有機質固形廃棄物の処理装置及び処理方法
【課題】高い処理能力を有し、臭気及びＣＯ２は排出しない炭化処理装置を提供する。
【解決手段】炉内に窒素を供給する窒素供給装置Ｔに接続可能であって、有機質固形廃棄物Ｐを所定温度で加熱して脱水処理及び脱ガス処理する第一炉１と、炉内に窒素を供給する窒素供給装置Ｔに接続可能であって、前記第一炉１で処理された前記有機質固形廃棄物Ｐを所定温度で加熱し熱分解して炭化させる第二炉２と、炉内に窒素を供給する窒素供給装置Ｔに接続可能であって、前記第二炉２で処理された前記有機質固形廃棄物Ｐを所定温度に至るまで冷却する第三炉３と、を備える。前記の第一炉１及び第二炉２、第三炉３は、単一長尺の炉の内部空間を区画及び区画解除可能な区画扉５により区画されて形成される。
【解決手段】炉内に窒素を供給する窒素供給装置Ｔに接続可能であって、有機質固形廃棄物Ｐを所定温度で加熱して脱水処理及び脱ガス処理する第一炉１と、炉内に窒素を供給する窒素供給装置Ｔに接続可能であって、前記第一炉１で処理された前記有機質固形廃棄物Ｐを所定温度で加熱し熱分解して炭化させる第二炉２と、炉内に窒素を供給する窒素供給装置Ｔに接続可能であって、前記第二炉２で処理された前記有機質固形廃棄物Ｐを所定温度に至るまで冷却する第三炉３と、を備える。前記の第一炉１及び第二炉２、第三炉３は、単一長尺の炉の内部空間を区画及び区画解除可能な区画扉５により区画されて形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、死亡した乳牛などの有機質固形廃棄物の処理装置及び処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、産業廃棄物の処理は、完全燃焼によるダイオキシンの分解を目的として約９００℃程度の温度での焼却が主流とされる。しかし、この処理によれば、ＣＯ２の発生量が多く、昨今の温暖化に係る要請に対応できない。
【０００３】
この種の技術として、特許文献１は、例えば屑肉や肉骨粉などの有機質固形廃棄物の処理装置及び処理方法を開示する。本処理方法は、屑肉を助燃用木質チップと共に自然温度に至るまで加熱して自発燃焼及び熱分解させ、更に詳しくは、炉内空間を酸素不足状態に維持して上記自発燃焼を不完全燃焼とし、炭素成分が殆ど燃焼しない状態で熱分解を継続し、もって最終的に（屑肉Ｍの）内部まで完全に炭化する、ものである。この処理方法によれば、「従来における化石燃料を用いた屑肉の焼却処理に比較して、エネルギー消費が非常に少なくて済み、極めて低コストで処理を行えるうえ、二酸化炭素の排出量も格段に低減されるから、環境への負荷が僅少であ」るとされる。更に、「炭化処理物は、・・・安全な炭材として、例えば土壌改良材、吸湿材、水湿浄化材などの多用途に再利用することが可能」とされる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３２４９６１号公報（段落番号００３２、００３３、００３９、図７、図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の処理方法は、ＣＯ２の排出量や炭化処理物の再利用の面で大変優れたものである。しかし、一方で、上記特許文献の図７及び図８に示されるように、助燃用木質チップを必要とし、炉内の構成が複雑であるし、上記特許文献１の図１において符号４で示されるように除湿乾燥器を要するといった改良の余地があった。
【０００６】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、高い処理能力を有し、臭気及びＣＯ２は排出しない炭化処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【０００８】
本発明の第一の観点によれば、以下のように構成される、有機質固形廃棄物の炭化処理装置が提供される。即ち、炉内に窒素を供給する窒素供給装置に接続可能であって、有機質固形廃棄物を所定温度で加熱して脱水処理及び脱ガス処理する第一炉と、炉内に窒素を供給する窒素供給装置に接続可能であって、前記第一炉で処理された前記有機質固形廃棄物を所定温度で加熱し熱分解して炭化させる第二炉と、炉内に窒素を供給する窒素供給装置に接続可能であって、前記第二炉で処理された前記有機質固形廃棄物を所定温度に至るまで冷却する第三炉と、を備える。前記の第一炉及び第二炉、第三炉は、単一長尺の炉の内部空間を区画及び区画解除可能な区画扉により区画されて形成される。以上の構成により、上記の脱水処理及び脱ガス処理と、炭化処理と、冷却処理と、が異なる炉内で行われ、即ち前記炭化処理装置を構成する各炉の温度が略一定とされるから、炉内温度の昇降に要する時間が不要となり、もって、高い処理能力を有する炭化処理装置とできる。前記の第一炉・第二炉・第三炉が、単一長尺の炉を前記区画扉を用いて単に区画することで形成される構成なので、該区画の解除により各炉間における前記有機質固形廃棄物の容易な搬送が実現される。また、炉内を窒素雰囲気にできるから、各炉における臭気及びＣＯ２の発生が回避されると共に、前記の第二炉及び第三炉における前記有機質固形廃棄物の自発燃焼を回避できる。更に言えば、炭化された前記有機質固形廃棄物は新たな資源として利用可能である。
【０００９】
上記の有機質固形廃棄物の処理装置は、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記の第一炉及び第二炉は、マッフル炉に構成される。以上の構成によれば、各炉における加熱室と処理室とが隔壁の存在により完全に分離されることで各炉内の構成が簡素とされるから、各炉内の清掃についての高い作業性が実現される。
【００１０】
上記の有機質固形廃棄物の処理装置は、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記の第一炉及び第二炉、第三炉の炉内には、複数のハースローラーが並設され、前記有機質固形廃棄物は、トレーに収納された状態で前記複数のハースローラー上で各炉間を搬送される。以上の構成によれば、簡素な構成で、各炉間における前記有機質固形廃棄物の極めて円滑な搬送が実現される。
【００１１】
本発明の第二の観点によれば、有機質固形廃棄物の処理は、以下のような方法で行われる。即ち、窒素雰囲気下で、有機質固形廃棄物を所定温度で加熱して脱水処理及び脱ガス処理する第一工程と、窒素雰囲気下で、前記第一工程により処理した前記有機質固形廃棄物を所定温度で加熱し熱分解して炭化する第二工程と、窒素雰囲気下で、前記第二工程により処理した前記有機質固形廃棄物を所定温度に至るまで冷却する第三工程と、を含む。このように各炉における処理を窒素雰囲気下で行うことで、各炉における臭気及びＣＯ２の発生が回避されると共に、前記の第二炉及び第三炉における前記有機質固形廃棄物の自発燃焼を回避できる。また、炭化された前記有機質固形廃棄物は新たな資源として利用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る炭化処理装置の正面断面図である。図２は、図１の２−２線矢視断面図である。
