JP2021053563A - 発火性電池を含む粗大ごみの処理方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】リチウムイオン電池のような発火性電池の破砕が原因で引き起こされる発火現象を効果的に防止する。【解決手段】発火性電池１２を含む粗大ごみ１０を処理するための粗大ごみの処理方法であって、前記粗大ごみ１０を破砕し破砕ごみ１４にする破砕工程と、前記破砕工程によって破砕された前記破砕ごみ１４を受け入れ、前記破砕ごみ１４の大きさに応じて選別する選別工程と、前記選別工程によって選別された、前記発火性電池１２を含む小型破砕ごみ１６を他の大型破砕ごみ１８と分けて搬送する小型破砕ごみ搬送工程と、前記小型破砕ごみ搬送工程によって搬送される前記小型破砕ごみ１６からの発熱又は発火を検知する熱検知工程と、前記小型破砕ごみ１６からの発熱又は発火が検知された時に消火する消火工程と、を含む。【選択図】図１
Description
本発明は、発火性電池を含む粗大ごみの処理方法及び装置に係り、特に、リチウムイオン電池のような発火性電池の破砕が原因で引き起こされる発火現象を防止することが可能な、発火性電池を含む粗大ごみの処理方法及び装置に関する。
一般に、ごみを、焼却、溶融、ガス化等により処理するには、まず破砕処理施設においてごみを所望の大きさに破砕し、有価物や不燃物、可燃物等に選別する処理が行なわれる。
具体的には、粗大ごみは、例えば高速回転式破砕機（以下、単に破砕機とも称する）に送られ、そこで例えば１５０ｍｍ以下（重量割合で８５％以上）まで破砕される。
この際、ごみの中にはガスボンベやスプレー缶、有機溶剤容器、ガソリン容器、灯油容器等の可燃物が残留する容器類や、切断されると発火するリチウムイオン電池のような発火性電池等（以下、危険物と総称する）が多数混入しており、これらの危険物は、ごみの収集段階で分別されて取り除かれている筈であるが、現実には、粗大ごみ処理施設へ搬入されてくるごみの中には、多数の危険物が混入している。
そのため、粗大ごみ処理施設では、搬入されてきたごみを破砕機へ投入する前に目視によって選別し、危険物を除去するようにしている。又、万一過誤により危険物が投入された場合に備えて火災や爆発事故の発生を防止する対策を採っており、例えば、爆発・火災対策として、ＩＴＶカメラ・熱検知器・炎検知器等の各種検知器と消火散水装置が設置されている。更に、破砕機後のコンベアにも上記と同様な対策が行われている。
このような粗大ごみ処理施設における防火対策について、出願人は既に特許文献１に開示された技術によって解決手段を提案している。特許文献１に開示された技術によれば、可燃物が発火する前に発生する近赤外線を検出して散水ノズルから散水することによって可燃物の発火による火災を防ぐことができる。
ところで、近年、粗大ごみ処理施設で処理されるごみの中にリチウムイオン電池が含まれる場合が多々見られる。このリチウムイオン電池を粗大ごみ処理施設の破砕機で破砕すると、リチウムイオン電池から引火性電解液が漏れ出し、漏れ出した引火性電解液と可燃物が混在することで火災を引き起こしやすくなるため、早急な対策が求められていた。
しかしながら、これまでの対策は、主にカセットボンベ等の可燃性ガスによる爆発・火災を対象にしているため、リチウムイオン電池等の引火性電解液の漏洩に伴う発火には対策が十分とはいえなかった。そのため、高速回転式破砕機でリチウムイオン電池が細かく破砕される時に、爆発や火災を引き起こしやすくなっている。
リチウムイオン電池の発火には、（１）切断によるもの、（２）引火性電解液の漏洩＋火花によるものがある。（１）は破砕機内で起こるので、これまでの火災対策も有効であるが、（２）の場合は、次工程への搬送中にも起こる可能性があり、十分な対策が講じられていない。
