JP3506893B2 - 廃棄物固形燃料からの炭化物の製造方法 - Google Patents

廃棄物固形燃料からの炭化物の製造方法

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    • Y02P20/143Feedstock the feedstock being recycled material, e.g. plastics

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】この発明は、廃棄物固形燃料
(RDF)から脱塩素化した炭化物を製造する方法に関
するものである。 【0002】 【従来の技術】従来より、一般廃棄物(ごみ)から可燃
ごみを選別回収し、これを減容・成形して固形燃料とす
る技術が多々開発されている。そして、この廃棄物固形
燃料は、これを燃焼ボイラーで燃焼して、発電などに利
用されている。この可燃ごみは種々雑多なものからな
り、特にこの中にプラスチック類が含まれている。プラ
スチックの中でも塩化ビニール、ポリプロピレンが比較
的多く含まれていることが多い。この塩化ビニール系の
プラスチックは減容成形過程で半溶融させることから成
形物を得るのに好都合である。この廃棄物固形燃料は成
分がぼぼ均質であることから、これを燃焼ボイラーなど
で燃焼させると、可燃ごみを直接燃焼させる場合に比べ
て、安定した燃焼が得られるというメリットがある。一
方、塩化ビニール系のプラスチックはその燃焼時に多量
の塩素ガスを発生し、この塩素ガスが燃焼排ガス中に含
有されて排出されることとなる。このような塩素ガスを
含む燃焼排ガスは通常、排ガス処理装置により処理され
る。すなわち消石灰を供給して塩素ガスを中和し捕集す
るようになっている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】したがって、多量の消
石灰を使用する排ガス処理装置が必要となり、そのため
排ガス処理装置が大型化して設備費が増大するととも
に、ランニングコストが嵩むこととなる。また、燃焼炉
や排ガス処理装置までの配管は、多量の塩素ガスで晒さ
れることになるので、腐食の進行が早い。また塩素ガス
は冷却過程で、再凝縮・結晶化して配管内へ付着・成長
して固形物を形成し、ひいては、配管閉塞トラブルを発
生し、長期安定運転を阻害するという問題がある。これ
を改良するため、最近では、可燃ごみから直接脱塩素化
した炭化物、あるいは固形燃料から脱塩素化した炭化物
を製造する方法も提案がなされているが、この場合でも
脱塩化率の点で充分満足するに至っていない。一方で
は、くぬぎなどを原料とし、低酸素雰囲気の窯で長時間
かけて、蒸し焼きにして炭(炭化物)を製造している。
そのため、森林の伐採など地球環境の破壊につながって
いる。また、炭化に際しては、熱エネルギーを別途必要
とすることになる。したがって、エネルギー消費型であ
り、地球資源の枯渇、環境破壊につながるもという問題
もある。 【0004】この発明は、上記のような問題を解決する
ためになしたものであり、廃棄物固形燃料から脱塩素化
率の高いクリーンな炭化物を得ることができ、廃棄物の
再資源化有効利用の構築に有利な廃棄物固形燃料からの
炭化物の製造方法を提供するものである。 【0005】 【課題を解決するための手段】この発明に係る廃棄物固
形燃料からの炭化物の製造方法は、廃棄物固形燃料を低
酸素雰囲気の炭化装置で燃焼炉からの燃焼ガスにより外
部加熱して炭化し、前記炭化時に発生する塩化水素を含
む熱分解ガスを前記燃焼炉に導いて燃焼させるととも
に、前記炭化された炭化物を脱塩装置で、前記燃焼炉か
らの燃焼ガスの一部によってボイラーでスチームを発生
させ、さらに前記スチームにより熱交換器で発生させた
60℃〜90℃の温水により洗浄して該炭化物中に残留
する塩素分を除去するようにしたことである。 【0006】また、前記炭化装置からの塩化水素を含む
燃焼排ガスを、前記燃焼炉に導いて前記熱分解ガスを燃
焼させ、さらに前記塩化水素を含む燃焼排ガスを前記ボ
イラーを経て燃焼排ガス処理装置に導いて前記燃焼排ガ
