汚泥炭化燃料の製造方法及び製造装置
【課題】 汚泥炭化物の系内蓄積や自己発熱を防止しつつ、省スペースでレイアウト自在に炭化炉から貯留槽等へ搬送し、粉砕機等に要するスペースを省いて減容し、且つ貯留時や火力発電所等への輸送時において粉塵飛散や自己発熱を防止する。
【解決手段】 汚泥を炭化炉１０で炭化処理して得られる汚泥炭化物を水冷コンベヤ１２で冷却した後、不活性ガスを用いて気流搬送管２０で気流搬送し、バグフィルタ２２で搬送気流中から汚泥炭化物を分離回収し、この汚泥炭化物を加湿器３０で加湿した後に、汚泥炭化燃料として輸送する。
【解決手段】 汚泥を炭化炉１０で炭化処理して得られる汚泥炭化物を水冷コンベヤ１２で冷却した後、不活性ガスを用いて気流搬送管２０で気流搬送し、バグフィルタ２２で搬送気流中から汚泥炭化物を分離回収し、この汚泥炭化物を加湿器３０で加湿した後に、汚泥炭化燃料として輸送する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥炭化燃料の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
汚泥を資源化して活用するために、汚泥を炭化して、その炭化物を燃料として用いることが提案されている。汚泥炭化物は、火力発電所などへの輸送に備えて貯留されており、貯留槽への搬送には一般にコンベヤが用いられる。しかしながら、コンベヤでは、搬送距離が長くなると機器数が多くなり広いスペースが必要になる上、狭いプラント内を自由にレイアウトができないという問題がある。また、コンベヤを乗り継ぐ際にデッドスペースに汚泥炭化物が蓄積するという問題もある。
【０００３】
汚泥炭化物は自己発熱を起こす可能性があることから、このような汚泥炭化物の放置は避ける必要がある。なお、汚泥炭化物は、炭化後に冷却器で冷却することが一般的であるが（特許文献１）、汚泥炭化物の自己発熱性は、汚泥炭化物の官能基の不安定な活性点の酸化や汚泥炭化物に含まれる金属成分の酸化や水和によるものであり、低温であっても自己発熱することが指摘されている。そこで、汚泥炭化物の自己発熱を抑制するために、汚泥炭化物を貯蔵する前に低温酸化処理や水添処理を行い、活性点や金属成分を酸化ないし水和して予め発熱反応を終了させておくことが提案されている（特許文献２及び３）。また、ごみ固形燃料に関するものであるが、その発熱や自然発火を防止するために、その貯蔵設備を窒素ガス雰囲気下にすることが提案されている（特許文献４）。
【０００４】
また、汚泥炭化物は一般に嵩比重が低く輸送効率が悪い。そこで、粒径を小さくすることで嵩比重が上昇し、容積充填効率が高くなり、輸送に適した燃料になるため、粉砕機などにより粉砕することが提案されている（特許文献３）。しかしながら、汚泥炭化物の全量を粉砕機で粉砕するには、粉砕機設置による機器の増加や、広いスペースが必要になるという問題がある。また、汚泥炭化物を燃料として使用するためには、石炭等と同等に取り扱いができることが好適である。しかしながら、粒径によっては飛散してしまい、ハンドリング上の問題がある。
【０００５】
一方で、汚泥炭化物を輸送する際には、自己発熱性の有無を試験する必要である。この試験として、「危険物の輸送に関する国連勧告」があるが（特許文献２）、１リットルという多量の試料を対象にするため、設備が大型化し、発生ガスの防爆対策等も必要となり、炭化物製造現場や、一般的な分析室では対応が困難である。また、自己発熱性の評価に２４時間を所要する点、試料容器である網籠から粒径の細かい試料が抜け落ちてしまう点、網籠の網目に試料が詰まって取れなくなる点の問題がある。
【０００６】
自己発熱性の評価法としては、汚泥炭化物の電気抵抗を測定する方法も提案されている（非特許文献１）。これは、炭化度の低い炭化物ほど、自己発熱の要因である活性基を多く含み、炭化物の炭化度が低いほど、炭素分の結晶化が進まず、その電気抵抗は大きくなることを利用しているものである。しかしながら、汚泥炭化物は、その表面２点間の電気抵抗を測定するには小さすぎる点、電極と汚泥炭化物表面との接触抵抗による誤差が大きい点、汚泥炭化物中の灰分量による誤差が大きい点などの問題から、自己発熱性を正しく評価するには改善の余地がある。
【特許文献１】特開平１１−３１０７８２号公報
【特許文献２】特開２００４−２６７９５０号公報
【特許文献３】特開２００５−３４４０９９号公報
【特許文献４】特開２００５−１７８９３４号公報
【非特許文献１】「炭化製品の自己発熱特性分析方法に関する研究」、第４１回下水道研究発表会講演集、社団法人日本下水道協会、２００４年７月、ｐ４４７−４４９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、汚泥炭化物の系内蓄積や自己発熱を防止しつつ、省スペースでレイアウト自在に貯留槽等へ搬送することができ、粉砕機等に要するスペースを省いて減容することができ、且つ貯留時や火力発電所等への輸送時において粉塵飛散や自己発熱を防止することができる汚泥炭化燃料の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明に係る汚泥炭化燃料の製造装置は、汚泥を炭化処理して汚泥炭化物を得る炭化手段と、この汚泥炭化物を冷却する冷却手段と、冷却された汚泥炭化物を不活性ガスで気流搬送する搬送手段と、汚泥炭化物と不活性ガスとを分離する分離手段と、この分離手段から得られる汚泥炭化物を加湿して汚泥炭化燃料を得る加湿手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００９】
このように、汚泥炭化物を気流搬送にすることで、系内に蓄積することなく、省スペースでレイアウト自在に貯留槽等へ搬送することができる。ここで、空気で気流搬送すると、空気中の酸素により汚泥炭化物中の活性基が酸化して自己発熱することから、不活性ガスで気流搬送する必要がある。また、気流搬送により汚泥炭化物が破砕されることから、粉砕機が不要になる。さらに、気流搬送後に汚泥炭化物を加湿することで、気流搬送配管内に水分や汚泥炭化物が付着するのを防止できるとともに、貯留時や火力発電所等への輸送時における粉塵飛散や自己発熱も防止することができる。
【００１０】
前記分離手段は、セラミックスまたは金属製の炉布を用いたフィルタが好ましい。本発明に係る汚泥炭化燃料の製造装置は、前記搬送手段の搬送気流中の酸素濃度を測定する酸素濃度計と、この測定された酸素濃度に応じて搬送気流として不活性ガスを追加供給する不活性ガス供給手段とを更に備えることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る汚泥炭化燃料の製造装置は、前記分離手段から得られる汚泥炭化物の一部を採取して、汚泥炭化物の自己発熱性を評価する自己発熱性評価手段と、この自己発熱性の評価結果に応じて前記炭化手段の温度を制御する自己発熱性制御手段とを更に備えることが好ましい。
【００１２】
前記自己発熱性評価手段は、その一実施形態として、前記採取した汚泥炭化物を圧縮する圧縮手段と、この圧縮手段により圧縮された汚泥炭化物の電気抵抗を測定する電気抵抗計測手段と、この測定した電気抵抗値から自己発熱性を評価する電気抵抗演算手段とを備えることが好ましい。
【００１３】
この実施形態の一例として、前記圧縮手段は、前記採取した汚泥炭化物を収容し、この収容した汚泥炭化物を圧縮するとともに、この圧縮した汚泥炭化物に電流を流すための電極を両端に備えた４端子法用容器であり、前記電気抵抗計測手段は、この４端子法用容器の前記電極間における２点の間の電位差を測定する４端子法測定手段であることが好ましい。
【００１４】
この実施形態の別の例として、前記圧縮手段は、前記採取した汚泥炭化物を収容し、この収容した汚泥炭化物を圧縮するとともに、対向する２つの電極を両端に備えた対向電極法用容器であり、前記電気抵抗計測手段は、前記対向する２つの電極間の電気抵抗を測定する対向電極法測定手段であり、本例の自己発熱性評価手段は、前記対向する２つの電極間の距離を測定する距離計測手段を更に備えており、前記電気抵抗演算手段は、複数の異なる距離で測定した電気抵抗値から自己発熱性を評価する対向電極法演算手段であることが好ましい。
【００１５】
この実施形態の更に別の例として、本例の自己発熱性評価手段は、前記採取した汚泥炭化物を更に細かく砕いて粒径を調整する粒径調整手段を更に備えており、前記圧縮手段が、この粒径が調整された汚泥炭化物でペレットを形成するペレット化手段であり、前記電気抵抗計測手段が、このペレットの表面抵抗を４端子法で測定する表面抵抗測定手段であり、前記電気抵抗演算手段が、この測定した表面抵抗値から自己発熱性を評価する表面抵抗演算手段であることが好ましい。
【００１６】
前記自己発熱性評価手段は、別の実施形態として、前記採取した汚泥炭化物を標準物質とともに一定の昇温速度で加熱する加熱炉と、この加熱炉で加熱される汚泥炭化物の温度を測定する温度計と、前記加熱炉で加熱される汚泥炭化物と標準物質の示差熱を測定する示差熱計と、前記加熱炉で加熱される汚泥炭化物の重量を測定する重量計と、これら測定した温度、示差熱、重量の変化から自己発熱性を評価する示差熱演算手段とを備えることが好ましい。
【００１７】
前記自己発熱性評価手段は、更に別の実施形態として、５〜１００ｇの前記採取した汚泥炭化物を１〜２０℃／分の昇温速度で加熱する加熱炉と、この加熱炉で加熱される汚泥炭化物の温度を測定する温度計と、この測定した温度の加熱時間に対する変化から自己発熱性を評価する温度演算手段とを備えることが好ましい。
【００１８】
本発明は、別の態様として、汚泥炭化燃料の製造方法であって、汚泥を炭化処理することで得られる汚泥炭化物を冷却した後、不活性ガスにより気流搬送し、搬送気流から分離した汚泥炭化物を加湿して汚泥炭化燃料を得ることを特徴とする。
【００１９】
前記搬送気流から分離した汚泥炭化物を加湿する前に一部採取して、この汚泥炭化物の自己発熱性を評価し、この自己発熱性の評価結果に応じて前記炭化処理の温度を制御することが好ましい。
【００２０】
前記自己発熱性評価としては、その一実施形態として、前記採取した汚泥炭化物を圧縮し、この圧縮した汚泥炭化物の電気抵抗を測定し、この測定した電気抵抗値から自己発熱性を評価することが好ましい。
【００２１】
この実施形態の一例としては、前記採取した汚泥炭化物を容器に収容した後、この収容した汚泥炭化物を圧縮し、前記容器の両端に設けられた電極を用いてこの圧縮した汚泥炭化物に電流を流すとともに、前記電極間の２点の間の電位差を測定し、これにより得られた電気抵抗値から自己発熱性を評価することが好ましい。
【００２２】
この実施形態の他の例としては、前記採取した汚泥炭化物の一部を容器に収容した後、この収容した汚泥炭化物を圧縮し、前記容器の両端に設けられた対抗する２つの電極を用いてこの圧縮した汚泥炭化物の電気抵抗を測定するともに、前記採取した汚泥炭化物の残部を前記容器に加えた後、再び汚泥炭化物を圧縮し、前記容器の両端に設けられた対抗する２つの電極を用いて、電極間の距離が最初とは異なる状態で、再び汚泥炭化物の電気抵抗を測定し、これら測定した電気抵抗値から自己発熱性を評価することが好ましい。
【００２３】
この実施形態の更に別の例としては、前記採取した汚泥炭化物を更に細かく砕いて粒径を調整し、この粒径が調整された汚泥炭化物でペレットを形成し、このペレットの表面抵抗を４端子法で測定し、この測定した表面抵抗値から自己発熱性を評価することが好ましい。
【００２４】
前記自己発熱性評価としては、別の実施形態として、前記採取した汚泥炭化物を標準物質とともに一定の昇温速度で加熱するとともに、この汚泥炭化物の温度、汚泥炭化物と標準物質の示差熱、汚泥炭化物の重量を測定し、これら測定した温度、示差熱、重量の変化から自己発熱性を評価することが好ましい。