【００１３】
図１に示す如く本実施形態において炭化処理装置１００は、その主要な構成として、列設される第一炉１及び第二炉２、第三炉３から構成される。このうち第一炉１は、炉内に窒素を供給する窒素供給装置Ｔに接続可能であって、有機質固形廃棄物Ｐを所定温度で加熱して脱水処理及び脱ガス処理する役割を担う。以下、この第一炉１の構成を詳細に説明する。
【００１４】
即ち、第一炉１は、所定厚の断熱壁から成る箱型に形成され、水平方向に対向する一対の断熱壁には、有機質固形廃棄物Ｐを該第一炉１内へ搬入するための搬入孔１ｎと、該第一炉１内で適宜に処理された状態の有機質固形廃棄物Ｐを該第二炉２へ搬出するための搬出孔１ｓと、が夫々穿孔され、この搬入孔１ｎが形成される断熱壁から搬出孔１ｓが形成される断熱壁へ向かって円筒状のマッフル炉１ｍが形成される（図２も併せて参照）。このマッフル炉１ｍは、耐熱性を有する金属又は薄い耐火物の隔壁から成り、該マッフル炉１ｍと前記の断熱壁との間に加熱室１ｋが形成され、該マッフル炉１ｍの内部に処理室１ｈが形成される。そして、この加熱室１ｋ内で例えばプロパンガスなどの燃焼ガスを燃焼させることで、該処理室１ｈ内の有機質固形廃棄物Ｐを間接的に加熱するように構成される。第一炉１に形成される前記の搬入孔１ｎ及び搬出孔１ｓは、油圧シリンダ４の作動により上下動可能な区画扉５によって閉塞可能に構成される。前記の有機質固形廃棄物Ｐは、その取扱いを容易とすべくトレー６に収納された状態とされる。このトレー６は、例えばステンレス製などから成り、上方が解放された箱形に形成され、上記のマッフル炉１ｍ内に複数で並設されるハースローラー（搬送ローラー）７・７・・・上に所定段（図２において１段、例えば２段や３段以上も可能）の段積み状態で載置される。このハースローラー７・７・・・は、詳しくはマッフル炉１ｍの延在方向と平行に並設され、例えばステッピングモータなどの駆動モータに接続されており、この駆動モータを適宜に制御することによりマッフル炉１ｍ内でのトレー６の高精度な位置決め（マッフル炉１ｍの延在方向における位置決め）が実現される。
【００１５】
前記の処理室１ｈに窒素を供給するために前記のマッフル炉１ｍには窒素供給孔と、該窒素供給孔から該マッフル炉１ｍの外部へ延びる窒素管１ｔと、が形成され、該窒素管１ｔの先端には、二点鎖線で略示する窒素供給装置Ｔと接続するための接続フランジが設けられる。同様に、このマッフル炉１ｍ内で発生した水蒸気や有機系ガスなどのガスを排出するために第一炉１の断熱壁にはガス排出孔と、該ガス排出孔から該マッフル炉１ｍの外部へ延びるガス管１ｇと、が形成され、該ガス管１ｇの先端には、二点鎖線で略示するガス吸引装置Ｇと接続するための接続フランジが設けられる。一方、前記の加熱室１ｋに燃焼ガスを供給するために第一炉１の断熱壁には燃焼ガス供給孔と、該燃焼ガス供給孔から該第一炉１の外側へ延びる燃焼ガス管１ｂと、が形成され、該燃焼ガス管１ｂの先端には、二点鎖線で略示する燃焼ガス供給装置Ｂと接続するための接続フランジが設けられる。更に、前記のマッフル炉１ｍ内には、該マッフル炉１ｍ内の温度を測定するための図略の測温器と、該マッフル炉１ｍ内の圧力を測定するための図略の測圧器と、が設けられる。マッフル炉１ｍの下部にはマッフル炉１ｍ内の水分を排水するための排水孔１ｄが形成される。
【００１６】
上記の第二炉２は、炉内に窒素を供給する窒素供給装置Ｔに接続可能であって、前記第一炉１で処理された前記有機質固形廃棄物Ｐを所定温度で加熱し熱分解して炭化させる役割を担う。以下、この第二炉２の構成を詳細に説明する。なお、第二炉２の構成のうち、第一炉１の構成と同一である構成については、適宜にその記載を割愛する。
【００１７】
即ち、第二炉２は、断熱壁から成る箱形に形成され、搬入孔２ｎと、搬出孔２ｓと、マッフル炉２ｍと、が形成される。加熱室２ｋ内で燃焼ガスを燃焼させることで、処理室２ｈ内の有機質固形廃棄物Ｐを間接的に加熱するように構成される。搬入孔２ｎ及び搬出孔２ｓは、油圧シリンダ４により作動される区画扉５によって閉塞可能に構成される。マッフル炉２ｍ内にハースローラー７・７・・・が複数で並設される。マッフル炉２ｍには窒素管２ｔ及びガス管２ｇが設けられ、第二炉２の断熱壁には燃焼ガス管２ｂが形成される。マッフル炉２ｍ内に測温器及び測圧器が設けられる。マッフル炉２ｍの下部にはマッフル炉２ｍ内の水分を排水するための排水孔２ｄが形成される。
【００１８】
上記の第三炉３は、炉内に窒素を供給する窒素供給装置Ｔに接続可能であって、前記第二炉２で処理された前記有機質固形廃棄物Ｐを所定温度に至るまで冷却する役割を担う。以下、この第三炉３の構成を詳細に説明する。なお、第三炉３の構成のうち、第一炉１の構成と同一である構成については、適宜にその記載を割愛する。
【００１９】
即ち、第三炉３は、断熱壁から成る箱形に形成され、搬入孔３ｎと、搬出孔３ｓと、マッフル炉３ｍと、が形成される。この第三炉３の断熱壁とマッフル炉３ｍとの間には冷却室３ｋが形成され、この冷却室３ｋ内にはマッフル炉３ｍを空冷するファン３ｆが設けられる。更に、マッフル炉３ｍ内には略示の熱交換器３ｅが設けられる。この熱交換器３ｅは、マッフル炉３ｍの外周に沿って配される冷却水流管内の冷却水を冷却する役割を担う。搬入孔３ｎ及び搬出孔３ｓは、油圧シリンダ４により作動される区画扉５によって閉塞可能に構成される。マッフル炉３ｍ内にハースローラー７・７・・・が複数で並設される。マッフル炉３ｍには窒素管３ｔ及びガス管３ｇが設けられる。マッフル炉３ｍ内に測温器及び測圧器が設けられる。マッフル炉３ｍの下部にはマッフル炉３ｍ内の水分を排水するための排水孔３ｄが形成される。
【００２０】
なお、搬出孔１ｓと搬入孔２ｎは対面し、搬出孔１ｓを通してトレー６を第一炉１から搬出すると、同時に、このトレー６は搬入孔２ｎを通して第二炉２内へ搬入されるように構成され、前記の第一炉１の搬出孔１ｓを閉塞するための区画扉５は、同時に、前記の第二炉２の搬入孔２ｎを閉塞する、いわば仕切り板の役割を担う。同様に、搬出孔２ｓと搬入孔３ｎは対面し、搬出孔２ｓを通してトレー６を第二炉２から搬出すると、同時に、このトレー６は搬入孔３ｎを通して第三炉３内へ搬入されるように構成され、前記の第二炉２の搬出孔２ｓを閉塞するための区画扉５は、同時に、前記の第三炉３の搬入孔３ｎを閉塞する、いわば仕切り板の役割を担う。更に別の観点から言えば、前記の第一炉１及び第二炉２、第三炉３は、単一長尺の炉の内部空間を区画し（仕切り）、及び、その区画された状態を解除できる区画扉５により区画されて形成されるとも言え、この意味で、本実施形態に係る炭化処理装置１００はトンネル式連続炉と言うことができる。
【００２１】
前記の第二炉２と第一炉１を挟んで反対側には該第一炉１内へ搬入するトレー６を待機させるための第一待機台Ｈが設けられ、第二炉２と第三炉３を挟んで反対側には該第三炉３から搬出されたトレー６を待機させるための第二待機台Ｉが設けられる。なお、本実施形態において第一待機台Ｈの上面にはハースローラー７・７・・・は設けられず、第二待機台Ｉの上面にのみハースローラー７・７・・・が設けられる。
