JP2007232605A - 廃畳の計量方法および固体燃料の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】目視によって積層された廃畳の種類を把握し、該種類を把握した廃畳の積層厚さ、或いは積層枚数によって廃畳量を計量することとし、好ましくは、上記目視によって本畳の混入枚数を把握し、該把握した本畳の混入枚数に応じて計量する上記廃畳の積層厚さ、或いは積層枚数を決定することとし、さらに好ましくは、上記本畳の混入枚数に応じて計量する廃畳の積層厚さ、或いは積層枚数が印されたスケールを用いて廃畳量を計量することとした。
【選択図】 図1
Description
しかし、油泥は、高い粘稠性を有しているものや、常温で流動性がないものや、固形分が沈降分離し固着するものなどがあるため、管路を介した輸送時等におけるハンドリング性が悪く、燃料としての取り扱いが困難である。
そこで、本件出願人は、先に、廃畳を油泥の吸収材とすることで製造しやすく、かつ燃焼性の良好な固体燃料を製造する方法を開発し、特許出願を行った(特願2004−363683)。
そのため、油泥と混合する廃畳の量を、単に廃畳の積層厚さ(或いは積層枚数)、質量、破砕物の容積などで計量することとすると、油泥と混合する廃畳の吸収能力等に大きなバラツキが生じ、不都合がある。
例えば、廃畳の量を、単に積層厚さ(或いは積層枚数)で計量することとすると、本畳のみの場合と建材畳のみの場合とでは同一厚さ(枚数)で吸収能力において1.5倍程度の差があるため、油泥の吸収能力が不足しないように計量する厚さ(枚数)を建材畳を基準として設定すると、本畳のみの場合では必要な量の1.5倍の量を計量することとなり、廃畳のムダが生じると共に、廃畳の破砕に要する時間が長くなり、効率的な固体燃料の製造ができない。また、油泥の吸収能力が不足しないように、廃畳の重さで計量する場合も同様である。さらに、油泥の吸収能力が不足しないよう、廃畳の破砕物の容積で計量する場合も、建材畳の破砕物のかさ密度が本畳の破砕物のかさ密度の半分程度しかないため、やはり同様の問題が生じる。
また、本発明は、上記目視によって本畳の混入枚数を把握し、該把握した本畳の混入枚数に応じて計量する上記廃畳の積層厚さ、或いは積層枚数を決定することとした。
さらに、本発明は、上記本畳の混入枚数に応じて計量する廃畳の積層厚さ、或いは積層枚数が印されたスケールを用いて廃畳量を計量することとした。
また、本発明は、上記本発明に係る廃畳の計量方法を用いて廃畳量を計量し、該計量した廃畳を破砕して油泥と混合する固体燃料の製造方法とした。
特に、目視によって本畳の混入枚数を把握し、該把握した本畳の混入枚数に応じて計量する廃畳の積層厚さ、或いは積層枚数を決定することとすると、目視による廃畳の種類の把握が容易なものとなり、また、計量する廃畳の積層厚さ、或いは積層枚数の決定も容易なものとなるため、より簡易に廃畳量を計量することができる。
さらに、本畳の混入枚数に応じて計量する廃畳の積層厚さ、或いは積層枚数が印されたスケールを用いて廃畳量を計量することとすると、目視によって本畳の混入枚数を把握すれば、直ちにスケールによって計量する廃畳の積層厚さ、或いは積層枚数を計り取れるため、さらに簡易に廃畳量を計量することができる。
また、本発明に係る固体燃料の製造方法によれば、油泥と混合する廃畳の性状がバラツキ無く計量されているため、品質の安定した固体燃料を製造できる。
本発明において計量する廃畳は、畳替え、住宅の解体等によって発生する使用済みの畳であり、該廃畳は、畳床と、畳床の上面に敷設された畳表からなる。
畳表は、一般にい草を編んで形成されているが、畳床は、近年においては種々のものが使用され、その材質によって、畳は、本畳、藁サンド畳、建材畳に分類される。