【００２５】
前記自己発熱性評価としては、更に別の実施形態として、５〜１００ｇの前記採取した汚泥炭化物を１〜２０℃／分の範囲の昇温速度で加熱するとともに、この汚泥炭化物の温度を測定し、この測定した温度の加熱時間に対する変化から自己発熱性を評価することが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、汚泥炭化物の系内蓄積や自己発熱を防止しつつ、省スペースでレイアウト自在に貯留槽等へ搬送することができ、粉砕機等に要するスペースを省いて減容することができ、且つ貯留時や火力発電所等への輸送時において粉塵飛散や自己発熱を防止することができる汚泥炭化燃料の製造方法及び製造装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１に、本発明に係る汚泥炭化燃料の製造装置の一実施の形態を示す。図１に示すように、本実施の形態の汚泥炭化燃料の製造装置は、汚泥を炭化処理する外熱式ロータリーキルン型の炭化炉１０と、汚泥炭化物を間接的に水で冷却する水冷コンベヤ１２と、汚泥炭化物を気流搬送する気流搬送管２０と、汚泥炭化物に水を噴霧して加湿する加湿器３０とから主に構成されている。
【００２８】
炭化炉１０の熱分解ガス出口側には、炭化処理により生成した熱分解ガス中から汚泥炭化物を分離除去するサイクロン１１が設けられている。サイクロン１１の熱分解ガス出口側には、熱分解ガスを利用する設備（図示省略）が設けられている。水冷コンベヤ１２の出口側には、汚泥炭化物を定量的に気流搬送管２０内に供給するロータリーフィーダ１３が設けられている。
【００２９】
気流搬送管２０には、搬送気流を圧送するブロア２１、ロータリーフィーダ１３、搬送気流と汚泥炭化物を分離するバグフィルタ２２、搬送気流中の酸素濃度を測定する酸素濃度計２３が順次設けられている。そして、この気流搬送管２０は、搬送気流を循環利用するために、再びブロア２１につながっている。バグフィルタ２２は、赤熱した炭化物が万一飛来した場合にも、フィルタの損傷や火災を防ぐため、セラミックスまたは金属製の不燃性の炉布が用いられている。気流搬送管２０のブロア２１と酸素濃度計２３の間には、バルブ２５を介して窒素ガス供給源２４が設けられている。
【００３０】
バグフィルタ２２の汚泥炭化物出口側には、加湿器３０を介して、加湿により燃料として好適となった汚泥炭化燃料を一時的に貯留するホッパ３１が設けられている。このホッパ３１下部は、汚泥炭化燃料を火力発電所などへ輸送するバルク車３２やコンテナ３３に払い出す構造となっている。
【００３１】
以上の構成によれば、先ず、汚泥を炭化炉１０に投入し、酸素が欠乏した雰囲気下で約３００〜６００℃に加熱して炭化処理を行い、熱分解ガスと汚泥炭化物とを生成する。汚泥炭化物の一部は、熱分解ガスと同伴することから、サイクロン１１で分離回収する。そして、炭化炉１０およびサイクロン１１から出た約５００℃の汚泥炭化物を、水冷コンベヤ１２で約１００℃以下にまで冷却する。
【００３２】
次に、水冷コンベヤ１２を出た汚泥炭化物をロータリーフィーダ１３で定量的に気流搬送管２０内に供給する。汚泥炭化物はブロア２１により圧送されて、気流搬送管２０内を通ってバグフィルタ２２まで運ばれる。気流搬送管２０内は、窒素ガスにより不活性ガス雰囲気になっているので、汚泥炭化物中の活性基や金属成分が酸化して自己発熱するのを防ぐことができる。バグフィルタ２２では汚泥炭化物と搬送気流である窒素ガスとを分離する。なお、払い落としのパルスジェットにも窒素ガスを用い、不活性ガス雰囲気を維持する。
【００３３】
気流搬送方式は吸引式と圧送式があるが、圧送式にすることで、炭化炉１０内の可燃性である熱分解ガスを気流搬送管２０内に同伴することを防ぐことができる。また、汚泥炭化物を気流搬送することで、汚泥炭化物を粉砕して粒径を細かくすることができる。汚泥炭化物の平均粒径は通常１〜１０ｍｍ程度であるが、気流搬送により平均粒径を０．２〜２．０ｍｍにできる。このような粉砕を行うには、気流搬送の条件を、固気比１〜５、流速１０〜２０ｍ／ｓとすることが好ましい。なお、本明細書において「平均粒径」とは、粒子群に対し、篩分法により得た各粒度の篩い下の全粒子重量から得られる積算分布より、積算量５０重量％となる粒径値をいう。
【００３４】
バグフィルタ２２で汚泥炭化物が除かれた搬送気流は、ブロア２１に戻して循環利用する。この時、酸素濃度計２３で搬送気流中の酸素濃度を測定する。酸素濃度の測定値は制御手段（図示省略）に信号として送られ、酸素濃度の測定値が１０％以上、好ましくは５％以上の場合は、バルブ２５にバルブを開くように信号を送って窒素ガス供給源２４から気流搬送管２０内に窒素ガスを供給する。これにより気流搬送管２０内の不活性ガス雰囲気を維持することができる。
【００３５】
一方、バグフィルタ２２で分離回収した汚泥炭化物は、加湿器３０において空気雰囲気下で水を噴霧する。これにより、汚泥炭化物に含まれるカルシウムやアルミニウム等の金属成分が水和して反応熱を発する。この熱により汚泥炭化物の温度が上昇し、汚泥炭化物の官能基の不安定な活性点が酸化して発熱する。このように加湿器３０にて汚泥炭化物の発熱反応を十分に起こすことで、安定化させることができる。
【００３６】
加湿器３０で噴霧する水の量は、汚泥炭化物１００重量部に対して、５〜３０重量部、特に１０重量部又はその前後が好ましい。この水分量は、炭化汚泥の初期発熱反応を起こさせるに必要な水分であり、かつ水分が残留し蒸発潜熱によって１００℃以上の過熱を防止し、それでもなお以降の発熱を抑制するための水分が残留する量である。なお、噴霧した水の一部は蒸発するので、加えた水の全てが最終製品に含まれるものではない。汚泥炭化物は、最終的に含有する水分が５〜１５重量％になるように調整される。これにより、取り扱い時の粉塵の飛散を防止し、嵩比重を好適な範囲とすることができる。
【００３７】
加湿器３０を出た汚泥炭化物をホッパ３１に投入し、一時貯留する。なお、汚泥炭化物は、加湿により金属成分の水和および官能基の酸化が促進され、その温度は数十〜百℃に上昇する場合がある。よって、過度の発熱防止のため、温度が１００℃を超えないように必要に応じてホッパ３１内の汚泥炭化物を冷却する。例えば、ホッパ３１内において汚泥炭化物に水を噴霧して冷却してもよいが、最終的な含有水分が５〜１５重量％となるように調整する。また、加湿器３０とホッパ３１との間に冷却器を設けて常温程度まで冷却してもよい。ホッパ３１内の汚泥炭化物は、汚泥炭化燃料として火力発電所等へ輸送する。輸送にあたっては、バルク車３２またはコンテナ３３等により密閉して輸送する。
【００３８】
なお、本発明の対象となる汚泥は、炭化処理により固体燃料化できる有機性の汚泥であれば特に限定されるものではなく、例えば、下水汚泥、食品汚泥、製紙汚泥、ビルピット汚泥、消化汚泥、活性汚泥などを適用できる。また、汚泥に加え、木質系バイオマスなどの炭化処理によって炭化物を生成することができる添加物を加えることもできる。例えば、水分が多い下水汚泥を対象とする場合は、炭化炉１０に投入する前に、脱水機で水分が約８０％になるぐらいまで脱水し、乾燥炉で熱風を直接接触させて水分が約３０％になるぐらいまで乾燥させた後に炭化炉１０に導入する。
【００３９】
また、上記説明では、炭化炉１０として外熱式ロータリーキルン型のものを用いたが、内燃式でも良いし、流動床型又はスクリュー型でも良い。水冷コンベヤ１２も、このように間接的に水で冷却するものに限らず、直接的または間接的に空冷するものでも良い。汚泥炭化物に水を直接散布するような方法でなければ、気流搬送管２０内で水分および汚泥炭化物が付着するのを防止して、汚泥炭化物を冷却することができる。
【００４０】
加湿器３０においては、汚泥炭化物を均一に加湿するために、汚泥炭化物を混合しながら加湿することが好ましい。加湿器３０に設ける混合機としては、パン型、パドル型、スクリュー型、振動型等のものが良い。
【００４１】
さらに、バグフィルタ２２と加湿器３０との間において汚泥炭化物を一部採取し、自己発熱性評価手段２７において汚泥炭化物の自己発熱性を評価するとともに、その評価結果に基づいて炭化炉１０の温度を制御することが好ましい。自己発熱性評価手段２７としては、図２〜図３に示すペレット化した汚泥炭化物の電気抵抗を利用した自己発熱性の評価法や、図７〜図１０に示す圧縮した汚泥炭化物の４端子法による電気抵抗を利用した自己発熱性の評価法、図１１〜図１２に示す圧縮した汚泥炭化物の対向電極法による電気抵抗を利用した自己発熱性の評価法、図１３〜図１４に示す熱重量示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ）法を利用した自己発熱性の評価法、図１５〜図１６に示す温度変化を利用した自己発熱性の評価法を採用することができる。
【００４２】
ペレット化した汚泥炭化物の電気抵抗を利用した自己発熱性の評価法について説明すると、図２に示すように、先ず、採取した汚泥炭化物を粉砕機で更に粉砕したり乳鉢で磨り潰したりして、粒径を更に細かくする。そして、目の粗さ（メッシュ）が異なる２つの篩を用いて、篩振とう機で篩い分け、これら篩の間の粒径が揃った汚泥炭化物を取り出す。２つの篩のメッシュは５０μｍと１５０μｍが好ましい。このように粒径を調整することで汚泥炭化物中の灰分が取り除かれ、灰分の影響を受けずに電気抵抗を測定することができる。なお、粒径調整は、篩い分けの他、灰分を効果的に除去できる方法であれば、比重分離、渦電流分離、遠心分離などを用いることもできる。
【００４３】
次に、得られた汚泥炭化物をプレス機でペレット化する。ペレットの形状および大きさはφ２０〜φ５０ｍｍ、厚さは５ｍｍ〜４０ｍｍが好ましい。また、電気抵抗の測定値を均一化するため、プレス機での圧力は１０ｋｇ〜２ｔ／ｃｍ2が好ましく、１０〜５０ｋｇ／ｃｍ2がより好ましい。このように粒径調整したものをペレット化することで、ペレット前の凹凸による圧密度のバラツキや、粒子同士の接触抵抗の影響を回避することができる。また、所定の大きさのペレットにすることで、直流４端子法または直流４探針法でも容易に電気抵抗を測定することができる。なお、ペレット化が困難な場合には純水や油、ＮａＣｌ、ホウ酸、炭素粉末、成型剤などのバインダーを規定量混合する。
【００４４】
そして、直流４端子法でペレット４０の表面抵抗を計測する。図３に示すように、ペレット４０の表面に４本の針状の電極探針４１を直線上に置き、外側の２本の探針４１ａ、４１ｄ間に定電流源４２をつないで一定電流を流し、内側の２本の探針４１ｂ、４１ｃ間に生じる電位差を電圧計４３で測定して、電気抵抗値を求める。そして、この電気抵抗値に、形状補正係数ＲＣＦとペレット厚さｔを乗じることで、電気抵抗率（比抵抗）を算出する。このように電流印加探針４１ａ、４１ｄと電圧測定探針４１ｂ、４１ｃとを分離することにより、電極と試料との接触抵抗をキャンセルすることができる。なお、直流に代えて交流を用いることもでき、その場合には誘電率（静電容量）を計測して灰分の影響を補正する。
【００４５】
これにより測定された電気抵抗率は、自己発火を模擬した自己発火試験（試料を断熱容器に入れて空気雰囲気下で試料が初期温度１００℃から２５０℃に上昇するまでの時間）によって測定したＳＩＴ時間と相関があり、電気抵抗率が高いほど、自己発熱性が低いことがわかった。ＳＩＴ時間と貯蔵炭化物の温度上昇には相関があることは石炭の実績から分かっている。図４は、炭化温度が４００℃、４５０℃、５００℃の各炭化物のＳＩＴ時間を示すグラフである。図５は、炭化物の電気抵抗率（比抵抗）とＳＩＴ時間の関係を示すグラフである。例えば、電気抵抗率が１０6Ωｃｍ以下の場合には、ＳＩＴ時間は２４時間以上であると評価でき、電気抵抗率が１０9Ωｃｍの場合には、ＳＩＴ時間が５時間程度であると評価できる。このように、本評価法により電気抵抗率を測定することで、短時間で汚泥炭化物の自己発熱性を正確に評価することができる。
