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JP7754967B2 - Manufacturing method of resin composite products - Google Patents
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JP7754967B2 - Manufacturing method of resin composite products - Google Patents

Manufacturing method of resin composite products

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JP7754967B2 JP2024029648A JP2024029648A JP7754967B2 JP 7754967 B2 JP7754967 B2 JP 7754967B2 JP 2024029648 A JP2024029648 A JP 2024029648A JP 2024029648 A JP2024029648 A JP 2024029648A JP 7754967 B2 JP7754967 B2 JP 7754967B2
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Description

本発明は、石炭火力発電の副産物を使用することで、持続可能な開発目標(SDGs)の実現に貢献する樹脂複合製品を製造する技術に関する。 The present invention relates to a technology for manufacturing resin composite products that contribute to the realization of the Sustainable Development Goals (SDGs) by using by-products from coal-fired power generation.

地球温暖化の原因とされるCO2の排出量を削減し、環境負荷を軽減する社会を実現する取り組みが世界中で進められている。そのような状況のもと、発電事業における石炭火力への依存を控えようとする国がある一方で、新興国ではエネルギー源としての安定的供給、経済性、環境適合、安全性の観点からさらなる活用が求められている。 Efforts are underway around the world to reduce CO2 emissions, which are believed to be the cause of global warming, and to create a society that reduces the burden on the environment. In this context, while some countries are trying to reduce their reliance on coal-fired power generation, emerging countries are seeking to make greater use of coal as an energy source from the perspectives of stable supply, economic efficiency, environmental compatibility, and safety.

石炭の燃焼に伴うCO2排出量は他の化石燃料と比較して多いため、石炭火力発電では発電効率の向上により削減成果を実現する取り組みがなされている。さらに、石炭火力発電においては、環境負荷の軽減に向け、燃焼後の排ガスから硫黄成分を除去する脱硫装置が設けられている。 Since the CO2 emissions from burning coal are higher than those from other fossil fuels, efforts are being made to reduce emissions by improving power generation efficiency in coal-fired power plants. Furthermore, to reduce the environmental impact, coal-fired power plants are equipped with desulfurization equipment that removes sulfur components from exhaust gases after combustion.

ところで、石炭火力発電に伴う副産物として、フライアッシュ及びクリンカアッシュ等の石炭灰や、脱硫装置から石膏等が大量に生成する。日本国内の石炭火力発電における石炭灰の発生量は、年間で約900万トンで、そのうち約9割がフライアッシュである。また日本国内の石炭火力発電における、脱硫工程から発生する石膏は、年間約170万トンである。 By-products of coal-fired power generation include fly ash, clinker ash, and other coal ash, as well as large amounts of gypsum produced in desulfurization equipment. Approximately 9 million tons of coal ash is generated annually from coal-fired power generation in Japan, with about 90% of that being fly ash. Furthermore, approximately 1.7 million tons of gypsum is generated annually from the desulfurization process in coal-fired power generation in Japan.

そして、フライアッシュは、直径0.1~300μm程度の球状粒子であるため、粒度調整のうえ工業規格化されて(「JIS灰」と呼ばれる)、セメント原料等に使用されている。また孔隙構造をとるクリンカアッシュは、軽量性、排水性、通気性、保水性及び保肥性に優れる特性を利用して、ゴルフ場や道路の下層路盤材、およびグラウンドの中層材、岸壁裏込材、テールアルメなどの軽量盛土材などに多く使用されている。また石膏はセメント原料の配合助剤又は石膏ボード等に大半が使用されている(例えば、非特許文献1,2)。 Fly ash is a spherical particle with a diameter of approximately 0.1 to 300 μm, and is industrially standardized after particle size adjustment (known as "JIS ash") for use as a cement raw material. Clinker ash, which has a porous structure, is widely used in golf courses and road subbases, intermediate layers for sports grounds, backfill materials for quay walls, and lightweight embankments such as terre armée, taking advantage of its excellent properties of light weight, drainage, breathability, water retention, and fertilizer retention. Gypsum is also mostly used as a blending aid for cement raw materials or in gypsum boards (see, for example, Non-Patent Documents 1 and 2).

一般財団法人カーボンフロンティア機構ホームページ(https://www.jcoal.or.jp/ashdb/whatash/ashoutline.html)Carbon Frontier Organization website (https://www.jcoal.or.jp/ashdb/whatash/ashoutline.html) 一般財団法人セメント協会ホームページ(https://www.jcassoc.or.jp/cement/1jpn/jc.html#03)Japan Cement Association website (https://www.jcassoc.or.jp/cement/1jpn/jc.html#03)

しかしながら、上述した石炭火力発電の副産物のうち、使用されずに専用処分場に埋設処理されるものも、多くあるのが実情である。具体的には、需要を超えるクリンカアッシュや、工業規格に適合しないフライアッシュ(「JIS外灰」という)等が埋設処分の対象になる。そして、昨今の石炭灰の使用動向を展望すると、専用処分場のひっ迫が今後予想され、その容量の確保や環境面の改善が望まれている。 However, the reality is that many of the by-products of coal-fired power generation mentioned above are not used and are instead buried in dedicated disposal sites. Specifically, clinker ash that exceeds demand and fly ash that does not meet industrial standards (known as "JIS non-compliant ash") are subject to burial disposal. Looking at recent trends in coal ash use, it is predicted that dedicated disposal sites will become increasingly overwhelmed, and there is a need to secure capacity and improve environmental aspects.

ここで、石炭火力発電で排出直後の石炭灰を新生灰といい、専用処分場に埋設処理されている石炭灰を既成灰を区別して呼称する。もしも、既成灰の使用を促進できれば、現在の専用処分場の延命化に繋がるだけではなく、既にある大量のストックから需要量に応じて柔軟な出荷に対応できる等、利点は多いと考えられる。 Here, we distinguish between coal ash immediately after being discharged from coal-fired power plants and coal ash that has been buried in dedicated disposal sites as "new ash," and coal ash that has been buried in dedicated disposal sites as "pre-formed ash." If we could promote the use of pre-formed ash, it would not only help extend the life of current dedicated disposal sites, but would also have many benefits, such as allowing us to flexibly ship large amounts of existing stock in response to demand.

しかしこれでは、新生灰を差し置いて既成灰を優先使用させる説明として、合理性や必然性が十分とは言い難い。また、石炭灰の使用を促すインセンティブが働く仕組みも未整備である。 However, this explanation for prioritizing the use of existing ash over newly produced ash is far from being sufficiently rational or necessary. Furthermore, there is no mechanism in place to provide incentives to encourage the use of coal ash.

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、持続可能な開発目標(SDGs)の実現するために、石炭火力発電の副産物である既成灰の使用を促進し、二酸化炭素の排出削減に貢献する樹脂複合製品の製造技術を提供する。 The present invention was made with these circumstances in mind, and provides a manufacturing technology for resin composite products that promotes the use of pre-made ash, a by-product of coal-fired power generation, and contributes to reducing carbon dioxide emissions in order to achieve the Sustainable Development Goals (SDGs).

