JPS59500173A - 廃棄物から燃料を製造する方法 - 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、廃棄物を利用して、例えば蒸気を発生させるために利用し得るような 、有益な燃料を製造する方法に関する。

廃棄物処理の問題についての論議並びに廃棄物を燃料として利用する方法につい ての幾つかの例が英国特許第１．５５１．０１９号及び第１．５５１．０２０号 に記載されている。

本発明は、廃棄物から燃料を製造する方法を提案するものであり、その構成の要 旨とするところは、廃棄物を回転ドラム内で醗酵させ、そのとき生じる熱によっ てそれ以上有機的な分解反応が生じない程度に当該廃棄物を乾燥させることを可 能ならしめ、然るのち、上記醗酵した物質をベレット状の燃料に成型することに ある。

上記の方法は、ベレット形成装置を使用しなければならないので、ちょっと考え たときには、大量の三ネルギーを必要として、製造された燃料が高価になって経 済的に見合わないように思われるかも知れない。然しなから、ベレット形成装置 を利用することによって、思いがけない極めて有益な二つの効果がもたらされる のである。即ち、先ず第一には、ベレット状にされた燃料は、取扱いや貯蔵昏び に使用が極めて容易であり、従ってそうすることがより望ましく且つ有意義であ ること、そして第二には、ベレット状に形成する過程に於てこれに含まれていた 水分が更に減少せしめられ、従ってその１４表昭５９−５００１７３　（２） 発熱量は実質的に増大するという効果がもたらされるのである。

而して、その製造工程は、バッチ方式よりも連続方式の方が望ましく、また、そ の材料の水分含有量は醗酵ドラムから排出された時点で２３ないし３３％に減少 せしめられ、且つベレット形成装置から取り出された時点で１８ないし２８％と されるのが望ましい。上記ドラム内での滞留時間は通常は１２時間以下である。

本発明をより明確に理解し得るよう、本発明に係る方法のプロセスをフローチャ ートで示す添付図面を参照しっ＼本発明の典型的な実施例について以下に説明す る。

即ち、家庭とみ、産業廃棄物及び農業廃棄物としてもたらされる。これらのそれ ぞれの比率は、プラントの立地場所によって異なる。廃棄物のうち幾つかのもの 、例えば金属やガラス等は最終的な燃料となった時に回答発熱量を有し得ないか ら、可能な限り取り除かれるべきである。これとは逆に、有機質材料即ち例えば 紙、木材、プラスチック、包装材料、若しくは野菜等々の物質の比率が高ければ 高い程、燃料の最終的な発熱量は多くなる。これらの有機材料は農業廃棄物中に 圧倒的に多く存在するものであり、それらは例えば農産物の加工工場から排出さ れる植物の鞘や果実の皮等の繊維質の材料をも含んでいる。

従って本発明に係る方法は、−考したところでは農業を基幹産業とする地域に適 しているように思われるが、然しなから実質的に部会のように多くの人口を擁す る地域にも適している。

本発明に係る方法を実施するためのプラントに於ては、あらゆる種類の廃棄物は 貨物トラックによって、受は入れ兼貯蔵所１０に運び込まれる。人為的に操作し なければ各種廃棄物の均一な混合が得られない場合には、それを可能とするため に、これらの廃棄物を適宜の手段で配合するのが望ましい。廃棄物は貯蔵所１０ から、望ましくはハンマミルの如き強力な裁断機１１へ送り込まれる。その場合 には、廃棄物を予め仕分けしておく必要は無く、例えばエンジンブロックの如き 極端に重い塊状固形物を取り除いておくだけで良い。他のすべての廃棄物は１０ ０ｍｍ以下のサイズの粒子に、然もそのうち９８％は５０ｍｍ以下の粒子サイズ に破砕されてしまう。

裁断機を通過した廃棄物は大容量の中間貯蔵庫１０へ送られる。

この中間貯蔵庫は主に二つの機能を有している。即ち先ず第一に、これは、例え ば週末に於けるような廃棄物の供給量の大幅な変動を補償し平均化するための緩 衝機能を有しており、これにより醗酵ドラムの連続稼働を確保する役割を果す。

第二には、裁断された廃棄物をここに堆積させておくと、全体としての水分の含 有量（即ち、廃棄物から遊離し若しくはそれらの表面に付着した水分と、内部の 水分を加えたもの）が３８％程度（これは３０ないし６０％の範囲で変化し得る 。）である裁断された廃棄物は、自然発生的な嫌気性の醗酵を始め、その結果と して温度が上昇する。事実、適切な外部条件下においては、醗酵ドラムに送り込 まれる前にドラムの処理温度即ち７０ないし８０℃にまで昇温させることが可能 である。従って、醗酵ドラムに対して熱を加えたり水を補充したりする必要はな い。

