上記従来の燃料の製造方法は、燃料の発熱量を安定して確保するためには、材料に用いる廃プラスチックの材質が均一であることが求められる。このため、例えば一定の材質の包装容器が排出される事業者から収集した廃プラスチックや、高度に分別された廃プラスチックが材料として使用されることが多い。
このように、燃料の材料として用いられる廃棄物は、材質が均一であることが求められるため、廃プラスチックにがれきや金属等の不燃物が混合して排出された混合廃棄物は、再生利用の用途が無く、多くが埋め立て処分に付されている。
そこで、本発明の課題は、従来は埋め立て処分に付されていた廃棄物を用いて、燃料を製造することができる製造方法及び製造プラントを提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明の廃棄物を用いた燃料の製造方法は、不燃物と可燃物が混在する混合廃棄物を受け入れる受入工程と、
上記受入工程で受け入れた被処理物を、揺動選別機により軽量物と細粒物と重量物とに選別する揺動選別工程と、
上記揺動選別工程で選別された重量物から、光学式選別機により植物系物質とプラスチックを選別する第1光学選別工程と、
上記揺動選別工程で選別された細粒物を、篩体で通過物と残留物とに篩い分ける篩工程と、
上記揺動選別工程で選別された軽量物と、上記篩工程で篩い分けられた残留物とを合流する第1合流工程と、
上記第1合流工程で合流された被処理物から、光学式選別機により植物系物質とプラスチックを選別する第2光学選別工程と、
上記第1光学選別工程で選別されたプラスチックと、上記第2光学選別工程で選別されたプラスチックとを合流する第2合流工程と、
上記第1光学選別工程で選別された植物系物質と、上記第2光学選別工程で選別された植物系物質とを合流する第3合流工程と、
上記第2合流工程で合流されたプラスチックを、第1燃料として収集する第1燃料収集工程と、
上記第3合流工程で合流された植物系物質を、第2燃料として収集する第2燃料収集工程と
を備えることを特徴としている。
上記構成によれば、不燃物と可燃物が混在する廃棄物である混合廃棄物が、受入工程で受け入れられる。混合廃棄物は、不燃物と可燃物が混在して排出されたものであれば、一般廃棄物及び産業廃棄物のいずれも該当し、従来は埋め立て等の最終処分に付されていた廃棄物である。上記受入工程で受け入れられた被処理物が、揺動選別工程で、揺動選別機により軽量物と細粒物と重量物とに選別される。上記揺動選別工程で選別された重量物から、第1光学選別工程で、光学式選別機により植物系物質とプラスチックが選別される。上記揺動選別工程で選別された細粒物が、篩工程で、篩体によって通過物と残留物とに篩い分けられる。上記揺動選別工程で選別された軽量物と、上記篩工程で篩い分けられた残留物とが、第1合流工程で合流する。第2光学選別工程により、上記第1合流工程で合流された被処理物から、光学式選別機により植物系物質とプラスチックが選別される。上記第1光学選別工程で選別されたプラスチックと、上記第2光学選別工程で選別されたプラスチックとが、第2合流工程で合流する。上記第1光学選別工程で選別された植物系物質と、上記第2光学選別工程で選別された植物系物質が、第3合流工程で合流する。上記第2合流工程で合流されたプラスチックが、第1燃料収集工程で第1燃料として収集される。また、上記第3合流工程で合流された植物系物質が、第2燃料収集工程で第2燃料として収集される。このように、従来は埋め立て等の最終処分に付されていた混合廃棄物に、揺動選別工程と、第1光学選別工程と、篩工程と、第1合流工程と、第2光学選別工程と、第2合流工程と、第3合流工程を行うことにより、第1燃料収集工程でプラスチックを材料とする第1燃料を得ることができると共に、第2燃料収集工程で植物系物質を材料とする第2燃料を得ることができる。第1燃料は、プラスチックが主体であるので、6000~10000kcal/kgの高位発熱量が安定して得られる。第2燃料は、植物系物質が主体であるので、3000~6000kcal/kgの低位発熱量が安定して得られる。こうして、例えば発電や、セメントの製造等に使用可能な燃料を、混合廃棄物から安定して製造することができ、廃棄物の有効な再利用を行うことができる。ここで、植物系物質には、紙、木屑及び木片等が該当する。
一実施形態の廃棄物を用いた燃料の製造方法は、上記受入工程と揺動選別工程の間に、受け入れられた被処理物を破砕する破砕工程を備える。
上記実施形態によれば、上記受入工程で受け入れられた被処理物である混合廃棄物を、破砕工程で破砕することにより、寸法を減少させると共に、絡まった被処理物を解すことができる。したがって、上記揺動選別工程以降の各工程による選別の精度を向上できる。
一実施形態の廃棄物を用いた燃料の製造方法は、上記破砕工程と揺動選別工程の間に、破砕された被処理物から付着物を除去する付着物除去工程を備える。
上記実施形態によれば、上記破砕工程で破砕された被処理物から、付着物除去工程で付着物を除去することにより、上記揺動選別工程以降の各工程による選別の精度を向上できると共に、第1燃料及び第2燃料に混入する不純物の量を低減できる。ここで、付着物除去工程では、例えば回転式選別機を用いて、被処理物から付着物を除去することができる。
一実施形態の廃棄物を用いた燃料の製造方法は、上記揺動選別工程と第1光学選別工程の間に、上記重量物から金属を除去する第1金属除去工程を備える。
上記実施形態によれば、揺動選別工程で選別された重量物が、第1金属除去工程で金属が除去された後に、第1光学選別工程に送られる。したがって、第1燃料及び第2燃料に混入する金属を効果的に削減できる。
一実施形態の廃棄物を用いた燃料の製造方法は、上記第1合流工程と第2光学選別工程の間に、被処理物から金属を除去する第2金属除去工程を備える。
上記実施形態によれば、揺動選別工程で選別された軽量物と篩工程で篩い分けられた残留物とが合流してなる被処理物が、第2金属除去工程で金属が除去された後に、第2光学選別工程に送られる。したがって、第1燃料及び第2燃料に混入する金属を効果的に削減できる。
