JP2002371306A - 廃棄合成樹脂類の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製銑工程において、多額の設備投資や製品品
質への悪影響を懸念することなく廃棄合成樹脂類を効率
的に処理できる手段を確立する。 【解決手段】 廃棄合成樹脂類をコ−クス炉で熱分解処
理すると共に、コ−クス炉への装入処理過程で二次的に
発生する“コ−クス炉での処理が不適切な合成樹脂類”
を高炉にて燃焼処理する。この場合、高炉で処理する廃
棄合成樹脂類は原料炭と混合して使用するのが良い。ま
た、廃棄合成樹脂類を粒度の大きいものと小さいものと
に分別し、大きさの大きいものをコ−クス炉で、大きさ
の小さいものを高炉で処理するのも効果的である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、廃棄合成樹脂類
をコ−クス炉と高炉を用いて効果的に処理する方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、経済活動の拡大に伴って合成樹脂
類（プラスチック類やタイヤ類等）の廃棄量は年間１千
万トンに達する勢いで増加する傾向にあり、これらにつ
いては有効利用されている量は少なく、大部分が埋め立
て処理あるいは焼却処理されている。

【０００３】しかしながら、廃棄物を埋め立て処理する
処理地の確保が次第に困難となってきており、その対策
が大きな社会環境問題となっている。また、合成樹脂類
の焼却処理では、焼却時に発生するダイオキシン対策が
大きな課題となっている。このため、環境への悪影響を
回避できる廃棄合成樹脂類の処理方法あるいは有効利用
の開発が急がれている。

【０００４】ところで、上記状況を踏まえた廃棄合成樹
脂類の処理技術として、廃プラスチック等の合成樹脂類
をコ−クス炉で熱分解処理する方法や高炉で還元剤とし
て燃焼させる方法が注目されている。

【０００５】例えば特開平６−２２８５６５号公報に
は、廃プラスチックをコ−クス炉で熱分解処理する方法
が示されている。この方法は、廃プラスチックを３mm以
下程度の粒径に砕いて装入炭に混ぜ、これをコ−クス炉
に装入して乾留することを特徴とするものであり、４０
０℃以上で分解するプラスチックの“分解ガス成分”や
“残渣としてのカ−ボン”がそれぞれ石炭の乾留による
“生成ガス”及び“残渣であるコ−クス”に類似してい
ることから、プラスチックと装入炭とを混合して乾留し
てもコ−クス炉やガス精製設備に問題を生じないとの知
見に基づいた技術である。

【０００６】しかし、上記方法のように微粉砕した合成
樹脂類をそのまま装入炭あるいは成型炭（以降、 これら
を“原料炭”と総称する）と混合してコ−クス炉で処理
する技術には、乾留して生産されるコ−クスの品質（特
に品質の重要な指標である強度）が低下するという問題
があった。

【０００７】そこで、合成樹脂類と原料炭をコ−クス炉
に挿入する前に予備処理を施し、これによってコ−クス
炉で生産されるコ−クスの品質低下を防止する方法が提
案された。例えば特開平２０００−５３９７０号公報に
は、廃プラスチックと重質油とを混合して加熱・重合処
理を行い、これを石炭の粘結助剤として原料炭に添加し
てからコ−クス炉へ装入する方法が示されており、この
方法によれば得られるコ−クスの強度上昇が可能である
とされている。また、特開平２０００−１９２０４９号
公報には、“樹脂の粉体に無機物を含む粉体が混合され
ているプリンタ−等の廃トナ−”を重質油と混合し、こ
の混合物を新装炭と共にコ−クス炉に装入することによ
って廃トナ−を熱分解する方法が開示されており、これ
によっても得られるコ−クスの強度上昇が可能になると
説明されている。

【０００８】しかしながら、コ−クス炉へ装入する前に
重質油を加えて予備処理を施すこれらの方法は、バイン
ダ−となる前記重質油の準備が必要であるほか、加熱・
重合処理のための熱源や設備、更には重質油混入物を原
料炭へ添加するための格別な設備が必要であり、少なか
らぬコスト高を余儀無くされるものであった。

