JP2013195607A - 廃トナーの燃料化方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】廃トナー1重量部と、上記廃油2〜10重量部と、上記木質系バイオマス3〜10重量部とを混合し、発塵性がなく、付着性が大幅に改善され、しかも高い発熱量を有する固体燃料とした。
【選択図】なし
Description
また、特許文献2には、廃トナーに植物油、動物油等の混合分散液、好ましくは産業廃棄物として処理されている廃油を混合し、廃トナーを、発塵性を抑えた液体燃料として使用することが記載されている。
また、上記特許文献2に記載された方法は、廃トナーの混合分散に用いる廃油によっては、廃トナー中の合成樹脂を溶かし(例えば、コールタールを含む廃油は、廃トナー中に含まれるスチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂などを溶かす。)、その粘性を高めてしまう虞があり、タンク内部での固結や配管の閉塞の危険性があるため、安心して利用できる燃料を提供できるものではなかった。
〔1〕廃トナーと、廃油と、木質系バイオマスとを混合し、固体燃料とすることを特徴とする、廃トナーの燃料化方法。
〔2〕上記廃トナーと上記廃油とを混合した後、該混合物を上記木質系バイオマスと混合することを特徴とする、上記〔1〕に記載の廃トナーの燃料化方法。
〔3〕上記廃トナー1重量部と、上記廃油2〜10重量部と、上記木質系バイオマス3〜10重量部とを混合することを特徴とする、上記〔1〕又は〔2〕に記載の廃トナーの燃料化方法。
〔4〕上記廃油が、廃重質油、廃インク、廃塗料、廃溶剤のいずれか一種以上であることを特徴とする、上記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の廃トナーの燃料化方法。
〔5〕上記木質系バイオマスが、廃畳の破砕物、稲藁の破砕物、木材チップ、木粉、おが屑、紙屑のいずれか一種以上であることを特徴とする、上記〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の廃トナーの燃料化方法。
〔6〕上記〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の廃トナーの燃料化方法により得られた固体燃料を、セメントキルンの窯前部、窯尻部及び仮焼炉のいずれか一箇所以上から投入し、該固体燃料を、セメント製造用燃料として利用することを特徴とする、廃トナーの燃料化方法。
これらの廃トナーは、先にも記載したように、顔料が5〜20重量%、合成樹脂が70〜90重量%、粒径が1〜20μmであり、高い発熱量、具体的には、磁性トナーでは5,000〜6,000cal/g、非磁性トナーでは9,000〜10,000cal/gの発熱量を有し、産業廃棄物として処分せずに、その有効利用が期待されているものである。
これは、これらの合成樹脂を溶かす廃油は、廃トナーと混合した場合に、該廃トナー中のスチレンアクリル樹脂等の合成樹脂を溶かし、その粘性を上昇させる虞があるため、従来の単に廃油と混合して液体燃料とする廃トナーの燃料化技術等においては、その使用が躊躇されていたものであるためである。
なお、本明細書において木質系バイオマスとは、燃料等として利用可能な、木質由来の有機質資源(ただし、化石燃料を除く。)の総称である。
上記木材チップは、最大粒径(篩の残分が5質量%以内となる目開き寸法)が5mmを超え、100mm以下である木材の破砕物または粉砕物をいう。
上記木粉とは、最大粒径(篩の残分が5質量%以内となる目開き寸法)が5mm以下である木材の粉砕物をいう。
また、上記おが屑は、通常、0.5〜5mm程度の粒度分布を有するものである。上記紙屑としては、例えば古雑誌、古新聞の切断品、オフィス等で発生するシュレッダー切断紙等が挙げられる。
一方、製造した固体燃料を、例えばセメントキルンの仮焼炉に投入して使用する場合には、スクリューコンベヤー、バケットエレベーター、ベルトコンベヤー等の機械式搬送手段にて搬送が可能であり、かつ2重のフラップダンパー、ロータリーフィーダ等の機械式投入手段を用いて投入が可能な、機械トラブルが起こらないサイズであればよく、この場合の上記木質系バイオマスの最大粒径は、100mm以下、好ましくは50mm以下である。
これは、廃油の配合量が2重量部未満では、廃トナーを分散、混合させることができず、廃トナーの発塵性を抑えることができない。逆に廃油の配合量が10重量部を超えると、得られる固体燃料の粒子表面に多くの油が残留し、管路等における付着が懸念される。かかる観点から、廃油の混合割合は、廃トナー1重量部に対して、上記したように2〜10重量部が好ましく、4〜9重量部が特に好ましい。
