JPH09210330A

JPH09210330A - 汚泥の乾燥・焼却方法及びその設備

Info

Publication number: JPH09210330A
Application number: JP3726096A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Takeshita; 一義竹下; Keiichiro Hirata; 敬一郎平田; Toyomitsu Harada; 豊満原田; Hiroaki Nakamura; 裕章中村; Hiromi Yamamoto; 博美山本; Hiroyuki Uchida; 浩幸内田
Original assignee: FUKUOKA PREF GOV; Fukuoka Prefecture
Current assignee: FUKUOKA PREF GOV; Fukuoka Prefecture
Priority date: 1996-01-30
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 1997-08-12

Abstract

(57)【要約】【課題】汚泥の完全燃焼及び焼却後の廃ガス中のダス
ト量の減少を図ることができる汚泥の乾燥・焼却方法及
びその設備を提供する。【解決手段】汚泥を乾燥炉１０に入れて乾燥し、乾燥
した汚泥を焼却炉１１によって焼却する汚泥の乾燥・焼
却方法であって、乾燥炉１０にはそれぞれ上方から熱風
が吹き付けられる、上下に多段式の耐熱及び耐蝕金属製
の無端ベルト２３ａ〜２５ａからなるベルトコンベア２
３〜２５が設けられて、汚泥は薄板状に成形された後、
ベルトコンベア２３〜２５上を搬送される過程で熱風と
ベルトコンベア２３〜２５の無端ベルト２３ａ〜２５ａ
からの伝熱加熱によって乾燥される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水分を含んだ汚泥
でも、効率的に乾燥及び焼却することができる汚泥の乾
燥・焼却方法及びその設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、難燃性廃棄物である下水汚泥や食
品汚泥（以下「汚泥」とする。）に用いる焼却炉は、立
型多段炉が多用されていた。しかし、焼却能力や汚泥の
高カロリー化により、炉温上昇によるアームチーズ等の
消耗の問題が発生することから、現在では、焼却炉は、
多段炉の上部の乾燥部を焼却部から分離して高能率の乾
燥機として用いる流動炉やストーカ炉が主流となってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの流動
炉やストーカ炉は、未だ、以下の解決すべき課題を有し
ていた。即ち、流動炉の場合、廃ガスやダストが大量に
発生するので、廃ガス処理設備が別途必要になり、設備
費が高くなる。一方、ストーカ炉は、汚泥の攪拌が十分
でないため、焼却後の焼却灰中に未燃物が残る。本発明
は、このような事情に鑑みなされたものであり、焼却後
の廃ガス中のダスト量の減少を図ることができ、しか
も、汚泥の完全燃焼を図ることができる汚泥の乾燥・焼
却方法及びその設備を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の汚泥の乾燥・焼却方法は、汚泥を乾燥炉に入れて
乾燥し、乾燥した前記汚泥を焼却炉によって焼却する汚
泥の乾燥・焼却方法であって、前記乾燥炉にはそれぞれ
上方から熱風が吹き付けられる上下に多段式の耐熱及び
耐蝕金属製の無端ベルトからなるベルトコンベアが設け
られて、前記汚泥は薄板状に成形された後、前記ベルト
コンベア上を搬送される過程で前記熱風と前記ベルトコ
ンベアの無端ベルトからの伝熱加熱によって乾燥され
る。

【０００５】請求項２記載の汚泥の乾燥・焼却方法は、
請求項１記載の汚泥の乾燥・焼却方法において、前記焼
却炉には多孔質セラミックスからなる棒材が多段枡目状
に配置され、該焼却炉に投入された前記汚泥を、上段に
配置された前記多孔質セラミックスからなる棒材によっ
て接触乾燥し、前記多段枡目状に組まれた前記多孔質セ
ラミックスからなる棒材の隙間を通して下方に落下させ
て完全燃焼させる。請求項３記載の汚泥の乾燥・焼却方
法は、請求項１又は２記載の汚泥の乾燥・焼却方法にお
いて、前記焼却炉からの廃ガスを前記乾燥炉の熱風とし
て利用する。請求項４記載の汚泥の乾燥・焼却設備は、
薄板状に成形された汚泥を乾燥する乾燥炉と、該乾燥炉
から供給される汚泥を焼却処理する焼却炉と、該焼却炉
からの廃ガス中のダストを除去して前記乾燥炉に供給す
る廃ガス処理系とを有する汚泥の乾燥・焼却設備であっ
て、前記乾燥炉内には、上段のベルトコンベアから落下
する薄板状の汚泥を下段のベルトコンベアがそのまま受
けて水平搬送する多段式の耐熱及び耐蝕金属製の無端ベ
ルトからなるベルトコンベアが設けられ、更に、前記乾
燥炉の入口側には、原料である汚泥を薄板状に押出成形
して、所定長さで切断する薄板成形機が設けられてい
る。

