(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃ごみを乾燥処理したうえ成形固化することにより固形燃料を製造する方法において、前記乾燥処理を、可燃ごみを供給した乾燥機へ熱風炉から熱風を供給して可燃ごみ内の有機塩素化合物が熱分解をする温度下で行い、更に前記乾燥機から排出した排ガスの一部を熱風炉からの熱風へ混入することにより、乾燥機へ供給する熱風の温度及び酸素濃度を３５０℃以下及び１４％以下に保持すると共に、前記乾燥機からの排ガスの残部を熱風炉へ供給して加熱脱臭することにより、可燃ごみの乾燥と脱塩素処理と殺菌処理と乾燥機排ガスの加熱脱臭処理とを同時に行う構成としたことを特徴とする固形燃料の製造方法。
【請求項２】
乾燥処理が、可燃ごみを２５０℃以上に加熱し且つ３０分以上保持させるものであることを特徴とする請求項１に記載の可燃ごみを原料とする固形燃料の製造方法。
【請求項３】
熱風炉から排出される排ガスを、熱回収し、排ガス中の塩化水素を除去したうえ、集塵機から大気中に放出させるようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の可燃ごみを原料とする固形燃料の製造方法。
【請求項４】
熱風炉としてごみ焼却炉を使用し、乾燥機へ供給する熱風としてごみ焼却炉で発生する燃焼ガスを使用するようにしたことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載する可燃ごみを原料とする固形燃料の製造方法。
【請求項５】
乾燥処理される可燃ごみが、分別収集された廃プラスチック又は不燃物を選別除去された粗大ごみ中の廃プラスチックを加えたものであることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載の可燃ごみを原料とする固形燃料の製造方法。
【請求項６】
乾燥処理された可燃ごみを、これに少量の石灰を混入させたうえ成形固化するようにしたことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５に記載の可燃ごみを原料とする固形燃料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
一般に、分別収集され又は不燃物を選別除去された可燃ごみは、これを焼却した上で埋め立て処理されているのが普通である。しかし、地球環境保全及び資源の有効利用を図る上からは、ごみをリサイクルすることが好ましい。そこで、従来からも、可燃ごみを固形燃料の原料として利用することが提案されており、既に実用化されているが、本発明は、このような可燃ごみから固形燃料を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種製造方法にあっては、可燃ごみを破砕し、不燃物を選別除去した上で乾燥機により１００℃程度に加熱して乾燥させる。そして、乾燥させたごみを、これに石灰を混入させた上で、成形機により成形固化させて、固形燃料を得るようにしている。なお、乾燥機からは排出される排ガスは、集塵機及び脱臭装置を経た上で大気中に放出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、都市ごみ等には食品添加の食塩を代表とする無機塩素化合物や塩化ビニール樹脂を代表とする有機塩素化合物が含まれているため、上記した如くして製造された固形燃料は、これを燃焼させると、燃焼時に有機塩素化合物が熱分解して塩化水素を発生し、悪臭等の公害を引き起こし、且つ燃焼器を腐食させる虞れがあり、大量に使用される産業用燃料としては甚だ問題があった。
【０００４】
しかも、従来方法によって製造された固形燃料は、多くの細菌，胞子，種子等を含んでいるため、腐敗したりカビが発生したりし易く、長期保存や衛生的な取扱を行う上で問題があった。
【０００５】
これらの問題を解決するために、固形燃料に混入させた石灰により、燃焼時に発生する塩化水素を吸収させたり、腐敗やカビの発生を防止するようにすることが提案されているが、このような機能を発揮させるには石灰を必要以上に大量に混入させておく必要がある。しかし、このような過剰の石灰混入により、固形燃料の燃焼時に灰量が多くなり、しかも灰がアルカリ性となるため、鉛が溶出する虞れがある。また、石灰による塩化水素の吸収効果は、石灰を如何に多く混入させておいたとしても限度があり、無駄に使用されるのみである。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決して、燃焼時において塩化水素ガスを発生せず且つ長期保存や衛生的な取扱を行いうる高品質の固形燃料を製造することができる方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１の発明は、可燃ごみを乾燥処理したうえ成形固化することにより固形燃料を製造する方法において、前記乾燥処理を、可燃ごみを供給した乾燥機へ熱風炉から熱風を供給して可燃ごみ内の有機塩素化合物が熱分解をする温度下で行い、更に前記乾燥機から排出した排ガスの一部を熱風炉からの熱風へ混入することにより、乾燥機へ供給する熱風の温度及び酸素濃度を３５０℃以下及び１４％以下に保持すると共に、前記乾燥機からの排ガスの残部を熱風炉へ供給して加熱脱臭することにより、可燃ごみの乾燥と脱塩素処理と殺菌処理と乾燥機排ガスの加熱脱臭処理とを同時に行う構成としたことを発明の基本構成とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、乾燥処理が、可燃ごみを２５０℃以上に加熱し且つ３０分以上保持されるものとしたものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、熱風炉から排出される排ガスを、熱回収し、排ガス中の塩化水素を除去したうえ、集塵機から大気中に放出させるようにしたものである。
