JP2004256605A

JP2004256605A - Refuse derived fuel and method of burning refuse

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Publication number: JP2004256605A
Application number: JP2003046788A
Authority: JP
Inventors: Kimiyoshi Yokota; 公義横田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2023-02-25
Also published as: JP3463052B1

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a refuse derived fuel which sufficiently inhibits the formation of harmful substances including dioxins and cadmium on incineration, and a method of burning refuse which can utilize the existing facilities and sufficiently inhibits the formation of harmful substances including dioxins and cadmium. <P>SOLUTION: The refuse derived fuel comprises combustible refuse and BAKUHANSEKI (a kind of granite porphyry), the BAKUHANSEKI comprising 3.00-3.50 mass% calcium oxide (CaO) and 1.70-2.50 mass% ferrous oxide (FeO) as the constituting components, and the method of burning refuse comprises burning refuse in the presence of the BAKUHANSEKI. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可燃性廃棄物を原料とする新規な廃棄物燃料、及び、廃棄物の燃焼方法に関し、詳細には、有害物質の発生を抑制し、特にダイオキシン類の発生量を削減させた新規な廃棄物燃料、及び、廃棄物の燃焼方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、我が国の廃棄物の発生量は経済成長に伴って増加してきており、生活様式の多様化に伴ってその質も大きく変化してきている。従来から、これらの廃棄物の処理には埋立処分やコンポスト技術等の利用に併せて、焼却処理が利用されている。
【０００３】
しかしながら上記焼却処理には、焼却時に発生するカドミウム等の有害物質やＣＯ_２対策という問題がある。近年においては、特に、ポリ塩化ジベンゾパラジオキシン（ＰＣＤＤ）とポリ塩化ジベンゾフラン（ＰＣＤＦ）との総称であるダイオキシン類の発生が問題となっており、その削減が大きな課題となっている。
【０００４】
ダイオキシン類は、炭素を含む有機物質の不完全燃焼や、デノボ反応によって生成される。デノボ反応とは、デノボ生成の触媒として作用する銅やコバルトなどが未燃炭素粒子（スス）に含まれることで、分子構造的にダイオキシンと関連の薄い化合物からダイオキシンが生成される反応である。
【０００５】
即ち、ダイオキシンの生成を抑制するためには、廃棄物を完全に燃焼することが効果的であり、従来から、廃棄物の燃焼によって発生した燃焼ガスを完全に燃焼させる二次燃焼を十分に行ったり、炉内の温度を高温に保ったりする方法が行われていた。
【０００６】
これに対し、ダイオキシンの生成量削減手段の一つとして、ＲＤＦ（ＲｅｆｕｓｅＤｅｒｉｖｅｄＦｕｅｌ）が近年注目されてきている。ＲＤＦは、ごみ固形燃料といわれ、主に家庭から排出される廃棄物を破砕・選別後に圧縮、成型し、減容して燃料化したものである。ＲＤＦは、貯蔵性や運搬性に優れ、広域収集がしやすく、大型プラントでの一括処理ができる等の利点が挙げられ、ダイオキシン対策の急先鋒として注目されており、このような、ごみ（廃棄物）を原料とした固形燃料の成形方法が数多く提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【０００７】
しかし、廃棄物のＲＤＦ化にも幾つかの問題点が指摘されている。例えば、廃棄物をＲＤＦ化してもその燃焼の際に、ダイオキシンの発生を確実に抑制することはできない。また、基本的には、ＲＤＦ利用施設においてもダイオキシン類の規制が適用されるため、ＲＤＦの燃焼時におけるダイオキシン類の発生をさらに削減する必要がある。更に、ＲＤＦのカロリーは、約３２００ｋｃａｌ／ｋｇ程度と石炭等の化石燃料に比して小さいため、ＲＤＦのみでは化石燃料の代替燃料として十分とはいえない。
【０００８】
また、ＲＤＦ（ごみ固形化）施設が廃棄物処理施設として安定して稼動するためには、製造した燃料を確実に燃焼することのできる施設が必要である。ＲＤＦ利用施設に限られず、ダイオキシン規制強化が求められている焼却施設であっても、規準に適合しない焼却施設が多い。現段階において、このような既存の施設がダイオキシン規制の基準をクリアーするためには、焼却炉の構造自体や運転方法を変更する以外には、施設を閉鎖するしか効果的な対応はない。このように、焼却炉の構造を変更したり、運転方法を変更したりするには多大な費用を要することから、既存の施設を利用したまま、ダイオキシンの発生量を削減できる方法の早期開発が切望されている。
【０００９】
一方、近年、水の浄化作用や土壌浄化作用を有する原料として麦飯石が注目されている。麦飯石は、その産出地によって異なる性質を発揮する場合があり、これらの利用方法が提案されている（例えば、特許文献３及び４参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−３３３５８９号公報
【特許文献２】
特開平８−３３３５９０号公報
【特許文献３】
特開２００１−８７６６８号公報
【特許文献４】
特開平１１−２００９６４号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、廃棄物の焼却時におけるダイオキシン類やカドミウムの発生量削減は、現代社会において早期に解決すべき重大な課題である。これに加え、一般廃棄物や産業廃棄物等の有効なリサイクル方法の開発や、石炭等化石燃料の代替燃料となる新規なエネルギー燃料の開発も近年における重大な課題の一つといえる。
【００１２】
本発明は上述の問題を解決すべく、以下の課題を解決することを目的とする。
第１の本発明は、焼却時におけるダイオキシン類やカドミウムをはじめとする有害物質の発生を十分に抑制した廃棄物燃料を提供することにある。
第２の本発明は、既存の設備に利用可能であり、ダイオキシン類やカドミウムをはじめとする有害物質の発生を十分に抑制した廃棄物の燃焼方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述の課題は下記の手段によって解決される。
＜１＞可燃性廃棄物と、麦飯石と、を含有し、前記麦飯石は、構成成分として酸化カルシウム（ＣａＯ）を３．００〜３．５０質量％、且つ、酸化第一鉄（ＦｅＯ）を１．７０〜２．５０質量％含有することを特徴とする廃棄物燃料である。
【００１４】
＜２＞前記麦飯石は、構成成分として、酸化第二鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を２．００〜２．５０質量％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を１．００〜１．５０質量％、酸化ナトリウム（Ｎａ_２Ｏ）を４．５０〜５．００質量％、酸化カリウム（Ｋ_２Ｏ）を３．８０〜４．２０質量％含有することを特徴とする上記＜１＞の廃棄物燃料である。
【００１５】
＜３＞前記麦飯石は、北京麦飯石であることを特徴とする上記＜１＞又は＜２＞の廃棄物燃料である。
【００１６】
＜４＞前記麦飯石は、構成成分として、
二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を６３．３５質量％、