本発明に係る樹脂複合製品の製造方法は、火力発電における石炭の燃焼残渣である石炭灰を回収する工程と、回収した前記既成灰の粒度、配合及び含水量の少なくとも一つを調整し再生粉体にする工程と、前記再生粉体及び合成樹脂の混合体を前記合成樹脂が溶融する温度で加熱混錬し溶融混練体を取り出す工程と、を含み、前記再生粉体に、層状ケイ酸塩、多糖類ナノファイバー及び親水性セルロース誘導体の少なくとも一つを水又は多価アルコールに分散させた分散体を、さらに配合して前記混合体にする The method for manufacturing a resin composite product according to the present invention includes the steps of recovering coal ash, which is the residue of coal combustion in thermal power generation; adjusting at least one of the particle size, blending, and moisture content of the recovered ash to produce recycled powder; and heating and kneading a mixture of the recycled powder and synthetic resin at a temperature at which the synthetic resin melts , and extracting a molten mixture. The recycled powder is further blended with a dispersion of at least one of layered silicate, polysaccharide nanofiber, and hydrophilic cellulose derivative dispersed in water or a polyhydric alcohol to produce the mixture .

本発明により、持続可能な開発目標(SDGs)の実現するために、石炭火力発電の副産物である既成灰の使用を促進し、二酸化炭素の排出削減に貢献する樹脂複合製品の製造技術が提供される。 This invention provides a manufacturing technology for resin composite products that promotes the use of pre-made ash, a by-product of coal-fired power generation, and contributes to reducing carbon dioxide emissions in order to achieve the Sustainable Development Goals (SDGs).

本発明の第1実施形態に係る樹脂複合製品の製造方法を説明する概要図。1 is a schematic diagram illustrating a method for manufacturing a resin composite product according to a first embodiment of the present invention; 本発明の第2実施形態及び第3実施形態に適用される樹脂複合製品の製造装置を示す側面図。FIG. 10 is a side view showing a manufacturing apparatus for a resin composite product that is applied to the second and third embodiments of the present invention.

(第1実施形態)
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図1は本発明の第1実施形態に係る樹脂複合製品の製造方法(以下単に「本製造方法」という)を説明する概要図である。このように本製造方法は、火力発電10における石炭の燃焼残渣である石炭灰25(25a,25b)を専用処分場20で埋設処理し生成した既成灰26又は石炭の燃焼排煙24を脱硫し生成した金属硫酸塩27を回収する工程と、回収した既成灰26又は金属硫酸塩27の粒度、配合及び含水量の少なくとも一つを調整し再生粉体28にする工程と、再生粉体28及び合成樹脂29の混合体43を合成樹脂29が溶融する温度で加熱混錬し溶融混練体36を取り出す工程と、を含んでいる。
(First embodiment)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Fig. 1 is a schematic diagram illustrating a method for manufacturing a resin composite product according to a first embodiment of the present invention (hereinafter simply referred to as "the manufacturing method"). This manufacturing method includes the steps of burying coal ash 25 (25a, 25b), which is the residue of coal combustion in a thermal power plant 10, in a dedicated disposal site 20, and recovering the resulting pre-formed ash 26 or metal sulfates 27 produced by desulfurizing coal combustion flue gas 24; adjusting at least one of the particle size, composition, and moisture content of the recovered pre-formed ash 26 or metal sulfates 27 to produce recycled powder 28; and heating and kneading a mixture 43 of the recycled powder 28 and a synthetic resin 29 at a temperature at which the synthetic resin 29 melts, and extracting a molten mixture 36.

図1に示すように石炭火力発電10では、粉状に砕いた石炭(図示略)を、ボイラ11内で燃焼させ、そのエネルギーをタービン12及び発電機13により電気に変換している。この石炭の燃焼に伴い、その約1割に相当する大量の石炭灰25(25a,25b)が生成する。そして、この石炭灰25は、フライアッシュ25aとクリンカアッシュ25bに分類される。 As shown in Figure 1, in a coal-fired power plant 10, pulverized coal (not shown) is burned in a boiler 11, and the resulting energy is converted into electricity by a turbine 12 and a generator 13. As a result of this coal combustion, a large amount of coal ash 25 (25a, 25b) is produced, equivalent to approximately 10% of the coal. This coal ash 25 is then classified into fly ash 25a and clinker ash 25b.

これら石炭灰25(25a,25b)の主成分は、シリカ(SiO2)及びアルミナ(Al23)で70~80%を占め、他の成分は、酸化鉄(Fe23)、酸化カルシウム(CaO)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化ナトリウム(Na2O)、酸化カリウム(K2O)等である。 The main components of these coal ashes 25 (25a, 25b) are silica (SiO 2 ) and alumina (Al 2 O 3 ), accounting for 70 to 80%, and other components include iron oxide (Fe 2 O 3 ), calcium oxide (CaO), magnesium oxide (MgO), sodium oxide (Na 2 O), potassium oxide (K 2 O), etc.

フライアッシュ25aは、溶融した石炭灰25の粒子が高温の燃焼ガス中を浮遊し、低温のボイラ出口で冷却されてガラス状の球形の粒子となり電気集じん器14で回収されるものである。このフライアッシュ25aは、球形・不定形が混在する平均粒径が10~30μmの形態を示す。 Fly ash 25a is formed when particles of molten coal ash 25 float in the high-temperature combustion gas, cool at the low-temperature boiler outlet, and turn into glassy, spherical particles that are then collected by the electrostatic precipitator 14. This fly ash 25a is a mixture of spherical and irregular shapes with an average particle size of 10 to 30 μm.

さらに燃焼排煙24は、排煙脱硫器22で硫黄酸化物(SOx)を吸収させた後に、煙突15から大気中に放出される。排煙脱硫器22において硫黄酸化物(SOx)から生成した金属硫酸塩27は、タンク23に回収される。なお硫黄酸化物(SOx)は石炭に含まれる硫黄分の燃焼にともない発生するもので、この硫黄酸化物(SOx)を吸収し金属硫酸塩27を生成する排煙脱硫器22の方式は、特に限定されない。 Furthermore, the combustion flue gas 24 is released into the atmosphere from the chimney 15 after sulfur oxides (SOx) are absorbed in the flue gas desulfurizer 22. Metal sulfates 27 produced from the sulfur oxides (SOx) in the flue gas desulfurizer 22 are collected in the tank 23. Note that sulfur oxides (SOx) are produced when sulfur contained in coal is burned, and the type of flue gas desulfurizer 22 that absorbs these sulfur oxides (SOx) and produces metal sulfates 27 is not particularly limited.

