JP2001303065A

JP2001303065A - コークス製造方法

Info

Publication number: JP2001303065A
Application number: JP2001030969A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kato; 健次加藤; Kyozo Igai; 恭三猪飼; Seiji Nomura; 誠治野村
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-02-15
Filing date: 2001-02-07
Publication date: 2001-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】コークス炉に廃プラスチックを装入して乾留
し、安定的に熱分解生成物を得るとともに、強度の高い
高炉用コークスを製造する。【解決手段】コークス炉炭化室の下部に予め石炭と混
合した廃プラスチックを装入し、その上に石炭を装入し
て乾留する。その際、粒径０．３ｍｍ以下の微粉炭を５
質量％以上含有する石炭を該廃プラスチックに対して１
０質量％以上混合した混合物を炭化室下部に装入し、そ
の上に石炭を装入して乾留することが好ましい。廃プラ
スチックに混合して炭化室下部に装入する石炭の揮発分
を３５％以下とすることが好ましい。また、石炭の代わ
りに、粒径０．３ｍｍ以下の粉コークスを５質量％以上
含有する粉コークスを該廃プラスチックに対して１０質
量％以上混合した混合物を炭化室下部に装入し、その上
に石炭を装入して乾留することも有効である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃プラスチックを
コークス炉に装入して乾留し、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
理する方法は、例えば、特開平４−４１５８８号公報
に、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。この方法で
は、コークス乾留時の高温の還元雰囲気状態で廃プラス
チックの大部分を熱分解させることが可能であり、その
結果、水素、メタン、エタン、プロパン等を含む高カロ
リーの熱分解ガスが得られ、これらは石炭の熱分解によ
りコークス炉炭化室内で発生するコークス炉ガス中に含
まれて回収され、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。しかし、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して乾留する方法では、コークス
の品質が低下すること、および廃プラスチックの熱分解
ガスの温度が低い場合には、熱分解生成物がガス流路の
壁面に付着して、閉塞するという問題点がある。

【０００４】このため、さらに多くの廃プラスチックの
処理が可能な方法が提案されている。例えば、特開平９
−１３２７８０号公報では、炭化室下部に石炭に対して
２重量％の廃プラスチックを単独で装入し、該廃プラス
チックの上に石炭を装入する方法が開示されている。特
開平９−１３２７８０号に開示された方法では、約１，
０００℃の高温状態の炭化室下部に廃プラスチックを単
独で装入することになり、急激に廃プラスチックが加熱
されるので、装入と同時に熱分解が開始され、多量の熱
分解ガスが発生し、石炭装入初期のガス吸引の不安定な
期間においては、この多量に発生する熱分解ガスが、炭
化室の炉蓋および装入蓋のシール箇所から漏洩する。

【０００５】また、特開平９−１３２７８２号公報で
は、廃プラスチックを装入する前に、炭化室底部に断熱
効果を得るために、約１００ｍｍ程度の厚みの石炭を敷
設して、高温状態の炭化室下部に廃プラスチックを単独
で装入する場合に比べて廃プラスチックの急激な熱分解
による熱分解ガス発生を抑制する方法が提案されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平９−１
３２７８２号公報に開示された方法では、図２に示すよ
うに、炭化室底部から廃プラスチック３への急激な伝熱
は抑制できるものの、炭化室両側の側壁８から廃プラス
チック３が受ける輻射熱の伝熱量が多いために、乾留初
期の廃プラスチックの急激な熱分解により発生する熱分
解ガス量は非常に多く、乾留初期の炭化室内のガス圧が
急激に増加する。特に、廃プラスチック装入後の数分間
は、炭化室内のガス圧が著しく上昇する。炭化室内のガ
ス圧が上昇すると、コークス炉の炉蓋および装入蓋のシ
ール箇所からガスが漏洩するため環境上の悪化を引き起
こす。また、コークス炉の稼働年数の増加に伴って、炭
化室側壁を構成する珪石煉瓦部での微細な亀裂の発生量
が増加するために、炭化室内のガス圧が上昇した場合に
は、これらの亀裂を通して燃焼室側に熱分解ガス、及び
石炭から発生するコークス炉ガスが漏洩してしまい、ガ
ス回収量が低下することになる。

【０００７】そこで、廃プラスチックをコークス炉に装
入して乾留し、高炉用コークスを製造する方法におい
て、炭化室内のガス圧の増加を抑制する方法の開発が必
要とされていた。本発明は、廃プラスチックを石炭とと
もにコークス炉に装入して乾留する高炉用コークス製造
方法において、炭化室内のガス圧の増加を抑制すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨とす
るところは、以下の通りである。

【０００９】（１）コークス炉炭化室の下部に予め石炭
と混合した廃プラスチックを装入し、その上に石炭を装
入して乾留することを特徴とする高炉用のコークス製造
方法。

【００１０】（２）コークス炉炭化室の下部に予め石炭
と混合した廃プラスチックを装入するコークス製造方法
において、粒径０．３ｍｍ以下の微粉炭を５質量％以上
含有する石炭を該廃プラスチックに対して１０質量％以
上混合した廃プラスチックと前記石炭の混合物を炭化室
下部に装入し、その上に石炭を装入して乾留することを
特徴とする高炉用のコークス製造方法。

