JP3872615B2

JP3872615B2 - Coke production method

Info

Publication number: JP3872615B2
Application number: JP22834499A
Authority: JP
Inventors: 健次加藤; 誠治野村
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-08-12
Filing date: 1999-08-12
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2019-08-12
Also published as: JP2001049263A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃プラスチックをコークス原料に配合してコークスを製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチック産業廃棄物、プラスチック一般廃棄物として大量に排出される廃プラスチックの処理に関しては、従来は大部分が埋め立てや一部焼却処理されている。廃プラスチックは、埋め立てにおいては土中の細菌やバクテリアで分解されず、焼却する場合は発熱量が大きく焼却炉に悪影響を及ぼすとともに、塩素を含む廃プラスチックの場合は排ガス中の塩素の処理が問題となっている。埋め立て処分場が将来不足することが予想されること、及び環境問題の高まりから廃プラスチックのリサイクルの促進が望まれている。リサイクルの方法としては、プラスチックとしての再利用のほか、燃焼時の熱の利用や熱分解で得られるガスや油を燃料や化学原料として利用する方法が考えられる。
【０００３】
廃プラスチックをコークス炉に添加して処理する方法として、例えば特開昭４８−３４９０１号公報、特開平８−１５７８３４号公報ではコークス製造用装入炭に廃プラスチックを配合してコークスを製造する方法が開示されている。コークス乾留時の高温によって廃プラスチックの大部分は熱分解し、水素、メタン、エタン、プロパン等の高カロリー還元分解ガスとなり、コークス炉ガスに含まれて回収されることによりエネルギー源として再利用される。また、残った炭素分はコークスの一部となって高炉で再利用される。
【０００４】
一般に石炭は、粘結性が高く高炉用コークスの製造に適するが高価である粘結炭と、粘結性は低いが廉価である非微粘結炭に分類でき、実際のコークス炉操業においては、所定のコークス品質が得られるように粘結炭と非微粘結炭を任意の割合で配合し、配合炭として用いている。ここで非微粘結炭とは、一般にＪＩＳＭ８８０１に規定されたギーセラープラストメーター法による流動性試験において最高流動度指数が１０ｄｄｐｍ以下であるか、あるいはビトリニットの平均反射率が０．８以下である石炭のことをいう。
【０００５】
廃プラスチックとコークス原料の石炭と混合して装入する場合は、廃プラスチックの添加量が１重量％以下の場合については、配合炭の構成銘柄は廃プラスチック未添加の通常操業の場合と同様で良い。しかし、添加量が１重量％を超えると、配合する石炭の銘柄が同じままではコークス強度が急激に低下する。この場合、強度の低下を防止するためには、コークス強度の低下に見合う分だけ非微粘結炭の配合割合を減らし、粘結炭の配合量割合を増加させることが必要である。
【０００６】
廃プラスチックをコークス炉に装入する方法としては、廃プラスチックを石炭に均一に混合してコークス炉に装入する方法、特開平８−１５８３４号公報に開示されているようにコークス炉内の装入炭の上の炉頂空間部に装入する方法、特開平９−１３２７８０号公報に開示されているようにコークス炉の炭化室の下部に装入する方法が知られている。
【０００７】
従来、石炭を均一に添加する方法では、上記のようにコークス炉に装入する装入炭への廃プラスチックの添加量が１重量％を超える場合はコークス強度が低下するために、粘結炭の割合を増加させ、非微粘結炭の割合を低下させることが必要であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
粘結炭は非微粘結炭に比較して資源賦存量が少なく、かつ高価である。従って、廃プラスチックを１重量％以上添加する場合に粘結炭の割合を増加させると、コークス製造コストが上昇するという問題点があった。そのため、資源賦存量が多く価格の安い非微粘結炭の使用量を低下させることなく有効利用するために、粘結炭の配合割合を増加させることなしに廃プラスチックをコークス原料に配合してリサイクルする方法の開発が望まれていた。
【０００９】
本発明は、粘結炭の配合割合を増加させることなしに十分な配合量の廃プラスチックをコークス原料に配合してコークスを製造する方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、その要旨は、コークス炉装入原料として平均粒径が０．６ｍｍ〜２．０ｍｍの石炭とともに廃プラスチックを用い、該廃プラスチックを減容固化することにより、該廃プラスチックの平均粒径を前記石炭の平均粒径の１０倍以上とし、該石炭と混合してコークス炉に装入することを特徴とするコークスの製造方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