藁サンド畳は、稲藁からなる層と、ポリスチレンフォーム板とを積層してなる畳床を有するものである。藁サンド畳の畳床の構造の一例として、上層、中間層および下層の3層からなる畳床であって、上層および下層が稲藁からなり、中間層がポリスチレンフォーム板からなるものが挙げられる。なお、ポリスチレンフォーム板は、ポリスチレン樹脂組成物に発泡剤を添加して膨張させて形成した、所定の厚さを有する板状の成形体である。
建材畳は、稲藁以外の材料(例えば、ポリスチレンフォーム板、インシュレーションボード等)を主体とした畳床を有するものである。建材畳の畳床の構造の一例として、上層がインシュレーションボードからなり、下層がポリスチレンフォーム板からなるものが挙げられる。なお、インシュレーションボードは、例えば、湿式法では、木材を水中で解砕し、接着剤等を加えて抄造した後、乾燥させて形成された軟質繊維板である。
すなわち、例えば破砕物を2m3を計り採るとすると、本畳のみの破砕物の場合は248kg、藁サンド畳のみの破砕物の場合は220kg、建材畳のみの破砕物の場合は128kgを各々計り採ったこととなり、これに各種畳の油泥吸収能力を加味すると、本畳のみの場合には、248kgの油泥吸収能力を有する破砕物を計量したこととなり、藁サンド畳のみの場合には、220kgの油泥吸収能力を有する破砕物を計量したこととなり、建材畳のみの場合には、128kg×1.4の179kgの油泥吸収能力を有する破砕物を計量したこととなり、その計り採った破砕物の油泥吸収能力は、大きくバラ付いたものとなる。このように計り採った破砕物の油泥吸収能力が大きくバラ付くと、当然、該計り採った破砕物と所定量の油泥とを混合して製造される固体燃料の品質も大きくバラ付くこととなり、特に計り採った破砕物中に建材畳の破砕物が多く含まれる場合には、破砕物の油泥吸収能力が不足したものとなり、製造される固体燃料のハンドリング性が悪いものとなる。
先ず、本畳、藁サンド畳、建材畳を、各々破砕機(WEIMA社製一軸式破砕機;ロストルの目開き:20mm)を用いて破砕し、5cm以下の長さを有する破砕物の割合が90質量%以上である破砕物に調整した。
続いて、得られた各破砕物について、破砕物6.20kg、および油泥4.96kg(破砕物に対する質量比:0.8)をミキサー(アイリッヒ社製アイリッヒミキサー)に投入し、15秒間攪拌混合した後、得られた混合物の性状の良否を、目視および感覚で評価した。評価は、混合物の表面に、油泥による光沢および付着性がないものを「○」とし、油泥による光沢および付着性があるものを「×」とした。この評価基準は、油泥中の液体(固形分を除く油や水)が固体材料に吸収しきれず、固体材料の表面に残留したときに、圧送管の内壁と燃料の間に液体架橋が生じて付着し、管路の閉塞を招くことがわかっていることから良否の基準として採用したものである。また、この場合に、表面が濡れた状態であるため、光沢が見られることも評価指標とした。
上記評価結果が「○」である場合、ミキサーに油泥0.62kg(破砕物に対する質量比:0.1)を追加し、さらに15秒間攪拌混合して、前記と同様に混合物の性状を評価した。以後、評価結果が「×」になるまで油泥の追加および攪拌を繰り返し、各破砕物の油泥吸収能力を評価し、表3に記載した。
すなわち、質量を基準とし、例えば単に200kgを計り採るとすると、上記したように本畳と藁サンド畳とは自己と同等の質量の油泥を吸収し、建材畳は自己の約1.4倍の質量の油泥を吸収するため、本畳或いは藁サンド畳のみの場合には、200kgの油泥吸収能力を有する廃畳を計量したこととなり、建材畳のみの場合には、200kg×1.4の280kgの油泥吸収能力を有する廃畳を計量したこととなる。
