突起２４５が複数設けられている。揺動型分別機２４の主要部が収容されたケーシング内に、矢印Ｗ１で示すように上方から投入された廃棄物は、短冊状篩板２４１の揺動によって、軽量物が矢印Ｗ２で示すように上方に送られる一方、重量物は自重によって矢印Ｗ３で示すように短冊状篩板２４１の下方端に移動し、小径物は短冊状篩板２４１の篩目から矢印Ｗ４で示すように下方に落下する。こうして、廃棄物が、軽量物と、重量物と、小径物に分別される。小径物は、トレイに貯留された後、廃棄される。
【００５３】
揺動型分別機２４で分別された重量物は、１軸型破砕機２５で破砕された後、スクリューコンベヤ２６で搬送される。スクリューコンベヤ２６の終端には、風力選別機２７が設けられており、破砕物が、樹脂製容器やボトル等の破砕であるプラスチック片や木屑等の軽量物と、陶器片やガラス片や金属片等の重量物とに分別される。風力選別機２７は、図４に主要部を示すように、竪形のジグザグ管路２７１の下部の供給口２７１ａから矢印Ｗ５で示すように破砕物が連続的に供給され、ブロワ２７２によって下から上に流れる空気により、プラスチック片等の軽量の可燃物と、陶器片等の重量の不燃物とに選別する。空気流は、ジグザグ管路２７１の下端部の給気口２７１ｂに供給されてジグザグ管路２７１中を流れ、上端部からサイクロンセパレータ２７３まで軽量可燃物を搬送する。軽量可燃物を搬送した空気は、サイクロンセパレータ２７３で軽量可燃物が分離された後に、ブロワ２７２に吸引される。軽量可燃物は、矢印Ｗ６で示すように、ロータリーシール弁を介して、サイクロンセパレータ２７３の下端から排出され、貯蔵サイロと一体に形成された定量供給機５０に貯蔵される。重量不燃物は、矢印Ｗ７で示すようにベルトコンベヤ２８上に排出される。
【００５４】
重量不燃物は、ベルトコンベヤ２８で搬送される途中で、磁選機２９によって鉄等の磁性物が除去される。磁性物は、図示しないホッパに貯留されて再生資源として利用される一方、磁性物が除去された重量不燃物は、トレイに貯留された後、廃棄される。
【００５５】
一方、揺動型分別機２４で分別された軽量物は、洗浄脱水機３０に送られる。洗浄脱水機３０は、図５に模式図を示すように、ケーシング３０１の一端に形成された投入口３０１ａに、矢印Ｗ８で示すように、軽量物が、水及び空気と共に投入される。水には、オゾンや脱臭酵素等の脱臭剤が添加される。ケーシング３０１内には、回転軸３０２に取り付けられて、軽量物に送りをかけるように回転駆動される複数のパドル３０３が配置されている。また、ケーシング３０１内には、パドル３０３を取り囲むように多孔筒３０４が配置されている。軽量物は、パドル３０３によって多孔筒３０４内を他端側に送られるに伴い、汚れが水分と共に除去されて洗浄され、乾燥する。軽量物から水と共に除去された汚れは、汚水となって多孔筒３０４の外側に排出され、ケーシング３０１の下部に集められる。この汚水は、ケーシング３０１の下部に配置された排出コンベヤ３０５により、矢印Ｗ９で示すようにケーシング３０１外に排出される。ケーシング３０１外に排出された汚水は、有機廃棄物処理ライン３に投入される。
【００５６】
洗浄されて乾燥した軽量物は、ケーシング３０１の他端に形成された排出口３０１ｂから、この排出口３０１ｂに接続された取り出しコンベヤ３０６によって排出される。取り出しコンベヤ３０６の終端には、上下に延びる縦管３０７が取り付けられており、縦管３０７の取り出しコンベヤ３０６の接続位置よりも下方から上に向かって、ブロワ３０８による空気流が形成される。縦管３０７内を下から上に流れる空気により、取り出しコンベヤ３０６から排出された軽量物が、紙やプラスチックや布や繊維屑等の可燃物と、軽量物に混入していた金属粒等の不燃物とに選別される。空気流は、矢印Ｗ１０で示すように、可燃物を縦管３０７からサイクロンセパレータ３１まで搬送し、サイクロンセパレータ３１で可燃物が分離された後にブロワ３０８によって吸引される。一方、不燃物は、矢印Ｗ１１で示すように、縦管３０７の下端から自重によって排出される。
【００５７】
このように、洗浄脱水機３０は、軽量物に旋回力を作用させて洗浄及び脱水を行うので、被処理物である軽量物を加熱する必要が無い。したがって、洗浄脱水機３０にはボイラやバーナ等の熱源装置が不要であるから、従来よりも設備コストを低減できると共に、化石燃料の使用による二酸化炭素の排出を防止できる。
【００５８】
サイクロンセパレータ３１で分離された紙やプラスチック等の可燃物は、定量供給機３２に送られて一時貯留される。可燃物は、定量供給機３２から振動スクリーン３３に供給される。振動スクリーン３３は、傾斜して配置されたスクリーンと、スクリーンを振動させる振動機構を有し、後続する塩素含有樹脂除去装置としての光学式選別装置３５の移送装置の上方にスクリーンの下端が位置するように配置されている。振動スクリーン３３は、定量供給機３２からスクリーンの上端部に投入された軽量物を、スクリーンの振動作用によって下端から幅方向に満遍なく排出する。これにより、光学式選別装置３５の移送装置の上面に、軽量物を均一に配置するようになっている。
【００５９】
図６は、光学式選別装置３５を示す模式図である。光学式選別装置３５は、被処理物を移送する移送装置としてのベルトコンベヤ３５１と、ベルトコンベヤ３５１の終端部の近傍に配置され、被処理物に電磁波としての近赤外線を照射し、その反射波を受ける光学ユニット３５２と、被処理物に圧縮空気を噴射する噴射部としてのエアガン３５３と、光学ユニット３５２及びエアガン３５３に接続された制御部３５４を備える。エアガン３５３は、圧縮空気を供給するコンプレッサユニット３５５に接続されている。光学ユニット３５２は、ベルトコンベヤ３５１上の軽量物に近赤外線を照射する電磁波照射部としての照射部３５６と、軽量物で反射された近赤外線の反射波を受ける反射波検出部としての受光部３５７を有する。照射部３５６は、ベルトコンベヤ３５１のベルトの進行方向の前後から近赤外線を照射する一対のランプが、ベルトコンベヤ３５１のベルトの幅方向に複数個配列されて形成されている。照射部３５６の各対のランプの間に、直下からの近赤外線を受光するように、受光部としての近赤外線カメラ３５７のレンズが配置されている。
【００６０】
ベルトコンベヤ３５１は、振動スクリーン３３から、被処理物としての軽量物がベルトの上面に供給され、この軽量物を終端側に移送する。軽量物が光学ユニット３５２の下方に達すると、光学ユニット３５２の照射部３５６が近赤外線を軽量物に照射し、照射された近赤外線が軽量物で反射してなる反射波を、近赤外線カメラ３５７のレンズが受ける。近赤外線カメラ３５７は、近赤外線の反射波を受け、近赤外線の反射波の波長及び強度を表す情報を制御部３５４に出力する。制御部３５４は、近赤外線カメラ３５７から入力された情報に基づき、個々の軽量物からの反射波（近赤外線）の波長及び強度を解析し、スペクトル分布のパターンに基づいて軽量物の材料を判別する。判別された材料が、塩素含有樹脂としての塩化ビニルであると、制御部３５４は、この塩化ビニル製の軽量物である廃プラスチックを、ベルトコンベヤ３５１から除去する。すなわち、塩化ビニル製の廃プラスチックがベルトコンベヤ３５１の終端に達するタイミングで、エアガン３５３を作動させて圧縮空気を塩化ビニル製の廃プラスチックに向けて噴射する。塩化ビニル製の廃プラスチックは、圧縮空気を受けて吹き飛ばされて、ベルトコンベヤ３５１の終端から遠い側に設けられた回収室３５８に回収される。塩化ビニル製の廃プラスチック以外の軽量物は、ベルトコンベヤ３５１の終端から下方に落下して、ベルトコンベヤ３５１の終端に近い側に設けられた回収室３５９に回収される。
【００６１】
このようにして、軽量物を洗浄脱水機３０で洗浄及び脱水を行った後、塩素を含有する樹脂を光学式選別装置３５で判別して除去するので、従来のように、廃プラスチックを窒素雰囲気下で加熱を行なって塩素分を離脱させると共に紙類を水洗いして脱塩を行うよりも、簡易な装置で少ない工程により、低コストで塩素含有物を除去することができる。
【００６２】
また、軽量物は、洗浄脱水機３０で洗浄されて付着物が除去され、乾燥された状態で、光学式選別装置３５に送られる。したがって、光学式選別装置３５において、軽量物に照射された電磁波が付着物で干渉されることなく反射されるので、軽量物の材料を精度良く判別することができる。その結果、塩化ビニル等の塩素含有樹脂を軽量物から精度良く除去することができるので、燃焼する際にダイオキシンを発生しない固形燃料を、材料となる廃棄物に対して高い再生率で製造することができる。
【００６３】
なお、光学式選別装置３５は、近赤外線の反射波のスペクトル分布に基づいて、塩化ビニル以外の種々の材料を判別できる。例えば、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンを判別でき、また、紙と木を判別することができる。したがって、光学式選別装置３５により、塩化ビニル以外の材料を軽量物から判別して回収してもよい。
【００６４】
ここまで、揺動型分別機２４で分別された軽量物に施す処理を説明したが、揺動型分別機２４で分別された重量物もまた、同様の処理を施すことができる。すなわち、重量物に対して、風力選別機２７で分別された軽量可燃物に対して、洗浄脱水機３０と同様の構成を有する洗浄脱水機で洗浄と脱水と分別を行った後、サイクロンセパレータと、定量供給機と、振動スクリーンとを経て、光学式選別装置３５と同様の構成を有する光学式選別装置によって塩素含有樹脂を除去する。これにより、揺動型分別機２４で重量物として分別された寸法の比較的大きいポリエチレンテレフタレート容器等の廃プラスチックや、寸法の比較的大きい木片等の可燃物を、塩化ビニルを排除した状態で抽出することができる。
【００６５】
上記光学式選別装置３５で塩化ビニルが除去されて回収室３５９に回収された軽量物は、回収室３５９の下端に接続されたスクリューコンベヤ３６で搬送され、風力選別機３７に送られて、異物が回収される。異物が回収された可燃物は、プッシャ付破砕機３８に送られる。
【００６６】
プッシャ付き破砕機３８は、ケーシング内に、回転刃が周面に固定された１軸の回転軸を有し、油圧シリンダで駆動されるプッシャにより、可燃物が回転軸に向かって押圧される。プッシャで押圧された可燃物は、回転軸の回転刃と、回転軸の下部に回転刃と相対して配置された固定刃とのせん断作用で破砕され、２５〜１００ｍｍの寸法の破砕片となって排出される。なお、プッシャ付き破砕機３８は、２軸型の破砕機であってもよい。プッシャ付き破砕機３８で破砕された破砕片は、スクリューコンベヤ３９で搬送され、スクリューコンベヤ３９の終端に設置された風力選別機４０で異物が除去される。風力選別機４０は、竪形のジグザグ管路４０１内をブロワ４０２によって下から上に流れる空気により、可燃物と異物に選別し、空気流によって可燃物をサイクロンセパレータ４０３まで搬送する。サイクロンセパレータ４０３で分離された可燃物は、ロータリーシール弁を介して、貯蔵サイロと一体に形成された定量供給機５０に貯蔵される。
【００６７】
このようにして、本実施形態の固形燃料の製造プラント１は、可燃物と不燃物とが混在する廃棄物から、粗破砕機２１と、揺動型分別機２４と、洗浄脱水機３０と、光学式選別装置３５とを経ることにより、ダイオキシンの原因である塩素含有樹脂を効率よく除去したうえ、古紙や廃プラスチック等を含む可燃性の軽量物を効率よく回収できる。
【００６８】
図７は、有機廃棄物処理ライン３の構成を示す模式図である。有機廃棄物処理ライン３は、有機廃棄物に対して乾燥処理を行う減圧乾燥装置としての減圧発酵乾燥装置４４と、炭化処理を行う炭化装置４７によって主に構成されている。本実施形態では、有機廃棄物として、活性汚泥法で生じた余剰汚泥を処理する場合を説明する。
【００６９】
まず、水分量が９８ｗｔ％を超える余剰汚泥が受入ホッパ４１に受け入れられ、受入ホッパ４１の下部の切り出し装置から搬送コンベヤ４２で搬送される。また、揺動型分別機２４で軽量物を洗浄して生成された汚水が、受入ホッパ４１へ投入され、汚泥に混合されて搬送コンベヤ４２で搬送される。搬送コンベヤ４２で搬送される余剰汚泥には、搬送コンベヤ４２の途中に設置された木屑供給装置４３によってオガ粉が添加される。木屑供給装置４３には、後述する木質廃棄物処理ライン４で生成されたオガ粉が供給される。なお、余剰汚泥へのオガ粉の添加は、行わなくてもよい。オガ粉が添加された余剰汚泥は、減圧発酵乾燥装置４４に送られる。
【００７０】
図８は、減圧発酵乾燥装置４４を示す図である。減圧発酵乾燥装置４４は、乾燥装置本体４１０と、混合冷却器としてのクーリングタワー４３０とで大略構成されている。
【００７１】
乾燥装置本体４１０は、内部に処理室４１１を有する大略円筒形状のケーシング４１２と、処理室４１１の下部の壁面に形成されたジャケット式ヒータ４１３と、処理室４１１内に配置された加熱攪拌部４１４と、処理室４１１内の上部に設けられた凝縮部４１５を有する。
【００７２】
ケーシング４１２の一端の上部には、被処理物が投入される投入口４１２ａが形成され、ケーシング４１２の他端の下部には、被処理物が排出される排出口４１２ｂが形成されている。ケーシング４１２の投入口４１２ａに、搬送コンベヤ４２の終端に連なるエアロック機構が接続されている。ケーシング４１２の排出口４１２ｂに、スクリューコンベヤで形成された排出コンベヤ４５１が接続されている。排出コンベヤ４５１の終端は、エアロック機構を有する排出装置４５に接続されている。
【００７３】
図９は、乾燥装置本体４１０の内部の詳細を示した断面図である。図９に示すように、加熱攪拌部４１４は、ケーシング４１２の両端面に設けられた軸受装置１２１，１２２に両端が支持された回転軸１４１と、回転軸１４１に固定されたコイル状管体１４２と、コイル状管体１４２の外周側に配置されて一辺が５〜１０ｃｍの矩形の複数のブレード１４３を有する。回転軸１４１とコイル状管体１４２は内部が互いに連通しており、熱媒体としての蒸気が、軸受装置１２１，１２２を介して回転軸１４１とコイル状管体１４２内に供給される。加熱攪拌部４１４は、モータＭで回転駆動され、回転軸１４１とコイル状管体１４２で被処理物を加熱すると共に、ケーシング４１２内の被処理物を投入口４１２ａから排出口４１２ｂに向かって送りをかけながら攪拌するように形成されている。ブレード１４３は、表面が、加熱攪拌部４１４の径方向の先端縁が回転方向に傾斜すると共に、軸方向の排出口４１２ｂ側の側縁が反回転方向に傾斜している。これにより、加熱攪拌部４１４が回転するに伴い、ブレード１４３が、ケーシング４１２の内側面近傍の被処理物をすき取るようになっている。加熱攪拌部４１４の回転速度は、処理室４１１に投入される有機廃棄物の水分量に応じて、１ｒｐｍ〜６０ｒｐｍの間に設定することができる。
【００７４】
ケーシング４１２の軸受装置１２１，１２２は、加熱攪拌部４１４の回転軸１４１を支持すると共に、熱媒体としての蒸気の供給と排出を行っている。供給側軸受装置１２１は、蒸気供給管１２３に接続された回転継手１２４と、回転継手１２４を介して接続された蒸気管１４１ａを内包する回転軸１４１の端部を支持するスリーブ軸受１２５を有する。排出側軸受装置１２２は、蒸気排出管１２６に接続された回転継手１２７と、回転継手１２７を介して接続された蒸気管１４１ｂを内包する回転軸１４１の端部を支持するスリーブ軸受１２８を有する。蒸気ボイラ６から蒸気供給管１２３を通して供給側軸受装置１２１の側に供給された蒸気が、回転継手１２４を介して回転軸１４１に供給される。回転軸１４１に供給された蒸気は、一部がコイル状管体１４２に供給される。回転軸１４１とコイル状管体１４２に供給された蒸気は、回転軸１４１とコイル状管体１４２が接触する被処理物と熱交換を行った後、蒸気管１４１ｂと回転継手１２７を通して排出側軸受装置１２２の側に戻る。排出側軸受装置１２２の側に戻った蒸気は、蒸気排出管１２６を通して蒸気ボイラ６に戻される。一方、加熱攪拌部４１４へ供給される蒸気よりも圧力及び温度の低い蒸気が、供給口１４３ａを通してジャケット式ヒータ４１３に供給され、排出口１４３ｂを通して蒸気ボイラ６に戻される。すなわち、ジャケット式ヒータ４１３よりも接触面積の大きい加熱攪拌部４１４に、ジャケット式ヒータ４１３に供給する蒸気と比較して圧力及び温度の高い蒸気を供給することにより、水分量の多い汚泥等の被処理物を、効率的に乾燥させるようにしている。このように、ジャケット式ヒータ４１３と加熱攪拌部４１４は、減圧発酵乾燥装置４４の加熱部として機能する。
【００７５】
加熱攪拌部４１４のコイル状管体１４２は、上流側コイル１４４と下流側コイル１４５で形成されている。回転軸１４１の内部は、上流側コイル１４４の上流端１４４ａ及び下流端１４４ｂと、下流側コイル１４５の上流端１４５ａ及び下流端１４５ｂとに、順次連通している。これにより、供給側軸受装置１２１の側に供給された蒸気が、矢印Ｇ１で示すように上流側コイル１４４に流入し、この後、矢印Ｇ２で示すように回転軸１４１の内部に戻り、さらに、矢印Ｇ３で示すように下流側コイル１４５に流入し、この後、矢印Ｇ４で示すように回転軸１４１の内部に戻る。回転軸１４１内の蒸気は、矢印Ｇ５で示すように、蒸気管１４１ｂを通って回転軸１４１から排出されるようになっている。
【００７６】
上記加熱攪拌部４１４は、コイル状管体１４２の外周側に設けられたブレード１４３により、ケーシング４１２の内側面の近傍の被処理物をすき取ることができる。したがって、ケーシング４１２のジャケット式ヒータ４１３が形成された位置の内側面に、被処理物が固着する不都合を効果的に防止できる。
【００７７】
ケーシング４１２内の上部に設けられた凝縮部４１５は、ケーシング４１２の他端面に形成された冷却水供給室１５１と、ケーシング４１２の一端面に形成された冷却水排出室１５２を有する。冷却水供給室１５１には、クーリングタワー４３０から冷却水が供給される冷却水供給管１５３が接続されている。冷却水排出室１５２には、冷却水を排出してクーリングタワー４０に戻す冷却水排出管１５４が接続されている。冷却水供給室１５１と、冷却水排出室１５２との間には、ケーシング４１２の軸方向に延在して供給室１５１と排出室１５２とに両端が連通する複数の冷却水管１５５，１５５，・・・が設けられている。複数の冷却水管１５５，１５５，・・・は、ケーシング４１２内の上部の幅方向の両側に振り分けて配置されている。複数の冷却水管１５５，１５５，・・・の側方と下方には、凝縮水を収集する集水樋１５６が設けられている。集水樋１５６の内側に、凝縮水と共に処理室４１１内の空気を吸引する吸引管１５７が連通している。
【００７８】
