JP2014205091A - シュレッダーダストの処理装置及び処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】微破砕設備の刃物の摩耗等を引き起こすことなく、低コストで安定してシュレッダーダストをセメントキルンバーナ用燃料として有効利用する。【解決手段】水と共に供給されたシュレッダーダストＳＲを押出破砕する押出成形機（押出破砕手段）６を備えるシュレッダーダストの処理装置１。押出成形機のダイスの厚みを、軽量物Ｌがダイスを挿通する挿通孔の孔径に対して、１．５倍以上１２倍以下とすることができる。押出成形機の上流側に、衝撃刃でシュレッダーダストを打撃破砕するインパクトクラッシャ（打撃破砕手段）３と、打撃破砕されたシュレッダーダスト（破砕物Ｃ）を粒径により篩で篩分し、篩を通過した粒径が１００ｍｍ以下の篩通過分Ｓを押出成形機６に供給するトロンメル４とを備えることができる。押出成形機の下流側に、押出成形機から排出された破砕物Ｐを解砕するロールクラッシャ（解砕手段）７を備えることができる。【選択図】図１
Description
本発明は、工業用シュレッダーで廃家電や廃自動車を破砕した際に発生するシュレッダーダスト（以下「ＳＲ」という。）をセメントキルンバーナ用燃料等に有効利用するための装置及び方法に関する。
ＳＲとは、工業用シュレッダーで廃家電や廃自動車を破砕し、金属等を回収した後に、産業廃棄物として捨てられる破片の混合物をいう。その組成はシュレッダー工程の技術・施設や廃棄物の事前選別の状況によって変わるため、必ずしも一定でないが、主構成相は樹脂、発泡ウレタン、繊維、ゴム等に若干の金属やガラスである。管理型処分場で処分する必要のあるＳＲにはリサイクル活用が求められ、主にサーマルとケミカルの両分野でリサイクル技術の開発が進められており、セメント産業においても燃料代替物としての活用が検討されている。
例えば、特許文献１には、最大径１００ｍｍ程度の大きな破砕片を含むＳＲは、セメントキルンバーナでの燃焼が困難であるため、セメントキルン窯尻部に直接投入するのが好適である旨が記載されている。
しかし、セメント産業におけるＳＲのリサイクル処理を推進するためには、特許文献１に記載のようにＳＲをセメントキルン窯尻部に直接投入するだけでなく、キルンバーナ用燃料としての活用を推進する必要がある。
ＳＲをキルンバーナ用燃料とするためには、前処理として破砕によるＳＲの小径化が必須となる。そこで、特許文献２では、トロンメル、１次破砕機、異物除去装置、２次破砕機等を用いてＳＲの破砕処理を多段階で行い、その最終破砕段階である２次破砕機による微破砕の前に、微破砕設備である２次破砕機の保守のために金属類等の異物を除去する工程が導入されている。
しかし、特許文献２に記載の可燃性廃棄物の燃料化方法において、金属類等の異物除去工程でも除去しきれない異物が残るため、微破砕設備の刃物の摩耗、摩滅、損傷が発生し、リサイクル処理を安定して行う上で課題となっている。
そこで、本発明は、微破砕設備の刃物の摩耗等を引き起こすことなく、低コストで安定してＳＲをセメントキルンバーナ用燃料として有効利用することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、ＳＲの処理装置であって、水と共に供給されたＳＲを押出破砕する押出破砕手段を備えることを特徴とする。
本発明によれば、微破砕に押出破砕手段を用いるため、微破砕工程での破砕機の刃物のメンテナンスが不要になり、ＳＲの前処理工程の効率化と、前処理設備に関するメンテナンス費用の削減が可能となる。また、水を加えることで、押出破砕手段で燃焼性の悪いペレットが形成されるのを防止することができる。
