JP4964178B2 - シュレッダダストの処理方法及びそのシステム - Google Patents

Description

本発明は、シュレッダダストの処理方法及びそのシステムに関し、さらに詳しくは、自動車、オートバイ、電化製品等の産業廃棄物を粉砕したシュレッダダストをガス化溶融炉によって効率的に処理するためのシュレッダダストの処理方法及びそのシステムに関する。

従来、自動車、オートバイ、電化製品等の産業廃棄物は、容易に分別可能な部品等は適宜分別してリサイクルがなされていたが、分別が困難なものは有価金属が含まれているにもかかわらずその殆どが廃棄・埋め立て処分されていた。例えば、廃棄自動車の場合は以下のような処理が行われてきた。まず、エンジンなど中古部品として使えるものや分別可能なものを取り出す。そして、最後に残った廃車ガラを細かく粉砕して金属類を取り除き、残ったものがＡＳＲ（Automobile Shredder Residue）と呼ばれるシュレッダダストとなる。自動車のリサイクル率は重量比で約８０％、残りの２０％がＡＳＲといわれている。ＡＳＲは、プラスチック等さまざまな材質が混じっているので分別が難しいことから処理コストが嵩む。そのため、ほとんどのＡＳＲが埋立て処分されていたことから、ＡＳＲの減量化とその中に含まれる有価金属の回収・リサイクルが求められていた。

そこで、本願出願人は、シュレッダダストを金属滓との双方を同時に処理しつつも有害物質の発生を抑制しかつ金属酸化を防止して品質の良好な有価金属の回収方法を提供すべく特許出願（特開平１１−３０２７４８号（特許文献１））を行った。さらに、その改良技術についても特許出願（特開２００１−４１４３６号（特許文献２））を行った。その方法は、具体的には、流動層式ガス化炉に銅滓とシュレッダダスト等の産業廃棄物を投入し、ガス化炉下部から空気を吹き込み、流動層を形成してシュレッダダスト等の産業廃棄物をガス化し、ガス化炉より有価金属を含む第１の不燃物を回収し、溶融炉にガス化炉下部からの空気により上昇する有価金属を含む第２の不燃物とガス化炉で生成する熱分解ガスを旋回させながら投入し、溶融炉で有価金属を含むスラグを生成し、分離して回収するというものである。

一方、シュレッダダストは、主として石油や木材等を原料とした可燃性の材料からなり、その発熱量は７，０００〜１０，０００Ｋｃａｌ／ｋｇ程度あることから、燃焼させる場合に含有する塩素や硫黄等による問題が解決されれば、十分燃料と成り得るという事情から、運搬や処理のしやすいようにシュレッダーダストを減容・固形化する処理が提案されている（特開平８−１１３８号（特許文献３））。そのため、特許文献３では、シュレッダーダストを粉砕処理するロッドミル又はボールミルと、ロッドミル又はボールミルで処理された第１処理物から鉄類を分離する鉄類分離手段と、第１処理物から鉄類の分離された第２処理物から非鉄金属を分離する非鉄類分離手段とを有することを特徴とするシュレッダダスト固形化前処理装置が開示されている。

同様に、特開平１１−２４４８３８号公報では、シュレッダダストを資源化する方法が開示されている。具体的には、シュレッダーダストの全粒子を所定粒度以下にふるい分けて整粒し、整粒されたシュレッダーダストを、ジクザク空気選別機において繊維、軽いプラスチック、ゴム等の軽ダストを上方に浮上させ、重質のゴムおよびプラスチック、ガラス等の重ダスト、および鉄、非鉄金属等の金属類を落下させて選別し、落下した重ダストおよび金属類を渦電流選別機により金属類と非金属類に分別して回収し、そして浮上した軽ダストをサイクロンにより捕集し、捕集された軽ダストを減容成形機により圧縮、固形化した燃料として減容成形するといものである。

特開平１１−３０２７４８号公報 特開２００１−４１４３６号公報 特開平８−１１３８号公報 特開平１１−２４４８３８号公報

これまでシュレッダダストをガス化溶融炉で処理するに際しては、初めに磁選器によって鉄類を除去し、さらに手選別によって非鉄金属類を除去し、そして、鉄類及び非鉄金属類が除去されたシュレッダダストを全て粉砕機に投入して所定サイズに粉砕し、その後、ガス化溶融炉によって処理していた。

