JP2014062155A - 乾燥可燃物質の製造方法及び乾燥可燃物質 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡素な工程により可燃物質の乾燥速度を向上させることの可能な乾燥可燃物質の製造方法及び該製造方法により製造される乾燥可燃物質を提供する。
【解決手段】水分を含んだ可燃物質よりなる多数の粒状体１０と、合成樹脂を含有するエマルションからなる脱水処理液２とを混合して混合物３を形成するとともに、混合物３中の粒状体の表面に脱水処理液２を接触させる混合工程Ｓ１と、混合物３を乾燥させることにより、粒状体１０の表面に脱水処理液２が乾燥してなる合成樹脂皮膜２１を形成するとともに粒状体１０の水分を蒸発させ、含水率を低減させた粒状体１０と、その表面を被覆する合成樹脂皮膜２１とからなる被覆粒状体３１０を形成し、該被覆粒状体３１０から構成される乾燥可燃物質３１を得る乾燥工程Ｓ３とを有することを特徴とする乾燥可燃物質３１の製造方法である。
【選択図】図１
【解決手段】水分を含んだ可燃物質よりなる多数の粒状体１０と、合成樹脂を含有するエマルションからなる脱水処理液２とを混合して混合物３を形成するとともに、混合物３中の粒状体の表面に脱水処理液２を接触させる混合工程Ｓ１と、混合物３を乾燥させることにより、粒状体１０の表面に脱水処理液２が乾燥してなる合成樹脂皮膜２１を形成するとともに粒状体１０の水分を蒸発させ、含水率を低減させた粒状体１０と、その表面を被覆する合成樹脂皮膜２１とからなる被覆粒状体３１０を形成し、該被覆粒状体３１０から構成される乾燥可燃物質３１を得る乾燥工程Ｓ３とを有することを特徴とする乾燥可燃物質３１の製造方法である。
【選択図】図１
Description
本発明は、例えば燃料等として利用可能な乾燥可燃物質の製造方法に関する。
水分を含有する可燃物質は、経済活動の結果として、汚泥や動植物性廃棄物等の種々の態様で排出される。このような可燃物質は、焼却処理や乾燥処理等によりその体積や重量を低減させた後に埋め立て処分されている。最近では、このような可燃物質を資源化して再利用する要求が高まっている。
可燃物質の再利用の例として、可燃物質からなるバイオマス燃料が特許文献１に記載されている。特許文献１には、含水率を低減させたバイオマス造粒物の表面を臭気遮断性のコーティング層で被覆したバイオマス燃料が開示されている。これにより、バイオマス造粒物の原料である有機性廃棄物特有の臭気を低減し、バイオマス燃料のハンドリング性を向上させようとするものである。
ところで、特許文献１に記載のバイオマス燃料は、貯蔵中の吸湿を低減する目的で、予め乾燥させた可燃物質の表面にコーティングを施したものである。しかしながら、この場合には可燃物質の乾燥工程の後に、さらにコーティング層の形成工程及び乾燥工程が別途必要となるため、工程が複雑になる。
また、上記のバイオマス燃料に限らず、水分を含む可燃物質は、乾燥させて含水率を低減させるには、熱風乾燥や真空乾燥等の乾燥方法を一般的に採用しているが、このような従来の乾燥方法よりもさらに乾燥速度を高める方法が望まれている。
本発明は、上記の背景に鑑みてなされたもので、簡素な工程により可燃物質の乾燥速度を向上させることの可能な乾燥可燃物質の製造方法及び該製造方法により製造される乾燥可燃物質を提供しようとするものである。
本発明の一態様は、水分を含んだ可燃物質よりなる多数の粒状体と、合成樹脂を含有するエマルションからなる脱水処理液とを混合して混合物を形成するとともに、該混合物中の上記粒状体の表面に上記脱水処理液を接触させる混合工程と、
上記混合物を乾燥させることにより、上記粒状体の表面に上記脱水処理液が乾燥してなる合成樹脂皮膜を形成するとともに上記粒状体の水分を蒸発させ、含水率を低減させた上記粒状体と、その表面を被覆する上記合成樹脂皮膜とからなる被覆粒状体を形成し、該被覆粒状体から構成される乾燥可燃物質を得る乾燥工程とを有することを特徴とする乾燥可燃物質の製造方法にある（請求項１）。
上記混合物を乾燥させることにより、上記粒状体の表面に上記脱水処理液が乾燥してなる合成樹脂皮膜を形成するとともに上記粒状体の水分を蒸発させ、含水率を低減させた上記粒状体と、その表面を被覆する上記合成樹脂皮膜とからなる被覆粒状体を形成し、該被覆粒状体から構成される乾燥可燃物質を得る乾燥工程とを有することを特徴とする乾燥可燃物質の製造方法にある（請求項１）。