石炭と混合してコークス炉に装入された廃プラスチックは、その大部分が熱分解して分解ガスとなり、コークス炉ガスとともに炉外に排出される。ところが、本発明者らの研究の結果、コークス乾留後に廃プラスチックの残渣が重量比で約２０〜３０％残留し、この残渣は廃プラスチックの周辺の石炭中に拡散し、該拡散した残渣の残留部分においてコークス組織が脆弱化されることが判明した。石炭中に廃プラスチックを１％以上配合したときにコークスの強度が低下する理由は、まさにこの廃プラスチック残渣によるコークス組織の脆弱化が原因であることが判明した。
【００１２】
廃プラスチックの残渣が石炭中に拡散する範囲は、コークス炉への装入時における石炭と廃プラスチックの界面から石炭側に約５ｍｍの範囲である。この拡散距離は、添加する廃プラスチックの粒径の大きさ如何にかかわらず一定である。
【００１３】
廃プラスチックの添加量が同じである場合、添加する廃プラスチックの平均粒径が大きいほど添加する廃プラスチック粒の個数は少なくなる。廃プラスチック粒の個数が少なくなれば、上記残渣が拡散してコークス組織が脆化する領域も減少するため、結果として廃プラスチックの添加量を増大しても強度の低下を抑えることができ、粘結炭の配合割合を廃プラスチック無添加の場合と同等とすることができ、あるいは粘結炭の配合割合の増加量を少なくすることができることがわかった。
【００１４】
本発明者は、上記の知見を基にさらに廃プラスチックの平均粒径とコークス強度の関係について鋭意検討した。その結果、図２、３に示すように石炭に添加する廃プラスチックの平均粒径を石炭の平均粒径の１０倍以上とすることにより、コークス強度の低下を抑制でき、本発明の効果を発揮できることがわかった。
【００１５】
図２、３において、縦軸のΔＤＩ¹⁵⁰ ₁₅、ΔＣＳＲは、それぞれ廃プラスチック無添加の場合のＤＩ¹⁵⁰ ₁₅とＣＳＲの差を表示したものである。ここで、ＤＩ¹⁵⁰ ₁₅はＪＩＳＫ２１５１に記載されているコークスのドラム強度であり、ＣＳＲはコークスの熱間反応後強度を表す指標であり、いずれも値が高いほど良好である。
【００１６】
本発明において、装入石炭の平均粒径が０．６ｍｍ〜２．０ｍｍであることが好ましい。装入石炭の平均粒径が０．６ｍｍ未満の場合には、石炭をコークス炉に装入した際の嵩密度が低下するためにコークス強度が低下する。また、装入石炭の平均粒径が２．０ｍｍ超の場合には、コークス化した際の石炭粒子間の接着状況が悪化するためにコークス強度が低下する。そこで、装入炭の平均粒径の上限値と下限値を０．６ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲に限定する。
【００１７】
本発明における廃プラスチックの平均粒径の適正範囲は、上記のように石炭の平均粒径との比で表現することが最も好ましい。一方、廃プラスチックの平均粒径の適正範囲を平均粒径自体で表現すると、廃プラスチックの平均粒径が６ｍｍ以上において良好な結果を得ることができる。
【００１８】
粘結炭の配合比率を増大せずにコークス強度を維持することのできる廃プラスチックの添加量は、従来の最大１％であったものが、本発明により最大３％まで添加することが可能になった。
【００１９】
また、従来はたとえ粘結炭の配合比率を増大したとしてもコークスの強度を維持することのできる廃プラスチックの添加量は最大２％であったが、本発明を実施しかつ粘結炭の配合比率の増大することにより、コークスの強度を維持することのできる廃プラスチックの添加量は最大３％に向上することができた。
【００２０】
廃プラスチックをコークス炉に装入するに際し、塊状のプラスチックは所定粒度に粉砕して装入原料とする。しかし、廃プラスチックはもともとフィルム状、発泡体、粉体状として回収されるため、これらを単に所定粒度に粉砕したのみでは、嵩比重の小さい嵩の大きな装入原料となり、また粉体を過度に含有するため、コークス原料の石炭と混合しづらく、装入が困難となる場合がある。また、嵩比重の小さい嵩の大きなプラスチックは、高温のコークス炉体のそばでは発火の可能性もあり非常に取り扱いづらい。そこで、廃プラスチックを予め８０℃〜１９０℃の温度に加熱し、この温度域においてプラスチック類は熱可塑性を有するため、加熱した状態で圧縮を加え、再度冷却すれば減容固化させることができる。廃プラスチックの加熱温度を８０℃〜１９０℃とする理由は、８０℃未満では十分に軟化減容することができず、１９０℃を超えるとプラスチックが熱分解を起こし、発生ガスの処理等が必要となるためである。減容固化の方法としては、樹脂混錬機や破砕機、ドラム型の加熱器等、従来から使用されているものを採用することができる。
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態では石炭の平均粒径が０．６〜２．０ｍｍであるから、石炭の平均粒径の１０倍以上の平均粒径を有する廃プラスチックは、その平均粒径が６〜２０ｍｍ以上となる。本発明においては、添加する廃プラスチックを上記のように減容固化することにより、装入石炭の平均粒径の１０倍以上の平均粒径を有する廃プラスチックを容易に製造することが可能になる。
【００２２】
