炭化処理技術の事例紹介と評価

[連続式横型炭化炉]

T.処理施設の概要(企業からの情報に基づき作成したものである)

企業名

株式会社モリプラント

1.処理方式の区分

連続式 横型炭化炉 (ロータリーキルン)

2.問い合わせ先・担当者

技術部 上中 保、九州支店 技術営業部 原口 策真
〒545-0011 大阪市阿倍野区昭和町2丁目3-3
TEL:06-6627-2381 FAX:06-6627-2385
技術を参照できるURL:http://www.moriplant.co.jp/
お問い合わせ:info@moriplant.co.jp

〒899-5215 鹿児島県姶良郡加治木町本町171
TEL:0995-63-9393 FAX:0995-63-9394  

3.応募施設の基本的事項

(1)商品名
  型式等の区分
連続式横型炭化処理施設,(外熱式ロータリーキルン式)(活性炭製造時は水蒸気賦活)
(2)処理対象 ブロイラーふんおよび採卵鶏ふん
(3)原料処理量 50トン/日  炭化炉投入原料(造粒鶏ふん堆肥換算、水分25%)換算 ,炭化34トン/日・基、活性炭化16トン/日・基
(4)製品形態 炭化物または活性炭化物(販売)
(5)施設概要 ブロイラーふん及び採卵鶏ふんを堆肥化施設により発酵、乾燥させ、造粒処理した後、炭化処理または炭化・賦活処理して、炭化物または活性炭化物を製造する施設。炭化装置は2基で、両装置共に、炭化・活性炭化の両処理が可能。

4.設置されている畜産経営の概要

(1)飼養畜種・飼養規模
 @飼養畜種 ブロイラー
採卵鶏
ブロイラー2,300千羽、採卵鶏920千羽
 A飼養規模 ブロイラー2,300
採卵鶏 920
千羽 (ブロイラーふん水分30%、採卵鶏ふん水分50%、焼酎粕と混合63%に調整、堆肥化)
 Bふん尿量 約123 トン/日 (混合ふん水分約40%)
(2)畜舎構造 ブロイラー:ウインドレス鶏舎、採卵鶏:高床式・ウインドレス鶏舎
(3)畜舎面積
m2 合計畜舎面積約170,000m2 対象の畜舎面積は確認不能
(4)堆肥化、汚水処理施設の有無
 @堆肥化処理施設 あり (ロータリー式発酵槽、堆積型発酵槽),原料処理量38トン/日、施設面積3,840m2、発酵槽面積2,170m2(同一敷地内分のみ)
 A汚水処理施設 なし
(5)自己所有のほ場面積 0 m2 なし
(6)堆肥・焼却残渣等,  自家施用量 0 トン/年
(7)施設所在地 鹿児島県

5.応募施設の設計概要(計画)

