(57)【要約】      （修正有）【課題】発熱量が未知の複数種類の可燃性廃棄物を燃焼処理する場合において、それぞれの可燃性廃棄物の発熱量を予め測定することなく、且つ、所定の発熱量になるように予め混合する操作を行なうことなく、該複数種類の可燃性廃棄物を混合し、その発熱量の急激な変動を少なくすることができる可燃性廃棄物の燃焼方法を提供する。【解決手段】発熱量が未知の複数種類の可燃性廃棄物を、複数の室に分散させて貯留する貯留工程と、該貯留工程の各室に分散させて貯留した可燃性廃棄物を、少なくとも２室以上の室からそれぞれ取出して混合する混合工程と、該混合工程により得られた可燃性廃棄物の混合物を、燃焼設備に供給して焼却する燃焼工程とを含んでなることを特徴とする可燃性廃棄物の燃焼方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱量が未知の複数種類の可燃性廃棄物を、発熱量を予め測定することなく混合し、得られた可燃性廃棄物の混合物を燃焼設備で焼却する可燃性廃棄物の燃焼方法において、発熱量が未知の複数種類の可燃性廃棄物を、複数の室に分散させて貯留する貯留工程と、該貯留工程の各室に貯留した可燃性廃棄物を、各室からそれぞれ取出して混合する混合工程と、該混合工程により得られた可燃性廃棄物の混合物を、燃焼設備に供給して焼却する燃焼工程とを含んでなることを特徴とする可燃性廃棄物の燃焼方法。
【請求項２】
上記貯留工程の各室に貯留した可燃性廃棄物の単位貯留量Ｘ（ｔ）が、上記混合工程の各室からの可燃性廃棄物の取出速度をＹ（ｔ／時間）としたとき、上記貯留工程の各室に発熱量が未知の複数種類の可燃性廃棄物を、下記式（Ｉ）を満足する量となるように、それぞれ分散させて貯留することを特徴とする請求項１記載の可燃性廃棄物の燃焼方法。
０．４Ｙ  ≦    Ｘ      （Ｉ）
【請求項３】
上記貯留工程の各室に貯留した可燃性廃棄物が、破砕機により５０ｍｍ以下の大きさに破砕されていることを特徴とする請求項１又は２記載の可燃性廃棄物の燃焼方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発熱量が未知の複数種類の可燃性廃棄物の燃焼方法に関するものである。詳しくは、都市ゴミ、汚泥、廃プラスチック（以下、廃プラと略す）等の発熱量が未知の複数種類の可燃性廃棄物を燃焼する方法において、各可燃性廃棄物の発熱量を予め測定することなく、複数種類の可燃性廃棄物を混合し、該可燃性廃棄物を燃焼処理する場合に発熱量の急激な変動を少なくすることを特徴とする可燃性廃棄物の燃焼方法である。
【０００２】
【従来の技術】
近年、埋立地の問題から、焼却炉において都市ゴミ、汚泥、廃プラ等の廃棄物を燃焼処理する方法が増加の傾向にある。中でも廃プラは、単なる燃焼処理だけでなく、環境問題の観点から、生石灰・焼ドロマイト等の原燃料として高温焼成炉で処理されている（特許文献１参照）。
【０００３】
これら燃焼処理される廃棄物の発熱量は、その種類で大きく異なり、例えば、紙くず、ちゅうかい、木片等で３０００〜５０００ｋｃａｌ／ｋｇ、廃プラ類で２０００〜１００００ｋｃａｌ／ｋｇと受け入れる廃棄物の材質でかなり差がある。特に、廃プラ類は、上記の通り、その受け入れるプラスチックの種類において発熱量に大きく差がある。そのため、これら廃棄物を燃焼処理する場合に、ショベルカー等の重機等によって各々の廃棄物を採取し、直接燃焼設備に投入すると、燃焼設備において発熱量が激しく変動し、燃焼が安定に行なわれない問題があった。また、ショベルカー等の重機等によって、上記廃棄物を混合することも行なわれているが、上記重機等の混合のみでは、十分満足できる可燃性廃棄物の混合物を得ることができなかった。特に、このような廃棄物をセメント、生石灰・焼ドロマイト等の原燃料として使用する場合には、発熱量の変動が激しいためセメント等を安定に製造できない等の問題があった。因みに、上記発熱量の変動は、５分〜３０分程度の短期間に、変動が激しい場合には、５０００ｋｃａｌ／ｋｇ以上の幅で変化することもある。