一実施形態の廃棄物を用いた燃料の製造方法は、上記第1光学選別工程で選別されたプラスチックから、光学式選別機によって更にプラスチックを選別する第3光学選別工程を備え、
上記第2合流工程は、上記第2光学選別工程で選別されたプラスチックと、上記第3光学工程で選別されたプラスチックとを合流する。
上記実施形態によれば、第1光学選別工程で選別されたプラスチックから、第3光学選別工程で光学式選別機により更にプラスチックを選別し、この第3光学選別工程で選別されたプラスチックと、第2光学選別工程で選別プラスチックとを、第2合流工程で合流する。したがって、第1燃料に占めるプラスチックの割合を高めて、安定した品質の第1燃料が得られる。
一実施形態の廃棄物を用いた燃料の製造方法は、上記第2合流工程で合流されたプラスチックから、光学式選別機によって更にプラスチックを選別する第4光学選別工程を備え、
上記第1燃料収集工程は、上記第4光学選別工程で選別されたプラスチックを、第1燃料として収集する。
上記実施形態によれば、第2合流工程で合流されたプラスチックから、第4光学選別工程で光学式選別機によって更にプラスチックが選別され、この第4光学選別工程で選別されたプラスチックが第1燃料として収集される。したがって、第1燃料に占めるプラスチックの割合を高めて、安定した品質の第1燃料が得られる。
一実施形態の廃棄物を用いた燃料の製造方法は、上記第2合流工程で合流されてプラスチックの含有割合が所定値以下の被処理物と、上記第3合流工程で合流されて植物系物質の含有割合が所定値以下の被処理物とを混合して混合燃料を製造する混合燃料製造工程を備える。
上記実施形態によれば、混合燃料製造工程で、第2合流工程で合流されてプラスチックの含有割合が所定値以下の被処理物と、第3合流工程で合流されて植物系物質の含有割合が所定値以下の被処理物とを混合して混合燃料を製造することにより、発熱量が、植物系物質の発熱量よりも大きく、かつ、プラスチックの発熱量よりも小さい燃料が得られる。また、第1燃料の発熱量と、第2燃料の発熱量を安定させることができる。
本発明の廃棄物を用いた燃料の製造プラントは、不燃物と可燃物が混在する混合廃棄物を破砕する破砕機と、
上記破砕機で破砕された被処理物を、軽量物と細粒物と重量物とに選別する揺動選別機と、
上記揺動選別機で選別された重量物から、金属を選別する第1金属選別機と、
上記第1金属選別機で金属が除去された被処理物から、植物系物質とプラスチックを選別する第1光学式選別機と、
上記揺動選別機で選別された細粒物を、篩体により通過物と残留物とに篩い分ける篩機と、
上記揺動選別機で選別された軽量物と、上記篩機で篩い分けられた残留物とを合流してなる被処理物から、金属を選別する第2金属選別機と、
上記第2金属選別機で金属が除去された被処理物から、植物系物質とプラスチックを選別する第2光学式選別機と
を備えることを特徴としている。
上記構成によれば、不燃物と可燃物が混在する廃棄物である混合廃棄物が、破砕機で破砕される。混合廃棄物は、不燃物と可燃物が混在して排出されたものであれば、一般廃棄物及び産業廃棄物のいずれも該当し、従来は埋め立て等の最終処分に付されていた廃棄物である。上記破砕機で破砕された被処理物が、揺動選別機により、軽量物と細粒物と重量物とに選別される。上記揺動選別機で選別された重量物から、第1金属選別機により、金属が選別される。上記第1金属選別機で金属が除去された被処理物から、第1光学式選別機により、植物系物質とプラスチックが選別される。上記揺動選別機で選別された細粒物が、篩機により、篩体の通過物と残留物とに篩い分けられる。上記揺動選別機で選別された軽量物と、上記篩機で篩い分けられた残留物とを合流してなる被処理物から、第2金属選別機により、金属が選別される。上記第2金属選別機で金属が除去された被処理物から、第2光学式選別機により、植物系物質とプラスチックが選別される。上記第2光学式選別機で選別されたプラスチックと、上記第1光学式選別機で選別されたプラスチックとが、第1燃料として収集される。また、上記第2光学式選別機で選別された植物系物質と、上記第1光学式選別機で選別された植物系物質とが、第2燃料として収集される。このように、従来は埋め立て等の最終処分に付されていた混合廃棄物に対して、揺動選別機と、第1光学式選別機と、篩機と、第2光学式選別機とで処理を行うことにより、プラスチックを材料とする第1燃料を得ることができると共に、植物系物質を材料とする第2燃料を得ることができる。第1燃料は、プラスチックを主な材料とするので、6000~10000kcal/kgの高位発熱量が安定して得られる。第2燃料は、植物系物質を主な材料とするので、3000~6000kcal/kgの低位発熱量が安定して得られる。こうして、例えば発電や、セメントの製造等に使用可能な燃料を、混合廃棄物から安定して製造することができ、廃棄物の有効な再利用を行うことができる。ここで、植物系物質には、紙、木屑及び木片等が該当する。
一実施形態の廃棄物を用いた燃料の製造プラントは、上記揺動選別機が、複数の透孔を有すると共に長手方向の両側に鋸状の係止歯が設けられた複数の短冊状篩体を水平面に対して傾斜させた姿勢で上下前後に揺動駆動すると共に、上記短冊状篩体の上側に後方から前方に向かって空気流を形成し、上記複数の短冊状篩体上に投入された被処理物を、上記短冊状篩体に対して長手方向の下端から落下する重量物と、上記係止歯又は空気流により傾斜方向の上側に送られて短冊状篩体の長手方向の上端から落下する軽量物と、上記短冊状篩体を通過する細粒物とに選別するように構成されている。
上記実施形態によれば、複数の短冊状篩体上に投入された被処理物のうち、重量物が、上記短冊状篩体の表面に沿って下方に移動し、長手方向の下端から落下する。また、軽量物が、短冊状篩体の係止歯又は空気流により、短冊状篩体の上を傾斜方向の上側に送られて、短冊状篩体の上端から落下する。また、細粒物が、上記短冊状篩体の透孔を通過して落下する。このようにして、被処理物が、重量物と軽量物と細粒物とに効果的に選別される。
