(57)【要約】【課題】プラスチック等の石油化学製品の廃棄物を簡単に再生利用することができる新しいごみ処理方法及びその処理装置を提供する。【解決手段】プラスチック等の石油化学製品の廃棄物を原料として製造された凝集体を還元炉３内に供給し、かつ、プラスチック等の石油化学製品の廃棄物以外の一般廃棄物を還元炉３内に供給し、還元炉３内で還元炉３の還元作用に加えて凝集体の還元作用をも利用することにより、一般廃棄物を還元、炭化、溶融する。そして、上述したごみ処理方法を実施するごみ処理装置１を、プラスチック等の石油化学製品の廃棄物を凝集し凝集体を生成する凝集体製造装置２と、還元炉３と、凝集体を還元炉内に供給する凝集体供給手段４と、一般廃棄物を還元炉３内に供給する一般廃棄物供給手段５と、から構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック等の石油化学製品の廃棄物を原料として製造された凝集体を還元炉内に供給し、かつ、プラスチック等の石油化学製品の廃棄物以外の一般廃棄物を還元炉内に供給し、前記還元炉内で還元炉の還元作用に加えて前記凝集体の還元作用をも利用することにより、前記一般廃棄物を還元、炭化、溶融することを特徴とするごみ処理方法。
【請求項２】
プラスチック等の石油化学製品の廃棄物を破砕し、破砕された前記廃棄物から磁性物質を除去し、その後磁性物質が除去された廃棄物を凝集することで、前記凝集体を製造する請求項１記載のごみ処理方法。
【請求項３】
前記還元炉内での還元処理で中間物質として得られた前記一般廃棄物の炭化物を、前記還元炉内で燃料として使用する請求項１または２記載のごみ処理方法。
【請求項４】
前記プラスチック等の石油化学製品の廃棄物を原料として製造された凝集体、および、一般廃棄物を、前記還元炉の炉頂から供給する請求項１〜３のいずれか１項に記載のごみ処理方法。
【請求項５】
プラスチック等の石油化学製品の廃棄物を凝集し凝集体を生成する凝集体製造装置と、還元炉と、前記凝集体を前記還元炉内に供給する凝集体供給手段と、一般廃棄物を前記還元炉内に供給する一般廃棄物供給手段とを備えたことを特徴とするごみ処理装置。
【請求項６】
前記凝集装置が、前記プラスチック等の石油化学製品の廃棄物を破砕する手段と、破砕された廃棄物から磁性物質を除去する磁性物質分離手段とを備える請求項５記載のごみ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ごみ処理方法及びその処理装置に係り、特に家庭から廃棄される一般廃棄物を処理するのに好適な、ごみ処理方法及びその処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各家庭から廃棄される一般廃棄物のうち、プラスチック等石油化学製品の廃棄物は資源の有効利用の観点から、再生して利用することが望まれている。この廃棄物は、ＲＤＦ（固形燃料）の原料及び高炉の還元剤等として再利用することが考えられている。しかしながら、大部分の一般廃棄物は焼却炉で焼却されている。
【０００３】
プラスチック廃棄物を、銑鉄を製造する高炉の還元剤として使用することが、従来から行われている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。溶融・固化造粒装置にて生成されたプラスチック廃棄物の粒子が、冶金炉としての高炉の炉頂からコークスと共に供給される。特許文献１は、その粒子が３重量％以下の塩素等のハロゲンを含むことを記載する。
【０００４】
また、プラスチック廃棄物の高炉還元剤への利用も従来から行われている（例えば、非特許文献１参照）。この非特許文献１には、一般家庭から廃棄される廃プラスチック及び産業系廃プラスチックが、第一破砕機、揺動反発式選別機、磁力選別機、風力選別機、第二破砕機、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）分離除去装置、造粒機、及び貯蔵サイロに供給される廃プラスチックリサイクルシステムの流れ図が示されている。ＰＶＣ分離のためには、湿式の遠心分離機が用いられている。造粒機は、ＰＶＣを除去したプラスチック物質を、高炉吹込みの条件に合うように整粒する。このような方法で、ＰＶＣは有効に分離され得ることが分かっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−８８２１０号公報（第１頁）
