連続減圧乾燥／炭化装置
【課題】含液（有機）廃棄物を乾燥、さらには、適宜炭化するに際して、乾燥／炭化処理を一つの装置で、連続的に効率良く、しかも、高品質の炭化物を得ることができる新規な連続減圧乾燥／炭化装置を提供すること。
【解決手段】乾燥／炭化室１４と、加熱炉１２とを備えた連続減圧乾燥／炭化装置。乾燥／炭化室１４には、該乾燥／炭化室１４内を減圧するとともに発生蒸気を吸引排出するエジェクタ等の減圧装置２０が接続されている。さらに、乾燥／炭化室１４は、加熱炉１２内に主体が配設される相互に連通接続された複数本のスクリュー混練機２４、２４Ａ、２４Ｂで形成されている。そして、乾燥／炭化室１４内へは、原料供給装置１６から搬送されてくる原料が下方から自己シール可能に供給されるようになっている。
【解決手段】乾燥／炭化室１４と、加熱炉１２とを備えた連続減圧乾燥／炭化装置。乾燥／炭化室１４には、該乾燥／炭化室１４内を減圧するとともに発生蒸気を吸引排出するエジェクタ等の減圧装置２０が接続されている。さらに、乾燥／炭化室１４は、加熱炉１２内に主体が配設される相互に連通接続された複数本のスクリュー混練機２４、２４Ａ、２４Ｂで形成されている。そして、乾燥／炭化室１４内へは、原料供給装置１６から搬送されてくる原料が下方から自己シール可能に供給されるようになっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機質又は無機質の含液被処理物を乾燥、前者の場合は、さらには炭化（乾留）も同時的に行うことができる新規な減圧乾燥／炭化装置に関し、特に、含液有機廃棄物を乾燥／炭化処理をするに好適なものである。
【０００２】
ここで、含液有機廃棄物としては、各種汚泥、人糞、家畜糞尿、オカラ、生ごみ、食品残渣、木質系／プラスチック系／ゴム系廃棄物等の有機物系廃棄物のみならず、包帯、ガーゼ、オムツ等の医療廃棄物その他の含液有機廃棄物を含むものである。
【０００３】
ここでは、被処理物として、含液有機廃棄物を例に採り説明するが、含液有機廃棄物に限定されるものではない。
【背景技術】
【０００４】
従来の乾燥炭化装置は、乾燥炉と炭化炉が分離されていたり、ガス冷却塔やバグフィルターを必要としたりして、装置が複雑でトラブルも多く処理品もよいものが得られなかった。炭化機には、一部原料を燃やして蒸し焼きにする方法もあるが、これは灰が多く出ることになり、良質な炭（乾留物）を得難い。
【０００５】
各種汚泥、人糞、家畜糞尿、オカラ、生ごみ、食品残渣等の有機廃棄物は、乾燥処理して肥料等に再利用できるが、他の木質系／プラスチック系／ゴム系廃棄物や上記医療廃棄物は、そのような形での再利用はできない。
【０００６】
そこで、それらを一緒に炭化することが考えられる。このため、有機物の炭化装置が各種市場に出回っている、すなわち、上市されている。
【０００７】
しかし、これらの炭化装置は、含水廃棄物においては、脱水・乾燥処理手段(乾燥装置）と乾留手段（炭化装置）は別手段としたもので、乾燥装置と乾留（炭化）装置の双方が必要であった。また、通常、ガス冷却塔やバグフィルターを必要とし、装置が複雑で、処理品（炭化物又は乾留物）として品質の良いものを得難かった。
【０００８】
なお、炭化装置では、被処理物の一部を燃焼させて、蒸し焼きにする方法であるが、これは、灰が多く出て、やはり、品質の良い炭化物を得難かった。
【０００９】
これらの技術は、本発明者が、現場や他社製品を見聞したものを述べたものであり、特定に先行技術文献に記載されたものではない。
【００１０】
なお、本発明の発明性に影響を与えるものではないが、本発明の減圧乾燥／炭化装置に関連する先行技術文献として、本発明者自身が先に提案した特許文献１〜３等が存在する。
【特許文献１】特開２０００−３２０９６７号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特開２００４−６６２１６号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献３】特開２００４−２４３２８１号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記にかんがみて、含液（有機）廃棄物を乾燥、さらには、適宜炭化するに際して、乾燥／炭化処理を一つの装置で、連続的に効率良く、しかも、高品質の炭化物を得ることができる新規な連続減圧乾燥／炭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】
【００１２】
本発明の連続減圧乾燥／炭化装置は、上記課題を下記構成により解決するものである。
【００１３】
乾燥／炭化室と、加熱炉とを備え、
前記乾燥／炭化室には、該乾燥／炭化室内を減圧するとともに発生蒸気を吸引排出する減圧手段が接続され、また、前記乾燥／炭化室は、前記加熱炉内に主体が配設される一本の又は相互に連通接続された複数本のスクリュー混練機（以下「混練機」という。）で形成されていることを特徴とする。
【００１４】
乾燥／炭化室が減圧されるとともに、一本又は複数本のスクリュウー混練機の主体を加熱炉内に配することにより、連続減圧乾燥／炭化が可能となる。すなわち、混練機の本数及び乾燥／炭化室内の減圧度及び加熱炉の加熱手段の出力（火力）を調節することにより、原料及び製品の要求品質に対応が容易となる。
【００１５】
上記構成において、乾燥／炭化室の原料供給口（原料供給側の混練機の入口）の開口方向を下向きに形成し、該原料供給口に上向きに押出し供給可能に原料供給手段を接続する構成とすることが望ましい。
【００１６】
原料供給口において原料の自重による自己シールが可能となり、原料供給口に特別なシール機構が不要となる。したがって、乾燥／炭化室の減圧の達成が容易となる。
【００１７】
前記原料供給手段を、スクリュー型でその押出口を上向きに備えている構成とすることが、望ましい。スクリュー内を密充填させて移動させることにより、更にシール性を確保し易くなる。
【００１８】
上記各構成において、混練機における上側周壁に沿って蒸気導出空間を形成することが望ましい。特に、乾燥／炭化室の原料供給口を備えた第一混練機においては、湿り度の高い（液滴の多い）蒸気が発生するため効率よく乾燥／炭化室から排出することができる。
【００１９】
そして、前記加熱炉が加熱媒体（流体）接触タイプとし、前記乾燥／炭化室を形成する複数本の混練機を、前記加熱媒体の流れに対して交差して配するとともに、蛇行流を発生させるようにジグザグ状に配した構成とすることが望ましい。加熱媒体が蛇行流となって撹乱されるため、加熱（伝熱）効率の向上が期待できる。
【００２０】
前記加熱炉内に加熱手段としての燃焼装置のバーナ（火口）を配するとともに、該火口の近傍に指向する蒸気噴出ノズルを配し、該蒸気噴出ノズルと蒸気導出空間とを前記減圧手段を備えた蒸気排出配管を介して接続させる構成とすることが望ましい。
【００２１】
当該構成とすることにより、乾燥／炭化室で発生する蒸気（乾留ガスを含む。）を、特別な浄化手段を必要とせずに、燃焼熱により加熱処理することにより無害化して、加熱炉の排気口から排出させることができる。
【００２２】
上記構成において減圧手段（真空ポンプ）を気体エジェクタとすることが望ましい。機械式真空ポンプに比してメンテナンスが容易で、且つ、乾燥／炭化室から吸引するガス体が凝縮性であっても、対応可能である。
【００２３】
