(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩素を含む原料の供給系統を少なくとも１系列有し、塩素を含まない原料の供給系統を少なくとも１系列有し、塩素を含む原料をその供給系統で加熱により脱塩素処理した後、脱塩素処理物に必要に応じて他の供給系統からの原料を混入させて固形燃料を製造する方法であって、
各供給系統への原料受入時に原料中の塩素含有量を分析して、塩素を含む原料における塩素含有量と脱塩素処理での塩素除去率とから脱塩素処理物の塩素含有量を計算し、その結果と製品の目標塩素含有量とを比較して、脱塩素処理物に必要量の塩素を含まない原料を混入させ、さらに、各供給系統への原料受入時に、原料中の塩素含有量を分析するとともに発熱量を分析して、脱塩素処理物に混入させる他の供給系統からの原料の供給割合を、製品が目標発熱量となるように制御することを特徴とする固形燃料製造方法。
【請求項２】
脱塩素処理物の塩素含有量を計算する代わりに、塩素を含む原料を脱塩素処理した後、その塩素含有量を分析する請求項１記載の固形燃料製造方法。
【請求項３】
塩素を含む原料がプラスチック類を主体とする廃棄物であり、塩素を含まない原料の少なくとも１つが古紙を主体とする廃棄物である請求項１又は２記載の固形燃料製造方法。
【請求項４】
プラスチック類を主体とする廃棄物を脱塩素処理した後、プラスチック類が流動性を有する温度で脱塩素処理物を他の供給系統からの古紙等と混合し成形する請求項３記載の固形燃料製造方法。
【請求項５】
プラスチック類を主体とする廃棄物を脱塩素処理した後、プラスチック類が流動性を有する温度で脱塩素処理物を成形し、その後必要に応じて、この成形物を他の供給系統からの古紙等と混合し成形する請求項３記載の固形燃料製造方法。
【請求項６】
塩素を含む原料の供給系統に不燃物及び金属類を除去する工程と破砕工程とを設け、他の原料供給系統に破砕工程を設ける請求項１〜５のいずれかに記載の固形燃料製造方法。
【請求項７】
少なくとも１系列設けられた塩素を含む原料の供給系統と、塩素を含む原料の供給系統に設けられた加熱により原料を脱塩素処理する脱塩素装置と、少なくとも１系列設けられた塩素を含まない原料の供給系統と、脱塩素装置からの脱塩素処理物に塩素を含まない原料の供給系統からの原料を混入させて成形する成形機とを包含する固形燃料製造装置であって、
各原料の供給系統の受入側に設けられた原料中の塩素含有量を分析するための原料塩素含有量分析手段と、原料塩素含有量分析手段で分析された塩素を含む原料の塩素含有量と脱塩素装置での塩素除去率とから脱塩素処理物の塩素含有量を計算するための脱塩素処理物塩素含有量演算手段とを備え、脱塩素処理物の塩素含有量と製品の目標塩素含有量とを比較して脱塩素処理物に必要量の塩素を含まない原料が混入されるようにし、さらに、各原料の供給系統の受入側に原料の発熱量を分析するための原料発熱量分析手段を設けて、製品が目標発熱量となるように脱塩素処理物に混入させる他の供給系統からの原料の供給割合が制御できるようにしたことを特徴とする固形燃料製造装置。
【請求項８】
脱塩素処理物塩素含有量演算手段の代わりに、脱塩素装置で脱塩素された脱塩素処理物の塩素含有量を分析するための脱塩素処理物塩素含有量分析手段を設けた請求項７記載の固形燃料製造装置。
【請求項９】
塩素を含む原料の供給系統にプラスチック類を主体とする廃棄物が供給され、塩素を含まない原料の供給系統の少なくとも１系列に古紙を主体とする廃棄物が供給されるようにした請求項７又は８記載の固形燃料製造装置。
【請求項１０】
脱塩素装置で加熱により脱塩素された脱塩素処理物が、プラスチック類が流動性を有する温度で他の供給系統からの古紙等と混合されて成形機に導入され成形されるようにした請求項９記載の固形燃料製造装置。
【請求項１１】
脱塩素装置で加熱により脱塩素された脱塩素処理物が、プラスチック類が流動性を有する温度で成形機に導入されて成形されるようにし、得られた成形物を、その後必要に応じて他の供給系統からの古紙等と混合して成形機で成形できるようにした請求項９記載の固形燃料製造装置。