【０００９】一方、特開平２０００−１３６３９３号公
報には、廃プラスチックの一部を高炉で還元剤として燃
焼処理すると共に、高炉で処理し切れない廃プラスチッ
クをコ−クス炉で熱分解処理する方法が提案されてい
る。

【００１０】ただ、上記提案に基づいて廃棄合成樹脂類
を高炉で燃焼処理する場合、燃焼性向上のために極力細
かい粒径のもの（微粉状のもの）が要求される。また、
合成樹脂類の高炉への装入にはＰＣＩ炭と同様に高炉羽
口からの装入方式が採られるので、合成樹脂類を単に粉
砕しただけで使用することは工業規模では極めて難し
く、そのため熱により溶融又は半溶融化させた後に固化
させることにより減容化したものを粒状化して使用する
ことが望まれるが、このように粒状化したものについて
も、燃焼性や羽口からの装入性の観点から粒径の小さい
ものが必要である。しかも、廃棄合成樹脂類に含まれて
いる塩素等の害のため、高炉での廃棄合成樹脂類の処理
量をむやみに増やすことはできず、その一部あるいは残
部についてはコ−クス炉による処理が欠かせなかった。
ところが、このような高炉装入用合成樹脂類の“高炉で
処理し切れない分”をコ−クス炉に回して処理した場合
には、コ−クス炉で生産されるコ−クスの品質低下（品
質の重要な指標である強度の低下）を招いてしまうとい
う問題を生じ、高炉とコ−クス炉の両者で廃棄合成樹脂
類を処理しようとした上記提案は十分に満足できるもの
とは言えなかった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このようなことから、
本発明が目的としたのは、合成樹脂類の分解温度以上の
高温操業がなされる上に合成樹脂類の処理余力があると
考えられる鉄鋼製造の製銑工程において、多額の設備投
資を要することなく、また製品品質に悪影響を及ぼすこ
となく廃棄合成樹脂類を効率的に処理できる手段を確立
することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成すべく、特に高炉及びコ−クス炉で合成樹脂類を
処理する際の問題点につき鋭意研究を行い、次の事項を
確認した。

【００１３】即ち、まず、処理される合成樹脂類をコ−
クス炉で熱分解処理する際には、原料炭１トン当り１０
kgを超えて合成樹脂類を装入すると急激にコ−クス品質
が低下するが、原料炭への同一装入量（添加量）で比較
すると、処理する合成樹脂類の粒径が大きいほどコ−ク
ス品質の低下が抑制されることを知見した。これは、コ
−クス炉で生産されたコ−クスを調査すると、添加した
合成樹脂類の粒径が小さかったものほど気孔が多く存在
し、粒径が大きかったものほど気孔の存在が少なかった
ことから、この気孔数の違いがコ−クス品質の最も重要
な指標である“コ−クス強度”に影響を及ぼすためであ
ると考えられる。従って、コ−クス炉で熱分解処理する
合成樹脂類としては、コ−クス品質の低下防止のため、
粉状ではなくて粒径が大きいもの（ペレット状のもの）
とすることが必要である。

【００１４】一方、前述したように、高炉で処理する合
成樹脂類には燃焼性や羽口からの装入性の観点から粒径
の小さいものが必要である。

【００１５】それ故、前記特開平２０００−１３６３９
３号公報に開示されている方法のように、廃棄合成樹脂
類の一部を高炉で還元剤として燃焼処理し、高炉で処理
し切れない廃棄合成樹脂類をコ−クス炉での熱分解処理
に回すためには、高炉処理用に粒度調整した廃棄合成樹
脂類をコ−クス炉での処理に適するように粒径を大きく
する装置（例えば成型器）が別に必要となる。つまり、
この方法は経済的に有効な方法でないと結論された。

【００１６】そして、分解処理に供する合成樹脂類の望
ましい粒径は、一般的にはコ−クス炉で１０mm以上、高
炉では１０mm未満であり、コ−クス炉，高炉の両炉で好
適に共用できる合成樹脂類の粒径範囲は見つからなかっ
た。

