汚泥燃料化装置
【課題】コーキングの発生を食い止め、コーキングを進行させることなく安定運転、安定停止できる等の効果が得られる汚泥燃料化装置を提供することを課題とする。
【解決手段】汚泥を熱分解炭化処理して熱分解ガス及び炭化物を生成させる熱分解炭化炉２と、前記熱分解炭化炉で発生する熱分解ガスを燃焼させる燃焼炉３と、熱分解炭化炉と燃焼炉を接続する，燃焼炉からの熱分解ガスが通過する熱分解ガス接続ダクト４とを具備する汚泥燃料化装置１であって、前記熱分解ガス接続ダクト４内に、熱分解ガス接続ダクト４の内面に接触するように回転する内部掻き取り羽根１０を配置したことを特徴とする汚泥燃料化装置１。
【解決手段】汚泥を熱分解炭化処理して熱分解ガス及び炭化物を生成させる熱分解炭化炉２と、前記熱分解炭化炉で発生する熱分解ガスを燃焼させる燃焼炉３と、熱分解炭化炉と燃焼炉を接続する，燃焼炉からの熱分解ガスが通過する熱分解ガス接続ダクト４とを具備する汚泥燃料化装置１であって、前記熱分解ガス接続ダクト４内に、熱分解ガス接続ダクト４の内面に接触するように回転する内部掻き取り羽根１０を配置したことを特徴とする汚泥燃料化装置１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水処理場などから発生する汚泥の燃料化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、多量に排出されるプラスチックを始めとする廃棄物に対し所定の処理を施して資源として利用する各種の手法の提案がなされている。特に、ＣＯ２排出量を低減する観点から、化石燃料の代替エネルギーとして、カーボンニュートラルであるバイオマスが注目されている。その一例として、バイオマス（木材、汚泥、家畜糞尿、生ゴミ等）や廃プラスチック等の有機物処理材料を熱分解処理して、熱分解ガスと熱分解残渣とを生成し、熱分解ガスは凝縮することにより熱分解油として回収し、残渣は所定の処理をすることにより炭化物として利用するシステムが考えられている。この中でも、有機物処理材料として廃プラスチックを用いると、高効率で熱分解油を回収できるので、このような廃プラスチックを熱分解油化処理する装置に関しては多くの提案がなされ、実用化している（例えば、特許文献１、２、３参照）。
【０００３】
一方、下水処理場などから大量に発生する汚泥はバイオマスの一つである。前記汚泥は、大半が埋め立て処理あるいは焼却処理されており、エネルギーの有効利用がされていないのが実情である。そこで、ＣＯ２排出量を抑制するため、即ち化石燃料の使用を抑制するために、安定した収集量が見込める下水汚泥を、炭化処理により固体燃料化して、石炭火力発電用の燃料にするシステムが考えられている。
【０００４】
汚泥を焼却処理する場合は、汚泥の発熱量を全て焼却熱に使えるので助燃料の使用量は少ない。しかし、汚泥を炭化処理する場合は、炭化物に熱量を残すために炭化処理する為の助燃料の使用量が多くなる。この為、助燃料として化石燃料の使用を抑制することを目的に木質系バイオマスを使用することが提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００５】
但し、その問題点も鑑み、汚泥を燃料化するための炭化処理において、化石燃料の使用量を大幅に削減するだけでなく、少量の助燃料で処理主体である汚泥を安定的に炭化燃料化することのでき、汚泥及び助燃料を炭化炉に連続的に投入する際に、空気を混入させず安定的に投入、炭化処理でき、しかも、シンプルで消費電力を抑え、ランニングコストを大幅に低減できる汚泥の燃料化方法及び装置を提供する特許提案を既に行っている。
【０００６】
何れの場合においても、熱分解炭化炉からは熱分解ガス中に熱分解した低分子のガス成分だけでなく高分子のガス成分も排出され燃焼炉に送られる。特に熱分解炭化炉での熱分解温度が低めである場合、木質系の助燃量の比率が多い場合、熱分解炭化炉内で均一に加熱されておらず未分解成分がガス中に多く含まれている場合等に高分子のガス成分も排出され燃焼炉に送られる。
【０００７】
この際、熱分解炭化炉から燃焼炉に至る熱分解ガスが通過する熱分解ガス接続ダクトにおいて、接続ダクト内で温度が下がり、接続ダクト壁面に熱分解ガスが付着し、これが蓄積し、接続ダクト内表面にコーキングが生成されてしまう。これが酷くなると接続ダクトが閉塞し、熱分解炭化炉で発生した熱分解ガスが燃焼炉に流れなくなり、汚泥燃料化装置を運転できない状態に至るという問題がある。
【特許文献１】特許３３４０４１２号公報
【特許文献２】特許３３９７７６４号公報
【特許文献３】特許３４３５３９９号公報
【特許文献４】特許３８６１０９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、コーキングを引起しやすい運転条件で熱分解ガス接続ダクト内のコーキングを進行させるような条件においても、運転を継続しながら、コーキングの発生を食い止め、コーキングを進行させることなく安定運転、安定停止できる汚泥燃料化装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、これにより、汚泥を燃料化するための炭化処理において、化石燃料の使用量を大幅に削減するだけでなく、少量の助燃料で処理主体である汚泥を安定的に炭化燃料化することのできる汚泥燃料化装置を提供することを目的とする。
更に、本発明は、ランニングコストを大幅に低減できるばかりでなく、処理設備の設置面積を小さくできる汚泥燃料化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】
【００１０】
本発明に係る汚泥燃料化装置は、汚泥を熱分解炭化処理して熱分解ガス及び炭化物を生成させる熱分解炭化炉と、前記熱分解炭化炉で発生する熱分解ガスを燃焼させる燃焼炉と、熱分解炭化炉と燃焼炉を接続する，燃焼炉からの熱分解ガスが通過する熱分解ガス接続ダクトとを具備する汚泥燃料化装置であって、前記熱分解ガス接続ダクト内に、熱分解ガス接続ダクトの内面に接触するように回転する内部掻き取り羽根を配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、コーキングを引起しやすい運転条件で熱分解ガス出口ダクト内のコーキングを進行させるような条件においても、運転を継続しながら、コーキングの発生を食い止め、コーキングを進行させることなく安定運転、安定停止が可能となる。また、汚泥を燃料化するための炭化処理において、化石燃料の使用量を大幅に削減するだけでなく、少量の助燃料で処理主体である汚泥を安定的に炭化燃料化することができる。更に、ランニングコストを大幅に低減できるばかりでなく、処理設備の設置面積を小さくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の汚泥燃料化装置について更に詳しく説明する。
(1) 本発明の汚泥燃料化装置は、上記したように、熱分解炭化炉と、燃焼炉と、熱分解ガス接続ダクトとを具備し、熱分解ガス接続ダクト内に、熱分解ガス接続ダクトの内面に接触するように回転する内部掻き取り羽根を配置したことを特徴とする。こうした構成によれば、運転中、接続ダクトの内面は勿論、内部掻き取り羽根内表面にもコーキングが生成するのを防止することができ、接続ダクト内は常に熱分解ガスが流れ易い状態を確保できる。
【００１３】
(2) 上記（１）の発明において、熱分解炭化炉の運転中においても内部掻き取り羽根の回転方向を自動的に正転、逆転切替えられるようにすることが好ましい。こうした構成によれば、内部掻き取り羽根が一定の接続ダクト内面の箇所に接触し、偏りが生じることなく、接続ダクト内面を均一に掻き落とすことができ、コーキングの生成、成長の偏りを防止することができる。
【００１４】
(3) 上記（１）または（２）の発明において、熱分解炭化炉の運転中においても内部掻き取り羽根を自動的に上下に駆動させる駆動機構を設置することが好ましい。こうした構成によれば、運転中、駆動機構により内部掻き取り羽根が振動する。そのため、接続ダクトの内面にコーキングが生成するのを防止することができ、接続ダクト内は常に熱分解ガスが流れ易い状態を確保できる。
【００１５】
(4) 上記（１）乃至（３）のいずれかにおいて、内部掻き取り羽根の表面には、コーキングを除去し易くした硬質ブラシを設置することが好ましい。こうした構成によれば、内部掻き取り羽根の振動により硬質ブラシが熱分解ガス接続ダクトの内面を左右上下に接触するので、熱分解ガス接続ダクトの内面は勿論、表面に取付け加工した内部掻き取り羽根自体もコーキングが生成するのを防止することができ、熱分解ガス接続ダクト内は常に熱分解ガスが流れ易い状態を確保できる。
【００１６】
(5) 上記（１）乃至（４）のいずれかにおいて、熱分解ガス接続ダクト内表面、及び、内部掻き取り羽根表面に向けて不活性ガスが噴射できるように複数の不活性ガス噴射口を内部掻き取り羽根の中心軸に設置し、定期的に不活性ガスを噴射するようにすることが好ましい。こうした構成によれば、運転中、不活性ガスを噴射すれば、接続ダクトの内面に付着しそうな残渣の粉、油分等を吹き飛ばすことができるとともに、接続ダクト内表面を常時きれいな状態にできる。
【００１７】
(6) 上記（１）乃至（５）のいずれかにおいて、熱分解ガス接続ダクト内面に向けて噴射する不活性ガスは、発生ガス出口ダクト外表面に設置した熱風ジャケットで加熱し、予熱できるようにすることが好ましい。こうした構成によれば、噴射する不活性ガスの温度を、接続ダクト内を流れ熱分解ガスとほぼ同一温度にすることができ、噴射する不活性ガスにより熱分解ガスが冷却されることなく、接続ダクト内面でコーキングが生成することなく、熱分解ガスを安定的に流すことができる。
【００１８】
(7) 上記（１）乃至（６）のいずれかにおいて、熱分解ガス接続ダクトにおいて、このダクト内の温度の設定保持範囲を４００℃〜５００℃の間にするとともに、圧力の設定保持範囲を−１００mmＡｑ〜０ｍｍＡｑの間にすることが好ましい。こうした構成によれば、接続ダクト内の温度、圧力を上記の範囲に設定することにより、接続ダクト内の内面にコーキングが生成するのを防止できる。
【００１９】
(8) 上記（１）乃至（７）のいずれかにおいて、熱分解ガス接続ダクトにおいて、この接続ダクト内の温度を４００℃〜５００℃の間の設定保持範囲にする為に、接続配管の加熱範囲を複数に分割し、その加熱範囲毎に複数の温度測定器を設置し、一部の温度測定器が規定温度を外れた場合にはその加熱範囲の加熱手段の負荷を調整し、接続ダクトの全区間が設定保持範囲内に保持できるように制御することが好ましい。こうした構成によれば、接続ダクトの加熱範囲を複数に分割し、その加熱範囲毎に温度測定器を設置するので、一部の温度測定器が規定温度を外れた場合にはその加熱範囲の加熱手段の負荷を調整し、接続ダクトの各区間がそれぞれ設定保持範囲内に保持できるので、接続ダクト内の温度をより均一に制御することができる。
【００２０】