更に、請求項４の発明は、請求項１、請求項２又は請求項３の発明において、熱風炉としてごみ焼却炉を使用し、乾燥機へ供給する熱風としてごみ焼却炉で発生する燃焼ガスを使用するようにしたものである。
加えて、請求項５の発明は、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４の発明において、乾燥処理される可燃ごみが、分別収集された廃プラスチック又は不燃物を選別除去された粗大ごみ中の廃プラスチックを加えたものとしたものである。
更に、請求項６の発明は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５の発明において、乾燥処理された可燃ごみを、これに少量の石灰を混入させたうえ成形固化するようにしたものである。
【０００９】
【作用】
可燃ごみを２５０℃以上に加熱することにより高温乾燥させると、ごみに含まれる有機塩素化合物が熱分解されて、ごみが脱塩素処理されることになる。同時に、ごみ中の細菌，ビールス，胞子，種子等も、高温加熱により殺菌，消失される。したがって、このような脱塩素処理，殺菌処理を施したごみを成形して得られた固形燃料は、燃焼時に塩化水素が発生せず、腐敗やカビ発生を生じることがない。従来方法における如くごみを１００℃程度の低温で加熱乾燥させる場合には、このような脱塩素効果，殺菌効果は奏せられない。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の構成を図１に示す実施例に基づいて具体的に説明する。
【００１１】
ごみＤを破砕機１で破砕した上、これに含まれる金属，ガラス等の不燃物ｄ１  を磁選機等の選別機２で選別除去する。ごみＤとしては、分別収集された可燃性都市ごみが使用されているが、かかる一般廃棄物の他、含有水分の多い製紙スクリーンカスや汚泥等の産業廃棄物も使用することができる。
【００１２】
次に、このように不燃物ｄ１  を除去された可燃ごみＤを、これに廃プラスチックＰを混入させた上で、乾燥機３で乾燥処理する。なお、廃プラスチックＰとしては、産業廃棄物である廃材やプラスチックとして分別収集された都市ごみが使用される。また、廃プラスチックＰの混入量は、製造しようとする固形燃料Ｄ１  において必要とされる燃焼カロリやごみＤの性状に応じて適当に設定されるが、ごみ中に含有されるプラスチック量は、後述する如く、少なくとも２０％程度までは可能である。
【００１３】
可燃ごみＤの乾燥処理は、乾燥機３に熱風炉４から熱風Ｇを供給することにより行う。この実施例では、熱風炉４としてごみ等の廃棄物を処理する廃棄物焼却炉を使用し、焼却炉４で発生する燃焼ガスを、これに乾燥機３から排出される排ガスｇの一部ｇ１  を混合させた上で、乾燥用熱風Ｇとして乾燥機３に供給させるようにしている。熱風Ｇは、排ガスｇ１  の混合量を調節することにより、乾燥機３内でごみＤをこれが燃焼されることなく十分に乾燥でき、且つごみＤに含まれる有機塩素化合物が熱分解できると共に細菌類（細菌，胞子等）が殺菌，消失できるような、所定温度及び酸素濃度に自動制御されるようになっている。具体的には、熱風Ｇの温度，酸素濃度は３５０℃以下，１４％以下として、ごみＤが乾燥機３内で２５０℃以上に加熱されるようにしておくことが好ましい。この実施例では、温度３５０℃，酸素濃度１４％の熱風Ｇが乾燥機３に供給されるように排ガスｇ１  の混合量を自動制御して、ごみＤが２５０〜３００℃に加熱されるようにした。また、この場合において、乾燥機３から排出される排ガスｇ，ｇ１  の温度は約２００℃であった。
【００１４】
而して、ごみＤを乾燥機３内で２５０℃以上に所定時間加熱させることにより、ごみＤが十分に乾燥されると共に、ごみＤに含まれている有機塩素化合物は熱分解して塩化水素を発生し、ごみＤ中の有機塩素成分が殆ど揮散除去されることになる。同時に、ごみＤ中に存在し、固形燃料化した場合に腐敗，カビ発生等の原因となる細菌，胞子等も、高温に晒されることにより確実に殺菌，消失される。このようなごみの乾燥、有機塩素成分の除去（熱分解）及び細菌類の殺菌を十分に行うためには、乾燥機３内におけるごみ乾燥時間（加熱時間）を３０分以上としておくことが好ましい。ごみＤを２５０℃以上に３０分以上加熱することによって、上記した乾燥，塩素除去，殺菌が効果的に行われることについては実験により確認されている。特に、熱分解による塩素除去効果については、表１に示す如く有機塩素含有量が異なる３種のごみ試料▲１▼，▲２▼，▲３▼について、ごみ加熱温度（品温）を１５０℃，２００℃，２５０℃，３００℃として３０分間保持したところ、ごみ試料▲１▼，▲２▼，▲３▼中の塩素含有量を表１に示す通りであり、品温を２５０℃以上とすることによって、有機塩素成分が大幅に除去（５６〜９６％除去）されることが確認された。また、ごみＤに含まれるプラスチックは、乾燥機３内での加熱により軟化，流動して、ごみＤ中の紙等に付着するため、乾燥機３内に付着，堆積したりするようなことがない。このことも、実験により確認されており、実験ではプラスチックを最大２０％まで含有させたが、乾燥機３内への付着，堆積は生じず、脱塩素処理も十分であった。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