【００１７】しかし、本発明者等は、実際操業の検討を
通じて次のことを知るに至った。つまり、廃棄合成樹脂
類をコ−クス炉で熱分解処理する場合、コ−クス炉への
装入までの間に貯留ホッパ−等といった幾つかの設備に
被処理合成樹脂類を搬送したり、当該設備からの出し入
れを行ったりする工程が採られるが、コ−クス炉での処
理に適するように大きめに粒径調整された合成樹脂類で
あっても、この搬送過程等で受ける衝撃のために一部が
破壊され、粉化して粒径の小さいものとなる。このハン
ドリング過程における被処理合成樹脂類粉化量はそれほ
ど少なくはなく、この粉化した合成樹脂類をコ−クス炉
に投入することは前述したように問題である。

【００１８】しかるに、粉化して細粒となった合成樹脂
類は高炉での処理対象としては好適であるため、これを
分別して高炉で燃焼処理するようにすれば、コ−クス炉
で生産されるコ−クスの品質に悪影響を及ぼすことなく
廃棄樹脂類の効果的な分解処理が可能になる。

【００１９】即ち、コ−クス炉への装入処理過程で二次
的に発生する粉化した廃棄合成樹脂類を回収し、これを
高炉で処理することによって、多額の設備投資を要する
ことなく、また環境問題や製銑用コ−クスの品質に係る
問題等を引き起こす懸念もない、廃棄合成樹脂類の効率
的な処理が可能であることを確認した。

【００２０】また、処理すべき廃棄合成樹脂類を大きさ
の大きいもの（粒径１０mm以上）と小さいもの（粒径１
０mm未満）とに分別し、そのまま大きさの大きいものを
コ−クス炉で、大きさの小さいものを高炉で処理しても
同様の効果を得られることが分かった。

【００２１】本発明は、上記知見事項等に基づいてなさ
れたものであり、次の合成樹脂類あるいは合成樹脂類を
含む廃棄物の処理方法を提供するものである。 廃棄合成樹脂類をコ−クス炉で熱分解処理すると共
に、コ−クス炉への装入処理過程で二次的に発生する
“コ−クス炉での処理が不適切な合成樹脂類”を高炉に
て処理することを特徴とする、廃棄合成樹脂類の処理方
法。 コ−クス炉への装入処理過程で二次的に発生する
“コ−クス炉での処理が不適切な合成樹脂類”を原料炭
と混合し、これを高炉にて処理することを特徴とする、
前記項記載の廃棄合成樹脂類の処理方法。 廃棄合成樹脂類を大きさの大きいものと小さいもの
とに分別し、大きさの大きいものをコ−クス炉で、大き
さの小さいものを高炉で処理することを特徴とする、廃
棄合成樹脂類の処理方法。

【００２２】

【発明の実施の形態】なお、前記「合成樹脂類」とは例
えばポリエチレンテレフタレ−ト（ＰＥＴ）を始めとす
るポリエチレン，ポリプロピレン，ポリスチレン，塩化
ビニル等の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂あるいは合成ゴ
ム等を意味し、本発明で言う「廃棄合成樹脂類」とは、
一般に廃プラスチックと呼ばれている“前記合成樹脂類
あるいはそれを含有する廃棄物（例えば古タイヤ等も含
む）”を意味するものである。

【００２３】上述のように、本発明は、コ−クス炉で処
理する廃棄合成樹脂類（粒径の大きい合成樹脂類が対象
とされる）のハンドリング時に二次的に発生する“コ−
クス炉での処理に適しない合成樹脂類（粒径の小さい合
成樹脂類等）”を回収し、この回収した分を高炉で処理
することを骨子としているが、コ−クス炉での処理に供
される合成樹脂類等の粒径は、搬送性，原料炭との混合
性，原料炭と共に乾留した際のコ−クス品質を考慮し、
概ね１０mm以上、好ましくは２０mm以上程度の粒径であ
ることが好ましい。