【００１１】（３）廃プラスチックに混合して炭化室下
部に装入する石炭の揮発分を３５％以下とすることを特
徴とする前記（２）の高炉用のコークス製造方法。

【００１２】（４）コークス炉炭化室の下部に予め粉コ
ークスと混合した廃プラスチックを装入するコークス製
造方法において、粒径０．３ｍｍ以下の粉コークスを５
質量％以上含有する粉コークスを該廃プラスチックに対
して１０質量％以上混合した廃プラスチックと前記粉コ
ークスの混合物を炭化室下部に装入し、その上に石炭を
装入して乾留することを特徴とする高炉用のコークス製
造方法。

【００１３】

【発明の実施の形態】廃プラスチックの熱分解挙動につ
いて熱天秤試験、および乾留試験炉を用いて調べた結
果、廃プラスチックの熱分解速度は石炭に比べて非常に
大きかった。また、炭化室内に廃プラスチックを装入し
た場合の伝熱特性について調べた結果、廃プラスチック
は嵩比重が約０．３ｔ／ｍ³程度であり、石炭の嵩比重
の約０．７５ｔ／ｍ³に対して非常に小さいために、コ
ークス炉の炭化室内に廃プラスチックを装入した場合
は、廃プラスチックの充填層内の空隙率が大きくなるの
で、炭化室内の熱風が廃プラスチック層内を通過するこ
とによる対流伝熱および輻射熱による伝熱量が大きく、
熱分解が急激に起こることがわかった。さらに、廃プラ
スチックをコークス炉の炭化室内に装入した後の炭化室
内のガス圧を測定した結果、特に、廃プラスチックを装
入後の数分間は炭化室下部に装入した廃プラスチックの
急激な熱分解に伴って、石炭層内のガス圧が著しく増加
することが判明した。

【００１４】さらに、廃プラスチックをコークス炉炭化
室に単独で先に装入し、その後石炭を装入して乾留した
時に、コークスの品質（コークス強度）が低下する原因
について鋭意検討した。この場合、炭化室内における廃
プラスチックと石炭の位置関係は、先に装入された廃プ
ラスチックが炭化室の下部に位置し、後から装入された
石炭がその上部に存在することとなる。この結果、以下
の理由によりコークスの品質が低下することが明らかに
なった。

【００１５】コークス炉の炭化室底部に装入された廃プ
ラスチックは、熱分解速度が大きいため、装入から短時
間で熱分解が進行する。このため、廃プラスチック層
は、上部に装入した石炭の荷重により圧縮され、次第に
沈下していく。一方、廃プラスチック層の上部に装入し
た石炭層は、廃プラスチック層の沈下につれて徐々に沈
下する。しかしながら、廃プラスチックの熱分解が終了
して廃プラスチック層の沈下が終了するには、数時間か
かるため、石炭層は、炉壁との粉体圧による摩擦抵抗の
効果もあり、廃プラスチック層ほどは沈下せず、石炭層
の装入密度は初期の装入密度よりも小さくなる。コーク
ス強度は、石炭の装入密度が高いほど高い。このため、
廃プラスチックをコークス炉炭化室の底部に単独で装入
し、その上部に石炭を装入して乾留したときに、コーク
ス品質（コークス強度）が低下する。

【００１６】そこで、炭化室内に装入した廃プラスチッ
クの伝熱量を低減させることにより、廃プラスチックの
熱分解速度を減少させ、炭化室内のガス圧の増加を抑制
する方法、およびコークス品質を低下させない方法につ
いて鋭意検討した。

【００１７】この結果、コークス炉炭化室の下部に予め
石炭と混合した廃プラスチックを装入し、その上に石炭
を装入して乾留すれば、炭化室内のガス圧の増加を抑制
し、かつコークス品質を低下させないことが可能である
本発明に関わる高炉用コークスの製造方法を完成するに
到った。

【００１８】すなわち、本発明の高炉用コークスの製造
方法では、コークス炉炭化室に、先に予め石炭と混合し
た廃プラスチックを装入し、その後石炭を装入すること
を特徴とするものである。

【００１９】この場合、炭化室内における廃プラスチッ
クと石炭の位置関係は、先に装入された石炭と廃プラス
チックの混合物が炭化室下部に位置し、後から装入され
た石炭がその上部に存在することとなる。

【００２０】石炭中には、元々、粒径の小さな微粉炭が
含まれており、廃プラスチックと石炭を混合することに
より、廃プラスチック塊内部の空隙へ微粉炭が入り込
む。

【００２１】このため、コークス炉炭化室の下部に予め
石炭と混合した廃プラスチックを装入し、その上に石炭
を装入して乾留することにより、廃プラスチックの充填
層内および廃プラスチック塊内部の空隙へ石炭中の微粉
炭が入り込み、この微粉炭は廃プラスチックよりも熱伝
導率が小さいために石炭と廃プラスチックの混合物の伝
熱量を低減でき、廃プラスチックの熱分解速度を低減で
きることで、乾留時の炭化室内でのガス圧の上昇を抑制
できる。

【００２２】また、本発明では、コークス炉の炭化室下
部に予め石炭と混合した廃プラスチックを装入し、その
上に石炭を装入して乾留することにより、炭化室下部に
装入した廃プラスチックの熱分解速度を低減させること
が可能となるので、廃プラスチックの熱分解速度を低減
させることが可能となる。そこで、コークス炉炭化室下
部に予め石炭と廃プラスチックを混合して装入した混合
物層の沈下速度は、前記混合物層の上部に装入した石炭
層の沈下速度とほぼ同等になるために、石炭層の装入密
度は装入初期とほぼ同等となり、前記混合物の上部に装
入した該石炭層が乾留されて生成されるコークスの品質
(コークス強度)の低下を抑制することが可能となる。

