JP3139265B2

JP3139265B2 - 固形燃料の製造方法

Info

Publication number: JP3139265B2
Application number: JP06035001A
Authority: JP
Inventors: 禎彦前田; 安正出井
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1994-03-04
Filing date: 1994-03-04
Publication date: 2001-02-26
Anticipated expiration: 2016-02-26
Also published as: JPH07242888A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は固形燃料の製造方法に係
り、詳しくは、成形動力を低減することができ、かつ、
圧縮強度の強い固形燃料を製造することのできる固形燃
料の製造方法に関するものであり、特に、産業廃棄物な
どの廃棄物サーマルリサイクル装置（廃棄物を熱エネル
ギーとして回収するシステム）に好適に用いることので
きる固形燃料の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】廃プラスチックスの中には可燃性のもの
が多く、燃料として再利用することが望まれる。しか
し、その場合該廃プラスチックスをそのまま燃料として
使用すると、燃焼速度が早すぎたり、発熱量が大きすぎ
て、燃焼温度が高くなりすぎ、その結果、燃焼ボイラの
隔壁などを高熱によって短期間で劣化させたり、燃焼中
にプラスチックス自体が溶融して燃焼ボイラの壁に固着
したり、溶融したプラスチックスが流動して燃焼を阻害
したりするため、燃料としては使用しにくいものである
ことに鑑み、該廃プラスチックスに常温の石炭灰、ほか
を配合して、混合圧縮成形してペレット状の圧縮成形体
として固形燃料として得ることが知られている（例え
ば、本出願人が先に提案した特開昭６２−２９２８８９
号公報）。

【０００３】また、上記の固形燃料を得るための圧縮成
形装置としては、先端に押出用金型が取付けられたバレ
ルとそのバレル内に挿設された２軸のスクリューを有す
る押出成形機による方法が知られている（例えば、先に
本出願人が提案した特開昭６３−１４９１１１号公
報）。また、そのようにして成形された固形燃料を燃料
として使用して蒸気を発生させて、所謂、熱として回収
する装置として例えば流動床ボイラが知られている（例
えば特公昭６１−３７５２３号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように廃プラス
チックスと石炭灰等を混合圧縮成形し圧縮成形体として
得た固形燃料を上記のような流動床ボイラで燃焼させる
と上記したような廃プラスチックスをそのままの状態で
燃焼させる場合の廃プラスチックスによる炉壁の劣化誘
因等を効果的に防ぎ、その欠点を効果的になくすること
ができるという利点がある。しかしながら、上記のよう
に廃プラスチックスに常温の石炭灰を混合するという固
形燃料の製造方法では混合圧縮して固形燃料化するため
の成形動力が多大であり、採算性が成り立ちにくく普及
しにくいという問題があった。なお、成形動力をかけな
いようにすると固形燃料の圧縮（圧壊）強度が小さくな
り燃焼ボイラ等の燃焼装置に供給する途中で粉化すると
いう問題がある。特に、廃棄物を固形燃料化してそれを
燃焼させ蒸気等、良質な熱エネルギーを回収するサーマ
ルリサイクルシステムにおいてはそのような問題がネッ
クとなっていた。

【０００５】本発明は以上のような従来の固形燃料の製
造方法の持つ問題点に鑑みてなされたものであり、成形
動力を低減することができ、かつ、圧縮強度の強い固形
燃料を製造することのできる固形燃料の製造方法を提供
することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の固形燃料の製造方法は、

【０００７】（１）燃焼灰と廃プラスチックスをスク
リュー式押出成形機で混合圧縮成形して固形燃料を製造
するに際して、常温の燃焼灰と廃プラスチックスに高温
の燃焼灰を混合するようにし、該燃焼灰は無機成分３０
〜９０重量％と炭素成分７０〜１０重量％からなり発熱
量が１０００〜４０００Ｋｃａｌ／ｋｇであり、それぞ
れ使用量比が０．５〜２．０ｇ／ｇである廃プラスチッ
クスと常温の燃焼灰とに、２００〜４００℃の高温の燃
焼灰を高温燃焼灰と常温燃焼灰との使用量比が０．３〜
１．０ｇ／ｇ混合することにより、該押出成形機による
成形動力を低減させて固形燃料を製造するようにしたも
のである。