また、生物学的槽本体の処理浴に没して発生蒸気の排出先端口が配され、該排出先端口と前記蒸気導出空間とが減圧手段（真空ポンプ）を備えた吸引配管を介して接続する構成とすることもできる。当該構成とした場合は、上記構成において、燃焼処理ができない発生蒸気にも対応可能となる。
【００２４】
上記構成において、減圧手段を、液体を第一流体とする液体エジェクタであり、該液体エジェクタのディフューザを生物学的槽本体の液面直下に臨んで配するとともに、該液体エジェクタの吸引口と蒸気導出空間とが前記吸引配管を介して接続して、ディフューザを発生蒸気の排出先端口とする構成が望ましい。液体エジェクタを使用することにより、前記同様、機械式真空ポンプに比してメンテナンスが容易で、且つ、乾燥／炭化室から吸引するガス体が凝縮性であっても、対応可能である。
【発明を実施するための（最良の）形態】
【００２５】
本発明における実施形態の一つを、主として図１に基づいて説明する。ここでは、説明の簡便のため、乾燥／炭化室が、上下に一列に配された３本のスクリュー混練機からなる場合を例に採り説明する。以下、単に「混練機」というときは、特に断らない限りスクリュー混練機を意味する。
【００２６】
なお、併せて、上下に一列に配された３本のスクリュー混練機を３列に配した場合の構成を図２に示してその説明を適宜行う。同一部分については、同一図符号を付して、それらの説明の全部又は一部を省略する。
【００２７】
また、「乾燥／炭化室」とは、通常、原料の乾燥に続いて炭化を連続的に行う室を意味するが、原料及び／又は製品によっては、乾燥室のみ、又は、炭化室（乾留室）のみの各機能を有する場合も含まれる。
【００２８】
本実施形態の減圧乾燥／炭化装置は、加熱炉１２と、該加熱炉１２に主体が内設される乾燥／炭化室１４とを備え、該乾燥／炭化室１４に原料を供給する原料供給装置（原料供給手段）１６、該乾燥／炭化室１４から製品を取り出す製品排出装置（原料排出手段）１８、及び乾燥／炭化室１４内を減圧とする減圧装置（減圧手段）２０とが付設された基本構成を備えている。
【００２９】
（１）加熱炉１２は、本実施形態では、燃焼装置２２を備えた燃焼加熱炉である。燃焼加熱は、乾燥／炭化室１４を形成する後述の混練機２４の筒壁に対して、熱気（熱風）からの伝導伝熱とともに熱線による放射伝熱の双方が期待でき高温加熱が容易である。
【００３０】
加熱炉１２は、矩形箱部の上部で形成される加熱帯（加熱ゾーン）２６と、矩形箱部の下部にその側壁を突出させて形成される熱源帯（熱源ゾーン）２８とを備えている。そして、加熱帯２６の側壁突出部には燃焼装置２２のバーナ（火口）２２ａが配されている。
【００３１】
熱源ゾーン２８には、炉内温度を検知してバーナ出力を調節可能に炉内温度センサ（図示せず）が適宜配設されている。
【００３２】
なお、バーナ（火口）２２ａの本数は、図２のように、混練機２４を上下方向で３列とする場合は、３本とする。燃焼装置２２の燃料は、灯油、重油、都市ガス、ＬＰＧ等、さらには微粉炭など任意である。
【００３３】
ここでは、加熱手段は、燃焼装置としたが、蒸気（スチーム）加熱や電熱加熱（電気炉方式も含む。）でもよく、また、後述の乾燥／炭化室１４を形成する混練機２４を直接誘導加熱でもよく、さらには、それらを適宜、組み合わせたものでもよい。
【００３４】
当然、この加熱炉１２の本体は、断熱材１２ａで囲繞されている。ここで、加熱炉１２の本体は、通常、耐熱性ステンレス鋼で形成し、断熱材１２ａは、セラミックファイバー耐火材、珪酸カルシウム保温材、ロックウール保温材等が、軽量であり施工に適している。なお、耐火レンガ又は耐火キャスタでもよいが重量が増加する。
【００３５】
（２）乾燥／炭化室１４は、上下方向に、それぞれ出口及び入口が連通管３４を介して接続された複数本のスクリュー混練機２４、２４Ａ、２４Ｂで形成されている。混練機の本数は図例では、３本とされているが、図２に示す如く、３本一組として３列の並列構成としてもよい。また、このとき、混練機２４、２４Ａ、２４Ｂの上下方向の配置は、ジグザグ（千鳥足）状又は平面投影としたとき可及的に相互に重ならないようにすることが望ましい（図２参照）。対流伝熱の流れを蛇行流とすることができるとともに、放射伝熱も熱源ゾーン２８に対して前側に位置する混練機２４が後側の混練機２４Ａ、２４Ｂに対する放射伝熱の阻害率が小さくなって、全体として伝熱効率が向上する。
【００３６】
そして、各混練機２４、２４Ａ、２４Ｂにおける混練筒体２５は、その両端部が加熱炉１２の加熱帯２６の両側壁から突出させて保持されている。
【００３７】
そして、筒体の断面形状は、円形であるが、混練機２４、２４Ａ、２４Ｂのスクリュー羽根３０が下面側で摺動回転可能なＵ字型断面（トラフ部）を有するものであれば、上方断面形状は、特に限定されず、下方開口の矩形断面であってもよい。
【００３８】
そして、本実施形態では、発生蒸気の乾燥／炭化室（混練機）からの排出を容易とするために、スクリュー羽根３０を混練筒体に対して下方へ遍在（偏心）させて配することにより、スクリュー羽根の上側に蒸気導出空間２５ｃが形成されている（図３参照）。
【００３９】
また、スクリュー羽根の形状は、汎用のものに図例のものに限られず、図４（ａ）、（ｂ）に示す如く、刃先を軸部まで切欠いたもの３０Ａ又は部分的に切り欠いたもの３０Ｂも使用できる。これらの形状の場合は、原料に対して混練と同時に、剪断作用を付加でき、原料中の固形物を細断でき、加熱効率ひいては乾燥・炭化効率の向上が期待できる。
【００４０】
スクリュー羽根３０（３０Ａ、３０Ｂ）のピッチは、羽根径と略同一とするが、原料の種類により、ピッチをそれより狭くしたり広くしたりすることができ、さらには、ピッチを漸減することも可能である。
【００４１】
さらに、混練機２４（２４Ａ、２４Ｂ）は、一軸タイプに限定されず、二軸、三軸等の多軸タイプでもよい。
【００４２】
また、軸部３０ａは、混練筒体（筒体）２５の両端に軸封装置（フェルトパッキンやグランドパッキン）を介して回転可能に保持されている。そして、各軸部３０ａの一端には、減速機付きモータ２３が取付けられている。各減速機付きモータ２３は、インバータ方式で、回転速度を制御可能とされている。そして、回転速度を制御することにより、各混練機２４、２４Ａ、２４Ｂ内の原料搬送量・滞留時間を調節可能となっている。
【００４３】
また、加熱炉１２のバーナ設置側の側壁から突出した各混練筒体２５の端部上側には発生蒸気出口２５ａが形成されている。
【００４４】
同じく、加熱炉１２の側壁から突出した搬送方向終点側の端壁には、上記原料搬送量・滞留時間の調節因子の一つである温度を検知する温度センサ３２が取付けられている。
【００４５】
なお、混練機２４の混練筒体２５及びスクリュー羽根３０は、耐熱性を有するステンレス鋼等で形成する。
【００４６】
各列の上段（第１段）・中段（第２段）・下段（第３段）の各混練機２４、２４Ａは、搬送方向終点側に形成された出口が、後段側（下側）の混練機２４Ａ、２４Ｂの入口と連通管３４を介してシール接続されている。
【００４７】
なお、各混練機２４、２４Ａ、２４Ｂの出口（連通管３４）手前には、材料のショートパス（短絡流れ）を防止するため堰（ダム）３６を設けることが望ましい（図１（Ａ）参照）。該堰３６の高さは、原料（被搬送物）が乗り越え可能な高さとする。該堰３６の搬送方向断面は、図例の如く板状でもよいが、軸方向断面瘤状でもよい。
