(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴミ固形燃料化プロセスに於いて破砕工程と選別工程と乾燥工程を経て細粒化され乾燥されたゴミを所定燃料形状に成形する圧縮成形機の排出部に、成形されたゴミ固形燃料に冷却水を霧状に噴霧散水するノズルが設けられており、前記ゴミ固形燃料の１時間当たり生産量１トンに対して１８リットル〜２２リットルの割合で冷却水をノズルから噴霧散水し、前記ゴミ固形燃料を冷却するとともに、この冷却水を前記ゴミ固形燃料の温度と潜熱によって気化蒸発させ、前記ゴミ固形燃料の水分を１０％以下とすることを特徴とするゴミ固形燃料昇温防止装置。
【請求項２】
前記冷却水に消臭剤や防虫剤が添加されている、ことを特徴とする請求項１記載のゴミ固形燃料昇温防止装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のゴミ固形燃料昇温防止装置を用いたゴミ固形燃料の処理方法であって、ゴミ固形燃料の１時間当たり生産量１トンに対して１８リットル〜２２リットルの割合で冷却水を噴霧散水し、前記ゴミ固形燃料を冷却するとともに、この冷却水を前記ゴミ固形燃料の温度と潜熱によって気化蒸発させ、前記ゴミ固形燃料の水分を１０％以下とすることを特徴とするゴミ固形燃料の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はゴミ固形燃料の昇温防止装置、さらに詳しくは厨芥（生ゴミ）を含む廃棄物から不燃物・不適物を選別除去し可燃物を圧縮固形化して発電用燃料などに供するゴミ固形燃料化（ＲＤＦ）のプロセスの最終段に於いて、圧縮成形されて排出されたゴミ固形燃料が蓄積時などに危険な温度まで昇温することを防ぐゴミ固形燃料昇温防止装置及びゴミ固形燃料の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、厨芥（生ゴミ）を含む一般廃棄物（所謂、家庭ゴミや都市ゴミを主とする）の処理方法として、可燃ゴミを選別して圧縮成形し固形燃料化（ＲＤＦ）する方法が提案され実用化されている。このゴミ固形燃料化の方法は、ゴミを燃料の形態で焼却することにより、環境保全とエネルギー資源確保の双方を図り得る点が評価を受けている。
ゴミ固形燃料化の処理については、既に多数のプロセスが提案され実施されているが、基本的には破砕を重ねてゴミを成形に適する大きさに細粒化・解砕化する破砕工程、固形燃料化に適しない不燃物や不適物を選別除去する選別工程、厨芥などに多量に含まれる水分を低減させる乾燥工程（水分調整工程）、これらの工程を経て混練された原料ゴミを所定燃料形状に固形化する圧縮成形工程からなっている。
図４は代表的なゴミ固形燃料化方法の工程図（ａ）と概略のプロセスフロー（ｂ）を示すもので、搬入されたゴミを一次破砕工程（ＩＡ）で粗破砕し、重量のある不燃物・不適物を選別工程（IIＡ）で選別除去した後に、二次破砕工程（ＩＢ）で破砕を重ねて成形作業に適した大きさに細粒化・解砕化する。また、この間に比重差選別工程・磁選工程（IIＢ）によってさらに金属などの不燃物・不適物を選別除去するものとしている。このように選別され細粒化された可燃ゴミは、乾燥工程（III）で含有する水分を低減させて調整し、これを圧縮成形工程（IV）の圧縮成形機で所定燃料形状に固形化する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
以上の工程を経、圧縮成形機で所定形状に成形され排出されたゴミ固形燃料は、
バンカーなどに搬送されて蓄積されるが、成形時に高い温度を帯びるためそのまま蓄積すると昇温してさらに高い温度に及ぶ。
例えば、円環状のダイに成形用通孔を配した押出式の圧縮成形機を用い、その通孔に細粒化され乾燥されたゴミを押し込んで固形燃料に成形した場合、成形機から排出されるゴミ固形燃料の温度は９５℃〜１０５℃に及んでおり、このまま蓄積して放置すると１２０℃を超える場合もあり得、そのまま放置すれば自然発火の虞も否定はできない。
このような高温に達するのは、成形直前にゴミを撹拌し摩擦して昇温させ、昇温したゴミを狭い成形用通孔から押し出すことによる。しかし、この成形直前の昇温は、摩擦熱によってゴミ中のビニールなどを融解させ成形時の潤滑作用を果たさせるもので、ゴミによる成形用通孔の閉塞を防ぎ円滑な成形を確保するためには避けることができない。また、狭い成形用通孔にゴミを押し込み押し出すことは、それ自体がゴミ固形化のための圧縮成形に他ならない。
このため、従来のゴミ固形燃料化プロセスでも成形されたゴミ固形燃料の温度には厳重な監視と管理が採られており、通常はゴミ固形燃料をベルトコンベアで搬送しながら送風して冷却する風冷処理によって昇温防止が確保されている。