【０００４】
上記問題を解決するために、様々な方法が検討されている。例えば、複数種類の廃プラや、汚泥等を予め混合し、混合物の発熱量を調整した後、焼却炉や高温焼成炉で処理する方法が提案されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３参照。）。しかしながら、上記方法では、発熱量の異なる複数種類の廃プラを各種類別に予め分別して貯蔵し、所定の発熱量となるように取出し調整する前処理が必要となり、複数種類の可燃性廃棄物を燃焼処理する上で、発熱量ごとに可燃性廃棄物を分別するための労力、費用が掛かり、更に工程が煩雑化する問題があった。
【特許文献１】特開２０００−７３９１号公報（請求項２）
【特許文献２】特開平１０−３８２４６号公報（請求項３）
【特許文献３】特開平１０−１３２２４７号公報（請求項１）
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、発熱量が未知の複数種類の可燃性廃棄物を燃焼処理する場合において、それぞれの可燃性廃棄物の発熱量を予め測定することなく、且つ、所定の発熱量になるように予め混合する操作を行なうことなく、該複数種類の可燃性廃棄物を混合し、その発熱量の急激な変動を少なくすることができる可燃性廃棄物の燃焼方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意研究を行ってきた。そして、発熱量が未知の複数種類の可燃性廃棄物を燃焼処理するに際し、それぞれの可燃性廃棄物の発熱量を予め測定することなく、比較的多量に貯留することが可能な複数の室に該可燃性廃棄物を分散させて貯留し、各室からそれぞれ可燃性廃棄物を取出し、混合することによって、発熱量が安定する期間を長くし、該変動の幅も小さい可燃性廃棄物の混合物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
即ち、本発明は、発熱量が未知の複数種類の可燃性廃棄物を、発熱量を予め測定することなく混合し、得られた可燃性廃棄物の混合物を燃焼設備で焼却する可燃性廃棄物の燃焼方法において、発熱量が未知の複数種類の可燃性廃棄物を、複数の室に分散させて貯留する貯留工程と、該貯留工程の各室に分散させて貯留した可燃性廃棄物を、各室からそれぞれ取出して混合する混合工程と、該混合工程により得られた可燃性廃棄物の混合物を、燃焼設備に供給して焼却する燃焼工程とを含んでなることを特徴とする可燃性廃棄物の燃焼方法である。
【０００７】
【発明の実施形態】
本発明の対象となる発熱量が未知の複数種類の可燃性廃棄物は、特に制限されるものではなく、発熱量の異なる複数種類の可燃性廃棄物からなるものであればよい。これら可燃性廃棄物の具体的なものとしては、廃プラ、廃タイヤ、都市ゴミ、下水汚泥、紙くず、木くず、繊維くず等が挙げられる。尚、これら可燃性廃棄物において、２種類以上のものが均一に混合されている混合物については、１種類の可燃性廃棄物として取り扱うものとする。また、複数種類の可燃性廃棄物とは、均一に混合されていない上記可燃性廃棄物が２種類以上存在するものを示し、発熱量が異なる２種類以上のプラスチックが存在する廃プラ、例えば、主にポリプロピレンからなる廃プラと、主にポリエチレンテレフタレートからなる廃プラとが存在するものも含まれる。これら可燃性廃棄物の形状も、特に制限されるものではなく、粉状、粒状、塊状等の何れの形状であってもよく、更に、廃プラでは、ペレット状、フラフ状、フィルム状、繊維状等の様々な形状のものを対象とすることができる。
【０００８】