【０００８】（２）上記（１）記載の固形燃料の製造
方法において、燃焼灰と廃プラスチックスとを混合圧縮
成形して固形燃料化する工程と、該固形燃料化工程で得
られた固形燃料を燃焼装置で燃焼させて蒸気などの熱を
発生する工程を備えてなる廃棄物サーマルリサイクル装
置を用い、該燃焼装置で燃焼されて排出される２００〜
４００℃の高温の燃焼灰を該固形燃料化工程にリサイク
ルして供給することにより固形燃料を製造するものであ
る。

【０００９】

【００１０】

【作用】本発明の固形燃料の製造方法においては、主原
料として形状が例えば粉粒体状の廃プラスチックスと粉
末状の石炭灰等の燃焼灰が用いられる。該燃焼灰は常温
および高温のものが混合されて用いられる。また、必要
に応じて該原料に水、廃油などを混合、配合し、一軸又
は二軸のスクリュー型押出成形機などを用いて連続的に
混合圧縮し先端の多数の所定の径の孔を形成した金型
（ダイス）から連続的に押し出されて圧縮成形体として
成形され、同時に、該圧縮成形体は連続的に切断されて
柱状、球状等のペレット状の燃料として得るものであ
る。

【００１１】前記スクリュー型押出成形機における圧縮
成形時に成形機内における混練時の摩擦熱や出口の金型
付近での圧縮熱によって廃プラスチックスの熱可塑性樹
脂は軟化され、該軟化された樹脂はバインダの役割をす
るのであるが、該圧縮熱や摩擦熱はスクリューを駆動す
る動力によって得られるものである。

【００１２】しかして、本発明では燃焼灰の一部に高温
（２００〜４００℃）の燃焼灰が用いられる。それによ
り該廃プラスチックスを軟化させるための熱量がそれだ
け小さくてすみ、それだけスクリューを駆動するための
動力が減少され、従って、固形燃料の成形動力を低減さ
れる。又は、その動力低減が可能な分だけ圧縮成形体と
しての固形燃料の圧縮（圧壊）強度を上昇させ得ること
にもなる。そして同時に、成形時に発生する摩擦熱や圧
縮熱によることはもとより、高温の燃焼灰を用いること
により、常温の燃焼灰に付着している水分を蒸発させる
ことが可能となり、固形燃料としての水分が減少されそ
れだけ固形燃料としての圧縮強度が増加される。このた
め、前記常温の燃焼灰として粉塵防止用として水が散水
されたものを用いる場合には有効になる。

【００１３】そして、この発明の製造方法を廃棄物のサ
ーマルリサイクル装置に採用すると、該システム中の燃
焼機から排出される高温の燃焼灰を直接に固形燃料成形
工程にリサイクルさせて使用することができ、その高温
の熱エネルギーおよび廃棄物として燃焼灰を直に燃料成
形工程に利用でき、前記固形燃料の成形動力の低減と相
まって、省エネが図れ、熱効率が高い廃棄物サーマルリ
サイクル装置（廃棄物熱回収装置）を得ることができ
る。

【００１４】

【実施例】本発明の固形燃料の製造方法に用いられる廃
プラスチックスとしては可燃性のものであれば特に限定
されず、例えば、（ａ）アクリルニトリル−ブタジェン
−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリルニトリル
−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ポリ（メタ）アクリ
ル酸（エステル）などのアクリル樹脂、（ｂ）ポリプロ
ピレン、ポリエチレン、ポリイソブチレン、エチレン−
酢酸ビニル共重合体などのオレフィン系重合体、ポリス
チレンなどのエチレン系付加重合体、（ｃ）ポリブタジ
ェン、ポリイソプレン、ブタジェン−スチレン系共重合
体などの合成ゴム、又は天然ゴム、および（ｄ）ポリア
セタール、ポリエステル、ポリアミド（ナイロン−６、
ナイロン−６、６など）の縮合系重合体からなる群から
選ばれた一種又は二種以上の熱可塑性樹脂を挙げること
ができる。