【００２４】このような粒径の廃棄合成樹脂類をコ−ク
ス炉に装入する過程（ハンドリング過程）は、廃棄合成
樹脂類の受け入れホッパ−，受け入れた廃棄合成樹脂類
を貯留して適宜送り出すための貯留ホッパ−，原料炭に
添加するための切り出しホッパ−等を必要しており、更
に原料炭に添加された廃棄合成樹脂類はコ−クス炉に装
入するためにベルトコンベア−で一時貯留する石炭塔の
ホッパ−へと搬送されるが、この搬送過程において廃棄
合成樹脂類は衝撃を受けて破壊され、その一部は粒径の
小さい廃棄合成樹脂類となる。

【００２５】破壊されても１０mm以上の粒径が確保され
ている廃棄合成樹脂類はコ−クス炉に装入されるもの
の、より粒径の小さい廃棄合成樹脂類については受け入
れホッパ−，貯留ホッパ−，切り出しホッパ−，ベルト
コンベア−の乗り継ぎ部等において集塵機等で捕集され
る。これら捕集された粒径の小さい廃棄合成樹脂類は、
コ−クス炉に装入すると前述したようにコ−クス品質
（特に品質の重要な指標である強度）に悪影響を及ぼす
ので、別途回収される。この回収された廃棄合成樹脂類
は、粒径が小さくて高炉での燃焼処理に適した粒径が１
０mm未満のものが殆どであるため、これを高炉に装入す
る還元剤の一部として処理する。

【００２６】これによって、特異な新設設備を要した
り、環境汚染や生産コ−クスの品質低下をもたらしたり
することなく、廃棄合成樹脂類のほぼ１００％近い処理
を効率良く行うことが可能となる。

【００２７】勿論、廃棄合成樹脂類を粒径の大きいもの
と小さいものに分別し、そのまま大きいものをコ−クス
炉で処理し、小さいものを高炉で処理してもほぼ同様の
効果を得られることは前述した通りである。

【００２８】なお、高炉で処理する廃棄合成樹脂類は、
原料炭と混合してから高炉に補助燃料・還元剤として吹
き込むのが良い。原料炭である微粉炭と混合してから吹
き込むことにより、補助燃料としての均質性が保たれ、
燃焼効率が向上する。

【００２９】続いて、本発明を実施例により更に具体的
に説明する。

【実施例】コ−クス炉で廃棄合成樹脂類を処理する場合
には、例えば特開平６−２２８５６５号公報にも示され
ているように廃棄合成樹脂類を原料炭と事前に混合して
装入する手順が一般的に採用されるので、本実施例にお
いてもこの手順に従ってコ−クス炉による廃棄合成樹脂
類の処理を実施した。

【００３０】図１は、本実施例で採用した廃棄合成樹脂
類の処理工程図である。図１において、コ−クス炉へ装
入する原料炭１は、原料炭貯蔵槽２を経て粉砕機３等に
より３mmアンダ−のものが約８０％程度となる粒度に調
整され、更に配合槽４を経てから調湿炭設備５によって
６％前後の水分となるまで乾燥せしめられた後、原料炭
搬送コンベア−７によってコ−クス炉10の石炭塔８まで
搬送される。なお、符号９は装炭車である。

【００３１】廃棄合成樹脂類をこの原料炭１に混合する
手法としては、原料炭１が調湿炭設備５から石炭塔８に
搬送される過程のベルトコンベア−７上に合成樹脂類添
加設備６によって合成樹脂類を添加する方法を採用し
た。

【００３２】図２は、合成樹脂類添加設備６の詳細説明
図である。この合成樹脂類添加設備６では、廃棄合成樹
脂類を運搬してきたトラック20から受入れホッパ−21に
投入されてベルトコンベア−22で貯留ホッパ−23に一時
保管された廃棄合成樹脂類を、定量払い出し装置24によ
って一定量ずつ切り出し、ベルトコンベア−25で原料炭
搬送コンベア−７で搬送される原料炭に添加される処理
がなされる。