以下、本発明の実施形態における燃焼方法を図１に基づき説明する。図１に示すように、本発明は、発熱量が未知の複数種類の可燃性廃棄物を分散させて貯留する貯留工程１において、該貯留工程には複数の室２が存在し、また、該各室から可燃性廃棄物を取出し、取出した可燃性廃棄物を混合する混合工程３と、該混合工程より得られた可燃性廃棄物を燃焼処理する燃焼工程４とを含んでなる。また、図示した通り、貯留工程に可燃性廃棄物を受け入れる前処理の工程として、破砕工程５を含むことも可能である。
【０００９】
本発明の貯留工程において、発熱量が未知の複数種類の可燃性廃棄物を複数の室に分散させて貯留することが重要である。該貯留工程において、複数の室が存在することにより、発熱量が未知の複数種類の可燃性廃棄物を、各室に分散させて、比較的多量に貯留することが可能となり、これを後述する混合工程において、各室からそれぞれ取り出し、混合することにより、発熱量の急激な変動が少ない可燃性廃棄物の混合物を得ることができる。また、比較的多量の可燃性廃棄物を貯留することにより、得られる可燃性廃棄物の混合物は、発熱量が安定する時間を長くすることができる。
【００１０】
本発明の貯留工程において、発熱量が未知の複数種類の可燃性廃棄物を複数の室に分散させて貯留することの他の利点としては、各室に比較的多量の可燃性廃棄物を貯留することができるため、該可燃性廃棄物を分散させて貯留することと、各室に貯留された可燃性廃棄物の取出しを連続して同時に行なうことが可能となり、効率良く可燃性廃棄物の燃焼処理を連続して行なうことができる。
【００１１】
本発明の貯留工程において、発熱量が未知の複数種類の可燃性廃棄物を複数の室に分散させることは、全室で違う種類の可燃性廃棄物が貯留されることが最も好ましいが、後述する混合工程において、各室よりそれぞれ取り出した可燃性廃棄物が、２種類以上の可燃性廃棄物を含んでいればよい。
【００１２】
本発明の貯留工程において、発熱量が未知の複数種類の可燃性廃棄物を、複数の室に分散させる方法は、特に制限されるものではなく、該可燃性廃棄物を順次各室に投入する方法、１つの室に該可燃性廃棄物を順次投入し、その後、引き続き他の室に該可燃性廃棄物を順次投入する方法、各室に同時に該可燃性廃棄物を投入する方法等や、これら方法を組み合わせたものを採用することもできる。また、各室に発熱量が未知の複数種類の可燃性廃棄物を投入する手段が複数存在する場合には、各手段において同一の方法を採用し、該可燃性廃棄物を分散させることもできるし、各手段違う方法を採用し、該可燃性廃棄物を分散させることもできる。
【００１３】
本発明の貯留工程の各室に貯留する可燃性廃棄物の形状は、特に制限されるものではないが、上記貯留工程の前に破砕工程を設けて、その大きさを５０ｍｍ以下の大きさに破砕したものが好ましい。可燃性廃棄物の大きさを５０ｍｍ以下に破砕することによって、各室に貯留した後、取り出して混合する際に、均一に混合することができ、かつ燃焼処理において、燃焼が安定して行なわれやすい傾向にあるため好ましい。可燃性廃棄物を上記大きさに破砕する方法は、特に制限されるものではなく、通常、可燃性廃棄物の破砕に使用される１軸式押込み装置付（中速回転型）破砕機、１軸式（高速回転型）破砕機、２軸式破砕機、３軸スクリュー式破砕機等の装置を使用することができる。これら破砕機を使用する場合には、破砕機を並列、および／または直列に多段で使用することも可能である。
【００１４】
本発明において、発熱量が未知の複数種類の可燃性廃棄物を、多段で並列に設けた破砕機によって破砕する場合には、各破砕機から破砕された可燃性廃棄物を１室に同時に投入することもできるし、別々の室に各々投入することもできる。中でも、後述する混合工程で得られる可燃性廃棄物の混合物が、発熱量の変動幅の小さいものとするためには、各破砕機から破砕された可燃性廃棄物を１室に同時に投入する方法が好適である。また、破砕機により破砕された可燃性廃棄物は、各室に投入される前に磁選機、風選機等を使用して金属類を除去することもできる。また、直列に破砕機を設ける場合には、各破砕機間で磁選機、風選機等を使用して金属類を除去することもできる。
【００１５】
