JP3576203B2 - 可燃ごみを原料とする固形燃料の製造方法 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
一般に、分別収集され又は不燃物を選別除去された可燃ごみは、これを焼却した上で埋め立て処理されているのが普通である。しかし、地球環境保全及び資源の有効利用を図る上からは、ごみをリサイクルすることが好ましい。そこで、従来からも、可燃ごみを固形燃料の原料として利用することが提案されており、既に実用化されているが、本発明は、このような可燃ごみから固形燃料を製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種製造方法にあっては、可燃ごみを破砕し、不燃物を選別除去した上で乾燥機により100℃程度に加熱して乾燥させる。そして、乾燥させたごみを、これに石灰を混入させた上で、成形機により成形固化させて、固形燃料を得るようにしている。なお、乾燥機からは排出される排ガスは、集塵機及び脱臭装置を経た上で大気中に放出される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、都市ごみ等には食品添加の食塩を代表とする無機塩素化合物や塩化ビニール樹脂を代表とする有機塩素化合物が含まれているため、上記した如くして製造された固形燃料は、これを燃焼させると、燃焼時に有機塩素化合物が熱分解して塩化水素を発生し、悪臭等の公害を引き起こし、且つ燃焼器を腐食させる虞れがあり、大量に使用される産業用燃料としては甚だ問題があった。
【0004】
しかも、従来方法によって製造された固形燃料は、多くの細菌,胞子,種子等を含んでいるため、腐敗したりカビが発生したりし易く、長期保存や衛生的な取扱を行う上で問題があった。
【0005】
これらの問題を解決するために、固形燃料に混入させた石灰により、燃焼時に発生する塩化水素を吸収させたり、腐敗やカビの発生を防止するようにすることが提案されているが、このような機能を発揮させるには石灰を必要以上に大量に混入させておく必要がある。しかし、このような過剰の石灰混入により、固形燃料の燃焼時に灰量が多くなり、しかも灰がアルカリ性となるため、鉛が溶出する虞れがある。また、石灰による塩化水素の吸収効果は、石灰を如何に多く混入させておいたとしても限度があり、無駄に使用されるのみである。
【0006】
本発明は、このような問題を解決して、燃焼時において塩化水素ガスを発生せず且つ長期保存や衛生的な取扱を行いうる高品質の固形燃料を製造することができる方法を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本願請求項1の発明は、可燃ごみを乾燥処理したうえ成形固化することにより固形燃料を製造する方法において、前記乾燥処理を、可燃ごみを供給した乾燥機へ熱風炉から熱風を供給して可燃ごみ内の有機塩素化合物が熱分解をする温度下で行い、更に前記乾燥機から排出した排ガスの一部を熱風炉からの熱風へ混入することにより、乾燥機へ供給する熱風の温度及び酸素濃度を350℃以下及び14%以下に保持すると共に、前記乾燥機からの排ガスの残部を熱風炉へ供給して加熱脱臭することにより、可燃ごみの乾燥と脱塩素処理と殺菌処理と乾燥機排ガスの加熱脱臭処理とを同時に行う構成としたことを発明の基本構成とするものである。
【0008】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、乾燥処理が、可燃ごみを250℃以上に加熱し且つ30分以上保持されるものとしたものである。
また、請求項3の発明は、請求項1又は請求項2の発明において、熱風炉から排出される排ガスを、熱回収し、排ガス中の塩化水素を除去したうえ、集塵機から大気中に放出させるようにしたものである。
更に、請求項4の発明は、請求項1、請求項2又は請求項3の発明において、熱風炉としてごみ焼却炉を使用し、乾燥機へ供給する熱風としてごみ焼却炉で発生する燃焼ガスを使用するようにしたものである。
加えて、請求項5の発明は、請求項1、請求項2、請求項3又は請求項4の発明において、乾燥処理される可燃ごみが、分別収集された廃プラスチック又は不燃物を選別除去された粗大ごみ中の廃プラスチックを加えたものとしたものである。
更に、請求項6の発明は、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4又は請求項5の発明において、乾燥処理された可燃ごみを、これに少量の石灰を混入させたうえ成形固化するようにしたものである。
【0009】
【作用】
可燃ごみを250℃以上に加熱することにより高温乾燥させると、ごみに含まれる有機塩素化合物が熱分解されて、ごみが脱塩素処理されることになる。同時に、ごみ中の細菌,ビールス,胞子,種子等も、高温加熱により殺菌,消失される。したがって、このような脱塩素処理,殺菌処理を施したごみを成形して得られた固形燃料は、燃焼時に塩化水素が発生せず、腐敗やカビ発生を生じることがない。従来方法における如くごみを100℃程度の低温で加熱乾燥させる場合には、このような脱塩素効果,殺菌効果は奏せられない。