石灰-石膏法は、石灰石(CaCO3)をスラリー状にして排煙脱硫器22の内部でSOxと反応させ、金属硫酸塩27として石膏(CaSO4)を回収する方式である。また水酸化マグネシウム法は、水酸化マグネシウム(Mg(OH)2)を排煙脱硫器22の内部でSOxと反応させ、金属硫酸塩27として硫酸マグネシウム(MgSO4)を回収する方式である。 The lime-gypsum method is a method in which limestone (CaCO 3 ) is made into a slurry and reacted with SOx inside the flue gas desulfurizer 22 to recover gypsum (CaSO 4 ) as metal sulfate 27. The magnesium hydroxide method is a method in which magnesium hydroxide (Mg(OH) 2 ) is reacted with SOx inside the flue gas desulfurizer 22 to recover magnesium sulfate (MgSO 4 ) as metal sulfate 27.

ところで、このような金属硫酸塩27は水和物となっているため、これを含有する樹脂複合製品については、酸素指数を26以上にして、消防法上の不燃性・難燃性製品として取り扱える。しかし、金属硫酸塩27は凝集しやすく、樹脂複合製品に充填されることは、これまでほとんどなされなかった。しかし、溶融混練体36が液媒(水)とともに加熱混錬されることで、金属硫酸塩27の分散性を改善することができる。また液媒(水)が金属硫酸塩27と水素結合して保水されるため、樹脂複合製品の難燃性をさらに向上させることができる。また、水素結合した水は、可塑剤としても機能し、樹脂複合製品の靭性を向上させることができる。 Since such metal sulfates 27 are hydrated, resin composite products containing them can be treated as non-flammable and flame-retardant products under the Fire Service Act by setting the oxygen index to 26 or higher. However, metal sulfates 27 tend to agglomerate, and to date, they have rarely been filled into resin composite products. However, by heating and kneading the molten mixture 36 together with a liquid medium (water), the dispersibility of the metal sulfates 27 can be improved. Furthermore, the liquid medium (water) retains water by hydrogen bonding with the metal sulfates 27, further improving the flame retardancy of the resin composite product. Furthermore, the hydrogen-bonded water also functions as a plasticizer, improving the toughness of the resin composite product.

電気集じん器14で回収されたフライアッシュ25aは、「原粉」としてサイロ16aに収容されたのちに、分級器21で粒子径の大きさに従って選り分けられる。そして、分級器21により得られた細かい粒子と粗い粒子は、細粉のフライアッシュ25a1及び粗粉のフライアッシュ25a2と呼ばれ、それぞれ別々のサイロ16a1,16a2に貯蔵される。 The fly ash 25a collected by the electrostatic precipitator 14 is stored in a silo 16a as "raw powder" and then separated according to particle size by a classifier 21. The fine and coarse particles obtained by the classifier 21 are called fine fly ash 25a1 and coarse fly ash 25a2 , and are stored in separate silos 16a1 and 16a2 , respectively.

一方、クリンカアッシュ25bは、ボイラ11内の石炭灰25の粒子が、相互に付着し合い多孔塊となって、ボイラ11の内部に残留するものである。このクリンカアッシュ25bは、ボイラ11の下部に設けられた水槽(クリンカホッパ17)に落下して堆積する。そして、粉砕機(図示略)により砂状に砕かれ、脱水槽18で脱水した後に、砂状のままサイロ16bに貯蔵される。 On the other hand, clinker ash 25b is formed when coal ash 25 particles inside the boiler 11 adhere to each other, forming porous masses that remain inside the boiler 11. This clinker ash 25b falls and accumulates in a water tank (clinker hopper 17) located below the boiler 11. It is then crushed into sand by a crusher (not shown), dehydrated in a dewatering tank 18, and stored in the sandy state in silo 16b.

このようにして、燃焼ガス24から回収され、サイロ16a,16a1,16a2,16b,タンク23に貯蔵されたフライアッシュ25a,25a1,25a2、クリンカアッシュ25b、金属硫酸塩27は、用途に応じて適時出荷される。 In this way, the fly ashes 25a, 25a1 , 25a2 , clinker ash 25b , and metal sulfates 27 recovered from the combustion gas 24 and stored in the silos 16a, 16a1 , 16a2, 16b and tank 23 are shipped at appropriate times depending on their intended use.

ところで、このように生産されたフライアッシュ25a及びクリンカアッシュ25bの供給と需要のバランスは、供給側に偏っているのが実情である。このため、フライアッシュ25a及びクリンカアッシュ25bの過剰生産分並びに分級器21における残渣のフライアッシュ25a3(JIS外灰)は、専用処分場20で埋設処理されることになる。 However, the balance between supply and demand for the fly ash 25a and clinker ash 25b produced in this way is actually biased towards the supply side, so the excess fly ash 25a and clinker ash 25b produced and the fly ash 25a3 (JIS non-compliant ash) remaining in the classifier 21 are buried in a dedicated disposal site 20.

このように専用処分場20で埋設処理された石炭灰25は、既成灰26と呼ばれる。これに対し、サイロ16a,16a1,16a2,16bで保管され、排出直後の性質を保持した石炭灰25は「新生灰」と呼称し区別される。この既成灰26は、処分の過程で自然の水分と加圧によるポゾラン作用の結果、新生灰と比較して、使用時のポゾラン反応性が少なく安定化している特徴を持つ。 Coal ash 25 buried in the dedicated disposal site 20 in this way is called ready-made ash 26. In contrast, coal ash 25 stored in silos 16a, 16a1 , 16a2 , and 16b and retaining the properties it had immediately after discharge is called "new ash" to distinguish it. This ready-made ash 26 is characterized by less pozzolanic reactivity and greater stability when used compared to new ash, as a result of the pozzolanic action caused by natural moisture and pressure during the disposal process.

第1実施形態に適用される樹脂複合製品の製造装置50A(50)(単に「製造装置50A」という)は、原料供給部40A(40)と、押出機30A(30)とから構成されている。原料供給部40Aは、専用処分場20から回収した既成灰26の粒度、配合及び含水量を調整する調整部41と、ペレット状の合成樹脂29を収容する樹脂容器45と、を備えている。再生粉体28と合成樹脂29とを混合し混合体43にする混合槽(図示略)を別途設ける場合もある。 The resin composite product manufacturing apparatus 50A (50) (simply referred to as "manufacturing apparatus 50A") applied to the first embodiment is composed of a raw material supply unit 40A (40) and an extruder 30A (30). The raw material supply unit 40A includes an adjustment unit 41 that adjusts the particle size, composition, and moisture content of the pre-formed ash 26 recovered from the dedicated disposal site 20, and a resin container 45 that stores pelletized synthetic resin 29. A separate mixing tank (not shown) may be provided in which the recycled powder 28 and synthetic resin 29 are mixed to form a mixture 43.

合成樹脂29としては、ペレット状に成形された、低密度ポリエチレン(LDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン-アクリル酸エチル共重合体(EEA)等のポリオレフィン系の熱可塑性樹脂が好適である。 Suitable synthetic resin 29 is a polyolefin-based thermoplastic resin such as low-density polyethylene (LDPE), high-density polyethylene (HDPE), polypropylene (PP), ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), or ethylene-ethyl acrylate copolymer (EEA), molded into pellets.

