(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を乾燥させる工程を包含し、乾燥後の廃棄物を成形機で成形する固形化燃料製造方法において、乾燥工程からの乾燥排ガスの一部を必要に応じて外気と混合して成形機に導入し、成形機内の廃棄物と接する部分の温度を固形化燃料の成形に適する温度に予熱又は冷却することを特徴とする廃棄物固形化燃料製造方法。
【請求項２】
破砕した廃棄物を乾燥させ燃焼不適物を除去し成形機で成形する固形化燃料製造方法において、廃棄物の乾燥に用いた乾燥排ガスの一部を必要に応じて外気と混合して成形機に導入し、成形機内の廃棄物と接する部分の温度を固形化燃料の成形に適する温度に予熱又は冷却することを特徴とする廃棄物固形化燃料製造方法。
【請求項３】
成形機に導入する乾燥排ガスの一部と外気との混合比率を制御して、成形機内の廃棄物と接する部分を固形化燃料の成形に適した温度に保持する請求項１又は２記載の廃棄物固形化燃料製造方法。
【請求項４】
成形機内の廃棄物と接する部分の温度を検出し、該部分の温度が固形化燃料成形に適する温度に達した時、乾燥排ガスの導入を停止し、乾燥廃棄物の成形機への投入を開始する請求項１、２又は３記載の廃棄物固形化燃料製造方法。
【請求項５】
成形機内の廃棄物と接する部分の温度を検出し、該部分の温度が固形化燃料成形に適する温度を超える場合、外気で希釈した乾燥排ガス又は外気のみを成形機に導入し、成形機内の廃棄物と接する部分を最適温度まで冷却する請求項１〜４のいずれかに記載の廃棄物固形化燃料製造方法。
【請求項６】
成形機内の廃棄物と接する部分を乾燥排ガスにより予熱し、前回の成形時に固着し残存した閉塞物を除去する請求項１〜５のいずれかに記載の廃棄物固形化燃料製造方法。
【請求項７】
乾燥排ガスの一部を必要に応じて外気と混合して成形機内に導入し、成形機内の廃棄物と接する部分を直接的に予熱又は冷却する請求項１〜６のいずれかに記載の廃棄物固形化燃料製造方法。
【請求項８】
乾燥排ガスの一部として、廃棄物の乾燥に用いた後の熱風排ガスの一部及び該熱風排ガスを熱分解脱臭した後の排ガスの一部の少なくともいずれかを成形機に導入するか、又は前記乾燥排ガスの一部に加えて廃棄物の乾燥に用いる熱風の一部を成形機に導入する請求項１〜７のいずれかに記載の廃棄物固形化燃料製造方法。
【請求項９】
成形機内の廃棄物と接する部分の温度を検出し、該部分の温度が固形化燃料成形に適する温度を超えた時、外気で希釈した乾燥排ガス又は外気を成形機に導入する代わりに、成形機の運転を停止して、成形機内の廃棄物と接する部分を冷却する請求項５記載の廃棄物固形化燃料製造方法。
【請求項１０】
廃棄物を一次破砕する一次破砕機と、一次破砕された廃棄物を熱風により乾燥させる乾燥機と、乾燥された廃棄物からアルミニウムを除去するアルミ選別機と、該廃棄物から磁気により鉄を除去する磁選機と、該廃棄物から風力を用いて不燃物を除去する風力選別機と、これらの燃焼不適物が除去された乾燥廃棄物を二次破砕する二次破砕機と、二次破砕後の可燃物を成形して固形燃料化する成形機とを包含してなる廃棄物固形化燃料製造装置であって、乾燥機から排出される乾燥排ガスの処理系統の配管又は／及び乾燥機に導入される熱風の配管を分岐して成形機に接続するとともに、外気を導入する配管を前記分岐配管に接続して、成形機内の廃棄物と接する部分の温度を固形化燃料の成形に適する温度に予熱又は冷却できるようにしたことを特徴とする廃棄物固形化燃料製造装置。
【請求項１１】
乾燥排ガスの処理系統が、乾燥排ガスからダストを除去する集塵機を包含する構成であり、集塵機に導入される前及び／又は集塵機を通過した後の排ガスの配管を分岐して成形機に接続した請求項１０記載の廃棄物固形化燃料製造装置。
【請求項１２】
乾燥排ガスの処理系統が、乾燥排ガスを熱分解脱臭する脱臭炉を包含する構成であり、脱臭炉で熱分解脱臭された排ガスの配管を分岐して成形機に接続した請求項１０又は１１記載の廃棄物固形化燃料製造装置。
【請求項１３】
