JPH0633384B2

JPH0633384B2 - 固形燃料

Info

Publication number: JPH0633384B2
Application number: JP61269860A
Authority: JP
Inventors: 禎彦前田; 信次郎横田; 安正出井
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1986-11-14
Filing date: 1986-11-14
Publication date: 1994-05-02
Anticipated expiration: 2009-05-02
Also published as: JPS63125597A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、プラスチックス又はピッチ状物と、燃料焼
成灰とからなる圧縮成形体である固形燃料に係るもので
あり、特に、廃プラスチックス、廃ピッチ状物、オイル
コークス燃焼灰、重油燃焼灰などを燃料資源として再利
用することができる。

［従来の技術］最近、膨大な量のプラスチック製品が使用されている
が、それに伴なって膨大な量の廃プラスチックスが発生
する。これらの廃プラスチックス中には可燃性のものが
多いが、そのままでは、燃焼速度が早すぎたり、発熱量
が大きすぎて、燃料温度が高くなりすぎ、その結果、燃
焼ボイラーの隔壁などを高熱によって短期間で劣化させ
てしまったり、あるいは、燃焼中に、プラスチックス自
体が溶融して、燃焼ボイラーの壁に固着したり、溶融し
たプラスチックスが流動して燃焼を阻害したりするの
で、燃料としては使用しにくいものであった。

有機化合物の蒸留工程で生じる釜残や石炭ピッチ等のピ
ッチ状物も燃料として用いることができるが燃焼中に溶
融流動し、上記と同じ理由で燃料として使用しにくいも
のであった。

火力発電所から排出される重油の燃焼灰や、オイルコー
クス燃焼ボイラーから排出されるオイルコークス燃焼灰
は、膨大な量である。セメントキルンの燃料に混ぜて燃
焼するとか油と混合して燃料するとかが行なわれている
が、燃焼しにくいため、現実には膨大な量が野積みのま
ま放置されている。

［発明が解決しようとする問題点］この発明者らは、廃プラスチックス、廃ピッチ状物、オ
イルコークス燃焼灰、重油燃焼灰などを燃料として使用
する際の上記の種々の問題点を、同時に解決する手段に
ついて鋭意研究した結果、オイルコークス又は重油の通
常の燃焼で得られる燃焼灰をプラスチックス又はピッチ
状物と配合して、その配合物を圧縮成形したペレット状
の成形体からなる固形燃料が、前記の問題点を解消し、
燃料として好適に使用できることを見い出し、この発明
を完成した。

［問題点を解決するための手段］すなわち、この発明は、プラスチックス又はピッチ状物
と、無機成分５〜２５重量％及び炭素成分９５〜６０重
量％である燃焼灰とからなる圧縮成形体であることを特
徴とする固形燃料に関するものである。

以下、この発明をさらに詳しく説明する。

この発明に使用されているプラスチックスは、可燃性の
ものであれば、特に限定されないが、特に燃焼速度が早
く、燃焼後に毒性物質を多量に発生しないものが好適で
あり、例えば、 (a) アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体
（ＡＢＳ樹脂）、アクリルニトリル−スチレン共重合体
（ＡＳ樹脂）、ポリ（メタ）アクリル酸（エステル）な
どのアクリル系樹脂、 (b) ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイソブチレ
ン、エチレン−酢酸ビニル共重合体などのオレフィン系
重合体、ポリスチレンなどのエチレン系付加重合体、 (c) ポリブタジエン、ポリイソプレン、ブタジエン−ス
チレン共重合体などの合成ゴムまたは天然ゴム、および (d) ポリアセタール、ポリエステル、ポリアミド（ナイ
ロン−６、ナイロン−６，６）などの縮合系重合体から
なる群から選ばれた一種または二種以上の熱可塑性樹脂
を挙げることができる。

この発明の固形燃料を成形するために使用するプラスチ
ックスは、種々のプラスチックス成形体が一時的にまた
は長期間使用された後に廃棄された廃プラスチックス、
あるいは、種々のプラスチックスの成形時に発生するオ
フ成形品、バリ部分、裁断残部又は耳部分などであれば
よく、特に、燃焼灰との均一な配合や、その配合物の圧
縮成形に好適なように、粉砕、破砕、切断、引き裂きな
どの手段によって、適当な大きさ又は形状に切断または
粉砕されている粉末であることが好ましく、さらに、前
述の固形燃料の成形に使用されるプラスチックスとして
は、最大長さが約５０００μｍ以下、特に２０００μｍ
以下、さらに好ましくは１〜１５００μｍ程度である
「微細な粒子状（球状など）、棒状、又は短冊状の粉
末」であることが最適である。

この発明に使用されているピッチ状物とは４０℃以下の
温度で固体であり、粉砕して粉末状にすることができる
ものである。また加熱して溶融状態となる。例えば、石
炭ピッチである。また種々の有機化合物の蒸留工程で出
る釜残、例えばバニリン釜残である。