【請求項１２】
塩素を含む原料の供給系統に、風力選別機、磁力選別機、破砕機及びアルミ選別機の少なくともいずれかを設けて、不燃物や金属類が除去された、及び／又は破砕された原料が脱塩素装置で脱塩素処理されるようにした請求項７〜１１のいずれかに記載の固形燃料製造装置。
【請求項１３】
塩素を含まない原料の供給系統に破砕機を設けて、破砕された原料が脱塩素処理物に混合されるようにした請求項７〜１２のいずれかに記載の固形燃料製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃プラスチック等の塩素を含む廃棄物に古紙等を別系統より混合して、塩素含有量や発熱量を調整した固形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】
従来から、廃プラスチック類を主体とし他に紙類などを含む廃棄物を原料として、廃プラスチック固形燃料（ＲＰＦ）を製造する技術が知られている。例えば、従来の技術では、廃プラスチック類、紙類などを含む不燃ごみを受け入れ、まず、風力選別工程で泥、石、磁器等の不燃物を除去し、磁力選別工程で鉄を除去した後、破砕工程でごみを破砕し、アルミ選別工程でアルミニウムを除去して、廃プラスチック類が主体の原料を得る。そして、廃プラスチックに含まれる塩素を除去するために、この原料を加熱により脱塩素処理し、脱塩素された処理物を成形してＲＰＦを製造している。
【０００３】
また、特開平８−６０１６８号公報には、廃プラスチックを溶融・混合・脱塩素処理し、溶融状態の廃プラスチックと可燃ごみや紙屑等の可燃性廃棄物とを攪拌・混合して加圧成形し固形燃料を製造するという技術が開示されている。
また、特開平７−２４２８８７号公報には、燃料品質判定装置の品質判定結果に基づいて、発熱量に応じて分類された原料の個々の供給量を調節することにより、得られる燃料の発熱量を調整し、所望の品質の燃料を安定に製造する技術が開示されている。
また、特開平１０−２９１２１４号公報には、複数種類の廃棄物のそれぞれの供給量を重量管理を行うことにより制御し、得られる固形燃料の品質（発熱量、灰分等）にバラツキが生じないようにし、所望の品質を有する燃料を安定に効率よく製造する技術が開示されている。
【０００４】
また、特開平９−１６５５８９号公報には、廃プラスチック、木くず、紙くず等の各種廃棄物の定量供給部からの排出量を設定して、各種廃棄物の混合割合をコントロールすることにより、石炭と同程度の発熱量を有する固形燃料を製造する技術が開示されている。
また、特開平１１−１１６９７９号公報には、廃プラスチック等の塩素含有物質を含む可燃性廃棄物に生石灰等のアルカリ系添加物を混合し、これを不活性雰囲気中にて約２５０℃以上３５０℃未満で加熱し、ついで、水洗、脱水して含有塩素濃度の低い固形燃料を製造するという技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の原料供給ラインが１系列であるＲＰＦ製造設備では、原料受入れ条件、すなわち、設備に持ち込まれる廃棄物の性状等や脱塩素装置での塩素除去効率によって、得られるＲＰＦのカロリー（発熱量）及び塩素含有量がほぼ決まってしまい、製品の自由度が少なかった。また、製品ＲＰＦのカロリーや塩素含有量が調整できないので、ユーザーの要求に応えることができなかった。
また、加熱による廃プラスチックの脱塩素工程では、廃棄物に含まれる紙類の熱分解が同時に進行し、紙類の歩留まりが極めて悪かった。さらに、プラスチック類の脱塩素に加えて、紙類の熱分解が起こっていることから、脱塩素装置からの排ガスに塩化水素だけでなく、酢酸等の多量の有機酸が含まれることになり、排ガス処理工程で多量の中和用のアルカリが必要であった。
また、原料供給ラインが１系列であるので、装置類、特に脱塩素装置のスケールアップに限界があった。さらに、１系列の運転であるため、トラブル回避等の運転管理が難しかった。
【０００６】