【００２３】さらに、炭化室内に装入した廃プラスチッ
クの伝熱量を低減させることにより、廃プラスチックの
熱分解速度を減少させ、炭化室内のガス圧の増加を抑制
する方法について検討した結果、予め粒径が０．３ｍｍ
以下の微粉炭を含む石炭と廃プラスチックを混合して炭
化室下部に装入し、その上に石炭を装入することによ
り、廃プラスチックの充填層内および廃プラスチック塊
内部の空隙へ微粉炭が入り込み、この微粉炭は廃プラス
チックよりも熱伝導率が小さいために石炭と廃プラスチ
ックの熱分解速度を低減できることで、乾留時の炭化室
内でのガス圧の上昇を抑制することができる本発明を完
成するに到った。

【００２４】廃プラスチックに予め混合する物質は、廃
プラスチック充填層内に入り込める小粒径であること、
好ましくは、廃プラスチック塊内部にも充填されるこ
と、およびコークス炉操業に対して悪影響がないこと、
廃プラスチックよりガス発生量の少ない物質であること
等の条件を満たす必要がある。これらの機能を満足する
物質として、微粉炭及び石炭の乾留生成物である粉コー
クスの適用について検討した。

【００２５】まず、ガス圧増加の抑制効果が得られる石
炭の粒度について鋭意検討した結果、廃プラスチックと
予め混合する石炭としては、粒径が０．３ｍｍ以下の微
粉炭を５質量％以上含む石炭を廃プラスチックに対して
１０質量％以上混合する場合に伝熱量が低減し、ガス圧
の増加に対する抑制効果が得られることがわかった。廃
プラスチックと混合して炭化室下部に装入する石炭中
に、粒径が０．３ｍｍ以下の微粉炭の割合が少ない場合
は、廃プラスチックに予め混合しても廃プラスチック充
填層内および廃プラスチック塊内部に充填される量が少
ないために、伝熱量の低減効果が小さく、ガス圧上昇を
抑制する効果が小さい。そこで、予め廃プラスチックと
混合する石炭には、粒径が０．３ｍｍ以下の微粉炭を５
質量％以上含有するものを使用し、この石炭を廃プラス
チックに対して１０質量％以上混合することにした。

【００２６】コークス炉の操業における炭化室内のガス
圧の上限管理値は、コークス炉炉壁の損傷状況および炉
蓋のシール状況などのコークス炉の条件によって変化す
る。

【００２７】そこで、本発明者らは、粒径が０．３ｍｍ
以下の微粉炭を５質量％以上含む石炭と廃プラスチック
を予め混合して、炭化室下部に装入することによりガス
圧の増加を抑制する方法に加えて、さらに炭化室内のガ
ス圧を低減させる方法について検討した。

【００２８】まず、廃プラスチックに混合して炭化室下
部に装入する石炭の揮発分を低下させることにより、該
石炭の熱分解ガスの発生速度を低下させ、ガス圧を低下
させることが可能となる。そこで、廃プラスチックに混
合して炭化室下部に装入する石炭として、揮発分の低い
石炭を１種類以上配合することにより、廃プラスチック
と混合する石炭の熱分解速度を低下させ、炭化室内のガ
ス圧の増加を抑制することにした。

【００２９】廃プラスチックと混合しない石炭の揮発分
が３５％以下と低い場合には、廃プラスチックに混合し
て炭化室下部に装入する石炭の揮発分は廃プラスチック
と混合しない石炭と同じでも良い。廃プラスチックと混
合しない石炭の揮発分が３５％超の場合は、同じ揮発分
の石炭を廃プラスチックと混合すると、該石炭の熱分解
ガスの発生速度が急激に増加するためにガス圧が増加す
るので、廃プラスチックに混合して炭化室下部に装入す
る石炭の揮発分を３５％以下にする。その理由は、非微
粘結炭と粘結炭の揮発分のしきい値が３５％付近である
ことによる。なお、非微粘結炭とは、粘結炭よりも揮発
分の多い石炭である。

【００３０】炭化室内のガス圧をさらに低下させる方法
として、揮発分が０％であり、ガス発生量が０％である
粉コークスを廃プラスチックと予め混合することによ
り、コークス炉操業に対して悪影響がなく、炭化室内の
ガス圧の増加が抑制可能である。特に、コークス乾式消
火設備（ＣＤＱ）のダストキャッチャーで捕集される粉
コークスの粒度は、ほぼ全量０．３ｍｍ以下であるの
で、廃プラスチック塊の内部に入り込みやすく、伝熱量
の低減に対する効果が大きいので、混合する粉コークス
として好ましい。

【００３１】なお、本明細書でガス圧とは、炭化室内に
廃プラスチックおよび石炭を装入した後、乾留初期の約
１時間以内に発生する炭化室内の炉蓋近傍のガス道にお
けるガス圧のことを指している。

【００３２】炭化室内のガス圧は、内径１ｍｍのステン
レス製のガス採取管（プルーブ）を炉蓋から炭化室内に
挿入して連続的に測定し、その中で最大値をガス圧とし
て表した。ガス圧の測定は、高さは炭化室の炉底から
０．６ｍで、幅方向については炭化室の中央部の位置で
行った。

【００３３】石炭中の０．３ｍｍ以下の微粉炭量は、石
炭を乾燥機で乾燥することによって調整した。石炭を乾
燥することにより、多量の水分を含む状態では擬似粒子
化して大きな石炭粒子に付着している微粉炭を分離し、
微粉炭の含有率を所定の値の範囲に調整した。

