JP2001240882A

JP2001240882A - 固形燃料の製造方法及び固形燃料

Info

Publication number: JP2001240882A
Application number: JP2000150479A
Authority: JP
Inventors: Katsushiro Seki; 勝四郎関
Original assignee: SEKI SHOTEN KK; Seki Shoten KK
Current assignee: SEKI SHOTEN KK; Seki Shoten KK
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 2000-05-22
Publication date: 2001-09-04
Anticipated expiration: 2020-05-22
Also published as: JP4537536B2

Abstract

(57)【要約】【解決手段】可燃ごみを炭化装置で蒸し焼きにしてご
み炭にし、このごみ炭に廃プラスチック及び古紙を所定
の分量で混合し、混合したごみ炭、廃プラスチック及び
古紙を破砕装置で破砕して燃料ペレットし、この燃料ペ
レットを圧縮装置で圧縮し、圧縮した燃料ペレットを整
粒して固形燃料にする。【効果】可燃ごみを効果的に再利用することができ、
可燃ごみの量の削減をすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は可燃ごみを再利用す
る固形燃料の製造方法及び固形燃料に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１（ａ），（ｂ）は従来の可燃ごみ
の処理手順を示すフロー図である。なお、ＳＴ×××は
ステップ番号を示す。（ａ）は従来の可燃ごみの処理手
順の一例を示す。ＳＴ１０１：可燃ごみを焼却炉まで運搬し、焼却炉で焼
却する。ＳＴ１０２：可燃ごみを焼却することで残る残灰を処分
場まで運搬し、投棄をする。すなわち、従来は可燃ごみを焼却炉で焼却後、残灰を処
分場に運搬し投棄を行なっている（ｂ）は従来の可燃ごみの別処理手順を示す。ＳＴ１１１：可燃ごみを処分場まで直接運搬し投棄をす
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、（ａ）では焼
却炉で焼却後、残灰を処分場に投棄するので、可燃ごみ
の投棄する量は減らすことはできるものの、処理コスト
が嵩む。また、（ｂ）では、処分場に運搬し直接投棄を
行なうので、見掛け上の処理コストは下がるものの、処
分場がすぐにいっぱいになるので新たな処分場が必要に
なる。すなわち、可燃ごみは（ａ）においても、（ｂ）
においても捨てるしか処理方法がなかった。そこで、可
燃ごみの量を削減するためにも可燃ごみを効果的に再利
用する方法が望まれる。

【０００４】本発明の目的は、可燃ごみを再利用する固
形燃料の製造方法及び固形燃料を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に請求項１の固形燃料の製造方法は、可燃ごみを炭化装
置で蒸し焼きにしてごみ炭にする工程と、このごみ炭に
廃プラスチック及び古紙を所定の分量で混合する工程
と、混合したごみ炭、廃プラスチック及び古紙を破砕装
置で破砕して燃料ペレットとする工程と、この燃料ペレ
ットを圧縮装置で圧縮する工程と、圧縮した燃料ペレッ
トを整粒して固形燃料にする整粒工程とからなることを
特徴とする。

【０００６】可燃ごみを炭化装置で蒸し焼きにすること
でごみ炭にし、このごみ炭に廃プラスチック及び古紙を
所定の分量で混合し、混合したごみ炭、廃プラスチック
及び古紙を破砕装置で破砕して燃料ペレットし、この燃
料ペレットを圧縮装置で圧縮し、圧縮した燃料ペレット
を整粒して固形燃料にする。すなわち、可燃ごみを効果
的に再利用することで可燃ごみの量の削減を図る。

【０００７】請求項２は、野菜屑、魚肉屑を含む可燃ご
みを原料とする固形燃料において、この固形燃料を可燃
ごみを蒸し焼きにしたごみ炭と、廃プラスチックと、古
紙とから構成し、一辺若しくは径が６〜２５ｍｍのピー
スであることを特徴とする。

【０００８】固形燃料を可燃ごみを蒸し焼きにしたごみ
炭と、廃プラスチックと、古紙とを原料にすることで、
固形燃料のコストの低減を図り、安価な固形燃料の実現
を図る。固形燃料を一辺若しくは径が６〜２５ｍｍのピ
ースにすることで、燃焼効率の向上を図り、高温で安定
した熱を得るようにする。