また、特開平８−６０１６８号公報記載の技術では、脱塩素処理した廃プラスチックに可燃ごみや紙屑等を混合して成形し固形燃料を得ているが、固形燃料の塩素含有量及び発熱量を制御することはできず、ユーザーの要求等に応じて製品の品質を任意に調整することは不可能である。
また、特開平７−２４２８８７号公報、特開平１０−２９１２１４号公報及び特開平９−１６５５８９号公報に記載された技術では、廃プラスチック類、紙類などの各種廃棄物の供給割合を調節して、得られる固形燃料の発熱量を調整しているが、廃プラスチックに含まれる塩素について全く考慮されておらず、固形燃料の塩素含有量を調整することは勿論、廃プラスチック類を脱塩素処理することも開示されていない。
【０００７】
また、特開平１１−１１６９７９号公報記載の技術では、廃プラスチック等の原料に生石灰等を添加して所定の脱塩処理を行うことにより、高い脱塩効率が得られるとともに、原料からの熱量損失が少なくなって、塩素含有量が少なく発熱量の大きい固形燃料が得られるが、投入される原料によって固形燃料の発熱量はほぼ決まってしまうので、固形燃料の塩素含有量を調整することは可能であるとしても、製品の自由度は少なく、ユーザーの要求等に応じて製品の発熱量等を任意に調整することは不可能である。
【０００８】
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、原料の供給ラインを少なくとも２系列以上とし、廃プラスチック等の塩素を含む原料の供給ラインに加熱により脱塩素する工程を設けるとともに、原料供給ラインで原料受入時に塩素含有量や発熱量を分析し、その分析結果等に基づいて製品が目標塩素含有量、目標発熱量となるように別系統より混入させる古紙等の供給割合を制御することにより、製品である固形燃料の塩素含有量や発熱量を任意に調整することができ、かつ、装置類のスケールアップに対応可能で運転管理が容易となる固形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、原料供給ラインを少なくとも２系列以上とし、廃プラスチック等の塩素を含む原料の供給ラインに加熱により脱塩素する工程を設け、古紙等の原料は別系統で脱塩素処理物に混入させることにより、脱塩素工程での紙類の熱分解を少なくして製品への紙類の固定化率を向上させることができ、しかも、脱塩素工程で発生する排ガス処理のための中和用アルカリの量を削減することができる固形燃料製造方法及び装置を提供することにある。
【０００９】
【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、本発明の固形燃料製造方法は、塩素を含む原料の供給系統を少なくとも１系列有し、塩素を含まない原料の供給系統を少なくとも１系列有し、塩素を含む原料をその供給系統で加熱により脱塩素処理した後、脱塩素処理物に必要に応じて他の供給系統からの原料を混入させて固形燃料を製造する方法であって、各供給系統への原料受入時に原料中の塩素含有量を分析して、塩素を含む原料における塩素含有量と脱塩素処理での塩素除去率とから脱塩素処理物の塩素含有量を計算し、その結果と製品の目標塩素含有量とを比較して、脱塩素処理物に必要量の塩素を含まない原料を混入させるように構成されている（図１、図２参照）。
【００１０】
上記の本発明の方法において、脱塩素処理物の塩素含有量を計算する代わりに、塩素を含む原料を脱塩素処理した後、その塩素含有量を分析することもできる（図３、図４参照）。
また、上記の本発明の方法において、各供給系統への原料受入時に、原料中の塩素含有量を分析するとともに発熱量を分析して、脱塩素処理物に混入させる他の供給系統からの原料の供給割合を、製品が目標発熱量となるように制御することが好ましい（図１〜図４参照）。
【００１１】
また、これらの本発明の方法において、塩素を含む原料をプラスチック類を主体とする廃棄物とし、塩素を含まない原料の少なくとも１つを古紙を主体とする廃棄物とすることが好ましい（図１〜図４参照）。
上記の本発明の方法において、プラスチック類を主体とする廃棄物を脱塩素処理した後、プラスチック類が流動性を有する温度で脱塩素処理物を他の供給系統からの古紙等と混合し成形することができる（図１、図３参照）。
