JP2002047493A - Coke production method - Google Patents

Coke production method

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JP2002047493A
JP2002047493A JP2000234551A JP2000234551A JP2002047493A JP 2002047493 A JP2002047493 A JP 2002047493A JP 2000234551 A JP2000234551 A JP 2000234551A JP 2000234551 A JP2000234551 A JP 2000234551A JP 2002047493 A JP2002047493 A JP 2002047493A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coke production method whereby blast furnace coke is produced by charging and carbonizing a waste plastic together with coal in a coke oven while suppressing the increase in gas pressure in a carbonization chamber without degrading the coke quality. SOLUTION: This method for producing blast furnace coke is characterized in that, in a method wherein a waste plastic premixed with coal is charged into the lower part of a coke oven chamber, a waste plastic is charged together with coal briquettes into the lower part or the total of the coke oven chamber to reduce the pressure of a gas generated during carbonization and to prevent the coke quality degradation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing coke by charging waste plastics into a coke oven and carbonizing the waste plastics.

【０００２】[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。2. Description of the Related Art Conventionally, most waste plastics discharged in large quantities as plastic industrial waste and general plastic waste are landfilled or partially incinerated. Waste plastics are not decomposed by bacteria and bacteria in the soil when landfilled, and when incinerated, generate a large amount of heat and adversely affect incinerators.In the case of waste plastics containing chlorine, the treatment of chlorine in exhaust gas is a problem. It has become. It is anticipated that the landfill disposal site will be in short supply in the future, and environmental problems are increasing, and it is desired to promote recycling of waste plastic. As a recycling method, in addition to reuse as plastic, a method of utilizing heat at the time of combustion or a gas or oil obtained by thermal decomposition as a fuel or a chemical raw material can be considered.

【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。As a method of treating waste plastic by adding it to a coke oven, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-41588 discloses a method of producing coke by blending waste plastic with charging coal for producing coke. I have. In this method, most of the waste plastic can be thermally decomposed in a high-temperature reducing atmosphere during coke distillation, and as a result, a high-calorie pyrolysis gas containing hydrogen, methane, ethane, propane, etc. is obtained. These are contained and recovered in the coke oven gas generated in the coke oven carbonization chamber by the thermal decomposition of coal, and reused as an energy source. The remaining carbon becomes part of coke and is reused in the blast furnace.

【０００４】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。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％（ここで
の重量％は質量％を意味する。）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。[0004] However, in the method of uniformly mixing waste plastic with coal and charging it into a coke oven to dry distill it, if the quality of coke deteriorates and the temperature of the pyrolysis gas of waste plastic is low, There is a problem that the thermal decomposition product adheres to the wall surface of the gas passage and is blocked. For this reason, methods capable of treating more waste plastics have been proposed. For example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 9-132780, 2% by weight (here, weight% means mass%) of waste plastic alone is charged into the lower part of the carbonization chamber, and the waste plastic is charged. Disclosed above is a method of charging coal.

【０００５】特開平９−１３２７８０号に開示された方
法では、約１０００℃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。In the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-132780, waste plastic is charged alone in the lower part of the carbonization chamber at a high temperature of about 1000 ° C., and the waste plastic is heated rapidly. Pyrolysis is started at the same time as the coal is charged, and a large amount of pyrolysis gas is generated. During the unstable period of gas suction in the early stage of coal charging, this large amount of pyrolysis gas is supplied to the furnace cover and the charging chamber of the carbonization chamber. Leaks from the sealing part of the lid.

【０００６】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廃
プラスチック装入前に敷設して、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の発生を抑制
する方法が提案されている。In Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-132782, before charging waste plastic, coal having a thickness of about 100 mm is laid before charging waste plastic in order to obtain a heat insulating effect at the bottom of the carbonization chamber. In addition, a method has been proposed in which the generation of pyrolysis gas due to rapid thermal decomposition of waste plastic is reduced as compared with the case where waste plastic is charged alone in the lower part of the carbonization chamber in a high temperature state.

【０００７】しかし、本発明者が鋭意検討した結果、特
開平９−１３２７８０号公報および特開平９−１３２７
８２号公報に開示された方法では、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
ることがわかった。[0007] However, as a result of the inventor's intensive study, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 9-132780 and Hei 9-131327 have been disclosed.
According to the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 82, the amount of pyrolysis gas generated by rapid pyrolysis of waste plastic in the early stage of dry distillation is very large, and it has been found that the gas pressure in the carbonization chamber in the early stage of dry distillation rapidly increases.

【０００８】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。[0008] When the gas pressure in the coking chamber rises, the gas leaks from the sealing portions of the furnace lid and the charging lid of the coke oven, causing environmental deterioration. Also, with the increase in the operating years of the coke oven, the amount of fine cracks generated in the silica brick part constituting the side wall of the coking chamber increases, and when the gas pressure in the coking chamber increases, these The pyrolysis gas and the coke oven gas generated from the coal leak to the combustion chamber side through the crack, and the gas recovery amount decreases.

