JP2003253280A

JP2003253280A - 固体燃料

Info

Publication number: JP2003253280A
Application number: JP2002054335A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Yamanaka; 昌一山中; Keiji Kawaguchi; 敬二川口
Original assignee: YAMANAKA CO Ltd
Current assignee: YAMANAKA CO Ltd
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2003-09-10

Abstract

(57)【要約】【課題】廃棄物を熱分解して得られた固形物から効率
的にエネルギー資源を回収することのできる固体燃料を
提供する。【解決手段】本発明の固体燃料Ｍ８は、鉄および有機物
を含む廃棄物Ｍ１を加熱装置３で直接加熱または間接加
熱して得られた残渣Ｍ３の一部を主原料として製造され
ている。すなわち、本発明の固体燃料Ｍ８は、鉄および
有機物を含む廃棄物Ｍ１を加熱装置３で直接加熱または
間接加熱する第１のステップと、前記第１のステップを
経て熱分解ガスＧ１と残渣Ｍ３とを得る第２のステップ
と、前記第２のステップを経て得られた残渣Ｍ３を用い
て、鉄および炭素を含有する鉄・炭素含有粉体Ｍ６を製
造する第３のステップと、第３のステップによって得ら
れた鉄・炭素含有粉体Ｍ６を造粒するステップとによっ
て製造される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物の熱分解処
理技術に関するものであり、特に、廃棄物を熱分解して
得られた固形物から新たなエネルギー資源を製造する方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、廃棄物の排出量に対する処理能力
の不足や、廃棄物を処理する際のダイオキシン等の有害
物質の発生が社会問題となっており、その対応が緊急の
課題となっている。

【０００３】そのため、以前は主として廃棄物中に含ま
れる有価金属のみを再利用していたのに対し、近年は廃
棄物中に含まれる有価金属のみならず、化石燃料を原料
とした樹脂などの有機物をもエネルギー資源や工業製品
の原材料としてリサイクルする試みがなされている。そ
れに伴い、種々のリサイクル方法や、廃棄物を処理する
際の有害物質の発生を抑制する方法が開発され、それら
に関する研究が盛んに行われている。

【０００４】近年、廃棄物中の有機物をエネルギーとし
てリサイクルするための処理装置として、熱分解装置が
注目されている。ここで、熱分解装置とは、有機物を含
む廃棄物を加熱し、有機物中に含まれる揮発成分（熱分
解ガス）とその他の固形物とに分解する装置である。

【０００５】従来の技術においては、熱分解装置によっ
て得られた熱分解ガスをエネルギー資源として再利用
し、固形物は、溶融ガス化炉などを用いてガラス状に溶
融固化し、例えば粒子状に成形した後に、埋め立てた
り、道路を造成する際の路盤材として利用していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術においては、上述したように、廃棄物を熱分解して
得られた熱分解ガスと固形物のうち、熱分解ガスのみを
エネルギー資源として再利用することに主眼が置かれて
いた。

【０００７】そして、従来の技術においては、熱分解後
に得られた固形物に残存する有機物は、エネルギー資源
としてリサイクルされず、上述したように、溶融固化の
後に路盤材の代用物として用いられるか、あるいは焼却
処理の後に処分場に埋め立てられていた。

【０００８】このように、従来の技術においては、廃棄
物を熱分解して得られた固形物に残存する有機物をエネ
ルギー資源として効率的に再利用する試みはなされてい
なかった。

【０００９】本発明は、以上の点に鑑みなされたもので
あり、廃棄物を熱分解して得られた固形物から効率的に
エネルギー資源を回収することのできる固体燃料を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような目的は、以下
の（１）〜（２６）の本発明により達成される。

【００１１】（１）鉄および有機物を含む廃棄物を熱
分解炉で直接加熱または間接加熱して得られた残渣の一
部を主原料とする固体燃料。

【００１２】（２）前記残渣は、炭素および鉄を含
み、さらに、アルミ、銅、およびシリカのうちの少なく
とも１つを含む上記（１）に記載の固体燃料。

【００１３】（３）前記残渣は、２０〜６０重量％の
炭素を含有する上記（１）または（２）に記載の固体燃
料。

【００１４】（４）前記残渣は、鉄を含む上記（１）
ないし（３）のいずれかに記載の固体燃料。

【００１５】（５）前記残渣は、銅を含む上記（１）
ないし（４）のいずれかに記載の固体燃料。

【００１６】（６）前記残渣から所定の寸法以上の寸
法の金属またはその他の物質を除去した後の残留物を含
む上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の固体燃
料。