酸化第二鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を２．３６質量％、
酸化第一鉄（ＦｅＯ）を２．００質量％、
酸化カリウム（Ｋ_２Ｏ）を４．０７質量％、
五酸化二リン（Ｐ_２Ｏ_５）を０．３３質量％、
酸化チタン（ＴｉＯ_２）を０．８２質量％、
酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を１６．１２質量％、
酸化カルシウム（ＣａＯ）を３．１５質量％、
酸化マンガン（ＭｎＯ）を０．０６質量％、
酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を１．３７質量％、
酸化ナトリウム（Ｎａ_２Ｏ）を４．８４質量％、
水（Ｈ_２Ｏ）を０．８６質量％、
含有することを特徴とする上記＜１＞〜＜３＞の廃棄物燃料である。
【００１７】
＜５＞前記可燃性廃棄物の乾燥質量に対する前記麦飯石の含有量が、５〜２０質量％であることを特徴とする上記＜１＞〜＜４＞の廃棄物燃料である。
【００１８】
＜６＞粉体であることを特徴とする上記＜１＞〜＜５＞の廃棄物燃料である。
【００１９】
＜７＞固形化されていることを特徴とする上記＜１＞〜＜５＞の廃棄物燃料である。
【００２０】
＜８＞構成成分として酸化カルシウム（ＣａＯ）を３．００〜３．５０質量％、且つ、酸化第一鉄（ＦｅＯ）を１．７０〜２．５０質量％含有する麦飯石の存在下で、廃棄物を燃焼することを特徴とする廃棄物の燃焼方法である。
【００２１】
＜９＞前記麦飯石は、可燃性廃棄物とともに固形化された廃棄物燃料に含有されていることを特徴とする上記＜８＞の廃棄物の燃焼方法である。
【００２２】
＜１０＞前記麦飯石は、可燃性廃棄物とともに混合された紛体の廃棄物燃料に含有されていることを特徴とする上記＜８＞の廃棄物の燃焼方法である。
【００２３】
＜１１＞さらに、補助燃料を用いて上記廃棄物を燃焼することを特徴とする上記＜８＞〜＜１０＞の廃棄物の燃焼方法である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の廃棄物燃料及び本発明の燃焼方法について詳細に説明する。
【００２５】
《廃棄物燃料》
本発明の廃棄物燃料は、可燃性廃棄物と、構成成分として酸化カルシウム（ＣａＯ）を３．００〜３．５０質量％、酸化第一鉄（ＦｅＯ）を１．７０〜２．５０質量％含有する麦飯石と（以下、「本発明における麦飯石」という場合がある。）、を含有することを特徴とする。
【００２６】
本発明の廃棄物燃料は、可燃性廃棄物を原料とする燃料であり、これに本発明における麦飯石を併用することで、焼却時において発生する、ダイオキシン類やカドミウムを始めとする有害物質（以下、これらを総称して「ダイオキシン」という場合がある。）の発生を抑制することができる。特に本発明の廃棄物燃料は、燃焼ガス中に含まれるダイオキシンの発生を効果的に抑制することができる。さらに、従来のＲＤＦのカロリーは、約３２００ｋｃａｌ／ｋｇ程度であるが、本発明の廃棄物燃料によれば、石炭と同程度のカロリーを生成することができ、化石燃料の代替燃料としても好適に利用することができる。また、本発明の廃棄物燃料によれば、ゴミの回収率を９０％以上にすることが可能である。
【００２７】
本発明の廃棄物燃料は固形化（ペレット状に加工）されていてもよい。本発明の廃棄物燃料が固形化されている場合、その形状は特に限定されないが、例えば、円柱状にすることができる。本発明の廃棄物燃料を円柱状に成形した場合、その直径は、例えば、約１５〜２０ｍｍ程度であり、長さは、約２０〜５０ｍｍ程度である。
【００２８】
また、本発明の廃棄物燃料は、可燃性廃棄物と麦飯石とを混合した紛体のまま使用してもよい。本発明の廃棄物燃料を紛体として利用する場合、その粒子の体積平均粒子径は特に限定はないが、３０μｍ〜５．０ｍｍ程度が好ましく、４０μｍ〜３．０ｍｍ程度が更に好ましい。
【００２９】
〈可燃性廃棄物〉
本発明において、「可燃性廃棄物」とは、ガラスや金属等の不燃性廃棄物を除く廃棄物であり、可燃性を有すれば一般廃棄物及び産業廃棄物のいずれも含まれる。また「廃棄物」とは、人間の活動に伴って発生する液体状或いは固体状のものを意味する。
【００３０】
上記産業廃棄物とは、事業活動によって生じた廃棄物を意味する。上記産業廃棄物としては、木くず、強化プラスチック（ＦＲＰ）等の廃プラスチック類、紙くず、繊維くず、ゴムくず、動物性残渣、燃え殻等が挙げられ、例えば、ほたて貝の加工処理によって発生した廃棄物を好ましく用いることができる。
【００３１】
上記一般廃棄物とは、上記産業廃棄物以外の廃棄物を意味し、日常生活に伴って排出されるごみや、工場、オフィス及び商店街等から排出されるごみ等が挙げられる。尚、本発明においては、これら産業廃棄物及び一般廃棄物を厳密に区別して用いる必要はなく、可燃性の廃棄物であればいずれも用いることができる。
【００３２】
本発明の廃棄物燃料中における上記可燃性廃棄物の含有量は、６０〜９５質量％が好ましく、８０〜９５質量％が更に好ましい。
【００３３】
〈本発明における麦飯石〉
本発明において用いられる麦飯石は、構成成分として少なくとも、酸化カルシウム（ＣａＯ）を３．００〜３．５０質量％、且つ、酸化第一鉄（ＦｅＯ）を１．７０〜２．５０質量％含有する。その他の構成成分としては、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、酸化第二鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）、酸化カリウム（Ｋ_２Ｏ）、五酸化二リン（Ｐ_２Ｏ_５）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化マンガン（ＭｎＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ナトリウム（Ｎａ_２Ｏ）、及び水（Ｈ_２Ｏ）が挙げられる。
【００３４】
さらに、本発明における麦飯石としては、酸化第二鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を２．００〜２．５０質量％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を１．００〜１．５０質量％、酸化ナトリウム（Ｎａ_２Ｏ）を４．５０〜５．００質量％、酸化カリウム（Ｋ_２Ｏ）を３．８０〜４．２０質量％含有している麦飯石が好ましい。このような構成成分を示す麦飯石としては、北京で産出される北京麦飯石が挙げられる。該北京麦飯石は、良好な多孔質構造を有し、吸着分解作用に優れるといった観点からも本発明における麦飯石として好適である。
【００３５】
具体的に、上記北京麦飯石とは、例えば下記の構成成分を示す麦飯石である。
【００３６】
〔構成成分〕
二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）：６３．３５質量％
酸化第二鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）：２．３６質量％
酸化第一鉄（ＦｅＯ）：２．００質量％
酸化カリウム（Ｋ_２Ｏ）：４．０７質量％
五酸化二リン（Ｐ_２Ｏ_５）：０．３３質量％
酸化チタン（ＴｉＯ_２）：０．８２質量％
酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）：１６．１２質量％
酸化カルシウム（ＣａＯ）：３．１５質量％
酸化マンガン（ＭｎＯ）：０．０６質量％
酸化マグネシウム（ＭｇＯ）：１．３７質量％
酸化ナトリウム（Ｎａ_２Ｏ）：４．８４質量％
水（Ｈ_２Ｏ）：０．８６質量％
【００３７】
上記北京麦飯石とは火成岩類中の石英班岩に属する岩石であり、アルカリ長石と石英とを主成分とする。北京麦飯石の外観は、薄い黄褐色、又は淡灰色の基石の中に、白い長石の班晶と灰色の石英の結晶がちりばめられている。北京麦飯石は、別名として花崗班岩第二長石とも称される場合がある。花崗班岩そのものは石英・アルカリ長石・雲母等からなるケイ酸塩鉱物であるのに対し、北京麦飯石は、この花崗班岩中のケイ酸塩鉱物の一部が、自然の熱水や炭酸ガスＣＯ_２によって、ＣＯ^２／３−イオンを含む炭酸塩鉱物に変質し溶け出したものである。
【００３８】
北京麦飯石は、班晶長石の一部が炭酸塩鉱物である方解石（ＣａＣＯ_３）に変質している。この現象は、「炭酸化作用」と呼ばれるものであり、北京麦飯石の大きな特徴となっている。北京以外の地で産出される麦飯石には、上記炭酸化作用はほとんど認められない。以下表１に北京麦飯石と他の地で産出される麦飯石との構成成分の差異を示す。
【００３９】
【表１】

