JP2014136714A

JP2014136714A - 固体燃料製造システム及び固体燃料製造方法

Info

Publication number: JP2014136714A
Application number: JP2013004763A
Authority: JP
Inventors: Michihiro Kiyama; 通宏木山
Original assignee: Creative Co Ltd
Current assignee: Creative Co Ltd
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2013-01-15
Publication date: 2014-07-28
Anticipated expiration: 2033-01-15
Also published as: JP6059022B2

Abstract

【課題】固体燃料の品質を一定にするとともに発熱量の大きな固体燃料を安定的に製造すること。
【解決手段】固体燃料製造システムは、廃棄物から選別された紙、木材を所定の大きさに破砕する２軸破砕機１１と、紙、木材を乾燥させる乾燥機１５と、破砕、乾燥された紙、木材の所定量を供給可能な第１定量供給機４０と、廃棄物から選別された合成樹脂を所定の大きさに破砕する１軸破砕機３１と、破砕された可燃物の所定量を供給可能な第２定量供給機４２と、第１定量供給機４０で排出される紙、木材と、第２定量供給機４２で排出される合成樹脂とを重量比で所定の割合で排出させるよう制御する制御器９５と、第１定量供給機４０と第２定量供給機４２から供給された紙、木材、合成樹脂を混合、加熱、溶融、圧縮する固体燃料圧縮成形機とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、廃棄された木材、紙および合成樹脂材などの廃棄物を効果的に利用するとともに、発熱量が安定しかつ大きい固体燃料、特に発電用燃料に適した固体燃料の製造システム及び固体燃料の製造方法に関する。

生活の近代化とともに、家庭生活、生産工場および加工工場などから木材屑、紙屑および合成樹脂材などの廃棄物が大量に発生し、その処分が社会問題となっている。これらの廃棄物は、大部分が回収され、焼却されたり土中に埋め込まれたりしている。しかしこれら廃棄物を回収した後、生活用品へ再利用したり或いはエネルギー源へ利用する割合は徐々に増加しているが未だ充分とは云えない。
殊に古い家屋からの廃材や間伐材、古紙の一部などは、回収や区分のための多大の費用を要し、再利用が困難であり、焼却処分されていた。一方廃合成樹脂材について、ペットボトルの回収は自治体を中心に一部回収され再利用されているものの、他の合成樹脂材は、樹脂の種類や形状が多く、回収と仕分けの費用が過大になり、現実にはその大部分は再利用されず焼却されていたが、近年になって合成樹脂材を含む都市ゴミを固体燃料として再利用される技術が開示されている。

下記の特許文献１の固形（固体）燃料化プラントは、都市ゴミから可燃物を選別し、可燃ごみを破砕する破砕機や、破砕物を紙や合成樹脂材などの軽量破砕と金属などの重量破砕物と残飯などの多水分の小粒物とに選別する選別機や、重量破砕物を破砕機で破砕後に可燃破砕物とダストとに選別する風力選別機や、軽量破砕物を熱風で水分を除去する乾燥機や、可燃破砕物と小粒物を高温の熱風で水分を除去する乾燥機や、乾燥した軽量破砕物と可燃破砕物と小粒物を圧縮して固形燃料に固形化する装置等が開示されている。

特開２００２−２１０４４８号公報

しかしながら、特許文献１などの従来の固形燃料化プラントは、都市ゴミから家庭ゴミ、紙、衣類、合成樹脂材などの可燃物を選別し、また家具、電化製品などの粗大ゴミから可燃物を選別し、それらの選別した可燃物を無条件に混合して固形燃料圧縮成形機によって固形燃料を成形するようにしている。
都市ゴミや粗大ゴミは種々多様であり、日や時間によって回収される可燃物に差があり、固体（固形）燃料の発熱量などの品質を一定に維持することができなかったり、発熱量の大きな固体燃料を製造できないことがある。
そこで、本発明は、固体燃料の品質を一定にするとともに発熱量の大きな固体燃料を安定的に製造できる固体燃料の製造システム及び固体燃料製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の固体燃料製造システムは、廃棄物から選別された紙、木材を所定の大きさに破砕する第１破砕機と、前記紙、木材を乾燥させる乾燥機と、前記破砕、乾燥された紙、木材の所定量を連続供給可能な第１定量供給機と、廃棄物から選別された合成樹脂を所定の大きさに破砕する第２破砕機と、前記破砕された可燃物の所定量を連続供給可能な第２定量供給機と、前記第１定量供給機で排出される紙、木材と前記第２定量供給機で排出される合成樹脂とを重量比で所定の割合で排出させるよう制御する分量手段と、前記第１定量供給機と前記第２定量供給機から供給された紙、木材、合成樹脂を混合、加熱、溶融、圧縮する固体燃料圧縮成形機と、前記第１定量供給機と第２定量供給機の供給量を制御する制御器とを備えている。
上記固体燃料製造システムは、油脂成分を含有する植物から油性成分を搾った滓材料、または前記植物の廃材からなる植物原料を脱水する脱水機と、該植物原料を所定量の大きさに破砕する破砕機と、前記原料を乾燥させる乾燥機と、脱水、乾燥された前記植物原料の所定量を連続供給可能な第３定量供給機とをさらに備え、前記第１定量供給機と第２定量供給機から分量された混合物に、第３定量供給機によって排出された植物原料を加え、これらの混合物を前記固体燃料圧縮成形機によって圧縮成形することが好ましい。
また、上記目的を達成するために、本発明の固体燃料製造方法は、廃棄物から、紙、木材を選別する第１選別工程と、前記紙、木材を所定の大きさに破砕する第１破砕工程と、前記紙、木材を乾燥させる乾燥工程と、前記破砕、乾燥された紙、木材の所定量を排出する第１定量工程と、前記廃棄物から合成樹脂を選別する第２選別工程と、前記合成樹脂材を所定の大きさに破砕する第２破砕機と、前記破砕、乾燥された合成樹脂の所定量を排出する第２定量工程と、前記第１定量工程で排出される前記紙、木材と前記第２定量工程で排出される前記合成樹脂とを重量比で所定の割合で排出させる分量工程と、該分量工程によって前記第１定量工程及び前記第２定量工程から所定量の割合で供給された前記紙、木材とを混合、加熱、溶融、圧縮する固体燃料圧縮成形工程とを備えている。
前記固体燃料製造方法は、油脂成分を含有する植物から油性成分を搾った滓材料、または前記植物の廃材からなる植物原料を脱水する脱水工程と、該植物原料を破砕する第３の破砕工程と、該植物原料を乾燥させる乾燥工程と、前記脱水、乾燥された前記植物原料を連続供給可能な第３定量工程とをさらに含み、前記第１定量工程と前記第２定量工程によって排出された紙、木材、合成樹脂の混合物に、前記第３定量工程によって排出された植物原料を加え、該植物原料を含む混合物を前記固体燃料圧縮成形工程において圧縮成形することが好ましい。

