JP2011178850A - Method and apparatus for recycling waste - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンピュータ、携帯電話機、電線や混合ごみ等の廃棄物を、過熱蒸気を用いて再資源化処理する再資源化方法および再資源化装置に関する。 The present invention relates to a recycling method and a recycling apparatus for recycling a waste such as a computer, a mobile phone, an electric wire, and mixed waste using superheated steam.
都市で大量に廃棄されるコンピュータや携帯電話機等の電化製品の中には、レアメタル等の希少資源の他、鉄、銅、鉛やアルミニウム等の有用資源が含まれており、これを再資源化して有効活用することが望まれている。これらの有用資源の再資源化のためは、電化製品のプリント配線基板のような金属と樹脂成形品との複合物から、金属と樹脂成形品とを分別回収することが必要となる。 Electrical appliances such as computers and mobile phones that are disposed of in large quantities in the city contain rare resources such as rare metals, as well as useful resources such as iron, copper, lead, and aluminum. It is hoped that it will be used effectively. In order to recycle these useful resources, it is necessary to separate and recover the metal and the resin molded product from the composite of the metal and the resin molded product such as the printed wiring board of the electric appliance.
ところが、実際にはこのような複合材からの分別回収は容易ではなく、特に、携帯電話機等の小型の電化製品から細かな有用資源を回収することは困難である。そのため、従来、再資源化には膨大な人件費が掛かり、人件費に見合う分の利益の回収が見込めないことから、回収を断念しているのが実情である。 However, in practice, it is not easy to separate and collect from such a composite material. In particular, it is difficult to recover fine useful resources from small electrical appliances such as mobile phones. For this reason, in the past, recycling has been enormous in labor costs, and it is not possible to recover profits commensurate with labor costs.
ところで、本出願人は、過熱蒸気をキルン炉内に吹き込むことにより、処理対象物を乾燥または熱分解する熱処理装置を開発している(特許文献1参照。)。この熱処理装置では、キルン炉から排出される排気ガス中の可燃分を燃焼させる際の燃焼熱によりキルン炉の予熱を外周面から行い、キルン炉内の温度を所定温度以上に維持して、過熱蒸気の吹き込みによる乾燥または熱分解を効率良く行うことが可能となっている。 By the way, the present applicant has developed a heat treatment apparatus that dries or pyrolyzes an object to be treated by blowing superheated steam into a kiln furnace (see Patent Document 1). In this heat treatment device, preheating of the kiln furnace is performed from the outer peripheral surface by the combustion heat when combustible components in the exhaust gas discharged from the kiln furnace are combusted, and the temperature in the kiln furnace is maintained at a predetermined temperature or higher to overheat. It is possible to efficiently perform drying or thermal decomposition by blowing steam.
前述のように、従来、有用資源の再資源化には、まず廃棄物から金属と樹脂成形品等のように資源を分別する必要があり、人件費に見合う分の利益の回収が見込めない。そのため、再資源化は断念され、埋め立て処分されているという問題がある。 As described above, conventionally, in order to recycle useful resources, it is necessary to first separate resources from waste, such as metal and resin molded products, and it is not possible to recover profits commensurate with labor costs. Therefore, there is a problem that recycling is abandoned and landfilled.
一方、本出願人は、特許文献1に記載の熱処理装置を開発しており、この熱処理装置では一般家庭、工場や料理店等で発生する生ごみ、使用済み紙おむつ、廃プラスチックおよびその他のプラスチック等を炭化することが可能である。 On the other hand, the present applicant has developed a heat treatment apparatus described in Patent Document 1, and in this heat treatment apparatus, garbage generated in ordinary households, factories, restaurants, etc., used paper diapers, waste plastics and other plastics, etc. Can be carbonized.