塩素を含有する廃プラスチックを熱処理する場合、環境上十分に高い温度で熱処理を行なうことが必要である。本発明のように石炭を乾溜するコークス炉で廃プラスチックを処理する場合、乾留中の温度は最高で１３５０℃に到達する。ポリ塩化ビニルやポリ塩化ビニリデンは２５０℃程度から熱分解を起こし始め、約４００℃でガス化し、１３５０℃ではほぼ完全に分解する。従って、塩素含有廃プラスチックをコークス炉で石炭とともに熱分解する限り、熱分解または乾留温度、乾留パターンは従来の石炭乾留と同じでよい。
【００２３】
塩素含有廃プラスチックを加熱した際に発生する廃プラスチック由来の塩素系ガスは、石炭の乾留中に発生する過剰のアンモニアと反応して塩化アンモニウムとなる。この塩化アンモニウムはコークス炉ガスを冷却する安水中に取り込まれる。塩化アンモニウムが多量に蓄積した安水に強塩基、例えば水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）を添加することにより、塩化アンモニウムを塩化ナトリウムとアンモニアとに分解する。
【００２４】
従来から、コークス炉には系外に取り出される安水を処理するための脱安設備が設置されている。該脱安設備においては、蒸気ストリッピングによってフリーアンモニアを気化除去した後に活性汚泥処理を行い放流する。安水中の塩化アンモニウムは上記のように脱安設備に入る前に水酸化ナトリウムによって塩化ナトリウムとアンモニアとになっているので、安水中に含まれていた窒素成分はすべてアンモニアの形で含有している。従って、脱安設備でアンモニアが気化除去される結果として、安水中の窒素成分は除去される。脱安設備を出た安水中には無害な塩化ナトリウムしか残存しないので、このまま放流しても海水中の窒素分を増大する心配がない。
【００２５】
【実施例】
表１に示す原料炭ＡまたはＢに対して、表２に性状を示す廃プラスチックを表３に示す添加量で配合した後、図１に示すコークス炉に装入して炉温１２５０℃で乾留時間２０時間の条件で乾留し、コークスを製造した。得られたコークスのドラム強度とＣＳＲを評価した。
【００２６】
原料炭Ａは粘結炭７０ｗｔ％と非微粘結炭３０ｗｔ％の配合炭であり、平均粒径は１．２ｍｍである。原料炭Ｂは粘結炭６０ｗｔ％と非微粘結炭４０ｗｔ％の配合炭であり、平均粒径は０．９ｍｍである。いずれも、廃プラスチック無添加の場合において良好なコークス品質を安価に得ることができる原料炭である。
【００２７】
配合する廃プラスチックは、減容固化処理を行なうことによって表３に示す平均粒径のものとした。廃プラスチックは、原料炭に均一に混合してコークス炉内に装入した。
【００２８】
【表１】

【００２９】
【表２】

【００３０】
【表３】

【００３１】
コークス乾留時における廃プラスチックの熱分解によって発生する熱分解ガスは、同時に発生するコークス炉ガスと混合し、上昇管３、ベント管４を経てドライメーン５において安水のフラッシングを受ける。
【００３２】
廃プラスチック中には塩素含有廃プラスチックが含有されており、平均塩素含有量は表２にあるとおり２．１９％である。熱分解時に発生する塩素系ガスは、アンモニアと反応して塩化アンモニウムとなり、安水中に取り込まれる。安水はガス冷却機６、安水タンク７を経て、苛性ソーダ添加設備８によって苛性ソーダが添加され、安水中の塩化アンモニウムは塩化ナトリウムとアンモニアとに変化する。次いで脱安設備９でアンモニアが除去され、安水中には無害な塩化ナトリウムのみが残留することとなる。
【００３３】
コークスのドラム強度（ＤＩ¹⁵⁰ ₁₅）は、ＪＩＳＫ２１５１に記載されているように、コークス１０ｋｇをドラム試験機（直径、長さとも１５００ｍｍ、羽根４枚）に装入し、１５０回転させた後、１５ｍｍの篩で篩分けし、篩上に留まった質量を百分率で表した値である。本実施例においては、ＤＩ¹⁵⁰ ₁₅が８３％以上であれば高炉用コークスとして良好な強度を有していると判断した。
【００３４】
コークスのＣＳＲはコークスの熱間反応後強度を表す指標である。本実施例において、ＣＳＲは、粒度２０±１ｍｍに調整したコークス試料を１１００℃でＣＯ₂と２時間反応させた後のコークスについてＩ型試験機で６００回転させた後、１０ｍｍの篩にかけて、その篩上に留まった質量を百分率で表した値である。この方法は、例えばコークスノート（社団法人燃料協会編、１９８８年版）２１８頁に記載されているとおりである。本実施例においては、ＣＳＲが５６％以上であれば高炉用コークスとして良好な品質であると判断した。
【００３５】
表３に各実施例の製造条件及び製造結果を示す。Ｎｏ．１〜１５が本発明例であり、Ｎｏ．１６〜２７が比較例である。
【００３６】
本発明例のＮｏ．１〜１５は、廃プラスチックを１％以上添加し、かつ原料炭の粘結炭配合率を一定に維持したものであるが、いずれもドラム強度、ＣＳＲともに十分な値を有しており、品質のよいコークスを製造することができた。
【００３７】
比較例Ｎｏ．１６、２２は廃プラスチック無添加の比較例である。比較例のＮｏ．１７〜２１、２３〜２７は、廃プラスチックの平均粒径が本発明範囲未満のものを２％以上添加した例であり、いずれもドラム強度、ＣＳＲとも低い値となり、高炉用コークスとしての強度が不十分であった。
【００３８】
【発明の効果】
