JPS59217796A - 廃物利用の固形燃料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は廃棄物から再生された固形燃料に係るものであ
り、更に詳細には、パルプスラッジ、農畜産廃棄物及び
家庭の台所廃棄物等の種々の雑廃棄物を一つの原料とし
、これにプラスチック、ゴム及び合成繊維の如き高分子
材料を加え、混合、圧縮、混練、乾燥、圧縮成型しでな
る固形燃料であって、総発熱量が４，０００〜９，００
０　ｋｃａｌ／［ｉｐであり、かつ３〜３０９／−の圧
縮強度を有し、そして炉内においても融解することなく
原型を保ったまま燃焼する固形燃料に関するものである
。

パルプスラッジや農畜産廃棄物の処理は現在産業廃棄物
による大きな公害問題となっており、又家庭の台所廃棄
物の処理も適当な埋立地がなく、又ゴミ焼却場の建設も
用地難及び建設費、運転費が高くつき思う様に進まず、
大きなゴミ公害の問題をひき起こしている。これらの廃
棄物は有機物であり、元来可燃性の物質であるけれども
、その廃棄される状態においては、一般に大量の水を含
んだ状態であるために重油等能の燃料を大量に燃焼して
やらない限り焼却することは出来ない。

一方、従来これらの廃棄物を燃料化しようとする試みも
一部でなされでいるが、それは加熱乾燥機によってこれ
らの廃棄物を乾燥して燃料化するものであり、この方法
は乾燥炉のエネルギーとして大量の重油を必要とするた
めに採算が合イつず企業化されでいない。

上記した産業廃棄物とは別に、他の産業廃棄物としてプ
ラスチック、ゴム、合成繊維等の高分子材料の処理も大
きな問題となっている。これらの高分子材料は化学的に
合成された物質であるので、自然界における生物による
浄化は期待出来ない。

そしてこれらの合成高分子材料を焼却炉で焼却すること
は、炉内でこれらの高分子材料が融解して目詰まりを起
こしたりして円滑な燃焼を継続させることが困難である
ばかりでなく、その発熱量が非常に大きいこと等の理由
により焼却炉を傷める場合が多く焼却場においで嫌われ
て来た。プラスチック等の廃棄物を分解してガス燃料を
得る試みもなされているが、未だに企業化されるまでに
は成功しでいない。

本発明者はパルプスラッジ、農畜産廃棄物、家庭の台所
廃棄物といった乾燥した状態でも３５００ｋｃａｌ／Ｋ
ｐ程度の低い発熱量を有し、高温においても融解しない
非石油系廃棄物とプラスチック、ゴム等の約１０，００
０　ｋｃａｌ　／ＩＣ，の高い発熱量を有する高分子材
料とを混合して固形燃料とすれば、炉内における燃料の
融解が防止され、従って円滑な燃焼を継続させることが
出来、かつ燃料の発熱量も適当な範囲に調節されるので
炉を傷めることもなく、従来その処理が困難な問題とな
って来た各種廃棄物の有効利用が可能となるものと考え
鋭意その実現に努力した。

又、廃物利用の固形燃料を工業製品として企業化するた
めには、その製造コストが低くなければ石油、石炭、天
然ガスといった燃料に太刀打ち出来ない。本発明者は安
価に廃物利用の固形燃料を得るためには、従来一部で試
みられでいたように廃棄物を予め重油等の燃料によって
予熱、乾燥する工程を通らせたのでは不可能であり、原
料中に存在する全果の水分を予熱、乾燥等の工程を経る
ことなく除去することか肝要であり、かつそれが可能で
あることを見出し本発明を完成するに至ったものである
。

従って本発明の要旨はパルプスラッジ、農畜産廃棄物及
び家庭の雑廃棄物等の非石油系廃棄物を乾燥状態で計算
して１５〜９２％及び高分子材料を８５〜８％の割合で
混合、圧縮混練乾燥及び圧縮成型しで得られた４、００
０〜９，０００　ｋｃａｌ　／ＫＪ−の総発熱量及び３
〜３０ＫＰ／−の圧縮強度を有し、かつ炉内において融
解することなく燃焼可能な廃物利用の固形燃料に存する
。

以下本発明を更に具体的に説明する。

本発明の固形燃料の原料の一方の成分である非石油系廃
棄物としては、前述の通りパルプスラッジ、農畜産廃棄
物、家庭の台所廃棄物等水分含量の高い廃棄物を挙げる
ことが出来るが、これらに限定されるものでなく、例え
ば大鋸屑、木の皮等も用い得る。