【０００６】請求項５記載の汚泥の乾燥・焼却設備は、
請求項４記載の汚泥の乾燥・焼却設備において、前記焼
却炉は下部が徐々に縮径して下端に灰排出口が設けられ
ていると共に、該焼却炉の内部には多孔質セラミックス
からなる棒材が多段枡目状に配置され、しかも、投入さ
れた汚泥に着火する燃焼用バーナが前記焼却炉の下部に
設けられている。請求項６記載の汚泥の乾燥・焼却設備
は、請求項４又は５記載の汚泥の乾燥・焼却設備におい
て、前記ベルトコンベアの耐熱及び耐蝕金属製の無端ベ
ルトはステンレス板からなる。

【０００７】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。

【０００８】まず、図１を参照して、本発明の一実施の
形態に係る汚泥の乾燥・焼却方法に好適に用いることが
できる汚泥の乾燥・焼却設備Ａの構成について説明す
る。図１に示す汚泥の乾燥・焼却設備Ａの全体構成のレ
イアウトから明らかなように、汚泥の乾燥・焼却設備Ａ
は、実質的に、前段装置である乾燥炉１０と、後段装置
である焼却炉１１とからなる。そして、乾燥炉１０の汚
泥投入部１２には薄板成形機１３が配設されており、乾
燥炉１０の乾燥汚泥出口１４の下方には、焼却炉１１の
乾燥汚泥投入口１５が配設されている。また、焼却炉１
１は、その側壁に燃焼廃ガス取出口１６を設けており、
この燃焼廃ガス取出口１６は、中途に重力集塵装置１７
と、サイクロン１８と、熱風吐出ブロワー１９を取り付
けた熱風送給配管２０を介して乾燥炉１０の内部に形成
した密閉空間２１に連通連結されている。

【０００９】以下、図１及び図２を参照して、上記した
基本構成を有する汚泥の乾燥・焼却設備Ａの各部の構成
について詳細に説明する。まず、乾燥炉１０の構成につ
いて説明する。図１及び図２に示すように、乾燥炉１０
は、長尺のボックス型ケーシング２２を具備しており、
このケーシング２２の内部に形成した密閉空間２１に
は、耐熱及び耐蝕金属製の板の一例であるステンレス板
からなる無端ベルト２３ａ〜２５ａを用いた複数のベル
トコンベア２３〜２５が、水平長手方向に伸延した状態
で、しかも、多段に積層された状態で配設されている。
そしてこれらのベルトコンベア２３〜２５によって汚泥
移送装置が構成される。図示するように、中段のベルト
コンベア２４は上段のベルトコンベア２３より右側に突
出しており、その上面に第１汚泥移載面２６を形成して
いる。一方、下段のベルトコンベア２５は中段のベルト
コンベア２４より左側に突出しており、その上面に第２
汚泥移載面２７を形成している。

【００１０】かかる構成によって、上段のベルトコンベ
ア２３上に薄板成形機１３より移載されてきた汚泥は、
上段のベルトコンベア２３→第１汚泥移載面２６→中段
のベルトコンベア２４→第２汚泥移載面２７→下段のベ
ルトコンベア２５を通して、乾燥汚泥出口１４まで、長
尺の汚泥乾燥路上を連続的に移送されることになる。ま
た、上段のベルトコンベア２３とボックス型ケーシング
２２の上部壁との間に形成される空間及びこれらのベル
トコンベア２３〜２５相互間にそれぞれ形成される空間
には、それぞれ、長尺の熱風吹出パイプ２８〜３０が配
設されている。そして、これらの熱風吹出パイプ２８〜
３０によって熱風吹付装置が形成される。また、熱風吹
出パイプ２８〜３０の始端側はそれぞれ熱風送給配管２
０の終端に連通連結されている。

