JPH09157670A - 一般ゴミの固形燃料化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は一般ゴミ中より再利用可能な不燃成
分を選別することにより、品質の優れた固形燃料を高効
率且つ低コストで得ることができ、更に有価物の再利用
を可能とする一般ゴミの固形燃料化方法を提供する。 【解決手段】 一般のゴミからなる原料１ａは、一次破
砕工程２１で破袋され、一次破砕原料に対して、金属除
去工程４で鉄類を除去する。篩分け工程２２での金属除
去原料の篩分けを実施する。篩上の原料は資源化選別工
程２９でガラスビンを回収し、アルミニウム選別をかけ
て不燃物を除去する。不燃物は再資源化を行う。不燃物
を取り除いた後の篩上の原料は二次破砕を実施する。一
方、篩下原料の厨芥に、混合工程２５で生石灰２４を添
加して混合する。二次破砕した原料と、生石灰を添加し
て混合した厨芥とを乾燥・混合工程２６で乾燥・混合す
る。混合した原料を減容・固化工程２７で減容・固化
し、固形燃料２８に成形される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、一般の家庭から
出る廃棄物（以下「一般ゴミ」と云う）から固形燃料を
得る固形燃料化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】可燃廃棄物の処理技術としては、従来、
可燃廃棄物から発電の燃料等に利用される固定燃料を製
造することが行われている。

【０００３】図３は、従来の可燃廃棄物の固形燃料化工
程の一例を示す工程図である。図３において、可燃廃棄
物からなる原料１を破砕工程２で破砕し、金属除去工程
３で磁力選別等の処理を行ない、次いで、製造後の固形
燃料から発生する塩化水素（ＨＣｌガス）を低減するた
めに、通常、金属除去工程３と乾燥工程４との間におい
て、原料に所定の添加剤７を添加する。

【０００４】この後、原料を所定の固形燃料成型工程に
供する。即ち、乾燥工程４で乾燥し、次いで減容・固化
工程５で原料を減容・固化し、そして、固形燃料６を得
る（先行技術１と云う。）

【０００５】また、可燃廃棄物の固定燃料化技術とし
て、特公昭６２−８２３６号公報に、廃棄物から繊維物
質および粒状物質を製造する方法および装置が開示され
ている（先行技術２と云う）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た先行技術１、先行技術２は以下に示すような問題があ
る。

【０００７】先行技術１では、破砕工程２において、厨
芥を含めた全量の破砕が行われている。しかし一般ゴミ
には、湿重量基準で３０〜４０％の厨芥が含まれてお
り、しかも、該厨芥は細粒（２０〜３０ｍｍ程度）のも
のが約３０％を占めているため破砕の必要は殆どない。
むしろ、残飯のように粘性のある物質は混練効果として
作用し、該物質が破砕機の刃の上で滞留し、詰まりによ
るトラブルの原因になっている。

【０００８】このように、厨芥の処理に大きな問題があ
り、厨芥を多く含む一般ゴミに適した固形燃料化方法と
は云えない。

【０００９】また、一般ゴミにはガラス、金属といった
不燃成分が含まれているが、従来方法ではガラスを取り
除くことなく燃料化しているため、生成される燃料の発
熱量を低下させるのみならず、有価資源の再利用が不可
能になるという問題を有していた。

【００１０】また、固形燃料は、燃料としての品質面で
発熱量を上げることが大切であるため、乾燥が重要であ
り、即ち、製品となる固形燃料の湿重量当たりの発熱量
を高くするためには、乾燥を行ない水分を少なくするこ
とが必要である。

【００１１】更に、長期保存の固形燃料の腐敗を防止
し、悪臭を発生させないため、ならびに、微生物および
黴の繁殖を防止するためにも乾燥は重要な要素である。

【００１２】このため、先行技術１では、破砕した一般
ゴミの不燃成分も含めた全量を乾燥機で乾燥しているた
め、乾燥機の負荷が大きく、乾燥コストが著しく高いと
いう問題があった。

