JP2023027514A - Method for producing chlorine-reduced solid fuel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、塩素低減固体燃料の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a chlorine-reduced solid fuel.
産業廃棄物や一般廃棄物として廃棄される廃プラスチックは、単純に焼却されるか、あるいは直接埋立て処分されていた。しかし、二酸化炭素排出量削減及び資源の有効活用の観点から、廃プラスチック中の有機成分を回収し、固体燃料として再利用することが検討されている。 Waste plastics discarded as industrial waste or general waste were simply incinerated or directly landfilled. However, from the viewpoint of reducing carbon dioxide emissions and effectively utilizing resources, it is being studied to recover organic components in waste plastics and reuse them as solid fuels.
固体燃料は、例えば、廃プラスチックを加熱炉で加熱して熱分解し、有機成分を炭化物とすることにより製造することができる。しかし、廃プラスチックには、通常ポリ塩化ビニルやポリ塩化ビニリデン等の塩素含有プラスチックが含まれているため、製造される固体燃料には高濃度の塩素が残存しやすく、このような固体燃料を燃料として使用すると、加熱炉の腐食等の原因となるため、塩素の低減が求められている。 A solid fuel can be produced, for example, by heating waste plastic in a heating furnace to thermally decompose it and converting the organic component into a carbide. However, since waste plastics usually contain chlorine-containing plastics such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride, the solid fuel produced tends to have a high concentration of chlorine remaining in it. If used as chlorine, it causes corrosion of the heating furnace, etc., so reduction of chlorine is required.
そこで、塩素が低減された固体燃料の製造方法として、例えば、塩素含有プラスチックを熱分解して得られる炭化物を水洗する方法が提案されている（特許文献１）。 Therefore, as a method of producing a solid fuel with reduced chlorine, for example, a method of washing with water a carbide obtained by pyrolyzing a chlorine-containing plastic has been proposed (Patent Document 1).
特許文献１に記載の方法では、常温の水で水洗すると、塩素の低減が不十分となるため、好ましくは５０℃以上の水で水洗するとされている。しかし、５０℃の水を用いるには、撹拌槽の水温を長時間に亘って管理しなければならないため、温度制御が難しく、またコスト面でも不利になる。加えて、水洗により脱塩素するには、多量の水を要するため、塩素濃度や化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の高い排水を大量に処理することが避けられない。そのため、塩素が低減された固体燃料を簡便な操作で効率よく製造可能な方法が求められている。
したがって、本発明の課題は、塩素が低減された固体燃料を簡便な操作で効率よく製造可能な固体燃料の製造方法を提供することにある。
In the method described in Patent Document 1, it is said that washing with water at a temperature of 50° C. or higher is preferable because the reduction of chlorine becomes insufficient when washing with water at room temperature. However, in order to use water at 50° C., the temperature of the water in the stirring tank must be controlled over a long period of time, which makes temperature control difficult and disadvantageous in terms of cost. In addition, since dechlorination by water washing requires a large amount of water, it is inevitable to treat a large amount of wastewater with high chlorine concentration and high chemical oxygen demand (COD). Therefore, there is a demand for a method capable of efficiently producing a solid fuel with reduced chlorine by a simple operation.
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for producing a solid fuel that can efficiently produce a solid fuel with reduced chlorine content through simple operations.
本発明者らは、上記課題に鑑み検討した結果、廃プラスチック熱分解炭化物を所定の粒度に制御することで、表面積の増大とともに塩素を多く含む有機成分が濃縮され、そしてこれを水洗することで、低い温度の少量の水で塩素が十分に低減され、しかも排水処理の負荷も軽減されるため、簡便な操作で効率よく塩素低減固体燃料を製造できることを見出した。 The inventors of the present invention have studied in view of the above problems, and found that by controlling the particle size of the waste plastic pyrolysis carbide to a predetermined particle size, the surface area is increased and the organic component containing a large amount of chlorine is concentrated. , Chlorine can be sufficiently reduced with a small amount of low-temperature water, and the burden of wastewater treatment can be reduced.
すなわち、本発明は、次の〔１〕～〔４〕を提供するものである。
〔１〕体積基準の粒度分布における累積９０％粒子径が１．０ｍｍ以下である廃プラスチック熱分解炭化物を水洗する工程を含む、塩素低減固形燃料の製造方法。
〔２〕水の温度が５０℃以下である、前記〔１〕記載の塩素低減固形燃料の製造方法。
〔３〕廃プラスチック熱分解炭化物と水との質量比が１：１．５～１：６である、前記〔１〕又は〔２〕記載の塩素低減固形燃料の製造方法。
〔４〕水洗時間が２分以上３０分以下である、前記〔１〕～〔３〕のいずれか一に記載の塩素低減固形燃料の製造方法。
That is, the present invention provides the following [1] to [4].
[1] A method for producing a chlorine-reduced solid fuel, comprising the step of washing with water pyrolytic carbonized waste plastic having a cumulative 90% particle size of 1.0 mm or less in a volume-based particle size distribution.
[2] The method for producing a chlorine-reduced solid fuel according to [1] above, wherein the temperature of the water is 50°C or lower.
[3] The method for producing a chlorine-reduced solid fuel according to [1] or [2] above, wherein the mass ratio of waste plastic pyrolyzed charcoal to water is 1:1.5 to 1:6.
[4] The method for producing a chlorine-reduced solid fuel according to any one of [1] to [3] above, wherein the washing time is 2 minutes or more and 30 minutes or less.
本発明によれば、塩素が低減された固体燃料を簡便な操作で効率よく製造することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the solid fuel with reduced chlorine can be manufactured efficiently by simple operation.
