(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
都市ごみ等の一般廃棄物を分別して得られた可燃性廃棄物ａを炭化し、その炭化物ａ1 を水中で粉砕して、微粉炭とするとともに炭化物ａ1 に含まれている水溶性物質を除去し、その水中粉砕で生成された炭化物スラリーａ3 を脱水して湿潤微粉炭ａ4 とし、その湿潤微粉炭ａ4 に油ｂを混合する可燃性廃棄物を用いた液状炭素燃料の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、上記湿潤微粉炭ａ4 と油ｂとの混合時にも前記湿潤微粉炭ａ4 を粉砕するようにしたことを特徴とする可燃性廃棄物を用いた液状炭素燃料の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記微粉炭ａ4 の平均粒径が１００μ以下となるように粉砕するとともに、上記油ｂの混合割合を、上記湿潤微粉炭ａ4 １００重量部に対して７０〜１５０重量部とすることを特徴とする可燃性廃棄物を用いた液状炭素燃料の製造方法。
【請求項４】
請求項３において、上記湿潤微粉炭ａ4 と油ｂとの混合時、前記湿潤微粉炭ａ4 を粉砕してその平均粒径が５０μ以下となるようにしたことを特徴とする可燃性廃棄物を用いた液状炭素燃料の製造方法。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の製造方法で得られた可燃性廃棄物を用いた液状炭素燃料。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかの製造方法を行う装置であって、都市ごみ等の一般廃棄物を分別して得られた可燃性廃棄物ａを炭化する炭化炉１と、その炭化物ａ1 を水中で粉砕して微粉炭にするとともに炭化物ａ1 に含まれている水溶性物質を除去する湿式粉砕機３と、その粉砕により得られた炭化物スラリーａ3 を湿潤微粉炭ａ4 と排水に分離する脱水機４と、その脱水された湿潤微粉炭ａ4 に油ｂを混合する混合機５とから成る可燃性廃棄物を用いた液状炭素燃料の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、産業廃棄物、都市ごみ等の一般廃棄物を分別して得られた可燃性廃棄物を用いた液状炭素燃料及びその製造方法並びにその製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の液状燃料の製造方法として、まず、特開平１０−１３０６６３号公報に記載のものを挙げることができ、この製造方法は、廃棄物を含む各種有機物を炭化し、その炭化物を粉化処理した後、水と混合させて液状炭素燃料を得ている。
【０００３】
また、他の製造方法として、特開平１１−３４９９６６号公報に記載のものを挙げることもでき、この製造方法は、産業廃棄物、都市ごみ等の一般廃棄物を分別して得られた可燃性廃棄物を、湿式粉砕して１００〜３００メッシュ（１４０〜５０μ）の粉体を生成し、この粉体を篩選別し、適量の水分調整を行って粉体流動体（ゴミスラリー）として、そのゴミスラリー１００重量部に対し、１０〜８０重量部の油分を混合し、さらに０．１〜３重量部の界面活性剤を添加してゴミ液化燃料（液状炭素燃料）を得ている。
【０００４】
一方、固形炭素燃料の製造方法として、特開平１１−２０９７６８号公報に記載のものを挙げることができ、このものは、可燃性廃棄物を低酸素雰囲気で過熱して炭化物を生成し、その炭化物を水中で攪拌・粉砕し、かつ炭化物中に残留している水溶性物質及び水溶性重金属を除去し、さらに、その粉砕・洗浄された炭化物を脱水機により脱水し、この脱水された炭化物を過熱乾燥後、冷却して、食塩や水溶性重金属が除かれたクリーンな炭化物（固形炭素燃料）を得ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、液状燃料は、ＲＤＦ等の固体燃料に比べれば、燃料としての取り扱いが容易である。しかし、上述の前者の液状炭素燃料を得る製造方法は、炭化物を超音波攪拌などによる乾式粉砕により微粉化しているため、多くの粉塵が発生して作業環境が悪いうえに、微粉化にも限度がある。液状炭素燃料はその粉砕炭化物が細かい方が好ましい。
