(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を破砕する破砕機と、破砕廃棄物を廃棄物処理炉へ供給するのに備えて一時貯留する破砕廃棄物ピットと、破砕廃棄物を破砕機から破砕廃棄物ピットへ搬送する搬送手段とを備える廃棄物処理装置において、
搬送手段による搬送中の破砕廃棄物の水分濃度を測定する水分濃度計と、
水分濃度計からの測定信号を受けて破砕廃棄物の発熱量を算出する演算装置と、
破砕廃棄物ピット内に区画形成された複数の区画貯留域のそれぞれに対応して投入可能に設けられた切換弁付き副シュートを分枝して複数有し、搬送手段からの破砕廃棄物を選択された副シュートから対応区画貯留域へ投入するシュートと、
演算装置からの発熱量の算出値を受けて、区分された複数の異なる発熱量範囲のうち、上記算出値に対応する発熱量範囲に対応する上記区画貯留域に投入する副シュートの切換弁を開とする切換えを行う制御装置と、
を有することを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項２】
各副シュートは、該副シュートから投入される破砕廃棄物の量に比例するパラメータを計量する計量手段を有し、その計量値を設定値とするように制御装置による切換弁の開時間長さを制御することとする請求項1に記載の廃棄物処理装置。
【請求項３】
廃棄物を破砕し、破砕廃棄物を破砕機から破砕廃棄物ピットへ搬送し、破砕廃棄物を廃棄物処理炉へ供給するのに備えて破砕廃棄物ピットに一時貯留する廃棄物処理方法において、
搬送中の破砕廃棄物の水分濃度を測定し、
水分濃度計からの測定信号を受けて破砕廃棄物の発熱量を算出し、
破砕廃棄物ピット内に、区分された複数の異なる発熱量範囲のそれぞれに対応して区画形成された複数の区画貯留域のうち、上記算出値が属する発熱量範囲に対応する区画貯留域へ破砕廃棄物を貯留する、
ことを特徴とする廃棄物処理方法。
【請求項４】
各副シュートから投入される破砕廃棄物の量に比例するパラメータを計量し、副シュートからの各区画貯留域への投入量を制御することとする請求項３に記載の廃棄物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は廃棄物処理装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、廃棄物焼却炉においては、投入する廃棄物の性状が変動するために、自動燃焼制御を実施しても、ガス温度、組成等が変動してしまう。その結果、排ガス中の有害物を処理する排ガス処理装置の運転に悪影響が及ぶ。このような影響を排除する目的で、廃棄物受入ピットにてクレーンによる攪拌を実施するのが一般的である。
【０００３】
さらに、廃棄物受入ピットの廃棄物を破砕し、破砕廃棄物ピットに貯留し破砕廃棄物をクレーンで攪拌混合した後、焼却炉に投入する技術が採用されることがある。これにより、貯留されている破砕廃棄物の性状は均一化されるが、後続して破砕廃棄物ピットに供給される破砕廃棄物の性状が大きく異なっているような場合は、十分に性状が均一化される訳ではない。
【０００４】
特許文献１では、流動床式の焼却炉において、廃棄物が炉投入口から炉内へ達する間に、廃棄物を破砕した後に赤外線水分計で破砕廃棄物の水分濃度を測定し、その測定値にもとづき二次燃焼空気の基準値と制御幅を定める燃焼制御を行うことで、廃棄物の性状に応じた燃焼がなされるようにしている。
【０００５】
しかしながら、廃棄物を焼却炉に投入する前に、破砕廃棄物についての性状、特に発熱量を連続的に分析して、破砕廃棄物の発熱量を所定値（幅）にしてから破砕廃棄物を炉内へ投入する方が、炉内の制御を単純化する観点からも好ましいが、かかる技術は見当たらない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２８３４４４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従前試みられたように、炉内への投入前に破砕廃棄物を攪拌混合すれば、一時的ではあるが、破砕廃棄物の大きさ等の物理的性状は比較的均一になるものの、燃焼制御に大きく関与する発熱量に変動を及ぼす性状の変動があると、これが焼却炉での発生ガス温度、組成等の変動に影響を及ぼしている。したがって、破砕しても焼却炉の運転を安定して行うことができないことがある。
【０００８】