乾燥装置本体４１０のケーシング４１２内に投下される有機廃棄物には、微生物が添加される。微生物としては、海、山及び陸等の自然界に生息する土着菌や発酵菌等が採取され、培養されたものが用いられる。特に、余剰汚泥等の有機汚泥を発酵させて脱臭を行うには、各種の動植物や土壌に生息する菌が有効であることが見出されている。菌が生息する動植物や土壌としては、よもぎ、野草、薬草、海辺の草、笹、竹やぶの土、山林の土、魚、海草、果実、パイナップル、リンゴ、ミカン、ビワ及びブドウ等がある。これらに生息する菌を、米ぬか又はオガ屑で培養して用いるのが好ましい。本実施形態では、減圧値０．０３〜０．０７ＭＰａの減圧環境のもと、７０〜９０℃の温度で、３０分から２〜３時間にわたり、被処理物を攪拌しながら発酵菌を混合して脱臭を行うので、かかる条件下で発酵生育する微生物が好ましい。処理室４１１内に添加する微生物は、次の酵素のうちの少なくとも１つを生産するものが好ましい。なお、各酵素に続く括弧内に、各酵素が作用する物質を記している。アルコールデハイドロゲナーゼ（アルコール）、ラクテートデハイドロゲナーゼ（乳糖）、グルコース６リン酸デハイドロゲナーゼ（糖質）、アルデヒドデハイドロゲナーゼ（アルデヒド）、Ｌ・アスパルテイト・ベーターセミアルデヒド・ＮＡＤＰオキシドレクターゼ（アルデヒド）、グルタミン酸デハイドロゲナーゼ（アミノ酸）、アスパラギン酸セミアルデヒド・デハイドロゲナーゼ（アミノ酸）、ＮＡＤＰＨ２チクトクロームＣ・リアクターゼ（ＮＡＤＰ）、グルタチオン・デハイドロゲナーゼ（グルタチオン）、トレハローズリン酸シンテクターゼ（糖質）、ポリフォスヘエードキナーゼ（ＡＴＰ）、エタノールアミンフォスヘエードサイチジル・トランスフェラーゼ（ＣＴＰ）、トレハローズフォスファターゼ（糖質）、メタルチオ・フォスフォ・グリセレート・フォスファターゼ（グリセリン）、イヌラーゼ（イヌリン）、β−マンノシターゼ（糖質）、ウリジン・ヌクレオシターゼ（アミノ酸）、シトシン・ジアミナーゼ（シトシン）、メチルシステインシンテターゼ（アミノ酸）、アスパラギン酸シンテターゼ（ＡＴＰ）、コハク酸デハイドロゲナーゼ（コハク酸）、アコニチン酸ハイドロゲナーゼ（クエン酸）、フマレイトハイドロゲナーゼ（マロン酸）、マレイトデハイドロゲナーゼ（マロン酸）、クエン酸シンテターゼ（アセチルＣｏｕＡ）、イソクエン酸デハイドロゲナーゼ（クエン酸）、ＬＳＮＡＤＰオキシダクターゼ（クエン酸）、モノアミンオキシダクターゼ（アミン）、ヒスタミナーゼ（アミン）、ピルビン酸デカルボキシラーゼ（オキソ酸）、ＡＴＰアーゼ（ＡＴＰ）、ヌクレオチドピロフォスファターゼ（核酸）、エンドポリフォスファターゼ（ＡＴＰ）、ＡＴＰフォスフォハイドロラーゼ（ＡＴＰ）、オロチジン５リン酸デカルボキシラーゼ（オロチジン）。これらのうちの少なくとも１つの酵素を生産する微生物を、被処理物に含ませることにより、多種類の有機物成分からなる有機廃棄物に対して効果的に分解処理を行うことができる。
【００７９】
クーリングタワー４３０は、乾燥装置本体４１０の凝縮部４１５に供給される冷却水を冷却すると共に、乾燥装置本体４１０の凝縮部４１５で生成された凝縮水と、乾燥装置本体４１０内の気体とを上記冷却水に混合して脱臭を行うものである。冷却水は、乾燥装置本体４１０内の冷却水排出室１５２から、図８の矢印Ｗ１で示すようにクーリングタワー４３０に導かれ、冷却された後に、冷却水ポンプＰにより、図８の矢印Ｗ２で示すように、乾燥装置本体４１０の冷却水供給室１５１に戻される。また、乾燥装置本体４１０の凝縮部４１５で生成された凝縮水と、有機廃棄物の乾燥に伴って処理室４１１内で生じた臭気を有する気体が、真空ポンプＶＰで吸引され、図８の矢印Ｖで示すようにクーリングタワー４３０に導かれる。
【００８０】
上記クーリングタワー４３０は、図１０に示すように、大気の流通口を上部と下部に有するケーシング４３１と、ケーシング４３１の下端に設置された水槽４３２と、水槽４３２の水をケーシング４３１内の上部に導く散水管４３３と、散水管４３３に介設された散水ポンプＳＰと、散水管４３３の分岐した先端部に設けられた複数の散水ノズル４３３ａ，４３３ａ，・・・と、散水ノズル４３３ａから散布された水が流下して接触する接触体４３５と、ケーシング４３１内の上端部に設けられたファン４３６を備える。ケーシング４３１には、乾燥装置本体４１０から排出された凝縮水及び空気を、図８の矢印Ｖで示すように導く導管４３４が配管されている。導管４３４の分岐した先端部には、導管４３４で導かれた凝縮水及び気体を、上記散水ノズル４３３ａから吐出された水の流れに向かって吐出するように、複数の吐出ノズル４３４ａ，４３４ａ，・・・が設けられている。上記接触体４３５は、樹脂で形成された多孔性の充填材が配置され、微生物の担体となっている。水槽４３２には、水槽４３２内の冷却水を乾燥装置本体４１０に戻すための冷却水配管４３７が接続され、この冷却水配管４３７に、冷却水をクーリングタワー４３０と凝縮部４１５との間に循環させる冷却水ポンプＰが介設されている。
【００８１】
上記クーリングタワー４３０と凝縮部４１５との間を循環する冷却水には、微生物が添加されている。この微生物は、処理室４１１内に投入された微生物と同様に、海、山及び陸等の自然界に生息する土着菌や発酵菌等が採取され、培養されたものである。冷却水に添加される微生物は、上述の処理室４１１に添加される微生物が生産する複数の酵素のうち、少なくとも１つの酵素を生産する微生物であればよい。冷却水中に微生物を添加することにより、凝縮水中に含まれる臭気成分や、処理室４１１内から吸引された気体に含まれる臭気成分を分解して除去することができる。微生物による臭気成分の分解は、クーリングタワー４３０及び凝縮部４１５の間に形成される循環路を冷却水が循環する間に行われる。また、冷却水が接触体４３５に接触し、流下する際に、接触体４３５に担持された微生物によって臭気が分解される。
【００８２】
この減圧発酵乾燥装置４４は、凝縮水及び気体を冷却水に混ぜることにより、臭気成分の濃度を全体として低減させるので、凝縮水や気体の臭気成分が増大しても微生物の処理能力を越える虞が少なくて、臭気の安定した分解処理を行うことができる。また、処理室４１１内が減圧されていることから、凝縮部４１５で冷却水が室内空気と熱交換する際の冷却水の温度上昇が比較的小さくて、冷却水の温度が概ね４０〜４５℃になる。これにより、冷却水中の微生物が高温によって死滅する不都合が防止され、微生物が安定して活性化され、凝縮水及び気体を安定して微生物で脱臭することができる。
【００８３】
また、クーリングタワー４３０では、冷却水の蒸発が促進されるのでオーバーフローが殆ど生じない。しかも、凝縮水や気体の臭気成分は、冷却水で薄められるので、高度に分解除去される。したがって、減圧発酵乾燥装置４４の外部に臭気が拡散する不都合を効果的に防止できる。
【００８４】
この減圧発酵乾燥装置４４で有機廃棄物を乾燥する場合、処理室４１１の内部の空気を真空ポンプＶＰで吸引して、大気圧よりも低い圧力に減圧する。ここで、処理室４１１の減圧値を０．０３〜０．０７ＭＰａとすることにより、水の沸点を約９０〜６８℃に低下させることができる。なお、減圧値とは、大気圧から低減させる圧力の差分をいう。
【００８５】
乾燥装置本体４１０の加熱部に供給する熱媒体としては、ジャケット式ヒータ４１３には０．２〜０．３ＭＰａかつ１３０℃の蒸気を用いる一方、加熱攪拌部４１４には０．７〜０．８ＭＰａかつ１７０℃の蒸気を用いる。このように、回転駆動された状態で加熱を行う加熱攪拌部４１４に、静止した状態で加熱を行うジャケット式ヒータ４１３よりも高い温度の熱媒体を供給することにより、加熱攪拌部４１４とジャケット式ヒータ４１３との夫々が、被処理物が付着して焦げ付かない限度の高い温度で、被処理物を効率的に加熱することができる。また、処理室４１１内が減圧されているので、常圧で乾燥させるよりも熱媒体の温度を低く設定できる。したがって、熱媒体としての蒸気の生成エネルギーを削減できる。また、被処理物の加熱温度が低いので、処理室４１１内に添加されて脱臭を行う微生物の死滅を防止でき、効果的に脱臭を行うことができる。例えば、乾燥装置本体４１０で乾燥脱臭処理がなされた乾燥有機物は、６０℃前後の温度で排出口４１２ｂから排出される。このように、被処理物の有機廃棄物が、比較的低温の温度に加熱されることにより、微生物を効果的に活性化させて脱臭を行うことができ、また、減圧環境の下で十分に乾燥させることができる。
【００８６】
この減圧発酵乾燥装置４４によれば、水分量が８０〜９９．５ｗｔ％の高水分の有機廃棄物を乾燥処理して、２〜６時間の処理時間で、水分量を１０ｗｔ％以上２５ｗｔ％以下に低減することができる。
【００８７】
このように、減圧発酵乾燥装置４４は、減圧環境で有機廃棄物の発酵及び乾燥を行うので、減圧に伴う沸点の降下により、少ない熱量で汚泥を乾燥させることができる。また、減圧発酵乾燥装置４４で有機廃棄物を微生物で分解し、また、凝縮水と気体を冷却水の微生物で分解するので、有機廃棄物の臭気を効果的に低減できて、周辺環境への臭気の拡散を防止できる。また、処理室４１１内に公知の塩素分解酵素を添加することにより、有機廃棄物に含まれる塩素含有物を除去して、ダイオキシンの発生を防止することができる。
【００８８】
上記減圧発酵乾燥装置４４で有機廃棄物が乾燥処理されて水分量が１０ｗｔ％以上２５ｗｔ％以下となった乾燥有機物は、ケーシング４１２の下部の他端側の排出口４１２ｂから排出される。排出口４１２ｂから排出された乾燥有機物は、排出コンベヤ４５１で搬送され、エアロック機構を有する排出装置４５を介して、貯蔵サイロと一体に形成された定量供給機４６に送られる。
【００８９】
定量供給機４６に一旦貯蔵された乾燥有機物は、炭化装置４７に送られる。
【００９０】
図１１は、炭化装置４７を示す模式断面図である。炭化装置４７は、外熱式ロータリーキルンにより構成されている。この炭化装置４７は、熱媒ガスが内部に供給されるケーシング４７１と、ケーシング４７１内に収容された回転炉４７２と、回転炉４７２の一端に接続されて被処理物の乾燥有機物を回転炉４７２内に供給する供給コンベヤ４７６と、回転炉４７２の他端に連通して処理後の被処理物と可燃性ガスを排出する排出室４７７を有する。ケーシング４７１と回転炉４７２との間には、熱媒体が導入されて回転炉４７２を外側から加熱する加熱室４７３が形成されている。回転炉４７２の内側には、供給コンベヤ４７６で一端に導入された乾燥有機物を他端に送りながら、加熱室４７３に供給された熱媒体の熱で乾燥有機物の乾留及び炭化を行う炭化室４７４が形成されている。炭化室４７４の内周面には、被処理物を他端に送るための図示しない螺旋ガイドが設けられている。排出室４７７は、内部が炭化室４７４に連通しており、炭化室４７４で炭化された被処理物である有機炭化物を下端に接続された排出コンベヤ４５２で排出する一方、炭化室４７４内で乾燥有機物から生成された可燃性ガスを上端に設けられた排気口４７９から排出するようになっている。排気口４７９には、可燃性ガスを導出する可燃性ガス管４８０が接続されており、可燃性ガス管４８０の下流端は、炭化装置４７の加熱室４７３側に連なる炭化装置配管４８１と、蒸気ボイラ６のバーナに連なるボイラ配管４８２とに分岐している。炭化装置配管４８１は、炭化装置４７の加熱室４７３に炎口が望むように設置されたガスバーナ４８７に接続されている。炭化装置配管４８１とボイラ配管４８２には、電磁駆動の開閉弁４８３，４８４が夫々介設されており、これら開閉弁４８３，４８４は、後に詳述する制御部４８５によって開閉が制御される。また、排気口４７９に接続された排出管には図示しないブロワが接続されており、このブロワで炭化室４７４内の空気を吸引して、可燃性ガスを含む上記空気を炭化装置配管４８１とボイラ配管４８２に送るようになっている。このブロワで炭化室４７４内の空気を吸引することにより、炭化室４７４内を、酸素濃度が容積割合で５％以上１２％以下の低酸素環境にしている。これにより、炭化室４７４内で加熱される乾燥有機物を効果的に乾留し、一酸化炭素等の可燃性ガスを効率的に生成するようになっている。炭化室４７４内での乾燥有機物の加熱温度は３５０℃以上５００℃以下であり、乾燥有機物の加熱時間は５分以上１０分以下であるのが好ましい。
【００９１】
炭化装置４７の加熱室４７３には、炭化装置４７の起動時に、オイルバーナ４７５から熱媒ガスが供給される。オイルバーナ４７５は、液体燃料としてのＡ重油を燃料とし、Ａ重油を供給する重油燃料タンク４８８に接続されている。オイルバーナ４７５は、制御部４８５により制御され、排出室４７７から供給される可燃性ガスを燃焼して、５００〜７００℃の燃焼ガスを熱媒ガスとして加熱室４７３に供給する。オイルバーナ４７５から加熱室４７３に供給された熱媒ガスとしての燃焼ガスにより、炭化室４７４内の温度が十分に上昇すると、炭化室４７４内の乾燥有機物が加熱され、水素、一酸化炭素及びメタン等を含む可燃性ガスが生成される。炭化室４７４内で可燃性ガスの生成が開始されると、制御部４８５により、オイルバーナ４７５の燃焼が停止されると共に、炭化装置配管４８１の開閉弁４８３が制御され、閉じ状態から開き状態に駆動される。これにより、加熱室４７３内に、オイルバーナ４７５からの熱媒ガスの供給が停止される一方、炭化装置配管４８１から可燃性ガスが供給されてガスバーナ４８７が起動し、ガスバーナ４８７で可燃性ガスが燃焼して熱媒ガスとしての燃焼ガスが加熱室４７３に供給される。こうして、炭化室４７４内の加熱を継続する。加熱室４７３内で可燃性ガスが燃焼してなる燃焼ガスは、加熱室４７３から排出され、熱媒ガスとして減圧発酵乾燥装置４４の蒸気ボイラ６の熱交換器へ導かれる。加熱室５３から排出される燃焼ガスは、２５０〜５００℃の温度であるため、蒸気ボイラ６で減圧発酵乾燥装置４４に供給する蒸気を生成するために再利用が可能である。このように、炭化装置４７の燃焼ガスを熱媒ガスとして蒸気ボイラ６に供給し、炭化装置４７で乾燥有機物を加熱する際の余剰の熱を、蒸気ボイラ６で再利用するように構成されている。蒸気ボイラ６の熱交換器で蒸気の生成に用いられた燃焼ガスは、集塵機４８６で粉塵が除去され、排気される。
【００９２】
このように、炭化装置４７によって乾燥有機物を炭化することにより、余剰汚泥に由来する乾燥有機物の臭気を効果的に削減することができる。さらに、炭化装置４７で乾燥有機物を加熱して生成された可燃性気体を、ガスバーナ４８７や蒸気ボイラ６に導いて燃焼させるので、乾燥有機物の炭化に伴って生成される臭気を除去することができる。
【００９３】
また、乾燥有機物を炭化装置４７で炭化することにより、乾燥有機物の燃焼時の熱量を増大することができる。例えば、有機廃棄物が木屑等の木質廃棄物である場合、この有機廃棄物を炭化せず、成形してなる燃料は、概ね３８００kcal／kgの熱量を有する。一方、木質廃棄物を炭化装置４７で炭化し、この炭化物を成形してなる燃料は、７０００〜８０００kcal／kgの熱量を有する。また、有機廃棄物としての余剰汚泥を炭化して有機炭化物を形成し、この有機炭化物を成形してなる燃料は、５０００〜６０００kcal／kgの熱量を有する。
【００９４】
また、炭化装置４７の燃焼ガスを熱媒ガスとして蒸気ボイラ６の熱交換器に供給して、炭化装置４７で乾燥有機物を加熱する際の余剰の熱を、蒸気ボイラ６で利用するので、炭化装置４７において乾燥有機物の炭化に伴って生じる可燃性ガスを、この炭化装置４７の加熱に利用すると共に、有機廃棄物を乾燥させる減圧発酵乾燥装置４４の加熱に利用することができる。したがって、有機廃棄物の乾燥処理と炭化処理に用いる化石燃料を効果的に削減でき、その結果、二酸化炭素等の温室効果ガスの排出と、窒素酸化物等の大気汚染物質の排出を効果的に削減できる。
【００９５】
また、上記蒸気ボイラ６は、炭化装置４７で乾燥有機物から生成された可燃性ガスの一部が、燃料として供給されるように構成されている。詳しくは、炭化室４７４内の乾燥有機物から可燃性ガスが生成されると、制御部４８５によって開閉弁４８４が開かれて、可燃性ガスがボイラ配管４８２を通して蒸気ボイラ６のバーナに供給される。
【００９６】
このように、有機廃棄物処理ライン３において、有機廃棄物を乾燥させるために、炭化装置４７の余剰の熱に加えて、炭化装置４７で生じる可燃性ガスを利用することにより、化石燃料の使用量を削減しながら有機廃棄物を効率的に乾燥させることができる。
【００９７】
上記炭化装置４７で処理された有機炭化物は、排出コンベヤ４５２で搬送され、エアロック機構を有する排出装置４８を介して、貯蔵サイロと一体に形成された定量供給機４９に送られる。定量供給機４９に一旦貯蔵された有機炭化物は、固形燃料製造ライン５に送られる。
【００９８】
図１２は、木質廃棄物処理ライン４の構成を示す模式図である。木質廃棄物処理ライン４には、廃木材や、間伐材や、材木端材等の木質廃棄物が投入され、木質屑としての木質チップ及びオガ粉を形成する。
【００９９】
木質廃棄物処理ライン４に投入された木質廃棄物は、破砕機６１で破砕される。ここで、廃木材等の乾燥が進んだ木質廃棄物は、ハンマ式の破砕機で破砕する一方、間伐材や材木端材等の乾燥が進んでいない木質廃棄物は、チッパ式の破砕機で破砕する。
【０１００】
破砕機６１で破砕された木質廃棄物は、コンベヤ６２で搬送され、ドラム型磁選機６３で釘や金具等の重量物が除去された後、旋回篩機６４に送られる。旋回篩機６４は、有底の篩枠の内部に２段の篩網を掛け渡してなる篩本体を、傾斜した状態で傾斜面内において旋回駆動するように構成されている。この旋回篩機６４は、篩本体に投入された木質廃棄物を、各篩網に応じて小径、中径及び大径の３種類に分級するようになっている。詳しくは、篩本体の２段の篩網は、上段に設けられた網目寸法の大きい大網と、下段に設けられた網目寸法の小さい小網とで構成される。この篩本体に、上段の大網の上方から投入された木質廃棄物の破砕片を大網と小網で順次篩分けて、直径が２０ｍｍを越える大径の破砕片と、直径が２〜２０ｍｍの中径の破砕片と、直径が２ｍｍを下回る小径の破砕片とに分級する。
【０１０１】
旋回篩機６４で分級された木質廃棄物の破砕片のうち、直径が２〜２０ｍｍの中径の破砕片は、スクリューコンベヤ６５で搬送され、このスクリューコンベヤ６５の終端に連なる風力選別機６６で重量物が除去される。風力選別機６６は、ジグザグ状に繰り返し屈曲した分離管路６６１と、サイクロンセパレータ６６２と、ブロワ６６３を有し、ブロワ６６３で生成される風によって被処理物が分離管路６６１を上方に搬送される間に重量物を分離する。この風力選別機６６により、中径の破砕片から砂等の重量物が除去され、サイクロンセパレータ６６２で搬送風から分離された上記中径の破砕片が、木質チップとして定量供給機５１に貯留される。
【０１０２】
また、旋回篩機６４で分級された木質廃棄物の破砕片のうち、直径が２ｍｍを下回る小径の破砕片は、スクリューコンベヤ６７で搬送され、このスクリューコンベヤ６７の終端に連なる風力選別機６８で重量物が除去される。風力選別機６８は、分離管路６８１と、サイクロンセパレータ６８２と、ブロワ６８３を有し、ブロワ６８３で生成される風によって被処理物が分離管路６８１を上方に搬送される間に重量物を分離する。この風力選別機６８により、小径の破砕片から砂等の重量物が除去され、サイクロンセパレータ６８２で搬送風から分離された上記小径の破砕片が、オガ粉として定量供給機６９に貯留される。
【０１０３】
また、旋回篩機６４で分級された木質廃棄物の破砕片のうち、直径が２０ｍｍを越える大径の破砕片は、図示しないリターンコンベヤで破砕機６１に戻されて再度破砕される。
【０１０４】
定量供給機５１に貯留された木質チップは、燃料として主に蒸気ボイラ６に供給される。蒸気ボイラ６の燃料として木質チップを用いることにより、蒸気ボイラ６の化石燃料の使用量を削減でき、二酸化炭素等の温室効果ガスの排出量を低減できる。また、定量供給機５１に貯留された木質チップは、必要に応じて、ＲＰＦの材料のうちの植物由来廃棄物として、固形燃料製造ライン５に供給される。一方、定量供給機６９に貯留されたオガ粉は、有機廃棄物処理ライン３に送られ、オガ粉供給装置４３によって汚泥に添加されて減圧発酵乾燥装置４４に投入される。減圧発酵乾燥装置４４で乾燥処理を施す汚泥にオガ粉を添加することにより、汚泥の水分割合の低減と、窒素成分の割合の低減を行うことができる。なお、定量供給機６９に貯留されたオガ粉は、木質チップと共に固形燃料製造ライン５に投入されてもよい。
【０１０５】
図１３は、固形燃料製造ライン５の構成を示す模式図である。固形燃料製造ライン５は、混合廃棄物処理ライン２で抽出された廃プラスチックを含む可燃物と、有機廃棄物処理ライン３で生成された有機炭化物とを用いて、固形燃料としてのＲＰＦを製造する。
【０１０６】