【００４８】
混練筒体２５内径、１５０〜３００ｍｍφの場合、堰３６の高さは、内径の1／１０〜1／５とする。
【００４９】
本実施形態では、乾燥／炭化室１４の原料供給口１４ａ、すなわち、第一段混練機２４の入口の開口方向が斜め下方とされている。該原料供給口１４ａの開口方向の筒体軸線に対する角度αは、３０〜８０℃の範囲とする。α：９０°では、原料供給（原料送り込み）が若干困難となり、３０°より小さいと、原料供給に際して、原料自体の自重による自己シール性を確保し難くなる。なお、α：９０°近傍とするときは、先絞りのテーパ状とすれば原料供給が容易となる。
【００５０】
（３）原料供給装置（原料供給手段）１６は、原料ホッパ３８と原料ホッパ３８の底部に付設された供給用スクリューコンベヤ（原料送り込み手段）４０とを備えた構成である。原料ホッパ３８は、投入原料を粉砕・混合する水平型攪拌機４２を備えている。ここで、図２に示す如く、複数列（３列）構成とする場合は、それに対応させた本数（３本）のスクリューコンベヤ４０を配設する。
【００５１】
上記水平型攪拌機４２及びスクリューコンベヤ４０も、インバータ方式の減速機付きモータ２３Ａ、２３Ｂで回転速度調節可能に駆動されるようになっている。
【００５２】
ここで、原料供給装置１６の送り込み手段は、スクリューコンベヤに限られず、プランジャ−方式でもよい。また、プランジャー方式とするときは、スクリューコンベヤのスクリューをフルフライト型とせずに、トーピード型とすることが望ましい。
【００５３】
そして、スクリューコンベヤ４０の出口は、第一混練機２４の入口（原料供給口）１４ａに対応させて開口方向が斜め上方とされて、原料供給口１４ａと密閉的に接続されている。
【００５４】
（４）製品排出装置（原料排出手段）１８は、排出用スクリューコンベヤ４４で形成されている。該コンベヤ本体（シリンダー）は冷却ジャケット４６を備えている。製品（処理済み品：乾燥／炭化処理品）を冷却して排出するためである。該スクリューコンベヤ４４の入口は、乾燥／炭化室１４の製品排出口１４ａ、すなわち、第三混練機２４Ｂの出口と密閉接続されている。一方、該スクリューコンベヤ４４の出口は、乾燥／炭化室１４の減圧状態を維持する（空気流入を防ぐ）ために、連続排出可能なロータリバルブ（シール機構：シール手段）４８が配されている。該シール機構としては、ダブルダンパ等であってもよい。
【００５５】
なお、上記スクリューコンベヤ４４も、インバータ方式の減速機付きモータ２３Ｃで回転速度調節可能に駆動されるようになっている。
【００５６】
（５）減圧装置は、本実施形態では、エアエジェクタ２０である。該エジェクタ２０は、前記熱気発生部のバーナ近傍に臨んでディフューザ２０ａの吐出口が取付けられ、該エジェクタ２０の第一流体流入口２０ｂは第一流体用ブロア５０の吐出口が接続されている。そして、第二流体入口（吸引口）２０ｂには、各混練機２４（２４Ａ、２４Ｂ）の前記排気口２５ａからの排気用の支流水平配管５２が、本流垂直配管５４に取付けられ、該本流垂直配管５４は各エジェクタ２０の吸引口（第二流入口）２０ｃに接続されている。
【００５７】
なお、高含液物を被処理物（原料）とするときは、混練機２４の排気口２５ａからの排出蒸気中の湿り度が高いため、凝縮器（コンデンサ）５５及び気液分離器５７を配したバイパス配管５９に導入後、該凝縮器５５で水回収ないし溶剤回収した後、本流垂直配管５４に戻してもよい（図２参照）。液滴（水分）の回収をすることにより、加熱炉１２を冷やすことがなく、さらには、溶剤や木酢液等の有価物の回収が可能となる。
【００５８】
次に、上記実施形態の使用態様について、説明をする。
【００５９】
先ず、燃焼装置２２並びに原料ホッパ３８内の水平型攪拌機４２及びスクリューコンベヤ４０の各運転を開始させる。原料ホッパ３８に原料（被処理品）を投入後、スクリュ−コンベヤ４０により、原料が乾燥／炭化室１４の原料供給口（上段混練機２４の入口）１４ａを完全に塞ぐまで原料を搬送後、スクリューコンベヤ４０を一時停止させる。
【００６０】
この状態で、原料搬送用のエジェクタ用ブロア５０及び燃焼装置２２の運転を開始させる。すると、加熱炉１２内で熱気を発生して、各混練筒体２５が加熱されるとともに、エジェクタ２０の吸引作用で、各混練筒体２５内が減圧される。
【００６１】
なお、上記において、水平型攪拌機４２及びスクリューコンベヤ４４の運転開始とともにエジェクタ用ブロア５０及び燃焼装置２２の運転を同時開始させてもよい。この場合は、原料が乾燥／炭化室１４の原料供給口１４ａを塞ぐまで、減圧がほとんど行われない。
【００６２】
続いて、各混練機２４、２４Ａ、２４Ｂ及び製品排出装置１８の運転を開始させる。混練筒体２５内で、原料はスクリュー羽根３０で混練されながら、上段混練機２４、中段混練機２４Ａ、下段混練機２４Ｂと順次搬送される。このとき、混練機２４（２４Ａ、２４Ｂ）の回転速度は、原料及び製品の要求品質により異なるが、通常、１〜３０ｍｉｎ-1とする。
【００６３】
このとき、各混練機２４の筒体２５壁は熱気で加熱されまた筒体２５内は減圧されているため、原料中に含まれている液成分（通常水）が蒸発して乾燥さらには炭化される。
【００６４】
このとき、原料の種類及び製品（プロダクト）の要求品質に対応して、乾燥／炭化室１４への供給量及び各混練機２４における原料搬送速度（滞留時間）並びに各混練機２４、２４Ａ、２４Ｂの温度を調節する。
【００６５】
この原料供給量の調節は、第一スクリューコンベヤ４０の減速機付きモータ２３Ｂの回転速度により、原料搬送速度の調節は各混練機２４、２４Ａ、２４Ｂにおける各減速機付きモータ２３の回転速度の調節により、また、各混練機２４、２４Ａ、２４Ｂの温度調節は、燃焼装置２２の燃料供給量（ガス供給量）の調節により行う。
【００６６】
これらの調節は、通常、混練機２４（２４Ａ、２４Ｂ）における温度センサ３２で温度を検知しながら連動させて行う。すなわち、温度が設定値から外れる（高すぎる又は低すぎる）ときは、原料供給量、搬送速度及び燃料供給量の一つ又は二つ以上を調節することにより行う。
【００６７】
そして、要求品質に適合するように乾燥／炭化が完了した製品（処理済み品：プロダクト）は、製品排出装置１８の排出用スクリューコンベヤ（第二スクリューコンベヤ）４４のスクリュー搬送部に送りこまれ、該スクリュー搬送部で冷却されながら、ロータリバルブ４８を介して製品回収箱４９に回収される。
【００６８】
上記において、炭素質系の高含水有機廃棄物を乾留処理する場合の運転条件の一例を示す。
【００６９】
乾燥／炭化室１４減圧度：−１００〜−４００ｍｍＨｇ
（−１．３３〜−５．３３ｋＰａ）
上段混練機２４設定温度：９０〜１００℃、
中段混練機２４設定温度：１５０〜２００℃
下段混練機２４設定温度：２５０〜３００℃
全行程処理時間：３００〜４００ｍｉｎ
なお、エジェクタの運転条件は、２０〜１５０ｋＰａ、吐出量２〜２０ｍ3／ｍｉｎとする。
【００７０】
図５に示すものは、上記実施形態において、排気ガスを、燃焼処理する代わりに、生物化学処理装置５６に導入して発生蒸気の浄化処理する形態である。他は、上記実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【００７１】
燃焼処理の代わりに発生蒸気処理装置として生物学的処理装置５６を使用する。燃焼処理に比して、湿りガスを燃焼装置に送らないため、燃焼装置の燃焼効率を低下させるおそれがない。