【００１７】（７）前記金属は主として銅を含む上記
（６）に記載の固体燃料。

【００１８】（８）前記金属は、風力を用いて選別さ
れる上記（６）または（７）に記載の固体燃料。

【００１９】（９）前記金属は、篩を用いて選別され
る上記（６）ないし（８）のいずれかに記載の固体燃
料。

【００２０】（１０）前記篩の孔の径は、２〜４ｍｍ
である上記（９）に記載の固体燃料。

【００２１】（１１）前記固体燃料は、前記残留物
と、該残留物より炭素の含有割合が高い炭素含有粒子と
を混合したものである上記（６）ないし（１０）のいず
れかに記載の固体燃料。

【００２２】（１２）前記炭素含有粒子は、前記廃棄
物を加熱手段で加熱することにより得られたガス中に含
まれる炭素を固形物として取り出したものである上記
（１１）に記載の固体燃料。

【００２３】（１３）前記炭素含有粒子は、前記ガス
をガス改質装置によって改質し、さらにガス冷却装置に
よって冷却した気体をフィルタで濾過することによって
得られる上記（１２）に記載の固体燃料。

【００２４】（１４）前記炭素含有粒子は、前記残留
物より炭素の含有割合が高い上記（１１）ないし（１
３）のいずれかに記載の固体燃料。

【００２５】（１５）前記炭素含有粒子は、その粒径
が１ｍｍ以下である上記（１１）ないし（１４）のいず
れかに記載の固体燃料。

【００２６】（１６）前記炭素含有粒子は、８０重量
％以上の炭素を含む上記（１１）ないし（１５）のいず
れかに記載の固体燃料。

【００２７】（１７）前記炭素含有粒子は、２重量％
以下の鉄を含む上記（１１）ないし（１６）のいずれか
に記載の固体燃料。

【００２８】（１８）前記炭素含有粒子は、１重量％
以下の銅を含む上記（１１）ないし（１７）のいずれか
に記載の固体燃料。

【００２９】（１９）前記固体燃料は、発熱量が３８
００〜７５００ｋｃａｌ／ｋｇである上記（１）ないし
（１８）のいずれかに記載の固体燃料。

【００３０】（２０）前記固体燃料は、前記残留物を
含む粉体を所定の大きさ・形状に造粒したものである上
記（６）ないし（１９）のいずれかに記載の固体燃料。

【００３１】（２１）前記固体燃料は、前記残留物を
含む粉体に結合剤を加えて造粒したものである上記（２
０）に記載の固体燃料。

【００３２】（２２）前記結合剤は、水、石灰、アラ
ビアゴム、アルギン酸ソーダ、グリセリン、ゼラチン、
流動パラフィン、界面活性剤、微結晶セルロース、ヒド
ロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロー
ス、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、リ
グニン、メチルセルロース、コンスターチ、デキストリ
ン、澱粉、乳糖、大豆油、椰子油、糖蜜、アンモニア
水、珪酸アンモニウム、燐酸、無水燐酸、加里明礬、お
よびベントナイトから成るグループのうちの少なくとも
１つを選択したものである上記（２１）に記載の固体燃
料。

【００３３】（２３）前記固体燃料の形状は、柱状、
筒状、棒状、錐状、板状、球状、および不定形状から成
るグループのうちの１つを選択したものである上記（２
０）ないし（２２）のいずれかに記載の固体燃料。

【００３４】（２４）造粒後の前記固体燃料は、１０
〜３０重量％の鉄を含む上記（２０）ないし（２３）の
いずれかに記載の固体燃料。

【００３５】（２５）造粒後の前記固体燃料は、磁石
に吸着し得る上記（２０）ないし（２４）のいずれかに
記載の固体燃料。

【００３６】（２６）造粒後の前記固体燃料は、０．
１〜３重量％の銅を含む上記（２０）ないし（２５）の
いずれかに記載の固体燃料。

【００３７】本発明の他の目的、作用および効果は、図
面を参照して行う以下の実施形態の説明から、より明ら
かとなるであろう。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る固体燃料につ
いて添付図面を参照して説明する。

【００３９】図１は、本発明の固体燃料に係る廃棄物処
理装置のシステム構成を示す図である。

【００４０】廃棄物処理装置１は、図１に示すように、
前処理装置２と、加熱装置３と、ガス処理装置４と、残
渣選別装置５とに大別される。

【００４１】以下、これらの各装置の概略について説明
する。前処理装置２は、廃棄物Ｍ１を加熱装置３へと供
給する前の段階において、廃棄物Ｍ１に対して各種処理
を行い、廃棄物Ｍ１を加熱装置３によって加熱処理しや
すい状態へと変化させる装置である。

【００４２】また、加熱装置３は、前処理装置２から搬
送された廃棄物Ｍ１ａを加熱処理し、廃棄物Ｍ１ａ中に
含まれる有機物を熱分解ガスＧ１と固体状の残渣Ｍ３と
に分解する装置である。

