JP3342985B2

JP3342985B2 - 一般ゴミの固形燃料化方法

Info

Publication number: JP3342985B2
Application number: JP12961895A
Authority: JP
Inventors: 陽二大垣; 佐三中村; 哲夫明石; 慶志秋保; 賢一手塚; 利行小野
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1995-04-28
Publication date: 2002-11-11
Anticipated expiration: 2017-11-11
Also published as: JPH08302368A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、一般の家庭からでる
廃棄物（以下、「一般ゴミ」という）から固形燃料（Ｒ
ＤＦと略称される）を得るための、一般ゴミの固形燃料
化方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】可燃廃棄物の処理技術として、従来、可
燃廃棄物から発電の燃料等に利用される固形燃料を製造
することが行なわれている。図２は、従来の可燃廃棄物
の固形燃料化工程の一例を示す工程図である。図２に示
すように、従来技術では、(1)で示す可燃廃棄物からな
る原料を、 (2)工程で破砕し、 (3)工程で金属を除去す
るために磁力選別等の処理を行ない、次いで、製造後の
固形燃料から発生する塩化水素ガス（ＨＣｌガス）を低
減するために、通常、 (3)工程と (4)工程との間におい
て、原料に所定の (7)添加剤を添加する。この後、原料
を所定の固形燃料成形工程に供する。即ち、 (4)工程で
乾燥し、次いで、 (5)工程で減容・固化し、そして、
(6) 固形燃料化する。（以下、「先行技術１」とい
う）。

【０００３】また、可燃廃棄物の固形燃料化技術とし
て、特公昭６２−８２３６号公報に、廃棄物から繊維物
質および粒状物質を製造する方法および装置が提案され
ている（以下、「先行技術２」という）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】先行技術１では、 (2)
の破砕工程において、厨芥を含めた全量の破砕が行われ
ている。しかしながら、本発明で処理しようとする一般
ゴミには、湿重量基準で３０〜４０％の厨芥が含まれて
おり、しかも、該厨芥は細粒（２０〜３０ｍｍ程度）の
ものが約８０％を占めているため破砕の必要はほとんど
ない。むしろ、残飯のように粘性のある物質は破砕が混
練効果として作用し、該物質が破砕機の刃の上で滞留
し、詰まりによるトラブルの原因となっている。このよ
うに、先行技術１では、破砕工程での厨芥の処理につい
て大きな問題があり、厨芥を多く含む一般ゴミに適した
固形燃料化方法とはいえない。

【０００５】また、固形燃料は、燃料としての品質面で
発熱量を上げることが大切であるため、乾燥が重要であ
り、即ち、製品となる固形燃料の湿重量当たりの発熱量
を高くするためには、乾燥を行ない水分を少なくするこ
とが必要である。更に、長期保存の固形燃料の腐敗を防
止し、悪臭を発生させないため、ならびに、微生物およ
び黴の繁殖を防止するためにも乾燥は重要な要素であ
る。このため、先行技術１では、破砕した一般ゴミの全
量を乾燥機で乾燥しているため、乾燥機の負荷が大き
く、乾燥コストが著しく高いという問題があった。

【０００６】先行技術２においても、一般ゴミに関する
上述した先行技術１が有すると同様の問題を解決できな
い。

【０００７】従って、この発明の目的は、一般ゴミか
ら、品質の優れた固形燃料を、高効率且つ低コストで得
ることができる、一般ゴミの固形燃料化方法を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
厨芥、紙、プラスチック、金属を含む一般ゴミを一次破
砕し、次いで、一次破砕した前記一般ゴミから鉄類を磁
力選別により除去し、次いで、鉄類を除去した残りのゴ
ミ成分を、所定の篩目によって厨芥を主体とする篩下成
分と、残余の篩上成分とに篩分けし、次いで、篩下成分
に生石灰および消石灰のうちのいずれか１つを添加し
て、混合し、一方、篩上成分を前記篩目とほぼ同等の粒
度に二次破砕し、次いで、篩下成分および篩上成分を混
合し、次いで、固形燃料に成形することに特徴を有する
ものである。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記篩分けの篩目は、２０ｍｍ以上、３０
ｍｍ以下であることに特徴を有するものである。