そこで、本発明においては、この特許文献1に記載のような熱処理装置を応用して、コンピュータ、携帯電話機、電線や混合ごみ等の廃棄物を、過熱蒸気を用いて再資源化処理する再資源化方法および再資源化装置を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, the heat treatment apparatus as described in Patent Document 1 is applied to recycle resources such as computers, mobile phones, electric wires, and mixed waste, which are recycled using superheated steam. An object is to provide a recycling method and a recycling apparatus.
本発明の廃棄物の再資源化方法は、過熱蒸気を吹き込むことにより炉内温度を200℃〜800℃に維持したキルン炉内に廃棄物を供給し、熱処理することを特徴とする。また、本発明の廃棄物の再資源化装置は、過熱蒸気を吹き込むことにより炉内温度が200℃〜800℃に維持され、供給される廃棄物を熱処理するキルン炉を有するものである。 The waste recycling method of the present invention is characterized in that waste is supplied into a kiln furnace maintained at a furnace temperature of 200 ° C. to 800 ° C. by blowing superheated steam and heat-treated. In addition, the waste recycling apparatus of the present invention has a kiln furnace in which the temperature in the furnace is maintained at 200 ° C. to 800 ° C. by blowing superheated steam, and the supplied waste is heat-treated.
これらの発明によれば、コンピュータ、携帯電話機、電線や混合ごみ等の廃棄物は、レアメタル、鉄、銅、鉛やアルミニウム等の金属を除く炭素のみが熱分解されて炭化または気化される。あるいは、炭素を含まない無機物が熱分解または気化される。すなわち、本発明の廃棄物の再資源化方法によれば、廃棄物が金属と樹脂成形品等の複合物であっても、そのままキルン炉内に供給することで、樹脂成形品等の炭素のみが炭化または気化され、あるいは無機物が熱分解または気化される。これにより、金属のみを容易に分別して取り出し、金属や炭化物として再資源化することが可能となる。また、気化した炭素は回収して再資源化することが可能となる。 According to these inventions, wastes such as computers, mobile phones, electric wires, and mixed waste are carbonized or vaporized by pyrolyzing only carbon except metals such as rare metals, iron, copper, lead, and aluminum. Or the inorganic substance which does not contain carbon is thermally decomposed or vaporized. That is, according to the waste recycling method of the present invention, even if the waste is a composite such as a metal and a resin molded product, it is supplied to the kiln furnace as it is, so that only carbon such as a resin molded product is obtained. Is carbonized or vaporized, or the inorganic substance is thermally decomposed or vaporized. This makes it possible to easily separate and take out only the metal and recycle it as metal or carbide. In addition, the vaporized carbon can be recovered and recycled.
ここで、さらにキルン炉から排出される排気ガスをキルン炉の外周面に備える燃焼炉に導入し、排気ガス中の可燃分を燃焼させて脱臭を行う構成とすることが望ましい。これにより、排気ガスの燃焼熱によりキルン炉の予熱を外周面から行い、キルン炉内の温度を所定温度以上に維持して、過熱蒸気の吹き込みによる廃棄物の熱処理を効率良く行うことができる。 Here, it is desirable that the exhaust gas discharged from the kiln furnace is further introduced into a combustion furnace provided on the outer peripheral surface of the kiln furnace to deodorize by burning the combustible component in the exhaust gas. Thereby, the kiln furnace is preheated from the outer peripheral surface by the combustion heat of the exhaust gas, the temperature in the kiln furnace is maintained at a predetermined temperature or higher, and the heat treatment of the waste by blowing superheated steam can be performed efficiently.
ここで、廃棄物がセルロースを含むものであり、炉内温度を200℃〜300℃とすれば、廃棄物に含まれるセルロースをセルロース炭化物として再資源化することができる。 Here, if the waste contains cellulose, and the furnace temperature is 200 ° C. to 300 ° C., the cellulose contained in the waste can be recycled as cellulose carbide.