本願発明の固体燃料製造システムは、廃棄物から選別された紙、木材を所定の大きさに破砕する第１破砕機と、紙、木材を乾燥させる乾燥機と、破砕、乾燥された紙、木材の所定量を供給可能な第１定量供給機と、廃棄物から選別された合成樹脂を所定の大きさに破砕する第２破砕機と、破砕された可燃物の所定量を供給可能な第２定量供給機とを備えているので、種類の異なる各原料を所定の割合で圧縮成形機に供給することができ、製造された固体燃料が一定の品質、一定の熱量を維持することができる。

本発明の第１の実施形態における固体燃料製造システムの第１原料選別設備（第２原料選別設備も同じ）のフロー図である。本発明の第１の実施形態に固体燃料製造システムの第１原料選別設備の定量供給機から第１固体燃料成形設備（第２固体燃料成形設備も同じ）の出荷に至るまでのフロー図である。本発明の実施形態における集塵・脱臭設備の概略図である。本発明の第２の実施形態における原料選別設備の一部を示すフロー図である。本発明の第３の実施形態における固体燃料製造システムの簡略全体図である。本発明の第３の実施形態におけるＰＫＳ原料選別設備のフロー図である。本発明の第３の実施形態におけるＥＦＢ原料選別設備のフロー図である。本発明の第３の実施形態における固体燃料製造システムの各選別設備と固体燃料成形設備との関係を示す簡略図である。本発明の第４の実施形態における紙、木材、植物原料を用いた固体燃料製造システムのフロー図である。

以下、本発明の固体燃料製造システム及び固体燃料製造方法の第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１及び図２を参照にして、本実施形態では、固体燃料製造システム１は、都市ゴミや産業廃棄物などの廃棄物の中から所定の原料を選別する第１原料選別設備Ａと、この第１原料選別設備Ａによって選別された原料を圧縮成形し固体燃料を製品化する固体燃料成形設備Ｅとを備えている。
これらのうち、第１原料選別設備Ａは、原料としての都市ゴミなどの原料から紙と木材からなる可燃物と、合成樹脂材などの合成樹脂を選別して固体燃料の原料を製造する。

以下、原料から固体燃料が製造できるまでの流れに沿って固体燃料製造システムについて説明する。
固体燃料製造システム１は、原料を投入するピット（原料）６を設けている。ピット６では、回収車などの回収手段で回収された原料がピット６に投入される。ピット６には、ショベルやクレーン（図示せず）などが設けられ、図示しない供給コンベアを介して、原料を粗選別部７に移送する。粗選別部７には、トロンメル選別機、磁選機、比重選別機が設けられており、トロンメル選別機では網目を介して、砂、粒状物などの微小物を選別し、磁選機では鉄を選別し、比重選別機では小石、金属などの重量物を選別し、砂、小石、石膏ボード、瀬戸物、ガラス、鉄、非鉄金属などの非原料物１３がラインにて選別され、取り除かれた後、廃棄物２１として廃棄処理され、必要な資源は別のルートで再利用される。
なお、粗選別部７において、選別された紙、木材、合成樹脂材などの原料中に、取り除けなかった一部の小石や金属などが、未だ、選別された側の紙、木材、合成樹脂材などの原料に含まれる。
選別された紙、木材、合成樹脂材などは、さらに残留された非原料と選別される。

