(57)【要約】【課題】小型でより安価に運用でき、環境にも配慮しかつ省エネルギー化にも貢献し得るガラス発泡体の製造装置等を提供する。【解決手段】ガラス発泡体の製造装置は、廃棄ガラスを破砕する破砕機と、破砕された粒状の廃棄ガラスに発泡剤を混合した原料破砕物を予熱、昇温した後９００℃以上にして発泡焼成するための焼成炉と、焼成された原料破砕物を冷却するための冷却機と、原料破砕物を前記焼成炉まで移送し、冷却されたガラス発泡体を搬出するための移送コンベアと、焼成炉の加熱焼成熱源として燃料ガス生成機を備え、可燃性廃棄物を間接的に加熱して熱分解ガス化し、精製して得た燃料ガスを用いる。これにより、加熱焼成熱源に可燃性廃棄物を利用できるので、廃物利用でランニングコストを抑制し、しかもリサイクル資源で環境にも優しいガラス発泡体の製造が可能となる。【選択図】図１
2006016248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄ガラスを破砕する破砕機と、
破砕された粒状もしくは紛状の廃棄ガラスに発泡剤を混合した原料破砕物を予熱、昇温した後９００℃以上にして発泡焼成するための焼成炉と、
焼成された原料破砕物を冷却するための冷却機と、
原料破砕物を前記焼成炉まで移送し、冷却されたガラス発泡体を搬出するための移送コンベアと、
を備えるガラス発泡体の製造装置であって、さらに
前記焼成炉の加熱焼成熱源として燃料ガス生成機を備えてなり、前記燃料ガス生成機は可燃性廃棄物を間接的に加熱して熱分解ガス化し、精製して得た燃料ガスを用いることを特徴とするガラス発泡体の製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガラス発泡体の製造装置であって、
前記焼成炉で発生される高温ガスの一部を前記移送コンベアに沿って誘導して、焼成の前工程である原料破砕物の予熱、昇温に利用することを特徴とするガラス発泡体の製造装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のガラス発泡体の製造装置であって、
前記燃料ガス生成機は、水平面に対し０〜１０°傾角させた回転軸の周りに回転する中空状の筒状体と、
前記筒状体の開口端に配置される液状成分を分離するためのクーラースクラバと、
前記筒状体の外面を高温燃焼ガスで加熱する加熱室、又は外部から電流もしくは電磁波を供給されて発熱する発熱体の少なくともいずれかと、
を備えており、前記筒状体の一端から可燃廃棄物を送入し、加熱室に高温燃焼ガスを供給して加熱及び／又は前記発熱体に対して電流もしくは電磁波を供給して該発熱体を介して可燃廃棄物を間接的に加熱し、乾留、ガス化反応を進行させ、前記筒状体の他端から流出される気体状の反応生成物を前記クーラースクラバに送入して油状液体と接触させることにより、ガスに含まれている油状生成物を凝縮してガスから分離することで、燃料ガスを発生させるよう構成されてなることを特徴とするガラス発泡体の製造装置。
【請求項４】
請求項３に記載のガラス発泡体の製造装置であって、
前記燃料ガス生成機で発生される燃料ガスを用いて発電を行い、この発電を駆動電力の一部として供給可能に構成してなることを特徴とするガラス発泡体の製造装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載のガラス発泡体の製造装置であって、
二列に並んだ多段の平面板が垂直方向に移動し、最上段及び最下段において該平面板が水平方向に移動する構造を備える垂直タワー式としたことを特徴とするガラス発泡体の製造装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかに記載のガラス発泡体の製造装置であって、
上方支点で懸垂する複数の平面板が水平軸の周りに回転する構造物に固定されながら回転移動可能とした回転タワー式としたことを特徴とするガラス発泡体の製造装置。
【請求項７】
請求項１から４のいずれかに記載のガラス発泡体の製造装置であって、
水平軸の周りを回転するベルトコンベア状の平面部を備えるベルトコンベア式としたことを特徴とするガラス発泡体の製造装置。
【請求項８】
