JP3740938B2

JP3740938B2 - 廃プラスチックスの処理方法

Info

Publication number: JP3740938B2
Application number: JP2000082677A
Authority: JP
Inventors: 勇南澤; 司近田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2000-03-23
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2020-03-23
Also published as: JP2001262154A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークス炉でプラスチックスまたはプラスチックスを含有する廃棄物（以下、プラスチックスまたはプラスチックスを含有する廃棄物を廃プラスチックスともいう）を処理する方法に関する。
【０００２】
ここで、プラスチックスとは例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンおよび塩化ビニル等のプラスチックスをいう。
【０００３】
【従来の技術】
近年の社会環境問題の一つとして廃棄物の埋め立て処理地の確保が困難になってきていることが挙げられる。廃プラスチックスの廃棄量は、年間１０００万質量トンにも達する勢いで増加傾向にあり、有効利用されている量は少なく、大部分が埋め立て処理あるいは焼却処理されている。
【０００４】
また、焼却処理時のダイオキシン問題の顕在化から、環境への悪影響を回避できる廃プラスチックスの処理あるいは有効利用法の開発が急がれている。
この様な背景の中で、廃プラスチックスをコークス炉に装入して熱分解する試験が多数行われている。
【０００５】
例えば、特開平６−２２８５６５号公報に、下記内容の粒状プラスチックスを使用したコークスの製造方法が開示されている。
（１）適宜の粒径に砕かれた粒状プラスチックスを装入炭に混ぜてコークス炉で乾留する方法。
【０００６】
（２）適宜の粒径に砕かれた粒状プラスチックスを成型炭に混ぜてコークス炉で乾留する方法。
しかし、上記装入炭または成型炭に、単純に粒状プラスチックスを混合しても、製品のコークス強度が低下する問題が生じる。
【０００７】
同公報によれば、適宜の粒径に砕かれた粒状プラスチックスを混ぜてコークス炉で乾留することにより、製品コークスが製造できるとしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プラスチックスの添加混合により、コークス強度が低下することは、広く知られていおり、その原因は、石炭乾留過程において、プラスチックスは揮発し易くコークス中に揮発分が揮発した痕跡（以下、気孔ともいう）が生成し、このように生成した気孔の増大により、コークス強度が低下し易くなるからであると推定できる。
【０００９】
前記公報に示された発明は、製品のコークス強度が低下するのを防止することを狙って、適宜の粒径に砕かれた粒状プラスチックスを混ぜてコークス炉で乾留することを要旨としている。
【００１０】
しかし、適宜の粒径に関する記載が全くなく、発明を実施することはもちろん、内容を評価することもできない。
一方、廃プラスチックスの添加方法については、従来より廃プラスチックスをなるべく細かく裁断してコークス炉に添加する方法が多く試みられいる。
【００１１】
しかし、このような細粒の廃プラスチックスを単純にコークス炉に装入すると、コークス炉炭化室内の熱上昇流に乗って細粒の廃プラスチックスがコークス炉出口部に誘導され、この近傍で堆積あるいは付着する等のトラブルを生じるという問題がある。
【００１２】
また、廃プラスチックスがコークス炉中に偏在し、コークス強度の低下やコークス炉からコークスを押し出す際に廃プラスチックスの気孔部でコークス塊（以下、コークスケーキともいう）が崩壊するため押し出し抵抗が上昇し、押し出し作業が困難となるというトラブルが発生する。
【００１３】
本発明の目的は、製品のコークス強度を高く維持でき、しかも押し出し作業も容易に行えることが可能な廃プラスチックスを処理する方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
各種窯幅に変更可能なコークス炉を模した小型電気炉で下記試験を行った。
すなわち、コークス製造用石炭に最大長さ（以下、単に粒径という）で３〜１２０mmの大きさに調製した廃プラスチックスを５質量％添加する試験を行った結果、コークス炉の窯幅範囲毎に一定範囲の粒径の廃プラスチックスを添加すると、コークスのコークス強度を高く維持でき、しかも押し出し作業も容易に行えることを見出した。
【００１５】
本発明は、以上の知見に基づいてなされたもので、その要旨は、「３００〜６００mmの窯幅を有するコークス炉でコークス製造用石炭に廃プラスチックスを添加処理する廃プラスチックスの処理方法において、３００〜４００mm未満の窯幅Ｄ１のコークス炉を使用する場合は、窯幅Ｄ１と廃プラスチックス粒径ｄ１（mm）との比（ｄ１／Ｄ１）が０．０２〜０．０６であり、４００〜５００mm未満の窯幅Ｄ２のコークス炉を使用する場合は、窯幅Ｄ２と廃プラスチックス粒径ｄ２（mm）との比（ｄ２／Ｄ２）が０．０４〜０．１４であり、５００〜６００mmの窯幅Ｄ３のコークス炉を使用する場合は、窯幅Ｄ３と廃プラスチックス粒径ｄ３（mm）との比（ｄ３／Ｄ３）が０．１０〜０．２０であることを特徴とする廃プラスチックスの処理方法」である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
コークス炉の一定の窯幅範囲毎に一定範囲の粒径の廃プラスチックスを添加すると、製造されたコークス強度を高く維持でき、しかも押し出し作業も容易に行える機構について以下に説明する。
【００１７】
なお、コークス炉の窯幅は、炉壁と炉壁との間の幅の長さと定義される。
コークス炉に装入された石炭は約４００〜５００℃で軟化溶融し揮発分が抜け、乾留温度の上昇によって次第に収縮がおこりその過程で亀裂が入り、約１０００℃の乾留末期で平均５０〜７０mmのコークス塊になるが、コークス塊内に廃プラスチックスが揮発して形成した気孔が内在するとその部分から新たな亀裂が発生し、コークスの強度が低下することになる。
【００１８】
一方、通常コークス炉で乾留された１０００℃程度のコークスは乾留過程で石炭の揮発分がぬける焼き締まりによりコークス炉壁とコークス塊の間に隙間が発生し、コークス炉で乾留したままのコークスケーキのままで押し出し機で押し出しされコークス炉外に排出される。
【００１９】
しかし、石炭に添加する廃プラスチックスの粒径を大きくすると、コークスケーキ中の廃プラスチックスによる気孔が大きくなり、押し出し時の衝撃によりこのコークスの気孔が起点となってコークスケーキが崩壊し押し出し時の抵抗が増加する。この結果、コークス炉壁に過大な負荷がかかり炉壁を損傷するという問題が起きる。
【００２０】
しかし、廃プラスチックスの気孔をコークス塊の表面に露出させると、コークス強度が低下しない。このように廃プラスチックスをコークス塊の表面に出させるには、コークス炉の窯幅に合った適切な範囲の廃プラスチックスの粒径が存在し、押し出し性についても、廃プラスチックスの適切な範囲の粒径が存在する。
【００２１】
【実施例】
表１に示す性状の石炭を使用し、表２の性状を有する廃プラスチックスを質量％で５％石炭に添加する条件で、窯幅を変えられる小型電気炉にて乾留試験をおこなった。
【００２２】
【表１】