【００１５】そして、廃プラスチックスとしては、種々
のプラスチックス成形体が一時的又は長期的使用された
後に廃棄されたもの、或いは、種々のプラスチックスの
成形時に発生するオフ成形品、バリ部分、裁断残部又は
耳部分などであればよく、特に燃焼灰との均一な配合
や、その配合物の圧縮成形に好適なように、粉砕、破
砕、切断、引き裂きなどの手段によって、適当な大きさ
又は形状に切断または粉砕されていることが望ましい
く、さらに、固形燃料の製造方法に使用されるプラスチ
ックスとしては、塊状のものでは最大長さが２５mm以
下、フィルム状のものでは、最大長さが５０mm以下であ
ることが好適に用いられる。

【００１６】なお、廃プラスチックスは微細な粉末とな
るほど、燃焼灰粉末との均一な配合がより容易に可能に
なり、固形燃料の均一な配合物の圧縮成形における流動
性又は成形性がよくなり、また、得られた圧縮成形体の
圧壊強度などの強度が高くなるので適当である。

【００１７】固形燃料の製造方法に用いられる燃焼灰
は、常温、高温のものとも、（１）無機成分が３０〜９
０重量％、好ましくは４５〜８０重量％程度の割合で含
有されており、そして、（２）炭素成分（可燃性有機成
分、炭化水素成分または未燃カーボン）が７０〜１０重
量％、好ましくは６０〜１５重量％、さらに好ましくは
５５〜２０重量％の割合で含有されている低発熱量の燃
焼灰である。燃焼灰は固形燃料内に含有されるプラスチ
ックスの燃焼速度を低く押さえ、また、そのプラスチッ
クス自体が燃焼時に溶融して流動してしまうのを防止
し、固形燃料の形状を保持する作用を持つものであり、
前述の組成を有するものであって、例えば、燃料用の石
炭、オイルコークス、重油などを燃焼炉などで燃焼して
得られる未燃の炭素成分を約１０〜７０重量％で含有す
る燃焼灰が挙げられる。

【００１８】特に、前記の燃焼灰に含まれている無機成
分は、燃焼灰内に含有されて、プラスチックスと均一に
配合され、そして、圧縮成形されて固形燃料が製造され
るので、この発明により製造される固形燃料内に均一に
分散して存在するのであるが、（ａ）固形燃料の燃焼速
度を適度に押さえる作用、（ｂ）燃焼時の固形燃料の発
熱量を押さえる作用、（ｃ）固形燃料の強度を向上させ
る作用、および、（ｄ）燃焼時にも固形燃料の形状を付
与することに寄与する。また、その無機成分としては、
例えばSiO₂などの珪素成分、Al₂O₃などのアルミニウム
成分、CaO 、CaCO₃などのカルシウム成分、Fe₂O₃など
の鉄成分、その他の金属化合物(MgO、TiO 、Na₂O、K₂O
）などの無機物質が主として挙げられる。

【００１９】そして、固形燃料の成形に用いられる燃焼
灰は、その発熱量が１０００〜４０００Kcal/kg 、特
に、１５００〜３５００Kcal/kg 程度であることが、得
られる固形燃料内のプラスチックスの発熱量を押さえる
上で好ましい。また、平均粒子径が０．１〜１０００μ
m 、特に、０．５〜５００μm 程度である微細なもの
が、プラスチックスとの均一な配合などにおいて好まし
い。

【００２０】この発明の固形燃料の製造方法において、
原料配合は、廃プラスチックスと常温（１０〜３０℃）
の燃焼灰との使用量比（廃プラスチックス／燃焼灰）が
０．５〜２．０ g/g、特に、１．０〜１．５ g/g程度で
あるものに、燃焼炉（燃焼装置）から排出される２００
〜４００℃の高温の燃焼灰を、高温燃焼灰と常温燃焼灰
の使用量比が０．３〜１．０ g/g、特に、０．５〜０．
８ g/gほど混合して固形燃料化することが、廃プラスチ
ックスの着火を防止し、成形動力を低減し、圧壊強度を
増すなどの点で好ましい。