一方、木質系バイオマスの配合量が3重量部未満では、得られる固体燃料の付着性を改善する効果が顕著に認めらない。逆に10重量部を超える木質系バイオマスを配合すると、灰分が増加し燃料品位を落とすことになるので好ましくない。かかる観点から、木質系バイオマスの混合割合は、上記したように3〜10重量部が好ましく、5〜8重量部が特に好ましい。
なお、固体燃料の付着性は、直径120mm、長さ150mmのステンレス製円筒状容器(容量:1.7L)に試料を100g投入し、該円筒状容器を軸芯を中心として46rpmの回転数で20分間回転させ、容器内壁に付着する試料の重量を測定することにより定量化することができ、この方法で測定した付着量が、50重量%を超えない場合には機械式搬送及び機械式投入に支障がなく、5重量%を超えない場合には管路による空気圧送が可能であることが判明している。
この際、スクリューコンベヤー、バケットエレベーター、ベルトコンベヤー等の機械式搬送手段を用いた搬送、また2重のフラップダンパー、ロータリーフィーダ等の機械式投入手段を用いた投入に対処可能な固体燃料、或いは管路を介しての空気圧送に対処可能な固体燃料に、廃トナーに混合する廃油の種類、木質系バイオマスの粒径、更には混合する廃油と木質系バイオマスの配合量等によって、容易に調整することができる。
〔1〕トナー(模擬廃トナーとして使用)
(a)黒トナー
顔料(カーボンブラック);15重量%、スチレンアクリル樹脂;80重量%
平均粒径;8μm
(b)カラー(シアン)トナー
顔料(銅化合物);10重量%、ポリエステル樹脂;85重量%
平均粒径;5μm
〔2〕油(合成樹脂を溶解する性状を有する模擬廃油として使用)
タール80重量%、インク(油性・黒)20重量%の混合物
〔3〕木質系バイオマス
本畳の破砕物
本畳の破砕物は、次の方法にて調整した。
一軸式破砕機(ロストルの目開き:15mm)を用いて本畳を破砕し、平均粒径が 0.5mm以上であり、かつ、目開き寸法が10mmである篩の残分が5質量%以下 である本畳の破砕物を調製した。
全量200gとなるように、上記トナーと油を、重量内割比1対9、及び2対8でそれぞれ容器内に入れ、攪拌混合を行った。なお、攪拌混合は、小型パドルミキサーにて2分間混合することによって行った。
得られた液体燃料の性状は、表1の通りであった。
上記各液体燃料と本畳の破砕物とを1対1の重量割合で混合し、固体燃料を製造した。
なお、混合は、ペール缶内でハンドミキサーを用いて約2分間攪拌混合することにより行った。
得られた各固体燃料について、その付着量を測定した。
付着量の測定は、直径120mm、長さ150mmのステンレス製円筒状容器(容量:1.7L)に試料を100g投入し、該円筒状容器を軸芯を中心として46rpmの回転数で20分間回転させ、容器内壁に付着する試料の重量を測定し、付着割合(重量%)を算出することにより行った。
測定した付着量を、表1に併記する。
上記した試験例から、トナーと油とを混合し、発塵を抑えた液体燃料とする場合、トナーの配合量が10重量%程度であれば、流動性に問題はなく、液体燃料として使用可能であるが、トナーの配合量が20重量%では、粘性が高すぎ、液体燃料としての使用が困難となることが分かる。
一方、各液体燃料に更に木質系バイオマスを混合し、固体燃料とした場合には、トナーを20重量%配合したものであっても、その付着量は5重量%以下であり、管路を介した空気圧送に何ら支障のないものであり、十分に燃料として使用できるものとなることが分かる。
Claims (6)
- 廃トナーと、廃油と、木質系バイオマスとを混合し、固体燃料とすることを特徴とする、廃トナーの燃料化方法。
- 上記廃トナーと上記廃油とを混合した後、該混合物を上記木質系バイオマスと混合することを特徴とする、請求項1に記載の廃トナーの燃料化方法。
- 上記廃トナー1重量部と、上記廃油2〜10重量部と、上記木質系バイオマス3〜10重量部とを混合することを特徴とする、請求項1又は2に記載の廃トナーの燃料化方法。
- 上記廃油が、廃重質油、廃インク、廃塗料、廃溶剤のいずれか一種以上であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の廃トナーの燃料化方法。
- 上記木質系バイオマスが、廃畳の破砕物、稲藁の破砕物、木材チップ、木粉、おが屑、紙屑のいずれか一種以上であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の廃トナーの燃料化方法。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の廃トナーの燃料化方法により得られた固体燃料を、セメントキルンの窯前部、窯尻部及び仮焼炉のいずれか一箇所以上から投入し、該固体燃料を、セメント製造用燃料として利用することを特徴とする、廃トナーの燃料化方法。
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