また、廃棄物が油分またはプラスチックを含むものであり、炉内温度を300℃〜450℃として油分またはプラスチックを気化させることで、金属から可燃物である油分またはプラスチックを分離することができ、金属のみを容易に取り出して再資源化することが可能となる。また、気化した油分またはプラスチックは回収して再資源化することができる。 Also, the waste contains oil or plastic, and the temperature inside the furnace is set to 300 ° C to 450 ° C to vaporize the oil or plastic, so that the combustible oil or plastic can be separated from the metal. It is possible to easily take out only and recycle it. The vaporized oil or plastic can be recovered and recycled.
また、炉内温度を450℃〜800℃として廃棄物に含まれる炭素を炭化すれば、廃棄物に含まれる炭素はリグニン分解され、完全に炭化し、炭化物として再資源化することができる。 Further, if carbon in the waste is carbonized at a furnace temperature of 450 ° C. to 800 ° C., the carbon contained in the waste can be lignin decomposed, completely carbonized, and recycled as carbide.
(1)過熱蒸気を吹き込むことにより炉内温度を200℃〜800℃に維持したキルン炉内に廃棄物を供給し、熱処理することにより、廃棄物が金属と樹脂成形品等の複合物であっても、そのままキルン炉内に供給することで、金属のみを容易に分別して取り出し、金属や炭化物として再資源化することが可能となり、低コストでの再資源化を実現できる。 (1) Waste is supplied to a kiln furnace maintained at 200 to 800 ° C. by blowing superheated steam and heat-treated, so that the waste is a composite such as a metal and a resin molded product. However, by supplying it as it is into the kiln furnace, it is possible to easily separate and take out only the metal and to recycle it as metal or carbide, thereby realizing low-cost recycling.
(2)キルン炉から排出される排気ガスをキルン炉の外周面に備える燃焼炉に導入し、排気ガス中の可燃分を燃焼させて脱臭を行うことにより、キルン炉内の温度を所定温度以上に維持して、過熱蒸気の吹き込みによる廃棄物の熱処理を効率良く行い、燃焼熱を有効に利用することが可能となるので、省エネルギでの再資源化を実現できる。 (2) The exhaust gas discharged from the kiln furnace is introduced into a combustion furnace provided on the outer peripheral surface of the kiln furnace, and the temperature in the kiln furnace is increased to a predetermined temperature or more by burning the combustible components in the exhaust gas and performing deodorization. Therefore, it is possible to efficiently heat-treat the waste by blowing superheated steam and effectively use the combustion heat, so that it is possible to realize resource saving with energy saving.
図1において、本発明の実施の形態における廃棄物の再資源化装置1は、水を加熱して蒸気を発生させる蒸気発生装置としてのボイラ10と、このボイラ10により発生させた蒸気を加熱して超高温の過熱蒸気を発生させる蒸気加熱器としてのスーパーヒータ11と、処理しようとする廃棄物を熱処理するキルン炉12と、キルン炉12へ廃棄物を供給する原料供給装置としてのホッパ13と、乾燥または熱分解処理された廃棄物を排出する排出装置14と、キルン炉12から排出される排気ガス中の可燃分を燃焼させて脱臭を行う脱臭炉15とを備える。
In FIG. 1, a waste recycling apparatus 1 according to an embodiment of the present invention heats water generated by a