【０００９】本発明者が廃プラスチックを炭化室内に装
入した後の乾留初期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、炭化室内のガス圧力
が著しく上昇することが判明した。As a result of measuring the gas pressure at the initial stage of carbonization after charging the waste plastic into the carbonization chamber, the present inventor has found that the gas pressure in the carbonization chamber significantly increases, especially for several minutes after charging the waste plastic. It has been found.

【００１０】さらに、本発明者は、特開平９−１３２７
８０号公報、および特開平９−１３２７８２号公報に開
示された方法では、コークスの品質（コークス強度）が
低下することを見出した。Further, the present inventor has disclosed a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-1327.
It has been found that the method disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 80 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-132782 lowers the quality of coke (coke strength).

【００１１】[0011]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、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
抑制し、かつコークスの品質を低下させない方法の開発
が必要とされていた。As described above, in a method for producing coke for a blast furnace by charging waste plastics into a coke oven and carbonizing the waste plastics, it is possible to suppress an increase in gas pressure in the coking chamber and to reduce coke generation. There was a need to develop a method that did not degrade the quality.

【００１２】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し、かつコー
クスの品質を低下させないコークス製造方法を提示する
ことを目的とする。The present invention relates to a method for producing coke for a blast furnace in which waste plastic is charged into a coke oven together with coal and carbonized, and a method for producing coke which suppresses an increase in gas pressure in the coking chamber and does not deteriorate the quality of coke. It is intended to be presented.

【００１３】[0013]

【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。That is, the gist of the present invention is as follows.

【００１４】（１） コークス炉炭化室に装入されるコ
ークス原料のうち、少なくとも該炭化室の底部には、予
め主に成型炭で構成されてなる石炭と廃プラスチックと
を混合したコークス原料を用いることを特徴とする高炉
用コークスの製造方法。(1) Of the coke raw materials charged into the coke oven carbonization chamber, at least at the bottom of the carbonization chamber, a coke raw material mainly composed of molded coal and mixed with waste plastic is used. A method for producing blast furnace coke, which is used.

【００１５】（２） 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
入する方法において、該廃プラスチックと混合する石炭
が、主に成型炭で構成されてなることを特徴とする高炉
用コークスの製造方法。(2) In a method in which waste plastic previously mixed with coal is charged into a coke oven carbonization chamber, and then coal is charged, the coal mixed with the waste plastic is mainly composed of molded coal. A method for producing blast furnace coke, characterized by being performed.

【００１６】（３） コークス炉炭化室に予め石炭と混
合した廃プラスチックを装入する方法において、該廃プ
ラスチックと混合する石炭が、主に成型炭で構成されて
なることを特徴とする高炉用コークスの製造方法。(3) A method of charging waste plastic mixed with coal in a coke oven carbonization chamber in advance, wherein the coal mixed with the waste plastic is mainly composed of molded coal. Coke production method.

【００１７】（４） 前記廃プラスチックと混合する石
炭が、成型炭であることを特徴とする上記（１）〜
（３）のいずれか１つに記載の高炉用コークスの製造方
法。(4) The coal mixed with the waste plastic is molded coal.
The method for producing blast furnace coke according to any one of (3).

【００１８】（５） 前記廃プラスチックが、減容固化
した塊状物であることを特徴とする上記（１）〜（４）
のいずれか１つに記載の高炉用コークスの製造方法。(5) The above (1) to (4), wherein the waste plastic is a mass reduced in volume and solidified.
The method for producing blast furnace coke according to any one of the above.

【００１９】[0019]

【発明の実施の形態】本発明者は、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廃プラスチックの熱
分解挙動およびガス圧が急激に増加するメカニズムにつ
いて詳細に調べた。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present inventor has studied in detail the pyrolysis behavior of waste plastic and the mechanism of a rapid increase in gas pressure after the waste plastic is charged into a coking chamber of a coke oven.

【００２０】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い。As a result of examining the thermal decomposition behavior of waste plastic using a thermobalance test and a carbonization test furnace, the thermal decomposition rate of waste plastic is much higher than that of coal.

【００２１】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。この結果、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。Further, the heat transfer characteristics when waste plastic was charged into the carbonization chamber were examined. As a result, the waste plastic has a bulk specific gravity of about 0.3 t / m 3, which is much smaller than the bulk specific gravity of coal of about 0.75 t / m 3 . When charged, the porosity in the packed bed of waste plastic increases, so the amount of heat transfer by convective heat and radiant heat due to hot air in the carbonization chamber passing through the waste plastic layer is large, and thermal decomposition rapidly I found it to happen.

【００２２】本発明者が、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、ガス圧が著しく増加することが判明した。The present inventor measured the gas pressure in the coking chamber after charging the waste plastic into the coking chamber of the coke oven. As a result, the waste plastic was charged into the lower part of the coking chamber for several minutes after charging the waste plastic. It has been found that the gas pressure is significantly increased with the rapid thermal decomposition of the waste plastic.

