JPS60500294A - 固体燃料およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

技術分野 本発明は固体燃料、とりわ（プ廃棄物のみあるいは主として廃棄物からなる代替 燃料に関する。 英国の地方自治体は毎年２０００万トン以上のごみを処理しており、このごみの 約８０％が埋設されている。家庭ごみの約３５％（および産業ごみの大部分）が 紙およびボール紙廃棄物である。本発明の目的は、紙又はボール紙廃棄物を大規 模に再生して埋設されるごみの量を減少させること、すなわち埋設地の数を減少 させて長年にわたる地方自治体の環境問題（メタンガスとその爆発の危険性およ び子供の健康障害）を防止するとともに、化石燃料を保存することにある。 背景技術 こみ燃料（ＲＤＦ）又は廃棄物燃料（ＷＤＦ）と称する固体燃料は多数知られて いる。この種の燃料は英国特許明細書第１５５１０２０号、同第１５９７４４３ 号、同第２０４６２９９号、および同第２０７６０１３号に開示されている。し かしながら、これらの明細書に開示された燃料は下記の欠点のうち少なくとも１ つを有する。 例えば、ＲＤＦ／ＷＤＦ燃料を製造するには、生ごみから軽量断片と不燃物（金 属、ガラス）を分離するため分離プラント、空気分級機等の高価で複雑なプラン トを設置する必要がある。上記のＲＤＦ／ＷＤＦ燃料は、ごみの含水率が４０％ 以上と高く、また春季および夏季には刈り取られた家庭の芝が廃棄されるために 含水率が急激に上昇することにより、エネルギー消費量の大きい乾燥機を必要と 廿る。 上記のＲＤＦ／ＷＤＦ燃料のカロリー値は約４，３００〜７，０ＯＯＢＴＵ’／ ｌｂ　（１０，０００〜１６．３００Ｋｊ　／Ｋ（＋　）と中位である。又、Ｒ ＤＦ／ＷＤＦ燃料は、一般こみにプラスチック有毒物質が含まれているため高い 汚染要因を有する。さらに、ＲＤＦ／ＷＤＦ燃料は、大量貯蔵の際湿気を吸収し やすく細菌分解すなわち堆肥効果にさらされ、さらに、爆発の危険性があるため 大量貯蔵には不適である。かかるＲＤＦ／ＷＤＦ燃料は、石炭に較べてカロリー 値が低く、公害対策設備のない家庭の炉で燃焼させるには不適であるため利用価 値が産業用に限定される。 さらに、上記明細書に記載されたＲＤＦ／ＷＤＦ燃料は作業員や保守要員の健康 を損う危険性がある、すなわち不快な臭気と毒気によって作業員や保守要因の皮 膚を刺激しまたり、より重大な副次効果を健康に及ぼす。また、ＲＤＦ／ＷＤＦ 燃料は酸性物質を含有するため、ボイラーを腐食する。上記明細書に記載された Ｒ　Ｄ　Ｆ／ＷＤ　Ｆ燃料は初期投資額および運転維持費が共に大きく、小規模 の地方自治体や会社には不適である。かかるＲＤＦ／ＷＤＦ燃料の製造に要する 乾燥機、分離プラン］−１空気分級機のエネルギー−消費量は膨大であ。 堆肥化が行なわれるど、カロリー値が例えば最大５、（１００ＢＴＵと比較的低 いため、燃斜供給学と使用エネルＶ−の面で比較的コストが高くなる。又、堆肥 燃料は小形ではな〈産業用のみに適するものの、この場合カロリー値が低いため 不利である。 発明の開示 本発明は、上記の欠点の少なくとも１つを解消することにある。 本発明の第１の概念によると、実質的に少なくとも１つの紙製品と少なくとも１ つの油製品とからなる圧縮された混合物のペレットからなる固体燃料が提供され る。 油製品は混合物の５〜９５重量％、好まｌ）くは７〜５５重量％を構成し、紙製 品は残部の少なくとも４０重置方、好まししくは５０〜１００重量％を構成する 。 用語゛′紙製品″とは、紙、とりわけ廃棄された紙、ボ・−ル紙およびボール箱 を含む。用語゛油製品“とは、燃料油、廃油、スラリー状又は固形のコークス、 精製残留物くス゛）ッジ、残滓物およびコールタールを含む）石油、および野菜 油を含む。 用語パペレッド′とは、円柱、立方体およびたどん状等の全ての形状を有する本 体を含む。 本発明の第２の概念によると、少なくとも１つの紙製品と少なくとも１つの油製 品をペレット装置へ供給する工程と、混合物をペレットイーする工程からなるペ レット状固体燃料の製造方法が提供される。 紙製品と油製品は別々にペレット装置に供給されて該装置で混合されることが好 ましい。 