前記押出破砕手段を押出成形機とすることができ、該押出成形機のダイスの厚みを前記押出破砕で生じた押出破砕物がダイスを挿通する挿通孔の孔径に対して、１．５倍以上１２倍以下とすることができる。本発明での押出成形機の使用目的は微破砕であり、押出破砕物が燃焼性の悪いペレット状に成形されるのは好ましくないため、ダイスの厚みを薄くすることで、挿通孔を挿通するＳＲに圧力が加わる時間を短くし、ペレットの形成を防止することができる。
また、前記押出破砕手段の上流側に、衝撃刃でＳＲを打撃破砕する打撃破砕手段と、該打撃破砕されたＳＲを粒径により篩で篩分し、該篩を通過した所定の粒径以下のＳＲを前記押出破砕手段に供給する篩分手段とを備えることができる。これにより、ＳＲの解砕及びＳＲ中の粗大物や硬質物の粗砕が可能となる。
前記篩分手段と前記押出破砕手段との間に、前記所定の粒径以下のＳＲを比重により分離し、該分離により浮上したＳＲを前記押出破砕手段に供給する湿式分級手段を備えることができる。これにより、前記押出破砕手段に水を供給しなくてもＳＲが水分を含有することとなり、押出破砕手段でペレットが生じるのを防ぐことができる。
前記押出破砕手段の下流側に、前記押出破砕手段から排出されたＳＲを解砕する解砕手段を備えることができる。これにより、前記押出破砕手段でペレットが形成されたとしても再度解砕してフラフ状とすることができる。
また、本発明は、ＳＲの処理方法であって、ＳＲを打撃破砕し、該打撃破砕したＳＲを篩分し、該篩分後のＳＲに水を添加して押出破砕し、該押出破砕したＳＲを解砕し、該解砕したＳＲをセメントキルンバーナ用燃料とすることを特徴とする。
本発明によれば、ＳＲをセメントキルンバーナ用に燃料化するにあたり、微破砕に押出破砕手段を用いることで、微破砕工程での破砕機の刃物のメンテナンスが不要になり、ＳＲの前処理工程の効率化と、前処理設備に関するメンテナンス費用の削減が可能となる。
以上のように、本発明のＳＲの処理装置及び処理方法によれば、微破砕設備の刃物の摩耗等を引き起こすことなく、低コストで安定してＳＲをセメントキルンバーナ用燃料として有効利用することが可能となる。
次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係るＳＲの処理装置の一実施の形態を示し、このＳＲの処理装置１は、ＳＲを受け入れるホッパ等を含む受入装置２と、受入装置２から供給されたＳＲを破砕するインパクトクラッシャ３と、インパクトクラッシャ３による破砕物Ｃから粗大物を除去するトロンメル４と、トロンメル４の篩を通過した篩通過分Ｓを比重により湿式分級する水槽５と、水槽５における湿式分級で浮上した軽量物Ｌを押出破砕する押出成形機６と、押出成形機６から排出された破砕物Ｐを解砕するロールクラッシャ７と、ロールクラッシャ７から排出された解砕物Ｑ中の異物としての金属Ｍを除去する磁選機８とを備える。
インパクトクラッシャ３は、打撃破砕手段として用いられ、衝撃刃によって受入装置２で受け入れたＳＲ中の粗大物や硬質物の粗砕を行うと共に、ＳＲの解砕を行うために備えられる。この粗砕及び解砕は、異物を含まない燃焼性のよい燃料を得るために行われる。また、インパクトクラッシャ３は、トロンメル４から戻された粒径が１００ｍｍ以上の篩上残分Ｒを再度粗砕及び解砕する。インパクトクラッシャ３に代えて、ハンマークラッシャ等を用いることもできる。
篩分手段であるトロンメル４は、１００ｍｍのスクリーンを備え、ＳＲを粒径が１００ｍｍ以下の篩通過分Ｓと篩上残分Ｒに分離するために備えられる。この篩分は、異物を含まない燃焼性のよい燃料を得るために行われる。トロンメルの代わりに傾斜振動式セパレータ等を用いることもできる。
