JP2002089812A

JP2002089812A - ごみ乾燥装置

Info

Publication number: JP2002089812A
Application number: JP2000280294A
Authority: JP
Inventors: Hisaaki Sato; 久秋佐藤
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-09-14
Filing date: 2000-09-14
Publication date: 2002-03-27

Abstract

(57)【要約】【課題】熱分解ガス化溶融設備の熱源を有効に利用
し、乾燥排ガスの発生量が極めて少ないごみ乾燥装置を
提供すること。【解決手段】本発明のごみ乾燥装置１０は、ごみを圧
縮する圧縮手段５８と、所定の間隔を置いて互いに平行
に配置した加熱プレート５４ａ，５４ｂ，６４とを備
え、前記加熱プレート間に圧縮手段により圧縮されたご
みを通して前記加熱プレートからの伝導熱により該ごみ
を乾燥するようにしたことを特徴としている。このよう
な構成では、圧縮手段により予めごみ中の水分が絞り出
される。そして、この圧縮されたごみが加熱プレート間
に送られ、加熱プレートにより加熱されるが、ごみは圧
縮されているため、伝熱性がよく、効率よく乾燥が行わ
れ、排出される乾燥排ガスは極めて少量である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば都市ごみ熱
分解ガス化溶融設備のようなごみ処理設備に関し、特
に、かかる設備においてごみを乾燥するために用いられ
る乾燥装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ごみ処理設備においては、ダイオキシン
類や重金属類の処理が問題となっている。一方、主とし
て炭水化物からなる都市ごみはガス化することが可能で
あるため、将来の有望な未利用エネルギ源として非常に
注目されるようになっている。

【０００３】すなわち、ダイオキシン類の発生や重金属
類の漏出を実質的に防止すると共に都市ごみをガス化し
てエネルギ源として提供しうる設備として、都市ごみ熱
分解ガス化溶融設備が脚光を浴びてきており、更なる改
良を加えるため様々な開発が行われてきた。

【０００４】この熱分解ガス化溶融設備では、得られる
可燃性ガスの単位体積当たりの化学的エネルギーを高め
るべく、ごみをごみ乾燥装置で乾燥させてから、ガス化
炉に投入するようにしている。

【０００５】従来一般のごみ乾燥装置としては、ロータ
リーキルン内に高温ガスを導入し、この高温ガスを直接
ごみに接触させることで、当該ごみを加熱し水分を除去
するという直接乾燥方式のものが知られている。

【０００６】また、従来のごみ乾燥装置として、特開２
０００−１８５３０号公報に開示されているようなスク
リュー式脱水装置もある。この公報に記載のスクリュー
式脱水装置は、脱水手段であるスクリュー軸に高温の加
熱用蒸気を通し、圧縮による脱水と同時に間接的にごみ
を乾燥することができるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のごみ乾燥装置には次のような問題点があ
る。

【０００８】まず、ロータリキルン等を用いた直接乾燥
方式のごみ乾燥装置にあっては、ごみに高温の熱風を直
接接触させて水分を除去するため、多量の乾燥排ガスが
発生する。この乾燥排ガスは有臭成分を含んでいるため
脱臭炉で無臭化処理をした上でないと大気中に放出でき
ない。しかも、乾燥排ガスの量が多いと処理コストがか
かってしまう。

【０００９】また、ごみ乾燥装置に導入する高温ガスは
可能な限り水分の少ない乾燥空気であることが望ましい
ため、乾燥した高温空気を作るための装置が必要とな
り、これもまた、運転コスト、設備コストを増加させる
ことになる。

【００１０】一方、スクリュー式脱水装置は、脱水をメ
インとした乾燥装置であるため、乾燥能力は低い。更
に、上記公報に記載されているように、たとえスクリュ
ー軸内に加熱用蒸気を通したとしても、脱水しながらの
加熱では、まだごみに多量の水分が含まれているため、
十分な乾燥を行うことができない。

【００１１】本発明は、かかる従来の技術的課題を解決
するためになされたものであり、その目的は、ごみの乾
燥を効率よく行うと共に、ごみの乾燥時にことができ、
且つ、ごみが乾燥される過程で除去された水分と僅かな
ガスを主成分とする極く少量の乾燥排ガスしか発生させ
ないごみ乾燥装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるごみ乾燥装置は、ごみを圧縮する圧縮
手段と、所定の間隔を置いて配置した加熱プレートとを
備え、前記加熱プレート間に圧縮手段により圧縮された
ごみを通して前記加熱プレートからの伝導熱により該ご
みを乾燥するようにしたことを特徴としている。

