JP2007093155A - 廃棄物の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 塊状の廃棄物を効率よく粉砕してロータリーキルン内に投入することを可能とした廃棄物の処理方法を提供する。
【解決手段】 塊状廃棄物を破砕するせん断刃が破砕された塊状廃棄物を掻き揚げて再び破砕する循環破砕により複数回の破砕を行うことにより一度の破砕処理で塊状廃棄物を細かい粉砕物に粉砕処理する工程（Ｓ１）と、粉砕処理された塊状廃棄物の粉砕物を貯留ホッパに貯留する工程（Ｓ２）と、粉砕物を貯留ホッパから所定量を切り出して投入シュートに搬送する工程（Ｓ２ａ）と、粉砕物を投入シュートからロータリーキルンへ投入し焼却処理する工程（Ｓ４）を備えて構成されてなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、塊状廃棄物の処理方法に関し、特に、ロール状廃プラスチック、廃タイヤ、金属屑、ガラス陶磁器等の塊状廃棄物の処理方法に関する。

従来、様々な工場や流通過程において種々の産業廃棄物が排出されている。産業廃棄物は、特殊なものを除いて、埋め立て処理されるか、焼却炉により焼却処理されている。しかし、埋め立て処理は、近年、埋め立てを行うための埋め立て用地の確保が次第に困難となってきている。これに対して焼却処理は、廃棄物の体積を短時間で減容することができると共に、処理後の生成物が少量の無機灰になるため衛生的であり優れた処理方法として利用拡大が期待されている。

産業廃棄物の焼却処理としては、ロータリーキルンを利用した焼却処理が知られている（例えば、特開２００３−０６５５１４号公報、特開平１１−１８２８２５号公報）。ロータリーキルンによる焼却処理は、油泥、粉砕物状に粉砕された廃プリント基板や廃プラスチック、粘稠物等の焼却に適している。例えば、汚泥や油泥等は混練りした後ピストンポンプによりロータリーキルンに投入して焼却処理し、廃油、廃酸、廃アルカリ、写真廃液等はポンプによって搬送し、高圧スプレーによってロータリーキルンに噴霧して焼却処理していた。また、リンスや洗剤用容器などの廃プラスチックは粉砕処理して細かい粉砕物状にしてから粉体バーナにより燃焼させた後またはブロワにより直接気流輸送でロータリーキルンに投入して焼却処理を行っていた。

しかしながら、シート状の廃プラスチックあるいはシート状の廃プラスチックを巻回した長尺のロール状の廃プラスチック、廃タイヤ、金属屑、ガラス陶磁器等の塊状の廃棄物は粉砕が困難であったことから、従来は図５に示すように、塊状廃棄物を専用の鉄箱に入れ（ステップＳ１００）、クレーンを用いて（ステップＳ１０１）で焼却炉（ロータリーキルン）の前まで搬送（ステップＳ１０２）した後、処理施設に入荷したそのままの状態で作業員によりロータリーキルン内へ投入（ステップＳ１０３）し焼却処理していた（ステップＳ１０４）。

特開平１１−１８２８２５号公報 特開２００３−０６５５１４号公報

上述したロール状廃プラスチック、廃タイヤ、金属屑、ガラス陶磁器等の塊状の廃棄物を細かく粉砕処理してからロータリーキルン内に投入して焼却処理することは全く不可能なことではない。しかし、これまでの破砕機では、塊状廃棄物を一回の破砕処理で一挙に小さな粉砕物に粉砕することが出来ないため、第一次破砕、第二次破砕、第三次破砕等、何回か破砕を繰り返すことによって徐々に細かしていくことが必要であった。具体的には、第一次破砕により破砕機から排出された塊状廃棄物の粉砕物をコンベア等の搬送設備により再び破砕機に再投入して破砕を繰り返すことが必要であった。

そのため、塊状廃棄物をより細かく破砕しようとすれば破砕機への再投入の回数を増やす必要があり、その結果、処理すべき塊状廃棄物の量が少なくなってしまうという問題点があった。すなわち、塊状廃棄物を何度も粉砕してからロータリーキルンに投入することは、粉砕処理にかかる手間及び処理コストの上昇を招き採算の観点からも実際上は行い難く、従って、入荷したそのままの状態でロータリーキルン内に投入せざるを得ないというのが現状であった。

また、塊状廃棄物の投入時の荷姿は、フレコン、小袋、プラスチックドラム等様々であり、しかも内容物が多く詰められていることから一度に投入される量が多く、その結果、燃焼効率の悪い焼却処理が行なわれることにもなっていた。

