JP2001329281A - 固形燃料の製造方法及び固形燃料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 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、このごみ炭にバインダを所定の分量で
混合し、バインダを混合したごみ炭を圧縮装置で圧縮
し、圧縮したごみ炭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８（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、前記（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、前記（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こ
とのできる技術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
バインダを所定の分量で混合する工程と、バインダを混
合したごみ炭を圧縮装置で圧縮する工程と、圧縮したご
み炭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、このごみ炭にバインダを所定の分量で混
合し、バインダを混合したごみ炭を圧縮装置で圧縮し、
圧縮したごみ炭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、この固形燃料は、可
燃ごみを蒸し焼きにしたごみ炭を主成分とし、でん粉、
リグニン又はパルプ廃液からなるバインダで固めた、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。

【０００８】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。

【０００９】

【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する、即
ち、蒸し焼きにすることでごみ炭にする。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。

【００１０】ＳＴ０２：（混合工程）ごみ炭にバインダ
を所定の分量で混合する。例えば、ごみ炭を９７重量
％、バインダを３重量％で混合する。ところで、ごみ炭
の発熱量は、３０００〜６０００ｋcal/kgであり、ごみ
炭の発熱量に近いバインダを使用するのが好ましい。そ
の理由は、混合に当たって混合量の厳しい管理を必要と
せず、ごみ炭にとっては使いやすいバインダである。そ
こで、バインダは、でん粉、リグニン又はパルプ廃液を
使用することとした。なお、リグニン（Lignin）とは、
セルロースとともに木質繊維の主成分をなす有機物であ
る。

【００１１】ＳＴ０３：（圧縮工程）バインダを混合し
たごみ炭を圧縮する。圧縮することで、密度の高いごみ
炭になり、このごみ炭を固形燃料にしたときに長時間保
温効果を発揮する安定したものにする。固形燃料を可燃
ごみを蒸し焼きにしたごみ炭を主原料にしたので、固形
燃料のコストの低減を図ることができる。この結果、安
価な固形燃料を得ることができる。

【００１２】ＳＴ０４：（整粒工程）得られた圧縮物を
一辺若しくは径が８〜５０ｍｍのピースにする。ピース
の大きさが８ｍｍ未満であれば、ピースが粉になりやす
く、燃焼させにくいので燃焼効率が低下し残灰の量も増
える。ピースの大きさが５０ｍｍ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、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、燃焼効率の向上を図り、高温で
安定した熱を得る固形燃料にする。

【００１３】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、この
固形燃料は、可燃ごみを蒸し焼きにしたごみ炭を主成分
とし、でん粉、リグニン又はパルプ廃液からなるバイン
ダで固めた、一辺若しくは径が６〜８０ｍｍのピース１
４である。固形燃料１０は、一辺Ｌ（若しくは径）が８
〜５０ｍｍ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。

【００１４】（ｂ）において、ごみ炭にバインダを所定
の分量で混合する。例えば、ごみ炭を９７重量％、バイ
ンダを３重量％で混合する。ここで、バインダとして
は、でん粉、リグニン又はパルプ廃液が好ましく、これ
らのバインダは、ごみ炭の発熱量（３０００〜６０００
ｋcal/kg）に近い発熱量を有するからである。すなわ
ち、混合に当たって混合量の厳しい管理を必要とせず、
ごみ炭にとっては使いやすいバインダであると言える。
従って、配合割合を適宜変更することは差支えない。

【００１５】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。

【００１６】図４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、バインダを混合した
ごみ炭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４１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４
５・・・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。

【００１７】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
は前のバインダを混合したごみ炭１２が入っており、そ
こへローラ４３で別のごみ炭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４
１から破砕物１２Ａが食み出す。そこで、この食み出し
たバインダを混合したごみ炭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。

【００１８】以上に述べた固形燃料１０の作用を次に説
明する。図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る固形燃料を
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７
４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。

【００１９】（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。

【００２０】（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。

【００２１】図７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。

【００２２】（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。

【００２３】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。

【００２４】

【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
てごみ炭にする工程と、このごみ炭にバインダを所定の
分量で混合する工程と、バインダを混合したごみ炭を圧
縮装置で圧縮する工程と、圧縮したごみ炭を整粒して固
形燃料にする整粒工程とから固形燃料を製造するように
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。

【００２５】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る。この結果、安価な固形燃料を
得ることができる。そして、可燃ごみの有効利用を通し
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８〜５０ｍｍ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圧縮・整
粒装置の原理図

【図５】本発明に係る固形燃料の製造に好適な圧縮・整
粒装置の作用原理図

【図６】本発明に係る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７】本発明に係る固形燃料の付帯効果を示す作用説
明図

【図８】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…固形燃料、１２…ごみ炭、１４…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 (72)発明者 松田 豊 東京都江東区豊洲２丁目１番１号 石川島 播磨重工業株式会社東京第一工場内 Ｆターム(参考） 4D004 AA04 AA46 BA03 CA03 CA15 CA26 CA45 CC15 DA03 DA20 4H015 AA01 AA02 AA03 AA15 AA19 AB01 AB03 BA13 BB05 BB10 CA03 CB01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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、このごみ炭にバインダを所定の分量
   で混合する工程と、バインダを混合したごみ炭を圧縮装
   置で圧縮する工程と、圧縮したごみ炭を整粒して固形燃
   料にする整粒工程と、からなる固形燃料の製造方法。
2. 【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を主
   成分とし、でん粉、リグニン又はパルプ廃液からなるバ
   インダで固めた、一辺若しくは径が６〜８０ｍｍのピー
   スであることを特徴とした固形燃料。