【００４３】また、ガス処理装置４は、加熱装置３の加
熱処理によって得られた熱分解ガスＧ１をエネルギー資
源として使用し得る状態に変化させる装置である。

【００４４】また、残渣選別装置５は、加熱装置３の加
熱処理によって得られた残渣Ｍ３から、エネルギー資源
として使用し得る有機物と、金属、シリカ等のその他の
物質とを選別する装置である。

【００４５】以下、上記各装置の詳細について説明す
る。前処理装置２は、主に加工装置２１と、選別装置２
２とからなる。

【００４６】加工装置２１は、シャーリング装置、プレ
ス装置、シュレッダー装置などからなる。加工装置２１
は、廃棄物Ｍ１の切断・圧縮・破砕を行い、後の処理に
適した大きさに加工する。

【００４７】また、選別装置２２は、加工装置２１によ
る破砕後の廃棄物Ｍ１中に含まれる鉄片、銅片、アルミ
片などの各種金属片Ｍ２１と、各種金属片Ｍ２１を除去
した後に残留したその他の廃棄物Ｍ１ａとに選別し、各
種金属片Ｍ２１を回収する。各種金属片Ｍ２１の選別に
は、集塵装置や磁選機などの装置が用いられる。この段
階で取り出される各種金属片Ｍ２１の外径は、４０〜７
０ｍｍ以上であり、それより小さな外径の金属片は、そ
の他の廃棄物Ｍ１ａ中に残留したまま次の加熱装置３へ
と送出される。

【００４８】当該廃棄物処理装置１によって自動車を処
理した場合、ここで除去される各種金属片Ｍ２１には、
主として鉄が含まれる。

【００４９】なお、当該廃棄物処理装置１を用いて自動
車を処分する場合には、前処理装置２による処理を行う
以前にフロントガラスなどのガラス部品を予め除去して
おくことが好ましい。そして、このような作業を予め行
うことにより、破砕後の廃棄物Ｍ１ａ中のシリカの含有
量を低減させることができ、より効率的に廃棄物Ｍ１中
の有機物を再利用することができる。また、加工装置２
１による加工の前にガラス製品を回収することで、ガラ
ス製品の再利用も効率的に行うことができる。

【００５０】また、本実施形態においては特に記載して
いないが、水分を含む都市ゴミ、汚泥などの廃棄物Ｍ１
を当該廃棄物処理装置１によって処理する場合には、こ
の前処理装置２に、上述した加工装置２１および選別装
置２２の他に脱水装置、乾燥装置などの装置を設け、脱
水、乾燥などの処理を行うことが好ましい。

【００５１】また、廃棄物処理装置１によって処理され
る廃棄物Ｍ１は、例えば車輛、船舶、飛行機、建築物、
産業機械、電子機器の基板、建築廃材、木材、紙、繊
維、廃電線、廃家電製品、廃ＯＡ製品、廃家具、石油生
成プラスチック廃材、汚染土壌、または都市ゴミなどの
一部あるいは全部、あるいはそれらを破砕したシュレッ
ダーダストを含んでいる。

【００５２】本実施形態の廃棄物処理装置１は、上述し
たように、前処理装置２によって廃棄物Ｍ１を加工し、
後の処理を行う際に好適な状態に変化させることから、
廃棄物Ｍ１の形状、材質を問わず、上述したような広範
な種類の廃棄物Ｍ１を処理し得るようになっている。

【００５３】加熱装置３は、例えばキルン式熱分解炉な
どの熱分解炉で構成されている。このキルン式熱分解炉
は、例えばロータリーキルンと称される円筒状に構成さ
れた回転式の炉を有している。加熱装置３は、炉内で廃
棄物Ｍ１ａを高温に加熱し、廃棄物Ｍ１ａ中の有機物を
熱分解ガスＧ１と残渣Ｍ３とに分離させる。

【００５４】熱分解ガスＧ１は、廃棄物Ｍ１ａを加熱装
置３において加熱処理した際に発生した気体である。す
なわち、熱分解ガスＧ１は、廃棄物Ｍ１ａ中に含まれる
有機物の揮発成分からなり、高位炭化水素、低位炭化水
素などの気体を含んでいる。

【００５５】残渣Ｍ３は、廃棄物Ｍ１ａを加熱装置３に
おいて加熱処理した後に得られた（加熱装置３内に残留
した）固形物からなり、炭素、鉄、アルミ、銅、シリカ
などの物質を含んでいる。