【００１０】

【作用】家庭から排出される一般ゴミは、主として厨
芥、紙、プラスチック、金属等からなり、大半はゴミ袋
に詰められた状態で収集される。まず、一次破砕によっ
て、ゴミ袋を破砕し、袋内のゴミ成分をバラバラにする
とともに、各種容器類、段ボール、その他大型のゴミを
粗破砕する。次いで、後続工程の設備の機械的損傷を防
ぐために、鉄類を磁力選別機による磁力選別により除去
し、回収する。次いで、一般ゴミ中の主として厨芥を分
離するために、回転篩または振動篩を用いて篩分けを行
う。なお、この際の篩分けの篩目は、厨芥の粒度に応じ
て設定するが、一般の家庭ゴミの場合、２０ｍｍ以上、
３０ｍｍ以下の範囲で設定するのが適当である。

【００１１】厨芥を主成分とする篩下成分には、生石灰
または消石灰を添加して混合する。これによって、下記
の効果が達成される。 (a) 生石灰または消石灰の添加により、厨芥のｐＨが高
まり、腐敗が防止される。 (b) 添加されたＣａ分は、固形燃料中に取り込まれ、燃
焼の際に、固形燃料中に含まれる塩化ビニル等に起因す
るＣｌ分と反応することによって、ＨＣｌの発生を防止
する。 (c) 生石灰を採用した場合には、厨芥中の水分と反応し
て、水分を減少させる。

【００１２】一方、主として紙、プラスチック等からな
る篩上成分は、前記篩目とほぼ同等の粒度に二次破砕す
る。これは、次の工程において、再び、篩下成分と混合
して固形燃料に成形するために、篩下成分とほぼ同等の
粒度に調整しておくことが望ましいからである。

【００１３】

【実施例】次に、この発明を詳細に説明する。

【００１４】この発明の一般ゴミの固形燃料化方法は、
下記〜の工程からなっている。原料として厨芥、紙、プラスチック、金属を含む一
般ゴミを使用する一次破砕工程金属除去工程篩分け工程篩上の原料（篩分けにより篩にかけられず残ったも
の）を二次破砕する工程篩下の原料（篩分けにより篩にかけられたもの、主
として厨芥）に生石灰または消石灰を添加して混合する
工程および工程を経たものを混合する工程所定の固形燃料成形工程（乾燥、減容・固化）

【００１５】次に、この発明の固形燃料化方法を、各工
程ごとに説明する。

【００１６】まず、固形燃料を製造する原料として
の、一般ゴミについて説明する。

【００１７】可燃廃棄物には、家庭、農業、林業、有機
工業および／または産業廃棄物等種々あるが、本発明に
おいては、原料として家庭から出る一般ゴミを対象とす
る。一般ゴミの内容物（組成）には、残飯等の厨芥、
紙、プラスチック、木、布、ガラス、金属（鉄、アルミ
ニウム）、土砂等がある。更に、ゴミ回収用のビニール
等からなる袋、段ボール箱などもゴミの対象となる。こ
のような一般ゴミを、組成別に分別回収する地域もある
が、その普及度はまだまだである。従って、本発明にお
いては、一般ゴミには、これらの内容物が全て混入して
いることを想定しなければならない。本発明者らによ
る、設計上の組成想定値は、湿重量基準で、厨芥３０
％、紙４０％、プラスチック７％、木および布５％、ガ
ラス８％、金属（鉄、アルミニウム）４％、土砂その他
６％である。一般ゴミは、通常、ゴミ袋によって収集さ
れ、家庭では、厨芥類は台所で水切り後小袋に入れら
れ、大袋に他のゴミと一緒にゴミ集積場所に出されるた
め、水分豊富である。段ボール箱は、たまに出されるが
その数は少なく、収集手段の９９％は大袋である。