【００２１】高温燃焼灰は温度が高温である程、成形動
力が低減できるため好ましいが４００℃よりも大きいと
燃焼灰中の未燃カーボンが火種となり廃プラスチックス
に着火する可能性があり、この温度以下とする必要があ
る。また、温度が２００℃よりも低いと成形動力低下の
効果が少なく、固形燃料の圧縮（圧壊）強度の向上効果
が少ない。また、高温燃焼灰の使用量比は燃焼灰中の未
燃カーボンによる廃プラスチックスの着火の可能性から
最大１．０ g/(g 常温燃焼灰) である。また、該使用量
比はその効果から０．３ g/(g 常温燃焼灰) 以上が好ま
しい。

【００２２】この発明での固形燃料の製造方法では原料
として、廃プラスチックスおよび常温、高温の燃焼灰の
他に、水分および劣化した廃潤滑油、廃油などの油性成
分などが約３０重量％以下、特に、２０重量％以下（水
分と油の合計値）であれば配合されてもよい。この場
合、特に油性成分は０〜１０重量％、水分は０〜２０重
量％とすることが好ましい。そしてその場合に、その固
形燃料中において、水分の含有率は２５重量％以下、特
に、１５重量％以下程度であり、油性成分の含有率は１
０重量％以下、特に５重量％以下程度であることが望ま
しい。

【００２３】この発明で製造される固形燃料は、その発
熱量が４０００〜７０００Kcal/kg、特に、４５００〜
６５００Kcal/kg 程度である。

【００２４】ここで、本発明の固形燃料の製造方法をさ
らに詳しく説明する。本発明の固形燃料の製造方法にお
いては、例えば、図１、図２に示すような二軸スクリュ
押出成形機が用いられる。図１、図２において、１は二
軸スクリュ押出成形機であり、２はバレル、３は原料供
給口であり、バレル２内にはスクリュ４が回転可能に挿
通されて設けられている。スクリュ４は駆動ギヤ装置９
に連結されている。バレル２の先端には金型５が取付け
られており、該金型５には多数の押出用開口６が穿設さ
れている。金型５の該側面には切断刃７が近接されて該
スクリュ４に連結されて回転可能に設けられている。こ
のような構成の押出成形機１に原料供給口３から、例え
ば２５mm以下の塊、５０mm以下のフィルムやシートであ
る廃プラスチックスと燃焼灰とを必要に応じて前述の
水、廃油などと共に混合、配合して、供給し、スクリュ
４をバレル２内で回転させて該混合配合原料を圧縮、混
練して先端の金型５の押出用開口６から連続して押し出
し、切断刃７で細い棒状の圧縮成形体を適当な長さに連
続的に切断して円、角柱などの柱状のペレット状の固形
燃料を製造する。

【００２５】この圧縮成形は、常温から廃プラスチック
スの軟化温度付近までの範囲内の温度で行えばよく、例
えば、約５〜２５０℃、特に１０〜２００℃程度、さら
に好ましくは１５〜１５０℃程度の範囲内の温度で行わ
れる。即ち、その押出成形時の温度は、最初に常温（室
温）（１０〜３０℃）で開始しても圧縮成形時の混練時
の摩擦熱や圧縮熱等の発熱によって次第に上昇し、約５
０℃以上、特に、６０〜１００℃程度に上昇してプラス
チックスが軟化される。この場合、本発明では高温の燃
焼灰が供給されることによりプラスチックスの軟化に要
する熱量が低減され、その分、スクリュ４の駆動動力が
低減される。従って、成形動力が低減される。また、同
時に常温の燃焼灰に付着水が有る場合には高温の燃焼灰
の熱によってもその水分の蒸発が助けられ、固形燃料の
水分を低減され、圧壊強度が向上される。なお、二軸ス
クリュ押出成形機のほかに一軸スクリュ押出成形機を用
いることもできる。

【００２６】このようにして、圧縮成形体として、径が
３〜５０mm、特に５〜２０mm程度であり、長さが３〜５
０mm、特に５〜２０mm程度の円柱状、角柱状のペレット
状成形体が得られる。また、その圧壊強度は、例えば径
９mm、長さ１５mmである円柱状ペレットの試料で１．５
Kg以上、特に２．０〜５０Kgであるものが得られる。こ
のような圧縮成形において、燃焼灰に付着されている水
は成形の助剤として作用され、押し出された圧縮成形体
内には約２０重量％以下、特に１５重量％以下の水分含
有割合とすることが望ましい。

