(57)【要約】【課題】焼却時におけるダイオキシン類やカドミウムをはじめとする有害物質の発生を十分に抑制した廃棄物燃料、並びに、既存の設備に利用可能であり、ダイオキシン類やカドミウムをはじめとする有害物質の発生を十分に抑制した廃棄物の燃焼方法を提供する。【解決手段】可燃性廃棄物と、麦飯石と、を含有し、前記麦飯石は、構成成分として酸化カルシウム（ＣａＯ）を３．００〜３．５０質量％、且つ、酸化第一鉄（ＦｅＯ）を１．７０〜２．５０質量％含有することを特徴とする廃棄物燃料、並びに、前記麦飯石の存在下で廃棄物を燃焼することを特徴とする廃棄物の燃焼方法である。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性廃棄物と、麦飯石と、を含有し、
前記麦飯石は、構成成分として酸化カルシウム（ＣａＯ）を３．００〜３．５０質量％、且つ、酸化第一鉄（ＦｅＯ）を１．７０〜２．５０質量％含有することを特徴とする廃棄物燃料。
【請求項２】
前記麦飯石は、構成成分として、酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を２．００〜２．５０質量％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を１．００〜１．５０質量％、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）を４．５０〜５．００質量％、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）を３．８０〜４．２０質量％含有することを特徴とする請求項１に記載の廃棄物燃料。
【請求項３】
前記麦飯石は、北京麦飯石であることを特徴とする請求項１又は２に記載の廃棄物燃料。
【請求項４】
前記麦飯石は、構成成分として、
二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を６３．３５質量％、
酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を２．３６質量％、
酸化第一鉄（ＦｅＯ）を２．００質量％、
酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）を４．０７質量％、
五酸化二リン（Ｐ２Ｏ５）を０．３３質量％、
酸化チタン（ＴｉＯ２）を０．８２質量％、
酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を１６．１２質量％、
酸化カルシウム（ＣａＯ）を３．１５質量％、
酸化マンガン（ＭｎＯ）を０．０６質量％、
酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を１．３７質量％、
酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）を４．８４質量％、
水（Ｈ２Ｏ）を０．８６質量％、
含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の廃棄物燃料。
【請求項５】
前記可燃性廃棄物の乾燥質量に対する前記麦飯石の含有量が、５〜２０質量％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の廃棄物燃料。
【請求項６】
粉体であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の廃棄物燃料。
【請求項７】
固形化されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の廃棄物燃料。
【請求項８】
構成成分として酸化カルシウム（ＣａＯ）を３．００〜３．５０質量％、且つ、酸化第一鉄（ＦｅＯ）を１．７０〜２．５０質量％含有する麦飯石の存在下で、廃棄物を燃焼することを特徴とする廃棄物の燃焼方法。
【請求項９】
前記麦飯石は、可燃性廃棄物とともに固形化された廃棄物燃料に含有されていることを特徴とする請求項８に記載の廃棄物の燃焼方法。
【請求項１０】
前記麦飯石は、可燃性廃棄物とともに混合された紛体の廃棄物燃料に含有されていることを特徴とする請求項８に記載の廃棄物の燃焼方法。
【請求項１１】
さらに、補助燃料を用いて上記廃棄物を燃焼することを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の廃棄物の燃焼方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可燃性廃棄物を原料とする新規な廃棄物燃料、及び、廃棄物の燃焼方法に関し、詳細には、有害物質の発生を抑制し、特にダイオキシン類の発生量を削減させた新規な廃棄物燃料、及び、廃棄物の燃焼方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、我が国の廃棄物の発生量は経済成長に伴って増加してきており、生活様式の多様化に伴ってその質も大きく変化してきている。従来から、これらの廃棄物の処理には埋立処分やコンポスト技術等の利用に併せて、焼却処理が利用されている。
【０００３】
しかしながら上記焼却処理には、焼却時に発生するカドミウム等の有害物質やＣＯ２対策という問題がある。近年においては、特に、ポリ塩化ジベンゾパラジオキシン（ＰＣＤＤ）とポリ塩化ジベンゾフラン（ＰＣＤＦ）との総称であるダイオキシン類の発生が問題となっており、その削減が大きな課題となっている。
【０００４】