【００２３】さらに、本発明者は、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底部に位置し、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。そ
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。Further, the inventor of the present invention has keenly studied the cause of the deterioration of coke quality (coke strength) when waste plastic is first charged into a coke oven carbonization chamber first, and then coal is charged and carbonized. investigated. In this case, the positional relationship between the waste plastic and the coal in the carbonization chamber is such that the waste plastic charged first is located at the bottom of the carbonization chamber, and the coal charged later is present at the top. As a result, it became clear that the quality of coke deteriorated for the following reasons.

【００２４】コークス炉の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
に装入した石炭の加重により圧密され、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のである。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時に、コークス
の品質（コークス強度）が低下する。Since the waste plastic charged in the bottom of the coke oven has a high rate of thermal decomposition, the thermal decomposition proceeds in a short time after charging. For this reason, the waste plastic layer is compacted by the weight of the coal charged in the upper part, and gradually sinks. On the other hand, the coal bed charged above the waste plastic layer gradually sinks as the waste plastic layer sinks.
However, it takes several hours to complete the thermal decomposition of the waste plastic and the settlement of the waste plastic layer,
The coal bed also has the effect of frictional resistance due to the powder pressure with the furnace wall, does not sink as much as the waste plastic bed, and the charge density of the coal bed is lower than the initial charge density. The coke strength is higher as the charge density of the coal is higher. For this reason,
When waste plastic is charged alone into the bottom of the coke oven carbonization chamber and coal is charged into the upper part and carbonized, the quality of coke (coke strength) decreases.

【００２５】そこで、本発明者は炭化室内に装入した廃
プラスチックの熱分解ガスをコークス炉炉頂空間に容易
に排出させ、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。Therefore, the present inventor has proposed a method of easily discharging a pyrolysis gas of waste plastic charged into a coking chamber into a coke oven top space to suppress an increase in gas pressure in the coking chamber.
And the method which does not reduce the coke quality was studied diligently.

【００２６】この結果、成型炭と廃プラスチックを混合
して炭化室に先に装入し、その後で石炭を装入すれば、
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係る高炉用コー
クスの製造方法を完成するに到った。As a result, if the molded coal and the waste plastic are mixed and charged into the carbonization chamber first, and then the coal is charged,
The method for producing blast furnace coke according to the present invention, which is capable of suppressing an increase in the gas pressure in the coking chamber and not reducing the coke quality, has been completed.

【００２７】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方法
において、該廃プラスチックと混合する石炭が、主に成
型炭で構成されてなることを特徴とするものである。That is, in the method for producing coke for a blast furnace according to the present invention, in a method of charging waste plastic previously mixed with coal into a coke oven carbonization chamber, and then charging coal, the waste plastic is mixed with the waste plastic. Is characterized by being mainly composed of molded coal.

【００２８】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、先に装入された主に成型炭で構
成されてなる石炭と廃プラスチックの混合物が炭化室底
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。In this case, the positional relationship between the waste plastic and the coal in the carbonization chamber is such that the mixture of the coal and the waste plastic, which is mainly composed of the molded coal previously charged, is located at the bottom of the carbonization chamber, and is subsequently loaded. The coal entered will be at the top.

【００２９】このため、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装入するコークス原料の
うち、少なくとも該炭化室の底部には、予め主に成型炭
で構成されてなる石炭と廃プラスチックとを混合したコ
ークス原料を用いることを特徴とするものであってもよ
い。当該実施形態によっても、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。For this reason, in the method of manufacturing coke for a blast furnace according to the present invention, at least the bottom of the coking chamber of the coke raw material charged into the coking furnace coking chamber has a coal mainly composed of preformed coal. And coke raw materials obtained by mixing waste plastics. According to this embodiment, it is also possible to suppress an increase in gas pressure in the coking chamber and not to lower the coke quality.

【００３０】主に成型炭で構成されてなる石炭と廃プラ
スチックを混合して炭化室に装入すると、成型炭充填層
の空隙に廃プラスチックが入り込む。廃プラスチックか
らの熱分解ガスは、成型炭充填層の空隙を通過して炉頂
空間部に排出されるため、乾留時の炭化室内でのガス圧
の上昇が抑制できる。また、廃プラスチック単独で装入
する場合に比して急激な分解ガスの発生が抑えられる。When coal composed mainly of molded coal and waste plastic are mixed and charged into the carbonization chamber, the waste plastic enters the gaps of the molded coal packed bed. Since the pyrolysis gas from the waste plastic passes through the voids in the molded coal packed bed and is discharged to the furnace top space, an increase in gas pressure in the carbonization chamber during dry distillation can be suppressed. Further, the generation of a rapid decomposition gas can be suppressed as compared with the case where the waste plastic is charged alone.