【００４０】
また、北京麦飯石には、上述の構成生成分の他、例えば、下記表２に示す微量元素を含有している。
【００４１】
【表２】

【００４２】
本発明における麦飯石は、例えば、体積平均粒子径２０〜６０μｍ程度であることが好ましく、３０〜４０μｍ程度であることがさらに好ましい。また、本発明における麦飯石の精製方法は特に限定されず、公知の精製方法を適宜選定することができる。
【００４３】
本発明の廃棄物燃料に含まれる本発明における麦飯石の含有量は、上記可燃性廃棄物の乾燥質量に対して５〜２０質量％が好ましく、７．５〜１２質量％がさらに好ましい。本発明における麦飯石の含有量が、５質量％未満であると、本発明の効果を十分に奏することができない場合があり、２０質量％を超えると、ランニングコストが高い点で好ましくない。ダイオキシン等の発生を十分に抑制する観点からは、本発明の廃棄物燃料は、可燃性廃棄物を９０質量％、麦飯石を１０質量％を含む構成であることが好ましい。尚、本発明の廃棄物燃料には、後述の補助燃料を含有させてもよい。
【００４４】
〈製造方法〉
次に、本発明の廃棄物燃料の製造方法について説明する。本発明の廃棄物燃料の製造方法において、本発明の廃棄物燃料が粉体である場合（ＲＰＦ：ＲｅｆｕｓｅＰａｗｄｅｒＦｕｅｌ）及び固形化されている場合（ＲＤＦ）に共通する主要プロセスには、破袋選別工程と乾燥工程とが含まれる。また、本発明の廃棄物燃料を固形化燃料とする場合には、成形工程と、冷却工程と、が更に追加される。以下、図１を用いて本発明の廃棄物燃料の製造方法について説明する。但し、本発明の廃棄物燃料の製造方法はこれに限定されるものではない。
【００４５】
図１は、本発明の廃棄物燃料を製造するためのプラント施設を示す概略図である。まず、一般家庭から回収された生活ごみがトラック１０によってプラントに搬入されると、生活ごみは、クレーン１２によって供給ピット１４に供給される。この際、供給ピット１４は、ピット内に古いごみが貯まらないように、２分割され、ごみの先入れ、先出しができるようになっている。また、供給ピット１４の上部には、ピットシャッターが設置されており、ピット内の吸引によって悪臭が漏れないように構成されている。
【００４６】
供給ピット１４内の生活ごみは袋回収されているため、破袋機１６にまで搬送されて破袋される。破袋機１６によって破袋された生活ごみは、ベルトコンベア１８を経て、手選別ベルトコンベア２０に搬送される。手選別ベルトコンベアには金属探知機２４が備えられており、廃棄物を搬送する際、一般ごみ中の主だった金属類や大きなガラス類等が手選別により除去される。その後、一般ごみは一次破砕機２６に送られ、一次破砕機２６によって予備的に破砕される。一次破砕機２６によって破砕された一般ごみは、磁選機２８によって金属が除去された後、二次破砕機３０によって破砕される。二次破砕機３０は、金属が除去され、予備的に粉砕された一般ごみを乾燥しやすい大きさ（３．０〜５ｃｍ程度）にまで、破砕する。また、一次破砕機２６から二次破砕機３０への搬送路には重量計２２が設けられており、一次破砕機２６による破砕後に重量計２２によって一般ごみの質量が計測されるようになっている。尚、この後の工程において、一般ごみを廃棄物と称する。
【００４７】
二次破砕機３０によって破砕された廃棄物は、その後乾燥機３２に搬送され、乾燥される。乾燥機３２は、廃棄物を６００℃程度の熱風で約１０分程度加熱し、廃棄物の含水率を１０％以下にまですることができる。乾燥機３２によって乾燥された廃棄物は、排出コンベア３４によって一次風力選別機３６に搬送される。尚、廃棄物の乾燥の際に発生した乾燥排ガスは、約１８０℃あり、更に水蒸気に混じって粉塵が含まれているため、除塵された後、図示を省略する熱交換器によって４５０℃程度にまで余熱され、脱臭炉３８から排気される。
【００４８】
一次風力選別機３６は、比重の差を利用し、一定の風量によって乾燥した廃棄物を可燃性廃棄物と、ガラス類や土砂、皮革類などを含む一次燃料不適物とに選別する。一次風力選別機３６によって選別された一次燃料不適物は、予備破砕機３７に送られ、破砕される。この際、予備破砕機３７は、廃棄物を微小片（約２ｃｍ以下）にまで破砕する。予備破砕機３７によって微小片に破砕された廃棄物（一次燃料不適物）は二次風力選別機４０に送られ、一定の風量によって可燃性廃棄物と二次燃料不適物とに選別される。
【００４９】
一次風力選別機３６及び二次風力選別機４０によって選別された可燃性廃棄物は、更に混合機４２に送られる。混合機４２は、可燃性廃棄物と供給機４４から供給される北京麦飯石とを混合し、本発明の廃棄物燃料とする。この際、混合機４２は可燃性廃棄物と北京麦飯石とを一定の粒径にまで破砕する構成としてもよい。また、供給機４４には、一定の大きさにまで破砕され、精製された北京麦飯石が供給されている。更に、供給機４４による混合機４２への北京麦飯石の供給量は、重量計２４によって計測された廃棄物の質量に基づいて制御されている。
【００５０】
ここで、本発明の廃棄物燃料が粉体（ＲＰＦ）として用いる場合には、混合機４２によって混合後、所定の粒径に粉砕され、袋詰めされて出荷される。
【００５１】
一方、本発明の廃棄物燃料を固形化する場合、廃棄物と北京麦飯石とは消石灰等と共に混合される。混合機４２によって混合された可燃性廃棄物と北京麦飯石との混合物（本発明の廃棄物燃料）は、定量供給機４６に搬送される。定量供給機４６は、成形機４８に上記混合物を一定量づつ切り出して供給する。成形機４８は、予備機を含めて５台程度設置し、通常時には３、４台稼動している構成としてもよい。
【００５２】
成形機４８は、上記混合物（本発明の廃棄物燃料）を円柱状の所定の大きさに連続的に成形し、排出する。成形機４８としては、ロータリープレス式の圧縮成形機等を用いることができる。上記可燃性廃棄物と北京麦飯石との混合物は、例えば、高速で回転する筒状の、直径数センチの複数の孔が設けられたダイスの内側から、ロールによって圧入され、円柱状のペレットに成形される。
【００５３】
成形された混合物（固形化された本発明の廃棄物燃料）は、その後冷却機５０に送られ、８０℃程度から冷却機５０によって常温付近にまで冷却される。本発明の廃棄物燃料は、冷却機５０によって冷却された後、振動篩５２によって分級され、成形品ホッパ５４に搬送される。この際、未成形品は再び成形機４８に戻される。次いで、成形品ホッパ５４に搬送されたペレット状の本発明の廃棄物燃料は、計量器５６で自動計量されながら袋詰され、トラック５８によって出荷される。
【００５４】
《廃棄物の燃焼方法》
次に、本発明の廃棄物の燃焼方法について説明する。本発明の廃棄物の燃焼方法（以下「本発明の燃焼方法」という場合がある。）は、構成成分として酸化カルシウム（ＣａＯ）を３．００〜３．５０質量％、且つ、酸化第一鉄（ＦｅＯ）を１．７０〜２．５０質量％含有する麦飯石の存在下で、廃棄物を燃焼することを特徴とする。本発明の燃焼方法に用いられる麦飯石は、上述した本発明における麦飯石と同一のものであり、特に北京麦飯石が好ましい。
【００５５】
本発明の燃焼方法は、廃棄物を本発明における麦飯石をともに燃焼することで本発明の効果を奏することができる。このため、既存の施設に導入することで、大幅な焼却炉の設計変更や運転方法の変更を行うことなく、ダイオキシンの発生量を削減することが可能である。
【００５６】
本発明の燃焼方法において、本発明における麦飯石の添加形態は特に限定されるものではなく、焼却炉による焼却の際に、燃料と麦飯石とを直接混合して用いてもよいが、上述の固体若しくは紛体の本発明の廃棄物燃料を使用することがエネルギー効率等の点からも好ましい。
【００５７】
〈補助燃料〉
本発明の廃棄物の燃焼方法は、廃棄物の燃焼の際に本発明の効果を損なわない範囲で補助燃料を併用することができ、廃棄物の燃焼をより効率的におこなうことができる。上記補助燃料としては、アスファルト、石炭粉、廃油等が挙げられる。
【００５８】
上記補助燃料の添加量は、所望とする熱量等を考慮して本発明の効果を損なわない範囲で適宜選定することができるが、例えば、主となる燃料の乾燥質量に対して、５〜４０質量％程度が好ましく、１０〜３０質量％程度がさらに好ましい。
【００５９】
【実施例】
以下、実施例を挙げて、本発明の廃棄物燃料について説明する。なお、実施例中の「部」は全て「質量部」を表し、「％」は全て「質量％」を表す。
【００６０】
［実施例１］
可燃性廃棄物（ビニール、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）及びプラスチックを含む可燃性一般廃棄物）７５０部、石炭粉１００部、廃油１５０部、北京麦飯石１８．７５部を混合し、粉体の本発明の廃棄物燃料（１）を作製した。
【００６１】
〔評価〕
図２に示す燃焼実験装置を用いて上記より得られた本発明の廃棄物燃料（１）の燃焼実験を行った。図２において燃焼実験装置は、送風ガスボンベ６０と、フローメーター６２と、石英製の燃焼ボート６４と、石英製の管状燃焼管（石英管）６６と、電気管状炉６８と、ガラス製の連結アダプタ７０と、円筒ろ紙７２と、捕集用器具７４とから構成されている。
【００６２】
まず、石英管６６に図３（Ａ）に示すような石英砂捕集部７６を設置した。その後、石英管６６を電気管状炉６８に装着し、石英管６６の両端に連結アダプタ７０を接続した。この際、石英管６６は、図３（Ａ）に示すようにできるだけガスの入り口側を引き出して電気管状炉６８に装着した。
【００６３】
次いで、送風ガスボンベ６０とフローメーター６２と石英管６６の入り口側の連結アダプタ７０とを連結し、更に、石英管６６の出口側のアダプタ７０と円筒ろ紙７２と、捕集用器具７４とを連結した。尚、捕集用器具７４は、図４に示すように、円筒ろ紙７２側から、ｎ−ヘキサン吸収用バブラー７４ａ、ｎ−ヘキサンオーバーフロー時対応用空バブラー７４ｂ、樹脂７４ｃ、ジエチレングリコール吸収用バブラー７４ｄ、ジエチレングリコールオーバーフロー時対応用空バブラー７４ｅで構成されている。
【００６４】
次いで、燃焼ボード６４の質量を計測し、さらに、燃焼ボード６４の上に本発明の廃棄物燃料（１）を分取した後に、再度質量を計測した。その後、電気管状炉６８を８５０℃に設定して電源を入れ、本発明の廃棄物燃料（１）と共に燃焼ボードを、石英管６６の入り口側に入れ、送風ガスを流した。
【００６５】
その後、図３（Ｂ）に示すように、燃焼ボード６４が加熱部の中央に位置するように石英管６６を移動し、本発明の廃棄物燃料（１）を燃焼させ、補修用器具７４により排出ガス中に含まれる有害物質を採取した。
【００６６】
次いで、燃焼ボード６４上で本発明の廃棄物燃料が完全に燃焼したことを確認した後、石英管６６を移動して、燃焼ボード６４を石英管６６から取り出し、燃焼ボード６４の質量を計測した。尚、残渣分はガラス容器に移した。
【００６７】
以上の燃焼実験により、試料の発熱量、排出ガス中のダイオキシン類の発生量、排出ガス中のＣｏ−ＰＣＢの発生量、燃料残渣分中のダイオキシン類の発生量、燃料残渣分中のＣｏ−ＰＣＢの発生量、燃料残渣分中のカドミウムの発生量、を測定した。尚、測定値の値は、上記燃焼実験を１０回行った平均値である。結果を下記表３に示す。尚、燃焼実験における各条件は以下の通りである。
【００６８】
（燃焼条件）
・石英管６６の管径３０ｍｍφ
・石英管６６の長さ６０ｃｍ
・石英管６６の断面積７．０６５ｃｍ^２
・石英管６６の内容積４２４ｃｍ^３
・電気管状炉６８の加熱部の内容積２３３．１４５ｃｍ^３
・電気管状炉６８の設定温度８５０℃
・想定燃焼状態試料の完全燃焼
・想定送風量２リットル／ｍｉｎ
・想定加熱時間２０分間
【００６９】
［実施例２］
可燃性廃棄物（ビニール、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）及びプラスチックを含む可燃性一般廃棄物）７００部、石炭粉１００部、廃油２００部、北京麦飯石２１．０部を混合し、粉体の本発明の廃棄物燃料（２）を作製し、実施例１と同様の実験を行った。結果を下記表３に示す。
【００７０】
［比較例１］
可燃性廃棄物（ビニール、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）及びプラスチックを含む可燃性一般廃棄物）を成形して比較用の廃棄物燃料（３）を作製し、実施例１と同様の実験を行った。結果を下記表３に示す。
【００７１】
【表３】