(9) 上記（１）乃至（８）のいずれかにおいて、熱分解ガス接続ダクトにおいて、この接続ダクト内の圧力を−１００mmＡｑ〜０ｍｍＡｑの間の設定保持範囲にする為に、接続ダクト内の圧力を計測できる複数の圧力測定器を設置し、一部の圧力測定器が規定圧力を外れた場合には、下流に設置し排ガスを吸引する排ガス吸引ブロアの負荷を調整し、接続ダクトの全区間が設定保持範囲内に保持できるように制御することが好ましい。こうした構成によれば、通常、接続ダクト内部の内面にコーキングが生成し生長すると、接続ダクト内部の圧力も上昇してくるが、圧力測定器により接続ダクト内部の圧力を測定することで、接続ダクト内部の内面にコーキングが生成しているかどうかが判定できる。
【００２１】
(10) 上記（１）乃至（９）のいずれかにおいて、熱分解ガス接続ダクトにおいて、この接続ダクト内の途中に不活性ガス注入ポートを設置し、運転中、この接続ダクト内の温度を４００℃〜５００℃の間の設定保持範囲に保持しつつ、圧力を−１００mmＡｑ〜０ｍｍＡｑの間の設定保持範囲に保持できる範囲で不活性ガス注入ポートから不活性ガスを注入できるようにすることが好ましい。こうした構成によれば、不活性ガス注入ポートから不活性ガスを接続ダクト内に分割して噴射し、接続ダクトの内面を洗浄することができる。
【００２２】
(11) 上記（１）乃至（１０）のいずれかにおいて、投入する不活性ガスは接続ダクト内の設定保持温度範囲の４００℃〜５００℃の間に予熱することが好ましい。こうした構成によれば、噴射する不活性ガスの温度を、熱分解ガス出口ダクト内を流れる熱分解ガスとほぼ同一温度にすることができる。従って、噴射する予熱された不活性ガスにより熱分解ガスが冷却されることなく、熱分解ガス出口ダクト内面でコーキングが生成することなく、熱分解ガスを安定的に流すことができる。
【００２３】
(12) 上記（１１）の接続ダクト内の温度を設定保持範囲に保持しつつ、不活性ガスを設定保持範囲で熱分解ガス接続ダクトに注入できるように、燃焼炉、或いは熱分解炭化炉の表面、或いはその他の放熱部に不活性ガス配管を沿わせて、不活性ガスを加熱できるようにすることが好ましい。ところで、燃焼炉、あるいは熱分解炭化炉の高温機器には機器からの放熱を防止する為に、これら機器の表面に保温を施工するが、その保温施工された部分（保温の厚さ部分）をその他の放熱部（保温層）と呼ぶ。こうした構成によれば、噴射する不活性ガスの温度を、接続ダクト内を流れ熱分解ガスとほぼ同一温度にすることができる。従って、噴射する予熱された不活性ガスにより熱分解ガスが冷却されることなく、接続ダクト内面でコーキングが生成することなく、熱分解ガスを安定的に流すことができる。
【００２４】
次に、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、本実施形態は下記に述べることに限定されない。
（第１の実施形態）
以下に、本発明の第１の実施形態に係る汚泥燃料化装置について、図１及び図２を参照して説明する。ここで、図１は同汚泥燃料化装置の概略的断面図であり、図２は同汚泥燃料化装置の横概略断面図である。図１及び図２は、請求項１の実施形態に対応する。
【００２５】
汚泥燃料化装置１は、熱分解炭化炉２と、燃焼炉３と、熱分解ガス接続ダクト（以下、接続ダクトと呼ぶ）４を備えている。熱分解炭化炉２は、汚泥を熱分解炭化処理して熱分解ガス及び炭化物を生成させる機能を備えている。燃焼炉３は、熱分解炭化炉２で発生する熱分解ガスを燃焼させる機能を備えている。接続ダクト４は、熱分解炭化炉２と燃焼炉３を接続する配管で、熱分解炭化炉２からの熱分解ガスを燃焼炉３へ通過させる機能を備えている。
【００２６】
前記燃焼炉３は、燃焼炉本体５と、この燃焼炉本体５の上部に配置された燃焼室６と、主バーナ７と、補助バーナ８を備えている。接続ダクト４内には、内部掻き取り羽根駆動機９の回転軸９ａに連結された螺旋状の内部掻き取り羽根１０が設けられている。この内部掻き取り羽根１０は、ダクト内表面にコーキングが生成するのを防止する目的で、熱分解ガス接続ダクト４の内面に接触するように回転する。内部掻き取り羽根１０の径は、接続ダクト４の内径より僅かに小さい構造となっている。前記駆動機９は熱分解炭化炉２側に設置されて、接続ダクト内面を掻き取った付着物を燃焼炉側に落下させるようにしている。また、内部掻き取り羽根１０は、振動を伴った上下運動をしても、接続ダクト４の内面にかじったり食込んだりすることがなく、且つ、接続ダクト４の内面にフィットする形で設置される。
【００２７】
内部掻き取り羽根１０の内側には、複数のコーキング防止用掻き落としガイド棒（以下、ガイド棒と呼ぶ）１１が配置されている。熱分解ガス接続ダクト４の一端側（図１中の左端側）にはフランジ１２が設けられ、このフランジ１２に掻き落としガイド棒１１の一端が溶接により固定されている。前記掻き落としガイド棒１１により、内部掻き取り羽根１０の内側にコーキングが成長するのを防止するようになっている。
【００２８】
また、掻き落としガイド棒１１は、振動を伴った上下運動をしても、接続ダクト４の内面に挟まったり食込んだりすることがなく、且つ、掻き落としガイド棒１１の振動により接続ダクト４の内面を左右上下に接触する形で設置される。前記掻き落としガイド棒１１の先端部は、掻き落とした付着物がスムースに剥離し燃焼炉側に落下するように先を内側に曲げて細くしている。前記掻き落としガイド棒１１は、接続ダクト４内を熱分解ガスがスムースに流れるように、これら複数の掻き落としガイド棒１１間隔には適度な隙間を設け、掻き落としガイド棒１１が熱分解ガスの流れの抵抗にならないようにしている。また、図１に示すように、熱分解ガスが熱分解炭化炉２を出て、接続ダクト４内をスムースに流れるように、内部掻き取り羽根１０の内面にコーキングは生成、成長しないように掻き落としガイド棒１１を内部掻き取り羽根１０の内面に水平に設置し、内部掻き取り羽根１０の内面を開口する構造としている。なお、図１中の符番１３は熱分解ガス出口ノズル、符番１４は燃焼火炎を示す。また、図２中の符番１５は熱分解炭化炉２に材料を投入するための材料投入機、符番１６は熱分解炭化炉を駆動する熱分解炭化炉駆動機を示す。
【００２９】
第１の実施形態に係る汚泥燃料化装置によれば、運転中、接続ダクト４の内面は勿論、内部掻き取り羽根１０内表面にもコーキングが生成するのを防止することができ、接続ダクト４内は常に熱分解ガスが流れ易い状態を確保できる。
【００３０】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略的な断面図を示す。図３は請求項２の実施形態に対応する。但し、図１，２と同部材は同符番を付して説明を省略する。
【００３１】
図３は、熱分解炭化炉２の運転中においても、内部掻き取り羽根１０の駆動機９の回転を切り替えることにより、内部掻き取り羽根１０の回転方向を自動的に正回転（矢印ａ）、逆回転（矢印ｂ）切替えられるようにしたものである。
このように、内部掻き取り羽根１０を正回転、逆回転可能にしたのは、次の理由による。即ち、接続ダクト４内の内部掻き取り羽根１０を同じ回転方向のみで回転させることで、接続ダクト４内のコーキングの生成、成長を取敢えず食い止めることができる。しかし、同じ回転方向のみで回転させると、内部掻き取り羽根１０、掻き落としガイド棒１１が一定の接続ダクト４内面の箇所に接触し、偏りが生じ、長時間運転するとコーキングの筋が生じてしまう。
【００３２】
第２の実施形態に係る汚泥燃料化装置によれば、内部掻き取り羽根１０の回転方向を自動的に正回転、逆回転切替えることにより、内部掻き取り羽根１０が一定の接続ダクト内面の箇所に接触し、偏りが生じることなく、接続ダクト内面を均一に掻き落とすことができ、コーキングの生成、成長の偏りを防止することができる。
【００３３】
また、図３のような複数の掻き落としガイド棒１１を接続ダクト４の内部に設置することにより、運転中、内部掻き取り羽根１０が接続ダクト４内を正回転、逆回転することにより、このガイド棒４が振動するため、接続ダクト内面は勿論、ガイド棒４自体のコーキングが生成するのを防止することができ、接続ダクト内は常に熱分解ガスが流れ易い状態を確保できる。
【００３４】
（第３の実施形態）
図４は本発明の第３の実施形態に係る汚泥燃料化装置の説明図であり、図４（Ａ）は同装置の概略的な断面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＡ−Ａ矢視図である。図４は請求項３の実施形態に対応する。なお、図４（Ｂ）において、内部掻き取り羽根１０は接続抱くと４の内面の一部に接した状態にある。但し、図１〜３と同部材は同符番を付して説明を省略する。
本実施形態は、熱分解炭化炉２の運転中においても、内部掻き取り羽根１０を自動的に上下に駆動させる駆動機構２１を設置するようにしたことを特徴とする。
【００３５】
図４は、接続ダクト内に設置する内部掻き取り羽根１０、及び複数の掻き落とし用ガイド棒１１が、熱分解炭化炉２の内筒の回転に連動して振動し、接続ダクト内面の掻き落としをし易くしたものである。
【００３６】
接続ダクト４は、熱分解炭化炉２の内筒出口側上部に水平方向に設置されている。熱分解炭化炉２の内筒出口部に小さな突起を付け、内部掻き取り羽根１０及び複数の掻き落とし用ガイド棒１１の片側に僅かに接触し振動を与えるようにしている。
【００３７】
これにより、内部掻き取り羽根１０、及び複数の掻き落とし用ガイド棒１１は、熱分解炭化炉２の内筒出口部の小さな突起部に接触する度に振動する。勿論、内部掻き取り羽根１０及び複数の掻き落とし用ガイド棒１１は、振動しても外れたり曲がったりしないような強度を有する構造と、各掻き落とし用ガイド棒１１は適度な間隔を確保できる設計としている。
【００３８】
第３の実施形態に係る汚泥燃料化装置によれば、内部掻き取り羽根１０を自動的に上下に駆動させる駆動機構２１を設置することにより、接続ダクト４内に設置する内部掻き取り羽根１０、及び複数の掻き落とし用ガイド棒１１を熱分解炭化炉２の内筒の回転に連動して振動し、接続ダクト内面の掻き落とし易くしている。従って、運転中、接続ダクト４の内部掻き取り羽根１０が正回転、逆回転することにより、内部掻き取り羽根１０及び複数の掻き落とし用ガイド棒１１が振動して、複数の掻き落とし用ガイド棒１１自体も左右上下運動する。そのため、接続ダクト４の内面は勿論、掻き落とし用ガイド棒１１自体もコーキングが生成するのを防止することができ、接続ダクト４内は常に熱分解ガスが流れ易い状態を確保できる。
【００３９】
（第４の実施形態）
図５は本発明の第４の実施形態に係る汚泥燃料化装置の説明図であり、図５（Ａ）は同装置の概略的な断面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＡ−Ａ矢視図である。図５は請求項４の実施形態に対応する。但し、図１〜４と同部材は同符番を付して説明を省略する。また、図１〜図４と同部材は同符番を付して説明を省略する。図４は請求項４の実施形態に対応する。
【００４０】
