JP2985819B2

JP2985819B2 - 廃棄物の固形化処理方法

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Publication number: JP2985819B2
Application number: JP9029921A
Authority: JP
Inventors: 信行吉岡; 治久石垣; 佳行柏木
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 1997-02-14
Filing date: 1997-02-14
Publication date: 1999-12-06
Anticipated expiration: 2017-02-14
Also published as: JPH10226793A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物を加熱して
固形化処理する方法に関し、特に、プラスチック類を含
有する廃棄物に脱塩素剤を混入して乾留処理し、これを
ペレット状に固形化処理した後、マイクロ波加熱により
炭化処理する廃棄物の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ゴミ等の廃棄物は、年々その量が増
加し、その処理が問題となっている。都市ゴミは一般的
に、一般家庭とかオフィス等から廃棄物として排出さ
れ、可燃性のものが主となっている。この可燃性の廃棄
物を単に焼却処理するのではなく、廃棄物の再資源化の
一環として、これを固形化処理して固形化燃料として再
利用することが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】廃棄物を加熱処理する
際に問題となるのは、廃棄物中に含まれる塩素及び塩素
化合物等の塩化物の処理であり、加熱過程で発生する塩
素ガス，塩化水素ガス等の塩素系ガスは、フィルタ等で
吸着処理し、塩素系ガスが大気中に排出されないように
している。

【０００４】一方、加熱過程でガス化しなかった塩化物
は処理灰と結合してしまい、高濃度の塩化物を含有した
処理灰となる。

【０００５】このように処理灰に塩化物が含有している
と、処理灰を資源として再利用することは困難であり、
もっぱら地中に埋設することで処理されている。

【０００６】そのため、処理灰を再利用しようとする場
合には、事前に廃棄物を分別して塩素系ガスの発生の少
ない廃棄物のみ選別して加熱処理し、その処理灰（残
渣）を燃料として又はブロック等に固形化して再利用す
ることが行われている。

【０００７】しかし、廃棄物の分別を行うことは効率が
悪く、しかも、資源回収率も低いことから、塩化物を効
果的に除去するか、塩素系ガスの発生を抑制する技術の
確立が望まれている。

【０００８】また、廃棄物を固形化して燃料として利用
することも行われているが、現状では、単に可燃性の廃
棄物を圧縮固形化する程度のものであり、ある程度の減
量化は達成できるが、燃料として使用する場合は、前記
と同様に、有害なガスを発生し、その対策が必要とな
る。

【０００９】本発明は、このような課題に鑑みなされた
もので、その目的とするところは、廃棄物を固形化処理
して燃料としての再利用を可能にし、且つ、固形化処
理，炭化処理および燃料としての使用時に、塩素系ガス
が発生しない廃棄物の固形化処理方法を提供しようとす
るものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願の発明者らは、数々
の実験調査の結果、廃棄物に含まれる塩化物と反応しや
すいアルカリ系の物質を脱塩素剤として廃棄物に適量混
入し、所定の温度で加熱処理すると、塩化物が確実に残
渣に固定化され、加熱処理中に発生するガスには塩素系
ガスが含まれないことを見い出した。また、この残渣を
水洗浄することで残渣から効果的に塩化物を除去できる
こともわかった。

【００１１】本発明は、これらの知見に基づいてなされ
たもので、廃棄物に脱塩素剤を混入して固形化するとと
もに、この固形化に際して、廃棄物中に含まれているプ
ラスチックの物性に着目し、プラスチックをバインダと
して利用して強固に接着した固形化物を得、更に、この
固形化物をマイクロ波加熱により紙，布などの物質を炭
化処理して、燃料効率の良い固形燃料とし、しかも、燃
焼させたとき、塩素系ガスを発生しない固形化燃料を形
成するものである。

【００１２】本発明における廃棄物の炭化処理方法は、
まず、廃棄物を固形化処理する。この処理方法は、プラ
スチックを含有する廃棄物と塩化物と反応する脱塩素剤
とを混合して乾留処理し、乾留処理によって生成された
生成物（残渣）をペレット状に加圧成形して固形化す
る。

【００１３】また、他の施設で処理され、脱塩素剤を含
有しない固形化された処理物と、脱塩素剤とを混合す
る。

【００１４】次いで、この固形化処理物を加熱して炭化
処理する。

【００１５】前記の乾留処理の加熱温度は、塩化物の析
出が始まる温度（２００℃）以下、またはプラスチック
の溶解が始まる温度（１００℃〜１５０℃）以下とす
る。

【００１６】また、塩化物と反応する脱塩素剤は、アル
カリ土類金属，アルカリ土類金属化合物，アルカリ金
属，アルカリ金属化合物のいずれかの単体又はこれらの
混合物から成り、添加量は、処理される廃棄物の５〜３
０重量％を好適とする。