本発明により、粘結炭の配合比率を増大せずにコークス強度を維持して廃プラスチックの最大添加量を増やすことができ、コークスの製造コストを上昇させずに廃プラスチックのリサイクル量を増大させるとともに、強度の高い良質なコークスを製造することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用するコークス炉を示す概略図である。
【図２】廃プラスチックと石炭の粒径の比とＤＩ¹⁵⁰ ₁₅との関係を示す図であり、ＤＩ¹⁵⁰ ₁₅は廃プラスチック無添加時を基準としたΔＤＩ¹⁵⁰ ₁₅で表現した。
【図３】廃プラスチックと石炭の粒径の比とＣＳＲとの関係を示す図であり、ＣＳＲは廃プラスチック無添加時を基準としたΔＣＳＲで表現した。
【符号の説明】
１コークス炉
２廃プラスチックホッパー
３上昇管
４ベント管
５ドライメーン
６ガス冷却器
７安水タンク
８苛性ソーダ添加設備
９脱安設備
１０廃プラスチックを混合した石炭[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing coke by mixing waste plastic with coke raw materials.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, most of waste plastics discharged in large quantities as plastic industrial waste and plastic general waste have been landfilled or partially incinerated. Waste plastics are not decomposed by soil bacteria or bacteria in landfills, and when incinerated, the calorific value is large and adversely affects the incinerator. In the case of waste plastics containing chlorine, the treatment of chlorine in exhaust gas is a problem. It has become. In view of the anticipated shortage of landfill sites in the future and the growing environmental problems, it is desirable to promote the recycling of waste plastics. As a recycling method, in addition to reuse as a plastic, there can be considered a method of using gas or oil obtained by heat utilization or pyrolysis as fuel or a chemical raw material in addition to reuse as plastic.
[0003]
As a method of processing waste plastic by adding it to a coke oven, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 48-34901 and Japanese Patent Laid-Open No. 8-157734, a method of producing coke by adding waste plastic to coking coal charging coal. Is disclosed. Most of the plastic waste is thermally decomposed by the high temperature during coke dry distillation to become a high calorie reducing cracking gas such as hydrogen, methane, ethane, propane, etc., and it is reused as an energy source by being recovered in the coke oven gas. The The remaining carbon is part of coke and reused in the blast furnace.
[0004]