固形燃料製造ライン５では、混合廃棄物処理ライン２で抽出されて定量供給機５０に貯蔵された廃プラスチックを含む可燃物が定量供給機５０から巻き出され、スクリューコンベヤ７０で搬送される。スクリューコンベヤ７０で搬送される廃プラスチックを含む可燃物に、有機廃棄物処理ライン３の定量供給機４９から有機炭化物が供給されて合流する。また、このスクリューコンベヤ７０に、木質廃棄物処理ライン４の定量供給機５１から木質チップが添加される。なお、スクリューコンベヤ７０へ木質チップを添加しないで、木質チップを固形燃料の材料に用いなくてもよい。
【０１０７】
この固形燃料製造ライン５は、有機廃棄物処理ライン３で生成された有機炭化物と、混合廃棄物処理ライン２で抽出された廃プラスチックと、混合廃棄物処理ライン２で抽出された紙屑及び木質廃棄物処理ライン４で生成された木質チップ又はオガ粉を含む植物由来廃棄物とを、次のような割合で配合してＲＰＦを製造する。すなわち、有機炭化物が概ね４０ｗｔ％であり、廃プラスチックが概ね４０ｗｔ％であり、かつ、植物由来廃棄物が概ね２０ｗｔ％の割合で固形化したＲＰＦを製造する。このＲＰＦは、約６５００kcal/kgの熱量を生成することができ、各種のボイラやバーナの燃料として十分な実用性を有する。
【０１０８】
図１３に示すように、固形燃料製造ライン５では、スクリューコンベヤ７０により、有機炭化物と、廃プラスチックと、植物由来廃棄物との混合材料が成形装置７１に供給される。成形装置７１は、材料の混合、混練、加熱及び押し出し工程を行い、廃プラスチックの溶融成分により、有機炭化物、紙、繊維及び木質成分を固形化してＲＰＦを製造する。成形装置７１には、スクリュー式成形装置やリングダイ式成形装置を用いることができる。
【０１０９】
図１４は、本実施形態の固形燃料の製造プラント１に用いられる成形装置７１の一部を模式的に示す断面図である。この成形装置７１は、回転軸が略平行に配列された１対のスクリュー羽根７１２を備えるスクリュー式の成形装置である。このスクリュー式の成形装置７１は、１対のスクリュー羽根７１２により、材料の逆流を阻止しつつ材料の混練、圧縮及び成形を行うものであり、材料の圧縮及び混練に伴って発生する摩擦熱を利用して、高効率に加熱と圧縮と成形を行うように構成されている。
【０１１０】
この成形装置７１は、被処理物の投入口７１１ａを上部に有するケーシング７１１内に、材料を混練及び圧縮する１対のスクリュー羽根７１２，７１２を収容している。図１４は、１対のスクリュー羽根７１２，７１２のうちの一方のスクリュー羽根７１２を、回転軸の直角方向から観察した様子を示している。
【０１１１】
上記１対のスクリュー羽根７１２，７１２の先端側であって、上記ケーシング７１１の端面には、端面板７１３が取り付けられている。端面板７１３には、圧縮された材料を円形断面の棒状に成形して排出する複数の成形ノズル７１４，７１４，・・・が取り付けられている。
【０１１２】
ケーシング７１１内に収容されるスクリュー羽根７１２，７１２は、これらスクリュー羽根７１２，７１２の基端側でケーシング７１１の外側から内側に挿入して設置された一対の回転軸７１５，７１５の先端に取り付けられている。これら回転軸７１５，７１５の先端に、断面六角形の取付部７１５ａ，７１５ａが形成されており、これら取付部７１５ａ，７１５ａの外周側に、スクリュー羽根７１２，７１２が嵌合している。
【０１１３】
スクリュー羽根７１２は、上記回転軸７１５の取付部７１５ａに取り付けられる軸部と、この軸部の周面に形成された螺旋羽根部とを有する。一対の回転軸７１５，７１５に取り付けられた一対のスクリュー羽根７１２，７１２は、螺旋羽根部が互いに逆回りに形成されており、回転軸の延在方向から見て螺旋羽根部が重なり合うように配置されている。一対の回転軸７１５，７１５は、互いに逆向きに回転駆動され、これにより、ケーシング７１１内に投入口７１１ａから投入された材料を一対のスクリュー羽根７１２，７１２が挟み込み、混練及び圧縮しながら端面板７１３側に移送するように形成されている。
【０１１４】
ケーシング７１１の端面には、端面板７１３の成形ノズル７１４から排出された棒状の材料を切断する図示しない切断機が取り付けられている。この切断機は、成形ノズル７１４の出口に回転可能に配置された回転刃と、この回転刃を駆動するモータを備える。
【０１１５】
上記一対のスクリュー羽根７１２，７１２は、ケーシング７１１内の投入口７１１ａ側から端面板７１３側に向かって、順に、第１螺旋軸７１２ａと、第２螺旋軸７１２ｂと、第３螺旋軸７１２ｃとで形成されている。各螺旋軸７１２ａ，７１２ｂ，７１２ｃは、回転軸７１５に連結された軸部と、軸部の外周面に固定された螺旋羽根部とで形成されている。上記第１螺旋軸７１２ａと、第２螺旋軸７１２ｂと、第３螺旋軸７１２ｃは、この順に、軸部の径が大きく形成されていると共に、螺旋羽根部のピッチが、この順に小さく形成されている。更に、螺旋羽根部の厚みが、この順に大きく形成されている。これにより、各螺旋軸の表面と、ケーシング７１１の内側面との間に形成される処理室の容積を、上記第１螺旋軸７１２ａと、第２螺旋軸７１２ｂと、第３螺旋軸７１２ｃとの順に小さくしている。その結果、第１螺旋軸７１２ａ、第２螺旋軸７１２ｂ及び第３螺旋軸７１２ｃは、材料を、噛み込み等の不都合を生じることなく確実に後段に移送すると共に、順次大きい圧縮力を材料に与えることができる。このスクリュー羽根７１２により、投入時にカサ比重が０．０２５の材料を、端面板の成形ノズル７１４からの排出時に、カサ比重が概ね０．４５から０．５の間となる程度に圧縮することができる。また、投入時にカサ比重が０．０２５の材料を、成形ノズル７１４からの排出時に、真比重が概ね０．８から１の間となる程度に圧縮することができる。
【０１１６】
第３螺旋軸７１２ｃは、螺旋羽根部の先端に平面部を有し、平面部が端面板７１３の内側面に近接配置されて第３螺旋軸７１２ｃが回転駆動されることにより、高密度に圧縮された材料を端面板７１３の成形ノズル７１４から確実に押し出すようにしている。この第３螺旋軸７１２ｃは、材料に各螺旋軸７１２ａ，７１２ｂ，７１２ｃが与える圧縮力のうち最大の圧縮力を与えるので、クロム鋼で形成した基部と、この基部の表面に例えばタングステンカーバイド系材料等のような耐磨耗材料を用いて形成された肉盛部とで構成している。
【０１１７】
ケーシング７１１内には、第２及び第３螺旋軸７１２ｂ，７１２ｃを取り囲む複数のライニングブロック７１７，７１７，・・・が配置されている。この複数のライニングブロック７１７と、第２及び第３螺旋軸７１２ｂ，７１２ｃの外側面との間に、材料の処理室を形成している。
【０１１８】
端面板７１３は、第３螺旋軸７１２ｃの先端の平面部が近接して通過する領域に、複数の貫通孔が設けられており、この貫通孔に成形ノズル７１４が挿入されている。端面板７１３には、抵抗加熱式のヒータが内蔵されており、成形ノズル７１４を通して排出する材料を加熱して、材料の柔軟性を保持するようになっている。
【０１１９】
この成形装置７１は、次のようにして固形燃料を成形する。
【０１２０】
まず、端面板７１３のヒータに電力を供給し、端面板７１３の予備加熱を行った後、図示しないモータを起動して一対の回転軸７１５，７１５を互いに逆向きに回転させ、一対のスクリュー羽根７１２，７１２を互いに逆向きに回転させる。スクリュー羽根７１２の回転速度は、例えば３０ｒｐｍ以上６０ｒｐｍ以下の比較的低速度で回転するのが好ましい。続いて、ケーシング７１１の投入口７１１ａに、スクリューコンベヤ７０により、有機炭化物と、廃プラスチックと、植物由来廃棄物との混合材料が運搬されて投入される。
【０１２１】
ケーシング７１１内では、投入された材料を、一対の第１螺旋軸７１２ａで挟み込み、混練し、強力な挟み込み力によって第２螺旋軸７１２ｂ側に確実に移送する。第２螺旋軸７１２ｂは、この第２螺旋軸７１２ｂとライニングブロック７１７との間に形成された処理室内に材料を導いて、材料の混練及び圧縮を行う。上記処理室内に導かれた材料を、上記第２螺旋軸７１２ｂの回転動作によって端面板７１３側に送りながら混練及び圧縮し、材料の逆流を効果的に防止する。続いて、第３螺旋軸７１２ｃが、この第３螺旋軸７１２ｃとライニングブロック７１７との間に形成された処理室内に材料を導いて、更なる混練と圧縮を行う。第１、第２及び第３螺旋軸７１２ａ，７１２ｂ，７１２ｃは、この順に、軸部の径が大きく形成され、螺旋羽根部のピッチが大きく形成され、かつ、螺旋羽根部の厚みが大きく形成されているので、材料の噛み込みや密度の低下等の不都合なく、材料を効果的に混練及び圧縮することができる。
【０１２２】
また、第１、第２及び第３螺旋軸７１２ａ，７１２ｂ，７１２ｃは、順次大きい圧縮力を材料に与えて混練を行うことにより、材料に圧縮熱と摩擦熱を効果的に生じさせて、主に可燃性材料に含まれる廃プラスチック等の溶融物を効果的に溶融させることができる。このように、材料の圧縮熱や摩擦熱によって十分に溶融物を融解できるので、端面板７１３のヒータによって補助的に加熱するのみにより、材料中の溶融物を十分に溶解することができる。
【０１２３】
第３螺旋軸７１２ｃに導かれて高圧力で圧縮された材料は、溶融物が溶融した状態で、端面板７１３の成形ノズル７１４から棒状に押し出される。押し出された棒状の材料は、切断機によって所定長さに切断され、温度が降下するに伴って溶融物が固化して固形燃料が得られる。
【０１２４】
図１５は、成形装置の他の例としてのリングダイ式成形装置１０２の主要部を示す図である。このリングダイ式成形装置７４は、所謂ペレットミルと呼ばれる成形装置であり、回転駆動される回転筒状体７４０の内側から、胴部に設けられたダイ孔７４０ａを通して被処理物を押し出すことにより、ペレット状のＲＰＦを製造するものである。
【０１２５】
このリングダイ式成形装置７４は、ダイ孔７４０ａが設けられた回転筒状体７４０と、この回転筒状体の内側面に外側面が近接して配置された２つの転動筒体７４１，７４１とを備える。２つの転動筒体７４１は、回転筒状体７４０の直径上の対向位置に配置され、転動筒体７４１の表面には、被処理物のスリップを低減して取り込みを容易にする多数の軸方向溝が形成されている。回転筒状体７４０と、転動筒体７４１，７４１とを夫々矢印Ｒ１，Ｒ２で示す方向に回転駆動した状態で、回転筒状体７４０内に、有機炭化物と、廃プラスチックと、植物由来廃棄物との混合材料を投入する。投入された材料は、回転筒状体７４０の内側面と転動筒体７４１の外側面との間に挟み込まれて圧縮され、回転筒状体７４０の胴部のダイ孔７４０ａから外側に押し出される。押し出された材料は、回転筒状体７４０の胴部に対向して配置された固定刃７４２，７４２によって所定長さに切り取られて、ペレット状のＲＰＦが得られる。リングダイ式成形装置７４は、直径が１０ｍｍ程度までの比較的小径の固形燃料を製造するのに好適であり、また、成形前の被処理物の水分量が少なくて被処理物の加熱が不要である場合に好適である。
【０１２６】
なお、成形装置としては、上述のようなスクリュー式成形装置７１やリングダイ式成形装置７４を用いることができるが、例えばフラットダイ式成形装置等、他の形式の成形装置を用いることもできる。ここで、フラットダイ式成形装置としては、複数のダイ孔が環状の領域にわたって形成された平面状のフラットダイと、このフラットダイのダイ孔が形成された環状領域の中心に設けられた公転軸周りに公転駆動され、周面が上記フラットダイの表面に摺動又は転動する状態で、この周面とフラットダイの表面との間に供給された材料をダイ孔に押し込むローラとを備えるものを用いることができる。
【０１２７】
このようにスクリュー式成形装置７１やリングダイ式成形装置７４等で製造されたＲＰＦは、冷却機７２で冷却されて貯蔵サイロ７３に貯蔵される。貯蔵サイロ７３に貯蔵されるＲＰＦは、ボイラ用や暖房用等の種々の用途の燃料として販売される。また、貯蔵サイロ７３のＲＰＦの一部は、燃料として蒸気ボイラ６に供給される。
【０１２８】
本実施形態の蒸気ボイラ６は、有機廃棄物処理ライン３の減圧発酵乾燥装置４４に加熱媒体としての蒸気を供給する。蒸気ボイラ６は、バーナと蒸気ボイラ本体を有し、バーナの燃料として、固形燃料製造ライン５の貯蔵サイロ７３から供給されたＲＰＦと、木質廃棄物処理ライン４の定量供給機５１から供給された木質チップと、炭化装置４７から供給された可燃性ガスとを用いる。なお、蒸気ボイラ６の燃料は、これらＲＰＦ、木質チップ及び可燃性ガスのうちの少なくとも１つでよい。これらの燃料をバーナで燃焼し、この燃焼熱により蒸気ボイラで生成した蒸気を、有機廃棄物処理ライン３の減圧発酵乾燥装置４４に供給する。
【０１２９】
この蒸気ボイラ６は、減圧発酵乾燥装置４４の処理室４１１から、室内の空気が燃焼空気として供給されるように形成されている。処理室４１１内の空気は、図示しない送風機によって蒸気ボイラ６のバーナへ供給される。なお、減圧発酵乾燥装置４４の真空ポンプＶＰで吸引された凝縮水及び室内空気から、室内空気のみを分離して蒸気ボイラ６のバーナへ供給してもよい。これにより、処理室４１１内の臭気を有する空気をバーナで燃焼させて、臭気を除去することができる。したがって、周辺環境へ臭気が拡散することなく、減圧発酵乾燥装置４４の処理室４１１の減圧を行うことができる。
【０１３０】
このように、本実施形態の固形燃料の製造プラント１によれば、有機廃棄物処理ライン３の減圧発酵乾燥装置４４により、有機廃棄物に微生物を添加して減圧環境で加熱するので、余剰汚泥等の高水分の有機廃棄物を、微生物で臭気を削減しながら、少ない燃料使用量により、効果的に乾燥させることができる。また、減圧発酵乾燥装置４４により、１００℃以下の比較的低い温度で有機廃棄物を乾燥できるので、有機廃棄物からの可燃性ガスの生成量を抑えることができる。したがって、炭化装置４７により、乾燥有機物から可燃性ガスを多く採取することができて、有機廃棄物処理ライン３における有機廃棄物を由来とする燃料の使用量を増大できる。その結果、有機廃棄物処理ライン３で使用する燃料に対する化石燃料の割合を削減できて、燃料費を効果的に削減でき、また、二酸化炭素排出量を効果的に削減できる。また、有機廃棄物から生成された可燃性ガスを、炭化装置４７のオイルバーナ４７５と蒸気ボイラ６のバーナで燃焼させるので、有機廃棄物から生じる臭気の拡散を効果的に防止することができる。
【０１３１】
また、減圧発酵乾燥装置４４により、有機廃棄物から蒸発した水分を凝縮部４１５で凝縮し、この凝縮部４１５で凝縮した凝縮水と、処理室４１１内の空気とを、微生物が添加されて上記凝縮部４１５に供給される冷却水に混合するので、有機廃棄物の乾燥工程で生じる臭気の拡散を防止することができる。また、クーリングタワー４３０に消臭機能を持たせるので、少ない装置構成により、水分量の多い有機廃棄物を効果的に乾燥させることができると共に、有機廃棄物の臭気の拡散を防止することができる。
【０１３２】
また、減圧発酵乾燥装置４４により、減圧環境で加熱して水分を蒸発させると共に、有機廃棄物から蒸発した水分を凝縮部４１５で凝縮して回収するので、水分量が９８ｗｔ％を越える余剰汚泥等の有機廃棄物を、脱水機による脱水を行わなくても、比較的少ない燃料消費量により、迅速に乾燥させることができる。したがって、余剰汚泥を脱水機で脱水する工程を削除できるので、固形燃料の製造プラント１の装置構成を簡易にでき、また、固形燃料の製造工程の手間を少なくできる。
【０１３３】
このように、炭化処理によって臭気が低減された有機炭化物を用いた臭気の少ない固形燃料を、その製造過程においても臭気の拡散を防止しながら製造することができる。
【０１３４】
また、上記混合廃棄物処理ライン２の洗浄脱水機３０は、軽量物に旋回力を作用させて洗浄及び脱水を行うので、従来のように紙類を乾燥させるために生石灰を添加する必要が無い。したがって、本発明の固形燃料の製造プラント１で製造された固形燃料は、燃焼する際に生成される灰を従来よりも少なくできる。
【０１３５】
また、上記洗浄脱水機３０は、被処理物の加熱を行なわないので、加熱により被処理物に含まれる塩化ビニル等の塩素含有樹脂が溶融して他の古紙や廃プラスチック等の軽量物に付着することが無い。したがって、塩素含有樹脂の付着により、他の軽量物が固形燃料の材料に使用できなくなって、廃棄物の固形燃料への再生率が低下する不都合を防止できる。
【０１３６】
また、この固形燃料の製造プラント１は、混合廃棄物を処理して可燃物と廃プラスチックを抽出する混合廃棄物処理ライン２を備えるので、この製造プラント１に投入される廃棄物は、可燃物と不燃物と廃プラスチックとに分別されていなくてもよい。したがって、廃棄物の排出者及び回収者のいずれにおいても、廃棄物の分別にかかる手間と費用を削減することができる。
【０１３７】
また、固形燃料製造ライン５で製造されたＲＰＦの一部や、木質廃棄物処理ライン４で生成された木質チップを、有機廃棄物処理ライン３の熱源装置である蒸気ボイラ６の燃料に用いるので、有機廃棄物を乾燥する際に必要な燃料を削減することができる。また、有機廃棄物処理ライン３において、炭化装置４７で有機廃棄物から生成された可燃性ガスをオイルバーナ４７５の燃料に用いると共に、加熱室４７３から排出された熱媒ガスの余剰の熱を蒸気ボイラ６に再利用するので、オイルバーナ４７５や蒸気ボイラ６の燃料を削減することができる。このように、固形燃料の製造プラント１に投入された廃棄物から、固形燃料の製造プラント１で消費する燃料を製造し、また、固形燃料の製造プラント１内で余剰の熱を再利用するので、全体として、化石燃料の使用量を削減できて、二酸化炭素排出量の増大を効果的に削減することができる。
【０１３８】
また、本実施形態の固形燃料の製造プラント１は、家庭や事務所等からの廃棄物を混合廃棄物処理ライン２で処理すると共に、下水処理施設や建築現場や食品工場等で生成された汚泥を有機廃棄物処理ライン３で処理するので、この固形燃料の製造プラント１が設置された地域で排出される廃棄物を、一括して処理することができる。
【０１３９】
上記実施形態において、減圧発酵乾燥装置４４で有機廃棄物を乾燥処理してなる乾燥有機物を、炭化装置４７に投入して炭化を行ったが、炭化装置４７に投入する乾燥有機物は、粒状に形成するのが好ましい。粒状の乾燥有機物は、図１５のリングダイ式成形装置７４と同様の造粒機を用いて形成することができる。粒状の乾燥有機物は、２ｍｍ以上８ｍｍに形成するのが好ましく、４ｍｍ以上６ｍｍ以下であるのが更に好ましい。なお、リングダイ式成形装置以外に、例えばフラットダイ式成形装置等、他の形式の造粒機を用いることもできる。造粒機で粒状化された乾燥有機物は、貯蔵サイロと一体に形成された定量供給機に一旦貯蔵し、所定量を炭化装置４７に巻き出すように構成する。
【０１４０】
このように、造粒機で粒状化した乾燥有機物を炭化装置４７で炭化することにより、炭化装置４７の炭化室４７４で、固形化されて微粒子の少ない乾燥有機物を加熱する。これにより、排気口４７９から排出される可燃性ガスに混入する乾燥有機物や炭化物の微粒子を少なくできる。したがって、可燃性ガスを加熱室４７３や蒸気ボイラ６に供給する可燃性ガス管４８０、炭化装置配管４８１及びボイラ配管４８２内や、加熱室４７３から蒸気ボイラ６の熱交換器を通って集塵機４８６に至る燃焼ガスの経路内に蓄積する粉塵を少なくできる。すなわち、炭化装置４７で炭化する乾燥有機物を粒状に固形化することにより、炭化装置４７で回収する可燃性ガスの粉塵を少なくでき、その結果、可燃性ガスの加熱室４７３での燃焼や、加熱室４７３で燃焼した余剰の熱を蒸気ボイラ６で再利用することや、可燃性ガスの蒸気ボイラ６での燃焼といった複数の用途に、上記可燃性ガスを用いることができる。また、炭化装置４７で炭化する乾燥有機物を粒状に固形化することにより、乾燥有機物や有機炭化物の粉塵の生成による損失を削減でき、有機炭化物の収率を高めることができる。
【０１４１】
