JPH07242889A

JPH07242889A - 固形燃料の製造方法

Info

Publication number: JPH07242889A
Application number: JP3500494A
Authority: JP
Inventors: Sadahiko Maeda; 禎彦前田; Yasumasa Idei; 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: 1995-09-19

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】成形動力を低減でき、圧縮強度の強い固形燃
料の製造方法を得る。また、廃棄物のサーマルリサイク
ル装置に好適に用いることのできる固形燃料の製造方法
を得る。【構成】燃焼灰と廃プラスチックスを混合圧縮成形し
て固形燃料を製造する方法において、常温燃焼灰と廃プ
ラスチックスに高温の廃石灰石を混合して固形燃料を製
造する。より具体的には、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
０．５〜２．０ g/gである廃プラスチックスと常温の燃
焼灰とに、２００〜４００℃の高温の廃石灰石を高温廃
石灰石と常温燃焼灰との使用量比が０．３〜１．０ g/g
で混合して固形燃料を製造する。

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混合圧
縮成形して固形燃料を製造する方法において、常温の燃
焼灰と廃プラスチックスに高温の廃石灰石を混合して固
形燃料を製造するようにしたものである。

【０００８】（２）また、上記の方法をより具体的に実
施する方法として、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、それぞれ使用量比を０．５
〜２．０ g/gとした廃プラスチックスと常温の燃焼灰と
に、２００〜４００℃の高温の廃石灰石を高温廃石灰石
と常温燃焼灰との使用量比０．３〜１．０ g/gで混合し
て固形燃料を製造するものである。

【０００９】（３）さらに、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熱
を発生する工程とからなる廃棄物サーマルリサイクル装
置において、該燃焼装置の燃焼ガスの脱硫に供された高
温の廃石灰石を該固形燃料化工程にリサイクルして供給
することにより上記（１）又は（２）の方法を実施する
ようにして固形燃料を製造するようにしたものである。

【００１０】

【作用】本発明の固形燃料の製造方法においては、原料
として、少なくとも、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および高温の廃石
灰石が用いられる。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、本発明では原料の一部に高温
（２００〜４００℃）の廃石灰石が用いられる。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、高温の廃石灰石を用いる
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】一方、該廃石灰石は例えば粒径が３mm以下
ものが用いられるが、表層１mmの範囲に石膏が存在し、
内部は生石灰である。従って、前記したように高温の熱
エネルギーが利用できるのみならず生石灰と水が反応し
て消石灰になるときの水和熱も利用される。また、該廃
石灰石に含まれる石膏（CaSO₄)および生石灰(CaO) と、
燃焼灰に付着されていたり或いは別途供給される水（H₂
O)、石炭灰等の燃焼灰中のSiO₂、Al₂O₃との反応、所
謂、セメント固化反応により圧壊強度の強い圧縮成形体
の固形燃料が得られる。加えて、石膏でないカルシウム
分は脱硫、脱塩素効果を有するため低公害性の固形燃料
が得られる。

【００１４】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
焼装置の排ガスの脱硫に供された後に排出される高温の
廃石灰石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
棄物として廃石灰石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。

【００１５】

【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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】固形燃料の製造方法に用いられる燃焼灰
は、（１）無機成分が３０〜９０重量％、好ましくは４
５〜８０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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】また、固形燃料の成形に用いられる廃石灰
石は流動床ボイラ等の燃焼装置（燃焼炉）の燃焼排ガス
が石灰石粒子中を通されて該排ガス中の硫黄酸化物の除
去に供された後のものであり、その表面は石膏（CaSO₄)
になっており、内部は生石灰(CaO) となっているもので
ある。粒径は３mm以下のものが用いられる。

【００２２】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、脱硫床を備えた流動床ボイラ等の燃焼炉
（燃焼装置）の該脱硫床等から排出される２００〜４０
０℃の高温の廃石灰石を、高温廃石灰石と常温燃焼灰の
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。

【００２３】高温廃石灰石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い。また、高温廃石灰石
の使用量比は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。

【００２４】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、常温の燃焼灰および高温の
廃石灰石の他に、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１０重量％以下、特に５重量％以下程度である
ことが望ましい。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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、本発明では高温の廃
石灰石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廃石
灰石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。

【００２８】さらに、該高温廃石灰石は例えば粒径が３
mm以下ものが用いられるが、表層１mmの範囲に石膏が存
在し、内部は生石灰である。従って、前記したように高
温の熱エネルギーが利用できるのみならず生石灰と水が
反応して消石灰になるときの水和熱も利用される。ま
た、該廃石灰石に含まれる石膏および生石灰と、燃焼灰
に付着されていたり或いは別途供給される水、燃焼灰中
のSiO₂、Al₂O₃との反応、所謂、セメント固化反応によ
り圧壊強度の強い圧縮成形体の固形燃料が得られる。加
えて、石膏でないカルシウム分は脱硫、脱塩素効果を有
するため低公害性の固形燃料が得られる。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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。硫黄酸化物を石膏の状態で取り込
んだ廃石灰石は表面約１mmが石膏で内部は生石灰であり
脱硫床１４ａからオーバーフローして脱硫室１４から排
出され、廃石灰石排出管１４ｄに流入される。また、該
燃焼排ガスは脱硫床１４ａに流入する前に集塵ホッパ１
４ｂ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。

【００３３】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
固形燃料化設備１１に戻されて再使用される。

【００３４】前記集塵ホッパ１４ｂで捕集された燃焼灰
は排出管１４ｃを通って燃焼灰系外排出管２２へ入れら
れる。また、集塵機１６で捕集された燃焼灰は排出管１
６ａを通り同様に燃焼灰系外排出管２２へ入れられ、系
外排出管２２により系外に排出されて貯留され、常温燃
焼灰として調合・配合工程を経て固形燃料化設備１１へ
送られて使用される。

