特許 6022259 固形燃料およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6022259

(24)【登録日】2016年10月14日

(45)【発行日】2016年11月9日

(54)【発明の名称】固形燃料およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C10L 5/40 20060101AFI20161027BHJP

【ＦＩ】

   C10L5/40

【請求項の数】2

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-179264(P2012-179264)

(22)【出願日】2012年8月13日

(65)【公開番号】特開2014-37456(P2014-37456A)

(43)【公開日】2014年2月27日

【審査請求日】2015年8月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】591030651

【氏名又は名称】水ｉｎｇ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100137589

【弁理士】

【氏名又は名称】右田 俊介

(74)【代理人】

【識別番号】100160864

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 政治

(72)【発明者】

【氏名】新庄 尚史

(72)【発明者】

【氏名】築井 良治

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 隆幸

【審査官】 森 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１４７３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１９５９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３１０７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１５２６８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ１０Ｌ ５／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

有機性廃棄物は、嫌気性消化汚泥または下水処理場で発生した汚泥であり、
ＲＰＦ製造原料は、プラスチックおよび／または紙を合計で５０質量％以上含むものであり、
前記有機性廃棄物の水分含有率をｘ（質量％）、前記有機性廃棄物と前記ＲＰＦ製造原料との合計質量に対する前記有機性廃棄物の質量の割合（質量％）をｙとしたときに、下記式（Ｉ）を満たすように、前記有機性廃棄物と前記ＲＰＦ製造原料との混合比を調整し、これらを含む混合原料を得る混合工程と、
前記混合原料から成型体を得る成型工程と、
を備える固形燃料の製造方法。
式（Ｉ）：ｙ≦−０．０４３６ｘ²＋１．７４５８ｘ＋４０．０

【請求項2】

ｘが０〜４５（質量％）であり、ｙが５５（質量％）以下である、請求項１に記載の固形燃料の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、固形燃料およびその製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、下水汚泥などの有機性廃棄物を有効利用する方法としては、コンポスト化により肥料として利用されるほか、セメント会社での再利用などの方法に限定されており、大半のものは脱水、焼却処理後、埋め立て処分とされてきた。
そこで、近年では有機性廃棄物が保有している熱量を燃料として有効利用するための方法が盛んに検討されるようになってきた。ところが、有機性廃棄物を燃料として利用する場合、汚泥特有の悪臭が発生すること、および石炭などの代替燃料としては発熱量がやや低いという問題点があった。

【0003】

有機性廃棄物を燃料として利用するには、大きく分けると炭化処理と乾燥処理の２つの処理方式がある。
炭化処理で製造された製品は、大部分の臭気成分が除去されているため、悪臭発生に関する問題性は比較的少ない。ところが、乾燥処理と比較すると炭化処理工程は多大な投入エネルギーを必要とすることや、有機性廃棄物から多くの有機質成分を揮発させることから、炭化処理で製造された製品はコスト面および有機性廃棄物が持つ熱量を低下させるという欠点があった。

【0004】

乾燥処理方式は、投入エネルギーに関するコスト面や利用可能な回収エネルギー量が多い点で、炭化処理より有利となる一方、汚泥特有の悪臭が残存することが大きな課題であった。特に、乾燥処理方式で製造された製品は、吸水により臭気が更に強くなること、および燃料としての品質が著しく低下することから、持続性の高い臭気対策および品質を安定化する対策が必要であった。

【0005】

一方、ＲＰＦ（Ｒｅｆｕｓｅ Ｐａｐｅｒ ＆ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｆｕｅｌ）は、発生履歴が明らかな産業廃棄物を原料とすることで安定した品質の固形燃料とされている。しかしながら、高品質のＲＰＦを製造するための原料供給量に制限があることや、廃プラスチックを主体として製造されたＲＰＦは高い発熱量を示すことから、石炭など発熱量が異なる他の燃料の代替品として使用する場合には利用量に制限があった。