第４の実施形態は、第３の実施形態に対し、図５に示すように、内部掻き取り羽根１０、掻き落とし用ガイド棒１１の夫々の表面に硬質ブラシ２２を取り付けたことを特徴とし、その他の部分の構成は図４と同様である。
【００４１】
内部掻き取り羽根１０、及び複数の掻き落とし用ガイド棒１１表面に取付け加工した硬質ブラシ２２は、内部掻き取り羽根１０、及び複数の掻き落とし用ガイド棒１１が振動を伴った左右上下運動をしても、接続ダクト４と回転する内部掻き取り羽根１０との間や、内部掻き取り羽根１０と複数の掻き落とし用ガイド棒１１との間に挟まったり食込んだりすることがなく、且つ、内部掻き取り羽根１０及び掻き落とし用ガイド棒１１の振動により硬質ブラシ２２が接続ダクト４の内面を左右上下に接触する形で設置される。この内部掻き取り羽根１０及び掻き落とし用ガイド棒１１の設置方法については、上述したとおりである。
また、内部掻き取り羽根１０及び掻き落とし用ガイド棒１１表面に取付け加工した硬質ブラシ２２が熱分解ガスの流れの抵抗にならないようにしている。
【００４２】
第４の実施形態に係る汚泥燃料化装置は、上述したように、表面に硬質ブラシ２２を取付け加工した内部掻き取り羽根１０及び掻き落とし用ガイド棒１１を接続ダクト４内部に設置した構成となっている。従って、運転中、内部掻き取り羽根１０が正回転、逆回転することにより、内部掻き取り羽根１０及び掻き落とし用ガイド棒１１が振動して接続ダクト内面に衝突し、内部掻き取り羽根１０及び掻き落とし用ガイド１１自体も左右上下運動する。そのため、接続ダクト４の内面は勿論、表面に取付け加工した内部掻き取り羽根１０及び掻き落とし用ガイド棒１１自体もコーキングが生成するのを防止することができ、接続ダクト内は常に熱分解ガスが流れ易い状態を確保できる。
【００４３】
（第５の実施形態）
図６は本発明の第５の実施形態に係る汚泥燃料化装置の説明図であり、請求項５の実施形態に対応する。但し、図１及び図２と同部材は同符番を付して説明を省略する。
図６は、熱分解ガス出口ダクト内表面、及び、内部掻き取り羽根表面に向けて不活性ガスが噴射できるように複数の不活性ガス噴射ノズルを内部掻き取り羽根の中心軸付近に設置し、定期的に不活性ガスを噴射するようにしたものである。
【００４４】
図中の符番２３は、接続ダクト４の上流側（図中の左側）に配置された複数の不活性ガス噴射ノズルを示す。これらの不活性ガス噴射ノズル２３は、不活性ガス噴射ヘッダ２４に連結している。不活性ガス噴射ノズル２３は、接続ダクト内表面に不活性ガスが接触するように配置されており、定期的に不活性ガスを噴射し、接続ダクト４の内面に付着しそうな残渣の粉や油分を吹き飛ばすようにしたものである。不活性ガス噴射ノズル２３の数、各々の噴射角度は、吹き飛ばすのに最適な角度に設定している。
【００４５】
第５の実施形態に係る汚泥燃料化装置は、上述したように、接続ダクト４の上流側の内部掻き取り羽根の中心軸付近に複数の不活性ガス噴射ノズル２３を配置し、接続ダクト４の内表面、及び、内部掻き取り羽根表面に不活性ガスが接触するように不活性ガスを噴射する構成になっている。従って、運転中、不活性ガスを噴射することにより、接続ダクト４の内面、及び、内部掻き取り羽根表面に付着しそうな残渣の粉、油分等を吹き飛ばすことができる。また、これを不活性ガス噴射ノズル２３からの不活性ガスを定期的に噴射することにより、接続ダクト内表面、及び、内部掻き取り羽根表面を常時きれいな状態にできるようにしたものである。
【００４６】
なお、上記第５の実施形態において、不活性ガス噴射ノズルの噴射角度を微調整できるような角度可動式等の不活性ガス噴射口を取り付けると、調整が行い易くなる。
また、噴射される不活性ガスが、接続ダクト内を熱分解炭化炉から燃焼炉に向かって流れる熱分解ガスの流れの抵抗にならないように、不活性ガス噴射ノズルの位置、間隔を適当に設定することが好ましい。
【００４７】
（第６の実施形態）
図７は本発明の第６の実施形態に係る汚泥燃料化装置の説明図であり、請求項５の実施形態に対応する。但し、図１、図２及び図６と同部材は同符番を付して説明を省略する。図７は、接続ダクト内面に向けて噴射する不活性ガスを、加熱炉外表面に設置した熱風ジャケットで加熱し、予熱できるようにしたものである。
【００４８】
図中の符番２５は、燃焼炉２の外表面に設置した熱風ジャケット（図示せず）に沿うように施工された不活性ガス加熱配管を示す。この加熱配管２５には不活性ガスを供給し、加熱炉２の外表面の熱風ジャケットで加熱配管２５を流れる不活性ガスを加熱する。この加熱した不活性ガスは、不活性ガス噴射ノズル２３から接続ダクト４の内面に向けて噴射する。
【００４９】
第６の実施形態に係る汚泥燃料化装置は、上述したように、加熱炉２の外表面に設置した熱風ジャケットに沿って不活性ガス加熱配管２５を施工し、この加熱配管２５内に不活性ガスを供給することにより、熱風ジャケットによる熱によって不活性ガスを加熱し、これを接続ダクト４の内面に向けて噴射できる構成になっている。このように、不活性ガスを噴射するまでに不活性ガスを予熱できるようにしたことにより、噴射する不活性ガスの温度を、接続ダクト４内を流れ熱分解ガスとほぼ同一温度にすることができ、噴射する不活性ガスにより熱分解ガスが冷却されることなく、接続ダクト４内面でコーキングが生成することなく、熱分解ガスを安定的に流すことができる。
【００５０】
なお、噴射される不活性ガスが十分加熱されるように、不活性ガス加熱配管２５を加熱炉２の熱風ジャケットの外側に沿わせて施工し、熱風ジャケット内に入れる等、加熱する不活性ガス加熱配管の施工方法を最適に設計することが好ましい。
【００５１】
（第７の実施形態）
図８は本発明の第７の実施形態に係る汚泥燃料化装置の説明図であり、請求項７の実施形態に対応する。但し、図１及び図２と同部材は同符番を付して説明を省略する。
図中の符番２６は、接続ダクト４の外周部に設けられた接続ダクト加熱ジャケット（以下、加熱ジャケットと呼ぶ）である。加熱ジャケット２６により、接続ダクト４内の温度の設定保持範囲を４００℃〜５００℃の間に加熱保持できるようになっている。また、接続ダクト４内の圧力の設定保持範囲を、−１００ｍｍＡｑ〜０ｍｍＡｑの間に設定している。
【００５２】
第７の実施形態に係る汚泥燃料化装置によれば、接続ダクト４の外周部に加熱ジャケット２６を設け、接続ダクト４内の温度を４００℃〜５００℃に保持し、かつ接続ダクト４内の圧力を−１００ｍｍＡｑ〜０ｍｍＡｑの間に設定した構成になっている。従って、接続ダクト４内の内面にコーキングが生成するのを防止できる。
【００５３】
一般に、熱分解炭化炉２を出た熱分解ガスの温度は４００℃〜５００℃であり、接続ダクト４を流れる熱分解ガスの温度も４００℃〜５００℃である。これより低い温度になると、接続ダクト内面にコーキングが生成し生長する。
また、熱分解ガスが発生する熱分解炭化炉内の圧力は−１００ｍｍＡｑ〜０ｍｍＡｑの間に設定されており、これに合わせて、通常は接続ダクト４を流れる熱分解ガスの圧力も−１００ｍｍＡｑ〜０ｍｍＡｑの間に保持されている。接続ダクトの内面にコーキングが生成し生長すると、この圧力も上昇してくる。従って、接続ダクト４内部の圧力を測定することで、接続ダクト４内部の内面にコーキングが生成しているか否かが判定できる。
【００５４】
（第８の実施形態）
図９は本発明の第８の実施形態に係る汚泥燃料化装置の説明図であり、請求項８の実施形態に対応する。但し、図１及び図２と同部材は同符番を付して説明を省略する。
図中の符番２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、接続ダクト４の外周部に設けられた３分割された接続ダクト加熱ジャケット（以下、加熱ジャケットと呼ぶ）である。各加熱ジャケット２７ａ，２７ｂ，２７ｃには、夫々温度測定器２８ａ，２８ｂ，２８ｃが設けられ、接続ダクト４内の夫々の温度（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）の設定保持範囲を４００℃〜５００℃の間に加熱保持できるようになっている。即ち、一部の温度測定器が規定温度を外れた場合には、その加熱範囲の加熱手段の負荷を調整し、接続ダクト４の全区間が設定保持範囲内に保持できるように制御している。
【００５５】
第８の実施形態に係る汚泥燃料化装置によれば、接続ダクト４の外周部に３分割された加熱ジャケット２７ａ，２７ｂ，２７ｃを設けるとともに、各加熱ジャケット２７ａ〜２７ｃに温度測定器２８ａ〜２８ｃを夫々設け、接続ダクト４内の温度を４００℃〜５００℃に保持するように構成されている。従って、接続ダクト４内の内面にコーキングが生成するのを防止できる。
【００５６】
既述したように、熱分解炭化炉２を出た熱分解ガスの温度は４００℃〜５００℃であり、接続ダクトを流れる熱分解ガスの温度も４００℃〜５００℃であり、これより低い温度箇所が多少でも存在すると、その箇所からコーキングが生成し、接続ダクト内面にコーキングが進展する。この為、接続ダクト内面は４００℃〜５００℃の範囲で均一に温度調節することが重要となる。
【００５７】
図９の例では、この接続ダクト４内の温度を４００℃〜５００℃の間の設定保持範囲を保持する為に、接続ダクト４の加熱範囲を３つに分割し、その加熱範囲毎に温度測定器２８ａ〜２８ｃを設置し、一部の温度測定器２８ａ〜２８ｃが規定温度を外れた場合にはその加熱範囲の加熱手段の負荷を調整し、接続ダクト４の３区間がそれぞれ設定保持範囲内に保持できるようにこの接続ダクト内の温度をできるだけ均一に制御するようにしたものである。
【００５８】
（第９の実施形態）
図１０は本発明の第９の実施形態に係る汚泥燃料化装置の説明図であり、請求項９の実施形態に対応する。但し、図１，２及び図９と同部材は同符番を付して説明を省略する。
図中の符番２９ａ，２９ｂ，２９ｃは、３つに分割された加熱ジャケット２７ａ，２７ｂ，２７ｃの内側の接続ダクト４内の圧力（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）を夫々測定する圧力測定器を示す。即ち、本実施形態では、接続ダクト内の圧力を−１００ｍｍＡｑ〜０ｍｍＡｑの間の設定保持範囲にする為に、接続ダクト内の圧力を計測できる複数の圧力測定器２９ａ〜２９ｃを設置し、一部の圧力測定器が規定圧力を外れた場合には、燃焼炉２の下流に設置した，排ガスを吸引する排ガス吸引ブロアの負荷を調整し、接続ダクト４の全区間が設定保持範囲内に保持できるように制御している。前記吸引ブロアの吸引負荷により、燃焼炉３内の炉内圧力だけでなく、その上流の接続ダクト４内、熱分解炭化炉２内の圧力も制御することができるようになっている。
【００５９】
第９の実施形態に係る汚泥燃料化装置によれば、加熱ジャケット２７ａ，２７ｂ，２７ｃの内側の接続ダクト４に、該接続ダクト４内の圧力を測定する圧力測定器２９ａ，２９ｂ，２９ｃを設けた構成にすることにより、接続ダクト内部の内面にコーキングが生成しているかどうかが判定できる。
【００６０】