【００７２】
尚、上記の結果は、有姿の状態における測定値である。また、発熱量の結果は、乾燥固形物当たりの測定値である。さらに排出ガス中のダイオキシン類の測定結果は、燃焼試料に対する絶対量で示した。また、表３中「ＴＥＱ」とは毒性当量を示し、発生したダイオキシン類の各異性体の実測濃度に毒性等価係数を乗じて２，３，７，８−Ｔ_４ＣＤＤの毒性に換算した量をｎｇ−ＴＥＱという。また、「ｎｇ−ＴＥＱ／ｃｍ^３Ｎ」のＮは標準状態（０℃、１気圧）を示す。
【００７３】
表３の結果により、本発明の廃棄物燃料（１）及び（２）は、比較用の燃料廃棄物（３）に比して排出ガス中のダイオキシン類の発生量や燃料残渣分中のカドミウムの発生量が十分に抑制されていることがわかる。また、試料の発熱量が十分であり、排出ガス中のＣｏ−ＰＣＢの発生量、燃料残渣分中のダイオキシン類の発生量、及び燃料残渣分中のＣｏ−ＰＣＢの発生量についても、ダイオキシン類に関して定められた基準を十分にクリアーしうるものであった。
【００７４】
【発明の効果】
第１の本発明によれば、焼却時におけるダイオキシン類やカドミウムをはじめとする有害物質の発生を十分に抑制した廃棄物燃料を提供することができる。また、第２の本発明によれば、既存の設備に利用可能であり、ダイオキシン類やカドミウムをはじめとする有害物質の発生を十分に抑制した廃棄物の燃焼方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃棄物燃料を製造するためのプラント施設を示す概略図である。
【図２】実施例で用いた燃焼実験装置の該略図である。
【図３】燃焼実験装置における石英管と電気管状炉との関係を示す説明図である。
【図４】燃焼実験装置における捕集用器具を示す概略図である。
【符号の説明】
１０，５８トラック
１２クレーン
１４供給ピット
１６破袋機
１８ベルトコンベア
２０手選別ベルトコンベア
２２重量計
２４金属探知機
２６一次破砕機
２８磁選機
３０二次破砕機
３２乾燥機
３４排出コンベア
３６一次風力選別機
３７予備破砕機
３８脱臭炉
４０二次風力選別機
４２混合機
４４供給機
４６定量供給機
４８成形機
５０冷却機
５２振動篩
５４成形品ホッパ
５６計量器
６０送風ガスボンベ
６２フローメーター
６４燃焼ボート
６６石英管
６８電気管状炉
７０連結アダプタ
７２円筒ろ紙
７４捕集用器具
７４ａヘキサン吸収用バブラー
７４ｂヘキサンオーバーフロー時対応用空バブラー
７４ｃ樹脂
７４ｄジエチレングリコール吸収用バブラー
７４ｅジエチレングリコールオーバーフロー時対応用空バブラー
７６石英砂捕集部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel waste fuel using combustible waste as a raw material and a method for burning waste, and more particularly, to a novel waste fuel in which generation of harmful substances is suppressed, and in particular, the amount of dioxins generated is reduced. Waste fuel and a method for burning waste.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the amount of waste generated in Japan has increased with economic growth, and the quality of waste has greatly changed with the diversification of lifestyles. Conventionally, incineration has been used for the disposal of these wastes, along with the use of landfill and compost technology.
[0003]
However, harmful substances such as cadmium generated during incineration and CO₂There is a problem of countermeasures. In recent years, in particular, the generation of dioxins, which is a general term for polychlorinated dibenzoparadioxin (PCDD) and polychlorinated dibenzofuran (PCDF), has become a problem, and reduction thereof has become a major issue.
[0004]
Dioxins are produced by incomplete combustion of carbon-containing organic substances and de novo reaction. The de novo reaction is a reaction in which dioxin is generated from a compound having a molecular structure and a thin relation with dioxin when unburned carbon particles (soot) contain copper, cobalt, or the like which acts as a catalyst for de novo generation.
[0005]
That is, in order to suppress the generation of dioxin, it is effective to completely burn the waste. Conventionally, the secondary combustion that completely burns the combustion gas generated by the combustion of the waste is sufficiently performed. And a method of keeping the temperature inside the furnace high.
[0006]
On the other hand, RDF (Refuse Derived Fuel) has recently attracted attention as one of the means for reducing the amount of dioxin generated. RDF is called refuse solid fuel. It is obtained by crushing, sorting, compressing, shaping, reducing the volume, and converting the waste into waste. RDF has advantages such as excellent storage and transportability, easy collection over a wide area, and batch processing in large plants. RDF has attracted attention as a pioneer in dioxin countermeasures. ) Have been proposed (for example, see Patent Documents 1 and 2).
[0007]
However, some problems have been pointed out in the conversion of waste to RDF. For example, even if the waste is converted into RDF, the generation of dioxin cannot be reliably suppressed during combustion. Basically, regulations on dioxins are also applied to RDF utilization facilities, so it is necessary to further reduce the generation of dioxins during RDF combustion. Furthermore, since the calories of RDF are about 3200 kcal / kg, which is smaller than fossil fuels such as coal, RDF alone cannot be said to be a sufficient alternative fuel to fossil fuels.
[0008]
In addition, in order for an RDF (refuse solidification) facility to operate stably as a waste treatment facility, a facility that can reliably burn the produced fuel is required. Not limited to RDF facilities, there are many incineration facilities that do not comply with the standards, even for incineration facilities that are required to tighten dioxin regulations. At this stage, the only effective way for existing facilities to meet the standards of dioxin regulations is to close the facilities, except for changing the incinerator structure and operating methods. As described above, changing the structure of an incinerator or changing the operation method requires a great deal of expense, and therefore, early development of a method that can reduce the amount of dioxins generated while using existing facilities is required. Coveted.
[0009]
On the other hand, in recent years, barley stone has attracted attention as a raw material having a water purification action and a soil purification action. In some cases, barley stone exhibits different properties depending on its place of origin, and methods of using these have been proposed (for example, see Patent Documents 3 and 4).
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-8-333589
[Patent Document 2]
JP-A-8-333590
[Patent Document 3]
JP 2001-87668 A
[Patent Document 4]
JP-A-11-200964
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, reducing the amount of dioxins and cadmium generated during incineration of waste is a serious issue that must be solved early in modern society. In addition, the development of effective recycling methods for general waste and industrial waste, and the development of new energy fuels as alternative fuels to fossil fuels such as coal are also important issues in recent years.
[0012]
An object of the present invention is to solve the following problems in order to solve the above-mentioned problems.
A first object of the present invention is to provide a waste fuel in which generation of harmful substances such as dioxins and cadmium during incineration is sufficiently suppressed.
A second aspect of the present invention is to provide a method for burning waste which can be used for existing facilities and which sufficiently suppresses generation of harmful substances such as dioxins and cadmium.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The above-mentioned problem is solved by the following means.
<1> It contains flammable waste and barley stone. The barley stone contains 3.00 to 3.50% by mass of calcium oxide (CaO) as a component and ferrous oxide (FeO). 1.70 to 2.50 mass%.
[0014]
<2> The barley stone contains ferric oxide (Fe₂O₃) To 2.00 to 2.50 mass%, magnesium oxide (MgO) to 1.00 to 1.50 mass%, sodium oxide (Na₂O) in an amount of 4.50 to 5.00% by mass and potassium oxide (K₂O) is contained in an amount of 3.80 to 4.20% by mass.
[0015]
<3> The barley stone is Beijing barley stone, which is the waste fuel according to <1> or <2>.
[0016]
<4> The barley stone is a constituent component,
Silicon dioxide (SiO₂) To 63.35% by mass,
Ferric oxide (Fe₂O₃) Of 2.36% by mass,
2.00% by mass of ferrous oxide (FeO),
Potassium oxide (K₂O) by 4.07% by mass,
Diphosphorus pentoxide (P₂O₅) Is 0.33% by mass,
Titanium oxide (TiO₂) Is 0.82% by mass,