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
本発明の実施形態の廃棄物を用いた燃料の製造プラントは、本発明の廃棄物を用いた燃料の製造方法を実施するものであり、従来は最終処分に付されていた混合廃棄物を用いて燃料を製造するものである。混合廃棄物としては、例えば建造物の建設又は解体に伴って発生する建設系混合廃棄物が存在する。建設系混合廃棄物は、建造物の建設又は解体に伴って発生する廃棄物であり、コンクリート片、木屑、金属屑、廃石膏ボード、廃プラスチック、紙くず、ガラスや陶器の破片等の多くの材質のものが混在している。また、混合廃棄物としては、他の産業で発生し、種類の異なる複数の廃棄物が混合したものが該当する。混合廃棄物は、異なる材質の物質が混在するので再利用が困難であり、埋め立て等による最終処分が行われている。本実施形態の廃棄物を用いた燃料の製造プラントは、このように多くの材質のものが混在する混合廃棄物から、燃料を製造する。本実施形態の燃料の製造プラントで製造する燃料は、主に、プラスチックを主体とする第1燃料と、植物系物質を主体とする第2燃料である。また、プラスチックと植物系物質が混合した混合燃料を製造する。
図1のブロック図に示すように、この廃棄物を用いた燃料の製造プラント1は、前処理ライン2と、揺動選別ライン3と、第1光学選別ライン4と、篩選別ライン5と、第2光学選別ライン6と、第3光学選別ライン7と、第4光学選別ライン8を備える。前処理ライン2は、混合廃棄物が受け入れられ、受け入れられた混合廃棄物の粗破砕と、混合廃棄物に付着した土砂や小石の除去を行う。揺動選別ライン3は、粗破砕された混合廃棄物を、重量物、細粒物及び軽量物に選別する。第1光学選別ライン4は、揺動選別ライン3で選別された重量物に対して、近赤外線を用いた光学選別を行い、プラスチックと植物系物質を選別する。篩選別ライン5は、揺動選別ライン3で選別された細粒物に対して、振動篩機等により、所定の粒径以上のものを選別する。第2光学選別ライン6は、揺動選別ライン3で選別された軽量物と、篩選別ライン5による選別物とに対して、近赤外線を用いた光学選別を行い、プラスチックと植物系物質を選別する。第3光学選別ライン7は、第1光学選別ライン4で選別されたプラスチックに対して、近赤外線を用いた光学選別を行い、プラスチックを抽出する。第4光学選別ライン8は、上記第2光学選別ライン6で選別されたプラスチックと、上記第3光学選別ライン7で選別されたプラスチックに対して、近赤外線を用いた光学選別を行い、プラスチックと植物系物質とを選別する。この第4光学選別ライン8で選別されたプラスチックが、第1燃料として収集される。一方、上記第1光学選別ライン4で選別された植物系物質と、上記第2光学選別ライン6で選別された植物系物質と、第4光学選別ライン8で選別された植物系物質とが、第2燃料として収集される。以下、各ラインの構成と、各ラインで行われる工程の詳細を説明する。
図2は、前処理ライン2と、揺動選別ライン3と、篩選別ライン5を示す模式図である。前処理ライン2では、まず、混合廃棄物が、受入工程により製造プラントに受け入れられる。この後、前処理ライン2では、製造プラント1に受け入れられて図示しない載置場所に載置されていた混合廃棄物を粗破砕し、粗破砕した被処理物から土砂を除去する。前処理ライン2で処理される混合廃棄物は、一定の寸法を超えるコンクリート塊や鉄骨屑等の重量物は、予め除去されている。
前処理ライン2では、まず、載置場所に載置された混合廃棄物が、粗破砕機11に投入される。粗破砕機11は、混合廃棄物の粗破砕を行うものであり、多様な寸法の物質が混在する被処理物が、実質的に150mm以下の寸法に破砕される。この粗破砕機11により破砕工程が行われる。粗破砕機11は、下方に狭くなった処理空間を形成する傾斜側板付きホッパを有したケーシング内に、回転駆動される2つのロータを収容して構成されている。ロータは、長手方向に向かうにつれて周方向に位相をずらして固定された複数の回転刃が周面に固定されており、水平方向に互いに平行に配列される。2つのロータは、互いに逆回りに回転駆動され、互いの間に被処理物を噛み込んで破砕するように形成されている。なお、粗破砕機11として、公知のハンマークラッシャーやロータリスクリュークラッシャーを用いてもよい。スクリュークラッシャーは、二軸型と一軸型のいずれでもよい。
粗破砕機11のホッパの開口部には、粉塵吸引用のフードが設置されており、粗破砕機11に混合廃棄物が投入される際に生じる粉塵が、矢印V1で示すようにフードを通して吸引される。吸引された粉塵は、集塵ライン9に導かれて収集される。集塵ライン9は、廃棄物を用いた燃料の製造プラント1の各ラインで生じた粉塵を回収するものであり、サイクロンセパレータ23と、集塵機24と、粉塵を搬送するための空気を吸引する送風機26を備える。集塵ライン9に空気と共に導かれた粉塵は、まずサイクロンセパレータ23で粒径の比較的大きい塵が収集される。サイクロンセパレータ23で収集された塵は、後に詳述する篩選別ライン5に導かれる。サイクロンセパレータ23で収集されずに残留した粒径の比較的小さい塵は、集塵機24で収集される。集塵機24で収集された塵は、塵回収容器25に収容されて回収され、埋め立て等の最終処分に付される。集塵機24で塵が除去された搬送空気は、送風機26に吸引されて大気に排出される。
粗破砕機11で粗破砕された被処理物は、前処理ライン2の回転篩機12に投入され、この回転篩機12で被処理物に付着した土砂が除去される。回転篩機12は、所定寸法の目開きを有する円筒状の篩体が、中心軸を水平面に対して傾斜した状態で、上記中心軸回りに回転駆動されるように配置されている。上記篩体の内側に、傾斜方向の上側である一端面から被処理物が投入され、この被処理物が回転する篩体内を通過する際に、目開き寸法よりも小さい小径物と、目開き寸法よりも大きい大径物とに選別される。小径物は、篩体を通過して下方に落下する一方、大径物は篩体の傾斜方向の下側である他端面から排出される。回転篩機12で選別された小径物は、砂や小石を含む土砂であり、土砂回収容器13に回収される。この回転篩機12により付着物の土砂を除去する工程が、付着物除去工程に該当する。回転篩機12で選別された大径物は、揺動選別ライン3に導かれる。
