(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃プラスチックを破砕すると共に破砕用振動スクリーン装置を通過させて、これを繰り返して、５ｃｍ×５ｃｍの大きさに破砕し、他方、木片、紙、プラスチック等が混在している産業廃棄物を破砕すると共に破砕用振動スクリーン装置を通過させて、これを繰り返して、５ｃｍ×５ｃｍの大きさに破砕し、コンクリートや非鉄金属などの不燃物を選別除去した後、廃プラスチックと産業廃棄物とを混合して混合ゴミとし、その混合ゴミを、圧縮部に波形の凹凸が形成された圧縮機に投入し、これを圧縮して、ゴミの表面に凹凸が形成された立方体状の固形燃料とすると共にこの圧縮した固形燃料を紙によって包装し、この包装した固形燃料を、内部を外気と遮断することができる乾留釜に投入し、その乾留釜内で希薄酸素下で不完全燃焼させてガスを発生させ、その発生したガスをガス燃焼炉に導入して燃焼させて、その熱を暖房や給湯用等に用い、上記乾留釜で残った灰を、乾留釜から取り出すことを特徴とするゴミを原料とするガスの発生燃焼方法。
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
【０００１】
本発明は産業廃棄物等のゴミを原料とする燃料用ガスの発生燃焼方法に関する。
【発明の背景】
【０００２】
従来において産業廃棄物の殆どは、焼却したり埋立てによって処理されている。したがって環境破壊の原因になるばかりでなく、再利用されずに資源を無駄に消費することにもなっている。特に廃棄されたパチンコ台はガラスや電動機を除去しても、木材、プラスチック、金属等が強固に連結された状態となっているので、材料ごとに分別するのは殆ど不可能であり、その処理に苦慮しているのが現状である。
【０００３】
本発明は上記従来の問題点に着目してなされたものであり、産業廃棄物等のゴミを燃料として有効に利用できるゴミを原料とするガスの発生燃焼方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、廃プラスチックを破砕すると共に破砕用振動スクリーン装置を通過させて、これを繰り返して、５ｃｍ×５ｃｍの大きさに破砕し、他方、木片、紙、プラスチック等が混在している産業廃棄物を破砕すると共に破砕用振動スクリーン装置を通過させて、これを繰り返して、５ｃｍ×５ｃｍの大きさに破砕し、コンクリートや非鉄金属などの不燃物を選別除去した後、廃プラスチックと産業廃棄物とを混合して混合ゴミとし、その混合ゴミを、圧縮部に波形の凹凸が形成された圧縮機に投入し、これを圧縮して、ゴミの表面に凹凸が形成された立方体状の固形燃料とすると共にこの圧縮した固形燃料を紙によって包装し、この包装した固形燃料を、内部を外気と遮断することができる乾留釜に投入し、その乾留釜内で希薄酸素下で不完全燃焼させてガスを発生させ、その発生したガスをガス燃焼炉に導入して燃焼させて、その熱を暖房や給湯用等に用い、上記乾留釜で残った灰を、乾留釜から取り出すことを特徴とするゴミを原料とするガスの発生燃焼方法である。
【０００５】
本発明では、廃プラスチックと、木片、紙、プラスチック等が混在している産業廃棄物のゴミを、それぞれ所定の大きさに破砕し、これを混合すると共に圧縮して立方体状の固体燃料とすると共に紙によって包装して固形燃料とし、この包装された立方体状の固体燃料を乾留釜に設けられたゴミ投入口から投入し、その固形燃料を希薄酸素下で不完全燃焼させてガスを発生させる。この際、乾留釜内に投入された固形燃料は、立方体状であり、乾留釜内で適度に重なり合い、乾留釜へ供給する空気量を調節して固形燃料を不完全燃焼させることで、固形燃料が部分燃焼による熱で熱分解して可燃分がガス化する。次いで乾留釜内で発生したガスをガス燃焼炉へ導入して燃焼させることで、その燃焼熱を暖房用や給湯用などの熱源として使用できる。また乾留釜内に堆積する灰は灰出口から排出させことができる。
【０００６】
本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【０００７】
図１、図２にゴミを原料とする固形燃料製造システムを示す。
【０００８】
図１において符号１、２は廃プラスチック搬送装置を示し、この搬送装置１、２は、ダンプカーＤによって運搬されてきた廃プラスチックＰを破砕機３へ搬送する。
【０００９】
図３に示すように破砕機３の下方には、２５ｃｍ2 （５ｃｍ×５ｃｍ）以下の大きさのものだけを通過させる破砕物用振動スクリーン装置４が配置されている。符号５は産業廃棄物搬送装置を示し、この搬送装置５によってダンプカーＤによって運搬されてきた産業廃棄物Ｈが破砕機３へ搬送される。