選別された紙、木材については、コンベアによって２軸破砕機１１に移送され供給される。
なお、産業廃棄物などで紙、木材、合成樹脂材が個別に大量に廃棄されたような場合は、粗選別部で粗選別をしないで、直接、２軸破砕機１１に原料を直接投入することができる。また、それらの紙、木材、合成樹脂材は全てを手選別によって選別してもよい。
２軸破砕機１１は、主軸側の回転刃と従属軸側の回転刃を有し、これらの間を原料が通過するときに、原料を破砕する。２軸破砕機１１は、原料を大量に粗破砕することができ、大型対象物の減容処理や、さらに細かくしたい場合の前処理として利用できる。
このように、２軸破砕機１１では紙、木材が粗破砕される。また、粗選別部７によって選別しきれなかった、紙、木材に混じって残留していた金属などの混合部材が破砕される。

２軸破砕機１１によって破砕された紙、木材はコンベアによって乾燥機１５に移送され供給される。乾燥機１５は温風ボイラ１４などで温められた温風によって紙、木材に含まれている水分が蒸発し、それらの紙、木材が乾燥される。温風ボイラ１４の燃料は、本システムで製造されたグリーンコールを用いることができる。
乾燥させられた紙、木材はコンベアによってエア選別機２２に移送される。エア選別機２２は、下方から上方へ空気を流し込み、投入口から供給されて乾燥によって軽量化された紙、木材は、風圧によって上方へ吹き飛ばされ、上部排出口から排出される。一方、紙、木材などとともに混在していた石、金属などのその他重量物２５は、風圧に抗して重力作用で下方に落ち、下部排出口から排出される。下部排出口から排出された重量物は、磁選工程４１において、金属と非金属などに選別され、資源ゴミは再利用される。

上部排出口から排出された紙、木材は、コンベアによって磁選機２４に移送される。磁選機２４は、永久磁石や電磁石によって鉄などの磁性体を磁力によって原料から吸引、吸着して除去する。また、磁選機２４には、アルミニウムなどの非鉄金属を除去するための非鉄金属除去装置も併設されており、非鉄金属除去装置は、電磁誘導によるうず電流を発生し、アルミニウムなどの非鉄金属は、強力な交流磁界を受けて除去される（後流側の磁選機２６，３３，３４も同様である）。
磁選機２４では、上述の２軸破砕機１１による破砕時に紙、木材などから分離された鉄などの金属を原料から取り除く。取り除かれた金属は、集められて再利用される。
残された紙、木材などの原料はコンベアによって１軸破砕機３１に移送される。

１軸破砕機３１は、回転刃に対象物を押し付けながら原料を少しずつ削りとるようにして破砕する。１軸破砕機３１の排出口には、スクリーン（網目）が設けられ、スクリーンの網目サイズより小さくなるまで原料を破砕し続ける。そして、原料がスクリーンよりも小さくなると、網目を通って１軸破砕機３１から排出されるようになっている。スクリーンの網目の大きさによって、原料の大凡の大きさを調整することができる。本実施形態では、１〜２５ｍｍ程度まで破砕されたら１軸破砕機３１から排出される。
１軸破砕機３１から排出された原料は、コンベアによって磁選機３３へ移送される。

１軸破砕機３１では、原料を削り取る際に、未だ付着、混在していた残留金属成分が剥がされる。磁選機３３では、１軸破砕機３１によって分離された鉄などの磁性体やアルミニウムなどの非鉄金属を原料から除去する。
鉄などの磁性体が除去された原料は、第１定量供給機４０に移送される。
第１定量供給機４０では、一定重量（乾燥重量）の紙、木材の混合物を所定時間に次工程の圧縮成形機に供給することができる。

一方、粗選別部によって選別された合成樹脂材は、コンベアによって２軸破砕機１２に供給される。２軸破砕機１２は、上述した紙、木材の破砕に用いた２軸破砕機１１と同様の２軸破砕機を使用できる。２軸破砕機１２では、合成樹脂原料を大量に粗破砕することができ、大型対象物の減容処理と、さらなる微細化の前処理として利用される。そして、２軸破砕機１２では、前工程の粗選別部７によって選別しきれなかった金属などの混合部材もまた、合成樹脂材とともに破砕される。

２軸破砕機１２によって粗破砕された合成樹脂材は洗浄等がされた後、コンベアによって乾燥機１７に移送され供給される。乾燥機１７は紙、木材の乾燥に用いた乾燥機１５と同様なものが使用できる。乾燥させられた合成樹脂材はコンベアによってエア選別機２３に移送される。エア選別機２３は、下方から上方へ空気を流し込み、原料が投入口から供給され、比較的軽量である合成樹脂材は、風圧によって上方へ吹き飛ばされ、上部排出口から排出される。一方、合成樹脂材などとともに含まれていた石、金属などの重量物は、風圧に抗して重力作用で下部排出口から排出される。下部排出口から排出されたその他重量物２７は、磁選工程４３において、金属と非金属などに選別され、資源ゴミは再利用される。

上部排出口から排出された合成樹脂材は、磁選機２６に移送される。磁選機２６は、永久磁石や電磁石によって鉄などの磁性体を磁力によって原料から吸引、吸着し、上述の２軸破砕機１２による破砕時に合成樹脂材などから分離された鉄などの磁性体を原料から取り除く。取り除かれた鉄や非鉄金属は、集められて再利用される。
また、残された合成樹脂原料はコンベアによって１軸破砕機３２に移送される。
１軸破砕機３２では、回転刃に対象物を押し付ける様にして原料を少しずつ削りとるようにして破砕し、原料を大凡の大きさに調整することができる。本実施形態では、１〜２５ｍｍ程度まで破砕されたら１軸破砕機３２から排出される。
１軸破砕機３２から排出された原料は、コンベアによって磁選機３３へ移送される。