またこれらに限定されることなく、その他、ポリカーボネート樹脂(PC)、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、アクリル・ブチレン・スチレン(ABS)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリスチレン(PS)、ポリアミド(PA)等、加熱により熱流動する性質を有し一般に押出成形が可能なものであれば、特に制限無く用いることができる。さらに合成樹脂29は、これら熱可塑性樹脂を二種以上混合したものでもよく、これら熱可塑性樹脂の再生品を使用することもできる。 In addition to these, other materials that have the property of flowing when heated and can generally be extruded can be used without particular restrictions, such as polycarbonate resin (PC), polyethylene terephthalate resin (PET), acrylic butylene styrene (ABS), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), polyamide (PA), etc. Furthermore, synthetic resin 29 may be a mixture of two or more of these thermoplastic resins, or recycled products of these thermoplastic resins can also be used.

ここで調整部41は、担う調整機能に応じて、種々の機能を持つ機器が使い分けられる。既成灰26は、専用処分場20に埋設された石炭灰25の由来(フライアッシュ25a,25a1,25a2,25a3、クリンカアッシュ25b)によって、性状が異なる。そこで、調整部41における配合調整は、これら由来の異なる複数種の石炭灰25を、使用目的に併せて、配合率を調整しつつ混合する。 Here, the adjustment unit 41 uses equipment with various functions depending on the adjustment function to be performed. The properties of the ready-made ash 26 differ depending on the origin (fly ash 25a, 25a1 , 25a2 , 25a3 , clinker ash 25b) of the coal ash 25 buried in the dedicated disposal site 20. Therefore, the blending adjustment in the adjustment unit 41 involves mixing multiple types of coal ash 25 of different origins while adjusting the blending ratio according to the intended use.

また、調整部41の配合調整は、専用処分場20で埋設処理した既成灰26だけでなく、埋設処理することなくサイロ16a,16a1,16a2,16b等に貯蔵されている新生灰を使用する場合もある。さらに配合調整は、燃焼設備の焼却灰を使用する場合もある。さらに配合調整は、タンク23に貯蔵されている金属硫酸塩27(石膏(CaSO4)、硫酸マグネシウム(MgSO4))を使用する場合もある。 The blending adjustment by the adjusting unit 41 may use not only existing ash 26 buried at the dedicated disposal site 20, but also new ash stored in silos 16a, 16a1 , 16a2 , 16b, etc. without being buried. Furthermore, the blending adjustment may also use incineration ash from combustion equipment. Furthermore, the blending adjustment may also use metal sulfates 27 (gypsum ( CaSO4 ), magnesium sulfate ( MgSO4 )) stored in the tank 23.

また、既成灰26は、専用処分場20での滞留期間中に進行するポゾラン作用による造粒作用で、粒度分布が粗くなっている。そこで、調整部41における粒度調整は、具体的にはハンマーミル・ピンミルなどの高速回転粉砕機や、回転ミル・振動ミル・遊星ミルなどの粉砕媒体(ロッド、ボール、ビーズなど)を用いる容器駆動型ミルを用い、既成灰26の粒子を互いに衝突させたり摩砕させたりすることで、その微細化並びに粒度分布の均一化を図る機能である。なお、この粒度調整は、粒径の小さい石炭灰25を予め配合させておくことで、効率的に進行させることができる。 The particle size distribution of the pre-made ash 26 becomes coarse due to the granulation caused by the pozzolanic action that progresses during its residence at the dedicated disposal site 20. Therefore, particle size adjustment in the adjustment unit 41 specifically uses a high-speed rotary crusher such as a hammer mill or pin mill, or a container-driven mill that uses crushing media (rods, balls, beads, etc.) such as a rotary mill, vibration mill, or planetary mill, to cause the particles of the pre-made ash 26 to collide with each other and grind them, thereby miniaturizing the particles and achieving a uniform particle size distribution. This particle size adjustment can be made more efficient by blending coal ash 25 with a smaller particle size in advance.

また、溶融混練体36を加熱混錬する工程で、既成灰26を合成樹脂29に高配合率で均一分散させるため、水分等の液媒を共存させることの有効性が知られている。これは、既成灰26の粉体と合成樹脂29と液媒とを密閉状態で加熱混練すると、合成樹脂29の流動体マトリックス相に既成灰26の微細な分散相を形成する作用を、水分がもたらすことによる。つまり液媒は、加熱混練時に合成樹脂の流動体中で粉体が凝集するのを防いで複合体をミクロレベルで均一化する働きを有する。既成灰26の粉体は、密閉系における高温高圧状態の液媒の作用により再凝集が抑制され、溶融体のマトリックス中で微細に均一分散していくことになる。 In addition, it is known that the presence of a liquid medium such as water is effective in uniformly dispersing pre-formed ash 26 at a high blending ratio in synthetic resin 29 during the process of heating and kneading the molten mixture 36. This is because when pre-formed ash 26 powder, synthetic resin 29, and liquid medium are heated and kneaded in a sealed state, water acts to form a fine dispersed phase of pre-formed ash 26 in the fluid matrix phase of synthetic resin 29. In other words, the liquid medium prevents the powder from agglomerating in the synthetic resin fluid during heating and kneading, homogenizing the composite at a microscopic level. The pre-formed ash 26 powder is prevented from re-agglomerating by the action of the liquid medium in a high-temperature, high-pressure state in a sealed system, and is finely and uniformly dispersed in the molten matrix.

既成灰26には、専用処分場20での埋設期間内又は上述の粒度調整において、新生灰の状態から水分が一定量追加される場合がある。また、クリンカアッシュ25bは、大量の水の存在の下で粉砕機(図示略)により砂状に砕かれる為に、脱水槽18で脱水した後でも、水分を含んだ状態でサイロ16bに貯蔵されている。一方で、原粉のフライアッシュ25aは、図1に示す生成プロセスからも判るように、含水量が、ほぼ0の絶乾状態でサイロ16aに貯蔵されている。 A certain amount of moisture may be added to the newly formed ash 26 during the burial period at the dedicated disposal site 20 or during the particle size adjustment process described above. Furthermore, because clinker ash 25b is crushed into sand using a crusher (not shown) in the presence of a large amount of water, it is stored in silo 16b in a moist state even after being dehydrated in the dehydration tank 18. On the other hand, raw powder fly ash 25a is stored in silo 16a in an almost completely dry state with no moisture content, as can be seen from the production process shown in Figure 1.

そこで、調整部41において、再生粉体28の適切な含水量の調整が行われる。この再生粉体28の含水量の調整は、新たに液媒(水分、アルコール等)を追加する場合の他に、既に含まれている水分を脱水する場合も含まれる。 The adjustment unit 41 therefore adjusts the moisture content of the recycled powder 28 to an appropriate level. This adjustment of the moisture content of the recycled powder 28 includes not only the addition of new liquid medium (water, alcohol, etc.), but also the dehydration of moisture already contained in the powder.