そこで、本発明は、このような問題点を考慮してなされたものであり、ロール状廃プラスチック、廃タイヤ、金属屑、ガラス陶磁器等の塊状の廃棄物を効率よく粉砕してロータリーキルン内に投入することを可能とした廃棄物の処理方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために請求項１に記載の本発明は、ロール状廃プラスチック、廃タイヤ、金属屑、ガラス陶磁器等の塊状廃棄物の処理方法であって、塊状廃棄物を破砕するせん断刃が破砕された塊状廃棄物を掻き揚げて再び破砕する循環破砕により複数回の破砕を行うことにより一度の破砕処理で塊状廃棄物を細かい粉砕物に粉砕処理する工程と、粉砕処理された塊状廃棄物の粉砕物を貯留ホッパに貯留する工程と、粉砕物を貯留ホッパから所定量を切り出して投入シュートに搬送する工程と、そして、粉砕物を投入シュートからロータリーキルンへ投入し焼却処理する工程とを備えて構成されてなる塊状廃棄物の処理方法を提供する。

従来のように、塊状廃棄物を破砕機に投入することにより1回せん断刃を通過した破砕物を再度破砕機に投入することによって破砕を繰り返すのではなく、１回の投入によって何度も破砕を繰り返すことにより細かい破砕片にする。これにより再投入の手間がなく効率的に破砕が行える。

上記課題を解決するために請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の塊状廃棄物の処理方法において、塊状廃棄物の破砕は、互いに反対方向に回転する一対の回転軸にそれぞれ取り付けられた複数のせん断刃が交互に重なり合うようにして回転する２軸式のせん断機により行われることを特徴とする。

上記課題を解決するために請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の塊状廃棄物の処理方法において、塊状廃棄物を５０ｍｍ以下のサイズに破砕することを特徴とする。

上記課題を解決するために請求項４に記載の本発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の塊状廃棄物の処理方法において、投入シュートには２重ダンパが設けられ、これにより粉砕処理された塊状廃棄物の粉砕物がロータリーキルン内に投入されることを特徴とする。

本発明に係る廃棄物の処理方法によれば、従来、入荷したそのままの状態でロータリーキルン内に投入して焼却処理をせざるを得なかった塊状廃プラスチック、廃タイヤ、金属屑、ガラス陶磁器等の廃棄物を効率よく粉砕してロータリーキルン内に投入可能としたのでこれまでよりも燃焼効率の向上を図ることができ焼却燃料の削減を図ることが出来るという効果がある。

また、従来処理が困難であった塊状廃プラスチック、廃タイヤ、金属屑、ガラス陶磁器等の廃棄物の処理が容易に行えるようになったのに加え、従来よりも処理量もアップすることができるという効果がある。

以下、図面を用いて本発明に係る塊状廃棄物の処理方法ついて詳細に説明する。図１は、本発明に係る塊状廃棄物の処理方法の一実施形態におけるフローチャートである。

図示された塊状廃棄物の処理方法は、概略的に、ロール状廃プラスチック、廃タイヤ、金属屑、ガラス陶磁器等の塊状廃棄物を破砕するせん断刃が破砕された塊状廃棄物を掻き揚げて再び破砕する循環破砕により複数回の破砕を行うことにより一度の破砕処理で塊状廃棄物を細かい粉砕物に粉砕処理する工程（ステップＳ1）と、粉砕処理された塊状廃棄物の粉砕物を貯留ホッパに貯留する工程（ステップＳ２）と、粉砕物を貯留ホッパから所定量を切り出して投入シュートに搬送する工程（ステップＳ２ａ）と、そして、粉砕物を投入シュートからロータリーキルンへ投入し焼却処理する工程（ステップＳ４）を少なくとも備えて構成されている。

初めに、ロール状廃プラスチック２は、上述したように、シート状の廃プラスチックあるいはシート状の廃プラスチックを巻回した長尺の廃プラスチックであり、具体的には、図２に示すような形状を備えている。すなわち、厚さが数ｍｍのシート状のプラスチックを高さが約１ｍで直径が約３００ｍｍ〜４００ｍｍ程度に巻回した状態のもので、いわゆる着物の反物のような形状を有している。一方、金属屑やガラス陶磁器は、例えば、建築物の解体等によって発生する廃棄物が主である。尚、廃タイヤについては、特に説明を要しないであろう。その他の廃棄物としては、自動車のバンパ、ポリ管、紙類、ビニール類等も処理可能である。

そのような塊状廃棄物について粉砕機への投入に備えて種類や形状等に基づいて予め選別を行う（ステップＳ０）。そして、選別された塊状廃棄物を細かいチップ状に粉砕（Ｓ１）するが、この粉砕は２軸式のせん断機によって行われる。この２軸式せん断機の概略構造を図３（ａ）（ｂ）に示す。