ス中に含まれる塩素分を中和除去するようにしたことで
ある。前記において熱分解ガスとは炭化水素系の可燃性
ガスのことであり、塩化水素とは塩化水素、塩素ガスお
よび塩化物のことをいう。 【0007】 【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
1に基づいて、さらに詳細に説明する。図1において、
1は廃棄物固形燃料を低酸素下で加熱しながら炭化する
炭化装置で、ロータリキルンなどが用いられる。2は燃
料を燃焼して燃焼ガスを発生させる燃焼炉で、燃焼ガス
を炭化装置1に導いて外部から加熱し、加熱後燃焼炉に
環流するようになっている。なお、前記例では、外部加
熱方式ついて説明したが、燃焼ガスを所定の温度にして
炭化装置1内に供給して加熱するようにしても良い。3
は前記燃焼ガスによりスチームを発生させるボイラー、
4は前記スチームにより温水を発生させる熱交換器で、
この温水を後述する洗浄脱塩装置に供給するようになっ
ている。なお温度は60℃〜90℃に設定される。5は
前記温水により炭化物中の塩素分を洗浄除去する洗浄脱
塩装置である。6は洗浄脱塩された炭化物の脱水機で、
炭化物の水分を30%程度に脱水される。7は塩素分を
含む温水の排水処理装置で、スクラバーなどが用いられ
る。8は脱水された炭化物の乾燥機で、ボイラー3から
のスチームを導いて外部から加熱するようになってい
る。なお、前記例ではスチームを用いたが、燃焼炉2か
らの燃焼ガスを用いても良く、また燃焼ガスの場合、こ
れを乾燥機8内に供給して乾燥するようにしても良い。
9は乾燥後の炭化物の冷却機で、該炭化物を水により冷
却する。10は燃焼排ガス処理装置である。 【0008】廃棄物固形燃料を炭化装置1に投入する。
ここで、廃棄物固形燃料は、炭化装置1内の低酸素雰囲
気と燃焼炉2からの燃焼ガスによる外部加熱により、熱
分解し、炭化される。前記廃棄物固形燃料の熱分解によ
る炭化の過程で、塩化水素を含む熱分解ガスが発生す
る。前記加熱に供され温度の低下した燃焼ガスは燃焼炉
2へ環流されて再加熱されるとともに、前記塩化水素を
含む熱分解ガスを燃焼炉2に導き、熱分解ガス中の可燃
性ガス(炭化水素系ガス)を燃焼させる。このようにし
て、該廃棄物固形燃料は脱塩素化された炭化物となる。 【0009】次いで、前記炭化物を洗浄脱塩装置5に投
入する。一方、ボイラー3からのスチームにより熱交換
器4で発生した温水を供給することにより、該炭化物中
に残留している遊離塩素、塩化物が洗浄される。前記の
ように温水を用いることにより、炭化物はその表面のみ
ならず内面に残存している遊離塩素、塩化物が効率よく
洗浄される。 【0010】洗浄された炭化物は、脱水機6に投入され
て脱水される。脱水された炭化物は、さらに乾燥機8に
投入され、ここで、ボイラー3からのスチームにより外
部加熱されて、所定の水分まで乾燥され、次いで冷却機
9で水の循環により冷却された後、脱塩されたクリーン
炭化物として取り出される。一方、前記遊離塩素、塩化
物を取り込んだ(溶解した)温水は排水処理装置7へ送
られて、塩化水素はカセイソーダなどのアルカリとの反
応により中和処理され、さらに適宜PH調整された後、
排水される。燃焼炉2の燃焼ガスは、ボイラー3に供給
されて水蒸気を発生させた後、排ガス処理装置10に導
かれ、該燃焼ガス中に含まれるダストおよび塩化水素が
除去される。すなわち、燃焼ガスはガス冷却搭により降
温後、バグフイルタでその中のダストが捕集され、さら
に消石灰を供給することにより燃焼ガス中に含まれる塩
化水素が中和されて捕集され、清浄となったガスは大気
に放出される。なお、前記捕集された塩化カルシュウ
ム、重金属を含んだダストは、常法によりセメント固
化、キレート処理または溶融固化など適正処理をして排
出される。 【0011】 【実施例】廃棄物固形燃料100kgを炭化装置1で炭
化し、炭化物25kgを得た。この炭化物を種々の温水
温度及び時間を替えて洗浄脱塩装置5で脱塩し脱塩炭化
物を製造した。この脱塩炭化物の全塩素残留量を下記の
表1に示す。 【0012】 【表1】 【0013】前記表1より、脱塩前炭化物の全塩素残留