また、上記の本発明の方法において、プラスチック類を主体とする廃棄物を脱塩素処理した後、プラスチック類が流動性を有する温度で脱塩素処理物を成形し、その後必要に応じて、この成形物を他の供給系統からの古紙等と混合し成形することができる（図２、図４参照）。
また、これらの本発明の方法において、塩素を含む原料の供給系統に不燃物及び金属類を除去する工程と破砕工程とを設け、他の原料供給系統に破砕工程を設けることができる（図１〜図４参照）。
【００１２】
本発明の固形燃料製造装置は、少なくとも１系列設けられた塩素を含む原料の供給系統と、塩素を含む原料の供給系統に設けられた加熱により原料を脱塩素処理する脱塩素装置と、少なくとも１系列設けられた塩素を含まない原料の供給系統と、脱塩素装置からの脱塩素処理物に塩素を含まない原料の供給系統からの原料を混入させて成形する成形機とを包含する固形燃料製造装置であって、各原料の供給系統の受入側に設けられた原料中の塩素含有量を分析するための原料塩素含有量分析手段と、原料塩素含有量分析手段で分析された塩素を含む原料の塩素含有量と脱塩素装置での塩素除去率とから脱塩素処理物の塩素含有量を計算するための脱塩素処理物塩素含有量演算手段とを備え、脱塩素処理物の塩素含有量と製品の目標塩素含有量とを比較して脱塩素処理物に必要量の塩素を含まない原料が混入されるようにしたことを特徴としている（図１、図２参照）。
【００１３】
上記の本発明の装置において、脱塩素処理物塩素含有量演算手段の代わりに、脱塩素装置で脱塩素された脱塩素処理物の塩素含有量を分析するための脱塩素処理物塩素含有量分析手段を設けることもできる（図３、図４参照）。
また、上記の本発明の装置において、各原料の供給系統の受入側に原料の発熱量を分析するための原料発熱量分析手段を設けて、製品が目標発熱量となるように脱塩素処理物に混入させる他の供給系統からの原料の供給割合が制御できるようにすることが好ましい（図１〜図４参照）。
【００１４】
また、これらの本発明の装置において、塩素を含む原料の供給系統にプラスチック類を主体とする廃棄物が供給され、塩素を含まない原料の供給系統の少なくとも１系列に古紙を主体とする廃棄物が供給されるようにすることが好ましい（図１〜図４参照）。
上記の本発明の装置において、脱塩素装置で加熱により脱塩素された脱塩素処理物が、プラスチック類が流動性を有する温度で他の供給系統からの古紙等と混合されて成形機に導入され成形されるようにすることができる（図１、図３参照）。
また、上記の本発明の装置において、脱塩素装置で加熱により脱塩素された脱塩素処理物が、プラスチック類が流動性を有する温度で成形機に導入されて成形されるようにし、得られた成形物を、その後必要に応じて他の供給系統からの古紙等と混合して成形機で成形できるようにすることができる（図２、図４参照）。
【００１５】
また、これらの本発明の装置において、塩素を含む原料の供給系統に、風力選別機、磁力選別機、破砕機及びアルミ選別機の少なくともいずれかを設けて、不燃物（泥、石、磁器等）や金属類（鉄、アルミニウム）が除去された、及び／又は破砕された原料が脱塩素装置で脱塩素処理されるようにすることができる（図１〜図４参照）。
また、これらの本発明の装置において、塩素を含まない原料の供給系統に破砕機を設けて、破砕された原料が脱塩素処理物に混合されるようにすることができる（図１〜図４参照）。
【００１６】
【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できるものである。