また、上記実施形態において、一般廃棄物を混合廃棄物処理ライン２に投入して可燃物を抽出してバインダを形成する一方、有機廃棄物を有機廃棄物処理ライン３に投入して有機炭化物を形成したが、混合廃棄物処理ライン２で混合廃棄物から抽出された生ごみ等の有機物を、有機廃棄物処理ライン３の減圧発酵乾燥装置４４に投入し、乾燥処理を行った後、炭化装置４７で炭化して炭化有機物を形成してもよい。
【０１４２】
上記実施形態において、有機廃棄物処理ライン３の炭化装置４７で生成した可燃性ガスの一部を蒸気ボイラ６の燃料として用いたが、炭化装置４７で生成した可燃性ガスを蒸気ボイラ６の燃料に用いなくてもよい。
【０１４３】
また、上記実施形態において、有機廃棄物として余剰汚泥を用いたが、有機廃棄物として、湖沼や海の底に堆積したヘドロや、農水産業で排出される廃棄物や、食品工場から排出される食品残渣や、一般家庭から排出される生ごみ等、各種産業の生産工程や排水処理に伴って生じる高水分の有機物を用いてもよい。
【０１４４】
また、本実施形態において、有機炭化物に混合するバインダとして、廃プラスチックと、廃紙や木屑等の植物由来の廃棄物とを用いたが、バインダは少なくとも熱可塑性のプラスチック成分を含んでいればよい。
【０１４５】
上記実施形態では、有機廃棄物処理ライン３で本発明の有機廃棄物の炭化方法により有機炭化物を形成し、この有機炭化物を用いて固形燃料を製造する場合を例示したが、本発明の有機廃棄物の炭化方法により形成した有機炭化物は、燃料のほか、肥料、凝集剤、吸着剤、ろ過材、土壌改良剤、融雪剤、又は、還元剤に用いてもよい。
【符号の説明】
【０１４６】
１ 固形燃料の製造プラント
２ 混合廃棄物処理ライン
３ 有機廃棄物処理ライン
４ 木質廃棄物処理ライン
５ 固形燃料製造ライン
４４ 減圧発酵乾燥装置
４７ 炭化装置
７１ 成形装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば余剰汚泥等の有機廃棄物を用いた固形燃料の製造方法及び製造プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
下水汚泥は、含有する水分量が９９ｗｔ％（質量百分率）を越えると共に臭気が強く、その多くは、活性汚泥法による曝気工程と沈殿工程を経て余剰汚泥とされた後、産業廃棄物として、埋立てや焼却等の最終処分が行われている。
【０００３】
最近、地球環境への配慮が高まりつつあることに伴い、余剰汚泥の埋め立てによる土壌汚染や、余剰汚泥の焼却による大気中への二酸化炭素の排出が問題となっている。これらの問題に関連し、余剰汚泥を材料に用いて固形燃料を製造することにより、余剰汚泥の埋め立て量の削減や、化石燃料との置き換えによる二酸化炭素の排出量の削減が期待されている。
【０００４】
従来、下水汚泥を用いて固形燃料を製造する方法として、下水汚泥に乾燥処理を行って０〜５０ｗｔ％の含水量とした後、２５０〜５００℃の温度で炭化処理を行って汚泥炭化物を形成し、この汚泥炭化物に廃油等を混合して造粒する技術が提案されている（特許文献１参照）。上記乾燥処理では、下水汚泥をフィルタープレスなどの脱水機で処理して脱水汚泥とした後に、天日又は乾燥機等で乾燥させて、含水量を０〜５０ｗｔ％に調整している。また、上記炭化処理では、スクリュー炭化炉やロータリーキルン炭化炉などが使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１５２０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の固形燃料を製造する方法は、乾燥処理において、下水汚泥をフィルタープレスで脱水した後、天日又は乾燥機で乾燥させるので、脱水により分離した水に含まれる臭気や、天日で乾燥させる際に拡散する臭気により、周辺環境に悪影響を及ぼすおそれがある。また、乾燥処理に、脱水機のほか、天日乾燥装置や乾燥機を用いるので手間と時間がかかり、特に、天日乾燥を行う場合に時間がかかる問題がある。また、乾燥処理に乾燥機を用いる場合、一般的に、乾燥用の熱を生成するために化石燃料を用いるので、燃料費が嵩み、また、二酸化炭素の排出量が多い問題がある。さらに、炭化処理においても、炭化炉の燃料に化石燃料を用いると、燃料費が嵩み、また、二酸化炭素の排出量が多い問題がある。この場合、廃棄物の利用による二酸化炭素排出量の削減効果が、減殺される問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、有機廃棄物の乾燥及び炭化を、脱臭しながら比較的短時間かつ少ない工程で行うことができ、しかも、化石燃料の使用量を削減できて、効果的に燃料費の削減と二酸化炭素排出量の削減ができる固形燃料の製造方法と製造プラントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の固形燃料の製造方法は、有機廃棄物を、微生物を添加して減圧環境で加熱して乾燥有機物を形成する減圧乾燥工程と、
上記減圧乾燥工程で有機廃棄物から蒸発した水分を凝縮する凝縮工程と、
上記凝縮工程で水分を冷却すると共に微生物が添加された冷却水に、上記凝縮工程で生じた凝縮水と、上記減圧乾燥工程で生じた臭気を含む気体とを混合し、この冷却水を冷却する混合冷却工程と、
上記乾燥有機物を低酸素環境下で加熱して、有機炭化物を形成すると共に可燃性ガスを生成する炭化工程と、
上記炭化工程で乾燥有機物から生成された可燃性ガスを、上記減圧乾燥工程又は炭化工程における加熱用の燃料として燃焼させる燃焼工程と、
上記有機炭化物を、バインダと混合し、成形する混合成形工程と
を備えることを特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、減圧乾燥工程で、有機廃棄物を、微生物を添加して減圧環境で加熱して乾燥有機物を形成する。有機廃棄物に微生物を添加して減圧環境で加熱するので、有機廃棄物が、例えば余剰汚泥等のように水分量が９０ｗｔ％を越えるものであっても、微生物の分解作用で臭気を抑えると共に、沸点を降下させて比較的低い加熱温度で乾燥させることができる。このように、減圧による沸点の降下により、乾燥のための加熱温度を比較的低くできるので、加熱のために使用する燃料を比較的少なくできると共に、有機廃棄物に添加される微生物の死滅を防止でき、臭気の削減効果を安定して奏することができる。ここで、有機廃棄物とは、各種産業の生産工程や排水処理、或いは、都市基盤から排出されて有機物を含む廃棄物を広くいい、例えば活性汚泥法による汚泥処理に伴って生じた余剰汚泥や、湖沼や海の底に堆積したヘドロや、農水産業で排出される廃棄物や、食品工場から排出される食品残渣や、一般家庭から排出される生ごみ等が該当する。
【００１０】
ここで、上記減圧乾燥工程で、有機廃棄物の加熱温度を比較的低くすることにより、上記有機廃棄物からの可燃性ガスの生成量を抑えることができる。この減圧乾燥工程での可燃性ガスの生成量を抑えることにより、減圧乾燥工程の後の炭化工程で、可燃性ガスを多く採取することができる。したがって、有機廃棄物から効率的に可燃性ガスを生成して採取することができ、この可燃性ガスを減圧乾燥工程又は炭化工程の加熱用の燃料として燃焼させる燃焼工程において、有機廃棄物から生成された可燃性ガスを多く用いることができる。すなわち、上記減圧乾燥工程及び炭化工程の加熱に必要な燃料に対して、炭化工程で生成された可燃性ガスを用いる割合を高めることができる。その結果、上記加熱のために新たに使用する化石燃料を削減することができる。その結果、燃料費を削減でき、また、化石燃料の使用に伴う温室効果ガスや大気汚染物質の排出量を削減することができる。また、有機廃棄物から生成された可燃性ガスを燃焼させるので、有機廃棄物の臭気を効果的に低減することができる。
【００１１】
また、凝縮工程により、上記減圧乾燥工程で有機廃棄物から蒸発した水分を凝縮する。この凝縮工程で用いられる冷却水であって微生物が添加された冷却水に、混合冷却工程により、上記凝縮工程で生じた凝縮水と、上記減圧乾燥工程で生じた臭気を含む気体とを混合し、この冷却水を冷却する。これにより、冷却水を冷却すると共に、凝縮水や気体に含まれる臭気を、冷却水の微生物で分解して脱臭することができる。したがって、減圧乾燥工程における有機廃棄物の乾燥を促進すると共に、有機廃棄物の乾燥に伴って生じる臭気の拡散を効果的に防止できる。
【００１２】
このように、本発明の固形燃料の製造方法によれば、例えば余剰汚泥のように水分量が多くかつ臭気の強い有機廃棄物を、効率よく迅速に、しかも、比較的低廉な燃料消費により、温室効果ガスや大気汚染物質の排出量を削減しながら、さらに、臭気の拡散を防止しながら乾燥及び炭化させて、臭気の少ない固形燃料を製造することができる。
【００１３】
上記炭化工程において、低酸素環境とは、乾燥有機物が置かれる雰囲気中の酸素濃度が、容積割合で５％以上１２％以下であることをいう。また、上記炭化工程において、乾燥有機物の加熱温度は、３５０℃以上５００℃以下であるのが好ましく、乾燥有機物の加熱時間は、５分以上１０分以下であるのが好ましい。これらの酸素濃度と加熱温度と加熱時間の条件により、乾燥有機物を炭化させると共に、乾燥有機物から、例えば水素、一酸化炭素及びメタン等を含む可燃性ガスを生成することができる。
【００１４】
一実施形態の固形燃料の製造方法は、上記炭化工程における加熱の余剰の熱を、上記減圧乾燥工程における加熱に利用する。
【００１５】
上記実施形態によれば、炭化工程で乾燥有機物から生成された可燃性ガスを、炭化工程の加熱用の燃料として燃焼工程で燃焼させ、この炭化工程における加熱の余剰の熱を、減圧乾燥工程の加熱に利用することにより、炭化工程よりも多くの熱量が必要である減圧乾燥工程に、安定して熱を供給することができる。また、固形燃料の製造方法の全体として、熱の無駄な消費を削減できる。
【００１６】
一実施形態の固形燃料の製造方法は、上記減圧乾燥工程で生じた気体を、この減圧乾燥工程における有機廃棄物の加熱用の燃焼空気として供給する燃焼空気供給工程を備える。
【００１７】
上記実施形態によれば、減圧乾燥工程で生じた気体を、この減圧乾燥工程において有機廃棄物を加熱するための燃焼空気として、例えばバーナ等の熱源装置に供給することにより、気体の臭気成分を燃料と共に燃焼させて、減圧乾燥工程で生じる臭気を除去することができる。
【００１８】
一実施形態の固形燃料の製造方法は、上記炭化工程の前に、上記減圧乾燥工程で形成された乾燥有機物を粒状化する粒状化工程を備え、
上記炭化工程で、粒状化された上記乾燥有機物を加熱する。
【００１９】
上記実施形態によれば、粒状化工程により、減圧乾燥工程で形成された乾燥有機物を粒状化するので、乾燥有機物が固形化されて、粉末状の乾燥有機物が少なくなる。したがって、粒状化された乾燥有機物を加熱する炭化工程において、粉末状の乾燥有機物や有機炭化物が排気と共に排出される量が少なくなる。その結果、乾燥有機物から有機炭化物を形成する間に生じる損失を削減でき、有機炭化物の収率を高めることができる。また、炭化工程において排気と共に排出される粉末を少なくできるので、排気から粉末を収集する集塵装置を小型にでき、また、集塵装置の保守等の手間を少なくできる。その結果、炭化工程における集塵に関する費用や手間を少なくできる。
【００２０】
なお、乾燥有機物の粒状化とは、減圧乾燥工程で形成された乾燥有機物を、２ｍｍ以上８ｍｍ以下の固形の粒に形成することをいう。粒状化は、いわゆるペレットミル等の造粒機によって行うことができる。
【００２１】
本発明の固形燃料の製造プラントは、微生物が添加された有機廃棄物を、減圧環境で加熱して乾燥有機物を形成する減圧乾燥装置と、
上記乾燥有機物を低酸素環境下で加熱して、有機炭化物を形成すると共に可燃性ガスを生成する炭化装置と、
上記有機炭化物を、バインダと混合して成形し、固形燃料を形成する成形装置とを備え、
上記減圧乾燥装置は、有機廃棄物が投入されて内部を減圧するケーシングと、ケーシング内に回転可能に配置されて有機廃棄物を攪拌する攪拌部と、ケーシングの少なくとも一部に設けられて有機廃棄物を加熱する加熱部と、上記有機廃棄物からの蒸気を凝縮する凝縮部と、この凝縮部に供給されて微生物が添加された冷却水と、上記凝縮部で生じた凝縮水と、上記有機廃棄物の乾燥によって生じた臭気を含む気体とをケーシングから吸引する吸引ポンプと、上記冷却水に上記吸引ポンプで吸引された凝縮水と気体とを混合すると共にこの冷却水を冷却する混合冷却器とを有し、
上記減圧乾燥装置及び炭化装置のうちの少なくとも一方の加熱用に、上記炭化装置で乾燥有機物から生成された可燃性ガスを燃料として用いることを特徴としている。
【００２２】
上記構成によれば、減圧乾燥装置により、微生物が添加された有機廃棄物が、減圧環境で加熱されて乾燥有機物が形成される。すなわち、内部が減圧されたケーシング内に有機廃棄物が投入され、この有機廃棄物が加熱部で加熱されると共に、攪拌部で攪拌される。有機廃棄物に微生物が添加されて減圧環境で加熱されるので、有機廃棄物が、例えば余剰汚泥等のように水分量が９８ｗｔ％を越えるものであっても、微生物の分解作用で臭気が抑えられると共に、沸点が降下して比較的低い加熱温度で乾燥する。このように、減圧による沸点の降下により、加熱部による加熱温度を比較的低くできるので、加熱部の熱源装置に使用する燃料を比較的少なくできると共に、有機廃棄物に添加される微生物の死滅を防止でき、臭気の削減効果を安定して奏することができる。ここで、有機廃棄物とは、各種産業の生産工程や排水処理、或いは、都市基盤から排出されて有機物を含む廃棄物を広くいい、例えば活性汚泥法による汚泥処理に伴って生じた余剰汚泥や、湖沼や海の底に堆積したヘドロや、農水産業で排出される廃棄物や、食品工場から排出される食品残渣や、一般家庭から排出される生ごみ等が該当する。
【００２３】
上記減圧乾燥装置は、加熱部による有機廃棄物の加熱温度を比較的低く設定することにより、上記有機廃棄物からの可燃性ガスの生成量を抑えることができる。この減圧乾燥装置による処理を行う際の可燃性ガスの生成量を抑えることにより、炭化装置で乾燥有機物を処理する際に、可燃性ガスを多く採取することができる。したがって、有機廃棄物から効率的に可燃性ガスを生成して採取することができ、この可燃性ガスを減圧乾燥装置の加熱用の燃料として、又は、炭化装置の加熱用の燃料として燃焼させる際に、有機廃棄物から生成された可燃性ガスを多く用いることができる。すなわち、上記減圧乾燥装置及び炭化装置の加熱に必要な燃料に対して、炭化装置で生成された可燃性ガスを用いる割合を高めることができる。その結果、上記減圧乾燥装置及び炭化装置の加熱のために新たに使用する化石燃料を削減することができる。その結果、燃料費を削減でき、また、化石燃料の使用に伴う二酸化炭素の排出量を削減することができる。また、有機廃棄物から生成された可燃性ガスを燃焼させるので、有機廃棄物の臭気を効果的に低減することができる。
【００２４】
また、上記減圧乾燥装置では、有機廃棄物から蒸発した水分が凝縮部で凝縮される。この凝縮部に供給されて微生物が添加された冷却水に、混合冷却器によって、吸引ポンプで吸引された上記凝縮水とケーシング内の気体とが混合され、冷却される。これにより、冷却水を冷却すると共に、凝縮水や気体の臭気を冷却水の微生物で分解して脱臭することができる。したがって、有機廃棄物の乾燥を促進すると共に、有機廃棄物の乾燥に伴って生じる臭気の拡散を効果的に防止できる。
【００２５】
このように、本発明の固形燃料の製造プラントによれば、例えば余剰汚泥のように水分量が多くかつ臭気の強い有機廃棄物を、効率よく迅速に乾燥させ、比較的少ない燃料の消費量のもと、二酸化炭素等の温室効果ガスの発生と窒素酸化物等の大気汚染物質の発生を抑制しながら炭化でき、しかも、減圧乾燥装置と炭化装置による処理中の臭気の拡散を防止しながら、臭気の少ない固形燃料を製造することができる。
【００２６】
上記炭化装置による炭化工程において、低酸素環境とは、乾燥有機物が置かれる雰囲気中の酸素濃度が、容積割合で５％以上１２％以下であることをいう。また、上記炭化装置による炭化工程において、乾燥有機物の加熱温度は、３５０℃以上５００℃以下であるのが好ましく、乾燥有機物の加熱時間は、５分以上１０分以下であるのが好ましい。これらの酸素濃度と加熱温度と加熱時間の条件により、乾燥有機物を炭化させると共に、乾燥有機物から、例えば水素、一酸化炭素及びメタン等を含む可燃性ガスを生成することができる。
【００２７】
一実施形態の固形燃料の製造プラントは、上記炭化装置で乾燥有機物を加熱する際の余剰の熱を、上記減圧乾燥装置の加熱部に供給して利用する。
【００２８】
上記実施形態によれば、炭化装置で乾燥有機物から生成された可燃性ガスを、炭化装置で乾燥有機物を加熱する燃料として燃焼させ、この炭化装置で加熱する際に生じた余剰の熱を、減圧乾燥装置の加熱部に供給して利用することにより、乾燥有機物を炭化するときよりも多くの熱量が必要である有機廃棄物の乾燥のために、減圧乾燥装置に安定して熱を供給することができる。また、固形燃料の製造プラントの全体として、熱の無駄な消費を削減できる。
【００２９】
一実施形態の固形燃料の製造プラントは、上記減圧乾燥装置のケーシング内の気体を吸引し、この減圧乾燥装置の加熱用の熱源装置に、上記吸引した気体を燃焼空気として供給する第２の吸引ポンプを備える。
【００３０】
上記実施形態によれば、減圧乾燥装置で生じた気体を、第２の吸引ポンプによって、この減圧乾燥装置の加熱用の熱源装置に燃焼空気として供給することにより、気体の臭気成分を燃料と共に燃焼させて、減圧乾燥装置で生じる臭気を除去することができる。
【００３１】
一実施形態の固形燃料の製造プラントは、上記減圧乾燥装置で形成され、上記炭化装置に投入される前の乾燥有機物を粒状化する粒状化装置を備える。
【００３２】
上記実施形態によれば、粒状化装置により、減圧乾燥装置で形成された乾燥有機物を粒状化するので、乾燥有機物が固形化されて、粉末状の乾燥有機物が少なくなる。したがって、粒状化された乾燥有機物を炭化装置で加熱する際に、粉末状の乾燥有機物や有機炭化物が排気と共に排出される量が少なくなる。その結果、乾燥有機物から有機炭化物を形成する間に生じる損失を削減でき、有機炭化物の収率を高めることができる。また、炭化装置から排気と共に排出される粉末が少ないので、排気から粉末を収集して除去する集塵装置を小型にでき、また、集塵装置の保守等の手間を少なくできる。その結果、炭化装置からの排気の集塵に関する費用や手間を少なくできる。
【００３３】
なお、乾燥有機物の粒状化とは、減圧乾燥装置で形成された乾燥有機物を、２ｍｍ以上８ｍｍ以下の固形の粒に形成することをいう。粒状化装置として、例えばペレットミル等の造粒機を用いることができる。
【００３４】
一実施形態の固形燃料の製造プラントは、上記バインダは、木質材料、紙材料及びプラスチック材料のうちの少なくとも１つを含む。
【００３５】
上記実施形態によれば、木質材料、紙材料及びプラスチック材料のうちの少なくとも１つを含むバインダを、有機炭化物と混合して成形することにより、形状を安定して保持できる固形燃料を製造できる。
【００３６】
一実施形態の固形燃料の製造プラントは、上記減圧乾燥装置で処理される有機廃棄物に、木質材料の粉末が添加されている。
【００３７】
上記実施形態によれば、木質材料の粉末を有機廃棄物に添加することにより、減圧乾燥装置の処理対象の水分量を低減でき、迅速に乾燥有機物を生成できる。木質材料の粉末としては、廃木材や間伐材等を粉砕してなるオガ粉を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施形態の固形燃料の製造プラントの構成を示すブロック図である。
【図２】混合廃棄物処理ラインの構成を示す模式図である。
【図３】揺動型分別機の主要部を示す模式図である。