ボイラ10は、水を加熱して10kg/cm2以下の蒸気を発生するものである。ボイラ10により発生させた蒸気は、蒸気配管20によって蒸気加熱器11へ供給される。蒸気加熱器11は、蒸気配管20によって供給された蒸気をさらに加熱して200〜1000℃の超高温の過熱蒸気とするものである。
The
蒸気加熱器11により発生させた過熱蒸気は、過熱蒸気配管21によってキルン炉12へ供給され、炉内温度を200℃〜800℃に維持する。なお、ボイラ10および蒸気加熱器11には、それぞれの排気ガスを吸引して排気筒16から排気するための吸引ファン17が接続されている。なお、図示しないが、吸引ファン17の手前には、集塵機、または、集塵機およびスクラバーを設け、煤塵、塩素や硫黄等を除去するようにしている。
The superheated steam generated by the steam heater 11 is supplied to the
過熱蒸気配管21は、キルン炉12内の出口側(排出装置14側)から入口側(ホッパ13側)にかけて軸心に平行に設けられたノズル配管22に接続されている。ノズル配管22は、周囲に所定間隔で熱ガス噴出口(図示せず。)を有し、蒸気加熱器11により発生させた過熱蒸気をこの熱ガス噴出口からキルン炉12内に供給している。なお、ノズル配管22は、軸心に平行に設ける必要はなく、例えばジグザグ状に配管しても良い。
The
また、キルン炉12内にはホッパ13から廃棄物としてのコンピュータ、携帯電話機、電線や混合ごみ等が供給される。なお、これらの廃棄物は予めシュレッダにより1辺の長さが20mm以下程度に細かく裁断しておくことが望ましい。キルン炉12内に供給された廃棄物は、ノズル配管22から供給される超高温の過熱蒸気により高温加熱され、廃棄物中に含まれる炭素が炭化(熱分解)または気化される。
In addition, a
排出装置14は、熱処理された廃棄物を無酸素状態で、その温度を大気中で燃えない温度(すなわち、非自燃温度)まで下げて外部に排出するものである。図示しないが、排出装置14は、例えば、全長が約3mのスクリュコンベアによって構成され、加熱された廃棄物を徐々に冷却しながら搬送し、非自燃温度以下に降温して排出する。
The
一方、キルン炉12内で利用された過熱蒸気は120℃〜400℃となり、吸引配管23によって脱臭炉15へと供給される。この排気ガス中には廃棄物が過熱分解されることによって発生する可燃性ガス(乾留ガス)を含んでいる。
On the other hand, the superheated steam used in the
脱臭炉15は、キルン炉12の外周面を一壁面として形成されており、キルン炉12から排出される排気ガス中の可燃分を燃焼させて脱臭を行う。脱臭炉15には補助バーナ18が設けられており、キルン炉12に供給された排気ガス中の可燃分は全部燃焼する。これによって、脱臭炉15の内部を約800〜1000℃(好ましくは、850〜900℃)にし、排気ガス中に含まれる臭い等の略完全な除去を行う。なお、脱臭炉15には、必要に応じて一次燃焼用空気または酸素の供給を1〜3kPaで行うためのファン(図示せず。)が設けられている。
The deodorizing
また、この脱臭炉15は、キルン炉12の外周面を一壁面として形成されているので、この排気ガスを燃焼させた際に発生する熱により、キルン炉12の外周面が約800〜1000℃で加熱される。すなわち、この排気ガスの燃焼熱によりキルン炉12が予熱されることになり、キルン炉12内の温度が所定温度以上に維持される。
Further, since the
また、この脱臭炉15を出た850〜900℃近傍の燃焼排気ガスは、集塵機19を介して吸引配管24によりボイラ10および蒸気加熱器11へと供給され、その保有熱を利用してボイラ10および蒸気加熱器11で熱交換され、高温および超高温の過熱蒸気を発生させる。ボイラ10および蒸気加熱器11を通った排気ガスは、吸引ファン17により吸引され、排気筒16から大気放出される。なお、この排気ガスにはさらに保有熱を有しているので、水を予熱する等のエネルギ源として使用することが可能である。
Further, the combustion exhaust gas in the vicinity of 850 to 900 ° C. leaving the
上記構成の廃棄物の再資源化装置1において、予め細かく裁断されたコンピュータ、携帯電話機、電線や混合ごみ等の廃棄物をホッパ13に投入すると、この廃棄物がホッパ13からキルン炉12内へ供給される。キルン炉12内には、過熱蒸気配管21を通じて過熱蒸気が供給されている。
In the waste recycling apparatus 1 having the above-described configuration, when wastes such as a computer, a mobile phone, electric wires, and mixed garbage that have been finely cut in advance are put into the
ここで、炉内温度を450℃〜800℃に維持すると、廃棄物に含まれるレアメタル、鉄、銅、鉛やアルミニウム等の金属を除く炭素のみが炭化される。このとき、この炉内温度範囲では、廃棄物に含まれる炭素はリグニン分解されるので、完全に炭化し、炭化物となる。なお、排出装置14からは金属と炭化物との混合物が排出されるが、この混合物を叩くことで炭化物は簡単に砕けるので、簡単に金属と炭化物とを分離することができる。
