• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1992001771A1
    申请号:PCT/JP1991/000961
    申请日:1991-07-19
    公开日:1992-02-06
    发明作者:Muneo Azegami；Shozo Suzuki
    申请人:Prand Research Institute；
    IPC主号:C10L5-00
    专利说明:
    [0001] 一 1 一 明 細 書
    [0002] 廃棄物による固形物の製造方法および焼却方法
    [0003] 技術分野
    [0004] この発明は従来都市ごみ焼却炉によつて処理処分されていた可燃 性の廃棄物を対象に、 これを物理 · 化学反応処理することによって、 再生資源と して利用可能な固形物 （以下当該プロダクツという） を 製造する固形物の製造方法に関し、 加えて、 当該プロダクツをその まま直接燃料として使用する方法および石炭など固形燃料と適宜に 混合することによって、 用途に適したハイブリ ツ ド燃料として使用 する方法、 さ らに上記固形物を焼却炉に投入して焼却する焼却方法 に関する。
    [0005] 背景技術
    [0006] 近年一般家庭或いは事業所などから排出される可燃性の廃棄物は、 この中にガラスびん、 空き缶をはじめ、 さまざまな無機物を混入す るばかりではなく 、 更に、 プラスチッ クなど化学物質も多種多様に 含むようになつてきた。 このため、 従来から廃棄物を処理してきた 方法の改良改善が下記のように急速に進められてきた。
    [0007] 第一に、 焼却技術は廃棄物中のプラスチックなどの化学物質を均 —に燃焼せしめるため、 従来の焼却技術を、 例えば流動化法を導入 するなどして、 高度な燃焼技術に改良されるようになった。 これに 関連して、 排ガス処理技術も、 新たに N O X対策やダイォキシンな ど有害化学物質の除去技術の開発などが進められている。
    [0008] 第二に、 排出源からの分別収集システムや、 搬入廃棄物の破砕選 別システムの開発によって、 焼却炉の前でこれらの無機物や有害な 化学物質を除く技術も開発された。 この中で、 資源回収技術や燃焼 ガスから余熱回収技術なども著しく進歩した。
    [0009] このように廃棄物処理システムが技術的に高度なものとなるにつ れて、 廃棄物処理のために支払われる社会的費用が著しく増大し、 地方公共団体における財政的な負担が大きな問題となつてきた。 そ の上、 最近では地球谭境の保全対策に一貫する課題に関連して、 焼 却炉から排出される c o 9 を抑制する必要が生じ、 これまで 「焼却」 と 「埋立」 に頼ってきた可燃性廃棄物処理の処理方法を根本から造 り変えていく必要に迫られるようになった。
    [0010] 実際に、 新しい処理方式の一つとして、 可燃性廃棄物の燃料化技 術の開発が世界的に注目されるようになった。 廃棄物を燃料化し、 天然 （化石） 燃料に代替することを目的に、 広範な研究が各国で進 められ、 都市ごみ問題の解決はもちろん、 c o 2 の排出量の抑制、 化石燃料の使用量の削減などにより、 地球環境保全に向けての効果 が期待されるようになつた。 廃棄物の燃料化は、 すでに 1 9 7 0年 代当初から多く試みられ、 特に石油危機を契機に U S Aなどでは大 型プロジェク トが実施しされている。 しかしながら、 これらの試み の殆どが次のような理由で成果を上げるに到っていない。
    [0011] 第一の理由は、 廃棄物の中に含まれているガラス屑や鉄屑などが 燃料製造ブラン トの安定運転を妨げてきた。 更に、 製品自体がごみ 質の変化に伴って、 時間的に、 地域的に変化し、 安定した品質を確 保することが困難であった。 選別などの前処理を設けているが、 こ の場合でもコス ト高ゃ工場の作業環境が悪いなどの問題が技術の普 及を妨げてきた。
    [0012] 第二の理由は、 可燃性廃棄物の中に含まれている有機物が生物学 的に不安定であり、 燃料として用いられる場合に悪臭の発生、 メ タ ンガスの発生、 生成物の崩壌などの原因となり、 工場内外の環境に 悪い影響を与え、 輪送や貯蔵の操作過程でも トラブルを生じた。 そ ればかりではなく、 メ タンガスが原因で火災 ·爆発事故を惹起した り した。
    [0013] 第三の理由は、 化石燃料の市場価格が安値安定化する傾向の中で 燃料化した場合でもこれを受け入れていく発電所のボイラー、 セメ ン トキルンなどの技術開発が遅延し、 燃料の安定した市場を確保す ることを妨げていた。 特に、 従来の燃料化技術では、 3 5 0 0カロ ― ^ ―
    [0014] リー前後のものが多く 、 単独で燃料として用いる場合には、 ボイラ —などの効率を下げるというマイナスもあった。
    [0015] この発明の第一の目的は、 これまでの 「焼却」 と 「埋立」 に頼つ てきた廃棄物処理の方法を改め、 いわゆる可燃性廃棄物を再生資源 と して活用しうる物質に転換することにあり、 特に、 その用途とし て天然燃料に代替しうる 「燃料化」 の面でこれまで直面してきた上 記の困難な理由を解決する廃棄物による固形物の製造方法を提供す し とにめ O 0
    [0016] この発明の第二の目的は、 廃棄物中に含まれる炭水化物、 蛋白質、 脂肪などを主体とする腐敗し易い有機質をアル力リ土類金属酸化物 などの添加物によって化学的 ·物理的に処理し、 生物学的に安定し た状態の物質に変化させ、 これによつて長期保存と安定な燃焼が可 能な固形燃料を製造する方法を提供することにある。
    [0017] 更に、 この発明の第三の目的は、 この結果製造可能となった 「当 該プロダクツ」 を単独または石炭との混焼する方法、 他の天然燃料 との混合によるハイプリ ッ ド燃料を製造する方法を提供することに ある。
    [0018] 加えて、 この発明の第四の目的は、 既存の焼却技術を環境保全の 面から改善するために、 廃棄物の前処理工程を設けて当該発明によ る化学反応と物理操作を施し、 これを改質することによって、 廃棄 物の貯留過程における工場の環境衛生、 悪臭発生の防止の効果をも たらすとともに、 燃焼過程においては添加した C a 0 2 などのアル 力 リ土類金属の作用で排ガスをク リーンにする効果をもたらす固形 物の焼却方法を提供することにある。
    [0019] 発明の開示
    [0020] この発明は、 都巿ごみなどの廃棄物を廃棄物受入れ槽に投入した 後、 第 1破砕機， 第 2破砕機， 混合聍留反応器を経て乾燥中和反応 器で乾燥固化して固形物を製造する際に、 アル力リ土類金属酸化物 の前記廃棄物の特性に応じた添加量を添加して合理的に物理 · 化学 反応処理を行なう ことを特徵とする、 庳棄物による固形物の製造方 法である。 .