即ち、圧力測定器２９ａ〜２９ｃを設けることにより、熱分解炭化炉内の圧力は−１００ｍｍＡｑ〜０ｍｍＡｑの間に設定され、これに合わせて、通常は熱分解ガス出口ダクトを流れる熱分解ガスの圧力も−１００ｍｍＡｑ〜０ｍｍＡｑの間に保持される。接続ダクト４内部の内面にコーキングが生成し生長すると、この圧力も上昇してくる。しかし、上記圧力測定器２９ａ〜２９ｃにより接続ダクト内部の圧力を測定することで、接続ダクト内部の内面にコーキングが生成しているかどうかが判定できる。
【００６１】
（第１０の実施形態）
図１１は本発明の第１０の実施形態に係る汚泥燃料化装置の説明図であり、請求項１０の実施形態に対応する。但し、図１，２，９及び図１０と同部材は同符番を付して説明を省略する。
図中の符番３１は、３つに分割された加熱ジャケット２７ａ，２７ｂ，２７ｃに対応する接続ダクト４内に夫々不活性ガスを注入する不活性ガス注入ポートを示す。即ち、本実施例では、加熱ジャケット２７ａ〜２７ｃに対応する接続ダクト４に不活性ガス注入ポートを設けることにより、運転中、この接続ダクト４内の温度を４００℃〜５００℃の間の設定保持範囲に保持しつつ、圧力を−１００ｍｍＡｑ〜０ｍｍＡｑの間の設定保持範囲に保持できる範囲で不活性ガス注入ポート３１から分割して不活性ガスを注入できるようにしたものである。
【００６２】
第１０の実施形態に係る汚泥燃料化装置によれば、加熱ジャケット２７ａ〜２７ｃに対応する接続ダクト４に、加熱ジャケット２７ａ，２７ｂ，２７ｃに対応する接続ダクト４内に夫々不活性ガスを注入する不活性ガス注入ポート３１を設けた構成になっている。従って、不活性ガス注入ポート３１から不活性ガスを接続ダクト４内に分割して噴射し、接続ダクト４の内面を洗浄することができる。
【００６３】
なお、噴射される不活性ガスが接続ダクト内面を十分に洗浄できるように、不活性ガス配管の施工方法、噴射スプレーの形状等を最適に設計することが好ましい。
【００６４】
（第１１の実施形態）
図１２は本発明の第１１の実施形態に係る汚泥燃料化装置の説明図であり、請求項１１の実施形態に対応する。但し、図１，２，９，１０及び図１１と同部材は同符番を付して説明を省略する。
本実施形態は、第１０の実施形態と比べ、加熱した不活性ガスを不活性ガス注入ポート３１から接続ダクト４内の複数個所に噴射する点が異なり、他の点は第１０の実施形態と同様である。ここで、不活性ガスは、接続ダクト４内の設定保持温度範囲の４００℃〜５００℃の間に予熱する。
【００６５】
第１１の実施形態に係る汚泥燃料化装置によれば、接続ダクト４内の設定保持温度範囲の４００℃〜５００℃の間に予熱した不活性ガスを、不活性ガス注入ポート３１から接続ダクト４内に噴射する構成である。従って、噴射する不活性ガスの温度を、接続ダクト４内を流れ熱分解ガスとほぼ同一温度にすることができ、噴射する不活性ガスにより熱分解ガスが冷却されることなく、接続ダクト４内面でコーキングが生成することなく、熱分解ガスを安定的に流すことができる。
【００６６】
（第１２の実施形態）
図１３は本発明の第１２の実施形態に係る汚泥燃料化装置の説明図であり、請求項１２の実施形態に対応する。但し、図１，２，９，１０及び図１１と同部材は同符番を付して説明を省略する。
【００６７】
図中の符番３２は、燃焼炉２の外表面に設置した熱風ジャケット（図示せず）に沿うように施工された不活性ガス加熱配管を示す。この加熱配管３２には不活性ガスを供給し、加熱炉２の外表面の熱風ジャケットで加熱配管３２を流れる不活性ガスを十分加熱する。この加熱した不活性ガスは、不活性ガス注入ポート３１から接続ダクト４の内面に向けて噴射する。なお、噴射される不活性ガスが十分加熱されるように、不活性ガス加熱配管３２を熱風ジャケットの外側に沿わせて施工し、熱分解ガス出口ノズル外表面の熱風ジャケット内に入れる等、加熱する不活性ガス加熱配管の施工方法を最適に設計することが好ましい。
【００６８】
第１２の実施形態に係る汚泥燃料化装置によれば、上述したように、加熱炉２の外表面に設置した熱風ジャケットに沿って不活性ガス加熱配管３２を施工し、この加熱配管３２内に不活性ガスを供給することにより、熱風ジャケットによる熱によって不活性ガスを加熱し、これを複数の不活性ガス注入ポート３１から接続ダクト４の内面に向けて噴射できる構成になっている。このように、不活性ガスを噴射するまでに不活性ガスを予熱できるようにしたことにより、噴射する不活性ガスの温度を、接続ダクト４内を流れ熱分解ガスとほぼ同一温度にすることができ、噴射する不活性ガスにより熱分解ガスが冷却されることなく、接続ダクト４内面でコーキングが生成することなく、熱分解ガスを安定的に流すことができる。
【００６９】
なお、第１２の実施形態では、不活性ガス加熱配管を燃焼炉の外表面に設置した熱風ジャケット（図示せず）に沿うように施工した場合について述べたが、これに限定されず、燃焼炉の表面あるいは保温層等の放熱部に不活性ガス加熱配管を沿わせるように施工してもよい。
【００７０】
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略断面図。
【図２】図１の側面図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略断面図。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略断面図。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略断面図。
【図６】本発明の第５の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略断面図。
【図７】本発明の第６の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略断面図。
【図８】本発明の第７の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略断面図。
【図９】本発明の第８の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略断面図。
【図１０】本発明の第９の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略断面図。
【図１１】本発明の第１０の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略断面図。
【図１２】本発明の第１１の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略断面図。
【図１３】本発明の第１２の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略断面図。
【符号の説明】
【００７２】
１…汚泥燃料化装置、２…熱分解炭化炉、３…燃焼炉、４…熱分解ガス接続ダクト、５…燃焼炉本体、６…燃焼室、７…主バーナ、８…補助バーナ、９…内部掻き取り羽根駆動機、１０…内部掻き取り羽根、１１…コーキング防止用掻き落としガイド棒、１２…フランジ、１３…熱分解ガス出口ノズル、１４…燃焼火炎、１５…熱分解炭化炉材料投入機、１６…熱分解炭化炉駆動機、２１…内部掻き取り羽根上下動駆動機構、２２…硬質ブラシ、２３…不活性ガス噴射ノズル、２４…不活性ガス噴射ヘッダ、２５，３２…不活性ガス加熱配管、２６，２７ａ〜２７ｃ…接続ダクト加熱ジャケット、２８…温度測定器、２９ａ〜２９ｃ…圧力測定器、３１…不活性ガス注入ポート。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水処理場などから発生する汚泥の燃料化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、多量に排出されるプラスチックを始めとする廃棄物に対し所定の処理を施して資源として利用する各種の手法の提案がなされている。特に、ＣＯ２排出量を低減する観点から、化石燃料の代替エネルギーとして、カーボンニュートラルであるバイオマスが注目されている。その一例として、バイオマス（木材、汚泥、家畜糞尿、生ゴミ等）や廃プラスチック等の有機物処理材料を熱分解処理して、熱分解ガスと熱分解残渣とを生成し、熱分解ガスは凝縮することにより熱分解油として回収し、残渣は所定の処理をすることにより炭化物として利用するシステムが考えられている。この中でも、有機物処理材料として廃プラスチックを用いると、高効率で熱分解油を回収できるので、このような廃プラスチックを熱分解油化処理する装置に関しては多くの提案がなされ、実用化している（例えば、特許文献１、２、３参照）。
【０００３】
一方、下水処理場などから大量に発生する汚泥はバイオマスの一つである。前記汚泥は、大半が埋め立て処理あるいは焼却処理されており、エネルギーの有効利用がされていないのが実情である。そこで、ＣＯ２排出量を抑制するため、即ち化石燃料の使用を抑制するために、安定した収集量が見込める下水汚泥を、炭化処理により固体燃料化して、石炭火力発電用の燃料にするシステムが考えられている。
【０００４】
汚泥を焼却処理する場合は、汚泥の発熱量を全て焼却熱に使えるので助燃料の使用量は少ない。しかし、汚泥を炭化処理する場合は、炭化物に熱量を残すために炭化処理する為の助燃料の使用量が多くなる。この為、助燃料として化石燃料の使用を抑制することを目的に木質系バイオマスを使用することが提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００５】
但し、その問題点も鑑み、汚泥を燃料化するための炭化処理において、化石燃料の使用量を大幅に削減するだけでなく、少量の助燃料で処理主体である汚泥を安定的に炭化燃料化することのでき、汚泥及び助燃料を炭化炉に連続的に投入する際に、空気を混入させず安定的に投入、炭化処理でき、しかも、シンプルで消費電力を抑え、ランニングコストを大幅に低減できる汚泥の燃料化方法及び装置を提供する特許提案を既に行っている。
【０００６】
何れの場合においても、熱分解炭化炉からは熱分解ガス中に熱分解した低分子のガス成分だけでなく高分子のガス成分も排出され燃焼炉に送られる。特に熱分解炭化炉での熱分解温度が低めである場合、木質系の助燃量の比率が多い場合、熱分解炭化炉内で均一に加熱されておらず未分解成分がガス中に多く含まれている場合等に高分子のガス成分も排出され燃焼炉に送られる。
【０００７】
この際、熱分解炭化炉から燃焼炉に至る熱分解ガスが通過する熱分解ガス接続ダクトにおいて、接続ダクト内で温度が下がり、接続ダクト壁面に熱分解ガスが付着し、これが蓄積し、接続ダクト内表面にコーキングが生成されてしまう。これが酷くなると接続ダクトが閉塞し、熱分解炭化炉で発生した熱分解ガスが燃焼炉に流れなくなり、汚泥燃料化装置を運転できない状態に至るという問題がある。
【特許文献１】特許３３４０４１２号公報
【特許文献２】特許３３９７７６４号公報
【特許文献３】特許３４３５３９９号公報