本発明の他の態様は、含水率が２０質量％以下の可燃物質からなる粒状体と、該粒状体の表面を被覆する合成樹脂皮膜とからなる被覆粒状体から構成されていることを特徴とする乾燥可燃物質にある（請求項１２）。
上記乾燥可燃物質の製造方法は、上記混合工程において、上記粒状体と上記脱水処理液との混合物を形成するとともに、上記粒状体の表面に上記脱水処理液を接触させる。これにより、上記粒状体の表面を上記脱水処理液にむらなく被覆させることができる。また、上記粒状体が表面に多数の細孔を有している場合には、当該細孔の内部まで上記脱水処理液を浸透させる効果を期待することができる。
上記乾燥工程において、上記混合物を乾燥させることにより、上記脱水処理液の乾燥とともに上記粒状体に含有される水分が蒸発する。その結果、上記脱水処理液の作用により上記粒状体に含有される水分の蒸発が促進され、上記混合物の乾燥速度を向上させることができる。なお、上記脱水処理液により上記粒状体に含有される水分の蒸発が促進される理由については未だ完全には解明されていないが、上記脱水処理液の乾燥促進効果については後述する試験結果によって確認されている。
また、上述のごとく、上記乾燥工程において、上記脱水処理液と上記粒状体とを同時に乾燥させることにより、上記粒状体の含水率の低減と上記合成樹脂皮膜の形成とを同時に行うことができる。その結果、上記乾燥可燃物質の製造工程をより簡素化することができる。
以上のごとく、上記乾燥可燃物質の製造方法は、簡素な工程により可燃物質の乾燥速度を向上させることができる。
また、上記製造方法により製造される上記乾燥可燃物質は、含水率の低いものとなるため、体積や重量が小さく、貯蔵や運搬を容易に行うことの可能なものとなる。また、上記乾燥可燃物質は含水率が低いことから、該乾燥可燃物質を燃料として使用する場合に比較的大きい熱量を発生させやすいものとなる。さらに、上記合成樹脂皮膜の存在により、貯蔵中に上記乾燥可燃物質が吸湿して含水率が上がったり、粘着性を帯びたりすることを抑制できる。そのため、上記乾燥可燃物質は、非常に取り扱いのしやすいものとなる。
上記乾燥可燃物質の製造方法において、上記混合工程に用いる上記粒状体は、上記可燃物質そのものの状態であってもよく、上記可燃物質の粉砕や切断を行うことにより、表面積を予め増大させた状態であってもよい。上記粒状体は、表面積が大きいほど、その表面に接触する上記脱水処理液の量が多くなるため、より乾燥速度を向上させやすくなる。
また、得られる上記乾燥可燃物質は、個別に分離された上記被覆粒状体、または互いに接着された複数の上記被覆粒状体のいずれかから構成されていてもよく、これらが混在していてもよい。
また、上記乾燥工程は、上記混合物に向けて強制的に空気を送ることにより行うことができる（請求項２）。この場合には、上記混合物の乾燥速度をより向上させることができる。なお、この場合には、上記混合物に向けて送風する空気を必要に応じて加熱してもよい。
また、上記乾燥工程は、上記乾燥可燃物質の含水率が少なくとも２０質量％以下となるまで行うことが好ましい（請求項３）。上記乾燥可燃物質は、含水率の値を小さくするほど体積や重量が小さくなるため、より容易に貯蔵や運搬を行うことが可能なものとなる。また、上記乾燥可燃物質を燃料として用いる場合には、含水率の値を小さくするほど燃焼時の発熱量が大きくなり、燃料として好適に用いることができる。そのため、上記乾燥可燃物質の含水率は、２０質量％以下が好ましく、１８質量％以下がより好ましく、１５質量％以下がさらに好ましい。なお、上記乾燥可燃物質の含水率は、上記乾燥工程における乾燥時間を長くするほど小さくすることができるが、１０質量％未満のものを得ようとすると、上記可燃物質の種類によっては乾燥時間が過度に長くなるおそれがあり、生産性が低下するおそれがある。
ここで、含水率とは、測定対象物の全重量に対する水分含有量の比率である。つまり、測定対象物の全重量をＷ（ｇ）とし、水分含有量をｈ（ｇ）とすると、含水率ｗ（質量％）は下記式（１）により算出することができる。
ｗ＝ｈ／Ｗ×１００ （１）
ｗ＝ｈ／Ｗ×１００ （１）
また、上記脱水処理液は、上記合成樹脂としてアクリル樹脂、ウレタン樹脂または酢酸ビニル樹脂を含有することが好ましい（請求項４）。これらの樹脂を含む上記脱水処理液は、上記粒状体の乾燥を促進する作用が比較的大きいため、上記粒状体の乾燥のために好適に用いることができる。また、これらの樹脂からなる上記合成樹脂皮膜は撥水性を有するため、貯蔵中等における上記乾燥可燃物質の吸湿を低減し、含水率の上昇や上記乾燥可燃物質が粘着性を帯びることを抑制できる。その結果、より取り扱いしやすい乾燥可燃物質を得ることができる。