【0006】

さらに、ＲＰＦに有機性廃棄物を混合して固形燃料を作製する方法が検討されている。
例えば特許文献１では、不溶融性可燃廃棄物に溶融原料を配合し、押出し成型機にてプラスチックを加熱溶融し、全体に分散粘結させることで撥水性の固形燃料を得る方法が記載されている。
また、特許文献２では、混合廃棄物から不燃物を除去して抽出した可燃廃棄物および廃プラスチックと、高水分の有機性廃棄物に乾燥処理を施した乾燥有機物とを用いてＲＰＦを製造する方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開昭６１−４０３９８号公報

【特許文献2】特開２０１０−２２７７７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献１や特許文献２等に記載の従来の固形燃料や資源化された廃棄物は、悪臭が発生する場合があった。また、水に接触すると容易に水が浸漬して型崩れを生じる場合があった。

【0009】

本発明は上記のような課題を解決することを目的とする。
すなわち、主として下水汚泥などの有機性廃棄物およびＲＰＦ製造原料から製造される固形燃料であって、悪臭を発生し難く、水と接触しても水を吸収し難く、型崩れし難い固形燃料およびその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討し、本発明を完成させた。
本発明は以下の（１）〜（４）である。
（１）有機性廃棄物に含まれる水分の含有率に基づいて、前記有機性廃棄物とＲＰＦ製造原料との混合比を調整し、これらを含む混合原料を得る混合工程と、
前記混合原料から成型体を得る成型工程と、
を備える固形燃料の製造方法。
（２）前記有機性廃棄物の水分含有率をｘ（質量％）、前記有機性廃棄物と前記ＲＰＦ製造原料との合計質量に対する前記有機性廃棄物の質量の割合（質量％）をｙとしたときに、下記式（Ｉ）を満たすように、前記有機性廃棄物と前記ＲＰＦ製造原料との混合比を調整する、上記（１）に記載の固形燃料の製造方法。
式（Ｉ）：ｙ≦−０．０４３６ｘ²＋１．７４５８ｘ＋４０．０
（３）ｘが０〜４５（質量％）であり、ｙが５５（質量％）以下である、上記（２）に記載の固形燃料の製造方法。
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の固形燃料の製造方法によって製造される固形燃料。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、主として下水汚泥などの有機性廃棄物およびＲＰＦ製造原料から製造される固形燃料であって、悪臭を発生し難く、水と接触しても水を吸収し難く、型崩れし難い固形燃料およびその製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施例の処理フローを示す概略図である。

【図2】実施例の結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明について説明する。
本発明は、有機性廃棄物に含まれる水分の含有率に基づいて、前記有機性廃棄物とＲＰＦ製造原料との混合比を調整し、これらを含む混合原料を得る混合工程と、前記混合原料から成型体を得る成型工程と、を備える固形燃料の製造方法である。
このような固形燃料の製造方法を、以下では「本発明の製造方法」ともいう。

【0014】

本発明の製造方法における各工程について、以下に説明する。

【0015】

＜混合工程＞
本発明が備える混合工程について説明する。
混合工程では、初めに、有機性廃棄物とＲＰＦ製造原料とを用意する。

【0016】

有機性廃棄物とは、下水汚泥、し尿汚泥、食品廃棄物（生ごみ、焼酎粕、コーヒー粕等）、畜産廃棄物（牛糞尿、豚糞尿等）等である。より具体的には、下水処理施設や食品工場等から排出され、活性汚泥法や嫌気性消化法等によって水処理して生じる有機成分を含む汚泥が例示される。
また、通常の下水汚泥、し尿汚泥、食品廃棄物、畜産廃棄物等に脱水処理や乾燥処理を施した後のものであってもよい。
有機性廃棄物の成分、水分などの性状は特に限定されず、通常の下水汚泥、し尿汚泥、食品廃棄物、畜産廃棄物等と同様であってよい。

【0017】

有機性廃棄物が、下水処理施設や食品工場等から排出される、活性汚泥法や嫌気性消化法等によって水処理した際に生じる有機成分を含む汚泥である場合、通常、遠心脱水や圧縮脱水等によって、含水率は８０質量％程度に調整されており、その性状は粘土状の軟質体である。
また、このような含水率が８０質量％程度の汚泥に乾燥処理を施した後のものを、混合工程において有機性廃棄物として利用することが好ましい。ここで、含水率が８０質量％程度の汚泥を乾燥するための方法は特に限定されず、例えば従来公知の方法を適用することができるが、乾燥処理の対象物に過度の熱が加わらないように、間接加熱方式や減圧加熱方式の乾燥機を用いて乾燥することが好ましい。