    [0021] 前記廃棄物による固形物の製造方法において、 前記廃棄物受入れ 槽または第 1破砕機で前記廃棄物に対してアル力 リ土類金属酸化物 の全添加量の 0 〜 3 0 %を添加して物理 ·化学反応処理すること、 または前記第 2破砕機において、 前記廃棄物に対してアル力リ土類 金属酸化物の全添加量の 0〜 5 0 %を添加して物理 · 化学反応処理 すること、 あるいは、 前記混合貯留反応器において、 前記廃棄物に 対してアル力リ土類金属酸化物の全添加量の 2ひ〜 1 0 0 %を添加 して物理 · 化学反応処理を行なう こと、 さらには、 前記廃棄物受入 れ槽、 第 1破砕機、 第 2破碎機および混合貯留反応器の複数箇所に おいてアル力 リ土類金属酸化物の全添加量を適宜な比率で添加して 物理 ·化学反応処理することが望ま しい。
    [0022] また、 この発明は、 廃棄物にアルカリ土類金属酸化物を添加して 固形物を製造するに際して、 水分 W %、 プラスチック P %、 無機物 M %および資源化物 R %を分析測定して、 U = 1 0 0— ( W + P + M + R ) に基づき有機物 U %を算出すると共に、 アルカリ土類金属 酸化物の最適な添加量 Aを、 A = K X U [但し、 K = f ( P , W ) ] を基にし決定して廃棄物にアル力リ土類金属酸化物を添加すること を特徵とする廃棄物による固形物の製造方法である。 前記 Kの値が 0 . 2〜 1 . 2の範囲であることが好ましい。
    [0023] 上記の発明によれば、 都市ごみなどの廃棄物から廃棄物受入れ槽， 第 1破砕機， 第 2破砕機， 混合貯留反応器および乾燥中和反応器を 経て、 前記廃棄物受入れ槽， 第 1破砕機， 第 2破碎機， および混合 貯留反応器のいずれか或いは複数箇所の工程に適宜なアル力リ土類 金属酸化物を添加して物理 · 化学反応処理することによって、 とく に、 ク リーンな燃料や土木建築材料の素材に有効な固形物を得るこ とができる。
    [0024] また、 このようにして得られた固形物は、 物理的、 化学的、 生物 1
    [0025] 5 学的に安定化されているので、 長期貯蔵することができると共に、 ガス爆発や粉じん爆発が発生しない固形物であり、 ク リーンな燃料 . や土木建築材料の素材と して有効に利用されるものである。
    [0026] また、 上記各工程において添加するアル力 リ土類金属酸化物は、 都市ごみなどの廃棄物を構成する水分， プラスチッ ク， 無機物， 資 源化物を分析、 測定することにより、 有機物 11の％を算出し、 この 有機物 Uの％を基にして有効かつ最適な添加量を得ることができる。
    [0027] また、 この発明は、 予め破砕され不燃物を除去された廃棄物を適 宜な量のアル力 リ土類金属酸化物を含んだ添加材を混台貯留反応器 に投入して混合 · 反応を行なった後、 反応された第 1生成廃棄物を 混合脱気反応器に投入し、 適宜な量のアルカ リ土類金属酸化物を含 んだ添加材を必要に応じて添加し、 混合反応および反応生成ガスの 脱気を行ない、 反応された第 2生成廃棄物を圧縮成型機に投入して 圧縮成型を行ない、 次いで、 圧縮成型された第 3生成廃棄物を乾燥 中和反応器に投入して乾燥中和反応を行ない、 さらに必要に応じて 篩分器にて篩分して固形物燃料を得る廃棄物による固形物燃料の製 造 'ある。
    [0028] また、 前記製造方法において、 前記混合貯留反応器における反応 を密閉状態下、 温度 6 0 以上 1 0 0て以下で 1時間以上行ない、 混合脱気反応器における反応を排気状態下、 前記温度より少く とも 5 以上高い温度で 5分間以上行なうのが好ま しい。
    [0029] さらに、 前記廃棄物による固形物燃料の製造方法において、 予め 細破砕された廃棄物とするために、 廃棄物を第 1破砕機で粗破砕す ると共に不燃物を選別除去し、 次いで破砕された廃棄物に適宜な量 のアル力リ土類金属酸化物を含んだ添加剤を投入し、 第 2破砕機で 破砕すると共に廃棄物の複合材中に含まれている不燃物を選別除去 し、 さらに、 第 3破砕機で細破砕された廃棄物とすること、 さらに、 前記反応された第 1生成廃棄物、 前記脱気反応された第 2生成廃棄 物、 あるいは前記篩分器にて篩分された粉体の廃棄物を必要に応じ てかつ、 必要な量だけ前記混合貯留反応器に還流することが望ま し い。
    [0030] 上記の発明によれば、 ごみなどの廃棄物からク リーンな燃料とな る固形物を得ることができる。 また、 この得られた固形物は、 物理 的、 化学的、 生物学的に安定化されているので、 長期貯蔵すること ができる。 さらに、 ガス爆発や粉じん爆発が発生しない、 安全な廃 棄物燃料を提供することができる。
    [0031] しかも、 各工程で充分な特性が得られていない場合には還流させ ているから、 品質の安定した固形物燃料を得ることができる。
    [0032] また、 この発明は、 廃棄物による固形物燃料に、 天然燃料を混合 した後、 圧縮成型加工あるいは造粒加工を行なう ことを特徵とする ハイプリ ッ ド燧料の製造方法である。
    [0033] この発明によれば、 ハイブリ ツ ド燃料には、 廃棄物燃料が一定の 割台で含有されているため従来の 1 0 0 %の天然燃料のコス トに比 ベて安価に製造することができる。 また、 固形物燃料には C a 0な どのアル力リ土類金属酸化物が含まれていることにより、 排ガスに 含まれる酸性ガスの吸収が行なわれて、 環境汚染のないク リーンな 燃料とすることができる。
    [0034] . このハイブリ ツ ド燃料は、 例えば簡易型ス トーブなどの小型ボイ ラー用の燃料として使用可能であると共に、 品位としては無煙炭に 近く なり、 さらに廃棄物による固形物燃料を含有しているから繊維 質が、 バイ ンダ一としての効果があり、 造粒しやすく なる。 発熱量 としては天然燃料と廃棄物による固形物燃料の中間の低品位石炭並 のカロリーを有し、 産業用燃料として充分使用可能であり、 種々な 燃料の多く の用途に使用できるものである。