湿式分級手段である水槽５は水ひを行い、トロンメル４から供給された篩通過分Ｓを比重により重量物Ｈと軽量物Ｌに分離するために備えられる。
押出破砕手段である押出成形機６は、水槽５から分離された軽量物Ｌを押出破砕するために備えられる。押出成形機はフラットダイス方式、リングダイス方式、スクリュー方式等の、ＲＤＦ等の成形に用いられる一般的な装置を使用でき、その中でも石臼方式による材料の破砕機能を有するフラットダイス方式が好ましい。
ここで、本発明では押出成形機の使用目的は微破砕であり、後工程において燃料代替物Ｆがペレット状に成形されるのは好ましくないため、ダイスの厚みを薄くしたり、ダイス裏面に座ぐり加工又はテーパ加工をすることにより軽量物Ｌに圧力が加わる時間を短くし、ペレットが形成されないようにする。
ダイスの好ましい厚みは、軽量物Ｌがダイスを挿通する挿通孔の孔径に対して、１．５倍〜１２倍であり、好ましくは３．５倍〜７倍である。また、押出時の摩擦熱による温度上昇を避けるため、ダイスを冷却する機構、例えば空冷機構を付加することができる。軽量物Ｌを押出成形機６の挿通孔に圧入し、その際の圧壊や引きちぎり作用によって軽量物Ｌを破砕する。この破砕によって、セメントキルンバーナ用燃料として最適な大きさとなるように、押出成形機の挿通孔の孔径は１０〜４０ｍｍ、より好ましくは１５〜３０ｍｍとする。従って、ダイスの厚さは、１５〜４８０ｍｍ、より好ましくは５２．５〜２８０ｍｍである。ローラ及びダイスは、耐摩耗性の高い鋼材で形成するのが好ましい。具体的にはマルテンサイトやベーナイト等が好ましく、耐摩耗性の観点からは焼入れしたものがより好ましい。
解砕手段であるロールクラッシャ７は、押出成形機６から排出された破砕物Ｐを解砕するために備えられる。押出成形機６では低強度のペレットが若干生成するため、それを破砕してフラフ状にする必要がある。押出成形機６によって、燃料代替物Ｆはフラフ又は低強度のペレットとなっている。ペレット状のものが存在する場合には、ロールクラッシャ７で破砕物Ｐの全量をフラフ状にする。解砕機として、ロールクラッシャの他に、ハードクラッシャ、インパクトクラッシャ等を用いることもできる。
磁選機８は、ロールクラッシャ７から排出された解砕物Ｑ中の金属Ｍを取り除くために備えられる。
次に、上記構成を有するＳＲの処理装置１の動作について、図１を参照しながら説明する。
ＳＲを受入装置２に受け入れた後、インパクトクラッシャ３に供給する。インパクトクラッシャ３において、ＳＲ中の粗大物や硬質物の粗砕を行うと共にＳＲの解砕を行う。
インパクトクラッシャ３から排出された破砕物Ｃは、トロンメル４に供給され、破砕物Ｃの粒径によって篩上残分Ｒと篩通過分Ｓに分離される。篩上残分Ｒはセメントキルンの窯尻に投入されセメント製造用燃料として用いられるか、又は、インパクトクラッシャ３に戻され、再度粗砕及び解砕される。篩通過分Ｓは水槽５に供給される。
トロンメル４で分離された篩通過分Ｓは、水槽５に供給され、水ひによって重量物Ｈと軽量物Ｌとに分離される。重量物Ｈは、主に樹脂類、金属、土砂類、ガラス類であり、軽量物Ｌはプラスチック等である。水槽５で沈降する重量物Ｈは、セメントキルンの窯尻に投入される。水槽５で浮上する軽量物Ｌは、押出成形機６に投入される。尚、軽量物Ｌの水分含有率は、１０〜５０重量％が好ましく、１５〜４０重量％がより好ましい。
押出成形機６に投入された軽量物Ｌは押出破砕される。押出成形機６における軽量物Ｌの温度は、軽量物Ｌ間の融着を避けるために１５０℃以下にする。また、水槽５による湿式分級を行わなかった場合や、湿式分級後に乾燥等で軽量物Ｌの水分含有率が減少した場合には、押出成形機６での押出時の摩擦熱による温度上昇を避けるため押出成形機６への搬送途中又は押出成形機６において水Ｗを添加して加水処理を行う。加水処理はミスト噴霧が好ましい。押出成形機６から排出される破砕物Ｐは、水分が搾り取られ水分含有率が１０％以下となる。押出成形機６に供給した軽量物Ｌから搾り取った水分は水槽５に戻される。