【００１３】このような構成では、圧縮手段により予め
ごみ中の水分が絞り出される。そして、この圧縮された
ごみが加熱プレート間に送られ、加熱プレートにより加
熱されるが、ごみは圧縮されているため、伝熱性がよ
く、効率よく乾燥が行われ、加熱プレートを加熱するた
めのエネルギは少量で足る。

【００１４】ごみ圧縮手段は、筒体と、この筒体内に供
給されたごみを押し進めるプッシャとを備えるものと
し、筒体の末端部に加熱プレートを配置すると共に、加
熱プレートが配置された筒体の末端部に排気孔を設ける
ことが好ましい。かかる構成では、圧縮、脱水、乾燥を
連続的に行うことができる。また、従来のスクリュー式
ではごみが圧密されてくると、スクリュー内でごみが供
回りを起こす可能性が高いが、プッシャ方式ではそのよ
うな問題はなく、安定した送りが可能となる。なお、排
気孔は、適当な真空装置に接続されて排気を効率的に行
うようすることが有効である。

【００１５】更に、ごみ処理設備により乾燥されたごみ
を可燃性のガスに熱分解するガス化炉を備えている場
合、当該可燃性ガスを有効に利用するため、加熱プレー
トの熱源として、ガス化炉により得られた可燃性ガスを
燃焼させて得られた燃焼排ガスを用いることが好まし
い。この場合、加熱媒体たる燃焼排ガスとごみとの接触
がないため、発生する乾燥排ガス量は少量で、排ガス処
理も容易である。

【００１６】また、加熱媒体は、燃焼排ガスそのものの
みならず、燃焼排ガスやガス化設備内の他の高温熱源の
熱回収により発生された蒸気（スチーム）や、該蒸気を
利用して発電した電力、更には燃焼排ガス等で加熱した
熱媒油であってもよい。なお、加熱媒体の温度は５０℃
〜３００℃であれば、所望の乾燥処理が可能である。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明
によるごみ乾燥装置の一実施形態を概略的に示す説明図
であり、図２は図１のII−II線に沿っての概略断面図で
ある。

【００１８】本実施形態のごみ乾燥装置１０は、図３に
示すような水分の多い都市ごみを処理対象とした熱分解
ガス化溶融設備において有効に適用されるものである。
そこで、まず、図３の熱分解ガス化溶融設備の構成につ
いて簡単に説明する。図示するように、ごみは一定の大
きさ以下に裁断するため第１の破砕機１２に投入された
後、その破砕ごみは、本発明によるごみ乾燥装置１０に
送られる。このごみ乾燥装置１０の詳細については後述
する。

【００１９】ごみ乾燥装置１０で乾燥された乾燥ごみ
は、流動床型等のガス化炉１６に送り込まれる。ガス化
炉１６にはサイクロン１８が付設されており、これによ
り、可燃性の熱分解ガスと残渣とに分離される。熱分解
ガスはガスクーラー等の熱交換器２０により冷却され、
集塵装置２２にて除塵される。一方、残渣、いわゆるチ
ャーは、前記ガス化炉１６の流動床に戻される。また、
集塵装置２２において除去された塵埃はロータリーキル
ン２４に送られて溶融処理される。

【００２０】集塵装置２２を通過した清浄な熱分解ガス
は、その一部が燃焼炉２６に送られ燃焼される。燃焼炉
２６で分解ガスを燃焼させて得られた熱エネルギーは、
ボイラ２８において高圧スチームに変換され、蒸気ター
ビン３０を駆動して発電を行う等の目的で有効利用され
る。

【００２１】ガス化炉１６（集塵装置２２）からの熱分
解ガスの一部はロータリーキルン２４にも送られ、火炎
を発生するために用いられる。なお、本実施形態では、
熱分解ガスを集塵装置２２により除塵したものをロータ
リーキルン２２に供給しているが、ロータリーキルン２
２に供給する熱分解ガスは、ガス化炉１６から直接供給
しても良い。ロータリーキルン２４においては、ガス化
炉１６からのチャーと集塵装置（バグフィルタ）２２か
らの塵埃を前記火炎により溶融処理される。この時、ダ
イオキシン類の発生防止のために１２００℃以上、好ま
しくは１３００℃程度に加熱し溶融する。この溶融物は
スラグとして排出口から排出され、水槽等で急冷又は鋳
型内で徐冷し固化される。このスラグはガラス状に溶融
されたものが固化されるため、スラグ含有物として重金
属類が含まれていても内部に封じ込まれ、漏出すること
はない。