In general, coal can be classified into caking coal, which has high caking properties and is suitable for the production of blast furnace coke but is expensive, and non-slightly caking coal that has low caking properties but is inexpensive. In actual coke oven operations, In order to obtain a predetermined coke quality, caking coal and non-slightly caking coal are blended at an arbitrary ratio and used as blended coal. Here, the non-slightly caking coal generally has a maximum fluidity index of 10 ddpm or less or a vitrinite average reflectance of 0.8 or less in a fluidity test by the Gisela plastometer method defined in JISM8801. It means coal.
[0005]
When charging and mixing waste plastic and coke raw material coal, if the amount of waste plastic added is 1% by weight or less, the composition of the blended coal is the same as in normal operation with no waste plastic added. good. However, when the addition amount exceeds 1% by weight, the coke strength is drastically lowered if the brand of coal to be blended remains the same. In this case, in order to prevent a decrease in strength, it is necessary to reduce the blending ratio of non-slightly caking coal by an amount commensurate with the decrease in coke strength and increase the blending ratio of caking coal.
[0006]
As a method of charging the waste plastic into the coke oven, a method of uniformly mixing the waste plastic with coal and charging it into the coke oven, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-15834, There are known a method of charging into the top space of the top of the coal, and a method of charging into the lower part of the carbonization chamber of the coke oven as disclosed in JP-A-9-132780.
[0007]
Conventionally, in the method of uniformly adding coal, when the amount of waste plastic added to the charging coal charged into the coke oven exceeds 1% by weight as described above, the coke strength decreases, and thus caking coal. It was necessary to increase the proportion of non-slightly caking coal.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The caking coal is less expensive and more expensive than the non-minor caking coal. Therefore, if the proportion of caking coal is increased when adding 1% by weight or more of waste plastic, there is a problem that the cost of producing coke increases. For this reason, waste plastics are blended into coke raw materials without increasing the blending ratio of caking coal in order to effectively use the low-priced non-slightly caking coal without reducing the amount of resources present. Development of a recycling method was desired.