【0010】
【実施例】
以下、本発明の構成を図1に示す実施例に基づいて具体的に説明する。
【0011】
ごみDを破砕機1で破砕した上、これに含まれる金属,ガラス等の不燃物d1 を磁選機等の選別機2で選別除去する。ごみDとしては、分別収集された可燃性都市ごみが使用されているが、かかる一般廃棄物の他、含有水分の多い製紙スクリーンカスや汚泥等の産業廃棄物も使用することができる。
【0012】
次に、このように不燃物d1 を除去された可燃ごみDを、これに廃プラスチックPを混入させた上で、乾燥機3で乾燥処理する。なお、廃プラスチックPとしては、産業廃棄物である廃材やプラスチックとして分別収集された都市ごみが使用される。また、廃プラスチックPの混入量は、製造しようとする固形燃料D1 において必要とされる燃焼カロリやごみDの性状に応じて適当に設定されるが、ごみ中に含有されるプラスチック量は、後述する如く、少なくとも20%程度までは可能である。
【0013】
可燃ごみDの乾燥処理は、乾燥機3に熱風炉4から熱風Gを供給することにより行う。この実施例では、熱風炉4としてごみ等の廃棄物を処理する廃棄物焼却炉を使用し、焼却炉4で発生する燃焼ガスを、これに乾燥機3から排出される排ガスgの一部g1 を混合させた上で、乾燥用熱風Gとして乾燥機3に供給させるようにしている。熱風Gは、排ガスg1 の混合量を調節することにより、乾燥機3内でごみDをこれが燃焼されることなく十分に乾燥でき、且つごみDに含まれる有機塩素化合物が熱分解できると共に細菌類(細菌,胞子等)が殺菌,消失できるような、所定温度及び酸素濃度に自動制御されるようになっている。具体的には、熱風Gの温度,酸素濃度は350℃以下,14%以下として、ごみDが乾燥機3内で250℃以上に加熱されるようにしておくことが好ましい。この実施例では、温度350℃,酸素濃度14%の熱風Gが乾燥機3に供給されるように排ガスg1 の混合量を自動制御して、ごみDが250〜300℃に加熱されるようにした。また、この場合において、乾燥機3から排出される排ガスg,g1 の温度は約200℃であった。
【0014】
而して、ごみDを乾燥機3内で250℃以上に所定時間加熱させることにより、ごみDが十分に乾燥されると共に、ごみDに含まれている有機塩素化合物は熱分解して塩化水素を発生し、ごみD中の有機塩素成分が殆ど揮散除去されることになる。同時に、ごみD中に存在し、固形燃料化した場合に腐敗,カビ発生等の原因となる細菌,胞子等も、高温に晒されることにより確実に殺菌,消失される。このようなごみの乾燥、有機塩素成分の除去(熱分解)及び細菌類の殺菌を十分に行うためには、乾燥機3内におけるごみ乾燥時間(加熱時間)を30分以上としておくことが好ましい。ごみDを250℃以上に30分以上加熱することによって、上記した乾燥,塩素除去,殺菌が効果的に行われることについては実験により確認されている。特に、熱分解による塩素除去効果については、表1に示す如く有機塩素含有量が異なる3種のごみ試料▲1▼,▲2▼,▲3▼について、ごみ加熱温度(品温)を150℃,200℃,250℃,300℃として30分間保持したところ、ごみ試料▲1▼,▲2▼,▲3▼中の塩素含有量を表1に示す通りであり、品温を250℃以上とすることによって、有機塩素成分が大幅に除去(56〜96%除去)されることが確認された。また、ごみDに含まれるプラスチックは、乾燥機3内での加熱により軟化,流動して、ごみD中の紙等に付着するため、乾燥機3内に付着,堆積したりするようなことがない。このことも、実験により確認されており、実験ではプラスチックを最大20%まで含有させたが、乾燥機3内への付着,堆積は生じず、脱塩素処理も十分であった。
【0015】
【表1】
【0016】
そして、このように乾燥処理した可燃ごみDを、更に選別機5により選別して、残存する小石等の不燃物d2 を除去し、更に石灰Cを添加させた上で、成形機6により加圧成形して、所望形状に固化された固形燃料D1 を得る。石灰Cは、バインダとして機能させるため及び残留塩化水素を完全に除去させるために、必要に応じて、添加されるものであり、冒頭で述べた従来方法において燃焼時において発生する塩化水素を吸収させるため又は殺菌させるためにする石灰添加量に比して極く僅かである。具体的には、石灰Cの添加量は0.5〜1%程度で十分である。すなわち、上記従来方法における石灰添加量の1/5程度で足りる。
【0017】
このようにして得られた固形燃料D1 は、可燃性都市ごみに廃プラスチックを加えた高カロリ原料からなるものであるから、燃料として極めて有利なものである。しかも、原料が乾燥の段階で脱塩素処理及び殺菌処理されているから、燃料としての燃焼時に塩化水素が発生せず、悪臭等の公害や燃焼装置等の腐食を引き起こす心配もない。さらに、石灰量が極く僅かであるから、燃焼時の灰量も少なく、鉛が溶出する虞れもない。
【0018】