また、積層厚さ(或いは積層枚数)を基準とし、例えば単に72cmを計り採るとすると、1枚の畳の厚さは概ね6cmであるため、12枚の畳を計り採ることとなる。各畳1枚の質量は概ね、本畳25kg、藁サンド畳17kg、建材畳12kgであるため、各々その1種類のみを計り採った場合、本畳のみの場合は25kg×12の300kg、藁サンド畳のみの場合は17kg×12の204kg、建材畳のみの場合は12kg×12の144kgであり、これに上記した油泥吸収能力を加味すると、本畳のみの場合には、300kgの油泥吸収能力を有する廃畳を計量したこととなり、藁サンド畳或いは建材畳のみの場合には、概ね200kgの油泥吸収能力を有する廃畳を計量したこととなる。
上記したように計量した廃畳の油泥吸収能力は大きくバラ付くものとなるため、油泥の吸収能力が不足しないように油泥吸収能力が劣るものを基準に余裕をもって廃畳を多めに計量することとすると、廃畳の破砕時間が不必要に長くなり場合があり、また油泥類の処理効率を低下させることが生じる。
そこで、本発明は、目視によって積層された廃畳の種類を把握し、該種類を把握した廃畳の積層厚さ、或いは積層枚数によって廃畳量を計量することとした。
すなわち、先ず作業者は、積み上げられた廃畳を目視し、その種類を把握する。
この際、本畳、藁サンド畳、建材畳の全ての種類を、その枚数と共に把握する必要はなく、例えば、本畳のみの混入枚数を把握する。これは、上記した各種廃畳の性状から、藁サンド畳と建材畳とは、一枚当たりの油泥吸収能力が略同等であることから、本畳とそれ以外の畳との混入割合が把握できれば、廃畳を油泥吸収能力のバラツキ無く計量できるとの知見に基づく。
続いて、本畳の混入枚数に応じて、計量する廃畳の積層厚さ、或いは積層枚数を決定する。この決定に際しては、本畳1枚当たりの油泥吸収能力は、概ね藁サンド畳、建材畳の約1.4倍であることを考慮し、例えば、ドラム缶1本分の油泥(約200kg)を吸収させる廃畳を1バッチ分として計量する場合、例えば、下記a乃至cの関係から導かれる表4に基づいて決定することができる。
b.本畳1枚の質量は約25kgであるため、本畳のみで200kgとするためには、8枚の本畳が必要となり、その積層厚さは本畳1枚の厚さが6cmであるため、48cmとなる。
c.本畳の混入枚数が少なくなるにつれ、1枚当たりの油泥吸収能力が劣る藁サンド畳、或いは建材畳が増えるため、計量する積層厚さ、或いは積層枚数は多くなり、本畳が全く混入していない場合は、本畳のみの場合の1.5倍である72cm、或いは12枚を計量する必要がある。
上記関係から、油泥吸収能力のバラツキが±5%以下となる、本畳の混入枚数に応じた計量する積層厚さ、或いは積層枚数は、表4に示したものとなる。
上記計量作業を、図1に示したような、本畳の混入枚数に応じて計量する廃畳の積層厚さ、或いは積層枚数が印されたスケールを用いて行うこととすると、目視によって本畳の混入枚数を把握すれば、直ちにスケールによって計量する廃畳の積層厚さ、或いは積層枚数を計り取ることができるために好ましい。
具体的には、例えば積み上げられた廃畳をフォークリフトで破砕機に運ぶ際に、上記方法によって図1に示したように廃畳を上端から計量することにより、破砕機に運ぶ1バッチ分の量を容易に計り採ることができる。
廃畳の破砕は、破砕物中の5cm以下の長さを有する破砕物の割合が、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上となるように行われる。これは、該割合が80質量%以上であれば、タンク内でのブリッジの形成を抑制することができ、固体燃料のハンドリング性をより向上させることができるためである。
破砕物中の5cm以下の長さを有する破砕物の割合を80質量%以上にするための破砕方法の一例としては、ロストルを装着した一軸式破砕機を用いて、廃畳を破砕する方法が挙げられる。この場合、ロストルの目開き寸法が20mm以下であると、廃畳の破砕物中の5cm以下の長さを有する破砕物の割合を容易に90質量%以上のものとすることができる。