【０００９】請求項３は、野菜屑、魚肉屑を含む可燃ご
みを原料とする固形燃料において、この固形燃料は、可
燃ごみを蒸し焼きにしたごみ炭と、廃プラスチックと、
古紙とからなり、一辺若しくは径が８〜５０ｍｍのピー
スであることを特徴とする。

【００１０】固形燃料を燃やして社会生活に必要な熱量
を取出す手段として、流動床燃焼式ボイラに代表される
流動床燃焼装置や火格子燃焼式ボイラに代表される火格
子燃焼装置が有力である。流動床燃焼装置は、砂と共に
固形燃料を流動させながら燃焼させるものであり、５０
ｍｍを超えると流動性が低下する虞れがある。また、火
格子燃焼装置では火格子の目の大きさによるが、固形燃
料の落下を避けるために６ｍｍ、好ましくは８ｍｍを最
小寸法とする。このように、固形燃料を一辺若しくは径
が、８〜５０ｍｍのピースにすることで流動床燃焼装置
並びに火格子燃焼装置の双方で良好に燃焼させることが
できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。図１は本発明に係る固形燃料の
製造方法を示すフロー図である。なお、ＳＴ××はステ
ップ番号を示す。ＳＴ０１：（炭化工程）可燃ごみを炭化処理、即ち、蒸
し焼きにしてごみ炭にする。ここで、可燃ごみは、野菜
屑、魚肉屑を含む主に家庭から排出されるごみを言う。

【００１２】ＳＴ０２：（混合工程）ごみ炭、廃プラス
チック及び古紙を所定の重量で混合する。例えば、ごみ
炭を３０重量％、廃プラスチックを２０重量％及び古紙
を５０重量％で混合する。ここで、廃プラスチックは、
熱可塑性の廃プラスチックが好ましく、熱可塑性の廃プ
ラスチックは、常温では固体であるが、熱を加えると溶
けて軟化し、流動体となり、また冷えると固まって固体
になるもので、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロ
ピレンなどがこれにあたる（以下、廃プラスチックは熱
可塑性の廃プラスチックを言うものとする）。また、古
紙の代表例はダンボールや雑誌や古新聞などの古い紙類
がこれにあたる。

【００１３】ＳＴ０３：（破砕工程）所定の重量で配合
したごみ炭、廃プラスチック及び古紙を８〜８０ｍｍの
大きさに破砕し、燃料ペレットを生成する。燃料ペレッ
トの大きさが８０ｍｍを超えると、ピース造粒に影響
し、６〜８０ｍｍのピースが製造困難になるからであ
る。従って、燃料ペレットの大きさは８０ｍｍ以下であ
れば小さいほど良い。しかし、小さくするほど製造コス
トが嵩むので、８ｍｍに止める。８〜８０ｍｍの大きさ
に破砕すればよいが、好ましくは４０ｍｍ程度とする。

【００１４】ＳＴ０４：（圧縮工程）得られた燃料ペレ
ットを、廃プラスチックが軟化するまで圧縮する。廃プ
ラスチックは高圧で圧縮すると、摩擦熱が発生し、この
熱で軟化し粘性がでるため、接着作用が発生し固形燃料
のバインダの役目をする。特に、後述するダイ孔を通じ
て燃料ペレットを押出すときに、ダイ孔の押出し抵抗に
より大きな摩擦熱が発生する。また、古紙は、その繊維
質が固形燃料の腰を強める作用をなす。

【００１５】ＳＴ０５：（整粒工程）得られた圧縮物を
一辺若しくは径が６〜２５ｍｍのピースにする。ピース
の大きさが６ｍｍ未満であれば、ピースが粉になりやす
く、燃焼効率が低下して残灰の量も増える。ピースの大
きさが２５ｍｍを超えると、同一面積に投入できるピー
スの量が減りスペース効率が低下する。そこで、ピース
の大きさを一辺若しくは径が６〜２５ｍｍのピースにす
ることで、燃焼効率の向上を図り、高温で安定した熱を
得るようにする。