【００２３】
【表２】

乾留試験の際に、粒径ｄ（mm）の異なる廃プラスチックスを使用して、各窯幅Ｄ（mm）の範囲で添加し、比（ｄ／Ｄ）と得られたコークス強度と押し出し性についての関係をそれぞれ求めた。
【００２４】
表３に試験で得られたコークス強度と比（ｄ／Ｄ）との関係を示す。
【００２５】
【表３】

なお、○印はコークス強度がＤＩ¹⁵⁰ ₁₅（１５rpm で１５０回転後の１５mmの篩上の質量割合％）で８０％以上であることを示し、×印はコークス強度が８０％未満であることを示す。
【００２６】
同表に示すように、ＤＩ¹⁵⁰ ₁₅で８０％以上にするには、窯幅３００〜４００mm未満では、比（ｄ／Ｄ）が０．０２〜０．０６であること、窯幅４００〜５００mm未満では、比（ｄ／Ｄ）が０．０４〜０．１４であること、窯幅５００〜６００mmでは、比（ｄ／Ｄ）が０．１０以上であることが条件となることがわかった。
【００２７】
表４に、試験で得られた押し出し性と比（ｄ／Ｄ）との関係を示す。
【００２８】
【表４】

なお、コークスの押し出し抵抗が２０ＫＰａ以下を○印で示し、押し出し抵抗が２０ｋＰａ超を×印で示した。
【００２９】
同表に示すように、窯幅３００〜４００mm未満、窯幅４００〜５００mm未満、窯幅５００〜６００mmとも、比（ｄ／Ｄ）が０．２０以下であれば、押し出し抵抗が２０ＫＰａ以下と小さくなることもわかった。
【００３０】
つまり、これらの結果から、コークス強度、コークスの押し出し性の両面で満足する範囲は、窯幅３００〜４００mm未満では、比（ｄ／Ｄ）が０．０２〜０．０６であること、窯幅４００〜５００mm未満では、比（ｄ／Ｄ）が０．０４〜０．１４であること、窯幅５００〜６００mmでは、比（ｄ／Ｄ）が０．１０〜０．２０であることが条件となることがわかった。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の廃プラスチックスを処理方法により、製品のコークス強度を高く維持でき、しかも押し出し作業も容易に行うことができる。

Claims

３００〜６００mmの窯幅を有するコークス炉でコークス製造用石炭に廃プラスチックスを添加処理する廃プラスチックスの処理方法において、３００〜４００mm未満の窯幅Ｄ１のコークス炉を使用する場合は、窯幅Ｄ１と廃プラスチックス粒径ｄ１（mm）との比（ｄ１／Ｄ１）が０．０２〜０．０６であり、４００〜５００mm未満の窯幅Ｄ２のコークス炉を使用する場合は、窯幅Ｄ２と廃プラスチックス粒径ｄ２（mm）との比（ｄ２／Ｄ２）が０．０４〜０．１４であり、５００〜６００mmの窯幅Ｄ３のコークス炉を使用する場合は、窯幅Ｄ３と廃プラスチックス粒径ｄ３（mm）との比（ｄ３／Ｄ３）が０．１０〜０．２０であることを特徴とする廃プラスチックスの処理方法。