【０００６】
また、後者の液状燃料を得る製造方法は、最終燃料が可燃性廃棄物を微粉砕しただけのもので、一般に可燃性廃棄物は、酸素原子を多く含んでおり、絶対発熱量が低いので、６５００ｋｃａｌ／ｋｇ以上のカロリーを有する液状燃料とするためには、油分の割合を多くしなければならない。また、可燃性廃棄物には、厨房からの食塩や、微量の重金属が混入しているため、得られた液状燃料は、発熱量が低いと言う懸念だけでなく、液状燃料が使用されたときに、食塩等の塩素が重油中の炭化水素と反応してダイオキシンを発生したり、重金属が高温で気化し排ガスとともに拡散する等、混入物による環境への悪影響が懸念される。
【０００７】
一方、上述の固形炭素燃料を得る製造方法は、湿式粉砕時に炭化物内の食塩、重金属などの水溶性物質を溶け出させているため、それらが除去された炭化物から成る固形燃料を得ることができ、その燃料は食塩や微量の重金属に起因する環境への悪影響のない安全なものといえる。しかし、固形ゆえに、液状のものに比べて、燃料としての取扱い性が劣る。また、脱水炭化物を固形化する際、その脱水炭化物の過熱乾燥及び冷却を行えば、余分な熱エネルギーを消費し、それだけ製造時間が余分にかかることになる。
【０００８】
この発明は、上述の実情の下、高カロリーでクリーンな液状燃料を安価にして得ることができるようにすることを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、まず、炭化物は、酸素原子が可燃性廃棄物より少なくなり、発熱性が高いので、高カロリーの液状燃料とする際の油分の割合を低減できる点に鑑み、その炭化物をスラリー状とした液状燃料を得ることとしたのである。
【００１０】
つぎに、その炭化物が環境への悪影響の少ない安全なものとするため、微粉砕時にその悪影響の要因となる食塩等を水に溶かし出して除去するようにしたのである。炭化物が微粉化すれば、その中に入っていた食塩等も容易に溶け出て、有害物質を含まない微粉炭を得ることができる。
【００１１】
さらに、水内で粉砕すれば、すなわち湿式粉砕すれば、その粉砕機内は微粉炭のスラリーとなり、それを脱水することにより、所要の水分を有する液状燃料を得ることができる。その燃料にカロリー向上のため、重油又は廃油などの油を混合して、液状炭素燃料を得る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の製造方法の実施形態としては、都市ごみ等の一般廃棄物を分別して得られた可燃性廃棄物を炭化し、その炭化物を水中で粉砕して、微粉炭にするとともに炭化物に含まれている水溶性物質を除去し、その水中粉砕で生成された炭化物スラリーを脱水して湿潤微粉炭とし、その湿潤微粉炭に油を混合する構成を採用し得る。このとき、油とともに、分散安定剤を０．１〜５重量％程度添加することが好ましい。
【００１３】
この構成において、上記湿潤微粉炭と油との混合時にも前記湿潤微粉炭を粉砕するようにすれば、燃料内の微粉炭がより細かくなって、炭化物の分散性がよくなる。
【００１４】
また、上記微粉炭の平均粒径は１００μ以下とし、上記油の混合割合は、上記湿潤微粉炭１００重量部に対して７０〜１５０重量部とするとよい。液状燃料としては、その微粉炭は平均粒径が１００μ以下が好ましく、より好ましくは５０μ以下とする。その５０μ以下への粉砕には油分との混合時に行うことができる。また、油分の混合量は、経済的及び燃料としてのカロリー面から上記範囲が好ましい。
【００１５】
上記各実施形態の製造方法をなす製造装置の実施形態としては、都市ごみ等の一般廃棄物を分別して得られた可燃性廃棄物を炭化する炭化炉と、その炭化物を水中で粉砕して微粉炭にするとともに炭化物に含まれている水溶性物質を除去する湿式粉砕機と、その粉砕により得られた炭化物スラリーを湿潤微粉炭と排水に分離する脱水機と、その脱水された湿潤微粉炭に油を混合する混合機とから成る構成を採用し得る。
【００１６】
この構成において、上述の所要の粒径の微粉炭を得るには、その粉砕機、混合機の型式、粉砕（混合）時間などを適宜に選定する。