本発明において、貯留工程の各室に発熱量が未知の複数種類の可燃性廃棄物を投入する手段は、特に制限されるものではなく、分散させる可燃性廃棄物の形状、量等により適宜決定してやればよく、例えば、気流による輸送、ショベルカー等の重機による輸送、ベルトコンベヤ等による輸送手段を使用することができる。
【００１６】
本発明の貯留工程において、各室に発熱量が未知の複数種類の可燃性廃棄物を分散させて貯留する場合、該可燃性廃棄物を各室に投入する投入速度は、特に制限されるものではなく、各室異なる投入速度でもよいし、全室で同じ投入速度であってもよい。
【００１７】
本発明の貯留工程において、上記室の数は、特に制限されるものではなく、燃焼処理する可燃性廃棄物の種類数、量、および燃焼設備の能力によって適宜決定すればよい。上記室の数は、多ければ多いほど、可燃性廃棄物の分散が容易となり、後述する混合工程において、発熱量の急激な変動が少ない可燃性廃棄物の混合物を得ることができるが、実際の燃焼設備の能力、可燃性廃棄物の種類数、量等を考慮すると、２〜２０室が好ましい。
【００１８】
本発明の貯留工程において、上記各室の容量は、特に制限されるものではなく、分散させて貯留する可燃性廃棄物の形状、量、設備の処理能力等によって適宜決定すればよいが、本発明の効果を有効に発揮させるためには、各室０．５〜２０（ｔ）の容量を有することが好適である。また、各室の容量は、各々異なる容量であってもよいし、全て同じ容量のものであってもよい。
【００１９】
本発明の混合工程において、貯留工程の各室に貯留した可燃性廃棄物を各室からそれぞれ取出し、混合することが重要である。つまり、貯留工程の各室に分散させて貯留した可燃性廃棄物を、各室からそれぞれ取出すことにより、発熱量が未知の複数種類の可燃性廃棄物を容易に均一に混合することが可能となり、後述する燃焼工程において、発熱量の急激な変動の少ない可燃性廃棄物の混合物として処理することができる。また、可燃性廃棄物をそれぞれ取出す室の数は、２室以上の室から可燃性廃棄物をそれぞれ取り出せばよく、可燃性廃棄物を分散させて貯留した室の数、貯留した可燃性廃棄物の種類によって適宜決定すればよい。中でも、可燃性廃棄物をよりよく混合するためには、全ての室から可燃性廃棄物を取出すことが好適である。
【００２０】
本発明の混合工程において、各室に分散させて貯留した可燃性廃棄物の各室からの取出速度は、特に制限されるものではなく、各室に貯留した可燃性廃棄物の量、各室数、燃焼設備の処理能力等によって適宜決定すればよいが、実際の可燃性廃棄物の処理を考慮すると、０．１〜１０（ｔ／時間）の速度で取出すことが好適である。また、上記可燃性廃棄物を取出す量は、各室異なった取出速度であってもよいし、全室同じ取出速度であってもよい。
【００２１】
尚、本発明において、各室における可燃性廃棄物の貯留と取り出しは、同時に行なうこともできるし、各室に可燃性廃棄物を貯留した後、取り出すこともできる。
【００２２】
本発明において、貯留工程における各室に貯留する可燃性廃棄物の単位貯留量Ｘ（ｔ）は、混合工程における各室からの可燃性廃棄物の取出速度をＹ（ｔ／時間）としたとき、下記式（Ｉ）を満足することが好ましい。
【００２３】
０．４Ｙ    ≦    Ｘ      （Ｉ）
本発明において、上記各室に貯留する可燃性廃棄物の単位貯留量とは、１つの室に貯留する１種類の可燃性廃棄物の量を示すものである。つまり、１つの室に投入する可燃性廃棄物が１種類の場合には、該１種類の可燃性廃棄物を貯留する量を単位貯留量とし、また、１つの室に複数種類の可燃性廃棄物を同時に投入し、貯留する場合には、１つの室に同時に投入した複数種類の可燃性廃棄物の混合物を１種類とみなし、該混合物を貯留する量を単位貯留量とする。また、１つの室に順次複数種類の可燃性廃棄物を投入する場合には、それぞれの可燃性廃棄物を貯留する量を、それぞれの可燃性廃棄物の単位貯留量とする。尚、可燃性廃棄物の貯留と取出しを同時に行なう場合には、貯留している間に取出された可燃性廃棄物と、残留した可燃性廃棄物の合計量を単位貯留量とする。