ダイオキシン類は、炭素を含む有機物質の不完全燃焼や、デノボ反応によって生成される。デノボ反応とは、デノボ生成の触媒として作用する銅やコバルトなどが未燃炭素粒子（スス）に含まれることで、分子構造的にダイオキシンと関連の薄い化合物からダイオキシンが生成される反応である。
【０００５】
即ち、ダイオキシンの生成を抑制するためには、廃棄物を完全に燃焼することが効果的であり、従来から、廃棄物の燃焼によって発生した燃焼ガスを完全に燃焼させる二次燃焼を十分に行ったり、炉内の温度を高温に保ったりする方法が行われていた。
【０００６】
これに対し、ダイオキシンの生成量削減手段の一つとして、ＲＤＦ（Ｒｅｆｕｓｅ  Ｄｅｒｉｖｅｄ  Ｆｕｅｌ）が近年注目されてきている。ＲＤＦは、ごみ固形燃料といわれ、主に家庭から排出される廃棄物を破砕・選別後に圧縮、成型し、減容して燃料化したものである。ＲＤＦは、貯蔵性や運搬性に優れ、広域収集がしやすく、大型プラントでの一括処理ができる等の利点が挙げられ、ダイオキシン対策の急先鋒として注目されており、このような、ごみ（廃棄物）を原料とした固形燃料の成形方法が数多く提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【０００７】
しかし、廃棄物のＲＤＦ化にも幾つかの問題点が指摘されている。例えば、廃棄物をＲＤＦ化してもその燃焼の際に、ダイオキシンの発生を確実に抑制することはできない。また、基本的には、ＲＤＦ利用施設においてもダイオキシン類の規制が適用されるため、ＲＤＦの燃焼時におけるダイオキシン類の発生をさらに削減する必要がある。更に、ＲＤＦのカロリーは、約３２００ｋｃａｌ／ｋｇ程度と石炭等の化石燃料に比して小さいため、ＲＤＦのみでは化石燃料の代替燃料として十分とはいえない。
【０００８】
また、ＲＤＦ（ごみ固形化）施設が廃棄物処理施設として安定して稼動するためには、製造した燃料を確実に燃焼することのできる施設が必要である。ＲＤＦ利用施設に限られず、ダイオキシン規制強化が求められている焼却施設であっても、規準に適合しない焼却施設が多い。現段階において、このような既存の施設がダイオキシン規制の基準をクリアーするためには、焼却炉の構造自体や運転方法を変更する以外には、施設を閉鎖するしか効果的な対応はない。このように、焼却炉の構造を変更したり、運転方法を変更したりするには多大な費用を要することから、既存の施設を利用したまま、ダイオキシンの発生量を削減できる方法の早期開発が切望されている。
【０００９】
一方、近年、水の浄化作用や土壌浄化作用を有する原料として麦飯石が注目されている。麦飯石は、その産出地によって異なる性質を発揮する場合があり、これらの利用方法が提案されている（例えば、特許文献３及び４参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−３３３５８９号公報
【特許文献２】
特開平８−３３３５９０号公報
【特許文献３】
特開２００１−８７６６８号公報
【特許文献４】
特開平１１−２００９６４号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、廃棄物の焼却時におけるダイオキシン類やカドミウムの発生量削減は、現代社会において早期に解決すべき重大な課題である。これに加え、一般廃棄物や産業廃棄物等の有効なリサイクル方法の開発や、石炭等化石燃料の代替燃料となる新規なエネルギー燃料の開発も近年における重大な課題の一つといえる。
【００１２】
本発明は上述の問題を解決すべく、以下の課題を解決することを目的とする。
第１の本発明は、焼却時におけるダイオキシン類やカドミウムをはじめとする有害物質の発生を十分に抑制した廃棄物燃料を提供することにある。
第２の本発明は、既存の設備に利用可能であり、ダイオキシン類やカドミウムをはじめとする有害物質の発生を十分に抑制した廃棄物の燃焼方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述の課題は下記の手段によって解決される。
＜１＞可燃性廃棄物と、麦飯石と、を含有し、前記麦飯石は、構成成分として酸化カルシウム（ＣａＯ）を３．００〜３．５０質量％、且つ、酸化第一鉄（ＦｅＯ）を１．７０〜２．５０質量％含有することを特徴とする廃棄物燃料である。
【００１４】
＜２＞  前記麦飯石は、構成成分として、酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を２．００〜２．５０質量％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を１．００〜１．５０質量％、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）を４．５０〜５．００質量％、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）を３．８０〜４．２０質量％含有することを特徴とする上記＜１＞の廃棄物燃料である。
【００１５】
＜３＞  前記麦飯石は、北京麦飯石であることを特徴とする上記＜１＞又は＜２＞の廃棄物燃料である。
【００１６】
＜４＞  前記麦飯石は、構成成分として、
二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を６３．３５質量％、
酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を２．３６質量％、
酸化第一鉄（ＦｅＯ）を２．００質量％、
酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）を４．０７質量％、
五酸化二リン（Ｐ２Ｏ５）を０．３３質量％、
酸化チタン（ＴｉＯ２）を０．８２質量％、
酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を１６．１２質量％、
酸化カルシウム（ＣａＯ）を３．１５質量％、
酸化マンガン（ＭｎＯ）を０．０６質量％、
酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を１．３７質量％、
酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）を４．８４質量％、
水（Ｈ２Ｏ）を０．８６質量％、
含有することを特徴とする上記＜１＞〜＜３＞の廃棄物燃料である。
【００１７】
＜５＞  前記可燃性廃棄物の乾燥質量に対する前記麦飯石の含有量が、５〜２０質量％であることを特徴とする上記＜１＞〜＜４＞の廃棄物燃料である。
【００１８】
＜６＞  粉体であることを特徴とする上記＜１＞〜＜５＞の廃棄物燃料である。
【００１９】
＜７＞  固形化されていることを特徴とする上記＜１＞〜＜５＞の廃棄物燃料である。
【００２０】
＜８＞  構成成分として酸化カルシウム（ＣａＯ）を３．００〜３．５０質量％、且つ、酸化第一鉄（ＦｅＯ）を１．７０〜２．５０質量％含有する麦飯石の存在下で、廃棄物を燃焼することを特徴とする廃棄物の燃焼方法である。
【００２１】
＜９＞  前記麦飯石は、可燃性廃棄物とともに固形化された廃棄物燃料に含有されていることを特徴とする上記＜８＞の廃棄物の燃焼方法である。
【００２２】
＜１０＞  前記麦飯石は、可燃性廃棄物とともに混合された紛体の廃棄物燃料に含有されていることを特徴とする上記＜８＞の廃棄物の燃焼方法である。
【００２３】
＜１１＞  さらに、補助燃料を用いて上記廃棄物を燃焼することを特徴とする上記＜８＞〜＜１０＞の廃棄物の燃焼方法である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の廃棄物燃料及び本発明の燃焼方法について詳細に説明する。
【００２５】
《廃棄物燃料》
本発明の廃棄物燃料は、可燃性廃棄物と、構成成分として酸化カルシウム（ＣａＯ）を３．００〜３．５０質量％、酸化第一鉄（ＦｅＯ）を１．７０〜２．５０質量％含有する麦飯石と（以下、「本発明における麦飯石」という場合がある。）、を含有することを特徴とする。
【００２６】
本発明の廃棄物燃料は、可燃性廃棄物を原料とする燃料であり、これに本発明における麦飯石を併用することで、焼却時において発生する、ダイオキシン類やカドミウムを始めとする有害物質（以下、これらを総称して「ダイオキシン」という場合がある。）の発生を抑制することができる。特に本発明の廃棄物燃料は、燃焼ガス中に含まれるダイオキシンの発生を効果的に抑制することができる。さらに、従来のＲＤＦのカロリーは、約３２００ｋｃａｌ／ｋｇ程度であるが、本発明の廃棄物燃料によれば、石炭と同程度のカロリーを生成することができ、化石燃料の代替燃料としても好適に利用することができる。また、本発明の廃棄物燃料によれば、ゴミの回収率を９０％以上にすることが可能である。
【００２７】
本発明の廃棄物燃料は固形化（ペレット状に加工）されていてもよい。本発明の廃棄物燃料が固形化されている場合、その形状は特に限定されないが、例えば、円柱状にすることができる。本発明の廃棄物燃料を円柱状に成形した場合、その直径は、例えば、約１５〜２０ｍｍ程度であり、長さは、約２０〜５０ｍｍ程度である。
【００２８】
また、本発明の廃棄物燃料は、可燃性廃棄物と麦飯石とを混合した紛体のまま使用してもよい。本発明の廃棄物燃料を紛体として利用する場合、その粒子の体積平均粒子径は特に限定はないが、３０μｍ〜５．０ｍｍ程度が好ましく、４０μｍ〜３．０ｍｍ程度が更に好ましい。
【００２９】
〈可燃性廃棄物〉
本発明において、「可燃性廃棄物」とは、ガラスや金属等の不燃性廃棄物を除く廃棄物であり、可燃性を有すれば一般廃棄物及び産業廃棄物のいずれも含まれる。また「廃棄物」とは、人間の活動に伴って発生する液体状或いは固体状のものを意味する。
【００３０】
上記産業廃棄物とは、事業活動によって生じた廃棄物を意味する。上記産業廃棄物としては、木くず、強化プラスチック（ＦＲＰ）等の廃プラスチック類、紙くず、繊維くず、ゴムくず、動物性残渣、燃え殻等が挙げられ、例えば、ほたて貝の加工処理によって発生した廃棄物を好ましく用いることができる。
【００３１】
上記一般廃棄物とは、上記産業廃棄物以外の廃棄物を意味し、日常生活に伴って排出されるごみや、工場、オフィス及び商店街等から排出されるごみ等が挙げられる。尚、本発明においては、これら産業廃棄物及び一般廃棄物を厳密に区別して用いる必要はなく、可燃性の廃棄物であればいずれも用いることができる。
【００３２】
本発明の廃棄物燃料中における上記可燃性廃棄物の含有量は、６０〜９５質量％が好ましく、８０〜９５質量％が更に好ましい。
【００３３】
〈本発明における麦飯石〉
本発明において用いられる麦飯石は、構成成分として少なくとも、酸化カルシウム（ＣａＯ）を３．００〜３．５０質量％、且つ、酸化第一鉄（ＦｅＯ）を１．７０〜２．５０質量％含有する。その他の構成成分としては、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、五酸化二リン（Ｐ２Ｏ５）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化マンガン（ＭｎＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、及び水（Ｈ２Ｏ）が挙げられる。
【００３４】