【００３４】石炭と混合して炭化室下部に装入した廃プ
ラスチックは、熱分解して体積が減少してしまうが、石
炭はコークス化してコークス炉の炭化室下部に残る。こ
のため、上部石炭層の沈下を抑制でき、上部石炭層の装
入密度は初期装入密度から変化しない。すなわち、炭化
室下部に装入した石炭が上部の石炭層を支えて沈下を抑
制するのである。

【００３５】図１は本発明における廃プラスチックと石
炭のコークス炉への装入方法の概要を示す図である。石
炭及び廃プラスチックを装入車５に積載する方法とし
て、石炭塔１の下部に、ベルトフィーダー２を設置して
おく。各ベルトフィーダー２は、回転数制御装置を装備
しており、所定量の切り出しができる機能を有してい
る。

【００３６】最初に、左から１列目のベルトフィーダー
から廃プラスチック３を、左から２列目のベルトフィー
ダーから石炭４を所定量切り出す。ベルトフィーダー２
から切り出された石炭４は、装入車５のホッパー内に移
送され、装入車ホッパー内で混合される。

【００３７】所定量の廃プラスチックを装入車５に積載
した後、１列目のベルトフィーダーを停止し、２列目の
ベルトフィーダーの速度を上昇させることにより、装入
車５の下部には廃プラスチックを含む石炭が、その上部
には廃プラスチックを含まない石炭の積載が完了する。

【００３８】その後、装入車５が所定の炭化室６の位置
まで走行して、廃プラスチックを含む石炭を炭化室６内
に装入する。この結果、炭化室６下部には石炭を含む廃
プラスチックが装入され、その上に廃プラスチックを含
まない石炭が装入される。

【００３９】低揮発分石炭を使用する場合、あるいは粉
コークスを使用する場合は、予め廃プラスチックと混合
させ、石炭塔１の１列目、および３列目に搬送して貯留
しておけば、同様な形態で作業を行うことが可能であ
る。

【００４０】低揮発分炭、あるいは粉コークスを予め廃
プラスチックと混合する方法としては、図１に示すよう
に、石炭供給ホッパー１２から低揮発分炭、あるいは粉
コークス供給ホッパー１４から粉コークスと廃プラスチ
ック供給ホッパー１３から廃プラスチックをベルトコン
ベアー１１上に同時に切り出してベルトコンベアー１１
による輸送過程で混合させた後、石炭塔１に装入するこ
とにより十分に混合する方法がある。

【００４１】本明細書で、コークスのドラム強度とは、
ＪＩＳＫ２１５１に記載されている方法に従って、
塊コークスをドラム試験機で１５０回転後に１５ｍｍの
篩いで篩い分けして、篩い上に残存したコークス試料の
質量比で表した値である。

【００４２】

【実施例１】水分を４．５％含む原料炭をコークス炉
（炭化室高さ６．５ｍ、長さ１５．７ｍ、幅４３０ｍ
ｍ）に装入して２０時間で乾留した。炭化室１窯当たり
の石炭の装入量は３０ｔであり、前記装入炭に対して２
質量％に相当する０．６ｔの廃プラスチックを以下の方
法で混合した。

【００４３】はじめに、ベルトフィーダーの１列目から
廃プラスチック０．６ｔと２列目から該廃プラスチック
に対して５０質量％に相当する０．３ｔの石炭を装入車
に積載した。その後、ベルトフィーダーの２列目の速度
を上昇させて２９．７ｔの石炭を装入車に積載した。装
入車を所定の炭化室の上に移動し、前記の方法で混合し
た廃プラスチックと石炭を炭化室内に装入した。この方
法により、コークス炉の炭化室下部には廃プラスチック
と石炭を含む混合炭を装入し、その上に石炭を装入し
た。この方法により、コークス炉の炭化室下部には廃プ
ラスチックと石炭を含む混合物を装入し、その上に石炭
を装入した。

【００４４】廃プラスチックと混合した石炭の粒度は、
３ｍｍ以下の割合が８０質量％、０．３ｍｍ以下の割合
が５質量％であり、揮発分は２７．１％である。

【００４５】使用した廃プラスチックは、ポリエチレン
約３０％、ポリプロピレン約１５％、ポリスチレン約３
０％、その他約２５％の混合物を減容固化したものであ
り、平均粒度が約２０ｍｍ、比重が約０．３ｔ／ｍ³で
ある。

【００４６】この結果、図３に示すように炭化室内のガ
ス圧は２．３５ｋＰａと低かった。また、この際、炉蓋
および装入孔のシール箇所からのガス漏洩が皆無であ
り、良好な結果が得られた。

【００４７】得られたコークスのドラム強度は、８４．
５と高く、高炉用コークスとして十分な強度を有するも
のであった。

【００４８】

【実施例２】水分を４．５％含む原料炭をコークス炉
（炭化室高さ６．５ｍ、長さ１５．７ｍ、幅４３０ｍ
ｍ）に装入して２０時間で乾留した。炭化室１窯当たり
の石炭の装入量は３０ｔであり、前記装入炭に対して２
質量％に相当する０．６ｔの廃プラスチックを以下の方
法で混合した。