【００４６】
なお、上記の測定法は、カーボンバインダーを使用してペレット化した場合に、カーボンバインダーの影響により、自己発熱性を正確に評価できない可能性がある。図６に示すペレットの電気抵抗のイメージ図を用いて説明すると、ペレット４０の各断面では、炭化物粒子４６とカーボンバインダー４７とが並列に接続されており、長さＬ方向に各断面の電気抵抗を積分すると、以下の式が成り立つ。
【００４７】
【数１】
【００４８】
ここで、Ｒはペレット全体の電気抵抗、ρは比抵抗、ａはカーボンバインダーの体積割合、Ｓは長手方向の断面積、ｄｘは長手方向の微小長さ、添え字のｃはカーボンバインダー、ｔは炭化物を表す。
【００４９】
ペレット化にカーボンバインダーを使用する場合は、炭化物と同重量等の一定の割合で混合するが、炭化物の密度が高い場合、カーボンバインダーの体積割合が高くなる。このような場合、上の式に示すように、ペレット全体の電気抵抗Ｒは、カーボンバインダーの比抵抗ρcの影響を大きく受けることとなる。よって、この自己発熱性の評価法では、カーボンバインダーを使用する場合、自己発熱性と相関がある電気抵抗率を測定できないおそれがある。
【００５０】
そこで、このような懸念がなく且つペレット化せずに簡易な作業で炭化物の電気抵抗率を正確に測定できる自己発熱性の評価法として、圧縮した汚泥炭化物の電気抵抗を４端子法で測定する自己発熱性の評価法について説明する。図７に示すように、先ず、採取した汚泥炭化物を粉砕機で更に粉砕し、粒径を更に細かくする。そして、篩機で篩い分け、粒径が揃った汚泥炭化物を取り出す。なお、採取した汚泥炭化物の平均粒径が５．０ｍｍ以下である場合は、このような粉砕や粒径調整をしなくてもよい。
【００５１】
次に、この汚泥炭化物を図８に示す容器本体７０に充填する。この容器本体７０は、例えば直径５０ｍｍ、深さ６０ｍｍの内寸の円筒形をしており、この容器本体７０の内面に摺動する円柱形の容器蓋部７１によって、容器本体７０内に充填した炭化物７６を圧縮する。容器本体７０および容器蓋部７１は、特に言及する部分を除き、プラスチック等の絶縁性材料で形成されている。圧縮後の汚泥炭化物の高さは、例えば３０ｍｍ程度にするのが好ましい。
【００５２】
そして、容器本体７０の底面と容器蓋部７１の炭化物接触面とにそれぞれ設けられた銅板電極７２間に、定電流源７４から一定電流を流すとともに、容器本体７０の側面に上下に設けられた２本の探針７３によって、銅板電極７２間の一定区間（例えば１０ｍｍ）の電位差を電圧計７５で測定する。これにより、以下の式から、接触抵抗の影響なく、汚泥炭化物の電気抵抗率（Ωｃｍ）を求めることができる。
【００５３】
電気抵抗率＝ＶＳ／ＩＬ
ここで、Ｖは測定電圧（Ｖ）、Ｓは容器断面積（ｃｍ2）、Ｉは電流（Ａ）、Ｌは探針間の距離（ｃｍ）を表す。
【００５４】
これにより測定された電気抵抗率は、自己発火を模擬した自己発火試験（試料を断熱容器に入れて空気雰囲気下で試料が初期温度１００℃から２５０℃に上昇するまでの時間）によって測定したＳＩＴ時間と相関があり、電気抵抗率が高いほど、自己発熱性が低いことがわかった。例えば、電気抵抗率が１０6Ωｃｍ以下の場合には、ＳＩＴ時間が２４時間であると評価でき、電気抵抗率が１０9Ωｃｍの場合には、ＳＩＴ時間は５時間程度であると評価できる。
【００５５】
なお、炭化物７６を圧縮する際は、電気抵抗率を高い再現性で測定するため、３ｋｇｆ／ｃｍ2以上の圧力で圧縮することが好ましい。図９に、圧力を変えて圧縮した各汚泥炭化物について、この４端子法により測定した電気抵抗率（比抵抗）を示す。なお、この実験では、４５０℃で炭化処理し、粒径０．９３ｍｍに調整した汚泥炭化物を使用した。図９に示すように、３ｋｇｆ／ｃｍ2以上の圧力で圧縮することで、電気抵抗率の測定値が安定することがわかった。より好ましい圧力は５ｋｇｆ／ｃｍ2以上である。
【００５６】
また、炭化物７６の粒径は、電気抵抗率を高い再現性で測定するため、０．５〜５．０ｍｍの範囲が好ましい。図１０に、異なる粒径の各汚泥炭化物について、この４端子法により測定した電池抵抗率（比抵抗）を示す。なお、この実験では、５００℃で炭化処理し、各粒径に調整した後、汚泥炭化物を５ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力で圧縮した。図１０に示すように、粒径を０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲に調整することで、電気抵抗率の測定値が非常に安定することがわかった（ばらつきも±１０%以下であった）。なお、平均粒径が２．０〜５．０ｍｍの範囲の粒径の場合、この４端子法によって測定した電気抵抗率は、約±２０％のばらつきが見られたが、自己発熱性の評価に十分に使用することができる。よって、採取した汚泥炭化物の平均粒径が２．０〜５．０ｍｍの範囲であれば、粉砕および粒径調整しなくても、この４端子法によって、電気抵抗率を安定して測定することができる。
【００５７】
またペレット化せずに電気抵抗を測定する別の自己発熱性の評価法として、圧縮した汚泥炭化物の電気抵抗を対向電極法で測定する自己発熱性の評価法について説明する。図１１に示すように、先ず、採取した汚泥炭化物を粉砕機で更に粉砕し、粒径を更に細かくする。そして、篩機で篩い分け、粒径が揃った汚泥炭化物を取り出す。破砕および粒径調整する際、粒径は上記の４端子法と同様に０．５〜１．５ｍｍが好ましい。採取した汚泥炭化物の平均粒径が５．０ｍｍ以下である場合は、上記と同様に、粉砕や粒径調整をしなくてもよい。
【００５８】
次に、この汚泥炭化物の一部を図１２に示す容器８０に充填する。この容器８０は、例えば直径５０ｍｍ、深さ５０ｍｍの内寸の円筒形をしている。この容器８０の内面に摺動する円柱形のプレス部材（図示省略）によって、容器８０内に充填した炭化物８６を圧縮する。圧縮の際の圧力は、上記と同様に、３ｋｇｆ／ｃｍ2以上が好ましく、５ｋｇｆ／ｃｍ2以上がより好ましい。容器８０は、特に言及する部分を除き、プラスチック等の絶縁性材料で形成されている。
【００５９】
そして、容器８０内に充填した炭化物８６の表面にプローブ８２の先端面を当てて、容器８０の底面の電極８１とプローブ８２の先端面の電極８３との間の電気抵抗値Ｒ１を抵抗計８４で測定する。また、この時の容器８０内に圧縮された炭化物８６の層の厚さｔ１を、厚さ測定器（図示省略）により測定する。
【００６０】
さらに、この容器８０内に、粒径調整した汚泥炭化物の一部を更に加えて再充填し、プレス部材（図示省略）により最初と同じ圧力で再圧縮した後、炭化物８６の表面にプローブ８２の先端面を当てて、電気抵抗値Ｒ２を抵抗計８３で再測定する。この時の炭化物８６の層の厚さｔ２も、厚さ測定器（図示省略）により再測定する。なお、圧縮後の汚泥炭化物の高さは、例えば最初の高さと再圧縮後の高さの差が１０ｍｍ程度になるようにするのが好ましい。
【００６１】
そして、このように２回測定した電気抵抗値の差Ｒ２−Ｒ１を、炭化物の層の厚さの差ｔ２−ｔ１で除して、容器断面積を乗じることで、接触抵抗の影響を除いた汚泥炭化物の電気抵抗率を求めることができる。これにより測定された電気抵抗率も、ＳＩＴ時間と相関があり、電気抵抗率が高いほど、自己発熱性が低いことがわかった。例えば、電気抵抗率が１０6Ωｃｍ以下の場合には、ＳＩＴ時間は２４時間以上であると評価でき、電気抵抗率が１０9Ωｃｍの場合には、ＳＩＴ時間が５時間程度であると評価できる。
【００６２】
ＴＧ−ＤＴＡ法を用いた自己発熱性の評価法を説明する。図１３にＴＧ−ＤＴＡ装置の構成を示し、図１４にその測定結果の一例を示す。図１３に示すように、ＴＧ−ＤＴＡ装置は、試料容器５２と基準物質容器５３を備えた試料ホルダ部５１、電気炉５４、試料容器５２内の温度を測定する熱電対５５、５６Ｓ、基準物質容器５３内の温度を測定する熱電対５５、５６Ｒ、試料ホルダ部５１の重量を測定する天秤部（図示省略）から主に構成されている。
【００６３】
試料容器５２内の汚泥炭化物と基準物質容器５３内のアルミナ（ともに２０ｍｇ）を電気炉５４で１０℃／分の昇温速度で加熱した。図１４に示すように、汚泥炭化物の温度Ｔ（℃）は一定の速度で上昇し、約４０分後に約４００℃から急激に約５００℃まで上昇した。汚泥炭化物と基準物質のクロメル線同士５６の電位差である示差熱ＤＴＡ（μＶ）は、比熱の違いから時間の経過に伴い徐々に増加し、約４０分後に急激に増加した。試料容器５２内の汚泥炭化物の熱重量変化ＴＧ（ｗｔ％）は、汚泥炭化物の熱的変化により時間に経過に伴い徐々に減少し、約４０分後に急激に減少した。これらの結果から、約４００℃で汚泥炭化物が一気に燃焼したと評価することができる。
【００６４】
ＴＧ−ＤＴＡ装置を用いた自己発熱性の評価試験において、発熱が４００℃までに起こらなかった場合、国連勧告の１４０℃、２４時間の自己発熱性の評価試験でもピークは１５０℃以下で自己発熱性は無いと判断された。よって、ＴＧ−ＤＴＡ装置を用いて自己発熱性を評価する際には、４００℃まで昇温することでも十分に評価を行うことができる。
【００６５】
温度変化を利用した自己発熱性の評価法について説明する。図１５に示すように、電気炉６０内には、汚泥炭化物が５〜１００ｇ入る金属製等の試料容器６１が設けられ、この試料容器６１には、試料容器６１の中心温度を測定する熱電対６２が設けられている。また、電気炉６０内には炉内の温度を測定する熱電対６３が設けられており、これら熱電対６２、６３は測定温度を記録するデータロガー６４に接続されている。電気炉６０により空気雰囲気下で汚泥炭化物を１〜２０℃／分の範囲の昇温速度で室温から加熱すると、試料容器６１内の汚泥炭化物の温度は電気炉６０内の温度に従って上昇するが、汚泥炭化物が自己発熱すると試料容器６１内の温度が急激に上昇する。よって、この急激に温度が上昇した点を発熱温度と評価することができる。
【００６６】
なお、ＴＧ−ＤＴＡ法での試料量は２０〜１００ｍｇが一般的であるが、この量では試料量が少なく、試料偏析の影響を受けやすい。また、国連勧告の方法での試料量は約１リットルであるが、この量では試料全体への熱伝達が悪く、上記所定の速度で昇温させた場合、試料温度が追随せず、正確な自己発熱温度を測定することができない。一方で、昇温速度を１℃／分より遅くすると、自己発熱温度の測定に時間がかかり過ぎる。また、昇温速度を２０℃／分より速くすると、上記の所定の試料量では試料温度が追随しない。すなわち、上記所定の試料量を上記所定の昇温速度で加熱することで、自己発熱温度を短時間で正確に測定することができる。なお、より好ましい試料量は、熱電対の設置や試料偏析の観点から１５〜３０ｇである。なお、試料量は、重量に代えて容量で測定してもよく、汚泥炭化物の比重が約０．３であることから、１５〜３５０ｍｌ、より好ましくは５０〜１００ｍｌにしてもよい。
【００６７】
本評価法においても、ＴＧ−ＤＴＡ法と同様に、汚泥炭化物を４００℃まで昇温することで十分に評価を行うことができる。なお、ＴＧ−ＤＴＡ法では正確に重量変化を測定するために、精密天秤や除振台が必要であるが、本評価法では、このような装置は不要であり、振動のある場所でも測定可能であることから、汚泥炭化燃料の製造現場に設置することができる。金属容器６１は、測定温度内に融点が無く、かつ試料である汚泥炭化物と反応を起こさない材料が好ましい。また、図１５では試料容器６１が１つであるが、複数の試料容器６１を電気炉６０内に入れることができ、これにより多検体測定ができる。