さらに、本発明における麦飯石としては、酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を２．００〜２．５０質量％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を１．００〜１．５０質量％、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）を４．５０〜５．００質量％、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）を３．８０〜４．２０質量％含有している麦飯石が好ましい。このような構成成分を示す麦飯石としては、北京で産出される北京麦飯石が挙げられる。該北京麦飯石は、良好な多孔質構造を有し、吸着分解作用に優れるといった観点からも本発明における麦飯石として好適である。
【００３５】
具体的に、上記北京麦飯石とは、例えば下記の構成成分を示す麦飯石である。
【００３６】
〔構成成分〕
二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）：６３．３５質量％
酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）：２．３６質量％
酸化第一鉄（ＦｅＯ）：２．００質量％
酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）：４．０７質量％
五酸化二リン（Ｐ２Ｏ５）：０．３３質量％
酸化チタン（ＴｉＯ２）：０．８２質量％
酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）：１６．１２質量％
酸化カルシウム（ＣａＯ）：３．１５質量％
酸化マンガン（ＭｎＯ）：０．０６質量％
酸化マグネシウム（ＭｇＯ）：１．３７質量％
酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）：４．８４質量％
水（Ｈ２Ｏ）：０．８６質量％
【００３７】
上記北京麦飯石とは火成岩類中の石英班岩に属する岩石であり、アルカリ長石と石英とを主成分とする。北京麦飯石の外観は、薄い黄褐色、又は淡灰色の基石の中に、白い長石の班晶と灰色の石英の結晶がちりばめられている。北京麦飯石は、別名として花崗班岩第二長石とも称される場合がある。花崗班岩そのものは石英・アルカリ長石・雲母等からなるケイ酸塩鉱物であるのに対し、北京麦飯石は、この花崗班岩中のケイ酸塩鉱物の一部が、自然の熱水や炭酸ガスＣＯ２によって、ＣＯ２／３−イオンを含む炭酸塩鉱物に変質し溶け出したものである。
【００３８】
北京麦飯石は、班晶長石の一部が炭酸塩鉱物である方解石（ＣａＣＯ３）に変質している。この現象は、「炭酸化作用」と呼ばれるものであり、北京麦飯石の大きな特徴となっている。北京以外の地で産出される麦飯石には、上記炭酸化作用はほとんど認められない。以下表１に北京麦飯石と他の地で産出される麦飯石との構成成分の差異を示す。
【００３９】
【表１】
2004256605.tif 000002
【００４０】
また、北京麦飯石には、上述の構成生成分の他、例えば、下記表２に示す微量元素を含有している。
【００４１】
【表２】
2004256605.tif 000003
【００４２】
本発明における麦飯石は、例えば、体積平均粒子径２０〜６０μｍ程度であることが好ましく、３０〜４０μｍ程度であることがさらに好ましい。また、本発明における麦飯石の精製方法は特に限定されず、公知の精製方法を適宜選定することができる。
【００４３】
本発明の廃棄物燃料に含まれる本発明における麦飯石の含有量は、上記可燃性廃棄物の乾燥質量に対して５〜２０質量％が好ましく、７．５〜１２質量％がさらに好ましい。本発明における麦飯石の含有量が、５質量％未満であると、本発明の効果を十分に奏することができない場合があり、２０質量％を超えると、ランニングコストが高い点で好ましくない。ダイオキシン等の発生を十分に抑制する観点からは、本発明の廃棄物燃料は、可燃性廃棄物を９０質量％、麦飯石を１０質量％を含む構成であることが好ましい。尚、本発明の廃棄物燃料には、後述の補助燃料を含有させてもよい。
【００４４】
〈製造方法〉
次に、本発明の廃棄物燃料の製造方法について説明する。本発明の廃棄物燃料の製造方法において、本発明の廃棄物燃料が粉体である場合（ＲＰＦ：Ｒｅｆｕｓｅ  Ｐａｗｄｅｒ  Ｆｕｅｌ）及び固形化されている場合（ＲＤＦ）に共通する主要プロセスには、破袋選別工程と乾燥工程とが含まれる。また、本発明の廃棄物燃料を固形化燃料とする場合には、成形工程と、冷却工程と、が更に追加される。以下、図１を用いて本発明の廃棄物燃料の製造方法について説明する。但し、本発明の廃棄物燃料の製造方法はこれに限定されるものではない。
【００４５】
図１は、本発明の廃棄物燃料を製造するためのプラント施設を示す概略図である。まず、一般家庭から回収された生活ごみがトラック１０によってプラントに搬入されると、生活ごみは、クレーン１２によって供給ピット１４に供給される。この際、供給ピット１４は、ピット内に古いごみが貯まらないように、２分割され、ごみの先入れ、先出しができるようになっている。また、供給ピット１４の上部には、ピットシャッターが設置されており、ピット内の吸引によって悪臭が漏れないように構成されている。
【００４６】