【００１１】また、各熱風吹出パイプ２８〜３０の始端
側には、それぞれ、各ベルトコンベア２３〜２５に吹き
付ける熱風の量を調節するための風量調節ダンパー３１
〜３３が取り付けられている。なお、熱風送給配管２０
の終端には、さらに、伸延部２０ａが設けられており、
この伸延部２０ａの終端は、乾燥炉１０の上部開口に接
続した熱風排出配管３４の中途に連通連結されている。
また、伸延部２０ａの中途にも風量調節ダンパー３５が
取り付けられている。

【００１２】図２に示すように、ベルトコンベア２３〜
２５の駆動装置は、各ベルトコンベア２３〜２５の駆動
側プーリにスプロケットホイル３６〜３８を取り付け、
かつ、駆動モータ３９の出力軸にスプロケットホイル４
０を取り付け、これらのスプロケットホイル３６〜３
８、４０に無端チェーン４１を巻回することによって構
成している。なお、４１ａはアイドラーホイルである。
かかる構成によって、一台の駆動モータ３９によって全
てのベルトコンベア２３〜２５を同時に駆動することが
できる。もちろん、ベルトコンベア２３〜２５は、個別
に設けた駆動モータによって駆動することもできる。

【００１３】図２に示すように、各ベルトコンベア２３
〜２５の被駆動側プーリ４２〜４４には、それぞれ、テ
ンションシリンダ４５〜４７が連結されており、これら
のテンションシリンダ４５〜４７は、熱膨張によるベル
トコンベア２３〜２５の無端ベルト２３ａ〜２５ａのテ
ンションの変動を自動的に吸収して、ベルトコンベア２
３〜２５の駆動側プーリ４２〜４４と無端ベルト２３ａ
〜２５ａとの間のスリップの発生を防止することができ
る。

【００１４】次に、乾燥炉１０の汚泥投入部１２に設け
た薄板成形機１３の構成について説明する。図１及び図
２に示すように、薄板成形機１３は、乾燥炉１０の汚泥
投入部１２上に設けられ汚泥投入口４８を具備するホッ
パー４９と、上端開口をホッパー４９の下部に連通連結
すると共に、下部を上段のベルトコンベア２３に向けて
屈曲させた汚泥導入管５２と、ホッパー４９内に配設し
た汚泥垂直押込器５３と、薄板成形機１３の下部に配設
した汚泥水平押出器５４と、汚泥導入管５２の先端に取
り付け、汚泥を薄板状に成形した後、ベルトコンベア２
３上に送給可能な汚泥成形板５５と、薄板状の汚泥を一
定長さに切断する切断器５６とからなる。

【００１５】次に、焼却炉１１の構成について説明す
る。図１及び図３に示すように、焼却炉１１は、下部が
徐々に縮径された円錐部を有する円筒型の外側補強鉄板
５７の内面に耐火物５８を設けた円筒型容器からなり、
その内部には燃焼室（一次空気溜室）６０が形成されて
いる。この燃焼室６０の下部には、鉄板からなる円板状
の多孔板６１が設けられており、この多孔板６１上に
は、多孔質セラミックスからなる棒材６２が、交互に、
多段にわたって枡目状に組み合わされて積層されてい
る。そして、組み合わされた多孔質セラミックスからな
る棒材６２間には十分な隙間が形成されている。なお、
多孔質セラミックスとしては焼結アルミナ等を用いるこ
とが出来る。また、円筒型容器５９の下部円錐部には、
燃焼用バーナ６３が数個配置されている。従って、乾燥
汚泥投入口１５より投入された乾燥汚泥は、多孔質セラ
ミックスからなる棒材６２に、上から順番に触れなが
ら、乾燥・燃焼され、その後、燃焼用バーナ６３による
燃焼を停止しても、多孔質セラミックスからなる棒材６
２の保有する熱によって乾燥汚泥は燃焼され、最下端の
円板状の多孔板６１を通して灰排出口６４より排出され
る。