【００１３】先行技術２においても、一般ゴミに関する
上述した先行技術１と同様の問題がある。

【００１４】本発明は上記問題点の解決を図るためなさ
れたもので、一般ゴミ中より再利用可能な不燃成分を選
別することにより、品質の優れた固形燃料を高効率且つ
低コストで得ることができ、更に有価物の再利用を可能
とする一般ゴミの固形燃料化方法を提供することを目的
とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は次
の（イ）〜（チ）の各工程からなる一般ゴミの固形燃料
化方法である。 （イ）一般ゴミを袋等から取り出し、バラバラにする一
次破砕工程。 （ロ）一次破砕した一般ゴミから鉄類を除去する磁力選
別工程。 （ハ）鉄類を除去した残りのゴミ成分を所定の篩目によ
って厨芥を主体とする篩下成分（以降篩下原料と云う）
と、残余の篩上成分（以降篩上原料と云う）に篩分けす
る工程。 （ニ）残余の篩上原料を重量差によって、ガラスビンを
主体とした重量物と、アルミを主体とした中重量物と、
プラスチックフィルムによる袋の破片を主体とした軽量
物に選別し、更に、中重量物からアルミを選別する資源
化物選別工程。 （ホ）アルミニウムを除いた中重量物を破砕する二次破
砕工程。 （ヘ）前記厨芥を主体とする篩下原料に生石灰或いは消
石灰のうちのいずれかを添加して混合する工程。 （ト）次いで、上記篩下原料と生石灰或いは消石灰の混
合物と、前記二次破砕された中重量物とを混合して乾
燥、減容・固化する固形燃料成形工程。

【００１６】本発明の固形燃料化方法に使用する原料は
家庭から排出される一般ゴミであり、主として厨芥、
紙、プラスチック、金属等からなり、大半はゴミ袋に詰
められた状態で収集される。

【００１７】まず、一次破砕によって、ゴミ袋を破袋
し、袋内のゴミ成分をバラバラにする。次いで、後続工
程の設備の機械的損傷を防ぐために、鉄類を磁力選別機
による磁力選別により除去し、回収する。

【００１８】次いで、一般ゴミ中の主として厨芥を分離
するために、回転篩または振動篩を用いて篩分けを行
う。

【００１９】なお、この際の篩分けの篩目は、厨芥の粒
度に応じて設定するが、一般の家庭ゴミの場合、２０ｍ
ｍ以上、３０ｍｍ以下の範囲で設定するのが適当であ
る。

【００２０】厨芥を主成分とする篩下成分には、生石灰
または消石灰を添加して混合する。生石灰または消石灰
を添加して混合するのは以下の理由によるものである。 （ａ）生石灰または消石灰の添加により、厨芥のｐＨが
高まり、腐敗が防止される。 （ｂ）添加されＣａ分は、固形燃料中に取り込まれ、燃
焼の際に、固形燃料中に含まれる塩化ビニル等に起因す
るＣｌ分と反応することによって、ＨＣｌの発生を防止
する。 （ｃ）生石灰を採用した場合には、厨芥の水分と反応し
て、水分を減少させる。

【００２１】一方、残余の篩上成分を重量差によって選
別するのは以下の理由による。残余の篩上成分は主とし
て紙、プラスチック、ガラスビン、アルミニウム缶等か
らなるので、篩上成分からガラスビン、アルミニウム缶
を選別するためである。

【００２２】ガラスビン、アルミニウム缶の不燃有価物
の再利用が実現すると共に、生成される固形燃料中の不
燃成分から取り除かれ、良質な固形燃料を得ることがで
きることによる。

【００２３】有価物を取り除いた後の篩上成分は前記篩
目とほぼ同等の粒度に二次破砕する。これは、次の工程
において、再び、篩下成分と混合して固形燃料に成形す
るために、篩下成分とほぼ同等の粒度に調整しておくこ
とが望ましいからである。