Here, if the furnace temperature is maintained at 450 ° C. to 800 ° C., only carbon excluding metals such as rare metals, iron, copper, lead and aluminum contained in the waste is carbonized. At this time, in this furnace temperature range, the carbon contained in the waste is lignin decomposed, so that it is completely carbonized and becomes a carbide. In addition, although the mixture of a metal and a carbide | carbonized_material is discharged | emitted from the
また、廃棄物がセルロースを含むものである場合、炉内温度を200℃〜300℃とすれば、廃棄物に含まれるセルロースをセルロース炭化物として再資源化することができる。また、廃棄物が油分またはプラスチックを含むものである場合、炉内温度を300℃〜450℃とすれば、油分またはプラスチックを気化させることが可能である。したがって、金属から可燃物である油分またはプラスチックを分離することができ、金属のみを容易に取り出して再資源化することが可能である。 Moreover, when a waste contains cellulose, if the furnace temperature shall be 200 to 300 degreeC, the cellulose contained in a waste can be recycled as a cellulose carbide. Further, when the waste contains oil or plastic, the oil or plastic can be vaporized by setting the furnace temperature to 300 to 450 ° C. Therefore, the combustible oil or plastic can be separated from the metal, and only the metal can be easily taken out and recycled.
また、気化した油分またはプラスチックは、前述のように可燃性ガスとして排気ガス中に含まれることになるので、脱臭炉15での燃料として利用され、補助バーナ18からの燃料を著しく節約できるようになる。なお、この可燃性ガスは、回収して別途再資源化することも可能である。
Further, since the vaporized oil or plastic is contained in the exhaust gas as a flammable gas as described above, it is used as fuel in the
また、無機物と金属等とからなる廃棄物の場合も同様に処理することができ、同様に過熱蒸気により炉内温度を200℃〜800℃に維持したキルン炉12内で処理することで、無機物が熱分解あるいは気化され、金属のみを容易に取り出すことが可能である。
Moreover, in the case of the waste which consists of an inorganic substance, a metal, etc., it can process similarly, and similarly, by processing in the
また、本実施形態における再資源化装置1では、キルン炉12から排出される排気ガス中の可燃分を燃焼させる際の燃焼熱によりキルン炉12の予熱を外周面から行い、キルン炉12内の温度を所定温度以上に維持して、過熱蒸気の吹き込みによる熱処理を効率良く行うことができ、燃焼熱を有効に利用することが可能である。
Further, in the recycling apparatus 1 in the present embodiment, the
本発明の廃棄物の再資源化方法および再資源化装置は、コンピュータ、携帯電話機、電線や混合ごみ等の廃棄物を再資源化してレアメタル等の希少資源の他、鉄、銅、鉛やアルミニウム等の有用資源および炭化物を得る方法および装置として有用である。 The waste recycling method and the recycling apparatus according to the present invention are used to recycle wastes such as computers, mobile phones, electric wires, and mixed waste, and rare resources such as rare metals, as well as iron, copper, lead, and aluminum. It is useful as a method and apparatus for obtaining useful resources such as
1 再資源化装置
10 ボイラ
11 蒸気加熱器
12 キルン炉
13 ホッパ
14 排出装置
15 脱臭炉
16 排気筒
17 吸引ファン
18 補助バーナ
19 集塵機
20 蒸気配管
21 過熱蒸気配管
22 ノズル配管
23,24 吸引配管
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