さりとて、特許文献１にしたがえば、破砕廃棄物の発熱量が変動したときには、破砕廃棄物が炉内へ投入された後の対応となるので、それだけ燃焼制御が複雑になり、その効果も限度がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑み、破砕廃棄物を炉内への投入前に、事前対策として、発熱量が所定値（幅）となるようにしてから、炉内へ投入できるようにする廃棄物処理装置及び方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、課題の解決のために、廃棄物処理装置そして方法に関し、次のように構成される。
【００１１】
＜廃棄物処理装置＞
廃棄物を破砕する破砕機と、破砕廃棄物を廃棄物処理炉へ供給するのに備えて一時貯留する破砕廃棄物ピットと、破砕廃棄物を破砕機から破砕廃棄物ピットへ搬送する搬送手段とを備える廃棄物処理装置において、
搬送手段による搬送中の破砕廃棄物の水分濃度を測定する水分濃度計と、
水分濃度計からの測定信号を受けて破砕廃棄物の発熱量を算出する演算装置と、
破砕廃棄物ピット内に区画形成された複数の区画貯留域のそれぞれに対応して投入可能に設けられた切換弁付き副シュートを分枝して複数有し、搬送手段からの破砕廃棄物を選択された副シュートから対応区画貯留域へ投入するシュートと、
演算装置からの発熱量の算出値を受けて、区分された複数の異なる発熱量範囲のうち、上記算出値に対応する発熱量範囲に対応する上記区画貯留域に投入する副シュートの切換弁を開とする切換えを行う制御装置と、
を有することを特徴とする廃棄物処理装置。
【００１２】
本発明において、各副シュートは、該副シュートから投入される破砕廃棄物の量に比例するパラメータを計量する計量手段を有し、その計量値を設定値とするように制御装置による切換弁の開時間長さを制御するようになっていることが好ましい。
【００１３】
＜廃棄物処理方法＞
廃棄物を破砕し、破砕廃棄物を破砕機から破砕廃棄物ピットへ搬送し、破砕廃棄物を廃棄物処理炉へ供給するのに備えて破砕廃棄物ピットに一時貯留する廃棄物処理方法において、
搬送中の破砕廃棄物の水分濃度を測定し、
水分濃度計からの測定信号を受けて破砕廃棄物の発熱量を算出し、
破砕廃棄物ピット内に、区分された複数の異なる発熱量範囲のそれぞれに対応して区画形成された複数の区画貯留域のうち、上記算出値が属する発熱量範囲に対応する区画貯留域へ破砕廃棄物を貯留する、
ことを特徴とする廃棄物処理方法。
【００１４】
本発明において、各副シュートから投入される破砕廃棄物の量に比例するパラメータを計量し、副シュートからの各区画貯留域への投入量を制御することが好ましい。上記パラメータは、破砕廃棄物の副シュートからの投入重量の他、投入時間等が挙げられる。破砕廃棄物の副シュートからの投入重量は、副シュート内を落下する破砕廃棄物の落下量を静電容量式流量計で計測することや、副シュートに設置した重量計測センサにより副シュート内の破砕廃棄物の重量変化を計測することなどにより計量することができる。
【００１５】
このような本発明装置そして方法にあっては、廃棄物受入ピットの廃棄物は処理炉へ投入される前に破砕機で破砕されて破砕廃棄物ピットへ一時貯留される。破砕廃棄物は、破砕機から搬送手段により破砕廃棄物ピットへ搬送される過程で、水分濃度計によりその水分濃度が測定され、該水分濃度は演算装置により、被破砕廃棄物が燃焼したときにもたらす発熱量（破砕廃棄物の重量当りの発熱量）が算出される。
【００１６】
破砕廃棄物は、水分濃度が測定されてからシュートにより破砕廃棄物ピットへ投入される際、異なる発熱量範囲に区画された複数の区画貯留域のうち、該破砕廃棄物の発熱量に相当する区画貯留域へ、対応する副シュートの切換弁の切換え操作により投入される。かくして、破砕廃棄物は、複数の異なる発熱量範囲のものが対応する区画貯留域へ貯留されることとなる。
【００１７】
破砕廃棄物の廃棄物処理炉への供給に際しては、所定の発熱量範囲の破砕廃棄物を供給して炉内での燃焼を安定させるために、上記複数の区画貯留域のうち適宜区画貯留域を選択して、選択された区画貯留域から破砕廃棄物を適宜供給量だけ取り出し、廃棄物処理炉へ供給する。
【００１８】
このように、選択区画貯留域そして供給量を適宜選定することで、廃棄物処理炉へ所定の発熱量範囲の破砕廃棄物を供給することができるため、炉内での燃焼は安定する。
【００１９】