【００１７】
【実施例】
一実施例を図１に示し、この図において、１はキルン形式の炭化炉、２は炭化炉１に熱風ｆを送る燃焼炉、３は炭化炉１から排出された炭化物ａ1 を水中で細かく粉砕する湿式粉砕機、４は湿式粉砕機３で生成された微粉炭スラリーａ3 を湿潤微粉炭ａ4 と水とに分離する脱水機、５は湿潤微粉炭ａ4 と油ｂおよび分散安定剤ｃを均一に混合して液状炭素燃料ａ5 を生成するための攪拌機（混合機）、６は液状炭素燃料の貯留槽である。なお、分散安定剤は市販されているＣＣＯＭ（炭化物と油の混合燃料）用のものが全て使用でき、代表的なものとして界面活性剤やエチルアルコールがある。
【００１８】
上記炭化炉１には可燃性廃棄物ａが供給機７により供給され、その供給機７は、窒素ガスｄの供給ライン８に接続されて、炭化炉１内に窒素ガスｄが供給され、炉１内をほぼ無酸素あるいは低酸素雰囲気にしている。また、炭化炉１には、外部を覆う外筒９が設けられており、この外筒９に高温ガス（熱風）ｆが供給され、炉１内を間接加熱している。このため、炉１内は、高温でほぼ無酸素状態のため、可燃性廃棄物ａは熱分解され、ＣＯ、炭化水素ガスなどの気体の熱分解ガスｅと固体の炭化物ａ1 となる。
【００１９】
このとき、可燃性廃棄物ａには、塩化ビニル樹脂等の有機塩化物や食塩などの無機塩化物が含まれており、その有機塩化物は塩素ガスや塩化水素ガス等に分解され、無機塩化物は炭化物ａ1 に残留する。また、針金や電気コード（銅線）等が、除去できずに、可燃性廃棄物ａに混入する場合があり、針金や銅線等の異物も、炭化物ａ1 に残留する。なお、これらの異物は、前処理の破砕工程で破砕作用を受けた際に、可燃性廃棄物ａと絡み合った状態になっていることが多い。
【００２０】
炭化炉１内に供給された可燃性廃棄物ａは、上述の熱分解作用を受けて炭化しながら、炉１の回転作用を受けてスクリューコンベアからなる排出装置１０側へ移動し、その炭化物ａ1 は排出装置１０から下方の冷却水槽１１に落下し、熱分解ガスｅや窒素ガスｄ等の気体は排出装置１０の途中に設けられたノズルから燃焼炉２へと送られる。燃焼炉２では、ガス中の可燃ガスが燃やされて高温のガスとなる。この高温ガスは、その大半が外筒９への循環ガスｆとして使用され、一部は排ガス処理装置（図示せず）を介して大気中に放出される。
【００２１】
排出装置１０と冷却水槽１１はシュート１２で接続されており、このシュート１２に、冷却水槽１１内のスラリーを循環する循環ポンプ１３との接続口と、冷却水槽１１用の補給水Ｗの接続口が設けられている。そして、前記炭化物ａ1 は、シュート１２内でスラリーや補給水Ｗにより冷却されるとともに、水Ｗとなじまされた後、冷却水槽１１内に落下する。冷却水槽１１底部の炭化物ａ1 と水との混合物、すなわち、炭化物スラリーａ2 は、スクリューコンベア１１ａにより、湿式粉砕機３に移送される。
【００２２】
この湿式粉砕機３は、図２に示すように、液体サイクロン１３と、サイクロン１３内のスラリーａ2 を循環する循環ライン１４と、循環ライン１４の途中に設けられた粉砕ポンプ１５を備えている。液体サイクロン１３の中心には投入管１６が設けられており、その上部から投入された炭化物スラリーａ2 は、投入管１６の下部から破砕ポンプ１５へと吸い込まれ、その破砕ポンプ１５の破砕作用を受けた後、液体サイクロン１３の上部に戻される。このようにして、炭化物ａ1 は、液体サイクロン１３内を旋回しながら下降し、再度、破砕ポンプ１５へと吸い込まれ、この循環作用により、粉砕ポンプ１５の粉砕作用を繰り返し受けて、平均粒径が１００μ以下の微粉炭となる。また、上述の針金等の異物は、炭化物ａ1 とともに粉砕され、両者の絡み合いがなくなり、分離された異物は、比重が大きいので、液体サイクロン１３の下部に沈降する。なお、異物としては、前述の針金や銅線以外に、アルミ片や金属ボタン等があり、これらの沈降した異物ｉは運転終了後に排出する。
【００２３】