成形機内の廃棄物と接する部分近傍に温度センサーを設置し、温度センサーの実測温度をもとに該実測温度が設定温度を保持するように、成形機に導入される乾燥排ガス量及び／又は外気量をこれらの配管に設けたダンパにて制御するようにした請求項１０、１１又は１２記載の廃棄物固形化燃料製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみ等の一般廃棄物、産業廃棄物等を処理して得られる可燃物を成形して固形化燃料を製造する方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物から固形化燃料を製造する技術として、例えば、特開平７−１５０１５８号公報には、ごみを破砕、乾燥、選別した後、得られた可燃物を円盤状ダイ式成形機に投入し、円盤状ダイ式成形機で発生する摩擦熱を利用して圧縮成形するという方法及び装置が開示されている。
また、例えば、特開平９−３８６１４号公報には、ブリケットマシーンに入る前のごみを成形に適する温度に調整するために、乾燥ごみを乾燥工程からの熱風排ガスの一部を用いて予熱し、成形に適する温度になった乾燥ごみをブリケットマシーンに投入して固形化する方法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特開平７−１５０１５８号公報記載の方法及び装置では、成形機の運転開始時は機内温度が常温付近であるため、ごみ中の軟化点の高い物質が軟化せずダイ中を通過するときの摩擦抵抗が大きく、電動機の負荷が高くなり、運転が停止したりごみが成形機中に閉塞し排出されないという問題点があった。また、定常運転時に機内温度（雰囲気温度）の制御ができないという問題点もあった。特に、過度の摩擦による発熱等があった場合は成形機の運転を停止するしかなく、機内温度を下げて制御することは不可能であった。
【０００４】
また、上記の特開平９−３８６１４号公報記載の方法では、乾燥排ガスを外気と混合することがなく、乾燥ごみの予熱は乾燥排ガス温度に依存するので、成形機での温度は制御が困難である。また、過度の摩擦による発熱等があった場合に成形機内を冷却して温度制御することは不可能である。また、乾燥排ガスを貯留ホッパーに導入してごみ自体を加熱するので、貯留ホッパー内で蒸発した水分が結露したり、乾燥ごみがブリケットマシーンに投入される際に放熱するという問題点があった。
【０００５】
本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、本発明の目的は、廃棄物を固形化燃料に成形するに際し、乾燥工程からの乾燥排ガスの一部又は乾燥排ガスの一部と外気との混合ガスを成形機に導入し、成形機内のごみと接する部分を固形化燃料の成形に適する温度まで予熱し成形することにより、成形機内での摩擦抵抗が小さくなり、固形化燃料の閉塞が防止でき、しかも、所要電力が低減できる廃棄物固形化燃料製造方法及び装置を提供することにある。
また、本発明の目的は、成形機に導入する乾燥排ガスと外気との混合比率を任意に調整可能とすることにより、成形機内のごみと接する部分を固形化燃料の成形に最適な温度に保持することができ、成形機内の温度が成形に適する温度を超えた場合でも、外気による希釈比率を大きくして最適温度まで冷却することができる廃棄物固形化燃料製造方法及び装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の廃棄物固形化燃料製造方法は、廃棄物を乾燥させる工程を包含し、乾燥後の廃棄物を成形機で成形する固形化燃料製造方法において、乾燥工程からの乾燥排ガスの一部を必要に応じて外気と混合して成形機に導入し、成形機内の廃棄物と接する部分の温度を固形化燃料の成形に適する温度に予熱又は冷却するように構成されている。
また、本発明の方法は、破砕した廃棄物を乾燥させ燃焼不適物を除去し成形機で成形する固形化燃料製造方法において、廃棄物の乾燥に用いた乾燥排ガスの一部を必要に応じて外気と混合して成形機に導入し、成形機内の廃棄物と接する部分の温度を固形化燃料の成形に適する温度に予熱又は冷却することを特徴としている。