【００３１】廃プラスチックと混合して装入する石炭と
しては、主に成型炭で構成されてなる石炭であればよ
く、具体的には、当該石炭に占める成型炭の質量比率
は、通常７０％以上、好ましくは８５％以上、特に好ま
しくは１００％（全量が成型炭）である。成型炭の質量
比率が７０％未満の場合には、成型炭充填層に形成され
る空隙部分が小さくなるため、熱分解ガスが空隙を通過
して炉頂空間部に排出され難くなり、乾留時の炭化室内
でのガス圧の上昇が十分に抑制できない。The coal to be charged as a mixture with the waste plastic may be any coal mainly composed of molded coal. Specifically, the mass ratio of the molded coal in the coal is usually 70%. The content is preferably at least 85%, more preferably at least 100% (the whole amount is formed coal). When the mass ratio of the molded coal is less than 70%, the void portion formed in the molded coal packed bed becomes small, so that it becomes difficult for the pyrolysis gas to pass through the void and to be discharged to the furnace top space portion. Of the gas pressure in the carbonization chamber cannot be sufficiently suppressed.

【００３２】上記廃プラスチックと混合して装入する石
炭において、上記成型炭以外の他の成分としては、通常
用いられているところのコークス原料炭、すなわち、粘
結性と石炭化度とが所望の範囲になるように数種の石炭
の粉炭を配合してなる配合炭、例えば、粒度３ｍｍ以下
が７０質量％以上のものなどを使用することができる。In the coal to be charged after being mixed with the waste plastic, as a component other than the above-mentioned molded coal, a commonly used coke raw coal, that is, a coking property and a degree of coalification are desired. A blended coal obtained by blending several types of coal powdered coal so as to fall within the range of, for example, one having a particle size of 3 mm or less and 70% by mass or more can be used.

【００３３】また、成型炭とは、石炭粉を一定の形状に
成型したものである。[0033] Molded coal is formed by molding coal powder into a predetermined shape.

【００３４】また、本発明では、上記成型炭充填層の空
隙に廃プラスチックが入り込むことができ、熱分解によ
って体積が減少しても成型炭充填層全体の体積が減少し
ないようにそれぞれの粒度が調整されていることが望ま
しいものである。したがって、成型炭の粒度としては、
２０ｍｍ以上であることが望ましい。成型炭の粒度が２
０ｍｍ未満の場合には、成型炭充填層に適当な大きさの
空隙を形成することができず、廃プラスチックが入り込
み難くなるため成型炭および廃プラスチックからなる嵩
密度が低い充填層が形成されることになるため好ましく
ない。Further, in the present invention, waste plastics can enter into the voids of the above-mentioned molded coal-filled bed, and even if the volume is reduced by thermal decomposition, the particle size of each of the molded coal-filled layers is reduced so that the whole volume does not decrease. It is desirable that it be adjusted. Therefore, as the particle size of the molded coal,
It is desirable that it is 20 mm or more. Particle size of molded coal is 2
When the thickness is less than 0 mm, a void having a suitable size cannot be formed in the formed coal-filled layer, and it becomes difficult for waste plastic to enter, so a low-bulk-density packed layer of formed coal and waste plastic is formed. This is not preferred.

【００３５】上記成型炭の製造方法に関しては、特に制
限されるものではなく、例えば、数種の石炭を配合した
粉炭と結合剤を混和機を用いて混和し、その後水蒸気加
熱混和機にて一体的に混和し、これを成型機にて成型
し、成型炭とする方法など、従来公知の各種製法を適宜
利用することができる。The method for producing the above-mentioned molded coal is not particularly limited. For example, powdered coal blended with several types of coal and a binder are mixed using a mixer, and then integrated with a steam heating mixer. Various known methods can be used as appropriate, such as, for example, a method of mixing the mixture, molding the mixture with a molding machine, and forming the formed coal.

【００３６】また、成型炭と混合して装入した廃プラス
チックは、熱分解して体積が減少してしまうが、成型炭
はコークス化してコークス炉底部に残る。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、底部に装入した
成型炭が上部の石炭層を支えて沈下を抑制するのであ
る。The waste plastic mixed and charged with the coal is thermally decomposed to reduce the volume, but the coal is converted into coke and remains at the bottom of the coke oven. Therefore, settlement of the upper coal seam can be suppressed, and the charging density of the upper coal seam does not change from the initial charging density. That is, the molded coal charged at the bottom supports the upper coal layer and suppresses settlement.

【００３７】また、底部の成型炭充填層の空隙に入り込
んだ廃プラスチックについては、熱分解後は、成型炭の
原形をとどめたコークスの表面に残渣として付着する
か、あるいは、成型炭の接触界面に起因するコークスの
亀裂表面に残渣として残るのみであり、コークス塊内に
とりこまれない。廃プラスチックを石炭と均一に混合し
て乾留した時にコークス強度が低下するのは、石炭軟化
溶融時に廃プラスチックと石炭の界面において、石炭の
膨張・融着が阻害され、廃プラスチック周囲のコークス
組織が脆弱化するためと考えられている。したがって、
石炭と廃プラスチックを分離することにより廃プラスチ
ックによるコークス品質への悪影響を低減することが可
能と考えられる。このため、底部の成型炭層のコークス
強度も低下しない。これにより、コークス強度の低下を
抑制することができる。Further, the waste plastic which has entered the voids in the molded coal bed at the bottom, after pyrolysis, adheres as residue to the surface of coke in which the original form of the molded coal is retained, or the contact interface of the molded coal. It remains only as a residue on the surface of the coke cracks caused by the cracks and is not incorporated into the coke mass. The reason that coke strength decreases when waste plastic is uniformly mixed with coal and carbonized is that at the interface between waste plastic and coal during coal softening and melting, the expansion and fusion of coal is inhibited, and the coke structure around the waste plastic is reduced. It is thought to be vulnerable. Therefore,
It is considered possible to reduce the adverse effect of waste plastic on coke quality by separating coal and waste plastic. For this reason, the coke strength of the bottom coal bed does not decrease. Thereby, a decrease in coke strength can be suppressed.