供給ピット１４内の生活ごみは袋回収されているため、破袋機１６にまで搬送されて破袋される。破袋機１６によって破袋された生活ごみは、ベルトコンベア１８を経て、手選別ベルトコンベア２０に搬送される。手選別ベルトコンベアには金属探知機２４が備えられており、廃棄物を搬送する際、一般ごみ中の主だった金属類や大きなガラス類等が手選別により除去される。その後、一般ごみは一次破砕機２６に送られ、一次破砕機２６によって予備的に破砕される。一次破砕機２６によって破砕された一般ごみは、磁選機２８によって金属が除去された後、二次破砕機３０によって破砕される。二次破砕機３０は、金属が除去され、予備的に粉砕された一般ごみを乾燥しやすい大きさ（３．０〜５ｃｍ程度）にまで、破砕する。また、一次破砕機２６から二次破砕機３０への搬送路には重量計２２が設けられており、一次破砕機２６による破砕後に重量計２２によって一般ごみの質量が計測されるようになっている。尚、この後の工程において、一般ごみを廃棄物と称する。
【００４７】
二次破砕機３０によって破砕された廃棄物は、その後乾燥機３２に搬送され、乾燥される。乾燥機３２は、廃棄物を６００℃程度の熱風で約１０分程度加熱し、廃棄物の含水率を１０％以下にまですることができる。乾燥機３２によって乾燥された廃棄物は、排出コンベア３４によって一次風力選別機３６に搬送される。尚、廃棄物の乾燥の際に発生した乾燥排ガスは、約１８０℃あり、更に水蒸気に混じって粉塵が含まれているため、除塵された後、図示を省略する熱交換器によって４５０℃程度にまで余熱され、脱臭炉３８から排気される。
【００４８】
一次風力選別機３６は、比重の差を利用し、一定の風量によって乾燥した廃棄物を可燃性廃棄物と、ガラス類や土砂、皮革類などを含む一次燃料不適物とに選別する。一次風力選別機３６によって選別された一次燃料不適物は、予備破砕機３７に送られ、破砕される。この際、予備破砕機３７は、廃棄物を微小片（約２ｃｍ以下）にまで破砕する。予備破砕機３７によって微小片に破砕された廃棄物（一次燃料不適物）は二次風力選別機４０に送られ、一定の風量によって可燃性廃棄物と二次燃料不適物とに選別される。
【００４９】
一次風力選別機３６及び二次風力選別機４０によって選別された可燃性廃棄物は、更に混合機４２に送られる。混合機４２は、可燃性廃棄物と供給機４４から供給される北京麦飯石とを混合し、本発明の廃棄物燃料とする。この際、混合機４２は可燃性廃棄物と北京麦飯石とを一定の粒径にまで破砕する構成としてもよい。また、供給機４４には、一定の大きさにまで破砕され、精製された北京麦飯石が供給されている。更に、供給機４４による混合機４２への北京麦飯石の供給量は、重量計２４によって計測された廃棄物の質量に基づいて制御されている。
【００５０】
ここで、本発明の廃棄物燃料が粉体（ＲＰＦ）として用いる場合には、混合機４２によって混合後、所定の粒径に粉砕され、袋詰めされて出荷される。
【００５１】
一方、本発明の廃棄物燃料を固形化する場合、廃棄物と北京麦飯石とは消石灰等と共に混合される。混合機４２によって混合された可燃性廃棄物と北京麦飯石との混合物（本発明の廃棄物燃料）は、定量供給機４６に搬送される。定量供給機４６は、成形機４８に上記混合物を一定量づつ切り出して供給する。成形機４８は、予備機を含めて５台程度設置し、通常時には３、４台稼動している構成としてもよい。
【００５２】
成形機４８は、上記混合物（本発明の廃棄物燃料）を円柱状の所定の大きさに連続的に成形し、排出する。成形機４８としては、ロータリープレス式の圧縮成形機等を用いることができる。上記可燃性廃棄物と北京麦飯石との混合物は、例えば、高速で回転する筒状の、直径数センチの複数の孔が設けられたダイスの内側から、ロールによって圧入され、円柱状のペレットに成形される。
【００５３】
成形された混合物（固形化された本発明の廃棄物燃料）は、その後冷却機５０に送られ、８０℃程度から冷却機５０によって常温付近にまで冷却される。本発明の廃棄物燃料は、冷却機５０によって冷却された後、振動篩５２によって分級され、成形品ホッパ５４に搬送される。この際、未成形品は再び成形機４８に戻される。次いで、成形品ホッパ５４に搬送されたペレット状の本発明の廃棄物燃料は、計量器５６で自動計量されながら袋詰され、トラック５８によって出荷される。
【００５４】
《廃棄物の燃焼方法》
次に、本発明の廃棄物の燃焼方法について説明する。本発明の廃棄物の燃焼方法（以下「本発明の燃焼方法」という場合がある。）は、構成成分として酸化カルシウム（ＣａＯ）を３．００〜３．５０質量％、且つ、酸化第一鉄（ＦｅＯ）を１．７０〜２．５０質量％含有する麦飯石の存在下で、廃棄物を燃焼することを特徴とする。本発明の燃焼方法に用いられる麦飯石は、上述した本発明における麦飯石と同一のものであり、特に北京麦飯石が好ましい。
【００５５】
本発明の燃焼方法は、廃棄物を本発明における麦飯石をともに燃焼することで本発明の効果を奏することができる。このため、既存の施設に導入することで、大幅な焼却炉の設計変更や運転方法の変更を行うことなく、ダイオキシンの発生量を削減することが可能である。
【００５６】
本発明の燃焼方法において、本発明における麦飯石の添加形態は特に限定されるものではなく、焼却炉による焼却の際に、燃料と麦飯石とを直接混合して用いてもよいが、上述の固体若しくは紛体の本発明の廃棄物燃料を使用することがエネルギー効率等の点からも好ましい。
【００５７】
〈補助燃料〉
本発明の廃棄物の燃焼方法は、廃棄物の燃焼の際に本発明の効果を損なわない範囲で補助燃料を併用することができ、廃棄物の燃焼をより効率的におこなうことができる。上記補助燃料としては、アスファルト、石炭粉、廃油等が挙げられる。
【００５８】
上記補助燃料の添加量は、所望とする熱量等を考慮して本発明の効果を損なわない範囲で適宜選定することができるが、例えば、主となる燃料の乾燥質量に対して、５〜４０質量％程度が好ましく、１０〜３０質量％程度がさらに好ましい。
【００５９】
【実施例】
以下、実施例を挙げて、本発明の廃棄物燃料について説明する。なお、実施例中の「部」は全て「質量部」を表し、「％」は全て「質量％」を表す。
