(57)【要約】【課題】燃焼時に塩化水素等の腐食性ガスの発生を抑えて燃焼設備の損傷を防止することのできる廃プラスチックを原料とした再生燃料、及びその低コストで効率の良い製造方法、ならびに該製造方法に使用する製造装置を提供する。【解決手段】スクリュー軸を有する溶融装置から溶融押出しされた廃プラスチックを、ホットカットした後に表面に鉄粉を付着させることにより表面に鉄粉を付着させた再生燃料を製造する。ホットカットの際には、鉄粉を吹き付けることにより再生燃料同士の付着を防止することが好ましい。【選択図】      図１
2005060436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃プラスチックを溶融固化し表面に鉄粉を付着させた再生燃料。
【請求項２】
スクリュー軸を有する溶融装置から溶融押出しされた廃プラスチックをホットカットした後に表面に鉄粉を付着させることを特徴とする表面に鉄粉を付着させた再生燃料の製造方法。
【請求項３】
スクリュー軸を有する溶融装置から溶融押出しされた廃プラスチックに鉄粉を吹付けることによりホットカットすることを特徴とする請求項２に記載の再生燃料の製造方法。
【請求項４】
ホットカットした廃プラスチックを鉄粉を充填した振動フィーダーに供給し鉄粉を付着させることを特徴とする請求項２又は３に記載の再生燃料の製造方法。
【請求項５】
スクリュー軸を有する溶融装置の排出口に溶融押出しされた廃プラスチックの切断手段、鉄粉を充填した振動フィーダー及び振動篩いを設けたことを特徴とする表面に鉄粉を付着させた再生燃料の製造装置。
【請求項６】
溶融装置が同方向に回転する一対のスクリュー軸の外周面に設けた羽根の厚みを、スクリュー軸の後端部から前端部にかけて順次厚くすることにより羽根の間隔が同方向で順次狭くなるように構成したものであることを特徴とする請求項５に記載の再生燃料の製造装置。
【請求項７】
振動篩いで選別された鉄粉を振動フィーダーに搬送する搬送手段を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の再生燃料の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼時に発生する塩化水素等の発生を抑えて、燃焼設備の損傷を防止することのできる廃プラスチックを原料とした再生燃料、及びその製造方法、ならびに製造設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃プラスチックを溶融固化し、再生燃料として再資源化することは広く知られている。（例えば、特許文献１、２参照）
しかしながら、廃プラスチックにはポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の塩素を含むプラスチックが混入しており、これを原料とする再生燃料をボイラー、発電設備等の燃焼設備で燃焼させると塩化水素等の腐食性の有害ガスが発生し、焼却設備を損傷させるという問題が生じる。
【０００３】
このような問題点を解消するために、廃プラスチックに油槽残留物や流出原油を加熱混錬し、水酸化カルシウムや鉄粉を触媒として混練した再生燃料が提案されている。（特許文献３参照）
しかしながら、この再生燃料は原料を外部から加熱し混練するものであり、外部熱源を必要とするので製造コストが高くなる。また、再生燃料中に鉄粉を混練したものでは、鉄粉によって溶融装置や燃料形態に加工する加工装置が激しく損耗するという欠点があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２６４１５５号公報
【特許文献２】
特開２００１−２９３４６１号公報
【特許文献３】
特開平１１−２４６８８０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明はこれら従来技術の問題を解消して、燃焼時に塩化水素等の腐食性ガスの発生を抑えて燃焼設備の損傷を防止することのできる廃プラスチックを原料とした再生燃料、及びその低コストで効率の良い製造方法、ならびに該製造方法に使用する製造装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は鋭意検討した結果、廃プラスチック或いはプラスチックを主体とする可燃性廃棄物を、スクリュー軸を有する溶融装置から溶融押出し後直ちにホットカットし、表面に鉄粉を付着させることで上記課題が解決されることを発見し、本発明を完成させたものである。
【０００７】
すなわち、本発明はつぎのような構成をとるものである。
１．廃プラスチックを溶融固化し表面に鉄粉を付着させた再生燃料。
２．スクリュー軸を有する溶融装置から溶融押出しされた廃プラスチックをホットカットした後に表面に鉄粉を付着させることを特徴とする表面に鉄粉を付着させた再生燃料の製造方法。
３．スクリュー軸を有する溶融装置から溶融押出しされた廃プラスチックに鉄粉を吹付けることによりホットカットすることを特徴とする２に記載の再生燃料の製造方法。
４．ホットカットした廃プラスチックを鉄粉を充填した振動フィーダーに供給し鉄粉を付着させることを特徴とする２又は３に記載の再生燃料の製造方法。