【００２２】
前記の第一炉１及び第二炉２、第三炉３の各炉の下方には、排水孔１ｄ・２ｄ・３ｄから下方へ延在する排水管１ｒ・２ｒ・３ｒを収納する排水ユニット１Ｕ・２Ｕ・３Ｕが形成される。
【００２３】
次に、本実施形態に係る炭化処理方法を説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る炭化処理方法のフローである。なお、以下、炭化処理の処理対象を死亡した乳牛（以下、単に乳牛とも称する。）として説明する。
【００２４】
＜第ゼロ工程：Ｓ３００＞
本工程は、事前に冷凍しておいた乳牛を所定サイズのブロック状に切断する工程である。この乳牛の切断には公知の切断機を用いる。前記の所定サイズについては、実際に使用するトレー６の大きさを考慮するとよい。
【００２５】
＜第一工程：Ｓ３１０＞
本工程は、窒素雰囲気下で、有機質固形廃棄物Ｐを所定温度で加熱して脱水処理及び脱ガス処理する工程である。詳しくは以下の通りである。
【００２６】
即ち、第ゼロ工程において所定サイズのブロック状に切断した乳牛（以下、単に乳牛片とも称する。）をトレー６に適宜に収納して第一待機台Ｈ上に載置し、搬入孔１ｎを閉塞する区画扉５を油圧シリンダ４を作動させることにより上昇させ、トレー６を第一炉１内へ搬入し、再度、油圧シリンダ４を作動させることにより区画扉５を下降させ、搬入孔１ｎを閉塞する。これにより、マッフル炉１ｍを保密状とする。
【００２７】
次に、窒素供給装置Ｔから窒素管１ｔを介してマッフル炉１ｍ内に窒素を供給し、それと同時に間欠的にガス吸引装置Ｇを作動させてマッフル炉１ｍ内の空気をガス管１ｇを介して排出する。これにより、マッフル炉１ｍ内を略完全な窒素雰囲気とする。なお、マッフル炉１ｍ内を窒素雰囲気とするのは、マッフル炉１ｍ内の良好な伝熱性を確保すると共に、酸素を排除するためである。
【００２８】
次いで、燃焼ガス供給装置Ｂから燃焼ガス管１ｂを介して加熱室１ｋ内に燃焼ガスを供給し、公知の方法により該燃焼ガスを点火することにより、マッフル炉１ｍ内の窒素雰囲気を約２０〜３０分間、加熱する。このとき、マッフル炉１ｍ内の窒素雰囲気の温度は、所定温度（１５０±２０℃）となるように維持する。この温度の調整は、前述の測温器の測定結果に基づいて上記燃焼ガスの供給量を調整することで実現されよう。上記によると、乳牛片が加熱され、乳牛片が脱水及び脱ガスされる。なお、「有機質固形廃棄物の温度」は、「乳牛片の周囲に存在する窒素雰囲気の温度」において観念される。
【００２９】
なお、上記の加熱の際にも、窒素供給装置Ｔによる窒素の供給は常時行い、ガス吸引装置Ｇによるガスの排出は間欠的（例えば２０秒ごと）に行うことが好ましい。乳牛片の加熱により発生する水蒸気や有機系系ガスなどのガスは、ガス吸引装置Ｇに設ける図略の中和装置により適宜に処理する。
【００３０】
上記の第二工程における加熱は、概ね２０〜３０分間、実施することとする。
【００３１】
＜第二工程：Ｓ３２０＞
本工程は、窒素雰囲気下で、前記第一工程により処理した前記有機質固形廃棄物Ｐを所定温度で加熱し熱分解して炭化する工程である。詳しくは以下の通りである。
【００３２】
即ち、上記第一工程における処理を完了したら、第一炉１と第二炉２とを区画する区画扉５に係る油圧シリンダ４を作動させることで該区画扉５を上昇せしめ、ハースローラー７・７・・・の回転を適宜に制御することにより、第一炉１内のトレー６を第二炉２内へ搬入する。そして、第二炉２内におけるトレー６の位置決めが完了したら、前記油圧シリンダ４を作動させて区画扉５を下降させて第二炉２の搬入孔２ｎを再び閉塞する。
【００３３】
次に、窒素供給装置Ｔから窒素管２ｔを介してマッフル炉２ｍ内に窒素を供給し、それと同時に間欠的にガス吸引装置Ｇを作動させてマッフル炉２ｍ内の空気をガス管２ｇを介して排出する。これにより、マッフル炉２ｍ内を略完全な窒素雰囲気とする。なお、マッフル炉２ｍ内を窒素雰囲気とするのは、マッフル炉２ｍ内の良好な伝熱性を確保すると共に、酸素を排除することで炭化された乳牛片の自発燃焼を回避するためである。
【００３４】
次いで、燃焼ガス供給装置Ｂから燃焼ガス管２ｂを介して加熱室２ｋ内に燃焼ガスを供給し、公知の方法により該燃焼ガスを点火することにより、マッフル炉２ｍ内の窒素雰囲気を約１２０〜１８０分間、加熱する。このとき、マッフル炉２ｍ内の窒素雰囲気の温度は、所定温度（４５０±２０℃）に保持する。この温度の調整は、上記第一工程と同様、前述の測温器を監視することで実現されよう。上記によると、乳牛片が加熱され、熱分解され炭化する。
【００３５】
なお、上記の加熱の際にも、窒素供給装置Ｔによる窒素の供給は常時行い、ガス吸引装置Ｇによるガスの排出は間欠的（例えば２０秒ごと）に行うことが好ましい。乳牛片の加熱により発生する水蒸気や有機系ガスなどのガスは、ガス吸引装置Ｇに設ける図略の中和装置により適宜に処理する。
【００３６】
＜第三工程：Ｓ３３０＞
本工程は、窒素雰囲気下で、前記第二工程により処理した前記有機質固形廃棄物Ｐを所定温度に至るまで冷却する工程である。詳しくは以下の通りである。
【００３７】
即ち、上記第二工程における炭化を完了したら、第二炉２と第三炉３とを区画する区画扉５に設けられた油圧シリンダ４を作動させることで該区画扉５を上昇せしめ、ハースローラー７・７・・・の回転を適宜に制御することにより、第二炉２内のトレー６を第三炉３内へ搬入する。そして、第三炉３内におけるトレー６の位置決めが完了したら、前記油圧シリンダ４を作動させて区画扉５を下降させて第三炉３の搬入孔３ｎを再び閉塞する。
【００３８】
次に、窒素供給装置Ｔから窒素管３ｔを介してマッフル炉３ｍ内に窒素を供給し、それと同時に間欠的にガス吸引装置Ｇを作動させてマッフル炉３ｍ内の空気をガス管３ｇを介して排出する。これにより、マッフル炉３ｍ内を略完全な窒素雰囲気とする。なお、マッフル炉３ｍ内を窒素雰囲気とするのは、酸素を排除することで炭化された乳牛片の自発燃焼を回避するためである。
【００３９】
次いで、空冷ファン３ｆを作動させると共に熱交換器３ｅを作動させてマッフル炉３ｍ内の窒素雰囲気を急速に冷却する。この冷却は、マッフル炉３ｍ内の窒素雰囲気の温度が、所定温度（常温）に至るまで継続する。
【００４０】
なお、上記の冷却の際にも、窒素供給装置Ｔによる窒素の供給は常時行い、ガス吸引装置Ｇによるガスの排出は間欠的（例えば２０秒ごと）に行うことが好ましい。乳牛片の加熱により発生する水蒸気や有機系ガスなどのガスは、ガス吸引装置Ｇに設ける図略の中和装置により適宜に処理する。
【００４１】
その後、上記第三工程で適宜に冷却された炭化済みの乳牛片を第二待機台Ｉに搬出する。
【００４２】
