JPH0913062A - 可燃物の固形燃料化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可燃廃棄物を用いて固形化燃料を作製するこ
とを目的とする。 【構成】 熱溶融可燃物ａおよび可燃物ｂを粉砕して、
溶融液化炉１に投入する。溶融液化炉１は、これらを加
熱溶融させて、撹拌・混合する。この混合物を固形化容
器１３に移し冷却することで固形化燃料ｃが得られる。
熱溶融可燃物ａとしては、常温で固体、かつ、加熱下で
溶融液化する可燃物を採用する。可燃物ｂとしては、熱
溶融液化可燃物（例えば、熱可塑性プラスチック）、熱
不溶融可燃物（例えば、紙、木材、熱硬化性プラスチッ
ク、石炭）、あるいは、これらの混合物とする。さら
に、脱塩素剤ｄをいれてもよい。 【効果】 常温で冷却することにより容易に固形燃料化
が可能となる。可燃物ｂの種類，投入量等を適宜変更す
ることで、着火性の向上、用途に応じて燃焼熱量の調整
が可能である。有害ガスの発生が防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、廃棄物の処理方法に関
し、特に可燃廃棄物の固形燃料化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】再生品の市況悪化に起因するごみの再資
源化の低迷、事務所のオフィス・オートメーショオン化
に起因するコピー用紙等の多量排出、生活様式の変化等
に起因する家具，家電品等の粗大廃棄物の増加等、ゴミ
問題は年々深刻化している。プラスチックゴミについて
も、プラスチック製品の生産量の増加に起因してその廃
棄物も年々増加しており、その処分方法が大きな社会問
題となっている。

【０００３】現在、廃棄プラスチックの大半は、埋立て
と焼却によって処分されている。しかし、埋立て処分に
は、埋立て用地の不足という問題がある。また、焼却処
分には、プラスチックを焼却することによる焼却炉の短
命化や、排ガスなどによる環境汚染の問題がある。その
ため、これらの問題を解決するために、廃棄プラスチッ
クの再資源化、エネルギ回収の方法が研究されている。
このような研究のうち代表的なものを以下に列挙した。

【０００４】 廃棄物の減容化 一般的には廃棄物を破砕したのち、選別機等によって不
燃物と可燃物に分別する。この後、可燃物を混合・乾燥
して固形化することが研究されている。

【０００５】 可燃物（特に、プラスチック）の再資
源化 熱可塑性プラスチックを溶融・熱分解することで油化・
回収し、燃料として再利用する方法が研究されている。
このような方法については、例えば、特開昭４９−１７
４７７号、５９−１７４６８９号、特開昭４８−６０７
７７号公報に開示例がある。

【０００６】 廃棄物の固形燃料化 特開昭５６−３６５９４号には、熱可塑性プラスチック
の固形燃料化方法が、開示されている。この方法では、
灯油、軽油、重油等の石油類を加熱し、これに、熱可塑
性樹脂（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
スチレン）の廃棄物を投入している。そして、これを撹
拌・溶解、冷却することで、固形化している。

【０００７】 混合高分子廃棄物の処理 混合高分子廃棄物とは、例えば、プラスチック、ゴム、
塗料、潤滑油、油脂、アスファルト、ピッチ、合成繊
維、さらには、天然繊維有機合成固形物等の熱可塑性及
び熱硬化性プラスチックが混在した廃棄物を指す。

【０００８】特公平２−５７９６号公報には、混合高分
子廃棄物の一部を燃焼させ、この燃焼時の熱によって残
りの高分子廃棄物を熱処理する方法が開示されている。
なお、ここでいう熱処理とは、部分酸化燃焼・乾留熱分
解させることによって、高分子廃棄物のガス化するこ
と、また、油分を回収することを指す。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術はそ
の適用対象が主として、熱可塑性プラスチックに限られ
ている。しかし、廃棄物にはこれ以外にも様々なものが
ある。そのため、これ以外の廃棄物についても有効に活
用あるいは効率的に処分する技術が求められていた。

【００１０】また、現在広く行われている焼却処分につ
いても、廃棄物の種類によっては有害ガスが発生すると
いう問題があった。そのため、有毒ガス発生の原因とな
る可燃物（例えば、塩素化合物）に対する対策が求めら
れていた。

【００１１】本発明は、可燃廃棄物を効率よく減容化・
燃料化可能な、可燃物の固形燃料化方法を提供すること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明では、マトリクス
（あるいは、バインダ）の役割を果たす熱溶融可燃物を
溶融させ、これに他の可燃物を投入・混合し、これを冷
却することで固形化する。この固形化物は可燃物からな
るため、燃料として使用することができる。さらには、
上述のマトリクス（あるいは、バインダ）の役割を果た
す熱溶融可燃物に、脱塩素材も投入・混合しておけば、
焼却時の塩素発生を防ぐことができる。