【００２２】一方、ロータリーキルン２４の排出口から
出た排ガスは二次燃焼室を画成する二次燃焼塔３２にお
いて更に燃焼され、減温塔３４で約２００℃に減温され
てから、集塵装置（バグフィルタ）３６で飛灰等が除塵
される、更に、この排ガスは脱硝塔３８で脱硝処理さ
れ、環境規準に適合した無害のガスとして図示しない煙
突を介して大気中に放出されるようになっている。

【００２３】ここで、ごみ乾燥装置１０について詳説す
る。ごみ乾燥装置１０は、図１に示すように、破砕ごみ
が投入され一時的に貯蔵するホッパ４０を備えている。
このホッパ４０は底部に厚板の回転プレート４２を有し
ている。この回転プレート４２の外周部分には、複数の
円形の貫通孔４４が所定の間隔で形成されており、回転
プレート４２を間欠的に回転させることにより、貫通孔
４４に入り込んだ破砕ごみを、ホッパ４０に隣接して配
置されたフィーダ４６に送る。フィーダ４６には上部に
プッシャ４８が配置されており、貫通孔４４とフィーダ
４６の通路とが一致している時にこのプッシャ４８を下
方に移動させることで、貫通孔４４内のごみを下方に移
動させる。

【００２４】フィーダ４６の通路の下端には乾燥装置本
体５０が連接されており、フィーダ通路の下端部分に設
けられた開閉シャッタ５２を開けることにより、ごみを
一定量（一定体積）ずつ乾燥装置本体５０に供給する。

【００２５】乾燥装置本体５０は、略水平に配置された
長尺の筒体５４を備えている。この筒体５４の、長手方
向軸線に直交する断面の形状は矩形、円形或いは楕円形
等である。フィーダ４６は、この筒体５４の一端側（図
１において左端側であり、「入口端側」という）の上面
の開口部５６に接続されている。また、筒体５４内には
プッシャ５８が開口部５６を横切るよう往復動可能に配
置されている。このプッシャ５８は、回転プレート４
２、フィーダ４６のプッシャ４８及び開閉シャッタ５２
と連動し、フィーダ４６から送られてきた破砕ごみを間
欠的に筒体５４の他端側（図１において右端側であり、
「出口側端」という）に押し込むことができる。この押
込み動作によりごみが圧縮され、ごみに含まれている水
分が絞り出される。そして、絞り出された水分は、筒体
５４の底板に形成されている多数の小孔６０から外部に
排出され、燃焼炉２６、二次燃焼塔３２或いは適当な水
処理設備に送られて無害化される。

【００２６】一方、筒体５４の出口端側の部分には乾燥
部６２が設けられている。この乾燥部６２は、図２から
理解される通り、筒体５４の互いに対向する側壁５４
ａ，５４ｂの一部分と、その間に平行に配置された少な
くとも１枚、好ましくは２枚以上の金属製又はセラミッ
ク等がライニングされたプレート６４から構成されてい
る。側壁の部分５４ａ，５４ｂとその間のプレート６４
を「加熱プレート」と称することとすると、これらの加
熱プレート５４ａ，５４ｂ，６４の内部には縦方向に延
びる細管６６が多数形成されている。細管６６の上端は
マニホールド（図示せず）を介して、加熱媒体、例えば
前述のボイラ２８（図３参照）からのスチームを受け入
れるようになっている。また、細管６６の下端はマニホ
ールド（図示せず）を介して系外に延びる排出配管に接
続されている。

【００２７】加熱プレート５４ａ，５４ｂ，６４の細管
６６を加熱媒体が通過する際、加熱媒体の持つ熱が加熱
プレート５４ａ，５４ｂ，６４の表面に伝えられ、加熱
プレート５４ａ，５４ｂ，６４間を押し進められたごみ
中の水分を蒸発させ乾燥させる。従って、この乾燥部６
２を構成する部分の筒体５４の上板５４ｃは、蒸発した
水分をとらえて配管から前記の燃焼炉２６、二次燃焼塔
３２或いは適当な水処理設備に送ることができるように
なっている。なお、図１に示すように排気孔は蒸発効率
上、多数形成することが望ましく、また、穿孔に限られ
ず、上板５４ｃをメッシュ構造としたものも含まれる。
更に、排気孔からの排気を効率よく行うために、排気孔
には真空装置を接続することが更に好ましい。