【００１６】図２（ａ），（ｂ）は本発明に係る固形燃
料の説明図であり、（ａ）は固形燃料１０の１ピースの
正面形状を示し、（ｂ）は固形燃料１０の混合配分表を
示す。（ａ）において、固形燃料１０は、野菜屑、魚肉
屑を含む可燃ごみを原料とする固形燃料において、可燃
ごみを蒸し焼きにしたごみ炭と、熱可塑性の廃プラスチ
ックと、古紙とからなり、一辺Ｌ（若しくは径）が６〜
２５ｍｍのピース１４である。固形燃料１０は、一辺Ｌ
（若しくは径）が６〜２５ｍｍのピース１４にすること
で、燃焼効率の向上を図り、高温で安定した熱を得るよ
うにする。ここでは、固形燃料１０の単体をピース１４
と呼び、これらのピース１４の集合体を固形燃料１０と
呼ぶ。

【００１７】（ｂ）において、ごみ炭、熱可塑性の廃プ
ラスチック及び古紙の配合を設定することで、固形燃料
１０の熱量を調整する。ごみ炭の熱量を４５００kcal/k
g、廃プラスチックの熱量を１１０００kcal/kg、古紙の
熱量を３０００kcal/kgとするときに、例えば、ごみ炭
を３０重量％、廃プラスチックを２０重量％、古紙を５
０重量％で混合すると、約熱量が５０００kcal/kgの固
形燃料を作ることができる。すなわち、石炭並みの熱量
（石炭の熱量：４５００〜７５００kcal/kg）の固形燃
料１０を作ることができ、一般のボイラなどで使用し易
い熱量の燃料にすることができる。当然ながら、廃プラ
スチック及び古紙の混合を変えることで熱量の調整が可
能である。従って、配合割合を適宜変更することは差支
えない。

【００１８】図３は本発明に係る固形燃料の製造に好適
な炭化装置の原理図であり、炭化装置２０は、ハウジン
グ２１と、このハウジング２１に開閉自在に取付けた扉
２２と、ハウジング２１内に配置した加熱ヒータ２３
と、この加熱ヒータ２３の上方に取付けたごみ置き網２
４と、ハウジング２１の上部に取付けた排気管２５と、
この排気管２５の中間に取付けた排気弁２６と、排気管
２５に取付けた脱臭・触媒ユニット２７とからなる電気
炉である。なお、５０は可燃ごみを示す。

【００１９】図４は本発明に係る固形燃料の製造に好適
な破砕装置の原理図であり、破砕装置３０は、上から投
入したごみ炭、廃プラスチック及び古紙の混合物１１
を、固定刃３２と回転刃３３とで切断し、８ｍｍ〜８０
ｍｍの目のスクリーン３４を通じて落下させる装置であ
る。スクリーン３４を替えることで燃料ペレットとして
の破砕物１２の大きさを変更することができる。３５は
プッシャであり、回転刃３３の回転速度に応じて混合物
１１を押出す作用をなす。３６は排出コンベヤである。
この破砕装置３０で混合物１１を８〜８０ｍｍの破砕物
１２にすることができる。なお、破砕装置３０の構成は
一例を示すものであり、８〜８０ｍｍの破砕物１２が得
られれば他の構造ものでも差支えない。

【００２０】図５は本発明に係る固形燃料の製造に好適
な圧縮・整粒装置の原理図であり、圧縮装置及び整粒装
置としての圧縮・整粒装置４０は、破砕物１２を回転ド
ラム状のダイ４１に投入する投入ダクト４２と、ダイ４
１を支えるとともに回転させるローラ４３，４４と、ダ
イ４１に開けた多数のダイ孔４５・・・（・・・は複数個を示
す。以下同様。）と、ダイ４１の外周面に沿って配置し
たカッタ４６と、ケーシング４７とからなり、投入ダク
ト４２を通じてダイ４１に投入した破砕物１２はローラ
４３で強く押された結果、ダイ孔４５・・・に進入する。
その後にカッタ４６で切断することでピース１４・・・に
なる。この作用は分かりにくいので次図で詳しく説明す
る。