【００１７】また、炭化処理は、内部を含めた全体を均
一に加熱できるマイクロ波加熱による。

【００１８】以上のように、乾留処理時の加熱温度は、
廃棄物に含まれている塩化物が析出する温度以下である
ので、乾留処理中には塩素系ガスの発生はなく、また、
プラスチック類が軟化してバインダの役目を果し、取り
扱いの安定した形状の脱塩素剤を混合した固形化処理物
（ペレット）が得られ、しかも、炭化処理しているの
で、燃焼効率の良い固形化燃料が得られる。

【００１９】また、固形化処理物を炭化処理する場合、
固形化処理物には脱塩素剤が混合されているので、塩化
物は固形化処理物に固定化され、発生ガス中には塩素系
ガスは含まれなくなる。

【００２０】従って、ダイオキシンの発生のない、安全
な固形化燃料として有効再利用が可能となる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
によって説明する。図１は本発明の実施の形態の概念図
で、１は廃棄物供給部、２は混合機、３は脱塩素剤供給
部を示す。４は加熱手段で、混合機２内の処理物を加熱
する。この加熱手段４は、ガス加熱，電気加熱又は燃焼
加熱，マイクロ波加熱，誘導加熱等のいずれかの加熱手
段でもよいが、図示の例は誘導加熱を使用した場合を示
し、誘導加熱コイルに交流電力を供給して誘導加熱す
る。

【００２２】５は造粒機で外部に加熱手段６を有し、内
部には加圧ローラ等から成るプレス手段を備えている。
７は造粒機５で成形された固形化処理物（以下、ペレッ
トと称す）を示す。このペレットを炭化処理するのであ
るが、炭化処理手段は、造粒機５の加熱手段６をマイク
ロ波加熱器で形成し、造粒機内で炭化処理するか、又は
鎖線で示すように炭化処理手段８を別に設け、マイクロ
波加熱器９で加熱して炭化処理してもよい。

【００２３】ペレットを製造する手順は、まず、廃棄物
を廃棄物供給部１に投入し、脱塩素剤供給部３に脱塩素
剤を収容して、これらを所定の割合で混合機２に供給す
る。混合機２では、廃棄物と脱塩素剤と混合しながら、
加熱処理手段４で２００℃以下、好ましくは１００℃〜
１５０℃の温度で外気を遮断した状態で１０分間加熱処
理（乾留）する。

【００２４】次に、混合機２の開閉扉２ｂを開き、混合
物を造粒機５に供給し、この造粒機５で混合物を前記と
同様の温度条件で加熱しながらプレス手段で圧縮成形
し、ペレット７を形成する。なお、混合機２に破砕機能
を付加してもよい。

【００２５】上記の工程において廃棄物内にプラスチッ
ク類が混入していると、（混入していないか又は少ない
ときは、別途廃棄物供給部１から供給する）プラスチッ
ク類は軟化した状態で廃棄物と混合され、そして成形さ
れるので、廃棄物間の接着剤（バインダ）としての役目
を果し、製造されたペレットは安定した固体形状を維持
する。

【００２６】プレス手段としては、例えば、混合物を送
り出す送り回転ローラと圧縮成形する絞り回転ローラ
（加熱ローラとしてもよい）とを備え、送り回転ローラ
間の間隔を調整して加圧力を１００〜１０００ｋｇ／ｃ
ｍ²に調整する。この加圧力が小さいと固形化が困難と
なり、また大き過ぎると設備が大がかりとなる。

【００２７】このように圧縮成形することにより、ペレ
ットの体積比は、表１に示すように減量化される。

【００２８】

【表１】

【００２９】次に、このペレット７を造粒機５内又は別
置の炭化処理手段８で炭化処理する。炭化処理は、マイ
クロ波加熱器を使用し３００℃〜６００℃で加熱してペ
レット内の紙や布などの有機物を炭化させる。このとき
排気ガスが発生するが、ペレット内の塩化物は後述する
ように脱塩素剤によってペレット内に固定され、排気ガ
ス中には塩素系ガスは含まれない。

【００３０】上記の固形化処理は、脱塩素処理を施した
一連の廃棄物処理システムの場合であるが、しかし、現
状では、脱塩素処理されることなく、単に廃棄物を圧縮
固形化して燃料として利用することが行われている。

【００３１】このような固形化燃料を燃焼させると塩素
系ガスが発生する。この固形化燃料を本発明において
は、図１の廃棄物供給部１に、プラスチック含有廃棄物
と一緒に投入することで脱塩素剤の入った固形化物とな
すことができる。

【００３２】以上の処理方法で固形化処理した廃棄物を
燃料として使用し、燃焼させると廃棄物に含有する塩化
物は次に示す実験の結果、燃焼による処理灰に固定化さ
れ、排気ガスには含まれていないことが判明した。