【００７２】
該生物学的処理装置５６は、槽本体５８と槽本体５８に配設される向流接触床６０とを備えたのもので、吸引手段としてのエジェクタ２０Ａが配され、該エジェクタ２０Ａは、ディフューザ２０ａが槽本体５８の浴液面Ｌ直下に臨むように配されている。
【００７３】
そして、第一流体入り口２０ｂが、槽本体５８内の水を循環使用可能に槽本体５８の下部と接続され、第一循環ポンプ６２を備えたエジェクタ用循環配管６４と接続されている。
【００７４】
他方、第二流体入口２０ｃは、各混練機２４（２４Ａ、２４Ｂ）からの発生蒸気の排出配管６６と接続された吸引配管６８と接続されている。なお、該吸引配管６８の途中には、発生蒸気（湿り度が高い）中の有価液滴物（例えば木酢液や溶剤）を回収可能にサイクロン７０が配されている。
【００７５】
また、混練機２４（２４Ａ、２４Ｂ）からの発生蒸気が高温の場合、生物学的槽本体５８の水温（液温）が生物学的処理の適温を超える場合がある。このような場合を想定して、浴温を適温に維持するために熱交換器７２の高温側流路と接続されるととともに、第二循環ポンプ７２を備えた冷却用循環配管７６が配されている。また、熱交換器７４の低温側流路は、第三循環ポンプ７６及び冷却塔７８を備えた冷媒用循環配管８０と接続されている。
【００７６】
なお、本発明の乾燥／炭化装置は、被処理物によって、乾燥装置として、又は炭化装置として、使い分けることが可能となる。
【００７７】
すなわち、オカラ、野菜くずのような食品残渣等を飼料として、又は、生ごみ、汚泥等を肥料として再利用する場合は乾燥装置として使用可能である一方、飼料や肥料にはならない可燃性有機廃棄物等は、炭化装置（乾留装置）として使用できる。
【００７８】
乾燥装置として使用する場合は、例えば、各混練機における筒体内の終点側の温度センサが、第一混練機２４：８５℃前後、第二混練機２４Ａ：９０℃前後、第三混練機２４Ｂ：９５℃前後となるように原料供給量および搬送速度さらにはバーナ火力を調節する。このときの加熱炉１２の炉内温度は、４００〜５００℃とする。
【００７９】
そして、第三混練機２４Ｂの出口、乾燥／炭化室１４の製品排出口１４ｂから製品排出装置１８の第二スクリューコンベヤ４４内で冷却されながら、ロータリバルブ４８から製品（乾燥品）が排出される。当該乾燥品の含水率は、概ね７〜１５％程度乾燥品（製品）となる。
【００８０】
他方、乾燥／炭化装置として使用する場合は、例えば、各混練機２４、２４Ａ、２４Ｂの筒体内の終点側の温度センサが、第一混練機２４：約９５〜１００℃、第二混練機２４Ａ：約１５０〜２００℃、第三混練機２４Ｂ：約２５０〜３００℃となるように原料供給量および搬送速度さらにはバーナ火力を調節する。このときの加熱炉１２の炉内温度は、７００〜９００℃とする。このような温度とした場合、蒸気中に塩素含有物が含まれていても、熱分解されてダイオキシンが発生することがない。
【００８１】
原料（被処理物）が有する水分や揮発性有機質を内部から減圧して引き出すことにより、炭化の場合、賦活処理をしている状態と同じ状態になり、低温でも良好な細孔を持った炭化品（乾留品）が得られ、活性炭等としても利用が可能となる。
【００８２】
また、使用済み活性炭の場合、吸着物質は有機質であるため、本発明の装置にて熱分解処理をすれば、活性炭の再生も可能となり、活性炭の再生装置としても利用できる。
【００８３】
本発明装置を使用して処理を行った乾燥品は、飼料、肥料等にリサイクルすることができ、また、炭化物は、燃料、土壌改良剤、調湿剤、ろ過剤、融雪剤、堆肥等に利用することができる。
【００８４】
また、二次公害を発生することなく低温での処理ができ、したがって耐久性も増大し操作が簡単で、運転技術者も不要、危険性も無く安全で、自動運転ができ、安価な装置である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の乾燥／炭化装置の一実施形態を示す正面断面概略図である。
【図２】図１の構成において３本一組の混練機を３列配した側面部分断面（一部内部表示概略図である。
【図３】図１において使用する混練機の３−３線矢視概略断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、図１において使用する混練機において、別形態のスクリュー羽根をそれぞれ備えた混練機の部分概略断面図である。
【図５】図１の実施形態において混練機からの発生蒸気を生物化学的処理装置を用いて行う場合の流れ図である。
【符号の説明】
【００８６】
１２・・・加熱炉
１４・・・乾燥／炭化室
１６・・・原料供給装置（原料供給手段）
１８・・・製品排出装置（製品排出手段）
２０・・・減圧装置（減圧手段）
２２・・・燃焼装置
２４・・・原料供給側混練機（第一混練機）
２４Ｂ・・・原料排出側混練機（第二混練機）
２５・・・混練筒体
２６・・・加熱帯（加熱ゾーン）
２８・・・熱源帯（熱源ゾーン）
５６・・・生物学的処理装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機質又は無機質の含液被処理物を乾燥、前者の場合は、さらには炭化（乾留）も同時的に行うことができる新規な減圧乾燥／炭化装置に関し、特に、含液有機廃棄物を乾燥／炭化処理をするに好適なものである。
【０００２】
ここで、含液有機廃棄物としては、各種汚泥、人糞、家畜糞尿、オカラ、生ごみ、食品残渣、木質系／プラスチック系／ゴム系廃棄物等の有機物系廃棄物のみならず、包帯、ガーゼ、オムツ等の医療廃棄物その他の含液有機廃棄物を含むものである。
【０００３】
ここでは、被処理物として、含液有機廃棄物を例に採り説明するが、含液有機廃棄物に限定されるものではない。
【背景技術】
【０００４】
従来の乾燥炭化装置は、乾燥炉と炭化炉が分離されていたり、ガス冷却塔やバグフィルターを必要としたりして、装置が複雑でトラブルも多く処理品もよいものが得られなかった。炭化機には、一部原料を燃やして蒸し焼きにする方法もあるが、これは灰が多く出ることになり、良質な炭（乾留物）を得難い。
【０００５】
各種汚泥、人糞、家畜糞尿、オカラ、生ごみ、食品残渣等の有機廃棄物は、乾燥処理して肥料等に再利用できるが、他の木質系／プラスチック系／ゴム系廃棄物や上記医療廃棄物は、そのような形での再利用はできない。
【０００６】
そこで、それらを一緒に炭化することが考えられる。このため、有機物の炭化装置が各種市場に出回っている、すなわち、上市されている。
【０００７】
しかし、これらの炭化装置は、含水廃棄物においては、脱水・乾燥処理手段(乾燥装置）と乾留手段（炭化装置）は別手段としたもので、乾燥装置と乾留（炭化）装置の双方が必要であった。また、通常、ガス冷却塔やバグフィルターを必要とし、装置が複雑で、処理品（炭化物又は乾留物）として品質の良いものを得難かった。
【０００８】
なお、炭化装置では、被処理物の一部を燃焼させて、蒸し焼きにする方法であるが、これは、灰が多く出て、やはり、品質の良い炭化物を得難かった。
【０００９】
これらの技術は、本発明者が、現場や他社製品を見聞したものを述べたものであり、特定に先行技術文献に記載されたものではない。
【００１０】
なお、本発明の発明性に影響を与えるものではないが、本発明の減圧乾燥／炭化装置に関連する先行技術文献として、本発明者自身が先に提案した特許文献１〜３等が存在する。