    [0035] さらに、 この発明は、 都市ごみなどの廃棄物を廃棄物受入れ槽に 投入した後に焼却炉に投入して廃棄物を焼却する際、 前記廃棄物受 入れ槽にアルカ リ土類金属酸化物の前記廃棄物の特性に応じた添加 量を添加して合理的に物理 · 化学反応処理を行なう ことを特徵とす る廃棄物の焼却方法である。
    [0036] また、 都市ごみなどの廃棄物を廃棄物受入れ槽に投入した後、 第 1破砕機を経て焼却炉に投入して廃棄物を焼却する際、 前記廃棄物 受入れ槽および第 1破砕機の両方またはいずれか一方にアルカ リ土 類金属酸化物の前記廃棄物の特性に応じた添加量を添加して合理的 に物理 · 化学反応処理を行なう ことを特徴とする廃棄物の焼却方法 し'ある。
    [0037] 都市ごみなどの廃棄物を廃棄物受入れ槽に投入した後、 第 1破砕 機， 第 1選別機および第 2破砕機を経て焼却炉に投入して廃棄物を 焼却する際、 前記廃棄物の特性に応じて前記廃棄物受入れ槽， 第 1 破砕機および第 2破砕機のいずれかまたは複数箇所にアル力 リ土類 金属酸化物の適宜な量を添加して合理的に物理， 化学反応処理を行 なう ことを特徴とする廃棄物の焼却方法である。
    [0038] 都市ごみなどの廃棄物を廃棄物受入れ槽に投入した後、 第 1破砕 機， 第 1選別機， 第 2破砕機， 第 2選別機および混合聍留反応器を 経て焼却炉に投入して廃棄物を焼却する際、 前記廃棄物の特性に応 じて、 前記廃棄物受入れ槽， 第 1破砕機， 第 2破砕機および混合貯 留反応器のいずれかまたは複数箇所にアル力 リ土類金属酸化物の適 宜な量を添加して合理的に物理 · 化学反応処理を行なう ことを特徴 とする廃棄物の焼却方法である。
    [0039] 上記の発明によれば、 廃棄物受入れ槽， 第 1破砕機， 第 2破砕機 または混合貯留反応器までの処理工程でアル力リ土類金属酸化物を 適宜な量だけ添加して物理 · 化学反応処理を行なつて焼却炉に投入 して焼却処理を行なう ことにより、 化水による腐食を防止でき、 か つ塩化水素や硫黄酸化物などの酸性ガスを除外することができ、 高 効率でク リ ーンなエネルギーを得ることができる。 また石炭火カブ ラ ン トにおいてごみとの混焼を行なう場合にも効率的に適用可能で め
    [0040] 図面の簡単な説明 第 1図はこの発明を実施する一実施例の収集された廃棄物から固 形物 （燃料） を得ると共に、 中間生成物を焼却する概念的な工程図 を示すものである。
    [0041] 第 2図は、 第 1図に示された工程で得られた廃棄物による固形物 燃料と天然燃料を混合してハイブリ ッ ド燃料を製造する製造方法の 一実施例の工程図を示すものである。
    [0042] 発明を実施するための最良の形態
    [0043] この発明をより詳細に説明するために、 添付の図面に従ってこれ を説明する。
    [0044] 第 1図はこの発明を実施する一実施例の収集された廃棄物から固 形物を得ると共に、 中間生成物を焼却する概念的な工程図を示すも のである。
    [0045] 第 1図を参照するに、 例えば一般家庭あるいは事業所から排除さ れるごみなどの廃棄物 Gは、 紙， ダンボール， 纖維類などの可燃物 と、 鉄， アルミ， ガラス， 土などの不燃物と、 これに含まれる水分 などで構成されており、 トラッ ク， パッカー車などの運搬車などで 運ばれてきて、 一旦ピッ トなどからなる廃棄物受入れ槽 1に投入さ れる。 この廃棄物受入れ槽 1から必要な量だけ、 必要な時期に第 1 破砕機 3に投入される。
    [0046] 第 1破砕機 3は例えば油圧低速駆動型の引裂き破砕機で、 具体的 な構造は公知であるため、 詳細な説明は省略するが、 回転数がそれ ぞれ異なる 2または 3軸を有し、 各軸の外周にはそれぞれ複数の刃 力《備えられている。
    [0047] 而して、 投入された廃棄物 Gを、 回転数がそれぞれ異なる 2また は 3軸の回転引裂刃により く わえ込み、 引裂き、 強固なものまで突 き破って、 低速、 高トルクの油圧駆動によりゆっ く り引裂かれ、 本 体下部の排出口から排出される。 なお、 この第 1破砕機 3の駆動は 油圧駆動方式となっており、 可変吐出アキシャルピス ト ンポンプを 使用することにより、 通常負荷時は、 高速， 低トルクにて、 負荷増 大時に低速， 高トルク運転と負荷の必要に応じて軸回転数を可変と することができるため、 破砕負荷については、 常時最適状態にて運 転制御が可能となつている。
    [0048] この第 1破砕機 3で粗破砕された第 1廃棄物 G 1 は、 例えばベル トコンベアなどからなる第 1選別機 5に送られる。 この第 1選別機 5には磁選機が備えられていて、 この磁選機により鉄， 非鉄などの 金属が除去されると共に有害危険物などが除去される。 また、 第 1 選別機 5では、 ビン， ブロッ クなどの中粒無機物が選別されて除去 される。
    [0049] 第 1選別機 5で金属， 無機物が除去されると、 第 2廃棄物 G 2は 第 2破砕機 7に送られる。 第 2破砕機 7は例えばハンマ ミ ルなどか らなっており、 この第 2破砕機 7で廃棄物 G 2はさらに細かく破砕 される。
    [0050] この第 2破砕機 7で細かく破砕された第 3廃棄物 G 3は、 例えば 選別機， 篩分器， 比重差分離機などからなる第 2選別機 9に送られ る。 この第 2選別機 9では、 第 1選別機 5で除去しきれなかった钿 かな金属や無機物が除去されて、 第 4廃棄物 G 4が第 3破砕機 1 1 に送られる。 第 3破砕機 1 1は例えばリ ンググライダー ミ ルなどを 用い、 第 4廃棄物 G 4を更に钿破砕する。 た し、 第 2破砕機 7で 必要な破砕粒度が得られる場合には第 3破砕機 1 1 に投入せずに省 略してもよい。