１軸破砕機３２では、原料を削り取る際に、合成樹脂材などに付着、混入していた残留金属成分が剥がされて、合成樹脂材から分離される。これらの分離された残留金属成分は、次工程の磁選機３４において、合成樹脂材から除去する。
鉄やアルミニウムなどの金属が除去された原料は、ソータ２５に供給される。ソータ３５は合成樹脂材などの中から、焼却時にダイオキシン類が発生する塩化ビニルを除去する。ソータ３５は、コンベアで搬送されている合成樹脂材に対して、色彩センサーなどを用いることによって、塩化ビニルと他の合成樹脂材製品とを選別し、色彩センサーが塩化ビニルを感知すると、例えばエアノズルが空気を噴射し、空圧力によって塩化ビニルをラインから排除することができる。

ソータ３５によって塩化ビニルが除去されると、合成樹脂材は第２定量供給機４２に移送される。第２定量供給機４２は、一定重量の合成樹脂材を所定時間に次工程の圧縮成形機に供給することができる。制御器９５は、第１定量供給機４０の紙、木材と第２定量供給機４２の合成樹脂材を、重量比で所定の割合で、固体燃料成形設備Ｅに供給するよう制御される。本実施形態では、制御器９５によって、木材片と紙片の合計重量８５〜９５重量部に対し合成樹脂５〜１５重量部であり、好ましくは木材片と紙片の合計重量８７〜９３重量部に対し合成樹脂７〜１３重量部である。
本実施形態における第１原料選別設備Ａには、上述したように、選別された紙、木材を定量供給する第１定量供給機４０と合成樹脂材を定量供給する第２定量供給機４２を備えている。これらの定量供給機４０，４２が、それぞれ紙、木材及び合成樹脂材からなる原料を一定重量割合で排出した後は、同一の搬送ラインで混合され、次工程の固体燃料成形設備Ｅに搬送される。

図２に示すように、固体燃料成形設備Ｅは、本実施形態では二軸圧縮成形機４４，４５を２台備えている。
圧縮成形機４４，４５では、第１原料選別設備Ａから供給された紙材片、木材片、合成樹脂材片の混合物を圧縮成形機４４，４５に分けて供給する。圧縮成形機４４，４５では、投入口から供給された原料が二軸スクリューの回転によって、混練、加圧、圧縮が行われる。
圧縮成形機では、混合物を例えば１００〜１６０℃、好ましくは１１０〜１５０℃、特に好ましくは１２０〜１４０℃に加熱して合成樹脂材が溶融してバインダーとして均一に分散するように加圧・圧縮することが好ましい。
このように、本実施形態では、木細片と紙細片を予め混合しておき、その両者の混合物に熱可塑性樹脂を混合するようにしている。なお、圧縮成形機は、一軸または二軸の加熱押出式の圧縮成形機を利用することができるが、二軸の方が好ましい。

圧縮成形機４４，４５の先端部にはノズルが設けられ、ノズルを通る際に原料は円柱形状に形成され、ノズルから排出された後は、カッターで所定の長さに切断されてグリーンコール４６が連続成形される。ノズルの太さは直径を２５〜５０ｍｍ、好ましくは３０〜４０ｍｍであり、切断長さは２０〜７０ｍｍ、好ましくは２５〜６５ｍｍとすることにより、固体燃料として望ましい大きさのものとすることができる。
このように、紙、木材を一定の大きさに細片化し、これらに合成樹脂を一定の割合で混合して加熱成形すると、合成樹脂がバインダーとなって一定形状の大きさの固体形状を保持でき、燃料として発熱量も大きくかつ有害ガスや有害残渣の発生も少なく発電用の固体燃料や温泉のボイラーなどの燃焼として有効に活用できる。

ここで、本願の固体燃料製造システムの集塵・脱臭設備について説明する。
図３に示すように、集塵・脱臭設備１０１は、集塵機１０２、ＨＥＰＡフィルター装置１０３、ミストセパレータ１０４、集塵・脱臭ファン１０５、脱臭装置１０６を備えている。
集塵機１０２は、木材、紙処理用の２軸破砕機１１（１軸破砕機３１に併せて設けてもよい）に設けられた排気ダクト１０７を介して接続され、さらに合成樹脂用の２軸破砕機１２（１軸破砕機３２に併せて設けてもよい）に設けられた排気ダクト１０８を介して接続されている。
集塵機１０２は、本実施形態では、バグフィルターを用いている。バグフィルターは、ろ材として円筒状にした繊布または不織布を円筒状に用いたもので、２軸破砕機１１，１２からの排ガスがバグフィルター内に装着された織布を通過するとき、排ガス中のダスト成分が織布表面に堆積されて集じんが行われる。バグフィルターは、原料に混ざり込んだ貴重な資源を回収するとともに、クリーンな製造環境を実現する。排ガス中のダスト成分は、集塵機１０２の排気口から回収容器１０９に回収される。