【図４】風力選別機の主要部を示す模式図である。
【図５】洗浄脱水機を示す模式図である。
【図６】光学式選別装置を示す模式図である。
【図７】有機廃棄物処理ラインの構成を示す模式図である。
【図８】減圧発酵乾燥装置の構成を示す模式図である。
【図９】減圧発酵乾燥装置のケーシング内を示す縦断面図である。
【図１０】混合冷却器を示す模式図である。
【図１１】炭化装置を示す模式断面図である。
【図１２】木質廃棄物処理ラインの構成を示す模式図である。
【図１３】固形燃料製造ラインの構成を示す模式図である。
【図１４】スクリュー式成形装置の一部を示す断面図である。
【図１５】リングダイ式成形装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の固形燃料の製造プラントの実施形態を、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４０】
本実施形態の固形燃料の製造プラントは、有機廃棄物を処理して有機炭化物を生成すると共に、可燃物と不燃物が混合して存在する混合廃棄物を処理して可燃物を抽出し、有機炭化物に可燃物をバインダとして混合して固形燃料を製造するプラントであり、図１は、固形燃料の製造プラントの全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、固形燃料の製造プラント１は、混合廃棄物を処理する混合廃棄物処理ライン２と、有機廃棄物を処理する有機廃棄物処理ライン３と、木質廃棄物処理ライン４と、固形燃料を製造する固形燃料製造ライン５と、有機廃棄物処理ライン３に蒸気を供給する蒸気ボイラ６を備える。
【００４１】
混合廃棄物処理ライン２は、家庭や事務所等から排出された主に一般廃棄物を処理するものであり、可燃物と不燃物とが混在した状態で投入される。ここで、可燃物とは、例えば古紙や天然繊維や廃木材等の植物由来の廃棄物と、例えば化繊布や食品トレイやビニル袋や玩具や文具等の廃プラスチックとを含む。また、不燃物とは、例えば金属製品や陶器やガラス瓶等である。なお、可燃物と不燃物は、互いに分別収集された状態で投入されてもよく、或いは、混合されて収集された状態で投入されてもよい。廃棄物が分別されている場合、可燃物のうちの植物由来廃棄物と廃プラスチックとが、さらに分別されていてもよく、又は、混在していてもよい。この混合廃棄物処理ライン２は、投入された可燃物と不燃物を分別し、可燃物を洗浄及び乾燥して抽出する。混合廃棄物処理ライン２で抽出された可燃物が、固形燃料製造ライン５で製造する固形燃料のバインダとして用いられる。
【００４２】
有機廃棄物処理ライン３は、有機廃棄物を処理するものであり、特に、水分量が概ね８０ｗｔ％を越える高水分の有機廃棄物を処理する。有機廃棄物としては、例えば余剰汚泥や、食品工場から排出された食品残渣や、湖沼や海の底に堆積したヘドロ等が該当する。この有機廃棄物処理ライン３は、有機廃棄物を減圧環境で発酵及び乾燥させて、水分量が概ね５０ｗｔ％以下の乾燥有機物を生成する。さらに、有機廃棄物処理ライン３では、乾燥有機物を炭化処理して有機炭化物を形成する。本実施形態では、この有機廃棄物処理ライン３で、本発明の有機廃棄物の炭化方法を行う。有機廃棄物処理ライン３は、有機廃棄物として余剰汚泥を処理するが、余剰汚泥に加えて生ごみ等が投入されてもよい。この有機廃棄物処理ライン３で形成された有機炭化物は、固形燃料製造ライン５で製造する固形燃料の材料に用いられる。
【００４３】
また、有機廃棄物処理ライン３は、有機廃棄物に乾燥処理と炭化処理を行うことにより、可燃性ガスを生成する。この可燃性ガスは、有機廃棄物の材料に応じて、水素、一酸化炭素及びメタン等を含む。この可燃性ガスは、有機廃棄物処理ライン３内の炭化装置の加熱用の燃料として使用されるほか、蒸気ボイラ６に燃料として供給される。
【００４４】
木質廃棄物処理ライン４は、木質廃棄物を処理するものであり、建築物の解体によって生じた廃木材や、間伐材や、材木端材等の木質廃棄物が投入される。この木質廃棄物処理ライン４は、木質廃棄物を破砕して、木質チップ及びオガ粉を形成する。木質廃棄物処理ライン４で形成されたオガ粉は、有機廃棄物処理ライン３で処理される有機廃棄物に混合される。木質廃棄物処理ライン４で形成された木質チップは、固形燃料製造ライン５で木質材料として用いられると共に、蒸気ボイラ６の燃料として用いられる。ここで、有機廃棄物に混合されるオガ粉は直径が概ね４ｍｍ以下であり、好ましくは２．５ｍｍ以下である。固形燃料の木質材料及び蒸気ボイラ６の燃料として用いられる木質チップは、直径が概ね２〜２０ｍｍである。
【００４５】
固形燃料製造ライン５は、有機廃棄物処理ライン３で生成された有機炭化物に、混合廃棄物処理ライン２で抽出された廃プラスチック及び植物由来の廃棄物を含む可燃物をバインダとして混合し、成形して固形燃料を製造するものであり、固形燃料としてのＲＰＦ（廃紙廃プラスチック燃料）を製造する。固形燃料製造ライン５で製造されたＲＰＦは、一部が蒸気ボイラ６の燃料として用いられる。
【００４６】
ここで、固形燃料製造ライン５は、有機廃棄物処理ライン３で生成された有機炭化物と、混合廃棄物処理ライン２で抽出された廃プラスチック及び植物由来廃棄物を、次のような割合で配合してＲＰＦを製造する。なお、植物由来廃棄物には、木質廃棄物処理ライン４で生成された木質チップを含んでもよい。ＲＰＦを製造するための材料の配合割合の一例は、有機炭化物が概ね４０ｗｔ％であり、廃プラスチックが概ね４０ｗｔ％であり、かつ、植物由来廃棄物が概ね２０ｗｔ％である。この配合割合のＲＰＦは、約６５００kcal/kgの熱量を生成することができ、各種のボイラやバーナの燃料として十分な実用性を有する。なお、石炭と同等の熱量で足りる場合は、有機炭化物が概ね６０ｗｔ％であり、廃プラスチックが概ね３０ｗｔ％であり、かつ、木屑及び／又は紙屑が概ね１０ｗｔ％の割合でよく、この配合割合で製造したＲＰＦは、約５５００kcal/kgの熱量を有する。
【００４７】
蒸気ボイラ６は、有機廃棄物処理ライン３で有機廃棄物を乾燥させるための加熱媒体としての蒸気を生成するものであり、固形燃料製造ライン５で製造されたＲＰＦと、木質廃棄物処理ライン４で形成された木質チップと、有機廃棄物処理ライン３で生成された可燃性ガスの少なくとも一つを用いる。また、蒸気ボイラ６には、有機廃棄物処理ライン３で乾燥有機物を炭化させる際の余剰の熱が、熱媒体としての高温ガスが供給されることにより供給される。
【００４８】
以下、各ラインの構成と、各ラインで行われる処理の詳細を、ライン毎に説明する。
【００４９】
図２は、混合廃棄物処理ライン２の構成を示す模式図である。混合廃棄物処理ライン２には、家庭や事務所等から排出された廃棄物が、まず、粗破砕機２１に受け入れられる。粗破砕機２１は、廃棄物の粗破砕を行うものであり、廃棄物が袋や容器等に包まれている場合、袋や容器を破壊して廃棄物を個片化する破袋作用を奏する。粗破砕機２１は、下方に狭くなった処理空間を形成する傾斜側板付きホッパを有したケーシング内に、回転駆動されるロータを収容している。ロータは、長手方向に複数組配列されたなぎなた状の破袋刃を有し、破袋刃の間に横断方向に配置された上仕切り板の中央部の上部に軸受で軸承されている。上仕切り板の下には、円弧面上に固定刃の縦通材が複数固定されて粗いスクリーンを形成した下仕切り板が設けられている。なお、粗破砕機２１として、公知のハンマークラッシャーやロータリスクリュークラッシャーを用いてもよい。スクリュークラッシャーは、二軸型と一軸型のいずれでもよい。
【００５０】
粗破砕機２１によって粗破砕された廃棄物は、コンベヤで搬送される途中で、磁選機２２によって鉄等の磁性物が除去される。磁性物が除去された廃棄物は、１軸型の破砕機２３に供給され、約１５０ｍｍ程度の大きさに破砕される。破砕機２３で破砕された廃棄物は、揺動型分別機２４に供給される。
【００５１】
揺動型分別機２４では、軽量物と、重量物と、小径物に分別される。軽量物は、かさ比重が比較的小さいものであり、可燃物のうち、シート状又は板状の紙や布、及び、繊維屑等が含まれる。また、廃プラスチックのうち、シート状又は薄板状の樹脂が含まれる。重量物は、かさ比重が比較的大きいものであり、可燃物のうち、木片が含まれる。また、廃プラスチックのうち、樹脂製の容器やボトルが含まれる。また、不燃物のうち、寸法の比較的大きい金属や陶器やガラス等が含まれる。小径物は、真比重が比較的大きくて小径のものであり、金属の粒や、陶器の粒や、土砂等が含まれる。
【００５２】
揺動型分別機２４は、図３に主要部を示すように、長手方向に傾斜して設置され、下から上に向かって廃棄物に送りを掛けるように揺動する複数の短冊状篩板２４１と、モータ２４２の回転力がチェーン２４３を介して入力されて、短冊状篩板２４１を揺動駆動するクランク機構２４４を備える。短冊状篩板２４１上には、被処理物（廃棄物）に送りを掛ける突起２４５が複数設けられている。揺動型分別機２４の主要部が収容されたケーシング内に、矢印Ｗ１で示すように上方から投入された廃棄物は、短冊状篩板２４１の揺動によって、軽量物が矢印Ｗ２で示すように上方に送られる一方、重量物は自重によって矢印Ｗ３で示すように短冊状篩板２４１の下方端に移動し、小径物は短冊状篩板２４１の篩目から矢印Ｗ４で示すように下方に落下する。こうして、廃棄物が、軽量物と、重量物と、小径物に分別される。小径物は、トレイに貯留された後、廃棄される。
【００５３】
揺動型分別機２４で分別された重量物は、１軸型破砕機２５で破砕された後、スクリューコンベヤ２６で搬送される。スクリューコンベヤ２６の終端には、風力選別機２７が設けられており、破砕物が、樹脂製容器やボトル等の破砕であるプラスチック片や木屑等の軽量物と、陶器片やガラス片や金属片等の重量物とに分別される。風力選別機２７は、図４に主要部を示すように、竪形のジグザグ管路２７１の下部の供給口２７１ａから矢印Ｗ５で示すように破砕物が連続的に供給され、ブロワ２７２によって下から上に流れる空気により、プラスチック片等の軽量の可燃物と、陶器片等の重量の不燃物とに選別する。空気流は、ジグザグ管路２７１の下端部の給気口２７１ｂに供給されてジグザグ管路２７１中を流れ、上端部からサイクロンセパレータ２７３まで軽量可燃物を搬送する。軽量可燃物を搬送した空気は、サイクロンセパレータ２７３で軽量可燃物が分離された後に、ブロワ２７２に吸引される。軽量可燃物は、矢印Ｗ６で示すように、ロータリーシール弁を介して、サイクロンセパレータ２７３の下端から排出され、貯蔵サイロと一体に形成された定量供給機５０に貯蔵される。重量不燃物は、矢印Ｗ７で示すようにベルトコンベヤ２８上に排出される。
【００５４】
重量不燃物は、ベルトコンベヤ２８で搬送される途中で、磁選機２９によって鉄等の磁性物が除去される。磁性物は、図示しないホッパに貯留されて再生資源として利用される一方、磁性物が除去された重量不燃物は、トレイに貯留された後、廃棄される。
【００５５】
一方、揺動型分別機２４で分別された軽量物は、洗浄脱水機３０に送られる。洗浄脱水機３０は、図５に模式図を示すように、ケーシング３０１の一端に形成された投入口３０１ａに、矢印Ｗ８で示すように、軽量物が、水及び空気と共に投入される。水には、オゾンや脱臭酵素等の脱臭剤が添加される。ケーシング３０１内には、回転軸３０２に取り付けられて、軽量物に送りをかけるように回転駆動される複数のパドル３０３が配置されている。また、ケーシング３０１内には、パドル３０３を取り囲むように多孔筒３０４が配置されている。軽量物は、パドル３０３によって多孔筒３０４内を他端側に送られるに伴い、汚れが水分と共に除去されて洗浄され、乾燥する。軽量物から水と共に除去された汚れは、汚水となって多孔筒３０４の外側に排出され、ケーシング３０１の下部に集められる。この汚水は、ケーシング３０１の下部に配置された排出コンベヤ３０５により、矢印Ｗ９で示すようにケーシング３０１外に排出される。ケーシング３０１外に排出された汚水は、有機廃棄物処理ライン３に投入される。
【００５６】
洗浄されて乾燥した軽量物は、ケーシング３０１の他端に形成された排出口３０１ｂから、この排出口３０１ｂに接続された取り出しコンベヤ３０６によって排出される。取り出しコンベヤ３０６の終端には、上下に延びる縦管３０７が取り付けられており、縦管３０７の取り出しコンベヤ３０６の接続位置よりも下方から上に向かって、ブロワ３０８による空気流が形成される。縦管３０７内を下から上に流れる空気により、取り出しコンベヤ３０６から排出された軽量物が、紙やプラスチックや布や繊維屑等の可燃物と、軽量物に混入していた金属粒等の不燃物とに選別される。空気流は、矢印Ｗ１０で示すように、可燃物を縦管３０７からサイクロンセパレータ３１まで搬送し、サイクロンセパレータ３１で可燃物が分離された後にブロワ３０８によって吸引される。一方、不燃物は、矢印Ｗ１１で示すように、縦管３０７の下端から自重によって排出される。
【００５７】
このように、洗浄脱水機３０は、軽量物に旋回力を作用させて洗浄及び脱水を行うので、被処理物である軽量物を加熱する必要が無い。したがって、洗浄脱水機３０にはボイラやバーナ等の熱源装置が不要であるから、従来よりも設備コストを低減できると共に、化石燃料の使用による二酸化炭素の排出を防止できる。
【００５８】
サイクロンセパレータ３１で分離された紙やプラスチック等の可燃物は、定量供給機３２に送られて一時貯留される。可燃物は、定量供給機３２から振動スクリーン３３に供給される。振動スクリーン３３は、傾斜して配置されたスクリーンと、スクリーンを振動させる振動機構を有し、後続する塩素含有樹脂除去装置としての光学式選別装置３５の移送装置の上方にスクリーンの下端が位置するように配置されている。振動スクリーン３３は、定量供給機３２からスクリーンの上端部に投入された軽量物を、スクリーンの振動作用によって下端から幅方向に満遍なく排出する。これにより、光学式選別装置３５の移送装置の上面に、軽量物を均一に配置するようになっている。
【００５９】
図６は、光学式選別装置３５を示す模式図である。光学式選別装置３５は、被処理物を移送する移送装置としてのベルトコンベヤ３５１と、ベルトコンベヤ３５１の終端部の近傍に配置され、被処理物に電磁波としての近赤外線を照射し、その反射波を受ける光学ユニット３５２と、被処理物に圧縮空気を噴射する噴射部としてのエアガン３５３と、光学ユニット３５２及びエアガン３５３に接続された制御部３５４を備える。エアガン３５３は、圧縮空気を供給するコンプレッサユニット３５５に接続されている。光学ユニット３５２は、ベルトコンベヤ３５１上の軽量物に近赤外線を照射する電磁波照射部としての照射部３５６と、軽量物で反射された近赤外線の反射波を受ける反射波検出部としての受光部３５７を有する。照射部３５６は、ベルトコンベヤ３５１のベルトの進行方向の前後から近赤外線を照射する一対のランプが、ベルトコンベヤ３５１のベルトの幅方向に複数個配列されて形成されている。照射部３５６の各対のランプの間に、直下からの近赤外線を受光するように、受光部としての近赤外線カメラ３５７のレンズが配置されている。
【００６０】
ベルトコンベヤ３５１は、振動スクリーン３３から、被処理物としての軽量物がベルトの上面に供給され、この軽量物を終端側に移送する。軽量物が光学ユニット３５２の下方に達すると、光学ユニット３５２の照射部３５６が近赤外線を軽量物に照射し、照射された近赤外線が軽量物で反射してなる反射波を、近赤外線カメラ３５７のレンズが受ける。近赤外線カメラ３５７は、近赤外線の反射波を受け、近赤外線の反射波の波長及び強度を表す情報を制御部３５４に出力する。制御部３５４は、近赤外線カメラ３５７から入力された情報に基づき、個々の軽量物からの反射波（近赤外線）の波長及び強度を解析し、スペクトル分布のパターンに基づいて軽量物の材料を判別する。判別された材料が、塩素含有樹脂としての塩化ビニルであると、制御部３５４は、この塩化ビニル製の軽量物である廃プラスチックを、ベルトコンベヤ３５１から除去する。すなわち、塩化ビニル製の廃プラスチックがベルトコンベヤ３５１の終端に達するタイミングで、エアガン３５３を作動させて圧縮空気を塩化ビニル製の廃プラスチックに向けて噴射する。塩化ビニル製の廃プラスチックは、圧縮空気を受けて吹き飛ばされて、ベルトコンベヤ３５１の終端から遠い側に設けられた回収室３５８に回収される。塩化ビニル製の廃プラスチック以外の軽量物は、ベルトコンベヤ３５１の終端から下方に落下して、ベルトコンベヤ３５１の終端に近い側に設けられた回収室３５９に回収される。
【００６１】
このようにして、軽量物を洗浄脱水機３０で洗浄及び脱水を行った後、塩素を含有する樹脂を光学式選別装置３５で判別して除去するので、従来のように、廃プラスチックを窒素雰囲気下で加熱を行なって塩素分を離脱させると共に紙類を水洗いして脱塩を行うよりも、簡易な装置で少ない工程により、低コストで塩素含有物を除去することができる。
【００６２】
また、軽量物は、洗浄脱水機３０で洗浄されて付着物が除去され、乾燥された状態で、光学式選別装置３５に送られる。したがって、光学式選別装置３５において、軽量物に照射された電磁波が付着物で干渉されることなく反射されるので、軽量物の材料を精度良く判別することができる。その結果、塩化ビニル等の塩素含有樹脂を軽量物から精度良く除去することができるので、燃焼する際にダイオキシンを発生しない固形燃料を、材料となる廃棄物に対して高い再生率で製造することができる。
【００６３】
なお、光学式選別装置３５は、近赤外線の反射波のスペクトル分布に基づいて、塩化ビニル以外の種々の材料を判別できる。例えば、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンを判別でき、また、紙と木を判別することができる。したがって、光学式選別装置３５により、塩化ビニル以外の材料を軽量物から判別して回収してもよい。
【００６４】
ここまで、揺動型分別機２４で分別された軽量物に施す処理を説明したが、揺動型分別機２４で分別された重量物もまた、同様の処理を施すことができる。すなわち、重量物に対して、風力選別機２７で分別された軽量可燃物に対して、洗浄脱水機３０と同様の構成を有する洗浄脱水機で洗浄と脱水と分別を行った後、サイクロンセパレータと、定量供給機と、振動スクリーンとを経て、光学式選別装置３５と同様の構成を有する光学式選別装置によって塩素含有樹脂を除去する。これにより、揺動型分別機２４で重量物として分別された寸法の比較的大きいポリエチレンテレフタレート容器等の廃プラスチックや、寸法の比較的大きい木片等の可燃物を、塩化ビニルを排除した状態で抽出することができる。
【００６５】
上記光学式選別装置３５で塩化ビニルが除去されて回収室３５９に回収された軽量物は、回収室３５９の下端に接続されたスクリューコンベヤ３６で搬送され、風力選別機３７に送られて、異物が回収される。異物が回収された可燃物は、プッシャ付破砕機３８に送られる。
【００６６】
プッシャ付き破砕機３８は、ケーシング内に、回転刃が周面に固定された１軸の回転軸を有し、油圧シリンダで駆動されるプッシャにより、可燃物が回転軸に向かって押圧される。プッシャで押圧された可燃物は、回転軸の回転刃と、回転軸の下部に回転刃と相対して配置された固定刃とのせん断作用で破砕され、２５〜１００ｍｍの寸法の破砕片となって排出される。なお、プッシャ付き破砕機３８は、２軸型の破砕機であってもよい。プッシャ付き破砕機３８で破砕された破砕片は、スクリューコンベヤ３９で搬送され、スクリューコンベヤ３９の終端に設置された風力選別機４０で異物が除去される。風力選別機４０は、竪形のジグザグ管路４０１内をブロワ４０２によって下から上に流れる空気により、可燃物と異物に選別し、空気流によって可燃物をサイクロンセパレータ４０３まで搬送する。サイクロンセパレータ４０３で分離された可燃物は、ロータリーシール弁を介して、貯蔵サイロと一体に形成された定量供給機５０に貯蔵される。