押出成形機６から排出された破砕物Ｐは、ロールクラッシャ７へ供給され、低強度のペレット状となっている破砕物Ｐをフラフ状にする。また、ロールクラッシャ７において、押出成形機６から供給された破砕物Ｐの水分含有率をセメントキルンバーナによる吹き込みに適した５％程度に調整する。
ロールクラッシャ７から排出された解砕物Ｑには金属Ｍが含まれている場合があるため、必要に応じて磁選機８で金属Ｍを除去する。金属Ｍが除去された燃料代替物Ｆは、セメントキルン窯前のセメントキルンバーナに０．４〜３．０Ｎｍ3／ｋｇの空気量で吹き込む。尚、金属Ｍと燃料代替物Ｆの分離が生じていれば、ロールクラッシャ７から排出された解砕物Ｑを直接セメントキルンバーナ用燃料とすることも可能である。
以上のように本実施の形態では、微破砕には押出破砕手段を用いるため、微破砕工程での破砕機の刃物のメンテナンスが不要になり、ＳＲの前処理工程の効率化と、前処理設備に関するメンテナンス費用の削減が可能となる。
１ ＳＲの処理装置
２ 受入装置
３ インパクトクラッシャ
４ トロンメル
５ 水槽
６ 押出成形機
７ ロールクラッシャ
８ 磁選機
Ｃ 破砕物
Ｆ 燃料代替物
Ｈ 重量物
Ｌ 軽量物
Ｍ 金属
Ｐ 破砕物
Ｑ 解砕物
Ｒ 篩上残分
Ｓ 篩通過分
Ｗ 水
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Claims (7)
- 水と共に供給されたシュレッダーダストを押出破砕する押出破砕手段を備えることを特徴とするシュレッダーダストの処理装置。
- 前記押出破砕手段は、押出成形機であることを特徴とする請求項１に記載のシュレッダーダストの処理装置。
- 前記押出成形機のダイスの厚みが、前記押出破砕で生じた押出破砕物がダイスを挿通する挿通孔の孔径に対して、１．５倍以上１２倍以下であることを特徴とする請求項２に記載のシュレッダーダストの処理装置。
- 前記押出破砕手段の上流側に、衝撃刃でシュレッダーダストを打撃破砕する打撃破砕手段と、
該打撃破砕されたシュレッダーダストを粒径により篩で篩分し、該篩を通過した所定の粒径以下のシュレッダーダストを前記押出破砕手段に供給する篩分手段とを備えることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のシュレッダーダストの処理装置。 - 前記篩分手段と前記押出破砕手段との間に、前記所定の粒径以下のシュレッダーダストを比重により分離し、該分離により浮上したシュレッダーダストを前記押出破砕手段に供給する湿式分級手段を備えることを特徴とする請求項４に記載のシュレッダーダストの処理装置。
- 前記押出破砕手段の下流側に、前記押出破砕手段から排出されたシュレッダーダストを解砕する解砕手段を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のシュレッダーダストの処理装置。
- シュレッダーダストを打撃破砕し、
該打撃破砕したシュレッダーダストを篩分し、
該篩分後のシュレッダーダストに水を添加して押出破砕し、
該押出破砕したシュレッダーダストを解砕し、
該解砕したシュレッダーダストをセメントキルンバーナ用燃料とすることを特徴とする
シュレッダーダストの処理方法。
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