【００１３】上述のマトリクスを構成する熱溶融可燃物
には、常温で固体、かつ、加熱下で溶融液化するものを
採用する。具体的には、熱可塑性プラスチック（例え
ば、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン）、
コールタール、パラフィン等を、単独であるいは混合し
て用いることができる。

【００１４】上述の他の可燃物は、加熱によって溶融液
化するか否かを問わない。溶融液化するもの（例えば、
熱可塑性プラスチック）と、溶融液化しないもの（例え
ば、紙、木材、熱硬化性プラスチック、石炭）と、が混
在していてもよい。

【００１５】

【作用】マトリクス（あるいは、バインダ）を構成する
熱溶融可燃物を加熱し溶融状態とする。これに、上述の
他の可燃物を投入し、撹拌、混合する。この時、必要に
応じて、脱塩素材も投入する。このようにして得られた
混合物を冷却固化する。

【００１６】マトリクス（あるいは、バインダ）を構成
する熱溶融可燃物として、常温において固定のものを採
用しているため、冷却固化が容易である。

【００１７】他の可燃物の種類および投入量を適当に選
択することで、燃焼時の発熱量が用途に応じた最適値に
なるようにあらかじめ設定できる。

【００１８】塩素ガスの発生源となる物質（例えば、ポ
リ塩化ビニール）が廃棄物（可燃物）に含まれる場合に
は、脱塩素剤も混合してやれば、燃焼時に塩素系の有害
ガスが発生しない。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【００２０】図１は、以下において述べる実施例１，
２，３で用いた廃棄物処理装置の模式図である。

【００２１】この廃棄物処理装置は、熱溶融可燃物ａ
と、これに投入される可燃物ｂと、から固形化燃料ｃを
得るものである。また、必要に応じて、固形化燃料ｃに
脱塩素剤ｄを含めるようにもすることができる。なお、
可燃物ｂは、後述するとおり、熱溶融可燃物と熱不溶融
可燃物とのいずれでもよい。さらには、両者が混合（あ
るいは混在）していてもよい。

【００２２】この廃棄物処理装置は、溶融液化炉１と、
ホッパー４，５と、弁６，７，９，１２と、冷却水ｗが
流通されている冷却器８と、撹拌機１１と、固形化容器
１３と、からなる。

【００２３】熱溶融可燃物ａは、マトリクス（あるいは
バインダ）としての役割を果たすものである。以下の実
施例では熱溶融可燃物ａとして、熱可塑性プラスチック
（ここでは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチ
レン）を用いた。

【００２４】可燃物ｂは、熱溶融可燃物ａに投入される
ものである。この可燃物ｂとしては、熱溶融可燃物の
みの場合、熱不溶融可燃物のみの場合、熱溶融可燃
物と熱不溶融可燃物とが混在する場合、とが考えられ
る。

【００２５】の場合には、熱可塑性プラスチックであ
るポリプロピレンとポリスチレンとの混合物を、可燃物
ｂとして用いた。該の場合を、後述の実施例１として
示した。

【００２６】の場合には、熱硬化性プラスチック（こ
こでは、不飽和ポリエステル樹脂（ＵＰ）、エポキシ樹
脂（ＥＰ）、フェノール樹脂（ＦＰ））と、紙と、木材
と、石炭と、さらに塩素ガスの発生源となるポリ塩化ビ
ニールと、の混合物を可燃物ｂとして用いた。該の場
合を、後述の実施例２として示した。

【００２７】の場合には、ポリプロピレンと、ポリス
チレンと、不飽和ポリエステル樹脂（ＵＰ）、エポキシ
樹脂（ＥＰ）、フェノール樹脂（ＦＰ）、紙、木材、石
炭、ポリ塩化ビニールと、の混合物を可燃物ｂとして用
いた。該の場合を、後述の実施例３として示した。

【００２８】脱塩素剤ｄとしては、上記いずれの
場合にも水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）₂）を用い
た。

【００２９】［実施例１］本実施例１は、可燃物ｂとし
て熱溶融可燃物のみを投入した例（すなわち、上述の
の場合）である。

【００３０】熱溶融可燃物ａとしては、熱可塑性プラス
チックであるポリエチレンを３００ｇと、ポリプロピレ
ンを３００ｇと、ポリスチレンを３００ｇと、を混合し
たものを用いた。