    [0051] 第 2破砕機 7に第 1選別機 5で選別された第 2廃棄物 G 2と共に 適宜な量の C a 0などのアル力リ土類金属酸化物を含んだ添加材が 投入される。 このため第 2廃棄物 G 2は破砕されると共に、 アル力 リ土類金属酸化物である C a Oと均一に混合し接触される。 接触さ れると、 アルカ リ土類金属酸化物である C a 0が第 2廃棄物 G 2に 含まれている水分 （H 2 0 ) とが反応して C a ( O H ) 2 となり、 この C a ( O H ) 2 が固体である第 2廃棄物 G 2中に分散される。 この反応は第 2破砕機 7内ではじまり、 次の第 2選別機 9 , 第 3破 砕機 1 1を経て混合貯留反応器 1 3内で完了する。 このアルカ リ土 類金属酸化物である C a 0の投入量は廃棄物の投入量に対して 2 〜 5 %、 好ましく は 3 %程度を投入する。
    [0052] 第 3破砕機 1 1で細破砕された第 5廃棄物 G 5と適宜な量のアル 力リ土類金属酸化物である C a 0が混合貯留反応器 1 3に投入され る。 混合貯留反応器 1 3は例えば回転式 6角ミキサ， リボンミ キサ， あるいは移動スク リ ユー式攪拌機などからなっていて、 貯留されな がら一定時間混合される。 この混合貯留反応器 1 3を必要に応じて、 熱風や加熱チュ一ブでもつて加熱せしめることにより、 反応速度を 早く させることができる。 密閉状態下、 例えば温度 6 0 以上 1 〇 〇 以下で 1時間以上行なうのが好ま しい。
    [0053] この混合貯留反応器 1 3で反応して生成された第 6廃棄物 G 6 (第 1生成廃棄物） と必要に応じて適宜な量のアルカリ土類金属酸 化物である C a 0を含んだ添加材が混合脱気反応器 1 5に投入され て、 混合反応されると共に、 アンモニアなどを脱気する。 すなわち、 排気状態下、 前記温度より少なく とも 5 以上高い温度で 5分間以 上行なうのが好ま しい。 次いで、 反応された第 7廃棄物 G 7 (第 2 生成廃棄物） を圧縮成型機 1 7に投入して、 圧縮作用によって密度 を高めた上で、 押出して粒状に成型される。 この圧縮成型機 1 7で 粒状に成型された第 8廃棄物 G 8 (第 3生成廃棄物） は乾燥中和反 応器 1 9に投入される。 この乾燥中和反応器 1 9では、 温度を 1 3 0 〜 2 3 0 まで上げ、 殺菌を行ない、 熱化学変化を完了させると 共に、 水分を除く と同時に、 添加材のアルカリ （C a C o H ) 2 な どを c o 2 ガスで中和し固化させることによつて固形物 Sが得られ る。
    [0054] こ う して得られた固形物 Sは、 必要に応じて篩分器 2 1で篩分き れて固形物燃料と して取り出きれたり、 あるいは土木建築資材用素 材として取り出されて使用されて産業界に広く適用されるものであ o すなわち、 混合貯留反応器 1 3から乾燥中和反応器 1 9までの間 で次のような作用が生じる。
    [0055] 有機質中に含まれる蛋白質， 糖質， 脂質は熱とアルカ リの作用に よって変性し、 一部は加水分解される。 アルカ リの作用と機械的作 用により、 紙， 木材， 植物残渣などが、 繊維状にほぐれると共に細 菌は死滅する。
    [0056] また、 有機質の腐敗または分解によって生じた酸性物質 （H n S , 有機酸など） は中和され、 アンモニアは揮発すると共に、 水分が蒸 発し、 残物は乾燥される。
    [0057] 未反応 C a ( O H ) 2 は乾燥中和反応器 1 9内で乾燥用ガス中の C 0 0 で中和され、 不溶性の C a C O。 が生ずる。
    [0058] 最終的には、 添加材は脱水と C a C 0 3 生成で固結し、 他の物質 を結びつけ、 微粒化された廃棄物は低水分と C a ( O H ) „ のアル 力 リ性により生物学的に安定化される。
    [0059] このようにして得られた粒状の廃棄物は、 必要に応じて篩分器 2 1で篩分されて固形物としての固形物燃料 Sが取り出されるのであ る c
    [0060] この篩分器 2 1で篩分された固形物のうち、 一定の大きさより小 さな粉体は、 一定の大きさを满足していないため、 必要に応じて混 合聍留反応器 1 3に還流されて再度投入される。
    [0061] 前記混合貯留反応器 1 3で貯留されながら混合された第 6廃棄物 G 6は、 混合脱気反応器 1 5に投入される前に、 品質の安定化がチ エ ッ クされて、 一定の品質に達成していなければ、 混合貯留反応器 1 3に還流される。 この還流される比率は、 混合聍留反応器 1 3に おける反応時間， 反応条件により異なるが、 最大 5 0 %還流させれ ば十分である。 要は第 6廃棄物 G 6の品質が一定の品質を满足する と、 混合脱気反応器 1 5に投入される。
    [0062] また、 混合脱気反応器 1 5で反応された第 7廃棄物 G 7は、 圧縮 成型機 1 7に投入される前に、 一定の反応達成率が維持されている がどうかのチヱックが行なわれて、 一定の反応達成率が達成されて いなければ、 混合貯留反応器 1 3に還流される。 したがって、 一定 の反応達成率を維持した第 8廃棄物 G 8だけが圧縮成型機 1 7に投 入されるのである。
    [0063] このように、 混合貯留反応器 1 3で反応された第 6廃棄物 G 6， 混合脱気反応 1 5で反応された第 7廃棄物 G 7あるいは乾燥中和反 応器 1 9で乾燥 · 中和されて篩分器 2 1で篩分された固形物が、 一 定の物質的組成、 一定の反応達成率および一定の大きさになるまで 何回でもフィ 一 ドバックされるようにしてあるから、 最終的に得ら れる固形物 （燃料） は均質でク リーンな燃料として取り出すことが できる。
    [0064] 第 2破砕機 7から混合脱気反応器 1 5までの工程で、 アルカ リ土 類金属酸化物である C a 0を含んだ添加材を、 その各段階で必要な 量だけ投入し、 化学反応させて、 腐敗性、 悪臭を取り除く と共に、 生物学的に安定化してあるから、 得られた固形物を燃料として長期 貯蔵することができると共に、 メ タンガスが発生してガス爆発など が起きることなく、 安全な燃料として使用することができる。
