以下、本発明を実施するための最良の形態� ��、図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
 図1は本発明の炭化廃棄物の固形燃料の製造 方法及び装置の第1の実施形態を示すもので� �る。
 本発明に係る製造方法及び製造装置を、工� ��を追ってその概略を説明すると、先ず、厨� ��や塩ビ系プラスチックを含む可燃廃棄物を� ��分解炉10により熱分解ガスと炭化物に熱分� �して炭化物を得る工程を実施する。次に、� �られた炭化物を熱分解炉10より取り出し炭化 物破砕機20Aにより破砕する工程を実施する。 熱分解に依って得られた炭化物には金属片や 石、瓦礫等の異物が混入している場合が多く 、そのような場合には篩い機、磁気分別機等 の選別機30により異物を排除する。更に、洗� ��装置40により、破砕した炭化物に含有され� �塩素系無機塩類を洗浄除去する工程(脱Cl洗� �工程)を実施する。この工程は、後段の脱水� ��置50による脱水工程との組み合わせにより� �化物に残留する塩素系無機塩類を水に溶解� �て除去するもので、炭化物中の塩素含有量� �所要値以下になるまで、必要に応じて洗浄� �置40と脱水装置50の組を数段配置し、洗浄除� ��を繰り返してもよい。

 一方、廃ブラスチック破砕機20Bにより、熱� ��塑性で、且つ、塩素を含有しない廃プラス� ��ックを破砕する工程を実施する。次いで、� ��合機(混合手段)60により、破砕され、且つ、 塩素系無機塩類が除去された炭化物を、破砕 された廃プラスチックと混合する工程を実施 し、最後に、成型機70により、炭化物と廃プ� ��スチックの混合物を、所要形状に圧縮成型� ��養生する工程を実施し、目的とする固形燃� ��(C-RPF:Char - Refuse Paper & Plastic Fuel)を得 る。
 熱分解炉10に装入して炭化物を得るための� �棄物としては、都市ごみや産業廃棄物とし� �発生する広範囲な可燃廃棄物が利用でき、� �に限定するものではない。すなわち、本発� �の固形燃料製造方法では、たとえ原料とな� �廃棄物に燃料として有害な塩素が含有され� �いても、廃棄物を炭化することにより、ま� �、その後の洗浄処理によって除去すること� �できるので、原料となる廃棄物に塩素が含� �されていても一向に差しつかえない。従っ� �、炭化物を得るための廃棄物には、ポリ塩� �ビニル(PVC)等の塩素を含有する廃プラスチッ ク(以下、これを「塩ビ系廃プラスチック」� �いう)や、一般家庭、レストランからの厨芥� ��ような塩分を含む廃棄物が、いずれか一方� ��或いは双方を含んでいる廃棄物であっても� ��い。塩素を含有する廃プラスチック等の可� ��廃棄物は、従来は単に高温で焼却処理され� ��に過ぎなかったが、本発明では、むしろそ� ��をサーマルリサイクルの原料として有効に� ��用するものである。その他、産業廃棄物と� ��ては、食品工場から廃棄される動植物性食� ��残さ、繊維くず、ゴムくず等が例示できる� ��

 また、都市ごみや産業廃棄物には、分別可� ��で原資材としてリサイクル可能なものもあ� ��が、何らかの理由でリサイクルをできない� ��の、例えば、塩ビ系/非塩ビ系の分別の判断 ができないもの、或いは、混在して分別が物 理的に困難であるような可燃廃棄物もあり、 このような分別できない可燃廃棄物も利用可 能である。
 一方、炭化物と混合して使用する廃プラス� ��ックとしては、熱可塑性で、且つ、塩素を� ��有しないもの(以下、「非塩ビ系廃プラスチ ック」という)を選択する。「非塩ビ系廃プ� �スチック」それ自体は、燃やせば高カロリ� �(高発熱量)であり、単独では炉体を損傷させ る虞があるので、後述するように、灰分を含 むが故に低発熱量の炭化物やバイオマス可燃 物と混合して使用し、本発明の固形燃料を、 石炭並の発熱量に調整するために必要なもの である。また、熱可塑性であるため、熱を加 えると軟化し、或いは溶融して流動性を有し 、冷えると再び固化するので、炭化物、バイ オマス可燃物等のバインダとして機能する。 非塩ビ系廃プラスチックとして、特に限定し ないが、例えば、ポリエチレン、ポリスチレ ン、ポリプロピレン等を例示することができ る。