【特許文献１】特開２０００−３２０９６７号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特開２００４−６６２１６号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献３】特開２００４−２４３２８１号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記にかんがみて、含液（有機）廃棄物を乾燥、さらには、適宜炭化するに際して、乾燥／炭化処理を一つの装置で、連続的に効率良く、しかも、高品質の炭化物を得ることができる新規な連続減圧乾燥／炭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】
【００１２】
本発明の連続減圧乾燥／炭化装置は、上記課題を下記構成により解決するものである。
【００１３】
乾燥／炭化室と、加熱炉とを備え、
前記乾燥／炭化室には、該乾燥／炭化室内を減圧するとともに発生蒸気を吸引排出する減圧手段が接続され、また、前記乾燥／炭化室は、前記加熱炉内に主体が配設される一本の又は相互に連通接続された複数本のスクリュー混練機（以下「混練機」という。）で形成されていることを特徴とする。
【００１４】
乾燥／炭化室が減圧されるとともに、一本又は複数本のスクリュウー混練機の主体を加熱炉内に配することにより、連続減圧乾燥／炭化が可能となる。すなわち、混練機の本数及び乾燥／炭化室内の減圧度及び加熱炉の加熱手段の出力（火力）を調節することにより、原料及び製品の要求品質に対応が容易となる。
【００１５】
上記構成において、乾燥／炭化室の原料供給口（原料供給側の混練機の入口）の開口方向を下向きに形成し、該原料供給口に上向きに押出し供給可能に原料供給手段を接続する構成とすることが望ましい。
【００１６】
原料供給口において原料の自重による自己シールが可能となり、原料供給口に特別なシール機構が不要となる。したがって、乾燥／炭化室の減圧の達成が容易となる。
【００１７】
前記原料供給手段を、スクリュー型でその押出口を上向きに備えている構成とすることが、望ましい。スクリュー内を密充填させて移動させることにより、更にシール性を確保し易くなる。
【００１８】
上記各構成において、混練機における上側周壁に沿って蒸気導出空間を形成することが望ましい。特に、乾燥／炭化室の原料供給口を備えた第一混練機においては、湿り度の高い（液滴の多い）蒸気が発生するため効率よく乾燥／炭化室から排出することができる。
【００１９】
そして、前記加熱炉が加熱媒体（流体）接触タイプとし、前記乾燥／炭化室を形成する複数本の混練機を、前記加熱媒体の流れに対して交差して配するとともに、蛇行流を発生させるようにジグザグ状に配した構成とすることが望ましい。加熱媒体が蛇行流となって撹乱されるため、加熱（伝熱）効率の向上が期待できる。
【００２０】
前記加熱炉内に加熱手段としての燃焼装置のバーナ（火口）を配するとともに、該火口の近傍に指向する蒸気噴出ノズルを配し、該蒸気噴出ノズルと蒸気導出空間とを前記減圧手段を備えた蒸気排出配管を介して接続させる構成とすることが望ましい。
【００２１】
当該構成とすることにより、乾燥／炭化室で発生する蒸気（乾留ガスを含む。）を、特別な浄化手段を必要とせずに、燃焼熱により加熱処理することにより無害化して、加熱炉の排気口から排出させることができる。
【００２２】
上記構成において減圧手段（真空ポンプ）を気体エジェクタとすることが望ましい。機械式真空ポンプに比してメンテナンスが容易で、且つ、乾燥／炭化室から吸引するガス体が凝縮性であっても、対応可能である。
【００２３】
また、生物学的槽本体の処理浴に没して発生蒸気の排出先端口が配され、該排出先端口と前記蒸気導出空間とが減圧手段（真空ポンプ）を備えた吸引配管を介して接続する構成とすることもできる。当該構成とした場合は、上記構成において、燃焼処理ができない発生蒸気にも対応可能となる。
【００２４】
上記構成において、減圧手段を、液体を第一流体とする液体エジェクタであり、該液体エジェクタのディフューザを生物学的槽本体の液面直下に臨んで配するとともに、該液体エジェクタの吸引口と蒸気導出空間とが前記吸引配管を介して接続して、ディフューザを発生蒸気の排出先端口とする構成が望ましい。液体エジェクタを使用することにより、前記同様、機械式真空ポンプに比してメンテナンスが容易で、且つ、乾燥／炭化室から吸引するガス体が凝縮性であっても、対応可能である。
【発明を実施するための（最良の）形態】
【００２５】
本発明における実施形態の一つを、主として図１に基づいて説明する。ここでは、説明の簡便のため、乾燥／炭化室が、上下に一列に配された３本のスクリュー混練機からなる場合を例に採り説明する。以下、単に「混練機」というときは、特に断らない限りスクリュー混練機を意味する。
【００２６】
なお、併せて、上下に一列に配された３本のスクリュー混練機を３列に配した場合の構成を図２に示してその説明を適宜行う。同一部分については、同一図符号を付して、それらの説明の全部又は一部を省略する。
【００２７】
また、「乾燥／炭化室」とは、通常、原料の乾燥に続いて炭化を連続的に行う室を意味するが、原料及び／又は製品によっては、乾燥室のみ、又は、炭化室（乾留室）のみの各機能を有する場合も含まれる。
【００２８】
本実施形態の減圧乾燥／炭化装置は、加熱炉１２と、該加熱炉１２に主体が内設される乾燥／炭化室１４とを備え、該乾燥／炭化室１４に原料を供給する原料供給装置（原料供給手段）１６、該乾燥／炭化室１４から製品を取り出す製品排出装置（原料排出手段）１８、及び乾燥／炭化室１４内を減圧とする減圧装置（減圧手段）２０とが付設された基本構成を備えている。
【００２９】
（１）加熱炉１２は、本実施形態では、燃焼装置２２を備えた燃焼加熱炉である。燃焼加熱は、乾燥／炭化室１４を形成する後述の混練機２４の筒壁に対して、熱気（熱風）からの伝導伝熱とともに熱線による放射伝熱の双方が期待でき高温加熱が容易である。
【００３０】
加熱炉１２は、矩形箱部の上部で形成される加熱帯（加熱ゾーン）２６と、矩形箱部の下部にその側壁を突出させて形成される熱源帯（熱源ゾーン）２８とを備えている。そして、加熱帯２６の側壁突出部には燃焼装置２２のバーナ（火口）２２ａが配されている。
【００３１】
熱源ゾーン２８には、炉内温度を検知してバーナ出力を調節可能に炉内温度センサ（図示せず）が適宜配設されている。
【００３２】
なお、バーナ（火口）２２ａの本数は、図２のように、混練機２４を上下方向で３列とする場合は、３本とする。燃焼装置２２の燃料は、灯油、重油、都市ガス、ＬＰＧ等、さらには微粉炭など任意である。
【００３３】
ここでは、加熱手段は、燃焼装置としたが、蒸気（スチーム）加熱や電熱加熱（電気炉方式も含む。）でもよく、また、後述の乾燥／炭化室１４を形成する混練機２４を直接誘導加熱でもよく、さらには、それらを適宜、組み合わせたものでもよい。
【００３４】
当然、この加熱炉１２の本体は、断熱材１２ａで囲繞されている。ここで、加熱炉１２の本体は、通常、耐熱性ステンレス鋼で形成し、断熱材１２ａは、セラミックファイバー耐火材、珪酸カルシウム保温材、ロックウール保温材等が、軽量であり施工に適している。なお、耐火レンガ又は耐火キャスタでもよいが重量が増加する。
【００３５】