(2)主機となる設備 炭化炉、熱風発生機、空気予熱器、水蒸気発生装置、篩機、袋詰機
(3)施設設置年月日 2002年10月
(4)処理対象 ブロイラーふんおよび採卵鶏ふん
(5)施設のシステム構成 本施設は、フローチャートに示したように、堆肥舎で鶏ふんと焼酎粕を混合して発酵・造粒した後に、ロータリーキルン式炭化炉で、炭化処理または炭化・賦活処理して、炭化物または活性炭化物を製造する施設である。炭化・活性炭化処理の熱源には熱分解ガスを有効利用し、不足分に灯油を使用している。また、排ガス処理後の熱風を、発酵槽の発酵・乾燥促進用エアレーションとしても利用できるシステムとなっている。
(6)付帯設備 炭化炉の排ガス処理後の熱風を、発酵促進・乾燥用エアレーションとして用いることができるシステムとなっている。
(7)施設の特徴
@ 連続式炭化炉のため、立ち上げ、立ち下げの際に生ずる熱ロスがほとんどない運転が可能である。
A 外熱式炭化方式を採用しているので、環境負荷を軽減し品質の安定した炭化処理を行なえる。また、炉内の雰囲気を自由に設定できるので、炭化と賦活(活性炭化)の選択処理が可能である。減容化を主目的とする場合は、別途、施設費の安価な内燃式炭化方式(炭化物製造のみ)の提案も可能である。外熱式炭化処理により発生する熱分解ガスを炭化の熱源に利用することでランニングコストの低減を図っている。
B 炭化炉に多筒管を採用しているため、積層厚みが薄くなり、短時間で均一な加熱で効率の高い炭化処理が可能である。
C 炭化によって発生する熱分解ガスを熱源として利用することで、炭化に要するエネルギーの約85%を補うことができる。
D 700℃以上の高温で炭化(賦活時は1,000℃)するため、運転トラブルの原因となるタールの分解率が高い。
E 施設は、再燃焼炉+ガス急冷設備+中和剤噴霧装置+バグフィルタ(集塵装置)を有し、各箇所の温度記録装置も設置されており、廃棄物処理法、大気汚染防止法、ダイオキシン特措法等の規制に対応できている。なお、当該地域では、原料が鶏糞発酵肥料(有価物)であり、さらに付加価値をつけるための製造施設であるとの行政の見解により、産業廃棄物処理施設としての規制は適用されていない。但し、再燃焼炉の助燃バーナーの燃焼能力により大気汚染防止法第6条第1項の「ばい煙発生施設」の適用を受けている。
F 炭化物は化成肥料の代替や土壌改良材、融雪材に利用でき、活性炭化物は、環境保全資材(脱臭、脱色、調湿)などの各種用途にも利用可能である。
(8)処理能力
@ 計画炭化能力 2,070kg/時  炭化炉投入原料(造粒鶏ふん堆肥、水分25%)換算、2炉合計
設計処理能力:(造粒鶏ふん堆肥換算、設置基数2基、運用計画では炭化物、活性炭各1基), 炭化処理時 :1,400kg/時・基×24時間/日, 活性炭化処理時: 670kg/時・基×24時間/日
A 計画炭化時間 24時間/日
B 燃料燃焼能力 38L/時
(9)処理性能
@ 排ガス処理目標 大気汚染防止法、ダイオキシン特措法規制基準以下
A 製品用途 炭化物・活性炭化物、販売
B 基準を満足する根拠 (肥料取締法、廃掃法溶出基準以下),(原材料が家畜ふんのみであり、通常の状態で肥料取締法(溶出基準を含む)の基準を満足する)
(10)製品化設備と製品貯留設備
@ 製品化設備 袋詰機(炭化物1,000円/20kg袋入、活性炭化物2,000円/20kg袋入)
A 製品貯留設備 製品貯蔵庫
(10)施設設置面積 2,500u

6.応募施設の稼働状況(実績)

(1)施設の稼動実績
 @実稼動炭化処理量 2,070 kg/時 炭化炉投入原料(水分25%)換算、炭化物1,400,活性炭670kg
 A稼動時間 24 時間/日
 B年間稼動日数 300 日/年
 C炭化温度 700
 D使用燃料 (補助燃料:灯油)
 E燃料使用量 550 kL/年
(2)施設の運転にかかわる日常作業量
 @常勤者  延べ時間 延べ 160 時間/週 (4人×8時間/日×5日/週)
 A非常勤者 延べ時間 延べ 0 時間/週
(3)残渣の発生量とその処理 5,300 トン/年 炭化物3,900トン/年(歩留まり39%)、活性炭化物1,400トン/年(歩留まり29%)(2炉合計、計画値)
(4)排ガス対策等
 @排ガス量 6,000 Nm3/時 (熱分解ガス発生量)
 Aばい煙対策 ろ過式集塵機(バグフィルター)
 B塩化水素対策 ろ過式集塵機入口に消石灰を噴霧、接触中和させる。
 CNOx対策 必要なし。
 DSOx対策 ろ過式集塵機入口に消石灰を噴霧、接触中和させる。
 Eダイオキシン対策 特に対策は施していないが、ガス急冷塔+ろ過式集塵機を有するので、必要であれば活性炭入り消石灰をろ過式集塵機入り口に噴霧することで対応可。

7.機能調査の分析例

  


8.処理経費(応募施設の実績)

(1)処理施設の建設費
  (土木建築、設備機器)


備考
 施設建設費 716,000 千円
(2)年間処理経費


 @施設の減価償却費 63,495 千円/年 (土木建築20年、設備10年耐用)
 A維持管理費の合計 92,000 千円/年 (電力,燃料,薬剤,補修費,他)
 B年償却費と維持管理費の合計 155,495 千円/年
 C製品販売収入 335,000 千円/年 ( 63,208 円/炭化物トン)
 D年間処理経費合計 -179,505 千円/年 (年償却費+維持管理費-販売収入)
(3)処理経費原単位等