【００２４】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図によ
って詳述する。

【００２５】図１は、この発明のフローチャートを説明
する工程図である。図１において、厨芥、紙、プラスチ
ック、金属を含む一般のゴミからなる原料１ａは、貯留
工程のピット・クレーン１９によって貯留され、一次破
砕工程２１で破袋機を用いる一次破砕によって破袋さ
れ、バラバラな状態にされる。

【００２６】次いで、一次破砕した原料に対して、金属
除去工程４で磁力選別を実施して、二次破砕において機
械の損傷の恐れのある鉄類を除去する。

【００２７】また、原料中のアルミニウム量が多い場合
は、アルミニウム選別１２を実施して原料中のアルミニ
ウムを除去してもよい。

【００２８】次いで、篩分け工程２２で２０〜３０ｍｍ
の篩目を有する、振動篩または回転篩（トロンメル篩）
式の篩機を用い、金属が除去された原料の篩分け５を実
施する。

【００２９】篩目は、原料の一般ゴミに応じて変更され
る。篩上の原料は資源化選別工程２９で風力選別を用い
たビン類選別工程でガラスビンを回収し、さらに、アル
ミニウム選別をかけて不燃物を除去する。

【００３０】除去した不燃物は再資源化を行う。不燃物
を取り除いた後の篩上の原料に対しては、二次破砕工程
２３で２０〜３０ｍｍの一軸剪断式破砕機（一軸回転刃
式）を用い、前記篩目と同等の粒度となる二次破砕を実
施する。一方、篩下原料の厨芥に、混合工程２５で生石
灰２４を添加して混合する。生石灰の添加量は、厨芥の
乾燥重量の５〜１０％が好ましい。

【００３１】生石灰の代わりに消石灰を添加してもよ
い。次いで、二次破砕した原料と、生石灰を添加して混
合した厨芥とを乾燥・混合工程２６で乾燥・混合する。
乾燥・混合の際、攪拌と同時に熱風（あるいは、高温蒸
気等）を吹き込み、乾燥および水分調整を行う。

【００３２】ついで、混合した原料を減容・固化工程２
７で減容・固化し、固形燃料２８に成形される。減縮・
固化は、成形機内で、圧縮・加熱することにより、プラ
スチック分を溶かしながら、所定の形状に成形・固化し
て行う。

【００３３】上記工程即ち（１）一次破砕工程、（２）
金属除去工程、（３）篩分け工程、（４）資源化物選別
工程、（５）篩上の原料の中資源化物を選別した残りの
原料を二次破砕する工程、（６）篩下の原料（篩分けに
より篩にかけられたもの、主として厨芥）に生石灰また
は消石灰を添加して混合する工程、（７）上記（５）お
よび（６）工程を経たものを混合して所定の固形燃料を
成形する工程（乾燥、減容、固化）に基づいて具体的に
詳述する。

【００３４】まず、固形燃料を製造する原料としての、
一般ゴミについて説明する。可燃廃棄物には、家庭、農
業、林業、有機工業および／または産業廃棄物等種々あ
るが、本発明においては、原料として家庭からでる一般
ゴミを対象とする。

【００３５】一般ゴミの内容物（組成）には、残飯等の
厨芥、紙、プラスチック、木、布、ガラス、金属（鉄、
アルミニウム）、土砂等がある。

【００３６】更に、ゴミ回収用のビニール等からなる
袋、段ボール箱等もゴミの対象となる。

【００３７】このような一般ゴミを、組成別に分別回収
する地域もあるが、その普及度はまだである。

【００３８】従って、本発明においては、一般ゴミに
は、これらの内容物が全て混入していることを想定しな
ければならない。

【００３９】実施の形態において、設計上の組成想定値
は、発熱量基準で湿重量基準で、厨芥３０％、紙４０
％、プラスチック７％、木および布５％、ガラス８％、
金属（鉄、アルミニウム）４％、土砂その他６％であ
る。

【００４０】一般ゴミは、通常、ゴミ袋によって収集さ
れ、家庭では、厨芥類は台所で水切り後小袋に入れら
れ、大袋に他のゴミと一緒にゴミ集積場所に出されるた
め、水分豊富である。段ボール箱は、たまに出されるが
その数は少なく、収集手段の９９％は大袋である。