揺動選別ライン3では、前処理ライン2の回転篩機12で選別された大径物である被処理物が、揺動選別機14に導かれる。揺動選別機14は、被処理物を、軽量物と、重量物と、細粒物に分別する。軽量物は、かさ比重が比較的小さいものであり、主に、シート状の紙や布やプラスチック、及び、繊維屑等の可燃物が多くを占める。重量物は、かさ比重が比較的大きいものであり、木片や、合成樹脂製の容器やボトル等の可燃物が含まれる。また、寸法の比較的大きい金属や陶器やガラス等の不燃物が含まれる。細粒物は、真比重が比較的大きくて小径のものであり、金属の粒や、陶器の粒や、土砂等が含まれる。
揺動選別機14は、図3の縦断面図に示すように、前側が後側よりも上方に位置するように傾斜して支持され、前側部分の上部が他の部分よりも突出して形成された大略箱状のケーシング36と、このケーシング36内に長手方向が傾斜して配列され、下方から上方に向かって被処理物に送りを掛けるように揺動する複数の短冊状の篩板37,37,37,・・・を備える。ケーシング36は、上部の長手方向の中央に設けられた投入口38と、下部の長手方向の一端側に設けられた重量物排出口39と、下部の長手方向の中央に設けられた細粒物排出口40と、この細粒物排出口40よりも上方に位置して長手方向の他端側に設けられた軽量物排出口41を有する。また、ケーシング36の後端部と上部に、ケーシング36内に空気流を形成する第1送風部50と第2送風部51が設けられている。
ケーシング36の前側部分の上部には、ケーシング36内の空気を排出する排気口42が設けられている。ケーシング36の前端部36aの内側面は、後述する第1送風部50や第2送風部51からの空気が排気口42の方向に流れるように、法線が篩板37の延在する面よりも上方を向くように傾斜している。すなわち、ケーシング36の前端部36aの内側面が、少なくとも第1送風部50の吹き出しノズルから篩板37と平行の延長上の位置と、第2送風部51の吹き出しノズルから篩板37と平行の延長上の位置において、法線が篩板37の延長面に関して上方を向くように傾斜している。
篩板37は、パンチングボードや格子板で形成された短冊状のスクリーンと、スクリーンの長手方向の両側に設けられた鋸歯部材を有する。スクリーンには、10mm以上35mm以下の寸法の複数の篩孔が設けられている。スクリーンの表面には、スクリーンの法線方向に立設されて幅方向に延びる複数の幅方向版が、スクリーンの長手方向に所定間隔を置いて配置されている。鋸歯部材は、長手方向視においてスクリーンと直角に立設され、側面視における上端縁が、急勾配の前側の峰と緩勾配の後側の峰とが交互に連なる鋸歯形状に形成されている。この篩板37は、長手方向の両端の近傍に夫々配置された偏心軸受ユニット43,44によって揺動可能に支持されている。偏心軸受ユニット43,44は、ケーシング36の下部の前寄りと後寄りに配置された支持梁45,47に支持されている。
支持梁45,47は、偏心軸受ユニット43,44と共にケーシング36を支持しており、前側の支柱46と後側の支柱48によって夫々支持されている。前側の支柱46は、伸縮可能な入れ子構造で形成され、この支柱46の伸縮長さを調節することにより、ケーシング36と篩板37の傾斜角度が調節可能になっている。
上記篩板37の後側を支持する偏心軸受ユニット44に駆動力が入力される一方、上記篩板37の前側を支持する偏心軸受ユニット43は、篩板37の揺動時に従動するように形成されている。駆動側の偏心軸受ユニット44は、モータで回転駆動される円形状の偏心板と、この偏心板の外周を取り囲む短円筒形状の偏心旋回部材と、偏心板と偏心旋回部材との間に介在された転がり軸受とを有する。偏心板は駆動軸に固定され、この駆動軸には、複数の篩板37,37,37,・・・の偏心軸受ユニット44が共通して固定されている。従動側の偏心軸受ユニット43は、駆動側の偏心軸受ユニット44と同様の偏心板及び偏心旋回部材を有している。偏心板は、支持梁45上に回転自在に支持された支持軸に固定されている。駆動側の偏心軸受ユニット44は、駆動軸がモータで回転駆動されると、偏心板が駆動軸回りに偏心回転し、これ伴って偏心旋回部材が駆動軸を中心に偏心旋回する。これにより、偏心旋回部材に連結された篩板37が上下前後に揺動する。各篩板37は、隣接する篩板37に対して180度の位相差を有するように設定されている。したがって、ある篩板37が最上点に位置するときには、それに隣接する篩板37が最下点に位置するように動作する。
ケーシング36の後端部に設けられた第1送風部50は、揺動駆動される篩板37の表面の近傍に、後方から前方に向かう空気流を形成し、篩板37による軽量物58の送り動作を補助するものである。この第1送風部50は、図示しない送風機に接続された送風管と、この送風管に接続されて幅方向に延びる細長の矩形状の開口を有する吹き出しノズルを含んで形成されている。第1送風部50は、ケーシング36の後端部の幅方向に2つ配置されている。図3に示すように、この第1送風部50から矢印J1で示すように吹き出された風は、矢印K1で示すように、篩板37の表面の近傍を、この篩板37と略平行に流れる。
ケーシング36の上部に設けられた第2送風部51は、ケーシング36内の投入口38の近傍に、投入口38の後側から前側に向かって空気流を形成し、この投入口38から投入される被処理物55を解すものである。この第2送風部51は、図示しない送風機に接続された送風管と、この送風管に接続されて幅方向に延びる細長の矩形状の開口を有する吹き出しノズルを含んで形成されている。吹き出しノズルの開口部分は、ケーシング36の平面視において、矩形状を有する投入口38の幅方向に延びる縁と平行に延在している。第2送風部51の吹き出しノズルは、ケーシング36の天面に、幅方向に2つ配置されている。図3に示すように、この第2送風部51から矢印J2で示すように吹き出された風により、投入口38を縦断するように後側から前側に向かう空気流が形成される。この空気流は、ケーシング36の平面視において、篩板37の延在方向と平行をなしている。第2送風部51から吹き出された風は、投入口38の近傍を流れた後、矢印K2で示すように、篩板37の上方を、この篩板37と略平行に流れる。