なお上述において、再生粉体28の配合調整は、既成灰26を主成分に使用することを前提にして説明を進めた。しかし再生粉体28は、この既成灰26を使用せずに、排煙脱硫器22で生成しタンク23に貯蔵した金属硫酸塩27を主成分として配合調整される場合も含まれる。 In the above, the blending of recycled powder 28 has been explained on the assumption that pre-formed ash 26 is used as the main component. However, recycled powder 28 may also be blended using metal sulfate 27 produced in flue gas desulfurizer 22 and stored in tank 23 as the main component, without using pre-formed ash 26.

押出機30は、再生粉体28及び合成樹脂29の混合体43を投入する投入部31と、投入部31が上流側に設けられ溶融混練体36が押し出されるダイ部35が下流側に設けられ密閉容器を形成するシリンダ33と、スクリュー(図示略)をシリンダ33の内部で軸回転させて加熱された混合体43を上流から下流に押し出し溶融混練体36にする駆動部32と、密閉容器であるシリンダ33を大気開放し溶融混練体36に含まれる水分を外部に排出させるベント部34と、から構成されている。 The extruder 30 is composed of an input section 31 into which a mixture 43 of recycled powder 28 and synthetic resin 29 is input; a cylinder 33 that forms a sealed container and has an input section 31 located upstream and a die section 35 located downstream from which a molten kneaded body 36 is extruded; a drive section 32 that rotates a screw (not shown) around its axis inside the cylinder 33 to extrude the heated mixture 43 from upstream to downstream to form the molten kneaded body 36; and a vent section 34 that opens the cylinder 33, which is a sealed container, to the atmosphere and allows moisture contained in the molten kneaded body 36 to be discharged to the outside.

押出機30は、混合体43を密閉容器の内部に投入し、合成樹脂29が溶融する温度で加熱混練し、溶融混練体36にするものであれば適宜採用される。このために混練手段は、図示する押出機30のような連続式に限定されるものではなく、図示を省略するがバンバリー、ニーダー、ローラーのようなバッチ式であってもよい。 The extruder 30 can be any suitable device that places the mixture 43 inside a sealed container, heats and kneads it at a temperature at which the synthetic resin 29 melts, and produces a molten kneaded mixture 36. Therefore, the kneading means is not limited to a continuous type like the illustrated extruder 30, and may be a batch type such as a Banbury, kneader, or roller, although not shown.

ベント部34で、溶融混練体36に含まれる液媒37が、大気圧と同等の圧力で密閉容器の外部に排出される。このように脱水処理された溶融混練体36は、シリンダ33の最下流から取り出される。そして、押出機30から取り出される溶融混練体36は、ダイ部35において束状に分岐されて冷却凝固させた後に細断してペレット状の樹脂複合材料にカットされる。 At the vent section 34, the liquid medium 37 contained in the molten kneaded material 36 is discharged to the outside of the sealed container at a pressure equivalent to atmospheric pressure. The molten kneaded material 36 thus dehydrated is removed from the most downstream end of the cylinder 33. The molten kneaded material 36 removed from the extruder 30 is then branched into bundles at the die section 35, cooled and solidified, and then shredded into pellet-shaped resin composite material.

このようにして成形されたペレットは、公知の方法で再び溶融され、樹脂成型機で成形されて樹脂複合製品となる。もしくは、押出機30から取り出した溶融混練体36を、樹脂成型機に直接投入し樹脂複合製品とすることもできる。 The pellets formed in this manner are melted again using a known method and molded in a resin molding machine to form a resin composite product. Alternatively, the molten mixture 36 removed from the extruder 30 can be fed directly into a resin molding machine to form a resin composite product.

(第2実施形態)
次に図2を参照して本発明における第2実施形態について説明する。図2は本発明の第2実施形態に適用される原料供給部40B(40)を装備する樹脂複合製品の製造装置50B(50)(以下「製造装置50B」という)を示す側面図である。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 2. Fig. 2 is a side view showing a resin composite product manufacturing apparatus 50B (50) (hereinafter referred to as "manufacturing apparatus 50B") equipped with a raw material supply unit 40B (40) applied to the second embodiment of the present invention.

第2実施形態の原料供給部40B(40)は、金属硫酸塩27、層状ケイ酸塩、多糖類ナノファイバー及び親水性セルロース誘導体の少なくとも一つが水又は多価アルコールに分散した分散体48を、再生粉体28に配合するよう構成される点において、第1実施形態の原料供給部40Aと相違している。なお、図2において図1と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。 The raw material supply unit 40B (40) of the second embodiment differs from the raw material supply unit 40A of the first embodiment in that it is configured to blend a dispersion 48, in which at least one of metal sulfate 27, layered silicate, polysaccharide nanofiber, and hydrophilic cellulose derivative is dispersed in water or a polyhydric alcohol, with the recycled powder 28. Note that in Figure 2, parts that have the same configuration or function as those in Figure 1 are indicated by the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted.

第2実施形態の原料供給部40Bは、原料供給部40A(図1)と共通の調整部41及び樹脂容器45に加え、分散体48を供給する供給部46と、再生粉体28及び分散体48を混合する混合槽42と、を備えている。なお、再生粉体28、分散体48及び合成樹脂29を最終的に混合体43にするプロセスについては、特に限定はない。実施形態において、再生粉体28及び分散体48を先に混合してから後に合成樹脂29を混合する例を示したが、再生粉体28及び合成樹脂29を先に混合してから後に分散体48を混合しても、分散体48及び合成樹脂29を先に混合してから後に再生粉体28を混合しても、分散体48、合成樹脂29及び再生粉体28を一緒に混合してもよい。 The raw material supply unit 40B of the second embodiment includes an adjustment unit 41 and resin container 45 common to the raw material supply unit 40A (Figure 1), as well as a supply unit 46 that supplies dispersion 48 and a mixing tank 42 that mixes the recycled powder 28 and dispersion 48. There are no particular limitations on the process by which the recycled powder 28, dispersion 48, and synthetic resin 29 are finally mixed into the mixture 43. While the embodiment shows an example in which the recycled powder 28 and dispersion 48 are mixed first and then the synthetic resin 29 is mixed, the recycled powder 28 and synthetic resin 29 may be mixed first and then the dispersion 48 may be mixed, or the dispersion 48 and synthetic resin 29 may be mixed first and then the recycled powder 28 may be mixed, or the dispersion 48, synthetic resin 29, and recycled powder 28 may be mixed together.

層状ケイ酸塩としては、モンモリロナイトを主成分とするベントナイトが好適に用いられる。層状ケイ酸塩は、液媒中で膨潤しゲル化すると単層剥離し、ナノサイズの厚さのシート状になる。このゲル状の層状ケイ酸塩とペレット状の合成樹脂29とを混合すると、ゲル状の層状ケイ酸塩の粘性により、ペレット状の合成樹脂29の表面に層状ケイ酸塩が展着する。 Bentonite, which is primarily composed of montmorillonite, is preferably used as the layered silicate. When layered silicate swells and gels in a liquid medium, it exfoliates into single layers, forming nano-sized sheets. When this gel-like layered silicate is mixed with pelleted synthetic resin 29, the viscosity of the gel-like layered silicate causes the layered silicate to spread onto the surface of the pelleted synthetic resin 29.