かかる燃料がもたらず利点は次のとおりである。 （１）従来のＲＤト／ＷＤ　Ｆ燃料に比べてカロリー値が高い。７，９００−・ １０．５００ＢＴｔ〜Ｊ／ｉｂ　（１８゜３７５−２４．４２０ＫＪ／に！７　 ）（２）混合物の種類が少なく力［］り一値の密度が高い。 （Ｊ３〕作業作業費保守員の健康を害しない。特に、堆肥化を必要としない０、 （・１）設備投資額が少ない。消費エネルギーおよび要員配置の而で運転費が安 い。 （１・）ペレッ［−プレスの型寿命が増大する。力［ｌりｍ個を−Ｆ昇させるた めに第１又は第２成分として燃料に含まれる油製品が潤滑剤として作用し、もっ てエネルギー消費量を引下げるとともに型寿命を引延ばす。 （（・−４〕含水率が低い。 ペレット化して冷却後約５〜１５％ 〔７〕灰分が少ない（約４へ８％）。灰の除却に要する休止時間が少なく、ボイ ラーの停止時間が少ない。 〔８）硫黄含有量が少ない。 １．２５〜１．５％、通常１．２５％ 従って、スカンジナビア諸国に酸性雨を降らせる危険性が少なく汚染度が小さい 。

〔９〕大量貯蔵に適する。固体燃料本体内の油製品が防水剤として作用し、カバ ーして大量に貯蔵された際にも細菌分解の危険性はほとんどない。固体燃料本体 が乾燥雰囲気中で貯蔵されると仮定すると、長期間の貯蔵でも何らの問題も生じ ない。固体燃料に含有される相当量の油製品が防水剤とし−Ｃ作用しかつ細菌分 解を防止するため、かかる紙／油燃料はカバーを何けて貯蔵り゛ることが不可能 な石炭等の貯蔵に用いられるオープンヤードにおりる貯蔵に適している１、〔１ ０〕自然発火の危険が無い。 〔１００腐食によるボイラーの損傷が少ない。 〔１２〕クリンカーやスラグの形成が少ない。静的な法尻。 棄物の問題が無く、煙突監視や保守の必要性が少４．。 い。 〔１３〕流動床式燃料炉の損傷が減少又は防止される、１従来のＲＤＦ／ＷＤＦ 燃料の場合には、ガラスやプラスチック粒子が流動床式ボイラーを損傷する問題 が認められている。 〔１４〕油製品がべ１ノツトを結束するため、結束剤を別に必要としない。 （１５）紙／油製品は取扱いが清深である。 図面の簡単な説明 固体燃料の製造方法工程を略示する添付図面を参照して本発明の好ましい実施例 を以下に説明する。 発明の実施態様 廃棄された紙やボール箱は供給ホッパー（１ａ）に貯蔵され、コンベヤ（１ｂ） を介してハンマーミル（２）からなる第１細断機に搬送される。この材料は次に コンベヤ（３）を介して第２細断機（４）に移送される。続いて、材料はコンベ ヤ（５ａ）を介して磁気ベルト、永久磁石又は他の好ましい磁石装置（５ｂ）を 有する金属抽出ユニットを通過した後、乾燥機（６ａ、６ｂ　）に搬送される。 抽出された金属は金属ボイラに収集されるか、適当なコンテナ〈５Ｃ）に貯蔵さ れる。 細断された紙（好ましく約１０〜２０ｍｍ幅）は、水分／温度センサを有するド ラム／′カスケード型（６ａ）又は瞬間乾燥機（６ｂ）からなる除湿コー＝ット を通過する。瞬間乾燥機は、乾燥時間が４−・・６分であってより高速に作動す る。 かかる乾燥装置（６ａ、６ｂ　）は、細断された紙の含水率が１５％を超過する 場合にのみ稼動させる。ペレット化する前の細断した紙の含水率は、約１５％が 理想的であることが実験中に判明した。本発明の方法によると、湿気の大部分が 油である。細断された紙は（７）・によって上昇し揺動ポツパー（８ａ）に投入 されて次にペレットプレス（８ｂ）に投入される。ペレットプレスは低密度材料 の押出しに適したものである。混合物、例えば、燃料油／廃油／石油コークス／ 石油精製残留物が可能ならばバインダ（樹脂等）および／又は水と共に調合ユニ ット（８Ｃ）を通じて追加される。 調合ユニット（８Ｃ）は投入量自動制御装置を有することが好ましい。 ペレット化に用いる下記の混合物が特に考慮される。 Ａ）廃棄紙＋燃料油、又は廃棄紙＋廃油、又は廃棄紙＋燃料油＋廃油 Ｂ）廃棄紙庫石油コークス Ｃ）廃棄組子石油コークス士燃料油、又は廃棄組子石油コークス＋廃油、又は 廃棄組子石油コークス＋燃料油＋廃油、廃棄組子石油精製残留物 （残滓、スラッジ、コールタール） 細断された紙の含水率を約１５％にするための水と、１〜２％の有機又は無機の 結束剤を調合ユニットを介して添加することが好ましい場合がある。