【００４１】次に、（１）一次破砕工程について説明す
る。一次破砕の目的はゴミ袋を破袋して内容物を取り出
し、バラバラにすることである。この工程では、ビン類
の割れを抑えるために、公知の破袋機を用いる。

【００４２】以下、一般ゴミの組成別に一次破砕状況を
説明する。 （ａ）大小のゴミ袋は９８％程度が破袋される。 （ｂ）段ボール箱は完全に破壊される。 （ｃ）缶類は潰れる程度で通過する。 （ｄ）ビン類は割れずに形状を保ったまま通過する。 （ｅ）木のような長物は通過する時の姿勢により形状を
保つこともあるし、へし折られることもある。 （ｆ）布は圧縮されるだけで切れない。

【００４３】次に（２）金属除去工程について説明す
る。 （ａ）原料中の鉄は公知の磁力選別によって除去され
る。

【００４４】次に、（３）篩分け工程について説明す
る。一次破砕された原料は、篩分けにかけられる。篩分
けの目的は、二次破砕に供する原料から厨芥を除去する
ことにある。

【００４５】厨芥は細粒（２０〜３０ｍｍ程度）のもの
が約８０％を占めているためその大半は二次破砕の必要
がなく、むしろ、残飯のような粘度のある物質は二次破
砕が混練効果として作用し、該物質が二次破砕機の刃の
上で滞留し、詰まりによるトラブルの原因となる。篩分
けにより篩にかけられたもの、即ち、篩下には、厨芥の
他、土砂が含まれる。

【００４６】一方、篩にかけられないもの、即ち、篩上
には、紙、プラスチック、ガラス、木、布等がある。

【００４７】篩分けには、振動篩または回転篩（トロン
メル篩）を使用するとよい。また、２ｔ／ｈ未満の処理
量のときは振動篩、それ以上の処理量のときは回転篩が
有効である。

【００４８】回転篩の篩目の形状は、四角より丸の方
が、プラスチックや布の引っ掛かりが少なく、清掃が容
易である。四角の場合は、目詰まりし易く大量処理に向
かない。篩目は、２０〜３０ｍｍの範囲内が好ましい。
篩目が３０ｍｍを超えると、篩下に紙、プラスチックの
混入が多くなる。

【００４９】なお、一次破砕後の原料の篩分けにおい
て、各組成毎の粒度分布の代表例を表１に示す。

【００５０】

【表１】

【００５１】表１から、厨芥をなるべく多く篩下とし、
その他を篩上に残すには、篩目が２０〜３０ｍｍの範囲
内が好ましいことがわかる。

【００５２】次に（５）資源化物選別工程について述べ
る。 （ａ）比重差を用いた選別手段として風力選別を用い
る。

【００５３】（ｂ）風力選別装置として例えば図２に示
すような高圧噴流式風力選別装置を利用すると、ガラス
ビンを主体とした重量物と、アルミニウム缶、紙類、木
材、プラスチックを主体とした中重量物と、袋類を主体
とした軽量物に分離できる。図３において、篩上原料１
ｂを搬送コンベア３０で資源化選別容器３１内に搬送
し、搬送コンベア３０の端部から落下させ、搬送コンベ
ア３０の端部下に設置したエア噴射ノズル３２からエア
を落下する篩上原料１ｂに噴射し、その風力により重量
物と中重量物とを重量物用シュート３３と中重量物用シ
ュート３４内に選別する。軽量物はメッシュスクリーン
３５で補集する。３６はコンプレッサである。

【００５４】（ｃ）重量物に分類されたガラスビンは回
収されて再資源化される。

【００５５】（ｄ）中重量物のアルミニウム缶はその殆
どが飲料缶である。

【００５６】公知のアルミニウム選別機にかけることに
より、アルミニウム缶とそれ以外の可燃物に分離するこ
とができる。

【００５７】なお、アルミニウム選別には、前述の金属
除去工程で行うことも可能であるが、アルミニウム選別
機の性能を上げるためには、選別対象中のアルミニウム
の成分比を上げることが望ましく、風力選別後に行う方
がアルミニウムの回収率が高くなる。