【特許文献２】
特表平８−５０７１０５号公報（第１頁）
【非特許文献１】
ＮＫＫニュース３３巻（１９９８年１２月）「１．高炉利用廃プラスチックリサイクル拡大に向かうＮＫＫ（ＮＫＫ  ｔｏ  Ｅｘｐａｎｄ  Ｗａｓｔｅ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  Ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ  ＦｏｒＢｌａｓｔ  Ｆｕｒｎａｃｅ  Ｆｅｅｄ）」
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、各家庭から廃棄される一般廃棄物のうちプラスチック等の石油化学製品の廃棄物は、ＲＤＦの原料及び高炉の還元剤等として再利用することが考えられている。しかしながら、その中に含まれる塩素等のハロゲンや塩素を含むプラスチック等を取り除かなければ、ダイオキシンが発生する確率が高くなってしまう。また上述した理由のために、一般廃棄物を処理するときには複雑な工程が必要になってしまう。
【０００７】
本発明の目的は、従来の課題を解消して、プラスチック等の石油化学製品の廃棄物を簡単に再生利用することができる新しいごみ処理方法及びその処理装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のごみ処理方法は、プラスチック等の石油化学製品の廃棄物を原料として製造された凝集体を還元炉内に供給し、かつ、プラスチック等の石油化学製品の廃棄物以外の一般廃棄物を還元炉内に供給し、前記還元炉内で還元炉の還元作用に加えて前記凝集体の還元作用をも利用することにより、前記一般廃棄物を還元、炭化、溶融するものである。
【０００９】
本発明のごみ処理方法では、還元炉内で、還元炉の還元作用に加えてプラスチック等の石油化学製品の廃棄物を原料として製造された凝集体の還元作用を利用することにより、還元炉内の温度をより高温に保つことができ、効果的に一般廃棄物を還元、炭化、溶融させることができる。一般廃棄物をより高温で還元、炭化、溶融させることによって、廃棄物の燃えかす（一般に言われる焼却灰）などが発生しにくい。
【００１０】
このようにプラスチック等の石油化学製品の廃棄物の凝集体を還元炉内に供給して一般廃棄物の還元及び炭化に利用する本発明のごみ処理方法によって、凝集体に塩素が含まれていてもダイオキシンの生成が著しく抑制される。このため、前記廃棄物を凝集する前段において、プラスチック廃棄物から塩素を含む廃プラスチック（例えば、ＰＶＣ）を除去する必要がなく、凝集体を製造する工程が著しく単純化される。
【００１１】
本発明において「凝集」とは、プラスチック等の石油化学製品の廃棄物をその軟化温度以上で融点未満に加熱し、プラスチック等の石油化学製品の廃棄物を軟化、一部溶融させることを意味する。それ故表面効果が生じ、それで単独の粒子が互いに固着して、プラスチック廃棄物は比表面積の大きい凝集体になる。
【００１２】
好ましい実施態様として、プラスチック等の石油化学製品の廃棄物を破砕し、破砕された前記廃棄物から磁性物質を除去し、その後磁性物質が除去された廃棄物を凝集することで、前記凝集体を製造する。この場合は、廃棄物の燃えかすをより一層少なくすることができる。
【００１３】
また、好ましい実施態様として、前記還元炉内での還元処理で中間物質として得られた前記一般廃棄物の炭化物を、前記還元炉内で燃料として使用する。この場合は、一般廃棄物の炭化物を還元炉の燃料として使用することによって、還元炉内に供給されるコークスの使用量が減少する。従って、還元炉に供給するコークスを節約できる。
【００１４】
さらに、好ましい実施態様として、前記プラスチック等の石油化学製品の廃棄物を原料として製造された凝集体、および、一般廃棄物を、前記還元炉の炉頂から供給する。この場合は、凝集体はポーラスで比較的軽いため還元炉の炉頂から投入することができ、一般廃棄物と同様の取扱いをすることができ、取扱いが簡単となる。