【００２１】図６は本発明に係る固形燃料の製造に好適
な圧縮・整粒装置の作用原理図であり、便宜上、円筒形
状のダイ４１は展開して平板形状にした。ダイ孔４５に
は前の破砕物１２が入っており、そこへローラ４３で別
の破砕物１２を押し込むと、「ところてん」のようにダ
イ４１の厚さに相当するだけダイ４１から破砕物１２Ａ
が食み出す。そこで、この食み出した破砕物１２Ａをカ
ッタ４６で切断すれば、一定の径で、一定の長さのピー
ス１４を切出すことができる。

【００２２】以上に述べた固形燃料１０の作用を次に説
明する。図７（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る固形燃料の
作用説明図であり、（ａ）は実施例を示し、（ｂ），
（ｃ）は比較例を示す。（ａ）において、実施例の固形
燃料１０は、一辺Ｌ（若しくは径）が６〜２５ｍｍであ
るピース１４・・・にした。従って、ピース１４・・・間に適
当な大きさの空間Ｓ・・・をとることができ、燃焼効率の
向上を図ることができ、高温で安定した熱を得ることが
できる。

【００２３】（ｂ）において、比較例の固形燃料１００
は、一辺若しくは径が６ｍｍ未満であるピース１０４・・
・であり、固形燃料１００間に狭い空間Ｓ１・・・しかとる
ことができない。従って、残灰も多く発生し、燃焼効率
も悪い。（ｃ）において、比較例の固形燃料１１０は、
一辺若しくは径が２５ｍｍを超えたピース１１４・・・で
あり、同一面積に投入できるピースの量が減る。すなわ
ち、固形燃料１１０のスペースファクタが悪化する。

【００２４】図８は本発明に係る固形燃料の付帯効果を
示す作用説明図である。（ａ）は、比較例であり、従来
の可燃ごみ５０の流れの一例を示す作用説明図であっ
て、可燃ごみ５０は、トラック５１で運搬し、矢印・・
・の如く処分場５２に投棄するしかなかった。従って、
処分場５２はごみの山となり、新たな処分場５２が必要
となる。

【００２５】（ｂ）は、実施例であり、本発明を実施し
たときの可燃ごみ５０の流れを示す作用説明図であっ
て、可燃ごみ５０の一部は矢印・・・の如く、固形燃料
１０の原料して再利用する。残りの可燃ごみ５０をトラ
ック５１で矢印，の如く処分場５２に投棄する。従
って、従来は投棄しなくては処理できなかった可燃ごみ
５０を削減することができ、処分場５２の寿命を延ばす
ことができる。すなわち、捨てるしか処理できなかった
可燃ごみ５０を再利用する道を開くことで、環境保全に
も貢献することができる。

【００２６】本発明の第２実施の形態を添付図に基づい
て以下に説明する。図９（ａ），（ｂ）は本発明に係る
第２実施例の固形燃料の説明図であり、（ａ）は固形燃
料６０の１ピースの正面形状を示し、（ｂ）は固形燃料
６０の混合配分表を示す。（ａ）において、固形燃料６
０は、野菜屑、魚肉屑を含む可燃ごみを原料とする固形
燃料において、可燃ごみを蒸し焼きにしたごみ炭と、熱
可塑性の廃プラスチックと、古紙とからなり、一辺Ｌ１
（若しくは径）が８〜５０ｍｍのピース６４である。固
形燃料６０は、一辺Ｌ１（若しくは径）が８〜５０ｍｍ
のピース６４にすることで、燃焼効率の向上を図り、高
温で安定した熱を得るようにする。ここでは、固形燃料
６０の単体をピース６４と呼び、これらのピース６４の
集合体を固形燃料６０と呼ぶ。