Aluminum oxide (Al₂O₃) To 16.12% by mass;
3.15% by mass of calcium oxide (CaO),
0.06% by mass of manganese oxide (MnO),
1.37% by mass of magnesium oxide (MgO)
Sodium oxide (Na₂O) by 4.84% by mass,
Water (H₂O) by 0.86% by mass,
The waste fuel according to any one of the above items <1> to <3>, wherein the waste fuel is contained.
[0017]
<5> The waste fuel according to <1> to <4>, wherein the content of the barley stone with respect to the dry mass of the combustible waste is 5 to 20% by mass.
[0018]
<6> The waste fuel according to <1> to <5>, which is a powder.
[0019]
<7> The waste fuel according to <1> to <5>, which is solidified.
[0020]
<8> In the presence of barley stone containing 3.00 to 3.50 mass% of calcium oxide (CaO) and 1.70 to 2.50 mass% of ferrous oxide (FeO) as a constituent, A method of burning waste, comprising burning waste.
[0021]
<9> The waste combustion method according to <8>, wherein the barley stone is contained in solidified waste fuel together with combustible waste.
[0022]
<10> The waste combustion method according to <8>, wherein the barley stone is contained in a powdery waste fuel mixed with combustible waste.
[0023]
<11> The waste combustion method according to any one of <8> to <10>, further comprising burning the waste using an auxiliary fuel.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the waste fuel of the present invention and the combustion method of the present invention will be described in detail.
[0025]
《Waste fuel》
The waste fuel of the present invention is composed of combustible waste, calcium oxide (CaO) of 3.00 to 3.50 mass%, and ferrous oxide (FeO) of 1.70 to 2.50 mass% as constituent components. It is characterized by containing barley rice stone (hereinafter sometimes referred to as “barley stone in the present invention”).
[0026]
The waste fuel of the present invention is a fuel using combustible waste as a raw material. By using the maltstone of the present invention in combination with the fuel, harmful substances such as dioxins and cadmium generated during incineration ( Hereinafter, these may be collectively referred to as “dioxin”.). In particular, the waste fuel of the present invention can effectively suppress the generation of dioxins contained in the combustion gas. Furthermore, the calories of the conventional RDF are about 3200 kcal / kg, but according to the waste fuel of the present invention, the same calories as coal can be generated, and it is suitable as an alternative fuel to fossil fuel. Can be used. Further, according to the waste fuel of the present invention, it is possible to increase the garbage collection rate to 90% or more.
[0027]
The waste fuel of the present invention may be solidified (processed into pellets). When the waste fuel of the present invention is solidified, its shape is not particularly limited, but may be, for example, a columnar shape. When the waste fuel of the present invention is formed into a cylindrical shape, the diameter is, for example, about 15 to 20 mm, and the length is about 20 to 50 mm.
[0028]
Further, the waste fuel of the present invention may be used as a powder in which combustible waste and barley stone are mixed. When the waste fuel of the present invention is used as a powder, the volume average particle diameter of the particles is not particularly limited, but is preferably about 30 μm to 5.0 mm, and more preferably about 40 μm to 3.0 mm.
[0029]
<Combustible waste>
In the present invention, "flammable waste" refers to waste other than non-combustible waste such as glass and metal, and includes both general waste and industrial waste as long as they have flammability. Further, “waste” means liquid or solid substances generated by human activities.
[0030]
The above-mentioned industrial waste means waste generated by business activities. Examples of the industrial waste include wood waste, waste plastics such as reinforced plastic (FRP), paper waste, fiber waste, rubber waste, animal residues, cinders, and the like. For example, waste generated by processing scallop Can be preferably used.
[0031]
The above-mentioned general waste means waste other than the above-mentioned industrial waste, and includes garbage discharged from daily life, garbage discharged from factories, offices, shopping streets, and the like. In the present invention, it is not necessary to strictly distinguish these industrial wastes and general wastes, and any flammable wastes can be used.
[0032]
The content of the combustible waste in the waste fuel of the present invention is preferably from 60 to 95% by mass, more preferably from 80 to 95% by mass.
[0033]
<Barley stone in the present invention>
The barley stone used in the present invention contains at least 3.00 to 3.50% by mass of calcium oxide (CaO) and 1.70 to 2.50% by mass of ferrous oxide (FeO) as constituent components. I do. Other constituents include silicon dioxide (SiO₂), Ferric oxide (Fe₂O₃), Potassium oxide (K₂O), diphosphorus pentoxide (P₂O₅), Titanium oxide (TiO)₂), Aluminum oxide (Al₂O₃), Manganese oxide (MnO), magnesium oxide (MgO), sodium oxide (Na₂O) and water (H₂O).
[0034]
Further, as the barley stone in the present invention, ferric oxide (Fe₂O₃) To 2.00 to 2.50 mass%, magnesium oxide (MgO) to 1.00 to 1.50 mass%, sodium oxide (Na₂O) in an amount of 4.50 to 5.00% by mass and potassium oxide (K₂Oishi containing 3.80 to 4.20% by mass of O) is preferred. Examples of barley stone showing such a component include Beijing barley stone produced in Beijing. The Beijing maltstone is suitable as the barley stone in the present invention from the viewpoint of having a good porous structure and excellent adsorption / decomposition action.
[0035]
Specifically, the above-mentioned Beijing malt stone is, for example, barley stone having the following components.
[0036]
〔Structural component〕
Silicon dioxide (SiO₂): 63.35% by mass
Ferric oxide (Fe₂O₃): 2.36% by mass
Ferrous oxide (FeO): 2.00% by mass
Potassium oxide (K₂O): 4.07% by mass
Diphosphorus pentoxide (P₂O₅): 0.33% by mass
Titanium oxide (TiO₂): 0.82% by mass
Aluminum oxide (Al₂O₃): 16.12% by mass
Calcium oxide (CaO): 3.15% by mass
Manganese oxide (MnO): 0.06% by mass
Magnesium oxide (MgO): 1.37% by mass
Sodium oxide (Na₂O): 4.84% by mass
Water (H₂O): 0.86% by mass
[0037]
The aforementioned Beijing maltite is a rock belonging to quartz phyllite in igneous rocks, and contains alkali feldspar and quartz as main components. The appearance of Peking Barley Stone is a pale yellowish brown or light gray base stone studded with white feldspar phenocrysts and gray quartz crystals. Peking barley stone is sometimes referred to as granite feldspar as another name. Granite rock itself is a silicate mineral composed of quartz, alkali feldspar, mica, etc., whereas Beijing Beihanite has some of the silicate mineral in this granite rock, And CO2₂By CO^2/3It is altered and dissolved in carbonate minerals containing ions.
[0038]
Beijing malite is a calcite (CaCO2) in which some of the feldspars are carbonate minerals.₃). This phenomenon is called "carbonation" and is a major feature of Beijing malt stone. Barley stone produced in areas other than Beijing has almost no carbonation. Table 1 below shows the differences in constituent components between Peking barley stone and barley stone produced in other places.
[0039]
[Table 1]