【0018】

本発明の製造方法では、有機性廃棄物の水分含有率を測定し、これを把握する。後に詳細に説明するように、この水分含有率に基づいて、前記有機性廃棄物とＲＰＦ製造原料との混合比を最適値に調整するからである。
有機性廃棄物の水分含有率（質量％）は約５０ｇの有機性廃棄物を１０５℃に調整した乾燥機内に２０時間保持し、この乾燥処理によって減った質量を水分として算出して求める値を意味するものとする。
このような方法で測定して求めた水分含有率（質量％）が、後述する式（Ｉ）におけるｘである。

【0019】

有機性廃棄物が上記のような汚泥（好ましくは乾燥処理後の汚泥）である場合、この汚泥の発熱量は、通常、ドライベースで４０００〜５０００kcal/kg程度である。

【0020】

なお、本発明においてドライベースとは、水分以外の成分に基づくことを意味するものとする。例えばドライベースでの質量を求める際は、含水状態での質量を測定し、前述の有機性廃棄物の水分含有率の測定方法と同様の方法によって測定した水分含有率を用いて、水分以外の質量、すなわちドライベースでの質量を算出して求めるものとする。

【0021】

したがって、ドライベースの発熱量を求める際は、測定対象物（汚泥等）を乾燥させ、乾燥状態での発熱量を測定する。

【0022】

ＲＰＦ製造原料について説明する。
ＲＰＦとは、通常、産業系廃棄物のうち、マテリアルリサイクルが困難な廃プラスチックや古紙を原料とした高カロリー固形燃料を意味する。本発明の製造方法においてＲＰＦ製造原料とは、このような通常のＲＰＦを製造するために用いることができる廃プラスチックや古紙を主成分とする原料を意味するが、すでに固形燃料の態様となっているＲＰＦも含まれるものとする。
また、プラスチックおよび／または紙を主成分（プラスチックと紙との合計が概ね５０質量％以上の含有率とする）とする原料であれば、本発明の製造方法におけるＲＰＦ製造原料に含まれるものとする。

【0023】

ＲＰＦ製造原料が含み得るプラスチック（廃プラスチックを含む。以下、同様。）の種類は特に限定されないが、燃焼により有毒ガスを生じないものが好ましい。例えばポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレンであることが好ましい。

【0024】

プラスチックおよび紙（古紙を含む。以下、同様。）以外に、ＲＰＦ製造原料が含んでもよいものとして、例えば廃木材が挙げられる。

【0025】

ＲＰＦ製造原料の形状等は特に限定されず、従来公知のＲＰＦを製造するために用いることができる原料と同様であってよい。例えばＲＰＦ製造原料が含むプラスチックであれば、そのプラスチックは０．１〜５ｍｍ程度の粒状、１〜３００ｍｍ^２程度の面積のフィルム状またはひも状のものであってよい。例えばＲＰＦ製造原料が含む紙であれば、その紙は０．０１〜４００ｍｍ^２程度の面積の紙片であってよい。

【0026】

また、ＲＰＦ製造原料の水分は特に限定されず、従来公知のＲＰＦを製造するために用いることができる原料と同様であってよく、例えば０〜３０質量％の水分含有率であってよい。ＲＰＦ製造原料の水分は、１質量％以上であってよく、２０質量％以下であることが好ましい。

【0027】

本発明の製造方法が備える混合工程では、上記のような有機性廃棄物とＲＰＦ製造原料とを混合して混合原料を得るが、有機性廃棄物とＲＰＦ製造原料との混合比を、有機性廃棄物に含まれる水分の含有率に基づいて調整する。