【００４９】はじめに、ベルトフィーダーの１列目から
廃プラスチック０．６ｔと２列目から該廃プラスチック
に対して４０質量％に相当する０．２４ｔの石炭を装入
車に積載した。その後、ベルトフィーダーの２列目の速
度を上昇させて２９．７６ｔの石炭を装入車に積載し
た。装入車を所定の炭化室の上に移動し、前記の方法で
混合した廃プラスチックと石炭を炭化室内に装入した。
この方法により、コークス炉の炭化室下部には廃プラス
チックと石炭を含む混合炭を装入し、その上に石炭を装
入した。

【００５０】使用した石炭の粒度は、３ｍｍ以下の割合
が８０質量％、０．３ｍｍ以下の割合が５質量％であ
り、揮発分は２７．１％である。

【００５１】使用した廃プラスチックは、ポリエチレン
約３０％、ポリプロピレン約１５％、ポリスチレン約３
０％、その他約２５％の混合物を減容固化したものであ
り、平均粒度が約２０ｍｍ、比重が約０．３ｔ／ｍ³で
ある。

【００５２】この結果、図３に示すように炭化室内のガ
ス圧は２．４５ｋＰａと低かった。また、この際、炉蓋
および装入孔のシール箇所からのガス漏洩が皆無であ
り、良好な結果が得られた。

【００５３】得られたコークスのドラム強度は、８４．
４と高く、高炉用コークスとして十分な強度を有するも
のであった。

【００５４】

【実施例３】水分を４．５％含む原料炭をコークス炉
（炭化室高さ６．５ｍ、長さ１５．７ｍ、幅４３０ｍ
ｍ）に装入して２０時間で乾留した。炭化室１窯当たり
の石炭の装入量は３０ｔであり、前記装入炭に対して２
質量％に相当する０．６ｔの廃プラスチックを以下の方
法で混合した。

【００５５】はじめに、ベルトフィーダーの１列目から
廃プラスチック０．６ｔと２列目から該廃プラスチック
に対して３０質量％に相当する０．１８ｔの石炭を装入
車に積載した。その後、ベルトフィーダーの２列目の速
度を上昇させて２９．８２ｔの石炭を装入車に積載し
た。装入車を所定の炭化室の上に移動し、前記の方法で
混合した廃プラスチックと石炭を炭化室内に装入した。
この方法により、コークス炉の炭化室下部には廃プラス
チックと石炭を含む混合炭を装入し、その上に石炭を装
入した。

【００５６】使用した石炭の粒度は、３ｍｍ以下の割合
が８０質量％、０．３ｍｍ以下の割合が５質量％であ
り、揮発分は２７．１％である。

【００５７】使用した廃プラスチックは、ポリエチレン
約３０％、ポリプロピレン約１５％、ポリスチレン約３
０％、その他約２５％の混合物を減容固化したものであ
り、平均粒度が約２０ｍｍ、比重が約０．３ｔ／ｍ³で
ある。

【００５８】この結果、図３に示すように炭化室内のガ
ス圧は２．７４ｋＰａと低かった。また、この際、炉蓋
および装入孔のシール箇所からのガス漏洩が皆無であ
り、良好な結果が得られた。

【００５９】得られたコークスのドラム強度は、８４．
３と高く、高炉用コークスとして十分な強度を有するも
のであった。

【００６０】

【実施例４】水分を４．５％含む原料炭をコークス炉
（炭化室高さ６．５ｍ、長さ１５．７ｍ、幅４３０ｍ
ｍ）に装入して２０時間で乾留した。炭化室１窯当たり
の石炭の装入量は３０ｔであり、前記装入炭に対して２
質量％に相当する０．６ｔの廃プラスチックを以下の方
法で混合した。

【００６１】はじめに、ベルトフィーダーの１列目から
廃プラスチック０．６ｔと２列目から該廃プラスチック
に対して５０質量％に相当する０．３ｔの石炭を装入車
に積載した。その後、ベルトフィーダーの２列目の速度
を上昇させて２９．７ｔの石炭を装入車に積載した。装
入車を所定の炭化室の上に移動し、前記の方法で混合し
た廃プラスチックと石炭を炭化室内に装入した。この方
法により、コークス炉の炭化室下部には廃プラスチック
と石炭を含む混合炭を装入し、その上に石炭を装入し
た。

【００６２】使用した石炭の粒度は、３ｍｍ以下の割合
が８０質量％、０．３ｍｍ以下の割合が１０質量％であ
り、揮発分は２７．１％である。

【００６３】使用した廃プラスチックは、ポリエチレン
約３０％、ポリプロピレン約１５％、ポリスチレン約３
０％、その他約２５％の混合物を減容固化したものであ
り、平均粒度が約２０ｍｍ、比重が約０．３ｔ／ｍ³で
ある。

【００６４】この結果、図３に示すように炭化室内のガ
ス圧は２．１７ｋＰａと低かった。また、この際、炉蓋
および装入孔のシール箇所からのガス漏洩が皆無であ
り、良好な結果が得られた。

【００６５】得られたコークスのドラム強度は、８４．
２と高く、高炉用コークスとして十分な強度を有するも
のであった。

【００６６】

【実施例５】水分を４．５％含む原料炭をコークス炉
（炭化室高さ６．５ｍ、長さ１５．７ｍ、幅４３０ｍ
ｍ）に装入して２０時間で乾留した。炭化室１窯当たり
の石炭の装入量は３０ｔであり、前記装入炭に対して２
質量％に相当する０．６ｔの廃プラスチックを以下の方
法で混合した。