中でも、オイルスラッジおよび廃油再生残渣は、分子量の大きな炭化水素を主成分とし、粘稠性が高く、固形分が分離し易いため、従来は燃料としての取り扱いが困難で、焼却処分または埋め立て処分されていたものであり、廃棄物の利用促進の観点から好ましく用いられる。
本発明においては、種々の畳が混在する廃畳を、油泥吸収能力にバラツキが生じないように計量しているため、該計量した廃畳を1バッチ分とし、上記破砕処理を行い、その破砕物の全量を1バッチ分の油泥、例えばドラム缶1本分の油泥(例えば重油スラッジ約200kg)と混合すれば、正確な配合割合での混合が達成できる。
油泥の配合量は、廃畳の破砕物100質量部に対して、30〜300質量部、好ましくは50〜200質量部、より好ましくは80〜150質量部の間で、油泥の性状等を勘案して決定される。これは、該配合量が30質量部未満では、原油スラッジ等の粘稠性を有する物質を燃料として有効利用しようとする趣旨に合致しなくなる。逆に該配合量が200質量部を超えると、製造される固体燃料の表面に光沢および付着性が生じ、ハンドリング性が低下する。ただし、固形分を多く含む油泥を用いる場合は、300質量部まで配合可能な場合がある。
なお、本明細書中、粉体とは、粒径が1mm以下の固体粒子をいう。
有機質粉体の好ましい例としては、300μm以下(特に好ましくは100μm以下)の平均粒径を有する有機質粉体が挙げられる。このような300μm以下の平均粒径を有する有機質粉体の例としては、トナー、重油灰、微粉炭、活性炭の粉砕物、肉骨粉の粉砕物が挙げられる。これらの有機質粉体は、一種を単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。中でも、トナーおよび重油灰は、1〜30μmの平均粒径を有し、油泥の使用可能量の増大、燃料の熱量の増大、およびかさ密度の増大による設備能力の増大の面で優れた効果を有するので、好ましく用いられる。
有機質粉体の配合量の上限値は、廃畳の破砕物100質量部に対して、好ましくは200質量部以下、より好ましくは150質量部以下、特に好ましくは120質量部以下である。該値が200質量部を超えると、固体燃料の流動性が低下して、貯留タンク内でブリッジが生じたり、管路内で閉塞が生じたりすることがある。有機質粉体の配合量の下限値は、特に限定されないが、有機質粉体の配合による効果を十分に得るためには、廃畳の破砕物100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、特に好ましくは20質量部以上である。
ここで、焼成炉としては、クリンカを製造するためのセメントキルンや、生石灰や軽量骨材を焼成するためのキルン等が挙げられる。
図2は、固体燃料の製造設備、およびその固体燃料を使用するセメントキルンを概念的に示した図である。
本発明に係る計量方法によって計量された1バッチ分の廃畳は、先ず破砕機1に投入され、好ましくは5cm以下の長さを有する破砕物の割合が80質量%以上の破砕物に破砕される。そして、得られた廃畳の破砕物は、コンベヤー2によって搬送され、その途中において有機質粉体、例えばトナー、重油灰がその貯留装置3より定量供給され、両者が混合した状態でホッパー4に貯留される。
ホッパー4に貯留された1バッチ分の廃畳の破砕物は、混合機5に1バッチ分の油泥、例えばドラム缶1本分の油泥(例えば重油スラッジ約200kg)と共に投入され、十分に攪拌混合される。これによって、油泥は、混合された廃畳の破砕物等の固体材料に吸収され、固体燃料となる。
混合機5より排出された固体燃料は、その下流に設置された、解砕機6で解砕され、ドラム磁選機7で異物が除去され、トロンメル8でその粒度が整えられ、サイロ9に貯留される。