水を追加す ることによって、紙と油製品のエマルジョン反応が増強されて光沢のある最終製 品が得られることが判明した。、（約１〜２％）追加された結束剤は、固体燃料 のペレットの結合力および強度を増大させる。しかしながら、上記方法で製造さ れた固体燃料はそれ自体十分な強度を有しており、通常結束剤は不要である。 細断された紙と油製品の混合物は、型（ダイ）温度１００−１３５℃の下でロー ラによって型から押出される。混合物は円柱ペレット、立方体又はたどん状に押 出される（寸法は第１表参照のこと）、、ペレットは調節可能なナイフによって 所望長さに細断される。使用される冷却装置は横型（１０ａ）又は竪型（１０ｂ ）のいずれでもよい。 ペレットプレスで押出される前の混合物の含水率が５〜１５％く好ましくは１５ ％）である場合には、ペレット化に４５ける温匪（１００−１３５°Ｃ）と冷却 中の空気流によ）で固体燃料は七分乾燥されるため、ペレット化／冷廚後の乾燥 は不要であることが判明した。 冷却装置（１０ａ、１０ｂ　）で冷却された後、完成品は（１１）Ｃ梱包装置（ １２）に搬送された後、倉庫（１３）および／ま７）Ｈｌよトラック（１４）に 移送される。これに代えて、完成品をボイラー供給ホッパーに搬送して直ちに燃 焼させてもよい。 上記方法によって製造された紙と油製品組成例および技術データは、第１表に示 されている。固体燃料の成分は、使用例における油、廃油、油廃棄物、石油精製 残留物の入手の容易性に応じて変えることができる。結束剤の使用は任意である 。 かかる紙／油のベースの代替固体燃料は、石炭を燃焼させる家庭および産業用の 固体燃料燃焼ボイラーで燃焼させるに適している。円柱ペレッ［−く第１表）は 、産業用ボイラーおよび家庭用ボイラーに用いるのにより好適である。 大型の燃料本体、すなわち立方体又は小形たどんば、開放型暖炉又はヒンジドア を有する家庭用暖炉寸なわち煙突オーブン用に好適である。本発明の紙／油代替 固体燃料を効果的に燃焼させるため、家庭用の固体燃料燃焼装置は床下空気供給 路や空気供給ファン又は２次燃焼特性を有することが必要である。 上述しかつ第１表に示すように産業用とし・では、近代的な固体燃料ボイラー、 とくに流動床型ボイラー、あるいは強制通風ボイラーが紙／油ぺｌノットに適し ている。移動火格子、固定火格子および多床炉も使用可能である。 紙／油固体燃料を産業用に用いることにより、多種の燃料を使用することが可能 となる利点がある。すなわち、紙および／または石炭が不足する時にはボイラー を油又はガスに切替えることができる。同様に、本発明の紙／油固体燃料は、十 分な量の紙が利用できる時には石炭と一緒に燃焼させることが可能である、。し かしながら、カロリー値の観点から、第１表に示した紙／油固体燃料は石炭より 僅かに低いカロリー値を有しており、よって石炭に代わる能力を有する。すなわ ち、石炭のカロリー値は１１，０００ＢＴＵ／！、ｂ　＜２５，５８０ＫＪ／に ！ＩＩ　）であるのに対し、紙／′油固体燃料のカロゞ・り一値は７，９００〜 １０，５００ｆ３−Ｉ−ｕＪ、’、ｅｂ　（１８，３７５へ−２４，４２０ＫＪ ／Ｋｇ　）である１、 二の固体燃料の力［］り一値の下限は家庭用まき燃焼ストーーーｒとして最適で ある。 上述の混合物においで、紙製品に麦わら、バガス、泥炭、７に材のかんな屑およ び／″またはのこくずを補填してもよい。 さらに、人造繊維、天然繊維、綿皮および石炭塵を含めてｂよい。 しかしながら、石炭塵よりはむしろ燃料油又は廃油と共にあるいはこれらと併せ ることなく石油コークスを使用すると特にこのましい固体製品が出来て、代替固 体燃料の力口り一値が増大する。石油コークスは、炭素含有量が極めて高く、硫 黄含有量が低く、かつ水分が少ないため、残灰が少なく、さらに外観がなめらか であるため石炭塵を用いる際に生じる様なペレット型の摩耗を発生させず、また 石炭塵より数段優れた接着性を有して−いる。 磁石弁ｗｉ装置（５）から出た紙の十分乾燥している場合には、乾燥機（６ａ、 ６ｂ　）は省略してよい。 