【0028】

本発明者は鋭意検討し、有機性廃棄物に含まれる水分の含有率に基づいて有機性廃棄物とＲＰＦ製造原料との混合比を調整し、最適化することで、悪臭を発生し難く、水と接触しても水を吸収し難く、型崩れし難い固形燃料が得られることを見出した。また、好ましくは、有機性廃棄物の水分含有率と、前記有機性廃棄物および前記ＲＰＦ製造原料の合計質量に対する前記有機性廃棄物の質量の割合（質量％）とが、特定の関係式を満たすように調整すると、より悪臭を発生せず、より水を吸収し難く型崩れし難い固形燃料が得られることも見出した

【0029】

また、本発明の製造方法によって得られる固形燃料は、型崩れし難いので、その結果、粉塵を発生し難いと考えられる。

【0030】

本発明の製造方法によると、有機性廃棄物の混合比を高くしても、得られる固形燃料は悪臭を発生し難く、かつ、水を吸収し難く型崩れし難い。具体的には、前記有機性廃棄物と前記ＲＰＦ製造原料との合計質量に対する前記有機性廃棄物の質量の割合（質量％）を３５〜５５質量％程度にまで高めることもできる。この場合であっても、悪臭が発生し難く、かつ、水を吸収し難く型崩れし難い固形燃料を得ることができる。このためには、有機性廃棄物の水分含有率に着目し、これを最適値に調整したうえで、さらに、この水分含有率の場合に最適な有機性廃棄物とＲＰＦ製造原料との混合比に調整する。

【0031】

また、ＲＰＦ製造原料は、供給量に制限がある場合がある。すなわち、ＲＰＦ製造原料の割合を少なくし、その分、有機性廃棄物の割合を多くする必要がある場合がある。このような場合であっても、本発明の製造方法によれば、有機性廃棄物の水分含有率に着目し、これを最適値に調整することで、ＲＰＦ製造原料の割合を少なくし、その分、有機性廃棄物の割合を多くしたうえで、悪臭が発生し難く、かつ、水を吸収し難く型崩れし難い固形燃料を得ることができる。
逆に、ＲＰＦ製造原料の割合を多くする必要がある場合も、本発明の製造方法によって適切に対応することができる。すなわち、有機性廃棄物の水分含有率に着目し、これを最適値に調整することで、ＲＰＦ製造原料の割合を多くし、その分、有機性廃棄物の割合を少なくしたうえで、悪臭が発生し難く、かつ、水を吸収し難く型崩れし難い固形燃料を得ることができる。

【0032】

前述の好ましい態様について説明する。前述のように、有機性廃棄物の水分含有率と、前記有機性廃棄物および前記ＲＰＦ製造原料の合計質量に対する前記有機性廃棄物の質量の割合（質量％）とが、特定の関係式を満たすように調整すると、より悪臭を発生せず、より水を吸収し難く型崩れし難い固形燃料が得られるので好ましい。

【0033】

ここで、前記有機性廃棄物の水分含有率をｘ（質量％）とする。ｘの測定方法は前述のとおりである。
また、前記有機性廃棄物と前記ＲＰＦ製造原料との合計質量（ドライベース）に対する前記有機性廃棄物の質量（ドライベース）の割合（質量％）をｙとする。
この場合、次に示す式（Ｉ）を満たすように、前記有機性廃棄物と前記ＲＰＦ製造原料との混合比を調整して得た混合原料を用いると、本発明の製造方法によって得られる固形燃料は、より悪臭を発生せず、より水を吸収し難く型崩れし難い固形燃料が得られる。
式（Ｉ）：ｙ≦−０．０４３６ｘ²＋１．７４５８ｘ＋４０．０

【0034】

式（Ｉ）において、ｘが０〜４５（質量％）、かつ、ｙが５５（質量％）以下であることが好ましい。ｙは５０以下であることより好ましく、３５以下であることがより好ましく、３０以下であることがさらに好ましい。
前記有機性廃棄物の水分含有率を０〜４５（質量％）に調整すると、前記有機性廃棄物と前記ＲＰＦ製造原料との合計質量に対する前記有機性廃棄物の質量の割合（質量％）を５５質量％程度にまで高めても、本発明の製造方法によって、悪臭を発生せず、水を吸収し難く型崩れし難い固形燃料が得られるので好ましい。