【００６７】
このようにして、本実施形態の固形燃料の製造プラント１は、可燃物と不燃物とが混在する廃棄物から、粗破砕機２１と、揺動型分別機２４と、洗浄脱水機３０と、光学式選別装置３５とを経ることにより、ダイオキシンの原因である塩素含有樹脂を効率よく除去したうえ、古紙や廃プラスチック等を含む可燃性の軽量物を効率よく回収できる。
【００６８】
図７は、有機廃棄物処理ライン３の構成を示す模式図である。有機廃棄物処理ライン３は、有機廃棄物に対して乾燥処理を行う減圧乾燥装置としての減圧発酵乾燥装置４４と、炭化処理を行う炭化装置４７によって主に構成されている。本実施形態では、有機廃棄物として、活性汚泥法で生じた余剰汚泥を処理する場合を説明する。
【００６９】
まず、水分量が９８ｗｔ％を超える余剰汚泥が受入ホッパ４１に受け入れられ、受入ホッパ４１の下部の切り出し装置から搬送コンベヤ４２で搬送される。また、揺動型分別機２４で軽量物を洗浄して生成された汚水が、受入ホッパ４１へ投入され、汚泥に混合されて搬送コンベヤ４２で搬送される。搬送コンベヤ４２で搬送される余剰汚泥には、搬送コンベヤ４２の途中に設置された木屑供給装置４３によってオガ粉が添加される。木屑供給装置４３には、後述する木質廃棄物処理ライン４で生成されたオガ粉が供給される。なお、余剰汚泥へのオガ粉の添加は、行わなくてもよい。オガ粉が添加された余剰汚泥は、減圧発酵乾燥装置４４に送られる。
【００７０】
図８は、減圧発酵乾燥装置４４を示す図である。減圧発酵乾燥装置４４は、乾燥装置本体４１０と、混合冷却器としてのクーリングタワー４３０とで大略構成されている。
【００７１】
乾燥装置本体４１０は、内部に処理室４１１を有する大略円筒形状のケーシング４１２と、処理室４１１の下部の壁面に形成されたジャケット式ヒータ４１３と、処理室４１１内に配置された加熱攪拌部４１４と、処理室４１１内の上部に設けられた凝縮部４１５を有する。
【００７２】
ケーシング４１２の一端の上部には、被処理物が投入される投入口４１２ａが形成され、ケーシング４１２の他端の下部には、被処理物が排出される排出口４１２ｂが形成されている。ケーシング４１２の投入口４１２ａに、搬送コンベヤ４２の終端に連なるエアロック機構が接続されている。ケーシング４１２の排出口４１２ｂに、スクリューコンベヤで形成された排出コンベヤ４５１が接続されている。排出コンベヤ４５１の終端は、エアロック機構を有する排出装置４５に接続されている。
【００７３】
図９は、乾燥装置本体４１０の内部の詳細を示した断面図である。図９に示すように、加熱攪拌部４１４は、ケーシング４１２の両端面に設けられた軸受装置１２１，１２２に両端が支持された回転軸１４１と、回転軸１４１に固定されたコイル状管体１４２と、コイル状管体１４２の外周側に配置されて一辺が５〜１０ｃｍの矩形の複数のブレード１４３を有する。回転軸１４１とコイル状管体１４２は内部が互いに連通しており、熱媒体としての蒸気が、軸受装置１２１，１２２を介して回転軸１４１とコイル状管体１４２内に供給される。加熱攪拌部４１４は、モータＭで回転駆動され、回転軸１４１とコイル状管体１４２で被処理物を加熱すると共に、ケーシング４１２内の被処理物を投入口４１２ａから排出口４１２ｂに向かって送りをかけながら攪拌するように形成されている。ブレード１４３は、表面が、加熱攪拌部４１４の径方向の先端縁が回転方向に傾斜すると共に、軸方向の排出口４１２ｂ側の側縁が反回転方向に傾斜している。これにより、加熱攪拌部４１４が回転するに伴い、ブレード１４３が、ケーシング４１２の内側面近傍の被処理物をすき取るようになっている。加熱攪拌部４１４の回転速度は、処理室４１１に投入される有機廃棄物の水分量に応じて、１ｒｐｍ〜６０ｒｐｍの間に設定することができる。
【００７４】
ケーシング４１２の軸受装置１２１，１２２は、加熱攪拌部４１４の回転軸１４１を支持すると共に、熱媒体としての蒸気の供給と排出を行っている。供給側軸受装置１２１は、蒸気供給管１２３に接続された回転継手１２４と、回転継手１２４を介して接続された蒸気管１４１ａを内包する回転軸１４１の端部を支持するスリーブ軸受１２５を有する。排出側軸受装置１２２は、蒸気排出管１２６に接続された回転継手１２７と、回転継手１２７を介して接続された蒸気管１４１ｂを内包する回転軸１４１の端部を支持するスリーブ軸受１２８を有する。蒸気ボイラ６から蒸気供給管１２３を通して供給側軸受装置１２１の側に供給された蒸気が、回転継手１２４を介して回転軸１４１に供給される。回転軸１４１に供給された蒸気は、一部がコイル状管体１４２に供給される。回転軸１４１とコイル状管体１４２に供給された蒸気は、回転軸１４１とコイル状管体１４２が接触する被処理物と熱交換を行った後、蒸気管１４１ｂと回転継手１２７を通して排出側軸受装置１２２の側に戻る。排出側軸受装置１２２の側に戻った蒸気は、蒸気排出管１２６を通して蒸気ボイラ６に戻される。一方、加熱攪拌部４１４へ供給される蒸気よりも圧力及び温度の低い蒸気が、供給口１４３ａを通してジャケット式ヒータ４１３に供給され、排出口１４３ｂを通して蒸気ボイラ６に戻される。すなわち、ジャケット式ヒータ４１３よりも接触面積の大きい加熱攪拌部４１４に、ジャケット式ヒータ４１３に供給する蒸気と比較して圧力及び温度の高い蒸気を供給することにより、水分量の多い汚泥等の被処理物を、効率的に乾燥させるようにしている。このように、ジャケット式ヒータ４１３と加熱攪拌部４１４は、減圧発酵乾燥装置４４の加熱部として機能する。
【００７５】
加熱攪拌部４１４のコイル状管体１４２は、上流側コイル１４４と下流側コイル１４５で形成されている。回転軸１４１の内部は、上流側コイル１４４の上流端１４４ａ及び下流端１４４ｂと、下流側コイル１４５の上流端１４５ａ及び下流端１４５ｂとに、順次連通している。これにより、供給側軸受装置１２１の側に供給された蒸気が、矢印Ｇ１で示すように上流側コイル１４４に流入し、この後、矢印Ｇ２で示すように回転軸１４１の内部に戻り、さらに、矢印Ｇ３で示すように下流側コイル１４５に流入し、この後、矢印Ｇ４で示すように回転軸１４１の内部に戻る。回転軸１４１内の蒸気は、矢印Ｇ５で示すように、蒸気管１４１ｂを通って回転軸１４１から排出されるようになっている。
【００７６】
上記加熱攪拌部４１４は、コイル状管体１４２の外周側に設けられたブレード１４３により、ケーシング４１２の内側面の近傍の被処理物をすき取ることができる。したがって、ケーシング４１２のジャケット式ヒータ４１３が形成された位置の内側面に、被処理物が固着する不都合を効果的に防止できる。
【００７７】
ケーシング４１２内の上部に設けられた凝縮部４１５は、ケーシング４１２の他端面に形成された冷却水供給室１５１と、ケーシング４１２の一端面に形成された冷却水排出室１５２を有する。冷却水供給室１５１には、クーリングタワー４３０から冷却水が供給される冷却水供給管１５３が接続されている。冷却水排出室１５２には、冷却水を排出してクーリングタワー４０に戻す冷却水排出管１５４が接続されている。冷却水供給室１５１と、冷却水排出室１５２との間には、ケーシング４１２の軸方向に延在して供給室１５１と排出室１５２とに両端が連通する複数の冷却水管１５５，１５５，・・・が設けられている。複数の冷却水管１５５，１５５，・・・は、ケーシング４１２内の上部の幅方向の両側に振り分けて配置されている。複数の冷却水管１５５，１５５，・・・の側方と下方には、凝縮水を収集する集水樋１５６が設けられている。集水樋１５６の内側に、凝縮水と共に処理室４１１内の空気を吸引する吸引管１５７が連通している。
【００７８】
乾燥装置本体４１０のケーシング４１２内に投下される有機廃棄物には、微生物が添加される。微生物としては、海、山及び陸等の自然界に生息する土着菌や発酵菌等が採取され、培養されたものが用いられる。特に、余剰汚泥等の有機汚泥を発酵させて脱臭を行うには、各種の動植物や土壌に生息する菌が有効であることが見出されている。菌が生息する動植物や土壌としては、よもぎ、野草、薬草、海辺の草、笹、竹やぶの土、山林の土、魚、海草、果実、パイナップル、リンゴ、ミカン、ビワ及びブドウ等がある。これらに生息する菌を、米ぬか又はオガ屑で培養して用いるのが好ましい。本実施形態では、減圧値０．０３〜０．０７ＭＰａの減圧環境のもと、７０〜９０℃の温度で、３０分から２〜３時間にわたり、被処理物を攪拌しながら発酵菌を混合して脱臭を行うので、かかる条件下で発酵生育する微生物が好ましい。処理室４１１内に添加する微生物は、次の酵素のうちの少なくとも１つを生産するものが好ましい。なお、各酵素に続く括弧内に、各酵素が作用する物質を記している。アルコールデハイドロゲナーゼ（アルコール）、ラクテートデハイドロゲナーゼ（乳糖）、グルコース６リン酸デハイドロゲナーゼ（糖質）、アルデヒドデハイドロゲナーゼ（アルデヒド）、Ｌ・アスパルテイト・ベーターセミアルデヒド・ＮＡＤＰオキシドレクターゼ（アルデヒド）、グルタミン酸デハイドロゲナーゼ（アミノ酸）、アスパラギン酸セミアルデヒド・デハイドロゲナーゼ（アミノ酸）、ＮＡＤＰＨ２チクトクロームＣ・リアクターゼ（ＮＡＤＰ）、グルタチオン・デハイドロゲナーゼ（グルタチオン）、トレハローズリン酸シンテクターゼ（糖質）、ポリフォスヘエードキナーゼ（ＡＴＰ）、エタノールアミンフォスヘエードサイチジル・トランスフェラーゼ（ＣＴＰ）、トレハローズフォスファターゼ（糖質）、メタルチオ・フォスフォ・グリセレート・フォスファターゼ（グリセリン）、イヌラーゼ（イヌリン）、β−マンノシターゼ（糖質）、ウリジン・ヌクレオシターゼ（アミノ酸）、シトシン・ジアミナーゼ（シトシン）、メチルシステインシンテターゼ（アミノ酸）、アスパラギン酸シンテターゼ（ＡＴＰ）、コハク酸デハイドロゲナーゼ（コハク酸）、アコニチン酸ハイドロゲナーゼ（クエン酸）、フマレイトハイドロゲナーゼ（マロン酸）、マレイトデハイドロゲナーゼ（マロン酸）、クエン酸シンテターゼ（アセチルＣｏｕＡ）、イソクエン酸デハイドロゲナーゼ（クエン酸）、ＬＳＮＡＤＰオキシダクターゼ（クエン酸）、モノアミンオキシダクターゼ（アミン）、ヒスタミナーゼ（アミン）、ピルビン酸デカルボキシラーゼ（オキソ酸）、ＡＴＰアーゼ（ＡＴＰ）、ヌクレオチドピロフォスファターゼ（核酸）、エンドポリフォスファターゼ（ＡＴＰ）、ＡＴＰフォスフォハイドロラーゼ（ＡＴＰ）、オロチジン５リン酸デカルボキシラーゼ（オロチジン）。これらのうちの少なくとも１つの酵素を生産する微生物を、被処理物に含ませることにより、多種類の有機物成分からなる有機廃棄物に対して効果的に分解処理を行うことができる。
【００７９】
クーリングタワー４３０は、乾燥装置本体４１０の凝縮部４１５に供給される冷却水を冷却すると共に、乾燥装置本体４１０の凝縮部４１５で生成された凝縮水と、乾燥装置本体４１０内の気体とを上記冷却水に混合して脱臭を行うものである。冷却水は、乾燥装置本体４１０内の冷却水排出室１５２から、図８の矢印Ｗ１で示すようにクーリングタワー４３０に導かれ、冷却された後に、冷却水ポンプＰにより、図８の矢印Ｗ２で示すように、乾燥装置本体４１０の冷却水供給室１５１に戻される。また、乾燥装置本体４１０の凝縮部４１５で生成された凝縮水と、有機廃棄物の乾燥に伴って処理室４１１内で生じた臭気を有する気体が、真空ポンプＶＰで吸引され、図８の矢印Ｖで示すようにクーリングタワー４３０に導かれる。
【００８０】
上記クーリングタワー４３０は、図１０に示すように、大気の流通口を上部と下部に有するケーシング４３１と、ケーシング４３１の下端に設置された水槽４３２と、水槽４３２の水をケーシング４３１内の上部に導く散水管４３３と、散水管４３３に介設された散水ポンプＳＰと、散水管４３３の分岐した先端部に設けられた複数の散水ノズル４３３ａ，４３３ａ，・・・と、散水ノズル４３３ａから散布された水が流下して接触する接触体４３５と、ケーシング４３１内の上端部に設けられたファン４３６を備える。ケーシング４３１には、乾燥装置本体４１０から排出された凝縮水及び空気を、図８の矢印Ｖで示すように導く導管４３４が配管されている。導管４３４の分岐した先端部には、導管４３４で導かれた凝縮水及び気体を、上記散水ノズル４３３ａから吐出された水の流れに向かって吐出するように、複数の吐出ノズル４３４ａ，４３４ａ，・・・が設けられている。上記接触体４３５は、樹脂で形成された多孔性の充填材が配置され、微生物の担体となっている。水槽４３２には、水槽４３２内の冷却水を乾燥装置本体４１０に戻すための冷却水配管４３７が接続され、この冷却水配管４３７に、冷却水をクーリングタワー４３０と凝縮部４１５との間に循環させる冷却水ポンプＰが介設されている。
【００８１】
上記クーリングタワー４３０と凝縮部４１５との間を循環する冷却水には、微生物が添加されている。この微生物は、処理室４１１内に投入された微生物と同様に、海、山及び陸等の自然界に生息する土着菌や発酵菌等が採取され、培養されたものである。冷却水に添加される微生物は、上述の処理室４１１に添加される微生物が生産する複数の酵素のうち、少なくとも１つの酵素を生産する微生物であればよい。冷却水中に微生物を添加することにより、凝縮水中に含まれる臭気成分や、処理室４１１内から吸引された気体に含まれる臭気成分を分解して除去することができる。微生物による臭気成分の分解は、クーリングタワー４３０及び凝縮部４１５の間に形成される循環路を冷却水が循環する間に行われる。また、冷却水が接触体４３５に接触し、流下する際に、接触体４３５に担持された微生物によって臭気が分解される。
【００８２】
この減圧発酵乾燥装置４４は、凝縮水及び気体を冷却水に混ぜることにより、臭気成分の濃度を全体として低減させるので、凝縮水や気体の臭気成分が増大しても微生物の処理能力を越える虞が少なくて、臭気の安定した分解処理を行うことができる。また、処理室４１１内が減圧されていることから、凝縮部４１５で冷却水が室内空気と熱交換する際の冷却水の温度上昇が比較的小さくて、冷却水の温度が概ね４０〜４５℃になる。これにより、冷却水中の微生物が高温によって死滅する不都合が防止され、微生物が安定して活性化され、凝縮水及び気体を安定して微生物で脱臭することができる。
【００８３】
また、クーリングタワー４３０では、冷却水の蒸発が促進されるのでオーバーフローが殆ど生じない。しかも、凝縮水や気体の臭気成分は、冷却水で薄められるので、高度に分解除去される。したがって、減圧発酵乾燥装置４４の外部に臭気が拡散する不都合を効果的に防止できる。
【００８４】
この減圧発酵乾燥装置４４で有機廃棄物を乾燥する場合、処理室４１１の内部の空気を真空ポンプＶＰで吸引して、大気圧よりも低い圧力に減圧する。ここで、処理室４１１の減圧値を０．０３〜０．０７ＭＰａとすることにより、水の沸点を約９０〜６８℃に低下させることができる。なお、減圧値とは、大気圧から低減させる圧力の差分をいう。
【００８５】
乾燥装置本体４１０の加熱部に供給する熱媒体としては、ジャケット式ヒータ４１３には０．２〜０．３ＭＰａかつ１３０℃の蒸気を用いる一方、加熱攪拌部４１４には０．７〜０．８ＭＰａかつ１７０℃の蒸気を用いる。このように、回転駆動された状態で加熱を行う加熱攪拌部４１４に、静止した状態で加熱を行うジャケット式ヒータ４１３よりも高い温度の熱媒体を供給することにより、加熱攪拌部４１４とジャケット式ヒータ４１３との夫々が、被処理物が付着して焦げ付かない限度の高い温度で、被処理物を効率的に加熱することができる。また、処理室４１１内が減圧されているので、常圧で乾燥させるよりも熱媒体の温度を低く設定できる。したがって、熱媒体としての蒸気の生成エネルギーを削減できる。また、被処理物の加熱温度が低いので、処理室４１１内に添加されて脱臭を行う微生物の死滅を防止でき、効果的に脱臭を行うことができる。例えば、乾燥装置本体４１０で乾燥脱臭処理がなされた乾燥有機物は、６０℃前後の温度で排出口４１２ｂから排出される。このように、被処理物の有機廃棄物が、比較的低温の温度に加熱されることにより、微生物を効果的に活性化させて脱臭を行うことができ、また、減圧環境の下で十分に乾燥させることができる。
【００８６】
この減圧発酵乾燥装置４４によれば、水分量が８０〜９９．５ｗｔ％の高水分の有機廃棄物を乾燥処理して、２〜６時間の処理時間で、水分量を１０ｗｔ％以上２５ｗｔ％以下に低減することができる。
【００８７】
このように、減圧発酵乾燥装置４４は、減圧環境で有機廃棄物の発酵及び乾燥を行うので、減圧に伴う沸点の降下により、少ない熱量で汚泥を乾燥させることができる。また、減圧発酵乾燥装置４４で有機廃棄物を微生物で分解し、また、凝縮水と気体を冷却水の微生物で分解するので、有機廃棄物の臭気を効果的に低減できて、周辺環境への臭気の拡散を防止できる。また、処理室４１１内に公知の塩素分解酵素を添加することにより、有機廃棄物に含まれる塩素含有物を除去して、ダイオキシンの発生を防止することができる。
【００８８】
上記減圧発酵乾燥装置４４で有機廃棄物が乾燥処理されて水分量が１０ｗｔ％以上２５ｗｔ％以下となった乾燥有機物は、ケーシング４１２の下部の他端側の排出口４１２ｂから排出される。排出口４１２ｂから排出された乾燥有機物は、排出コンベヤ４５１で搬送され、エアロック機構を有する排出装置４５を介して、貯蔵サイロと一体に形成された定量供給機４６に送られる。
【００８９】
定量供給機４６に一旦貯蔵された乾燥有機物は、炭化装置４７に送られる。
【００９０】
図１１は、炭化装置４７を示す模式断面図である。炭化装置４７は、外熱式ロータリーキルンにより構成されている。この炭化装置４７は、熱媒ガスが内部に供給されるケーシング４７１と、ケーシング４７１内に収容された回転炉４７２と、回転炉４７２の一端に接続されて被処理物の乾燥有機物を回転炉４７２内に供給する供給コンベヤ４７６と、回転炉４７２の他端に連通して処理後の被処理物と可燃性ガスを排出する排出室４７７を有する。ケーシング４７１と回転炉４７２との間には、熱媒体が導入されて回転炉４７２を外側から加熱する加熱室４７３が形成されている。回転炉４７２の内側には、供給コンベヤ４７６で一端に導入された乾燥有機物を他端に送りながら、加熱室４７３に供給された熱媒体の熱で乾燥有機物の乾留及び炭化を行う炭化室４７４が形成されている。炭化室４７４の内周面には、被処理物を他端に送るための図示しない螺旋ガイドが設けられている。排出室４７７は、内部が炭化室４７４に連通しており、炭化室４７４で炭化された被処理物である有機炭化物を下端に接続された排出コンベヤ４５２で排出する一方、炭化室４７４内で乾燥有機物から生成された可燃性ガスを上端に設けられた排気口４７９から排出するようになっている。排気口４７９には、可燃性ガスを導出する可燃性ガス管４８０が接続されており、可燃性ガス管４８０の下流端は、炭化装置４７の加熱室４７３側に連なる炭化装置配管４８１と、蒸気ボイラ６のバーナに連なるボイラ配管４８２とに分岐している。炭化装置配管４８１は、炭化装置４７の加熱室４７３に炎口が望むように設置されたガスバーナ４８７に接続されている。炭化装置配管４８１とボイラ配管４８２には、電磁駆動の開閉弁４８３，４８４が夫々介設されており、これら開閉弁４８３，４８４は、後に詳述する制御部４８５によって開閉が制御される。また、排気口４７９に接続された排出管には図示しないブロワが接続されており、このブロワで炭化室４７４内の空気を吸引して、可燃性ガスを含む上記空気を炭化装置配管４８１とボイラ配管４８２に送るようになっている。このブロワで炭化室４７４内の空気を吸引することにより、炭化室４７４内を、酸素濃度が容積割合で５％以上１２％以下の低酸素環境にしている。これにより、炭化室４７４内で加熱される乾燥有機物を効果的に乾留し、一酸化炭素等の可燃性ガスを効率的に生成するようになっている。炭化室４７４内での乾燥有機物の加熱温度は３５０℃以上５００℃以下であり、乾燥有機物の加熱時間は５分以上１０分以下であるのが好ましい。