【００２８】なお、前記の例では、加熱プレートに加熱
媒体を供給する例について説明したが、加熱プレートに
抵抗発熱体等を埋設し該発熱体に通電して加熱するよう
にしても良い。

【００２９】ごみの送り速度や加熱プレート５４ａ，５
４ｂ，６４の表面温度に応じて加熱プレート５４ａ，５
４ｂ，６４間の間隙及び長さは適宜定めることができる
が、表面温度が１２０℃である場合、間隙は５０ｍｍ程
度が好ましい。また、側壁５４ａ，５４ｂ間の加熱プレ
ート６４の上流側端部は、水平断面において入口に向っ
て先細りとなっていることが好ましい。これは、ごみが
円滑に加熱プレート５４ａ，５４ｂ，６４間に送り込ま
れるようにするためである。

【００３０】次に、上述したような構成のごみ乾燥装置
１０の作用について説明する。

【００３１】まず、ホッパ４０に破砕機１２から破砕ご
みを投入する。そして、一定以上の量となったところ
で、回転プレート４２、プッシャ４８、開閉シャッタ５
２及びブッシャ５８を所定タイミングで動作させ、一定
体積の破砕ごみをホッパ４０からフィーダ４６を経て乾
燥装置本体５０の筒体５４内に移送する。

【００３２】更に、乾燥装置本体５０におけるプッシャ
５８の往復動作により筒体５４内に送られた破砕ごみ
は、順次、筒体５４の出口端側に移動する。筒体５４の
乾燥部６２には加熱プレート５４ａ，５４ｂ，６４が配
置され、筒体５４の断面積は狭められているため、筒体
５４内のごみは出口端側にプッシャ５８に押される毎に
圧縮され、水分が絞り出される。この水分は、筒体５４
の底板５４ｄの小孔６０を通り、燃焼炉２６、二次燃焼
塔３２或いは水処理設備に送られる。プッシャ５８によ
る押し込み動作を続けると、ごみは乾燥部６２の加熱プ
レート５４ａ，５４ｂ，６４間に切り分けられ、更に押
し進められる。

【００３３】この時点では加熱プレート５４ａ，５４
ｂ，６４の細管６６には、例えば５０℃〜３００℃の加
熱媒体が導入されている。従って、加熱プレート５４
ａ，５４ｂ，６４の表面温度も５０℃〜３００℃程度と
なり、加熱プレート５４ａ，５４ｂ，６４間のごみはそ
の熱により乾燥される。加熱プレート５４ａ，５４ｂ，
６４間ではごみは堅く圧縮され、密度が高くなっている
ため、加熱プレート５４ａ，５４ｂ，６４から熱はごみ
の中心部まで伝わり、ごみの中心部からも効率よく水分
が蒸発していく。このように間接乾燥方式では、加熱プ
レート５４ａ，５４ｂ，６４の内部を加熱媒体が通過
し、加熱媒体と、ごみから蒸発した水分とは混合される
ことはないので、高温ガスをごみに直接通すという従来
の直接乾燥方式に比べて乾燥排ガス量は極めて少ない。

【００３４】なお、スクリュー軸に加熱用蒸気を導入し
て脱水と同時に間接的に加熱乾燥を行うとした特開２０
００−１８５３０号公報に記載の従来のスクリュー式脱
水装置とも大いに相違するものである。すなわち、前記
従来のスクリュー式脱水装置では、未だ水分を相当に含
んだごみを高温流体により間接的に乾燥するため、伝熱
性が悪く、十分な加熱乾燥を行い得ず、取り出されたご
みの含水率は本発明の装置によるものに比して高いもの
となる。

【００３５】間接加熱により蒸発した水分は筒体５４の
上板５４ｃに形成された排気孔から配管を経て排出さ
れ、絞り出された水と共に、燃焼炉２６、二次燃焼塔３
２或いはその他の適当な水処理設備に送られて無害化さ
れて系外に廃棄される。一方、加熱媒体は、ごみの水分
と接することはないので、無害化処理を必要としない。