前述の固形燃料は、プラスチックス又はピッチ状物が微
細な粉末となるほど、燃焼灰との均一な配合がより容易
に可能となり、その均一な配合物の圧縮成形における流
動性又は成形性がよくなり、また、得られた圧縮成形体
の圧壊強度などの強度が高くなるので適当である。

プラスチックは着火時間を短くし、始めにガス化燃焼す
ることにより、燃料が多孔質となり、内部まで酸素が入
りやすくなるため燃料しやすくする作用を付与すること
に寄与している。

固形燃料に使用されている燃焼灰は、 (i) 無機成分が５〜２５重量％の割合で含有されてお
り、そして、 (ii)炭素成分（可燃性有機成分、炭化水素成分または未
燃カーボン）が９５〜６０重量％の割合で含有されてい
る「燃焼灰」である。

すなわち、この発明では、燃焼灰は、固形燃料内に含有
されているプラスチックス又はピッチ状物の燃焼速度を
低く抑え、また、そのプラスチックス又はピッチ状物自
体が燃焼時に溶融して流動してしまうのを防止し、固形
燃料の形状を保持する作用を持つものであり、前述の組
成を有するものであって、例えば、オイルコークス又は
重油をボイラーなどで燃焼して得られる「未燃の炭素成
分を約６０〜９５重量％で含有する燃焼灰」を挙げるこ
とができる。

特に、前記の燃焼灰に含まれている無機成分は、燃焼灰
内に含有されて、プラスチックス又はピッチ状物と均一
に配合され、そして、圧縮成形されて固形燃料が製造さ
れるので、この発明の固形燃料内に均一に分散して存在
するので、 (イ) 固形燃料の燃焼速度を適度に押さえる作用 (ロ) 燃焼時の固形燃料の発熱量を押さえる作用 (ハ) 固形燃料の強度を向上させる作用、および (ニ) 燃焼時にも固形燃料の形状を保持する作用などを、
本発明の固形燃料に付与することに寄与しており、これ
はこの発明の主な特長である。

また、その無機成分としては、例えばSiO₂などの珪素成
分、AI₂O₃などのアルミニウム成分、CaO、CaCO₃ などの
カルシウム成分、Fe₂O₃ などの鉄成分、その他の金属化
合物（MgO 、 TiO 、V₂O₅ 、Na₂O、K₂O ）などの無機
物質を主として挙げることができる。

この発明では、固形燃料の成形に使用される燃焼灰は、
その発熱量が５０００〜８０００キロカロリー／kg、特
に５０００〜７０００キロカロリー／Kg程度であること
が、固形燃料内のプラスチックス又はピッチ状物の発熱
量を押さえる上で好ましい。

この発明の固形燃料を成形するために使用する燃焼灰
は、平均粒子径が０．１〜１０００μｍ、特に０．５〜
５００μｍ程度である微細なものが、プラスチックス又
はピッチ状物との均一な配合などにおいて好ましい。

この発明の固形燃料は、プラスチックス又はピッチ状物
と燃焼灰との使用量比（プラスチックス又はピッチ状物
／燃焼灰）が、0.1 〜2.0 ｇ／ｇ、特に0.2 〜0.5 ｇ／
ｇ程度であることが、圧縮成形体である固形燃料の強
度、発熱量、燃料速度などの点から好ましい。また、こ
の発明では、固形燃料における無機成分の含有量が約５
〜２０重量％であることが最適である。

この発明は固形燃料は、プラスチックス又はピッチ状物
および燃焼灰の他に、(a) 水分、(b)果実の絞りカスな
どの植物性有機成分（植物性繊維成分）、(c) 劣化した
廃潤滑油、廃油など油性成分の少なくとも一種以上を、
約５５重量％以下、特に５０重量％以下であれば配合さ
れていてもよい。

前述の場合に、その固形燃料中において、 (A) 水分の含有率は、２０重量％以下、特に１５重量％
以下程度であり、 (B) 植物性有機成分の含有率は、約５０重量％以下、特
に４５重量％以下であり、 (C) 油性成分の含有率は３０重量％以下、特に２５重量
％以下程度であることがそれぞれ適当である。

この発明の固形燃料は、その発熱量が５０００〜８００
０キロカロリー／kg、特に、５５００〜７５００キロカ
ロリー／kg程度であり、しかも、９００℃での固形燃料
（試料として径５mm及び長さ５mmである円柱状ペレット
を使用し、電気炉で燃焼する燃焼試験を行った場合）の
燃料時間が２００〜５００秒であることが好ましい。