本発明の固体燃料の活性は、乾燥機を用いずとも大きく増大し、かつ乾燥機を用 いることにより１ネルギー消費量が増大するため、乾燥した紙製品の使用は本発 明では好ましい選択事項である。 第１および第２細断機は、ハンマーミル、フレールミル、ローターシアーあるい は他の細断機で構成してよい。初期材料を処理する際の負荷は大きいため、少な くとも第１細断機はハンマーミルであることが好ましい１゜前述の説明によると 、油製品はぺ１ノツト装置に直接導入されるが、紙製品がぺｌノット−装置に到 達する前、好ましく、。 は紙製品の細断完了後に紙製品に添加されるようにしでも第１表 ＼　・ 成分／型式　△ｒ　Ａｌｌ　５１ｓｉｉ　ｃＩｃｉ又は 軽燃料油 重ｎ 又は石油 精製残留物 スラッジ／残滓／コールタール カロリー（直 Ｂ　Ｔ　Ｕ　、／名す約７９００　８１５０　８４００　１０５００　１０５０ ０　１０５００＋含水率　約５〜１５％ 円柱ベレット　直径１５ｍｍ〜長さ５０ｍｍ直径２５ｍｌ１ｌ〜長さ５０ｍｍ 立方体　３０ｍｍｘ３０ｍｍ〜６０ｍｍｘ６０ｍｍ小形たどん　３０ｍｍｘ３０ ｍｍｘ　７０ｍｍ〜５０ｍｍｘ５０ｍｍｘ　１００ｍｍ密度（ＫＯ、／ｍり　６ ００〜１２５０浄書（内容に変更なし） 手続ネ山正書（方式） ％式％ １、事件の表示　ＰＣ王／ＧＢ　８３．’００３４６２、発明の名称　固体燃料 およびその製ｊ告方法氏　名　ターヒー、−２イリアム・フレデＩＪツク５、補 正命令の日付　昭和５９年１１月２７日（発送日）（２）委任状及びｒの訳ｇ・ 国際調査軸へ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕少なくとも１つの紙製品と少なくとも１つの油製品とから実質的に構成さ れ、油製品が石油コークスからなる圧縮混合物のペレットからなる固体燃料。 〔２〕油製品が混合物の５重量％ないし９５重量％を構成する請求の範囲第１項 記載の燃料。 〔３〕油製品が混合物の７重量％ないし５５重量％を構成する請求の範囲第２項 記載の燃料。 〔４〕紙製品が混合物の残部の少なくとも４０重量％を構成する請求の範囲第２ 項または第３項記載の燃料。 〔５〕紙製品が混合物の残部の５０重量％ないし略１００重量％を構成する請求 の範囲第４項記載の燃料。 〔６］結束剤を含む請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか１項記載の燃料。 〔７〕紙製品が紙、ボール紙およびボール箱の少なくとも１つからなる請求の範 囲第１項ないし第６項のいずれか１項記載の燃料。 〔８〕油製品が石油コークスに加え、燃料油、廃油、および石油精製残留物の少 なくとも１つからなる請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか１項記載の燃料 。 〔９〕油製品が中燃料油からなり、中燃料油が混合物の５重量％未満を構成する 請求の範囲第１項ないし第８項のいずれか１項記載の燃料。 〔１０重石油コークスが油製品の９０重、量％ないし１００重量％を構成する請 求の範囲第１項ないし第９項のいずれか１項記載の燃料。 〔１１重混合物が麦わら、バガス、泥炭、木材のがんな屑、人造繊維、天然繊維 、綿皮および石炭塵の少なくとも１つをさらに含む請求の範囲第１項ないし第１ ０項のいずれが１項記載の燃料。 〔１２〕少なくとも１つの紙製品片と少なくとも１つの油製品をペレット装置く ８ｂ）供給する工程と、紙製品と油製品の混合物をペレット化する工程とがらな り、油製品が石油コークスであるペレット状固体燃料の製造方法。 〔１３重紙製品と油製品が別々にペレット装置（８ｂ）に供給されて該装置で混 合される請求の範囲第１２項記載の方法。 〔１４〕水がペレット装置（８ｂ）に供給される請求の範囲第１２項または第１ ３項記載の方法。 〔１５重結束剤がペレット（８ｂ）に供給される請求の範囲第１２項ないし第１ ４項のいずれが１項記載の方法。 〔１６重紙製品をペレット装置（８ｂ）に供給する前に細断装置（２，４）を通 過させる請求の範囲第１２項ないし第１５項のいずれか１項記載の方法。 （１７）ペレット化が押出加工によって行なわれる請求の範囲第１３項ないし第 １５項のいずれが１項記載の方法。