プラスチック廃棄物からRDFを製造するラインの主要設備:破砕からペレット化・梱包まで
業界の皆様、ようこそ!プラスチック廃棄物を廃棄物固形燃料(RDF)に変換することは、循環型経済と持続可能なエネルギーへの重要な一歩です。このガイドでは、RDF生産ラインの中核を掘り下げ、この変換を可能にする必須機器について解説します。各コンポーネントの機能、特徴、そして選定基準を理解することは、オペレーションを最適化する上で不可欠です。
欠かせないシュレッダー:資源回収への第一歩
かさばるプラスチック廃棄物を扱いやすいRDFへと変える道のりは、まずサイズダウンから始まります。シュレッダーは、この重要な最初の作業を成し遂げる主力機械です。
関数:
プラスチックシュレッダーは、大きく不規則な形状のプラスチック製品(フィルム、ボトル、容器、硬質プラスチックなど)を、より小さく均一な破片に分解します。これにより、取り扱い、輸送、そしてライン内の他の機械による後続処理が容易になります。
主な技術的特徴:
- ローター設計とカッタータイプ: 単軸シュレッダーは混合プラスチックによく使用され、スクリーンで破砕サイズを細かく制御できます。二軸シュレッダーはかさばる物を大量に破砕するのに優れていますが、破砕サイズの精度は低くなります。四軸シュレッダーはさらに細かい破砕が可能です。カッターの材質(例:硬化合金鋼)と設計は、耐久性と破砕効率に影響します。
- モーター動力および駆動システム: 出力(kW)が高いほど、より硬い材料を加工でき、より高いスループットを実現できます。油圧駆動と電動駆動では、トルク特性が異なります。
- スクリーンサイズ(シングルシャフト用): 出力粒子の最大サイズを決定します。交換可能なスクリーンにより柔軟性が向上します。
- ホッパー設計: インフィードホッパーは、積載方法 (手動、コンベア、グラブ) と材料の種類に合わせて選択する必要があります。
選択の考慮事項:
- 入力材料特性: プラスチックの種類(ハード、ソフト、フィルム)、汚染レベル、および初期サイズ。
- 必要なスループット: 1 時間あたり何トン (TPH) 処理する必要がありますか?
- 希望する出力粒子サイズ: これは下流設備の効率とRDFの品質に影響を与えます。
- メンテナンスと耐久性: 交換しやすい摩耗部品(カッター、スクリーン)と頑丈な構造を探してください。
精密スクリーニング:分離と精製
最初の細断後、材料の流れをさらに精製し、乾燥や緻密化などの後続のプロセスに最適な粒子サイズを確保するために、ふるい分け装置が使用されることがよくあります。
関数:
ふるい機(または篩)は、破砕されたプラスチック粒子をサイズに基づいて選別します。これにより、微粒子(非常に小さな粒子)や、さらに破砕する必要がある大きすぎる破片を取り除くことができます。この工程は、RDF製造のための安定した原料を得るために非常に重要です。
主な技術的特徴:
- 画面タイプ:
- トロンメルスクリーン: 穴あきの回転式円筒ドラム。様々なサイズの分離や異物除去に効果的です。
- 振動スクリーン: 振動を利用してスクリーンデッキ上で材料を移動させます。高スループットと微細な分離に適しています。
- ディスク スクリーン (またはスター スクリーン): ディスク/スター付きの回転シャフトが開口部を作ります。フィルムなどの2D材料に適しており、詰まりにくいのが特徴です。
- スクリーンメッシュ/開口部サイズ: 通過する粒子のサイズを決定します。複数のデッキを使用することで、複数のサイズ分率を実現できます。
- 構造材料: プラスチック粒子による摩耗に耐える必要があります。
選択の考慮事項:
- シュレッダーからの粒度分布: 入力材料の特性に応じて、必要なスクリーナーのタイプとサイズが決まります。
- ターゲット出力仕様: RDF に最適な粒子サイズの範囲はどれですか?
- 水分含有量: 湿度が高いと、一部のスクリーン タイプでは目がくらむ可能性があります。
- 容量要件: シュレッダーと下流機器のスループットを一致させます。
燃焼の最適化:乾燥システムの役割
水分含有量はRDFの発熱量と燃焼効率に大きな影響を与えます。水分を許容レベルまで下げるために乾燥システムが採用されています。
関数:
乾燥機は、細断・選別されたプラスチック材料から余分な水分を除去します。水分含有量が低いほど、RDFの正味発熱量(NCV)が増加し、燃焼時のエネルギー回収率が向上し、輸送コスト(水分重量の減少)も削減されます。
主な技術的特徴:
- 乾燥技術:
- ロータリードラム乾燥機: 材料は加熱された回転ドラム内を転がり落ちます。大容量に適しています。
- エアドライヤー/熱風システム: 材料は熱風によって搬送されます。空気輸送と統合可能です。
- ベルト乾燥機: 材料は透過性ベルト上を加熱ゾーンを通って移動します。
- 暖房源: 天然ガス、バイオマス、廃熱、または電気。
- 温度と空気の流れの制御: プラスチックの溶解や劣化を防ぎながら効率的な乾燥を確保するには、正確な制御が不可欠です。
- 断熱性とエネルギー効率: 断熱性の高いシステムは熱損失と運用コストを削減します。
選択の考慮事項:
- 初期水分含有量: 材料の水分量が多いほど、乾燥システムはより堅牢なものが必要となります。
- 目標水分含有量: 通常、RDFの仕様では、一定の割合以下の水分が要求されます(例: <15-20%).