【００３８】また、本発明で用いることのできる廃プラ
スチックの種類としては、特に制限されるものではな
く、現在、回収可能な全てのプラスチック廃棄物はその
対象となり得るものである。これは、廃プラスチックの
焼却により発生する有害物質のダイオキシン類などの分
解温度よりも遙かに高温でコークスが製造されるため、
分解ガス中にこうした有害物質が混入されるおそれがな
いためである。The type of waste plastic that can be used in the present invention is not particularly limited, and all plastic waste that can be recovered at present can be used. This is because coke is produced at a temperature much higher than the decomposition temperature of dioxins and other harmful substances generated by the incineration of waste plastic.
This is because there is no possibility that such harmful substances are mixed into the decomposition gas.

【００３９】また、廃プラスチックの粒度としては、上
記成型炭充填層の空隙に入り込むことができる大きさで
あればよく、成型炭粒度の半分以下の粒度であることが
好ましい。例えば、粒度５０ｍｍの成型炭の場合、２５
ｍｍ以下の廃プラスチックが好ましい。なお、廃プラス
チックの粒度の下限値については特に制限されるもので
はないが、１ｍｍ未満の場合には、回収業者等で行われ
ているリサイクル用の前処理段階で一定粒度に破砕され
て流通されているものをさらに微粉砕する必要があり、
コスト高になるほか、予め成型炭と混合する際などの取
り扱い時に粉塵が発生しやすくなる。The particle size of the waste plastic may be any size as long as it can enter the voids of the above-mentioned molded coal bed, and preferably has a particle size of not more than half the particle size of the molded coal. For example, in the case of molded coal having a particle size of 50 mm, 25
mm or less of waste plastic is preferred. The lower limit of the particle size of the waste plastic is not particularly limited, but if it is less than 1 mm, it is crushed to a certain particle size in a pretreatment stage for recycling performed by a collection company or the like and distributed. Need to be further pulverized,
In addition to the increase in cost, dust is likely to be generated during handling such as mixing with coal in advance.

【００４０】また、主に成型炭で構成されてなる石炭と
廃プラスチックとの混合比率は、炭化室内のガス圧の増
加が抑制でき、かつコークス品質も低下しないものであ
ればよいが、その上で、さらにコークスの生産性および
廃プラスチックの処理量（高リサイクル化）を勘案して
決定すればよい。具体的には、成型炭で構成されてなる
石炭と、廃プラスチックの質量比は通常９９％対１％〜
７０％対３０％である。成型炭で構成されてなる石炭
と、廃プラスチックの質量比が７０％対３０％よりも成
型炭で構成されてなる石炭の混合比率が小さい場合に
は、廃プラスチックの熱分解による体積減少が大きいた
め、成型炭が上部石炭層の沈下を抑制できないため好ま
しくない。The mixing ratio of the waste plastic and the coal mainly composed of molded coal may be any as long as the increase in the gas pressure in the coking chamber can be suppressed and the coke quality does not deteriorate. Then, it may be determined in consideration of coke productivity and waste plastic processing amount (high recycling). Specifically, the mass ratio of coal composed of molded coal to waste plastic is usually 99% to 1% to
70% vs. 30%. When the mixing ratio of the coal constituted by the molded coal and the mass ratio of the waste plastic is smaller than 70% to 30%, the volume decrease due to the thermal decomposition of the waste plastic is large. Therefore, molding coal is not preferable because it cannot suppress the settlement of the upper coal seam.

【００４１】また、先に予め上記石炭と廃プラスチック
の混合物を装入した後に装入する石炭としては、特に制
限されるものではなく、通常用いられているところの、
粘結性と石炭化度とが所望の範囲になるように数種の石
炭の粉炭を配合してなる配合炭（通常、粒度３ｍｍ以下
が７５〜８８％のもの）、粉炭を成型してなる成型炭
（通常、粒度２０ｍｍ以上のもの）、配合炭と成型炭と
の混合物などを利用することができる。さらに、コーク
ス品質（コークス強度）に影響せず、急激な熱分解ガス
の発生に伴うガス圧の上昇が起きない範囲であれば、さ
らにこれら後に装入する石炭の構成成分として廃プラス
チックが配合されていてもよいことはいうまでもない。The coal to be charged after the above-mentioned mixture of coal and waste plastic is charged in advance is not particularly limited.
Combined coal (usually one having a particle size of 3 mm or less of 75 to 88%), which is obtained by blending several types of coal powder such that the caking property and the degree of coalification fall within the desired ranges. Molded coal (usually having a particle size of 20 mm or more), a mixture of blended coal and molded coal, and the like can be used. Furthermore, as long as the gas pressure does not increase due to the rapid generation of pyrolysis gas without affecting the coke quality (coke strength), waste plastic is further compounded as a component of coal to be charged later. Needless to say, it may be.