【００１８】次に、一次破砕について説明する。

【００１９】一次破砕の目的は、原料を粗破砕しゴミ袋
を破砕することであり、その目標値は７５〜１００ｍｍ
程度である。従って、一次破砕には、２軸剪断式破砕機
を使用するとよい。原料は２軸剪断式破砕機の刃幅７５
〜１００ｍｍの２枚の刃の交錯により圧縮される。

【００２０】以下、一般ゴミの組成別に一次破砕状況を
説明する。（ａ）大、小のゴミ袋は９８％程度が破袋される。破砕
というより破袋であり、ほとんど破けるといえる。（ｂ）段ボールは、完全に破壊される。（ｃ）金属、鉄、アルミニウムの大部分を占める缶類は
４０％程度切れるが、残りは潰れる程度で通過する。（ｄ）一次破砕は基本的に圧縮破砕であるため、ガラス
はほぼ砕け、柔らかいものは刃の交差するところが切れ
るが、刃と刃との間に入ったものは圧縮されて通過す
る。従って、細くはならない。（ｅ）木のような長物は、水平に入れば切れるが、垂直
に入るとそのまま通過する。（ｆ）布は圧縮されるだけで、切れない。

【００２１】次に、金属除去について説明する。

【００２２】(a) 原料中の鉄は公知の磁力選別によって
除去される。 (b) また、原料中のアルミニウムを公知のアルミ選別に
より除去する。なお、アルミ選別は、必要に応じて実施
すればよい。近年は、アルミニウム製の缶が増えてい
る。その他の金属は一般ゴミでは微量であり、考慮しな
くてよい。

【００２３】次に、篩分けについて説明する。

【００２４】一次破砕された原料は、篩分けにかけられ
る。篩分けの目的は、二次破砕に供する原料から厨芥を
除去することである。厨芥は細粒（２０〜３０ｍｍ程
度）のものが約８０％を占めているためその大半は二次
破砕の必要がなく、むしろ、残飯のように粘性のある物
質は二次破砕が混練効果として作用し、該物質が二次破
砕機の刃の上で滞留し、詰まりによるトラブルの原因と
なる。篩分けにより篩にかけられるもの、即ち、篩下に
は、厨芥の他、土砂が含まれる。一方、篩にかけられな
いもの、即ち、篩上には、紙、プラスチック、ガラス、
木、布等がある。

【００２５】篩分けには、振動篩または回転篩（トロン
メル篩）を使用するとよい。また、２ｔ／ｈ未満の処理
量のときは振動篩、それ以上の処理量のときは回転篩が
有効である。回転篩の篩目の形状は、四角より丸の方
が、プラスチックや布の引っ掛かりが少なく、清掃が容
易である。四角の場合は、目詰まりし易く大量処理に向
かない。篩目は、２０〜３０ｍｍの範囲内が好ましい。
篩目が３０ｍｍを超えると、篩下に紙、プラスチックの
混入が多くなる。なお、一次破砕後の原料の篩分けにお
いて、各組成毎の粒度分布の代表例を表１に示す。表１
から、厨芥をなるべく多く篩下とし、その他を篩上に残
すには、篩目が２０〜３０ｍｍの範囲内が好ましいこと
がわかる。なお、表１には金属が示されているが、本発
明では、篩分け工程の前工程に磁力選別、アルミ選別を
実施し、実際は篩分け時には金属を含んでいない。