そして、混合体43を合成樹脂29の溶融温度で混練すると、過剰水分(液媒)の作用により再生粉体28が合成樹脂29の溶融体に均一に分散する。そして、溶融混練体36に含まれる過剰水分を気化して排出すると、合成樹脂29の連続相に再生粉体28が微細で均一に分散する。このとき、層状ケイ酸塩のナノシートが、合成樹脂29の分子鎖と再生粉体28とを橋架け的に結合することにより、合成樹脂29と再生粉体28の界面接着性を向上させる。なお、金属硫酸塩27も層状ケイ酸塩と同様に合成樹脂29と再生粉体28の界面接着性を向上する。 When the mixture 43 is kneaded at the melting temperature of the synthetic resin 29, the excess moisture (liquid medium) acts to uniformly disperse the recycled powder 28 into the molten synthetic resin 29. When the excess moisture contained in the molten mixture 36 is vaporized and discharged, the recycled powder 28 is finely and uniformly dispersed in the continuous phase of the synthetic resin 29. At this time, the nanosheets of the layered silicate bridge the molecular chains of the synthetic resin 29 and the recycled powder 28, thereby improving the interfacial adhesion between the synthetic resin 29 and the recycled powder 28. Similar to the layered silicate, the metal sulfate 27 also improves the interfacial adhesion between the synthetic resin 29 and the recycled powder 28.

多糖類ナノファイバーとしては、セルロースナノファイバー、キチンナノファイバー、もしくはこれらと類似する分子鎖構造を持つナノファイバーが好適に用いられる。これら多糖類ナノファイバーは、高い親水性を持つため水を分散媒として解繊されることが多く初めから液媒(水)に溶解された分散体48で準備されている場合がある。多糖類ナノファイバーは、合成樹脂29と再生粉体28の界面に偏在し接着性を向上させる。 Preferably, polysaccharide nanofibers are cellulose nanofibers, chitin nanofibers, or nanofibers with similar molecular chain structures. Because these polysaccharide nanofibers are highly hydrophilic, they are often defibrated using water as a dispersion medium, and may be prepared as a dispersion 48 dissolved in a liquid medium (water) from the beginning. The polysaccharide nanofibers are unevenly distributed at the interface between the synthetic resin 29 and the recycled powder 28, improving adhesion.

親水性セルロース誘導体は、セルロース分子のヒドロキシ基に、官能基の導入、原子の置き換え等することで得られ、増粘剤などとして食品用・医薬品用に幅広く利用されているセルロースエーテルが好適に挙げられる。セルロースエーテルは、水との親和性がセルロース繊維と比較して格段に優れるために、水に溶解して分散体48になる。 Hydrophilic cellulose derivatives are obtained by introducing functional groups or substituting atoms into the hydroxyl groups of cellulose molecules. A suitable example is cellulose ether, which is widely used as a thickener in food and pharmaceutical applications. Cellulose ether has a significantly greater affinity for water than cellulose fiber, so it dissolves in water to form dispersion 48.

そのようなセルロースエーテルとしては、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルメチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ベンジルセルロース、トリチルセルロース、シアノエチルセルロース、アミノエチルセルロース等が挙げられる。また親水性のセルロース誘導体は、このようなセルロースエーテルに限定されず、溶媒に溶解させて分散体48となるものであれば、適宜採用することができる。 Such cellulose ethers include methyl cellulose, ethyl cellulose, ethyl methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, carboxyethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, benzyl cellulose, trityl cellulose, cyanoethyl cellulose, and aminoethyl cellulose. Furthermore, the hydrophilic cellulose derivative is not limited to such cellulose ethers, and any suitable derivative can be used as long as it can be dissolved in a solvent to form dispersion 48.

多価アルコールは、エチレングリコール、1,4ブタンジオールなどのグリコール類が好適に用いられる。これら多価アルコールは、2種以上を用いることができる。この多価アルコールは、加熱混錬している溶融混練体36に、再生粉体28を均一分散させる作用を持つ。このように、分散体48を用いて製造された樹脂複合製品は優れた機械的強度を示すこととなる。 Glycols such as ethylene glycol and 1,4-butanediol are suitable polyhydric alcohols. Two or more of these polyhydric alcohols can be used. This polyhydric alcohol acts to uniformly disperse the recycled powder 28 in the molten mixture 36 that is being heated and kneaded. In this way, resin composite products manufactured using the dispersion 48 exhibit excellent mechanical strength.

(第3実施形態)
次に図2を参照して本発明における第3実施形態について説明する。図2は本発明の第3実施形態に適用される押出機30B(30)を装備する製造装置50B(50)を示す側面図である。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 2. Fig. 2 is a side view showing a manufacturing apparatus 50B (50) equipped with an extruder 30B (30) applied to the third embodiment of the present invention.

第3実施形態では、押出機30Bが、溶融混練体36の取出口55よりも上段に設けた脱水部52で大気圧よりも高い設定圧力で脱水するように構成される点において、第1実施形態の押出機30Aと相違している。なお、図2において図1と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。 In the third embodiment, the extruder 30B differs from the extruder 30A of the first embodiment in that it is configured to perform dehydration at a set pressure higher than atmospheric pressure in a dehydration section 52 located above the outlet 55 for the molten kneaded material 36. Note that in Figure 2, parts that have the same configuration or function as those in Figure 1 are indicated by the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted.

図2に示す押出機30Bは、脱水部52(521,522,523)が三段に設置されている。そして溶融混練体36に含まれる水分は、開放弁51(511,512,513)の絞り量が調整された脱水部52(521,522,523)から順次排出される。なお、最下流の脱水部523には、減圧ポンプ39及びトラップ38が設けられている。 The extruder 30B shown in Fig. 2 has three dehydration sections 52 ( 521 , 522 , 523 ) arranged in three stages. The moisture contained in the molten kneaded material 36 is sequentially discharged from the dehydration sections 52 ( 521 , 522 , 523 ) in which the throttle amounts of the open valves 51 ( 511 , 512 , 513 ) are adjusted. The most downstream dehydration section 523 is provided with a pressure reducing pump 39 and a trap 38.

図2においては、それぞれに設けられている開放弁51(511,512,513)の開度を調整して、脱水部52(521,522,523)の内圧が、上流からP1>P2=P0>P3と傾斜するように設定する。この場合、内圧P2及びP3を設定するための開放弁51の設定は全開となる。この内圧P1のように大気圧P0よりも高圧で脱水することは、溶融混練体に含有する水分量が多い場合、水分の過激な気化を防止し充填材の凝集を抑制するのに有効である。 In Figure 2, the opening of the open valves 51 ( 511 , 512 , 513 ) provided in each dehydration section 52 (521, 522, 523) is adjusted so that the internal pressure in the dehydration section 52 ( 521 , 522 , 523 ) is set so that it slopes from upstream as P1 > P2 = P0 > P3. In this case, the open valve 51 for setting the internal pressures P2 and P3 is set to be fully open. Dehydration at a higher pressure than atmospheric pressure P0, such as this internal pressure P1, is effective in preventing excessive evaporation of water and suppressing aggregation of the filler when the molten kneaded body contains a large amount of water.