【００６７】はじめに、ベルトフィーダーの１列目から
廃プラスチック０．６ｔと２列目から該廃プラスチック
に対して５０質量％に相当する０．３ｔの石炭を装入車
に積載した。その後、ベルトフィーダーの２列目の速度
を上昇させて２９．７ｔの石炭を装入車に積載した。装
入車を所定の炭化室の上に移動し、前記の方法で混合し
た廃プラスチックと石炭を炭化室内に装入した。この方
法により、コークス炉の炭化室下部には廃プラスチック
と石炭を含む混合炭を装入し、その上に石炭を装入し
た。

【００６８】使用した石炭の粒度は、３ｍｍ以下の割合
が８０質量％、０．３ｍｍ以下の割合が２２質量％であ
り、揮発分は２７．１％である。

【００６９】使用した廃プラスチックは、ポリエチレン
約３０％、ポリプロピレン約１５％、ポリスチレン約３
０％、その他約２５％の混合物を減容固化したものであ
り、平均粒度が約２０ｍｍ、比重が約０．３ｔ／ｍ³で
ある。

【００７０】この結果、図３に示すように炭化室内のガ
ス圧は２．０５ｋＰａと低かった。また、この際、炉蓋
および装入孔のシール箇所からのガス漏洩が皆無であ
り、良好な結果が得られた。

【００７１】得られたコークスのドラム強度は、８４．
３と高く、高炉用コークスとして十分な強度を有するも
のであった。

【００７２】

【実施例６】水分を４．５％含む原料炭をコークス炉
（炭化室高さ６．５ｍ、長さ１５．７ｍ、幅４３０ｍ
ｍ）に装入して２０時間で乾留した。炭化室１窯当たり
の石炭の装入量は３０ｔであり、前記装入炭に対して２
質量％に相当する０．６ｔの廃プラスチックを以下の方
法で混合した。

【００７３】はじめに、ベルトフィーダーの１列目から
廃プラスチック０．６ｔと２列目から該廃プラスチック
に対して５０質量％に相当する０．３ｔの石炭を装入車
に積載した。その後、ベルトフィーダーの２列目の速度
を上昇させて２９．７ｔの石炭を装入車に積載した。装
入車を所定の炭化室の上に移動し、前記の方法で混合し
た廃プラスチックと石炭を炭化室内に装入した。この方
法により、コークス炉の炭化室下部には廃プラスチック
と石炭を含む混合炭を装入し、その上に石炭を装入し
た。

【００７４】使用した石炭の粒度は、３ｍｍ以下の割合
が８０質量％、０．３ｍｍ以下の割合が３１質量％であ
り、揮発分は２７．１％である。

【００７５】使用した廃プラスチックは、ポリエチレン
約３０％、ポリプロピレン約１５％、ポリスチレン約３
０％、その他約２５％の混合物を減容固化したものであ
り、平均粒度が約２０ｍｍ、比重が約０．３ｔ／ｍ³で
ある。

【００７６】この結果、図３に示すように炭化室内のガ
ス圧は１．９８ｋＰａと低かった。また、この際、炉蓋
および装入孔のシール箇所からのガス漏洩が皆無であ
り、良好な結果が得られた。

【００７７】得られたコークスのドラム強度は、８４．
１と高く、高炉用コークスとして十分な強度を有するも
のであった。

【００７８】

【実施例７】水分を３％含む原料炭をコークス炉（炭化
室高さ６．５ｍ、長さ１５．７ｍ、幅４３０ｍｍ）に装
入して２０時間で乾留した。炭化室１窯当たりの石炭の
装入量は３０ｔであり、前記装入炭に対して２質量％に
相当する０．６ｔの廃プラスチックを以下の方法で混合
した。

【００７９】はじめに、ベルトフィーダーの１列目から
廃プラスチック０．６ｔと２列目から該廃プラスチック
に対して５０質量％に相当する０．３ｔの石炭を装入車
に積載した。その後、ベルトフィーダーの２列目の速度
を上昇させて２９．７ｔの石炭を装入車に積載した。装
入車を所定の炭化室の上に移動し、前記の方法で混合し
た廃プラスチックと石炭を炭化室内に装入した。この方
法により、コークス炉の炭化室下部には廃プラスチック
と石炭を含む混合炭を装入し、その上に石炭を装入し
た。

【００８０】使用した石炭の粒度は０．３ｍｍ以下の割
合が１００質量％であり、揮発分は２７．１％である。

【００８１】使用した廃プラスチックは、ポリエチレン
約３０％、ポリプロピレン約１５％、ポリスチレン約３
０％、その他約２５％の混合物を減容固化したものであ
り、平均粒度が約２０ｍｍ、比重が約０．３ｔ／ｍ³で
ある。

【００８２】この結果、図３に示すように炭化室内のガ
ス圧は２．９５ｋＰａと低かった。また、この際、炉蓋
および装入孔のシール箇所からのガス漏洩が皆無であ
り、良好な結果が得られた。

【００８３】得られたコークスのドラム強度は、８４．
４と高く、高炉用コークスとして十分な強度を有するも
のであった。

【００８４】

【実施例８】水分を３％含む原料炭をコークス炉（炭化
室高さ６．５ｍ、長さ１５．７ｍ、幅４３０ｍｍ）に装
入して２０時間で乾留した。炭化室１窯当たりの石炭の
装入量は３０ｔであり、前記装入炭に対して２質量％に
相当する０．６ｔの廃プラスチックを以下の方法で混合
した。