[0040]
In addition, beijing maltstone contains, for example, the trace elements shown in Table 2 below, in addition to the above-described constituent components.
[0041]
[Table 2]

[0042]
The barley stone in the present invention preferably has, for example, a volume average particle size of about 20 to 60 μm, and more preferably about 30 to 40 μm. In addition, the purification method of barley stone in the present invention is not particularly limited, and a known purification method can be appropriately selected.
[0043]
The content of barley stone in the present invention contained in the waste fuel of the present invention is preferably 5 to 20% by mass, more preferably 7.5 to 12% by mass, based on the dry mass of the combustible waste. When the content of barley stone in the present invention is less than 5% by mass, the effects of the present invention may not be sufficiently exhibited, and when it exceeds 20% by mass, running cost is high, which is not preferable. From the viewpoint of sufficiently suppressing the generation of dioxins and the like, it is preferable that the waste fuel of the present invention has a configuration containing 90% by mass of combustible waste and 10% by mass of barley stone. The waste fuel of the present invention may contain an auxiliary fuel described later.
[0044]
<Production method>
Next, the method for producing waste fuel of the present invention will be described. In the method for producing a waste fuel of the present invention, the main process common to the case where the waste fuel of the present invention is a powder (RPF: Refuse Powder Fuel) and the case where the waste fuel is solidified (RDF) is a bag breaking method. A sorting step and a drying step are included. When the waste fuel of the present invention is used as a solidified fuel, a molding step and a cooling step are further added. Hereinafter, the method for producing waste fuel of the present invention will be described with reference to FIG. However, the method for producing waste fuel of the present invention is not limited to this.
[0045]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a plant facility for producing the waste fuel of the present invention. First, when the household waste collected from a general household is carried into the plant by the truck 10, the household waste is supplied to the supply pit 14 by the crane 12. At this time, the supply pit 14 is divided into two so that old refuse does not accumulate in the pit, and refuse can be put in and out first. Further, a pit shutter is provided above the supply pit 14, so that the odor is not leaked by suction in the pit.
[0046]
Since the household waste in the supply pit 14 is collected in bags, it is transported to the bag breaking machine 16 and broken. The living garbage broken by the bag breaking machine 16 is conveyed to the manually selected belt conveyor 20 via the belt conveyor 18. The hand-selecting belt conveyor is provided with a metal detector 24, and when conveying wastes, mainly metals and large glasses in general garbage are removed by hand-selection. Thereafter, the general waste is sent to the primary crusher 26 and is preliminarily crushed by the primary crusher 26. The general refuse crushed by the primary crusher 26 is crushed by the secondary crusher 30 after the metal is removed by the magnetic separator 28. The secondary crusher 30 crushes the preliminarily crushed general waste to a size (approximately 3.0 to 5 cm) that is easy to dry, from which the metal has been removed. In addition, a weighing machine 22 is provided on a transport path from the primary crusher 26 to the secondary crusher 30. After the crushing by the primary crusher 26, the weight of the general waste is measured by the weighing machine 22. I have. In the following steps, general waste is referred to as waste.
[0047]
The waste crushed by the secondary crusher 30 is then conveyed to the dryer 32 and dried. The dryer 32 heats the waste with hot air of about 600 ° C. for about 10 minutes, and can reduce the water content of the waste to 10% or less. The waste dried by the dryer 32 is conveyed to a primary wind sorter 36 by a discharge conveyor 34. The drying exhaust gas generated during the drying of the waste has a temperature of about 180 ° C., and further contains dust mixed with water vapor. And is exhausted from the deodorizing furnace 38.
[0048]
Using the difference in specific gravity, the primary wind sorter 36 sorts waste dried at a constant air volume into combustible waste and unsuitable primary fuel containing glass, earth and sand, leather, and the like. The unsuitable primary fuel sorted by the primary wind sorter 36 is sent to the preliminary crusher 37 and crushed. At this time, the preliminary crusher 37 crushes the waste into small pieces (about 2 cm or less). The waste (primary fuel unsuitable) crushed into small pieces by the preliminary crusher 37 is sent to a secondary wind separator 40, where it is separated into combustible waste and secondary fuel unsuitable by a constant air volume.
[0049]
The combustible waste sorted by the primary wind sorter 36 and the secondary wind sorter 40 is further sent to the mixer 42. The mixer 42 mixes the combustible waste with the Beijing malt stone supplied from the supply unit 44 to obtain the waste fuel of the present invention. At this time, the mixer 42 may be configured to crush the combustible waste and Peking barley stone to a certain particle size. The feeder 44 is supplied with refined Beijing malt stone that has been crushed to a certain size. Further, the supply amount of the Beijing malt stone to the mixer 42 by the supply device 44 is controlled based on the mass of the waste measured by the weighing machine 24.
[0050]
Here, when the waste fuel of the present invention is used as powder (RPF), the waste fuel is mixed by the mixer 42, crushed to a predetermined particle size, packed in a bag, and shipped.
[0051]
On the other hand, when the waste fuel of the present invention is solidified, the waste and Beijing malt stone are mixed together with slaked lime and the like. The mixture of the combustible waste and the Beijing malt stone (the waste fuel of the present invention) mixed by the mixer 42 is conveyed to the quantitative supply device 46. The fixed-quantity feeder 46 cuts out and feeds the mixture to the molding machine 48 by a predetermined amount. About five molding machines 48 including a spare machine may be installed, and three or four molding machines may be normally operated.
[0052]
The molding machine 48 continuously shapes and discharges the mixture (waste fuel of the present invention) into a columnar shape having a predetermined size. As the molding machine 48, a rotary press-type compression molding machine or the like can be used. The mixture of the flammable waste and Beijing malt stone is, for example, press-fitted by a roll from the inside of a cylindrical high-speed rotating die provided with a plurality of holes having a diameter of several centimeters, and into a cylindrical pellet. Molded.
[0053]
The formed mixture (solidified waste fuel of the present invention) is then sent to the cooler 50 and cooled from about 80 ° C. to about room temperature by the cooler 50. After being cooled by the cooler 50, the waste fuel of the present invention is classified by the vibrating sieve 52 and conveyed to the molded product hopper 54. At this time, the unformed product is returned to the molding machine 48 again. Next, the pellet-shaped waste fuel of the present invention transported to the molded product hopper 54 is packed in a bag while being automatically weighed by the measuring device 56, and shipped by the truck 58.
[0054]
《Waste burning method》
Next, the method for burning waste according to the present invention will be described. The method for burning waste according to the present invention (hereinafter sometimes referred to as “the burning method according to the present invention”) includes calcium oxide (CaO) of 3.00 to 3.50% by mass as a component and ferrous oxide. The waste is combusted in the presence of barley stone containing 1.70 to 2.50% by mass of (FeO). The barley stone used in the combustion method of the present invention is the same as the above-described barley stone in the present invention, and Beijing barley stone is particularly preferable.
[0055]
The combustion method of the present invention can achieve the effects of the present invention by burning the waste together with the barley stone in the present invention. For this reason, by introducing it into existing facilities, it is possible to reduce the amount of dioxins generated without making significant design changes or changes in operating methods.
[0056]
In the combustion method of the present invention, the form of addition of barley stone in the present invention is not particularly limited, and when incinerated by an incinerator, the fuel and barley stone may be directly mixed and used. It is preferable to use the solid or powdery waste fuel of the present invention from the viewpoint of energy efficiency and the like.
[0057]
<Auxiliary fuel>
The waste combustion method of the present invention can use an auxiliary fuel together within the range of not impairing the effect of the present invention when burning waste, and can more efficiently burn waste. Examples of the auxiliary fuel include asphalt, coal powder, waste oil, and the like.
[0058]
The amount of the auxiliary fuel to be added can be appropriately selected in a range that does not impair the effects of the present invention in consideration of a desired amount of heat and the like. About 10 mass% is preferable, and about 10-30 mass% is more preferable.
[0059]
【Example】
Hereinafter, the waste fuel of the present invention will be described with reference to examples. In the examples, all “parts” represent “parts by mass”, and all “%” represent “% by mass”.
[0060]
[Example 1]
750 parts of combustible waste (combustible general waste including vinyl, PET (polyethylene terephthalate) and plastic), 100 parts of coal powder, 150 parts of waste oil, and 18.75 parts of Beijing malt stone are mixed to form a powder of the present invention. (1) was produced.
[0061]
[Evaluation]
A combustion experiment was performed on the waste fuel (1) of the present invention obtained above using the combustion experiment apparatus shown in FIG. In FIG. 2, the combustion test apparatus includes a blower gas cylinder 60, a flow meter 62, a quartz combustion boat 64, a quartz tubular combustion tube (quartz tube) 66, an electric tubular furnace 68, and a glass connection adapter. 70, a cylindrical filter paper 72, and a collecting device 74.
[0062]
First, a quartz sand collecting part 76 as shown in FIG. Thereafter, the quartz tube 66 was mounted on an electric tubular furnace 68, and connection adapters 70 were connected to both ends of the quartz tube 66. At this time, the quartz tube 66 was pulled out as much as possible from the gas inlet side as shown in FIG.
[0063]
Next, the blower gas cylinder 60, the flow meter 62, and the connection adapter 70 on the inlet side of the quartz tube 66 are connected, and further, the adapter 70 on the outlet side of the quartz tube 66, the cylindrical filter paper 72, and the collection device 74 are connected. did. As shown in FIG. 4, the collecting device 74 includes, from the cylindrical filter paper 72 side, an n-hexane absorbing bubbler 74a, an empty bubbler 74b for n-hexane overflow response, a resin 74c, a diethylene glycol absorbing bubbler 74d, It is composed of an empty bubbler 74e for dealing with diethylene glycol overflow.
[0064]
Next, the mass of the combustion board 64 was measured, and after the waste fuel (1) of the present invention was collected on the combustion board 64, the mass was measured again. Thereafter, the electric tubular furnace 68 was set at 850 ° C. and the power was turned on. The combustion board together with the waste fuel (1) of the present invention was placed at the entrance side of the quartz tube 66, and blast gas was flowed.
[0065]
Thereafter, as shown in FIG. 3B, the quartz tube 66 is moved so that the combustion board 64 is located at the center of the heating section, and the waste fuel (1) of the present invention is burned. Hazardous substances contained in the exhaust gas were collected.
[0066]
Next, after confirming that the waste fuel of the present invention was completely burned on the combustion board 64, the quartz tube 66 was moved, the combustion board 64 was taken out of the quartz tube 66, and the mass of the combustion board 64 was measured. . The residue was transferred to a glass container.
[0067]
From the above combustion experiments, the calorific value of the sample, the amount of dioxins generated in the exhaust gas, the amount of Co-PCB generated in the exhaust gas, the amount of dioxins generated in the fuel residue, and the amount of Co- The amount of PCB generated and the amount of cadmium generated in the fuel residue were measured. In addition, the value of a measured value is an average value which performed the said combustion experiment 10 times. The results are shown in Table 3 below. In addition, each condition in a combustion experiment is as follows.
[0068]
(Combustion conditions)
・ Tube diameter of quartz tube 66 30mmφ
・ Quartz tube 66 length 60cm
・ Cross section of quartz tube 66 7.065cm²
・ Internal volume of quartz tube 66 424cm³
・ The internal volume of the heating section of the electric tubular furnace 68 is 233.145 cm³
・ Set temperature of electric tubular furnace 68: 850 ° C
・ Assumed combustion state Complete combustion of sample
・ Assumed air volume 2 liter / min
・ Assumed heating time 20 minutes
[0069]
[Example 2]
A mixture of 700 parts of combustible waste (combustible general waste including vinyl, PET (polyethylene terephthalate) and plastic), 100 parts of coal powder, 200 parts of waste oil, and 21.0 parts of Beijing malt stone, the present invention of powder And the same experiment as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 3 below.
[0070]
[Comparative Example 1]
Combustible waste (combustible general waste containing vinyl, PET (polyethylene terephthalate) and plastic) was molded to prepare a comparative waste fuel (3), and the same experiment as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 3 below.
[0071]
[Table 3]