【特許文献４】特許３８６１０９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、コーキングを引起しやすい運転条件で熱分解ガス接続ダクト内のコーキングを進行させるような条件においても、運転を継続しながら、コーキングの発生を食い止め、コーキングを進行させることなく安定運転、安定停止できる汚泥燃料化装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、これにより、汚泥を燃料化するための炭化処理において、化石燃料の使用量を大幅に削減するだけでなく、少量の助燃料で処理主体である汚泥を安定的に炭化燃料化することのできる汚泥燃料化装置を提供することを目的とする。
更に、本発明は、ランニングコストを大幅に低減できるばかりでなく、処理設備の設置面積を小さくできる汚泥燃料化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】
【００１０】
本発明に係る汚泥燃料化装置は、汚泥を熱分解炭化処理して熱分解ガス及び炭化物を生成させる熱分解炭化炉と、前記熱分解炭化炉で発生する熱分解ガスを燃焼させる燃焼炉と、熱分解炭化炉と燃焼炉を接続する，燃焼炉からの熱分解ガスが通過する熱分解ガス接続ダクトとを具備する汚泥燃料化装置であって、前記熱分解ガス接続ダクト内に、熱分解ガス接続ダクトの内面に接触するように回転する内部掻き取り羽根を配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、コーキングを引起しやすい運転条件で熱分解ガス出口ダクト内のコーキングを進行させるような条件においても、運転を継続しながら、コーキングの発生を食い止め、コーキングを進行させることなく安定運転、安定停止が可能となる。また、汚泥を燃料化するための炭化処理において、化石燃料の使用量を大幅に削減するだけでなく、少量の助燃料で処理主体である汚泥を安定的に炭化燃料化することができる。更に、ランニングコストを大幅に低減できるばかりでなく、処理設備の設置面積を小さくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の汚泥燃料化装置について更に詳しく説明する。
(1) 本発明の汚泥燃料化装置は、上記したように、熱分解炭化炉と、燃焼炉と、熱分解ガス接続ダクトとを具備し、熱分解ガス接続ダクト内に、熱分解ガス接続ダクトの内面に接触するように回転する内部掻き取り羽根を配置したことを特徴とする。こうした構成によれば、運転中、接続ダクトの内面は勿論、内部掻き取り羽根内表面にもコーキングが生成するのを防止することができ、接続ダクト内は常に熱分解ガスが流れ易い状態を確保できる。
【００１３】
(2) 上記（１）の発明において、熱分解炭化炉の運転中においても内部掻き取り羽根の回転方向を自動的に正転、逆転切替えられるようにすることが好ましい。こうした構成によれば、内部掻き取り羽根が一定の接続ダクト内面の箇所に接触し、偏りが生じることなく、接続ダクト内面を均一に掻き落とすことができ、コーキングの生成、成長の偏りを防止することができる。
【００１４】
(3) 上記（１）または（２）の発明において、熱分解炭化炉の運転中においても内部掻き取り羽根を自動的に上下に駆動させる駆動機構を設置することが好ましい。こうした構成によれば、運転中、駆動機構により内部掻き取り羽根が振動する。そのため、接続ダクトの内面にコーキングが生成するのを防止することができ、接続ダクト内は常に熱分解ガスが流れ易い状態を確保できる。
【００１５】
(4) 上記（１）乃至（３）のいずれかにおいて、内部掻き取り羽根の表面には、コーキングを除去し易くした硬質ブラシを設置することが好ましい。こうした構成によれば、内部掻き取り羽根の振動により硬質ブラシが熱分解ガス接続ダクトの内面を左右上下に接触するので、熱分解ガス接続ダクトの内面は勿論、表面に取付け加工した内部掻き取り羽根自体もコーキングが生成するのを防止することができ、熱分解ガス接続ダクト内は常に熱分解ガスが流れ易い状態を確保できる。
【００１６】
(5) 上記（１）乃至（４）のいずれかにおいて、熱分解ガス接続ダクト内表面、及び、内部掻き取り羽根表面に向けて不活性ガスが噴射できるように複数の不活性ガス噴射口を内部掻き取り羽根の中心軸に設置し、定期的に不活性ガスを噴射するようにすることが好ましい。こうした構成によれば、運転中、不活性ガスを噴射すれば、接続ダクトの内面に付着しそうな残渣の粉、油分等を吹き飛ばすことができるとともに、接続ダクト内表面を常時きれいな状態にできる。
【００１７】
(6) 上記（１）乃至（５）のいずれかにおいて、熱分解ガス接続ダクト内面に向けて噴射する不活性ガスは、発生ガス出口ダクト外表面に設置した熱風ジャケットで加熱し、予熱できるようにすることが好ましい。こうした構成によれば、噴射する不活性ガスの温度を、接続ダクト内を流れ熱分解ガスとほぼ同一温度にすることができ、噴射する不活性ガスにより熱分解ガスが冷却されることなく、接続ダクト内面でコーキングが生成することなく、熱分解ガスを安定的に流すことができる。
【００１８】
(7) 上記（１）乃至（６）のいずれかにおいて、熱分解ガス接続ダクトにおいて、このダクト内の温度の設定保持範囲を４００℃〜５００℃の間にするとともに、圧力の設定保持範囲を−１００mmＡｑ〜０ｍｍＡｑの間にすることが好ましい。こうした構成によれば、接続ダクト内の温度、圧力を上記の範囲に設定することにより、接続ダクト内の内面にコーキングが生成するのを防止できる。
【００１９】
(8) 上記（１）乃至（７）のいずれかにおいて、熱分解ガス接続ダクトにおいて、この接続ダクト内の温度を４００℃〜５００℃の間の設定保持範囲にする為に、接続配管の加熱範囲を複数に分割し、その加熱範囲毎に複数の温度測定器を設置し、一部の温度測定器が規定温度を外れた場合にはその加熱範囲の加熱手段の負荷を調整し、接続ダクトの全区間が設定保持範囲内に保持できるように制御することが好ましい。こうした構成によれば、接続ダクトの加熱範囲を複数に分割し、その加熱範囲毎に温度測定器を設置するので、一部の温度測定器が規定温度を外れた場合にはその加熱範囲の加熱手段の負荷を調整し、接続ダクトの各区間がそれぞれ設定保持範囲内に保持できるので、接続ダクト内の温度をより均一に制御することができる。
【００２０】
(9) 上記（１）乃至（８）のいずれかにおいて、熱分解ガス接続ダクトにおいて、この接続ダクト内の圧力を−１００mmＡｑ〜０ｍｍＡｑの間の設定保持範囲にする為に、接続ダクト内の圧力を計測できる複数の圧力測定器を設置し、一部の圧力測定器が規定圧力を外れた場合には、下流に設置し排ガスを吸引する排ガス吸引ブロアの負荷を調整し、接続ダクトの全区間が設定保持範囲内に保持できるように制御することが好ましい。こうした構成によれば、通常、接続ダクト内部の内面にコーキングが生成し生長すると、接続ダクト内部の圧力も上昇してくるが、圧力測定器により接続ダクト内部の圧力を測定することで、接続ダクト内部の内面にコーキングが生成しているかどうかが判定できる。
【００２１】
(10) 上記（１）乃至（９）のいずれかにおいて、熱分解ガス接続ダクトにおいて、この接続ダクト内の途中に不活性ガス注入ポートを設置し、運転中、この接続ダクト内の温度を４００℃〜５００℃の間の設定保持範囲に保持しつつ、圧力を−１００mmＡｑ〜０ｍｍＡｑの間の設定保持範囲に保持できる範囲で不活性ガス注入ポートから不活性ガスを注入できるようにすることが好ましい。こうした構成によれば、不活性ガス注入ポートから不活性ガスを接続ダクト内に分割して噴射し、接続ダクトの内面を洗浄することができる。
【００２２】
(11) 上記（１）乃至（１０）のいずれかにおいて、投入する不活性ガスは接続ダクト内の設定保持温度範囲の４００℃〜５００℃の間に予熱することが好ましい。こうした構成によれば、噴射する不活性ガスの温度を、熱分解ガス出口ダクト内を流れる熱分解ガスとほぼ同一温度にすることができる。従って、噴射する予熱された不活性ガスにより熱分解ガスが冷却されることなく、熱分解ガス出口ダクト内面でコーキングが生成することなく、熱分解ガスを安定的に流すことができる。
【００２３】
(12) 上記（１１）の接続ダクト内の温度を設定保持範囲に保持しつつ、不活性ガスを設定保持範囲で熱分解ガス接続ダクトに注入できるように、燃焼炉、或いは熱分解炭化炉の表面、或いはその他の放熱部に不活性ガス配管を沿わせて、不活性ガスを加熱できるようにすることが好ましい。ところで、燃焼炉、あるいは熱分解炭化炉の高温機器には機器からの放熱を防止する為に、これら機器の表面に保温を施工するが、その保温施工された部分（保温の厚さ部分）をその他の放熱部（保温層）と呼ぶ。こうした構成によれば、噴射する不活性ガスの温度を、接続ダクト内を流れ熱分解ガスとほぼ同一温度にすることができる。従って、噴射する予熱された不活性ガスにより熱分解ガスが冷却されることなく、接続ダクト内面でコーキングが生成することなく、熱分解ガスを安定的に流すことができる。
【００２４】
次に、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、本実施形態は下記に述べることに限定されない。
（第１の実施形態）
以下に、本発明の第１の実施形態に係る汚泥燃料化装置について、図１及び図２を参照して説明する。ここで、図１は同汚泥燃料化装置の概略的断面図であり、図２は同汚泥燃料化装置の横概略断面図である。図１及び図２は、請求項１の実施形態に対応する。
【００２５】
汚泥燃料化装置１は、熱分解炭化炉２と、燃焼炉３と、熱分解ガス接続ダクト（以下、接続ダクトと呼ぶ）４を備えている。熱分解炭化炉２は、汚泥を熱分解炭化処理して熱分解ガス及び炭化物を生成させる機能を備えている。燃焼炉３は、熱分解炭化炉２で発生する熱分解ガスを燃焼させる機能を備えている。接続ダクト４は、熱分解炭化炉２と燃焼炉３を接続する配管で、熱分解炭化炉２からの熱分解ガスを燃焼炉３へ通過させる機能を備えている。
【００２６】
前記燃焼炉３は、燃焼炉本体５と、この燃焼炉本体５の上部に配置された燃焼室６と、主バーナ７と、補助バーナ８を備えている。接続ダクト４内には、内部掻き取り羽根駆動機９の回転軸９ａに連結された螺旋状の内部掻き取り羽根１０が設けられている。この内部掻き取り羽根１０は、ダクト内表面にコーキングが生成するのを防止する目的で、熱分解ガス接続ダクト４の内面に接触するように回転する。内部掻き取り羽根１０の径は、接続ダクト４の内径より僅かに小さい構造となっている。前記駆動機９は熱分解炭化炉２側に設置されて、接続ダクト内面を掻き取った付着物を燃焼炉側に落下させるようにしている。また、内部掻き取り羽根１０は、振動を伴った上下運動をしても、接続ダクト４の内面にかじったり食込んだりすることがなく、且つ、接続ダクト４の内面にフィットする形で設置される。
【００２７】
内部掻き取り羽根１０の内側には、複数のコーキング防止用掻き落としガイド棒（以下、ガイド棒と呼ぶ）１１が配置されている。熱分解ガス接続ダクト４の一端側（図１中の左端側）にはフランジ１２が設けられ、このフランジ１２に掻き落としガイド棒１１の一端が溶接により固定されている。前記掻き落としガイド棒１１により、内部掻き取り羽根１０の内側にコーキングが成長するのを防止するようになっている。