    [0065] 前記圧縮成型機 1 7で加熱圧縮成型された中間生成物である第 8 廃棄物 G 8の性状は、 燃料製造の場合と土木建築資材用素材製造の 場合と異なる。 これは圧縮成型器 1 7の機械的な性能または部品の 交換等によつて選択することは容易である。 燃料を目的とする場台 でも石炭との混焼など流動床式ボイラーに投入する場合とス トー力 一型ボイラーに投入する場合と、 その性状を選択することが必要と なる。 本実施例では、 とく に流動床式ボイラーに適した燃料として 製造する；とが機械的に負荷が少なく燃焼特性から見ても効果的で あることを確認している。 概ね 5 mm〜 l 0 mmの粒状に製造すること が機械的に容易であり、 かつ効果的である。
    [0066] 上述した廃棄物 Gを廃棄物受入れ槽 1へ投入してから乾燥中和反 応器 1 9までの処理工程を経て固形物 Sを製造するに際して、 廃棄 物受入れ槽 1 または第 1破砕機 3に、 アルカリ土類金属酸化物とし ての例えば C a 0を、 脱臭および腐敗驍酵の抑制等を目的として都 巿ごみなどの廃棄物 Gに対して添加して物理 · 化学反応処理が行な われる。 この場台、 C a 0の添加量は全添加量の 0〜 3 0 %程度が 好ま しい。 3 0 %を越えても余り効果を発揮するものではない。 すなわち、 実際に、 廃棄物受入れ槽 1または第 1破砕機 3に C a 0を投入することによって、 これまでのこの種の施設が共通して克 服しなければならなかった都市ごみの受入貯留施設からの悪臭の発 生等を防ぐことができる。 そしてカルシウムの作用によって腐敗♦ 驟酵、 昆虫の発生などを抑制する効果がある。
    [0067] また、 都市ごみの解砕を行なう第 1破砕機 3においても事前に力 ルシゥ厶が投入されることによって、 悪臭の防止、 さ らには嫌気性 醱酵物の付着によるブラン トの腐食などを防止することができる。 廃棄物受入れ槽 1への投入量は全投入量の 1 0 %〜 2 0 %の範囲で 行なう ことが望ま しい。
    [0068] また、 前記第 1選別機 5で選別された第 2廃棄物 G 2を第 2破砕 機 7に投入する際に、 C a 0も一緒に投入して、 混合および第 1次 の C a 0による化学反応を行なわしめる。 この場合における C a O の添加畺は、 全添加量の 0〜 5 0 %を添加して物理 ·化学反応処理 するのが望ま しい。
    [0069] 第 2破砕機 7に投入する目的は、 第 2破砕機 7内において C a 0 とごみが均一に混合すると同時に固体と固休の接触を機械的に行な い、 C a Oによる反応を促進させることができる。 従来この種の破 砕工程から発生する都市ごみの粉じんは、 生物学的に活性なもので あり、 かつ病原菌による環境への影響が少なからず認められている。 この点で、 第 2破砕機 7内に C a Oを投入することによって反応を 促すばかりではなく 、 工場内における労働環境の改善に著しい効果 をあげることができる。
    [0070] C a 0の添加率は全投入量の 1 0 %〜 2 0 %が普通である力；'、 場 合によっては 5 0 %までを投入することが妥当である。
    [0071] さらに、 前記混合貯留反応器 1 3に第 3破砕機 1 1で粉砕された 第 5廃棄物 G 5を投入すると同時に C a 0を投入してもよい。 この 場合における C a 0の添加量は全添加量の 2 0 %〜 1 0 0 %が望ま しい。 この工程で C a 0を投入する目的は C a Oによる反応を完結 するためのものである。
    [0072] 場合によっては、 廃棄物受入れ槽 1 , 第 1破砕機 3， 第 2破砕機 7および混合貯留反応器 1 3の複数箇所に C a 0を適宜な添加量で もって添加することも可能である。
    [0073] したがって、 C a 0を添加し、 都市ごみと反応させ、 物理 · 化学 反応処理で安定な物質に転換し、 かつアンモニアなどの N 0 X成分 をごみの中から除外するための工程である。 圧縮成型された粒状の 中間生成物は、 加熱と C a 0の発熱反応によって 5 0 以上の温度 を持っている。
    [0074] これを次の乾燥工程において水分を除き、 かつカルシウムと燃焼 ガス中の炭酸ガスとの反応によって固化し、 取扱い易い固形物がで きる。 これはこのまま燃料として用いることができる。
    [0075] 日本の都市ごみの実施例では、 キログラム当りの低位発熱量が 4 0 0 0 k ca l 近く になり、 ョ一ロッパの実施例では 3 5 0 0 k ca l になり、 いずれにしても石炭ボイラーによって混焼するのに最適な 物理 · 化学的性状と生物学的に安定した貯留特性を持つ燃料となる c 次に、 上述した廃棄物 Gを廃棄物受入れ槽 1に投入してから乾燥 中和反応器 1 9までの処理工程を経て固形物 Sが得られるが、 前記 廃棄物受入れ槽 1 , 第 1破砕機 3 , 第 2破砕機 7および混合貯留反 応器 1 3に添加する C a 0の全添加量は、 次の手段で決定するのが 好ま しいものである。
    [0076] すなわち、 都市ごみなどの廃棄物 Gを 1 0 0 %とし、 この廃棄物 G中には、 分析すると、 水分， プラスチック， 無機物および資源化 物が含有されている。 そして、 水分を乾燥機などを使用して W %、 プラスチッ ク， 無機物および資源化物をそれぞれ通常の分析法であ る目視手選分析で P, M, R%を脷定することによって、 有機物 U. %は、 U = 1 0 0— (W + P + M + R ) に基づいて算出される。