【００６８】
また、自己発熱性と炭化度は相関があることから、この自己発熱性の評価結果を炭化炉１０の温度制御にフィードバックすることができる。自己発熱性評価手段２７で評価された自己発熱温度の値は信号として制御手段（図示省略）に送り、自己発熱温度が２５０℃の場合、炭化炉１０の温度を５０℃上昇するように炭化炉１０に信号を送る。ここで、炭化炉１０は、回転する内筒と、内筒内の汚泥を外部から高温のガスで間接的に加熱する為の固定式の外筒から構成される外熱式のロータリーキルンであり、制御する炭化炉の温度とは、内筒の表面温度である。内筒の表面温度は原料汚泥の入口から出口の長手方向に数箇所において、赤外式温度計等の非接触型の温度計で計測するが、自己発熱を抑制する炭化物を製造する為の炭化温度の制御には一番出口側の温度を制御することが望ましい。このように自己発熱性の評価結果を炭化処理に反映させることで、自己発熱性のない優れた品質の汚泥炭化物を得ることができる。
【実施例】
【００６９】
（気流搬送試験）
炭化炉で炭化処理した汚泥炭化物を、水冷コンベヤで５０℃まで冷却した後、固気比１〜５、配管内流速１０〜２０ｍ／ｓ、搬送距離１３０ｍの条件でＮ2ガスにより気流搬送を行った。そして、気流搬送後、パドルミキサ（ケーシング幅３００ｍｍ、機長９００ｍｍ）を用いて、処理量１００〜２００ｋｇ／ｈ、汚泥炭化物１００重量部に対し水１５重量部の条件で加湿を行った。その際、気流搬送の前後および加湿後の汚泥炭化物の平均粒径および嵩比重について測定を行った。その結果を表１に示す。
【００７０】
【表１】
【００７１】
表１に示すように、気流搬送前の汚泥炭化物は、平均粒径が約５ｍｍ、嵩比重が０．２５であったのに対し、気流搬送後に加湿したことで、平均粒径が約０．５〜１．０ｍｍ、嵩密度が約０．５となり、粉砕機を要せずに、減容することができた。また、気流搬送中に汚泥炭化物の自己発熱は確認されなかった。試験後に配管内を検査したところ、汚泥炭化物の付着や残留は確認されなかった。さらに、加湿後の汚泥炭化物を９６時間放置しても、自己発熱しなかった。
【００７２】
（温度変化を利用した自己発熱性の評価）
図１５に示した装置を用いて自己発熱性の評価を行った。試料容器としては５０ｍｌビーカと１００ｍｌビーカの２種類を用い、これらにそれぞれ炭化物を１５ｇ、３０ｇ収容した。そして、電気炉により試料容器を室温から約５℃／分の昇温速度で加熱し、電気炉内の温度、５０ｍｌ及び１００ｍｌビーカの各炭化物の温度を測定した。その結果を図１６に示す。
【００７３】
図１６に示すように、炭化物は、室温から約２００℃までの間は炉内温度にほぼ追随する状態で昇温していたが、約２００℃で自己発熱反応を開始し、その後は大きく発熱した。その後、大幅な発熱が無かったことから、炉内温度を２５０℃まで昇温して試験を終了した。試験所要時間は約４５分であった。５０ｍｌと１００ｍｌの測定結果を比べると、５０ｍｌの方が炉内温度に近く追随していた。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係る汚泥炭化燃料の製造装置の一実施の形態を示す模式図である。
【図２】本発明に係る自己発熱性評価法の一実施の形態を説明するフロー図である。
【図３】図２に示す評価法で使用する電気抵抗計測手段の一例を示す模式図である。
【図４】異なる炭化温度の炭化物のＳＩＴ時間を示すグラフである。
【図５】炭化物の比抵抗とＳＩＴ時間の関係を示すグラフである。
【図６】図２に示す評価法で測定するペレットの電気抵抗を説明するイメージ図である。
【図７】本発明に係る自己発熱性評価法の別の実施の形態を説明するフロー図である。
【図８】図７に示す評価法で使用する電気抵抗計測手段の一例を示す模式図である。
【図９】図７に示す評価法において圧力に対する比抵抗の変化を示すグラフである。
【図１０】図７に示す評価法において粒径に対する比抵抗の変化を示すグラフである。
【図１１】本発明に係る自己発熱性評価法の別の実施の形態を説明するフロー図である。
【図１２】図１１に示す評価法で使用する電気抵抗計測手段の一例を示す模式図である。
【図１３】本発明に係る自己発熱性評価法の別の実施の形態を示す模式図である。
【図１４】図１３の評価法において加熱時間に対する温度、示差熱、重量の変化を示すグラフである。
【図１５】本発明に係る自己発熱性評価法の別の実施の形態を示す模式図である。
【図１６】図１５の評価法において加熱時間に対する温度の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７５】
１０ 炭化炉
１１ サイクロン
１２ 水冷コンベア
１３ ロータリーフィーダ
２０ 気流搬送管
２１ ブロア
２２ バグフィルタ
２３ 酸素濃度計
２４ 窒素ガス供給源
２７ 自己発熱性評価手段
３０ 加湿器
３１ ホッパ
４０ ペレット
４１ 探針
４２、７４ 定電流源
４３、７５ 電圧計
４６ 炭化物粒子
４７ カーボンバインダー
５２ 試料容器
５３ 基準物質容器
５４ 電気炉
５５ アルメル線
５６ クロメル線
６０ 電気炉
６１ 試料容器
６２、６３ 熱電対
６４ データロガー
７０ 容器本体
７１ 容器蓋部
７２ 銅板電極
７３ 探針
７６、８６ 炭化物
８０ 容器
８１、８３ 電極
８２ プローブ
８４ 抵抗計
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥炭化燃料の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
汚泥を資源化して活用するために、汚泥を炭化して、その炭化物を燃料として用いることが提案されている。汚泥炭化物は、火力発電所などへの輸送に備えて貯留されており、貯留槽への搬送には一般にコンベヤが用いられる。しかしながら、コンベヤでは、搬送距離が長くなると機器数が多くなり広いスペースが必要になる上、狭いプラント内を自由にレイアウトができないという問題がある。また、コンベヤを乗り継ぐ際にデッドスペースに汚泥炭化物が蓄積するという問題もある。
【０００３】
汚泥炭化物は自己発熱を起こす可能性があることから、このような汚泥炭化物の放置は避ける必要がある。なお、汚泥炭化物は、炭化後に冷却器で冷却することが一般的であるが（特許文献１）、汚泥炭化物の自己発熱性は、汚泥炭化物の官能基の不安定な活性点の酸化や汚泥炭化物に含まれる金属成分の酸化や水和によるものであり、低温であっても自己発熱することが指摘されている。そこで、汚泥炭化物の自己発熱を抑制するために、汚泥炭化物を貯蔵する前に低温酸化処理や水添処理を行い、活性点や金属成分を酸化ないし水和して予め発熱反応を終了させておくことが提案されている（特許文献２及び３）。また、ごみ固形燃料に関するものであるが、その発熱や自然発火を防止するために、その貯蔵設備を窒素ガス雰囲気下にすることが提案されている（特許文献４）。
【０００４】
また、汚泥炭化物は一般に嵩比重が低く輸送効率が悪い。そこで、粒径を小さくすることで嵩比重が上昇し、容積充填効率が高くなり、輸送に適した燃料になるため、粉砕機などにより粉砕することが提案されている（特許文献３）。しかしながら、汚泥炭化物の全量を粉砕機で粉砕するには、粉砕機設置による機器の増加や、広いスペースが必要になるという問題がある。また、汚泥炭化物を燃料として使用するためには、石炭等と同等に取り扱いができることが好適である。しかしながら、粒径によっては飛散してしまい、ハンドリング上の問題がある。
【０００５】
一方で、汚泥炭化物を輸送する際には、自己発熱性の有無を試験する必要である。この試験として、「危険物の輸送に関する国連勧告」があるが（特許文献２）、１リットルという多量の試料を対象にするため、設備が大型化し、発生ガスの防爆対策等も必要となり、炭化物製造現場や、一般的な分析室では対応が困難である。また、自己発熱性の評価に２４時間を所要する点、試料容器である網籠から粒径の細かい試料が抜け落ちてしまう点、網籠の網目に試料が詰まって取れなくなる点の問題がある。
【０００６】
自己発熱性の評価法としては、汚泥炭化物の電気抵抗を測定する方法も提案されている（非特許文献１）。これは、炭化度の低い炭化物ほど、自己発熱の要因である活性基を多く含み、炭化物の炭化度が低いほど、炭素分の結晶化が進まず、その電気抵抗は大きくなることを利用しているものである。しかしながら、汚泥炭化物は、その表面２点間の電気抵抗を測定するには小さすぎる点、電極と汚泥炭化物表面との接触抵抗による誤差が大きい点、汚泥炭化物中の灰分量による誤差が大きい点などの問題から、自己発熱性を正しく評価するには改善の余地がある。
【特許文献１】特開平１１−３１０７８２号公報
【特許文献２】特開２００４−２６７９５０号公報
【特許文献３】特開２００５−３４４０９９号公報
【特許文献４】特開２００５−１７８９３４号公報
【非特許文献１】「炭化製品の自己発熱特性分析方法に関する研究」、第４１回下水道研究発表会講演集、社団法人日本下水道協会、２００４年７月、ｐ４４７−４４９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、汚泥炭化物の系内蓄積や自己発熱を防止しつつ、省スペースでレイアウト自在に貯留槽等へ搬送することができ、粉砕機等に要するスペースを省いて減容することができ、且つ貯留時や火力発電所等への輸送時において粉塵飛散や自己発熱を防止することができる汚泥炭化燃料の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明に係る汚泥炭化燃料の製造装置は、汚泥を炭化処理して汚泥炭化物を得る炭化手段と、この汚泥炭化物を冷却する冷却手段と、冷却された汚泥炭化物を不活性ガスで気流搬送する搬送手段と、汚泥炭化物と不活性ガスとを分離する分離手段と、この分離手段から得られる汚泥炭化物を加湿して汚泥炭化燃料を得る加湿手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００９】
このように、汚泥炭化物を気流搬送にすることで、系内に蓄積することなく、省スペースでレイアウト自在に貯留槽等へ搬送することができる。ここで、空気で気流搬送すると、空気中の酸素により汚泥炭化物中の活性基が酸化して自己発熱することから、不活性ガスで気流搬送する必要がある。また、気流搬送により汚泥炭化物が破砕されることから、粉砕機が不要になる。さらに、気流搬送後に汚泥炭化物を加湿することで、気流搬送配管内に水分や汚泥炭化物が付着するのを防止できるとともに、貯留時や火力発電所等への輸送時における粉塵飛散や自己発熱も防止することができる。
【００１０】
前記分離手段は、セラミックスまたは金属製の炉布を用いたフィルタが好ましい。本発明に係る汚泥炭化燃料の製造装置は、前記搬送手段の搬送気流中の酸素濃度を測定する酸素濃度計と、この測定された酸素濃度に応じて搬送気流として不活性ガスを追加供給する不活性ガス供給手段とを更に備えることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る汚泥炭化燃料の製造装置は、前記分離手段から得られる汚泥炭化物の一部を採取して、汚泥炭化物の自己発熱性を評価する自己発熱性評価手段と、この自己発熱性の評価結果に応じて前記炭化手段の温度を制御する自己発熱性制御手段とを更に備えることが好ましい。
【００１２】
前記自己発熱性評価手段は、その一実施形態として、前記採取した汚泥炭化物を圧縮する圧縮手段と、この圧縮手段により圧縮された汚泥炭化物の電気抵抗を測定する電気抵抗計測手段と、この測定した電気抵抗値から自己発熱性を評価する電気抵抗演算手段とを備えることが好ましい。