しかし、シュレッダダストは発砲ウレタン、合成樹脂、繊維等の嵩比重が比較手的小さい材料を含んでいることから、粉砕機における時間当たりの粉砕処理量は重量ベースで考えるとあまり効率がよいものとはいえなかった。シュレッダダストは細かく粉砕されたものも相当程度含まれているのでサイズの大きい物だけを別途粉砕処理するようにすれば全量を粉砕対象としてきた従来方法に比べて粉砕処理効率がアップすることとなり、ひいてはガス化溶融炉へ投入できるシュレッダダストの時間当たりの重量も増加する。

そこで、本発明は、自動車、オートバイ、電化製品等の産業廃棄物を粉砕したシュレッダダストをガス化溶融炉によって処理するに際して、シュレッダダストをこれまでより効率的に処理するためのシュレッダダストの処理方法及びそのシステムを提供することを目的とする。

ここで、特許文献４は、シュレッダダストをトロンメル処理し、サイズの大きいシュレッダダストをクラッシャーで粉砕している点が後述するように本願発明と共通するとも考えられるが、特許文献４では粉砕後のシュレッダダストをトロンメル処理によって篩別されたサイズの小さなシュレッダダストと合流させることによって整粒した後、鉄類及び非鉄金属類を選別しているが、本願発明ではそのような合流は行わず、また、鉄類及び非鉄金属類の選別はトロンメル処理によって篩別された所定サイズ以上のシュレダダストについて行うと共に、鉄類及び非鉄金属類を選別した後に破砕処理を行う点で相違するものである。

上記課題を解決するために請求項１に記載の本発明は、産業廃棄物を粉砕したシュレッダダストをガス化溶融炉によって効率的に処理するためのシュレッダダストの処理方法において、投入口側と排出口側とでサイズの異なるメッシュを備えた篩別手段によってシュレッダダストを少なくとも３種類のサイズに篩別する工程と、サイズの異なるメッシュのうち最小サイズである４０ｍｍのメッシュを通過して篩別されたシュレッダダストをガス化溶融炉で処理する工程と、最小サイズのメッシュよりも大きいサイズである２４０ｍｍのメッシュを通過して篩別されたシュレッダダストから、鉄類、非鉄類を除去し、さらに粉砕装置によって篩別手段における最小サイズである４０ｍｍのメッシュを通過可能となるように粉砕した後、ガス化溶融炉で処理する工程と、篩別手段のメッシュを通過しない２４０ｍｍを超えるサイズのシュレッダダストを除去する工程と、篩別手段のメッシュを通過しない２４０ｍｍを超えるサイズのシュレッダダストを篩別手段の最小サイズである４０ｍｍのメッシュを通過可能となるように粉砕した後、ガス化溶融炉で処理する工程とを含み構成されてなることを特徴とする。

上記課題を解決するために請求項２に記載の本発明は、産業廃棄物を粉砕したシュレッダダストをガス化溶融炉によって効率的に処理するためのシュレッダダストの処理システムにおいて、投入口側と排出口側とでサイズの異なるメッシュを備え、シュレッダダストを少なくとも３種類のサイズに篩別可能な篩別手段と、サイズの異なるメッシュのうち最小サイズである４０ｍｍのメッシュよりも大きいサイズである２４０ｍｍのメッシュを通過して篩別されたシュレッダダストから鉄類を除去する鉄類除去ラインと、鉄類が除去されたシュレッダダストからさらに非鉄金属類を除去する非鉄金属除去ラインと、鉄類及び非鉄金属類が除去されたシュレッダダスト及び篩別手段のメッシュを通過しない２４０ｍｍを超えるサイズのシュレッダダストを篩別手段における最小サイズである４０ｍｍのメッシュを通過可能なサイズとなるように粉砕する粉砕手段と、篩別手段における最小サイズのメッシュを通過したシュレッダダスト及び粉砕手段によって篩別手段における最小サイズのメッシュを通過可能なサイズとなるように粉砕されたシュレッダダストをガス化溶融炉へ投入する投入手段とを含み構成されてなることを特徴とする。