量は2.56%であるのに対して脱塩炭化物のそれは大
幅に減少していることが判った。常温水での脱塩炭化物
1〜3については、洗浄時間を替えても脱塩効果が得ら
れなかった。また40℃の温水で洗浄した脱塩炭化物4
〜6については、大きい脱塩効果が得られた。さらに8
0℃の温水で洗浄した脱塩炭化物7〜9については大き
い脱塩効果が得られるとともに洗浄時間を長くするほど
さらに大きい脱塩効果が得られた。したがって、温水の
温度は高いほどよく、しかも洗浄時間が長いほど脱塩効
果が発揮されることから、温水温度は好ましくは40℃
〜90℃である。 【0014】 【発明の効果】この発明は、上記のように構成したか
ら、次に述べるような効果を奏する。棄物固形燃料を
低酸素雰囲気の炭化装置で燃焼炉からの燃焼ガスにより
外部加熱して炭化し、前記炭化時に発生する塩化水素を
含む熱分解ガスを前記燃焼炉に導いて燃焼させるととも
に、前記炭化された炭化物を脱塩装置で、前記燃焼炉か
らの燃焼ガスの一部によってボイラーでスチームを発生
させ、さらに前記スチームにより熱交換器で発生させた
60℃〜90℃の温水により洗浄して該炭化物中に残留
する塩素分を除去するようにしたので、炭化物中の塩素
分を短時間にかつ極めて高い脱塩率で除去することがで
き、したがって、この炭化物は有害物質である塩素分を
ほとんど含まないクリーンな炭化物となり、各種用途の
燃料としてだけでなく、例えばキューポラの加炭材の代
替品また土壌改良材として遜色なく使用し得る。また、
固形燃料からの炭化物は大幅に減量化される(数分の
1)ので、得られた製品の取り扱いが容易で、運搬コス
トの低減につながる。 【0015】また、前記炭化時に発生する塩化水素を含
む熱分解ガスを前記燃焼炉に導くことにより、熱分解
(可燃性)ガスの燃焼による熱エネルギー回収が図られ
て燃焼ガスの発生に必要な熱源(燃料)の使用を大幅に
低減することができ、ひいては、炭化物製造のランニン
グコストを低下させることができる。また、廃棄物固形
燃料を出発原料として炭化を行なうので、そのための加
熱温度制御(管理)などが容易となり、安定した処理が
可能となって、炭化度の高い炭化物を得ることができ
る。さらに、炭化装置への供給に当たり、品質が比較的
一定の廃棄物固形燃料を使用するものであるから、定量
供給が可能となる。 【0016】 さらに、前記炭化装置からの塩化水素を
含む燃焼排ガスを、前記燃焼炉に導いて前記熱分解ガス
を燃焼させ、さらに前記塩化水素を含む燃焼排ガスを前
記ボイラーを経て燃焼排ガス処理装置に導いて前記燃焼
排ガス中に含まれる塩素分を中和除去するようにしたの
で、燃焼排ガス中に含まれる塩化水素の大気に放出する
ことによる環境汚染から解消される。
【図面の簡単な説明】 【図1】この発明の実施の形態を示すフロー図である。 【符号の説明】 1 炭化装置 2 燃焼炉 3 ボイラー 4 熱交換器 5 洗浄脱塩装置 6 脱水機 7 排水処理装置 8 乾燥機 9 冷却機 10 排ガス処理装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−210333(JP,A) 特開 平8−94056(JP,A) 特開 平7−80433(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C10L 5/40 - 5/48 C10B 53/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 廃棄物固形燃料を低酸素雰囲気の炭化装
    で燃焼炉からの燃焼ガスにより外部加熱して炭化
    し、その加熱に供され温度の低下した燃焼ガスを前記燃
    焼炉2に環流するとともに、前記炭化時に発生する塩化
    水素を含む熱分解ガスを前記燃焼炉に導いて燃焼さ
    せ、前記炭化された炭化物を脱塩装置で、温水により洗
    浄して該炭化物中に残留する塩素分を除去するようにし
    たことを特徴とする廃棄物固形燃料からの炭化物の製造
    方法。
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