【００２７】（ｂ）において、ごみ炭、熱可塑性の廃プ
ラスチック及び古紙の配合を設定することで、固形燃料
６０の熱量を調整する。ごみ炭の熱量を４５００kcal/k
g、廃プラスチックの熱量を１１０００kcal/kg、古紙の
熱量を３０００kcal/kgとするときに、例えば、ごみ炭
を３０重量％、廃プラスチックを２０重量％、古紙を５
０重量％で混合すると、約熱量が５０００kcal/kgの固
形燃料を作ることができる。すなわち、石炭並みの熱量
（石炭の熱量：４５００〜７５００kcal/kg）の固形燃
料６０を作ることができ、一般のボイラなどで使用し易
い熱量の燃料にすることができる。当然ながら、廃プラ
スチック及び古紙の混合を変えることで熱量の調整が可
能である。従って、配合割合を適宜変更することは差支
えない。

【００２８】図１０（ａ），（ｂ）は本発明に係る第２
実施例の固形燃料を異なる燃焼装置で使用する場合の比
較例図であり、（ａ）は固形燃料１０を火格子燃焼装置
７０で使用する場合の問題点を示し、（ｂ）は固形燃料
１０を流動床燃焼装置８０で使用する場合の問題点を示
す。（ａ）において、火格子燃焼装置７０は、ガス混合
室７１内に乾燥ステージ７２、燃焼ステージ７３及び後
燃焼ステージ７４をこの順で配置し、乾燥、燃焼、後処
理の順で固形燃料を燃焼させるものである。燃焼工程で
は燃焼ステージ７３に配置した火格子７５に塊状又は粉
状の固形燃料を積載し、この固形燃料に空気を吹込んで
燃焼させる方式である。従って、固形燃料１０のピース
１４が小さすぎると火格子７５から落下したり、燃焼用
吹込空気が偏った部位に集中し局所燃焼を引き起こす原
因ともなる。

【００２９】（ｂ）において、流動床燃焼装置８０は、
上・下チャンバ８１，８２の間に流動床８３を配置し、
流動床８３に逐次、適量の固形燃料を供給し、この固形
燃料を流動させると共に、固形燃料を燃焼させるのに十
分な量の空気を上チャンバ８１送り込み、下チャンバ８
２から砂等の不活性粒子を吹上げながら、固形燃料を流
動状態で燃焼させる方式の装置である。従って、固形燃
料１０のピース１４が大きすぎると重くなり流動床８３
上を流動させにくい。ここで、矢印は固形燃料１０の
ピース１４の供給の流れ、矢印は空気の流れ、矢印
は砂の流れ、は砂から分離した不燃物の流れを示す。

【００３０】（ａ），（ｂ）から、一般論として、流動
床燃焼装置又は同ボイラーで使用する場合はピースが大
きいほうが使い易く浮遊燃焼を防止できる。火格子燃焼
装置又は同ボイラーで使用する場合は流動床方式に比較
しピースが小さいほうが使い易い。しかし、火格子燃焼
装置７０においてピース１４があまり小さいと火格子７
４から落下したり、燃焼用吹込空気が偏った部位に集中
し、局所燃焼を引き起こす原因ともなる。一方、流動床
燃焼装置８０ではピース１４が大きすぎると流動床８３
で流動させにくくなる。すなわち、固形燃料１０を一辺
若しくは径が８〜５０ｍｍのピース１４にしたので、火
格子燃焼装置７０、流動床燃焼装置８０の双方で使用す
ることができる。この結果、固形燃料としての利便性を
向上させることができる。

【００３１】尚、実施例では図１に示すように、固形燃
料の製造を圧縮・整粒装置で圧縮工程と整粒工程とを同
時に行なうようにしたが、これに限るものではなく、圧
縮装置及び整粒装置を別々に設け、圧縮工程と整粒工程
とに分けて実施するものであってもよい。

【００３２】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、可燃ごみを炭化装置で蒸し焼きにし
てごみ炭にし、このごみ炭に廃プラスチック及び古紙を
所定の分量で混合し、混合したごみ炭、廃プラスチック
及び古紙を破砕装置で破砕して燃料ペレットし、この燃
料ペレットを圧縮装置で圧縮し、圧縮した燃料ペレット
を整粒して固形燃料にするようにした。従って、可燃ご
みを効果的に再利用することができ、可燃ごみの量の削
減をすることができる。