請求項１から４のいずれかに記載のガラス発泡体の製造装置であって、
垂直軸の周りを回転する水平の平面部を備えるターンテーブル式としたことを特徴とするガラス発泡体の製造装置。
【請求項９】
請求項１から４のいずれかに記載のガラス発泡体の製造装置であって、
原料の供給及び製品の取出しが可能で、かつ内部を水平な平板をもつ固定した４以上の方形容器と、各容器を結ぶ熱媒体移動配管とからなり、熱媒体を一定のアルゴリズムで該容器間を移動させて、原料を予熱、発泡、冷却して製品を取出すことを特徴とするガラス発泡体の製造装置。
【請求項１０】
請求項１から４のいずれかに記載のガラス発泡体の製造装置であって、
室内の熱媒体温度を所定の温度範囲内に保った熱交換室と発泡室を設け、水平な平板をもつ容器に入れた原料を熱交換室、発泡室、熱交換室へと移動させ、製品を取出すことを特徴とするガラス発泡体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄ガラスを有効に再利用するために、これを破砕して発泡状態に焼成してガラス発泡体とする製造装置と、このガラス発泡体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の資源有効利用の観点から廃棄物のリサイクルが進んでいる。廃棄物の内、使用済みガラス瓶は従来ガラス瓶として再生されていたが、近年の需給バランスの崩壊により、瓶以外に有効利用できる新たなリサイクル用途の開発が求められている。その一つとして、ガラス屑を発泡状態に焼成したガラス発泡体は、土木建築資材や園芸材料として有効利用されている。ガラス発泡体は、例えば数センチの大きさの粒状として、地盤の改良材として地中に埋設される。地中に埋設されたガラス発泡体は、地面の排水をよくして水溜りができるのを有効に阻止する。ガラス発泡体は無機の発泡体であるために、極めて優れた耐候性と耐久性を備え、地面の排水性を長期間にわたって維持できる特長がある。また、地中に埋設するガラス発泡体は、色等に制約を受けないので、種々の色の廃棄ガラスを原料として有効に利用できる特長がある。さらにガラス発泡体は、優れた断熱特性と耐久性が生かされて、建物やドア等の断熱材や芯材にも使用される。この種の用途においても、表面に現れないので種々の廃棄ガラスを原料として使用できる。この種の用途に原料として使用される廃棄ガラスは、殆どがガラス瓶の廃棄物である。ガラス板の廃棄物もあるが、ガラス瓶に比較するとガラス板の使用量は極めて少量である。
【０００３】
このような廃棄ガラスを原料とするガラス発泡体は軽量で断熱性があり、不燃性、透水性、人体に無害であることに加えて、廃棄ガラスの色調を問わずに使用できる等の利点がある。このような軽量ガラス発泡体を製造するための装置として、本発明者は先に図５に示すような装置を開発した（特許文献１参照）。このガラス発泡体の製造装置は、破砕された廃棄ガラスに発泡剤を含む原料破砕物を発泡状態に焼成する焼成炉１を備え、焼成炉１は原料破砕物を焼成温度まで加熱して移送する焼成コンベア２と、廃棄ガラスを加熱する加熱コンベア３とを備える。焼成炉１の排出側には、焼成炉１で加熱された廃棄ガラスを急冷する冷却機４を設けており、廃棄ガラスを加熱コンベア３で焼成炉１に移送して加熱し、加熱された廃棄ガラスを冷却機４で急冷して破砕し、あるいは急冷した廃棄ガラスを破砕機５で破砕する。この装置は廃棄ガラスを利用して種々の異物が混在している廃棄ガラスを破砕する工程において粉塵の発生量を極減して、種々の廃棄ガラスを能率よく小さく破砕して均一なガラス発泡体を製造でき、廃棄物である廃棄ガラスのリサイクルに貢献できる。
【特許文献１】特開２００１−３１４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような廃棄ガラスのリサイクルにおいては、実用化に際して運用コストをいかに低減できるかが重要となる。上記の装置においては、廃棄ガラスを加熱して焼成する焼成炉１の加熱焼成熱源として、ＬＰＧ（液化石油ガス）やＬＮＧ（液化天然ガス）、石油等の化石燃料を使用していた。ＬＮＧを使用する場合のエネルギー消費量は、ガラス発泡体１Ｎｍ３当たりＬＮＧ換算で５０ｋｇ程度となる。これらの化石燃料を使用すると、ランニングコストが高くなる上、ＬＮＧの燃焼により炭酸ガスが発生するため環境にも好ましくない。さらに化石燃料資源自体が有限であるため省エネルギー化の流れに反するといった問題もあり、より安価で環境に優しく、省エネルギーなシステムが求められている。また一方で、上記のような装置はシステムが大型になるため、ランニングコストのみならず初期投資も大きくなり、普及の障害となっていた。このため小規模でも経済性を確保できるシステムが求められている。