【００１５】
また、本発明のごみ処理装置は、プラスチック等の石油化学製品の廃棄物を凝集し凝集体を生成する凝集装置と、還元炉と、前記凝集体を前記還元炉内に供給する凝集体供給手段と、一般廃棄物を前記還元炉内に供給する一般廃棄物供給手段とを備える。さらに、好ましい実施態様として、前記凝集装置が、前記プラスチック等の石油化学製品の廃棄物を破砕する手段と、破砕された廃棄物から磁性物質を除去する磁性物質分離手段とを備える。いずれの場合も、本発明のごみ処理方法を好適に実施することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
発明者等は、プラスチック等の石油化学製品の廃棄物を凝集して得られる凝集体を還元炉内で還元剤と利用し、還元炉内で一般廃棄物を還元処理することにより、▲１▼一般廃棄物の著しい減量、▲２▼炭化物及び還元ガス等の再利用成分の生成、▲３▼有害ガス発生量の著しい低減、▲４▼温暖化ガス（例えばＣＯ２）の発生量の抑制が可能であることを新たに見出した。本発明は、このような検討結果に基づいてなされた。
【００１７】
ここで、▲１▼一般廃棄物の著しい減量は、プラスチック等の石油化学製品の廃棄物を凝集して得られる凝集体により、炉内の還元ガスが増加し発熱量が増大することから、一般廃棄物を効率よく処理できることによる。▲２▼炭化物及び還元ガス等の再利用成分の生成は、還元炉内の上部（低温部分）から下部（高温部分）での還元工程において、まず、一般廃棄物が２００℃程度の温度で水分が蒸発し可燃分と炭化物となり、１２００℃以上の高温に達すると可燃分が完全に水素ガスか一酸化炭素の可燃性ガス（還元ガス）となることから得ることができる。さらに、▲３▼有害ガス発生量の著しい低減は、ダイオキシンが熱分解し無害かすることで達成できる。▲４▼温暖化ガス（例えばＣＯ２）の発生量の抑制は、ＣＯ２等が還元ガス化することで達成できる。プラスチック等の石油化学製品の廃棄物を凝集して得られる凝集体は、４００℃で分解揮発する。これにより還元性が向上する。
【００１８】
図１は本発明に係るごみ処理装置の一例の構成を示す図である。図１に示す例において、本発明のごみ処理装置１は、プラスチック等の石油化学製品の廃棄物を凝集し凝集体を製造する凝集体製造装置２と、還元炉３と、製造した凝集体を還元炉３内に供給する凝集体供給手段としての凝集体ホッパー４と、一般廃棄物を還元炉３に供給する一般廃棄物供給手段としての一般廃棄物ホッパー５と、から構成されている。なお、還元炉３としては、本出願人が既に開示しているコークスベッドタイプの還元ガス溶融炉であるミニ高炉を好適に使用することができる。このタイプの還元炉３では、還元炉３内にガス取り出し口６を超えてコークス７が充填されるとともに、底部の側部に溶融物を取り出す出銑口８、空気等を還元炉３内に吹き込むための羽口９が設けられている。
【００１９】
図１に示す構成のごみ処理装置１におけるごみ処理方法を以下に説明する。一般廃棄物のうち各家庭及びビルから分別収集されたプラスチック等の石油化学製品の廃棄物は、凝集体製造装置２に供給される。そのプラスチック等の石油化学製品の廃棄物は、形状の異なる様々な種類のプラスチックを含んでいる。一般にプラスチック等の石油化学製品の廃棄物は、金属、ガラス、石膏、布、及び紙などの不純物を含んでいる。その異物のいくらかは、プラスチック物質と結合している。様々な種類のプラスチックは、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、及びＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等である。
【００２０】
凝集体製造装置２は、非均質な入力物質（プラスチック等の石油化学製品の廃棄物）を用いて、嵩比重が０．３２〜０．５３の範囲で、ポーラス性を有する凝集体（アグロメレート）を生成する。凝集体は、プラスチック等の石油化学製品の廃棄物をその軟化温度以上で融点未満に加熱し、プラスチック等の石油化学製品の廃棄物を軟化、一部溶融させることで得ることができる。
【００２１】
次に、操業状態の還元炉３内に、凝集体製造装置２で製造されたプラスチック等の石油化学製品の凝集体を凝集体ホッパー４を介して供給するとともに、プラスチック等の石油化学製品以外の一般廃棄物を一般廃棄物ホッパー５を介して供給する。