【００３５】前記脱硫室１４から排出されて廃石灰石排
出管１４ｄに流入した高温の廃石灰石は廃石灰石リサイ
クル管２１へ入れられ空気輸送装置等によって空気輸送
されて固形燃料化設備１１に戻され、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。廃石灰石排出管１４ｄには水冷ジャケ
ット１４ｅが介装されており、脱硫室１４から排出され
る温度が例えば８００℃の廃石灰石は水冷ジャケット１
４ｅの冷却により４００℃以下にされる。このようにし
て流動床ボイラ１２の脱硫室１４から排出された廃石灰
石は高温のまま固形燃料の圧縮成形に用いられ熱エネル
ギーおよび反応エネルギーとして利用されると同時にセ
メント固化反応による固形燃料の圧壊強度向上に利用さ
れる。

【００３６】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。また、脱硫、脱塩素効果を有した
固形燃料が使用されることにより低公害の廃棄物のサー
マルリサイクル装置とすることができる。

【００３７】なお、図３においては燃装装置が流動燃焼
（燃焼流動床１３ａ方式）をさせる流動床ボイラ１２で
ある場合を示したが、その流動燃焼に代わる他の燃焼形
式の燃焼炉であってもよい。

【００３８】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。

【００３９】

【表１】

【００４０】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２５mm程度
であるポリプロピレン塊( 発熱量９５００Kcal/kg ）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（Fe₂O₃、C
aO 、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。

【００４１】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
灰と高温廃石灰石の合計）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
まない高温の廃石灰石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、高温廃石灰石、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
と高温廃石灰石の合計）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。

【００４２】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廃石
灰石など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。

【００４３】ケースI は従来の製造方法と同様に燃焼灰
は常温の燃焼灰とし、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。

【００４４】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、常温燃焼灰と高温廃石灰石の合計）、水および廃油
の原料配合比が同じになるように高温廃石灰石を入れた
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：常温燃焼灰と高温
廃石灰石との合計４３：水２０：廃油２となるようにそ
れぞれ温度の異なる高温廃石灰石を入れたものであり、
高温廃石灰石はケースIIは４００℃、ケースIII は３０
０℃、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、高温廃石灰石
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の高温廃石灰石が４００℃である場合が成形動力が
最も低く、圧壊強度も最も高くケースI に比べ格段に高
くなった。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４００℃以下とすることが好ま
しい。

【００４５】ケースV は樹脂、常温燃焼灰と高温廃石灰
石の合計、水、廃油の配合比、および常温燃焼灰、高温
廃石灰石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、高温廃石灰石は温度が１８
０℃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
強度は高いものの、成形動力の低下が最も低くかった。

【００４６】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、常温燃焼灰と高温廃石灰石の合
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廃石灰石の配合率を高くし
て常温燃焼灰と高温廃石灰石の配合比をほぼ１：１と
し、かつ、高温廃石灰石は温度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３５％）、圧壊強度も前記ケース
IIよりもかなり高くなった。しかし、４００℃を越える
と樹脂の焦げる臭いが認められた。

【００４７】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、常温燃焼灰と高温廃石灰石の
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廃石灰石を加えると共に、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 では固形燃料の圧
壊強度は最も高く、成形動力の低減率は約２８％と、か
なり大きくすることができた。

【００４８】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廃
石灰石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、圧壊強度も極めて良好に向
上させることができる。特に、本発明によるケースII〜
IV、VIおよびVII は、ケースI に比べて圧壊強度は飛躍
的に向上しており、これは廃石灰石を配合したことによ
るセメント固化反応が効果的に寄与していることが分か
る。

【００４９】

【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。特に、本発明では高温の廃石灰石を配合することに
よりその熱エネルギーが該成形動力低減に寄与されるの
みならずセメント固化反応が効果的に利用されることに
より圧壊強度を極めて良好に向上させることができる。
また、カルシウム分が固形燃料中に含有されることによ
り脱硫、脱塩素作用を有する低公害の固形燃料を得るこ
とができる。それにより低コストで圧壊強度の大きい良
質の固形燃料を得ることができ、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、廃棄物を有効に再利用するようにすることができ
る。

【００５０】そして、この発明の製造方法を廃棄物サー
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の燃焼ガスの脱硫に供された
高温の廃石灰石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
よび廃棄物として廃石灰石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。

【００５１】そして、固形燃料の圧壊強度が良好に向上
されることにより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。また、脱硫、脱塩素効果を
有した固形燃料が使用されることにより低公害の廃棄物
のサーマルリサイクル装置を得ることができる。

【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（燃焼装置）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１４ｄ廃石灰石排出管１５廃熱ボイラ１６集塵機１６ａ灰排出管２１廃石灰石リサイクル管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼灰と廃プラスチックスを混合圧縮成
形して固形燃料を製造する方法において、常温の燃焼灰
と廃プラスチックスに高温の廃石灰石を混合して固形燃
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１０００〜４
０００Kcal/kg であり、それぞれ使用量比が０．５〜
２．０ g/gである廃プラスチックスと常温の燃焼灰と
に、２００〜４００℃の高温の廃石灰石を高温廃石灰石
と常温燃焼灰との使用量比が０．３〜１．０g/gで混合
して固形燃料を製造することを特徴とする請求項１記載
の固形燃料の製造方法。
【請求項３】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
発生する工程とからなる廃棄物サーマルリサイクル装置
において、該燃焼装置の燃焼ガスの脱硫に供された高温
の廃石灰石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又は２記載の固形燃料の製造方法。