【０００５】
このような様々な観点から本発明者はさらに鋭意研究を重ね、他の廃棄物であるバイオマス（生物資源）やプラスチック等の可燃性廃棄物に着目し、加熱焼成熱源としてＬＮＧなどの化石燃料に代わって可燃性廃棄物を用いることで、ランニングコストを低減しつつ環境にも配慮した実用性のあるシステムの構築を目指した。特にこのような廃棄物リサイクルシステムにおいては、採算性が普及の主要な障害となっているため、経済性を改善することで普及の拡大が見込まれる。
【０００６】
本発明は、このような観点から開発されたものであり、本発明の第１の目的は、小型でより安価に運用でき、環境にも配慮しかつ省エネルギー化にも貢献し得るガラス発泡体の製造装置並びに方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明のガラス発泡体の製造装置は、廃棄ガラスを破砕する破砕機と、破砕された粒状もしくは紛状の廃棄ガラスに発泡剤を混合した原料破砕物を予熱、昇温した後９００℃以上にして発泡焼成するための焼成炉と、焼成された原料破砕物を冷却するための冷却機と、原料破砕物を前記焼成炉まで移送し、冷却されたガラス発泡体を搬出するための移送コンベアとを備える。このガラス発泡体の製造装置はさらに、焼成炉の加熱焼成熱源として燃料ガス生成機を備えており、この燃料ガス生成機は可燃性廃棄物を間接的に加熱して熱分解ガス化し、精製して得た燃料ガスを用いる。この構成によって、加熱焼成熱源に可燃性廃棄物を利用できるので、廃物利用でランニングコストを抑制し、しかもリサイクル資源で環境にも優しいガラス発泡体の製造が可能となる。
【０００８】
また本発明の他のガラス発泡体の製造装置は、焼成炉で発生される高温ガスの一部を前記移送コンベアに沿って誘導して、焼成の前工程である原料破砕物の予熱、昇温に利用する。この構成によって、加熱焼成熱で発生する廃熱を有効利用でき、エネルギー効率を向上すると共に化石燃料の使用量の抑制と温暖化ガスの発生抑制を図ることができる。
【０００９】
さらに本発明の他のガラス発泡体の製造装置は、燃料ガス生成機は、水平面に対し０〜１０°傾角させた回転軸の周りに回転する中空状の筒状体と、筒状体の開口端に配置される液状成分を分離するためのクーラースクラバと、筒状体の外面を高温燃焼ガスで加熱する加熱室又は外部から電流もしくは電磁波を供給されて発熱する発熱体の少なくともいずれかとを備えており、筒状体の一端から可燃廃棄物を送入し、加熱室に高温燃焼ガスを供給して加熱及び／又は前記発熱体に対して電流もしくは電磁波を供給して該発熱体を介して可燃廃棄物を間接的に加熱し、乾留、ガス化反応を進行させ、前記筒状体の他端から流出される気体状の反応生成物をクーラースクラバに送入し、油状液体と接触させることにより、ガスに含まれている油状生成物を凝縮してガスから分離することで、燃料ガスを発生させるよう構成されている。この構成によって、可燃性廃棄物から燃料ガスを抽出でき、熱源として利用することでエネルギー効率を改善できる。
【００１０】
さらにまた本発明の他のガラス発泡体の製造装置は、燃料ガス生成機で発生される燃料ガスを用いて発電を行い、この発電を駆動電力の一部として供給可能に構成している。この構成によって自己発電によるコジェネレーションが実現され、更なる省エネルギー化が図られる。
【００１１】
さらにまた本発明の他のガラス発泡体の製造装置は、二列に並んだ多段の平面板が垂直方向に移動し、最上段及び最下段において該平面板が水平方向に移動する構造を備える垂直タワー式としている。
【００１２】
さらにまた本発明の他のガラス発泡体の製造装置は、上方支点で懸垂する複数の平面板が水平軸の周りに回転する構造物に固定されながら回転移動可能とした回転タワー式としている。
