JP2000018814A - 都市ごみの乾燥装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 都市ごみの乾燥と不燃物の分離を同時に行う
ことが可能な乾燥装置及び乾燥方法を提供する。 【解決手段】 都市ごみを流動媒体と混合させ、散気管
３から供給する高温の乾燥ガスにより水平方向に流動さ
せて流動層２を形成して乾燥させる横形流動層式の都市
ごみの乾燥装置１であって、流動層２の下流部分に、表
層部分の流動物である乾燥させた可燃物を分離して排出
する排出機１と、底部の流動媒体を含む不燃物を排出口
８から排出する排出機７を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみの乾燥装
置及び方法に関し、特に横形の流動層式の乾燥装置及び
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的な都市ごみは約４０〜５０％程度
の水分を含んでおり、焼却前に乾燥させておくことが好
ましい。

【０００３】都市ごみの乾燥装置としては、特開平１０
−１０３８６０号公報に開示された技術が知られてい
る。この技術は、都市ごみを不燃性の粒状充填物と混合
して高温で攪拌することにより、乾燥を行うものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ダイオキシン等の有害
ガスの発生を防止し、ごみの焼却エネルギーの回収やリ
サイクルを進めるため、ガス化・溶融炉の導入が進んで
いる。都市ごみには一般的に１０％程度の不燃物が含ま
れているが、ガス化炉での焼却処理は、こうした不燃物
を除去して行うことが好ましく、従来は、乾燥前あるい
は乾燥後のいずれかに別途分離除去を行っていた。

【０００５】そこで、本発明は、都市ごみの乾燥と不燃
物の分離を同時に行うことが可能な乾燥装置及び乾燥方
法を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の都市ごみの乾燥装置は、都市ごみを流動媒
体と混合させ、水平方向に流動させて流動層を形成して
乾燥させる横形流動層式の都市ごみの乾燥装置におい
て、この流動層の下流部分において主として乾燥ごみか
らなる表層部分の流動物を分離して装置外部に排出する
第１の排出手段と、流動層の下流部分において底部の主
として流動媒体を含む不燃物を装置外部に排出する第２
の排出手段と、を備えていることを特徴とする。

【０００７】一方、本発明の都市ごみの乾燥方法は、横
形の流動層式乾燥装置を用いた都市ごみの乾燥方法であ
って、都市ごみを流動媒体中に投入して高温の乾燥ガス
により攪拌して流動層を形成する工程と、この流動層の
下流部分において、主として乾燥ごみからなる表層部分
の流動物を分離して排出する工程と、流動層の下流部分
において、底部の主として流動媒体を含む不燃物を分離
して別に排出する工程と、を備えていることを特徴とす
る。

【０００８】本発明によれば、都市ごみを流動媒体に混
合させて横方向に流動させることにより、都市ごみは流
動媒体内で加熱されて乾燥される。このとき、比重の重
い不燃物は次第に流動層の底部に集まり、水分が除去さ
れて軽くなった可燃物は次第に流動層の表層部に集ま
る。流動層の下流部分で、表層部の流動物を分離して排
出することで可燃物である乾燥ごみが分離される。一
方、底部部分からは、主として不燃物と流動媒体が排出
され、ここから流動媒体を分離すれば、不燃物のみが得
られる。

【０００９】ここで、流動媒体は、粒径０．２ｍｍ〜２
ｍｍの珪砂またはスラグ粒子であることが好ましい。流
動層の見かけ比重は１．１〜１．２程度なので、流動層
中で比重の軽い可燃物が表層に集まりやすくなる。多量
の水を含む厨芥は、流動層中を浮遊しつつ乾燥され、水
分が減少すると浮上する。特に、流動層中の熱伝達は非
常に良好である。

【００１０】都市ごみを約１００ｍｍ角以下に破砕して
乾燥装置に投入する破砕装置をさらに備えていてもよ
い。都市ごみを予め細かく破砕しておくことで、流動が
促進され、乾燥に必要な流動距離が短縮され、装置の小
型化が可能となる。

【００１１】乾燥装置内で発生したガスを脱臭処理する
脱臭装置をさらに備えていてもよい。ごみから発生する
アンモニア、硫化水素、メチルメルカプタン等の悪臭物
質を除去するためである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態について説明する。図１は本発明に
係るごみ乾燥装置の好適な実施形態の概略構成図であ
る。

【００１３】図１に示されるようにこの乾燥装置１は、
流動媒体と乾燥対象の都市ごみを混合して水平方向に流
動させて流動層２を形成して乾燥を行う横形流動層式の
乾燥装置である。流動媒体としては、粒径０．２〜２．
０ｍｍ程度の珪砂あるいはスラグ粒子が好適である。粒
径０．５〜１．０ｍｍ程度の珪砂であればさらに望まし
い。