【００３３】実験は、まず、標準的な都市ゴミを模擬し
た次のような模擬ゴミを作成する。

【００３４】２０重量％・プラスチック（ＰＥ，ＰＰ，ＰＳ，Ｐ
ＶＤＣ）５０重量％・紙（ティッシュ，新聞，包装紙，箱，
飲料パック）２０重量％・布（ウエスなど）１０重量％・厨芥この模擬ゴミを破砕し、破砕した模擬ゴミ１０ｋｇと、
粉末状の添加物を（Ｃａ（ＯＨ）₂）１ｋｇとを混合機
に投入して密閉し、１５０℃の温度で１０分間加熱しな
がら混合する。

【００３５】次に、同条件で造粒機で固形化物（ペレッ
ト）を作る。このペレットは、添加物の種類を変えて複
数種類のペレットを製造した。

【００３６】製造したペレットは、径：約１ｃｍ長さ：約３ｃｍ体積比：ゴミ＋添加物１００固形化後２０次に、この製造したペレットを数個排気管付きの密閉容
器に入れ、電気炉にて加熱し、発生ガスを抽出してその
ガス濃度（塩化水素ガス）ｐｐｍを測定する試験を行っ
た。

【００３７】加熱温度は、２００℃，２５０℃，３００
℃，３５０℃，４００℃，５００℃，６００℃の７段階
に分け、各温度にて５分間保持し、全体で１時間加熱し
て、各温度におけるガス濃度を測定した。

【００３８】ガス濃度の測定は、ＪＩＳ−Ｋ０８０４に
規定されている検知管によって測定した。

【００３９】この測定結果を表２に示す。表２に示す測
定値は実験１０回における測定値の平均値である。

【００４０】なお、表中、※印は１０回の実験において
いずれも塩化水素が検出されなかったことを表してい
る。

【００４１】

【表２】

【００４２】以上のことからペレットを炭化処理手段で
３００℃〜６００℃で炭化処理しても、塩化水素は発生
しないことがわかる。

【００４３】上記の実験結果から、脱塩素剤としては、
低温域では珪酸カルシウムが、高温域では水酸化カルシ
ウムが塩化物と反応して塩化物の固定化が確実に行われ
ていることが判明した。

【００４４】もちろん、試験では、プラスチックを多く
混入させて試験しており、実用上は、珪酸カルシウム，
水酸化カルシウムの単体の混合でも十分効果がある。

【００４５】以上のことから、塩化物を含有する廃棄物
を固形化処理する場合に、脱塩素剤を混入して固形化処
理することで、その固形化物を燃焼させても、塩化水素
が排気ガス中に混入することが防止できることが明らか
となった。

【００４６】燃焼後の処理灰には塩化物が固定されてい
るので、そのまま廃棄することはできないので脱塩素処
理をする必要がある。

【００４７】この脱塩素処理は、図２に示すように、ま
ず、処理灰を水槽に入れて所定時間（約３０分間）撹拌
して塩化物を水に溶解する。次に、これを脱水分離し、
処理灰から塩化物を除去し、これを乾燥・固形化する。
分離した排水の方は、別途排水処理手段により脱塩素処
理する。

【００４８】固形化した処理灰中の残留塩化物をイオン
クロマトグラフィで測定した結果、従来１，０００ｐｐ
ｍあったものが、５ｐｐｍ以下でほとんど皆無に等しか
った。

【００４９】上記の実験調査により高温域では水酸化カ
ルシウムが良い結果が得られた理由は、廃棄物が熱分解
時に発生する塩化水素ガス（ＨＣｌ）と気固反応して、
塩化アルカリ｛Ｃａ（ＣｌＯ）₂・４ＨＣ₂Ｏ・ＣａＣｌ
₂・４Ｈ₂０｝を生成し、処理灰に塩化物を固定化するか
らであり、同様に作用するものであれば、同様の作用効
果が期待できる。

【００５０】従って、水酸化カルシウム以外のアルカリ
系物資であっても、同様の結果が得られることは明白で
ある。

【００５１】アルカリ系物資としては、次のものが使用
できる。

【００５２】（ａ）アルカリ土類金属化合物：水酸化カルシウム，酸化カルシウム，炭酸カルシウム水酸化マグネシウム，酸化マグネシウム，炭酸マグネシ
ウム水酸化バリウム水和物，酸化バリウム，炭酸バリウム水酸化ストロンチウム，炭酸ストロンチウムドロマイド（ＣａＣＯ₃・ＭｇＣＯ₃），石灰（ｂ）アルカリ金属化合物：水酸化ナトリウム，水酸化カリウム，水酸化リチウム水
和物炭酸ナトリウム，炭酸カリウム，炭酸カリウムナトリウ
ム炭酸ナトリウム水和物，炭酸リチウムまた、珪酸カルシウムが低温領域で塩素成分と反応して
固定化する理由は、珪酸カルシウム水和物は、多孔体で
あり、比表面積が大きく含水しており、処理物が熱分解
時に発生する塩化水素ガスを接触，吸着することにより
処理灰に塩素成分を固定化することができるからであ
り、同様に作用するものであれば、同様の作用効果が期
待できる。