揺動選別機14が作動すると、上記構成の篩板37が揺動駆動され、矢印Eで示すように、投入口38からケーシング36内へ被処理物55が投入される。投入された被処理物は、第2送風部51からの風で解された後、揺動駆動される篩板37によって更に解される。解された被処理物のうち、土砂や釘等が篩板37の篩孔を通って下方に落下し、矢印Fで示すように、細粒物排出口40から細粒物57として排出される。また、投入された被処理物のうち、ガラス瓶やコンクリート片や石等が、篩板37の表面を重力によって転動又は滑動して後方に移動し、篩板37の後端縁から落下し、矢印Gで示すように、重量物排出口39から重量物56として排出される。ここで、重量物56は、金属片、陶器片、金物、空き缶、PETボトル、ブロック、石及び靴等の反発性のものである。また、投入された被処理物のうち、プラスチックシート、繊維屑及び紙等は、揺動駆動される篩板37による送り動作と、第1送風部50からの空気流によって篩板37上を前方に送られる。篩板37の前方に送られたプラスチックシート等は、前端縁から落下し、矢印Hで示すように、軽量物58として軽量物排出口41から排出される。ここで、軽量物58は、主に、繊維屑や紙やプラスチックのフィルム等のような非反発性のものである。こうして、被処理物55が、重量物56と、軽量物58と、細粒物57に選別される。すなわち、揺動選別機14による選別工程は、揺動選別工程に該当する。
上記揺動選別機14の作動中に、第1送風部50と第2送風部51から供給された風は、ケーシング36内を流れて前端部36aの内側面に衝突し、矢印M1及びM2に示すように流れの方向が上方向きに変化する。こうして流れが上向きに変化した空気は、ケーシング36の前側部分の上部内に配置されたフィルタ52を通り、矢印Nで示すように、排気口42から排出される。フィルタ52は、ケーシング36の前側部分の上部の突出部の内側に、ケーシング36の内部を横断するように配置されており、複数のフラットバーが格子状に配置されて形成されている。なお、フィルタ52は、パンチングメタル又はエキスパンドメタル等の網状体で形成されてもよく、複数のフラットバーや丸棒を互いに平行に配列して形成されてもよい。このフィルタ52は、上方向きの空気によって軽量物58が流された場合に、空気流がフィルタ52を通過する際に軽量物58を捕集する。フィルタ52で捕集された軽量物58は、第1送風部50や第2送風部51による送風が停止したときに、フィルタ52から離れて落下し、軽量物排出口41から排出される。
上記揺動選別機14の軽量物排出口41からは、第1送風部50と第2送風部51から供給された風の一部が排出される。この軽量物排出口41から排出された空気は、図2の矢印V2で示すように、軽量物排出口41の近傍に配置されたフードを介して吸引される。また、上記揺動選別機14の排気口42から排出された空気は、図2の矢印V3で示すように、ダクト等を通して吸引される。これらの軽量物排出口41と排気口42から吸引された空気は、集塵ライン9に導かれて塵が除去された後に、大気に放出される。上記集塵ライン9は、揺動選別機14から排出された空気と、粗破砕機11から導かれた空気とについて粉塵の除去を行うが、揺動選別機14から排出された空気と、粗破砕機11から導かれた空気とを、異なるサイクロンセパレータや集塵機に導いてもよい。
揺動選別機14によって選別された軽量物58は、ベルトコンベヤ15で搬送される。このベルトコンベヤ15には、篩選別ライン5の振動篩機20で選別された残留物が、矢印Aで示されるように投入される。このベルトコンベヤ15に振動篩機20の残留物が投入される工程が、第1合流工程に該当する。このベルトコンベヤ15の上方には、磁選機16が配置されており、ベルトコンベヤ15で搬送されている軽量物から鉄等の強磁性体が収集される。図4は、磁選機16を模式的に示す断面図である。この磁選機16は、2つの主ローラ61,61と、2つのスナップローラ62と、これらの主ローラ61及びスナップローラ62を取り囲むように巻き回された無端の送りベルト63と、2つの主ローラ61,61の間に、送りベルト63の内側面に近接して配置された電磁石65を有する。送りベルト63の外側面には、幅方向に延びる複数の桟64が設けられている。この磁選機16は、ベルトコンベヤ15の搬送ベルトの上方に近接して配置され、送りベルト63を一方の主ローラ61で駆動すると共に電磁石65に電流を印加して作動させる。磁選機16が作動すると、電磁石65で生成される磁力により、ベルトコンベヤ15の搬送ベルト上の被処理物の中の強磁性体が吸引される。電磁石65に向かって吸引された強磁性体は送りベルト63に接触し、この送りベルト63の桟によって主ローラ61の側に送られて電磁石65から遠ざかる。電磁石65から遠ざかった磁性体は、電磁石65から受ける磁力が減少して送りベルト63から離脱し、強磁性体収集容器17に収集されるようになっている。磁選機16で強磁性体が除去されてベルトコンベヤ15上に残留した被処理物は、矢印Cで示すように、ベルトコンベヤ15から第2光学選別ライン6に投入される。