破砕された粗大ごみは、かさ比重が低くなり、可燃物が直接空気と触れる確率が格段に増えて燃え易い状態になっている。その燃え易い可燃物が混在した状態で、漏洩した引火性電解液により発火すると、火災の被害が甚大なものになるという問題を有していた。
本発明は前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、リチウムイオン電池のような発火性電池の破砕が原因で引き起こされる発火現象を効果的に防止することが可能な粗大ごみの処理方法及び装置を提供することを課題とする。
本発明は、発火性電池を含む粗大ごみを処理するための粗大ごみの処理方法であって、前記粗大ごみを破砕し破砕ごみにする破砕工程と、前記破砕工程によって破砕された前記破砕ごみを受け入れ、前記破砕ごみの大きさに応じて選別する選別工程と、前記選別工程によって選別された、前記発火性電池を含む小型破砕ごみを他の大型破砕ごみと分けて搬送する小型破砕ごみ搬送工程と、前記小型破砕ごみ搬送工程によって搬送される前記小型破砕ごみからの発熱又は発火を検知する熱検知工程と、前記小型破砕ごみからの発熱又は発火が検知された時に消火する消火工程と、を含むことを特徴とする発火性電池を含む粗大ごみの処理方法により、前記課題を解決するものである。
本発明は、又、発火性電池を含む粗大ごみを処理するための粗大ごみの処理装置であって、前記粗大ごみを破砕し破砕ごみにする破砕手段と、前記破砕手段によって破砕された前記破砕ごみを受け入れ、前記破砕ごみの大きさに応じて選別する選別手段と、前記選別手段によって選別された、前記発火性電池を含む小型破砕ごみを他の大型破砕ごみと分けて搬送する小型破砕ごみ搬送手段と、前記小型破砕ごみ搬送手段によって搬送される前記小型破砕ごみからの発熱又は発火を検知する熱検知手段と、前記小型破砕ごみからの発熱又は発火が検知された時に消火する消火手段と、を含むことを特徴とする発火性電池を含む粗大ごみの処理装置を提供するものである。
ここで、前記発火性電池を含む前記小型破砕ごみを選別する大きさを５０ｍｍ以下とすることができる。
又、前記選別工程又は選別手段は、振動する篩により前記発火性電池を含む前記小型破砕ごみに選別することができる。
又、前記小型破砕ごみ搬送工程又は前記小型破砕ごみ搬送手段における前記小型破砕ごみの搬送時間を所定時間以上とすることができる。
又、前記小型破砕ごみ搬送工程又は前記小型破砕ごみ搬送手段の搬送速度を可変とすることができる。
本発明によれば、リチウムイオン電池のような発火性電池の破砕が原因で引き起こされる発火現象を効果的に防止することが可能となる。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に記載した内容により限定されるものではない。また、以下に記載した実施形態における構成要件には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。更に、以下に記載した実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせてもよいし、適宜選択して用いてもよい。
図１に、本発明の実施形態が採用された粗大ごみ処理施設の全体構成を示す。
粗大ごみの投入口より投入された、リチウムイオン電池等の発火性電池１２を含む粗大ごみ１０は、供給コンベア２０で高速回転式破砕機２２（以下、破砕機２２とも称する）に搬送される。この破砕機２２で、例えば１５０ｍｍ以下（重量割合で８５％以上）まで破砕された破砕ごみ１４は、加振機２４Ａによって振動される例えば５０ｍｍの篩２４Ｂを有する選別機２４で選別され、発火性電池１２を含む小型破砕ごみ１６が破砕物搬送コンベア２６の入口側に落下する。一方、可燃物を含み発火性電池１２を殆ど含まない大型破砕ごみ１８は、選別機２４の篩２４Ｂ上に残されて搬送され、その後、破砕物搬送コンベア２６上に落下する。
即ち、選別機２４によって小型破砕ごみ１６と大型破砕ごみ１８が一旦選別された後に、小型破砕ごみ１６と大型破砕ごみ１８が再び混ざり、破砕物搬送コンベア２６によって搬送される。
