分析: シュレッダーが廃棄物で果たす役割

廃棄物エネルギー変換は、通常は再利用されない廃棄材料を廃棄物由来燃料 (RDF) などの再利用可能なものに変える能力があるため、廃棄物管理において重要な役割を果たします。

最終製品の品質はシステムに供給される原料に依存することが多いため、この材料の破砕は廃棄物エネルギー化プロセスにおいて重要な役割を果たします。 変換施設に入る可能性のある物質はさまざまであるため、処理前に廃棄物を細断するための万能の方法はありません。 オペレーターは、ニーズに合ったシュレッダーを見つけるために、シュレッダーの仕様に特別な注意を払う必要があります。

Waste Today は最近、ノースカロライナ州シャーロットにある eFactor3 の創設者兼社長である Hartmut Bendfeldt 氏と、ノースカロライナ州アーチデールにある Vecoplan の複合システム マネージャーである Dana Darley 氏に話を聞きました。両社は RDF アプリケーション用のシュレッダーを供給しています。 2 人の専門家は、次の Q&A で、シュレッダーを入手する際にオペレーターが考慮する必要があることについて説明します。

Waste Today (WT): 廃棄物発電用途のシュレッダーを検討する際、オペレーターは何に注意すべきですか?

ハルトムット・ベンドフェルト (HB): [オペレーターは] 金属、石、その他の形態の破片などの汚染物質を処理できる頑丈なシュレッダーを検討する必要があります。 生産ラインから直接排出される場合を除き、汚染物質が 100% 除去された廃棄物は存在しないことを考慮する必要があります。 シュレッダーの設計、特にフロントエンドで、装置やラインを停止させることなく汚染物質に対処できることが重要です。

デイナ・ダーリー (DD):オペレーターが考慮すべき点としては、安定した高出力のシュレッダーが挙げられます。 そうすれば、出てくる素材は常に同じになります。 また、金属スクラップやその他の異物をろ過して除去し、ダウンタイムの必要性を減らすことができる、金属スクラップやその他の異物に耐性のある堅牢なシステムを考慮する必要もあります。 これが最後のポイントになります。短いダウンタイムが企業と競合他社との違いを生む可能性があるため、オペレーターはメンテナンスが容易なマシンを検討する必要があります。 シュレッダーに耐性を持たせるためにさまざまな工夫をすることはできますが、防弾仕様にすることはできないため、できるだけ耐久性を確保する必要があります。

WT: これらの用途で特に効果的なシュレッダーのタイプとその理由は何ですか?

HB:私の偏見ですが、事前細断の場合は、サイズと材質の点で二軸シュレッダーをお勧めします。 出てきたものは2回目の細断ステップの前に選別できるため、材料はより純粋になります。

二次シュレッダーについては、ほとんどのストリームに対して 1 軸シュレッダーが最適なソリューションであると考えています。 二次シュレッダーとして使用される一軸シュレッダーは、所有コストをより制御しやすく、材料を切断する際の安定性が高くなります。

4 軸シュレッダーは、高い摩耗コストと高い運用コストがかかります。 これらのマシンの総所有コストは、部品のメンテナンスに多額の費用がかかり、ダウンタイムが長いため、非常に高くなります。 私は 4 シャフトをお勧めしません。なぜなら、これらの機械の交換部品に年間約 25 万ドルを費やしている顧客を知っているからです。 私の意見では、これは高すぎます。

DD:材料を切り分けて分別するための最初のサイズ縮小ステップとして、二軸シュレッダーをお勧めします。 最初のステップで材料を分離しやすくするため、最も困難な材料の一部を処理できます。

次に、第 2 ステップで、オペレーターは燃焼やガス化などの用途向けに正確な粒子サイズ制御を行うための 1 軸シュレッダーを検討できます。

WT: 低速破砕と高速破砕の違いは何ですか?また、廃棄物をエネルギーに変換するための破砕にどのように考慮すべきですか?