脱水部52における脱水は、熱流動温度における水分率が1%以下となるように処理されることが望ましい。このように、水分率が一定以下に制御された樹脂複合製品を用いて成形された成形品は、水の発泡などによる成形不良を生じることがない。 It is desirable that dehydration in the dehydration section 52 be carried out so that the moisture content at the thermal flow temperature is 1% or less. In this way, molded products made using resin composite products with a moisture content controlled below a certain level will not suffer from molding defects due to water foaming, etc.

本実施形態において、押出機30から取り出した溶融混練体36からは、ペレットの他に、以下に列記する各種の樹脂複合製品を製造することができる。 In this embodiment, in addition to pellets, various resin composite products listed below can be produced from the molten kneaded material 36 removed from the extruder 30.

地中埋設用の製品、密度が1.5g/cm3以上の製品、フラットヤーン、保管又は運搬用に用いられる製品、梱包又は配送用に用いられる袋又は箱、樹脂がポリオレフィンであって酸素指数が26以上の難燃性を有する製品、樹脂がポリ塩化ビニルであって、建材又は土木用途に用いられる製品、樹脂がポリスチレン又はポリオレフィンであって電子レンジ対応の製品、樹脂がポリエチレンであって、冷凍食品用の製品。 Products for underground burial, products with a density of 1.5 g/cm3 or more , flat yarn, products used for storage or transportation, bags or boxes used for packaging or delivery, products whose resin is polyolefin and has flame retardancy with an oxygen index of 26 or more, products whose resin is polyvinyl chloride and is used for building materials or civil engineering purposes, products whose resin is polystyrene or polyolefin and is microwave-safe, and products whose resin is polyethylene and is used for frozen foods.

上述した密度が1.5g/cm3以上の製品については、フライアッシュ25aを高充填しても溶融混練体36の流動性が落ちにくいことから、優れた射出成型性を有する。これにより、高密度であるメリットを活かし、工事現場等で利用する重石等の樹脂複合製品を製造することができる。 The above-mentioned products having a density of 1.5 g/cm or more have excellent injection moldability because the fluidity of the molten kneaded body 36 is not easily reduced even when the fly ash 25a is heavily filled. This makes it possible to take advantage of the high density and manufacture resin composite products such as weights used at construction sites.

上述したフラットヤーンの製品については、これまでは、充填材を配合した樹脂複合材料を用いることについては不可能とされてきた。しかし、既成灰等の再生粉体を配合することで、十分実用に足る性能を持つ、樹脂複合材料を用いたフラットヤーンが提供される。 Until now, it has been thought impossible to use resin composite materials containing fillers in the flat yarn products mentioned above. However, by incorporating recycled powders such as pre-made ash, it is possible to provide flat yarns using resin composite materials with performance that is fully suitable for practical use.

また、合成樹脂の配合割合が50%未満の樹脂複合製品については、非プラスチック製品とみなされ、積極利用へのインセンティブが働くものにすることができる。また、クリンカアッシュを充填材に含む樹脂複合製品は、剛性・座屈強度に優れることから、電線の地中化に必要なコルゲートパイプなどの樹脂複合製品に適する。LLDPEやLDPE、又は、そのリサイクル樹脂、をマトリックスとしたときでも、十分な剛性を発現する。 In addition, resin composite products with a synthetic resin content of less than 50% are considered non-plastic products, which can provide incentives for their active use. Furthermore, resin composite products containing clinker ash as a filler have excellent rigidity and buckling strength, making them suitable for resin composite products such as the corrugated pipes needed for undergrounding electric cables. They also exhibit sufficient rigidity when using LLDPE, LDPE, or recycled resins of these materials as the matrix.

また石膏を含有する樹脂複合製品について、特に合成樹脂29としてポリ塩化ビニルを用いた場合は、高い難燃性を持たせることができる。このため、建材・土木用途の製品として好適である。また火力発電10で燃焼排煙24を脱硫し生成した金属硫酸塩27である石膏は、安全性が高く、白色度も高いことから、食品用途に適している。さらに石膏は、結合水を多く含むため、耐熱性が高く電子レンジの利用に適した樹脂複合製品となる。特に合成樹脂29としてポリエチレンを用いた場合は、冷凍食品用の樹脂複合製品として好適である。さらに、溶融混練体36の加熱混錬する工程で多価アルコールを液媒として共存させると、可塑剤として機能する付着水をより効果的に排出することができ、冷凍食品用に適した樹脂複合製品を得ることができる。 In addition, resin composite products containing gypsum, especially when polyvinyl chloride is used as the synthetic resin 29, can be made highly flame-retardant. This makes them suitable for building materials and civil engineering applications. Gypsum, a metal sulfate 27 produced by desulfurizing combustion flue gas 24 in thermal power plants 10, is highly safe and has a high degree of whiteness, making it suitable for food applications. Furthermore, because gypsum contains a large amount of bound water, it is highly heat-resistant, making it suitable for use in microwave ovens. In particular, when polyethylene is used as the synthetic resin 29, it is suitable for use in resin composite products for frozen foods. Furthermore, when a polyhydric alcohol is used as a liquid medium during the heating and kneading process of the molten kneaded body 36, the adhering water, which functions as a plasticizer, can be more effectively removed, resulting in a resin composite product suitable for frozen foods.

またこれら樹脂複合製品は、焼却時に、充填されている再生粉体28(既成灰26、金属硫酸塩27)に相当する分量の合成樹脂29が発生する二酸化炭素を、排出削減したものとみなせる。このため、再生粉体28の充填量に対応して二酸化炭素の排出削減量を設定し、分離・蓄積が可能なポイントとして樹脂複合製品に付随させることができる。 Furthermore, when these resin composite products are incinerated, the amount of carbon dioxide generated by the synthetic resin 29 equivalent to the amount of recycled powder 28 (pre-formed ash 26, metal sulfate 27) filled in them can be considered to have reduced emissions. For this reason, the amount of carbon dioxide emission reduction can be set according to the amount of recycled powder 28 filled in, and this can be attached to the resin composite product as a point where separation and storage are possible.

これにより、再生粉体28の配合率が高いものをより大量に利用する程、二酸化炭素の排出削減実績がポイントとして蓄積されることになる。樹脂複合製品のユーザにとっては、配合率が高い樹脂複合製品を使用することのインセンティブが働き、そのメーカにとっては、配合率が高い樹脂複合製品を積極的に開発することのインセンティブが働く。 As a result, the more a product with a higher blend ratio of recycled powder 28 is used, the more points will be accumulated for its carbon dioxide emission reduction performance. This provides an incentive for users of resin composite products to use resin composite products with a higher blend ratio, and for manufacturers to actively develop resin composite products with a higher blend ratio.