また、上記混合工程の後、上記混合物を厚さ１０ｍｍ以下の板状に整形した状態で上記乾燥工程を行うことが好ましい（請求項５）。上記混合物を上述のように整形することにより、整形された混合物の内部から表面へ向けて水分が移動する距離を短くすることができる。その結果、上記混合物の乾燥速度をより向上させることができる。また、整形された混合物の厚みを小さくするほど乾燥速度がより向上するため、当該厚みは、１０ｍｍ以下が好ましく、８ｍｍ以下がより好ましく、５ｍｍ以下がさらに好ましく、３ｍｍ以下が特に好ましい。
また、上述のように上記混合物を板状に整形する場合には、上記混合物を板状に整形するとともに複数のブロック状に分離した状態で上記乾燥工程を行うことが好ましい（請求項６）。この場合には、乾燥工程において、上記混合物がブロック状に分離されていない状態に比べて表面積を大きくすることができる。そのため、上記混合物の乾燥速度をより向上させることができる。
上記混合物をブロック状に分離する方法としては、例えば、整形時または整形の後乾燥工程を行うまでの間に、上記混合物を所望の大きさに区画するように切断面を形成する方法を採用することができる。この場合、乾燥に伴う上記混合物の収縮により、上記混合物が上記切断面に沿って自然に分割される。そのため、得られる乾燥可燃物質の寸法が均一になりやすく、取り扱いやすい乾燥可燃物質を得ることができる。
なお、上記混合物を板状に整形せず、ペレタイザー等の造粒機を用いて上記混合物をペレット状に整形することもできる。この場合にも、上述と同様に、ペレット状の混合物の内部から表面へ向けて水分が移動する距離を短くすることができ、上記混合物の乾燥速度をより向上させることができる。上記混合物をペレット状に整形する場合には、その粒径は、１０ｍｍ以下が好ましく、８ｍｍ以下がより好ましく、５ｍｍ以下がさらに好ましい。
なお、ペレット状の混合物の粒径は、例えば以下の方法によって求めることができる。まず、混合物を内包する直方体のうち、最も体積が小さくなる直方体を定める。そして、当該直方体における各々の軸方向の寸法のうち、最も小さい寸法を上記混合物の粒径とする。
上記可燃物質は、可燃性を有していれば特に限定されることはなく、例えば下水や各種工場から排出される廃水を脱水処理した有機汚泥や、家畜の糞尿、動植物性の廃棄物等を用いることができる。
これらの中でも、上記可燃物質としては、下水汚泥や食品廃棄物を好適に用いることができる（請求項７、８）。下水汚泥や食品廃棄物は、含水率が高い状態で保管すると腐敗するおそれがある他、特有の臭気を発生するため、可燃物質の中でも比較的貯蔵が困難である。このような性質を有する下水汚泥や食品廃棄物を用いることにより、これらの含水率を上述のごとく迅速に低減することができ、その結果、腐敗を抑制して長期間保存することが容易となる。また、含水率を低減することにより、特有の臭気を低減することができる。
また、上記可燃物質としては、褐炭を用いることもできる（請求項９）。褐炭は、石炭の中でも含水率が比較的高く、燃焼効率が低いため、従来は石炭採掘後の坑道の埋め立て等に用いられている。しかしながら、近年のエネルギー需要の増大から、褐炭を燃料化することが望まれていた。そこで、上記可燃物質として褐炭を用いることにより、上述のごとく含水率を迅速に低減することができる。これにより、褐炭の燃焼効率の向上が期待でき、褐炭を燃料として活用することが期待できる。
上述のごとく上記可燃物質として褐炭を用いる場合には、上記粒状体の粒径が５ｍｍ以下であることが好ましい（請求項１０）。この場合には、上述と同様に、上記粒状体の表面積を大きくすることができ、乾燥速度をより向上させやすくなる。なお、この場合における粒径の測定方法は、例えば上述したペレット状の混合物の粒径を測定する方法を採用することができる。
また、上記製造方法により製造される上記乾燥可燃物質は、燃焼させた際の熱量が３７００〜５０００ｋｃａｌ／ｋｇであることが好ましい（請求項１１）。この場合には、上記乾燥可燃物質を燃焼させた際の熱量が燃料として好適なものとなり、上記乾燥可燃物質を燃料として好適に使用することができる。