揺動選別機14によって選別された細粒物57は、篩選別ライン5に導かれ、所定の寸法を基準に篩い分けられる。篩選別ライン5では、振動篩機20によって被処理物の篩い分けを行う。振動篩機20は、所定の目開き寸法を有する板状の篩体と、この篩体に振動を与える加振器を備え、上記篩体の一端が他端よりも高く配置されている。この振動篩機20に導かれた被処理物は、加振器によって振動する篩体上の一端側に投入され、篩体上を一端側から他端側に移動するに伴い、篩体を通過する通過物と、篩体上に残留する残留物とに分けられる。篩体の通過物は、砂や金属粒等の微細な不燃物であり、微細不燃物収集容器21に収集される。微細不燃物収集容器21に収集された微細な不燃物は、埋め立て等の最終処分に付される。篩体上に残留した残留物は、矢印Aで示すようにベルトコンベヤ15上に導かれ、揺動選別機14で選別された軽量物58と共に搬送される。このように、篩選別ライン5では本発明の篩工程が行われる。上記篩選別ライン5には、集塵ライン9のサイクロンセパレータ23で分離された塵も導かれて、篩体の通過物と残留物とに篩い分けられる。
図5は、第1光学選別ライン4と、第3光学選別ライン7を示す模式図である。第1光学選別ライン4は、揺動選別ライン3で選別された重量物から、プラスチックと植物系物質を選別する。第1光学選別ライン4は、揺動選別機14から重量物を搬送するベルトコンベヤ70と、ベルトコンベヤ70上の被処理物から強磁性体を選別する磁選機71と、ベルトコンベヤ70の下流側に連なるベルトフィーダ74及び振動フィーダ76と、振動フィーダ76で被処理物が投入される第1光学式選別機77を備える。
第1光学選別ライン4では、揺動選別機14によって選別された重量物56が、矢印Bで示すように、ベルトコンベヤ70上に投入される。ベルトコンベヤ70に投入されて搬送される被処理物は、ベルトコンベヤ70の搬送面の上方に配置された磁選機71により、強磁性体が除去される。磁選機71がベルトコンベヤ70上から抽出した強磁性体は、強磁性体収集容器72に収集される。この磁選機71による強磁性体の除去が、第1金属除去工程に該当する。ベルトコンベヤ70上から強磁性体が除去された被処理物は、ベルトフィーダ74に投入される。ベルトフィーダ74は、被処理物を搬送するコンベヤベルトと、コンベヤベルトの速度を調節する速度調整部を有する。ベルトフィーダ74は、被処理物の投入量に応じてコンベヤベルトの速度を調整し、被処理物を一定量だけ排出するように動作する。ベルトフィーダ74から排出された一定量の被処理物は、振動フィーダ76に受け取られ、この振動フィーダ76で第1光学式選別機77に供給される。
図6は、第1光学式選別機77を示す模式図である。この第1光学式選別機77は、近赤外線を用いて、被処理物を、紙や木等の植物系物質と、プラスチックと、植物系物質及びプラスチック以外のものに選別する。この第1光学式選別機77は、投入された被処理物を搬送する搬送コンベヤ151と、この搬送コンベヤ151の終端部の近傍に配置され、被処理物に電磁波としての近赤外線を照射し、その反射波を受ける光学ユニット152と、被処理物に圧縮空気を噴射する噴射部としての第1エアガン153A及び第2エアガン153Bと、光学ユニット152及び第1及び第2エアガン153A,153Bに接続された制御部154を備える。第1及び第2エアガン153A,153Bは、圧縮空気を供給する図示しないコンプレッサユニットに接続されている。光学ユニット152は、搬送コンベヤ151上の被処理物に近赤外線を照射する電磁波照射部としての近赤外線照射装置156と、被処理物で反射された近赤外線の反射波を受ける反射波検出部としての近赤外線カメラ157を有する。近赤外線照射装置156は、搬送コンベヤ151のベルトの進行方向の前後から近赤外線を出射する一対の発光装置が、搬送コンベヤ151のベルトの幅方向に複数個配列されて形成されている。近赤外線照射装置156の各対の発光装置の間に、下方からの近赤外線を受光するように、近赤外線カメラ157のレンズが配置されている。
この第1光学式選別機77は、被処理物が搬送コンベヤ151で搬送され、光学ユニット152の下方に達すると、光学ユニット152の近赤外線照射装置156が近赤外線を被処理物に照射し、照射された近赤外線が被処理物で反射してなる反射波を、近赤外線カメラ157のレンズが受ける。近赤外線カメラ157は、近赤外線の反射波を受け、近赤外線の反射波の波長及び強度を表す情報を制御部154に出力する。制御部154は、近赤外線カメラ157から入力された情報に基づき、個々の被処理物からの反射波の波長及び強度を解析し、スペクトル分布に基づいて被処理物の材質を判別する。
制御部154は、被処理物の材質が、紙や木等の植物系物質であると判別すると、この被処理物が搬送コンベヤ151の終端に達するタイミングで、第2エアガン153Bに作動信号Z2を出力して第2エアガン153Bを作動させる。第2エアガン153Bは、圧縮空気を植物系物質の被処理物に向けて噴射し、圧縮空気を受けた被処理物が吹き飛ばされて、矢印164で示すように、搬送コンベヤ151の終端から最も遠い植物系物質排出口161から排出される。一方、被処理物の材質がプラスチックである場合、被処理物が搬送コンベヤ151の終端に達するタイミングで、制御部154はいずれのエアガン153A,153Bも作動させない。これにより、被処理物は、搬送コンベヤ151の終端から、矢印163で示すように、慣性力と重力によって搬送コンベヤ151の終端から搬送方向へ多少離れた位置に落下し、プラスチック排出口160から排出される。被処理物の材質が植物系物質及びプラスチック以外である場合、制御部154は、第1エアガン153Aに作動信号Z1を出力して第1エアガン153Aを作動させる。第1エアガン153Aは、植物系物質及びプラスチック以外の被処理物が搬送コンベヤ151の終端から排出されるタイミングで圧縮空気を噴射し、圧縮空気を受けた被処理物は、矢印162で示すように、搬送コンベヤ151の終端の直下から僅かに搬送方向と反対側に落下し、廃棄物排出口159から排出される。このようにして、第1光学式選別機77によって第1光学選別工程が行われる。
上記第1光学式選別機77で選別された植物系物質は、矢印Rで示されるように、第2光学選別ライン6から排出される植物系物質と合流して第2燃料として回収される。上記第1光学式選別機77で選別されたプラスチックは、第3光学選別ライン7の第3光学式選別機80に送られる。上記第1光学式選別機77で選別された植物系物質及びプラスチック以外の被処理物は、廃棄物回収容器78に回収され、材質に応じて処分される。この廃棄物回収容器78に回収される被処理物は、塩素を含有する塩素系プラスチックや、非鉄金属等である。塩素系プラスチックの主要なものは、ポリ塩化ビニルやポリ塩化ビニリデン等である。