【００３３】これら廃棄合成樹脂類の受入れ及び搬送過
程において、合成樹脂類の粉化による発塵又は原料炭の
発塵が起きるが、その弊害を防ぐため要所に集塵機26を
配置して塵埃の捕集を行っている。表１に、設備の各場
所における合成樹脂類の粉化率を調査した結果の一例を
示した。

【００３４】

【表１】

【００３５】集塵機26で捕集された“合成樹脂類”又は
“合成樹脂類を添加した原料炭”をコ−クス炉10で使用
することは、コ−クスの品質に影響を及ぼすこととなる
ので必ずしも有利な方法ではない。そこで、この集塵機
26で捕集された“合成樹脂類”又は“合成樹脂類を添加
した原料炭”を、気流搬送設備27によって高炉用合成樹
脂類添加設備28に輸送し、高炉羽口29を介して高炉30に
吹き込み、補助燃料・還元剤として使用する。なお、高
炉羽口29からの吹き込み法としては、例えば特公昭５１
−３３４９３号公報等に記載されている方法、即ち“合
成樹脂類”又は“合成樹脂類を添加した原料炭”を気体
輸送して羽口から補助燃料・還元剤として吹き込むか、
あるいは“合成樹脂類”又は“合成樹脂類を添加した原
料炭”を重油と混合してスラリ−状として羽口から補助
燃料・還元剤として吹き込む等の方法によれば良い。

【００３６】このように、集塵機26で捕集された“合成
樹脂類”又は“合成樹脂類を添加した原料炭”を高炉30
で使用するようにすれば、コ−クスの品質に悪影響を及
ぼさず、廃棄合成樹脂類もほぼ１００％リサイクル使用
が可能となる。

【００３７】

【発明の効果】以上に説明した如く、この発明によれ
ば、コ−クス炉で処理する廃棄合成樹脂類の搬送過程等
で発生する“コ−クス炉での処理が不適切な（例えば細
粒の）合成樹脂類”を高炉で処理するようにし、コ−ク
ス炉では処理に適した廃棄合成樹脂類の処理を行うよう
にしたので、コ−クス品質の悪化を懸念することなく、
また処理が不適だとして廃棄合成樹脂類の一部を廃棄処
分するような事態を招くことなく、廃棄合成樹脂類のほ
ぼ完全なリサイクル利用が可能となるなど、極めて有用
な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例で採用した廃棄合成樹脂類の処理工程
図である。

【図２】図１に示した合成樹脂類添加設備６の詳細説明
図である。

【符号の説明】

１ 原料炭 ２ 原料炭貯留槽 ３ 粉砕機 ４ 配合槽 ５ 調湿炭設備 ６ 合成樹脂類添加設備 ７ 原料炭搬送コンベア− ８ 石炭塔 ９ 装炭車 10 コ−クス炉 11 押出し機 12 ガイド車 13 バケット車 20 トラック 21 受入れホッパ− 22 ベルトコンベア− 23 貯留ホッパ− 24 定量払出し装置 25 ベルトコンベア− 26 集塵機 27 気流搬送設備 28 高炉用合成樹脂類添加設備 29 高炉羽口 30 高炉

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃棄合成樹脂類をコ−クス炉で熱分解処
   理すると共に、コ−クス炉への装入処理過程で二次的に
   発生する“コ−クス炉での処理が不適切な合成樹脂類”
   を高炉にて処理することを特徴とする、廃棄合成樹脂類
   の処理方法。
2. 【請求項２】 コ−クス炉への装入処理過程で二次的に
   発生する“コ−クス炉での処理が不適切な合成樹脂類”
   を原料炭と混合し、これを高炉にて処理することを特徴
   とする、請求項１記載の廃棄合成樹脂類の処理方法。
3. 【請求項３】 廃棄合成樹脂類を大きさの大きいものと
   小さいものとに分別し、大きさの大きいものをコ−クス
   炉で、大きさの小さいものを高炉で処理することを特徴
   とする、廃棄合成樹脂類の処理方法。