しかし、風冷処理は冷却に時間を要しベルトコンベアも長い行程を必要とするため、作業性を損ね設備コストも押し上げていた。また、風冷処理では当然に粉塵が舞い上がるため大型の集塵設備も欠くことができず、これも作業負担を課しコストを増大させる要因となっていた。
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ゴミ固形燃料化プロセスに於いて昇温防止を確保しながら、作業性を損ねずコストを低減する簡便なゴミ固形燃料昇温防止装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明はこの課題を解決し目的を達成するために、以下に掲げる構成とした。
請求項１記載の発明は、ゴミ固形燃料化プロセスに於いて破砕工程と選別工程と乾燥工程を経て細粒化され乾燥されたゴミを所定燃料形状に成形する圧縮成形機の排出部に、成形されたゴミ固形燃料に冷却水を霧状に噴霧散水するノズルが設けられており、前記ゴミ固形燃料の１時間当たり生産量１トンに対して１８リットル〜２２リットルの割合で冷却水をノズルから噴霧散水し、前記ゴミ固形燃料を冷却するとともに、この冷却水を前記ゴミ固形燃料の温度と潜熱によって気化蒸発させ、前記ゴミ固形燃料の水分を１０％以下とすることを特徴とする。
このように構成することにより、ノズルから霧状に噴霧散水する冷却水によって圧縮成形機から排出されたゴミ固形燃料の温度を急激に低下させ高温に昇温する虞を除去すると共に、この冷却水をゴミ固形燃料の温度と潜熱によって速やかに気化蒸発させる。
請求項２記載の発明は、前記冷却水に消臭剤や防虫剤が添加されている、ことを特徴とする。
これは、ゴミ固形燃料の昇温防止と併せて異臭や虫の発生を防止し、作業環境と製品価値の向上を図るものである。
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のゴミ固形燃料昇温防止装置を用いたゴミ固形燃料の処理方法であって、ゴミ固形燃料の１時間当たり生産量１トンに対して１８リットル〜２２リットルの割合で冷却水を噴霧散水し、前記ゴミ固形燃料を冷却するとともに、この冷却水を前記ゴミ固形燃料の温度と潜熱によって気化蒸発させ、前記ゴミ固形燃料の水分を１０％以下とすることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明係るゴミ固形燃料昇温防止装置の一実施形態につき、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係るゴミ固形燃料昇温防止装置の概略構成を示す説明図である。
図中のＳは成形用通孔３ａを配設した円環状のダイ３を有する圧縮成形機であり、その下部には圧縮成形機Ｓによって所定形状に成形され成形用通孔３ａから連続的に押出し排出されたゴミ固形燃料を落下させる排出シュート２が連設されている。
本実施形態に係る装置は、当該排出シュート２を用いて構成したもので、排出シュート２に冷却水を霧状に噴霧散水するノズル１を付設してなるものである。ノズル１は、その散水口が排出シュート２内に位置するよう排出シュート２の外側から内側に挿入して取付固定されると共に、その尾部で連通する送水管８を介して流量計５と電磁弁６とバルブ７とによって散水量を制御されている。
また、本実施形態では、冷却水の供給時に適量の消臭剤と防虫剤を混入してノズル１から噴霧散水するものとしている。
【０００６】
本実施形態に係る装置は以上の構成を有してなるものであり、図２に示すように圧縮成形機Ｓで成形されたゴミ固形燃料Ｆに冷却水を散水噴霧してその温度を低下させ、危険な温度に昇温する虞を除去している。
即ち、ゴミ固形燃料化プロセスに於ける破砕・選別・乾燥の諸工程を経て細粒化され乾燥された原料のゴミＷは、必要により混練を加えた後にホッパー４から圧縮成形機Ｓに投入され、圧縮成形機に備えられたダイ３の成形用通孔３ａから所定形状のゴミ固形燃料Ｆに成形されて押し出し排出される。
このゴミ固形燃料Ｆは、９５℃〜１０５℃の高温状態で圧縮成形機Ｓの下部に連設された排出シュート２内を落下していくが、排出シュートの略上方両側部に挿入取り付けしたノズル１，１から冷却水が霧状に散水噴霧され、その温度は低下することとなる。
このように、冷却手段として水を用いたことによって効果的な冷却が実現されており、ゴミ固形燃料Ｆの温度は急激且つ十分に低下しているから、これをそのまま蓄積しても１２０℃を超えるような危険な温度に昇温する余地はなく、自然発火を招くが如き虞は確実且つ完全に根絶・除去されている。