【００２２】
還元炉３内では、還元炉３自体が有する還元作用に加えて、プラスチック等の石油化学製品の廃棄物を原料として製造された凝集体の還元作用を利用することで、通常の還元炉３よりもより高温の状態で一般廃棄物を還元しかつ炭化させことができる。それにより、廃棄物の燃えかすなどが発生しない。凝集体に塩素が含まれていても、廃棄物に対し従来よりも高温での還元、炭化、溶融を行うことができるため、ダイオキシンの生成が抑制される。そのため、プラスチック等の石油化学製品の廃棄物から塩素を含む廃プラスチックを除去する必要が無く、凝集体を製造する工程が単純化できる。還元炉内での還元処理で得られた一般廃棄物の炭化物を、還元炉３内で燃料として使用することにより還元炉３内に供給するコークス７を節約できる。
【００２３】
以上の工程により本発明のごみ処理方法を実施することができる。その際、上述したプラスチック等の石油化学製品の廃棄物の再利用に加えて、これらは還元炉３としてミニ高炉を使用した場合のミニ高炉の特徴となるが、ガス取り出し口６から得られる高温ガスの排エネルギーを電力として回収できるとともに、出銑口８から得られるメタルの再資源化やスラブの路盤材、タイル等への再資源化を行うことができる。
【００２４】
図２は本発明のごみ処理装置１における凝集体製造装置２の他の例を示す図である。図２に示す例において、凝集体製造装置２は、破砕機１１、磁力選別機１２、磁性金属選別容器１３、風力選別機１４、ベルトコンベア１５、非磁性金属選別容器１６、凝集体製造機１７を備えている。
【００２５】
図２に示す例では、まず、プラスチック等の石油化学製品の廃棄物は、破砕機１１に供給される。破砕機１１では、以下の工程で異物を除去するために適切なある大きさ以下（例えば４５ｍｍ以下）になるように、廃棄物は破砕される。破砕された廃棄物は、回転する磁力選別機１２に供給される。廃棄物中の例えば鉄等の磁性金属は磁力選別機１２に固着し回転し、自重で磁力選別機１２から落下して磁性金属選別容器１３中に分別される。磁性金属以外の破砕された廃棄物は磁力選別機１２を滑り落ち、ベルトコンベア１５に供給される。ベルトコンベア１５上で、風力選別機１４から送られる風により、重量の軽いプラスチック等の廃棄物はベルトコンベア１５の移動に逆らって凝集体製造機１７に供給される。風力選別機１４から送られる風に吹き飛ばされない程度の重量を有する例えば廃棄物中のアルミニウム、銅等の非鉄金属は、ベルトコンベア１５の移動により非磁性金属選別容器１６に供給される。以上の工程により、凝集体製造機１７から、異物のないプラスチック等の石油化学製品の廃棄物からなる凝集体を得ることができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、廃棄物の燃えかすなどが発生せず、凝集体に塩素が含まれていてもダイオキシンの生成が著しく抑制されるので、廃棄物から塩素を含む廃プラスチックを除去する必要がなく、凝集体を製造する工程が単純化できる。また、好適な実施例によれば、中間物質として生成される炭化物は燃料として使用でき、還元炉の燃料であるコークスの使用量を節約できる。さらに、好適な実施例によれば、廃棄物の取扱いを容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るごみ処理装置の一例の構成を示す図である。
【図２】本発明のごみ処理装置における凝集体製造装置の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１  ごみ処理装置
２  凝集体製造装置
３  還元炉
４  凝集体ホッパー
５  一般廃棄物ホッパー
６  ガス取り出し口
７  コークス
８  出銑口
９  羽口
１１  破砕機
１２  磁力選別機
１３  磁性金属選別容器
１４  風力選別機
１５  ベルトコンベア
１６  非磁性金属選別容器
１７  凝集体製造機
【図１】
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【図２】
2004167389.tif 000004