【００１６】また、図３に示すように、円筒型容器５９
には重力集塵装置１７が並設されている。この重力集塵
装置１７は、その内部空間を遮蔽壁６６によって仕切ら
れており、灰除去室（二次空気溜室）６７と乾燥空気室
（三次空気溜室）６８とが形成されている。そして、円
筒型容器５９の上部に設けた燃焼廃ガス取出口１６を介
して、燃焼室６０と灰除去室（二次空気溜室）６７とは
連通連結される。また、灰除去室６７は、その底部に灰
取出口７０を設けており、一方、乾燥空気室６８は、そ
の上部に、熱風送給配管２０の始端と連通連結される乾
燥空気吸引口７１を設けている。

【００１７】かかる構成において、熱風吐出ブロワー１
９を作動して乾燥空気吸引口７１より廃ガスを吸引する
と、廃ガスである乾燥空気のみが燃焼廃ガス取出口１６
を通って灰除去室（二次空気溜室）６７内に流入し、吸
引乾燥空気内に含まれた粉灰が遮蔽壁６６によって下方
に落下させられ、灰取出口７０より外部に取り出され
る。一方、灰が取り除かれた乾燥空気は、乾燥空気室
（三次空気溜室）６８を通り、乾燥空気吸引口７１及び
熱風送給配管２０を通って各熱風吹出パイプ２８〜３０
に送給される。

【００１８】次に、上記した構成を有する汚泥の乾燥・
焼却設備Ａを用いた汚泥の乾燥・焼却方法について説明
する。薄板成形機１３において、予め機械的に水分を一
定量除去した高濃度の汚泥を汚泥投入口４８を通して汚
泥導入管５２内に投入し、汚泥垂直押込器５３によって
下方に押し込むと共に、汚泥水平押出器５４及び汚泥成
形板５５によって所定厚みの薄板状に成形し、その後切
断器５６でチップ状に切断し、上段のベルトコンベア２
３上に移送する。

【００１９】その後、このチップ状の汚泥は、ベルトコ
ンベア２３〜２５の上面を順次移送されていき、この移
送される途中において、熱風吹出パイプ２８〜３０から
の熱風並びにステンレス板からなる無端ベルト２３ａ〜
２５ａからの伝熱により乾燥されることになる。この乾
燥工程において、本実施の形態では、汚泥を薄板状にし
た後に、多段に設けたベルトコンベア２３〜２５上を順
次移動させると共に、各ベルトコンベア２３〜２５にお
いて薄板状の汚泥に熱風を吹き付け、汚泥を乾燥するよ
うにしている。従って、汚泥の乾燥に必要な熱量を十分
に汚泥に与えることができる。このようにして十分に乾
燥された乾燥汚泥は、その後、乾燥炉１０の乾燥汚泥出
口１４から排出され、焼却炉１１の乾燥汚泥投入口１５
を通して円筒型容器５９の燃焼室６０内に投入され、乾
燥・焼却されることになる。この焼却工程において、焼
却室６０は、多孔質セラミックスからなる棒材６２に蓄
熱作用を持たせているので、投入された汚泥を炉内上部
で乾燥させることができると共に、その後、燃焼用バー
ナ６３を停止しても、下部への落下途中で乾燥汚泥を自
然燃焼させることができ、廃ガス中のダスト量を減少さ
せることができると共に、燃焼時間の短縮によって省エ
ネルギ化も図ることができる。その後、焼却炉１１の下
端に設けた灰排出口６４より灰状の被焼却物が連続的に
取り出されることになる。