【００２７】また、前記の油性成分としては、廃潤滑
油、切削油などの機械工場から排出される廃油、また、
化学工場などから出るトルエン、スチレン、フェノール
などの廃溶剤などを用いることができる。このような油
性成分は成形助剤として作用される。

【００２８】次に、図３により、本発明を産業廃棄物の
サーマルリサイクル装置に適用した場合について説明す
る。廃プラスチックス、常温の燃焼灰、廃油等の産業廃
棄物は調合又は配合設備１０で調合又は配合され、次い
で前記した二軸スクリュ押出成形機１からなる固形燃料
化設備１１に供給される。そして、固形燃料化設備１１
で前記したような成形方法によって所定の大きさに圧縮
成形される。得られた固形燃料は所定量追加供給される
石炭又はオイルコークスとともに燃料として燃焼装置と
しての流動床ボイラ１２に供給されて燃焼される。流動
床ボイラ１２は下部に流動化兼燃焼用空気が供給される
空気室を有し、その上部に燃焼流動室１３を有し、さら
にその上方に脱硫室１４を有して構成されている。燃焼
流動室１３の内部には伝熱管１３ｂが設けられている。
そして燃焼流動室１３内には空気室から供給される空気
によって形成された燃焼流動床１３ａの中に前記固形燃
料等の燃料が投入されて燃焼される。

【００２９】この流動燃焼によって加熱された流動床１
３ａは前記伝熱管１３ｂに接触して伝熱管１３ｂに熱を
与え、伝熱管１３ｂ内の水が加熱されて蒸気が発生され
る。発生された蒸気は図示していない発電機駆動用の蒸
気タービンに供給されて発電に供される。燃焼流動床１
３ａから排出された燃焼排ガスは燃焼灰を伴って流動燃
焼室１３の下流の脱硫室１４に流入されて石灰石粒子で
形成された脱硫床１４ａに流入して亜硫酸ガス等の硫黄
酸化物が除去される。また、該燃焼排ガスは脱硫床１４
ａに流入する前に集塵ホッパ１４ｂ部を通過し、ここで
燃焼排ガス中に含まれる燃焼灰の多くが慣性集塵され下
部に接続された排出管１４ｃから抜き出される。

【００３０】脱硫床１４ａを通過した燃焼排ガスは排ガ
ス管１８に抜き出され、排ガス管１８に介装された廃熱
ボイラ１５でさらに燃焼排ガスの保有熱量を前記伝熱管
１３ｂのボイラ給水の予熱や燃焼用空気の予熱用として
回収される。廃熱ボイラ１５を出て温度を下げられた燃
焼排ガスはサイクロン、電気集塵機又はバグフィルタ等
の集塵機１６に流入されここで最終的に燃焼灰が捕集さ
れ、捕集された燃焼灰は下部に接続された排出管１６ａ
から抜き出される。燃焼灰を除去された燃焼排ガスの一
部は排ガス管１９を経て煙突から大気中へ排出される。
残りは排ガスリサイクル管２０を経て排ガスリサイクル
ブースタファン１７により前記流動燃焼室１３内および
固形化燃料設備１１に戻されて再使用される。

【００３１】一方、前記集塵ホッパ１４ｂで捕集された
高温の燃焼灰は排出管１４ｃを通って燃焼灰リサイクル
管２１へ入れられる。また、集塵機１６で捕集された高
温の燃焼灰は排出管１６ａを通り、その一部は燃焼灰リ
サイクル管２１に入れられ、残りは系外排出管２２によ
り系外に排出されて貯留され、常温燃焼灰として固形燃
料化設備１１で使用される。該リサイクル管２１に入れ
られた前記高温の燃焼灰は空気輸送装置等によって空気
輸送され固形燃料化設備１１に戻されてここで前述した
ように廃プラスチックスや常温の燃焼灰と混合されて圧
縮成形に供される。排出管１４ｃから抜き出される燃焼
灰は温度は例えば８００℃であり、また排出管１６ａか
ら抜き出される燃焼灰の温度は例えば２００℃であり、
両者が混合されて温度は４００℃以下にされる。このよ
うにして流動床ボイラ１２での燃焼灰は高温のまま固形
燃料の圧縮成形に用いられ熱エネルギーが利用される。