【００５３】従って、珪酸カルシウム以外の珪酸塩であ
っても、同様な結果が得られることは明白である。

【００５４】珪酸塩としては、次のものが使用できる。

【００５５】（ａ）珪酸塩水和物：珪酸カルシウム水和
物，珪酸マグネシウム水和物，ドバモナイド（５ＣａＯ
・６Ｓｉｏ₂・５Ｈ₂０）（ｂ）珪酸塩化物：珪酸アルミニウム，珪酸ナトリウムそして、実験調査の結果、脱塩素剤の添加量は、処理さ
れる廃棄物の５〜３０重量％添加することが好ましく、
また、２種類の脱塩素剤を混合するときは、その混合比
は、低温領域で反応するものをＡとし、高温領域で反応
するものをＢとしたとき、Ａ≧Ｂとするのが好ましく、
特に、Ａ：Ｂの比率を（１．５〜４．０）：１とするこ
とが好ましいことがわかった。

【００５６】また、脱塩素剤を混合しても、プラスチッ
ク類がバインダの役目をして効果的に結合することもわ
かった。

【００５７】

【発明の効果】以上のように本発明は、プラスチック等
の塩化物を含んだ処理物に脱塩素剤を混合して、塩化物
が析出する温度以下で乾留処理し、これを加圧して固形
化物（ペレット）を形成し、更に、これを炭化処理する
ようにしたので、（１）固形化物を成形するとき、塩素系ガスの発生がな
く、且つ、プラスチック類が軟化して混合物の結合剤の
役目を果し、更に、炭化処理しているので取り扱い易い
安定した形状のペレット、即ち、軽量で持ち運びや運搬
に適したペレットが得られる。

【００５８】（２）ペレットおよび炭化後のペレットを
燃料として燃焼させても、脱塩素剤の存在により、塩化
物は残渣に固定され、排気ガス中には塩素系ガスは混入
しないので、そのまま大気中に放出してもダイオキシン
の発生は防止される。

【００５９】（３）ペレットは炭化されているので燃焼
する際、廃棄物の燃焼力（火力）強め、燃焼効率が向上
する。

【００６０】（４）燃焼の処理灰には塩化物が固定され
るが、水洗浄することで、ほとんど無くなり、処理灰の
有効利用も可能となる。

【００６１】等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の概念図。

【図２】処理灰の処理説明図。

【符号の説明】

１，１１…処理物供給部２…混合機３，１３…脱塩素剤供給部４，６…加熱手段５…造粒機７…ペレット８…炭化処理手段９…マイクロ波加熱器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−106533（ＪＰ，Ａ) 特開平７−150150（ＪＰ，Ａ) 特開平８−290147（ＪＰ，Ａ) 特開平５−43884（ＪＰ，Ａ) 特開平７−242889（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C10L 5/46 C10L 5/48

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチックを含有する廃棄物と、塩化
物と反応する脱塩素剤とを混合して塩素成分の析出が始
まる温度以下の温度で乾留処理し、乾留処理により生成
した生成物をペレット状に固形化処理し、次に、この固
形化処理物を加熱して炭化処理することを特徴とする廃
棄物の固形化処理方法。
【請求項２】脱塩素剤を有しない処理物と、塩化物と
反応する脱塩素剤とを混合して塩素成分の析出が始まる
温度以下の温度で乾留処理し、乾留処理により生成した
生成物を固形化処理し、次に、この固形化処理物を加熱
して炭化処理することを特徴とする廃棄物の固形化処理
方法。
【請求項３】炭化処理はマイクロ波加熱により行うこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の廃棄物の固形化処
理方法。
【請求項４】脱塩素剤は、アルカリ土類金属，アルカ
リ土類金属化合物，アルカリ金属，アルカリ金属化合物
のいずれか単体又はこれらの混合物からなることを特徴
とする請求項１又は２記載の廃棄物の固形化処理方法。
【請求項５】脱塩素剤の添加量は、処理される廃棄物
の５〜３０重量％であることを特徴とする請求項１又は
２記載の廃棄物の固形化処理方法。
【請求項６】ペレット生成時の加熱温度は、塩化物の
析出が始まる温度以下であることを特徴とする請求項１
記載の廃棄物の固形化処理方法。
【請求項７】ペレット生成時の加熱温度は２００℃以
下であることを特徴とする請求項１又は６記載の廃棄物
の固形化処理方法。