以上説明したように上記実施形態において炭化処理装置１００は、以下のように構成される。即ち、炉内に窒素を供給する窒素供給装置Ｔに接続可能であって、有機質固形廃棄物Ｐを所定温度で加熱して脱水処理及び脱ガス処理する第一炉１と、炉内に窒素を供給する窒素供給装置Ｔに接続可能であって、前記第一炉１で処理された前記有機質固形廃棄物Ｐを所定温度で加熱し熱分解して炭化させる第二炉２と、炉内に窒素を供給する窒素供給装置Ｔに接続可能であって、前記第二炉２で処理された前記有機質固形廃棄物Ｐを所定温度に至るまで冷却する第三炉３と、を備える。前記の第一炉１及び第二炉２、第三炉３は、単一長尺の炉の内部空間を区画及び区画解除可能な区画扉５により区画されて形成される。以上の構成により、上記の脱水処理及び脱ガス処理と、炭化処理と、冷却処理と、が異なる炉内で行われ、即ち前記炭化処理装置１００を構成する各炉の温度が略一定とされるから、炉内温度の昇降に要する時間が不要となり、もって、高い処理能力を有する炭化処理装置１００とできる。前記の第一炉１-・第二炉２・第三炉３が、単一長尺の炉を前記区画扉５を用いて単に区画することで形成される構成なので、該区画の解除により各炉間における前記有機質固形廃棄物Ｐの容易な搬送が実現される。また、炉内を窒素雰囲気とできるから、各炉における臭気及びＣＯ２の発生が回避されると共に、前記の第二炉２及び第三炉３における前記有機質固形廃棄物Ｐの自発燃焼を回避できる。更に言えば、炭化された前記有機質固形廃棄物Ｐは新たな資源として利用可能である。特筆すべきは、上記実施形態に係る炭化処理装置１００は、６頭分の乳牛をわずか４時間で炭化処理できることである。つまり、１サイクルに要する時間は４時間である。
【００４３】
上記の炭化処理装置１００は、更に以下のように構成される。即ち、前記の第一炉１及び第二炉２は、マッフル炉１ｍ（２ｍ）に構成される。以上の構成によれば、各炉における加熱室１ｋ（２ｋ）と処理室１ｈ（２ｈ）とが隔壁の存在により完全に分離されることで各炉内の構成が簡素とされるから、各炉内の清掃についての高い作業性が実現される。
【００４４】
上記の炭化処理装置１００は、更に以下のように構成される。即ち、前記の第一炉１及び第二炉２、第三炉３の炉内には、複数のハースローラー７・７・・・が並設され、前記有機質固形廃棄物Ｐは、トレー６に収納された状態で前記複数のハースローラー７・７・・・上で各炉間を搬送される。以上の構成によれば、簡素な構成で、各炉間における前記有機質固形廃棄物Ｐの極めて円滑な搬送が実現される。
【００４５】
また、上記実施形態において有機質固形廃棄物Ｐの処理は、以下のような方法で行われる。即ち、窒素雰囲気下で、有機質固形廃棄物Ｐを所定温度で加熱して脱水処理及び脱ガス処理する第一工程と、窒素雰囲気下で、前記第一工程により処理した前記有機質固形廃棄物Ｐを所定温度で加熱し熱分解して炭化する第二工程と、窒素雰囲気下で、前記第二工程により処理した前記有機質固形廃棄物Ｐを所定温度に至るまで冷却する第三工程と、を含む。このように各炉における処理を窒素雰囲気下で行うことで、各炉における臭気及びＣＯ２の発生が回避されると共に、前記の第二炉２及び第三炉３における前記有機質固形廃棄物Ｐの自発燃焼を回避できる。また、炭化された前記有機質固形廃棄物Ｐは新たな資源として利用可能である。
【００４６】
以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、上記の実施形態は以下のように変更して実施することができる。
【００４７】
◆ 炭化処理装置１００を構成する断熱壁や各マッフル炉１ｍ・２ｍ・３ｍ、トレー６として、市販のシリコロイ（登録商標）を用いることが望ましい。これによれば、１２００℃程度の耐熱性が得られる。
【００４８】
◆ ガス吸引装置Ｇに、ダイオキシンの検知装置を接続する構成も可能である。
【００４９】
◆ 上記実施形態に係る炭化処理装置１００は、極めて高い処理能力の観点から、死亡した乳牛に最も適している。勿論、本炭化処理装置１００は、死亡した乳牛の処分に限らず、その他の動物（豚・羊・鶏・熊・トドなど）の処理についても適用可能である。更には、炭化処理装置１００は、動物の死体以外の他の一般産業廃棄物、例えば（１）廃棄タイヤ、（２）魚網、（３）魚貝類、（４）食品廃棄物、（５）廃棄木材類、（６）間伐材、（７）樹脂系統廃棄物（例えばプラスチック類）、（８）その他の産業廃棄物類、の（１）〜（８）の適切な処理についても応用することができる。
【００５０】
◆ 冷凍した乳牛を切断する際に発生する若干の臭気を除去するために、炭化処理装置１００に脱臭装置を追加で設けるとよい。なお、上記実施形態に係る炭化処理装置１００を採用すれば、すべての処理（切断処理を除く。）が窒素雰囲気下で為されるから、殆ど臭気を発しないとされる。
【００５１】
◆ 上記実施形態においてマッフル炉１ｍ・２ｍ・３ｍ内の窒素雰囲気を加熱するには、プロパンガスなどの燃焼ガスの燃焼に伴う発熱を利用するとしたが、これに限らず、例えば電気と通電により発熱する発熱体を利用する構成も考えられる。
【００５２】
◆ 上記実施形態に係る炭化処理装置１００の結果物たる炭化物・炭化水素油などの生成物の応用については、今後の研究開発に委ねる。現在、炭化物の応用として候補に挙がっているのは、（ａ）土壌改良資材、（ｂ）発熱材の改良、（ｃ）家屋の環境改良材である。また、炭化水素油の応用として候補に挙がっているのは、（ｄ）医療や化粧品の分野における商品などである。何れも実現すれば有益なものであるから、共通の研究課題として産官学が適宜に連携して進めていくべきと考える。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態に係る炭化処理装置の正面断面図
【図２】図１の２−２線矢視断面図
【図３】本発明の一実施形態に係る炭化処理方法のフロー
【符号の説明】
【００５４】
１ 第一炉
２ 第二炉
３ 第三炉
４ 油圧シリンダ
５ 区画扉
６ トレー
７ ハースローラー
Ｂ 燃焼ガス供給装置
Ｔ 窒素供給装置
Ｇ ガス吸引装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、死亡した乳牛などの有機質固形廃棄物の処理装置及び処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、産業廃棄物の処理は、完全燃焼によるダイオキシンの分解を目的として約９００℃程度の温度での焼却が主流とされる。しかし、この処理によれば、ＣＯ２の発生量が多く、昨今の温暖化に係る要請に対応できない。
【０００３】
この種の技術として、特許文献１は、例えば屑肉や肉骨粉などの有機質固形廃棄物の処理装置及び処理方法を開示する。本処理方法は、屑肉を助燃用木質チップと共に自然温度に至るまで加熱して自発燃焼及び熱分解させ、更に詳しくは、炉内空間を酸素不足状態に維持して上記自発燃焼を不完全燃焼とし、炭素成分が殆ど燃焼しない状態で熱分解を継続し、もって最終的に（屑肉Ｍの）内部まで完全に炭化する、ものである。この処理方法によれば、「従来における化石燃料を用いた屑肉の焼却処理に比較して、エネルギー消費が非常に少なくて済み、極めて低コストで処理を行えるうえ、二酸化炭素の排出量も格段に低減されるから、環境への負荷が僅少であ」るとされる。更に、「炭化処理物は、・・・安全な炭材として、例えば土壌改良材、吸湿材、水湿浄化材などの多用途に再利用することが可能」とされる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３２４９６１号公報（段落番号００３２、００３３、００３９、図７、図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の処理方法は、ＣＯ２の排出量や炭化処理物の再利用の面で大変優れたものである。しかし、一方で、上記特許文献の図７及び図８に示されるように、助燃用木質チップを必要とし、炉内の構成が複雑であるし、上記特許文献１の図１において符号４で示されるように除湿乾燥器を要するといった改良の余地があった。