図１は、本発明の実施の第１形態による固形燃料製造方法を実施する装置の概略構成を示している。なお、本実施の形態では、一例として、原料供給ラインを３系列としているが、塩素を含む原料と塩素を含まない原料との２系列、又は４系列以上とすることも勿論可能である。図１に示すように、廃プラスチック類を主体とし他に紙類などを含む不燃ごみを原料供給ラインのうちの１系列に受け入れ、まず、風力選別機１０で廃プラスチック類、紙類等から泥、石、磁器等の不燃物が除去される。泥、石、磁器等が除去されたごみは、磁力選別機（磁選機）１２で鉄が除去された後、破砕機１４で破砕され、ついで、アルミ選別機１６でアルミニウムが除去される。なお、風力選別工程、磁力選別工程、破砕工程、アルミ選別工程等は、ごみの種類などの原料受入れ条件によって必要な場合とそうでない場合とがあり、また、工程の順序も上記のものには限定されない。破砕機としては、一例として、回転式せん断破砕機等が用いられ、アルミ選別機としては、一例として、渦電流式アルミ選別機等が用いられる。
【００１７】
上記のようにして得られた廃プラスチック類を主体とする原料は、脱塩素装置１８にて、例えば、２５０〜３５０℃程度で加熱することにより脱塩素処理される。脱塩素装置としては、一例として、電気ヒーター、熱風等で間接加熱又は／及び直接加熱する型式の脱塩素装置等が用いられる。なお、ＨＣｌを含む脱塩素排ガスはアルカリで中和処理される。
また、別の原料供給ラインからは古紙を主体とする原料が供給され、破砕機２０で必要な大きさに破砕される。なお、古紙の大きさ等によっては粗破砕機２２で粗破砕してから破砕機２０に導入する場合もある。
さらに別の原料供給ラインからは、例えば、産廃プラスチック等が供給され、破砕機２４で必要な大きさに破砕される。なお、プラスチックの大きさ等によっては粗破砕機２６で粗破砕してから破砕機２４に導入する場合もある。また、産廃プラスチック等を古紙等の供給ラインに合流させて破砕機２０で破砕することも可能である。産廃プラスチックは、産廃処理施設等から受け入れた原料であり、大部分は原料の材質が分かっており、塩素含有物かどうか判別はつく。産廃プラスチック等が塩素を含む場合には、上記の廃プラスチック類の供給ラインに合流させることができる。
【００１８】
それぞれの原料供給ラインでは、原料受入時に各原料の塩素含有量及び発熱量（カロリー）が分析される。なお、古紙や産廃プラスチック等のように原料受入時に塩素含有量がわかっているものについては、塩素含有量を測定する必要はない。原料中の塩素含有量は、簡易型の分析計を用いれば１時間程度で分析することができる。また、発熱量はカロリーメーター等で簡単に分析することができる。
廃プラスチック類を主体とする原料の塩素含有量の分析結果に基づき、脱塩素装置１８での塩素除去率を計算し、その計算結果から脱塩素された処理物の塩素含有量を算出し、脱塩素処理物の塩素含有量と製品の目標塩素含有量（塩素濃度）とを比較して、脱塩素処理物の塩素含有量が目標塩素含有量となるように、別系統の原料供給ラインから古紙、産廃プラスチック等を混入させる。なお、脱塩素工程での塩素除去率は、一例として、下記の計算式で求めることができる。
塩素除去率（％）＝｛ｆ（ｘ）／（ａ＋ｂｆ（ｘ））｝・ｆ（ｔ）
ｆ（ｘ）：処理温度の関数、ｆ（ｔ）：処理時間の関数、ａ、ｂ：係数
また、脱塩素処理物に別系統の原料供給ラインから混入させる古紙等の供給割合は、製品の目標発熱量となるように制御する。
【００１９】
脱塩素装置１８で脱塩素された廃プラスチック等の処理物は、冷却器２８で、例えば、１５０〜２００℃程度に冷却される。このように、脱塩素された廃プラスチック類が流動性を有する温度で、脱塩素処理物を、上記のように供給量・供給割合が制御された別系統の古紙等と混合させ、成形機３０で成形して廃プラスチック固形燃料（ＲＰＦ）を製造する。なお、冷却した脱塩素処理物を破砕機３４で破砕する場合もある。成形機としては、例えば、スクリュー押出式、リング・ダイ方式、ディスク・ダイ方式等の各種の方式を採用することができる。３２は冷却器である。製品として得られたＲＰＦの塩素含有量及び発熱量は目標値に調整されており、例えば、塩素含有量を０．５ｗｔ％以下、発熱量を５０００〜７０００ｋｃａｌ／ｋｇといったユーザーからの要求にも応えることができる。また、古紙と廃プラスチックの比率を任意に調整することも可能である。
【００２０】