【００８５】はじめに、ベルトフィーダーの１列目から
廃プラスチック０．６ｔと２列目から該廃プラスチック
に対して５０質量％に相当する０．３ｔの石炭を装入車
に積載した。該石炭の揮発分は２４．５％であった。そ
の後、装入車をベルトフィーダーの４列目の下に移動し
て、ベルトフィーダーの４列目から揮発分が３５．５％
の石炭２９．７ｔを装入車に積載した。装入車を所定の
炭化室の上に移動し、前記の方法で混合した廃プラスチ
ックと石炭を炭化室内に装入した。この方法により、コ
ークス炉の炭化室下部には廃プラスチックと石炭を含む
混合炭を装入し、その上に石炭を装入した。

【００８６】廃プラスチックと混合した石炭の粒度は３
ｍｍ以下の割合が７８質量％、０．３ｍｍ以下の割合が
１２質量％である。

【００８７】使用した廃プラスチックは、ポリエチレン
約３０％、ポリプロピレン約１５％、ポリスチレン約３
０％、その他約２５％の混合物を減容固化したものであ
り、平均粒度が約２０ｍｍ、比重が約０．３ｔ／ｍ³で
ある。

【００８８】この結果、図３に示すように炭化室内のガ
ス圧は２．６０ｋＰａと低かった。また、この際、炉蓋
および装入孔のシール箇所からのガス漏洩が皆無であ
り、良好な結果が得られた。

【００８９】得られたコークスのドラム強度は、８４．
０と高く、高炉用コークスとして十分な強度を有するも
のであった。

【００９０】

【実施例９】水分を３％含む原料炭をコークス炉（炭化
室高さ６．５ｍ、長さ１５．７ｍ、幅４３０ｍｍ）に装
入して２０時間で乾留した。炭化室１窯当たりの石炭の
装入量は３０ｔであり、前記装入炭に対して２質量％に
相当する０．６ｔの廃プラスチックを以下の方法で混合
した。

【００９１】はじめに、石炭塔の１槽目に廃プラスチッ
クに対して５０質量％相当の粉コークスを装入した。粉
コークスの粒径は０．３ｍｍ以下１００質量％であり、
揮発分は０％である。ベルトフィーダーの１列目から廃
プラスチックに対して粉コークスを５０質量％含む混合
物を０．９ｔ切り出した後、ベルトフィーダーの２列目
から石炭を３０ｔ切り出して装入車に積載した。装入車
を所定の炭化室の上に移動し、前記の方法で混合した廃
プラスチックと粉コークスの混合物、および石炭を炭化
室内に装入した。この方法により、コークス炉の炭化室
下部には廃プラスチックと粉コークスを含む混合物を装
入し、その上に石炭を装入した。

【００９２】使用した石炭の揮発分は２７．１％であ
り、粒度は３ｍｍ以下が８０質量％、０．３ｍｍ以下の
割合が１０質量％である。

【００９３】使用した廃プラスチックは、ポリエチレン
約３０％、ポリプロピレン約１５％、ポリスチレン約３
０％、その他約２５％の混合物を減容固化したものであ
り、平均粒度が約２０ｍｍ、比重が約０．３ｔ／ｍ³で
ある。

【００９４】この結果、図３に示すように炭化室内のガ
ス圧は２．３５ｋＰａと低かった。また、この際、炉蓋
および装入孔のシール箇所からのガス漏洩が皆無であ
り、良好な結果が得られた。

【００９５】得られたコークスのドラム強度は、８４．
２と高く、高炉用コークスとして十分な強度を有するも
のであった。

【００９６】

【比較例１】水分を４．５％含む原料炭をコークス炉
（炭化室高さ６．５ｍ、長さ１５．７ｍ、幅４３０ｍ
ｍ）に装入して乾留した。廃プラスチックの炭化室の炉
底部に廃プラスチックを１室当たりの装入量３０ｔの２
質量％に相当する０．６ｔ装入し、その上に廃プラスチ
ックを含まない石炭を３０ｔ装入し、２０時間で乾留し
た。

【００９７】装入炭の粒度は、３ｍｍ以下の割合が８０
質量％、０．３ｍｍ以下の割合が２０質量％、揮発分は
２７．１％である。

【００９８】使用した廃プラスチックは、ポリエチレン
約３０％・ポリプロピレン約１５％・ポリスチレン約３
０％・その他約２５％の混合物を減容固化したもので、
平均粒度約２０ｍｍ、比重約０．３ｔ／ｍ³である。

【００９９】この結果、図３に示すように炭化室内のガ
ス圧は３．５０ｋＰａと非常に高かった。また、この
際、炉蓋、装入孔のシール箇所からのガス漏洩が認めら
れた。

【０１００】ガス圧力は、約1３分間通常操業よりも高
い値を継続し続けた。このことは、環境上およびエネル
ギー回収上問題である。

【０１０１】得られたコークスのドラム強度は８２．５
と低く、高炉用コークスとしての強度は十分ではなかっ
た。

【０１０２】

【比較例２】水分を３％含む原料炭をコークス炉（炭化
室高さ６．５ｍ、長さ１５．７ｍ、幅４３０ｍｍ）に装
入して乾留した。廃プラスチックの炭化室の炉底部に石
炭を高さ約１００ｍｍに相当する量である０．５ｔ装入
したのち、その上に廃プラスチックを１室当たりの装入
量３０ｔの２質量％に相当する０．６ｔ装入し、さら
に、その上に廃プラスチックを含まない石炭を２９．５
ｔ装入し、２０時間で乾留した。