本発明に係るシュレッダダストの処理方法及びそのシステムによれば、シュレッダダストの全てを粉砕機によって粉砕するのではなく、少なくとも３つのメッシュサイズで篩別することで最小メッシュサイズ以下のシュレッダダストは直接ガス化溶融炉に投入して処理し、それより大きいメッシュサイズのシュレッダダストを別途粉砕処理することとしたので粉砕処理効率のアップを図ることが可能となり、ひいてはガス化溶融炉で処理可能なシュレッダダストの処理量も従来に比べて１０−２０％増加させることができるという効果がある。

以下、本発明に係るシュレッダダストの処理方法及びそのシステムについて図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明に係るシュレッダダストの処理システムの一実施形態におけるブロック図である。初めに、本発明に係るシュレッダダストの処理システムについて説明し、その後本発明に係るシュレッダダストの処理方法について説明する。

図１に示されたシュレッダダストの処理システム１は、概略として、シュレッダダスト１０を篩別する篩別装置２０と、鉄類を除去する鉄類除去ライン３と、非鉄金属類を除去する非鉄金属除去ライン５と、粉砕手段である粉砕機７と、ガス化溶融炉へ投入する投入手段である投入装置９とを備えて構成されている。篩別装置２０は、２種類のサイズの異なるのメッシュを備えており、シュレッダダスト１０を最小サイズのメッシュを通過するサイズのシュレッダダスト１０ａと、それよりも大きいサイズのメッシュを通過するサイズのシュレッダダスト１０ｂと、篩別装置２０の各メッシュを通過しないサイズのシュレッダダスト１０ｆの３種類のサイズに篩別する。尚、本実施例の篩別装置２０は２種類のメッシュサイズを備えているがメッシュサイズは特に２種類に限定されるものではない。

ここで、シュレッダダスト１０は、上述のように廃棄自動車等の産業廃棄物をシュレッダで破砕処理をしたものであり、発砲ウレタン、合成樹脂、繊維、金属類、ガラス、ワイヤーハーネス等を含んでいる。シュレッダダストの処理システム１は、そのようなシュレッダダスト１０を積んだトラック５０を受け入れるプラットホーム５１と、シュレッダダスト１０をシュレッダダストの処理システム１に投入するホッパ６０を備えている。そして、ホッパ６０と篩別装置２０との間にはホッパ６０内に投入されたシュレッダダスト１０を篩別装置２０まで搬送するためのコンベア７１が配置されている。本実施形態においてコンベア７１はベルトコンベアであるが、シュレッダダスト１０を搬送可能であればベルトコンベアに限らず、チェーンコンベア等各種のコンベアを採用可能である。

上述のように篩別装置２０は、ホッパ６０に投入されたシュレッダダスト１０をそのサイズによって篩別する装置である。具体的には、図２に示すようないわゆるトロンメル型の篩別装置である。すなわち、篩別装置２０は、３〜１０°程度の傾斜角を有して回転可能に配置された円筒状の回転ドラム２１を備えており、その一端側に投入口２６が設けられ、他端側には排出口２７が設けられている。回転ドラム２１の周面には投入口２６側に最小メッシュサイズの孔部２３ａが多数穿設されていると共に、排出口２７側には最小メッシュサイズよりも大きいメッシュサイズの孔部２３ｂが多数穿設されている。そして、最小メッシュサイズの孔部２３ａが形成されている範囲の回転ドラム２１の下部側にはホッパ２９ａが配置され、それよりも大きなメッシュサイズの孔部２３ｂが形成されている範囲の回転ドラム２１の下部側にはホッパ２９ｂが配置され、排出口２７の下部側にはホッパ２９ｃがそれぞれ配置されている。これにより、投入口２６からシュレッダダスト１０を投入して回転ドラム２１を回転させると、孔部２３ａのメッシュサイズ以下のシュレッダダスト１０ａは孔部２３ａを通過して落下する。それらはホッパ２９ａによって集められてシュレッダダスト１０ａとなる。そして、このシュレッダダスト１０ａは投入装置９によって図示しないガス化溶融炉に直接投入され処理される。尚、シュレッダダスト１０ａは図示しないハンギングマグネットによって鉄類を除去した後図示しないガス化溶融炉に投入するように構成することもできる。