【００５８】（ｅ）軽量物として回収されるのは、プラ
スチックフイルムでできた袋の破片が殆どであり、これ
らはプラスチックとして回収し、再資源化が可能であ
る。また、二次破砕にかけて、アルミニウム除去後の中
重量物と一緒に固形燃料化することも可能である。

【００５９】（ｆ）必要に応じて、風力選別を行う前に
二次磁力選別を行ってもよい。

【００６０】次に、（５）篩分けによる篩上の原料の
中、資源化物を選別した残りの篩上原料を二次破砕する
工程について説明する。

【００６１】篩分けによる篩上原料の中資源化物を選別
して残った、紙、プラスチックボトル、木、布等の原料
に対しては、二次破砕が実施され、ここで粒度調整がな
される。

【００６２】篩上成分には厨芥が殆ど含まれていないた
め、厨芥が二次破砕機に悪影響を及ぼさず、厨芥残存に
よる問題が発生せず、効率良く二次破砕がなされる。

【００６３】二次破砕機には、下部スクリーンを備え
る、一軸回転刃式破砕機を用いるとよい。また、二次破
砕後の原料を再び厨芥と混合するため、二次破砕粒度を
厨芥と同寸法に揃えることにより、後工程で、乾燥、減
容・固化され製造される固形燃料の品質が良好となるか
らである。

【００６４】従って、一軸剪断式破砕機の刃幅は、２０
〜３０ｍｍの範囲、下部スクリーンの篩目は２０〜３０
ｍｍの寸法となる。

【００６５】（６）次に、篩分けによって篩にかけら
れ、篩下に分離された厨芥の処理について説明する。

【００６６】篩分けによって分離された厨芥には、生石
灰（ＣａＯ）または消石灰［Ｃａ（ＯＨ）₂ ］を添加す
る。なお、厨芥には、厨芥とともに篩下に分離された土
砂が含まれている。

【００６７】厨芥に、生石灰または消石灰を添加するこ
とによる効果は、下記（ａ）〜（ｃ）の通りである。 （ａ）生石灰または消石灰の添加により、厨芥のｐＨ値
が高められ、厨芥中のタンパク質がアルカリ加水分解し
安定化する。

【００６８】また、微生物増殖に適するｐＨ値はｐＨ９
未満であるが、これにより、厨芥のｐＨ値がｐＨ９より
も高くなるため、製品化された固形燃料貯蔵時の微生物
増殖が阻止され腐敗が抑制される。

【００６９】（ｂ）添加した生石灰が厨芥中の水分と反
応して水分量を減少させる。生石灰と厨芥との化学反応
および反応熱によって水分の蒸発が助長され、生石灰１
ｋｇの添加で水は約１ｋｇが厨芥から除かれる。

【００７０】例えば、水分７０％の厨芥１００ｋｇに生
石灰７０％（厨芥の乾燥重量に対する割合）添加する
と、水分が３％減少する乾燥効果がある。

【００７１】また、実際には、攪拌および通風によっ
て、これ以上の１０〜１５％の乾燥効果がある。

【００７２】（ｃ）最終製品の固形燃料焼却時に塩化水
素ガス（ＨＣｌガス）の発生を防止する。

【００７３】固形燃料の燃焼の際、添加されるＣａ分
が、固形燃料中の塩素分（塩化ビニル等）に起因するＣ
ｌ分と反応してＨＣｌの発生を防止する。

【００７４】また、Ｃａ分には、塩化水素ガスと反応し
てＣａＣｌ₂ （塩化カルシウム）となり、灰、あるい
は、フライアッシュとして回収される。

【００７５】生石灰または消石灰の厨芥への添加量は、
厨芥の乾燥固形物相当重量にたいして１〜２０％、好ま
しくは５〜１０％の範囲とする。

【００７６】前記の添加量が１％未満では、ｐＨ値が９
以上（厨芥のｐＨ≧９）とならず、所望の腐敗防止効果
が得られない。また、固形燃料の燃焼時の脱塩素効果が
充分に得られない。