発火性電池１２は、破砕機２２のハンマーによる衝撃、金属塊の衝突接触、落下・衝突により破損する。即ち、粗大ごみ１０に混入した発火性電池１２、例えばリチウムイオン電池は、図２に例示する如く、破砕過程で、機械的な要因、例えば強い衝撃や圧迫、はさみや刃などの鋭利な物が刺さったりした場合などに電池構成部材のセパレータが破損し、可燃性の電解液１３が漏出し、この電解液１３に火花が接触することで発火する。あるいは、正極と負極が短絡し、短絡部に大電流が流れて大きく発熱し、熱暴走して発火に至ることもある。
発火性電池１２が例えばリチウムイオン電池である場合、形状は、例えば（１）直径１８ｍｍ、長さ６５ｍｍの円筒形、（２）厚み５ｍｍ、幅４０ｍｍ、高さ５０ｍｍ程度、又は長さ１７ｍｍ、幅４０ｍｍ、高さ１１０ｍｍ程度の角型、（３）角型とほぼ同じ大きさ、又は長さ２５０ｍｍ、幅１４０ｍｍ、高さ９ｍｍ程度のラミネート型があるが、破砕後はいずれも５０ｍｍ以下となる形状が大半であるため、破砕機２２で発火性電池１２を収納するケースが破砕された後は、選別機２４の５０ｍｍの篩２４Ｂで発火性電池１２を含む小型破砕ごみ１６を回収できる。回収した小型破砕ごみ１６には、可燃物が少ないので、発火性電池１２がたとえ爆発・発火しても延焼を防ぐことができる。
なお、回収した５０ｍｍ以下の小型破砕ごみ１６は、鉄製もしくは難燃性ゴムベルトの破砕物搬送コンベア２６で次工程に送られるが、篩２４Ｂによって５０ｍｍ以下の小型破砕ごみ１６のみが篩い分けられ、破砕物搬送コンベア２６の入口側に落下する。そして、小型破砕ごみ１６が落下した破砕物搬送コンベア２６の入口側の近傍には、例えば特許文献１と同様の近赤外線を感知する熱源検知器３０が設置されており、発熱や発火を検知することができる。従って、回収した５０ｍｍ以下の小型破砕ごみ１６の周辺には大きな可燃物が少なく、そのうえ、回収物を運ぶ破砕物搬送コンベア２６にも、不燃性の鉄もしくは難燃性ゴムベルトを用いることにより、発火性電池１２が爆発・発火しても延焼を防ぐことができる。
更に、破砕物搬送コンベア２６の搬送速度は、発火性電池１２の発火時間（約３０秒〜１分）を考慮して、搬送時間が例えば３０秒〜１分となるように調整する。この際、破砕物搬送コンベア２６の搬送速度を可変とすることにより、容易に搬送時間を調整することができる。
熱源検知器３０の前後には、消火散水設備３２に接続された散水ノズル３４を設置し、熱源検知器３０で発熱または発火が検知された時は、散水ノズル３４から散水する。
熱源検知器３０は、破砕物搬送コンベア２６上に例えば約２．５ｍ間隔で１０台程度設けることもできるが、特に、選別機２４直下の小型破砕ごみ１６と大型破砕ごみ１８が混ざる前に設けることが好ましい。
散水ノズル３４は、例えばコンベア１ｍ当たり１０リットル／分、２０分散水とすることができる。
すでに述べたとおり、これまでは可燃物とリチウムイオン電池のような発火性電池を一緒に搬送していたが、本発明の実施形態においては、破砕直後に発火性電池を含む小型破砕ごみと可燃物が多く含まれる大型破砕ごみとに分けて、小型破砕ごみの搬送過程で発熱又は発火を検知するようにしたので、発火性電池の小さな発火を大型破砕ごみによって邪魔されることなく確実に検知することができる。従って、小さな発火が大きくなる前に迅速に消火することが可能となる。
なお、本発明の実施形態においては、発火性電池としてリチウムイオン電池が対象とされていたが、発火性電池はこれに限定されず、リチウムイオン以外のリチウム系電池や、他の電池を対象とすることが可能である。破砕機２２も高速回転式破砕機に限定されず、例えば２軸の低速破砕機であっても本発明を同様に適用できる。選別機２４も、振動篩に限定されず、熱源検知器３０も近赤外線を感知するものに限定されない。熱源検知器３０や散水ノズル３４の配設位置や配設数も本発明の実施形態に限定されない。
１０…粗大ごみ