【００６０】
［実施例１］
可燃性廃棄物（ビニール、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）及びプラスチックを含む可燃性一般廃棄物）７５０部、石炭粉１００部、廃油１５０部、北京麦飯石１８．７５部を混合し、粉体の本発明の廃棄物燃料（１）を作製した。
【００６１】
〔評価〕
図２に示す燃焼実験装置を用いて上記より得られた本発明の廃棄物燃料（１）の燃焼実験を行った。図２において燃焼実験装置は、送風ガスボンベ６０と、フローメーター６２と、石英製の燃焼ボート６４と、石英製の管状燃焼管（石英管）６６と、電気管状炉６８と、ガラス製の連結アダプタ７０と、円筒ろ紙７２と、捕集用器具７４とから構成されている。
【００６２】
まず、石英管６６に図３（Ａ）に示すような石英砂捕集部７６を設置した。その後、石英管６６を電気管状炉６８に装着し、石英管６６の両端に連結アダプタ７０を接続した。この際、石英管６６は、図３（Ａ）に示すようにできるだけガスの入り口側を引き出して電気管状炉６８に装着した。
【００６３】
次いで、送風ガスボンベ６０とフローメーター６２と石英管６６の入り口側の連結アダプタ７０とを連結し、更に、石英管６６の出口側のアダプタ７０と円筒ろ紙７２と、捕集用器具７４とを連結した。尚、捕集用器具７４は、図４に示すように、円筒ろ紙７２側から、ｎ−ヘキサン吸収用バブラー７４ａ、ｎ−ヘキサンオーバーフロー時対応用空バブラー７４ｂ、樹脂７４ｃ、ジエチレングリコール吸収用バブラー７４ｄ、ジエチレングリコールオーバーフロー時対応用空バブラー７４ｅで構成されている。
【００６４】
次いで、燃焼ボード６４の質量を計測し、さらに、燃焼ボード６４の上に本発明の廃棄物燃料（１）を分取した後に、再度質量を計測した。その後、電気管状炉６８を８５０℃に設定して電源を入れ、本発明の廃棄物燃料（１）と共に燃焼ボードを、石英管６６の入り口側に入れ、送風ガスを流した。
【００６５】
その後、図３（Ｂ）に示すように、燃焼ボード６４が加熱部の中央に位置するように石英管６６を移動し、本発明の廃棄物燃料（１）を燃焼させ、補修用器具７４により排出ガス中に含まれる有害物質を採取した。
【００６６】
次いで、燃焼ボード６４上で本発明の廃棄物燃料が完全に燃焼したことを確認した後、石英管６６を移動して、燃焼ボード６４を石英管６６から取り出し、燃焼ボード６４の質量を計測した。尚、残渣分はガラス容器に移した。
【００６７】
以上の燃焼実験により、試料の発熱量、排出ガス中のダイオキシン類の発生量、排出ガス中のＣｏ−ＰＣＢの発生量、燃料残渣分中のダイオキシン類の発生量、燃料残渣分中のＣｏ−ＰＣＢの発生量、燃料残渣分中のカドミウムの発生量、を測定した。尚、測定値の値は、上記燃焼実験を１０回行った平均値である。結果を下記表３に示す。尚、燃焼実験における各条件は以下の通りである。
【００６８】
（燃焼条件）
・石英管６６の管径                                  ３０ｍｍφ
・石英管６６の長さ                                    ６０ｃｍ
・石英管６６の断面積                            ７．０６５ｃｍ２
・石英管６６の内容積                                ４２４ｃｍ３
・電気管状炉６８の加熱部の内容積            ２３３．１４５ｃｍ３
・電気管状炉６８の設定温度                            ８５０℃
・想定燃焼状態                                  試料の完全燃焼
・想定送風量                                ２リットル／ｍｉｎ
・想定加熱時間                                        ２０分間
【００６９】
［実施例２］
可燃性廃棄物（ビニール、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）及びプラスチックを含む可燃性一般廃棄物）７００部、石炭粉１００部、廃油２００部、北京麦飯石２１．０部を混合し、粉体の本発明の廃棄物燃料（２）を作製し、実施例１と同様の実験を行った。結果を下記表３に示す。
【００７０】
［比較例１］
可燃性廃棄物（ビニール、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）及びプラスチックを含む可燃性一般廃棄物）を成形して比較用の廃棄物燃料（３）を作製し、実施例１と同様の実験を行った。結果を下記表３に示す。
【００７１】
【表３】
2004256605.tif 000004
【００７２】
尚、上記の結果は、有姿の状態における測定値である。また、発熱量の結果は、乾燥固形物当たりの測定値である。さらに排出ガス中のダイオキシン類の測定結果は、燃焼試料に対する絶対量で示した。また、表３中「ＴＥＱ」とは毒性当量を示し、発生したダイオキシン類の各異性体の実測濃度に毒性等価係数を乗じて２，３，７，８−Ｔ４ＣＤＤの毒性に換算した量をｎｇ−ＴＥＱという。また、「ｎｇ−ＴＥＱ／ｃｍ３Ｎ」のＮは標準状態（０℃、１気圧）を示す。
【００７３】
表３の結果により、本発明の廃棄物燃料（１）及び（２）は、比較用の燃料廃棄物（３）に比して排出ガス中のダイオキシン類の発生量や燃料残渣分中のカドミウムの発生量が十分に抑制されていることがわかる。また、試料の発熱量が十分であり、排出ガス中のＣｏ−ＰＣＢの発生量、燃料残渣分中のダイオキシン類の発生量、及び燃料残渣分中のＣｏ−ＰＣＢの発生量についても、ダイオキシン類に関して定められた基準を十分にクリアーしうるものであった。