また、上記乾燥可燃物質は、上記合成樹脂皮膜がアクリル樹脂、ウレタン樹脂、または酢酸ビニル樹脂からなることが好ましい（請求項１３）。この場合には、上述のごとく、上記粒状体の乾燥が促進されるため、上記乾燥可燃物質の含水率をより低減しやすくなる。また、上記合成樹脂皮膜が撥水性を有するため、上記乾燥可燃物質は、貯蔵中の吸湿をより低減でき、長期保管が可能なものとなる。
また、上記乾燥可燃物質における上記粒状体は、含水率を少なくとも２０質量％以下まで低減してなる下水汚泥または食品廃棄物から構成されていてもよい（請求項１４）。上述のごとく、下水汚泥や食品廃棄物は含水率が高い状態では貯蔵が困難であるが、含水率を２０質量％以下まで低減することにより、臭気の発生や腐敗を抑制し、長期保管が可能なものとなる。また、含水率を２０質量％以下まで低減することにより、上記乾燥可燃物質を燃焼させた際の熱量がより大きくなり、燃料としても使用可能なものとなる。
また、上記乾燥可燃物質における上記粒状体は、含水率を少なくとも２０質量％以下まで低減してなる褐炭から構成されていてもよい（請求項１５）。上述のごとく、褐炭は含水率が高い状態では燃料としての利用が困難であるが、含水率を２０質量％以下まで低減することにより、燃焼させた際の熱量を増大させ、燃料として好適に利用し得るものとなる。
上記乾燥可燃物質の製造方法の実施例について、以下に説明する。なお、上記製造方法は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を超えない範囲において適宜変更することができる。
（実施例１）
本例は、上記可燃物質として下水汚泥を用いて乾燥可燃物質を製造した例である。本例においては、図１に示すように、可燃物質として下水汚泥の脱水ケーキ１を用い、脱水ケーキ１と脱水処理液２とを混合して混合物３を形成する混合工程Ｓ１を行った。混合工程Ｓ１の後、混合物３を板状に整形するとともに複数のブロック状に分離する整形工程Ｓ２を行った。その後、混合物３を乾燥させる乾燥工程Ｓ３を行い、乾燥可燃物質３１を得た。以下、本例において使用した可燃物質、脱水処理液２、各工程の詳細及び含水率の測定方法について説明する。
本例は、上記可燃物質として下水汚泥を用いて乾燥可燃物質を製造した例である。本例においては、図１に示すように、可燃物質として下水汚泥の脱水ケーキ１を用い、脱水ケーキ１と脱水処理液２とを混合して混合物３を形成する混合工程Ｓ１を行った。混合工程Ｓ１の後、混合物３を板状に整形するとともに複数のブロック状に分離する整形工程Ｓ２を行った。その後、混合物３を乾燥させる乾燥工程Ｓ３を行い、乾燥可燃物質３１を得た。以下、本例において使用した可燃物質、脱水処理液２、各工程の詳細及び含水率の測定方法について説明する。
＜可燃物質＞
本例において用いた可燃物質は、予め圧搾機等により固体状に成形された下水汚泥の脱水ケーキ１である。脱水ケーキ１は、図２に示すように、種々の粒径を有する粒状体１０が凝集して構成されており、各々の粒状体１０が水分を含有している。また、これらの粒状体１０の間に形成される空間１００に水分が保持されやすくなっている。なお、本例で用いた脱水ケーキ１の含水率は、表１に示す通り６７．０〜７５．８質量％であった。
本例において用いた可燃物質は、予め圧搾機等により固体状に成形された下水汚泥の脱水ケーキ１である。脱水ケーキ１は、図２に示すように、種々の粒径を有する粒状体１０が凝集して構成されており、各々の粒状体１０が水分を含有している。また、これらの粒状体１０の間に形成される空間１００に水分が保持されやすくなっている。なお、本例で用いた脱水ケーキ１の含水率は、表１に示す通り６７．０〜７５．８質量％であった。
＜脱水処理液＞
本例において用いた脱水処理液２は、表２に示すように、種々の合成樹脂を含有するエマルションを水で適宜希釈したものである。
本例において用いた脱水処理液２は、表２に示すように、種々の合成樹脂を含有するエマルションを水で適宜希釈したものである。
＜混合工程＞
混合工程Ｓ１では、表１の実験例１〜１０に示すように、脱水ケーキ１に対して種々の脱水処理液２を表１に示す重量比で添加する。その後、これらを５〜１０分間撹拌することにより、図１に示すように、脱水ケーキ１と脱水処理液２との混合物３を形成する。混合工程Ｓ１において撹拌を行っている間、図３に示すように、混合物３中の粒状体１０の表面と脱水処理液２とが接触する。そして、混合工程Ｓ１の終了時には、粒状体１０の表面を脱水処理液２がむらなく被覆した状態となる。