【００４２】先に装入する上記石炭と廃プラスチックの
混合物と、その後に装入する石炭との炭化室への装入比
率は、コークスの生産性および廃プラスチックの処理量
（高リサイクル化）を勘案して決定すればよい。先に装
入する石炭と廃プラスチックの混合物と、後から装入す
る石炭の質量比は、１００％対０％、すなわち、全量石
炭と廃プラスチックの混合物で構成してもよい。The charging ratio of the mixture of coal and waste plastic to be charged first and the coal to be charged subsequently to the carbonization chamber depends on the productivity of coke and the throughput of waste plastic (high recycling). What is necessary is just to determine it. The mass ratio of the mixture of coal and waste plastic to be charged first and the coal to be charged later may be 100% to 0%, that is, the mixture may be composed of a mixture of the total amount of coal and waste plastic.

【００４３】上記観点から、さらに本発明者は、廃プラ
スチックが多量に処理可能である方法について検討し
た。その結果、コークス炉内の装入物を全量主に成型炭
で構成されてなる石炭と廃プラスチックを混合してなる
混合物（コークス原料）、好ましくは成型炭と廃プラス
チックを混合してなる混合物（コークス原料）とし、こ
の混合物をコークス炉に装入することにより、廃プラス
チックを多量に処理する方法を発明した。In view of the above, the present inventors further studied a method capable of treating a large amount of waste plastic. As a result, the charge in the coke oven is entirely mixed mainly with coal formed of molded coal and a mixture obtained by mixing waste plastic (coke raw material), preferably a mixture obtained by mixing molded coal and waste plastic ( A method for treating a large amount of waste plastic by charging this mixture into a coke oven as a raw material for coke).

【００４４】本発明においても、炭化室内のガス圧の増
加は抑制され、また、コークス品質も低下しない。Also in the present invention, the increase in gas pressure in the coking chamber is suppressed, and the coke quality does not decrease.

【００４５】炭化室内のガス圧の増加が抑制されるの
は、先に述べたように、主に成型炭で構成されてなる石
炭、特に成型炭と廃プラスチックを混合して炭化室に装
入すると、廃プラスチックからの熱分解ガスは、成型炭
充填層の空隙を通過して炉頂空間部に排出されるためで
ある。As described above, the increase in gas pressure in the carbonization chamber is suppressed because coal mainly composed of molded coal, in particular, molded coal and waste plastic are mixed and charged into the carbonization chamber. Then, the pyrolysis gas from the waste plastic passes through the void in the molded coal packed bed and is discharged to the furnace top space.

【００４６】コークス品質が低下しないのは、先に述べ
たように、廃プラスチックは成型炭間の空隙に入り込
み、残渣はコークス表面に残り、コークス組織を脆弱化
させないためである。The reason why the coke quality does not deteriorate is that, as described above, the waste plastic enters the voids between the formed coals, and the residue remains on the coke surface and does not weaken the coke structure.

【００４７】主に成型炭で構成されてなる石炭と廃プラ
スチックの混合物を装入し、その後石炭を装入する方法
を用いるか、主に成型炭で構成されてなる石炭と廃プラ
スチックの混合物を全量装入する方法を用いるかは、処
理したい廃プラスチックの量、成型炭を製造するのに必
要なコストなどにより決めればよい。前者の方法では、
処理可能な廃プラスチックの量は少ないが、必要とする
成型炭の量は少なくてすむため成型炭製造コストは小さ
くなる。一方後者の方法では、処理可能な廃プラスチッ
クの量は多いが、必要とする成型炭の量が多いため成型
炭製造コストは大きくなる。A method of charging a mixture of coal and waste plastic mainly composed of molded coal and then charging coal is used, or a mixture of coal and waste plastic mainly composed of molded coal is used. Whether or not to use the method of charging the entire amount may be determined depending on the amount of waste plastic to be treated, the cost required for producing molded coal, and the like. In the former method,
Although the amount of waste plastic that can be treated is small, the amount of required coal is small, and the cost of producing coal is small. In the latter method, on the other hand, the amount of waste plastic that can be treated is large, but the amount of molded coal required is large, so that the cost of producing molded coal increases.