[0072]
Note that the above results are measured values in a tangible state. Also, the calorific value results are measured values per dry solid. Further, the measurement results of dioxins in the exhaust gas were shown in absolute amounts with respect to the combustion samples. In Table 3, "TEQ" indicates a toxic equivalent, and 2,3,7,8-T is obtained by multiplying the measured concentration of each isomer of dioxins generated by the toxic equivalent coefficient.₄The amount converted to the toxicity of CDD is called ng-TEQ. In addition, "ng-TEQ / cm³N in "N" indicates a standard state (0 ° C., 1 atm).
[0073]
According to the results shown in Table 3, the waste fuels (1) and (2) of the present invention are more effective than the comparative fuel waste (3) in terms of the amount of dioxins generated in the exhaust gas and cadmium in the fuel residue. It can be seen that the amount of generation of satisfactorily is suppressed. Further, the calorific value of the sample was sufficient, and the amount of Co-PCB generated in the exhaust gas, the amount of dioxins generated in the fuel residue, and the amount of Co-PCB generated in the fuel residue were also measured. Was able to sufficiently clear the standards set for
[0074]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, it is possible to provide a waste fuel in which generation of harmful substances such as dioxins and cadmium during incineration is sufficiently suppressed. Further, according to the second aspect of the present invention, it is possible to provide a waste combustion method which can be used for existing facilities and which sufficiently suppresses generation of harmful substances such as dioxins and cadmium.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a plant facility for producing the waste fuel of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of a combustion test apparatus used in Examples.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between a quartz tube and an electric tubular furnace in a combustion test apparatus.
FIG. 4 is a schematic view showing a trapping instrument in the combustion test apparatus.
[Explanation of symbols]
10,58 trucks
12 cranes
14 Supply pit
16 Bag breaking machine
18 Belt conveyor
20 Hand sorting belt conveyor
22 Weight scale
24 Metal Detector
26 Primary crusher
28 Magnetic separator
30 Secondary crusher
32 dryer
34 Discharge conveyor
36 Primary Wind Sorter
37 Pre-crusher
38 Deodorizing furnace
40 Secondary wind sorter
42 mixer
44 Feeder
46 Metering machine
48 molding machine
50 Cooler
52 vibrating sieve
54 Molded product hopper
56 scale
60 Blast gas cylinder
62 flow meter
64 burning boat
66 Quartz tube
68 Electric tube furnace
70 Connecting Adapter
72 cylindrical filter paper
74 Collection device
74a Hexane absorption bubbler
74b Empty bubbler for hexane overflow
74c resin
74d Diethylene glycol absorption bubbler
Empty bubbler for handling 74e diethylene glycol overflow
76 Quartz sand collecting part