[0009]
An object of the present invention is to provide a method for producing coke by adding a sufficient amount of waste plastic to a coke raw material without increasing the blending ratio of caking coal.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to achieve the above object, and the gist of the present invention is to use waste plastic together with coal having an average particle size of 0.6 mm to 2.0 mm as a coke oven charging raw material, and to reduce the waste plastic. The coke production method is characterized in that, by solidifying, the average particle size of the waste plastic is set to 10 times or more of the average particle size of the coal, mixed with the coal, and charged into a coke oven.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Most of the waste plastic mixed with coal and charged into the coke oven is pyrolyzed into cracked gas, and discharged together with the coke oven gas. However, as a result of the study by the present inventors, after the coke dry distillation, the residue of the waste plastic remains by about 20 to 30% by weight, and this residue diffuses into the coal around the waste plastic, and the residue of the diffused residue remains. It was found that the coke organization was weakened in some parts. It has been found that the reason why the strength of coke is reduced when 1% or more of waste plastic is blended in coal is due to the weakening of the coke structure due to this waste plastic residue.
[0012]
The range in which the residue of the waste plastic diffuses into the coal is about 5 mm from the interface between the coal and the waste plastic at the time of charging into the coke oven to the coal side. This diffusion distance is constant regardless of the particle size of the waste plastic added.
[0013]
When the amount of waste plastic added is the same, the larger the average particle size of the waste plastic added, the smaller the number of waste plastic particles added. If the number of waste plastic particles is reduced, the region where the residue is diffused and the coke structure becomes brittle also decreases.As a result, even if the amount of waste plastic added is increased, the decrease in strength can be suppressed, and the viscosity is reduced. It was found that the blending ratio of the coal can be made equal to the case of no waste plastic added, or the amount of increase in the blending ratio of the caking coal can be reduced.
[0014]
Based on the above findings, the inventor has further studied the relationship between the average particle size of waste plastic and coke strength. As a result, as shown in FIGS. 2 and 3, by making the average particle size of the waste plastic added to the coal 10 times or more than the average particle size of the coal, it is possible to suppress the reduction in coke strength and to exert the effect of the present invention. I knew it was possible.
[0015]
2 and 3, ΔDI ¹⁵⁰ ₁₅ and ΔCSR on the vertical axis represent the difference between DI ¹⁵⁰ ₁₅ and CSR when no waste plastic is added. Here, DI ¹⁵⁰ ₁₅ is the drum strength of coke described in JIS K 2151, and CSR is an index representing the strength of the coke after hot reaction, and the higher the value, the better.
[0016]
In this invention, it is preferable that the average particle diameter of charging coal is 0.6 mm-2.0 mm. When the average particle size of the charged coal is less than 0.6 mm, the coke strength is decreased because the bulk density when the coal is charged into the coke oven is decreased. Moreover, when the average particle diameter of charging coal exceeds 2.0 mm, since the adhesion state between coal particles at the time of coking is deteriorated, the coke strength is lowered. Therefore, the upper limit value and the lower limit value of the average particle size of the charged coal are limited to a range of 0.6 mm to 2.0 mm.
[0017]
The appropriate range of the average particle size of the waste plastic in the present invention is most preferably expressed by the ratio to the average particle size of coal as described above. On the other hand, when the appropriate range of the average particle size of the waste plastic is expressed by the average particle size itself, good results can be obtained when the average particle size of the waste plastic is 6 mm or more.
[0018]
The amount of waste plastic that can maintain coke strength without increasing the blending ratio of caking coal is 1% of the conventional maximum, but it can be added up to 3% according to the present invention. became.
[0019]
In addition, the amount of waste plastic that can maintain the strength of coke is 2% at the maximum even if the blending ratio of caking coal is increased in the past. By increasing the ratio, the amount of waste plastic that can maintain the strength of coke could be improved to a maximum of 3%.