【００１３】
さらにまた本発明の他のガラス発泡体の製造装置は、水平軸の周りを回転するベルトコンベア状の平面部を備えるベルトコンベア式としている。
【００１４】
さらにまた本発明の他のガラス発泡体の製造装置は、垂直軸の周りを回転する水平の平面部を備えるターンテーブル式としている。
【００１５】
さらにまた本発明の他のガラス発泡体の製造装置は、原料の供給及び製品の取出しが可能で、かつ内部を水平な平板をもつ固定した４以上の方形容器と、各容器を結ぶ熱媒体移動配管とからなり、熱媒体を一定のアルゴリズムで該容器間を移動させて、原料を予熱、発泡、冷却して製品を取出す。
【００１６】
さらにまた本発明の他のガラス発泡体の製造装置は、室内の熱媒体温度を所定の温度範囲内に保った熱交換室と発泡室を設け、水平な平板をもつ容器に入れた原料を熱交換室、発泡室、熱交換室へと移動させ、製品を取出す。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように本発明のガラス発泡体の製造装置並びに方法によれば、加熱焼成熱源のランニングコストを抑制し、しかも資源リサイクルで環境にも優しいガラス発泡体の製造が可能となる。特に木質バイオマスなどの可燃性廃棄物を熱分解して可燃性の燃料ガスを発生させ、これを加熱焼成の熱源として、あるいはガス化発電に利用することで、廃棄ガラスと木質系廃棄物を同時に処理でき、かつ有用物を生成して、リサイクルと環境に即した発泡ガラスの製造が実現される。また化石資源の消費を抑制して省エネルギー及び二酸化炭素排出削減という極めて優れた特長も実現される。特にバイオマスは、太陽光がある限り光合成によって生産される再生可能な資源であり、またカーボン・ニュートラル、すなわち燃焼させても大気中から光合成によって取り込んだ二酸化炭素を大気中に返すだけであり、二酸化炭素の増減に影響を与えないと見なせるという優れた性質を持つエネルギー資源であり、この性質を有効利用して環境に優しい循環型社会に貢献する理想的なガラス発泡体製造システムとできる。加えて、加熱焼成の際の廃熱を有効利用することによっても化石燃料の消費を抑え、その結果として温暖化ガスの発生を抑制している。さらに、このような廃棄物再生システムの普及において現在のところ最大の障害となっている経済性の面においても、ランニングコストを抑えることで普及の促進を図ることができる。現在、エネルギーコストは製造原価の５０％に達しており、このことが普及拡大の障害となっているが、本発明によりエネルギーコストの製造原価に占める割合を１０％以下にすることができる。さらにまた熱効率の格段の向上により、装置が小型化し、設置面積も小さくなる。また装置の可搬性が増すので、設置が容易となり、このことも普及促進に寄与し得る。このように本発明によれば、循環型社会に即した資源リサイクルと省エネルギー、ＣＯ２削減を実現し、かつ採算性も見込める極めて実用的なガラス発泡体の製造が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するためのガラス発泡体の製造装置並びに方法を例示するものであって、本発明はガラス発泡体の製造装置並びに方法を以下のものに特定しない。また特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号（主に下２桁の数字）については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
（実施形態１）
【００１９】
図１に、本発明の実施の形態１に係る電源装置を構成するガラス発泡体の製造装置の横断面図を示す。この図に示すガラス発泡体の製造装置１００は、原料破砕物Ｒを供給する原料ホッパ１７と、供給された原料破砕物Ｒを移送する移送コンベア１２と、供給される原料破砕物Ｒを加熱して焼成する焼成炉１１と、焼成炉１１で加熱された原料破砕物Ｒを冷却する冷却機１４とを備える。このガラス発泡体の製造装置１００は、破砕した廃棄ガラスに発泡剤等の添加物を添加した原料破砕物Ｒを発泡状態に焼成してガラス発泡体Ｆとする。
【００２０】