混合工程Ｓ１では、表１の実験例１〜１０に示すように、脱水ケーキ１に対して種々の脱水処理液２を表１に示す重量比で添加する。その後、これらを５〜１０分間撹拌することにより、図１に示すように、脱水ケーキ１と脱水処理液２との混合物３を形成する。混合工程Ｓ１において撹拌を行っている間、図３に示すように、混合物３中の粒状体１０の表面と脱水処理液２とが接触する。そして、混合工程Ｓ１の終了時には、粒状体１０の表面を脱水処理液２がむらなく被覆した状態となる。
＜整形工程＞
整形工程Ｓ２では、混合工程Ｓ１により得られたペースト状の混合物３を、厚み５ｍｍの板状に整形する。その後、図１に示すように、混合物３の厚み方向から見て２０ｍｍ角程度の大きさに区画されるようにカッターを用いて切断面３０を形成する。これにより、混合物３は、複数のブロック状に分離される。
整形工程Ｓ２では、混合工程Ｓ１により得られたペースト状の混合物３を、厚み５ｍｍの板状に整形する。その後、図１に示すように、混合物３の厚み方向から見て２０ｍｍ角程度の大きさに区画されるようにカッターを用いて切断面３０を形成する。これにより、混合物３は、複数のブロック状に分離される。
＜乾燥工程＞
乾燥工程Ｓ３では、整形工程Ｓ２において２０ｍｍ角程度の大きさに分離された混合物３を乾燥させることにより、粒状体１０の表面に脱水処理液２が乾燥してなる合成樹脂皮膜２１を形成するとともに粒状体１０の水分を蒸発させる。これにより、図４に示すように、含水率を低減させた粒状体１０と、その表面を被覆する合成樹脂皮膜２１とからなる被覆粒状体３１０が形成される。また、乾燥に伴って混合物３が収縮することにより、図１に示すように、混合物３が切断面３０に沿って自然に分割される。その結果、合成樹脂皮膜２１を介して互いに接着された複数の被覆粒状体３１０よりなる乾燥可燃物質３１を得る。本例では、混合物３を乾燥させる方法として、送風乾燥を採用した。送風乾燥は、混合物３を室温環境下におき、送風機等を用いて混合物３に対して空気を送風して乾燥させる方法である。なお、本例において、室温は２０〜３８℃の間で変動した。また、本例において用いた送風機は、送風機から５０ｃｍ離れた位置の風速が１．９〜５．２ｍ／ｓの範囲であった。
乾燥工程Ｓ３では、整形工程Ｓ２において２０ｍｍ角程度の大きさに分離された混合物３を乾燥させることにより、粒状体１０の表面に脱水処理液２が乾燥してなる合成樹脂皮膜２１を形成するとともに粒状体１０の水分を蒸発させる。これにより、図４に示すように、含水率を低減させた粒状体１０と、その表面を被覆する合成樹脂皮膜２１とからなる被覆粒状体３１０が形成される。また、乾燥に伴って混合物３が収縮することにより、図１に示すように、混合物３が切断面３０に沿って自然に分割される。その結果、合成樹脂皮膜２１を介して互いに接着された複数の被覆粒状体３１０よりなる乾燥可燃物質３１を得る。本例では、混合物３を乾燥させる方法として、送風乾燥を採用した。送風乾燥は、混合物３を室温環境下におき、送風機等を用いて混合物３に対して空気を送風して乾燥させる方法である。なお、本例において、室温は２０〜３８℃の間で変動した。また、本例において用いた送風機は、送風機から５０ｃｍ離れた位置の風速が１．９〜５．２ｍ／ｓの範囲であった。
＜含水率の測定方法＞
測定対象となる混合物３を５ｇ採取し、加熱乾燥式水分計（エー・アンド・デイ株式会社製、ＭＬ−５０）を用いて上記式（１）により算出される含水率を測定した。含水率の測定結果は、表１に示す通りである。なお、含水率の測定は、各々の実験例について、脱水ケーキ１と脱水処理液２とを混合する前（混合前）、混合物３の送風乾燥を行う前（乾燥開始時）及び送風乾燥を１２時間行った後（乾燥完了時）に行った。
測定対象となる混合物３を５ｇ採取し、加熱乾燥式水分計（エー・アンド・デイ株式会社製、ＭＬ−５０）を用いて上記式（１）により算出される含水率を測定した。含水率の測定結果は、表１に示す通りである。なお、含水率の測定は、各々の実験例について、脱水ケーキ１と脱水処理液２とを混合する前（混合前）、混合物３の送風乾燥を行う前（乾燥開始時）及び送風乾燥を１２時間行った後（乾燥完了時）に行った。
表１から知られるように、実験例１〜１０のいずれについても、送風乾燥を１２時間行った後の含水率は１１．１〜１７．８質量％となった。なお、表１には示さないが、混合工程Ｓ１等を行わず、入手した脱水ケーキに対してそのまま送風乾燥を行った場合、乾燥を１０日間継続した後の含水率が３０質量％程度となった。