(熱分解工程)
 可燃廃棄物を熱分解するための熱分解炉10� �しては、種々の形式のものが適用可能であ� �、特に限定しないが、特開2006-300476号、特開 2006-317053号公報等に開示される熱分解キルン� ��を例示することができる。
 図2に示す熱分解炉10は、間接加熱方式のロ� ��タリキルン炉である。この熱分解炉10は、� �筒12とその外側に同心状に配置した外筒14を� ��えており、内筒12と外筒14との間に加熱流路 13が形成された二重構造をなしている。内筒1 2は、その入口端12a側よりも出口端12b側を僅� �に低くなるように傾斜させて横向きに配置� �れ、且つ、回転駆動され、内部に装入され� �廃棄物が熱分解されながら、入口端12a側か� �出口端12b側に移動できるように構成されて� �る。
 内筒12の入口端12aには、投入ホッパ11A及び� �じん機11Bがこの順で配置され、廃棄物は、� �れらの装入装置(投入ホッパ、給じん機)によ り内筒12内に供給される。加熱流路13の、内� �出口端12b近傍には加熱ガス入口13aが、内筒� �口端12a近傍には加熱ガス出口13bがそれぞれ� �けられており、入口13aから供給される高温� �加熱ガスを加熱流路13内に流通させることに より、内筒12の筒壁を介して内部の廃棄物を� ��接加熱してこれを乾燥、熱分解させる。廃� ��物を加熱した加熱ガスは、上記出口13bより� ��出するようにしてある。一方、内筒出口端1 2bには、分離室15が設けられていて、分離室15 の頂部からは廃棄物の熱分解で発生した熱分 解ガスを、底部からは炭化物、灰分、金属類 等の熱分解残渣をそれぞれ分離し、取り出せ るようになっている。

 上述の高温の加熱ガスは、図示しない熱風� ��生炉内で補助燃料や前述の熱分解ガスを燃� ��させることによって、また、加熱ガス出口1 3bより排出させた加熱ガスを再循環させるこ� ��によって生成させている。
 廃棄物は多種多様であり、廃棄物から炭化� ��を効率よく生成するための炭化物生成条件� ��ついては、一概には言えないが、低酸素雰� ��気状態において400乃至800℃程度に加熱し、� ��分時間を掛けて内筒12内を移動させる。こ� �ように時間を掛けて蒸し焼きにすることに� �って、可燃廃棄物が熱分解されて未燃炭化� �素、H ₂ 、CO、等の熱分解ガスが生成されると共に、� ��ール成分やチャー(炭化物)が生成される。� �、廃棄物中の塩素成分は、上記熱分解ガス� �一部として廃棄物から分離排出されると共� �、前述の炭化物中に灰分として、厨芥に含� �れる塩分や塩素系プラスチック中の塩素に� �因する無機塩類(例えば、NaCl、KCl、MgCl ₂ 、CaCl ₂ 等)が残留することになる。
 いずれにしても、本発明においては、炭化� ��を生成する方法について特定の方法に限定� ��るものではなく、炭化物が生成されれば如� ��なる方法であってもよい。

(第1破砕工程)
 上述のように、熱分解炉10から取り出され� �炭化物は、破砕機20Aにより破砕ないしは粉� �する。炭化物は破砕してその粒度を小さく� �ればするほど燃焼速度が大になり、強い火� �を得ることができ、また、炭化物に残留す� �無機塩類を、後段の洗浄工程で水に溶解さ� �除去するためにも、細かく粉砕した方が良� �が、粒度が余りにも小さいと空中に浮遊し� �炭化物の取扱いが難しくなるので、10~100μm� �度の粒度に破砕(粉砕)するのがよい。