【０００７】
上記の本発明の方法において、成形機に導入する乾燥排ガスの一部と外気との混合比率を制御して、成形機内の廃棄物と接する部分を固形化燃料の成形に適した温度に保持することが好ましい。
また、上記の本発明の方法において、成形機内の廃棄物と接する部分の温度を検出し、該部分の温度が固形化燃料成形に適する温度に達した時、乾燥排ガスの導入を停止し、乾燥廃棄物の成形機への投入を開始することが好ましい。
また、上記の本発明の方法において、成形機内の廃棄物と接する部分の温度を検出し、該部分の温度が固形化燃料成形に適する温度を超える場合、外気で希釈した乾燥排ガス又は外気のみを成形機に導入し、成形機内の廃棄物と接する部分を最適温度まで冷却することが好ましい。
【０００８】
また、これらの本発明の方法において、成形機内の廃棄物と接する部分を乾燥排ガスにより予熱し、前回の成形時に固着し残存した閉塞物を除去することができる。
また、これらの本発明の方法において、乾燥排ガスの一部を必要に応じて外気と混合して成形機内に導入し、成形機内の廃棄物と接する部分を直接的に予熱又は冷却することができる。
また、これらの本発明の方法においては、乾燥排ガスの一部として、廃棄物の乾燥に用いた後の熱風排ガスの一部及び該熱風排ガスを熱分解脱臭した後の排ガスの一部の少なくともいずれかを成形機に導入するか、又は前記乾燥排ガスの一部に加えて廃棄物の乾燥に用いる熱風の一部を成形機に導入することが好ましい。
また、成形機内の廃棄物と接する部分の温度を検出し、該部分の温度が固形化燃料成形に適する温度を超えた時は、外気で希釈した乾燥排ガス又は外気を成形機に導入する代わりに、成形機の運転を停止して、成形機内の廃棄物と接する部分を冷却しても良い。
【０００９】
本発明の廃棄物固形化燃料製造装置は、廃棄物を一次破砕する一次破砕機と、一次破砕された廃棄物を熱風により乾燥させる乾燥機と、乾燥された廃棄物からアルミニウムを除去するアルミ選別機と、該廃棄物から磁気により鉄を除去する磁選機と、該廃棄物から風力を用いて不燃物を除去する風力選別機と、これらの燃焼不適物が除去された乾燥廃棄物を二次破砕する二次破砕機と、二次破砕後の可燃物を成形して固形燃料化する成形機とを包含してなる廃棄物固形化燃料製造装置であって、乾燥機から排出される乾燥排ガスの処理系統の配管又は／及び乾燥機に導入される熱風の配管を分岐して成形機に接続するとともに、外気を導入する配管を前記分岐配管に接続して、成形機内の廃棄物と接する部分の温度を固形化燃料の成形に適する温度に予熱又は冷却できるようにしたことを特徴としている。
【００１０】
上記の本発明の装置において、乾燥排ガスの処理系統を、乾燥排ガスからダストを除去する集塵機を包含する構成とし、集塵機に導入される前及び／又は集塵機を通過した後の排ガスの配管を分岐して成形機に接続することができる。
また、上記の本発明の装置において、乾燥排ガスの処理系統を、乾燥排ガスを熱分解脱臭する脱臭炉を包含する構成とし、脱臭炉で熱分解脱臭された排ガスの配管を分岐して成形機に接続することができる。
また、これらの本発明の装置において、成形機内の廃棄物と接する部分近傍に温度センサーを設置し、温度センサーの実測温度をもとに該実測温度が設定温度を保持するように、成形機に導入される乾燥排ガス量及び／又は外気量をこれらの配管に設けたダンパにて制御することが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定されるものではなく、適宜変更して実施することが可能なものである。図１は、本発明の実施の第１形態による廃棄物固形化燃料製造方法を実施する装置の概略構成を示している。固形化燃料の製造システムの一例として、一般廃棄物（以下、「ごみ」という）は一次破砕機１０で破袋及び比較的大きなごみの破砕が行われ、一次破砕されたごみが乾燥機１２に投入される。乾燥機１２では熱風発生器１４から送り込まれた熱風によりごみの乾燥が行われる。乾燥機１２で乾燥されたごみは次の選別工程に送られる。すなわち、例えば、乾燥ごみはアルミ選別機１６でアルミニウムが除去された後、磁選機１８で磁気により鉄が除去され、さらに風力選別機２０で今までの工程で除去できなかった不燃物（ガラス、土砂等）が除去される。このようにして燃焼不適物が除去され可燃物のみとなった乾燥ごみは、二次破砕機２２で成形に適した粒度まで破砕される。破砕された乾燥ごみは、腐敗防止等のための添加剤（例えば、消石灰、生石灰）と混合された後（混合機は図示略）、成形機２４に投入される。
