説明

木材チップの清浄化処理装置

【課題】木材チップを効率よく清浄化し、有害物質を含まないエネルギガスを作る。
【解決手段】木材チップとモルデナイト系ゼオライトの吸着剤とを温水Wa に投入する第1処理槽11と、木材チップと活性炭の吸着剤とを温水Wb に投入する第2処理槽12と、木材チップを水Wc に投入する第3処理槽13と、木材チップを乾燥する乾燥装置14とを設ける。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、たとえば震災、津波、原発事故、風水害などによって生じる大量の木質系がれき(瓦礫)を木質バイオマスとして有効利用するための木材チップの清浄化処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
東日本大震災によって生じたがれきは、2500万トン以上になると予想され、その70〜75%は、木質系がれきであると試算されている。
【0003】
そこで、このような大量の木質系がれきを木質バイオマスとして有効利用することが考えられる。すなわち、木質系がれきをチップ化し、熱分解してガス化した上、水蒸気を加えて改質することにより、水素リッチの良質なエネルギガスを製造することができる(たとえば特許文献1〜3)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2004−67900号公報
【特許文献2】特開2005−281552号公報
【特許文献3】特開2010−126595号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
かかる従来技術によるときは、木質系がれきが清浄であればよいが、震災等の災害によって生じたがれきは、海水や汚泥、放射性物質などによって汚染していることが考えられるため、生成させるエネルギガスに有害物質が過大に含まれる可能性があるという問題が避けられない。
【0006】
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、木質系がれきを木質バイオマスとして有効に利用するために、木材チップに付着している汚染物質の陽イオン、陰イオンの各吸着工程と、洗浄工程、乾燥工程とを順に実施することによって、大量の木材チップを効率よく清浄化し、有害物質を含まない清浄なエネルギガスを作ることができる木材チップの清浄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】
【0007】
かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、木質原料を粉砕して製造する木材チップとモルデナイト系ゼオライトの吸着剤とを温水に投入する第1処理槽と、第1処理槽からの木材チップと活性炭の吸着剤とを温水に投入する第2処理槽と、第2処理槽からの木材チップを水に投入して洗浄する第3処理槽と、第3処理槽からの木材チップを乾燥する乾燥装置とを備えることをその要旨とする。
【0008】
なお、第1処理槽ないし第3処理槽には、それぞれマイクロバブルの発生装置を装備することができる。
【0009】
また、第1処理槽に投入する木材チップは、磁選機により金属屑を除去処理してもよく、第1処理槽から乾燥装置に至るラインの2系列を並設してもよい。
【発明の効果】
【0010】
かかる発明の構成によるときは、第1処理槽は、モルデナイト系ゼオライトの吸着剤により、木材チップに付着している汚染物質に起因する陽イオンを吸着して除去することができ、第2処理槽は、活性炭の吸着剤により、汚染物質に起因する陰イオンを吸着して除去することができる。なお、木材チップは、たとえば震災、津波、原発事故、風水害などの災害によって発生する木質系がれきを含む木質原料を粉砕して製造される。そこで、ここでいう陽イオンとは、たとえば木質系がれきを汚染させた汚泥や海水などに含まれる重金属類やマグネシウムなど、建築物の白蟻駆除用の薬剤に含まれる銅、ヒ素、クロムなどの他、放射性物質としてのセシウムやストロンチウムなどの有害物質のイオンであり、陰イオンとは、たとえば海水中の塩素や、放射性物質としてのヨウ素などの有害物質のイオンである。
【0011】
第1、第2処理槽に投入する吸着剤は、それぞれモルデナイト系ゼオライト、活性炭を主剤とするものであればよい。ただし、モルデナイト系ゼオライトは、骨格中のSi とAl の比率が5:1以下のものが好ましく、福島県伊達郡桑折町産の天然ゼオライトが最良と思われる。また、第1、第2処理槽の温水は、それぞれ65〜85℃程度、殊に約80℃前後が好ましく、第3処理槽の水は、常温でよい。なお、第1ないし第3処理槽の反応物は、それぞれ個別の沈殿用の回収タンクに移送して沈殿させて回収し、乾燥処理した上、セメントや樹脂などで固めて安全に廃棄保管処分することが好ましい。