【００５６】残渣Ｍ３中に含まれる鉄は、主として前処
理装置２の選別装置２２において回収されず、廃棄物Ｍ
１ａ中に残留した外径が４０〜７０ｍｍより小さな鉄片
である。また、残渣Ｍ３中に含まれる銅は、主として、
加熱装置３の加熱処理により絶縁被覆が除去された銅線
である。

【００５７】また、残渣Ｍ３は、２０〜６０重量％の炭
素を含んでいる。当該廃棄物処理装置１においては、こ
の残渣Ｍ３中に含まれる炭素以外の物質を後の残渣選別
装置５により選別して除去することで炭素の割合を高
め、それにより、残渣Ｍ３を燃料として使用し得る状態
とする。

【００５８】この加熱装置３による加熱処理後に得られ
た熱分解ガスＧ１、残渣Ｍ３は、それぞれ、ガス処理装
置４、残渣選別装置５へと搬送される。なお、本発明に
おいては、加熱装置３によって廃棄物Ｍ１ａを加熱処理
するステップを「第１のステップ」と称し、加熱処理に
より熱分解ガスを得るステップを「第２のステップ」と
称する。

【００５９】なお、加熱装置３における廃棄物Ｍ１ａの
加熱温度は、４００〜６００℃に設定することが好まし
く、さらには、５００〜５５０℃に設定することが好ま
しい。そして、この加熱温度の設定により、ダイオキシ
ンなどの有害物質の発生を抑えつつ、廃棄物Ｍ１ａに含
まれる有機物を好適に熱分解ガスＧ１と残渣Ｍ３とに分
解することができる。

【００６０】また、加熱処理を行う際の加熱装置３にお
ける廃棄物Ｍ１ａの加熱時間を約１時間とし、加熱装置
３内の気圧を大気圧とすることが好ましく、また、加熱
装置３の内部の空気を遮断し、加熱装置３内部をほぼ無
酸素状態とすることが好ましい。これらの諸条件の設定
により、廃棄物Ｍ１ａ中に含まれる有機物の過度な分
解、燃焼を防止することができ、加熱装置３による加熱
処理後に得られる熱分解ガスＧ１および残渣Ｍ３を、い
ずれもエネルギー資源として好適に再利用し得る状態に
することができる。

【００６１】また、本実施形態においては、加熱装置３
をキルン式熱分解炉で構成しているが、これに限らず、
加熱装置３を流動床式熱分解炉、ストーカ式熱分解炉で
構成しても良い。また、加熱装置３をキルン式熱分解
炉、流動床式熱分解炉、ストーカ式熱分解炉のうちの２
つ以上を組み合わせて構成しても良い。

【００６２】ガス処理装置４は、ガス改質装置４１、ガ
ス冷却装置４２、ガス浄化装置４３からなる。

【００６３】ガス改質装置４１は、加熱装置３から送出
された熱分解ガスＧ１と、外部から供給された例えば空
気、酸素などの酸化剤ガスＧ２とを高温下で反応させ、
熱分解ガスＧ１中の高位炭化水素を、低位炭化水素、水
素、水蒸気、一酸化炭素、または二酸化炭素などの安定
したガスへと変換する。本実施形態においては、このガ
ス改質装置４１において、約１１００℃の高温下で熱分
解ガスＧ１と酸化剤ガスＧ２とを反応させる。

【００６４】なお、熱分解ガスＧ１と酸化剤ガスＧ２と
を反応させる際の温度は、９００〜１２００℃に設定す
ることが好ましく、そのような高温下で熱分解ガスＧ１
を酸化剤ガスＧ２と反応させることにより、熱分解ガス
Ｇ１中の高位炭化水素、特にダイオキシンなどの有毒物
質の分解（無害化）を確実に行うことができる。

【００６５】ガス冷却装置４２は、ガス改質装置４１か
ら送出された高温の反応後のガスＧ３を熱交換器などの
冷却器を使用して急冷する装置である。このガス冷却装
置４２により、ガス改質装置４１からの反応後のガスＧ
３が、９００〜１２００℃から１００〜２００℃に急冷
される。

【００６６】このガス冷却装置４２による急冷により、
ガス改質装置４１からの反応後のガスＧ３は、低位炭化
水素、水素、水、一酸化炭素あるいは二酸化炭素などの
安定したガスの状態を保持しつつ冷却される。そのた
め、これらの分子同士の再合成により、反応後のガスＧ
３が再び高位炭化水素へと戻ることがなく、ダイオキシ
ンなどの有害物質が再び発生するおそれがない。

【００６７】なお、本実施形態においては、ガス冷却装
置４２として熱交換器などの間接冷却器を用いている
が、これに限らず、水噴霧などの直接冷却器を用いても
よく、またこれらの両方を組み合わせてガス冷却装置４
２を構成してもよい。