【００４８】また、廃プラスチックの密度が高いほど、
成型炭充填層の空隙に装入可能な廃プラスチックの質量
は多くなる。廃プラスチックの密度は小さいのが通例で
あるが、例えば、主に成型炭で構成されてなる石炭と混
合する廃プラスチックとして、減容固化した密度の高い
塊状物の廃プラスチックを使用することにより、なるべ
く多くの廃プラスチックを処理することが可能である。
ここでいう減容固化技術としては、特に制限されるもの
ではなく、従来公知のものを適宜利用することができる
ものであり、例えば、廃プラスチックを破砕処理した
後、熱により溶融または半溶融させた後に固化させるこ
とにより減容固化された粒状の塊状物に加工する方法、
廃プラスチックを破砕し、該破砕片を圧縮し、その圧縮
工程で発生する熱で破砕片中の熱硬化性樹脂を軟化させ
ると共に破砕片中の容積を圧縮して塊状の減容固化体を
形成する方法などが挙げられる。Also, the higher the density of waste plastic,
The mass of waste plastic that can be charged into the voids of the coal bed is increased. Although the density of waste plastic is generally small, for example, as waste plastic mixed with coal mainly composed of molded coal, by using waste plastic of a high-density solid mass reduced in volume and solidified, It is possible to treat as much waste plastic as possible.
The volume reduction solidification technique referred to here is not particularly limited, and any conventionally known technique can be appropriately used.For example, after crushing waste plastic, it is melted or semi-melted by heat. A method of processing into a solid mass reduced in volume by solidification after solidification,
The waste plastic is crushed, the crushed pieces are compressed, and the heat generated in the compression process is used to soften the thermosetting resin in the crushed pieces and to compress the volume in the crushed pieces to form a massive reduced volume solidified body. And the like.

【００４９】該廃プラスチックの塊状物の粒度に関して
は、上記廃プラスチックと同じ理由により同一粒度範囲
とすることが望ましい。Regarding the particle size of the waste plastic agglomerates, it is desirable to have the same particle size range for the same reason as the above waste plastic.

【００５０】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。In the present specification, the gas pressure is a gas pressure in a gas passage near a furnace cover in a coking chamber, which is generated within about one hour from the initial stage of carbonization after charging waste plastic and coal into the coking chamber. Pointing to.

【００５１】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（プローブ）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
測定した。The gas pressure in the coking chamber was continuously measured by inserting a stainless steel gas sampling tube (probe) having an inner diameter of 1 mm from the furnace lid into the coking chamber, and the maximum value was expressed as the gas pressure. The gas pressure was measured at a height of 0.6 m from the furnace bottom of the coking chamber, and at the center of the coking chamber in the width direction.

【００５２】[0052]

【実施例】実施例１ 比較例１においては、原料炭と廃プラスチックの質量比
を９５％対５％とし、５％の廃プラスチックをコークス
炉底部に装入した後、原料炭を上部に装入し、炉温１２
５０℃で乾留時間２０時間の条件で乾留し、コークスを
製造した。EXAMPLE 1 In Comparative Example 1, the mass ratio of coking coal to waste plastic was 95% to 5%, and 5% of waste plastic was charged to the bottom of the coke oven, and then the coking coal was charged to the top. And furnace temperature 12
The mixture was carbonized at 50 ° C. for a carbonization time of 20 hours to produce coke.

【００５３】また発明例１においては、粉炭のままの原
料炭と、成型炭と、廃プラスチックの質量比を７５％対
２０％対５％とし、成型炭と廃プラスチックの混合物を
コークス炉底部に装入した後、粉炭のままの原料炭を上
部に装入し、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。In Inventive Example 1, the mass ratio of raw coal as raw coal, molded coal and waste plastic was set to 75% to 20% to 5%, and a mixture of molded coal and waste plastic was placed at the bottom of the coke oven. After charging, raw coal as pulverized coal was charged into the upper part, and carbonized at a furnace temperature of 1250 ° C. for a carbonization time of 20 hours to produce coke.

【００５４】使用した石炭のうち、粉炭のままの原料炭
の粒度は、３ｍｍ以下の割合が８０質量％であり、揮発
分は２７．１％である。また、成型炭は、原料炭と同じ
粉炭に結合剤を加えて成型したものであって、平均粒度
が約５０ｍｍのものである。Among the coals used, the particle size of raw coal as pulverized coal is 80% by mass at a ratio of 3 mm or less, and the volatile content is 27.1%. Molded coal is formed by adding a binder to the same powdered coal as the raw coal, and has an average particle size of about 50 mm.

【００５５】使用した廃プラスチックは、ポリエチレン
約１５質量％、ポリプロピレン約１５質量％、ポリスチ
レン約１０質量％、ポリエチレンテレフタレート３０質
量％、その他約３０質量％の混合物を減容固化したもの
であり、平均粒度が約６ｍｍ、比重が約０．３ｔ／ｍ3
である。The waste plastic used was obtained by reducing and solidifying a mixture of about 15% by weight of polyethylene, about 15% by weight of polypropylene, about 10% by weight of polystyrene, 30% by weight of polyethylene terephthalate and about 30% by weight of others. Particle size is about 6mm, specific gravity is about 0.3t / m 3
It is.

【００５６】この結果、比較例１においては、炭化室内
のガス圧は８ｋＰａと極めて高かった。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。得られたコークスのドラム強度は８２．５と低く、
目標の８４に到達しなかった。As a result, in Comparative Example 1, the gas pressure in the carbonization chamber was as high as 8 kPa. At this time,
Leakage of gas from the furnace lid and the sealing holes was confirmed. The drum strength of the obtained coke was as low as 82.5,
Did not reach target 84.