一方、孔部２３ａを通過しなかったシュレッダダストはさらに排出口２７方向に運ばれ、孔部２３ｂのメッシュサイズを通過する大きさのシュレッダダストがホッパ２９ｂ内に落下して集められ、シュレッダダスト１０ｂとなる。そして、ホッパ２９ｂに集められたシュレッダダスト１０ｂは、鉄類除去ライン３に運ばれる。一方、孔部２３ａ、２３ｂのいずれをも通過しなかった大きなサイズのシュレッダダスト１０ｆは、回転ドラム２１の反対側の端面に設けられた排出口２７から排出されホッパ２９ｃに集められる。

篩別装置２０の孔部２３ａ、２３ｂの形状は円形、方形のいずれでもよいが、孔部２３ａのメッシュサイズはその最大長さが４０ｍｍ、孔部２３ｂのサイズはその最大長さが２４０ｍｍであり、それによってシュレッダダストを４０ｍｍ以下、４０−２４０ｍｍ、２４０ｍｍ以上のサイズに篩別する。
ここで、４０ｍｍ以下のシュレッダダスト１０と、４０ｍｍ以上のシュレッダダスト１０とを１：１の重量比（体積比で７：３）で混合したものを分球したところ、４０ｍｍ以下のシュレッダダスト１０は嵩比重が０．２５５から０．３４４まで増加させることができ、４０ｍｍ以上のシュレッダダスト１０の嵩比重は０．２５５から０．２０２と小さくなった。これは、細かいシュレッダダスト１０が除去されてサイズの大きいシュレッダダスト１０だけが分別されたからであり、その結果、ガス化溶融路で処理可能な４０ｍｍ以下のサイズのシュレッダダスト１０を粉砕機７にかけることがなくなるのでその分サイズの大きいシュレッダダスト１０だけを粉砕機７で処理すればよいことになる。そのため、従来よりも粉砕機７での処理効率がアップする。サイズ４０ｍｍによる分球で処理量を約１０〜２０％増加させることができる。

次に、シュレッダダストの処理システム１は篩別装置２０によって分別されたシュレッダダスト１０から鉄類を除去する鉄類除去ライン３を備えており、鉄類除去ライン３は、篩別装置２０の孔部２３ｂによって分別されたシュレッダダスト１０ｂをコンベア７２によって搬送しながら磁選機３ａによって鉄類の除去を行う。ここで、磁選機３ａは、永久磁石又は電磁石によってシュレッダダスト１０ｂに含まれている鉄類の回収を行う。本実施形態ではベルトコンベア７２によって搬送されてくるシュレッダダスト１０ｂをその途中で磁選機３ａにかけることによって鉄類を取り除くようになっている。

次に、シュレッダダストの処理システム１は、振動によって篩う振動篩機４を備えており、磁選機３ａによって鉄類が除去されたシュレッダダスト１０ｃは振動篩機４によってさらにゴムや樹脂等のダストが分別される。振動篩機４は、僅かに傾斜が与えられた振動台を細かく振動させることにより振動台上に乗せられたシュレッダダスト１０ｂに含まれる比較的軽いゴムや樹脂等のダストを下側へ誘導し、銅等の非鉄金属を含むダストを上流側へ誘導して分別するものである。これにより、さらに品位の高い分別を行うことができる。

次に、シュレッダダストの処理システム１は、非鉄金属類除去ライン５を備えており、鉄類が除去されたシュレッダダスト１０ｃからさらに非鉄金属類の除去を行う。非鉄金属類の除去は、例えば、鉄類が除去されたシュレッダダスト１０ｃを図示しないロッドミル又はボールミルで処理することにより樹脂やガラス類は細かく粉砕され、金属類はその延性・展性により面積が増大するのでそれを図示しない篩で分別することによって行うことができる。また、それらを篩で処理する代わりに手作業で選別することも、さらには鉄類が除去されたシュレッダダスト１０ｃから直接手作業で非鉄金属類を分別除去することもできる。