(脱Cl洗浄・脱水工程)
 破砕機20Aにより破砕され、選別機30で異物� �排除させた炭化物は、次に、洗浄装置40と脱 水装置50とにより、塩素系無機塩類の脱Cl洗� �を行う。洗浄装置40としては、特に限定され ないが、後段の脱水装置50へ炭化物を投入す� ��ホッパを利用して、このホッパに堆積する� ��化物に、散水装置により洗浄水を散水し、� ��浄するようなものであってもよい。
 脱水装置50についても、特に限定しないが� �スクリュープレス、ベルトプレス、フィル� �プレス等、種々のタイプのものが適用可能� �あり、例えば、連続して多段脱水洗浄が可� �な水平ベルトプレス(フィルタ)が好適である 。

 前述した塩素系無機塩類(NaCl等)は、水に容� ��に溶けるので炭化物に洗浄水を散水して炭� ��物中の無機塩類を溶解させる。溶解をより� ��実にするために、堆積した炭化物を攪拌す� ��など、適宜方法を用いても良いことは勿論� ��ことである。次いで、含水した炭化物を水� ��ベルトプレス(フィルタ)の脱水装置50で脱水 し、水に溶解させた塩素系無機塩類を炭化物 から排除する。
 脱水による炭化物の含水率が40%以下であれ� ��、後段の造粒に支障がないが、固形燃料の� ��生・乾燥を考慮すると、少ない方がよい。� ��かし、炭化物(チャー)を水で調湿しておく� �、水の効果でプラスチック表面にチャーを� �一に付着させることができるので、含水さ� �ることは造粒する上でむしろ好ましい。ま� �、後述するように、成型機ダイスで固形燃� �(C-RPF)を造粒する際に、内部に含まれる水分� ��製品表面温度の急激な上昇を防止し、熱に� ��る着火の虞を回避することができる。

 炭化物の含水率が40%の場合には、加湿した� ��料炭化物と非塩ビ系プラスチックとを例え� ��50:50で混合すると、混合後の含水率は概ね20 %程度となる。更に好ましい炭化物の含水率� �、20~30%である。
 脱Cl洗浄工程において、炭化物中の塩素量� �所要量になるまで、必要に応じて洗浄・脱� �を繰り返す。炭化物中の塩素量は、大型火� �設備で使用される燃料(石炭)中の全塩素量を 参考に規制することもでき、固形燃料重量に 換算して(固形燃料中の炭化物量から換算可� �)0.5%以下が望ましい。

(第2破砕工程)
 第2の破砕機20Bでは、前述した非塩ビ系プラ スチックを、40~100mm程度に破砕する。破砕機2 0Bとしては、特に限定するものではなく、従� ��公知の破砕機を使用することができる。
 古紙、麦藁、間伐材チップ等の、乾燥した� ��イオマス可燃物は、サーマルリサイクル上� ��害となる成分(例えば塩素)を含まず、また� �腐敗や発酵の心配もないので、炭化物にす� �ことなく、必要に応じて適宜量を非塩ビ系� �ラスチックと共に破砕して固形燃料に混入� �せることができる。従って、バイオマス可� �物も非塩ビ系プラスチックと同じ大きさに� �砕して使用する。

(混合工程)
 脱Cl洗浄を終えた炭化物、破砕した非塩ビ� �プラスチック及び必要に応じて加えるバイ� �マス可燃物は、混合機60で均一に混合させる 。混合機60は、固形燃料の原材料を均一に混� ��すると共に、製造する固形燃料の発熱量を� ��要の要求範囲値になるように、原材料の混� ��割合を調整している。
 石炭焚き大型火力設備で使用されている石� ��の性状の要求値は、発熱量が概ね6000~7000Kcal /Kg、含有塩素量が0.5%以下とされる。一方、� �分解で製造される炭化物の発熱量は、上述� �とおり使用する廃棄物や熱分解条件により� �なるが、おおよそ4,000~4,500Kcal/Kg前後であり� �非塩ビ系プラスチックでは、7000~8500 Kcal/Kg� �ある。また、バイオマス可燃物も内容物に� �って異なるが、ほぼ3000~3500Kcal/Kgである。
 そこで、例えば、上記熱分解炉10で得られ� �炭化物(発熱量4000Kcal/Kg)と非塩ビ系プラスチ� ��ク(発熱量8000 Kcal/Kg)を50:50の割合で混合さ� �ると、発熱量6000
Kcal/Kgの固形燃料が得られる。固形燃料の使� �目的に応じ、要求される発熱量を考慮して� �砕炭化物、非塩ビ系プラスチック、バイオ� �ス可燃物の混合割合を適宜に設定すればよ� �。