【0012】
第1ないし第3処理槽には、それぞれ撹拌用のマイクロバブルの発生装置を装備することにより、第1、第2処理槽では、槽内の温水を撹拌して吸着剤による吸着効果を高め、第3処理槽では、槽内の水を撹拌して洗浄効果を高めることができる。マイクロバブルは、高濃度タイプ、低濃度タイプのいずれであってもよく、その発生方式は、加圧溶解方式、二相流旋回方式などを含む任意の方式でよい。
【0013】
第1処理槽に投入する木材チップは、磁選機による金属屑の除去処理工程を経ることにより、建築物由来の木質原料に含まれる釘などを適切に除去することができる。
【0014】
第1処理槽から乾燥装置に至るラインの2系列を並設すれば、各系列を交互に運転して実質的な連続稼動を実現し、全体の処理効率を向上させることができる。なお、このとき、第1処理槽に前置するクラッシャや、各系列の各処理槽ごとに設ける反応物の沈殿用の回収タンクや、乾燥装置の下流側の貯蔵タンクなどは、2系列に共用することができる。各系列の乾燥装置に乾燥用の過熱蒸気を供給するボイラについても同様である。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】全体模式系統図
【図2】他の実施の形態を示す全体ブロック系統図
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【0017】
木材チップの清浄化処理装置は、第1ないし第3処理槽11、12、13と、乾燥装置14とを備えてなる(図1)。なお、第1処理槽11には、クラッシャ15が前置され、乾燥装置14の下流側には、貯蔵タンク16が設置されている。
【0018】
クラッシャ15は、外部から投入される木質原料(図1の矢印K方向)を機械的に粉砕してチップ化し、木材チップとして選別コンベヤ15a上に排出する。選別コンベヤ15aの中途には、磁選機15bが設置されており、選別コンベヤ15aは、搬送コンベヤ15cを介して第1処理槽11に接続されている。
【0019】
第1処理槽11には、マイクロバブルの発生装置11aが装備されている。また、第1処理槽11には、反応物の沈殿用の回収タンク11bが付設されている。第1処理槽11には、温水Wa が張られ、選別コンベヤ15a、搬送コンベヤ15cを介してクラッシャ15からの木材チップを投入するとともに、外部から粉末状のモルデナイト系ゼオライトの吸着剤を投入することができる(図1の矢印K1 方向)。第1処理槽11内の木材チップは、スクリューコンベヤ11cを介して第2処理槽12に移送することができる。
【0020】
第2処理槽12は、第1処理槽11と同様に構成されている。すなわち、第2処理槽12には、マイクロバブルの発生装置12aが装備されている。また、第2処理槽12には、反応物の沈殿用の回収タンク12bが付設されている。第2処理槽12には、温水Wb が張られ、スクリューコンベヤ11cを介して第1処理槽11からの木材チップを投入するとともに、粉末状の活性炭の吸着剤を投入することができる(図1の矢印K2 方向)。第2処理槽12内の木材チップは、スクリューコンベヤ12cを介して第3処理槽13に移送することができる。
【0021】
第3処理槽13は、第1、第2処理槽11、12と同様に構成されている。第3処理槽13には、マイクロバブルの発生装置13aが装備され、反応物の沈殿用の回収タンク13bが付設されている。第3処理槽13には、水Wc が張られ、スクリューコンベヤ12cを介して第2処理槽12からの木材チップを投入するとともに、第3処理槽13内の木材チップは、スクリューコンベヤ13cを介して乾燥装置14に移送することができる。
【0022】
乾燥装置14には、過熱蒸気を発生する貫流形のボイラ14aが連結されている。乾燥装置14内には、排出用のスクリューコンベヤ14bが組み込まれ、乾燥装置14からの木材チップは、スクリューコンベヤ14b、搬送コンベヤ14cを介して下流側の貯蔵タンク16に搬送することができる。
【0023】
図1において、クラッシャ15に木質原料が投入されると(図1の矢印K方向)、クラッシャ15は、木質原料を木材チップに加工して選別コンベヤ15a上に排出する。そこで、木材チップは、磁選機15bにより金属屑を除去処理された上、搬送コンベヤ15cを介して第1処理槽11に投入される。
【0024】