【００６８】ガス浄化装置４３は、フィルタ４３１と、
ガス水洗装置４３２と、脱硫装置４３３などからなる。

【００６９】フィルタ４３１は、ガス冷却装置４２から
の反応後のガスＧ３を濾過し、反応後のガスＧ３中に含
まれる固形物を回収するものである。また、フィルタ４
３１は、バグフィルタ、焼結金属充填フィルタなどで構
成されている。

【００７０】当該廃棄物処理装置１により自動車を処理
した場合、このフィルタ４３１により回収される固形物
は、高純度の炭素を含む粒子となる。本実施形態におい
ては、この固形物を炭素含有粒子Ｍ４と称する。本実施
形態においては、この炭素含有粒子Ｍ４を後述する炭素
含有物質Ｍ５と混合して利用しているが、この炭素含有
粒子Ｍ４のみを後述する代用カーボン的な用途に使用す
ることができる。なお、フィルタ４３１により回収され
る固形物は、当該廃棄物処理装置１により処理する廃棄
物の種類により変化する場合がある。

【００７１】また、フィルタ４３１によって回収される
炭素含有粒子Ｍ４の粒径は、約１ｍｍ程度である。ま
た、炭素含有粒子Ｍ４は、８０重量％以上の炭素、２重
量％以下の鉄、１重量％以下の銅を含む。

【００７２】ガス水洗装置４３２は、フィルタ４３１に
よる濾過後のガスＧ４を水で洗浄し、塩酸、フッ化水素
などの有害物質を除去する装置である。また、脱硫装置
４３３は、例えば鉄系の化合物からなる材質で構成され
た固体状の吸着材により、ガス水洗装置４３２による水
洗後のガスＧ５から、硫黄を除去する装置である。

【００７３】フィルタ４３１による濾過の後、これらの
ガス水洗装置４３２、脱硫装置４３３による浄化処理を
経たガスは、クリーンガスＧ６となる。クリーンガスＧ
６は、ガスタンク４４に貯蔵され、各種用途に使用され
る。本実施形態においては、クリーンガスＧ６を当該廃
棄物処理装置１において用いられる電力を供給するガス
エンジン発電機および加熱装置３の熱分解炉を加熱する
燃料として使用している。

【００７４】このような用途でクリーンガスＧ６を利用
することにより、本実施形態の廃棄物処理装置１は、当
該装置１を稼動させる際に、外部から燃料を供給するこ
となく、廃棄物Ｍ１から得られたクリーンガスＧ６のみ
を燃料として得られた動力で稼動させることができる。

【００７５】なお、本実施形態においては、ガス浄化装
置４３として、上述したフィルタ４３１、ガス水洗装置
４３２、脱硫装置４３３を使用しているが、これらの他
に、アルカリ溶液などによるガス洗浄装置、コロナ放電
を用いたガス浄化装置、光触媒によるガス浄化装置、紫
外線によるガス浄化装置、オゾンによるガス浄化装置な
どを用いることもできる。

【００７６】残渣選別装置５は、風力選別機５１と、篩
分機５２とから構成されている。風力選別機５１は、当
該風力選別機５１内に発生させた上昇気流を用いて加熱
装置３から搬送された残渣Ｍ３を比重毎に分離する装置
である。本実施形態においては、風力選別機５１は、残
渣Ｍ３中に含まれる各種金属片Ｍ２２と、風力選別後に
残留したその他の残渣Ｍ３ａとの選別に用いられてい
る。

【００７７】この風力選別機５１によって選別回収され
る各種金属片Ｍ２２には、主として銅が含まれている。
なお、ここで選別される銅は、廃棄物Ｍ１ａ中の各種装
置の配線などに使用されていた被覆電線などから取り出
されたものであり、主として線状をなしている。

【００７８】篩分機５２は、風力選別機５１から取り出
されたその他の残渣Ｍ３ａから、さらに各種金属片Ｍ２
２と鉄・炭素含有物質Ｍ５とを選別する。この篩分機５
２において選別される各種金属片Ｍ２２にも、主として
銅が含まれている。風力選別機５１および篩分機５２に
よって回収された銅は、原材料として再利用される。

【００７９】この篩分機５２に使用されている篩の孔
は、径が２〜４ｍｍである。この篩分機５２によって、
風力選別機５１から送出されたその他の残渣Ｍ３ａから
鉄・炭素含有物質Ｍ５を抽出する。

【００８０】なお、本実施形態の廃棄物処理装置１を用
いて、自動車を処理した場合に得られた鉄・炭素含有物
質Ｍ５単体では炭素の含有量が少なく、各種燃料として
の使用が困難である。そのため、本実施形態において
は、鉄・炭素含有物質Ｍ５と、ガス改質装置４１から得
られた炭素含有粒子Ｍ４とを、後述する混合機５４を用
いて混合することにより、炭素の含有量を高め、燃料と
して好適に利用し得る状態にしている。