【０００６】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、高い処理能力を有し、臭気及びＣＯ２は排出しない炭化処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【０００８】
本発明の第一の観点によれば、以下のように構成される、有機質固形廃棄物の炭化処理装置が提供される。即ち、炉内に窒素を供給する窒素供給装置に接続可能であって、有機質固形廃棄物を所定温度で加熱して脱水処理及び脱ガス処理する第一炉と、炉内に窒素を供給する窒素供給装置に接続可能であって、前記第一炉で処理された前記有機質固形廃棄物を所定温度で加熱し熱分解して炭化させる第二炉と、炉内に窒素を供給する窒素供給装置に接続可能であって、前記第二炉で処理された前記有機質固形廃棄物を所定温度に至るまで冷却する第三炉と、を備える。前記の第一炉及び第二炉、第三炉は、単一長尺の炉の内部空間を区画及び区画解除可能な区画扉により区画されて形成される。以上の構成により、上記の脱水処理及び脱ガス処理と、炭化処理と、冷却処理と、が異なる炉内で行われ、即ち前記炭化処理装置を構成する各炉の温度が略一定とされるから、炉内温度の昇降に要する時間が不要となり、もって、高い処理能力を有する炭化処理装置とできる。前記の第一炉・第二炉・第三炉が、単一長尺の炉を前記区画扉を用いて単に区画することで形成される構成なので、該区画の解除により各炉間における前記有機質固形廃棄物の容易な搬送が実現される。また、炉内を窒素雰囲気にできるから、各炉における臭気及びＣＯ２の発生が回避されると共に、前記の第二炉及び第三炉における前記有機質固形廃棄物の自発燃焼を回避できる。更に言えば、炭化された前記有機質固形廃棄物は新たな資源として利用可能である。
【０００９】
上記の有機質固形廃棄物の処理装置は、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記の第一炉及び第二炉は、マッフル炉に構成される。以上の構成によれば、各炉における加熱室と処理室とが隔壁の存在により完全に分離されることで各炉内の構成が簡素とされるから、各炉内の清掃についての高い作業性が実現される。
【００１０】
上記の有機質固形廃棄物の処理装置は、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記の第一炉及び第二炉、第三炉の炉内には、複数のハースローラーが並設され、前記有機質固形廃棄物は、トレーに収納された状態で前記複数のハースローラー上で各炉間を搬送される。以上の構成によれば、簡素な構成で、各炉間における前記有機質固形廃棄物の極めて円滑な搬送が実現される。
【００１１】
本発明の第二の観点によれば、有機質固形廃棄物の処理は、以下のような方法で行われる。即ち、窒素雰囲気下で、有機質固形廃棄物を所定温度で加熱して脱水処理及び脱ガス処理する第一工程と、窒素雰囲気下で、前記第一工程により処理した前記有機質固形廃棄物を所定温度で加熱し熱分解して炭化する第二工程と、窒素雰囲気下で、前記第二工程により処理した前記有機質固形廃棄物を所定温度に至るまで冷却する第三工程と、を含む。このように各炉における処理を窒素雰囲気下で行うことで、各炉における臭気及びＣＯ２の発生が回避されると共に、前記の第二炉及び第三炉における前記有機質固形廃棄物の自発燃焼を回避できる。また、炭化された前記有機質固形廃棄物は新たな資源として利用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る炭化処理装置の正面断面図である。図２は、図１の２−２線矢視断面図である。
【００１３】
図１に示す如く本実施形態において炭化処理装置１００は、その主要な構成として、列設される第一炉１及び第二炉２、第三炉３から構成される。このうち第一炉１は、炉内に窒素を供給する窒素供給装置Ｔに接続可能であって、有機質固形廃棄物Ｐを所定温度で加熱して脱水処理及び脱ガス処理する役割を担う。以下、この第一炉１の構成を詳細に説明する。
【００１４】
即ち、第一炉１は、所定厚の断熱壁から成る箱型に形成され、水平方向に対向する一対の断熱壁には、有機質固形廃棄物Ｐを該第一炉１内へ搬入するための搬入孔１ｎと、該第一炉１内で適宜に処理された状態の有機質固形廃棄物Ｐを該第二炉２へ搬出するための搬出孔１ｓと、が夫々穿孔され、この搬入孔１ｎが形成される断熱壁から搬出孔１ｓが形成される断熱壁へ向かって円筒状のマッフル炉１ｍが形成される（図２も併せて参照）。このマッフル炉１ｍは、耐熱性を有する金属又は薄い耐火物の隔壁から成り、該マッフル炉１ｍと前記の断熱壁との間に加熱室１ｋが形成され、該マッフル炉１ｍの内部に処理室１ｈが形成される。そして、この加熱室１ｋ内で例えばプロパンガスなどの燃焼ガスを燃焼させることで、該処理室１ｈ内の有機質固形廃棄物Ｐを間接的に加熱するように構成される。第一炉１に形成される前記の搬入孔１ｎ及び搬出孔１ｓは、油圧シリンダ４の作動により上下動可能な区画扉５によって閉塞可能に構成される。前記の有機質固形廃棄物Ｐは、その取扱いを容易とすべくトレー６に収納された状態とされる。このトレー６は、例えばステンレス製などから成り、上方が解放された箱形に形成され、上記のマッフル炉１ｍ内に複数で並設されるハースローラー（搬送ローラー）７・７・・・上に所定段（図２において１段、例えば２段や３段以上も可能）の段積み状態で載置される。このハースローラー７・７・・・は、詳しくはマッフル炉１ｍの延在方向と平行に並設され、例えばステッピングモータなどの駆動モータに接続されており、この駆動モータを適宜に制御することによりマッフル炉１ｍ内でのトレー６の高精度な位置決め（マッフル炉１ｍの延在方向における位置決め）が実現される。
【００１５】
前記の処理室１ｈに窒素を供給するために前記のマッフル炉１ｍには窒素供給孔と、該窒素供給孔から該マッフル炉１ｍの外部へ延びる窒素管１ｔと、が形成され、該窒素管１ｔの先端には、二点鎖線で略示する窒素供給装置Ｔと接続するための接続フランジが設けられる。同様に、このマッフル炉１ｍ内で発生した水蒸気や有機系ガスなどのガスを排出するために第一炉１の断熱壁にはガス排出孔と、該ガス排出孔から該マッフル炉１ｍの外部へ延びるガス管１ｇと、が形成され、該ガス管１ｇの先端には、二点鎖線で略示するガス吸引装置Ｇと接続するための接続フランジが設けられる。一方、前記の加熱室１ｋに燃焼ガスを供給するために第一炉１の断熱壁には燃焼ガス供給孔と、該燃焼ガス供給孔から該第一炉１の外側へ延びる燃焼ガス管１ｂと、が形成され、該燃焼ガス管１ｂの先端には、二点鎖線で略示する燃焼ガス供給装置Ｂと接続するための接続フランジが設けられる。更に、前記のマッフル炉１ｍ内には、該マッフル炉１ｍ内の温度を測定するための図略の測温器と、該マッフル炉１ｍ内の圧力を測定するための図略の測圧器と、が設けられる。マッフル炉１ｍの下部にはマッフル炉１ｍ内の水分を排水するための排水孔１ｄが形成される。