裁断された廃棄物はコンベア及び／又はホッパによってドラム１３内に移される 。

このドラムは典型的にはその長さが８０ｍ、　直径４．５ｍ程度のものである。

その機能は、上記裁断された生の廃棄物を醗酵させ且つ乾燥させることにある。

上記ドラムは連続処理状態において約３００ｔｏｎの収容能力を有する。これは 、時間当たり約４０　ｔｏｎを送り込み、約３０ｔｏｎを排出することを意味し ており、その差は途中で水分が除去されることを示している。

処理物はドラム中を６ないし１２時間かかって通過し、ドラム内での平均滞留時 間は９時間程度であるが、これは廃棄物供給量に応じてドラムの回転速度を変更 することによって調節可能であり、処理物をできる限り乾燥した状態で取り出す ようにすることが可能である。乾燥器１４に送り込まれた圧風は、これを通過し た後、ドラム内へ廃棄物の移動方向とは反対方向に流れるように送り込まれる。

ドラム内を通過せしめられる空気は、乾燥していることが重要であり、空気が乾 燥していることによって、排除し得る水分の量が増大し、ドラムにおける乾燥工 程の効率を向上させ得るものである。この空気は廃棄物から発散される水分を取 り除くと共に、好気性の醗酵を促進する。この好気性の醗酵は、廃棄物を更に細 かくすると共に、水分を排除するのに必要な熱を発生する。廃棄物の水分含有量 は、その最初のときに比べて、ドラムから排出された時点では２３ないし２５％ （重量）の領域にまで減少させ得る。然しなから、水分含有量がそれより低くな ることは実際的に不可能である。何故なら醗酵条件が整わな（なり、発熱並びに それ以上の水分排出が停止するからである。

この段階で廃棄物の粒子サイズは５０ｓｎ：以下に、然もそのうちの９０％が２ ０ｗＩＩＩｌ以下に減少する。然しなから、廃棄物は未だ金属及びガラス等を含 んでいるので、これらは一つ若しくはそれ以上の分離装置１５によってこの時点 で取り除かれなければならない。ドラム内での処理過用中にこれらの金属等の廃 棄物が存在することは、醗酵が進行する期間中において、粒子のサイズを更に細 かくするのに大いに寄与するという点で積極的な利点を有しているのである。而 して、上記分離装置１５としては、磁力によるもの（磁性体金属を除去する場合 ）或いは重力作用によるもの（あらゆる種類の重い破片を除去する場合）等が用 いられる。後者のタイプの分離装置は、目下処理すべき廃棄物に対して極めて有 効である。何故なら、燃料として極めて有効な繊維質の廃棄物は、廃棄物中に含 まれ”Ｃいる他のすべてのものよりも比重が必然的に極めて低いからである。摘 出された金属は、これをまとめてスクラップとして販売することができる。また 、残された塊状金属の種類及び量は、プラントの立地場所によって大きく異なる ものであるが、これらの金属はできれば地上に積み上げてお（等の適当な手段で 処理されなければならない。

而して、これらの堅い金属破片を取り除いておくことは、その後に続くペレソ［ 形成装置１６を摩耗させたり損傷を与えないようにするために重要である。ペレ ット形成装置は従来公知のものでよいが、このペレット成形装置を用いることば 本発明に於いて極めて重要であり且つ大きな利益をもたらすものである。成る典 型的な実用例に於いては、ペレット成形装置により、長さ７５＋ｎｎ＋、直径１ ８ｎ＋ｍ程度の大きな繊維状の物体としてのペレットを押出し成型する。ペレッ ト形成装置に対しては、そこで圧縮を行うために大量のエネルギーの投入（全工 程に必要とされるエネルギーの約３分の１程度）が要求されるけれども、このペ レット化の工程はそのときの摩擦によって相当の熱を発生し、水分含有量を更に ５％程度減少させてこれを１８ないし２８％程度に低下させるという付随的な効 果を有している。

実際、分離装置１５から出てきたときの廃棄物の形態は、適度の繊維質の特性を 有すると共に、研磨性の固い物質を含まず、しかも適度の水分含有レベルを有し ているから、ペレット化するのに理想的な状態となっている。更にまた、ペレッ ト状の燃料は、従来公知の方法によって製造されるような粉状の固められていな いバラバラな状態の燃料に比べて、燃料としては大いに満足のいく製品となるも のである。゛即ち、このペレット状の燃料は従来のボイラーを用いて石炭等を混 合することなくそのまま燃焼させることができ、然もこの燃料は圧縮されてその 外面が平滑であるから、粉状の燃料に比べて吸湿性が極めて少ない。従って、こ の燃料が再び醗酵して有害な液体や臭気を発生する虞れがない。従ってまた、こ のペレットはその品質低下をもたらすことなく事実上無期限に保存しておくこと ができ（直ちに燃やしてしまう必要がない。）、しかも取扱いが容易で、貯蔵の スペースも少なくて済む。更にまたこのペレット状の燃料は輸送経費も安くて済 むのである。