原料ホッパ１７には、破砕された粒状、紛状等の廃棄ガラスに発泡剤を混合した原料破砕物Ｒが投入される。原料ホッパ１７の下端開口部にはフィーダ１８が備えられ、原料ホッパ１７に蓄えられた原料破砕物Ｒを移送コンベア１２に定量供給する。
【００２１】
移送コンベア１２はスチールベルト製ベルトコンベア等が使用でき、モータの回転により焼成炉１１を貫通して循環される。図１中Ａで示す供給ゾーンに供給された原料破砕物Ｒは、移送コンベア１２によって焼成炉１１中の予熱ゾーンＢに移送されて予熱され、さらに発泡ゾーンＣで加熱焼成されてガラス発泡体となった後、焼成炉１１から冷却機１４に移送されて冷却ゾーンＤで冷却される。
【００２２】
焼成炉１１は予熱ゾーンＢから発泡ゾーンＣに連通して移送コンベア１２の周囲を覆うトンネルキルン２０を設けている。また焼成炉１１はガスバーナ２２を備えており、ガスバーナ２２から高温燃焼ガスを噴出する噴出口２４を発泡ゾーンＣに向けて開口している。ガスバーナ２２は燃料ガス生成機３０から燃料ガスを供給されて、高温燃焼ガスを噴出口２４を介してトンネルキルン２０内に噴出し、原料破砕物Ｒを発泡ゾーンＣで加熱してガラス発泡体とする。このとき高温燃焼ガスで加熱された加熱ガス（加熱空気）は、トンネルキルン２０を通って予熱ゾーンＢに送出される。これによって、ガスバーナ２２で発生される熱量は加熱焼成のみならず、その廃熱を前段の予熱にも利用して、エネルギーを効率よく利用できる。予熱ゾーンＢで予熱に利用された加熱ガスは熱交換によりさらに温度を失い、排気ファン２６で外部に放出される。なお加熱は、燃焼熱による加熱の他、これに代えて、あるいはこれに加えて電気加熱などの加熱方法を適宜採用することもできる。
【００２３】
一方、冷却機１４の冷却ゾーンＤでガラス発泡体を冷却して昇温した空気Ｓは、ガスバーナ２２の燃焼に利用する。冷却機１４には、冷却ゾーンＤを囲むように冷却循環ダクト２８が設けられており、送風ファン２９を介してガスバーナ２２と連通されている。これによって、冷却ゾーンＤで熱交換により温められた昇温空気Ｓをガスバーナ２２に送出し、この昇温空気Ｓを後述するようにガスバーナ２２の燃料ガスの昇温改質に利用することができ、冷却時の廃熱をも有効利用できる。
（原料破砕物Ｒ）
【００２４】
原料破砕物Ｒは、予めガラス瓶やガラス板等の廃棄ガラスを粉砕して発泡剤を混合した状態で原料ホッパ１７に投入される。また、上述した特許文献１に記載の技術で原料破砕物を得ることもできる。廃棄ガラスを粉砕する際には、例えば大きく破砕する粗砕機とさらに小さく破砕する微粉砕する粉砕機からなる破砕機で破砕することができるが、好ましくは一旦加熱した後急冷し、破砕する。例えば、４００〜８００℃、好ましくは４００〜７５０℃、さらに好ましくは４００〜７００℃で廃棄ガラスを加熱し、その後加熱された廃棄ガラスを急冷冷却機で急冷して破砕する。急冷冷却機は廃棄ガラスに散水して急冷する散水ノズルを備え、廃棄ガラスに散水して急冷する。急冷された廃棄ガラスは、破砕機で破砕される。破砕機は廃棄ガラスを破砕できる全ての機械、例えばボールミル等の破砕機が使用できる。破砕機は、ボールミルに代わってジョウクラッシャーやロールクラッシャー等も使用できる。破砕機は、加熱後に急冷されて無数のひび割れのある破砕されやすい廃棄ガラスを破砕する。破砕機は、例えば廃棄ガラスの平均粒径が０．５〜２ｍｍ、好ましく０．５〜１．５ｍｍ、さらに好ましくは０．５〜１．２ｍｍとなるように破砕する。
【００２５】
破砕機で破砕された廃棄ガラスは、混合機で発泡剤を混合して原料破砕物とする。ただ、発泡剤は、破砕機に供給される廃棄ガラスに添加して破砕機で混合することもできる。発泡剤には、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、カーボン、炭酸マグネシウム、ドロマイト、炭酸ナトリウム、炭酸ソーダ等を使用する。さらに原料破砕物は、発泡剤に加えて、無機質材を粉粒体とした添加物を混合することもできる。添加物の添加量は、例えば０〜５０重量％とすることができる。添加物には、ホウ砂、パーライト、バーミクライト、軽石、火山れき、膨張スラグ、膨張けつ岩等を使用する。
【００２６】