このように、専用処分場20に大量に埋設処理されている既成灰26及び/又は排煙脱硫して生成した金属硫酸塩27(石膏)を、樹脂複合製品の充填材として有効利用することにより、環境に放出される温暖化ガスを削減し地球温暖化防止に多大な貢献をすることができる。 In this way, by effectively utilizing the existing ash 26 and/or metal sulfate 27 (gypsum) produced by flue gas desulfurization, which are buried in large quantities in dedicated disposal sites 20, as fillers for resin composite products, it is possible to reduce greenhouse gases released into the environment and make a significant contribution to preventing global warming.

以上説明した実施形態に係る樹脂複合製品の製造方法により、埋設処理した既成灰26が利用可能となり、稼働中の石炭灰の専用処分場20の延命化に繋がる。さらに既成灰26は、すでに専用処分場20に大量にストックされているものであるため、需要量に応じて出荷を柔軟に対応することができる。さらに、火力発電10の副産物である既成灰26や金属硫酸塩27を充填材として合成樹脂29に分散・複合化させることにより、化石資源から生産される合成樹脂29の使用量を低減させ、SDGsの実現に貢献する樹脂複合製品が開発される。 The manufacturing method for resin composite products according to the embodiment described above allows for the reuse of buried pre-made ash 26, which leads to the extension of the life of the dedicated coal ash disposal site 20 currently in operation. Furthermore, because pre-made ash 26 is already stocked in large quantities at the dedicated disposal site 20, shipments can be flexibly adjusted according to demand. Furthermore, by dispersing and compounding pre-made ash 26 and metal sulfates 27, which are by-products of thermal power generation 10, into synthetic resin 29 as fillers, the amount of synthetic resin 29 produced from fossil resources can be reduced, leading to the development of a resin composite product that contributes to the realization of the SDGs.

10…石炭火力発電、11…ボイラ、12…タービン、13…発電機、14…電気集じん器、15…煙突、16a,16a1,16a2,16b…サイロ、17…クリンカホッパ、18…脱水槽、20…専用処分場、21…分級器、22…排煙脱硫器、23…タンク、24…燃焼排煙、25…石炭灰、25a…フライアッシュ、25b…クリンカアッシュ、26…既成灰、27…金属硫酸塩、28…再生粉体、29…合成樹脂、30(30A,30B)…押出機、31…投入部、32…駆動部、33…シリンダ、34…ベント部、35…ダイ部、36…溶融混練体、37…液媒、38…トラップ、39…減圧ポンプ、40(40A,40B)…原料供給部、41…調整部、42…混合槽、43…混合体、45…樹脂容器、46…供給部、48…分散体、50(50A,50B)…製造装置、51…開放弁、52…脱水部、55…取出口。 10... Coal-fired power generation, 11... Boiler, 12... Turbine, 13... Generator, 14... Electrostatic precipitator, 15... Chimney, 16a, 16a 1 , 16a 2 , 16b... Silo, 17... Clinker hopper, 18... Dehydration tank, 20... Dedicated disposal site, 21... Classifier, 22... Flue gas desulfurizer, 23... Tank, 24... Combustion flue gas, 25... Coal ash, 25a... Fly ash, 25b... Clinker ash, 26... Pre-formed ash, 27... Metal sulfate, 28... Recycled powder, 29... Synthetic resin, 30 (30A, 30B)... Extruder, 31... Feeding section, 32... Drive unit, 33...cylinder, 34...vent unit, 35...die unit, 36...molten kneaded body, 37...liquid medium, 38...trap, 39...vacuum pump, 40 (40A, 40B)...raw material supply unit, 41...adjustment unit, 42...mixing tank, 43...mixture, 45...resin container, 46...supply unit, 48...dispersion body, 50 (50A, 50B)...manufacturing apparatus, 51...open valve, 52...dehydration unit, 55...outlet.

Claims (5)

火力発電における石炭の燃焼残渣である石炭灰を専用処分場で埋設処理し生成した既成灰を、回収する工程と、
回収した前記既成灰の、粒度、配合及び含水量の少なくとも一つを調整し再生粉体にする工程と、
前記再生粉体及び合成樹脂の混合体を前記合成樹脂が溶融する温度で加熱混錬し溶融混練体を取り出す工程と、を含む、樹脂複合製品の製造方法において、
前記再生粉体に、層状ケイ酸塩、多糖類ナノファイバー及び親水性セルロース誘導体の少なくとも一つを水又は多価アルコールに分散させた分散体を、さらに配合して前記混合体にする樹脂複合製品の製造方法
A process of collecting coal ash, which is a residue of coal combustion in thermal power generation, by burying it at a dedicated disposal site and generating ash ;
A step of adjusting at least one of the particle size, composition, and moisture content of the recovered ash to make it into a recycled powder;
A method for producing a resin composite product , comprising: a step of heating and kneading the mixture of the recycled powder and the synthetic resin at a temperature at which the synthetic resin melts, and removing the molten kneaded mixture;
A method for manufacturing a resin composite product, in which the recycled powder is further blended with a dispersion in which at least one of layered silicate, polysaccharide nanofiber, and hydrophilic cellulose derivative is dispersed in water or a polyhydric alcohol to form the mixture .
請求項1に記載の樹脂複合製品の製造方法において、
前記溶融混練体の取出口よりも上段に設けた脱水部で大気圧よりも高い設定圧力で脱水する工程を含む樹脂複合製品の製造方法。
The method for producing a resin composite product according to claim 1 ,
A method for producing a resin composite product, comprising the step of dehydrating the molten kneaded body at a set pressure higher than atmospheric pressure in a dehydration section provided above the outlet of the molten kneaded body.
請求項1に記載の樹脂複合製品の製造方法において、
前記再生粉体を調整する工程において、
前記埋設処理することなく貯蔵している前記石炭灰又は燃焼設備の焼却灰を、さらに配合する樹脂複合製品の製造方法。
The method for producing a resin composite product according to claim 1 ,
In the step of preparing the regenerated powder,
The method for producing a resin composite product further comprises blending the coal ash or incineration ash from a combustion facility that has been stored without being buried.
請求項1に記載の樹脂複合製品の製造方法において、
前記石炭灰は、クリンカアッシュ及びフライアッシュの少なくとも一方で構成される樹脂複合製品の製造方法。
The method for producing a resin composite product according to claim 1 ,
The coal ash is at least one of clinker ash and fly ash.
請求項1に記載の樹脂複合製品の製造方法において、
取り出した前記溶融混練体を、ペレット、成形品、又は前記ペレットを経由した前記成形品にする樹脂複合製品の製造方法。
The method for producing a resin composite product according to claim 1 ,
The method for producing a resin composite product comprises converting the removed molten kneaded product into pellets, a molded product, or a molded product via the pellets.
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