【００２０】一方、熱風吐出ブロワー１９の作動によっ
て、焼却炉１１の燃焼室６０内で発生した廃ガスである
乾燥空気は、重力集塵装置１７及びサイクロン１８によ
って粉塵が完全に除去された後、熱風送給配管２０を通
って各熱風吹出パイプ２８〜３０に送給され、これらの
熱風吹出パイプ２８〜３０から各ベルトコンベア２３〜
２５上を移送される薄肉状の汚泥に吹き付けられること
になる。即ち、焼却炉１１において発生した廃ガスの有
効利用を図ることができ、この面からも省エネルギ化を
図ることができる。以上、本発明を一実施の形態に係る
汚泥の乾燥・焼却方法及びその設備を参照して説明して
きたが、本発明は係る実施の形態に記載の汚泥の乾燥・
焼却方法及びその設備に何ら限定されるものではなく、
例えば、以下の変容例も含むものである。即ち、乾燥炉
において汚泥に吹き付ける熱風としては、焼却炉によっ
て発生した廃ガスのみならず、太陽熱やボイラー熱を熱
源として得られた熱風も利用できる。

【００２１】

【発明の効果】請求項１〜３記載の汚泥の乾燥・焼却方
法及び請求項４〜６記載の汚泥の乾燥・焼却設備におい
ては、汚泥を薄板状にすると共に、多段式の耐熱及び耐
蝕金属製の無端ベルトからなるベルトコンベア上に移送
し、ベルトコンベアを搬送される過程で熱風を汚泥に吹
付け、熱風とベルトコンベアの無端ベルトからの伝熱加
熱によって汚泥を乾燥するようにしているので、汚泥中
の水分を効率よく除去して十分に乾燥することができ、
その後の焼却を行う焼却炉内での汚泥乾燥負荷を著しく
低減することができ、汚泥の完全燃焼を図ることができ
る。特に、請求項２記載の汚泥の乾燥・焼却方法におい
ては、乾燥後の汚泥を、焼却炉内で多数の多孔質セラミ
ックスからなる棒材間の隙間を通って下方に落下させる
ようにしているので、多孔質セラミックスからなる棒材
の蓄熱を利用して汚泥を焼却炉内上部で乾燥させ、さら
に下部への落下途中で自然燃焼させることができ、廃ガ
ス中のダスト量を減少させることができる。

【００２２】請求項３記載の汚泥の乾燥・焼却方法にお
いては、熱風として、焼却炉における焼却によって生じ
た廃ガスを用いることができるので、廃ガスの有効利用
を図ることができ、省エネルギー化を図ることができ
る。

【００２３】請求項５記載の汚泥の乾燥・焼却設備にお
いては、焼却炉の下部は徐々に縮径されて下端に灰排出
口が設けられると共に、焼却炉の内部には多孔質セラミ
ックスからなる棒材が多段枡目状に配置されているの
で、投入された汚泥に燃焼用バーナでいったん着火した
後は、燃焼用バーナを停止しても、多孔質セラミックス
からなる棒材の蓄熱によって焼却炉の上部で汚泥をさら
に乾燥できると共に、乾燥後の汚泥を多孔質セラミック
スからなる棒材の蓄熱のみによって自然燃焼させること
ができ、汚泥を完全に燃焼することができると共に、燃
費の低減を図ることができる。請求項６記載の汚泥の乾
燥・焼却設備においては、ベルトコンベアの耐熱及び耐
蝕金属製の無端ベルトをステンレス板からつくることに
よって、ベルトコンベアの耐用年数を延ばすことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る汚泥の乾燥・焼却
方法に好適に用いることができる汚泥の乾燥・焼却設備
の全体構成を示す説明図である。