【００１６】
上記の第二炉２は、炉内に窒素を供給する窒素供給装置Ｔに接続可能であって、前記第一炉１で処理された前記有機質固形廃棄物Ｐを所定温度で加熱し熱分解して炭化させる役割を担う。以下、この第二炉２の構成を詳細に説明する。なお、第二炉２の構成のうち、第一炉１の構成と同一である構成については、適宜にその記載を割愛する。
【００１７】
即ち、第二炉２は、断熱壁から成る箱形に形成され、搬入孔２ｎと、搬出孔２ｓと、マッフル炉２ｍと、が形成される。加熱室２ｋ内で燃焼ガスを燃焼させることで、処理室２ｈ内の有機質固形廃棄物Ｐを間接的に加熱するように構成される。搬入孔２ｎ及び搬出孔２ｓは、油圧シリンダ４により作動される区画扉５によって閉塞可能に構成される。マッフル炉２ｍ内にハースローラー７・７・・・が複数で並設される。マッフル炉２ｍには窒素管２ｔ及びガス管２ｇが設けられ、第二炉２の断熱壁には燃焼ガス管２ｂが形成される。マッフル炉２ｍ内に測温器及び測圧器が設けられる。マッフル炉２ｍの下部にはマッフル炉２ｍ内の水分を排水するための排水孔２ｄが形成される。
【００１８】
上記の第三炉３は、炉内に窒素を供給する窒素供給装置Ｔに接続可能であって、前記第二炉２で処理された前記有機質固形廃棄物Ｐを所定温度に至るまで冷却する役割を担う。以下、この第三炉３の構成を詳細に説明する。なお、第三炉３の構成のうち、第一炉１の構成と同一である構成については、適宜にその記載を割愛する。
【００１９】
即ち、第三炉３は、断熱壁から成る箱形に形成され、搬入孔３ｎと、搬出孔３ｓと、マッフル炉３ｍと、が形成される。この第三炉３の断熱壁とマッフル炉３ｍとの間には冷却室３ｋが形成され、この冷却室３ｋ内にはマッフル炉３ｍを空冷するファン３ｆが設けられる。更に、マッフル炉３ｍ内には略示の熱交換器３ｅが設けられる。この熱交換器３ｅは、マッフル炉３ｍの外周に沿って配される冷却水流管内の冷却水を冷却する役割を担う。搬入孔３ｎ及び搬出孔３ｓは、油圧シリンダ４により作動される区画扉５によって閉塞可能に構成される。マッフル炉３ｍ内にハースローラー７・７・・・が複数で並設される。マッフル炉３ｍには窒素管３ｔ及びガス管３ｇが設けられる。マッフル炉３ｍ内に測温器及び測圧器が設けられる。マッフル炉３ｍの下部にはマッフル炉３ｍ内の水分を排水するための排水孔３ｄが形成される。
【００２０】
なお、搬出孔１ｓと搬入孔２ｎは対面し、搬出孔１ｓを通してトレー６を第一炉１から搬出すると、同時に、このトレー６は搬入孔２ｎを通して第二炉２内へ搬入されるように構成され、前記の第一炉１の搬出孔１ｓを閉塞するための区画扉５は、同時に、前記の第二炉２の搬入孔２ｎを閉塞する、いわば仕切り板の役割を担う。同様に、搬出孔２ｓと搬入孔３ｎは対面し、搬出孔２ｓを通してトレー６を第二炉２から搬出すると、同時に、このトレー６は搬入孔３ｎを通して第三炉３内へ搬入されるように構成され、前記の第二炉２の搬出孔２ｓを閉塞するための区画扉５は、同時に、前記の第三炉３の搬入孔３ｎを閉塞する、いわば仕切り板の役割を担う。更に別の観点から言えば、前記の第一炉１及び第二炉２、第三炉３は、単一長尺の炉の内部空間を区画し（仕切り）、及び、その区画された状態を解除できる区画扉５により区画されて形成されるとも言え、この意味で、本実施形態に係る炭化処理装置１００はトンネル式連続炉と言うことができる。
【００２１】
前記の第二炉２と第一炉１を挟んで反対側には該第一炉１内へ搬入するトレー６を待機させるための第一待機台Ｈが設けられ、第二炉２と第三炉３を挟んで反対側には該第三炉３から搬出されたトレー６を待機させるための第二待機台Ｉが設けられる。なお、本実施形態において第一待機台Ｈの上面にはハースローラー７・７・・・は設けられず、第二待機台Ｉの上面にのみハースローラー７・７・・・が設けられる。
【００２２】
前記の第一炉１及び第二炉２、第三炉３の各炉の下方には、排水孔１ｄ・２ｄ・３ｄから下方へ延在する排水管１ｒ・２ｒ・３ｒを収納する排水ユニット１Ｕ・２Ｕ・３Ｕが形成される。
【００２３】
次に、本実施形態に係る炭化処理方法を説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る炭化処理方法のフローである。なお、以下、炭化処理の処理対象を死亡した乳牛（以下、単に乳牛とも称する。）として説明する。
【００２４】
＜第ゼロ工程：Ｓ３００＞
本工程は、事前に冷凍しておいた乳牛を所定サイズのブロック状に切断する工程である。この乳牛の切断には公知の切断機を用いる。前記の所定サイズについては、実際に使用するトレー６の大きさを考慮するとよい。
【００２５】
＜第一工程：Ｓ３１０＞
本工程は、窒素雰囲気下で、有機質固形廃棄物Ｐを所定温度で加熱して脱水処理及び脱ガス処理する工程である。詳しくは以下の通りである。
【００２６】
即ち、第ゼロ工程において所定サイズのブロック状に切断した乳牛（以下、単に乳牛片とも称する。）をトレー６に適宜に収納して第一待機台Ｈ上に載置し、搬入孔１ｎを閉塞する区画扉５を油圧シリンダ４を作動させることにより上昇させ、トレー６を第一炉１内へ搬入し、再度、油圧シリンダ４を作動させることにより区画扉５を下降させ、搬入孔１ｎを閉塞する。これにより、マッフル炉１ｍを保密状とする。
【００２７】
次に、窒素供給装置Ｔから窒素管１ｔを介してマッフル炉１ｍ内に窒素を供給し、それと同時に間欠的にガス吸引装置Ｇを作動させてマッフル炉１ｍ内の空気をガス管１ｇを介して排出する。これにより、マッフル炉１ｍ内を略完全な窒素雰囲気とする。なお、マッフル炉１ｍ内を窒素雰囲気とするのは、マッフル炉１ｍ内の良好な伝熱性を確保すると共に、酸素を排除するためである。
【００２８】
次いで、燃焼ガス供給装置Ｂから燃焼ガス管１ｂを介して加熱室１ｋ内に燃焼ガスを供給し、公知の方法により該燃焼ガスを点火することにより、マッフル炉１ｍ内の窒素雰囲気を約２０〜３０分間、加熱する。このとき、マッフル炉１ｍ内の窒素雰囲気の温度は、所定温度（１５０±２０℃）となるように維持する。この温度の調整は、前述の測温器の測定結果に基づいて上記燃焼ガスの供給量を調整することで実現されよう。上記によると、乳牛片が加熱され、乳牛片が脱水及び脱ガスされる。なお、「有機質固形廃棄物の温度」は、「乳牛片の周囲に存在する窒素雰囲気の温度」において観念される。
【００２９】
なお、上記の加熱の際にも、窒素供給装置Ｔによる窒素の供給は常時行い、ガス吸引装置Ｇによるガスの排出は間欠的（例えば２０秒ごと）に行うことが好ましい。乳牛片の加熱により発生する水蒸気や有機系系ガスなどのガスは、ガス吸引装置Ｇに設ける図略の中和装置により適宜に処理する。
【００３０】