【００１３】
この実施形態の一例として、前記圧縮手段は、前記採取した汚泥炭化物を収容し、この収容した汚泥炭化物を圧縮するとともに、この圧縮した汚泥炭化物に電流を流すための電極を両端に備えた４端子法用容器であり、前記電気抵抗計測手段は、この４端子法用容器の前記電極間における２点の間の電位差を測定する４端子法測定手段であることが好ましい。
【００１４】
この実施形態の別の例として、前記圧縮手段は、前記採取した汚泥炭化物を収容し、この収容した汚泥炭化物を圧縮するとともに、対向する２つの電極を両端に備えた対向電極法用容器であり、前記電気抵抗計測手段は、前記対向する２つの電極間の電気抵抗を測定する対向電極法測定手段であり、本例の自己発熱性評価手段は、前記対向する２つの電極間の距離を測定する距離計測手段を更に備えており、前記電気抵抗演算手段は、複数の異なる距離で測定した電気抵抗値から自己発熱性を評価する対向電極法演算手段であることが好ましい。
【００１５】
この実施形態の更に別の例として、本例の自己発熱性評価手段は、前記採取した汚泥炭化物を更に細かく砕いて粒径を調整する粒径調整手段を更に備えており、前記圧縮手段が、この粒径が調整された汚泥炭化物でペレットを形成するペレット化手段であり、前記電気抵抗計測手段が、このペレットの表面抵抗を４端子法で測定する表面抵抗測定手段であり、前記電気抵抗演算手段が、この測定した表面抵抗値から自己発熱性を評価する表面抵抗演算手段であることが好ましい。
【００１６】
前記自己発熱性評価手段は、別の実施形態として、前記採取した汚泥炭化物を標準物質とともに一定の昇温速度で加熱する加熱炉と、この加熱炉で加熱される汚泥炭化物の温度を測定する温度計と、前記加熱炉で加熱される汚泥炭化物と標準物質の示差熱を測定する示差熱計と、前記加熱炉で加熱される汚泥炭化物の重量を測定する重量計と、これら測定した温度、示差熱、重量の変化から自己発熱性を評価する示差熱演算手段とを備えることが好ましい。
【００１７】
前記自己発熱性評価手段は、更に別の実施形態として、５〜１００ｇの前記採取した汚泥炭化物を１〜２０℃／分の昇温速度で加熱する加熱炉と、この加熱炉で加熱される汚泥炭化物の温度を測定する温度計と、この測定した温度の加熱時間に対する変化から自己発熱性を評価する温度演算手段とを備えることが好ましい。
【００１８】
本発明は、別の態様として、汚泥炭化燃料の製造方法であって、汚泥を炭化処理することで得られる汚泥炭化物を冷却した後、不活性ガスにより気流搬送し、搬送気流から分離した汚泥炭化物を加湿して汚泥炭化燃料を得ることを特徴とする。
【００１９】
前記搬送気流から分離した汚泥炭化物を加湿する前に一部採取して、この汚泥炭化物の自己発熱性を評価し、この自己発熱性の評価結果に応じて前記炭化処理の温度を制御することが好ましい。
【００２０】
前記自己発熱性評価としては、その一実施形態として、前記採取した汚泥炭化物を圧縮し、この圧縮した汚泥炭化物の電気抵抗を測定し、この測定した電気抵抗値から自己発熱性を評価することが好ましい。
【００２１】
この実施形態の一例としては、前記採取した汚泥炭化物を容器に収容した後、この収容した汚泥炭化物を圧縮し、前記容器の両端に設けられた電極を用いてこの圧縮した汚泥炭化物に電流を流すとともに、前記電極間の２点の間の電位差を測定し、これにより得られた電気抵抗値から自己発熱性を評価することが好ましい。
【００２２】
この実施形態の他の例としては、前記採取した汚泥炭化物の一部を容器に収容した後、この収容した汚泥炭化物を圧縮し、前記容器の両端に設けられた対抗する２つの電極を用いてこの圧縮した汚泥炭化物の電気抵抗を測定するともに、前記採取した汚泥炭化物の残部を前記容器に加えた後、再び汚泥炭化物を圧縮し、前記容器の両端に設けられた対抗する２つの電極を用いて、電極間の距離が最初とは異なる状態で、再び汚泥炭化物の電気抵抗を測定し、これら測定した電気抵抗値から自己発熱性を評価することが好ましい。
【００２３】
この実施形態の更に別の例としては、前記採取した汚泥炭化物を更に細かく砕いて粒径を調整し、この粒径が調整された汚泥炭化物でペレットを形成し、このペレットの表面抵抗を４端子法で測定し、この測定した表面抵抗値から自己発熱性を評価することが好ましい。
【００２４】
前記自己発熱性評価としては、別の実施形態として、前記採取した汚泥炭化物を標準物質とともに一定の昇温速度で加熱するとともに、この汚泥炭化物の温度、汚泥炭化物と標準物質の示差熱、汚泥炭化物の重量を測定し、これら測定した温度、示差熱、重量の変化から自己発熱性を評価することが好ましい。
【００２５】
前記自己発熱性評価としては、更に別の実施形態として、５〜１００ｇの前記採取した汚泥炭化物を１〜２０℃／分の範囲の昇温速度で加熱するとともに、この汚泥炭化物の温度を測定し、この測定した温度の加熱時間に対する変化から自己発熱性を評価することが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、汚泥炭化物の系内蓄積や自己発熱を防止しつつ、省スペースでレイアウト自在に貯留槽等へ搬送することができ、粉砕機等に要するスペースを省いて減容することができ、且つ貯留時や火力発電所等への輸送時において粉塵飛散や自己発熱を防止することができる汚泥炭化燃料の製造方法及び製造装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１に、本発明に係る汚泥炭化燃料の製造装置の一実施の形態を示す。図１に示すように、本実施の形態の汚泥炭化燃料の製造装置は、汚泥を炭化処理する外熱式ロータリーキルン型の炭化炉１０と、汚泥炭化物を間接的に水で冷却する水冷コンベヤ１２と、汚泥炭化物を気流搬送する気流搬送管２０と、汚泥炭化物に水を噴霧して加湿する加湿器３０とから主に構成されている。
【００２８】
炭化炉１０の熱分解ガス出口側には、炭化処理により生成した熱分解ガス中から汚泥炭化物を分離除去するサイクロン１１が設けられている。サイクロン１１の熱分解ガス出口側には、熱分解ガスを利用する設備（図示省略）が設けられている。水冷コンベヤ１２の出口側には、汚泥炭化物を定量的に気流搬送管２０内に供給するロータリーフィーダ１３が設けられている。
【００２９】
気流搬送管２０には、搬送気流を圧送するブロア２１、ロータリーフィーダ１３、搬送気流と汚泥炭化物を分離するバグフィルタ２２、搬送気流中の酸素濃度を測定する酸素濃度計２３が順次設けられている。そして、この気流搬送管２０は、搬送気流を循環利用するために、再びブロア２１につながっている。バグフィルタ２２は、赤熱した炭化物が万一飛来した場合にも、フィルタの損傷や火災を防ぐため、セラミックスまたは金属製の不燃性の炉布が用いられている。気流搬送管２０のブロア２１と酸素濃度計２３の間には、バルブ２５を介して窒素ガス供給源２４が設けられている。
【００３０】
バグフィルタ２２の汚泥炭化物出口側には、加湿器３０を介して、加湿により燃料として好適となった汚泥炭化燃料を一時的に貯留するホッパ３１が設けられている。このホッパ３１下部は、汚泥炭化燃料を火力発電所などへ輸送するバルク車３２やコンテナ３３に払い出す構造となっている。
【００３１】
以上の構成によれば、先ず、汚泥を炭化炉１０に投入し、酸素が欠乏した雰囲気下で約３００〜６００℃に加熱して炭化処理を行い、熱分解ガスと汚泥炭化物とを生成する。汚泥炭化物の一部は、熱分解ガスと同伴することから、サイクロン１１で分離回収する。そして、炭化炉１０およびサイクロン１１から出た約５００℃の汚泥炭化物を、水冷コンベヤ１２で約１００℃以下にまで冷却する。
【００３２】
次に、水冷コンベヤ１２を出た汚泥炭化物をロータリーフィーダ１３で定量的に気流搬送管２０内に供給する。汚泥炭化物はブロア２１により圧送されて、気流搬送管２０内を通ってバグフィルタ２２まで運ばれる。気流搬送管２０内は、窒素ガスにより不活性ガス雰囲気になっているので、汚泥炭化物中の活性基や金属成分が酸化して自己発熱するのを防ぐことができる。バグフィルタ２２では汚泥炭化物と搬送気流である窒素ガスとを分離する。なお、払い落としのパルスジェットにも窒素ガスを用い、不活性ガス雰囲気を維持する。
【００３３】
気流搬送方式は吸引式と圧送式があるが、圧送式にすることで、炭化炉１０内の可燃性である熱分解ガスを気流搬送管２０内に同伴することを防ぐことができる。また、汚泥炭化物を気流搬送することで、汚泥炭化物を粉砕して粒径を細かくすることができる。汚泥炭化物の平均粒径は通常１〜１０ｍｍ程度であるが、気流搬送により平均粒径を０．２〜２．０ｍｍにできる。このような粉砕を行うには、気流搬送の条件を、固気比１〜５、流速１０〜２０ｍ／ｓとすることが好ましい。なお、本明細書において「平均粒径」とは、粒子群に対し、篩分法により得た各粒度の篩い下の全粒子重量から得られる積算分布より、積算量５０重量％となる粒径値をいう。
【００３４】
バグフィルタ２２で汚泥炭化物が除かれた搬送気流は、ブロア２１に戻して循環利用する。この時、酸素濃度計２３で搬送気流中の酸素濃度を測定する。酸素濃度の測定値は制御手段（図示省略）に信号として送られ、酸素濃度の測定値が１０％以上、好ましくは５％以上の場合は、バルブ２５にバルブを開くように信号を送って窒素ガス供給源２４から気流搬送管２０内に窒素ガスを供給する。これにより気流搬送管２０内の不活性ガス雰囲気を維持することができる。
【００３５】
一方、バグフィルタ２２で分離回収した汚泥炭化物は、加湿器３０において空気雰囲気下で水を噴霧する。これにより、汚泥炭化物に含まれるカルシウムやアルミニウム等の金属成分が水和して反応熱を発する。この熱により汚泥炭化物の温度が上昇し、汚泥炭化物の官能基の不安定な活性点が酸化して発熱する。このように加湿器３０にて汚泥炭化物の発熱反応を十分に起こすことで、安定化させることができる。
【００３６】
加湿器３０で噴霧する水の量は、汚泥炭化物１００重量部に対して、５〜３０重量部、特に１０重量部又はその前後が好ましい。この水分量は、炭化汚泥の初期発熱反応を起こさせるに必要な水分であり、かつ水分が残留し蒸発潜熱によって１００℃以上の過熱を防止し、それでもなお以降の発熱を抑制するための水分が残留する量である。なお、噴霧した水の一部は蒸発するので、加えた水の全てが最終製品に含まれるものではない。汚泥炭化物は、最終的に含有する水分が５〜１５重量％になるように調整される。これにより、取り扱い時の粉塵の飛散を防止し、嵩比重を好適な範囲とすることができる。
【００３７】
加湿器３０を出た汚泥炭化物をホッパ３１に投入し、一時貯留する。なお、汚泥炭化物は、加湿により金属成分の水和および官能基の酸化が促進され、その温度は数十〜百℃に上昇する場合がある。よって、過度の発熱防止のため、温度が１００℃を超えないように必要に応じてホッパ３１内の汚泥炭化物を冷却する。例えば、ホッパ３１内において汚泥炭化物に水を噴霧して冷却してもよいが、最終的な含有水分が５〜１５重量％となるように調整する。また、加湿器３０とホッパ３１との間に冷却器を設けて常温程度まで冷却してもよい。ホッパ３１内の汚泥炭化物は、汚泥炭化燃料として火力発電所等へ輸送する。輸送にあたっては、バルク車３２またはコンテナ３３等により密閉して輸送する。
【００３８】
なお、本発明の対象となる汚泥は、炭化処理により固体燃料化できる有機性の汚泥であれば特に限定されるものではなく、例えば、下水汚泥、食品汚泥、製紙汚泥、ビルピット汚泥、消化汚泥、活性汚泥などを適用できる。また、汚泥に加え、木質系バイオマスなどの炭化処理によって炭化物を生成することができる添加物を加えることもできる。例えば、水分が多い下水汚泥を対象とする場合は、炭化炉１０に投入する前に、脱水機で水分が約８０％になるぐらいまで脱水し、乾燥炉で熱風を直接接触させて水分が約３０％になるぐらいまで乾燥させた後に炭化炉１０に導入する。