さらに、原料破砕物は、添加材として、焼成するときに低い温度で溶融するフラックスやフリットを添加することもできる。フラックスやフリットの添加量は、０〜３０重量％とする。フラックスやフリットは、低い焼成温度で溶融して廃棄ガラスを焼結する。フラックスやフリットは、屈伏点を５００〜７００℃とするものを使用する。
【００２７】
フリットには、例えば、鉛白１１６重量部、長石１１１重量部、珪砂２８重量部、石灰石２０重量部、亜鉛科１２重量部、粘土２１重量部の混合物を溶融して粉砕したもの、あるいは、珪砂６０重量部、硝石２２重量部、食塩７．２重量部、みょうばん３．６重量部、ソーダ灰３．６重量部、石膏３．６重量部の混合物を溶融して粉砕したもの等が使用できる。フリットは、混合材料でもって融点が調整できる。
【００２８】
原料破砕物Ｒは原料ホッパ１７に蓄えられて、移送コンベア１２に供給される。原料ホッパ１７は、原料破砕物Ｒを移送コンベア１２に供給するフィーダ１８を下部に備えている。原料タンクの原料破砕物Ｒは、フィーダ１８で移送コンベア１２に供給される。原料破砕物Ｒは、連続運転される移送コンベア１２に定量供給され、焼成炉１１を通過してガスバーナ２２で加熱され、発泡状態に焼結される。
（移送コンベア１２）
【００２９】
ガスバーナ２２は、トンネルキルン２０の側面に噴出口２４を開口しており、移送コンベア１２上に積載される原料破砕物Ｒを加熱焼成する。図１の横断面図に示すガラス発泡体の製造装置１００では、移送コンベア１２を縦方向に循環させている。この構成では、コンベアの上半分のみを使用し、下半分は帰還のみとなる。ただ本発明はコンベアの配置をこの構成に限定しない。例えば、図２の平面図に示す本発明の実施の形態２に係るガラス発泡体の製造装置２００においては、移送コンベア１２Ｂを水平方向に巡回式としている。これによって、移送コンベア１２Ｂの上面をすべて使用できる。反面、この方式では装置の接地面積が大きくなる。これに対して図３の縦断面図に示す本発明の実施の形態３に係るガラス発泡体の製造装置３００では、移送コンベア１２Ｃを上下方向に複数段設置しており、装置の設置面積を小さくしてコンパクトにでき、生産量を高める。さらに一のトンネルキルン２０Ｃ内に複数段の原料破砕物Ｒを配置して加熱焼成できるので、熱損失を大幅に低減できる利点も得られる。
【００３０】
以上の原料破砕物の供給、予熱、発泡焼成、ガラス発泡体の冷却、空気予熱及び取出しは、予め定めたプログラムに沿って順次行われる。
（燃料ガス生成機３０）
【００３１】
次に、燃料ガス生成機３０の一例を図４の垂直断面図に基づき説明する。この図に示す燃料ガス生成機３０は、可燃性廃棄物である木質バイオマスを供給する木質バイオマスホッパと、木質バイオマスホッパから供給される木質バイオマスを熱分解ガス化する回転キルン（窯）３２と、熱分解ガス化により発生するガスＧとチャーＣを分離して、チャーＣを燃焼する縦型移動層３４と、発生されるガスＧをトンネルキルン２０に導通する噴出口２４に案内する縦型移動ダクト３６とを備える。この構成により、熱分解ガス化により発生するガスＧを縦型移動ダクト３６で上方に移送し、上述した冷却循環ダクト２８から供給される昇温空気Ｓを適量混合して部分燃焼させて昇温改質した後、ガスバーナ２２に供給される。これによってガスバーナ２２に改質された燃焼ガスを供給でき、ガスバーナ２２はこの燃焼ガスに空気を適量混合して安定した高温燃焼ガスを噴射する。一方、縦型移動層３４でチャーＣを燃焼して発生する燃焼ガスは、回転キルン３２の周囲を覆う加熱室３８に送出して加熱に利用した後、外部に放出される。この燃料ガス生成機３０は、トンネルキルン２０の上方に配置されることで、垂直方向に積層して設置スペースをコンパクトにできる。
（回転キルン３２）
【００３２】