第3光学選別ライン7の第3光学式選別機80は、第1光学式選別機77と同様の構成を有する。すなわち、第3光学式選別機80は、搬送コンベヤで搬送する被処理物に近赤外線を照射し、被処理物からの反射光のスペクトルに基づいて被処理物の材質を判別する。第3光学式選別機80では、被処理物を、プラスチックと、プラスチック以外のものに選別する。第3光学式選別機80で選別されたプラスチックは、矢印Pで示すように、第4光学選別ライン8に導かれる。第3光学式選別機80で選別されたプラスチック以外の被処理物は、最終処分廃棄物収集容器81に回収され、埋め立て等の最終処分に付される。
図7は、第2光学選別ライン6と、第4光学選別ライン8を示す模式図である。第2光学選別ライン6は、揺動選別ライン3で選別された軽量物と、篩選別ライン5で篩い分けられた残留物とから強磁性体が除去された被処理物から、プラスチックと植物系物質を選別する。第2光学選別ライン6は、ベルトコンベヤ15から矢印Cで示すように被処理物を受け取る振動フィーダ84と、振動フィーダ84で被処理物が投入される第2光学式選別機85を備える。また、2光学選別ライン6は、第2光学式選別機85と第4光学選別ライン8の第4光学式選別機95からの植物系物質を搬送すると共に、第1光学式選別機77で選別された植物系物質が矢印Rで示されるように投入されるベルトコンベヤ87を備える。このベルトコンベヤ87に第1植物系物質が投入される工程が、第3合流工程に該当する。また、2光学選別ライン6は、ベルトコンベヤ87上の被処理物の材質を検出するアナライザ88と、ベルトコンベヤ87からの被処理物を振り分ける振り分けコンベヤ89を備える。
第2光学選別ライン6では、振動フィーダ84により一定量の被処理物が第2光学式選別機85に投入される。第2光学選別ライン6の第2光学式選別機85は、第1光学式選別機77と同様の構成を有する。すなわち、第2光学式選別機85は、搬送コンベヤで搬送する被処理物に近赤外線を照射し、被処理物からの反射光のスペクトルに基づいて被処理物の材質を判別する。第2光学式選別機85では、被処理物を、紙又は木等の植物系物質と、プラスチックと、植物系物質及びプラスチック以外のものに選別する。第2光学式選別機85で選別されたプラスチックは、第4光学選別ライン8に導かれる。一方、第2光学式選別機85で選別された植物系物質は、ベルトコンベヤ87に投入される。さらに一方、第2光学式選別機85で選別された植物系物質及びプラスチック以外のものは、矢印E1で示すように、廃棄物回収容器92に回収される。
第2光学式選別機85から植物系物質が投入されるベルトコンベヤ87には、第4光学選別ライン8の第4光学式選別機95からの植物系物質と、第1光学式選別機77で選別された植物系物質も投入される。これらの第1光学式選別機77、第2光学式選別機85及び第4光学式選別機95で選別された植物系物質は、ベルトコンベヤ87の終端部近傍に配置されたアナライザ88で材質が判別される。アナライザ88は、第1光学式選別機77の光学ユニット152と同様の光学ユニットと、この光学ユニットから近赤外線の被処理物での反射波の波長及び強度を表す情報を受け取って被処理物の材質を判別する制御部を備える。アナライザ88の制御部は、ベルトコンベヤ87で搬送される被処理物における植物系物質の割合を判別し、この制御部で判別された植物系物質の割合に応じて、振り分けコンベヤ89の動作が制御されるようになっている。振り分けコンベヤ89は、ベルトコンベヤ87から投入された被処理物を、下流側の第2燃料収集容器90と梱包機100との間で振り分けて搬送するように形成されている。アナライザ88により、ベルトコンベヤ87で搬送される被処理物の植物系物質の割合が所定値を超えていると判別された場合、振り分けコンベヤ89の搬送方向が一方の側に制御され、被処理物が第2燃料収集容器90に投入される。このように、所定値以上の割合の植物系物質を含む被処理物を第2燃料収集容器90に回収される工程が、第2燃料収集工程に該当する。一方、アナライザ88により、ベルトコンベヤ87で搬送される被処理物の植物系物質の割合が所定値以下であると判別された場合、振り分けコンベヤ89の搬送方向が他方の側に制御され、被処理物が梱包機100に投入される。
第4光学選別ライン8は、第2光学選別ライン6で選別されたプラスチックと、第3光学選別ライン7で選別されたプラスチックが被処理物として投入され、これらのプラスチック主体の被処理物からプラスチックを選別する。第4光学選別ライン8は、第2光学選別ライン6の第2光学式選別機85と、第3光学選別ライン7の第3光学式選別機80から被処理物が投入される第4光学式選別機95を備える。また、第4光学式選別機95からのプラスチック主体の被処理物を搬送するベルトコンベヤ96と、ベルトコンベヤ96上の被処理物の材質を検出するアナライザ97と、ベルトコンベヤ96からの被処理物を振り分ける振り分けコンベヤ98を備える。
第4光学選別ライン8では、第4光学式選別機95の搬送コンベヤに、第2光学式選別機85からプラスチック主体の被処理物が投入される。また、第3光学式選別機80でプラスチックと判別された被処理物が、矢印Pで示すように投入される。この第4光学式選別機95の搬送コンベヤに、第2光学式選別機85からのプラスチック主体の被処理物と、第3光学式選別機80からのプラスチック主体の被処理物が投入されて合流する工程が、第2合流工程に該当する。第4光学選別ライン8の第4光学式選別機95は、第1光学式選別機77と同様の構成を有する。すなわち、第4光学式選別機95は、搬送コンベヤで搬送する被処理物に近赤外線を照射し、被処理物からの反射光のスペクトルに基づいて被処理物の材質を判別する。第4光学式選別機95では、被処理物を、紙又は木等の植物系物質と、プラスチックと、植物系物質及びプラスチック以外のものに選別する。第4光学式選別機95で選別されたプラスチックは、ベルトコンベヤ96に投入される。一方、第4光学式選別機95で選別された植物系物質は、第2光学選別ライン6のベルトコンベヤ87に投入される。さらに一方、第4光学式選別機95で選別された植物系物質及びプラスチック以外のものは、矢印E2で示すように、廃棄物回収容器92に回収される。