【００３３】請求項２は、固形燃料を可燃ごみを蒸し焼
きにしたごみ炭と、廃プラスチックと、古紙とを原料に
したので、固形燃料のコストの低減を図ることができ、
安価な固形燃料を提供することができる。また、固形燃
料を一辺若しくは径が６〜２５ｍｍのピースにしたの
で、燃焼効率の向上を図ることができ、高温で安定した
熱を得ることができる。

【００３４】請求項３は、固形燃料を可燃ごみを蒸し焼
きにしたごみ炭と、廃プラスチックと、古紙とを原料に
したのでことで、固形燃料のコストの低減を図ることが
できる。この結果、安価な固形燃料を供給することがで
きる。そして、可燃ごみ、廃プラスチック及び古紙の有
効利用を通して資料循環型社会の実現に貢献することが
できる。また、固形燃料を一辺若しくは径が８〜５０ｍ
ｍのピースにしたので、燃焼方式の異なる燃焼装置又は
ボイラーでも使用できる。一般論として、例えば、流動
床燃焼式ボイラに代表される流動床燃焼装置で使用する
場合はピースが大きいほうが使い易く浮遊燃焼を防止で
きる。火格子燃焼式ボイラに代表される火格子燃焼装置
で使用する場合は流動床方式に比較しピースが小さいほ
うが使い易い。しかし、火格子方式においてピースがあ
まり小さいと火格子から落下したり、燃焼用吹込空気が
偏った部位に集中し、局所燃焼を引き起こす原因ともな
る。一方、流動床方式ではピースが大きすぎると流動床
で流動させにくくなる。すなわち、固形燃料を一辺若し
くは径が８〜５０ｍｍのピースにしたので、火格子燃焼
装置及び流動床燃焼装置の双方で使用することができ
る。この結果、固形燃料としての利便性を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る固形燃料の製造方法を示すフロー
図

【図２】本発明に係る固形燃料の説明図

【図３】本発明に係る固形燃料の製造に好適な炭化装置
の原理図

【図４】本発明に係る固形燃料の製造に好適な破砕装置
の原理図

【図５】本発明に係る固形燃料の製造に好適な圧縮・整
粒装置の原理図

【図６】本発明に係る固形燃料の製造に好適な圧縮・整
粒装置の作用原理図

【図７】本発明に係る固形燃料の作用説明図

【図８】本発明に係る固形燃料の付帯効果を示す作用説
明図

【図９】本発明に係る第２実施例の固形燃料の説明図

【図１０】本発明に係る第２実施例の固形燃料を異なる
燃焼装置で使用する場合の比較例図

【図１１】従来の可燃ごみの処理手順を示すフロー図

【符号の説明】

１０，６０…固形燃料、１２…燃料ペレット（破砕
物）、１４，６４…ピース、２０…炭化装置、３０…破
砕装置、４０…圧縮装置及び整粒装置（圧縮・整粒装
置）。

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）Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０２Ｃ１０Ｌ 5/42 5/00 5/48 Ｃ１０Ｌ 5/42 Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢＺ 5/48 5/00 ＭＰＱ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可燃ごみを炭化装置で蒸し焼きにしてご
み炭にする工程と、このごみ炭に廃プラスチック及び古
紙を所定の分量で混合する工程と、混合したごみ炭、廃
プラスチック及び古紙を破砕装置で破砕して燃料ペレッ
トとする工程と、この燃料ペレットを圧縮装置で圧縮す
る工程と、圧縮した燃料ペレットを整粒して固形燃料に
する整粒工程と、からなる固形燃料の製造方法。
【請求項２】野菜屑、魚肉屑を含む可燃ごみを原料と
する固形燃料において、この固形燃料は、可燃ごみを蒸し焼きにしたごみ炭と、
廃プラスチックと、古紙とからなり、一辺若しくは径が
６〜２５ｍｍのピースであることを特徴とした固形燃
料。
【請求項３】野菜屑、魚肉屑を含む可燃ごみを原料と
する固形燃料において、この固形燃料は、可燃ごみを蒸し焼きにしたごみ炭と、
廃プラスチックと、古紙とからなり、一辺若しくは径が
８〜５０ｍｍのピースであることを特徴とした固形燃
料。