【００３９】
また、上記説明では、炭化炉１０として外熱式ロータリーキルン型のものを用いたが、内燃式でも良いし、流動床型又はスクリュー型でも良い。水冷コンベヤ１２も、このように間接的に水で冷却するものに限らず、直接的または間接的に空冷するものでも良い。汚泥炭化物に水を直接散布するような方法でなければ、気流搬送管２０内で水分および汚泥炭化物が付着するのを防止して、汚泥炭化物を冷却することができる。
【００４０】
加湿器３０においては、汚泥炭化物を均一に加湿するために、汚泥炭化物を混合しながら加湿することが好ましい。加湿器３０に設ける混合機としては、パン型、パドル型、スクリュー型、振動型等のものが良い。
【００４１】
さらに、バグフィルタ２２と加湿器３０との間において汚泥炭化物を一部採取し、自己発熱性評価手段２７において汚泥炭化物の自己発熱性を評価するとともに、その評価結果に基づいて炭化炉１０の温度を制御することが好ましい。自己発熱性評価手段２７としては、図２〜図３に示すペレット化した汚泥炭化物の電気抵抗を利用した自己発熱性の評価法や、図７〜図１０に示す圧縮した汚泥炭化物の４端子法による電気抵抗を利用した自己発熱性の評価法、図１１〜図１２に示す圧縮した汚泥炭化物の対向電極法による電気抵抗を利用した自己発熱性の評価法、図１３〜図１４に示す熱重量示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ）法を利用した自己発熱性の評価法、図１５〜図１６に示す温度変化を利用した自己発熱性の評価法を採用することができる。
【００４２】
ペレット化した汚泥炭化物の電気抵抗を利用した自己発熱性の評価法について説明すると、図２に示すように、先ず、採取した汚泥炭化物を粉砕機で更に粉砕したり乳鉢で磨り潰したりして、粒径を更に細かくする。そして、目の粗さ（メッシュ）が異なる２つの篩を用いて、篩振とう機で篩い分け、これら篩の間の粒径が揃った汚泥炭化物を取り出す。２つの篩のメッシュは５０μｍと１５０μｍが好ましい。このように粒径を調整することで汚泥炭化物中の灰分が取り除かれ、灰分の影響を受けずに電気抵抗を測定することができる。なお、粒径調整は、篩い分けの他、灰分を効果的に除去できる方法であれば、比重分離、渦電流分離、遠心分離などを用いることもできる。
【００４３】
次に、得られた汚泥炭化物をプレス機でペレット化する。ペレットの形状および大きさはφ２０〜φ５０ｍｍ、厚さは５ｍｍ〜４０ｍｍが好ましい。また、電気抵抗の測定値を均一化するため、プレス機での圧力は１０ｋｇ〜２ｔ／ｃｍ2が好ましく、１０〜５０ｋｇ／ｃｍ2がより好ましい。このように粒径調整したものをペレット化することで、ペレット前の凹凸による圧密度のバラツキや、粒子同士の接触抵抗の影響を回避することができる。また、所定の大きさのペレットにすることで、直流４端子法または直流４探針法でも容易に電気抵抗を測定することができる。なお、ペレット化が困難な場合には純水や油、ＮａＣｌ、ホウ酸、炭素粉末、成型剤などのバインダーを規定量混合する。
【００４４】
そして、直流４端子法でペレット４０の表面抵抗を計測する。図３に示すように、ペレット４０の表面に４本の針状の電極探針４１を直線上に置き、外側の２本の探針４１ａ、４１ｄ間に定電流源４２をつないで一定電流を流し、内側の２本の探針４１ｂ、４１ｃ間に生じる電位差を電圧計４３で測定して、電気抵抗値を求める。そして、この電気抵抗値に、形状補正係数ＲＣＦとペレット厚さｔを乗じることで、電気抵抗率（比抵抗）を算出する。このように電流印加探針４１ａ、４１ｄと電圧測定探針４１ｂ、４１ｃとを分離することにより、電極と試料との接触抵抗をキャンセルすることができる。なお、直流に代えて交流を用いることもでき、その場合には誘電率（静電容量）を計測して灰分の影響を補正する。
【００４５】
これにより測定された電気抵抗率は、自己発火を模擬した自己発火試験（試料を断熱容器に入れて空気雰囲気下で試料が初期温度１００℃から２５０℃に上昇するまでの時間）によって測定したＳＩＴ時間と相関があり、電気抵抗率が高いほど、自己発熱性が低いことがわかった。ＳＩＴ時間と貯蔵炭化物の温度上昇には相関があることは石炭の実績から分かっている。図４は、炭化温度が４００℃、４５０℃、５００℃の各炭化物のＳＩＴ時間を示すグラフである。図５は、炭化物の電気抵抗率（比抵抗）とＳＩＴ時間の関係を示すグラフである。例えば、電気抵抗率が１０6Ωｃｍ以下の場合には、ＳＩＴ時間は２４時間以上であると評価でき、電気抵抗率が１０9Ωｃｍの場合には、ＳＩＴ時間が５時間程度であると評価できる。このように、本評価法により電気抵抗率を測定することで、短時間で汚泥炭化物の自己発熱性を正確に評価することができる。
【００４６】
なお、上記の測定法は、カーボンバインダーを使用してペレット化した場合に、カーボンバインダーの影響により、自己発熱性を正確に評価できない可能性がある。図６に示すペレットの電気抵抗のイメージ図を用いて説明すると、ペレット４０の各断面では、炭化物粒子４６とカーボンバインダー４７とが並列に接続されており、長さＬ方向に各断面の電気抵抗を積分すると、以下の式が成り立つ。
【００４７】
【数１】
【００４８】
ここで、Ｒはペレット全体の電気抵抗、ρは比抵抗、ａはカーボンバインダーの体積割合、Ｓは長手方向の断面積、ｄｘは長手方向の微小長さ、添え字のｃはカーボンバインダー、ｔは炭化物を表す。
【００４９】
ペレット化にカーボンバインダーを使用する場合は、炭化物と同重量等の一定の割合で混合するが、炭化物の密度が高い場合、カーボンバインダーの体積割合が高くなる。このような場合、上の式に示すように、ペレット全体の電気抵抗Ｒは、カーボンバインダーの比抵抗ρcの影響を大きく受けることとなる。よって、この自己発熱性の評価法では、カーボンバインダーを使用する場合、自己発熱性と相関がある電気抵抗率を測定できないおそれがある。
【００５０】
そこで、このような懸念がなく且つペレット化せずに簡易な作業で炭化物の電気抵抗率を正確に測定できる自己発熱性の評価法として、圧縮した汚泥炭化物の電気抵抗を４端子法で測定する自己発熱性の評価法について説明する。図７に示すように、先ず、採取した汚泥炭化物を粉砕機で更に粉砕し、粒径を更に細かくする。そして、篩機で篩い分け、粒径が揃った汚泥炭化物を取り出す。なお、採取した汚泥炭化物の平均粒径が５．０ｍｍ以下である場合は、このような粉砕や粒径調整をしなくてもよい。
【００５１】
次に、この汚泥炭化物を図８に示す容器本体７０に充填する。この容器本体７０は、例えば直径５０ｍｍ、深さ６０ｍｍの内寸の円筒形をしており、この容器本体７０の内面に摺動する円柱形の容器蓋部７１によって、容器本体７０内に充填した炭化物７６を圧縮する。容器本体７０および容器蓋部７１は、特に言及する部分を除き、プラスチック等の絶縁性材料で形成されている。圧縮後の汚泥炭化物の高さは、例えば３０ｍｍ程度にするのが好ましい。
【００５２】
そして、容器本体７０の底面と容器蓋部７１の炭化物接触面とにそれぞれ設けられた銅板電極７２間に、定電流源７４から一定電流を流すとともに、容器本体７０の側面に上下に設けられた２本の探針７３によって、銅板電極７２間の一定区間（例えば１０ｍｍ）の電位差を電圧計７５で測定する。これにより、以下の式から、接触抵抗の影響なく、汚泥炭化物の電気抵抗率（Ωｃｍ）を求めることができる。
【００５３】
電気抵抗率＝ＶＳ／ＩＬ
ここで、Ｖは測定電圧（Ｖ）、Ｓは容器断面積（ｃｍ2）、Ｉは電流（Ａ）、Ｌは探針間の距離（ｃｍ）を表す。
【００５４】
これにより測定された電気抵抗率は、自己発火を模擬した自己発火試験（試料を断熱容器に入れて空気雰囲気下で試料が初期温度１００℃から２５０℃に上昇するまでの時間）によって測定したＳＩＴ時間と相関があり、電気抵抗率が高いほど、自己発熱性が低いことがわかった。例えば、電気抵抗率が１０6Ωｃｍ以下の場合には、ＳＩＴ時間が２４時間であると評価でき、電気抵抗率が１０9Ωｃｍの場合には、ＳＩＴ時間は５時間程度であると評価できる。
【００５５】
なお、炭化物７６を圧縮する際は、電気抵抗率を高い再現性で測定するため、３ｋｇｆ／ｃｍ2以上の圧力で圧縮することが好ましい。図９に、圧力を変えて圧縮した各汚泥炭化物について、この４端子法により測定した電気抵抗率（比抵抗）を示す。なお、この実験では、４５０℃で炭化処理し、粒径０．９３ｍｍに調整した汚泥炭化物を使用した。図９に示すように、３ｋｇｆ／ｃｍ2以上の圧力で圧縮することで、電気抵抗率の測定値が安定することがわかった。より好ましい圧力は５ｋｇｆ／ｃｍ2以上である。
【００５６】
また、炭化物７６の粒径は、電気抵抗率を高い再現性で測定するため、０．５〜５．０ｍｍの範囲が好ましい。図１０に、異なる粒径の各汚泥炭化物について、この４端子法により測定した電池抵抗率（比抵抗）を示す。なお、この実験では、５００℃で炭化処理し、各粒径に調整した後、汚泥炭化物を５ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力で圧縮した。図１０に示すように、粒径を０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲に調整することで、電気抵抗率の測定値が非常に安定することがわかった（ばらつきも±１０%以下であった）。なお、平均粒径が２．０〜５．０ｍｍの範囲の粒径の場合、この４端子法によって測定した電気抵抗率は、約±２０％のばらつきが見られたが、自己発熱性の評価に十分に使用することができる。よって、採取した汚泥炭化物の平均粒径が２．０〜５．０ｍｍの範囲であれば、粉砕および粒径調整しなくても、この４端子法によって、電気抵抗率を安定して測定することができる。
【００５７】
またペレット化せずに電気抵抗を測定する別の自己発熱性の評価法として、圧縮した汚泥炭化物の電気抵抗を対向電極法で測定する自己発熱性の評価法について説明する。図１１に示すように、先ず、採取した汚泥炭化物を粉砕機で更に粉砕し、粒径を更に細かくする。そして、篩機で篩い分け、粒径が揃った汚泥炭化物を取り出す。破砕および粒径調整する際、粒径は上記の４端子法と同様に０．５〜１．５ｍｍが好ましい。採取した汚泥炭化物の平均粒径が５．０ｍｍ以下である場合は、上記と同様に、粉砕や粒径調整をしなくてもよい。
【００５８】
次に、この汚泥炭化物の一部を図１２に示す容器８０に充填する。この容器８０は、例えば直径５０ｍｍ、深さ５０ｍｍの内寸の円筒形をしている。この容器８０の内面に摺動する円柱形のプレス部材（図示省略）によって、容器８０内に充填した炭化物８６を圧縮する。圧縮の際の圧力は、上記と同様に、３ｋｇｆ／ｃｍ2以上が好ましく、５ｋｇｆ／ｃｍ2以上がより好ましい。容器８０は、特に言及する部分を除き、プラスチック等の絶縁性材料で形成されている。
【００５９】
そして、容器８０内に充填した炭化物８６の表面にプローブ８２の先端面を当てて、容器８０の底面の電極８１とプローブ８２の先端面の電極８３との間の電気抵抗値Ｒ１を抵抗計８４で測定する。また、この時の容器８０内に圧縮された炭化物８６の層の厚さｔ１を、厚さ測定器（図示省略）により測定する。
【００６０】
さらに、この容器８０内に、粒径調整した汚泥炭化物の一部を更に加えて再充填し、プレス部材（図示省略）により最初と同じ圧力で再圧縮した後、炭化物８６の表面にプローブ８２の先端面を当てて、電気抵抗値Ｒ２を抵抗計８３で再測定する。この時の炭化物８６の層の厚さｔ２も、厚さ測定器（図示省略）により再測定する。なお、圧縮後の汚泥炭化物の高さは、例えば最初の高さと再圧縮後の高さの差が１０ｍｍ程度になるようにするのが好ましい。