本発明の固形燃料の製造に当たっては、これらの廃棄物
はたとえ含水率の高いものであっても特に予熱、乾燥と
いった工程を通す必要はないが、集荷場で堆積しでいる
間に全果の水分がその集荷物の重量によって押し出され
流出するのは勿論好５− ましい。パルプスラッジ、農畜産廃棄物、家庭の台所廃
棄物は一般に約７０〜９０％の水分含有率を有し、集荷
場で水分の一部が流出するとしでも約７０〜８０％の水
分を含有しでいる。

本発明の固形燃料は非石油系の廃棄物を乾燥状態で１５
〜９２％含むので、製品１今当たりの生の非石油系廃棄
物の使用量は約０．５〜４．５今である。他方の原料で
あるプラスチック、ゴム等としては、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエス
テル、ポリアミド、ツーノール樹脂、ポリ酢酸ビニル等
が好ましい原料であり、他に天然及び合成ゴム、ポリ塩
化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等も用いることが出来る
。

硫黄及び塩素等を含む原料を用いる場合には、必要に応
じ発生する亜硫酸ガス、塩化水素、塩素等の有害ガスを
中和するための中和剤を混入するのも良い。これらの高
分子材料は一般に含水率は０であるので、製品の固形燃
料１今当たりの使用量は０．０８〜０．８５Ｋｐである
。

６一 約８，０００〜９，０００　ｋｃａｌ　／Ｋｐといった
高い発熱量を有する固形燃料を製造する場合には、用い
る高分子材料として硬質ゴムあるいはツーノール樹脂等
の硬い材料の割合を高くするのが良い。これに反し、例
えば約４，０００〜５，０ＯＯｋｃａｌ／ｂといった低
い発熱量の固形燃料を製造する際には高分子材料として
ポリエチレン、酢酸ビニル、ポリスチレン等の熱可塑性
樹脂を用いるのが好ましい。

本発明の固形燃料の製造はまづ非石油系の廃棄物と高分
子材料とを切断、混合し、これを円筒状のスクリ・−コ
ンベアで圧縮し、混合、混練する。

この際含まれている水分の一部は圧縮によって流出させ
うる。このスクリューコンベアの先端には送られて来る
廃棄物の流れを抑制する小孔のあいた仕切板が設けられ
ており、このためにスクリューコンベア中で廃棄物は前
進を阻まれ強く圧縮、混練される。この際に圧縮熱及び
摩擦熱によって廃棄物は加熱され、熱可塑性の高分子は
軟くなり非石油系の廃棄物と十分に馴染むようになる。

このスクリューコンベアによる圧縮、混練はそのスクリ
ューコンベアを駆動するモーターの馬力によっても異る
が、通常は２〜４段の多段にわたって行われる。

圧縮、混練中に廃棄物は高温に熱せられ、各圧縮段の先
端に設けら、れた圧縮板、すなわち廃棄物の前進を抑制
する小孔を有する仕切板を通過した直後に設けられてい
るスチーム噴出口からスチームが激しく噴出する。従っ
てこの圧縮、混線に使用されているスクリューコンベア
は一種の乾燥機とも考えられ、圧縮混練乾燥機と称する
ことが出来る・ 実験に供したスクリューコンベアの能力は５ｔ／日であ
り、このスクリューコンベフ１台当たりの駆動モーター
の馬力は２２ａであった。この圧縮、混練によって含水
率が約２０〜３０％に低下した廃棄物はその後圧縮成型
、好ましくは圧縮押出成型される。すなわち前段で得ら
れたものは次いで同様なスクリューコンベア型の圧縮押
出成型機に送られ、この成型機では前述の圧縮混練乾燥
機におけるよりも更に強度に押圧され高温に熱せられ、
圧縮押出成型機の先端に設けられたダイスから希望の形
状、太さの棒として押し出され、こガ れを回転羽の切断機で希望の長さに切断することによっ
て本発明の固形燃料が製造される。

圧縮押出成型された直後の固形燃料は約８０〜９０℃程
度にまで加熱されでおり、激しく湯気をたて、その水分
含有率は約７〜８％程度であるが、そのまま放置する間
に自然乾燥で含水率は２〜３％以下に下る。この圧縮押
出成型機の駆動モルタ−の馬力も２２に１ｖである。

上記の圧縮、混練工程及び圧縮混練押出成型工程におい
で高温状態で十分に混練が行われるために熱可塑性高分
子材料は軟らかいペースト状となり、熱可塑性でない他
の廃棄物の粒子の表面を被い、かつその粒子の内部の細
孔にまで圧入、含浸させられているものと思われる。ス
クリューコン９− ベア中では極めて強い力で押されるので、チキントロピ
ー的に流動化しでいるが、成型機から押し出された後は
速やかに固化し、たとえ熱せられでも容易に融解しない
。