[0020]
When the waste plastic is charged into the coke oven, the bulk plastic is pulverized to a predetermined particle size to obtain a charging raw material. However, since waste plastics are originally recovered as films, foams, and powders, simply pulverizing them to a predetermined particle size results in a bulky charging material with a small bulk specific gravity and excessive powder Since it contains, it is difficult to mix with the coke raw material coal, and charging may be difficult. Also, a bulky plastic with a small bulk specific gravity is very difficult to handle because it may ignite near a high-temperature coke oven. Therefore, waste plastics are heated in advance to a temperature of 80 ° C. to 190 ° C., and plastics have thermoplasticity in this temperature range. Therefore, compression can be performed in the heated state, and then cooled again to solidify the volume. The reason why the heating temperature of the waste plastic is 80 ° C to 190 ° C is that if it is less than 80 ° C, it cannot be sufficiently softened and reduced, and if it exceeds 190 ° C, the plastic will undergo thermal decomposition and the generated gas must be treated. It is because it becomes. Conventionally used methods such as a resin kneader, a crusher, and a drum-type heater can be adopted as the volume reduction and solidification method.
[0021]
In the preferred embodiment of the present invention, the average particle size of coal is 0.6 to 2.0 mm. Therefore, waste plastics having an average particle size 10 times or more than the average particle size of coal have an average particle size of 6 ~ 20 mm or more. In the present invention, by reducing the volume of the waste plastic to be added and solidifying as described above, it becomes possible to easily produce waste plastic having an average particle size of 10 times or more the average particle size of the charged coal. .
[0022]
When heat-treating waste plastic containing chlorine, it is necessary to perform the heat treatment at a sufficiently high temperature in the environment. When waste plastics are processed in a coke oven for carbonizing coal as in the present invention, the temperature during carbonization reaches a maximum of 1350 ° C. Polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride begin to thermally decompose at about 250 ° C., gasify at about 400 ° C., and almost completely decompose at 1350 ° C. Therefore, as long as the chlorine-containing waste plastic is pyrolyzed together with coal in a coke oven, the pyrolysis or the carbonization temperature and the carbonization pattern may be the same as those of conventional coal carbonization.
[0023]
Chlorine gas derived from waste plastic generated when chlorine-containing waste plastic is heated reacts with excess ammonia generated during coal carbonization to become ammonium chloride. This ammonium chloride is taken into the aquatic water that cools the coke oven gas. Ammonium chloride is decomposed into sodium chloride and ammonia by adding a strong base such as sodium hydroxide (caustic soda) to the aqueous water in which a large amount of ammonium chloride has accumulated.
[0024]
Conventionally, a coke oven has been provided with a de-safety facility for treating the cold water taken out of the system. In the degassing facility, the activated ammonia is treated and discharged after evaporating and removing free ammonia by steam stripping. As ammonium chloride in the aquatic water is converted into sodium chloride and ammonia by sodium hydroxide before entering the desorption facility as described above, all the nitrogen components contained in the aquatic water are contained in the form of ammonia. Yes. Therefore, as a result of the ammonia being vaporized and removed by the degassing facility, the nitrogen component in the aquatic water is removed. Since only the harmless sodium chloride remains in the water that exits the safeguarding facility, even if it is discharged as it is, there is no fear of increasing the nitrogen content in the seawater.
[0025]
【Example】
After blending waste plastics whose properties are shown in Table 2 with the addition amounts shown in Table 3 to the raw coal A or B shown in Table 1, they are charged into the coke oven shown in FIG. 1 and dry-distilled at a furnace temperature of 1250 ° C. Coke was produced by carbonization under conditions of 20 hours. The drum strength and CSR of the obtained coke were evaluated.
[0026]
Coking coal A is a blended coal of caking coal 70 wt% and non-caking caking coal 30 wt%, and the average particle size is 1.2 mm. Coking coal B is a blended coal of caking coal 60 wt% and non-caking caking coal 40 wt%, and the average particle size is 0.9 mm. Both are raw coals that can obtain good coke quality at a low cost when no waste plastic is added.