次に、本例の作用効果を説明する。本例では、混合工程Ｓ１において、粒状体１０と脱水処理液２との混合物３を形成するとともに、粒状体１０の表面に脱水処理液２を接触させる。これにより、図３に示すように、粒状体１０の表面を脱水処理液２にむらなく被覆させることができる。
また、乾燥工程Ｓ３において、混合物３を乾燥させることにより、脱水処理液２の乾燥とともに粒状体１０に含有される水分が蒸発する。また、乾燥工程Ｓ３は、混合物３に向けて強制的に空気を送ることにより行っている。その結果、表１に示すように、粒状体１０に含有される水分の蒸発が促進され、混合物３の乾燥速度を向上させることができる。
また、上述のごとく、乾燥工程Ｓ３において、脱水処理液２と粒状体１０とを同時に乾燥させることにより、粒状体１０の含水率の低減と合成樹脂皮膜２１の形成とを同時に行うことができる。その結果、乾燥可燃物質３１の製造工程をより簡素化することができる。
また、脱水処理液２は、合成樹脂としてアクリル樹脂または酢酸ビニル樹脂を含有している。これらの樹脂を含む脱水処理液２は、粒状体１０の乾燥を促進する作用が比較的大きいため、粒状体１０の乾燥のために好適に用いることができる。また、これらの樹脂からなる合成樹脂皮膜２１は撥水性を有するため、貯蔵中等における乾燥可燃物質３１の吸湿を低減し、含水率の上昇や乾燥可燃物質３１が粘着性を帯びることを抑制できる。その結果、より取り扱いしやすい乾燥可燃物質３１を得ることができる。
また、図１に示すように、混合物３を厚さ１０ｍｍ以下の板状に整形した状態で乾燥工程Ｓ３を行っている。そのため、整形された混合物３の内部から表面へ向けて水分が移動する距離を短くすることができる。その結果、混合物３の乾燥速度をより向上させることができる。
また、図１に示すように、整形時または整形の後乾燥工程Ｓ３を行うまでの間に、混合物３を所望の大きさに区画するように切断面３０を形成することにより、混合物３を複数のブロック状に分離している。そのため、乾燥工程Ｓ３において、混合物３の表面積をより大きくすることができ、混合物３の乾燥速度をより向上させることができる。また、乾燥に伴う混合物３の収縮により、図１に示すように、混合物３が切断面３０に沿って自然に分割される。そのため、得られる乾燥可燃物質３１の寸法が均一になりやすく、取り扱いやすい乾燥可燃物質３１を得ることができる。
以上のごとく、上記乾燥可燃物質の製造方法は、簡素な工程により可燃物質の乾燥速度を向上させることができる。
また、上記製造方法により製造される乾燥可燃物質３１は、含水率が２０質量％以下となるため、体積や重量が小さく、貯蔵や運搬を容易に行うことの可能なものとなる。また、乾燥可燃物質３１は含水率が低いことから、燃料として使用する場合に比較的大きい熱量を発生させやすいものとなる。さらに、合成樹脂皮膜２１の存在により、貯蔵中に乾燥可燃物質３１が吸湿して含水率が上がったり、粘着性を帯びたりすることを抑制できる。そのため、乾燥可燃物質３１は、非常に取り扱いのしやすいものとなる。
また、可燃物質として下水汚泥の脱水ケーキ１を使用しているため、上記製造方法により含水率を低減させることにより、腐敗を抑制して長期間保存することが容易となる。また、含水率を低減することにより、特有の臭気を低減することができる。
なお、乾燥可燃物質３１を燃料として用いる場合には、上述のごとく、燃焼させた際の熱量が３７００〜５０００ｋｃａｌ／ｋｇであることが好ましい。これに対し、本例の実験例９により得られた乾燥可燃物質３１を用いて燃焼時に発生する熱量の測定を行ったところ、燃焼時の熱量は５１３０ｋｃａｌ／ｋｇであった。この値は上記特定の範囲の上限よりもわずかに大きい値であるが、例えば、乾燥可燃物質３１の含水率を上昇させるように混合工程Ｓ１や乾燥工程Ｓ３等の条件を適宜調整する等の方法により、燃焼時の熱量を上記特定の範囲内に調節することが可能である。
（実施例２）
本例は、実施例１における可燃物質として、酒粕を用いて乾燥可燃物質を製造した例である。すなわち、可燃物質として下水汚泥に換えて含水率が９０．３質量％である酒粕を用い、実施例１と同様に混合工程、整形工程及び乾燥工程を行った。これにより、表３の実験例１１に示すように、含水率１２．８質量％の乾燥可燃物質を得た。なお、表３の実験例１２は、脱水処理液を添加しない以外は実験例１１と同様の手順により乾燥を行った例である。