図３（ａ）（ｂ）に示された２軸式せん断機１０は、ケーシング１５内に２つの回転軸１１ａ、１１ｂが平行するようにして設けられており、軸１１ａには複数のせん断刃１３ａ、１３ａが図示しない駆動源からの動力により回転可能に軸支され、軸１１ｂにも複数のせん断刃１３ｂ、１３ｂが図示しない駆動源からの動力により回転可能に軸支されている。せん断刃１３ａ、１３ｂは略円盤状をなし、その周囲には段状に形成されたカッタ部が複数設けられている。そして、せん断刃１３ａのカッタ部とせん断刃１３ｂのカッタ部が交互に重なり合うようにして配置されていると共に、せん断刃１３ａ、１３ｂは互いに反対方向に回転するようになっている。図示された実施形態ではせん断刃１３ａ、１３ｂは内側に向かって回転するようになっている。これにより、ロール状廃プラスチック２、廃タイヤ３、金属屑５、ガラス陶磁器４等の塊状廃棄物１を２軸式せん断機１０に投入すると２列のせん断刃１３ａ、１３ｂが内側に引き込むようにして粉砕処理が行なわれる。また、２軸式せん断機１０は、制御装置を備えており、せん断刃１３ａ、１３ｂの回転数を０〜３４ｒｐｍの間で自動的に制御可能とされ、粉砕すべき塊状廃棄物１の種類により適宜変更されるようになっている。

ここで、この２軸式せん断機１０は、投入した塊状廃棄物１がせん断刃１３ａ、１３ｂを通過後に直ちに排出されるのではなく、ケーシング１５の底部に一旦蓄積されるようになっている。その結果、ケーシング１５の底部にある程度溜まった塊状廃棄物１の粉砕物１ａは、回転するせん断刃１３ａ、１３ｂによって掻き揚げられ、再びせん断刃１３ａ、１３ｂによって粉砕が行われる。そして、この動作が繰り返し行なわれケーシング１５内を循環する。これまでの２軸式破砕機は一般的に1パスであり、破砕機上部から投入した原料は一度破砕機を通過したら排出される構造となっていた。そのため、従来の２軸式破砕機では一度しか破砕が行われないので、特に長尺物の場合はそのままスルーパスしてしまうことがあり、要求されたカットサイズに破砕されなかった大きな粉砕物が含まれてしまうという問題があった。しかし、図３に示すような２軸式せん断機１０によれば粉砕物１ａは回転するせん断刃１３ａ、１３ｂによって掻き揚げられて何度も粉砕が行われるので大量に、短く、細かく破砕が行われる。塊状廃棄物１は後述するロータリーキルン４０における良好な燃焼を実現するためには５０ｍｍ以下のサイズに破砕することが好ましい。

ケーシングの１５の底部に溜まった粉砕物１ａは、せん断刃１３ａ、１３ｂの回転によって何度も粉砕が行われると同時に次第に排出部１９側（図３（ａ）における右方向）に送られるようになっており、ケーシングの１５の下部側に設けられた貯留部１７に蓄積される。十分に粉砕が行われたら粉砕物１ａは貯留部１７の壁面に設けられた排出口１９を開いて取り出すようになっている。尚、ケーシング１５の内側壁に排出口１９方向に向かって螺旋状のブレードを設けておくことによっても粉砕物１ａを排出口１９へ向かって導くこともできる。

次に、粉砕処理された塊状廃棄物の粉砕物１ａを貯留ホッパ２０に貯留する（Ｓ２）。すなわち、図４に示すように、２軸式せん断機１０により粉砕処理された粉砕物１ａは、第１コンベア５１及び第２コンベア５３により運ばれて（ステップＳ１ａ）貯留ホッパ２０内に蓄えられる。

貯留ホッパ２０からはその内部に貯留された塊状廃棄物の粉砕物１ａを計量コンベア５５により予め定められた量を切り出し、第３コンベア５７によって投入シュート３０に搬送する（Ｓ２ａ）。

そして、投入シュート３０に送り込まれた粉砕物１ａをロータリーキルン４０内へ投入し、焼却処理が行われる（Ｓ４）。ここで、図４に示すように、投入シュート３０には２重ダンパ３５が設けられ、この２重ダンパ３５を介して粉砕処理された塊状廃棄物１の粉砕物１ａがロータリーキルン４０内へ投入される。２重ダンパ３５は上段ダンパ３５ａと下段ダンパ３５ｂとを備えて構成されており、下段ダンパ３５ｂを閉じた状態で上段ダンパ３５ａを開いて投入シュート３０内に投入された粉砕物１ａを下段ダンパ３５ｂの上部に移動させる。そして、上段ダンパ３５ａを閉じて下段ダンパ３５ｂを開くことにより粉砕物１ａを投入口４０ａからロータリーキルン４０内に供給する。これにより、粉砕物をロータリーキルン４０で焼却する際に生じる燃焼ガスの逆流を防止するようになっている。