【0035】

また、式（Ｉ）において、ｘが１０〜３０（質量％）、かつ、ｙが５５（質量％）以下であることが好ましい。ｙは５０以下であることより好ましく、３５以下であることがより好ましく、３０以下であることがさらに好ましい。
前記有機性廃棄物の水分含有率を１０〜３０（質量％）に調整すると、前記有機性廃棄物と前記ＲＰＦ製造原料との合計質量に対する前記有機性廃棄物の質量の割合（質量％）５５質量％程度にまで高めても、本発明の製造方法によって、悪臭を発生せず、水を吸収し難く型崩れし難い固形燃料が得られるので好ましい。

【0036】

また、ｘとｙとの関係が、次に示す式（ＩＩ）の関係式を満たす場合、前記有機性廃棄物と前記ＲＰＦ製造原料との混合比を調整して得た混合原料を用いると、本発明の製造方法によって得られる固形燃料は、より悪臭を発生せず、より水を吸収し難く型崩れし難い固形燃料が得られる。
式（ＩＩ）：ｙ≦−０．０３４２ｘ²＋１．４１５７ｘ＋２０．４

【0037】

式（ＩＩ）において、ｘが０〜４５（質量％）、かつ、ｙが３５（質量％）以下であることが好ましい。ｙは３０以下であることより好ましく、２５以下であることがさらに好ましい。
前記有機性廃棄物の水分含有率を０〜４５（質量％）に調整すると、前記有機性廃棄物と前記ＲＰＦ製造原料との合計質量に対する前記有機性廃棄物の質量の割合（質量％）を３５質量％程度にまで高めても、本発明の製造方法によって、より悪臭を発生せず、より水を吸収し難く型崩れし難い固形燃料が得られるので好ましい。

【0038】

また、式（ＩＩ）において、ｘが１０〜３０（質量％）、かつ、ｙが３５（質量％）以下であることが好ましい。ｙは３０以下であることより好ましく、２５以下であることがさらに好ましい。
前記有機性廃棄物の水分含有率を１０〜３０（質量％）に調整すると、前記有機性廃棄物と前記ＲＰＦ製造原料との合計質量に対する前記有機性廃棄物の質量の割合（質量％）を３５質量％程度にまで高めても、本発明の製造方法によって、より悪臭を発生せず、より水を吸収し難く型崩れし難い固形燃料が得られるので好ましい。

【0039】

さらに、式（ＩＩ）において、ｘが０〜４０（質量％）、かつ、ｙが２０（質量％）以下であることが特に好ましい。
前記有機性廃棄物の水分含有率が０〜４０（質量％）の広い範囲において、前記有機性廃棄物と前記ＲＰＦ製造原料との合計質量に対する前記有機性廃棄物の質量の割合（質量％）を２０質量％以下とすることで、本発明の製造方法によって、より悪臭を発生せず、より水を吸収し難く型崩れし難い固形燃料が得られるので好ましい。

【0040】

混合工程では、上記のようにして前記有機性廃棄物とＲＰＦ製造原料との混合比を調整し、これらを含む混合原料を得る。

【0041】

混合原料が前記有機性廃棄物および前記ＲＰＦ製造原料以外にその他の成分として含んでもよいものとして、おがくず等の木屑、繊維屑などが挙げられる。
その他の成分の含有率は、混合原料中において２０質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましい。

【0042】

前記有機性廃棄物および前記ＲＰＦ製造原料ならびに必要に応じてその他の成分を混合して混合原料を得る場合、混合する方法は特に限定されず、例えば従来公知の方法を適用することができる。例えば従来公知のミキサーを用いる方法や、回転駆動体による混合方式や振動による混合方式などを適用することができる。