本発明において、各副シュートに計量手段が設けられている場合、複数の区画貯留域のうちの一つを混合貯留域として用い、各発熱量範囲の破砕廃棄物を所定量づつ上記混合貯留域に投入することで、該混合貯留域に貯留された混合破砕廃棄物は所定の発熱量範囲に調整されるので、炉への投入に先立ち各区画貯留域から破砕廃棄物を適量取り出すこと、そしてこれを混合する作業が省ける。上記破砕廃棄物の混合貯留域への投入量を所定量とすることは、各副シュートに設けられた計量手段による計量で可能となる。
【００２０】
各副シュートからは、上記混合貯留域への所定量の投入後、それ以上の余剰の破砕廃棄物は、他の区画貯留域で該破砕廃棄物の発熱量に相当する区画貯留域に貯留される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、破砕廃棄物の水分濃度を測定することで破砕廃棄物の発熱量を算出し、異なる発熱量範囲毎に対応する区画貯留域に破砕廃棄物を一時貯留することにしたので、破砕廃棄物ピットに形成された複数の区画貯留域から適宜区画貯留域を選定し、適宜量だけ破砕廃棄物を取り出してこれを炉内へ投入するようにできるので、破砕廃棄物ピットへ投入される破砕廃棄物の発熱量が変動しても、炉内へ投入する廃棄物の発熱量変動を抑制できるので、炉内での燃焼を常に安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態装置の概要構成図である。
【図２】図１における破砕廃棄物ピットの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面にもとづき、本発明の一実施形態を説明する。
【００２４】
図１において、符号１は、収集された廃棄物を集約して貯留しておく廃棄物受入ピットであり、廃棄物を焼却あるいは溶融する処理炉Ｆへ供給する前に、変動する廃棄物の発熱量に応じて廃棄物の前処理を行うため、廃棄物受入ピット１と処理炉Ｆとの間に諸装置が設けられている。
【００２５】
廃棄物受入ピット１に隣接して破砕機２が設けられている。該破砕機２の形式には限定はない。上記廃棄物ピット１の上方には、該廃棄物受入ピット１と破砕機２との間を往復可能なクレーン３が設けられていて、該クレーン３に吊下して設けられたバケット３Ａを昇降させて、廃棄物受入ピット１内の廃棄物を適宜量だけバケット３Ａでつかみ上げて破砕機２へ供給するようになっている。
【００２６】
上記破砕機２の下方には、選別装置４が設けられている。本発明では、該選別装置４は必須ではないが、破砕機２で破砕された破砕廃棄物から燃焼に寄与しないものを除去して炉内へ可燃物のみを投入して炉内での燃焼を効果的にするために、該選別装置４が設けられていることが好ましい。
【００２７】
上記選別装置４は、破砕機２から受けた破砕廃棄物を金属含有物と非金属物とに選別する金属選別装置４Ａ、金属含有物を鉄、アルミ等の金属と非金属物とに分離する金属分離装置４Ｂ、金属選別装置４Ａからの非金属物を重量選別する重量選別装置４Ｃとを有している。
【００２８】
金属選別装置４Ａでは、金属を主体とする金属含有物と非金属物とに選別され、その際、異物は排除される。金属分離装置４Ｂでは、金属選別装置４Ａで選別した金属含有物を、さらに、鉄、アルミ等の金属分と、それ以外の非金属物とに選別し、金属分は資源として回収される。
【００２９】
金属選別装置４Ａから非金属物を受ける重量選別装置４Ｃでは、非金属物の重量にもとづいて、軽量物と重量物とに選別される。軽量物は、主としてプラスチック、紙類であり、重量物は主として水分を含む生ごみ類である。
【００３０】
重量選別装置４Ｃには、コンベア等の搬送手段５が接続されている。該搬送手段５は、軽量物としての破砕廃棄物と重量物としての破砕廃棄物を後述のシュート８にまで搬送するようになっているが、一つの搬送手段５で軽量物と重量物を区別なく一緒に搬送しても、時間差をもって交互に搬送してもよく、さらには、軽量物用の搬送手段と重量物用の搬送手段とを別々に設けることとしてもよい。
【００３１】
上記搬送手段５は、該搬送手段５自体にもしくはこれに近接して、搬送中の破砕廃棄物の水分濃度を測定する水分濃度計５Ａが配されている。該水分濃度計５Ａは、その形式に限定はなく、例えば、赤外線水分濃度計等が採用可能である。
【００３２】
上記水分濃度計５Ａは、演算装置６が接続されている。該演算装置６は、破砕廃棄物についてその水分濃度と燃焼時の発熱量との関係を記憶していて、上記水分濃度計５Ａでの測定値を受けて該当する発熱量を算出するようになっている。
【００３３】
上記演算装置６は、後述の制御装置７に接続されている。
【００３４】