この発明の固形燃料を製造する方法は、例えば、プラス
チックスの粉粒体と燃焼灰とを、必要に応じて前述の
水、廃油などと共に、混合・配合して、次いで、二軸押
出し成形機、一軸押出成形機、ブリケットマシンなどを
使用して、前記配合物から連続的に圧縮押出し成形し
て、細い棒状の圧縮成形体を形成すると同時に、その細
い棒状の圧縮成形体を適当な長さに連続的に裁断して、
（円、角柱などの）柱状、球状、楕円球状であるペレッ
ト状の固形燃料を製造する方法を挙げることができる。

前述圧縮成形は、室温からプラスチックの軟化温度付近
までの範囲内の温度で行えばよく、例えば、約５〜２５
０℃、特に１０〜２００℃程度、さらに好ましくは１５
〜１５０℃程度の範囲内の温度で行えばよい。その圧縮
成形における圧縮成形体の押出成形時の温度は、最初に
室温（１０〜３０℃）で開始しても、圧縮成形時の発熱
によってしだいに上昇し、約５０℃以上、特に６０〜１
００℃程度にまで到達する。

この発明の圧縮成形体は、径が２〜５０mm、特に３〜４
０mm程度であり、そして長さが２〜５０mm、特に３〜４
０mm程度である円柱状又は角柱状のペレット状成形体、
または、最大径が２〜５０mm、特に３〜４０mm程度であ
る粒状、球状、楕円球状の成形体などが好ましい。ま
た、圧縮成形体は、圧壊強度（径５mm、長さ５mmである
円柱状ペレットの試料）が、1.5 kg以上、特に2.0 〜50
kgであることが好ましい。

前述の圧縮成形において、プラスチックスと燃焼灰との
配合物に水を多量に添加して使用する場合には、この水
は主として湿式成形の助剤として作用させ、押し出され
た圧縮成形体内には約１５重量％以下、特に１０重量％
以下の水分含有量割合とすることが好ましい。

また、前述の圧縮成形において、植物性有機成分（植物
性繊維成分）をプラスチックスと燃焼灰との配合物に添
加して使用することによって、圧縮成形時に潤滑剤的な
作用効果が示され、その結果、圧縮成形における機械的
エネルギーを節約することができ、また、植物性繊維成
分を含有する圧縮成形体からなる固形燃料は、植物性繊
維成分が、その燃焼時に、プラスチックスの溶融・流動
を一層防止することができ、さらに、燃料の一部として
も消費される。

このような植物性有機成分としては、各種の果実、食品
原料などの絞りカスを利用することができ、例えば、ミ
カン、コーヒー、ビール用麦、テンサイ糖、さとうき
び、醤油、しょうちゅう糖などの原料の絞りカスを挙げ
ることができる。

前記の油性成分としては、廃潤滑油、切削油などの機械
工場から出る廃油、また、化学工場などから出るトルエ
ン、スチレン、フェノールなどの廃溶剤などを挙げるこ
とができる。

さらに、前記のオイルコークスとは、石油精製過程にお
いて得られる重質の残査油を熱分解して軽質留分を回収
する際に残留する固形残査（生石油コークス）、生石油
コークスをか焼してさらに揮発分を除去し、固型炭素分
を高くしたか焼石油コークスなどの石油コークスであ
る。

［実施例］以下、実施例によりさらに具体的に説明する。

この発明の固形燃料の実施例に使用する各原料の配合例
として、次に挙げる配合量（重量部）の割合の例を第１
表に示すことができる。

なお、それらの配合例において、廃プラスチックスは、
平均粒子径が約１０００μｍであるＡＢＳ樹脂不完全重
合物粉末（発熱量：１００００kcal/kg）、平均粒子径
が約１０００μｍであるＰＥ樹脂粉末（発熱量：１００
００ｋcal/kg）又は平均粒子径が約１０００μｍである
ＰＰ樹脂粉末（発熱量：１００００ｋcal/kg）であり、
ピッチ状物は平均粒子径が約１０００μｍ程度のバニリ
ン釜残粉末（発熱量：６１００ｋcal/kg）である。

オイルコークス燃焼灰は、約１０重量％の無機物質［Si
O₂ :1.7 重量％、V₂O₅： 5.3 重量％、その他（Fe₂O
₃ ，Al₂O₃ ，MgO ，TiO ，K₂O ,SO₃など）：各0.01〜2.
2 重量％］を含有し、残部が炭素成分（未燃カーボン）
であり、発熱量が７５００キロカロリー／kgである燃焼
灰である。重油燃焼灰は約１５％の無機物質［Fe₂O₃ ：
3.1重量％、 V₂O₅:4.3 重量％、その他（ SiO₂，Al
₂O₃，CaO ，MgO ，P₂O₅，Na₂O ，NiO など）：各0.02〜
0.8重量％］を含有し、残部が炭素成分（未燃カーボ
ン）であり、発熱量が５５００キロカロリー／kgである
燃焼灰である。