【００９１】
炭化装置４７の加熱室４７３には、炭化装置４７の起動時に、オイルバーナ４７５から熱媒ガスが供給される。オイルバーナ４７５は、液体燃料としてのＡ重油を燃料とし、Ａ重油を供給する重油燃料タンク４８８に接続されている。オイルバーナ４７５は、制御部４８５により制御され、排出室４７７から供給される可燃性ガスを燃焼して、５００〜７００℃の燃焼ガスを熱媒ガスとして加熱室４７３に供給する。オイルバーナ４７５から加熱室４７３に供給された熱媒ガスとしての燃焼ガスにより、炭化室４７４内の温度が十分に上昇すると、炭化室４７４内の乾燥有機物が加熱され、水素、一酸化炭素及びメタン等を含む可燃性ガスが生成される。炭化室４７４内で可燃性ガスの生成が開始されると、制御部４８５により、オイルバーナ４７５の燃焼が停止されると共に、炭化装置配管４８１の開閉弁４８３が制御され、閉じ状態から開き状態に駆動される。これにより、加熱室４７３内に、オイルバーナ４７５からの熱媒ガスの供給が停止される一方、炭化装置配管４８１から可燃性ガスが供給されてガスバーナ４８７が起動し、ガスバーナ４８７で可燃性ガスが燃焼して熱媒ガスとしての燃焼ガスが加熱室４７３に供給される。こうして、炭化室４７４内の加熱を継続する。加熱室４７３内で可燃性ガスが燃焼してなる燃焼ガスは、加熱室４７３から排出され、熱媒ガスとして減圧発酵乾燥装置４４の蒸気ボイラ６の熱交換器へ導かれる。加熱室５３から排出される燃焼ガスは、２５０〜５００℃の温度であるため、蒸気ボイラ６で減圧発酵乾燥装置４４に供給する蒸気を生成するために再利用が可能である。このように、炭化装置４７の燃焼ガスを熱媒ガスとして蒸気ボイラ６に供給し、炭化装置４７で乾燥有機物を加熱する際の余剰の熱を、蒸気ボイラ６で再利用するように構成されている。蒸気ボイラ６の熱交換器で蒸気の生成に用いられた燃焼ガスは、集塵機４８６で粉塵が除去され、排気される。
【００９２】
このように、炭化装置４７によって乾燥有機物を炭化することにより、余剰汚泥に由来する乾燥有機物の臭気を効果的に削減することができる。さらに、炭化装置４７で乾燥有機物を加熱して生成された可燃性気体を、ガスバーナ４８７や蒸気ボイラ６に導いて燃焼させるので、乾燥有機物の炭化に伴って生成される臭気を除去することができる。
【００９３】
また、乾燥有機物を炭化装置４７で炭化することにより、乾燥有機物の燃焼時の熱量を増大することができる。例えば、有機廃棄物が木屑等の木質廃棄物である場合、この有機廃棄物を炭化せず、成形してなる燃料は、概ね３８００kcal／kgの熱量を有する。一方、木質廃棄物を炭化装置４７で炭化し、この炭化物を成形してなる燃料は、７０００〜８０００kcal／kgの熱量を有する。また、有機廃棄物としての余剰汚泥を炭化して有機炭化物を形成し、この有機炭化物を成形してなる燃料は、５０００〜６０００kcal／kgの熱量を有する。
【００９４】
また、炭化装置４７の燃焼ガスを熱媒ガスとして蒸気ボイラ６の熱交換器に供給して、炭化装置４７で乾燥有機物を加熱する際の余剰の熱を、蒸気ボイラ６で利用するので、炭化装置４７において乾燥有機物の炭化に伴って生じる可燃性ガスを、この炭化装置４７の加熱に利用すると共に、有機廃棄物を乾燥させる減圧発酵乾燥装置４４の加熱に利用することができる。したがって、有機廃棄物の乾燥処理と炭化処理に用いる化石燃料を効果的に削減でき、その結果、二酸化炭素等の温室効果ガスの排出と、窒素酸化物等の大気汚染物質の排出を効果的に削減できる。
【００９５】
また、上記蒸気ボイラ６は、炭化装置４７で乾燥有機物から生成された可燃性ガスの一部が、燃料として供給されるように構成されている。詳しくは、炭化室４７４内の乾燥有機物から可燃性ガスが生成されると、制御部４８５によって開閉弁４８４が開かれて、可燃性ガスがボイラ配管４８２を通して蒸気ボイラ６のバーナに供給される。
【００９６】
このように、有機廃棄物処理ライン３において、有機廃棄物を乾燥させるために、炭化装置４７の余剰の熱に加えて、炭化装置４７で生じる可燃性ガスを利用することにより、化石燃料の使用量を削減しながら有機廃棄物を効率的に乾燥させることができる。
【００９７】
上記炭化装置４７で処理された有機炭化物は、排出コンベヤ４５２で搬送され、エアロック機構を有する排出装置４８を介して、貯蔵サイロと一体に形成された定量供給機４９に送られる。定量供給機４９に一旦貯蔵された有機炭化物は、固形燃料製造ライン５に送られる。
【００９８】
図１２は、木質廃棄物処理ライン４の構成を示す模式図である。木質廃棄物処理ライン４には、廃木材や、間伐材や、材木端材等の木質廃棄物が投入され、木質屑としての木質チップ及びオガ粉を形成する。
【００９９】
木質廃棄物処理ライン４に投入された木質廃棄物は、破砕機６１で破砕される。ここで、廃木材等の乾燥が進んだ木質廃棄物は、ハンマ式の破砕機で破砕する一方、間伐材や材木端材等の乾燥が進んでいない木質廃棄物は、チッパ式の破砕機で破砕する。
【０１００】
破砕機６１で破砕された木質廃棄物は、コンベヤ６２で搬送され、ドラム型磁選機６３で釘や金具等の重量物が除去された後、旋回篩機６４に送られる。旋回篩機６４は、有底の篩枠の内部に２段の篩網を掛け渡してなる篩本体を、傾斜した状態で傾斜面内において旋回駆動するように構成されている。この旋回篩機６４は、篩本体に投入された木質廃棄物を、各篩網に応じて小径、中径及び大径の３種類に分級するようになっている。詳しくは、篩本体の２段の篩網は、上段に設けられた網目寸法の大きい大網と、下段に設けられた網目寸法の小さい小網とで構成される。この篩本体に、上段の大網の上方から投入された木質廃棄物の破砕片を大網と小網で順次篩分けて、直径が２０ｍｍを越える大径の破砕片と、直径が２〜２０ｍｍの中径の破砕片と、直径が２ｍｍを下回る小径の破砕片とに分級する。
【０１０１】
旋回篩機６４で分級された木質廃棄物の破砕片のうち、直径が２〜２０ｍｍの中径の破砕片は、スクリューコンベヤ６５で搬送され、このスクリューコンベヤ６５の終端に連なる風力選別機６６で重量物が除去される。風力選別機６６は、ジグザグ状に繰り返し屈曲した分離管路６６１と、サイクロンセパレータ６６２と、ブロワ６６３を有し、ブロワ６６３で生成される風によって被処理物が分離管路６６１を上方に搬送される間に重量物を分離する。この風力選別機６６により、中径の破砕片から砂等の重量物が除去され、サイクロンセパレータ６６２で搬送風から分離された上記中径の破砕片が、木質チップとして定量供給機５１に貯留される。
【０１０２】
また、旋回篩機６４で分級された木質廃棄物の破砕片のうち、直径が２ｍｍを下回る小径の破砕片は、スクリューコンベヤ６７で搬送され、このスクリューコンベヤ６７の終端に連なる風力選別機６８で重量物が除去される。風力選別機６８は、分離管路６８１と、サイクロンセパレータ６８２と、ブロワ６８３を有し、ブロワ６８３で生成される風によって被処理物が分離管路６８１を上方に搬送される間に重量物を分離する。この風力選別機６８により、小径の破砕片から砂等の重量物が除去され、サイクロンセパレータ６８２で搬送風から分離された上記小径の破砕片が、オガ粉として定量供給機６９に貯留される。
【０１０３】
また、旋回篩機６４で分級された木質廃棄物の破砕片のうち、直径が２０ｍｍを越える大径の破砕片は、図示しないリターンコンベヤで破砕機６１に戻されて再度破砕される。
【０１０４】
定量供給機５１に貯留された木質チップは、燃料として主に蒸気ボイラ６に供給される。蒸気ボイラ６の燃料として木質チップを用いることにより、蒸気ボイラ６の化石燃料の使用量を削減でき、二酸化炭素等の温室効果ガスの排出量を低減できる。また、定量供給機５１に貯留された木質チップは、必要に応じて、ＲＰＦの材料のうちの植物由来廃棄物として、固形燃料製造ライン５に供給される。一方、定量供給機６９に貯留されたオガ粉は、有機廃棄物処理ライン３に送られ、オガ粉供給装置４３によって汚泥に添加されて減圧発酵乾燥装置４４に投入される。減圧発酵乾燥装置４４で乾燥処理を施す汚泥にオガ粉を添加することにより、汚泥の水分割合の低減と、窒素成分の割合の低減を行うことができる。なお、定量供給機６９に貯留されたオガ粉は、木質チップと共に固形燃料製造ライン５に投入されてもよい。
【０１０５】
図１３は、固形燃料製造ライン５の構成を示す模式図である。固形燃料製造ライン５は、混合廃棄物処理ライン２で抽出された廃プラスチックを含む可燃物と、有機廃棄物処理ライン３で生成された有機炭化物とを用いて、固形燃料としてのＲＰＦを製造する。
【０１０６】
固形燃料製造ライン５では、混合廃棄物処理ライン２で抽出されて定量供給機５０に貯蔵された廃プラスチックを含む可燃物が定量供給機５０から巻き出され、スクリューコンベヤ７０で搬送される。スクリューコンベヤ７０で搬送される廃プラスチックを含む可燃物に、有機廃棄物処理ライン３の定量供給機４９から有機炭化物が供給されて合流する。また、このスクリューコンベヤ７０に、木質廃棄物処理ライン４の定量供給機５１から木質チップが添加される。なお、スクリューコンベヤ７０へ木質チップを添加しないで、木質チップを固形燃料の材料に用いなくてもよい。
【０１０７】
この固形燃料製造ライン５は、有機廃棄物処理ライン３で生成された有機炭化物と、混合廃棄物処理ライン２で抽出された廃プラスチックと、混合廃棄物処理ライン２で抽出された紙屑及び木質廃棄物処理ライン４で生成された木質チップ又はオガ粉を含む植物由来廃棄物とを、次のような割合で配合してＲＰＦを製造する。すなわち、有機炭化物が概ね４０ｗｔ％であり、廃プラスチックが概ね４０ｗｔ％であり、かつ、植物由来廃棄物が概ね２０ｗｔ％の割合で固形化したＲＰＦを製造する。このＲＰＦは、約６５００kcal/kgの熱量を生成することができ、各種のボイラやバーナの燃料として十分な実用性を有する。
【０１０８】
図１３に示すように、固形燃料製造ライン５では、スクリューコンベヤ７０により、有機炭化物と、廃プラスチックと、植物由来廃棄物との混合材料が成形装置７１に供給される。成形装置７１は、材料の混合、混練、加熱及び押し出し工程を行い、廃プラスチックの溶融成分により、有機炭化物、紙、繊維及び木質成分を固形化してＲＰＦを製造する。成形装置７１には、スクリュー式成形装置やリングダイ式成形装置を用いることができる。
【０１０９】
図１４は、本実施形態の固形燃料の製造プラント１に用いられる成形装置７１の一部を模式的に示す断面図である。この成形装置７１は、回転軸が略平行に配列された１対のスクリュー羽根７１２を備えるスクリュー式の成形装置である。このスクリュー式の成形装置７１は、１対のスクリュー羽根７１２により、材料の逆流を阻止しつつ材料の混練、圧縮及び成形を行うものであり、材料の圧縮及び混練に伴って発生する摩擦熱を利用して、高効率に加熱と圧縮と成形を行うように構成されている。
【０１１０】
この成形装置７１は、被処理物の投入口７１１ａを上部に有するケーシング７１１内に、材料を混練及び圧縮する１対のスクリュー羽根７１２，７１２を収容している。図１４は、１対のスクリュー羽根７１２，７１２のうちの一方のスクリュー羽根７１２を、回転軸の直角方向から観察した様子を示している。
【０１１１】
上記１対のスクリュー羽根７１２，７１２の先端側であって、上記ケーシング７１１の端面には、端面板７１３が取り付けられている。端面板７１３には、圧縮された材料を円形断面の棒状に成形して排出する複数の成形ノズル７１４，７１４，・・・が取り付けられている。
【０１１２】
ケーシング７１１内に収容されるスクリュー羽根７１２，７１２は、これらスクリュー羽根７１２，７１２の基端側でケーシング７１１の外側から内側に挿入して設置された一対の回転軸７１５，７１５の先端に取り付けられている。これら回転軸７１５，７１５の先端に、断面六角形の取付部７１５ａ，７１５ａが形成されており、これら取付部７１５ａ，７１５ａの外周側に、スクリュー羽根７１２，７１２が嵌合している。
【０１１３】
スクリュー羽根７１２は、上記回転軸７１５の取付部７１５ａに取り付けられる軸部と、この軸部の周面に形成された螺旋羽根部とを有する。一対の回転軸７１５，７１５に取り付けられた一対のスクリュー羽根７１２，７１２は、螺旋羽根部が互いに逆回りに形成されており、回転軸の延在方向から見て螺旋羽根部が重なり合うように配置されている。一対の回転軸７１５，７１５は、互いに逆向きに回転駆動され、これにより、ケーシング７１１内に投入口７１１ａから投入された材料を一対のスクリュー羽根７１２，７１２が挟み込み、混練及び圧縮しながら端面板７１３側に移送するように形成されている。
【０１１４】
ケーシング７１１の端面には、端面板７１３の成形ノズル７１４から排出された棒状の材料を切断する図示しない切断機が取り付けられている。この切断機は、成形ノズル７１４の出口に回転可能に配置された回転刃と、この回転刃を駆動するモータを備える。
【０１１５】
上記一対のスクリュー羽根７１２，７１２は、ケーシング７１１内の投入口７１１ａ側から端面板７１３側に向かって、順に、第１螺旋軸７１２ａと、第２螺旋軸７１２ｂと、第３螺旋軸７１２ｃとで形成されている。各螺旋軸７１２ａ，７１２ｂ，７１２ｃは、回転軸７１５に連結された軸部と、軸部の外周面に固定された螺旋羽根部とで形成されている。上記第１螺旋軸７１２ａと、第２螺旋軸７１２ｂと、第３螺旋軸７１２ｃは、この順に、軸部の径が大きく形成されていると共に、螺旋羽根部のピッチが、この順に小さく形成されている。更に、螺旋羽根部の厚みが、この順に大きく形成されている。これにより、各螺旋軸の表面と、ケーシング７１１の内側面との間に形成される処理室の容積を、上記第１螺旋軸７１２ａと、第２螺旋軸７１２ｂと、第３螺旋軸７１２ｃとの順に小さくしている。その結果、第１螺旋軸７１２ａ、第２螺旋軸７１２ｂ及び第３螺旋軸７１２ｃは、材料を、噛み込み等の不都合を生じることなく確実に後段に移送すると共に、順次大きい圧縮力を材料に与えることができる。このスクリュー羽根７１２により、投入時にカサ比重が０．０２５の材料を、端面板の成形ノズル７１４からの排出時に、カサ比重が概ね０．４５から０．５の間となる程度に圧縮することができる。また、投入時にカサ比重が０．０２５の材料を、成形ノズル７１４からの排出時に、真比重が概ね０．８から１の間となる程度に圧縮することができる。
【０１１６】
第３螺旋軸７１２ｃは、螺旋羽根部の先端に平面部を有し、平面部が端面板７１３の内側面に近接配置されて第３螺旋軸７１２ｃが回転駆動されることにより、高密度に圧縮された材料を端面板７１３の成形ノズル７１４から確実に押し出すようにしている。この第３螺旋軸７１２ｃは、材料に各螺旋軸７１２ａ，７１２ｂ，７１２ｃが与える圧縮力のうち最大の圧縮力を与えるので、クロム鋼で形成した基部と、この基部の表面に例えばタングステンカーバイド系材料等のような耐磨耗材料を用いて形成された肉盛部とで構成している。
【０１１７】
ケーシング７１１内には、第２及び第３螺旋軸７１２ｂ，７１２ｃを取り囲む複数のライニングブロック７１７，７１７，・・・が配置されている。この複数のライニングブロック７１７と、第２及び第３螺旋軸７１２ｂ，７１２ｃの外側面との間に、材料の処理室を形成している。
【０１１８】
端面板７１３は、第３螺旋軸７１２ｃの先端の平面部が近接して通過する領域に、複数の貫通孔が設けられており、この貫通孔に成形ノズル７１４が挿入されている。端面板７１３には、抵抗加熱式のヒータが内蔵されており、成形ノズル７１４を通して排出する材料を加熱して、材料の柔軟性を保持するようになっている。
【０１１９】
この成形装置７１は、次のようにして固形燃料を成形する。
【０１２０】
まず、端面板７１３のヒータに電力を供給し、端面板７１３の予備加熱を行った後、図示しないモータを起動して一対の回転軸７１５，７１５を互いに逆向きに回転させ、一対のスクリュー羽根７１２，７１２を互いに逆向きに回転させる。スクリュー羽根７１２の回転速度は、例えば３０ｒｐｍ以上６０ｒｐｍ以下の比較的低速度で回転するのが好ましい。続いて、ケーシング７１１の投入口７１１ａに、スクリューコンベヤ７０により、有機炭化物と、廃プラスチックと、植物由来廃棄物との混合材料が運搬されて投入される。
【０１２１】
ケーシング７１１内では、投入された材料を、一対の第１螺旋軸７１２ａで挟み込み、混練し、強力な挟み込み力によって第２螺旋軸７１２ｂ側に確実に移送する。第２螺旋軸７１２ｂは、この第２螺旋軸７１２ｂとライニングブロック７１７との間に形成された処理室内に材料を導いて、材料の混練及び圧縮を行う。上記処理室内に導かれた材料を、上記第２螺旋軸７１２ｂの回転動作によって端面板７１３側に送りながら混練及び圧縮し、材料の逆流を効果的に防止する。続いて、第３螺旋軸７１２ｃが、この第３螺旋軸７１２ｃとライニングブロック７１７との間に形成された処理室内に材料を導いて、更なる混練と圧縮を行う。第１、第２及び第３螺旋軸７１２ａ，７１２ｂ，７１２ｃは、この順に、軸部の径が大きく形成され、螺旋羽根部のピッチが大きく形成され、かつ、螺旋羽根部の厚みが大きく形成されているので、材料の噛み込みや密度の低下等の不都合なく、材料を効果的に混練及び圧縮することができる。
【０１２２】
また、第１、第２及び第３螺旋軸７１２ａ，７１２ｂ，７１２ｃは、順次大きい圧縮力を材料に与えて混練を行うことにより、材料に圧縮熱と摩擦熱を効果的に生じさせて、主に可燃性材料に含まれる廃プラスチック等の溶融物を効果的に溶融させることができる。このように、材料の圧縮熱や摩擦熱によって十分に溶融物を融解できるので、端面板７１３のヒータによって補助的に加熱するのみにより、材料中の溶融物を十分に溶解することができる。
【０１２３】
第３螺旋軸７１２ｃに導かれて高圧力で圧縮された材料は、溶融物が溶融した状態で、端面板７１３の成形ノズル７１４から棒状に押し出される。押し出された棒状の材料は、切断機によって所定長さに切断され、温度が降下するに伴って溶融物が固化して固形燃料が得られる。
【０１２４】
図１５は、成形装置の他の例としてのリングダイ式成形装置１０２の主要部を示す図である。このリングダイ式成形装置７４は、所謂ペレットミルと呼ばれる成形装置であり、回転駆動される回転筒状体７４０の内側から、胴部に設けられたダイ孔７４０ａを通して被処理物を押し出すことにより、ペレット状のＲＰＦを製造するものである。
【０１２５】
このリングダイ式成形装置７４は、ダイ孔７４０ａが設けられた回転筒状体７４０と、この回転筒状体の内側面に外側面が近接して配置された２つの転動筒体７４１，７４１とを備える。２つの転動筒体７４１は、回転筒状体７４０の直径上の対向位置に配置され、転動筒体７４１の表面には、被処理物のスリップを低減して取り込みを容易にする多数の軸方向溝が形成されている。回転筒状体７４０と、転動筒体７４１，７４１とを夫々矢印Ｒ１，Ｒ２で示す方向に回転駆動した状態で、回転筒状体７４０内に、有機炭化物と、廃プラスチックと、植物由来廃棄物との混合材料を投入する。投入された材料は、回転筒状体７４０の内側面と転動筒体７４１の外側面との間に挟み込まれて圧縮され、回転筒状体７４０の胴部のダイ孔７４０ａから外側に押し出される。押し出された材料は、回転筒状体７４０の胴部に対向して配置された固定刃７４２，７４２によって所定長さに切り取られて、ペレット状のＲＰＦが得られる。リングダイ式成形装置７４は、直径が１０ｍｍ程度までの比較的小径の固形燃料を製造するのに好適であり、また、成形前の被処理物の水分量が少なくて被処理物の加熱が不要である場合に好適である。
【０１２６】