【００１０】
破砕機３の下方には破砕ゴミ搬送装置７が配置され、この搬送装置７はＡ−Ｂ方向へ駆動するようになっている。符号１１は破砕した産業廃棄物搬送装置を示し、この搬送装置１１の搬送方向には、磁気選別機１３、砂除去用振動スクリーン装置１５が設けられ、さらに入口側搬送装置１６、選別ルーム１７が設けられている。選別ルーム１７には選別用搬送装置１９が設けられ、さらにコンクリート投入口２１、非鉄金属投入口２３及び塩化ビニール投入口２５が設けられている。
【００１１】
選別用搬送装置１９は混合用搬送装置２７に連なっている。また破砕廃プラスチックＰを搬送する搬送装置２９はプラスチック貯留ヤード９に貯留された破砕廃プラスチックＰを混合用搬送装置２７へ搬送する。
【００１２】
図２に示すように混合用搬送装置２７は投入用搬送装置３１に連なっており、投入用搬送装置３１の終端には貯留ホッパ３３が備えられている。
【００１３】
貯留ホッパ３３の下方には計量用搬送装置３５が備えられ、この搬送装置３５の終端の下方には計量ホッパ３７が備えられている。さらに計量ホッパ３７の下方には、圧縮機３９が備えられている。
【００１４】
図４に示すように圧縮機３９の圧縮部４２は波形の凹凸４０が形成されている。凹凸４０の幅は３ｃｍ、深さは１ｃｍである。
【００１５】
符号４３、４５、４７は搬送装置を示し、固形燃料Ｋを搬送する搬送装置４３の終端には包装機４１が備えられている。
【００１６】
図１、図２において符号Ｃは監視カメラを示す。符号Ｓは集塵ダクトを示し、この集塵ダクトＳは集塵機４９に連通している。
【００１７】
図６から図８にゴミを原料とするガスの発生燃焼装置５１を示す。
【００１８】
符号５３は乾留釜を示し、この乾留釜５３は外気を遮断することができる構造となっており、乾留釜５３へ供給される空気を調節するための空気量調節手段としての空気量調節ダンパーが設けられている。乾留釜５３の上部には安全弁５５が設けられている。
【００１９】
さらに乾留釜５３の上部にはゴミ投入口５７が設けられ、このゴミ投入口５７は開閉自在に取り付けられた蓋によって塞ぐことができる。また乾留釜５３の下部には灰出口５９が形成され、この灰出口５９は開閉自在に取り付けられた蓋６１によって塞ぐことができる。乾留釜５３の内部にはゴミ着火手段としての種火装置６３が備えられている。
【００２０】
符号６５はガス燃焼炉を示し、このガス燃焼炉６５はガス供給管６７を介して乾留釜５３と連通している。ガス供給管６７にはガス着火手段としての助燃バーナー６９が備えられている。ガス燃焼炉６５内には、螺旋状に巻かれた温風用パイプ７１が備えられている。温風用パイプ７１の一端７３はガス燃焼炉６５の下部から外に引き出され、図示しない送風機に接続されている。さらに温風用パイプ７１の他端７５はガス燃焼炉６５の上部から引き出され、温風を利用する図示しない暖房装置等の機器に接続されている。
【００２１】
ガス燃焼炉６５の外周部分は二重構造となっており、通水空間７７が形成されている。この通水空間７７にはシスタンク７９が接続され、さらに開放管８１が接続されている。またガス燃焼炉６５には排気管８３が取り付けられ、この排気管８３の基端にはダンパー８５が備えられている。図８に示すように排気管８３の先端には集塵装置８７が備えられ、この集塵装置８７によって集められた塵は水タンク８９に回収されるようになっている。
【００２２】
次にゴミを原料とする固形燃料製造について説明する。
【００２３】
ダンプカーＤによって運ばれてきた廃プラスチックＰは塩化ビニールが除去されている。塩化ビニールを除去するのは、燃焼時に有害ガスを発生するので、燃料として用いるのは適当でないからである。廃プラスチックＰは、廃プラスチック搬送装置１、２によって破砕機３へ搬送され、破砕機３に投入される。そして図３に詳細に示すように破砕機３によって破砕され、破砕された廃プラスチックＰは破砕物用振動スクリーン装置４内に落下する。
【００２４】
破砕物用振動スクリーン装置４では、２５ｃｍ2 （５ｃｍ×５ｃｍ）以下の大きさの廃プラスチックＰだけを通過させ、破砕ゴミ搬送装置７上に落下させて、２５ｃｍ2 （５ｃｍ×５ｃｍ）より大きい廃プラスチックＰは、破砕物用振動スクリーン装置４に残る。破砕物用振動スクリーン装置４に残った２５ｃｍ2 （５ｃｍ×５ｃｍ）より大きい廃プラスチックＰは、再度破砕機３に投入され、再度２５ｃｍ2 （５ｃｍ×５ｃｍ）の大きさに破砕される。