【００７４】
【発明の効果】
第１の本発明によれば、焼却時におけるダイオキシン類やカドミウムをはじめとする有害物質の発生を十分に抑制した廃棄物燃料を提供することができる。また、第２の本発明によれば、既存の設備に利用可能であり、ダイオキシン類やカドミウムをはじめとする有害物質の発生を十分に抑制した廃棄物の燃焼方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃棄物燃料を製造するためのプラント施設を示す概略図である。
【図２】実施例で用いた燃焼実験装置の該略図である。
【図３】燃焼実験装置における石英管と電気管状炉との関係を示す説明図である。
【図４】燃焼実験装置における捕集用器具を示す概略図である。
【符号の説明】
１０，５８  トラック
１２  クレーン
１４  供給ピット
１６  破袋機
１８  ベルトコンベア
２０  手選別ベルトコンベア
２２  重量計
２４  金属探知機
２６  一次破砕機
２８  磁選機
３０  二次破砕機
３２  乾燥機
３４  排出コンベア
３６  一次風力選別機
３７  予備破砕機
３８  脱臭炉
４０  二次風力選別機
４２  混合機
４４  供給機
４６  定量供給機
４８  成形機
５０  冷却機
５２  振動篩
５４  成形品ホッパ
５６  計量器
６０  送風ガスボンベ
６２  フローメーター
６４  燃焼ボート
６６  石英管
６８  電気管状炉
７０  連結アダプタ
７２  円筒ろ紙
７４  捕集用器具
７４ａ  ヘキサン吸収用バブラー
７４ｂ  ヘキサンオーバーフロー時対応用空バブラー
７４ｃ  樹脂
７４ｄ  ジエチレングリコール吸収用バブラー
７４ｅ  ジエチレングリコールオーバーフロー時対応用空バブラー
７６  石英砂捕集部
【図１】
2004256605.tif 000005
【図２】
2004256605.tif 000006
【図３】
2004256605.tif 000007
【図４】
2004256605.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成15年6月30日(2003.6.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性廃棄物と、麦飯石と、を含有し、
前記麦飯石は、構成成分として酸化カルシウム（ＣａＯ）を３．００〜３．５０質量％、酸化第一鉄（ＦｅＯ）を１．７０〜２．５０質量％、酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を２．００〜２．５０質量％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を１．００〜１．５０質量％、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）を４．５０〜５．００質量％、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）を３．８０〜４．２０質量％、を含有する北京麦飯石であることを特徴とする廃棄物燃料。
【請求項２】
前記麦飯石は、構成成分として、
二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を６３．３５質量％、
酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を２．３６質量％、
酸化第一鉄（ＦｅＯ）を２．００質量％、
酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）を４．０７質量％、
五酸化二リン（Ｐ２Ｏ５）を０．３３質量％、
酸化チタン（ＴｉＯ２）を０．８２質量％、
酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を１６．１２質量％、
酸化カルシウム（ＣａＯ）を３．１５質量％、
酸化マンガン（ＭｎＯ）を０．０６質量％、
酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を１．３７質量％、
酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）を４．８４質量％、
水（Ｈ２Ｏ）を０．８６質量％、
含有することを特徴とする請求項１に記載の廃棄物燃料。
【請求項３】
前記可燃性廃棄物の乾燥質量に対する前記麦飯石の含有量が、５〜２０質量％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の廃棄物燃料。
【請求項４】
粉体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の廃棄物燃料。
【請求項５】
固形化されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の廃棄物燃料。
【請求項６】
構成成分として酸化カルシウム（ＣａＯ）を３．００〜３．５０質量％、酸化第一鉄（ＦｅＯ）を１．７０〜２．５０質量％、酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を２．００〜２．５０質量％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を１．００〜１．５０質量％、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）を４．５０〜５．００質量％、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）を３．８０〜４．２０質量％、を含有する北京麦飯石の存在下で、廃棄物を燃焼することを特徴とする廃棄物の燃焼方法。