【００７７】一方、２０％を超えると、固形燃料の燃焼
による焼却残渣が増え過ぎる。次に（７）として上記
（５）および（６）工程を経たものを混合して所定の固
形燃料を成形する工程（乾燥、減容、固化）について説
明する。

【００７８】二次破砕された篩上原料、及び、生石灰ま
たは消石灰が添加され混合された主として厨芥からなる
篩下原料は、この工程で、混合される。

【００７９】篩下原料と篩上原料とは、同寸法の、２０
〜３０ｍｍに破砕されており、後続工程で製造される固
形燃料の品質が良好となる。

【００８０】混合された原料は、所定の固形燃料成形工
程、即ち、乾燥、減容・固化の各加工工程を経て、固形
燃料化される。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
下記の工業上有用な効果がもたらされる。

【００８２】二次破砕の前に、篩分けを行って、一般ゴ
ミから厨芥の大半を分離するので、二次破砕機の中で、
厨芥が混練されて、装置内に付着することにより発生す
るトラブルを防止することができる。

【００８３】二次破砕機で処理されるゴミの量が減少
し、二次破砕機の負荷を軽減することができる。

【００８４】一般ゴミの中で特に水分量の多い、厨芥を
分離して処理できるので、ｐＨ調整のための添加分の混
合、および、厨芥からの水分の除去を効率良く行うこと
ができる。

【００８５】篩分けの篩目を、２０ｍｍ〜３０ｍｍとす
ることにより、一般ゴミの家庭ゴミの中から、厨芥を効
果的に分離することができる。

【００８６】燃料化できない鉄、アルミ、ガラスを分別
回収でき、資源化できると同時に、不燃物を含まない固
形燃料を作ることができるので、熱量の高い良質の固形
燃料が生成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の固形燃料化工程の実施の形態を示す
工程図である。

【図２】 本発明に用いる風力選別装置の実施の形態を
示す図である。

【図３】 従来の固形燃料化工程の一例を示す工程図で
ある。

【符号の説明】

１ 原料 １ａ 一般ゴミによる原料 １ｂ 篩上原料 ４ 金属除去工程 １９ ピット・クレーン ２１ 一次破砕工程 ２２ 原料の篩分け工程 ２３ 二次破砕工程 ２４ 生石灰（消石灰） ２５ 生石灰等との混合工程 ２６ 乾燥・混合工程 ２７ 減容・固化工程 ２８ 固形燃料 １２ アルミニウム選別工程 ２９ 資源化選別工程 ３０ 搬送コンベア ３１ 資源化選別容器 ３２ エア噴射ノズル ３３ 重量物用シュート ３４ 中重量物用シュート ３５ メッシュスクリーン ３６ コンプレッサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋保 慶志 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 大垣 陽二 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 次の（イ）〜（チ）の各工程からなる一
   般ゴミの固形燃料化方法、 （イ）一般ゴミを袋等から取り出し、バラバラにする一
   次破砕工程。 （ロ）一次破砕した一般ゴミから鉄類を除去する磁力選
   別工程。 （ハ）鉄類を除去した残りのゴミ成分を所定の篩目によ
   って厨芥を主体とする篩下成分と、残余の篩上成分に篩
   分けする工程。 （ニ）残余の篩上成分を重量差によって、ガラスビンを
   主体とした重量物と、アルミを主体とした中重量物と、
   プラスチックフィルムによる袋の破片を主体とした軽量
   物に選別する工程。 （ホ）中重量物からアルミを選別する工程。 （ヘ）アルミを除いた中重量物を破砕する二次破砕工
   程。 （ト）前記厨芥を主体とする篩下成分に生石灰或いは消
   石灰のうちのいずれかを添加して混合する工程。 （チ）次いで、篩下成分と生石灰或いは消石灰の混合物
   と、前記二次破砕された中重量物とを混合して乾燥、減
   容・固化する固形燃料成形工程。