このとき、この湿式粉砕機３により、炭化物ａ1 の平均粒径を１００μ以下に微粉砕しておけば、最終製品である液状炭素燃料中に微粉炭をほぼ均等に分散させることができる。また、炭化物ａ1 が微粉炭にまで粉砕されたことにより、食塩などの無機塩類は、確実に水と接触するのでほぼ完全に水中に溶け出す。同様に可溶性重金属も水中に溶け出すことになる。このように、この湿式粉砕機３により、無機塩類や可溶性重金属を水に溶解させて除去するだけでなく、分散に適した粒径にしておけば、後工程で微粉砕工程が不要となり、最終製品の生産コストを低減することができる。図中、１８は衝突板、１９はスクリーンである。
【００２４】
湿式粉砕機３において、炭化物ａ1 が微粉炭にまで粉砕された微粉砕スラリーａ3 は、湿式粉砕機３をオーバーフローして、一旦、貯留槽１７に貯えられた後、ポンプ１７ａにより、脱水機４に送られる。この脱水機４は遠心力式脱水機等が用いられ、これにより、微粉炭スラリーａ3 は、水分が２０〜３０重量％の湿潤微粉炭ａ4 と排水とに分離される。この排水には、無機塩類や可溶性重金属が含まれているので、排水処理後、系外へ排出される。一方、湿潤微粉炭ａ4 は次の攪拌機（混合機）５に移送されて、油ｂや分散安定剤ｃとともに攪拌混合され、液状炭素燃料ａ5 として貯留槽６に貯えられる。
【００２５】
図３には別の湿式粉砕機３０を示し、この湿式粉砕機３０は、媒体攪拌ミルとも呼ばれており、被粉砕物を媒体ｇと一緒に攪拌して、細かな粉砕物を生産するのに適したものである。図の例では、筒状容器３１内に中空の回転軸３２が設けられており、回転軸３２の外側に取り付けられた攪拌パドル３３により、炭化物スラリーａ2 を攪拌粉砕する。なお、炭化物スラリーａ2 は、回転軸３２の頂部から投入されて中空軸３２内から筒状容器３１の底部に導入され、十分な攪拌粉砕作用を受けた後、オーバーフローにより排出される。図中、３４は邪魔板、３５は返し羽根、３６は中空軸３２駆動用プーリ、３７はアーム３８を介して容器３１に支持された軸受である。
【００２６】
また、この媒体攪拌ミル３０は湿潤微粉炭ａ4 と油ｂ等との混合に用いる攪拌機５としても使用できる。そのようにすれば、単なる混合だけでなく、微粉炭ａ4 が、さらに粉砕され、その粉砕面が油ｂ等と接触するので油ｂなどとのなじみがよくなるとともに、平均粒径が５０μ以下に微粉化されることにより分散性がよくなる。望ましくは、媒体攪拌ミル３０により、平均粒径を１０〜３０μ、さらに望ましくは１５〜２０μ程度に粉砕すれば分散性が改善される。
【００２７】
以上のようにして生産された液状炭素燃料ａ5 は、水分が２０〜３０％の湿潤微粉炭ａ4 を用いたので、８〜１８％の水分を含んでおり、一般に、液状炭素燃料ａ5 は３〜１８％の水分を含んでいることにより、チキソトロピー性が改善され、微粉炭ａ4 の沈降を抑制できる。このため、この発明では、水を加えることや、湿潤微粉炭ａ4 を乾燥させることなく、目的とする水分量の液状炭素燃料ａ5 を作ることができる。また、この液状炭素燃料ａ5 は、用いる油ｂの発熱量、湿潤微粉炭ａ4 と油ｂの混合割合にもよるが、６５００ｋｃａｌ／ｋｇ以上のカロリーを確保することができる。
【００２８】
【発明の効果】
この発明は、以上のようにしたので、クリーンな炭化物で液状炭素燃料を安価にして得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例の概略図
【図２】同実施例の湿式粉砕機を示し、（ａ）は概略切断正面図、（ｂ）は同平面図
【図３】同実施例の他の湿式粉砕機の概略切断正面図
【符号の説明】
１  炭化炉
２  燃焼炉
３  湿式粉砕機
４  脱水機
５  攪拌機（混合機）
６  貯留槽
７  供給機
８  窒素ガス供給ライン
９  外筒
１０  排出装置
１１  冷却水槽
１２  循環ポンプ
１３  液体サイクロン
１４  循環ライン
１５  粉砕ポンプ
１６  投入管
３０  湿式粉砕機（媒体攪拌ミル）
３３  攪拌パドル
ａ  可燃性廃棄物
ａ1   炭化物
ａ2   炭化物スラリー
ａ3   微粉炭スラリー
ａ4   湿潤微粉炭
ａ5   液状炭素燃料
ｂ  油
ｃ  分散安定剤
【図１】
0003691352.tif 000002
【図２】
0003691352.tif 000003
【図３】
0003691352.tif 000004