回転キルン３２は、耐火物を内張りした中空状の筒状体４０を傾斜させて、回転軸を中心にゆっくりと回転させ、上部から投入した可燃性廃棄物を下部から加熱して焼成する。ここで傾斜角度は水平面に対し好ましくは０〜１０°とする。傾斜角度を０°以上設けることで前方に進み易くできる。なお傾斜角度が１０°以上でも使用は可能であるが、上滑りが生じるおそれがあるので、上記範囲の傾斜角度に調整することで効率よく進行させることができる。また筒状体４０を加熱するために、電流もしくは電磁波により発熱する発熱体４２を筒状体４０の外面もしくは内部に固定している。これにより、発熱体４２を介して輻射熱で間接的に可燃廃棄物を加熱し、乾留、ガス化反応を進行させ、気体状の反応生成物を得る。また加熱方式には、電流や電磁波を利用した方式に限られず、これに代えて、あるいはこれに加えて、燃焼熱による間接加熱等も適用可能であることはいうまでもない。本実施の形態では、縦型移動層３４で燃焼されたチャーＣにより発生する燃焼ガスを環流し、回転キルン３２の周囲に配置された加熱室３８に送出して約１０００℃°に加熱する。これによって回転キルン３２内部を約８００℃に加熱して熱分解ガス化し、昇温改質した後高温燃焼ガスとして利用する。さらに筒状体４０の開口端には、後処理装置としてクーラースクラバ４４を備える。クーラースクラバ４４は、気体状の反応生成物を液体と接触させ、ガス成分と油状生成物とに分離する。これにより、ガス化反応により筒状体４０の開口端から放出される気体状の反応生成物を、可燃性の燃料ガスと油状生成物とに分離でき、燃料ガスを取り出してガスバーナ２２の燃料として供給できる。このようにして、ガスバーナ２２で燃焼される燃料ガスは燃料ガス生成機３０から供給される。ただ、燃料ガスに補助的にＬＰＧやＬＮＧなどを併用することも可能である。
（木質バイオマス）
【００３３】
燃料ガス生成機３０は、可燃性廃棄物として木質バイオマスを使用し、燃料ガスを生成する。近年、化石燃料の枯渇問題や、化石燃料の燃焼による二酸化炭素の増加（地球温暖化）が危惧されていることから、バイオマスのエネルギー利用が注目されている。バイオマスは、太陽光がある限り光合成によって生産される再生可能な資源であり、またカーボン・ニュートラル、すなわち燃焼させても大気中から光合成によって取り込んだ二酸化炭素を大気中に返すだけであり、二酸化炭素の増減に影響を与えないと見なせるという優れた性質を持つエネルギー資源である。
【００３４】
多くのバイオマスが廃棄物として発生しているが、内でも木質系のバイオマスは他のバイオマスと比較して利用率が低い。木質バイオマスのエネルギー利用の形態は様々であり、大きく分けると、直接燃焼、熱化学的変換、生物化学的変換に分けられる。しかしながら、これらのエネルギー化技術の多くは実用化段階になく、技術的に実用化段階にあるのは直接燃焼のみと言われている。今後の研究開発の結果次第で多くの技術の実用可能性が高まると予想されるものの、最終的に問題となるのは、エネルギー化施設の設置、運営における事業採算性の確保である。木質バイオマスのエネルギー利用において、事業採算性の確保を困難とさせる課題は、エネルギー化プラント技術の多くが開発途上（実証段階）にあり、初期投資が高くつくことにある。また、木質バイオマスの燃焼カロリーが低いうえに、エネルギー効率の低いプラントが多い。このように、バイオマスを利用するシステムとして、燃料ガスを取り出す、発電させる等の開発は行われているものの、単体での利用に止まっていた。バイオマスの利用をより促進するためには、これらを組み合わせたカスケード利用が不可欠であるが、このような例は未だ実用化されていなかった。本発明者は初めて、廃棄物のリサイクルの燃料としてバイオマスを利用することで、環境保全に最適な省エネルギーな廃棄物の処理および有用物の生成を実現したものである。
（木質ガス化発電）
【００３５】
上述のように、木質バイオマスを用いて燃焼ガスを発生させ、加熱焼成源として使用する他、木質バイオマスを用いた木質ガス化発電によって電力を発生させ、これを加熱などガラス発泡体の製造装置の駆動電力の一部に利用するコジェネレーションシステムを構築することもできる。木質ガス化発電とは、木質バイオマスを蒸し焼きの状態にしてガス化し、それから燃焼させるという方法である。国有林のエネルギー利用の検討会等で「木質ガス化発電」が大きく取りあげられ、複数の国内メーカーで研究開発が進められている。しかしながら、ガス化の過程で発生するタール、チャー等の副生物の処理が技術開発上の課題となっている。またガス化をした後の改質工程、発電を安定化させる補助燃料の制御等が模索されている。本発明においては、上述のようにチャーＣを燃焼させると共に、発生する燃焼ガスを回転キルン３２の加熱に利用している。またガラス発泡体の冷却時に得られた昇温空気Ｓを混合して部分燃焼させることで昇温改質を図っている。これによって、木質ガス化発電を実現して、コジェネレーションによる自己発電を実用化している。