HB:低速、中速、高速細断の違いはもちろんローターの速度です。 速度が遅いほど、材料内の温度上昇が少なくなります。 また、汚染物質を捕らえてプロセスから安全に除去できるため、損傷の可能性も低くなります。

速度が速いほど、より多くの容量が得られます。 ただし、機械の速度が速いほど、破砕できない材料が送り込まれるリスクが高くなります。 その結果、速度が高くなると、機械が損傷するリスクが高くなります。

DD:弊社では予備細断工程において、6インチ～8インチの粗細断には低速・高トルクの【シュレッダー】をお勧めしております。 そうすることで、材料を効果的に処理し、大きな汚染物質やプロパンタンクなどの危険物を捕捉できます。

再細砕プロセス中、オペレーターは、1 インチ以下の小さな粒子サイズを 1 分間にできるだけ多くカットできる高速の使用を検討できます。

WT: プロセスで複数のシュレッダーを使用することに利点はありますか?

HB:はい、細断プロセスに複数のステップを使用することは有益です。 当社の経験によれば、10 インチから 12 インチの粒径を生成するプレシュレッダーを使用している場合、廃棄物の流れから金属やその他の汚染物質を機械的に簡単に除去できます。

たとえば、一部の燃料では、RDF で使用される材料の塩素含有量に制限があります。 これは、オペレータが PVC (ポリ塩化ビニル) などの材料を取り出し、それをさらに細断する前に流れから取り除きたいことを意味します。

次に、二次シュレッダーで材料を最終製品の望ましいサイズに縮小します。 サイズを小さくする必要がある場合は、プロセスに 3 番目のステップが必要になる可能性があります。

DD:はい、本当にその通りです。 粗大な汚染物を除去し、最終的な細断に向けて材料を準備するには、事前細断コースが必要です。 それが完了すると、2 番目のシュレッダーがストリームを最終材料に加工します。最終材料は、効率的に燃焼するために小さくて一定のサイズでなければなりません。

WT: オペレーターが処理する材料の種類と量は、シュレッダーの選択にどの程度影響しますか?

HB:これらのアプリケーションでは 1 時間あたりのポンド数について話しているため、体積を知ることは非常に重要です。 したがって、通常、これらの操業では代替燃料の生産量が 1 時間あたり 10 ～ 20 トン、あるいはそれ以上になる可能性があります。

焼却 RDF ラインでは、1 時間あたり 80 ～ 90 トン、つまり 120 トンということになります。

したがって、機器のサイズを適切に決定するには、オペレーターの体積を把握することが重要です。 結局のところ、シュレッダーは容積測定装置であり、特定の機器を介して一定量の材料のみを取得できます。

DD:これは、シュレッダーのサイズ設定と選択において重要な役割を果たす主な要素の 1 つです。

材料の構成によってシュレッダーのスタイルと機能が決まり、体積によってシュレッダーのサイズが決まります。 これは、ストリーム内にどのような種類のマテリアルが存在するかに関係します。 たとえば、一定量の金属が存在することがわかっている場合は、破砕装置を金属から保護するための追加の設備が必要になります。

材料の組成がわかれば、オペレーターはその組成をより効率的に処理できる機械を入手して準備を行うことができます。

WT: 廃棄物をエネルギーに変換する方法は、どのシュレッダーを使用するかに影響しますか? もしそうなら、なぜですか？

HB:はい、会社が使用している方法には、満たす必要のある特定の要件があるからです。 焼却の場合、オペレーターは[通常]、プラントに何が入るかについてあまり心配する必要はありません。 都市固形廃棄物の山全体が細断され、RDF システムで管理できるサイズになります。 彼らはそれをマイナス6インチからマイナス8インチまで下げる必要があり、システムは[通常]磁石を使用して可能な限り多くの鉄金属を取り除きますが、残りはバーナーに送られるだけです。

ただし、企業が製造している燃料の種類 (プロセス工学燃料など) に応じて、プロセスは異なります。 これは、この燃料をセメント業界に販売する必要があるためで、セメント業界では通常、燃料から汚染物質を除去する必要がある。 たとえば、彼らは窯に金属を入れることを好みませんし、排出基準の問題のため、窯に入る PVC が 0.2 パーセントを超えることを許容できません。

DD:操作でどのシュレッダーを使用する必要があるかを判断するには、どのプロセスが使用されているかを知る必要があります。 廃棄物をエネルギーに変換するさまざまな方法には仕様があり、システムがそれらの仕様を満たすことが重要です。

ガス化は、材料の純度や粒度分布に関して、通常、焼却よりも厳しい材料仕様を持っています。 それはすべて、オペレーターが最終製品に何を求めるかによって異なります。