(成型・養生保管工程)
 混合機60で均一に混合された混合物は、成� �機70に装入して圧縮・製粒する。圧縮・製粒 に好適な成型機70としては、フラットダイ方� ��、リングダイ方式、スクリュー方式等、種� ��の成型機が知られており、特に限定するも� ��ではない。
 図3に示す成型機70は、リングダイ方式のも� ��を模式的に示した概略構成図である。成型� ��70は、図示しないフレームを備えており、� �のフレームにドラム状のケーシング71が取り 付けられている。ケーシング71内には、フレ� ��ムに回転自在に支持されるドラム状のリン� ��ダイ73が配設され、リングダイ73は、その周 壁面に半径方向外方に向かって穿孔された多 数のダイ孔73aを備えている。そして、ダイ73� ��内周面に摺接して、略左右対称位置に2つの ローラ75,76が配設されている。これらのロー� ��75,76は、フレームに軸支され、図示しない� �動モータ(駆動機構)によって回転駆動され、 ローラの回転は、リングダイ73を回転駆動す� ��と共に、後述するように破砕混合物を圧縮� ��ながらダイ孔73aに圧入させる。

 リングダイ73の内部空間73bには、投入ダク� �79が接続されており、このダクト79を介して� ��混合機60により混合割合が調製され、均一� �混合された破砕混合物(固形燃料原材料)がリ ングダイ73に投入される。
 ケーシング71とリングダイ73の間の外周通路 には、リングダイ73の外周面に当接するよう� ��してカッタ77が配設されており、このカッ� �77により、後述するように、ダイ孔73aから押 し出される柱状成型物をダイ外周面にて切断 して固形燃料nを得ている。

 炭化物が脱Cl洗浄工程において洗浄・脱� �されて適宜の含水状態にあるので、リング� �イ73の内部空間73bにダクト79から投入される� ��砕混合物は、適度な調湿により炭化物が廃� ��ラスチック等の表面に付着した状態で投入� ��せることができ、均一混合状態が保たれる� ��内部空間73bに投入される破砕混合物は、リ� ��グダイ73の回転に伴って跳ね上げられ、或� �はダイの回転方向に沿って移動してローラ75 とリングダイ73間、及びローラ76とリングダ� �73間にそれぞれ形成される隙間に運ばれる。 そして、ローラ75,76とリングダイ73の回転に� �り、隙間に運ばれた破砕混合物は押圧され� �圧縮されながらダイ孔73aに押し込まれる。� �砕混合物が圧縮されてダイ孔73aに押し込ま� �る際に、摩擦熱により破砕混合物中の廃プ� �スチックが軟化溶融して炭化物や古紙等の� �合物間の隙間を埋め、バインダとしてこれ� �を結着させる。そして、ダイ孔73aに順次押� �込まれた破砕混合物は、柱状成型物となっ� �ダイ孔73の外表面より外方に押し出され、カ ッタ77によって適宜の寸法に切断される。

 尚、リングダイ73は、例えば通電加熱によ� �80~150℃程度に加熱して、廃プラスチックの� �化溶融を容易にするようにしてもよい。
 得られる柱状成型物の形状は、特に限定さ� ��るものではないが、ダイ孔73aの孔径やリン� ��ダイ73の厚み等により、おおよそが決定さ� �、径が20mm、40mm、長さも30mm、50mmのものと、� ��宜形状に成型すると固形燃料として取扱い( ハンドリング性)がよい。
 切断された成型物は、ケーシング71の下部� �設けられたシュート71aから下方のバケット(� ��示せず)に落下させ、養生保管ゾーンに搬出 して堆積養生させる。成型物自体の発熱によ り内部の含有水分は自然乾燥し、また、自然 冷却により、或いは必要に応じて強制空冷す ることにより、次第に硬化し、製品としての 炭化廃棄物の固形燃料が得られる。