（２）乾燥／炭化室１４は、上下方向に、それぞれ出口及び入口が連通管３４を介して接続された複数本のスクリュー混練機２４、２４Ａ、２４Ｂで形成されている。混練機の本数は図例では、３本とされているが、図２に示す如く、３本一組として３列の並列構成としてもよい。また、このとき、混練機２４、２４Ａ、２４Ｂの上下方向の配置は、ジグザグ（千鳥足）状又は平面投影としたとき可及的に相互に重ならないようにすることが望ましい（図２参照）。対流伝熱の流れを蛇行流とすることができるとともに、放射伝熱も熱源ゾーン２８に対して前側に位置する混練機２４が後側の混練機２４Ａ、２４Ｂに対する放射伝熱の阻害率が小さくなって、全体として伝熱効率が向上する。
【００３６】
そして、各混練機２４、２４Ａ、２４Ｂにおける混練筒体２５は、その両端部が加熱炉１２の加熱帯２６の両側壁から突出させて保持されている。
【００３７】
そして、筒体の断面形状は、円形であるが、混練機２４、２４Ａ、２４Ｂのスクリュー羽根３０が下面側で摺動回転可能なＵ字型断面（トラフ部）を有するものであれば、上方断面形状は、特に限定されず、下方開口の矩形断面であってもよい。
【００３８】
そして、本実施形態では、発生蒸気の乾燥／炭化室（混練機）からの排出を容易とするために、スクリュー羽根３０を混練筒体に対して下方へ遍在（偏心）させて配することにより、スクリュー羽根の上側に蒸気導出空間２５ｃが形成されている（図３参照）。
【００３９】
また、スクリュー羽根の形状は、汎用のものに図例のものに限られず、図４（ａ）、（ｂ）に示す如く、刃先を軸部まで切欠いたもの３０Ａ又は部分的に切り欠いたもの３０Ｂも使用できる。これらの形状の場合は、原料に対して混練と同時に、剪断作用を付加でき、原料中の固形物を細断でき、加熱効率ひいては乾燥・炭化効率の向上が期待できる。
【００４０】
スクリュー羽根３０（３０Ａ、３０Ｂ）のピッチは、羽根径と略同一とするが、原料の種類により、ピッチをそれより狭くしたり広くしたりすることができ、さらには、ピッチを漸減することも可能である。
【００４１】
さらに、混練機２４（２４Ａ、２４Ｂ）は、一軸タイプに限定されず、二軸、三軸等の多軸タイプでもよい。
【００４２】
また、軸部３０ａは、混練筒体（筒体）２５の両端に軸封装置（フェルトパッキンやグランドパッキン）を介して回転可能に保持されている。そして、各軸部３０ａの一端には、減速機付きモータ２３が取付けられている。各減速機付きモータ２３は、インバータ方式で、回転速度を制御可能とされている。そして、回転速度を制御することにより、各混練機２４、２４Ａ、２４Ｂ内の原料搬送量・滞留時間を調節可能となっている。
【００４３】
また、加熱炉１２のバーナ設置側の側壁から突出した各混練筒体２５の端部上側には発生蒸気出口２５ａが形成されている。
【００４４】
同じく、加熱炉１２の側壁から突出した搬送方向終点側の端壁には、上記原料搬送量・滞留時間の調節因子の一つである温度を検知する温度センサ３２が取付けられている。
【００４５】
なお、混練機２４の混練筒体２５及びスクリュー羽根３０は、耐熱性を有するステンレス鋼等で形成する。
【００４６】
各列の上段（第１段）・中段（第２段）・下段（第３段）の各混練機２４、２４Ａは、搬送方向終点側に形成された出口が、後段側（下側）の混練機２４Ａ、２４Ｂの入口と連通管３４を介してシール接続されている。
【００４７】
なお、各混練機２４、２４Ａ、２４Ｂの出口（連通管３４）手前には、材料のショートパス（短絡流れ）を防止するため堰（ダム）３６を設けることが望ましい（図１（Ａ）参照）。該堰３６の高さは、原料（被搬送物）が乗り越え可能な高さとする。該堰３６の搬送方向断面は、図例の如く板状でもよいが、軸方向断面瘤状でもよい。
【００４８】
混練筒体２５内径、１５０〜３００ｍｍφの場合、堰３６の高さは、内径の1／１０〜1／５とする。
【００４９】
本実施形態では、乾燥／炭化室１４の原料供給口１４ａ、すなわち、第一段混練機２４の入口の開口方向が斜め下方とされている。該原料供給口１４ａの開口方向の筒体軸線に対する角度αは、３０〜８０℃の範囲とする。α：９０°では、原料供給（原料送り込み）が若干困難となり、３０°より小さいと、原料供給に際して、原料自体の自重による自己シール性を確保し難くなる。なお、α：９０°近傍とするときは、先絞りのテーパ状とすれば原料供給が容易となる。
【００５０】
（３）原料供給装置（原料供給手段）１６は、原料ホッパ３８と原料ホッパ３８の底部に付設された供給用スクリューコンベヤ（原料送り込み手段）４０とを備えた構成である。原料ホッパ３８は、投入原料を粉砕・混合する水平型攪拌機４２を備えている。ここで、図２に示す如く、複数列（３列）構成とする場合は、それに対応させた本数（３本）のスクリューコンベヤ４０を配設する。
【００５１】
上記水平型攪拌機４２及びスクリューコンベヤ４０も、インバータ方式の減速機付きモータ２３Ａ、２３Ｂで回転速度調節可能に駆動されるようになっている。
【００５２】
ここで、原料供給装置１６の送り込み手段は、スクリューコンベヤに限られず、プランジャ−方式でもよい。また、プランジャー方式とするときは、スクリューコンベヤのスクリューをフルフライト型とせずに、トーピード型とすることが望ましい。
【００５３】
そして、スクリューコンベヤ４０の出口は、第一混練機２４の入口（原料供給口）１４ａに対応させて開口方向が斜め上方とされて、原料供給口１４ａと密閉的に接続されている。
【００５４】
（４）製品排出装置（原料排出手段）１８は、排出用スクリューコンベヤ４４で形成されている。該コンベヤ本体（シリンダー）は冷却ジャケット４６を備えている。製品（処理済み品：乾燥／炭化処理品）を冷却して排出するためである。該スクリューコンベヤ４４の入口は、乾燥／炭化室１４の製品排出口１４ａ、すなわち、第三混練機２４Ｂの出口と密閉接続されている。一方、該スクリューコンベヤ４４の出口は、乾燥／炭化室１４の減圧状態を維持する（空気流入を防ぐ）ために、連続排出可能なロータリバルブ（シール機構：シール手段）４８が配されている。該シール機構としては、ダブルダンパ等であってもよい。
【００５５】
なお、上記スクリューコンベヤ４４も、インバータ方式の減速機付きモータ２３Ｃで回転速度調節可能に駆動されるようになっている。
【００５６】
（５）減圧装置は、本実施形態では、エアエジェクタ２０である。該エジェクタ２０は、前記熱気発生部のバーナ近傍に臨んでディフューザ２０ａの吐出口が取付けられ、該エジェクタ２０の第一流体流入口２０ｂは第一流体用ブロア５０の吐出口が接続されている。そして、第二流体入口（吸引口）２０ｂには、各混練機２４（２４Ａ、２４Ｂ）の前記排気口２５ａからの排気用の支流水平配管５２が、本流垂直配管５４に取付けられ、該本流垂直配管５４は各エジェクタ２０の吸引口（第二流入口）２０ｃに接続されている。
【００５７】
なお、高含液物を被処理物（原料）とするときは、混練機２４の排気口２５ａからの排出蒸気中の湿り度が高いため、凝縮器（コンデンサ）５５及び気液分離器５７を配したバイパス配管５９に導入後、該凝縮器５５で水回収ないし溶剤回収した後、本流垂直配管５４に戻してもよい（図２参照）。液滴（水分）の回収をすることにより、加熱炉１２を冷やすことがなく、さらには、溶剤や木酢液等の有価物の回収が可能となる。
【００５８】
次に、上記実施形態の使用態様について、説明をする。
【００５９】