集塵機１０２の下流側にはＨＥＰＡフィルター（High Efficiency Particulate Air Filter）装置１０３がダクト１１０を介して接続されている。ＨＥＰＡフィルター装置１０３は、集塵機１０２よりも、より空気清浄が求められる分野で使用される高性能フィルターであり、フィルターを通過後の空気などの排ガスを高度に清浄化することが可能になる。
ＨＥＰＡフィルター１０３の下流側には、ミストセパレータ１０４が設けられている。ミストセパレータ１０４には、上述したＨＥＰＡフィルタ１０３から吸引される排ガスと、圧縮成形機４４，４５に接続されているダクド１１３を通って吸引される排ガスと、圧縮成形機４４，４５の下流側に設けられている成形後定量供給コンベア１１１（図２参照）に接続されているダクト１１４を通って吸引される排ガスと、さらに該成形後定量供給コンベア１１１の下流側に配設されている製品搬送コンベア１１２に接続されているダクト１１５（図２参照）を通って吸引される排ガスとが合流される。ミストセパレータ１０４では、ガス体と微細液体（ミスト）を分離、除去し、ミスト成分を回収容器１１６に回収する。

ミストセパレータ１０４の下流側には集塵・脱臭ファン１０５が配設されている。集塵・脱臭ファン１０５は、上述したダクトを通る各装置からの排気ガスを吸引する。集塵・脱臭ファン１０５の下流側には脱臭装置１０６が配設され、脱臭装置１０６では、送風されてきた気体の気体成分に含まれている臭い成分が脱臭され、クリーンな排気ガスが脱臭装置１０６から排出される。
本実施形態では、集塵・脱臭ファン１０５は、約１５０ｍ^３／ｍｉｎの排ガス容量を吸引することができる。一方、木材、紙処理用の２軸破砕機１１に設けられた排気ダクト１０７と合成樹脂用の２軸破砕機１２に設けられた排気ダクト１０８から各々約５０ｍ^３／ｍｉｎが吸引され、ＨＥＰＡフィルター装置１０３の下流側に連結されているダクト１１７には、計１００ｍ^３／ｍｉｎの排ガスが流通する。

他方、圧縮成形機４４，４５に接続されているダクト１１３、成形後定量供給コンベア１１１に接続されているダクト１１４、製品搬送コンベア１１２に接続されているダクト１１５が合流するダクト１１８には、合わせて約５０ｍ^３／ｍｉｎの排ガスが流通する。したがって、ダクト１１７と１１８とが合流して全ての排ガスが合流するダクト１２０には、約１５０ｍ^３／ｍｉｎの排ガスが流通する。ＨＥＰＡフィルター装置１０３の下流側ダクト１１７には、バランス調整用の差圧計１１９が設けられ、調整用バルブ１２１を調整することによって、各々のダクト１１７，１１８に所定量の排ガスが流通できるように調整が可能である。
このように、本願発明の集塵・脱臭設備１０１は、固体燃料製造システム１から生成される塵や異臭を回収し、外部にクリーンな排ガスを排出するものである。

図２に戻って、成形されたグリーンコール４６は、圧縮成形機４４，４５から排出された直後は温度が高いため、搬送中若しくは一定の場所にストックして冷却水によって水冷処理４７を行う。水冷処理４７の水冷設備には濾過装置５１が配設され、洗浄水が濾過される。
水冷されたグリーンコール４６は保管ヤード５２に貯蔵される。保管ヤード５２には散水設備５３が冷却のため設けられている。
保管ヤード５２に貯蔵されたグリーンコール４６は、蛍光Ｘ線分析装置や熱量計で品質検査された後、出荷５４される。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
本実施形態では、上記第１の実施形態の磁選機３３と定量供給機４０との間に、紙、木材の割合調整手段１００を備えている。この割合調整手段１００は、紙、木材選別部９０を設け、紙、木材選別部９０は、紙と木材を選別し、選別された紙９１は紙用定量供給機９３に供給され、選別された木材９２は木材用定量供給機９４に供給される。これらの定量供給機９３，９４は、制御器９５によって、紙と木材を重量比で所定の割合で第１定量供給機４０に供給するよう制御される。

本実施形態においては、木材片：紙片の割合は、重量で２０：８０〜９０：１０の範囲、好ましくは２５：７５〜８５：１５の範囲、特に好ましくは３０：７０〜８０：２０の範囲である。かかる範囲とすることにより、相対的に少ない樹脂の使用によって固体化し得るとともに、固定燃料の発熱量が安定したものとなる。
また、制御器９５は、第１定量供給機４０の紙、木材と第２定量供給機４２の合成樹脂を、重量比で所定の割合で、固体燃料成形設備Ｅ（図２参照）に供給するよう制御される。本実施形態においては、木材片と紙片の合計重量８５〜９５重量部に対し合成樹脂５〜１５重量部であり、好ましくは木材片と紙片の合計重量８７〜９３重量部に対し合成樹脂７〜１３重量部である。
なお、固体燃料として好ましい合成樹脂は、熱可塑性樹脂であり、特に融点が８０〜１８０℃、好ましくは９０〜１５０℃のものが適当である。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ＡＢＳ、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂およびゴムなどが挙げられる（上記第１の実施形態も同様である）。
このように、本実施形態では、紙、木材及び合成樹脂の配合割合を一定の範囲内とすることによって、一定の品質が維持された固体燃料を製造することができ、固体燃料として熱量をより一定にすることができ、安定した燃料を得ることができる。