(第2の実施形態)
 図4は、本発明の炭化廃棄物の固形燃料の製 造方法及び装置の第2の実施形態を示すもの� �ある。
 第2実施形態の製造方法及び製造装置を、先 ず、工程を追ってその概略を説明する。なお 、第2実施形態において、第1の実施形態と実� ��的に同じ処理を行う工程や装置については� ��じ符号を付して示されており、第1実施形態 での説明から容易に類推できるので、それら の詳細な説明は省略又は簡略に行う。
 第2実施形態においても主要原材料は、厨芥 や塩ビ系プラスチックを含む可燃廃棄物と非 塩ビ系プラスチックであり、先ずは可燃廃棄 物を熱分解炉10により熱分解して炭化物を得� ��。次に、熱分解によって得られた炭化物か� ��選別可能な金属片や石、瓦礫等の異物を選� ��機30により排除する。次いで、得られた炭� �物を、非塩ビ系プラスチック、必要に応じ� �古紙、木,藁等のバイオマス可燃物と共に湿� ��破砕機40Aに投入して、これらを破砕すると� ��時に混合し、更に破砕機40Aに水を加えて混� ��物中の塩素系無機塩類を水に溶解させる。� ��の工程は、後段の脱水装置50による脱水工� �との組み合わせにより炭化物に残留する塩� �系無機塩類を水に溶解して除去するもので� �炭化物中の塩素含有量が所要値以下になる� �で、必要に応じて洗浄と脱水とを繰り返し� �無機塩類の除去を行ってもよい。破砕混合� �の脱Cl洗浄脱水工程が終わると、成型機70に� ��り、炭化物、非塩ビ系廃プラスチック及び� ��要に応じて加えるバイオマス可燃物の破砕� ��合物を、所要形状に圧縮成型し養生する工� ��を実施して、目的とする固形燃料(C-RPF)を得 る。

 第2実施形態では、湿式の破砕機40Aを使用す る点で第1実施形態と異なり、この湿式破砕� �40Aにおいて、炭化物、非塩ビ系プラスチッ� �等の混合、破砕、脱Cl洗浄が同時に行われる 点に特徴がある。破砕機40Aに投入する炭化物 、非塩ビ系プラスチック等の割合は、例えば 石炭代替燃料として用いるのであれば、所要 の発熱量を考慮してそれらの混合割合が決定 され、第1実施形態の場合と何ら変わりはな� �。
 脱水装置50での脱水は、第1実施形態での含� ��率と同じ程度、すなわち20~40%程度に脱水す� ��ばよく、この程度の含水量であれば、成型� ��70での混合物の圧縮、成型に何ら支障はな� �、第1実施形態の場合と同様のC-RPFが得られ� �。

(変形例)
 上述の実施形態では、リングダイ方式の成� ��機を使用しており、ダイ孔形状に応じた短� ��円柱形状の固形燃料が得られるが、ダイ孔� ��よっては、直方体形状等、種々の形状の固� ��燃料を得ることが可能である。
 また、炭化物を破砕すると、炭化物がフレ� ��ク状或いは微細な粉末となってチャンバー� ��を浮遊し、取扱いに支障をきたす場合があ� ��。脱Cl洗浄により炭化物を洗浄すると問題� �解決するが、洗浄前には、必要に応じて20~30 %の水分を含ませる調湿を行うようにしても� �い。
 なお、本発明は、上記実施形態に限定され� ��ものではなく、たとえば、養生保管ゾーン� ��て、送風等を行って、圧縮成型品(固形燃料 )をより積極的に冷却、乾燥させるようにし� �もよいことは勿論のことである。