Claims

Contains flammable waste and barley stone,
The barley stone contains 3.00 to 3.50% by mass of calcium oxide (CaO) and 1.70 to 2.50% by mass of ferrous oxide (FeO) as constituent components. Waste fuel.

The barley stone, as a component, ferric _(Fe 2 _{O 3)} of 2.00 to 2.50 wt% oxide, magnesium oxide (MgO) 1.00 to 1.50 wt%, sodium oxide (Na ₂ O) to 4.50 to 5.00 mass%, the waste fuel of claim 1, characterized by containing potassium oxide _(K 2 O) from 3.80 to 4.20 wt%.

The waste fuel according to claim 1, wherein the barley stone is Beijing barley stone.

The barley stone, as a component,
63.35% by mass of silicon dioxide (SiO ₂ )
2.36% by mass of ferric oxide (Fe ₂ O ₃ );
2.00% by mass of ferrous oxide (FeO),
4.07% by mass of potassium oxide (K ₂ O),
0.33% by mass of phosphorus pentoxide (P ₂ O ₅ );
0.82% by mass of titanium oxide (TiO ₂ )
16.12% by mass of aluminum oxide (Al ₂ O ₃ )
3.15% by mass of calcium oxide (CaO),
0.06% by mass of manganese oxide (MnO),
1.37% by mass of magnesium oxide (MgO)
4.84% by mass of sodium oxide (Na ₂ O)
0.86% by mass of water (H ₂ O)
The waste fuel according to any one of claims 1 to 3, wherein the waste fuel is contained.

The waste fuel according to any one of claims 1 to 4, wherein the content of the barley stone with respect to the dry mass of the combustible waste is 5 to 20% by mass.

The waste fuel according to any one of claims 1 to 5, which is a powder.

The waste fuel according to any one of claims 1 to 5, which is solidified.

In the presence of barite containing 3.00 to 3.50% by mass of calcium oxide (CaO) and 1.70 to 2.50% by mass of ferrous oxide (FeO) as a component, waste is removed. A method for burning waste, comprising burning.

The waste combustion method according to claim 8, wherein the barite is contained in solidified waste fuel together with combustible waste.

The method for burning waste according to claim 8, wherein the barley stone is contained in a powdery waste fuel mixed with combustible waste.

The method for burning waste according to any one of claims 8 to 10, further comprising burning the waste using an auxiliary fuel.