先ず、燃焼装置２２並びに原料ホッパ３８内の水平型攪拌機４２及びスクリューコンベヤ４０の各運転を開始させる。原料ホッパ３８に原料（被処理品）を投入後、スクリュ−コンベヤ４０により、原料が乾燥／炭化室１４の原料供給口（上段混練機２４の入口）１４ａを完全に塞ぐまで原料を搬送後、スクリューコンベヤ４０を一時停止させる。
【００６０】
この状態で、原料搬送用のエジェクタ用ブロア５０及び燃焼装置２２の運転を開始させる。すると、加熱炉１２内で熱気を発生して、各混練筒体２５が加熱されるとともに、エジェクタ２０の吸引作用で、各混練筒体２５内が減圧される。
【００６１】
なお、上記において、水平型攪拌機４２及びスクリューコンベヤ４４の運転開始とともにエジェクタ用ブロア５０及び燃焼装置２２の運転を同時開始させてもよい。この場合は、原料が乾燥／炭化室１４の原料供給口１４ａを塞ぐまで、減圧がほとんど行われない。
【００６２】
続いて、各混練機２４、２４Ａ、２４Ｂ及び製品排出装置１８の運転を開始させる。混練筒体２５内で、原料はスクリュー羽根３０で混練されながら、上段混練機２４、中段混練機２４Ａ、下段混練機２４Ｂと順次搬送される。このとき、混練機２４（２４Ａ、２４Ｂ）の回転速度は、原料及び製品の要求品質により異なるが、通常、１〜３０ｍｉｎ-1とする。
【００６３】
このとき、各混練機２４の筒体２５壁は熱気で加熱されまた筒体２５内は減圧されているため、原料中に含まれている液成分（通常水）が蒸発して乾燥さらには炭化される。
【００６４】
このとき、原料の種類及び製品（プロダクト）の要求品質に対応して、乾燥／炭化室１４への供給量及び各混練機２４における原料搬送速度（滞留時間）並びに各混練機２４、２４Ａ、２４Ｂの温度を調節する。
【００６５】
この原料供給量の調節は、第一スクリューコンベヤ４０の減速機付きモータ２３Ｂの回転速度により、原料搬送速度の調節は各混練機２４、２４Ａ、２４Ｂにおける各減速機付きモータ２３の回転速度の調節により、また、各混練機２４、２４Ａ、２４Ｂの温度調節は、燃焼装置２２の燃料供給量（ガス供給量）の調節により行う。
【００６６】
これらの調節は、通常、混練機２４（２４Ａ、２４Ｂ）における温度センサ３２で温度を検知しながら連動させて行う。すなわち、温度が設定値から外れる（高すぎる又は低すぎる）ときは、原料供給量、搬送速度及び燃料供給量の一つ又は二つ以上を調節することにより行う。
【００６７】
そして、要求品質に適合するように乾燥／炭化が完了した製品（処理済み品：プロダクト）は、製品排出装置１８の排出用スクリューコンベヤ（第二スクリューコンベヤ）４４のスクリュー搬送部に送りこまれ、該スクリュー搬送部で冷却されながら、ロータリバルブ４８を介して製品回収箱４９に回収される。
【００６８】
上記において、炭素質系の高含水有機廃棄物を乾留処理する場合の運転条件の一例を示す。
【００６９】
乾燥／炭化室１４減圧度：−１００〜−４００ｍｍＨｇ
（−１．３３〜−５．３３ｋＰａ）
上段混練機２４設定温度：９０〜１００℃、
中段混練機２４設定温度：１５０〜２００℃
下段混練機２４設定温度：２５０〜３００℃
全行程処理時間：３００〜４００ｍｉｎ
なお、エジェクタの運転条件は、２０〜１５０ｋＰａ、吐出量２〜２０ｍ3／ｍｉｎとする。
【００７０】
図５に示すものは、上記実施形態において、排気ガスを、燃焼処理する代わりに、生物化学処理装置５６に導入して発生蒸気の浄化処理する形態である。他は、上記実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【００７１】
燃焼処理の代わりに発生蒸気処理装置として生物学的処理装置５６を使用する。燃焼処理に比して、湿りガスを燃焼装置に送らないため、燃焼装置の燃焼効率を低下させるおそれがない。
【００７２】
該生物学的処理装置５６は、槽本体５８と槽本体５８に配設される向流接触床６０とを備えたのもので、吸引手段としてのエジェクタ２０Ａが配され、該エジェクタ２０Ａは、ディフューザ２０ａが槽本体５８の浴液面Ｌ直下に臨むように配されている。
【００７３】
そして、第一流体入り口２０ｂが、槽本体５８内の水を循環使用可能に槽本体５８の下部と接続され、第一循環ポンプ６２を備えたエジェクタ用循環配管６４と接続されている。
【００７４】
他方、第二流体入口２０ｃは、各混練機２４（２４Ａ、２４Ｂ）からの発生蒸気の排出配管６６と接続された吸引配管６８と接続されている。なお、該吸引配管６８の途中には、発生蒸気（湿り度が高い）中の有価液滴物（例えば木酢液や溶剤）を回収可能にサイクロン７０が配されている。
【００７５】
また、混練機２４（２４Ａ、２４Ｂ）からの発生蒸気が高温の場合、生物学的槽本体５８の水温（液温）が生物学的処理の適温を超える場合がある。このような場合を想定して、浴温を適温に維持するために熱交換器７２の高温側流路と接続されるととともに、第二循環ポンプ７２を備えた冷却用循環配管７６が配されている。また、熱交換器７４の低温側流路は、第三循環ポンプ７６及び冷却塔７８を備えた冷媒用循環配管８０と接続されている。
【００７６】
なお、本発明の乾燥／炭化装置は、被処理物によって、乾燥装置として、又は炭化装置として、使い分けることが可能となる。
【００７７】
すなわち、オカラ、野菜くずのような食品残渣等を飼料として、又は、生ごみ、汚泥等を肥料として再利用する場合は乾燥装置として使用可能である一方、飼料や肥料にはならない可燃性有機廃棄物等は、炭化装置（乾留装置）として使用できる。
【００７８】
乾燥装置として使用する場合は、例えば、各混練機における筒体内の終点側の温度センサが、第一混練機２４：８５℃前後、第二混練機２４Ａ：９０℃前後、第三混練機２４Ｂ：９５℃前後となるように原料供給量および搬送速度さらにはバーナ火力を調節する。このときの加熱炉１２の炉内温度は、４００〜５００℃とする。
【００７９】
そして、第三混練機２４Ｂの出口、乾燥／炭化室１４の製品排出口１４ｂから製品排出装置１８の第二スクリューコンベヤ４４内で冷却されながら、ロータリバルブ４８から製品（乾燥品）が排出される。当該乾燥品の含水率は、概ね７〜１５％程度乾燥品（製品）となる。
【００８０】
他方、乾燥／炭化装置として使用する場合は、例えば、各混練機２４、２４Ａ、２４Ｂの筒体内の終点側の温度センサが、第一混練機２４：約９５〜１００℃、第二混練機２４Ａ：約１５０〜２００℃、第三混練機２４Ｂ：約２５０〜３００℃となるように原料供給量および搬送速度さらにはバーナ火力を調節する。このときの加熱炉１２の炉内温度は、７００〜９００℃とする。このような温度とした場合、蒸気中に塩素含有物が含まれていても、熱分解されてダイオキシンが発生することがない。
【００８１】
原料（被処理物）が有する水分や揮発性有機質を内部から減圧して引き出すことにより、炭化の場合、賦活処理をしている状態と同じ状態になり、低温でも良好な細孔を持った炭化品（乾留品）が得られ、活性炭等としても利用が可能となる。
【００８２】
また、使用済み活性炭の場合、吸着物質は有機質であるため、本発明の装置にて熱分解処理をすれば、活性炭の再生も可能となり、活性炭の再生装置としても利用できる。
【００８３】
本発明装置を使用して処理を行った乾燥品は、飼料、肥料等にリサイクルすることができ、また、炭化物は、燃料、土壌改良剤、調湿剤、ろ過剤、融雪剤、堆肥等に利用することができる。
【００８４】