 @乾燥ふん1トン当たり -11,967 円/トン 10.4千円/トン(販売益相殺なし)(水分25%)
 A飼養家畜頭羽数当たり -108,791 円/千羽・年 94.2千円/千羽・年(販売益相殺なし)
 B製品炭化物1トン当たり
   (活性炭を含む)
-33,869 円/トン 29.3千円/トン(販売益相殺なし)

9.導入に当たっての留意点(当該技術を導入するに当たっての留意点等)

(1)原料ふんの性状によって、炭化物や活性炭としての性能が大きく異なるので、原材の品質を一定に保つ必要がある。
(2)施設の運転はほとんど機械化、自動化されているが、装置の作動状況の監視等、専従者が必要である。
(3)規模によっては、賦活化を省略し、炭化物のみの製造施設とすることもできる。
(4)炭の品質よりも処理コストを重視する場合は、内熱式の処理法を採用することも可能である。

10.応募施設以外の納入実績(応募施設と同一方式)


畜種飼養規模施設所在地設置年度備考
(1)実績該当なし



11.応募施設の適用可能畜種および畜産以外の適用可能臭気

(1)適用可能畜種 全畜種 採卵鶏、ブロイラーのほか、牛、豚にも適用可能であるが鶏ふんに比べて発熱量が低いため性能が劣る。
(2)畜産以外の
  適用可能原材料等
古紙、廃木材、生ごみ、汚泥ほか可燃性廃棄物(原材料の由来が不明なものは対象としない)。

U.評価結果(評価委員による評価結果)

総合評価

@炭化装置は外熱式耐熱鋼製円筒式横型(ロータリーキルン)で、高品質炭化物の製造を目的としている。炉内部に多筒管(レトルト)を備え、材料をその中に分割投入するため厚みが薄くなり均一に早く加熱できる。
A本システムの製造工程は、受け入れホッパー→計量器→原料供給コンベア→炭化炉・熱風発生機・空気予熱器・水蒸気蒸発装置→炭化物クーラー→炭化物コンベア→篩機→製袋機で構成されている。
B環境対策工程は、再燃焼炉+ガス冷却設備+中和剤噴霧装置+バグフィルタを備える。炉内温度の計測記録装置もあり、廃掃法、大気汚染防止法、ダイオキシン特措法の規制に対応できる。
C本施設は、炉内の雰囲気を自由に設定できるので、炭化処理(700℃)と賦活処理(活性炭製造:1,000℃)に対応できる。構造上は活性炭の製造ができるよう外熱式ロータリーキルンである。減容化を目的とする場合は、別途、施設費の安価な内燃式炭化方式(炭化物製造のみ)の提案も可能である。
D構内の堆肥化施設で生産された堆肥ペレット(水分32%)を原料に、炭化で生ずる熱分解ガスを熱源に利用して、炭化に要するエネルギーの約86%をまかなえる。炭化温度が700℃以上であるため、運転トラブルの原因となるタールの分解率が高い。1基当たりの処理能力は、畜産向け処理施設として十分である。本事例では炭化、活性炭化に対応するため2基を並設している。
E製品炭化物の化学性、吸着性、物理化学性等が適性に管理されている。肥料取締法、廃掃法溶出基準もクリアし、一般流通に支障がない。炭化物は農業関係では化成肥料の代替、土壌改良材、融雪剤その他に、農業関係以外では環境保全資材(脱臭、脱色、調湿)等に利用されているが、さらなる利用拡大が今後の課題である。
F本施設は、超大型養鶏団地の堆肥化・ペレット化システムの減量・減容、高付加価値化、利用多様化のための付加施設として導入された。イニシアルコスト、ランニングコスト低減に配慮されているものの、一般の施設と比べコストは高い。そこで、地元の焼酎工場から焼酎粕を産廃として引き取り、混合処理している。この処理料金収入がランニングコスト低減に貢献している。
G運転は自動化され、24時間連続運転である。施設の運転はほとんど機械化・自動化されているが、作動状況の監視等専従者が必要である。技術の完成度はかなり高い施設と評価できる

評価チャート

評価年月日

V. 施設説明写真


炭化・活性炭化処理設備

炭化・活性炭化処理設備

破砕機・篩機・造粒機

袋詰め設備・オートパレタイザ

ペレット堆肥、炭化物