上記搬送手段５は、シュート８に接続されている。該シュート８は分枝された複数の副シュート８Ａ，８Ｂ，８Ｃを有し、分枝位置には切換弁９Ａ，９Ｂが設けられている。上記シュート８は搬送手段５から受けた破砕廃棄物をその発熱量に応じて、切換弁９Ａ，９Ｂの切換えにより、三つの副シュート８Ａ，８Ｂ，８Ｃのうちから選択された一つの副シュートから投入するようになっている。例えば、破砕廃棄物の発熱量の範囲を、高、中、低発熱量範囲の三つの発熱量範囲に区分して設定し、切換弁９Ａ，９Ｂを切り換えて、高発熱量範囲の破砕廃棄物を副シュート８Ａから、中発熱量範囲の破砕廃棄物を副シュート８Ｂから、そして低発熱量範囲の破砕廃棄物を副シュート８Ｃから、それぞれ投入せしめるようになっている。破砕廃棄物の投入を受ける破砕廃棄物ピット１０は、例えば、図２に見られるように四つの区画貯留域１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄに区画されている。区画貯留域１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれに対して、区画貯留域１０Ｄは広い床面積となっていて、前者の区画貯留域１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれ高、中、低発熱量範囲の破砕廃棄物の貯留に供し、後者の区画貯留域１０Ｄは破砕廃棄物の攪拌混合のために供するようになっている。各区画貯留域１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの間には、低い仕切壁が設けられているが、破砕廃棄物ピットの床面積が十分に広い場合は、該仕切壁は不要である。
【００３５】
かかる区画貯留域１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄを有する破砕廃棄物ピット１０に対し、上記シュート８は、投入される破砕廃棄物が高、中、低発熱量範囲のいずれかであるときに、副シュート８Ａ，８Ｂ，８Ｃのいずれかが対応する区画貯留域１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ上に位置するように移動可能となっている。この移動は、後述の制御装置７からの指令によりなされる。
【００３６】
制御装置７は、搬送手段５で搬送中の破砕廃棄物が水分濃度計５Ａで測定された水分濃度にもとづき演算装置６で算出された発熱量が高、中、低発熱量範囲のいずれに属するかを判断し、該当する発熱量範囲に対して定められた副シュート８Ａ，８Ｂ，８Ｃのいずれかを選定してその副シュートを対応する区画貯留域、すなわち、区画貯留域１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのいずれかの上方に位置せしめるとともに、切換弁９Ａ，９Ｂを切り換えて、破砕廃棄物を該当区画貯留域に投入させるようになっている。
【００３７】
上記破砕廃棄物ピット１０の上方には、クレーン１１が配設されている。該クレーン１１は昇降自在なバケット１１Ａを有し、上記破砕廃棄物ピット１０の各区画貯留域１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの上方位置と処理炉Ｆの廃棄物投入用のホッパＦ１の上方位置との間を移動可能となっている。
【００３８】
次に、このような構成の本実施形態装置についての使用要領を説明する。
【００３９】
廃棄物受入ピット１内の廃棄物はクレーン３により破砕機２へ供給されて、破砕される。破砕廃棄物は選別装置４にもちこまれ、既述の要領で金属類が除去された後の非金属物が軽量物と重量物とに重量選別されて、焼却される破砕廃棄物として搬送手段５によりシュート８まで搬送される。破砕廃棄物は搬送手段５による搬送中に水分濃度計５Ａにより、その水分濃度が測定される。測定結果は演算装置６へ送られ、測定された水分濃度が発熱量に換算して算出される。
【００４０】
演算装置６で算出された発熱量の値は、制御装置７に送られ、この値が、区分された複数の発熱量範囲、すなわち、高、中、低発熱量範囲のいずれかに属するか判定される。
【００４１】