【００２６】

【表１】

【００２７】次に、篩分けにより篩上に残った原料
の二次破砕について説明する。

【００２８】篩分けによって篩上に残った、紙、プラス
チック、ガラス、木、布等の原料に対しては、二次破砕
が実施され、ここで粒度調整がなされる。篩上成分には
厨芥がほとんど含まれていないため、厨芥が二次破砕機
に悪影響を及ぼさず、厨芥残存による問題が発生せず、
効率良く二次破砕がなされる。二次破砕機には、下部ス
クリーンを備える、１軸回転刃式破砕機を用いるとよ
い。また、二次破砕後の原料を再び厨芥と混合するた
め、二次破砕粒度は、厨芥と同寸法の、２０〜３０ｍｍ
とする。二次破砕粒度を厨芥と同寸法に揃えることによ
り、後工程で、乾燥、減容・固化され製造される固形燃
料の品質が良好となるからである。従って、１軸剪断式
破砕機の刃幅は、２０〜３０ｍｍの範囲、下部スクリー
ンの篩目は２０〜３０ｍｍの寸法とする。

【００２９】次に、篩分けによって篩いにかけられ
篩下に分離された厨芥の処理について説明する。

【００３０】篩分けによって分離された厨芥には、生石
灰（ＣａＯ）または消石灰｛Ｃａ（ＯＨ）₂｝を添加す
る。なお、厨芥には、厨芥とともに篩下に分離された土
砂が含まれている。厨芥に生石灰または消石灰を添加す
ることによる効果は、下記(a) 〜(c) の通りである。

【００３１】(a) 生石灰または消石灰の添加により、厨
芥のｐＨ値が高められ、厨芥中のタンパク質がアルカリ
加水分解し安定化する。また、微生物増殖に適するｐＨ
値はｐＨ９未満であるが、これにより、厨芥のｐＨ値が
ｐＨ９よりも高くなるため、製品化された固形燃料貯蔵
時の微生物増殖が阻止され腐敗が抑制される。

【００３２】(b) 添加した生石灰が厨芥中の水分と反応
して水分量を減少させる。生石灰と厨芥との化学反応お
よび反応熱によって水分の蒸発が助長され、生石灰１ｋ
ｇの添加で水は約１ｋｇが厨芥から除かれる。例えば、
水分７０％の厨芥１００ｋｇに生石灰１０％（厨芥の乾
燥重量に対する割合）を添加すると、水分が３％減少す
る乾燥効果がある。また、実際には、攪拌および通気に
よって、これ以上の、１０〜１５％の乾燥効果がある。

【００３３】(c) 最終製品の固形燃料焼却時に塩化水素
ガス（ＨＣｌガス）の発生を防止する。固形燃料の燃焼
の際、添加されたＣａ分が、固形燃料中の塩素分（塩ビ
等）に起因するＣｌ分と反応してＨＣｌの発生を防止す
る。また、Ｃａ分は、塩化水素ガスと反応してＣａＣｌ
₂（塩化カルシウム）となり、灰、あるいは、フライア
ッシュとして回収される。

【００３４】生石灰または消石灰の厨芥への添加量は、
厨芥の乾燥固形物相当重量に対して１〜２０％、好まし
くは５〜１０％の範囲内とする。前記の添加量が１％未
満では、ｐＨ値が９以上（厨芥のｐＨ≧９）とならず、
所望の腐敗防止効果が得られない。また、固形燃料の燃
焼時の脱塩素効果が充分に得られない。一方、２０％を
超えると、固形燃料の燃焼による焼却残渣が増えすぎ
る。

【００３５】次に、混合工程について説明する。二
次破砕された篩上原料、および、生石灰または消石灰が
添加され混合された主として厨芥からなる篩下原料は、
この工程で、混合される。篩下原料と篩上原料とは、同
寸法の、２０〜３０ｍｍに破砕されており、後続工程で
製造される固形燃料の品質が良好となる