（含水率）
【００３６】
木質バイオマスは、好ましくは含水率を１０％以下に調整する。一般に木質バイオマス含水率が高くカロリーが低くなるため利用し難いとされていたが、含水率を事前に調整しておくことで木質バイオマスを有効利用して十分な発熱量を得ることができる。含水率の調整は、木質バイオマスの自然乾燥の他、乾燥機等による熱乾燥が適宜利用できる。また、上述のようにガラス発泡体の製造装置から排出される廃熱や木質ガス化発電で得られる電力によって乾燥させることも可能であり、これによっても化石燃料の消費量を抑制して省エネルギー化を図ることができる。
【００３７】
またこのように含水率を調整することで、温度制御が容易になるという利点も得られる。すなわち、加熱焼成熱源にＬＮＧを使用すると焼成炉が急激に高温となるため、未だ焼成炉自体が十分に加熱されていない装置の立ち上げ時においては過度な熱ストレスが焼成炉に負荷され、焼成炉の寿命を短くする。これに対して木質バイオマスを使用すると含水率のため昇熱の勾配が比較的緩やかであり、徐々に焼成炉が過熱されるため炉への負担が軽減される。これによって、焼成炉を長期にわたって安定して使用できるという利点が得られる。
（廃棄プラスチック）
【００３８】
また、木質バイオマスの熱カロリーを改善するため、廃棄プラスチックを混入させることもできる。廃棄プラスチックは、好ましくは５％〜１５％、さらに好ましくは７％〜１２％、最も好ましくは約１０％とする。廃棄プラスチックの混入によって熱カロリーが増え、従来発熱量が低いとされてきた木質バイオマスで十分な発熱量を得ることができるようになり、これによって木質バイオマスの一層の利用が促進される。
（ＲＰＦ）
【００３９】
さらに本実施の形態においては、燃料ガス生成機の燃料としてＲＰＦを使用することもできる。ＲＰＦ（Refuse Paper & Plastic Fuel）とは、廃プラスチックと産業系古紙類を原料とした高カロリーの固形燃料である。一般にバイオマスと言うとき古紙等木材以外の物質を加えて高度に加工したものは含まないことが多いが、本明細書において木質バイオマスにはＲＰＦも包含する意味で使用する。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明のガラス発泡体の製造装置並びに方法で生成されるガラス発泡体は、地盤の改良材や建物やドア等の断熱材や芯材等として好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態１に係るガラス発泡体の製造装置を示す横断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係るガラス発泡体の製造装置を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係るガラス発泡体の製造装置を示す縦断面図である。
【図４】燃料ガス生成機の一例を示す垂直断面図である。
【図５】本発明者が先に開発したガラス発泡体の製造装置を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…焼成炉
２…焼成コンベア
３…加熱コンベア
４…冷却機
５…破砕機
１００〜３００…ガラス発泡体の製造装置
１１…焼成炉
１２、１２Ｂ〜Ｃ…移送コンベア
１４…冷却機
１７…原料ホッパ
１８…フィーダ
２０、２０Ｃ…トンネルキルン
２２…ガスバーナ
２４…噴出口
２６…排気ファン
２８…冷却循環ダクト
２９…送風ファン
３０…燃料ガス生成機
３２…回転キルン
３４…縦型移動層
３６…縦型移動ダクト
３８…加熱室
４０…筒状体
４２…発熱体
４４…クーラースクラバ
Ｒ…原料破砕物；Ｓ…昇温空気；Ｃ…チャー；Ｇ…ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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