第一のモードとして、破砕廃棄物をその発熱量に対応する区画貯留域１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃに分類して貯留する形態を説明する。破砕廃棄物の判定された発熱量範囲に該当する副シュートとして副シュート８Ａ，８Ｂ，８Ｃのいずれかが制御装置７により選定されるとともに、選定された該副シュートが区画貯留域１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのうち対応する区画貯留域上にもたらされ、しかる後に、切換弁９Ａ，９Ｂが切換えられて、該副シュートから破砕廃棄物がその発熱量に対応する区画貯留域へ投入される。かくして、破砕廃棄物は、その発熱量により、各区画貯留域１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃに分類されて貯留される。
【００４２】
第一のモードでは、破砕廃棄物を処理炉Ｆへ供給する際には、炉内での燃焼を安定させるために、設定時間幅内で供給される破砕廃棄物の発熱量が所定範囲に収まるように、制御装置７により上記区画貯留域１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのうち適切な発熱量に対応する区画貯留域を選定し、クレーン１１により該選定された区画貯留域から適量だけ破砕廃棄物を処理炉のホッパＦ１へ投入する。このように、第一モードでは、各区画貯蔵域１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃへ発熱量に対応し分類して破砕廃棄物が貯留されており、処理炉へ供給する際には該区画貯留域１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから適切な発熱量に対応する区画貯留域を選定しそれから適量ずつ破砕廃棄物を取り出し処理炉へ供給して、設定時間幅内で供給される破砕廃棄物の発熱量が所定範囲に収まるようにしている。また、選定した区画貯留域から適量ずつ破砕廃棄物を取り出し、異なる発熱量の破砕廃棄物を攪拌混合し所定範囲の発熱量の破砕廃棄物として、処理炉へ供給するようにしてもよい。
【００４３】
第二のモードとして、破砕廃棄物をその発熱量に対応し適量だけ混合貯留域１０Ｄへ破砕廃棄物を投入し混合した後に全体として所望の発熱量として、処理炉Ｆへ供給する形態を説明する。
【００４４】
第二のモードでは、先ず、処理炉Ｆへ供給する破砕廃棄物の望ましい発熱量を設定する。この設定発熱量となるように、区分された高、中、低発熱量に対応する副シュート８Ａ，８Ｂ，８Ｃから破砕廃棄物を発熱量に対応して、それぞれ適量を混合貯留域１０Ｄへ破砕廃棄物を投入する。混合貯留域１０Ｄに投入された高、中、低発熱量の破砕廃棄物が全体として上記設定された発熱量となるようにする。上記混合貯留域１０Ｄの高、中、低発熱量の破砕廃棄物は、全体として設定された望ましい発熱量のものとなっているので、そのままクレーン１１のバケット１１Ａにより処理炉Ｆに供給されてもよいし、混合貯留域１０Ｄでのバケット１１Ａによる攪拌混合後に処理炉Ｆに供給されてもよい。
【００４５】
高、中、低発熱量のうち、一つだけ、例えば高発熱量の破砕廃棄物が長時間の間、搬送手段５からシュート８へ搬送されてくる場合、上記高発熱量の破砕廃棄物は副シュート８Ａから規定量だけ混合貯留域１０Ｄへ投入され、それ以降の余剰分は上記副シュート８Ａを高発熱量の破砕廃棄物のための区画貯留域１０Ａの上方へ移動して該区画貯留域１０Ａへ貯留しておく。引き続き、例えば、中あるいは低発熱量の破砕廃棄物が搬送手段５からシュート８へ搬送されてくると、それらのための副シュート８Ｂあるいは８Ｃから中あるいは低発熱量の破砕廃棄物を上記混合貯留域１０Ｄへ投入し、混合貯留域１０Ｄに投入された高、中、低発熱量の破砕廃棄物が全体として上記設定された発熱量となるようにする。また、中、低発熱量の破砕廃棄物についても、高発熱量の破砕廃棄物の場合と同様に、混合貯留域１０Ｄに投入しても余剰分が出る場合は、上記高発熱量の破砕廃棄物の余剰分の場合と同様に、中、低発熱量の破砕廃棄物の余剰分は、対応する区画貯留域１０Ｂ，１０Ｃに貯留される。区画貯留域１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃに貯留された余剰分は既述の第一モードで処理炉Ｆへ供給される。
【符号の説明】
【００４６】
２  破砕機
５  搬送手段
５Ａ  水分濃度計
６  演算装置
７  制御装置
８  シュート
８Ａ，８Ｂ，８Ｃ  副シュート
９Ａ，９Ｂ  切換弁
１０  破砕廃棄物ピット
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  区画貯留域
【図１】
0006436308.tif 000002
【図２】
0006436308.tif 000003