上記の第二工程における加熱は、概ね２０〜３０分間、実施することとする。
【００３１】
＜第二工程：Ｓ３２０＞
本工程は、窒素雰囲気下で、前記第一工程により処理した前記有機質固形廃棄物Ｐを所定温度で加熱し熱分解して炭化する工程である。詳しくは以下の通りである。
【００３２】
即ち、上記第一工程における処理を完了したら、第一炉１と第二炉２とを区画する区画扉５に係る油圧シリンダ４を作動させることで該区画扉５を上昇せしめ、ハースローラー７・７・・・の回転を適宜に制御することにより、第一炉１内のトレー６を第二炉２内へ搬入する。そして、第二炉２内におけるトレー６の位置決めが完了したら、前記油圧シリンダ４を作動させて区画扉５を下降させて第二炉２の搬入孔２ｎを再び閉塞する。
【００３３】
次に、窒素供給装置Ｔから窒素管２ｔを介してマッフル炉２ｍ内に窒素を供給し、それと同時に間欠的にガス吸引装置Ｇを作動させてマッフル炉２ｍ内の空気をガス管２ｇを介して排出する。これにより、マッフル炉２ｍ内を略完全な窒素雰囲気とする。なお、マッフル炉２ｍ内を窒素雰囲気とするのは、マッフル炉２ｍ内の良好な伝熱性を確保すると共に、酸素を排除することで炭化された乳牛片の自発燃焼を回避するためである。
【００３４】
次いで、燃焼ガス供給装置Ｂから燃焼ガス管２ｂを介して加熱室２ｋ内に燃焼ガスを供給し、公知の方法により該燃焼ガスを点火することにより、マッフル炉２ｍ内の窒素雰囲気を約１２０〜１８０分間、加熱する。このとき、マッフル炉２ｍ内の窒素雰囲気の温度は、所定温度（４５０±２０℃）に保持する。この温度の調整は、上記第一工程と同様、前述の測温器を監視することで実現されよう。上記によると、乳牛片が加熱され、熱分解され炭化する。
【００３５】
なお、上記の加熱の際にも、窒素供給装置Ｔによる窒素の供給は常時行い、ガス吸引装置Ｇによるガスの排出は間欠的（例えば２０秒ごと）に行うことが好ましい。乳牛片の加熱により発生する水蒸気や有機系ガスなどのガスは、ガス吸引装置Ｇに設ける図略の中和装置により適宜に処理する。
【００３６】
＜第三工程：Ｓ３３０＞
本工程は、窒素雰囲気下で、前記第二工程により処理した前記有機質固形廃棄物Ｐを所定温度に至るまで冷却する工程である。詳しくは以下の通りである。
【００３７】
即ち、上記第二工程における炭化を完了したら、第二炉２と第三炉３とを区画する区画扉５に設けられた油圧シリンダ４を作動させることで該区画扉５を上昇せしめ、ハースローラー７・７・・・の回転を適宜に制御することにより、第二炉２内のトレー６を第三炉３内へ搬入する。そして、第三炉３内におけるトレー６の位置決めが完了したら、前記油圧シリンダ４を作動させて区画扉５を下降させて第三炉３の搬入孔３ｎを再び閉塞する。
【００３８】
次に、窒素供給装置Ｔから窒素管３ｔを介してマッフル炉３ｍ内に窒素を供給し、それと同時に間欠的にガス吸引装置Ｇを作動させてマッフル炉３ｍ内の空気をガス管３ｇを介して排出する。これにより、マッフル炉３ｍ内を略完全な窒素雰囲気とする。なお、マッフル炉３ｍ内を窒素雰囲気とするのは、酸素を排除することで炭化された乳牛片の自発燃焼を回避するためである。
【００３９】
次いで、空冷ファン３ｆを作動させると共に熱交換器３ｅを作動させてマッフル炉３ｍ内の窒素雰囲気を急速に冷却する。この冷却は、マッフル炉３ｍ内の窒素雰囲気の温度が、所定温度（常温）に至るまで継続する。
【００４０】
なお、上記の冷却の際にも、窒素供給装置Ｔによる窒素の供給は常時行い、ガス吸引装置Ｇによるガスの排出は間欠的（例えば２０秒ごと）に行うことが好ましい。乳牛片の加熱により発生する水蒸気や有機系ガスなどのガスは、ガス吸引装置Ｇに設ける図略の中和装置により適宜に処理する。
【００４１】
その後、上記第三工程で適宜に冷却された炭化済みの乳牛片を第二待機台Ｉに搬出する。
【００４２】
以上説明したように上記実施形態において炭化処理装置１００は、以下のように構成される。即ち、炉内に窒素を供給する窒素供給装置Ｔに接続可能であって、有機質固形廃棄物Ｐを所定温度で加熱して脱水処理及び脱ガス処理する第一炉１と、炉内に窒素を供給する窒素供給装置Ｔに接続可能であって、前記第一炉１で処理された前記有機質固形廃棄物Ｐを所定温度で加熱し熱分解して炭化させる第二炉２と、炉内に窒素を供給する窒素供給装置Ｔに接続可能であって、前記第二炉２で処理された前記有機質固形廃棄物Ｐを所定温度に至るまで冷却する第三炉３と、を備える。前記の第一炉１及び第二炉２、第三炉３は、単一長尺の炉の内部空間を区画及び区画解除可能な区画扉５により区画されて形成される。以上の構成により、上記の脱水処理及び脱ガス処理と、炭化処理と、冷却処理と、が異なる炉内で行われ、即ち前記炭化処理装置１００を構成する各炉の温度が略一定とされるから、炉内温度の昇降に要する時間が不要となり、もって、高い処理能力を有する炭化処理装置１００とできる。前記の第一炉１-・第二炉２・第三炉３が、単一長尺の炉を前記区画扉５を用いて単に区画することで形成される構成なので、該区画の解除により各炉間における前記有機質固形廃棄物Ｐの容易な搬送が実現される。また、炉内を窒素雰囲気とできるから、各炉における臭気及びＣＯ２の発生が回避されると共に、前記の第二炉２及び第三炉３における前記有機質固形廃棄物Ｐの自発燃焼を回避できる。更に言えば、炭化された前記有機質固形廃棄物Ｐは新たな資源として利用可能である。特筆すべきは、上記実施形態に係る炭化処理装置１００は、６頭分の乳牛をわずか４時間で炭化処理できることである。つまり、１サイクルに要する時間は４時間である。
【００４３】
上記の炭化処理装置１００は、更に以下のように構成される。即ち、前記の第一炉１及び第二炉２は、マッフル炉１ｍ（２ｍ）に構成される。以上の構成によれば、各炉における加熱室１ｋ（２ｋ）と処理室１ｈ（２ｈ）とが隔壁の存在により完全に分離されることで各炉内の構成が簡素とされるから、各炉内の清掃についての高い作業性が実現される。
【００４４】
上記の炭化処理装置１００は、更に以下のように構成される。即ち、前記の第一炉１及び第二炉２、第三炉３の炉内には、複数のハースローラー７・７・・・が並設され、前記有機質固形廃棄物Ｐは、トレー６に収納された状態で前記複数のハースローラー７・７・・・上で各炉間を搬送される。以上の構成によれば、簡素な構成で、各炉間における前記有機質固形廃棄物Ｐの極めて円滑な搬送が実現される。
【００４５】
また、上記実施形態において有機質固形廃棄物Ｐの処理は、以下のような方法で行われる。即ち、窒素雰囲気下で、有機質固形廃棄物Ｐを所定温度で加熱して脱水処理及び脱ガス処理する第一工程と、窒素雰囲気下で、前記第一工程により処理した前記有機質固形廃棄物Ｐを所定温度で加熱し熱分解して炭化する第二工程と、窒素雰囲気下で、前記第二工程により処理した前記有機質固形廃棄物Ｐを所定温度に至るまで冷却する第三工程と、を含む。このように各炉における処理を窒素雰囲気下で行うことで、各炉における臭気及びＣＯ２の発生が回避されると共に、前記の第二炉２及び第三炉３における前記有機質固形廃棄物Ｐの自発燃焼を回避できる。また、炭化された前記有機質固形廃棄物Ｐは新たな資源として利用可能である。