次に、シュレッダダストの処理システム１は、鉄類及び非鉄金属類が除去されたシュレッダダスト１０ｄを粉砕する粉砕機７を備えており、非鉄金属除去ライン５によって鉄類及び非鉄金属類が除去されたシュレッダダスト１０ｄをさらに細かく粉砕し、上述した篩別装置２０によって篩別された最小サイズのメッシュを通過するサイズのシュレッダダスト１０ａとほぼ同じサイズに粉砕する。本実施形態では、篩別装置２０の孔部２３ａを通過可能なサイズである４０ｍｍ以下のサイズに粉砕される。シュレッダダスト１０ｄの粉砕機７への供給は、シュレッダダスト１０ｄを一旦非鉄金属除去ライン５の下流側に設けられたホッパ６３に貯え、このホッパ６３からシュレッダダスト１０ｄを切り出してコンベア７４で粉砕機７まで搬送するようになっている。一方、篩別装置２０の排出口２７から排出され、ホッパ２９ｃに集められた最も大きなサイズのシュレッダダスト１０ｆもベルトコンベア７５、７６を介してホッパ６３に運び、シュレッダダスト１０ｄと共に粉砕機７によって最小メッシュサイズ以下に粉砕されるようになっている。

粉砕機７では、粉砕による減容化を行うに際して発生する摩擦熱及びせん断熱によってシュレッダダスト１０ｄに含まれる水分を除去することが可能であり、容積も約１／３程度に圧縮することができる。そして、粉砕機７によって４０ｍｍ以下に粉砕されたシュレッダダスト１０ｄは、篩別装置２０の孔部２３ａを通過して篩別されたシュレッダダスト１０ａと共に、投入装置９によって図示しないガス化溶融炉に投入され処理される。

次に、本発明に係るシュレッダダストの処理方法の好ましい一実施形態について上述したシュレッダダストの処理システム１の動作と共に説明する。
初めに、発砲ウレタン、合成樹脂、繊維、金属類、ガラス、ワイヤーハーネス等を含む廃棄自動車等の産業廃棄物をシュレッダで破砕処理したシュレッダダスト１０をトラック５０によってプラットホーム５１に運び込みホッパ６０に投入して処理を開始する（ステップＳ０）。

ホッパ６０に投入されたシュレッダダスト１０をコンベア７１によって篩別装置２０まで搬送し、シュレッダダスト１０の篩別を行う（ステップＳ１）。篩別装置２０はサイズの異なるメッシュを備えたトロンメル型の篩別装置であり、シュレッダダスト１０を投入して回転ドラム２１を回転させると、回転ドラム２１の側面に穿設された最小サイズのメッシュである孔部２３ａを通過するサイズのシュレッダダスト１０ａはホッパ２９ａ内に落下して集められる。一方、孔部２３ｂを通過して篩別されたシュレッダダスト１０ｂはホッパ２９ｂによって集められて鉄類除去ライン３に運ばれる。そして、孔部２３ａ、２３ｂを通過しないサイズのシュレッダダスト１０ｆは排出口２７から排出されてホッパ２９ｃに集められる。尚、ここでの篩別は篩別装置２０の孔部２３ａのサイズを直径４０ｍｍ、孔部２３ｂのサイズを２４０ｍｍとし、４０ｍｍ以下、４０−２４０ｍｍ、２４０以上を境に篩別を行うと良い。これにより、上述のように従来よりも約１０〜２０％のシュレッダダスト１０の処理量を増加させることができる。

次に、鉄類除去ライン３に送られたシュレッダダスト１０ｂは、コンベア７２によって搬送されながら磁選機３ａによって鉄類の除去が行われる（ステップＳ２）。磁選機３ａによって鉄類が除去されたシュレッダダスト１０ｃは次に振動篩機４に送られ、振動篩機４によってゴムや樹脂等のダストが分別される。振動台上に乗せられたシュレッダダスト１０ｂに含まれる比較的軽いゴムや樹脂等のダストは下側へ、銅等の非鉄金属を含むダストは上流側へ誘導されて品位の高い分別が行われる。

振動篩機４によってゴムや樹脂等のダストが除去されたシュレッダダスト１０ｃは、さらに非鉄金属類の除去が行われる（ステップＳ３）。非鉄金属類の除去は、例えば、図示しないロッドミル又はボールミルで処理するか又は手作業で行うこともできる。