【００２４】
本発明において、各室における可燃性廃棄物の単位貯留量Ｘ（ｔ）が、０．４Ｙ以上である場合には、各室から取出し、混合した可燃性廃棄物の発熱量の急激な変動が少なくなり、発熱量が安定する時間が長くなる傾向にあるため好ましい。Ｘの上限値は、特に制限されるものではないが、実際の燃焼設備の形態を考慮すると２０Ｙ以下であることが好ましい。尚、上記式（Ｉ）は、全室において上記関係を満足すればより効果的であるが、少なくとも全室の半数以上で上記式（Ｉ）の関係を満足することが好ましい。
【００２５】
本発明において、燃焼処理する各可燃性廃棄物の量は、特に制限されるものではないが、上記単位貯留量よりも少ない場合には、他の種類の可燃性廃棄物と予め均一に混合して、その混合物を１種類の可燃性廃棄物として取り扱うこともできる。また、燃焼処理しようとするある１種類の可燃性廃棄物の量が、上記単位貯留量の１割にも満たない場合には、上記のような混合処理を行なわずにそのまま本発明の燃焼処理を行なうこともできる。
【００２６】
本発明の混合工程において、貯留工程の各室より可燃性廃棄物を取出す手段は、特に制限されるものではなく、各室から可燃性廃棄物を自重、回転羽等により取り出し、ベルトコンベヤ、気流等で輸送することができる。また、各室から取出した可燃性廃棄物を混合する方法も、特に制限されるものではなく、単に取出した可燃性廃棄物をベルトコンベヤ上や気流で輸送する配管中で一緒にすることによって混合することもできるし、各室より取出した可燃性廃棄物を機械により強制的に混合することもできる。上記機械により強制的に可燃性廃棄物を混合する手段は、特に制限されるものではなく、サイロ等の容器の中で気流により混合できる装置、タンブラー等の装置自体が回転し、内容物が混合できる装置、撹拌羽根、スクリュー等により混合できる装置等を使用することができ、これら混合装置は、複数存在してもよい。また、各室と混合装置が一体となった装置を使用することもでき、各室より可燃性廃棄物を取出し、スクリューコンベア等により輸送と混合を同時に行なうこともできる。
【００２７】
本発明において、各室より取出した可燃性廃棄物の混合物を燃焼設備に輸送する方法は、特に制限されるものでなく、ベルトコンベヤ、気流による輸送等を採用することができる。尚、燃焼設備が複数存在する場合には、複数の焼却設備に可燃性廃棄物を分配することもできる。
【００２８】
本発明において、各室より取出した可燃性廃棄物の混合物は、通常の焼却炉で処理することもできるし、セメントキルン等の原燃料として処理することもできる。いずれの場合においても、発熱量が未知の複数種類の可燃性廃棄物が均一に混合されているため、発熱量の急激な変動が少なく、燃焼設備における発熱量の急激な変動に伴う制御を容易に行なうことができる。中でも、複数種類の可燃性廃棄物をセメントキルン等の原燃料として使用する場合には、複数種類の可燃性廃棄物が均一に混合されているため、発熱量の急激な変動が少なくなり、セメント等の品質を安定に保つための制御を容易に行なうことができる。
【００２９】
本発明の燃焼工程において、燃焼設備としてセメントキルン等を使用する場合には、上記各室より取出した可燃性廃棄物の混合物の燃焼場所は、複数種類の可燃性廃棄物が均一に混合されているため、特に制限されるものではなく、窯前部、窯尻部、およびか焼炉からセメントキルン内に投入し、燃焼処理を行なうことができる。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明を詳細に説明するための実施例を挙げて説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３１】
実施例１