１２…発火性電池（リチウムイオン電池）
１３…電解液
１４…破砕ごみ
１６…小型破砕ごみ
１８…大型破砕ごみ
２０…供給コンベア
２２…（高速回転式）破砕機
２４…選別機
２４Ａ…加振機
２４Ｂ…篩
２６…破砕物搬送コンベア
３０…熱源検知器
３２…消火散水設備
３４…散水ノズル
１２…発火性電池（リチウムイオン電池）
１３…電解液
１４…破砕ごみ
１６…小型破砕ごみ
１８…大型破砕ごみ
２０…供給コンベア
２２…（高速回転式）破砕機
２４…選別機
２４Ａ…加振機
２４Ｂ…篩
２６…破砕物搬送コンベア
３０…熱源検知器
３２…消火散水設備
３４…散水ノズル
Claims (10)
- 発火性電池を含む粗大ごみを処理するための粗大ごみの処理方法であって、
前記粗大ごみを破砕し破砕ごみにする破砕工程と、
前記破砕工程によって破砕された前記破砕ごみを受け入れ、前記破砕ごみの大きさに応じて選別する選別工程と、
前記選別工程によって選別された、前記発火性電池を含む小型破砕ごみを他の大型破砕ごみと分けて搬送する小型破砕ごみ搬送工程と、
前記小型破砕ごみ搬送工程によって搬送される前記小型破砕ごみからの発熱又は発火を検知する熱検知工程と、
前記小型破砕ごみからの発熱又は発火が検知された時に消火する消火工程と、
を含むことを特徴とする発火性電池を含む粗大ごみの処理方法。 - 前記発火性電池を含む前記小型破砕ごみを選別する大きさが５０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の発火性電池を含む粗大ごみの処理方法。
- 前記選別工程は、振動する篩により前記発火性電池を含む前記小型破砕ごみを選別することを特徴とする請求項１又は２に記載の発火性電池を含む粗大ごみの処理方法。
- 前記小型破砕ごみ搬送工程における前記小型破砕ごみの搬送時間が所定時間以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の発火性電池を含む粗大ごみの処理方法。
- 前記小型破砕ごみ搬送工程の搬送速度が可変であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の発火性電池を含む粗大ごみの処理方法。
- 発火性電池を含む粗大ごみを処理するための粗大ごみの処理装置であって、
前記粗大ごみを破砕し破砕ごみにする破砕手段と、
前記破砕手段によって破砕された前記破砕ごみを受け入れ、前記破砕ごみの大きさに応じて選別する選別手段と、
前記選別手段によって選別された、前記発火性電池を含む小型破砕ごみを他の大型破砕ごみと分けて搬送する小型破砕ごみ搬送手段と、
前記小型破砕ごみ搬送手段によって搬送される前記小型破砕ごみからの発熱又は発火を検知する熱検知手段と、
前記小型破砕ごみからの発熱又は発火が検知された時に消火する消火手段と、
を含むことを特徴とする発火性電池を含む粗大ごみの処理装置。 - 前記発火性電池を含む前記小型破砕ごみを選別する大きさが５０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の発火性電池を含む粗大ごみの処理装置。
- 前記選別手段は、振動する篩により前記発火性電池を含む前記小型破砕ごみを選別することを特徴とする請求項６又は７に記載の発火性電池を含む粗大ごみの処理装置。
- 前記小型破砕ごみ搬送手段における前記小型破砕ごみの搬送時間が所定時間以上であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の発火性電池を含む粗大ごみの処理装置。
- 前記小型破砕ごみ搬送手段の搬送速度が可変であることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の発火性電池を含む粗大ごみの処理装置。
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