【００２５】
かかる作業をくり返して、廃プラスチックＰの大きさを揃える。大きさが揃えられ破砕ゴミ搬送装置７上に落下した廃プラスチックＰは、破砕ゴミ搬送装置７でＡ方向へ搬送され、廃プラスチック貯留ヤード９に貯留される。
【００２６】
一方、ダンプカーＤによって運ばれてきた産業廃棄物Ｈは、木片、紙、プラスチック等が混在している。この産業廃棄物Ｈは、産業廃棄物搬送装置５によって破砕機３へ搬送され、廃プラスチックＰと同様にして、２５ｃｍ2 （５ｃｍ×５ｃｍ）の大きさとなるように破砕される。そして破砕ゴミ搬送装置７によってＢ方向へ搬送されて破砕した産業廃棄物の搬送装置１１へ搬送される。
【００２７】
破砕された産業廃棄物Ｈは、搬送装置１１によって搬送され、磁気選別機１３により、産業廃棄物Ｈ中から鉄が除去される。次いで産業廃棄物Ｈは、砂除去用振動スクリーン装置１５へ搬送され、産業廃棄物Ｈ中から砂が除去される。砂が除去された産業廃棄物Ｈは、入口側搬送装置１６によって選別ルーム１７へ搬送される。
【００２８】
選別ルーム１７では、産業廃棄物Ｈが選別用搬送装置１９によって搬送されながら、手作業によってコンクリート、非鉄金属および塩化ビニールが除去される。この際、コンクリート、非鉄金属および塩化ビニールは、それぞれコンクリート投入口２１、非鉄金属投入口２３および塩化ビニール投入口２５に投入され、図示しない容器へ入れられる。
【００２９】
選別ルーム１７において、コンクリート、非鉄金属および塩化ビニールが除去された産業廃棄物Ｈは、混合用搬送装置２７によって搬送される。一方、廃プラスチック貯留ヤード９からの破砕廃プラスチックＰは搬送装置２９によって、混合用搬送装置２７上へ供給される。そして投入用搬送装置３１により、産業廃棄物Ｈと廃プラスチックＰとが、混合された状態で貯留ホッパ３３へ投入され、貯留される。
【００３０】
産業廃棄物Ｈに含まれる木片、紙等は３６００Ｋｃａｌ／ｋｇ程度であり、廃プラスチックＰは５０００Ｋｃａｌ／ｋｇである。そこで産業廃棄物Ｈに廃プラスチックＰを適宜混合することによって、高い発熱量をもつ固形燃料Ｋを製造することができる。
【００３１】
貯留ホッパ３３に貯留された産業廃棄物Ｈと廃プラスチックＰの混合ゴミは、計量用搬送装置３５によって計量ホッパ３７上に排出されて、計量ホッパ３７に投入される。計量ホッパ３７に投入された産業廃棄物Ｈと廃プラスチックＰの混合ゴミは、１０ｋｇずつ計量され、圧縮機３９へ順次供給される。
【００３２】
圧縮機３９によって産業廃棄物Ｈと廃プラスチックＰの混合ゴミは、約２００ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で圧縮される。そして図５に示すように一辺が３０ｃｍの立方体状の固形燃料Ｋが製造される。
【００３３】
また圧縮機３９の圧縮部には波形の凹凸４０が形成されているので、これに対応して固形燃料Ｋの表面には波形の凹凸５０が形成される。固形燃料Ｋの表面に波形の凹凸を形成することによって、表面積が大きくなり、固形燃料Ｋの表面層においてゴミどうしが互いに絡み合うようになる。このため固形燃料Ｋが不用意に崩れてしまうことがなくなる。
【００３４】
さらに産業廃棄物Ｈと廃プラスチックＰは、２５ｃｍ2 （５ｃｍ×５ｃｍ）大きさに揃えられているので、産業廃棄物Ｈを構成する種々のゴミ、廃プラスチックＰが略均一に混在する固形燃料Ｋを製造できるようになる。したがって固形燃料Ｋの発熱量は略一定となる。固形燃料Ｋは、搬送装置４３によって包装機４１へ搬送され、紙によって包装される。そして包装された固形燃料Ｋは、搬送装置４７によって搬送され、トラックＴに積み込まれる。
【００３５】
上記固形燃料の製造工程は、監視カメラＣによって監視され、異常が発生した場合は、ただちに作業が中止される。また集塵機４９が作動することによって集塵ダクトＳから、作業中に発生する塵等を吸引し、作業場の空気が汚染されるのを防止する。なお固形燃料Ｋは、廃棄されたパチンコ台を原料とすることも可能である。
【００３６】
次に固形燃料Ｋをゴミを原料とするガスに発生燃焼装置５１によってガス化、燃焼させる作業について説明する。
【００３７】
固形燃料Ｋをゴミ投入口５７から乾留釜５３内へ投入し、種火装置６３によって固形燃料Ｋに着火させる。そして空気量調節ダンパーの開閉量を調節して、乾留釜５３内が希薄酸素下となるようにする。
【００３８】