【００５７】これに対して、発明例１においては、炭化
室内のガス圧は２ｋＰａ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。得られたコークスのドラム
強度は８４．５と高く、品質のよいコークスが製造でき
た。On the other hand, in Invention Example 1, the gas pressure in the carbonization chamber was as low as 2 kPa. At this time, there was no gas leakage from the furnace lid and the sealing portion of the charging hole, and good results were obtained. The drum strength of the obtained coke was as high as 84.5, and high-quality coke could be produced.

【００５８】実施例２ 発明例２において、成型炭と、廃プラスチックの質量比
を８５％対１５％とし、成型炭と廃プラスチックの混合
物をコークス炉に装入し炉温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。Example 2 In the invention example 2, the mass ratio of the formed coal and the waste plastic was set to 85% to 15%, the mixture of the formed coal and the waste plastic was charged into a coke oven, and the carbonization time was 20 minutes at a furnace temperature of 1250 ° C.
It was carbonized under the conditions of time to produce coke.

【００５９】使用した成型炭は、石炭粒度が３ｍｍ以下
の割合が８０質量％であり、揮発分は２７．１％である
粉炭に結合剤を加えて成型したものであって、平均粒度
が約５０ｍｍのものである。The shaped coal used was formed by adding a binder to pulverized coal having a coal particle size of 3 mm or less at a ratio of 80% by mass and a volatile content of 27.1%. It is 50 mm.

【００６０】使用した廃プラスチックは、ポリエチレン
約１５質量％、ポリプロピレン約１５質量％、ポリスチ
レン約１０質量％、ポリエチレンテレフタレート３０質
量％、その他約３０質量％の混合物を減容固化したもの
であり、平均粒度が約６ｍｍ、比重が約０．３ｔ／ｍ3
である。The waste plastic used was obtained by reducing and solidifying a mixture of about 15% by weight of polyethylene, about 15% by weight of polypropylene, about 10% by weight of polystyrene, 30% by weight of polyethylene terephthalate, and about 30% by weight of others. Particle size is about 6mm, specific gravity is about 0.3t / m 3
It is.

【００６１】この結果、発明例２においては、炭化室内
のガス圧は１ｋＰａ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。さらに得られたコークスのドラ
ム強度は８４．０と高く、品質のよいコークスが製造で
きた。As a result, in Invention Example 2, the gas pressure in the carbonization chamber was as low as 1 kPa. Also, at this time, there is no gas leakage from the furnace lid and the sealing portion of the charging hole,
Good results were obtained. Further, the drum strength of the obtained coke was as high as 84.0, and high quality coke could be produced.

【００６２】[0062]

【発明の効果】本発明により、炭化室内のガス圧の増加
を抑制し、かつコークスの品質を低下させないで廃プラ
スチックを石炭とともにコークス炉で処理することが可
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った。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。According to the present invention, it is possible to suppress the increase in the gas pressure in the coking chamber and to treat the waste plastic together with the coal in a coke oven without deteriorating the coke quality. By decomposing, it became possible to reuse as gas and to use as coke raw material. Furthermore, according to the present invention, it is possible to further increase the amount of waste plastics to be processed without hindering the operation of a coke oven, and it is a very valuable invention for environmental measures and economic effects.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 コークス炉炭化室に装入するコークス原
料のうち、少なくとも該炭化室の底部には、予め主に成
型炭で構成されてなる石炭と廃プラスチックとを混合し
たコークス原料を用いることを特徴とする高炉用コーク
スの製造方法。1. A coke raw material which is a mixture of coal mainly composed of molded coal and waste plastic is used at least for a bottom portion of the coke chamber among coke raw materials charged into a coke oven carbonization chamber. A method for producing blast furnace coke, comprising: 【請求項２】 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
方法において、 該廃プラスチックと混合する石炭が、主に成型炭で構成
されてなることを特徴とする高炉用コークスの製造方
法。2. A method of charging a waste plastic mixed with coal in advance into a coke oven carbonization chamber and then charging the coal, wherein the coal mixed with the waste plastic is mainly composed of molded coal. A method for producing blast furnace coke, comprising: 【請求項３】 コークス炉炭化室に予め石炭と混合した
廃プラスチックを装入する方法において、 該廃プラスチックと混合する石炭が、主に成型炭で構成
されてなることを特徴とする高炉用コークスの製造方
法。3. A method for charging waste plastic mixed with coal in a coke oven carbonization chamber in advance, wherein the coal mixed with the waste plastic is mainly composed of molded coal. Manufacturing method. 【請求項４】 前記廃プラスチックと混合する石炭が、
成型炭であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
１項に記載の高炉用コークスの製造方法。4. The coal mixed with the waste plastic,
The method for producing blast furnace coke according to any one of claims 1 to 3, wherein the method is formed coal. 【請求項５】 前記廃プラスチックが、減容固化した塊
状物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１
項に記載の高炉用コークスの製造方法。5. The waste plastic according to claim 1, wherein the waste plastic is a mass reduced in volume and solidified.
The method for producing coke for a blast furnace according to the above item.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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