【００２８】
また、掻き落としガイド棒１１は、振動を伴った上下運動をしても、接続ダクト４の内面に挟まったり食込んだりすることがなく、且つ、掻き落としガイド棒１１の振動により接続ダクト４の内面を左右上下に接触する形で設置される。前記掻き落としガイド棒１１の先端部は、掻き落とした付着物がスムースに剥離し燃焼炉側に落下するように先を内側に曲げて細くしている。前記掻き落としガイド棒１１は、接続ダクト４内を熱分解ガスがスムースに流れるように、これら複数の掻き落としガイド棒１１間隔には適度な隙間を設け、掻き落としガイド棒１１が熱分解ガスの流れの抵抗にならないようにしている。また、図１に示すように、熱分解ガスが熱分解炭化炉２を出て、接続ダクト４内をスムースに流れるように、内部掻き取り羽根１０の内面にコーキングは生成、成長しないように掻き落としガイド棒１１を内部掻き取り羽根１０の内面に水平に設置し、内部掻き取り羽根１０の内面を開口する構造としている。なお、図１中の符番１３は熱分解ガス出口ノズル、符番１４は燃焼火炎を示す。また、図２中の符番１５は熱分解炭化炉２に材料を投入するための材料投入機、符番１６は熱分解炭化炉を駆動する熱分解炭化炉駆動機を示す。
【００２９】
第１の実施形態に係る汚泥燃料化装置によれば、運転中、接続ダクト４の内面は勿論、内部掻き取り羽根１０内表面にもコーキングが生成するのを防止することができ、接続ダクト４内は常に熱分解ガスが流れ易い状態を確保できる。
【００３０】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略的な断面図を示す。図３は請求項２の実施形態に対応する。但し、図１，２と同部材は同符番を付して説明を省略する。
【００３１】
図３は、熱分解炭化炉２の運転中においても、内部掻き取り羽根１０の駆動機９の回転を切り替えることにより、内部掻き取り羽根１０の回転方向を自動的に正回転（矢印ａ）、逆回転（矢印ｂ）切替えられるようにしたものである。
このように、内部掻き取り羽根１０を正回転、逆回転可能にしたのは、次の理由による。即ち、接続ダクト４内の内部掻き取り羽根１０を同じ回転方向のみで回転させることで、接続ダクト４内のコーキングの生成、成長を取敢えず食い止めることができる。しかし、同じ回転方向のみで回転させると、内部掻き取り羽根１０、掻き落としガイド棒１１が一定の接続ダクト４内面の箇所に接触し、偏りが生じ、長時間運転するとコーキングの筋が生じてしまう。
【００３２】
第２の実施形態に係る汚泥燃料化装置によれば、内部掻き取り羽根１０の回転方向を自動的に正回転、逆回転切替えることにより、内部掻き取り羽根１０が一定の接続ダクト内面の箇所に接触し、偏りが生じることなく、接続ダクト内面を均一に掻き落とすことができ、コーキングの生成、成長の偏りを防止することができる。
【００３３】
また、図３のような複数の掻き落としガイド棒１１を接続ダクト４の内部に設置することにより、運転中、内部掻き取り羽根１０が接続ダクト４内を正回転、逆回転することにより、このガイド棒４が振動するため、接続ダクト内面は勿論、ガイド棒４自体のコーキングが生成するのを防止することができ、接続ダクト内は常に熱分解ガスが流れ易い状態を確保できる。
【００３４】
（第３の実施形態）
図４は本発明の第３の実施形態に係る汚泥燃料化装置の説明図であり、図４（Ａ）は同装置の概略的な断面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＡ−Ａ矢視図である。図４は請求項３の実施形態に対応する。なお、図４（Ｂ）において、内部掻き取り羽根１０は接続抱くと４の内面の一部に接した状態にある。但し、図１〜３と同部材は同符番を付して説明を省略する。
本実施形態は、熱分解炭化炉２の運転中においても、内部掻き取り羽根１０を自動的に上下に駆動させる駆動機構２１を設置するようにしたことを特徴とする。
【００３５】
図４は、接続ダクト内に設置する内部掻き取り羽根１０、及び複数の掻き落とし用ガイド棒１１が、熱分解炭化炉２の内筒の回転に連動して振動し、接続ダクト内面の掻き落としをし易くしたものである。
【００３６】
接続ダクト４は、熱分解炭化炉２の内筒出口側上部に水平方向に設置されている。熱分解炭化炉２の内筒出口部に小さな突起を付け、内部掻き取り羽根１０及び複数の掻き落とし用ガイド棒１１の片側に僅かに接触し振動を与えるようにしている。
【００３７】
これにより、内部掻き取り羽根１０、及び複数の掻き落とし用ガイド棒１１は、熱分解炭化炉２の内筒出口部の小さな突起部に接触する度に振動する。勿論、内部掻き取り羽根１０及び複数の掻き落とし用ガイド棒１１は、振動しても外れたり曲がったりしないような強度を有する構造と、各掻き落とし用ガイド棒１１は適度な間隔を確保できる設計としている。
【００３８】
第３の実施形態に係る汚泥燃料化装置によれば、内部掻き取り羽根１０を自動的に上下に駆動させる駆動機構２１を設置することにより、接続ダクト４内に設置する内部掻き取り羽根１０、及び複数の掻き落とし用ガイド棒１１を熱分解炭化炉２の内筒の回転に連動して振動し、接続ダクト内面の掻き落とし易くしている。従って、運転中、接続ダクト４の内部掻き取り羽根１０が正回転、逆回転することにより、内部掻き取り羽根１０及び複数の掻き落とし用ガイド棒１１が振動して、複数の掻き落とし用ガイド棒１１自体も左右上下運動する。そのため、接続ダクト４の内面は勿論、掻き落とし用ガイド棒１１自体もコーキングが生成するのを防止することができ、接続ダクト４内は常に熱分解ガスが流れ易い状態を確保できる。
【００３９】
（第４の実施形態）
図５は本発明の第４の実施形態に係る汚泥燃料化装置の説明図であり、図５（Ａ）は同装置の概略的な断面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＡ−Ａ矢視図である。図５は請求項４の実施形態に対応する。但し、図１〜４と同部材は同符番を付して説明を省略する。また、図１〜図４と同部材は同符番を付して説明を省略する。図４は請求項４の実施形態に対応する。
【００４０】
第４の実施形態は、第３の実施形態に対し、図５に示すように、内部掻き取り羽根１０、掻き落とし用ガイド棒１１の夫々の表面に硬質ブラシ２２を取り付けたことを特徴とし、その他の部分の構成は図４と同様である。
【００４１】
内部掻き取り羽根１０、及び複数の掻き落とし用ガイド棒１１表面に取付け加工した硬質ブラシ２２は、内部掻き取り羽根１０、及び複数の掻き落とし用ガイド棒１１が振動を伴った左右上下運動をしても、接続ダクト４と回転する内部掻き取り羽根１０との間や、内部掻き取り羽根１０と複数の掻き落とし用ガイド棒１１との間に挟まったり食込んだりすることがなく、且つ、内部掻き取り羽根１０及び掻き落とし用ガイド棒１１の振動により硬質ブラシ２２が接続ダクト４の内面を左右上下に接触する形で設置される。この内部掻き取り羽根１０及び掻き落とし用ガイド棒１１の設置方法については、上述したとおりである。
また、内部掻き取り羽根１０及び掻き落とし用ガイド棒１１表面に取付け加工した硬質ブラシ２２が熱分解ガスの流れの抵抗にならないようにしている。
【００４２】
第４の実施形態に係る汚泥燃料化装置は、上述したように、表面に硬質ブラシ２２を取付け加工した内部掻き取り羽根１０及び掻き落とし用ガイド棒１１を接続ダクト４内部に設置した構成となっている。従って、運転中、内部掻き取り羽根１０が正回転、逆回転することにより、内部掻き取り羽根１０及び掻き落とし用ガイド棒１１が振動して接続ダクト内面に衝突し、内部掻き取り羽根１０及び掻き落とし用ガイド１１自体も左右上下運動する。そのため、接続ダクト４の内面は勿論、表面に取付け加工した内部掻き取り羽根１０及び掻き落とし用ガイド棒１１自体もコーキングが生成するのを防止することができ、接続ダクト内は常に熱分解ガスが流れ易い状態を確保できる。
【００４３】
（第５の実施形態）
図６は本発明の第５の実施形態に係る汚泥燃料化装置の説明図であり、請求項５の実施形態に対応する。但し、図１及び図２と同部材は同符番を付して説明を省略する。
図６は、熱分解ガス出口ダクト内表面、及び、内部掻き取り羽根表面に向けて不活性ガスが噴射できるように複数の不活性ガス噴射ノズルを内部掻き取り羽根の中心軸付近に設置し、定期的に不活性ガスを噴射するようにしたものである。
【００４４】
図中の符番２３は、接続ダクト４の上流側（図中の左側）に配置された複数の不活性ガス噴射ノズルを示す。これらの不活性ガス噴射ノズル２３は、不活性ガス噴射ヘッダ２４に連結している。不活性ガス噴射ノズル２３は、接続ダクト内表面に不活性ガスが接触するように配置されており、定期的に不活性ガスを噴射し、接続ダクト４の内面に付着しそうな残渣の粉や油分を吹き飛ばすようにしたものである。不活性ガス噴射ノズル２３の数、各々の噴射角度は、吹き飛ばすのに最適な角度に設定している。
【００４５】
第５の実施形態に係る汚泥燃料化装置は、上述したように、接続ダクト４の上流側の内部掻き取り羽根の中心軸付近に複数の不活性ガス噴射ノズル２３を配置し、接続ダクト４の内表面、及び、内部掻き取り羽根表面に不活性ガスが接触するように不活性ガスを噴射する構成になっている。従って、運転中、不活性ガスを噴射することにより、接続ダクト４の内面、及び、内部掻き取り羽根表面に付着しそうな残渣の粉、油分等を吹き飛ばすことができる。また、これを不活性ガス噴射ノズル２３からの不活性ガスを定期的に噴射することにより、接続ダクト内表面、及び、内部掻き取り羽根表面を常時きれいな状態にできるようにしたものである。
【００４６】
なお、上記第５の実施形態において、不活性ガス噴射ノズルの噴射角度を微調整できるような角度可動式等の不活性ガス噴射口を取り付けると、調整が行い易くなる。
また、噴射される不活性ガスが、接続ダクト内を熱分解炭化炉から燃焼炉に向かって流れる熱分解ガスの流れの抵抗にならないように、不活性ガス噴射ノズルの位置、間隔を適当に設定することが好ましい。
【００４７】
（第６の実施形態）
図７は本発明の第６の実施形態に係る汚泥燃料化装置の説明図であり、請求項５の実施形態に対応する。但し、図１、図２及び図６と同部材は同符番を付して説明を省略する。図７は、接続ダクト内面に向けて噴射する不活性ガスを、加熱炉外表面に設置した熱風ジャケットで加熱し、予熱できるようにしたものである。
【００４８】
図中の符番２５は、燃焼炉２の外表面に設置した熱風ジャケット（図示せず）に沿うように施工された不活性ガス加熱配管を示す。この加熱配管２５には不活性ガスを供給し、加熱炉２の外表面の熱風ジャケットで加熱配管２５を流れる不活性ガスを加熱する。この加熱した不活性ガスは、不活性ガス噴射ノズル２３から接続ダクト４の内面に向けて噴射する。
【００４９】