【0043】

＜成型工程＞
次に、本発明の製造方法が備える成型工程について説明する。
成型工程では、前記混合原料から成型体を得る。
前記混合原料から成型体を得る方法は特に限定されず、例えばＲＰＦを製造する際に適用する従来公知の方法を適用することができる。
具体的には、例えば前記混合原料をブリケットマシンの型に入れ、加熱しながら、または加熱した後に、圧縮加工することで、所望の形状の成型体を得ることができる。ここで加熱は、混合原料が含むプラスチックを軟化する温度（通常１３０〜１６０℃程度）で行うことが好ましい。表面における撥水性が向上し、水を接触しても水を吸収し難く型崩れし難い固形燃料が得られるからである。
また、従来公知の押し出し成型機を用いて、前記混合原料から成型体を得ることもできる。また、従来公知のペレットミルを用いて、前記混合原料から成型体を得ることもできる。

【0044】

なお、前記混合工程における混合と、前記成型工程における成型とを１つの装置を用いて連続的に行うこともできる。このような場合であっても、本発明の製造方法の範囲内である。

【0045】

このような本発明の製造方法によって、前記成型体としての固形燃料を得ることができる。
固形燃料の形状や大きさは特に限定されない。例えば断面直径が３〜４０ｍｍ（好ましくは６〜３０ｍｍ）で長手方向の長さが１〜１０ｃｍ（好ましくは２〜７ｃｍ）の円柱状のものが挙げられる。

【実施例】

【0046】

＜実験１＞
図１に示すフローに則り、固形燃料を製造した。
図１に示すように、初めに、嫌気性消化汚泥１１を１０５℃に調整した乾燥機１内に保持して乾燥処理を施した。ここで乾燥時間を変更することで、含水率がそれぞれ５０質量％、４０質量％、２０質量％、１０質量％および１質量である５種類の有機性廃棄物１２を得た。そして、これらの有機性廃棄物１２に対して、廃プラスチックを主体としたＲＰＦ製造原料１３（廃プラスチックと紙ごみとを質量比で６０：４０で混合したもの）をドライベースで２５質量％から９５質量％まで様々の割合で混合したものを混合機２に投入して混合し、固形燃料を作製するための原料としての混合原料１４を得た。その後、この混合原料１４を各々成型機３（押し出し成型機）に投入し、加熱・圧縮加工することで固形燃料１５を得た。

【0047】

次に、得られた固形燃料について、各々３０ｇを分取し、１Ｌの水道水を入れた容器中で浸漬処理を１０分間施した。得られた、吸水処理を施した固形燃料を「水浸漬処理品」と記す。

【0048】

次に、得られた固形燃料および水浸漬処理品について、各々１５ｇを分取し、各々を別々の５Ｌ容の臭気分析用袋に入れた。そして、袋内に臭気除去処理を施した空気を充填した後、袋を３０℃で保存した。２４時間後、袋内の硫化水素、脂肪酸、アルデヒドおよびアンモニアの各臭気成分の濃度を検知管を用いて分析した。
固形燃料および水浸漬処理品の各々について臭気成分の濃度を分析した結果および臭気強度の評価を行った結果を第１表に示す。また、固形燃料に水浸漬処理を施したときの含水率の変化および強度変化を第２表に示す。
なお、臭気強度の評価は、悪臭防止法で事業所の敷地境界線での規制基準として採用されている方法によって行った。

【0049】

【表1】

【0050】

【表2】

【0051】

［実施例１、実施例２、比較例１］
含水率を５０質量％とした有機性廃棄物を使用した場合、ＲＰＦ製造原料を９５質量％（ドライベース。以下の実施例におけるＲＰＦ製造原料および有機性廃棄物の混合比率において同様。）の質量比で混合・成型した固形燃料の臭気強度は、未処理品（以下の実施例において、水浸漬処理を施していない固体原料を「未処理品」ともいう。）および水浸漬処理品とも１となり、ほとんど臭わないレベルであった。また、水浸漬による影響はほとんど無かった。ＲＰＦ製造原料の混合割合を８５質量％にすると、固形燃料の臭気強度は、未処理品および水浸漬処理品とも２となり、あまり気にならないレベルであった。また、同条件でも水浸漬による影響はほとんど無かった。一方、ＲＰＦ製造原料の混合割合を７０質量％まで下げると、主に脂肪酸およびアンモニアの臭気濃度が高くなることにより、固形燃料の臭気強度は未処理品および水浸漬処理品とも５となり、強烈な臭いが発生した。また、水浸漬処理によって給水し、固形燃料は型崩れを起こした。