主成分がポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、紙くず、人工大理石に区分された可燃性廃棄物置場において、各置場から順番は無作為に以下の回数で５００ｋｇずつを取出し、順次破砕機Ａに投入し、大きさが３０ｍｍ以下まで破砕した。
【００３２】
ポリプロピレン：ポリスチレン：ポリエチレンテレフタレート：紙くず：人工大理石＝４ヶ：５ヶ：５ヶ：４ヶ：２ヶ
破砕機Ａより排出される可燃性廃棄物は２ｔ／ｈであり、この破砕された可燃性廃棄物５００ｋｇをまずは貯槽Ａに分取した。その後、引き続き５００ｋｇずつを貯槽Ｂ，貯槽Ｃ，貯槽Ｄの順に分取してから、貯槽Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄより廃プラを５００ｋｇ／ｈずつで取り出し、スクリューコンベアへ同時投入して１箇所より２ｔ／ｈで廃プラを排出した。この操作を行いながら、各貯槽が空にならない様に、破砕機Ａから排出された可燃性廃棄物の貯槽Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの順での５００ｋｇずつの分取を継続した。
スクリューコンベアから排出される可燃性廃棄物を１５分ごとにサンプリングし、その発熱量を測定した。結果を表１、図２に示す。
【００３３】
比較例１
実施例と同じく主成分がポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、紙くず、人工大理石に区分された可燃性廃棄物置場において、各置場から順番は無作為に実施例と同様の回数で５００ｋｇずつを取出し、順次破砕機Ａに投入し、大きさが３０ｍｍ以下まで破砕した。
破砕機Ａより排出される可燃性廃棄物は２ｔ／ｈであり、この破砕された可燃性廃棄物を貯槽Ａに投入し、２ｔほど貯まったところで取り出しを開始し、スクリューコンベアへ投入して１箇所より２ｔ／ｈで廃プラを排出した。この操作を貯槽Ａが空にならない様に継続した。
スクリューコンベアから排出される可燃性廃棄物を１５分ごとにサンプリングし、その発熱量を測定した。結果を表１、図２に示す。
【００３４】
比較例２
実施例と同じく主成分がポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、紙くず、人工大理石に区分された可燃性廃棄物置場において、各置場から順番は無作為に実施例と同様の回数で５００ｋｇずつを取出して１箇所に集め、ショベルカーを用いて１０分間混合した。混合して堆積された可燃性廃棄物を一方側から順次破砕機Ａに投入し、大きさが３０ｍｍ以下まで破砕した。
破砕機Ａより排出される可燃性廃棄物は２ｔ／ｈであり、この破砕された可燃性廃棄物を貯槽Ａに投入し、２ｔほど貯まったところで取り出しを開始し、スクリューコンベアへ投入して１箇所より２ｔ／ｈで廃プラを排出した。この操作を貯槽Ａが空にならない様に継続した。
スクリューコンベアから排出される可燃性廃棄物を１５分ごとにサンプリングし、その発熱量を測定した。結果を表１、図２に示す。
【００３５】
【表１】
2004317012.tif 000003
【発明の効果】
本発明の可燃性廃棄物廃棄物の混合方法によれば、上記の通り、複数種類の可燃性廃棄物廃棄物を焼却処理する場合に、その発熱量の急激な変動を少なくすることができる。そのため、焼却炉において、複数種類の可燃性廃棄物廃棄物を焼却処理する場合には、燃焼を安定に行うことが容易となる。また、セメントキルン等で焼却処理する場合には、安定してセメントを製造することができる。
【００３６】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の可燃性廃棄物の工程フロー図である。
【図２】図２は、実施例１、比較例１、２における発熱量の経時変化を示したものである。
【符号の説明】
１  貯留工程
２  室
３  混合工程
４  燃焼工程
５  破砕工程
【図１】
2004317012.tif 000004
【図２】
2004317012.tif 000005