本例は、実施例１における可燃物質として、酒粕を用いて乾燥可燃物質を製造した例である。すなわち、可燃物質として下水汚泥に換えて含水率が９０．３質量％である酒粕を用い、実施例１と同様に混合工程、整形工程及び乾燥工程を行った。これにより、表３の実験例１１に示すように、含水率１２．８質量％の乾燥可燃物質を得た。なお、表３の実験例１２は、脱水処理液を添加しない以外は実験例１１と同様の手順により乾燥を行った例である。
また、本例では、実験例１１の混合物について、送風乾燥中の含水率を１時間ごとに測定した。図５にその結果を示す。なお、図５において、横軸は乾燥開始時からの経過時間であり、縦軸は測定した含水率の値である。また、図５中の破線は、実験例１２の酒粕について、乾燥開始から１２時間後に測定した含水率の値を示すものである。
本例において用いた酒粕は、日本酒の醸造過程において排出される固形物であり、酒米等の残渣からなる粒状体より構成されている。そのため、表３及び図５より知られるように、上記製造方法を用いることで乾燥速度をより向上させることができる。その他、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
（実施例３）
本例は、実施例１における可燃物質として、動植物性の廃棄物を使用した例である。
本例は、実施例１における可燃物質として、動植物性の廃棄物を使用した例である。
＜可燃物質＞
本例においては、表４に示すように、可燃物質として高麗芝またはくらげを用いて乾燥可燃物質を製造した。高麗芝は、芝刈り機等により刈り取ったものを用いており、脱水処理液との混合前の含水率は６４．６質量％であった。また、くらげは、予め１０ｍｍ角程度に切断したものを用いており、脱水処理液との混合前の含水率は８４．８質量％であった。
本例においては、表４に示すように、可燃物質として高麗芝またはくらげを用いて乾燥可燃物質を製造した。高麗芝は、芝刈り機等により刈り取ったものを用いており、脱水処理液との混合前の含水率は６４．６質量％であった。また、くらげは、予め１０ｍｍ角程度に切断したものを用いており、脱水処理液との混合前の含水率は８４．８質量％であった。
上述の高麗芝またはくらげについて、実施例１と同様に混合工程を行い、表面が脱水処理液により被覆された混合物を得た。次いで、この混合物を適当な容器内に均等に広げ、実施例１と同様に得られた混合物の送風乾燥を行った。これにより、表４の実験例２１、２３に示すように、高麗芝を用いて製造した含水率１１．４質量％の乾燥可燃物質と、くらげを用いて製造した含水率９．６質量％の乾燥可燃物質とを得た。なお、表４の実験例２２は、脱水処理液を添加しない以外は実験例２１と同様の手順により乾燥を行った例である。また、表４の実験例２４は、脱水処理液を添加しない以外は実験例２３と同様の手順により乾燥を行った例である。
また、本例では、高麗芝を用いた実験例２１、２２について、送風乾燥中の含水率を１時間ごとに測定した。図６にその結果を示す。なお、図６において、横軸は乾燥開始時からの経過時間であり、縦軸は測定した含水率の値である。
表４及び図６より知られるように、上記製造方法は、下水汚泥や食品廃棄物に限らず、動植物性の廃棄物に対しても有効な方法である。
なお、上記製造方法における可燃物質は、実施例１〜３に示したもの以外にも種々のものを使用することができる。例えば、実施例１における可燃物質に、下水汚泥に換えて褐炭を用いることもできる。以下に、褐炭を用いて予備的に行った実験例を示す。
本例においては、脱水処理液との混合を行う前に、粉砕機を用いて褐炭の粉砕を行い、褐炭よりなる粒径１ｍｍ以下の粒状体を得た。なお、本例において用いた褐炭は、脱水処理液との混合前における含水率が２０質量％程度であったが、採掘した直後の褐炭の含水率は、通常５０〜６０質量％程度である。そのため、粒状体に脱水処理液を混合する前に、粒状体に対して水分を添加して含水率を調整した。
上述のように含水率を調整した粒状体８０重量部に対し、表５に示す脱水処理液を２０重量部添加し、実施例１と同様に混合工程を行った。これにより、粒状体と脱水処理液との混合物を得た。混合工程が完了した時の各混合物の含水率は、表５の「乾燥開始時」の欄に示す通りである。