第4光学式選別機95からベルトコンベヤ96に投入されたプラスチックは、ベルトコンベヤ96の終端部近傍に配置されたアナライザ97で材質が判別される。アナライザ97は、第2光学選別ライン6のアナライザ88と同様に、第1光学式選別機77の光学ユニット152と同様の光学ユニットと、この光学ユニットから近赤外線の被処理物での反射波の波長及び強度を表す情報を受け取って被処理物の材質を判別する制御部を備える。アナライザ97の制御部は、ベルトコンベヤ96で搬送される被処理物におけるプラスチックの割合を判別し、この制御部で判別されたプラスチックの割合に応じて、振り分けコンベヤ98の動作が制御されるようになっている。振り分けコンベヤ98は、ベルトコンベヤ87から投入された被処理物を、下流側の第1燃料収集容器101と梱包機100との間で振り分けて搬送するように形成されている。アナライザ97により、ベルトコンベヤ96で搬送される被処理物のプラスチックの割合が所定値を超えていると判別された場合、振り分けコンベヤ98の搬送方向が一方の側に制御され、被処理物が第1燃料収集容器101に投入される。このように、プラスチックの割合が所定値を超える被処理物を第1燃料収集容器101に収集する工程が、第1燃料収集工程に該当する。一方、アナライザ97により、ベルトコンベヤ96で搬送される被処理物のプラスチックの割合が所定値以下であると判別された場合、振り分けコンベヤ98の搬送方向が他方の側に制御され、被処理物が梱包機100に投入される。
上記第2光学選別ライン6及び第4光学選別ライン8で選別され、矢印E1,E2で示すように廃棄物回収容器92に回収された被処理物は、塩素を含有する塩素系プラスチックや、非鉄金属等である。塩素系プラスチックの主要なものは、ポリ塩化ビニルやポリ塩化ビニリデン等である。廃棄物回収容器92に回収された被処理物は、材質に応じて処分される。
本実施形態の廃棄物を用いた燃料の製造プラント1によれば、混合廃棄物を前処理ライン2に投入し、揺動選別ライン3と、第1光学選別ライン4と、篩選別ライン5と、第2光学選別ライン6と、第3光学選別ライン7と、第4光学選別ライン8とを経由させることにより、第1燃料収集容器101に、プラスチックが主体の第1燃料を収集することができる。この第1燃料は、6000~10000kcal/kgの高位発熱量が安定して得られる。また、混合廃棄物を前処理ライン2に投入し、揺動選別ライン3と、第1光学選別ライン4と、篩選別ライン5と、第2光学選別ライン6と、第3光学選別ライン7と、第4光学選別ライン8とを経由させることにより、第2燃料収集容器90に、紙や木等の植物系物質が主体の第2燃料を収集することができる。この第2燃料は、3000~6000kcal/kgの低位発熱量が安定して得られる。このように、本実施形態の廃棄物を用いた燃料の製造プラント1によれば、従来は最終処分に付されていた混合廃棄物を用いて、プラスチックを主体とする第1燃料と、植物系物質を主体とする第2燃料とを製造することができる。
また、本実施形態の廃棄物を用いた燃料の製造プラント1によれば、第2光学選別ライン6の第2光学式選別機85で選別された植物系物質と、第1光学選別ライン4の第1光学式選別機77で選別された植物系物質と、第4光学選別ライン8の第4光学式選別機95で選別された植物系物質とについて、アナライザ88で材質を判別し、植物系物質の含有量が所定値以下の被処理物を梱包機100に送る。また、第4光学選別ライン8の第4光学式選別機95で選別されたプラスチックについて、アナライザ97で材質を判別し、プラスチックの含有量が所定値以下の被処理物は梱包機100に送る。これにより、比較的低品質な植物系物質とプラスチックを混合し、コンパクトかつ高密度に梱包して、混合燃料を製造できる。また、プラスチックを主体とする第1燃料の品質と、植物系物質を主体とする第2燃料の品質を、安定させることができる。なお、振り分けコンベヤ89,98で夫々投入される被処理物を、梱包機100に投入する前に一定量を混合する混合装置を設けてもよい。
上記実施形態の廃棄物を用いた燃料の製造プラント1において、第2光学選別ライン6及び第4光学選別ライン8に、第1燃料となる被処理物や、第2燃料となる被処理物を破砕する破砕機を夫々備えてもよい。また、梱包機100に投入される被処理物を破砕する破砕機を備えてもよい。これらにより、第1燃料、第2燃料又は低品質燃料を、安定して所定の大きさに揃えることができる。
上記実施形態の廃棄物を用いた燃料の製造プラント1において、第1光学選別ライン4で選別されたプラスチック主体の被処理物に対して更に光学選別を行う第3光学選別ライン7と、第2光学選別ライン6で選別されたプラスチック主体の被処理物と第3光学選別ライン7で選別されたプラスチック主体の被処理物とに対して更に光学選別を行う第4光学選別ライン8を備えたが、第3光学選別ライン7と第4光学選別ライン8のいずれか一方又は両方を設けなくてもよい。
また、上記第1乃至第4光学式選別機77,80,85,95は、近赤外線の反射スペクトルに基づいて被処理物の材質を判別したが、他の波長の電磁波を用いて材質を判別してもよい。
また、上記実施形態の廃棄物を用いた燃料の製造プラントが材料として用いる混合廃棄物の一例として、建設系混合廃棄物を挙げたが、他の産業から排出される混合廃棄物を材料としてもよい。
本発明は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、多くの変形が、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。