【００８１】混合機５４は、篩分機５２によって選別さ
れた鉄・炭素含有物質Ｍ５と、ガス改質装置４１から得
られた炭素含有粒子Ｍ４とを混合し、均一な状態とす
る。篩分機５２から送出された鉄・炭素含有物質Ｍ５お
よびガス改質装置４１から得られた炭素含有粒子Ｍ４
は、いずれも定量供給機５３１、５３２を介して混合機
５４に供給される。

【００８２】定量供給機５３１、５３２は、鉄・炭素含
有物質Ｍ５および炭素含有粒子Ｍ４を所定の割合で混合
機５４へと供給する装置である。本実施形態において
は、定量供給機５３１、５３２が鉄・炭素含有物質Ｍ５
と炭素含有粒子Ｍ４とを約４：１の割合で混合機５４へ
と供給するように各定量供給機５３１、５３２の供給量
を設定している。

【００８３】このように、定量供給機５３１、５３２お
よび混合機５４を用いて鉄・炭素含有物質Ｍ５と炭素含
有粒子Ｍ４とを所定の割合で混合し、均一な状態とする
ことにより、鉄・炭素含有物質Ｍ５、炭素含有粒子Ｍ４
の混合物（以下、「鉄・炭素含有粉体Ｍ６」とする）に
含まれる炭素の含有割合を各種エネルギー資源として利
用可能な割合とすることができる。本実施形態において
製造された鉄・炭素含有粉体Ｍ６は、発熱量が３８００
〜７５００ｋｃａｌ／ｋｇであり、燃料として十分な発
熱量を有している。なお、鉄・炭素含有粉体Ｍ６の発熱
量が３８００ｋｃａｌ／ｋｇ未満の場合には、単体で燃
料として使用することが困難となる。

【００８４】なお、鉄・炭素含有物質Ｍ５と炭素含有粒
子Ｍ４とを混合する際の割合は、必ずしもこの限りでは
なく、適宜調節することができる。また、本発明におい
ては、加熱装置３により廃棄物Ｍ１を熱分解してから、
鉄・炭素含有粉体Ｍ６を製造するまでのステップを「第
３のステップ」と称する。

【００８５】このようにして製造された鉄・炭素含有粉
体Ｍ６は、製鉄を行う際に用いられる高炉用の燃料や、
セメントの製造の際の補助燃料、河川浄化などを行う際
の汚染物質の吸着材、消臭材、タイヤの原料、塗料の原
料などとして使用される。

【００８６】なお、これらの例に限らず、鉄・炭素含有
粉体Ｍ６は、代替カーボン的な用途であればどのような
用途で使用してもよい。

【００８７】また、本実施形態においては、鉄・炭素含
有物質Ｍ５に、炭素含有粒子Ｍ４を混合することにより
鉄・炭素含有粉体Ｍ６を製造しているが、この限りでは
なく、例えば、本実施形態の廃棄物処理装置１を用いて
主に玩具・ペットボトルなどの樹脂製品を処理する場
合、鉄・炭素含有物質Ｍ５が、そのままの成分で燃料な
どのエネルギー資源として使用できる。このような場合
には、炭素含有粒子Ｍ４を混合することなく、鉄・炭素
含有物質Ｍ５を鉄・炭素含有粉体Ｍ６として使用するこ
とができる。

【００８８】また、本実施形態においては、ガス処理装
置４から得られた炭素含有粒子Ｍ４を鉄・炭素含有物質
Ｍ５に混合しているが、ガス処理装置４から得られる炭
素含有粒子Ｍ４の量が十分でない場合には、外部から供
給したカーボン粉末を炭素含有粒子Ｍ４として使用する
ことができる。

【００８９】ところで、この鉄・炭素含有粉体Ｍ６を燃
料として使用する場合、粉体の状態のままでは、ハンド
リング性が悪い。また、持ち運びの際に粉体を貯留する
袋などの貯留手段が必要となるほか、保管時や使用時に
風で飛散したり、貯留している袋などからこぼれたりし
て、粉塵の発生原因となる。そのため、この鉄・炭素含
有粉体Ｍ６を燃料として使用する場合には、以下のよう
に造粒して使用することが好ましい。