[0027]
The waste plastic to be blended was made to have an average particle size shown in Table 3 by performing volume reduction solidification treatment. Waste plastic was uniformly mixed with raw coal and charged into a coke oven.
[0028]
[Table 1]

[0029]
[Table 2]

[0030]
[Table 3]

[0031]
Pyrolysis gas generated by pyrolysis of waste plastic during coke dry distillation is mixed with coke oven gas that is generated at the same time, and is subjected to flushing of water in the dry main 5 via the ascending pipe 3 and the vent pipe 4.
[0032]
Waste plastic contains chlorine-containing waste plastic, and the average chlorine content is 2.19% as shown in Table 2. Chlorine gas generated at the time of thermal decomposition reacts with ammonia to become ammonium chloride and is taken into the aqueduct. Aqueous water passes through a gas cooler 6 and a water tank 7, and caustic soda is added by a caustic soda addition facility 8. The ammonium chloride in the aqueous water changes into sodium chloride and ammonia. Subsequently, the ammonia is removed by the degassing equipment 9, and only harmless sodium chloride remains in the water.
[0033]
As described in JIS K 2151, the drum strength of coke (DI ¹⁵⁰ ₁₅ ) was measured after 150 kg of coke was charged in a drum tester (diameter and length: 1500 mm, 4 blades) and rotated 150 times. , Sieved with a 15 mm sieve, and the mass remaining on the sieve was expressed as a percentage. In this example, if DI ¹⁵⁰ ₁₅ was 83% or more, it was judged that the coke for blast furnace had good strength.
[0034]
Coke CSR is an index representing the strength of coke after hot reaction. In this example, the CSR was prepared by rotating a coke sample adjusted to a particle size of 20 ± 1 mm with CO ₂ at 1100 ° C. for 2 hours and then rotating it with a type I tester 600 times through a 10 mm sieve. It is a value expressed as a percentage of the mass remaining on the sieve. This method is as described in, for example, page 218 of Coke Note (edited by the Japan Fuel Association, 1988 edition). In this example, if the CSR was 56% or more, it was determined that the quality was good as blast furnace coke.
[0035]
Table 3 shows the production conditions and production results of each example. No. 1 to 15 are examples of the present invention. 16 to 27 are comparative examples.
[0036]
No. of the example of the present invention. Nos. 1 to 15 are those in which 1% or more of waste plastic is added and the caking coal blending ratio of the raw coal is kept constant, both of which have sufficient values for both drum strength and CSR. Was able to produce good coke.
[0037]
Comparative Example No. 16 and 22 are comparative examples with no waste plastic added. Comparative Example No. Nos. 17 to 21, 23 to 27 are examples in which waste plastics having an average particle size less than the range of the present invention is added by 2% or more. Both drum strength and CSR are low values, and the strength as coke for blast furnace is high. It was insufficient.
[0038]
【The invention's effect】
According to the present invention, the maximum addition amount of waste plastic can be increased while maintaining the coke strength without increasing the blending ratio of caking coal, and the amount of waste plastic recycled can be increased without increasing the production cost of coke. At the same time, it became possible to produce high-quality coke with high strength.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a coke oven to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the ratio of particle size of waste plastic and coal and DI ¹⁵⁰ ₁₅ , where DI ¹⁵⁰ ₁₅ is expressed as ΔDI ¹⁵⁰ ₁₅ based on when no waste plastic is added.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the ratio of particle size of waste plastic and coal and CSR, and CSR is expressed by ΔCSR based on the time when no waste plastic is added.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coke oven 2 Waste plastic hopper 3 Rising pipe 4 Vent pipe 5 Dry main 6 Gas cooler 7 Water tank 8 Caustic soda addition equipment 9 Desafety equipment 10 Coal mixed with waste plastic

Claims

The waste plastic is used together with coal having an average particle size of 0.6 mm to 2.0 mm as a raw material charged in the coke oven, and the waste plastic is reduced in volume and solidified to obtain the average particle size of the waste plastic. The method for producing coke, characterized in that the coke is mixed with the coal and charged into a coke oven .