【0052】

［実施例３、実施例４、比較例２］
含水率を４０質量％とした有機性廃棄物を使用した場合、ＲＰＦ製造原料を８０質量％の質量比で混合・成型した固形燃料の臭気強度は、未処理品および水浸漬処理品とも１となり、ほとんど臭わないレベルであった。また、水浸漬による影響はほとんど無かった。ＲＰＦ製造原料の混合割合を６０質量％にすると、固形燃料の臭気強度は、未処理品および水浸漬処理品とも２となり、あまり気にならないレベルであった。また、同条件でも水浸漬による影響はほとんど無かった。一方、ＲＰＦ製造原料の混合割合を４０質量％まで下げると、固形燃料の臭気強度は４となり臭いを十分認識できるレベルとなった。また、水浸漬処理品の場合は臭気強度５となり強烈な臭いが発生し、固形燃料は吸水により型崩れを起こした。

【0053】

［実施例５、実施例６、比較例３］
含水率を３０質量％とした有機性廃棄物を使用した場合、ＲＰＦ製造原料を７０％の質量比で混合・成型した固形燃料の臭気強度は、未処理品および水浸漬処理品とも１となり、ほとんど臭わないレベルであった。また、水浸漬による影響はほとんど無かった。ＲＰＦ製造原料の混合割合を５０質量％にすると、固形燃料の臭気強度は、未処理品および水浸漬処理品とも２となり、あまり気にならないレベルであった。また、同条件でも水浸漬による影響はほとんど無かった。一方、ＲＰＦ製造原料の混合割合を３０％質量まで下げると、固形燃料の臭気強度は４となり臭いを十分認識できるレベルとなった。また、水浸漬処理品の場合は臭気強度５となり強烈な臭いが発生し、固形燃料は吸水により型崩れを起こした。

【0054】

［実施例７、実施例８、比較例４］
含水率を２０質量％とした有機性廃棄物を使用した場合、ＲＰＦ製造原料を６５質量％の質量比で混合・成型した固形燃料の臭気強度は、未処理品および水浸漬処理品とも１となり、ほとんど臭わないレベルであった。また、水浸漬による影響はほとんど無かった。ＲＰＦ製造原料の混合割合を４５質量％にすると、固形燃料の臭気強度は、未処理品および水浸漬処理品とも２となり、あまり気にならないレベルであった。また、同条件でも水浸漬による影響はほとんど無かった。一方、ＲＰＦ製造原料の混合割合を２５質量％まで下げると、固形燃料の臭気強度は３となり臭いを十分認識できるレベルとなった。また、水浸漬処理品の場合は臭気強度４となり強い臭いが発生し、固形燃料は吸水により型崩れを起こした。

【0055】

［実施例９、実施例１０、比較例５］
含水率を１０質量％とした有機性廃棄物を使用した場合、ＲＰＦ製造原料を７０質量％の重量比で混合・成型した固形燃料の臭気強度は、未処理品および水浸漬処理品とも１となり、ほとんど臭わないレベルであった。また、水浸漬による影響はほとんど無かった。ＲＰＦ製造原料の混合割合を５０質量％にすると、固形燃料の臭気強度は、未処理品および水浸漬処理品とも２となり、あまり気にならないレベルであった。また、同条件でも水浸漬による影響はほとんど無かった。一方、ＲＰＦ製造原料の混合割合を３０質量％まで下げると、固形燃料の臭気強度は４となり強い臭いが発生した。また、水浸漬処理品の場合は臭気強度５となり強烈な臭いが発生し、固形燃料は吸水により型崩れを起こした。

【0056】

［実施例１１、実施例１２、比較例６］
含水率を１質量％とした有機性廃棄物を使用した場合、ＲＰＦ製造原料を８０質量％の質量比で混合・成型した固形燃料の臭気強度は、未処理品および水浸漬処理品とも１となり、ほとんど臭わないレベルであった。また、水浸漬による影響はほとんど無かった。ＲＰＦ製造原料の混合割合を６０質量％にすると、固形燃料の臭気強度は、未処理品および水浸漬処理品とも２となり、あまり気にならないレベルであった。また、同条件でも水浸漬による影響はほとんど無かった。一方、ＲＰＦ製造原料の混合割合を４０質量％まで下げると、固形燃料の臭気強度は未処理品および水浸漬処理品とも５となり、強烈な臭いが発生した。また、水浸漬処理によって給水し、固形燃料は型崩れを起こした。