５．スクリュー軸を有する溶融装置の排出口に溶融押出しされた廃プラスチックの切断手段、鉄粉を充填した振動フィーダー及び振動篩いを設けたことを特徴とする表面に鉄粉を付着させた再生燃料の製造装置。
６．溶融装置が同方向に回転する一対のスクリュー軸の外周面に設けた羽根の厚みを、スクリュー軸の後端部から前端部にかけて順次厚くすることにより羽根の間隔が同方向で順次狭くなるように構成したものであることを特徴とする５に記載の再生燃料の製造装置。
７．振動篩いで選別された鉄粉を振動フィーダーに搬送する搬送手段を有することを特徴とする５又は６に記載の再生燃料の製造装置。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明するが、以下の具体例は本発明を限定するものではない。
図１は、本発明の再生燃料を製造する製造装置の概要を示す装置の横断面模式図である。
【０００９】
この製造装置は、ケーシング２に廃プラスチック１２の投入口３、スクリュー軸４、加圧リング５、減容盤６を設けた溶融装置１、溶融装置１の減容盤６の排出口側に設けたスキ取り板等のホットカット手段７、ホットカットされた再生燃料を収容し表面に鉄粉を付着させる鉄粉９を充填した振動フィーダー８、振動フィーダー８に連接した表面に鉄粉９が付着した再生燃料１３と鉄粉９を篩い分ける振動篩い１０、及び分離された鉄粉９を振動フィーダー８に搬送するコンベアベルト等の搬送手段１１により構成される。
【００１０】
スクリュー軸４を有する溶融装置１としては特に制限はなく、１軸又は２軸のスクリューを有する横型或いは縦型の溶融装置を使用することができる。好ましい溶融装置としては、後述の同じ方向に回転する一対のスクリュー軸を有する溶融装置が挙げられる。
投入口３から溶融装置１内に投入された廃プラスチック１２は、スクリュー軸４の回転に伴って減容盤６の方向へ移送され、その際に装置内壁面や加圧リング５、スクリュー軸４等による圧縮熱、摩擦熱、剪断熱によって軟化溶融し、減容盤６に設けた減容孔２４により減容され、棒状体として溶融装置１の外部に溶融押出しされる。
【００１１】
溶融押出しされた再生燃料は、回転するスキ取り板等のホットカット手段７により所定の寸法にカットされ、鉄粉９を充填した振動フィーダー８に収容される。ホットカット手段７としては、スキ取り板に代えて圧縮空気や鉄粉を吹付ける手段を設けてホットカットするようにしてもよい。ホットカットされた再生燃料１３同士が付着するのを防止するには、スキ取り板や圧縮空気によりホットカットする際にも鉄粉を吹付けることが好ましい。
【００１２】
ホットカットされた再生燃料１３は、鉄粉９を充填した振動フィーダ８内で振動を受けることにより軟化状態の表面全体に鉄粉９が付着する。表面に鉄粉を付着させた再生燃料１３は、振動篩い１０で鉄粉と篩い分けられる。分離された鉄粉は、コンベアベルト等の搬送手段１１により振動フィーダー８に送られる。
【００１３】
図２〜図６は本発明の再生燃料製造装置に使用する好ましい溶融装置の１例を示す図であり、図２は装置の外観を示す概略的な正面図、図３は同じく平面図、図４は２本のスクリュー軸の状態を表す拡大模式図、図５は図４のＸＸ線における断面図である。また、図６の（Ａ）は減容盤をケーシング側から見た平面図、そして同図の（Ｂ）は（Ａ）のＹＹ線における断面図である。
【００１４】
この溶融装置では、図２及び図３にみられるように、基台３１上に上面に廃プラスチック１２の投入口３を開口したケーシング２を設置し、ケーシング２の内部には外周面に羽根１４、１４を有する２本のスクリュー軸４、４を水平に並列状態に配置している。スクリュー軸４、４の一端部はギヤーボックス１５、減速機１７、駆動モータ１８と連結されている。
【００１５】
駆動モータ１８を駆動すると、その回転駆動は減速機１７、ギヤーボックス１５を介してスクリュー軸４、４に伝達される。スクリュー軸４、４は、図４にみられるように、同じ方向に回転し、投入口３から投入された廃プラスチック１２をケーシング２とスクリュー軸４、４の外周部との隙間に押し込み、圧縮破砕しながら減容盤（押し出しダイス）６方向へ強制的に移動させる。
【００１６】
ケーシング２の前端部内側には、減容盤６に隣接する位置に、スクリュー軸４、４の外周部を覆う加圧リング５を設けることによりケーシング２とスクリュー軸の外周部の隙間を狭くし、圧縮された廃プラスチック１２が溶融し易くするとともに、逆流するのを防止している。この加圧リング５の外周部にはヒーター（図示せず）を設けて、廃プラスチックの溶融を促進するようにしてもよい。
【００１７】
減容盤６は、本体２２及び本体２２に着脱可能に固定された摩耗板２３により構成され、本体２２及び摩耗板２３にはスクリュー軸４、４の先端部を軸支する凹部２５、２６が設けられ、凹部２５、２６の周囲には圧縮、溶融された廃プラスチックを減容固化する減容孔２４が設けられている。（図６参照）
また、本体２２の外側には、減容孔２４から棒状に押し出される減容固化された廃プラスチックを所定の寸法に切断する切断手段として、スキトリ板７が回転可能に設置されている。減容盤６を構成するこれらの部材が損耗した場合には、損耗した部材のみを交換すればよいので、メンテナンスのコストを低下させることができる。
【００１８】
