[发明专利]固体燃料的制造方法及装置以及由该方法制造的固体燃料

说明书

技术领域

本发明涉及以下水道污泥或畜禽粪便为原料的固体燃料的制造方 法及装置，以及由该方法制造的固体燃料。

背景技术

作为以下水道污泥为原料的固体燃料的制造方法，提出了例如下 述的方法。

一种固体燃料的制造方法，其特征在于，包括下述工序：将干燥 至含水率为0～50％的下水道污泥在约520K～770K下进行碳化处理的 碳化工序和对由所述碳化处理得到的污泥碳化物混合废油和废油残渣 中的至少一种来进行制粒处理的混合制粒工序(参照专利文献1)。

作为其它的固体燃料制造方法，有一种污泥处理方法，其特征在 于，混合下水道脱水饼、废塑料粉碎物和/或废纸粉碎物，并在成型后 使其干燥(参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2006-152097号公报

专利文献2：日本特开2006-15174号公报

发明内容

在包括专利文献1、2在内的其它普通的固体燃料制造方法中，针 对在固体燃料制造方法的各工序中产生的强烈恶臭的对策都不能说是 充分的。

另外，特别是专利文献1的方法中，在碳化工序后实施混合废油 和废油残渣中的至少一种来进行制粒处理的混合制粒工序，但由于碳 化处理后的污泥成为粉状而悬浮，因此存在其处理环境非常恶劣，制 粒工序的操作繁杂的问题。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，得到在固体 燃料的生产工序中尽可能地抑制恶臭的产生、并能够简化操作工序的 固体燃料的制造方法及制造装置，以及由该方法制造的固体燃料。

为了解决上述问题，本发明人测定了含有固体成分的污泥粒子的 干燥过程中的粒径变化，观察了内部结构，并考察了热处理温度对恶 臭的影响。

1)干燥过程中粒径变化的测定

对于初期粒径d₀＝7mm的粒子，利用规定温度的气流进行热处理， 测定干燥过程中粒径的变化。

另外，如下制作用于下水道污泥干燥实验的粒子。首先，将下水 道污泥弄碎为规定大小的块状物，接着，以使块状物的表面密度高于 内部密度的方式，使污泥块状物一边在板面上转动，一边成型为球形 或以球形为基础的形状。该成型过程中，如果以稍微加压的方式压实， 则形成凹凸面少的具有光滑表面的块状物。

粒径d(mm)和含水比C(％)相对于热处理温度Ta＝473K、343K时 的无因次时间t的变化同时表示于图2。在此，含水比C(％)是指粒子中 含有的水分量相对于除去水分的干燥质量的比。

由图2可知，粒径在Ta＝343K时比在Ta＝473K时减小，Ta＝343K 时的粒径相对于初期粒径为84％，而Ta＝473K时的粒径相对于初期粒 径为90％。假设热处理温度Ta越高，沿粒子半径方向的温度分布越大， 则Ta＝473K时由于表面早于内部被加热并干燥，形成成为坚硬的固体 壁的外壳，因此难以产生体积收缩。与此相对，Ta＝343K时，由于干 燥不是仅在外部而是整体地进行，因此在表面还没有完全变硬之前内 部的水分就蒸发，从而产生收缩。

2)内部结构的观察(干燥过程中粒子截面的观察)

干燥污泥粒子时，为了明确干燥过程中内部的状态，拍摄将干燥 过程中的粒子切断后的截面并进行观察。Ta＝473K和Ta＝343K时的结 果分别表示于图3(a)～(c)、图4(a)～(c)。

各图中的(a)表示初期状态的粒子截面。此时，可以看出含有白色 纤维状物质的固体成分完全与水分融合。干燥过程中，在Ta＝473K的 情况下，首先，表面干燥而形成外壳，之后，内部产生裂纹，如果其 继续发展，则成长为孔隙。与此相对，在Ta＝343K的情况下，没有清 楚地看到如Ta＝473K时的那种外壳，而是整体地干燥。在含水比C为 43％的阶段(各图中的(b))可以看到，热处理温度引起的差异明显， Ta＝473K的情况下内部还是湿润的，而Ta＝343K的情况下内部也轻度 干燥，析出白色纤维状物质。

根据如上所述的干燥过程中粒径变化的测定和内部结构的观察， 可以认为由于热处理温度的不同，污泥粒子的干燥特性产生了下述差 异。

高温干燥的情况下，体积还没有收缩，表面就先干燥而形成外壳。 内部通过该外壳继续干燥，但由于外壳坚硬，因此妨碍了体积的收缩。