図２は、本発明の実施の第２形態による固形燃料製造方法を実施する装置の概略構成を示している。本実施の形態は、脱塩素装置１８で脱塩素した廃プラスチック等の処理物を冷却器２８で冷却し、脱塩素した廃プラスチック類が流動性を有する温度で、処理物を成形機３６にて成形し、この成形物を、その後必要に応じて、供給量・供給割合が制御された別系統の古紙等と混合させ、成形機３８で成形して塩素含有量及び発熱量が調整されたＲＰＦを製造するものである。なお、成形機３６で成形した成形物を製品ＲＰＦとして利用することも可能である。
他の構成及び作用は、実施の第１形態の場合と同様である。
【００２１】
図３は、本発明の実施の第３形態による固形燃料製造方法を実施する装置の概略構成を示している。本実施の形態は、脱塩素装置１８で脱塩素された廃プラスチック等の処理物の塩素含有量を直接分析して、製品ＲＰＦが設定された塩素含有量（塩素濃度）及び発熱量となるように、別系統の原料供給ラインから混入させる古紙等の供給量・供給割合を制御するようにしたものである。
他の構成及び作用は、実施の第１形態の場合と同様である。
【００２２】
図４は、本発明の実施の第４形態による固形燃料製造方法を実施する装置の概略構成を示している。本実施の形態は、脱塩素装置１８で脱塩素された廃プラスチック等の処理物の塩素含有量を直接分析して、製品ＲＰＦが設定された塩素含有量及び発熱量となるように、別系統の原料供給ラインから混入させる古紙等の供給量・供給割合を制御するようにしたものである。また、本実施の形態は、脱塩素装置１８で脱塩素した廃プラスチック等の処理物を冷却器２８で冷却し、脱塩素した廃プラスチック類が流動性を有する温度で、処理物を成形機３６にて成形し、この成形物を、その後必要に応じて、供給量・供給割合が制御された別系統の古紙等と混合させ、成形機３８で成形して塩素含有量及び発熱量が調整されたＲＰＦを製造するものである。
他の構成及び作用は、実施の第１、第２、第３形態の場合と同様である。
【００２３】
【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）  原料の供給ラインを少なくとも２系列以上とし、廃プラスチック等の塩素を含む原料の供給ラインに加熱により脱塩素する工程を設けるとともに、原料供給ラインで原料受入時に塩素含有量や発熱量を分析し、その分析結果等に基づいて製品が目標塩素含有量、目標発熱量となるように別系統より混入させる古紙等の供給割合を制御するので、製品である固形燃料の塩素含有量や発熱量を任意に調整することができ、ユーザーの要求に応えることができる。
（２）  原料供給ラインを少なくとも２系列以上とし、廃プラスチック等の塩素を含む原料の供給ラインに加熱により脱塩素する工程を設け、古紙等の原料は別系統で脱塩素処理物に混入させるので、脱塩素工程での紙類の熱分解が少なくなり、製品への紙類の固定化率を向上させることができる。また、脱塩素工程で発生する排ガス処理のための中和用アルカリの量を大幅に削減することができる。
（３）  装置類、特に脱塩素装置のスケールアップに対応することができる。また、トラブル回避等の運転管理が容易である。さらに、成形方法として各種の方式を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態による固形燃料製造方法を実施する装置を示す系統的概略構成図である。
【図２】本発明の実施の第２形態による固形燃料製造方法を実施する装置を示す系統的概略構成図である。
【図３】本発明の実施の第３形態による固形燃料製造方法を実施する装置を示す系統的概略構成図である。
【図４】本発明の実施の第４形態による固形燃料製造方法を実施する装置を示す系統的概略構成図である。
【符号の説明】
１０  風力選別機
１２  磁力選別機（磁選機）
１４、２０、２４、３４  破砕機
１６  アルミ選別機
１８  脱塩素装置
２２、２６  粗破砕機
２８、３２  冷却器
３０、３６、３８  成形機
【図１】
0003568863.tif 000002
【図２】
0003568863.tif 000003
【図３】
0003568863.tif 000004
【図４】
0003568863.tif 000005