【００３６】最後に、混合された原料は、所定の固
形燃料成形工程、即ち、乾燥、減容・固化の各加工工程
を経て、固形燃料化される。

【００３７】次に、厨芥、紙、プラスチック、金属を含
む一般ゴミを、固形燃料化する工程を、図面を参照して
説明する。

【００３８】図１は、この発明のフローチャートを説明
する工程図である。図１に示すように、厨芥、紙、プラ
スチック、金属を含む一般ゴミからなる原料(1) は、貯
留工程のピット＆クレーン(2) によって貯留され、７５
〜１００ｍｍの範囲の刃幅の刃を備える２軸回転刃式破
砕機を用いる一次破砕(3) によって粗破砕され、バラバ
ラな状態にされる。次いで、一次破砕した原料に対し
て、磁力選別(4) を実施して、二次破砕において機械の
損傷の恐れのある鉄類を除去する。また、原料中のアル
ミニウム量が多い場合は、アルミ選別(12)を実施して原
料中のアルミニウムを除去する。次いで、２０〜３０ｍ
ｍの篩目を有する、振動篩または回転篩（トロンメル
篩）式の篩機を用い、金属が除去された原料の篩分け
(5) を実施する。篩目は、原料の一般ゴミに応じて変更
する。次いで、篩上の原料に対して、２０〜３０ｍｍの
刃幅を有し、下部スクリーンの篩目が２０〜３０ｍｍ
の、１軸剪断式破砕機（１軸回転刃式）を用い、前記篩
目と同等の粒度となる二次破砕(6) を実施する。一方、
篩下原料の厨芥に、生石灰(8) を添加して混合(7) す
る。生石灰の添加量は、厨芥の乾燥重量の５〜１０％が
好ましい。生石灰の代わりに消石灰を添加してもよい。
次いで、二次破砕した原料と、生石灰を添加して混合し
た厨芥とを乾燥・混合(9) する。乾燥・混合の際、攪拌
と同時に熱風（あるいは、高温蒸気等）を吹き込み、乾
燥および水分調整を行う。次いで、混合した原料を、減
容・固化(10)し、固形燃料(11)に成形される。減縮・固
化は、成形機内で、圧縮・加熱することにより、プラス
チック分を溶かしながら、所定の形状に成形・固化して
行う。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、下記の工業上有用な効果がもたらされる。二次破砕の前に、篩分けを行なって、一般ゴミから
厨芥の大半を分離するので、二次破砕機の中で厨芥が混
練されて、装置内に付着することにより発生するトラブ
ルを防止することができる。二次破砕機で処理されるゴミの量が減少し、二次破
砕機の負荷を軽減することができる。一般ゴミの中で特に水分量の多い、厨芥を分離して
処理できるので、ｐＨ調整のための添加分の混合、およ
び、厨芥からの水分の除去を効率良く行うことができ
る。篩分けの篩目を、２０ｍｍ以上、３０ｍｍ以下とす
ることにより、一般ゴミの家庭ゴミの中から、厨芥を効
果的に分離することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例のフローチャートを説明す
る工程図である。

【図２】従来の可燃廃棄物の固形燃料化工程の一例を示
す工程図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者明石哲夫東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者秋保慶志東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者手塚賢一東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者小野利行神奈川県横浜市鶴見区小野町61番１号エヌケーケープラント建設株式会社内 (56)参考文献特開平６−88013（ＪＰ，Ａ) 特開平８−276428（ＪＰ，Ａ) 特表昭59−501718（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C10L 5/46 B09B 3/00 301

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】厨芥、紙、プラスチック、金属を含む一
般ゴミを一次破砕し、次いで、一次破砕した前記一般ゴ
ミから鉄類を磁力選別により除去し、次いで、鉄類を除
去した残りのゴミ成分を、所定の篩目によって厨芥を主
体とする篩下成分と、残余の篩上成分とに篩分けし、次
いで、篩下成分に生石灰および消石灰のうちのいずれか
１つを添加して、混合し、一方、篩上成分を前記篩目と
ほぼ同等の粒度に二次破砕し、次いで、篩下成分および
篩上成分を混合し、次いで、固形燃料に成形することを
特徴とする一般ゴミの固形燃料化方法。
【請求項２】前記篩分けの篩目は、２０ｍｍ以上、３
０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の一般
ゴミの固形燃料化方法。