ところで、この実施例では、乾燥機3から排出された排ガスgを、熱風Gに混入される一部g1 を除いて、800℃以上に高温保持された熱風炉4内に供給させるようにしている。したがって、排ガスgが焼却炉4内で高温に晒される結果、排ガスg中の臭気成分が熱分解されて、確実に脱臭されることになる。また、熱風炉4で発生する排ガスGの一部(乾燥機3から熱風炉4に導入される排ガスgを含む)G1 を焼却炉4から連続して抜き出し、燃焼用空気Aのための空気加熱器7、廃熱ボイラ等の廃熱回収装置8、塩化水素除去処理装置9及び集塵機10を経て大気中に放出させるようにした。このように、排ガス処理として、脱臭を考慮する必要がなく、集塵及び塩化水素除去のみを考慮すればよいから、排ガス処理システムが簡易となる。特に、乾燥機3からの排ガスgを焼却炉4で800℃以上の高温に加熱することにより、排ガスg中にCl2 の状態で揮散しているものを塩化水素に変えて、排ガス処理をより容易にする。また、空気加熱器7及び廃熱回収装置8による廃熱回収によって、省エネルギ化を図りうる。なお、塩化水素除去処理装置9としては、塩化水素を石灰に吸収させる乾式のもの等が使用される。
【0019】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱しない範囲において適宜に変更,改良することができる。例えば、上記実施例では、熱風炉として廃棄物焼却炉4を使用し、その廃熱を乾燥炉3の熱源として利用するようにしたが、石油,固形燃料等を使用する通常の熱風発生炉を使用するようにしてもよい。しかし、上記実施例の如く焼却炉4等の廃熱を利用するようにすると、乾燥炉3用の燃料が不要となり、経済的にも省エネルギ化を図る上でも有利である。
【0020】
【発明の効果】
以上の説明から容易に理解されるように、本発明によれば、ごみの乾燥処理によって脱塩素処理及び殺菌処理が同時に行われるようにしたから、極めて高品質で商品価値の高い固形燃料を製造することができる。すなわち、本発明によって得られた固形燃料は、燃焼時に塩化水素が発生して公害や腐食を生じさせることがなく、しかも長期保存や衛生的な取扱を可能とするものである。しかも、固形燃料化させる前の段階で効果的な脱塩素処理を行うため、廃プラスチックを混入させる等により、高カロリごみを原料とする固形燃料を得ることができ、従来の固形燃料を使用した場合に比して燃焼効率を向上させうる。さらに、バインダ等として石灰を混入させる場合にも、塩化水素吸収剤ないし殺菌剤として機能させる必要のある場合に比して、その混入量が大幅に少なくて足りる。したがって、固形燃料を燃焼させた場合にも、灰量が少なく、鉛が溶出する虞れもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1…破砕機、2,5…選別機、3…乾燥機、4…熱風炉(廃棄物焼却炉)、6…成形機、7…空気加熱器、8…廃熱回収装置、9…塩化水素除去装置、10…集塵機、C…石灰、D…可燃ごみ、D1 …固形燃料、G…乾燥用熱風、G1 …熱風炉からの排ガス、g…乾燥機からの排ガス、g1 …乾燥用熱風に混合させる排ガス、P…廃プラスチック。
Claims (6)
- 可燃ごみを乾燥処理したうえ成形固化することにより固形燃料を製造する方法において、前記乾燥処理を、可燃ごみを供給した乾燥機へ熱風炉から熱風を供給して可燃ごみ内の有機塩素化合物が熱分解をする温度下で行い、更に前記乾燥機から排出した排ガスの一部を熱風炉からの熱風へ混入することにより、乾燥機へ供給する熱風の温度及び酸素濃度を350℃以下及び14%以下に保持すると共に、前記乾燥機からの排ガスの残部を熱風炉へ供給して加熱脱臭することにより、可燃ごみの乾燥と脱塩素処理と殺菌処理と乾燥機排ガスの加熱脱臭処理とを同時に行う構成としたことを特徴とする固形燃料の製造方法。
- 乾燥処理が、可燃ごみを250℃以上に加熱し且つ30分以上保持させるものであることを特徴とする請求項1に記載の可燃ごみを原料とする固形燃料の製造方法。
- 熱風炉から排出される排ガスを、熱回収し、排ガス中の塩化水素を除去したうえ、集塵機から大気中に放出させるようにしたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の可燃ごみを原料とする固形燃料の製造方法。
- 熱風炉としてごみ焼却炉を使用し、乾燥機へ供給する熱風としてごみ焼却炉で発生する燃焼ガスを使用するようにしたことを特徴とする請求項1、請求項2又は請求項3に記載する可燃ごみを原料とする固形燃料の製造方法。
- 乾燥処理される可燃ごみが、分別収集された廃プラスチック又は不燃物を選別除去された粗大ごみ中の廃プラスチックを加えたものであることを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3又は請求項4に記載の可燃ごみを原料とする固形燃料の製造方法。
- 乾燥処理された可燃ごみを、これに少量の石灰を混入させたうえ成形固化するようにしたことを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3、請求項4又は請求項5に記載の可燃ごみを原料とする固形燃料の製造方法。
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