【００３１】可燃物ｂとしては、ポリプロピレンを２５
０ｇと、ポリスチレンを２５０ｇと、ポリ塩化ビニール
を１０ｇとを、混合したもの用いた。

【００３２】脱塩素剤ｄとして、水酸化カルシウム１５
ｇを用いた。

【００３３】熱溶融可燃物ａをホッパー４に、また、可
燃物ｂおよび脱塩素剤ｂをホッパー５に、それぞれ充填
した。なお、ホッパー４，５に充填する前に、これらを
あらかじめ５ｍｍ程度のペレット状に粉砕しておく。そ
して、これらを弁６，７を通じて、溶融液化炉１に供給
する。供給の手順等は以下のとおりである。

【００３４】溶融液化炉１は、予め、約３５０℃に加熱
調整しておく。なお、この３５０℃という温度は、熱溶
融可燃物ａを十分に溶融させることができる一方で、熱
溶融可燃物ａのガス化ができるだけが生じないような温
度と、の観点から決定したものである。

【００３５】まず、弁６を開いて熱溶融可燃物ａを溶融
液化炉１に投入する。投入された熱溶融可燃物ａは、撹
拌機１１により撹拌されながら溶融液化される。この
間、熱溶融可燃物ａの一部がガス化される。しかし、こ
のガスの大部分は冷却器８によって凝縮・液化され、溶
融液化炉１内に滴下・滞留される。凝縮・液化されなか
ったガスは、弁９を通じて系外に排出される。

【００３６】熱溶融可燃物ａの投入にともなって一時的
に低下していた溶融液化炉１内の温度（図示していな
い）が再び３５０℃に達した時点で、今度は、弁７を開
いて可燃物ｂおよび脱塩素剤ｄ（ここでは、水酸化カル
シウム）を、溶融液化炉１に投入する。そして、先に投
入・液化されている熱溶融可燃物ａとこれらとを撹拌・
混合する。なお、可燃物ｂおよび脱塩素剤ｄも、ホッパ
ー５に充填する前に、あらかじめ５ｍｍ程度のペレット
状に粉砕しておく。

【００３７】十分に撹拌・混合した後、弁１２を開い
て、熱溶融可燃物ａと可燃物ｂと脱塩素材ｄとの溶融状
態にある混合物を、固形化容器１３に排出させる。この
溶融状態にある混合物を、大気中で冷却固化すること
で、固形化燃料ｃが得られる。本実施例では、溶融状態
にあった混合物が固化するまでの時間は、約５分以内で
あった。

【００３８】このようにして得た固形化燃料ｃの着火性
および燃焼性を評価した。

【００３９】着火性は、適当な大きさに切断した固形化
燃料ｃを所定の温度（ここでは、４００℃）に保ちこれ
に空気を供給した場合における、着火するまでの時間に
基づいて評価した。評価は、３段階（レベル１：即、燃
える、レベル２：燃え始めるまでの時間が長い（数分程
度）、レベル３：難燃性）に分けて行った。燃焼性は、
燃焼熱量を測定し、その測定結果に基づいて評価した。
さらに、燃焼ガス中の塩素濃度を評価した。

【００４０】該評価に際しては、比較のために、単に熱
溶融可燃物ａと可燃物ｂと脱塩素材ｄとを固体のままで
混合したものについても同様の試験を行った。

【００４１】その結果、着火性及び燃焼性において両者
（固体のままでの混合物、本発明の固形化燃料ｃ）は同
等であった。また、燃焼熱量が低カロリーの物を可燃物
ｂとして投入・混合した場合ほど、燃焼性（燃焼時の発
熱量）は低かった。可燃物毎の燃焼熱量を測定した結果
を参考までに下記表１に示す。この表１には、熱溶融可
燃物のみならず、熱不溶融可燃物についての測定結果に
ついても記した。

【００４２】

【表１】

【００４３】燃焼ガス中の塩素濃度は、固形化燃料ｃの
場合は３０ｐｐｍであり、規制値以下となっていた。

【００４４】［実施例２］本実施例２は、可燃物ｂとし
て熱不溶融可燃物のみを投入した例（すなわち、上述の
の場合）である。

【００４５】熱溶融可燃物ａとしては、熱可塑性プラス
チックであるポリエチレンを３００ｇ、ポリプロピレン
を３００ｇ、ポリスチレンを３００ｇ用いた。

【００４６】可燃物ｂとしては、熱硬化性プラスチック
である不飽和ポリエステル樹脂を３００ｇと、エポキシ
樹脂を３００ｇと、フェノール樹脂を３００ｇと、紙を
５０ｇと、木材を１００ｇと、石炭を１００ｇと、ポリ
塩化ビニールを１０ｇと、を混合したものを用いた。

【００４７】脱塩素剤ｄとしては、水酸化カルシウム１
５ｇを用いた。

【００４８】可燃物ｂとして熱不溶融可燃物を用いた点
を除いて、固形化燃料ｃを得るまでの手順は、実施例１
と同様である。溶融液化炉１内の温度についても３５０
℃に設定した。固形化容器１３に排出させた混合物が固
化するまでの時間は、約５分以内であった。