【００１４】この流動層２の上流部分に破砕装置１４で
細かく破砕された乾燥対象の都市ごみを投入するごみフ
ィーダー４が配置され、流動層２の底部には、流動層２
を加熱、攪拌するための乾燥ガスを流動層２内に供給す
るための散気管３が所定のピッチで複数本配置されてい
る。流動層２の下流部の表層部には、ごみ排出機５が配
置されている。このごみ排出機５には、例えば、図示の
ようにチェーン駆動されたスクレーパにより、ごみ表層
部の流動物を下流側へ掻き出す構成を用いることができ
る。

【００１５】流動層２の下流側はせき１１によりせき止
められており、ごみ排出機５はこのせき１１の下流側に
まで達している。そして、せき１１の下流側には、ごみ
排出機５により掻き出された流動物を貯めておく乾燥ご
みホッパー６が設けられている。ホッパー６の底部には
貯められたごみを外部に排出する排出機１０が取り付け
られている。一方、ホッパー６の上部には、ガス排出口
９が設けられている。このガス排出口９には、脱臭装置
１３が接続されている。

【００１６】流動層２の下流部側底部には、排出口８が
設けられており、流動層２の底部には、この排出口８に
向かって、流動層２の底部の流動物を送り出す排出機７
が取り付けられている。排出口８には、取り出された流
動物から流動媒体を分離する不燃物／流動媒体分離装置
１４が接続されている。

【００１７】本装置の動作を説明する前に、ここで、一
般的な都市ごみの組成について説明しておく。表１は、
廃棄物学会廃棄物試験・検査法研究部会１９９６年度報
告書による平成７年度の主な都市の都市ごみの重量組成
比を示したものである。

【００１８】

【表１】

【００１９】都市により、若干ごみの組成比に違いはあ
るが、このうち３０〜５０％を水分の多い（含水率約７
０％）比重１程度の厨芥が占め、水分が２０％程度で比
重の軽い紙、木、プラスチック等が４０％程度を占めて
いる。これらの各都市では分別収集が行われているが、
それでも不燃物が約１０％程度含まれている。この結
果、都市ごみ全体では４０〜５０％の水分が含まれてい
ることになる。

【００２０】次に、本装置の動作を本発明の方法ととも
に説明する。乾燥装置１内には、上述した流動媒体、例
えば珪砂が収められ、散気管３により導入された高温の
乾燥ガスにより流動層２が形成されている。この乾燥ガ
スは、例えば、ごみ焼却炉の燃焼排ガス等を利用するこ
とができるが、乾燥装置１内でのごみ燃焼を防止するた
め、酸素を含まないか含有量の少ないガスであることが
好ましい。

【００２１】この流動層２にフィーダー４から破砕装置
１２によってほぼ１００ｍｍ角以下に破砕された都市ご
みを連続的に投入する。散気管３からの乾燥ガスの送出
量を制御することにより、フィーダー４から落下した都
市ごみを流動層２が巻き込むように流動層２の流れを調
整する。

【００２２】流動層２に巻き込まれたごみは激しく攪拌
されながら、流動媒体である珪砂と乾燥ガスの熱風によ
り加熱され、厨芥、紙、木等の可燃物から水分が蒸発し
て、乾燥されていく。乾燥が進むにつれてこれらの可燃
物の比重は軽くなり、流動層２の表層部に浮上してい
く。この表層部に浮上した可燃物は排出機５により掻き
出されてせき１１を越えてホッパー６に送られる。そし
て、ホッパー６からは排出機１０により取り出される。
こうして分離された可燃物は乾燥状態にあるので、熱量
が高くなり、ガス化溶融炉でのガス化が容易になり、か
つ、発生ガスの発熱量が高くなる。

【００２３】一方、不燃物は比重が重いため、流動層２
の底のほうへ沈んでいく。流動層２内で流動する間にこ
れらの不燃物の表面は流動媒体である珪砂により表面が
洗われて水分や汚れが取り除かれる。これらの不燃物は
流動媒体とともに排出機７により排出口８から系外へ排
出される。不燃物／流動媒体分離装置１４によって排出
された不燃物から流動媒体を除去した後、不燃物は分別
されてリサイクルに供せられる。前述のように不燃物は
流動媒体により洗浄されているので、リサイクルが容易
である。

【００２４】都市ごみから除去された水分は乾燥ガス及
び装置内で発生したガスとともに排出口９から排出され
る。排出されたガスには厨芥等から発生するアンモニ
ア、硫化水素、メチルメルカプタンなどの悪臭源となる
物質が含まれるので、脱臭装置１３により脱臭処理を行
う。この脱臭装置には、接触酸化脱臭装置や化学的脱臭
装置などを用いることができる。あるいは、このガスを
ガス化溶融装置の溶融炉出口や二次燃焼炉等に導いて８
００℃以上の高温に加熱することで悪臭成分を分解し、
処理してもよい。

【００２５】このように、本発明の方法及び装置によれ
ば、可燃物の乾燥及び可燃物と不燃物の分離を同時に行
うことができる。特に、可燃物中にダイオキシン生成の
触媒とされる銅をはじめとする金属などの不燃物が混入
していないので、より安全に焼却処理を行うことができ
る。