ロータリーキルン４０は、内部に耐火煉瓦等の耐火物をライニングした横置きの円筒状の回転炉４１を備えており、その外周部を図示しない一対のローラが回転可能に支持している。回転炉４１は、０．１〜８ｒｐｍ程度の回転数で回転可能となっており、任意の回転数が選択できる。また、回転炉４１は、投入口４１ａ側から排出口（図４における左側）側に向けて緩やかな下り勾配（約２／１００程度）が、付けられている。

投入口４１ａの近傍には、炉内温度を所定の温度以上に保持するための助燃バーナ４３が設けられている。尚、排出口側は、残渣がオーバーフローして排出し図示しない残渣クーラ、振動フィーダー等の残渣冷却排出装置が設けられている。

投入シュート３０から投入された粉砕物１ａは、回転路４１の回転による攪拌を受けながら勾配に沿って排出側に移動する。移動過程で粉砕物１ａは、炉内温度により乾燥、熱分解、燃焼し排気ガスと焼却残渣となって排出される。排気ガスは、二次燃焼炉、洗浄塔、集塵機、排煙脱硫を経て大気中に排気される。

このようにして、これまでそのまま投入され、燃焼効率の低下を余儀なくされていたロール状廃プラスチック２、廃タイヤ３、金属屑４、ガラス陶磁器５等の塊状廃棄物１を効率よく焼却処理することが可能となった。
尚、これまで説明してきた上記塊状廃棄物１の処理方法は、汚泥・油泥、廃油・廃酸・廃アルカリ・写真廃液等、リンスや洗剤用容器などの廃プラスチックを粉砕処理した粉砕物状を粉体バーナで燃焼させた燃焼残渣等の処理と共に行うこともできる。

本発明に係る塊状廃棄物の処理方法の一実施形態のフローチャートである。 ロール状廃プラスチックの一例を示す斜視図である。 （ａ）は２軸式粉砕機の機構を説明するための模式図であり、（ｂ）はその概略側面断面図である。 図１に示した塊状廃棄物の処理方法を実施する場合のシステム構成図である。 従来の塊状廃棄物の処理方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 塊状廃棄物
１ａ 粉砕物
２ ロール状廃プラスチック
３ 廃タイヤ
４ 金属屑
５ ガラス陶磁器
１０ ２軸式せん断機
１１ａ 回転軸
１１ｂ 回転軸
１３ａ せん断刃
１３ｂ せん断刃
１５ ケーシング
１７ 貯留部
１９ 排出部
２０ 貯留ホッパ
３０ 投入シュート
３５ ２重ダンパ
３５ａ 上段ダンパ
３５ｂ 下段ダンパ
４０ ロータリーキルン
４０ａ 投入口
４１ 回転炉
４３ 助燃バーナ
５１ 第１コンベア
５３ 第２コンベア
５５ 計量コンベア
５７ 第３コンベア

Claims (4)

1. ロール状廃プラスチック、廃タイヤ、金属屑、ガラス陶磁器等の塊状廃棄物の処理方法であって、
   前記塊状廃棄物を破砕するせん断刃が破砕された該塊状廃棄物を掻き揚げて再び破砕する循環破砕により複数回の破砕を行うことにより一度の破砕処理で前記塊状廃棄物を細かい粉砕物に粉砕処理する工程と、
   粉砕処理された前記塊状廃棄物の粉砕物を貯留ホッパに貯留する工程と、
   前記粉砕物を前記貯留ホッパから所定量を切り出して投入シュートに搬送する工程と、そして、
   前記粉砕物を前記投入シュートからロータリーキルンへ投入し焼却処理する工程と、
   を備えて構成されてなる塊状廃棄物の処理方法。
2. 請求項１に記載の塊状廃棄物の処理方法において、
   前記塊状廃棄物の破砕は、互いに反対方向に回転する一対の回転軸にそれぞれ取り付けられた複数のせん断刃が交互に重なり合うようにして回転する２軸式のせん断機により行われることを特徴とする塊状廃棄物の処理方法。
3. 請求項１又は２に記載の塊状廃棄物の処理方法において、
   前記塊状廃棄物を５０ｍｍ以下のサイズに破砕することを特徴とする塊状廃棄物の処理方法。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の塊状廃棄物の処理方法において、
   前記投入シュートには２重ダンパが設けられ、これにより粉砕処理された前記塊状廃棄物の粉砕物がロータリーキルン内に投入されることを特徴とする塊状廃棄物の処理方法。

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