【0057】

第１表および第２表より、有機性廃棄物の含水率をｘ、有機性廃棄物とＲＰＦ製造原料との合計質量に対する有機性廃棄物の質量の割合（質量％）をｙとしたとき、ｙ≦−０．０４３６ｘ²＋１．７４５８ｘ＋４０．０の関係式を満たす場合に固形燃料の臭気強度が低く、水浸漬処理による型崩れが生じないことを確認できた。また、ｙ≦−０．０３４２ｘ²＋１．４１５７ｘ＋２０．４の関係式を満たす場合に、固形燃料の臭気強度がより低く、水浸漬処理による型崩れが生じないことを確認できた。

【0058】

＜実験２＞
下水処理場で発生した汚泥に乾燥処理を施し、含水率が２０質量％の有機性廃棄物を得た。この有機性廃棄物に対して、廃プラスチックを主体としたＲＰＦ製造原料を質量ベース（ドライベース）で１：９から８：２まで、さまざまの割合で混合した８種類の混合原料を調製し、固形燃料を作製する原料としての混合原料を得た。固形燃料を作製する各混合原料を押出し式成型装置に投入し、加熱・圧縮加工することで８種類の固形燃料を得た。

【0059】

得られた８種類の固形燃料について、各々１５ｇを分取し、５Ｌ容の臭気分析用袋に入れた。袋内に臭気除去処理を施した空気を充填した後、袋を３０℃で２４時間保存した後、袋内の臭気強度の評価を行った。
臭気強度の測定方法は実験１の場合と同様である。

【0060】

次に、臭気強度の評価を行った後、それぞれの固形燃料を乳鉢に入れ、粉砕した。各固形燃料の粉砕物について、熱量計により、発熱量の分析を行った。
結果を第３表に示す。

【0061】

【表3】

【0062】

第３表に示すように、得られた８種類の固形燃料は全て臭気強度が１から２となり、ほとんど臭わない、またはあまり気にならないレベルであった。また、各固形燃料の発熱量は、有機性廃棄物に対して、廃プラスチックを主体としたＲＰＦ製造原料を質量ベース（ドライベース）で８：２の割合で混合したもので４，９００kcal/kgとなり、その他、７：３、６：４、５：５、４：６、３：７、２：８および１：９の割合で混合したものではそれぞれ５，４００kcal/kg、５，７００kcal/kg、６，１００kcal/kg、６，５００kcal/kg、６，９００kcal/kg、７，２００kcal/kgおよび７，６００kcal/kgとなった。

【0063】

また、石炭の発熱量を同様に分析したところ６，８５０kcal/kgであったことから、有機性廃棄物に対して、廃プラスチックを主体としたＲＰＦ製造原料を質量ベースで３：７の割合で混合して製造した固形燃料と石炭の燃焼性について比較した。それぞれの試料を乳鉢に入れ、粉砕したものを５ｇずつ秤量し、蒸発皿に入れた。８５０℃に昇温した電気炉にそれぞれの試料を入れ、時間ごとの重量の変化について測定した。それぞれの試料の燃焼画分の重量変化について比較した結果を図２に示す。

【0064】

図２により、本発明の製造方法によって、石炭と同等の燃焼性を示す固形燃料を得ることができることを確認できた。このような固形燃料は保有熱量が十分であり、燃焼性は石炭と同様であるため、既設の燃料利用設備によって例えば石炭の代替燃料として利用することもできると考えられる。

【符号の説明】

【0065】

１ 乾燥機
２ 混合機
３ 成型機
１１ 汚泥
１２ 有機性廃棄物
１３ ＲＰＦ製造原料
１４ 混合原料
１５ 固形燃料

【図1】

【図2】