この溶融装置では、図４にみられるように、同方向に回転する一対のスクリュー軸４、４の外周面に設けた羽根１４、１４の厚みを、スクリュー軸の後端部（投入口側）から前端部（減容盤側）にかけて順次厚くすることにより羽根の間隔が同方向で順次狭くなるように構成している。すなわち、この例では、後端部での羽根の厚みをｂ、羽根の間隔をＡとし、前端部での羽根の厚みをＢ、羽根の間隔をａとしたときに、羽根の厚みと隣接する羽根間の間隔の和を一定とし（ｂ＋Ａ＝Ｂ＋ａ）、羽根の厚みをｂからＢにかけて順次厚くすることによって、羽根の間隔をＡからａにかけて順次狭くなるようにしたものである。なお、この例では、ｂ＋Ａ＝Ｂ＋ａとしたが、適宜変更できることは、勿論である。
また、羽根のスクリュー軸に対する傾斜角（図４のＣ１及びＣ２）を、スクリュー軸の後端部（Ｃ１）から前端部（Ｃ２）にかけて順次大きくなるように（Ｃ２＞Ｃ１）構成している。
【００１９】
同方向に回転する一対のスクリュー軸４、４を上記のように構成することによって、ケーシング２内に投入された廃プラスチック１２は、羽根の傾斜角が緩く間隔の大きい後端部でケーシング２とスクリュー軸４、４の外周部との隙間に効率良く押し込まれ、減容盤６の方向へ圧縮、破砕されながら移動する。その際に、羽根間隔が順次狭くなるとともに傾斜角が順次大きくなることにより、圧縮効率が著しく改善される。また、ケーシング２の前端部内側の減容盤に隣接する位置に加圧リング５を設けたことにより、装置と廃プラスチックとの摩擦熱が増大し廃プラスチックの溶融が一段と促進される。
【００２０】
このような溶融装置を使用した場合には、再生燃料の原料となる廃プラスチックを、外部から熱を加えなくても溶融装置内で発生する圧縮熱、摩擦熱、剪断熱により効率良く溶融押出しすることが可能となり、再生燃料の製造に必要なエネルギーを大幅に削減して製造コストを低下させることができる。
【００２１】
また、特許文献３に記載のように、溶融装置内で廃プラスチックに鉄粉を混練し、溶融押出しすることによって再生燃料を製造する場合には、鉄粉によるスクリュー等の摩耗損傷が激しく、６０〜２５０時間程度の周期でスクリュー等を補修することが必要であった。
これに対して、本発明によれば、鉄粉による溶融装置の摩耗損傷が生じないために、装置の補修周期を１，２００〜２，０００時間程度に大幅に改善することが可能となるので、再生燃料の製造コストを低減することができる。
【００２２】
本発明の再生燃料の原料としては、廃プラスチックや廃プラスチックを主体としこれに紙、木材等の可燃性廃棄物が混入したものを使用することができる。
また、鉄粉としては、鉄を微粉砕した鉄粉のほか、鉄粉を含有するトナー粉、磁気テープ類、酸化鉄類を使用することができる。鉄粉の粒度は特に制限はないが、通常は平均粒径が０．０１〜２ｍｍ程度のものが使用される。
【００２３】
本発明の再生燃料をボイラー等の燃焼設備内で燃焼させた場合には、塩化水素等の塩素系ガスは鉄粉により塩化鉄として捕捉固定され、硫黄系ガスは硫化鉄として捕捉固定される。したがって、これらの腐食性ガスにより焼却設備が腐食損傷されるのを防止することができる。そして、本発明の再生燃料では、燃焼設備と接触する燃料の表面に鉄粉が存在するので、腐食防止効果は一段と優れたものとなる。
本発明の再生燃料の寸法や形状は任意であり、例えば直径が５〜１５ｍｍ程度で、長さが１０〜３０ｍｍ程度の柱状体等とすることができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、燃焼時に塩化水素等の腐食性ガスの発生を抑えて燃焼設備の損傷を防止することのできる、廃プラスチックを原料とした再生燃料を低コストで効率良く製造することができる。本発明は、従来その処理が困難であった廃プラスチックの再資源化への道を大きく開くものであり、実用的価値が極めて高いものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の再生燃料製造装置の１例を示す模式図である。
【図２】図１の装置に使用する溶融装置の１例を示す図である。
【図３】図２の溶融装置の平面図である。
【図４】図２の溶融装置のスクリュー軸の状態を表す拡大模式図である。
【図５】図４のＸＸ線における断面模式図である。
【図６】図２の装置の減容盤を表す拡大模式図である。
【符号の説明】
１          溶融装置
２          ケーシング
３          投入口
４          スクリュー軸
５          加圧リング
６          減容盤
７          ホットカット手段
８          振動フィーダー
９          鉄粉
１０        振動篩い
１１        搬送手段
１２        廃プラスチック
１３        再生燃料
１４        羽根
１５        ギヤーボックス
１７        減速機
１８        駆動モータ
２２        減容盤本体
２３        摩耗板
２４        減容孔
２５、２６  凹部
３１        基台
【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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【図６】
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