なお、成形装置としては、上述のようなスクリュー式成形装置７１やリングダイ式成形装置７４を用いることができるが、例えばフラットダイ式成形装置等、他の形式の成形装置を用いることもできる。ここで、フラットダイ式成形装置としては、複数のダイ孔が環状の領域にわたって形成された平面状のフラットダイと、このフラットダイのダイ孔が形成された環状領域の中心に設けられた公転軸周りに公転駆動され、周面が上記フラットダイの表面に摺動又は転動する状態で、この周面とフラットダイの表面との間に供給された材料をダイ孔に押し込むローラとを備えるものを用いることができる。
【０１２７】
このようにスクリュー式成形装置７１やリングダイ式成形装置７４等で製造されたＲＰＦは、冷却機７２で冷却されて貯蔵サイロ７３に貯蔵される。貯蔵サイロ７３に貯蔵されるＲＰＦは、ボイラ用や暖房用等の種々の用途の燃料として販売される。また、貯蔵サイロ７３のＲＰＦの一部は、燃料として蒸気ボイラ６に供給される。
【０１２８】
本実施形態の蒸気ボイラ６は、有機廃棄物処理ライン３の減圧発酵乾燥装置４４に加熱媒体としての蒸気を供給する。蒸気ボイラ６は、バーナと蒸気ボイラ本体を有し、バーナの燃料として、固形燃料製造ライン５の貯蔵サイロ７３から供給されたＲＰＦと、木質廃棄物処理ライン４の定量供給機５１から供給された木質チップと、炭化装置４７から供給された可燃性ガスとを用いる。なお、蒸気ボイラ６の燃料は、これらＲＰＦ、木質チップ及び可燃性ガスのうちの少なくとも１つでよい。これらの燃料をバーナで燃焼し、この燃焼熱により蒸気ボイラで生成した蒸気を、有機廃棄物処理ライン３の減圧発酵乾燥装置４４に供給する。
【０１２９】
この蒸気ボイラ６は、減圧発酵乾燥装置４４の処理室４１１から、室内の空気が燃焼空気として供給されるように形成されている。処理室４１１内の空気は、図示しない送風機によって蒸気ボイラ６のバーナへ供給される。なお、減圧発酵乾燥装置４４の真空ポンプＶＰで吸引された凝縮水及び室内空気から、室内空気のみを分離して蒸気ボイラ６のバーナへ供給してもよい。これにより、処理室４１１内の臭気を有する空気をバーナで燃焼させて、臭気を除去することができる。したがって、周辺環境へ臭気が拡散することなく、減圧発酵乾燥装置４４の処理室４１１の減圧を行うことができる。
【０１３０】
このように、本実施形態の固形燃料の製造プラント１によれば、有機廃棄物処理ライン３の減圧発酵乾燥装置４４により、有機廃棄物に微生物を添加して減圧環境で加熱するので、余剰汚泥等の高水分の有機廃棄物を、微生物で臭気を削減しながら、少ない燃料使用量により、効果的に乾燥させることができる。また、減圧発酵乾燥装置４４により、１００℃以下の比較的低い温度で有機廃棄物を乾燥できるので、有機廃棄物からの可燃性ガスの生成量を抑えることができる。したがって、炭化装置４７により、乾燥有機物から可燃性ガスを多く採取することができて、有機廃棄物処理ライン３における有機廃棄物を由来とする燃料の使用量を増大できる。その結果、有機廃棄物処理ライン３で使用する燃料に対する化石燃料の割合を削減できて、燃料費を効果的に削減でき、また、二酸化炭素排出量を効果的に削減できる。また、有機廃棄物から生成された可燃性ガスを、炭化装置４７のオイルバーナ４７５と蒸気ボイラ６のバーナで燃焼させるので、有機廃棄物から生じる臭気の拡散を効果的に防止することができる。
【０１３１】
また、減圧発酵乾燥装置４４により、有機廃棄物から蒸発した水分を凝縮部４１５で凝縮し、この凝縮部４１５で凝縮した凝縮水と、処理室４１１内の空気とを、微生物が添加されて上記凝縮部４１５に供給される冷却水に混合するので、有機廃棄物の乾燥工程で生じる臭気の拡散を防止することができる。また、クーリングタワー４３０に消臭機能を持たせるので、少ない装置構成により、水分量の多い有機廃棄物を効果的に乾燥させることができると共に、有機廃棄物の臭気の拡散を防止することができる。
【０１３２】
また、減圧発酵乾燥装置４４により、減圧環境で加熱して水分を蒸発させると共に、有機廃棄物から蒸発した水分を凝縮部４１５で凝縮して回収するので、水分量が９８ｗｔ％を越える余剰汚泥等の有機廃棄物を、脱水機による脱水を行わなくても、比較的少ない燃料消費量により、迅速に乾燥させることができる。したがって、余剰汚泥を脱水機で脱水する工程を削除できるので、固形燃料の製造プラント１の装置構成を簡易にでき、また、固形燃料の製造工程の手間を少なくできる。
【０１３３】
このように、炭化処理によって臭気が低減された有機炭化物を用いた臭気の少ない固形燃料を、その製造過程においても臭気の拡散を防止しながら製造することができる。
【０１３４】
また、上記混合廃棄物処理ライン２の洗浄脱水機３０は、軽量物に旋回力を作用させて洗浄及び脱水を行うので、従来のように紙類を乾燥させるために生石灰を添加する必要が無い。したがって、本発明の固形燃料の製造プラント１で製造された固形燃料は、燃焼する際に生成される灰を従来よりも少なくできる。
【０１３５】
また、上記洗浄脱水機３０は、被処理物の加熱を行なわないので、加熱により被処理物に含まれる塩化ビニル等の塩素含有樹脂が溶融して他の古紙や廃プラスチック等の軽量物に付着することが無い。したがって、塩素含有樹脂の付着により、他の軽量物が固形燃料の材料に使用できなくなって、廃棄物の固形燃料への再生率が低下する不都合を防止できる。
【０１３６】
また、この固形燃料の製造プラント１は、混合廃棄物を処理して可燃物と廃プラスチックを抽出する混合廃棄物処理ライン２を備えるので、この製造プラント１に投入される廃棄物は、可燃物と不燃物と廃プラスチックとに分別されていなくてもよい。したがって、廃棄物の排出者及び回収者のいずれにおいても、廃棄物の分別にかかる手間と費用を削減することができる。
【０１３７】
また、固形燃料製造ライン５で製造されたＲＰＦの一部や、木質廃棄物処理ライン４で生成された木質チップを、有機廃棄物処理ライン３の熱源装置である蒸気ボイラ６の燃料に用いるので、有機廃棄物を乾燥する際に必要な燃料を削減することができる。また、有機廃棄物処理ライン３において、炭化装置４７で有機廃棄物から生成された可燃性ガスをオイルバーナ４７５の燃料に用いると共に、加熱室４７３から排出された熱媒ガスの余剰の熱を蒸気ボイラ６に再利用するので、オイルバーナ４７５や蒸気ボイラ６の燃料を削減することができる。このように、固形燃料の製造プラント１に投入された廃棄物から、固形燃料の製造プラント１で消費する燃料を製造し、また、固形燃料の製造プラント１内で余剰の熱を再利用するので、全体として、化石燃料の使用量を削減できて、二酸化炭素排出量の増大を効果的に削減することができる。
【０１３８】
また、本実施形態の固形燃料の製造プラント１は、家庭や事務所等からの廃棄物を混合廃棄物処理ライン２で処理すると共に、下水処理施設や建築現場や食品工場等で生成された汚泥を有機廃棄物処理ライン３で処理するので、この固形燃料の製造プラント１が設置された地域で排出される廃棄物を、一括して処理することができる。
【０１３９】
上記実施形態において、減圧発酵乾燥装置４４で有機廃棄物を乾燥処理してなる乾燥有機物を、炭化装置４７に投入して炭化を行ったが、炭化装置４７に投入する乾燥有機物は、粒状に形成するのが好ましい。粒状の乾燥有機物は、図１５のリングダイ式成形装置７４と同様の造粒機を用いて形成することができる。粒状の乾燥有機物は、２ｍｍ以上８ｍｍに形成するのが好ましく、４ｍｍ以上６ｍｍ以下であるのが更に好ましい。なお、リングダイ式成形装置以外に、例えばフラットダイ式成形装置等、他の形式の造粒機を用いることもできる。造粒機で粒状化された乾燥有機物は、貯蔵サイロと一体に形成された定量供給機に一旦貯蔵し、所定量を炭化装置４７に巻き出すように構成する。
【０１４０】
このように、造粒機で粒状化した乾燥有機物を炭化装置４７で炭化することにより、炭化装置４７の炭化室４７４で、固形化されて微粒子の少ない乾燥有機物を加熱する。これにより、排気口４７９から排出される可燃性ガスに混入する乾燥有機物や炭化物の微粒子を少なくできる。したがって、可燃性ガスを加熱室４７３や蒸気ボイラ６に供給する可燃性ガス管４８０、炭化装置配管４８１及びボイラ配管４８２内や、加熱室４７３から蒸気ボイラ６の熱交換器を通って集塵機４８６に至る燃焼ガスの経路内に蓄積する粉塵を少なくできる。すなわち、炭化装置４７で炭化する乾燥有機物を粒状に固形化することにより、炭化装置４７で回収する可燃性ガスの粉塵を少なくでき、その結果、可燃性ガスの加熱室４７３での燃焼や、加熱室４７３で燃焼した余剰の熱を蒸気ボイラ６で再利用することや、可燃性ガスの蒸気ボイラ６での燃焼といった複数の用途に、上記可燃性ガスを用いることができる。また、炭化装置４７で炭化する乾燥有機物を粒状に固形化することにより、乾燥有機物や有機炭化物の粉塵の生成による損失を削減でき、有機炭化物の収率を高めることができる。
【０１４１】
また、上記実施形態において、一般廃棄物を混合廃棄物処理ライン２に投入して可燃物を抽出してバインダを形成する一方、有機廃棄物を有機廃棄物処理ライン３に投入して有機炭化物を形成したが、混合廃棄物処理ライン２で混合廃棄物から抽出された生ごみ等の有機物を、有機廃棄物処理ライン３の減圧発酵乾燥装置４４に投入し、乾燥処理を行った後、炭化装置４７で炭化して炭化有機物を形成してもよい。
【０１４２】
上記実施形態において、有機廃棄物処理ライン３の炭化装置４７で生成した可燃性ガスの一部を蒸気ボイラ６の燃料として用いたが、炭化装置４７で生成した可燃性ガスを蒸気ボイラ６の燃料に用いなくてもよい。
【０１４３】
また、上記実施形態において、有機廃棄物として余剰汚泥を用いたが、有機廃棄物として、湖沼や海の底に堆積したヘドロや、農水産業で排出される廃棄物や、食品工場から排出される食品残渣や、一般家庭から排出される生ごみ等、各種産業の生産工程や排水処理に伴って生じる高水分の有機物を用いてもよい。
【０１４４】
また、本実施形態において、有機炭化物に混合するバインダとして、廃プラスチックと、廃紙や木屑等の植物由来の廃棄物とを用いたが、バインダは少なくとも熱可塑性のプラスチック成分を含んでいればよい。
【０１４５】
上記実施形態では、有機廃棄物処理ライン３で本発明の有機廃棄物の炭化方法により有機炭化物を形成し、この有機炭化物を用いて固形燃料を製造する場合を例示したが、本発明の有機廃棄物の炭化方法により形成した有機炭化物は、燃料のほか、肥料、凝集剤、吸着剤、ろ過材、土壌改良剤、融雪剤、又は、還元剤に用いてもよい。
【符号の説明】
【０１４６】
１ 固形燃料の製造プラント
２ 混合廃棄物処理ライン
３ 有機廃棄物処理ライン
４ 木質廃棄物処理ライン
５ 固形燃料製造ライン
４４ 減圧発酵乾燥装置
４７ 炭化装置
７１ 成形装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機廃棄物を、微生物を添加して減圧環境で加熱して乾燥有機物を形成する減圧乾燥工程と、
上記減圧乾燥工程で有機廃棄物から蒸発した水分を凝縮する凝縮工程と、
上記凝縮工程で水分を冷却すると共に微生物が添加された冷却水に、上記凝縮工程で生じた凝縮水と、上記減圧乾燥工程で生じた臭気を含む気体とを混合し、この冷却水を冷却する混合冷却工程と、
上記乾燥有機物を低酸素環境下で加熱して、有機炭化物を形成すると共に可燃性ガスを生成する炭化工程と、
上記炭化工程で乾燥有機物から生成された可燃性ガスを、上記減圧乾燥工程又は炭化工程における加熱用の燃料として燃焼させる燃焼工程と、
上記有機炭化物を、バインダと混合し、成形する混合成形工程と
を備えることを特徴とする固形燃料の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の固形燃料の製造方法において、
上記炭化工程における加熱の余剰の熱を、上記減圧乾燥工程における加熱に利用することを特徴とする固形燃料の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の固形燃料の製造方法において、
上記減圧乾燥工程で生じた気体を、この減圧乾燥工程における有機廃棄物の加熱用の燃焼空気として供給する燃焼空気供給工程を備えることを特徴とする固形燃料の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の固形燃料の製造方法において、
上記炭化工程の前に、上記減圧乾燥工程で形成された乾燥有機物を粒状化する粒状化工程を備え、
上記炭化工程で、粒状化された上記乾燥有機物を加熱することを特徴とする固形燃料の製造方法。
【請求項５】
微生物が添加された有機廃棄物を、減圧環境で加熱して乾燥有機物を形成する減圧乾燥装置と、
上記乾燥有機物を低酸素環境下で加熱して、有機炭化物を形成すると共に可燃性ガスを生成する炭化装置と、
上記有機炭化物を、バインダと混合して成形し、固形燃料を形成する成形装置とを備え、
上記減圧乾燥装置は、有機廃棄物が投入されて内部を減圧するケーシングと、ケーシング内に回転可能に配置されて有機廃棄物を攪拌する攪拌部と、ケーシングの少なくとも一部に設けられて有機廃棄物を加熱する加熱部と、上記有機廃棄物からの蒸気を凝縮する凝縮部と、この凝縮部に供給されて微生物が添加された冷却水と、上記凝縮部で生じた凝縮水と、上記有機廃棄物の乾燥によって生じた臭気を含む気体とをケーシングから吸引する吸引ポンプと、上記冷却水に上記吸引ポンプで吸引された凝縮水と気体とを混合すると共にこの冷却水を冷却する混合冷却器とを有し、
上記減圧乾燥装置及び炭化装置のうちの少なくとも一方の加熱用に、上記炭化装置で乾燥有機物から生成された可燃性ガスを燃料として用いることを特徴とする固形燃料の製造プラント。
【請求項６】
請求項５に記載の固形燃料の製造プラントにおいて、
上記炭化装置で乾燥有機物を加熱する際の余剰の熱を、上記減圧乾燥装置の加熱部に供給して利用することを特徴とする固形燃料の製造プラント。
【請求項７】
請求項５に記載の固形燃料の製造プラントにおいて、
上記減圧乾燥装置のケーシング内の気体を吸引し、この減圧乾燥装置の加熱用の熱源装置に、上記吸引した気体を燃焼空気として供給する第２の吸引ポンプを備えることを特徴とする固形燃料の製造プラント。
【請求項８】
請求項５に記載の固形燃料の製造プラントにおいて、
上記減圧乾燥装置で形成され、上記炭化装置に投入される前の乾燥有機物を粒状化する粒状化装置を備えることを特徴とする固形燃料の製造プラント。
【請求項９】
請求項５に記載の固形燃料の製造プラントにおいて、
上記バインダは、木質材料、紙材料及びプラスチック材料のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする固形燃料の製造プラント。
【請求項１０】
請求項５に記載の固形燃料の製造プラントにおいて、
上記減圧乾燥装置で処理される有機廃棄物に、木質材料の粉末が添加されていることを特徴とする固形燃料の製造プラント。
【請求項１】
有機廃棄物を、微生物を添加して減圧環境で加熱して乾燥有機物を形成する減圧乾燥工程と、
上記減圧乾燥工程で有機廃棄物から蒸発した水分を凝縮する凝縮工程と、
上記凝縮工程で水分を冷却すると共に微生物が添加された冷却水に、上記凝縮工程で生じた凝縮水と、上記減圧乾燥工程で生じた臭気を含む気体とを混合し、この冷却水を冷却する混合冷却工程と、
上記乾燥有機物を低酸素環境下で加熱して、有機炭化物を形成すると共に可燃性ガスを生成する炭化工程と、
上記炭化工程で乾燥有機物から生成された可燃性ガスを、上記減圧乾燥工程又は炭化工程における加熱用の燃料として燃焼させる燃焼工程と、
上記有機炭化物を、バインダと混合し、成形する混合成形工程と
を備えることを特徴とする固形燃料の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の固形燃料の製造方法において、
上記炭化工程における加熱の余剰の熱を、上記減圧乾燥工程における加熱に利用することを特徴とする固形燃料の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の固形燃料の製造方法において、
上記減圧乾燥工程で生じた気体を、この減圧乾燥工程における有機廃棄物の加熱用の燃焼空気として供給する燃焼空気供給工程を備えることを特徴とする固形燃料の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の固形燃料の製造方法において、
上記炭化工程の前に、上記減圧乾燥工程で形成された乾燥有機物を粒状化する粒状化工程を備え、
上記炭化工程で、粒状化された上記乾燥有機物を加熱することを特徴とする固形燃料の製造方法。
【請求項５】
微生物が添加された有機廃棄物を、減圧環境で加熱して乾燥有機物を形成する減圧乾燥装置と、
上記乾燥有機物を低酸素環境下で加熱して、有機炭化物を形成すると共に可燃性ガスを生成する炭化装置と、
上記有機炭化物を、バインダと混合して成形し、固形燃料を形成する成形装置とを備え、
上記減圧乾燥装置は、有機廃棄物が投入されて内部を減圧するケーシングと、ケーシング内に回転可能に配置されて有機廃棄物を攪拌する攪拌部と、ケーシングの少なくとも一部に設けられて有機廃棄物を加熱する加熱部と、上記有機廃棄物からの蒸気を凝縮する凝縮部と、この凝縮部に供給されて微生物が添加された冷却水と、上記凝縮部で生じた凝縮水と、上記有機廃棄物の乾燥によって生じた臭気を含む気体とをケーシングから吸引する吸引ポンプと、上記冷却水に上記吸引ポンプで吸引された凝縮水と気体とを混合すると共にこの冷却水を冷却する混合冷却器とを有し、
上記減圧乾燥装置及び炭化装置のうちの少なくとも一方の加熱用に、上記炭化装置で乾燥有機物から生成された可燃性ガスを燃料として用いることを特徴とする固形燃料の製造プラント。
【請求項６】
請求項５に記載の固形燃料の製造プラントにおいて、
上記炭化装置で乾燥有機物を加熱する際の余剰の熱を、上記減圧乾燥装置の加熱部に供給して利用することを特徴とする固形燃料の製造プラント。
【請求項７】
請求項５に記載の固形燃料の製造プラントにおいて、
上記減圧乾燥装置のケーシング内の気体を吸引し、この減圧乾燥装置の加熱用の熱源装置に、上記吸引した気体を燃焼空気として供給する第２の吸引ポンプを備えることを特徴とする固形燃料の製造プラント。
【請求項８】
請求項５に記載の固形燃料の製造プラントにおいて、
上記減圧乾燥装置で形成され、上記炭化装置に投入される前の乾燥有機物を粒状化する粒状化装置を備えることを特徴とする固形燃料の製造プラント。
【請求項９】
請求項５に記載の固形燃料の製造プラントにおいて、
上記バインダは、木質材料、紙材料及びプラスチック材料のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする固形燃料の製造プラント。
【請求項１０】
請求項５に記載の固形燃料の製造プラントにおいて、
上記減圧乾燥装置で処理される有機廃棄物に、木質材料の粉末が添加されていることを特徴とする固形燃料の製造プラント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−５２０６０（Ｐ２０１２−５２０６０Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９７５０７（Ｐ２０１０−１９７５０７）
【出願日】平成２２年９月３日（２０１０．９．３）
【出願人】（５９１１１９６２４）株式会社御池鐵工所 (86)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３日（２０１０．９．３）
【出願人】（５９１１１９６２４）株式会社御池鐵工所 (86)
【Ｆターム（参考）】
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