【００９０】本実施形態においては、鉄・炭素含有粉体
Ｍ６に、結合剤Ｍ７として水を加えたものを造粒機５５
によって造粒し、固体燃料Ｍ８を製造している。

【００９１】鉄・炭素含有粉体Ｍ６を造粒することによ
り、ハンドリング性が向上する。すなわち、鉄・炭素含
有粉体Ｍ６を造粒することにより、使用時の飛散を防止
できる。さらには、鉄炭素含有粉体Ｍ６は、造粒するこ
とにより、電磁石を用いた運搬装置で運搬することがで
きるようになる。すなわち、本実施形態における鉄・炭
素含有粉体Ｍ６は、１０〜３０％の鉄、０．１〜３重量
％の銅を含有している。このため、造粒後の固体燃料Ｍ
８は、磁石に吸着し得る固形物となる。したがって、電
磁石を用いた運搬装置で取り扱うことができ、運搬が容
易となる。

【００９２】また、鉄・炭素含有粉体Ｍ６は、柱状、筒
状、棒状、錐状、板状、球状、および不定形状などに造
粒することができる。これらの形状は、固体燃料Ｍ８の
用途に応じて適宜選択される。

【００９３】なお、本実施形態においては，鉄・炭素含
有粉体Ｍ６を造粒する際の結合剤（バインダー）Ｍ７と
して、水を用いているが、これに限らず、水、石灰、ア
ラビアゴム、アルギン酸ソーダ、グリセリン、ゼラチ
ン、流動パラフィン、界面活性剤、微結晶セルロース、
ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）、カルボキシ
メチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリビニルアルコール
（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、リグニ
ン、メチルセルロース、コンスターチ、デキストリン、
澱粉、乳糖、大豆油、椰子油、糖蜜、アンモニア水、珪
酸アンモニウム、燐酸、無水燐酸、加里明礬、およびベ
ントナイトからなるグループの内の１つ以上を選択的に
使用して鉄・炭素含有粉体Ｍ６を造粒しても良い。ま
た、結合剤Ｍ７を使用せず、圧縮、加熱などを加えるこ
とにより鉄・炭素含有粉体Ｍ６を造粒することもでき
る。

【００９４】なお、本実施形態においては、鉄・炭素含
有粉体Ｍ６を造粒したものを固体燃料Ｍ８として使用し
ているが、この例に限らず、この固体燃料Ｍ８を前述し
た河川浄化などを行う際の汚染物質の吸着材、消臭材、
タイヤの原料、塗料の原料などの代替カーボン的な用途
に使用することも可能である。

【００９５】最後に、本発明は、上述した実施形態に限
定されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲
で種々の変更及び改良が可能であることは言うまでもな
い。

【００９６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、廃
棄物を加熱装置により好適な条件で熱分解して得られた
熱分解ガスおよび残渣を、いずれもエネルギー資源とし
て好適に使用することができ、廃棄物中に含まれる有機
物を無駄なくリサイクルすることができる。

【００９７】また、本発明のように鉄・炭素含有粉体を
造粒することにより、固体燃料が鉄・炭素含有粉体に含
まれている鉄により磁石に吸着し得るようになり、電磁
石を用いた運搬装置で運搬することが可能となることか
ら、ハンドリング性が飛躍的に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の固体燃料に係る廃棄物処理装置のシス
テム構成を示す図である。

【符号の説明】

１廃棄物処理装置２前処理装置２１加工装置２２選別装置３加熱装置４ガス処理装置４１ガス改質装置４２ガス冷却装置４３ガス浄化装置４３１フィルタ４３２ガス水洗装置４３３脱硫装置４４ガスタンク５残渣選別装置５１風力選別機５２篩分機５３１、５３２定量供給機５４混合機５５造粒機Ｍ１廃棄物Ｍ１ａ廃棄物Ｍ２１、Ｍ２２各種金属片Ｍ３残渣Ｍ３ａ残渣Ｍ４炭素含有粒子Ｍ５鉄・炭素含有物質Ｍ６鉄・炭素含有粉体Ｍ７結合剤Ｍ８固体燃料Ｇ１熱分解ガスＧ２酸化剤ガスＧ３反応後のガスＧ４濾過後のガスＧ５水洗後のガスＧ６クリーンガス