【００３２】このように産業廃棄物のサーマルリサイク
ル装置において本発明の固形燃料の製造方法を適用すれ
ば、廃棄物の熱量を有効に利用でき、固形燃料化すると
きの成形動力の低減と相まって産業廃棄物のサーマルリ
サイクル装置全体の動力低減等の省エネルギー化に寄与
でき産業廃棄物の有効利用を一層促進することができ
る。また、固形燃料の圧壊強度が向上することにより燃
焼炉としての流動床ボイラ１２へ供給するときに粉化が
防止され該流動床ボイラ１２の燃焼流動床１３ａで安定
燃焼を行わせることができ圧力変動や温度変動が少ない
安定した蒸気、即ち、良質の熱エネルギーを得ることが
でき、これを蒸気タービンに供給して安定した発電を行
わせることができる。

【００３３】なお、固形燃料の原料として図３における
流動床ボイラ１２の脱硫室１４から排出される高温の廃
石灰石を所望量、上記固形燃料化設備に戻して廃プラス
チックス、常温燃焼灰、高温の燃焼灰などに追加して混
合して用いることもできる。この場合、廃石灰石の高温
熱エネルギーが利用できるだけでなく廃石灰石中に含ま
れる石膏、生石灰と燃焼灰中の水、SiO₂、Al₂O₃との所
謂セメント固化反応によって、より圧壊強度の強い圧縮
成形体の固形燃料が得られる。また、図３においては燃
装装置が流動床ボイラ１２である場合を示したが、勿
論、他の形式の燃焼炉であってもよい。

【００３４】次に、本発明方法を実施した固形燃料の製
造テスト例を従来の製造例と比較して説明する。表１
に、従来および本発明の製法により固形燃料を製造した
ときの各原料の配合比と、それにより成形された固形燃
料の水分、発熱量、圧縮強度（圧壊強度）及び成形動力
の測定結果を示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】なお、それらの原料において、廃プラスチ
ックスは平均粒子径が約８０μm であるＡＢＳ樹脂粉末
（発熱量１００００Kcal/kg ）、又は、最大長さが２５
mm程度であるポリプロピレン塊( 発熱量９５００Kcal/k
g ）である。燃焼灰は約７０重量％の無機物質〔SiO₂を
３０．９重量％、Al₂O₃を１９．８重量％、その他（Fe
₂O₃、CaO 、MgO 、TiO 、K₂O など）を各０．５〜３重
量％〕を含有し、残部が炭素成分（未燃カーボン）であ
り、発熱量が２５００Kcal/kg である石炭の燃焼灰であ
る。また、廃油の発熱量は１００００Kcal/kg である。

【００３７】なお、表１においては、ケースI は従来方
法による固形燃料の成形テスト例を示し、ケースII〜VI
I は本発明方法による固形燃料の成形テスト例を示す。
ケースI 〜VII とも樹脂と常温燃焼灰（又は、常温燃焼
灰と高温燃焼灰の合計）の配合比率はほぼ一定とし常温
燃焼灰の含水率は一定とした。ケースII〜VIは水を含ま
ない高温の燃焼灰を追加するためケースI と全体水分の
配合割合を同一にするために水を別途追加した。この表
１において、水は配合比として独立して記載している
が、この水の数値には常温の燃焼灰に含まれているもの
も含まれる。また、常温燃焼灰、高温燃焼灰、樹脂はい
ずれも乾量ベースでの比率である。以上のようにケース
I 〜VII では樹脂と常温燃焼灰（又は、常温燃焼灰と高
温燃焼灰の合計）の配合比率をほぼ一定とし、ケースI
〜VIではそれに加えて水の全体原料量に対する配合割合
を一定にし、ケースVII ではケースI と同じ含水率の常
温燃焼灰を用いたものである。なお、表１において原料
配合比は上段数値が常温燃焼灰を１としたときの使用量
比を示し、下段の括弧内数値は重量比を示す。