本発明の固形燃料は燃焼する際にも融解することなく、
その形を保持したまま燃焼し衡機を与えない限りその原
型のままの灰を残す。

本発明の固形燃料は前述の通り炉内において融解するこ
とがないので、通常の炉によって燃焼させることが出来
るが、燃料中の高分子材料の割合が高い場合、あるいは
畜産廃棄物を用いた場合には燃焼に際して煤や特有の臭
いを生ずることがある。このような煤や特有の臭いの発
生を防止するためには、炉内において空気が炉壁にそっ
てあたかもサイクロンにおけるが如き状態で回転する特
別な構造の炉を用いるのが良い。

以下に実施例を示すが、本発明はこれらによって限定さ
れるものではない。

１０− 実施例１ ２２ＫＷのモーターで駆動され先端に送られて来る物体
の流れを抑制するための小孔を備えた仕切板を有する円
筒形のスクリーーコンベアである圧縮混練乾燥機を３台
直列に重設し、これに含水率約７０％のパルプスラッジ
を４．２ｔ／日及びポリエチレン、ポリプロピレン等の
合成樹脂混合物を１．２ｔ／日の割合で同時に連続的に
供給した。２段目及び３段目の圧縮混線乾燥機ではその
スチーム噴出口から激しくスチームが噴出した。３段目
の圧縮混練乾燥機から出たプラスチックとパルプスラッ
ジとが十分に混練され、水分含量も低下した中間製品は
引き続いて２２ｖｘのモーターで駆動される前述と同様
のスクリーーコンベア型の圧縮押出成型機に供給した。

このコンベアの出口には前記の仕切板より更に開口率の
低い仕切板で作られたダイスが存在し、廃棄物から製造
された本発明の固形燃料はこのダイスから棒状で押し出
された。

この実施例では直径８鵡φのダイス孔の仕切板刃 を用い、長さ３傭で回転羽カッターを用いて切断した。

従って得られた固形燃料は直径８賜、長さ３傭の円筒形
である。圧縮押出成型機から押し出された直後の成品は
約９０℃の熱い物体で激しく湯気を出しており、含水率
は約８％であった。放置により冷却した後゛には含水率
は３％迄下った。

かくして得られた固形燃料は５４／−の圧縮強度を有し
、その総発熱量は５９９０ｋｃａｌ／６であった。この
固形燃料は炉内で燃焼した時融解せずにそのまま燃え原
形を保った白色の灰を与えた。

灰中の重金属を測定したところ、Ｃｕ２１８”／／ｂ、
Ｚｎ３７３０”ｌ／”ｐ、Ｐｂ　３２．３　’ｆ／Ｋｐ
　、　Ｃｄ０．３０ツ／９、Ｈｇ　Ｏ，０３ｍ／／４以
下ｆアリ、灰ノ投棄Ｔ。

るいは埋め立てに支障はない。

実施例２ 圧縮混線乾燥機を２段に減らした外は実施例１で用いた
と同様の装置を用い、これに４ｔ／日の割合で古タイヤ
及びシムスクラップの混合物と２ｔ／日の割合で含水率
８０％の豚糞とを連続的に同時に供給した。

得られた固形燃料の含水率は２％であり、圧縮強度は４
９／−で総発熱量は８７３０　ｋｃａｌ　／今であった
。このものは実施例１の燃料と同様に融解せずに燃すこ
とが出来た。

実施例３ 実施例１で用いたと同じ装置に、ポリウレタン、ポリス
チレン、ポリエチレン等を約５重量％含む台所廃棄物を
そのまま５ｔ／日の割合で供給した。

実施例１と同様にして得られた固形燃料の含水率は２％
で、圧縮強度は５ＫＦ／−であり、その総発熱量は４４
７０　ｋｃａｌ／１５であり、炉内で融解することなく
良好に燃焼した。この実施例で用いた原料は乾燥状態で
計算するとプラスチック約１５％、その他の廃棄物的８
５％であった。

特許出願人　　高地克己 代理人弁理士加藤　　孝 １３−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パルプスラッジ、農畜産廃棄物及び家庭の雑廃棄物等の
   非石油系廃棄物を乾燥状態で計算して１５〜９２％及び
   高分子材料を８５〜８％の割合で混合、圧縮混練乾燥及
   び圧縮成型して得られた４、０００〜９，０００　ｋｃ
   ａｌ／Ｔｐ　Ｏ）総発熱量及び３〜３０Ｋｐ／−の圧縮
   強度を有し、かつ炉内において融解することなく燃焼可
   能な廃物利用の固形燃料。