次に、本発明の第３の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図５を参照にして、本実施形態の固体燃料製造システム１は、第１原料選別設備Ａ、第２原料選別設備Ｂ、ＰＫＳ（Palme kernel Shell）原料選別設備Ｃ、ＥＦＢ（Palm Empty Fruit Bunch Fiber）原料選別設備Ｄ、第１固体燃料成形設備Ｅ、及び第２固体燃料成形設備Ｆを備えている。
これらのうち、第１原料選別設備Ａ、第２原料選別設備Ｂは、図１で示す第１原料選別設備Ａと設備が同じであり、固体燃料成形設備Ｆは図２で示す固体燃料成形設備Ｅと同じ設備であるので、その詳細な説明を省略する。
図６を参照にして、ＰＫＳ原料選別設備Ｃは、パームオイルを製造する過程において、廃棄されるパーム椰子殻（ＰＫＳ）を原料とする。ＰＫＳ高水分原料６１は、脱水処理６２で水分が除去される。脱水されたＰＫＳは、コンベアなどによって１軸破砕機６３に搬送される。なお、脱水処理６２はＰＫＳ原料に多量の水分が含まれていない場合は、省略して１軸破砕機６３にＰＫＳ原料を直接供給してもよい。１軸破砕機６３によって所定の大きさに破砕されたＰＫＳ原料は、磁選機６４によって鉄やアルミニウムなどの金属が除去される。鉄やアルミニウムなどの金属が除去されたＰＫＳ原料は、ふるい乾燥６５にかけられ、ふるい乾燥６５された後に、２方向に分離されたコンベアなどによって、定量供給機８１、８２に供給される。
なお、ＰＫＳ原料選別設備Ｃで用いた１軸破砕機６３、磁選機６４、定量供給機８１，８２は上記第１の実施形態のものと同種のものが使用できる。

図７を参照にして、ＥＦＢ原料選別設備Ｄは、パームオイルを製造する過程において、油脂成分が取り除かれたパーム椰子空房（ＥＦＢ）を原料とする。パームオイルが搾られた残り滓であるＥＦＢ高水分原料７１は、脱水処理７２で水分が除去される。脱水されたＥＦＢは、コンベアなどによって１軸破砕機７３に搬送される。なお、脱水処理７２はＥＦＢ原料に多量の水分が含まれていない場合は、省略して１軸破砕機７３にＥＦＢ原料を直接供給してもよい。１軸破砕機７３によって所定の大きさに破砕されたＥＦＢ原料は、磁選機７４によって鉄やアルミニウムなどの金属が除去される。鉄やアルミニウムなどの金属が除去されたＰＫＳ原料は、ふるい乾燥７５にかけられ、ふるい乾燥された後に、２方向に分離されたコンベアなどによって、定量供給機８３、８４に供給される。
なお、ＥＦＢ原料選別設備Ｄで用いる１軸破砕機７３、磁選機７４、定量供給機８３，８４は上記第１の実施形態のものと同種のものが使用できる。
本実施例では、紙、木材、合成樹脂と併せて、自然界に大量に生息し、かつ油脂成分を多く含有する椰子から油脂成分を搾ったかす（滓）や椰子殻を固体燃料の原料として有効に利用するものである。搾りかすや椰子殻は、若干の油脂成分が含有していることもあって、固体燃料として使用しうる。

図８は、第１及び原料選別設備Ａ，Ｂ、ＰＫＳ及びＥＦＢ原料選別設備Ｃ，Ｄの出口（下流）側と、第１及び第２固体燃料成形設備Ｅ，Ｆの入口（上流）側の連結状態を示す。この図８を参照して、第１及び第２原料選別設備Ａ，Ｂによって、紙、木材と合成樹脂材の破砕原料を選別し、適当な大きさに原料を破砕した後、第１及び第２定量供給機４０に原料を供給する（上記第１の実施形態と手順は同じである）。
一方、ＰＫＳ原料選別設備ＣによってＰＫＳ原料を選別し、適当な大きさに原料を破砕した後、第３定量供給機８１及び第４定量供給機８２に原料を供給し、ＥＦＢ原料選別設備ＤによってＥＦＢ原料を選別し、適当な大きさに原料を破砕した後、第５定量供給機８３及び第６定量供給機８４に原料を供給する。