    [0077] C a 0の添加量 Aは、 A = K x U (但し、 K : 定数） となり、 し かも、 Kは P , Wの関数である K = f ( P , W) で表されると共に、 C a Oの添加率を決定する補正項であって、 プラスチッ クの混入率 ( P ) と水分率 （W) の比率によって決定されるものである。 原理 的にはプラスチッ クなどに含まれるごみ中の塩素に対して、 燃焼過 程でこれを中和するに必要な C a Oの添加量を算出することによつ て補正する項である。
    [0078] 本実施例においては世界各国のごみ質に対して適応性を調査した 結果、 K - 0. 2〜 1. 2の範囲で最適な添加率を決定する方法を 規定するものである。
    [0079] Wの項は水分が過剰である場合に、 有機質に対する C a Oの有効 添加率を補正するものである。
    [0080] この C a 0の添加率 A%を基にすると、 廃棄物受入れ槽 1 または 第 1破砕機 3では 1〜 2 %を、 第 2破砕機 7では 2 %程度、 混台貯 留反応器 1 3では 1〜 5 %の C a 0を添加して物理♦ 化学反応処理 するのが望ま しいものである。 このように、 廃棄物 Gを処理する各 処理工程で C a 0を添加して物理的および化学的に処理することに より、 生物学的に安定した固形物 S としての燃料または土木建築資 材用素材を得ることができる。
    [0081] なお、 上記の実施例ではアル力リ土類金属酸化物として C a 0を 列にとって説明した力《、 この C a 0に M g 0を混入したものでもよ く 、 また M g 0だけであっても、 さ らに C a (O H) 2 またはその 混台物を用いてもよい。
    [0082] 次に、 前述した製造方法によって得られた廃棄物による固形物燃 料 S と、 主と して石炭を使用する天然燃料 Nとの混合によってハイ プリ ッ ド燃料が得られる製造方法を第 2図を用いて説明する。 第 2 図において、 廃棄物による固形物燃料 S.は粉砕機 2 3に投入されて、 この粉砕機 2 3にてさらに細かい粒度に破碎される。 この粉砕機 2 3で破砕された細かな粒状の固形物燃料は比重差分離機 2 5に投入 され、 この比重差分離機 2 5でガラス， 鉄くずなどの不純物 （不燃 物） がさらに餘去される。
    [0083] 前記比重差分離機 2 5で不純物が除去された粒状の固形物燃料は 混合器 2 7に投入されると共に、 この混合器 2 7に主として石炭で ある天然燃料 Nが投入される。 したがって、 この混合器 2 7におい ては、 粒状の固形物燃料と天然燃料 Nとが一定の割合で一定時間混 合処理される。
    [0084] 前記混合器 2 7で混合処理された混合物は、 例えば圧縮成型機 2 に投入されて圧縮成型され、 さらに乾燥器 3 1で一定の条件下で 乾燥処理が行なわれることによって例えば豆炭や練炭程度の大きさ からなる固形物のハィブリ ッ ド燃料 H A が得られることになる。
    [0085] 前記混合器 2 7で混合処理された混合物は、 場合によっては造粒 機 3 3に投入される。 この造粒機 3 3には水または C a ( O H ) 2 が添加されて一定条件下で造粒される。 さらに乾燥器 3 5で一定条 件下で乾燥処理されることによって、 廃棄物による固形物燃料 Sを 芯にして外周部に天然燃料 Nの層が付着し例えば大豆程度の大きさ からなる粒状の造粒物ハイブリ ッ ド燃料 H B が得られることとなる。
    [0086] このようにして得られた固形物ハイプリ ッ ド燃料 H A や造粒物ハ ィブリ ッ K H B は、 廃棄物による固形物燃料 Sが一定の割合で含有 されているから、 従来の 1 0 0 %の天然燃料 Nのコス トに比べて安 価に製造することができると共に、 天然燃料 N中に含まれている硫 黄や塩素の燃焼によつて生ずる酸性ガスは廃棄物による固形物燃料 Sに含有している C a 0との反応で吸収される。
    [0087] このように、 廃棄物による固形物燃料 Sが一定の割合で含有され ていると共に、 固形物燃料 Sには C a 0が含まれていることにより、 排ガスのク リ一ニングが行なわれて環境汚染のないク リーンな燃料 となる。
    [0088] このハイプリ ッ ド燃料は、 例えば簡易型ス トーブなどの小型ボイ ラー用の燃料と して使用可能であると共に、 品位としては無煙炭に 近く なり、 さらに廃棄物による固形物燃料 Sを含有しているから繊 維質となり、 バイ ンダーと しての効果があり、 造粒し易く なる。 力 口 リーと しては天然燃料 Νと廃棄物による固形物燃料 Sの中間の低 品位石炭並のカロリーを有し、 燃料と して充分使用可能であり、 種 々な燃料の多く の用途に使用できるものである。
    [0089] 上述した廃棄物 Gを廃棄物受入れ槽 1へ投入してから乾燥中和反 応器 1 9までの処理工程で得られる中間生成物を第 1図に示した焼 却炉 3 7に投入して焼却することができる。
    [0090] また、 廃棄物 Gを廃棄物受入れ槽 1 に必要な量だけ投入すると共 に、 その必要な量に応じ、 かつ廃棄物 Gの特性に応じて C a 0を適 宜な添加量だけ添加して物理 · 化学反応処理を行なつた後に、 第 1 破砕機 3に投入することなく 、 点線で示したごとく、 直接焼却炉 3 7に投入して焼却処理しても廃棄物受入れ槽 1でのごみの腐敗化を' 防止すると共に、 燃焼過程での酸性ガスの吸収を効果的に行わせる ことが可能である。
    [0091] さらに、 前記第 1破砕機 3にて C a 0を適宜な量だけ投入して物 理 ·化学反応処理を行ない、 第 1廃棄物 G 1を、 第 1選別機 5へ流 すことなく、 点線で示したごとく、 直接焼却炉 3 7に投入して焼却 処理しても高効率なク リーンな燃焼を行なう ことができる。
    [0092] また前記第 2破砕機 7にて C a 0を適宜な量だけ投入して、 物理 • 化学反応処理を行ない、 第 3廃棄物 G 3を第 2選别機 9へ流すこ となく、 点線で示したごとく、 直接焼却炉 1 3に投入して焼却処理 しても高効率なク リーンな燃焼を行なう ことができる。