【００３８】各ケースとも各原料を図１、図２に示した
二軸スクリュ押出成形機１（５００Kg/H、動力３０KW）
で１００℃の温度で混練、脱水（蒸発）、圧縮しながら
押し出して、その押し出された成形体を連続的に切断
し、冷却して、径９mm、長さ１５mmである円柱状ペレッ
ト（圧縮成形体、水分含有率約１０〜２０重量％）の固
形燃料を圧縮成形した。表１において原料の水は配合比
として独立して記載しているが常温の燃焼灰の付着水分
で、粉塵防止用として供給されたものと別途追加した水
の合計を示す。但し、ケースI とVII は水を追加してい
ない。この原料中の水分は成形時の発熱又は高温の燃焼
灰の作用により蒸発し、得られた固形燃料としての水分
重量は減少した。圧壊強度は径９mm、長さ１５mmの円柱
ペレットの軸方向に荷重をかけて破壊した荷重である。

【００３９】ケースI は従来の製造方法と同様に燃焼灰
として常温の燃焼灰のみを原料とし、ＡＢＳ樹脂、常温
燃焼灰、水および廃油を配合したものである。このケー
スIの場合、固形燃料の成形動力は固形燃料１ｔ（トン)
当たり６０KWを消費した。また、圧壊強度は２Kgであ
った。

【００４０】これに対して、本発明方法におけるケース
II、III 、IVは、前記ケースI と樹脂、常温燃焼灰（又
は、常温燃焼灰と高温燃焼灰との合計）、水および廃油
の原料配合比が同じになるように高温の燃焼灰を入れた
上に水を加えたものである。即ち、ケースI の原料配合
比が重量比でＡＢＳ樹脂３５：常温燃焼灰４３：水２
０：廃油２に対して、ケースII、III 、IVはいずれも原
料配合比が重量比でＡＢＳ樹脂３５：燃焼灰４３（常温
と高温のものを合計したもの）：水２０：廃油２となる
ようにそれぞれ温度の異なる高温燃焼灰を入れたもので
あり、高温燃焼灰はケースIIは４００℃、ケースIII は
３００℃、ケースIVは２００℃としたものである。ま
た、ケースII、III 、IVはいずれも常温燃焼灰、高温燃
焼灰とも同じ配合比とした。この３つのケースにおいて
ケースIIの高温燃焼灰が４００℃である場合が成形動力
が最も低く、圧壊強度も最も高かった。しかし、４００
℃を越えると樹脂が焦げる臭気がし始め、好ましくは４
００℃以下とすることが好ましい。

【００４１】ケースV は樹脂、常温燃焼灰と高温燃焼灰
の合計、水、廃油の配合比、および常温燃焼灰、高温燃
焼灰の配合比は上記ケースII〜IVと同様としたが、樹脂
はポリプロピレンとし、高温燃焼灰は温度が１８０℃の
ものを用いた場合である。このケースV では樹脂は上記
ケースII〜IVと異なるが、ケースI に比べて圧壊強度は
変わらず、成形動力の低下も最も低くかった。

【００４２】ケースVIは樹脂をケースV と同様にポリプ
ロピレンとして、樹脂、常温燃焼灰と高温燃焼灰の合
計、水、廃油の配合比は上記ケースII〜V と同様とした
が、該ケースに比べて高温の燃焼灰の配合率を高くして
常温燃焼灰と高温燃焼灰の配合比をほぼ１：１とし、か
つ、高温燃焼灰は温度４００℃のものとした場合であ
る。このケースVIでは成形動力が最も低く（ケースI に
比べて低減率は３３％）、圧壊強度も最も高くなった。
しかし、４００℃を越えると樹脂の焦げる臭いが認めら
れた。

【００４３】ケースVII は樹脂をケースV と同様にポリ
プロピレンとし、樹脂と、常温燃焼灰と高温燃焼灰の合
計、の比率が、ケースI の樹脂と常温燃焼灰の比率とほ
ぼ同じになるように高温燃焼灰を加えると共に、ケース
I と同じ含水率の常温燃焼灰を用い水は別途に加えてい
ないものである。このケースVII ではケースI に比べて
固形燃料の圧壊強度はかなり高く、成形動力の低減率は
２５％と、かなり大きくすることができた。