サイロ9に貯留された固体燃料は、計量器10で計量され、セメントキルン11の主燃料である微粉炭に代えて、或いは微粉炭と併用して、バーナー12に向かって空気圧送され、バーナー12の燃料噴射口からセメントキルン11内に投入される。
セメントキルン11内に投入された固体燃料は、バーナー12からの炎によって、炉底に着地する前に短時間で完全燃焼し、固体燃料の燃焼残渣は、クリンカの成分の一部となる。なお、固体燃料は、着地前に完全燃焼するので、クリンカの品質を低下させることはない。
(1)廃畳の計量
・積層された廃畳を目視し、本畳のみであったため、表4に基づき8枚の廃畳を1バッチ分として計量した(実施例1)。
・積層された廃畳を目視し、本畳が5枚であったため、表4に基づき10枚の廃畳を1バッチ分として計量した(実施例2)。
・積層された廃畳を目視し、本畳が2、3枚であったため、表4に基づき11枚の廃畳を1バッチ分として計量した(実施例3)。
・積層された廃畳から、単に8枚の廃畳を1バッチ分として計量した(比較例1)。
なお、この計量した廃畳を破砕前に確認したところ、本畳の混入枚数は2枚であった。 ・積層された廃畳から、単に12枚の廃畳を1バッチ分として計量した(比較例2)。 なお、この計量した廃畳を破砕前に確認したところ、本畳の混入枚数は7枚であった。(2)廃畳の破砕
一軸式破砕機(WEIMA社製一軸式破砕機;ロストルの目開き:20mm)を用いて計量した1バッチ分の廃畳を各々破砕し、5cm以下の長さを有する破砕物の割合が90質量%以上である破砕物に調整した。各1バッチ分の廃畳の破砕に要した時間を、表5に記載する。
(3)油泥との混合
破砕した1バッチ分の各破砕物をドラム缶1本分の油泥(重油スラッジ約200kg)と共に混合機(アイリッヒ社製アイリッヒミキサー)に投入し、4分間攪拌混合した後、解砕機で解砕した。得られた各固体燃料について付着性の評価を行った。その評価結果を、表5に併記する。
なお、付着性の評価は、固体燃料の表面に、油泥による光沢および付着性がないものを「○」とし、油泥による光沢および付着性があるものを「×」とした。
これに対し、破砕時間の短縮、廃畳の無駄を考慮し、必要と考えられる最低限の枚数を廃畳の種類を考慮することなく計量した廃畳を用いて製造した固体燃料(比較例1)は、表面に光沢および付着性が生じ、ハンドリング性が劣ることが生じることがわかる。また、単に油泥の吸収能力が不足しないように廃畳を計量した場合(比較例2)は、破砕時間が長時間かかり、効率的な固体燃料の製造ができないことが生じることわかる。
2 コンベヤー
3 有機質粉体の貯留装置
4 ホッパー
5 混合機
6 解砕機
7 ドラム磁選機
8 トロンメル
9 固体燃料の貯留サイロ
10 計量器
11 セメントキルン
12 バーナー
Claims (4)
- 目視によって積層された廃畳の種類を把握し、該種類を把握した廃畳の積層厚さ、或いは積層枚数によって廃畳量を計量することを特徴とする、廃畳の計量方法。
- 上記目視によって本畳の混入枚数を把握し、該把握した本畳の混入枚数に応じて計量する上記廃畳の積層厚さ、或いは積層枚数を決定することを特徴とする、請求項1に記載の廃畳の計量方法。
- 上記本畳の混入枚数に応じて計量する廃畳の積層厚さ、或いは積層枚数が印されたスケールを用いて廃畳量を計量することを特徴とする、請求項2に記載の廃畳の計量方法。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載の廃畳の計量方法を用いて廃畳量を計量し、該計量した廃畳を破砕して油泥と混合することを特徴とする、固体燃料の製造方法。
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