【００３６】筒体５４内のごみはプッシャ５８により間
欠的に押し続けられているので、ごみはやがて乾燥部６
２を通過し、十分に乾燥された状態となって筒体５４の
出口端から排出される。この時、乾燥ごみはブロック状
となっているので、前述したように第２の破砕機１４に
送られ、ガス化炉１６に適した大きさに破砕される。

【００３７】なお、図１において符号７０は可変絞り板
を示している。この可変絞り板７０は、ねじ７２を調整
することで、筒体５４の中心線に対して進退することが
でき、筒体５４の断面積を絞ることができる。これによ
り、ごみの圧縮の度合い、ひいては乾燥の度合いを調整
することが可能となる。

【００３８】以上、本発明の好適な実施形態について詳
細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない
ことはいうまでもない。

【００３９】例えば、乾燥装置本体へのごみの移送方法
は、上述したようないわゆる計量型ホッパを用いる必要
はない。また、圧縮手段も一対のローラを利用したもの
等、上記実施形態以外の圧縮手段が種々考えられる。乾
燥部の熱源となる加熱媒体についても、ボイラ２８から
のスチームに限られず、燃焼炉からの燃焼排ガスや、脱
硝塔から排出された無害化された排ガス、或いは、図３
の熱分解ガス化溶融設備の高温熱源によって加熱された
熱媒油を利用することが考えられる。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ご
みをある程度圧縮して水分を搾り出した後、乾燥するの
で、乾燥装置より排出される有臭の乾燥排ガス量は極め
て少なく、乾燥排ガスを処理するコストを大幅に削減す
ることができる。

【００４１】また、燃焼排ガスや熱媒油等の加熱媒体を
加熱プレート内に通す間接乾燥方式では、加熱媒体はご
みと直接接触しないので汚染されることはなく、無害化
処理を必要とせず、熱分解ガス化溶融設備の各設備の熱
源を有効に利用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるごみ乾燥装置の一実施形態を示す
概略説明図である。

【図２】図１のII−II線に沿っての概略断面図である。

【図３】本発明によるごみ乾燥装置が適用された都市ご
み熱分解ガス化溶融設備の一例を示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１０…ごみ乾燥装置、１６…ガス化炉、２６…燃焼炉、
３０…蒸気タービン、４０…ホッパ、４２…回転プレー
ト、４６…フィーダ、５０…乾燥装置本体、５４…筒
体、５８…プッシャ（圧縮手段）、６２…乾燥部、５４
ａ，５４ｂ，６４…加熱プレート、６６…細管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２６Ｂ 3/20 Ｆ２６Ｂ 15/12 Ａ 5/14 Ｃ 15/12 Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ３０３ＭＦターム(参考） 3K065 AA11 AB02 AC01 BA08 CA02 CA16 EA06 EA11 EA22 EA25 EA28 EA45 EA54 3L113 AA02 AA03 AB05 AC05 AC16 AC17 AC23 AC45 AC46 AC59 AC66 AC75 BA39 CA08 CB01 CB30 CB34 DA02 DA03 DA06 DA26 4D004 AA46 BA03 CA03 CA04 CA27 CA29 CA42 CA50 CB13 CB31 DA03 DA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ごみ処理設備で用いられるごみ乾燥装置
において、ごみを圧縮する圧縮手段と、所定の間隔を置
いて配置した加熱プレートとを備え、前記加熱プレート
間に前記圧縮手段により圧縮されたごみを通して前記加
熱プレートからの伝導熱により該ごみを乾燥することを
特徴とするごみ乾燥装置。
【請求項２】前記ごみ処理設備がガス化炉を有するご
み熱分解ガス化溶融設備であり、前記加熱プレートの熱
源が前記ごみ熱分解ガス化溶融設備内の熱源によって加
熱された加熱媒体又は前記ごみ熱分解ガス化溶融設備内
の熱源を利用して発電した電力であることを特徴とする
請求項１に記載のごみ乾燥装置。
【請求項３】前記加熱媒体の温度が５０℃〜３００℃
であることを特徴とする請求項２に記載のごみ乾燥装
置。
【請求項４】前記圧縮手段が、筒体と、前記筒体内に
供給されたごみを押し進めるプッシャとを備え、前記筒
体の末端部に前記加熱プレートが配置されており、前記
加熱プレートが配置されている前記筒体の末端部に排気
孔が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のい
ずれか１項に記載のごみ乾燥装置。
【請求項５】前記排気孔が真空装置に接続されている
ことを特徴とする請求項４に記載のごみ乾燥装置。