【００４４】以上のテスト例からも分かるように、本発
明による固形燃料製造方法では常温の燃焼灰に高温の燃
焼灰を加えて配合することにより、従来の、原料に常温
燃焼灰だけを配合する場合に比べて成形動力を著しく低
減することができ、また、圧壊強度も良好に向上させる
ことができる。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、固形燃料の製造時に成形動力を低減させるこ
とができ、圧壊強度の大きい固形燃料を得ることができ
る。また、圧壊強度が大きいことにより固形燃料を燃焼
装置に供給する途中での粉化や燃焼時の破壊を防いで安
定した燃焼をさせることができる。また、成形動力の低
減により製造コストを低減させることができ、低コスト
で圧壊強度の大きい固形燃料を得ることができ、廃棄物
を有効に再利用するようにすることができる。

【００４６】そして、この発明の製造方法を廃棄物のサ
ーマルリサイクル装置（廃棄物熱回収装置）に採用する
場合には該装置中の燃焼装置から排出される高温の燃焼
灰を直接に固形燃料成形工程にリサイクルさせて使用す
ることができ、その高温の熱エネルギーおよび廃棄物と
して燃焼灰を直に燃料成形工程に利用でき、前記固形燃
料の成形動力の低減と相まって、省エネが図れ、熱効率
が高い廃棄物サーマルリサイクル装置を得ることができ
る。また、固形燃料の圧壊強度が向上されることにより
流動床ボイラ等の燃焼装置で安定燃焼を行わせることが
でき、圧力変動や温度変動が少ない安定した蒸気、即
ち、良質の熱エネルギーを得ることができる。そして、
このような蒸気を発電用蒸気タービンに供給すれば安定
した発電を行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の実施に適用される固形燃料成形機
の一実施例の二軸スクリュ押出成形機の縦断面図であ
る。

【図２】図１の正面図である。

【図３】本発明方法が実施される廃棄物サーマルリサイ
クル装置の一実施例のシステムフロー図である。

【符号の説明】

１二軸スクリュ押出成形機２バレル４スクリュ５金型（ダイス）６押出用開口（金型）７切断刃１０調合、配合設備１１固形燃料化設備１２流動床ボイラ１３燃焼流動室１３ａ燃焼流動床１３ｂ伝熱管１４脱硫室１４ａ石灰石流動床１４ｂ慣性集塵ホッパ１４ｃ灰排出管１５廃熱ボイラ１６集塵機１６ａ灰排出管２１灰リサイクル管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−292889（ＪＰ，Ａ) 特開昭48−95476（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−138670（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−120065（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−89037（ＪＰ，Ａ) 特開平７−242889（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−125597（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C10L 5/00 - 5/48 B09B 3/00 - 5/00 B29B 17/00 - 17/02 F23J 1/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼灰と廃プラスチックスをスクリュー
式押出成形機で混合圧縮成形して固形燃料を製造するに
際して、常温の燃焼灰と廃プラスチックスに高温の燃焼
灰を混合するようにし、該燃焼灰は無機成分３０〜９０
重量％と炭素成分７０〜１０重量％からなり発熱量が１
０００〜４０００Ｋｃａｌ／ｋｇであり、それぞれ使用
量比が０．５〜２．０ｇ／ｇである廃プラスチックスと
常温の燃焼灰とに、２００〜４００℃の高温の燃焼灰を
高温燃焼灰と常温燃焼灰との使用量比が０．３〜１．０
ｇ／ｇで混合することにより、該押出成形機による成形
動力を低減させて固形燃料を製造することを特徴とする
固形燃料の製造方法。
【請求項２】燃焼灰と廃プラスチックスとを混合圧縮
成形して固形燃料化する工程と、該固形燃料化工程で得
られた固形燃料を燃焼装置で燃焼させて蒸気などの熱を
発生する工程を備えてなる廃棄物サーマルリサイクル装
置を用い、該燃焼装置で燃焼されて排出される２００〜
４００℃の高温の燃焼灰を該固形燃料化工程にリサイク
ルして供給することにより固形燃料を製造するようにし
たことを特徴とする請求項１記載の固形燃料の製造方
法。