そして、このように乾燥処理した可燃ごみＤを、更に選別機５により選別して、残存する小石等の不燃物ｄ２  を除去し、更に石灰Ｃを添加させた上で、成形機６により加圧成形して、所望形状に固化された固形燃料Ｄ１  を得る。石灰Ｃは、バインダとして機能させるため及び残留塩化水素を完全に除去させるために、必要に応じて、添加されるものであり、冒頭で述べた従来方法において燃焼時において発生する塩化水素を吸収させるため又は殺菌させるためにする石灰添加量に比して極く僅かである。具体的には、石灰Ｃの添加量は０．５〜１％程度で十分である。すなわち、上記従来方法における石灰添加量の１／５程度で足りる。
【００１７】
このようにして得られた固形燃料Ｄ１  は、可燃性都市ごみに廃プラスチックを加えた高カロリ原料からなるものであるから、燃料として極めて有利なものである。しかも、原料が乾燥の段階で脱塩素処理及び殺菌処理されているから、燃料としての燃焼時に塩化水素が発生せず、悪臭等の公害や燃焼装置等の腐食を引き起こす心配もない。さらに、石灰量が極く僅かであるから、燃焼時の灰量も少なく、鉛が溶出する虞れもない。
【００１８】
ところで、この実施例では、乾燥機３から排出された排ガスｇを、熱風Ｇに混入される一部ｇ１  を除いて、８００℃以上に高温保持された熱風炉４内に供給させるようにしている。したがって、排ガスｇが焼却炉４内で高温に晒される結果、排ガスｇ中の臭気成分が熱分解されて、確実に脱臭されることになる。また、熱風炉４で発生する排ガスＧの一部（乾燥機３から熱風炉４に導入される排ガスｇを含む）Ｇ１  を焼却炉４から連続して抜き出し、燃焼用空気Ａのための空気加熱器７、廃熱ボイラ等の廃熱回収装置８、塩化水素除去処理装置９及び集塵機１０を経て大気中に放出させるようにした。このように、排ガス処理として、脱臭を考慮する必要がなく、集塵及び塩化水素除去のみを考慮すればよいから、排ガス処理システムが簡易となる。特に、乾燥機３からの排ガスｇを焼却炉４で８００℃以上の高温に加熱することにより、排ガスｇ中にＣｌ２  の状態で揮散しているものを塩化水素に変えて、排ガス処理をより容易にする。また、空気加熱器７及び廃熱回収装置８による廃熱回収によって、省エネルギ化を図りうる。なお、塩化水素除去処理装置９としては、塩化水素を石灰に吸収させる乾式のもの等が使用される。
【００１９】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱しない範囲において適宜に変更，改良することができる。例えば、上記実施例では、熱風炉として廃棄物焼却炉４を使用し、その廃熱を乾燥炉３の熱源として利用するようにしたが、石油，固形燃料等を使用する通常の熱風発生炉を使用するようにしてもよい。しかし、上記実施例の如く焼却炉４等の廃熱を利用するようにすると、乾燥炉３用の燃料が不要となり、経済的にも省エネルギ化を図る上でも有利である。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明から容易に理解されるように、本発明によれば、ごみの乾燥処理によって脱塩素処理及び殺菌処理が同時に行われるようにしたから、極めて高品質で商品価値の高い固形燃料を製造することができる。すなわち、本発明によって得られた固形燃料は、燃焼時に塩化水素が発生して公害や腐食を生じさせることがなく、しかも長期保存や衛生的な取扱を可能とするものである。しかも、固形燃料化させる前の段階で効果的な脱塩素処理を行うため、廃プラスチックを混入させる等により、高カロリごみを原料とする固形燃料を得ることができ、従来の固形燃料を使用した場合に比して燃焼効率を向上させうる。さらに、バインダ等として石灰を混入させる場合にも、塩化水素吸収剤ないし殺菌剤として機能させる必要のある場合に比して、その混入量が大幅に少なくて足りる。したがって、固形燃料を燃焼させた場合にも、灰量が少なく、鉛が溶出する虞れもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…破砕機、２，５…選別機、３…乾燥機、４…熱風炉（廃棄物焼却炉）、６…成形機、７…空気加熱器、８…廃熱回収装置、９…塩化水素除去装置、１０…集塵機、Ｃ…石灰、Ｄ…可燃ごみ、Ｄ１  …固形燃料、Ｇ…乾燥用熱風、Ｇ１  …熱風炉からの排ガス、ｇ…乾燥機からの排ガス、ｇ１  …乾燥用熱風に混合させる排ガス、Ｐ…廃プラスチック。
【図１】
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