この乾留釜５３内へ投入された固形燃料Ｋは、例えば一辺が３０ｃｍの立方体であり、投入により固形燃料Ｋが適度に重なり合い空気量調節ダンパーから供給される空気の流路を適宜形成しつつ希薄酸素下で、固形燃料Ｋが不完全燃焼し燃焼性のガスが発生する。
【００３９】
このガスはガス供給管６７を通り、ガス燃焼炉６５へ向かって導かれる。このとき助燃バーナー６９によってガスに着火する。着火されたガスは燃焼炉６５へ導かれて、燃焼炉６５内において、なおも燃焼する。また燃焼炉６５内の圧力は一定値を越えないように安全弁５５から外に逃げるようになっている。
【００４０】
一方、図示しない送風機によって温風用パイプの一端７３から温風用パイプ７１へ空気が送られる。この空気は螺旋状の温風用パイプ７１を通過している間に燃焼するガスによって温められ温風として温風用パイプの他端７５から図示しない暖房機器等へ送り出される。なお燃焼炉６５内におけるガスの燃焼は、ダンパー８５を開閉することによって調節する。また通水空間７７内に満たされた水によって燃焼炉６５が極端に熱を帯びるのを防止することができる。通水空間７７内の水が沸騰して発生した蒸気は開放管８１から排出され、また通水空間７７内の水が常に満杯となるようにシスタンク７９から補給される。
【００４１】
ガスとともに僅かに燃焼炉６５へ入ってくる塵は、排気管８３を通って上昇し、集塵機８７によって捕捉されて水タンク８９に回収される。また乾留釜５３内に堆積した灰は、蓋６１を開けて灰出口５９から排出させて、回収する。この灰の回収により、灰中に残っている金属部分を分離することができる。
【００４２】
なおゴミを原料とするガスに発生燃焼装置５１は、工場の蒸気ボイラー、農業用温室の暖房用及び銭湯、レジャーセンター、温水プール、ホテル等の暖房、給湯用として用いることができる。
【００４３】
以上、本発明の実施例について詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても本発明に含まれる。
【発明の効果】
【００４４】
以上のように本発明によれば、廃プラスチックと、木片、紙、プラスチック等が混在している産業廃棄物のゴミを、それぞれ所定の大きさに破砕し、これを混合すると共に圧縮して立方体状の固形燃料とすると共にこれを紙で包装することで、乾留釜内で、適度に空気流路が形成できる程度に段積みすることができ、乾留釜内で不完全燃焼により、固形燃料を熱分解させることができ、発生したガスをガス燃焼炉で燃焼させて、その熱を暖房用などに利用することができる。
【００４５】
また、乾留炉内に残った灰を回収することで、除去しきれなかった金属部分も分離することができる。従って、パチンコ台等のように木材、プラスチック、金属等が強固に連結された状態となっているものでも、事前に分解分別することなく、不燃部分を除いて容易に熱エネルギーとして利用することができるようになると共に金属等を除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】  ゴミを原料とする固形燃料製造システムの構成を示す図である。
【図２】  ゴミを原料とする固形燃料製造システムの構成を示す図である。
【図３】  ゴミを原料とする固形燃料製造システムの一部を構成する破砕機の詳細な構成を示す図である。
【図４】  ゴミを原料とする固形燃料製造システムの一部を構成する圧縮機の圧縮部の部分斜視図である。
【図５】  ゴミを原料とする固形燃料製造システムによって製造される固形燃料の斜視図である。
【図６】  本発明の実施例にかかるゴミを原料とするガスの発生燃焼装置の一部破断正面図である。
【図７】  本発明の実施例にかかるゴミを原料とするガスの発生燃焼装置の一部破断平面図である。
【図８】  本発明の実施例にかかるゴミを原料とするガスの発生燃焼装置に接続される排気管の正面図である。
【符号の説明】
【００４７】
３    破砕機
４    破砕物用振動スクリーン装置
３７  計量ホッパ
３９  圧縮機
４２  圧縮部
５３  乾留釜
６５  ガス燃焼炉
Ｐ    廃プラスチック
Ｈ    産業廃棄物
Ｋ    固形燃料
【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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【図７】
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【図８】
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