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 5/00 Ｃ１０Ｂ 53/00 ＡＣ１０Ｂ 53/00 Ｂ 53/02 53/02 Ｃ１０Ｌ 5/46 Ｃ１０Ｌ 5/46 5/48 5/48 Ｂ０９Ｂ 5/00 ＭＦターム(参考） 4D004 AA07 AA12 AA22 AA24 AA26 AA28 AA31 AA41 AA46 AA50 AC05 BA03 BA05 BA06 BA10 CA02 CA03 CA04 CA08 CA09 CA14 CA15 CA24 CB12 CB13 CB15 4D021 FA12 GB03 HA10 4G004 NA01 NA02 NA03 NA04 4H012 HA01 HA06 HB01 HB07 JA03 JA04 4H015 AA01 AA02 AA12 AA13 AA16 AA17 AA18 AA19 AA21 AA22 AA25 AA26 AA27 AA28 AB01 AB03 BA01 BA11 BA12 BB01 BB03 CA00 CA03 CB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄および有機物を含む廃棄物を熱分解炉
で直接加熱または間接加熱して得られた残渣の一部を主
原料とする固体燃料。
【請求項２】前記残渣は、炭素および鉄を含み、さら
に、アルミ、銅、およびシリカのうちの少なくとも１つ
を含む請求項１に記載の固体燃料。
【請求項３】前記残渣は、２０〜６０重量％の炭素を
含有する請求項１または２に記載の固体燃料。
【請求項４】前記残渣は、鉄を含む請求項１ないし３
のいずれかに記載の固体燃料。
【請求項５】前記残渣は、銅を含む請求項１ないし４
のいずれかに記載の固体燃料。
【請求項６】前記残渣から所定の寸法以上の寸法の金
属またはその他の物質を除去した後の残留物を含む請求
項１ないし５のいずれかに記載の固体燃料。
【請求項７】前記金属は主として銅を含む請求項６に
記載の固体燃料。
【請求項８】前記金属は、風力を用いて選別される請
求項６または７に記載の固体燃料。
【請求項９】前記金属は、篩を用いて選別される請求
項６ないし８のいずれかに記載の固体燃料。
【請求項１０】前記篩の孔の径は、２〜４ｍｍである
請求項９に記載の固体燃料。
【請求項１１】前記固体燃料は、前記残留物と、該残
留物より炭素の含有割合が高い炭素含有粒子とを混合し
たものである請求項６ないし１０のいずれかに記載の固
体燃料。
【請求項１２】前記炭素含有粒子は、前記廃棄物を加
熱手段で加熱することにより得られたガス中に含まれる
炭素を固形物として取り出したものである請求項１１に
記載の固体燃料。
【請求項１３】前記炭素含有粒子は、前記ガスをガス
改質装置によって改質し、さらにガス冷却装置によって
冷却した気体をフィルタで濾過することによって得られ
る請求項１２に記載の固体燃料。
【請求項１４】前記炭素含有粒子は、前記残留物より
炭素の含有割合が高い請求項１１ないし１３のいずれか
に記載の固体燃料。
【請求項１５】前記炭素含有粒子は、その粒径が１ｍ
ｍ以下である請求項１１ないし１４のいずれかに記載の
固体燃料。
【請求項１６】前記炭素含有粒子は、８０重量％以上
の炭素を含む請求項１１ないし１５のいずれかに記載の
固体燃料。
【請求項１７】前記炭素含有粒子は、２重量％以下の
鉄を含む請求項１１ないし１６のいずれかに記載の固体
燃料。
【請求項１８】前記炭素含有粒子は、１重量％以下の
銅を含む請求項１１ないし１７のいずれかに記載の固体
燃料。
【請求項１９】前記固体燃料は、発熱量が３８００〜
７５００ｋｃａｌ／ｋｇである請求項１ないし１８のい
ずれかに記載の固体燃料。
【請求項２０】前記固体燃料は、前記残留物を含む粉
体を所定の大きさ・形状に造粒したものである請求項６
ないし１９のいずれかに記載の固体燃料。
【請求項２１】前記固体燃料は、前記残留物を含む粉
体に結合剤を加えて造粒したものである請求項２０に記
載の固体燃料。
【請求項２２】前記結合剤は、水、石灰、アラビアゴ
ム、アルギン酸ソーダ、グリセリン、ゼラチン、流動パ
ラフィン、界面活性剤、微結晶セルロース、ヒドロキシ
プロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポ
リビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、リグニ
ン、メチルセルロース、コンスターチ、デキストリン、
澱粉、乳糖、大豆油、椰子油、糖蜜、アンモニア水、珪
酸アンモニウム、燐酸、無水燐酸、加里明礬、およびベ
ントナイトから成るグループのうちの少なくとも１つを
選択したものである請求項２１に記載の固体燃料。
【請求項２３】前記固体燃料の形状は、柱状、筒状、
棒状、錐状、板状、球状、および不定形状から成るグル
ープのうちの１つを選択したものである請求項２０ない
し２２のいずれかに記載の固体燃料。
【請求項２４】造粒後の前記固体燃料は、１０〜３０
重量％の鉄を含む請求項２０ないし２３のいずれかに記
載の固体燃料。
【請求項２５】造粒後の前記固体燃料は、磁石に吸着
し得る請求項２０ないし２４のいずれかに記載の固体燃
料。
【請求項２６】造粒後の前記固体燃料は、０．１〜３
重量％の銅を含む請求項２０ないし２５のいずれかに記
載の固体燃料。