【０１０３】装入炭の粒度は、３ｍｍ以下の割合が８０
質量％、０．３ｍｍ以下の割合が２０質量％、揮発分は
２７．１％である。

【０１０４】使用した廃プラスチックは、ポリエチレン
約３０％・ポリプロピレン約１５％・ポリスチレン約３
０％・その他約２５％の混合物を減容固化したもので、
平均粒度約２０ｍｍ、比重約０．３ｔ／ｍ³である。

【０１０５】この結果、図３に示すように炭化室内のガ
ス圧は４．６２ｋＰａと非常に高かった。また、この
際、炉蓋、装入孔のシール箇所からのガス漏洩が認めら
れた。

【０１０６】ガス圧力は、約1５分間通常操業よりも高
い値を継続し続けた。このことは、環境上およびエネル
ギー回収上問題である。

【０１０７】得られたコークスのドラム強度は８２．８
と低く、高炉用コークスとしての強度は十分ではなかっ
た。

【０１０８】

【比較例３】水分を３％含む原料炭をコークス炉（炭化
室高さ６．５ｍ、長さ１５．７ｍ、幅４３０ｍｍ）に装
入して２０時間で乾留した。炭化室１窯当たりの石炭の
装入量は３０ｔであり、前記装入炭に対して２質量％に
相当する０．６ｔの廃プラスチックを以下の方法で混合
した。

【０１０９】はじめに、ベルトフィーダーの１列目から
廃プラスチック０．６ｔと２列目から該廃プラスチック
に対して４０質量％に相当する０．２４ｔの石炭を装入
車５に積載した。その後、ベルトフィーダーの２列目の
速度を上昇させて２９．７６ｔの石炭を装入車に積載し
た。装入車を所定の炭化室の上に移動し、前記の方法で
混合した廃プラスチックと石炭を炭化室内に装入した。
この方法により、コークス炉の炭化室下部には廃プラス
チックと石炭を含む混合炭を装入し、その上に石炭を装
入した。

【０１１０】使用した石炭の粒度は、３ｍｍ以下の割合
が８０質量％、０．３ｍｍ以下の割合が０質量％であ
り、揮発分は２７．１％である。

【０１１１】使用した廃プラスチックは、ポリエチレン
約３０％・ポリプロピレン約１５％・ポリスチレン約３
０％・その他約２５％の混合物を減容固化したもので、
平均粒度約２０ｍｍ、比重約０．３ｔ／ｍ³である。

【０１１２】この結果、図３に示すように炭化室内のガ
ス圧は４．８５ｋＰａと非常に高かった。また、この
際、炉蓋および装入孔のシール箇所からのガス漏洩が認
められた。

【０１１３】ガス圧力は、約２０分間通常操業よりも高
い値を継続し続けた。このことは、環境上およびエネル
ギー回収上問題である。

【０１１４】得られたコークスのドラム強度は８２．６
と低く、高炉用コークスとしての強度は十分ではなかっ
た。

【０１１５】実施例および比較例の各条件を表１に、結
果のガス圧と炉蓋からのガス漏れ状況を表２にまとめて
示す。

【０１１６】

【表１】

【０１１７】

【表２】

【０１１８】

【発明の効果】本発明により、コークス乾留時の初期発
生ガス圧を低下させることが可能となり、その結果、廃
プラスチックを熱分解することによって、ガスとしての
再利用及びコークス原料としての利用を図ることが可能
になる。さらには、本発明により、コークス炉操業に支
障なく、廃プラスチック処理量をさらに増加させること
が可能となり、環境対策、および経済的効果に対して非
常に価値の高い発明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】廃プラスチックと石炭のコークス炉への装入方
法の概要を示す図である。

【図２】コークス炉炭化室の概要を示す図である。

【図３】実施例および比較例における炭化室内のガス圧
の測定結果を示す図である。

【符号の説明】

１石炭塔２ベルトフィーダー３廃プラスチック４石炭５装入車６炭化室７燃焼室８側壁９石炭装入孔１０燃焼室点検孔１１ベルトコンベアー１２石炭供給ホッパー１３廃プラスチック供給ホッパー１４粉コークス供給ホッパー１５石炭供給フィーダー１６廃プラスチック供給フィーダー１７粉コークス供給フィーダー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野村誠治富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内Ｆターム(参考） 4H012 HB02 MA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コークス炉炭化室の下部に予め石炭と混
合した廃プラスチックを装入し、その上に石炭を装入し
て乾留することを特徴とする高炉用のコークス製造方
法。
【請求項２】コークス炉炭化室の下部に予め石炭と混
合した廃プラスチックを装入するコークス製造方法にお
いて、粒径０．３ｍｍ以下の微粉炭を５質量％以上含有
する石炭を該廃プラスチックに対して１０質量％以上混
合した廃プラスチックと前記石炭の混合物を炭化室下部
に装入し、その上に石炭を装入して乾留することを特徴
とする高炉用のコークス製造方法。
【請求項３】廃プラスチックに混合して炭化室下部に
装入する石炭の揮発分を３５％以下とすることを特徴と
する請求項２に記載の高炉用のコークス製造方法。
【請求項４】コークス炉炭化室の下部に予め粉コーク
スと混合した廃プラスチックを装入するコークス製造方
法において、粒径０．３ｍｍ以下の粉コークスを５質量
％以上含有する粉コークスを該廃プラスチックに対して
１０質量％以上混合した廃プラスチックと前記粉コーク
スの混合物を炭化室下部に装入し、その上に石炭を装入
して乾留することを特徴とする高炉用のコークス製造方
法。