【請求項７】
前記北京麦飯石は、可燃性廃棄物とともに固形化された廃棄物燃料に含有されていることを特徴とする請求項６に記載の廃棄物の燃焼方法。
【請求項８】
前記北京麦飯石は、可燃性廃棄物とともに混合された紛体の廃棄物燃料に含有されていることを特徴とする請求項６に記載の廃棄物の燃焼方法。
【請求項９】
さらに、補助燃料を用いて上記廃棄物を燃焼することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の廃棄物の燃焼方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述の課題は下記の手段によって解決される。
＜１＞可燃性廃棄物と、麦飯石と、を含有し、前記麦飯石は、構成成分として酸化カルシウム（ＣａＯ）を３．００〜３．５０質量％、酸化第一鉄（ＦｅＯ）を１．７０〜２．５０質量％、酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を２．００〜２．５０質量％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を１．００〜１．５０質量％、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）を４．５０〜５．００質量％、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）を３．８０〜４．２０質量％、を含有する北京麦飯石であることを特徴とする廃棄物燃料である。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
＜２＞  前記麦飯石は、構成成分として、
二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を６３．３５質量％、
酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を２．３６質量％、
酸化第一鉄（ＦｅＯ）を２．００質量％、
酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）を４．０７質量％、
五酸化二リン（Ｐ２Ｏ５）を０．３３質量％、
酸化チタン（ＴｉＯ２）を０．８２質量％、
酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を１６．１２質量％、
酸化カルシウム（ＣａＯ）を３．１５質量％、
酸化マンガン（ＭｎＯ）を０．０６質量％、
酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を１．３７質量％、
酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）を４．８４質量％、
水（Ｈ２Ｏ）を０．８６質量％、
含有することを特徴とする上記＜１＞の廃棄物燃料である。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
＜３＞  前記可燃性廃棄物の乾燥質量に対する前記麦飯石の含有量が、５〜２０質量％であることを特徴とする上記＜１＞又は＜２＞の廃棄物燃料である。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
＜４＞  粉体であることを特徴とする上記＜１＞〜＜３＞の廃棄物燃料である。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
＜５＞  固形化されていることを特徴とする上記＜１＞〜＜３＞の廃棄物燃料である。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
＜６＞  構成成分として酸化カルシウム（ＣａＯ）を３．００〜３．５０質量％、酸化第一鉄（ＦｅＯ）を１．７０〜２．５０質量％、酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を２．００〜２．５０質量％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を１．００〜１．５０質量％、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）を４．５０〜５．００質量％、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）を３．８０〜４．２０質量％、を含有する北京麦飯石の存在下で、廃棄物を燃焼することを特徴とする廃棄物の燃焼方法である。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
＜７＞  前記北京麦飯石は、可燃性廃棄物とともに固形化された廃棄物燃料に含有されていることを特徴とする上記＜６＞の廃棄物の燃焼方法である。


【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
＜８＞  前記北京麦飯石は、可燃性廃棄物とともに混合された紛体の廃棄物燃料に含有されていることを特徴とする上記＜６＞の廃棄物の燃焼方法である。


【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
＜９＞  さらに、補助燃料を用いて上記廃棄物を燃焼することを特徴とする上記＜６＞〜＜８＞の廃棄物の燃焼方法である。