鉄類及び非鉄金属類が除去されたシュレッダダスト１０ｄは一旦ホッパ６３に貯え、そこから所定量づつ粉砕機７に送り、篩別装置２０の最小サイズのメッシュを通過したシュレッダダスト１０ａとほぼ同じサイズになるように粉砕を行う（ステップＳ４）。本実施形態では、篩別装置２０での篩別サイズである４０ｍｍ以下のサイズに粉砕する。このとき、粉砕機７による粉砕に際して発生する摩擦熱及びせん断熱によってシュレッダダスト１０ｄに含まれる水分が除去され、容積も約１／３程度に圧縮される。一方、篩別装置２０のメッシュを通過せず排出口２７から排出されたシュレッダダスト１０ｆは、ベルトコンベア７５、７６を介してシュレッダダスト１０ｄと共にホッパ６３に貯えられて粉砕機７で粉砕（Ｓ４）される。

粉砕機７によって４０ｍｍ以下に粉砕されたシュレッダダスト１０ｅは、篩別装置２０によって篩別されたシュレッダダスト１０ａと共に、投入装置９を介して図示しないガス化溶融炉に投入され処理される（ステップＳ５）。

以上のように、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能であることはいうまでもない。

本発明に係るシュレッダダストの処理システムの一実施形態におけるブロック図である。 篩別装置の概略斜視図である。 本発明に係るシュレッダダストの処理方法の一実施形態におけるフローチャートである。

符号の説明

１ シュレッダダストの処理システム
３ 鉄類除去ライン
３ａ 磁選機
４ 振動篩機
５ 非鉄金属除去ライン
７ 粉砕機
９ 投入装置
１０、１０ａ〜１０ｆ シュレッダダスト
２０ 篩別装置
２１ 回転ドラム
２３ａ、２３ｂ 孔部
２６ 投入口
２７ 排出口

Claims (2)

1. 産業廃棄物を粉砕したシュレッダダストをガス化溶融炉によって効率的に処理するためのシュレッダダストの処理方法において、
   投入口側と排出口側とでサイズの異なるメッシュを備えた篩別手段によって前記シュレッダダストを少なくとも３種類のサイズに篩別する工程と、
   サイズの異なるメッシュのうち最小サイズである４０ｍｍのメッシュを通過して篩別されたシュレッダダストをガス化溶融炉で処理する工程と、
   前記最小サイズのメッシュよりも大きいサイズである２４０ｍｍのメッシュを通過して篩別されたシュレッダダストから、鉄類、非鉄類を除去し、さらに粉砕装置によって前記篩別手段における最小サイズである４０ｍｍのメッシュを通過可能となるように粉砕した後、前記ガス化溶融炉で処理する工程と、
   前記篩別手段のメッシュを通過しない２４０ｍｍを超えるサイズのシュレッダダストを除去する工程と、
   前記篩別手段のメッシュを通過しない２４０ｍｍを超えるサイズのシュレッダダストを当該篩別手段の最小サイズである４０ｍｍのメッシュを通過可能となるように粉砕した後、前記ガス化溶融炉で処理する工程と、
   を含み構成されてなることを特徴とするシュレッダダストの処理方法。
2. 産業廃棄物を粉砕したシュレッダダストをガス化溶融炉によって効率的に処理するためのシュレッダダストの処理システムにおいて、
   投入口側と排出口側とでサイズの異なるメッシュを備え、前記シュレッダダストを少なくとも３種類のサイズに篩別可能な篩別手段と、
   サイズの異なるメッシュのうち最小サイズである４０ｍｍのメッシュよりも大きいサイズである２４０ｍｍのメッシュを通過して篩別されたシュレッダダストから鉄類を除去する鉄類除去ラインと、
   鉄類が除去された前記シュレッダダストからさらに非鉄金属類を除去する非鉄金属除去ラインと、
   鉄類及び非鉄金属類が除去された前記シュレッダダスト及び前記篩別手段のメッシュを通過しない２４０ｍｍを超えるサイズのシュレッダダストを前記篩別手段における最小サイズである４０ｍｍのメッシュを通過可能なサイズとなるように粉砕する粉砕手段と、
   前記篩別手段における最小サイズのメッシュを通過したシュレッダダスト及び前記粉砕手段によって前記篩別手段における最小サイズのメッシュを通過可能なサイズとなるように粉砕されたシュレッダダストをガス化溶融炉へ投入する投入手段と、
   を含み構成されてなることを特徴とするシュレッダダストの処理システム。

Images