第６の実施形態に係る汚泥燃料化装置は、上述したように、加熱炉２の外表面に設置した熱風ジャケットに沿って不活性ガス加熱配管２５を施工し、この加熱配管２５内に不活性ガスを供給することにより、熱風ジャケットによる熱によって不活性ガスを加熱し、これを接続ダクト４の内面に向けて噴射できる構成になっている。このように、不活性ガスを噴射するまでに不活性ガスを予熱できるようにしたことにより、噴射する不活性ガスの温度を、接続ダクト４内を流れ熱分解ガスとほぼ同一温度にすることができ、噴射する不活性ガスにより熱分解ガスが冷却されることなく、接続ダクト４内面でコーキングが生成することなく、熱分解ガスを安定的に流すことができる。
【００５０】
なお、噴射される不活性ガスが十分加熱されるように、不活性ガス加熱配管２５を加熱炉２の熱風ジャケットの外側に沿わせて施工し、熱風ジャケット内に入れる等、加熱する不活性ガス加熱配管の施工方法を最適に設計することが好ましい。
【００５１】
（第７の実施形態）
図８は本発明の第７の実施形態に係る汚泥燃料化装置の説明図であり、請求項７の実施形態に対応する。但し、図１及び図２と同部材は同符番を付して説明を省略する。
図中の符番２６は、接続ダクト４の外周部に設けられた接続ダクト加熱ジャケット（以下、加熱ジャケットと呼ぶ）である。加熱ジャケット２６により、接続ダクト４内の温度の設定保持範囲を４００℃〜５００℃の間に加熱保持できるようになっている。また、接続ダクト４内の圧力の設定保持範囲を、−１００ｍｍＡｑ〜０ｍｍＡｑの間に設定している。
【００５２】
第７の実施形態に係る汚泥燃料化装置によれば、接続ダクト４の外周部に加熱ジャケット２６を設け、接続ダクト４内の温度を４００℃〜５００℃に保持し、かつ接続ダクト４内の圧力を−１００ｍｍＡｑ〜０ｍｍＡｑの間に設定した構成になっている。従って、接続ダクト４内の内面にコーキングが生成するのを防止できる。
【００５３】
一般に、熱分解炭化炉２を出た熱分解ガスの温度は４００℃〜５００℃であり、接続ダクト４を流れる熱分解ガスの温度も４００℃〜５００℃である。これより低い温度になると、接続ダクト内面にコーキングが生成し生長する。
また、熱分解ガスが発生する熱分解炭化炉内の圧力は−１００ｍｍＡｑ〜０ｍｍＡｑの間に設定されており、これに合わせて、通常は接続ダクト４を流れる熱分解ガスの圧力も−１００ｍｍＡｑ〜０ｍｍＡｑの間に保持されている。接続ダクトの内面にコーキングが生成し生長すると、この圧力も上昇してくる。従って、接続ダクト４内部の圧力を測定することで、接続ダクト４内部の内面にコーキングが生成しているか否かが判定できる。
【００５４】
（第８の実施形態）
図９は本発明の第８の実施形態に係る汚泥燃料化装置の説明図であり、請求項８の実施形態に対応する。但し、図１及び図２と同部材は同符番を付して説明を省略する。
図中の符番２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、接続ダクト４の外周部に設けられた３分割された接続ダクト加熱ジャケット（以下、加熱ジャケットと呼ぶ）である。各加熱ジャケット２７ａ，２７ｂ，２７ｃには、夫々温度測定器２８ａ，２８ｂ，２８ｃが設けられ、接続ダクト４内の夫々の温度（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）の設定保持範囲を４００℃〜５００℃の間に加熱保持できるようになっている。即ち、一部の温度測定器が規定温度を外れた場合には、その加熱範囲の加熱手段の負荷を調整し、接続ダクト４の全区間が設定保持範囲内に保持できるように制御している。
【００５５】
第８の実施形態に係る汚泥燃料化装置によれば、接続ダクト４の外周部に３分割された加熱ジャケット２７ａ，２７ｂ，２７ｃを設けるとともに、各加熱ジャケット２７ａ〜２７ｃに温度測定器２８ａ〜２８ｃを夫々設け、接続ダクト４内の温度を４００℃〜５００℃に保持するように構成されている。従って、接続ダクト４内の内面にコーキングが生成するのを防止できる。
【００５６】
既述したように、熱分解炭化炉２を出た熱分解ガスの温度は４００℃〜５００℃であり、接続ダクトを流れる熱分解ガスの温度も４００℃〜５００℃であり、これより低い温度箇所が多少でも存在すると、その箇所からコーキングが生成し、接続ダクト内面にコーキングが進展する。この為、接続ダクト内面は４００℃〜５００℃の範囲で均一に温度調節することが重要となる。
【００５７】
図９の例では、この接続ダクト４内の温度を４００℃〜５００℃の間の設定保持範囲を保持する為に、接続ダクト４の加熱範囲を３つに分割し、その加熱範囲毎に温度測定器２８ａ〜２８ｃを設置し、一部の温度測定器２８ａ〜２８ｃが規定温度を外れた場合にはその加熱範囲の加熱手段の負荷を調整し、接続ダクト４の３区間がそれぞれ設定保持範囲内に保持できるようにこの接続ダクト内の温度をできるだけ均一に制御するようにしたものである。
【００５８】
（第９の実施形態）
図１０は本発明の第９の実施形態に係る汚泥燃料化装置の説明図であり、請求項９の実施形態に対応する。但し、図１，２及び図９と同部材は同符番を付して説明を省略する。
図中の符番２９ａ，２９ｂ，２９ｃは、３つに分割された加熱ジャケット２７ａ，２７ｂ，２７ｃの内側の接続ダクト４内の圧力（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）を夫々測定する圧力測定器を示す。即ち、本実施形態では、接続ダクト内の圧力を−１００ｍｍＡｑ〜０ｍｍＡｑの間の設定保持範囲にする為に、接続ダクト内の圧力を計測できる複数の圧力測定器２９ａ〜２９ｃを設置し、一部の圧力測定器が規定圧力を外れた場合には、燃焼炉２の下流に設置した，排ガスを吸引する排ガス吸引ブロアの負荷を調整し、接続ダクト４の全区間が設定保持範囲内に保持できるように制御している。前記吸引ブロアの吸引負荷により、燃焼炉３内の炉内圧力だけでなく、その上流の接続ダクト４内、熱分解炭化炉２内の圧力も制御することができるようになっている。
【００５９】
第９の実施形態に係る汚泥燃料化装置によれば、加熱ジャケット２７ａ，２７ｂ，２７ｃの内側の接続ダクト４に、該接続ダクト４内の圧力を測定する圧力測定器２９ａ，２９ｂ，２９ｃを設けた構成にすることにより、接続ダクト内部の内面にコーキングが生成しているかどうかが判定できる。
【００６０】
即ち、圧力測定器２９ａ〜２９ｃを設けることにより、熱分解炭化炉内の圧力は−１００ｍｍＡｑ〜０ｍｍＡｑの間に設定され、これに合わせて、通常は熱分解ガス出口ダクトを流れる熱分解ガスの圧力も−１００ｍｍＡｑ〜０ｍｍＡｑの間に保持される。接続ダクト４内部の内面にコーキングが生成し生長すると、この圧力も上昇してくる。しかし、上記圧力測定器２９ａ〜２９ｃにより接続ダクト内部の圧力を測定することで、接続ダクト内部の内面にコーキングが生成しているかどうかが判定できる。
【００６１】
（第１０の実施形態）
図１１は本発明の第１０の実施形態に係る汚泥燃料化装置の説明図であり、請求項１０の実施形態に対応する。但し、図１，２，９及び図１０と同部材は同符番を付して説明を省略する。
図中の符番３１は、３つに分割された加熱ジャケット２７ａ，２７ｂ，２７ｃに対応する接続ダクト４内に夫々不活性ガスを注入する不活性ガス注入ポートを示す。即ち、本実施例では、加熱ジャケット２７ａ〜２７ｃに対応する接続ダクト４に不活性ガス注入ポートを設けることにより、運転中、この接続ダクト４内の温度を４００℃〜５００℃の間の設定保持範囲に保持しつつ、圧力を−１００ｍｍＡｑ〜０ｍｍＡｑの間の設定保持範囲に保持できる範囲で不活性ガス注入ポート３１から分割して不活性ガスを注入できるようにしたものである。
【００６２】
第１０の実施形態に係る汚泥燃料化装置によれば、加熱ジャケット２７ａ〜２７ｃに対応する接続ダクト４に、加熱ジャケット２７ａ，２７ｂ，２７ｃに対応する接続ダクト４内に夫々不活性ガスを注入する不活性ガス注入ポート３１を設けた構成になっている。従って、不活性ガス注入ポート３１から不活性ガスを接続ダクト４内に分割して噴射し、接続ダクト４の内面を洗浄することができる。
【００６３】
なお、噴射される不活性ガスが接続ダクト内面を十分に洗浄できるように、不活性ガス配管の施工方法、噴射スプレーの形状等を最適に設計することが好ましい。
【００６４】
（第１１の実施形態）
図１２は本発明の第１１の実施形態に係る汚泥燃料化装置の説明図であり、請求項１１の実施形態に対応する。但し、図１，２，９，１０及び図１１と同部材は同符番を付して説明を省略する。
本実施形態は、第１０の実施形態と比べ、加熱した不活性ガスを不活性ガス注入ポート３１から接続ダクト４内の複数個所に噴射する点が異なり、他の点は第１０の実施形態と同様である。ここで、不活性ガスは、接続ダクト４内の設定保持温度範囲の４００℃〜５００℃の間に予熱する。
【００６５】
第１１の実施形態に係る汚泥燃料化装置によれば、接続ダクト４内の設定保持温度範囲の４００℃〜５００℃の間に予熱した不活性ガスを、不活性ガス注入ポート３１から接続ダクト４内に噴射する構成である。従って、噴射する不活性ガスの温度を、接続ダクト４内を流れ熱分解ガスとほぼ同一温度にすることができ、噴射する不活性ガスにより熱分解ガスが冷却されることなく、接続ダクト４内面でコーキングが生成することなく、熱分解ガスを安定的に流すことができる。
【００６６】
（第１２の実施形態）
図１３は本発明の第１２の実施形態に係る汚泥燃料化装置の説明図であり、請求項１２の実施形態に対応する。但し、図１，２，９，１０及び図１１と同部材は同符番を付して説明を省略する。
【００６７】
図中の符番３２は、燃焼炉２の外表面に設置した熱風ジャケット（図示せず）に沿うように施工された不活性ガス加熱配管を示す。この加熱配管３２には不活性ガスを供給し、加熱炉２の外表面の熱風ジャケットで加熱配管３２を流れる不活性ガスを十分加熱する。この加熱した不活性ガスは、不活性ガス注入ポート３１から接続ダクト４の内面に向けて噴射する。なお、噴射される不活性ガスが十分加熱されるように、不活性ガス加熱配管３２を熱風ジャケットの外側に沿わせて施工し、熱分解ガス出口ノズル外表面の熱風ジャケット内に入れる等、加熱する不活性ガス加熱配管の施工方法を最適に設計することが好ましい。
【００６８】
第１２の実施形態に係る汚泥燃料化装置によれば、上述したように、加熱炉２の外表面に設置した熱風ジャケットに沿って不活性ガス加熱配管３２を施工し、この加熱配管３２内に不活性ガスを供給することにより、熱風ジャケットによる熱によって不活性ガスを加熱し、これを複数の不活性ガス注入ポート３１から接続ダクト４の内面に向けて噴射できる構成になっている。このように、不活性ガスを噴射するまでに不活性ガスを予熱できるようにしたことにより、噴射する不活性ガスの温度を、接続ダクト４内を流れ熱分解ガスとほぼ同一温度にすることができ、噴射する不活性ガスにより熱分解ガスが冷却されることなく、接続ダクト４内面でコーキングが生成することなく、熱分解ガスを安定的に流すことができる。
【００６９】