【００１２】
一方、乾燥機１２で乾燥に用いられた熱風の排ガス（以下、「乾燥排ガス」という）は、一例として、集塵機２６でダストが除去された後、排風機２８を経由して熱交換器３０に導入され、ここで熱分解脱臭後の高温排ガスと間接的に熱交換して予熱され、予熱された乾燥排ガスが脱臭炉３２において熱風発生器３４からの高温熱風により熱分解脱臭される。熱分解脱臭された乾燥排ガスは前記熱交換器３０で熱交換により減温された後、系外に排出される。
本実施の形態では、この乾燥排ガスを上記の処理系統の途中の配管から一部抜き出して成形機２４に導入する構成とする。すなわち、例えば、集塵機２６手前（上流側）の配管３６を分岐し、この分岐配管３８から乾燥排ガスの一部を成形機２４に導入するようにしたり、集塵機２６後流側の配管４０を分岐し、この分岐配管４２から乾燥排ガスの一部を成形機２４に導入するように構成する。また、熱風発生器１４から乾燥機１２に熱風を送る配管４４を分岐し、この分岐配管４６から熱風の一部を成形機２４に導入するようにしても良い。さらに、熱分解脱臭後の乾燥排ガスを排出するための配管４８を分岐し、この分岐配管５０から脱臭排ガスの一部を成形機２４に導入するようにしても良い。なお、熱分解脱臭の代わりに活性炭等による吸着脱臭を行う構成の場合、脱臭後の乾燥排ガスを利用するのは不適である。５２、５４、５６、５８は流量調整手段である。
【００１３】
上述の分岐配管３８、４２、４６、５０は、配管６０を介して外気導入配管６２と接続されており、配管６０、外気導入配管６２にはそれぞれ流量制御ダンパー６４、６６が設けられている。成形機２４には、分岐配管３８、４２、４６、５０の少なくともいずれかから乾燥排ガスが導入され、必要に応じて外気導入配管６２からの外気により乾燥排ガスが希釈され温度調整される。これにより、成形機２４内のごみと接する部分の温度が固形化燃料の成形に適する温度に予熱又は冷却される。また、成形機２４内のごみと接する部分近傍には温度センサーが設置されており、温度センサーの実測温度をもとに該実測温度が設定温度（固形化燃料の成形に最適な温度）を保持するように、温度指示制御手段６８による流量制御ダンパー６４、６６の制御が行われ、乾燥排ガス量、外気量及びこれらの混合比率等が調整される。
【００１４】
例えば、成形機２４内のごみと接する部分の温度が固形化燃料成形に適する温度以下の場合は、乾燥機１２から排出される乾燥排ガス（例えば、１１０〜１３０℃程度）の一部を分岐配管３８又は／及び分岐配管４２により抜き出し、外気で希釈することなく成形機２４に導入して、成形機内のごみと接する部分を固形化燃料の成形に適する温度（例えば、８０〜１２０℃程度）まで予熱する。また、成形機２４の運転立上げ時等は、最初に、より高温の熱分解脱臭後の乾燥排ガスや熱風発生器１４からの熱風を一部抜き出して成形機２４に導入するようにしても良い。成形機２４内のごみと接する部分の温度が成形に適する温度に達した後は、成形機２４への乾燥ごみの供給を開始し、乾燥排ガスの導入を停止する。成形機２４内のごみと接する部分の温度が固形化燃料成形に適する温度を超える場合は、乾燥排ガスへの外気の混合比率を多くし、この混合ガス（場合によっては外気のみ）を成形機２４に導入して、成形機２４内のごみと接する部分を最適温度まで冷却する。外気による希釈比率は、成形機２４内のごみと接する部分近傍に設置された温度センサーの実測温度をもとに決定することができる。なお、温度センサーの実測温度が設定温度を超えた場合に、成形機２４の運転が停止されるように制御しても良い。
【００１５】