【図２】同乾燥炉の構成を示す拡大説明図である。

【図３】同焼却炉の構成を示す拡大斜視断面図である。

【符号の説明】

Ａ汚泥の乾燥・焼却設備１０乾燥炉１１焼却炉１２汚泥投入
部１３薄板成形機１４乾燥汚泥
出口１５乾燥汚泥投入口１６燃焼廃ガ
ス取出口１７重力集塵装置１８サイクロ
ン１９熱風吐出ブロワー２０熱風送給
配管２０ａ伸延部２１密閉空間２２ケーシング２３ベルトコ
ンベア２３ａ無端ベルト２４ベルトコ
ンベア２４ａ無端ベルト２５ベルトコ
ンベア２５ａ無端ベルト２６第１汚泥
移載面２７第２汚泥移載面２８熱風吹出
パイプ２９熱風吹出パイプ３０熱風吹出
パイプ３１風量調節ダンパー３２風量調節
ダンパー３３風量調節ダンパー３４熱風排出
配管３５風量調節ダンパー３６スプロケ
ットホイル３７スプロケットホイル３８スプロケ
ットホイル３９駆動モータ４０スプロケ
ットホイル４１無端チェーン４１ａアイド
ラーホイル４２被駆動側プーリ４３被駆動側
プーリ４４被駆動側プーリ４５テンショ
ンシリンダ４６テンションシリンダ４７テンショ
ンシリンダ４８汚泥投入口４９ホッパー５２汚泥導入管５３汚泥垂直
押込器５４汚泥水平押出器５５汚泥成形
板５６切断器５７外側補強
鉄板５８耐火物５９円筒型容
器６０燃焼室６１多孔板６２多孔質セラミックスからなる棒材６３燃焼用バーナ６４灰排出口６５灰除去装置６６遮蔽壁６７灰除去室６８乾燥空気
室７０灰取出口７１乾燥空気
吸引口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者原田豊満福岡県北九州市八幡西区則松３丁目６−１福岡県工業技術センター機械電子研究所内 (72)発明者中村裕章福岡県北九州市八幡西区則松３丁目６−１福岡県工業技術センター機械電子研究所内 (72)発明者山本博美福岡県北九州市八幡西区則松３丁目６−１福岡県工業技術センター機械電子研究所内 (72)発明者内田浩幸福岡県北九州市八幡東区平野１丁目１−１財団法人北九州国際技術協力協会環境協力センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】汚泥を乾燥炉に入れて乾燥し、乾燥した
前記汚泥を焼却炉によって焼却する汚泥の乾燥・焼却方
法であって、前記乾燥炉にはそれぞれ上方から熱風が吹き付けられる
上下に多段式の耐熱及び耐蝕金属製の無端ベルトからな
るベルトコンベアが設けられて、前記汚泥は薄板状に成
形された後、前記ベルトコンベア上を搬送される過程で
前記熱風と前記ベルトコンベアの無端ベルトからの伝熱
加熱によって乾燥されることを特徴とする汚泥の乾燥・
焼却方法。
【請求項２】前記焼却炉には多孔質セラミックスから
なる棒材が多段枡目状に配置され、該焼却炉に投入され
た前記汚泥を、上段に配置された前記多孔質セラミック
スからなる棒材によって接触乾燥し、前記多段枡目状に
組まれた前記多孔質セラミックスからなる棒材の隙間を
通して下方に落下させて完全燃焼させることを特徴とす
る請求項１記載の汚泥の乾燥・焼却方法。
【請求項３】前記焼却炉からの廃ガスを前記乾燥炉の
熱風として利用することを特徴とする請求項１又は２記
載の汚泥の乾燥・焼却方法。
【請求項４】薄板状に成形された汚泥を乾燥する乾燥
炉と、該乾燥炉から供給される汚泥を焼却処理する焼却
炉と、該焼却炉からの廃ガス中のダストを除去して前記
乾燥炉に供給する廃ガス処理系とを有する汚泥の乾燥・
焼却設備であって、前記乾燥炉内には、上段のベルトコンベアから落下する
薄板状の汚泥を下段のベルトコンベアがそのまま受けて
水平搬送する多段式の耐熱及び耐蝕金属製の無端ベルト
からなるベルトコンベアが設けられ、更に、前記乾燥炉の入口側には、原料である汚泥を薄板
状に押出成形して、所定長さで切断する薄板成形機が設
けられていることを特徴とする汚泥の乾燥・焼却設備。
【請求項５】前記焼却炉は下部が徐々に縮径して下端
に灰排出口が設けられていると共に、該焼却炉の内部に
は多孔質セラミックスからなる棒材が多段枡目状に配置
され、しかも、投入された汚泥に着火する燃焼用バーナ
が前記焼却炉の下部に設けられていることを特徴とする
請求項４記載の汚泥の乾燥・焼却設備。
【請求項６】前記ベルトコンベアの耐熱及び耐蝕金属
製の無端ベルトはステンレス板からなることを特徴とす
る請求項４又は５記載の汚泥の乾燥・焼却設備。