次いで、この混合物を適当な容器内に均等に広げ、乾燥工程を行った。本例における乾燥工程は、表５に示すように、実施例１と同様の送風乾燥と、自然乾燥との２種類の方法を採用した。自然乾燥は、混合物を室温環境下においた状態で、強制送風等を行わずに乾燥させる方法である。なお、本例において、室温は２０〜３８℃の間で変動した。
以上のように、褐炭の粒状体に対して混合工程と乾燥工程とを行うことにより、表５の実験例３１〜３９に示すように、送風乾燥を行ったものについては含水率が１３．６〜１７．３質量％、自然乾燥を行ったものについては含水率が１２．９〜１９．５質量％である乾燥可燃物質を得た。
１ 脱水ケーキ
１０ 粒状体
２ 脱水処理液
２１ 合成樹脂皮膜
３ 混合物
３１ 乾燥可燃物質
３１０ 被覆粒状体
Ｓ１ 混合工程
Ｓ３ 乾燥工程
１０ 粒状体
２ 脱水処理液
２１ 合成樹脂皮膜
３ 混合物
３１ 乾燥可燃物質
３１０ 被覆粒状体
Ｓ１ 混合工程
Ｓ３ 乾燥工程
Claims (15)
- 水分を含んだ可燃物質よりなる多数の粒状体と、合成樹脂を含有するエマルションからなる脱水処理液とを混合して混合物を形成するとともに、該混合物中の上記粒状体の表面に上記脱水処理液を接触させる混合工程と、
上記混合物を乾燥させることにより、上記粒状体の表面に上記脱水処理液が乾燥してなる合成樹脂皮膜を形成するとともに上記粒状体の水分を蒸発させ、含水率を低減させた上記粒状体と、その表面を被覆する上記合成樹脂皮膜とからなる被覆粒状体を形成し、該被覆粒状体から構成される乾燥可燃物質を得る乾燥工程とを有することを特徴とする乾燥可燃物質の製造方法。 - 請求項１に記載の乾燥可燃物質の製造方法において、上記乾燥工程は、上記混合物に向けて強制的に空気を送ることにより行うことを特徴とする乾燥可燃物質の製造方法。
- 請求項１または２に記載の乾燥可燃物質の製造方法において、上記乾燥工程は、上記乾燥可燃物質の含水率が少なくとも２０質量％以下となるまで行うことを特徴とする乾燥可燃物質の製造方法。
- 請求項１〜３のいずれか１項に記載の乾燥可燃物質の製造方法において、上記脱水処理液は、上記合成樹脂としてアクリル樹脂、ウレタン樹脂または酢酸ビニル樹脂を含有することを特徴とする乾燥可燃物質の製造方法。
- 請求項１〜４のいずれか１項に記載の乾燥可燃物質の製造方法において、上記混合工程の後、上記混合物を厚さ１０ｍｍ以下の板状に整形した状態で上記乾燥工程を行うことを特徴とする乾燥可燃物質の製造方法。
- 請求項５に記載の乾燥可燃物質の製造方法において、上記混合物を板状に整形するとともに複数のブロック状に分離した状態で上記乾燥工程を行うことを特徴とする乾燥可燃物質の製造方法。
- 請求項１〜６のいずれか１項に記載の乾燥可燃物質の製造方法において、上記可燃物質は下水汚泥であることを特徴とする乾燥可燃物質の製造方法。
- 請求項１〜６のいずれか１項に記載の乾燥可燃物質の製造方法において、上記可燃物質は食品廃棄物であることを特徴とする乾燥可燃物質の製造方法。
- 請求項１〜６のいずれか１項に記載の乾燥可燃物質の製造方法において、上記可燃物質は褐炭であることを特徴とする乾燥可燃物質の製造方法。
- 請求項９に記載の乾燥可燃物質の製造方法において、上記粒状体の粒径は５ｍｍ以下であることを特徴とする乾燥可燃物質の製造方法。
- 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の乾燥可燃物質の製造方法において、上記乾燥可燃物質は、燃焼させた際の熱量が３７００〜５０００ｋｃａｌ／ｋｇであることを特徴とする乾燥可燃物質の製造方法。
- 含水率が２０質量％以下の可燃物質からなる粒状体と、該粒状体の表面を被覆する合成樹脂皮膜とからなる被覆粒状体から構成されていることを特徴とする乾燥可燃物質。
- 請求項１２に記載の乾燥可燃物質において、上記合成樹脂皮膜はアクリル樹脂、ウレタン樹脂、または酢酸ビニル樹脂からなることを特徴とする乾燥可燃物質。
- 請求項１２または１３に記載の乾燥可燃物質において、上記粒状体は、含水率を少なくとも２０質量％以下まで低減してなる下水汚泥または食品廃棄物からなることを特徴とする乾燥可燃物質。
- 請求項１２または１３に記載の乾燥可燃物質において、上記粒状体は、含水率を少なくとも２０質量％以下まで低減してなる褐炭からなることを特徴とする乾燥可燃物質。
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