    [0093] 産業上の利用可能性
    [0094] 以上のように、 この発明にかかる廃棄物による固形物の製造方法 によって得られた固形物 Sは、 まず燃料と して有効に活用されると 共に、 燃料費のコス トダウンが図ら lる。 また天然燃料と混合する ことによって、 天然燃料の使用量が減らされる。 また、 この固形
    [0095] Sの燃料を直接焼却炉 3 7に投入することによってク リーンな燃焼 を行ない、 そのエネルギーの活用が図られる。 さらに、 得られた固 形物 Sは燃料以外に土木建築資材の素材などに有効に利用される。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    1. 都市ごみなどの廃棄物を廃棄物受入れ槽 （ 1 ) に投入した後、 铕 1破砕機 （ 3 ) , 第 2破砕機 （ 7 ) , 混合聍留反応器 （ 1 3) を 経て乾燥中和反応器 （ 1 9 ) で乾燥固化して固形物を製造する際に アルカ リ土類金属酸化物の前記廃棄物の特性に応じた添加量を添加 して合理的に物理 ·化学反応処理を行なう ことを特徴とする廃棄物 による固形物の製造方法。
    2. 前記廃棄物受入れ槽 （ 1 ) または第 1破砕機 （ 3) において、 前記廃棄物に対してアル力 リ土類金属酸化物の全添加量の 0〜 3 0 %を添加して物理 · 化学反応処理することを特徴とする請求項 1記 載の廃棄物による固形物の製造方法。
    3. 前記第 2破砕機 （ 7 ) において、 前記廃棄物に対してアルカ リ 土類金属酸化物の全添加量の 0〜 5 0 %を添加して物理 · 化学反応 処理することを特徴とする請求項 1記載の廃棄物による固形物の製 造方法。
    4. 前記混合貯留反応器 （ 1 3 ) において前記廃棄物に対してアル 力 リ土類金属酸化物の全添加量の 20〜 1 0 0 %を添加して物理 · 化学反応処理を行なうことを特徴とする請求項 1記載の廃棄物によ る固形物の製造方法。
    5. 前記廃棄物受入れ槽 （ 1 ) ， 第 1破砕機 （ 3) , 第 2破砕機 ( 7 ) および混合貯留反応器 （ 1 3 ) の複数箇所においてアル力リ 土類金属酸化物の全添加量を適宜な比率で添加して物理化学的反応 処理することを特徴とする請求項 1記載の廃棄物による固形物の製 造方法。
    6. 廃棄物にアル力リ土類金属酸化物を添加して固形物を製造する に際して、 前記廃棄物を構成する水分 W%, プラスチッ ク P %, 無 機物 M%および資源化物 R%を分析測定して、 11 = 1 0 0 - （W + P +M + R) に基づき有機物 U%を算出すると共に、 アルカリ土類 金厲酸化物の最適な添加量 Aを、 A = K X U [但し、 K = f ( P , 2/01771 PCT/JP91/00961
    20 ~ -
    W) ] を基にし決定して廃棄物にアルカリ土類金属酸化物を添加す ることを特徴とする廃棄物による固形物の製造方法。
    7. 前記 Kの値を 0. 0 2〜 0. 1 2の範囲とすることを特徵とす る請求項 6記載の廃棄物による固形物の製造方法。
    8. 予め細破砕された廃棄物と適宜な量のアル力リ土類金属酸化物 を含んだ添加材を混合貯留反応器 （ 1 3 ) に投入して混合 ·反応を 行なった後、 反応された第 1生成廃棄物を混合脱気反応器 （ 1 5 ) に投入し、 適宜な量のアル力 リ土類金属酸化物を含んだ添加材を必 要に応じて添加し、 混合反応および反応生成ガスの脱気を行ない、 反応された第 2生成廃棄物を圧縮成型器 （ 1 7) に投入して圧縮成 型を行ない、 次いで、 圧縮成型された第 3生成廃棄物を乾燥中和反 応器 （ 1 9 ) に投入して乾燥中和反応を行ない、 さらに必要に応じ て篩分器にて篩分して固形物を得ることを特徴とする廃棄物による 固形物の製造方法。
    9. 前記混合貯留反応器 （ 1 3 ) における反応を密閉状態下、 温度 60 以上 1 0 ◦て以下で 1時間以上行ない、 混合脱気反応器 （ 1 5 ) における反応を排気状態下、 前記温度より少なく とも 5 以上 高い温度で 5分間以上行なう ことを特徴とする請求項 8記載の廃棄 物による固形物の製造方法。
    1 0. 予め細破砕された廃棄物とするために、 廃棄物を第 1破砕機 ( 3) で粗破砕すると共に不燃物を選別除去し、 次いで破砕された 廃棄物に適宜な量のアル力リ土類金属酸化物を含んだ添加材を投入 し、 第 2破砕機 （7 ) で破砕すると共に不燃物を選別除去し、 必要 に応じて第 3破碎機 （ 1 1 ) で破砕して細破砕された廃棄物とする ことを特徵とする請求項 8記載の廃棄物による固形物の製造方法。
    1 1. 前記反応された第 1生成廃棄物、 前記脱気反応された第 2生 成廃棄物、 あるいは前記篩分器 （ 2 1 ) にて篩分された粉体の廃棄 物を必要に応じてかつ、 必要な量だけ前記混合貯留反応器 （ 1 3 ) に還流することを特徵とする請求項 8記載の廃棄物による固形物の 製造方法。
    1 2. 廃棄物による固形物 （ S ) に、 天然燃料 （N) を混合した後、 圧縮成型加工あるいは造拉加工を行なって、 ハイプリ ッ ド燃料を得 ることを特徴とする廃棄物による固形物の製造方法。
    1 3. 都市ごみなどの廃棄物を廃棄物受入れ槽 （ 1 ) に投入した後 に焼却炉 （ 3 7 ) に投入して廃棄物を焼却する際、 前記廃棄物受入 れ槽 （ 1 ) にアルカ リ土類金属酸化物の前記廃棄物の特性に応じた 添加量を添加して合理的な物理 ·化学反応処理を行なう ことを特徴 とする廃棄物の焼却方法。
    1 4. 都市ごみなどの廃棄物を廃棄物受入れ槽 （ 1 ) に投入した後、 第 1破砕機 （ 3 ) を経て焼却炉 （ 3 7 ) に投入して廃棄物を焼却す る際、 前記廃棄物受入れ槽 （ 1 ) および第 1破砕機 （ 3 ) の両方ま たはいずれか一方にアル力リ土類金属酸化物の前記廃棄物の特性に 応じた添加量を添加して合理的に物理 ·化学反応処理を行なう こと を特徴とする廃棄物の焼却方法。