本発明の実施形態において、成形機２４の種類等は特に限定されるものではないが、例えば、リング状のダイスとローラーで構成されるリングダイ式押出成形機、円盤状のダイスとローラーで構成されるディスクダイ式押出成形機等を用いて、都市ごみ等の一般廃棄物からＲＤＦ（ごみ固形化燃料）を製造する場合は、成形機の起動時に乾燥排ガスを直接導入してダイス、ローラーを予熱することにより、廃棄物中のプラスチック類が軟化するため、廃棄物がダイスを通過するときの摩擦抵抗が小さくなりＲＤＦの閉塞がなくなる。この場合、前回の成形時にダイスに残存した固着物があっても容易に押し出すことができる。また、廃棄物がダイスを通過するときの摩擦抵抗が小さくなるため、電動機の負荷が軽減され所要電力が低減される。なお、乾燥排ガス（及び外気）は成形機２４内に直接導入する構成とすることが好ましいが、成形機２４をジャケット構造とする等として間接的に予熱・冷却する構成とすることも可能である。また、成形機２４内に温度センサーを設置する場合、リングダイ式押出成形機、ディスクダイ式押出成形機等では、一例として、回転するローラーの軸部やディスクの中心部等に設置することが可能である。
【００１６】
また、本実施の形態では、成形機２４に導入する乾燥排ガスと外気との混合比率を任意に変えることができるため、成形機２４内の温度を成形に最適な値に保持することができる。したがって、例えば、過度の摩擦による発熱等があっても、外気による希釈比率を大きくして最適温度まで冷却することができる。
なお、成形機２４から押し出されたクレヨン状の固形化燃料（ここでは、ＲＤＦ）は、一例として、冷却器７０で風乾と冷却が行われた後、製品ＲＤＦとされる。また、冷却器７０からの排ガスは、一例として、集塵機７２でダストが除去された後、排風機７４を経由して脱臭装置７６に送られ、ここで脱臭処理されてから系外に排出される。
本実施の形態は、成形機２４として他の成形機、例えば、ブリケットマシーンやスクリュー式成形機等を用いる場合も、同様に実施することが可能である。また、一般廃棄物からＲＤＦを製造する場合だけでなく、産業廃棄物（廃プラスチック等）からＲＰＦを製造する場合にも適用することが可能である。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されているので、つぎのような効果を奏する。
（１）  乾燥排ガスの一部又は乾燥排ガスの一部と外気との混合ガスを成形機に導入し、成形機内の廃棄物と接する部分を固形化燃料の成形に適する温度まで予熱し成形するので、成形機内での摩擦抵抗が小さくなり、固形化燃料の閉塞が防止でき、しかも、電動機の負荷が軽減され所要電力が低減できる。
（２）  成形機に導入する乾燥排ガスと外気との混合比率を任意に変えることができるため、成形機内の廃棄物と接する部分を固形化燃料の成形に最適な温度に保持することができ、成形機内の温度が成形に適する温度を超えた場合でも、外気による希釈比率を大きくして最適温度まで冷却することができる。
（３）  乾燥工程からの乾燥排ガスを用いて成形機を予熱している間に、乾燥工程から出た廃棄物が選別、破砕等される構成であり、装置の運転を途中で停止させずに、予熱が完了した成形機に廃棄物を供給できるので、時間的な無駄がなく装置の運転効率が良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態による廃棄物固形化燃料製造方法を実施する装置を示す系統的概略構成説明図である。
【符号の説明】
１０  一次破砕機
１２  乾燥機
１４、３４  熱風発生器
１６  アルミ選別機
１８  磁選機
２０  風力選別機
２２  二次破砕機
２４  成形機
２６、７２  集塵機
２８、７４  排風機
３０  熱交換器
３２  脱臭炉
３６、４０、４４、４８、６０  配管
３８、４２、４６、５０  分岐配管
５２、５４、５６、５８  流量調整手段
６２  外気導入配管
６４、６６  流量制御ダンパー
６８  温度指示制御手段
７０  冷却器
７６  脱臭装置
【図１】
0003549835.tif 000002