みかんの絞りカスは、約７６重量％の水分を含んでお
り、乾燥状態での発熱量が4502kcal/kgである。また、
廃油の発熱量は8600kcal/kgである。

実施例１配合例Ｉの各原料を混合機に供給し、混合・配合して得
られた配合物を、二軸圧縮（押出し）成形機（１１０kg
／Ｈ、動力7.5 kW）で、７０℃の温度で、圧縮しながら
押出して、その押出された成形体を連続的に裁断し、冷
却して、径５mm、長さ５mmである円柱状ペレット（圧縮
成形体、水分の含有率約５重量％）の固形燃料を圧縮成
型した。

この円柱状ペレットを電気炉内で燃焼させる燃焼試験に
よれば、９００℃での着火が１秒以内と早く、円柱状ペ
レットが燃焼中に簡単に崩れることがなく、また、円柱
状ペレット内のプラスチックスの溶融による電気炉壁へ
の固着、流動変形などがなく、その燃焼状態および燃焼
効率（未燃炭素成分；2.5 wt％）は良好であった。その
燃焼試験の結果を第２表に示す。

また、この円柱状ペレットは、流動床ボイラー内で良好
に燃焼させることができた。

この円柱状ペレットのその他の性状を第２表に示す。

比較例１比較のために、ＡＢＳ樹脂を使用した電気炉での燃焼試
験において、ＡＢＳ樹脂は、ただちに溶融状態となり、
約３５秒で燃えつきてしまった。

比較例２比較のために、オイルコークスを使用した電気炉での燃
焼試験において、オイルコークスは表面燃焼時間が長く
約５５０秒で燃えつきた。

実施例２〜７配合例II〜VIIの各原料を使用して、実施例１と同様の
形状のペレット（圧縮成型体）の固形燃料をそれぞれ形
成した。

これらの円柱状ペレットの性状を第２表に示す。

なお、前記の実施例４〜７で得られた各ペレット（固形
燃料）は、９００℃での燃焼試験における着火時間がい
ずれも約１秒以下であり、しかも、実施例１で得られた
ペレット（固形燃料）と実質的に同様の燃焼状態で燃焼
させることができる。

また、実施例１〜７で得られた各ペレット（固形燃
料）、および比較例１で得られたＡＢＳ樹脂のペレット
について、９００℃での燃焼試験における燃焼時間の内
容を、第１図及び第２表にそれぞれ詳しく示す。

［発明の効果］この発明は、一般に燃焼速度が高く、しかも発熱量が大
きくて、そのままで燃料として使用することが問題であ
る廃プラスチックス、廃ピッチ状物廃油などを、流動床
ボイラーなどに使用できる固形燃料として再利用するこ
とが可能にできる優れた固形燃料に関するものであり、
省エネルギー技術として極めて効果的である。

即ち、この発明の固形燃料は、 (i) 流動床ボイラーなどでも燃焼させることができる充
分な強度を有しており、 (ii)プラスチックス又はピッチ状物の燃焼速度が適当に
遅くなるようにコントロールされており、 (iii)発熱量が押さえられているので燃焼によって高温
になりすぎて燃焼炉を損傷させることがほとんどなく、
また、 (iv)燃焼灰によって固形燃料に内蔵されているプラスチ
ックス又はピッチ状物が溶融して燃焼炉壁に付着した
り、溶融して流動することがなく、極めて好適な燃焼状
態を保持することができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の固形燃料（実施例１，４〜７）、お
よびＡＢＳ樹脂のペレット（比較例１）の燃焼試験にお
ける「燃焼時間の内容」を詳しく表した棒グラフであ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者出井安正山口県宇部市大字小串字沖の山1980番地宇部興産株式会社機械・プラント事業本部内 (56)参考文献特開昭61−28589（ＪＰ，Ａ) 特開昭52−144001（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−227978（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチックス又はピッチ状物と、無機成
分５〜２５重量％及び炭素成分９５〜６５重量％である
燃料燃焼灰とからなる圧縮成形体であることを特徴とす
る固形燃料。
【請求項２】燃料燃焼灰が、オイルコークス又は重油の
燃焼によって得られた発熱量５０００〜８０００ｋcal/
kgの燃焼灰である特許請求の範囲第１項記載の固形燃
料。
【請求項３】プラスチックス又はピッチ状物と燃料燃焼
灰との使用量比が燃料燃焼灰１ｇ当たりプラスチックス
又はピッチ状物０．２〜２．０ｇである特許請求の範囲
第１項記載の固形燃料。
【請求項４】発熱量が５０００〜９０００ｋcal/kgであ
り、且つ試料として径５mm、長さ５mmの円柱状ペレット
を使用して電気炉で９００℃で燃焼する燃焼試験を行っ
た場合の燃焼時間が２００〜５００秒である特許請求の
範囲第１項記載の固形燃料。