【００４９】本実施例２で得た固形化燃料ｃを実施例１
と同様の方法で評価した。その結果、着火性は実施例と
同等であった。燃焼性（燃焼時の発熱量）は、燃焼熱量
が低カロリーの物（表１参照）を可燃物ｂとして投入・
混合した場合ほど低かった。従って、可燃物ｂとして投
入するものを適宜選択することで、固形化燃料ｃの熱量
調整が可能であることが本実施例でも確認された。

【００５０】燃焼ガス中の塩素濃度は、固形化燃料ｃの
場合は３０ｐｐｍであり、規制値以下となっていた。

【００５１】［実施例３］本実施例３は、可燃物ｂとし
て、熱溶融可燃物との熱不溶融可燃物との混合物を採用
した例（すなわち、上述のの場合）である。

【００５２】熱溶融可燃物ａとしては、熱可塑性プラス
チックであるポリエチレンを３００ｇ、ポリプロピレン
を３００ｇ、ポリスチレンを３００ｇを用いた。

【００５３】可燃物ｂに含まれる熱溶融可燃物として
は、ナイロン６を２００ｇ、ＡＢＳ樹脂を２００ｇ、ウ
レタンを１５０ｇ、飽和ポリエステルを１５０ｇを用い
た。一方、可燃物ｂに含まれる熱不溶融可燃物として
は、熱硬化性プラスチックである不飽和ポリエステル樹
脂を３００ｇ、エポキシ樹脂を３００ｇ、フェノール樹
脂を３００ｇ、紙を５０ｇ、木材を１００ｇ、石炭を１
００ｇ、ポリ塩化ビニールを１０ｇ、を用いた。

【００５４】脱塩素剤ｄとしては、水酸化カルシウム１
５ｇを用いた。

【００５５】本実施例３は、可燃物ｂとして熱溶融可燃
物と熱不溶融可燃物との混合物を用いた点を除いて、固
形化燃料ｃを得るまでの手順は、実施例１，２と同様で
ある。溶融液化炉１内の温度についても３５０℃に設定
した。固形化容器１３に排出させた混合物が固化するま
での時間は、約５分以内であった。

【００５６】本実施例３で得た固形化燃料ｃを実施例
１、２と同様にして評価した。その結果、着火性は、実
施例１、２と同等であった。燃焼性（燃焼熱量）は、実
施例１、２で作製した固形化燃料ｃの間の値であった。
このような結果になったのは、例外はあるものの一般的
には、熱溶融可燃物の方が熱不溶融可燃物よりも燃焼熱
量が高いためであると思われる（表１参照）。可燃物ｂ
として投入するものを適宜選択することで、固形化燃料
ｃの熱量調整が可能であることが本実施例３においても
確認された。燃焼ガス中の塩素濃度は、固形化燃料ｃの
場合は３０ｐｐｍであり、規制値以下となっていた。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、可燃廃棄物を容易に固
形燃料化することができる。

【００５８】この場合、各可燃物の投入量をそれぞれの
発熱量に応じて調整しておくことで、必要におうじて最
適な燃焼熱量を発生させる固形化燃料が得られる。さら
に、脱塩素剤を投入・混合することで、燃焼時における
有害ガスの発生を防止できる。従って、本発明によって
固形燃料化された可燃廃棄物は、燃焼ボイラー等の燃料
として有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するための装置模式図である。

【符号の説明】

１．．．溶融液化炉、４、５．．．ホッパー、６、７、
９、１２．．．弁、８．．．冷却器、１０．．．冷却
水、１１．．．撹拌機、１３．．．固形化容器、
ａ．．．熱溶融可燃物、ｂ．．．可燃物、ｃ．．．固形
化燃料、ｄ．．．脱塩素剤

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱溶融可燃物を熱によって溶融させ、これ
   に他の可燃物を投入・混合し、その後、該混合物を冷却
   して固形化すること、 を特徴とする可燃物の固形燃料化方法。
2. 【請求項２】上記熱溶融可燃物として、熱可塑性プラス
   チック、コールタール、パラフィンからなる群の中から
   選ばれた少なくとも１種を含むこと、 を特徴とする請求項１記載の可燃物の固形燃料化方法。
3. 【請求項３】溶融状態とされた上記熱溶融可燃物に、更
   に、脱塩素剤を投入・混合すること、 を特徴とする請求項１記載の可燃物の固形燃料化方法。
4. 【請求項４】目的とする燃焼熱量に応じて、上記投入す
   る他の可燃物の種類及び投入量を適宜変更すること、 を特徴とする請求項１記載の可燃物の固形燃料化方法。