第1処理槽11では、クラッシャ15からの木材チップと、外部からのモルデナイト系ゼオライトの吸着剤とが温水Wa に投入され、マイクロバブルの発生装置11aからのマイクロバブルによって撹拌される。そこで、適切な反応時間の経過により、木材チップに付着していた有害物質の陽イオンが吸着剤に吸着されるから、スクリューコンベヤ11cを介して木材チップを第2処理槽12に移送するとともに、温水Wa とともに反応物を回収タンク11bに移送して沈殿させ、乾燥処理して適切に廃棄保管処分する。
【0025】
第1処理槽11からの木材チップは、第2処理槽12において、活性炭の吸着剤とともに温水Wb に投入され、マイクロバブルの発生装置12aからのマイクロバブルによって撹拌される。そこで、木材チップに付着していた有害物質の陰イオンが吸着剤に吸着され、処理後の木材チップは、スクリューコンベヤ12cを介して第3処理槽13に移送し、反応物は、温水Wb とともに回収タンク12bに移送して沈殿させ、乾燥処理して廃棄保管処分する。
【0026】
第2処理槽12からの木材チップは、第3処理槽13において、マイクロバブルの発生装置13aからのマイクロバブルによって撹拌しながら水Wc によって洗浄し、スクリューコンベヤ13cを介して乾燥装置14に移送される。また、第3処理槽13の反応物は、水Wc とともに回収タンク13bに移送して沈殿させ、乾燥処理して廃棄保管処分する。
【0027】
乾燥装置14において、木材チップは、スクリューコンベヤ14bによって搬送しながらボイラ14aからの過熱蒸気によって乾燥され、搬送コンベヤ14cを介して貯蔵タンク16に搬送して貯蔵される。なお、貯蔵タンク16内の木材チップは、木質バイオマスとしてエネルギガスの製造に使用する他、他の任意の用途に安全に有効利用することができる。
【他の実施の形態】
【0028】
第1処理槽11から乾燥装置14に至るラインの2系列を並設することができる(図2)。
【0029】
クラッシャ15、貯蔵タンク16は、2系列に共用するものとし、クラッシャ15からの木材チップは、切換コンベヤ15dを介し、各系列の第1処理槽11に交互に切り換えて供給する。また、回収タンク11b、12b、13bは、それぞれ各系列の第1ないし第3処理槽11、12、13ごとに共通に設けられ、ボイラ14aも、各系列の乾燥装置14に共通に設けられている。
【0030】
各系列の第1処理槽11ないし乾燥装置14は、木材チップを所定量ごとにバッチ処理するが、各系列を交互に運転することにより、全体システムを実質的に連続稼働させ、処理効率を大幅に向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【0031】
この発明は、災害などによって発生する木質系がれきに加えて、間伐材や建築廃材などを含む任意の木質原料を木質バイオマスとして利用する際にも広く好適に適用することができる。
【符号の説明】
【0032】
Wa 、Wb …温水
Wc …水
11…第1処理槽
12…第2処理槽
13…第3処理槽
11a、12a、13a…マイクロバブルの発生装置
14…乾燥装置
15b…磁選機

特許出願人 株式会社 進弘電機
有限会社 エコテック

【特許請求の範囲】
【請求項1】
木質原料を粉砕して製造する木材チップとモルデナイト系ゼオライトの吸着剤とを温水に投入する第1処理槽と、該第1処理槽からの木材チップと活性炭の吸着剤とを温水に投入する第2処理槽と、該第2処理槽からの木材チップを水に投入して洗浄する第3処理槽と、該第3処理槽からの木材チップを乾燥する乾燥装置とを備えてなる木材チップの清浄化処理装置。
【請求項2】
前記第1処理槽ないし前記第3処理槽には、それぞれマイクロバブルの発生装置を装備することを特徴とする請求項1記載の木材チップの清浄化処理装置。
【請求項3】
前記第1処理槽に投入する木材チップは、磁選機により金属屑を除去処理することを特徴とする請求項1または請求項2記載の木材チップの清浄化処理装置。
【請求項4】
前記第1処理槽から前記乾燥装置に至るラインの2系列を並設することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか記載の木材チップの清浄化処理装置。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2012−232266(P2012−232266A)
【公開日】平成24年11月29日(2012.11.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−103484(P2011−103484)
【出願日】平成23年5月6日(2011.5.6)
【出願人】(301001720)株式会社進弘電機 (1)
【出願人】(511111529)有限会社エコテック (1)
【Fターム(参考)】