なお、第１２の実施形態では、不活性ガス加熱配管を燃焼炉の外表面に設置した熱風ジャケット（図示せず）に沿うように施工した場合について述べたが、これに限定されず、燃焼炉の表面あるいは保温層等の放熱部に不活性ガス加熱配管を沿わせるように施工してもよい。
【００７０】
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略断面図。
【図２】図１の側面図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略断面図。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略断面図。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略断面図。
【図６】本発明の第５の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略断面図。
【図７】本発明の第６の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略断面図。
【図８】本発明の第７の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略断面図。
【図９】本発明の第８の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略断面図。
【図１０】本発明の第９の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略断面図。
【図１１】本発明の第１０の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略断面図。
【図１２】本発明の第１１の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略断面図。
【図１３】本発明の第１２の実施形態に係る汚泥燃料化装置の概略断面図。
【符号の説明】
【００７２】
１…汚泥燃料化装置、２…熱分解炭化炉、３…燃焼炉、４…熱分解ガス接続ダクト、５…燃焼炉本体、６…燃焼室、７…主バーナ、８…補助バーナ、９…内部掻き取り羽根駆動機、１０…内部掻き取り羽根、１１…コーキング防止用掻き落としガイド棒、１２…フランジ、１３…熱分解ガス出口ノズル、１４…燃焼火炎、１５…熱分解炭化炉材料投入機、１６…熱分解炭化炉駆動機、２１…内部掻き取り羽根上下動駆動機構、２２…硬質ブラシ、２３…不活性ガス噴射ノズル、２４…不活性ガス噴射ヘッダ、２５，３２…不活性ガス加熱配管、２６，２７ａ〜２７ｃ…接続ダクト加熱ジャケット、２８…温度測定器、２９ａ〜２９ｃ…圧力測定器、３１…不活性ガス注入ポート。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥を熱分解炭化処理して熱分解ガス及び炭化物を生成させる熱分解炭化炉と、前記熱分解炭化炉で発生する熱分解ガスを燃焼させる燃焼炉と、熱分解炭化炉と燃焼炉を接続する，燃焼炉からの熱分解ガスが通過する熱分解ガス接続ダクトとを具備する汚泥燃料化装置であって、
前記熱分解ガス接続ダクト内に、熱分解ガス接続ダクトの内面に接触するように回転する内部掻き取り羽根を配置したことを特徴とする汚泥燃料化装置。
【請求項２】
熱分解炭化炉の運転中においても内部掻き取り羽根の回転方向を自動的に正転、逆転切替えられるようにすることを特徴とする請求項１記載の汚泥燃料化装置。
【請求項３】
熱分解炭化炉の運転中においても内部掻き取り羽根を自動的に上下に駆動させる駆動機構を設置することを特徴とする請求項１若しくは２に記載の汚泥燃料化装置。
【請求項４】
内部掻き取り羽根の表面には、コーキングを除去し易くした硬質ブラシを設置することを特徴とする請求項１及至３のいずれかに記載の汚泥燃料化装置。
【請求項５】
熱分解ガス接続ダクト内表面、及び、内部掻き取り羽根表面に向けて不活性ガスが噴射できるように複数の不活性ガス噴射口を内部掻き取り羽根の中心軸に設置し、定期的に不活性ガスを噴射するようにすることを特徴とする請求項１及至４のいずれかに記載の汚泥燃料化装置。
【請求項６】
熱分解ガス接続ダクト内面に向けて噴射する不活性ガスは、発生ガス出口ダクト外表面に設置した熱風ジャケットで加熱し、予熱できるようにすることを特徴とする請求項１及至５のいずれかに記載の汚泥燃料化装置。
【請求項７】
熱分解ガス接続ダクトにおいて、このダクト内の温度の設定保持範囲を４００℃〜５００℃の間にするとともに、圧力の設定保持範囲を−１００mmＡｑ〜０ｍｍＡｑの間にすることを特徴とする請求項１及至６のいずれかに記載の汚泥燃料化装置。
【請求項８】
熱分解ガス接続ダクトにおいて、この接続ダクト内の温度を４００℃〜５００℃の間の設定保持範囲にする為に、接続配管の加熱範囲を複数に分割し、その加熱範囲毎に複数の温度測定器を設置し、一部の温度測定器が規定温度を外れた場合にはその加熱範囲の加熱手段の負荷を調整し、接続ダクトの全区間が設定保持範囲内に保持できるように制御することを特徴とする請求項１及至７のいずれかに記載の汚泥燃料化装置。
【請求項９】
熱分解ガス接続ダクトにおいて、この接続ダクト内の圧力を−１００mmＡｑ〜０ｍｍＡｑの間の設定保持範囲にする為に、接続ダクト内の圧力を計測できる複数の圧力測定器を設置し、一部の圧力測定器が規定圧力を外れた場合には、下流に設置し排ガスを吸引する排ガス吸引ブロアの負荷を調整し、接続ダクトの全区間が設定保持範囲内に保持できるように制御することを特徴とする請求項１及至８のいずれかに記載の汚泥燃料化装置。
【請求項１０】
熱分解ガス接続ダクトにおいて、この接続ダクト内の途中に不活性ガス注入ポートを設置し、運転中、この接続ダクト内の温度を４００℃〜５００℃の間の設定保持範囲に保持しつつ、圧力を−１００mmＡｑ〜０ｍｍＡｑの間の設定保持範囲に保持できる範囲で不活性ガス注入ポートから不活性ガスを注入できるようにすることを特徴とする請求項１及至９のいずれかに記載の汚泥燃料化装置。
【請求項１１】
投入する不活性ガスは接続ダクト内の設定保持温度範囲の４００℃〜５００℃の間に予熱することを特徴とする請求項１及至１０のいずれかに記載の汚泥燃料化装置。
【請求項１２】
請求項１１の接続ダクト内の温度を設定保持範囲に保持しつつ、不活性ガスを設定保持範囲で熱分解ガス接続ダクトに注入できるように、燃焼炉、或いは熱分解炭化炉の表面、或いはその他の放熱部に不活性ガス配管を沿わせて、不活性ガスを加熱できるようにすることを特徴とする汚泥燃料化装置。
【請求項１】
汚泥を熱分解炭化処理して熱分解ガス及び炭化物を生成させる熱分解炭化炉と、前記熱分解炭化炉で発生する熱分解ガスを燃焼させる燃焼炉と、熱分解炭化炉と燃焼炉を接続する，燃焼炉からの熱分解ガスが通過する熱分解ガス接続ダクトとを具備する汚泥燃料化装置であって、
前記熱分解ガス接続ダクト内に、熱分解ガス接続ダクトの内面に接触するように回転する内部掻き取り羽根を配置したことを特徴とする汚泥燃料化装置。
【請求項２】
熱分解炭化炉の運転中においても内部掻き取り羽根の回転方向を自動的に正転、逆転切替えられるようにすることを特徴とする請求項１記載の汚泥燃料化装置。
【請求項３】
熱分解炭化炉の運転中においても内部掻き取り羽根を自動的に上下に駆動させる駆動機構を設置することを特徴とする請求項１若しくは２に記載の汚泥燃料化装置。
【請求項４】
内部掻き取り羽根の表面には、コーキングを除去し易くした硬質ブラシを設置することを特徴とする請求項１及至３のいずれかに記載の汚泥燃料化装置。
【請求項５】
熱分解ガス接続ダクト内表面、及び、内部掻き取り羽根表面に向けて不活性ガスが噴射できるように複数の不活性ガス噴射口を内部掻き取り羽根の中心軸に設置し、定期的に不活性ガスを噴射するようにすることを特徴とする請求項１及至４のいずれかに記載の汚泥燃料化装置。
【請求項６】
熱分解ガス接続ダクト内面に向けて噴射する不活性ガスは、発生ガス出口ダクト外表面に設置した熱風ジャケットで加熱し、予熱できるようにすることを特徴とする請求項１及至５のいずれかに記載の汚泥燃料化装置。
【請求項７】
熱分解ガス接続ダクトにおいて、このダクト内の温度の設定保持範囲を４００℃〜５００℃の間にするとともに、圧力の設定保持範囲を−１００mmＡｑ〜０ｍｍＡｑの間にすることを特徴とする請求項１及至６のいずれかに記載の汚泥燃料化装置。
【請求項８】
熱分解ガス接続ダクトにおいて、この接続ダクト内の温度を４００℃〜５００℃の間の設定保持範囲にする為に、接続配管の加熱範囲を複数に分割し、その加熱範囲毎に複数の温度測定器を設置し、一部の温度測定器が規定温度を外れた場合にはその加熱範囲の加熱手段の負荷を調整し、接続ダクトの全区間が設定保持範囲内に保持できるように制御することを特徴とする請求項１及至７のいずれかに記載の汚泥燃料化装置。
【請求項９】
熱分解ガス接続ダクトにおいて、この接続ダクト内の圧力を−１００mmＡｑ〜０ｍｍＡｑの間の設定保持範囲にする為に、接続ダクト内の圧力を計測できる複数の圧力測定器を設置し、一部の圧力測定器が規定圧力を外れた場合には、下流に設置し排ガスを吸引する排ガス吸引ブロアの負荷を調整し、接続ダクトの全区間が設定保持範囲内に保持できるように制御することを特徴とする請求項１及至８のいずれかに記載の汚泥燃料化装置。
【請求項１０】
熱分解ガス接続ダクトにおいて、この接続ダクト内の途中に不活性ガス注入ポートを設置し、運転中、この接続ダクト内の温度を４００℃〜５００℃の間の設定保持範囲に保持しつつ、圧力を−１００mmＡｑ〜０ｍｍＡｑの間の設定保持範囲に保持できる範囲で不活性ガス注入ポートから不活性ガスを注入できるようにすることを特徴とする請求項１及至９のいずれかに記載の汚泥燃料化装置。
【請求項１１】
投入する不活性ガスは接続ダクト内の設定保持温度範囲の４００℃〜５００℃の間に予熱することを特徴とする請求項１及至１０のいずれかに記載の汚泥燃料化装置。
【請求項１２】
請求項１１の接続ダクト内の温度を設定保持範囲に保持しつつ、不活性ガスを設定保持範囲で熱分解ガス接続ダクトに注入できるように、燃焼炉、或いは熱分解炭化炉の表面、或いはその他の放熱部に不活性ガス配管を沿わせて、不活性ガスを加熱できるようにすることを特徴とする汚泥燃料化装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
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【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−１３３５２７（Ｐ２００９−１３３５２７Ａ）
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０９０９７（Ｐ２００７−３０９０９７）
【出願日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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