- 材料特性: プラスチックの中には、他のものよりも熱に敏感なものがあります。
- エネルギーの可用性とコスト: 暖房源の選択は、地域のエネルギー価格と入手可能性に応じて異なります。
- フットプリントと統合: 利用可能なスペースと、乾燥機がラインの残りの部分とどのように統合されるかを考慮してください。
最終変換:最適なRDFのためのペレット化またはベール化
RDF製造の最終段階は、ペレット化による高密度化、またはベール化による圧縮であることが多いです。これにより、取り扱い、保管、輸送、そして使い勝手が向上します。
オプション1:ペレット化機(高密度化)
ペレタイザーは、乾燥して細断されたプラスチックを高密度で均一なペレットに変換します。
関数:
RDFペレットミルは、原料をダイスで圧縮し、小さく高密度なペレットを作ります。これにより、嵩密度が高まり、流動性が向上し、均質性が確保され、セメント窯や発電所などの燃焼システムへのRDFの供給が容易になります。
主な技術的特徴:
- ダイタイプ:
- リングダイペレタイザー: 材料は回転するリングダイの内周に供給され、ローラーによって外側に押し出されます。一般的に、高容量の成形に使用されます。
- フラットダイペレタイザー: 材料は平らな穴あきダイに供給され、ローラーで押し出されます。小規模な作業や特定の材料によく使用されます。
- ローラーとダイの材質: 長寿命化には耐摩耗性の高い合金が不可欠です。
- コンディショニングシステム: 一部の材料では、蒸気または水で前処理するとペレットの品質が向上します (ただし、純粋なプラスチック RDF ではあまり一般的ではありません)。
- 冷却システム: ペレットは高温で排出されるため、その完全性を維持するために冷却する必要があります。
選択の考慮事項:
- 望ましいペレット品質: 密度、耐久性、サイズ。
- スループット要件: 前段の機器の出力に合わせます。
- 材料特性: プラスチックの種類とその特性は、金型の設計と圧縮比に影響します。
- 運用コスト: エネルギー消費と摩耗部品の交換。
オプション2:梱包機(圧縮)
ペレット化が不要または望ましくない場合は、処理済みの RDF 材料を管理する代替手段として梱包が提供されます。
関数:
ベーラーは、細断・乾燥された(あるいは単に細断された)プラスチック材料を、密度が高く規則的な形状のベールに圧縮します。これにより容積が大幅に減少し、保管が容易になり、輸送コストも削減されます。
主な技術的特徴:
- 圧縮力: トン単位で測定され、ベールの密度を決定します。
- ベールサイズと重量: 取り扱いや輸送の物流に適している必要があります。
- 結束機構: 自動ワイヤーまたはプラスチックストラップ結束システム。
- ホッパーサイズと給餌システム: 物質の流入に対応する必要があります。
- サイクルタイム: ベールをどれだけ早く生産できるか。
選択の考慮事項:
- スループット: 梱包機は生産ラインの他の部分と歩調を合わせなければなりません。
- 希望するベール密度: 密度が高いほど輸送コストが低くなります。
- 自動化のレベル: 手動タイから全自動システムまで。
- エンドユーザーの要件: ペレットが選択できない場合、一部のオフテイカーはばらばらの材料よりも梱包された RDF を好む場合があります。
結論: RDF生産における成功のエンジニアリング
プラスチック廃棄物からRDF(再生プラスチック)を製造する生産ラインを効率的、信頼性が高く、経済的に実現可能にするには、適切な機器の選定が不可欠です。最初のシュレッダーから最後のペレタイザーやベーラーに至るまで、それぞれの機械が重要な役割を果たします。具体的な投入原料、望ましい出力品質、処理能力、そして運用状況を慎重に検討することで、廃棄物管理の課題に対処するだけでなく、貴重なエネルギー資源の有効活用にも貢献するシステムを構築できます。
経験豊富な機器サプライヤーやエンジニアにご相談いただき、お客様独自の要件に最適なソリューションをカスタマイズすることをお勧めします。RDF生産ラインへの賢明な投資は、より持続可能な未来への投資です。