また、二次公害を発生することなく低温での処理ができ、したがって耐久性も増大し操作が簡単で、運転技術者も不要、危険性も無く安全で、自動運転ができ、安価な装置である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の乾燥／炭化装置の一実施形態を示す正面断面概略図である。
【図２】図１の構成において３本一組の混練機を３列配した側面部分断面（一部内部表示概略図である。
【図３】図１において使用する混練機の３−３線矢視概略断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、図１において使用する混練機において、別形態のスクリュー羽根をそれぞれ備えた混練機の部分概略断面図である。
【図５】図１の実施形態において混練機からの発生蒸気を生物化学的処理装置を用いて行う場合の流れ図である。
【符号の説明】
【００８６】
１２・・・加熱炉
１４・・・乾燥／炭化室
１６・・・原料供給装置（原料供給手段）
１８・・・製品排出装置（製品排出手段）
２０・・・減圧装置（減圧手段）
２２・・・燃焼装置
２４・・・原料供給側混練機（第一混練機）
２４Ｂ・・・原料排出側混練機（第二混練機）
２５・・・混練筒体
２６・・・加熱帯（加熱ゾーン）
２８・・・熱源帯（熱源ゾーン）
５６・・・生物学的処理装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥／炭化室と、加熱炉とを備え、
前記乾燥／炭化室には、該乾燥／炭化室内を減圧するとともに発生蒸気を吸引排出する減圧手段が接続され、また、
前記乾燥／炭化室は、前記加熱炉内に主体が配設される一本の又は相互に連通接続された複数本のスクリュー混練機（以下「混練機」という。）で形成されていることを特徴とする連続減圧乾燥／炭化装置。
【請求項２】
前記乾燥／炭化室の原料供給口となる第一混練機の入口の開口方向が下向きに形成され、該原料供給口に上向きに押出し供給可能に原料供給手段が接続されていることを特徴とする請求項１記載の連続減圧乾燥／炭化装置。
【請求項３】
前記原料供給手段が、スクリュー型でその押出口が前記第一混練機の入口に対応させて上向きに形成されていることを特徴とする請求項２記載の連続減圧乾燥／炭化装置。
【請求項４】
前記複数本の混練機のうち少なくとも第一混練機に、その上側周壁に沿って蒸気導出空間が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の連続減圧乾燥／炭化装置。
【請求項５】
前記加熱炉が加熱媒体（流体）接触タイプであり、前記乾燥／炭化室を形成する複数本の混練機が、前記加熱媒体の流れに対して交差して配されるとともに、蛇行流を発生させるようにジグザグ状に配されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の連続減圧乾燥／炭化装置。
【請求項６】
前記熱気／発生加熱炉内に燃焼装置のバーナ（火口）が配されるとともに、該火口の近傍に指向する蒸気噴出ノズルが配され、該蒸気噴出ノズルと前記蒸気導出空間とが前記減圧手段を備えた蒸気排出配管を介して接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の連続減圧乾燥／炭化装置。
【請求項７】
前記減圧手段が気体エジェクタであることを特徴とする請求項６記載の連続減圧乾燥／炭化装置。
【請求項８】
生物学的処理槽の処理浴に没して発生蒸気の排出先端口が配され、該排出先端口と前記蒸気導出空間とが減圧手段を備えた吸引配管を介して接続されていることを特徴とする請求項４又は５記載の連続減圧乾燥／炭化装置。
【請求項９】
前記減圧手段が液体を第一流体とする液体エジェクタであり、該液体エジェクタのディフューザが前記生物学的処理槽の液面直下に臨んで配されるとともに、該液体エジェクタの吸引口と前記蒸気導出空間とが前記吸引配管を介して接続されて、前記ディフューザが前記発生蒸気の排出先端口とされていることを特徴とする請求項８記載の連続減圧乾燥／炭化装置。
【請求項１】
乾燥／炭化室と、加熱炉とを備え、
前記乾燥／炭化室には、該乾燥／炭化室内を減圧するとともに発生蒸気を吸引排出する減圧手段が接続され、また、
前記乾燥／炭化室は、前記加熱炉内に主体が配設される一本の又は相互に連通接続された複数本のスクリュー混練機（以下「混練機」という。）で形成されていることを特徴とする連続減圧乾燥／炭化装置。
【請求項２】
前記乾燥／炭化室の原料供給口となる第一混練機の入口の開口方向が下向きに形成され、該原料供給口に上向きに押出し供給可能に原料供給手段が接続されていることを特徴とする請求項１記載の連続減圧乾燥／炭化装置。
【請求項３】
前記原料供給手段が、スクリュー型でその押出口が前記第一混練機の入口に対応させて上向きに形成されていることを特徴とする請求項２記載の連続減圧乾燥／炭化装置。
【請求項４】
前記複数本の混練機のうち少なくとも第一混練機に、その上側周壁に沿って蒸気導出空間が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の連続減圧乾燥／炭化装置。
【請求項５】
前記加熱炉が加熱媒体（流体）接触タイプであり、前記乾燥／炭化室を形成する複数本の混練機が、前記加熱媒体の流れに対して交差して配されるとともに、蛇行流を発生させるようにジグザグ状に配されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の連続減圧乾燥／炭化装置。
【請求項６】
前記熱気／発生加熱炉内に燃焼装置のバーナ（火口）が配されるとともに、該火口の近傍に指向する蒸気噴出ノズルが配され、該蒸気噴出ノズルと前記蒸気導出空間とが前記減圧手段を備えた蒸気排出配管を介して接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の連続減圧乾燥／炭化装置。
【請求項７】
前記減圧手段が気体エジェクタであることを特徴とする請求項６記載の連続減圧乾燥／炭化装置。
【請求項８】
生物学的処理槽の処理浴に没して発生蒸気の排出先端口が配され、該排出先端口と前記蒸気導出空間とが減圧手段を備えた吸引配管を介して接続されていることを特徴とする請求項４又は５記載の連続減圧乾燥／炭化装置。
【請求項９】
前記減圧手段が液体を第一流体とする液体エジェクタであり、該液体エジェクタのディフューザが前記生物学的処理槽の液面直下に臨んで配されるとともに、該液体エジェクタの吸引口と前記蒸気導出空間とが前記吸引配管を介して接続されて、前記ディフューザが前記発生蒸気の排出先端口とされていることを特徴とする請求項８記載の連続減圧乾燥／炭化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−２７４２０１（Ｐ２００６−２７４２０１Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９９７５９（Ｐ２００５−９９７５９）
【出願日】平成１７年３月３０日（２００５．３．３０）
【出願人】（３９８００３０２７）株式会社Ｃ・Ｐ・Ｒ (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３０日（２００５．３．３０）
【出願人】（３９８００３０２７）株式会社Ｃ・Ｐ・Ｒ (5)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]