【００６１】
そして、このように２回測定した電気抵抗値の差Ｒ２−Ｒ１を、炭化物の層の厚さの差ｔ２−ｔ１で除して、容器断面積を乗じることで、接触抵抗の影響を除いた汚泥炭化物の電気抵抗率を求めることができる。これにより測定された電気抵抗率も、ＳＩＴ時間と相関があり、電気抵抗率が高いほど、自己発熱性が低いことがわかった。例えば、電気抵抗率が１０6Ωｃｍ以下の場合には、ＳＩＴ時間は２４時間以上であると評価でき、電気抵抗率が１０9Ωｃｍの場合には、ＳＩＴ時間が５時間程度であると評価できる。
【００６２】
ＴＧ−ＤＴＡ法を用いた自己発熱性の評価法を説明する。図１３にＴＧ−ＤＴＡ装置の構成を示し、図１４にその測定結果の一例を示す。図１３に示すように、ＴＧ−ＤＴＡ装置は、試料容器５２と基準物質容器５３を備えた試料ホルダ部５１、電気炉５４、試料容器５２内の温度を測定する熱電対５５、５６Ｓ、基準物質容器５３内の温度を測定する熱電対５５、５６Ｒ、試料ホルダ部５１の重量を測定する天秤部（図示省略）から主に構成されている。
【００６３】
試料容器５２内の汚泥炭化物と基準物質容器５３内のアルミナ（ともに２０ｍｇ）を電気炉５４で１０℃／分の昇温速度で加熱した。図１４に示すように、汚泥炭化物の温度Ｔ（℃）は一定の速度で上昇し、約４０分後に約４００℃から急激に約５００℃まで上昇した。汚泥炭化物と基準物質のクロメル線同士５６の電位差である示差熱ＤＴＡ（μＶ）は、比熱の違いから時間の経過に伴い徐々に増加し、約４０分後に急激に増加した。試料容器５２内の汚泥炭化物の熱重量変化ＴＧ（ｗｔ％）は、汚泥炭化物の熱的変化により時間に経過に伴い徐々に減少し、約４０分後に急激に減少した。これらの結果から、約４００℃で汚泥炭化物が一気に燃焼したと評価することができる。
【００６４】
ＴＧ−ＤＴＡ装置を用いた自己発熱性の評価試験において、発熱が４００℃までに起こらなかった場合、国連勧告の１４０℃、２４時間の自己発熱性の評価試験でもピークは１５０℃以下で自己発熱性は無いと判断された。よって、ＴＧ−ＤＴＡ装置を用いて自己発熱性を評価する際には、４００℃まで昇温することでも十分に評価を行うことができる。
【００６５】
温度変化を利用した自己発熱性の評価法について説明する。図１５に示すように、電気炉６０内には、汚泥炭化物が５〜１００ｇ入る金属製等の試料容器６１が設けられ、この試料容器６１には、試料容器６１の中心温度を測定する熱電対６２が設けられている。また、電気炉６０内には炉内の温度を測定する熱電対６３が設けられており、これら熱電対６２、６３は測定温度を記録するデータロガー６４に接続されている。電気炉６０により空気雰囲気下で汚泥炭化物を１〜２０℃／分の範囲の昇温速度で室温から加熱すると、試料容器６１内の汚泥炭化物の温度は電気炉６０内の温度に従って上昇するが、汚泥炭化物が自己発熱すると試料容器６１内の温度が急激に上昇する。よって、この急激に温度が上昇した点を発熱温度と評価することができる。
【００６６】
なお、ＴＧ−ＤＴＡ法での試料量は２０〜１００ｍｇが一般的であるが、この量では試料量が少なく、試料偏析の影響を受けやすい。また、国連勧告の方法での試料量は約１リットルであるが、この量では試料全体への熱伝達が悪く、上記所定の速度で昇温させた場合、試料温度が追随せず、正確な自己発熱温度を測定することができない。一方で、昇温速度を１℃／分より遅くすると、自己発熱温度の測定に時間がかかり過ぎる。また、昇温速度を２０℃／分より速くすると、上記の所定の試料量では試料温度が追随しない。すなわち、上記所定の試料量を上記所定の昇温速度で加熱することで、自己発熱温度を短時間で正確に測定することができる。なお、より好ましい試料量は、熱電対の設置や試料偏析の観点から１５〜３０ｇである。なお、試料量は、重量に代えて容量で測定してもよく、汚泥炭化物の比重が約０．３であることから、１５〜３５０ｍｌ、より好ましくは５０〜１００ｍｌにしてもよい。
【００６７】
本評価法においても、ＴＧ−ＤＴＡ法と同様に、汚泥炭化物を４００℃まで昇温することで十分に評価を行うことができる。なお、ＴＧ−ＤＴＡ法では正確に重量変化を測定するために、精密天秤や除振台が必要であるが、本評価法では、このような装置は不要であり、振動のある場所でも測定可能であることから、汚泥炭化燃料の製造現場に設置することができる。金属容器６１は、測定温度内に融点が無く、かつ試料である汚泥炭化物と反応を起こさない材料が好ましい。また、図１５では試料容器６１が１つであるが、複数の試料容器６１を電気炉６０内に入れることができ、これにより多検体測定ができる。
【００６８】
また、自己発熱性と炭化度は相関があることから、この自己発熱性の評価結果を炭化炉１０の温度制御にフィードバックすることができる。自己発熱性評価手段２７で評価された自己発熱温度の値は信号として制御手段（図示省略）に送り、自己発熱温度が２５０℃の場合、炭化炉１０の温度を５０℃上昇するように炭化炉１０に信号を送る。ここで、炭化炉１０は、回転する内筒と、内筒内の汚泥を外部から高温のガスで間接的に加熱する為の固定式の外筒から構成される外熱式のロータリーキルンであり、制御する炭化炉の温度とは、内筒の表面温度である。内筒の表面温度は原料汚泥の入口から出口の長手方向に数箇所において、赤外式温度計等の非接触型の温度計で計測するが、自己発熱を抑制する炭化物を製造する為の炭化温度の制御には一番出口側の温度を制御することが望ましい。このように自己発熱性の評価結果を炭化処理に反映させることで、自己発熱性のない優れた品質の汚泥炭化物を得ることができる。
【実施例】
【００６９】
（気流搬送試験）
炭化炉で炭化処理した汚泥炭化物を、水冷コンベヤで５０℃まで冷却した後、固気比１〜５、配管内流速１０〜２０ｍ／ｓ、搬送距離１３０ｍの条件でＮ2ガスにより気流搬送を行った。そして、気流搬送後、パドルミキサ（ケーシング幅３００ｍｍ、機長９００ｍｍ）を用いて、処理量１００〜２００ｋｇ／ｈ、汚泥炭化物１００重量部に対し水１５重量部の条件で加湿を行った。その際、気流搬送の前後および加湿後の汚泥炭化物の平均粒径および嵩比重について測定を行った。その結果を表１に示す。
【００７０】
【表１】
【００７１】
表１に示すように、気流搬送前の汚泥炭化物は、平均粒径が約５ｍｍ、嵩比重が０．２５であったのに対し、気流搬送後に加湿したことで、平均粒径が約０．５〜１．０ｍｍ、嵩密度が約０．５となり、粉砕機を要せずに、減容することができた。また、気流搬送中に汚泥炭化物の自己発熱は確認されなかった。試験後に配管内を検査したところ、汚泥炭化物の付着や残留は確認されなかった。さらに、加湿後の汚泥炭化物を９６時間放置しても、自己発熱しなかった。
【００７２】
（温度変化を利用した自己発熱性の評価）
図１５に示した装置を用いて自己発熱性の評価を行った。試料容器としては５０ｍｌビーカと１００ｍｌビーカの２種類を用い、これらにそれぞれ炭化物を１５ｇ、３０ｇ収容した。そして、電気炉により試料容器を室温から約５℃／分の昇温速度で加熱し、電気炉内の温度、５０ｍｌ及び１００ｍｌビーカの各炭化物の温度を測定した。その結果を図１６に示す。
【００７３】
図１６に示すように、炭化物は、室温から約２００℃までの間は炉内温度にほぼ追随する状態で昇温していたが、約２００℃で自己発熱反応を開始し、その後は大きく発熱した。その後、大幅な発熱が無かったことから、炉内温度を２５０℃まで昇温して試験を終了した。試験所要時間は約４５分であった。５０ｍｌと１００ｍｌの測定結果を比べると、５０ｍｌの方が炉内温度に近く追随していた。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係る汚泥炭化燃料の製造装置の一実施の形態を示す模式図である。
【図２】本発明に係る自己発熱性評価法の一実施の形態を説明するフロー図である。
【図３】図２に示す評価法で使用する電気抵抗計測手段の一例を示す模式図である。
【図４】異なる炭化温度の炭化物のＳＩＴ時間を示すグラフである。
【図５】炭化物の比抵抗とＳＩＴ時間の関係を示すグラフである。
【図６】図２に示す評価法で測定するペレットの電気抵抗を説明するイメージ図である。
【図７】本発明に係る自己発熱性評価法の別の実施の形態を説明するフロー図である。
【図８】図７に示す評価法で使用する電気抵抗計測手段の一例を示す模式図である。
【図９】図７に示す評価法において圧力に対する比抵抗の変化を示すグラフである。
【図１０】図７に示す評価法において粒径に対する比抵抗の変化を示すグラフである。
【図１１】本発明に係る自己発熱性評価法の別の実施の形態を説明するフロー図である。
【図１２】図１１に示す評価法で使用する電気抵抗計測手段の一例を示す模式図である。
【図１３】本発明に係る自己発熱性評価法の別の実施の形態を示す模式図である。
【図１４】図１３の評価法において加熱時間に対する温度、示差熱、重量の変化を示すグラフである。
【図１５】本発明に係る自己発熱性評価法の別の実施の形態を示す模式図である。
【図１６】図１５の評価法において加熱時間に対する温度の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７５】
１０ 炭化炉
１１ サイクロン
１２ 水冷コンベア
１３ ロータリーフィーダ
２０ 気流搬送管
２１ ブロア
２２ バグフィルタ
２３ 酸素濃度計
２４ 窒素ガス供給源
２７ 自己発熱性評価手段
３０ 加湿器
３１ ホッパ
４０ ペレット
４１ 探針
４２、７４ 定電流源
４３、７５ 電圧計
４６ 炭化物粒子
４７ カーボンバインダー
５２ 試料容器
５３ 基準物質容器
５４ 電気炉
５５ アルメル線
５６ クロメル線
６０ 電気炉
６１ 試料容器
６２、６３ 熱電対
６４ データロガー
７０ 容器本体
７１ 容器蓋部
７２ 銅板電極
７３ 探針
７６、８６ 炭化物
８０ 容器
８１、８３ 電極
８２ プローブ
８４ 抵抗計
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥を炭化処理して汚泥炭化物を得る炭化手段と、この汚泥炭化物を冷却する冷却手段と、冷却された汚泥炭化物を不活性ガスで気流搬送する搬送手段と、汚泥炭化物と不活性ガスとを分離する分離手段と、この分離手段から得られる汚泥炭化物を加湿して汚泥炭化燃料を得る加湿手段とを備えた汚泥炭化燃料の製造装置。
【請求項２】
前記分離手段が、セラミックスまたは金属製の炉布を用いたフィルタである請求項１に記載の汚泥炭化燃料の製造装置。
【請求項３】
前記搬送手段の搬送気流中の酸素濃度を測定する酸素濃度計と、この測定された酸素濃度に応じて搬送気流として不活性ガスを追加供給する不活性ガス供給手段とを更に備えた請求項１又は２に記載の汚泥炭化燃料の製造装置。
【請求項４】
前記分離手段から得られる汚泥炭化物の一部を採取して、汚泥炭化物の自己発熱性を評価する自己発熱性評価手段と、この自己発熱性の評価結果に応じて前記炭化手段の温度を制御する自己発熱性制御手段とを更に備えた請求項１〜３のいずれかに記載の汚泥炭化燃料の製造装置。
【請求項５】
前記自己発熱性評価手段が、前記採取した汚泥炭化物を圧縮する圧縮手段と、この圧縮手段により圧縮された汚泥炭化物の電気抵抗を測定する電気抵抗計測手段と、この測定した電気抵抗値から自己発熱性を評価する電気抵抗演算手段とを備えた請求項４に記載の汚泥炭化燃料の製造装置。
【請求項６】
前記圧縮手段が、前記採取した汚泥炭化物を収容し、この収容した汚泥炭化物を圧縮するとともに、この圧縮した汚泥炭化物に電流を流すための電極を両端に備えた４端子法用容器であり、前記電気抵抗計測手段が、この４端子法用容器の前記電極間における２点の間の電位差を測定する４端子法測定手段である請求項５に記載の汚泥炭化燃料の製造装置。