【００２６】ここでは、表層部の乾燥ごみの排出手段と
してスクレーパを利用する例を説明したが、本発明にお
ける排出手段はこれに限られるものではなく、例えば、
スクリュー式や流動式などの各種の既知の排出手段を用
いることができる。底部の不燃物の排出手段についても
スクリュー式に限られるものではなく、各種の排出手段
を用いることができる。

【００２７】［実施例］次に、具体的な乾燥・分離例に
ついて説明する。ここでは、湿重量で厨芥を３９％、紙
・木・プラスチック類を４８％、不燃物を１３％含み、
水分量が４１％で含む都市ごみを毎時１００ｋｇ乾燥さ
せた場合のシミュレーション結果について説明する。

【００２８】流動層２内での伝熱係数ｈは、少なくとも
１００kcal/m²hr℃程度であり、流動層２表面での伝熱
係数ｈは、５〜１０kcal/m²hr℃程度であることが知ら
れている。この条件で乾燥・流動のシミュレーション計
算を行った。

【００２９】乾燥に必要な乾燥ガスの供給量は入口温度
を３００℃、出口温度を１５０℃とすると、４２３Ｎｍ
³／hrであった。流動層２内のガス、流動媒体の平均温
度は２００〜２２０℃、ごみの温度はガスの湿球温度で
ある５０〜５５℃となる。厨芥の水分量が５０％以下に
まで乾燥されると、軽くなって流動層２表面に浮上する
と考えられるが、これに要する時間は投入からわずか３
〜４分であった。そして、浮上後６分程度で排出され
た。流動層２の表層部に形成される可燃物の層の厚みは
約２０ｃｍであった。排出された可燃物の水分量は７．
２％であり、質量は約５１％に減少した。一方、発熱量
は投入時のごみ１ｋｇあたり２１００ｋｃａｌから４４
００ｋｃａｌ／ｋｇに上昇した。

【００３０】この結果、流動層を利用することで、ごみ
を早く乾燥することができ、コンパクトな装置構成で、
乾燥・分離が行えることが確認できた。

【００３１】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
都市ごみの乾燥と、不燃物と可燃物の分離を同時にコン
パクトな装置で行うことができるので、その後の可燃物
の焼却、ガス溶融処理を効率良く行うことができる。ま
た、不燃物のリサイクルも容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る乾燥装置の好適な実施形態を示す
全体概略図である。

【符号の説明】

１…乾燥装置、２…流動層、３…散気管、４…フィーダ
ー、５、７、１０…ごみ排出機、６…ホッパー、８…排
出口、９…ガス排出口、１１…せき、１２…破砕装置、
１３…脱臭装置、１４…不燃物／流動媒体分離装置。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 都市ごみを流動媒体と混合させ、高温の
   乾燥ガスにより水平方向に流動させて流動層を形成して
   乾燥させる横形流動層式の都市ごみの乾燥装置におい
   て、 前記流動層の下流部分において主として乾燥ごみからな
   る表層部分の流動物を分離して装置外部に排出する第１
   の排出手段と、 前記流動層の下流部分において底部の主として流動媒体
   を含む不燃物を装置外部に排出する第２の排出手段と、 を備えている都市ごみの乾燥装置。
2. 【請求項２】 前記流動媒体は、珪砂またはスラグ粒子
   であって、その粒径は０．２ｍｍ〜２ｍｍであることを
   特徴とする請求項１記載の都市ごみの乾燥装置。
3. 【請求項３】 都市ごみを約１００ｍｍ角以下に破砕し
   て前記流動乾燥装置に投入する破砕装置をさらに備えて
   いる請求項１記載の都市ごみの乾燥装置。
4. 【請求項４】 前記流動乾燥装置内で発生したガスを脱
   臭処理する脱臭装置をさらに備えている請求項１記載の
   都市ごみの乾燥装置。
5. 【請求項５】 横形の流動層式乾燥装置を用いた都市ご
   みの乾燥方法であって、 都市ごみを流動媒体中に投入して高温の乾燥ガスにより
   攪拌して流動層を形成する工程と、 前記流動層の下流部分において、主として乾燥ごみから
   なる表層部分の流動物を分離して排出する工程と、 前記流動層の下流部分において、底部の主として流動媒
   体を含む不燃物を分離して別に排出する工程と、 を備えていることを特徴とする都市ごみの乾燥方法。
6. 【請求項６】 前記流動媒体は、珪砂またはスラグ粒子
   であって、その粒径は０．２ｍｍ〜２ｍｍであることを
   特徴とする請求項５記載の都市ごみの乾燥方法。
7. 【請求項７】 前記流動層式乾燥装置への投入前に都市
   ごみを約１００ｍｍ角以下に破砕する前処理工程をさら
   に備えている請求項５記載の都市ごみの乾燥方法。
8. 【請求項８】 前記流動層式乾燥装置内で発生したガス
   を脱臭処理する工程をさらに備えている請求項５記載の
   都市ごみの乾燥方法。