したがって、従来の風冷処理で行っていたように、長い行程のベルトコンベアを用いてゴミ固形燃料Ｆを搬送しながら、長時間に亘って冷却を施す必要はなく、このためのコストを不要化し作業性も大きく向上する。
また、圧縮成形機Ｆから排出されたゴミ固形燃料Ｆは、冷却水の噴霧散水を受けて湿潤するから、従来その排出や搬送の際に避けることのできなかった粉塵も生じることはなく、集塵設備に要したコストと作業負担も解消される。
なお、本実施形態に於いて、上記ノズル１はその尾部に連通された送水管８によって流量計５と電磁弁６バルブ７に接続されており、圧縮成形機Ｓから排出され排出シュート２内を落下するゴミ固形燃料Ｆに噴霧散水した冷却水が短時間に気化蒸発するよう散水量を制御されている。
また、本実施形態では、図示しない冷却水供給部で冷却水に消臭剤と防虫剤を添加しているが、冷却水と独立した供給機構とノズルを設けることも任意である。
【０００７】
なお、従来のゴミ固形燃料化プロセスに於いては、成形されたゴミ固形燃料をさらに乾燥する場合もある通り、圧縮成形工程の前後では乾燥に主眼が置かれ、圧縮成形されたゴミ固形燃料を湿潤させるなどは考えも及ばないことであった。このため、高温被処理物の冷却手段として最も有効であり、また非常時の消火手段として利用することが可能であるにも拘わらず、圧縮成形後の段階でゴミ固形燃料の昇温防止のために水を用いることは、試みられることも提案されることもなかった。
しかし、本発明者らの実験によれば、単位時間当たりの散水量さえ適切に調整すれば、噴霧散水した冷却水は高温のゴミ固形燃料Ｆと接触して蒸発するほか、バンカーＢなどへの短い搬送行程に於いても潜熱で気化蒸発を続け、ゴミ固形燃料Ｆ中に過剰に残留しないことが確認できた。
図３に挙げた表がその間の関係を示すもので、１時間当たりの生産量５０００Ｋｇのゴミ固形燃料Ｆに１００Ｌの冷却水を噴霧散水したところ、成形直後に９５℃〜１０５℃もあったゴミ固形燃料Ｆの温度がバンカーＢの入口では５９℃〜７０℃にまで低下しており、蓄積された状態に於いても危険な温度に昇温するが如き虞は全くなくなっていた。
また、バンカーＢの入口に達したゴミ固形燃料Ｆの水分は３．２％〜５．５％でＪＩＳで定める１０％を大きく下回っており、燃焼時にエネルギーの損失を招いたり臭気を発する虞もない。
（なお、成形直後に於けるゴミ固形燃料Ｆの温度の相違は、圧縮成形直前の条件設定によるもので、実験例１は混練した原料のゴミＷに如何なる冷却手段も施さず直ちに圧縮成形を行い、実験例２〜５は圧縮成形前の混練段階で１時間当たりそれぞれ５０Ｌ、８０Ｌ、１００Ｌ、１４０Ｌの冷却水を噴霧散水して冷却を行った。）
【０００８】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されているので、以下に掲げる効果を奏する。
（１）  請求項１記載の発明によれば、圧縮成形直後のゴミ固形燃料に冷却水を噴霧散布するだけで温度を良好に低下させ不要な水分を残すところがないから、ゴミ固形燃料の昇温を簡便且つ確実に防止でき、しかも同じ目的で行われていた従来の冷風処理のように長い行程の空冷搬送も大規模な集塵設備も要さず作業性が向上しコストが低減する。また、ゴミ固形燃料に如何なる余剰の水分も残留させることなく、最少量の冷却水の噴霧散水によって、ゴミ固形燃料の温度を低下させ昇温防止を確保することができる。
（２）請求項２記載の発明によれば、冷却水と共に消臭剤や防虫剤を噴霧散水するから、作業環境と共に製品価値の向上も図ることができる。
（３）請求項３記載の発明によれば、冷却水を噴霧散水してゴミ固形燃料を冷却するとともに、この冷却水をゴミ固形燃料の温度と潜熱によって気化蒸発させることで、冷却水を噴霧した後のゴミ固形燃料の水分を１０％以下とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係る装置の概略構成を示す説明図。
【図２】  同実施形態に係る装置による処理を示す説明図。
【図３】  ゴミ固形燃料と冷却水噴霧散水の関係を示す表。
【図４】  ゴミ固形燃料化プロセスの概略を示す行程図とプロセスフロー。
【符号の説明】
１    ノズル
２    排出シュート
３    ダイ
４    成形用通孔
５    流量計
６    電磁弁
７    バルブ
８    送水管
Ｂ    バンカー
Ｃ１，Ｃ２  ベルトコンベア
Ｆ    ゴミ固形燃料
Ｓ    圧縮成形機
Ｗ    ゴミ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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