そして、第１原料選別設備Ａでは、第１及び第２定量供給機４０，４２から所定量の原料を第１固体燃料成形設備Ｅに供給し、併せてＰＫＳ原料選別設備Ｃ及びＥＦＢ原料選別設備Ｄからそれぞれ所定量の原料を第１固体燃料成形設備Ｅに供給する。また、第２原料選別設備Ｂでは、第１及び第２定量供給機４０，４２から所定量の原料を第１固体燃料成形設備Ｆに供給し、併せてＰＫＳ原料選別設備Ｃ及びＥＦＢ原料選別設備Ｄからそれぞれ所定量の原料を第２固体燃料成形設備Ｆに供給する。
第１及び第２固体燃料成形設備Ｅ，Ｆでは、各々の第１及び第２圧縮成形機４４，４５に紙、木材、合成樹脂、ＰＫＳ、ＥＦＢの混合原料が供給される。第１及び第２固体燃料成形設備Ｅ，Ｆの構造は、圧縮成形機４４，４５のノズルのみ異なり、例えば、第１固体燃料成形設備Ｅでは、ノズルの直径３５ｍｍとし、直径３５ｍｍのグリーンコールを形成し、第２固体燃料成形設備Ｆでは、ノズルの直径を３５ｍｍとし、直径２０ｍｍのグリーンコールを形成することが好ましい。第１及び第２固体燃料成形設備Ｅ，Ｆでの作業は上述した、上記第１の実施形態における第１固体燃料成形設備Ｅでの手順と同じである。

なお、椰子の搾りかすや椰子殻は、上述したように、油脂分を少なからず含んでいるため、合成樹脂と同様に、特にバインダーを添加しなくとも加圧圧縮して成形することにより、形態保持安定性に優れ、且つ充分な発熱量を有する固体燃料とすることができる。
このように製造された紙、木材、合成樹脂、ＰＫＳ、ＥＦＢを原料とするグリーンコールは、燃焼後有害なガスや残渣が可及的に少なく、発熱量が大きくしかも二酸化炭素発生抑制につながる固体燃料、殊に火力発電用燃料に適した固体燃料として適用される。

次に、本発明の第４の実施形態について図面を参照しながら説明する。
上記第１の実施形態では、合成樹脂をバインダー及び原料として紙、木材に混入させて固定燃料を成形したが、本実施形態では、さらに植物原料を紙、木材に混入させて固定燃料を成形するようにしている。
なお、本実施形態では、上記第１の実施形態と同様の設備については同一の符号を付して、簡略に説明する。
図９を参照して、固体燃料製造システム１は、原料を投入するピット６を設けている。ピット６では、回収車などの回収手段で回収された原料がピット６に投入される。ピット６からは、図示しない供給コンベアを介して、原料を粗選別部７、若しくは、直接、２軸破砕機１１に原料を直接投入することができる。原料となる紙、木材については、予め混合比を定めておく。

２軸破砕機１１では、紙、木材に加えて、熱量増強剤として所定量の植物原料１０３が投入され、さらに結合剤や形態保持剤が混入される。植物原料１０３は上記第３の実施形態で使用した、ＰＫＳ、ＥＦＢや、その他唐胡麻、南京黄櫨、南洋油桐、菜種、トウモロコシまたはハニーメスキートの果実の種子等や、或いはその搾りかすが使用できる。結合剤には、アルギン酸を含む海藻から採取された澱粉で、アガロース、カラギナン、カードランまたはグルコマンナンや、これらに類するものがあり、これらのうち少なくとも1種のもので乾燥されたもの、あるいは形態保持剤のうちのいずれかと組み合わせたものであればよい。形態保持剤には、天然ゴムもしくは天然ゴム含有物等が使用される。
混合比としては、全成分の混合物を１００重量部とした時、木材および紙の合計量は１５〜４５重量部、好ましくは２０〜４０重量部であり、結合剤、形態保持剤および熱量増強剤の合計量は５５〜８５重量部好ましくは６０〜８０重量部である。また木材：紙は重量で２０：８０〜８０：２０であり、好ましくは２５：７５〜７５：２５である。また混合物を１００重量部とした時、結合剤および形態保持剤の合計量は２５〜６０重量部、好ましくは３０〜５５重量部であり、熱量増強剤は１５〜６０重量部、好ましくは１８〜５５重量部である。さらに、結合剤：形態保持剤の割合は重量で６：４〜８：２、好ましくは６．５：３．５〜７．５：２．５である。

２軸破砕機１１によって破砕された紙、木材、植物原料はコンベアによって乾燥機１５に移送され供給される。乾燥機１５は温風ボイラ１４などで温められた温風によって紙、木材、植物原料に含まれている水分が蒸発して乾燥される。
乾燥させられた紙、木材、植物原料はコンベアによってエア選別機２２に移送される。エア選別機２２は、下方から上方へ空気を流し込み、投入口から供給されて乾燥によって軽量化された紙、木材は、風圧によって上方へ吹き飛ばされ、上部排出口から排出される。
エア選別機２２から排出された原料は、コンベアによって磁選機２４に移送される。
磁選機２４では、上述の２軸破砕機１１による破砕時に紙、木材などから分離された鉄などの金属を原料から取り除く。残された紙、木材、植物からなる原料はコンベアによって１軸破砕機３１に移送される。