而して、上記の如き総合プラントに於ては、ペレット化された燃料は貯蔵庫１７ へ送られ、必要に応じてそこから直接ボイラ１８に送られる。このボイラは普通 は他の付加燃料を何隻用いることなく、熱水や器気或いは電力等を生産するのに 利用される。燃焼の残り滓としての灰は、もとの燃料の乾燥状態における重量の 略１７％である。これはもとの燃料の実際の重量に比べる２二もっと低くなる。

灰も、これをある程度溜めておけば売り物として市場に提供できる。

上に示した方法及びプラントは、主に農業廃累物即ち繊維質を比較的多く含む廃 棄物で、比重の大きい固形物の含有率がそれほど高くない廃棄物を発生する地域 で使用するために設計されたものである。モして又、上記のプラントは、例えば アフリカ地方の如く気温の高い地域では経済効率的に最も良好な状態で操業でき る。中央アフリカの都市における典型的な廃棄物の例を示すと、紙及びボール紙 が２３％程度、腐敗性の物質（即ち野菜その他の有機物）が６０％程度、そして 残りがプラスチックス、織物、金属、ガラス等々である。計算によれば、上記の 如き廃棄物を前記のプラントで２００　ｔｏｎ処理した場合、３．６３３　Ｘ　 １０”　Ｋｃａｌの蒸気出力を得ることができ、全体としての熱効率は約７０％ である。総合的な廃棄物処理システムとして事実上二のような出力値が得られる ことは、極めて満足すべきらのと言わねばならない。

他の地域や他の気候帯域に於いては若干の変更が必要とされる。その変更は主に 中間貯薦庫１２及び分離装置１５に関するものである。寒冷地に於いては醗酵を 開始させるために廃棄物を単に積み上げておくだけでは不充分であり、従ってで きれば若干の加Ｐ！！１ｍ能を備えた幾分小型の第二の醗酵ドラムが必要とされ るかもしれない。然しなから、他の点では上記プロセスがそのまま適用可能であ ると確信される。また、より重い産業廃棄物を含む地域においては、分離装置を 増やしたり、或いは異なった形式の分離装置が必要とされるであろう。更にまた 裁断機に投入されるエネルギーが多くなる程、廃棄物中に含まれる水分は少なく なり、従ってこのシステム全体としての熱効率は低下するかもしれない。然しな から、このシステムはそわでも尚、廃棄物を選別することなく連続的に作動させ 得る。

成る状況下にねいては１．連続処理の材料処理量を維持するために、廃夏物がド ラム内に長時間滞留することによって経済的に見合わなくなるのを防止するよう 、ドラムに熱を付与することが推奨され、また場合によってはそれが必要とされ るであろう。その場合には、乾燥器１４を利用して空気の加熱も行うようにする と良い。目標としては、ドラム内の最適温度として７０ないし８０℃を確保する ものである。

国際調査報告

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　回転ドラム内で廃棄物を醗酵させ、そのとき生じる熱によってそれ以上有 機的な分解反応が生じない程度に当該廃棄物を乾燥させ、然る後、上記醗酵した 廃棄物をベレット状の燃料として成型せしめることを特徴とする廃棄物から燃料 を製造する方法。 ２、　上記ドラムから取り出された時の上記廃棄物の水分含有量が２３ないし２ ５重量％の範囲である特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、　上記各工程を連続的に稼動せしめ、廃棄物のドラム内での滞留時間を６な いし１２時間とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の方法。 ４、　乾燥した空気を上記ドラム内に廃棄物とは逆方向に流通せしめる特許請求 の範囲第１項ないし第３項のうちいずれか−に記載の方法。 ５、　上記空気を上記ドラムに供給する前に加熱せしめる特許請求の［１面第４ 項記載の方法。 ６、　上記醗酵に先立って廃棄物を裁断し、醗酵後に金属廃棄物を分離する特許 請求の範囲第１項舎いし第５項のうちいずれか−に記載の方法。 ７、ペレット化する過程に於て、製造される鴬料の水分含有０ 量を１８ないし２３％とする特許請求の範囲第１項ないし第６項のうちいずれか −に記載の方法。 ８゜上記醗酵に先立って、廃棄物を所定期間積み上げて放置し、これに嫌気性の 醗酵を生せしめることにより、上記ドラムに投入する前に予め昇温させてお・く 特許請求の範囲第１項ないし第７項のうちいずれか−に記載の方法。 ９、上記醗酵に先立って、第二のドラム中で熱を加えつ＼予備的な醗酵を生せし める特許請求の範囲第１項ないし第７項のうちいずれか−に記載の方法。 １０、製造された燃料を動力に変換するため、上記燃料を同じ１ｍ内に設けられ た動力発生装置で直接燃焼せしめる特許請求の範囲第１項ないし第９項のうちい ずれか−に記載の方法。 １１、添付の図面を参照しつ一明細書中に記載した事項と実質的に同一の内容か ら構成される、廃棄物から燃料を製造する方法。 １２、回転式醗酵ドラムと、上記ドラムから取り出された廃棄物を、その水分含 有量がドラムから取り出されたときよりも低いベレット状の燃料に成形するベレ ット形成装置とから構成される、廃棄物からの燃料製造装置。