【請求項７】
前記圧縮手段が、前記採取した汚泥炭化物を収容し、この収容した汚泥炭化物を圧縮するとともに、対向する２つの電極を両端に備えた対向電極法用容器であり、前記電気抵抗計測手段が、前記対向する２つの電極間の電気抵抗を測定する対向電極法測定手段であり、前記自己発熱性評価手段が、前記対向する２つの電極間の距離を測定する距離計測手段を更に備えており、前記電気抵抗演算手段が、複数の異なる距離で測定した電気抵抗値から自己発熱性を評価する対向電極法演算手段である請求項５に記載の汚泥炭化燃料の製造装置。
【請求項８】
前記自己発熱性評価手段が、前記採取した汚泥炭化物を更に細かく砕いて粒径を調整する粒径調整手段を更に備えており、前記圧縮手段が、この粒径が調整された汚泥炭化物でペレットを形成するペレット化手段であり、前記電気抵抗計測手段が、このペレットの表面抵抗を４端子法で測定する表面抵抗測定手段であり、前記電気抵抗演算手段が、この測定した表面抵抗値から自己発熱性を評価する表面抵抗演算手段である請求項５に記載の汚泥炭化燃料の製造装置。
【請求項９】
前記自己発熱性評価手段が、前記採取した汚泥炭化物を標準物質とともに一定の昇温速度で加熱する加熱炉と、この加熱炉で加熱される汚泥炭化物の温度を測定する温度計と、前記加熱炉で加熱される汚泥炭化物と標準物質の示差熱を測定する示差熱計と、前記加熱炉で加熱される汚泥炭化物の重量を測定する重量計と、これら測定した温度、示差熱、重量の変化から自己発熱性を評価する示差熱演算手段とを備えた請求項４に記載の汚泥炭化燃料の製造装置。
【請求項１０】
前記自己発熱性評価手段が、５〜１００ｇの前記採取した汚泥炭化物を１〜２０℃／分の範囲の昇温速度で加熱する加熱炉と、この加熱炉で加熱される汚泥炭化物の温度を測定する温度計と、この測定した温度の加熱時間に対する変化から自己発熱性を評価する温度演算手段とを備えた請求項４に記載の汚泥炭化燃料の製造装置。
【請求項１１】
汚泥を炭化処理することで得られる汚泥炭化物を冷却した後、不活性ガスにより気流搬送し、搬送気流から分離した汚泥炭化物を加湿して汚泥炭化燃料を得る汚泥炭化燃料の製造方法。
【請求項１２】
前記搬送気流から分離した汚泥炭化物を加湿する前に一部採取して、この汚泥炭化物の自己発熱性を評価し、この自己発熱性の評価結果に応じて前記炭化処理の温度を制御する請求項１１に記載の汚泥炭化燃料の製造方法。
【請求項１３】
前記自己発熱性評価が、前記採取した汚泥炭化物を圧縮し、この圧縮した汚泥炭化物の電気抵抗を測定し、この測定した電気抵抗値から自己発熱性を評価する請求項１２に記載の汚泥炭化燃料の製造方法。
【請求項１４】
前記自己発熱性評価が、前記採取した汚泥炭化物を容器に収容した後、この収容した汚泥炭化物を圧縮し、前記容器の両端に設けられた電極を用いてこの圧縮した汚泥炭化物に電流を流すとともに、前記電極間の２点の間の電位差を測定し、これにより得られた電気抵抗値から自己発熱性を評価する請求項１２に記載の汚泥炭化燃料の製造方法。
【請求項１５】
前記自己発熱性評価が、前記採取した汚泥炭化物の一部を容器に収容した後、この収容した汚泥炭化物を圧縮し、前記容器の両端に設けられた対抗する２つの電極を用いてこの圧縮した汚泥炭化物の電気抵抗を測定するともに、前記採取した汚泥炭化物の残部を前記容器に加えた後、再び汚泥炭化物を圧縮し、前記容器の両端に設けられた対抗する２つの電極を用いて、電極間の距離が最初とは異なる状態で、再び汚泥炭化物の電気抵抗を測定し、これら測定した電気抵抗値から自己発熱性を評価する請求項１２に記載の汚泥炭化燃料の製造方法。
【請求項１６】
前記自己発熱性評価が、前記採取した汚泥炭化物を更に細かく砕いて粒径を調整し、この粒径が調整された汚泥炭化物でペレットを形成し、このペレットの表面抵抗を４端子法で測定し、この測定した表面抵抗値から自己発熱性を評価する請求項１２に記載の汚泥炭化燃料の製造方法。
【請求項１７】
前記自己発熱性評価が、前記採取した汚泥炭化物を標準物質とともに一定の昇温速度で加熱するとともに、この汚泥炭化物の温度、汚泥炭化物と標準物質の示差熱、汚泥炭化物の重量を測定し、これら測定した温度、示差熱、重量の変化から自己発熱性を評価する請求項１２に記載の汚泥炭化燃料の製造方法。
【請求項１８】
前記自己発熱性評価が、５〜１００ｇの前記採取した汚泥炭化物を1〜２０℃／分の範囲の昇温速度で加熱するとともに、この汚泥炭化物の温度を測定し、この測定した温度の加熱時間に対する変化から自己発熱性を評価する請求項１２に記載の汚泥炭化燃料の製造方法。
【請求項１】
汚泥を炭化処理して汚泥炭化物を得る炭化手段と、この汚泥炭化物を冷却する冷却手段と、冷却された汚泥炭化物を不活性ガスで気流搬送する搬送手段と、汚泥炭化物と不活性ガスとを分離する分離手段と、この分離手段から得られる汚泥炭化物を加湿して汚泥炭化燃料を得る加湿手段とを備えた汚泥炭化燃料の製造装置。
【請求項２】
前記分離手段が、セラミックスまたは金属製の炉布を用いたフィルタである請求項１に記載の汚泥炭化燃料の製造装置。
【請求項３】
前記搬送手段の搬送気流中の酸素濃度を測定する酸素濃度計と、この測定された酸素濃度に応じて搬送気流として不活性ガスを追加供給する不活性ガス供給手段とを更に備えた請求項１又は２に記載の汚泥炭化燃料の製造装置。
【請求項４】
前記分離手段から得られる汚泥炭化物の一部を採取して、汚泥炭化物の自己発熱性を評価する自己発熱性評価手段と、この自己発熱性の評価結果に応じて前記炭化手段の温度を制御する自己発熱性制御手段とを更に備えた請求項１〜３のいずれかに記載の汚泥炭化燃料の製造装置。
【請求項５】
前記自己発熱性評価手段が、前記採取した汚泥炭化物を圧縮する圧縮手段と、この圧縮手段により圧縮された汚泥炭化物の電気抵抗を測定する電気抵抗計測手段と、この測定した電気抵抗値から自己発熱性を評価する電気抵抗演算手段とを備えた請求項４に記載の汚泥炭化燃料の製造装置。
【請求項６】
前記圧縮手段が、前記採取した汚泥炭化物を収容し、この収容した汚泥炭化物を圧縮するとともに、この圧縮した汚泥炭化物に電流を流すための電極を両端に備えた４端子法用容器であり、前記電気抵抗計測手段が、この４端子法用容器の前記電極間における２点の間の電位差を測定する４端子法測定手段である請求項５に記載の汚泥炭化燃料の製造装置。
【請求項７】
前記圧縮手段が、前記採取した汚泥炭化物を収容し、この収容した汚泥炭化物を圧縮するとともに、対向する２つの電極を両端に備えた対向電極法用容器であり、前記電気抵抗計測手段が、前記対向する２つの電極間の電気抵抗を測定する対向電極法測定手段であり、前記自己発熱性評価手段が、前記対向する２つの電極間の距離を測定する距離計測手段を更に備えており、前記電気抵抗演算手段が、複数の異なる距離で測定した電気抵抗値から自己発熱性を評価する対向電極法演算手段である請求項５に記載の汚泥炭化燃料の製造装置。
【請求項８】
前記自己発熱性評価手段が、前記採取した汚泥炭化物を更に細かく砕いて粒径を調整する粒径調整手段を更に備えており、前記圧縮手段が、この粒径が調整された汚泥炭化物でペレットを形成するペレット化手段であり、前記電気抵抗計測手段が、このペレットの表面抵抗を４端子法で測定する表面抵抗測定手段であり、前記電気抵抗演算手段が、この測定した表面抵抗値から自己発熱性を評価する表面抵抗演算手段である請求項５に記載の汚泥炭化燃料の製造装置。
【請求項９】
前記自己発熱性評価手段が、前記採取した汚泥炭化物を標準物質とともに一定の昇温速度で加熱する加熱炉と、この加熱炉で加熱される汚泥炭化物の温度を測定する温度計と、前記加熱炉で加熱される汚泥炭化物と標準物質の示差熱を測定する示差熱計と、前記加熱炉で加熱される汚泥炭化物の重量を測定する重量計と、これら測定した温度、示差熱、重量の変化から自己発熱性を評価する示差熱演算手段とを備えた請求項４に記載の汚泥炭化燃料の製造装置。
【請求項１０】
前記自己発熱性評価手段が、５〜１００ｇの前記採取した汚泥炭化物を１〜２０℃／分の範囲の昇温速度で加熱する加熱炉と、この加熱炉で加熱される汚泥炭化物の温度を測定する温度計と、この測定した温度の加熱時間に対する変化から自己発熱性を評価する温度演算手段とを備えた請求項４に記載の汚泥炭化燃料の製造装置。
【請求項１１】
汚泥を炭化処理することで得られる汚泥炭化物を冷却した後、不活性ガスにより気流搬送し、搬送気流から分離した汚泥炭化物を加湿して汚泥炭化燃料を得る汚泥炭化燃料の製造方法。
【請求項１２】
前記搬送気流から分離した汚泥炭化物を加湿する前に一部採取して、この汚泥炭化物の自己発熱性を評価し、この自己発熱性の評価結果に応じて前記炭化処理の温度を制御する請求項１１に記載の汚泥炭化燃料の製造方法。
【請求項１３】
前記自己発熱性評価が、前記採取した汚泥炭化物を圧縮し、この圧縮した汚泥炭化物の電気抵抗を測定し、この測定した電気抵抗値から自己発熱性を評価する請求項１２に記載の汚泥炭化燃料の製造方法。
【請求項１４】
前記自己発熱性評価が、前記採取した汚泥炭化物を容器に収容した後、この収容した汚泥炭化物を圧縮し、前記容器の両端に設けられた電極を用いてこの圧縮した汚泥炭化物に電流を流すとともに、前記電極間の２点の間の電位差を測定し、これにより得られた電気抵抗値から自己発熱性を評価する請求項１２に記載の汚泥炭化燃料の製造方法。
【請求項１５】
前記自己発熱性評価が、前記採取した汚泥炭化物の一部を容器に収容した後、この収容した汚泥炭化物を圧縮し、前記容器の両端に設けられた対抗する２つの電極を用いてこの圧縮した汚泥炭化物の電気抵抗を測定するともに、前記採取した汚泥炭化物の残部を前記容器に加えた後、再び汚泥炭化物を圧縮し、前記容器の両端に設けられた対抗する２つの電極を用いて、電極間の距離が最初とは異なる状態で、再び汚泥炭化物の電気抵抗を測定し、これら測定した電気抵抗値から自己発熱性を評価する請求項１２に記載の汚泥炭化燃料の製造方法。
【請求項１６】
前記自己発熱性評価が、前記採取した汚泥炭化物を更に細かく砕いて粒径を調整し、この粒径が調整された汚泥炭化物でペレットを形成し、このペレットの表面抵抗を４端子法で測定し、この測定した表面抵抗値から自己発熱性を評価する請求項１２に記載の汚泥炭化燃料の製造方法。
【請求項１７】
前記自己発熱性評価が、前記採取した汚泥炭化物を標準物質とともに一定の昇温速度で加熱するとともに、この汚泥炭化物の温度、汚泥炭化物と標準物質の示差熱、汚泥炭化物の重量を測定し、これら測定した温度、示差熱、重量の変化から自己発熱性を評価する請求項１２に記載の汚泥炭化燃料の製造方法。
【請求項１８】
前記自己発熱性評価が、５〜１００ｇの前記採取した汚泥炭化物を1〜２０℃／分の範囲の昇温速度で加熱するとともに、この汚泥炭化物の温度を測定し、この測定した温度の加熱時間に対する変化から自己発熱性を評価する請求項１２に記載の汚泥炭化燃料の製造方法。
【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１６】
【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１６】
【公開番号】特開２００７−２９１３７０（Ｐ２００７−２９１３７０Ａ）
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８４９５４（Ｐ２００７−８４９５４）
【出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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