１軸破砕機３１は、回転刃に対象物を押し付けながら原料を少しずつ削りとるようにして破砕する。本実施形態では、１〜２５ｍｍ程度まで破砕されたら１軸破砕機３１から排出される。なお、破砕片の大きさは１〜５０ｍｍ程度の大きさのものが好ましい。
１軸破砕機３１から排出された原料は、コンベアによって磁選機３３へ移送される。磁選機３３では、１軸破砕機３１によって分離された鉄などの磁性体やアルミニウムなどの非鉄金属を原料から除去する。
鉄などの磁性体が除去された原料は、第１定量供給機４０に移送され、第１定量供給機４０では、一定重量（乾燥重量）の紙、木材の混合物を所定時間に次工程の圧縮成形機４４，４５に供給することができる。
圧縮成形機４４，４５では、混合物を例えば１００〜１６０℃、好ましくは１１０〜１５０℃、特に好ましくは１２０〜１４０℃に加熱して加圧・圧縮することが好ましい。
大きさとしては、一個当たりの容積として平均で１０〜１００ｃｍ^３が望ましい。また固体燃料の見掛け比重が０．３〜０．６ｇ／ｃｍ^３の範囲が望ましい。
固体燃料は発熱量が安定しておりその発熱量は２０〜３０Ｍｊ／ｋｇである。従って本発明の固体燃料は廃木材、古紙、結合剤、形態保持剤および熱量増強剤をバランスよく利用したものであり、また発熱量も高く安定しており二酸化炭素の発生抑制効果が高いことから火力発電用の燃料として有利に使用される。

以上、本発明を実施形態に基づいて添付図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく、更に他の変形あるいは変更が可能である。
なお、上記第３の実施形態では、ＰＫＳ、ＥＦＢを例にあげたが、固体燃料の植物原料として、菜種、トウモロコシ、唐胡麻、南京黄櫨、南洋油桐またはハニーメスキートの果実の種子或いはその搾りかすを原料とすることができる。ＰＫＳ原料選別設備ＣやＥＦＢ原料選別設備Ｄでの原料選別と同じ方法で実施することができる。
上記第１の実施形態についてのみ、集塵・脱臭設備を説明したが、第２〜第４の実施形態における固体燃料製造システムにも適用される。

１固体燃料製造システム
１１，１２２軸破砕機（第１破砕機）
１５，１７乾燥機
２２，２３エアー選別機
３１，３２１軸破砕機（第２破砕機）
４０第１定量供給機
４２第２定量供給機
８１〜８４，９３，９４定量供給機（第３定量供給機）
９５制御器（分量手段）
４４，４５圧縮成形機
Ａ第１原料選別設備
Ｂ第２原料選別設備
ＣＰＫＳ原料選別設備
ＤＥＦＢ原料選別設備
Ｅ第１固体燃料成形設備
Ｆ第２固体燃料成形設備

Claims

廃棄物から選別された紙、木材を所定の大きさに破砕する第１破砕機と、
前記紙、木材を乾燥させる乾燥機と、
前記破砕、乾燥された紙、木材の所定量を供給可能な第１定量供給機と、
廃棄物から選別された合成樹脂を所定の大きさに破砕する第２破砕機と、
前記破砕された可燃物の所定量を供給可能な第２定量供給機と、
前記第１定量供給機で排出される紙、木材と前記第２定量供給機で排出される合成樹脂とを重量比で所定の割合で排出させるよう制御する分量手段と、
前記第１定量供給機と前記第２定量供給機から供給された紙、木材、合成樹脂を混合、加熱、溶融、圧縮する固体燃料圧縮成形機と、
前記第１定量供給機と第２定量供給機の供給量を制御する制御器とを備えたことを特徴とする固体燃料製造システム。
油脂成分を含有する植物から油性成分を搾った滓材料、または前記植物の廃材からなる植物原料を脱水する脱水機と、該植物原料を所定量の大きさに破砕する破砕機と、前記原料を乾燥させる乾燥機と、脱水、乾燥された前記植物原料の所定量を供給可能な第３定量供給機とをさらに備え、
前記第１定量供給機と第２定量供給機から分量された混合物に、第３定量供給機によって排出された植物原料を加え、これらの混合物を前記固体燃料圧縮成形機によって圧縮成形するようにした請求項１に記載の固体燃料製造システム。
廃棄物から、紙、木材を選別する第１選別工程と、
前記紙、木材を所定の大きさに破砕する第１破砕工程と、
前記上牧材を乾燥させる乾燥工程と、
前記破砕、乾燥された紙、木材の所定量を排出する第１定量工程と、
前記廃棄物から合成樹脂を選別する第２選別工程と、
前記合成樹脂材を所定の大きさに破砕する第２破砕機と、
前記破砕、乾燥された合成樹脂の所定量を排出する第２定量工程と、
前記第１定量工程で排出される前記紙、木材と前記第２定量工程で排出される前記合成樹脂とを重量比で所定の割合で排出させる分量工程と、
該分量工程によって前記第１定量工程及び前記第２定量工程から所定量の割合で供給された前記紙、木材とを混合、加熱、溶融、圧縮する固体燃料圧縮成形工程とを備えたことを特徴とする固体燃料製造方法。
油脂成分を含有する植物から油性成分を搾った滓材料、または前記植物の廃材からなる植物原料を脱水する脱水工程と、該植物原料を破砕する第３の破砕工程と、該植物原料を乾燥させる乾燥工程と、前記脱水、乾燥された前記植物原料を供給可能な第３定量工程とをさらに含み、
前記第１定量工程と前記第２定量工程によって排出された紙、木材、合成樹脂の混合物に、前記第３定量工程によって排出された植物原料を加え、該植物原料を含む混合物を前記固体燃料圧縮成形工程において圧縮成形するようにした請求項３に記載の固体燃料製造方法。