【００４６】
以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、上記の実施形態は以下のように変更して実施することができる。
【００４７】
◆ 炭化処理装置１００を構成する断熱壁や各マッフル炉１ｍ・２ｍ・３ｍ、トレー６として、市販のシリコロイ（登録商標）を用いることが望ましい。これによれば、１２００℃程度の耐熱性が得られる。
【００４８】
◆ ガス吸引装置Ｇに、ダイオキシンの検知装置を接続する構成も可能である。
【００４９】
◆ 上記実施形態に係る炭化処理装置１００は、極めて高い処理能力の観点から、死亡した乳牛に最も適している。勿論、本炭化処理装置１００は、死亡した乳牛の処分に限らず、その他の動物（豚・羊・鶏・熊・トドなど）の処理についても適用可能である。更には、炭化処理装置１００は、動物の死体以外の他の一般産業廃棄物、例えば（１）廃棄タイヤ、（２）魚網、（３）魚貝類、（４）食品廃棄物、（５）廃棄木材類、（６）間伐材、（７）樹脂系統廃棄物（例えばプラスチック類）、（８）その他の産業廃棄物類、の（１）〜（８）の適切な処理についても応用することができる。
【００５０】
◆ 冷凍した乳牛を切断する際に発生する若干の臭気を除去するために、炭化処理装置１００に脱臭装置を追加で設けるとよい。なお、上記実施形態に係る炭化処理装置１００を採用すれば、すべての処理（切断処理を除く。）が窒素雰囲気下で為されるから、殆ど臭気を発しないとされる。
【００５１】
◆ 上記実施形態においてマッフル炉１ｍ・２ｍ・３ｍ内の窒素雰囲気を加熱するには、プロパンガスなどの燃焼ガスの燃焼に伴う発熱を利用するとしたが、これに限らず、例えば電気と通電により発熱する発熱体を利用する構成も考えられる。
【００５２】
◆ 上記実施形態に係る炭化処理装置１００の結果物たる炭化物・炭化水素油などの生成物の応用については、今後の研究開発に委ねる。現在、炭化物の応用として候補に挙がっているのは、（ａ）土壌改良資材、（ｂ）発熱材の改良、（ｃ）家屋の環境改良材である。また、炭化水素油の応用として候補に挙がっているのは、（ｄ）医療や化粧品の分野における商品などである。何れも実現すれば有益なものであるから、共通の研究課題として産官学が適宜に連携して進めていくべきと考える。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態に係る炭化処理装置の正面断面図
【図２】図１の２−２線矢視断面図
【図３】本発明の一実施形態に係る炭化処理方法のフロー
【符号の説明】
【００５４】
１ 第一炉
２ 第二炉
３ 第三炉
４ 油圧シリンダ
５ 区画扉
６ トレー
７ ハースローラー
Ｂ 燃焼ガス供給装置
Ｔ 窒素供給装置
Ｇ ガス吸引装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉内に窒素を供給する窒素供給装置に接続可能であって、有機質固形廃棄物を所定温度で加熱して脱水処理及び脱ガス処理する第一炉と、
炉内に窒素を供給する窒素供給装置に接続可能であって、前記第一炉で処理された前記有機質固形廃棄物を所定温度で加熱し熱分解して炭化させる第二炉と、
炉内に窒素を供給する窒素供給装置に接続可能であって、前記第二炉で処理された前記有機質固形廃棄物を所定温度に至るまで冷却する第三炉と、
を備え、
前記の第一炉及び第二炉、第三炉は、単一長尺の炉の内部空間を区画及び区画解除可能な区画扉により区画されて形成される、
ことを特徴とする有機質固形廃棄物の炭化処理装置
【請求項２】
前記の第一炉及び第二炉は、マッフル炉に構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の有機質固形廃棄物の炭化処理装置
【請求項３】
前記の第一炉及び第二炉、第三炉の炉内には、複数のハースローラーが並設され、
前記有機質固形廃棄物は、トレーに収納された状態で前記複数のハースローラー上で各炉間を搬送される、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の有機質固形廃棄物の炭化処理装置
【請求項４】
窒素雰囲気下で、有機質固形廃棄物を所定温度で加熱して脱水処理及び脱ガス処理する第一工程と、
窒素雰囲気下で、前記第一工程により処理した前記有機質固形廃棄物を所定温度で加熱し熱分解して炭化する第二工程と、
窒素雰囲気下で、前記第二工程により処理した前記有機質固形廃棄物を所定温度に至るまで冷却する第三工程と、
を含む、
ことを特徴とする有機質固形廃棄物の炭化処理方法
【請求項１】
炉内に窒素を供給する窒素供給装置に接続可能であって、有機質固形廃棄物を所定温度で加熱して脱水処理及び脱ガス処理する第一炉と、
炉内に窒素を供給する窒素供給装置に接続可能であって、前記第一炉で処理された前記有機質固形廃棄物を所定温度で加熱し熱分解して炭化させる第二炉と、
炉内に窒素を供給する窒素供給装置に接続可能であって、前記第二炉で処理された前記有機質固形廃棄物を所定温度に至るまで冷却する第三炉と、
を備え、
前記の第一炉及び第二炉、第三炉は、単一長尺の炉の内部空間を区画及び区画解除可能な区画扉により区画されて形成される、
ことを特徴とする有機質固形廃棄物の炭化処理装置
【請求項２】
前記の第一炉及び第二炉は、マッフル炉に構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の有機質固形廃棄物の炭化処理装置
【請求項３】
前記の第一炉及び第二炉、第三炉の炉内には、複数のハースローラーが並設され、
前記有機質固形廃棄物は、トレーに収納された状態で前記複数のハースローラー上で各炉間を搬送される、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の有機質固形廃棄物の炭化処理装置
【請求項４】
窒素雰囲気下で、有機質固形廃棄物を所定温度で加熱して脱水処理及び脱ガス処理する第一工程と、
窒素雰囲気下で、前記第一工程により処理した前記有機質固形廃棄物を所定温度で加熱し熱分解して炭化する第二工程と、
窒素雰囲気下で、前記第二工程により処理した前記有機質固形廃棄物を所定温度に至るまで冷却する第三工程と、
を含む、
ことを特徴とする有機質固形廃棄物の炭化処理方法
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１４４１２０（Ｐ２００９−１４４１２０Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２５７４０（Ｐ２００７−３２５７４０）
【出願日】平成１９年１２月１８日（２００７．１２．１８）
【出願人】（５０６３７６０２３）株式会社Ｓ・Ｓ研究所 (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１８日（２００７．１２．１８）
【出願人】（５０６３７６０２３）株式会社Ｓ・Ｓ研究所 (5)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]