    1 5. 都市ごみなどの廃棄物を廃棄物受入れ槽 （ 1 ) に投入した後、 第 1破砕機 （ 3) , 第 2選別機 （ 5) および第 2破砕機 （ 7 ) を経 て焼却炉 （ 37 ) に投入して廃棄物を焼却する際、 前記廃棄物受入 .れ槽 （ 1 ) , 第 1破砕機 （ 3 ) および第 2破砕機 （ 7 ) の複数箇所 またはいずれかにアル力リ土類金属酸化物の前記廃棄物の特性に応 じた添加量を添加して合理的に物理 · 化学反応処理を行なうことを 特徴とする廃棄物の焼却方法。
    1 6. 都市ごみなどの廃棄物を廃棄物受入れ槽 （ 1 ) に投入した後、 第 1破碎機 （ 3) , 第 1選別機 （ 5) ， 第 2破砕機 （ 7 ) , 第 2選 別機 （ 9 ) および混合貯留反応器 （ 1 3 ) を経て焼却炉 （ 37 ) に 投入して廃棄物を焼却する際、 前記廃棄物受入れ槽 （ 1 ) 、 第 1破 砕機 （ 3) 、 第 2破砕機 （ 7 ) および混合貯留反応器 （ 1 3 ) の複 数箇所またはいずれかにアル力 リ土類金属酸化物の前記廃棄物の特 性に応じた添加量を添加して合理的に物理 · 化学反応処理を行なう ことを特徵とする廃棄物の焼却方法。 .
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    CN104837964B|2018-07-27|产生具有减少的氯含量的工程化燃料原料的系统和方法
    US5685153A|1997-11-11|Efficient utilization of chlorine and/or moisture-containing fuels and wastes
    US5975439A|1999-11-02|Municipal solid waste processing facility and commercial ethanol production process
    EP0262144B1|1989-03-29|Verfahren zur rückgewinnung von verwertbarem gas aus müll
    US4026678A|1977-05-31|Process for treating municipal wastes to produce a fuel
    US5407817A|1995-04-18|Municipal solid waste processing facility and commercial ethanol production process
    CN101274331B|2013-01-30|生活垃圾处理方法
    US7772453B2|2010-08-10|Method for the recycling of municipal solid wastes
    CN101963358B|2013-05-15|一种油田固体废物联合处理方法
    CN101839488B|2012-01-11|一种可燃固体废物回转窑气化焚烧方法
    CN101215488B|2011-09-07|有机垃圾与污泥混合的固体燃料及其制备方法
    CN101352721B|2011-07-27|一种连续化处理生活垃圾的方法
    JP2013231183A|2013-11-14|Ｓｒｆ材料が存在する出発組成物から得られた焙焼固体燃料の全塩素含量の低減方法
    US9776224B2|2017-10-03|Method of utilizing refuses in urban and rural
    JP2008519687A|2008-06-12|スラリーの脱水及びバイオソリッドの再生可能燃料への変換
    US5429645A|1995-07-04|Solid fuel and process for combustion of the solid fuel
    JP2006082045A|2006-03-30|ごみの再資源化のための処理方法とその装置
    US5506123A|1996-04-09|Municipal solid waste processing facility and commercial lactic acid production process
    WO2015062458A1|2015-05-07|一种固液分开及有机物与无机物分开垃圾处理方法和装置
    CN101899349B|2013-04-10|一种农林废弃物/生活垃圾制备固型再生清洁燃料的方法
    WO2009023557A2|2009-02-19|Waste processing process
    JP5495346B2|2014-05-21|汚泥の固形燃料化プラント
    CN102076833A|2011-05-25|用于取代烧煤工厂中的煤的工程燃料原料
    CN101844859B|2012-01-25|一种污泥的蒸汽低温热调质干化成套处理装置及方法
    EP1502667A1|2005-02-02|Municipal waste briquetting system and method of filling land
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1992-02-06| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): CA FI KR US |
    1992-02-06| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB NL SE |
    1993-05-20| NENP| Non-entry into the national phase in:|Ref country code: CA |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    [返回顶部]