本発明の塩素低減固体燃料の製造方法の一例を図１に示す。
以下、本発明の塩素低減固体燃料の製造方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
An example of the method for producing the chlorine-reduced solid fuel of the present invention is shown in FIG.
An embodiment of the method for producing a chlorine-reduced solid fuel of the present invention will be described below with reference to the drawings.
〔廃プラスチック〕
本発明においては、図１に示されるように、先ず、廃プラスチックを準備する。
廃プラスチックとしては、プラスチックを含む廃棄物であれば特に限定されないが、例えば、使用済みのプラスチック製品や、工場等でのプラスチックの製造・加工時に生じる屑や不良品等を使用することができる。これら廃プラスチックには、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の塩素含有プラスチックが通常含まれている。なお、廃プラスチックは、２以上を混合してもよく、土砂、金属、ガラス、紙、木くず等のプラスチック以外の異物が含まれていても構わない。
[Waste plastic]
In the present invention, as shown in FIG. 1, waste plastic is first prepared.
Waste plastics are not particularly limited as long as they are wastes containing plastics. For example, used plastic products, scraps and defective products generated during plastic manufacturing and processing in factories etc. can be used. These waste plastics usually contain chlorine-containing plastics such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride. The waste plastic may be a mixture of two or more, and may contain foreign matter other than plastic, such as earth and sand, metal, glass, paper, and wood chips.
廃プラスチックの具体例としては、例えば、シュレッダーダスト、建築廃プラスチック、農業廃プラスチック、漁業廃プラスチック、海洋廃プラスチックを挙げることができる。ここで、本明細書において「シュレッダーダスト」とは、工業用シュレーダーで産業廃棄物又は一般廃棄物を破砕し、金属を回収した後に廃棄される破片の混合物をいう。廃棄物としては、例えば、廃自動車、廃家電、自動販売機、ＯＡ機器が挙げられる。 Specific examples of waste plastics include shredder dust, construction waste plastics, agricultural waste plastics, fishery waste plastics, and marine waste plastics. As used herein, the term "shredder dust" refers to a mixture of fragments discarded after metals are recovered from industrial waste or general waste shredded by an industrial shredder. Wastes include, for example, discarded automobiles, discarded home appliances, vending machines, and OA equipment.
廃プラスチックの大きさは特に限定されないが、搬送時の閉塞トラブル防止、加熱時の伝熱の観点から、長径が５０ｍｍ以下であることが好ましい。ここで、本明細書において「廃プラスチックの長径」とは、廃プラスチックのうち、最も大きな廃プラスチックを採取し、廃プラスチックの径が最大となる箇所を測定した値である。 Although the size of the waste plastic is not particularly limited, it is preferable that the major axis is 50 mm or less from the viewpoint of prevention of clogging trouble during transportation and heat transfer during heating. In this specification, the "length of the waste plastic" is a value obtained by sampling the largest waste plastic from among the waste plastics and measuring the point where the diameter of the waste plastic is the largest.
〔廃プラスチック熱分解炭化物〕
次に、図１に示されるように、廃プラスチックを加熱して廃プラスチック熱分解炭化物を製造する。ここで、本明細書において「廃プラスチック熱分解炭化物」とは、廃プラスチックを熱分解して有機成分を炭化物としたものをいう。
[Waste plastic pyrolysis carbide]
Next, as shown in FIG. 1, the waste plastic is heated to produce a waste plastic pyrolyzed carbide. In this specification, the term "carbonized waste plastic by pyrolysis" refers to carbonized organic components obtained by pyrolyzing waste plastic.
加熱装置としては、廃プラスチックを収容し、かつ所望の温度に設定できれば特に限定されないが、例えば、固定炉、ストーカー炉、ロータリーキルン炉、流動床炉、堅型炉、多段炉等を挙げることができる。また、加熱炉の形状は特に限定されず、例えば、筒状、横断面矩形状等の適宜の形状を取り得る。なお、加熱炉内には、廃プラスチックの供給口から排出口に向かって廃プラスチックを搬送するためのコンベヤを装着してもよい。
加熱温度は、廃プラスチックを熱分解して炭化できれば特に限定されないが、炭化物の熱量残存を考慮すると、３００℃以上が好ましく、３５０℃以上が更に好ましく、そして６５０℃以下が好ましく、６００℃以下がより好ましく、５５０℃以下が更に好ましく、５００℃以下がより更に好ましい。
加熱時間は、廃プラスチックを熱分解して炭化できれば特に限定されないが、３０分以上が好ましく、４５分以上がより好ましく、６０分以上が更に好ましく、そして１５０分以下が好ましく、１２０分以下がより好ましく、９０分以下が更に好ましい。
The heating device is not particularly limited as long as it can contain waste plastics and can be set to a desired temperature. . Moreover, the shape of the heating furnace is not particularly limited, and may be, for example, a cylindrical shape, a rectangular cross-sectional shape, or any other suitable shape. In addition, a conveyor may be installed in the heating furnace for conveying the waste plastic from the supply port of the waste plastic toward the discharge port.
The heating temperature is not particularly limited as long as the waste plastic can be thermally decomposed and carbonized, but considering the amount of heat remaining in the carbide, it is preferably 300° C. or higher, more preferably 350° C. or higher, and preferably 650° C. or lower, and 600° C. or lower. It is more preferably 550° C. or lower, even more preferably 500° C. or lower.
The heating time is not particularly limited as long as the waste plastic can be thermally decomposed and carbonized, but is preferably 30 minutes or longer, more preferably 45 minutes or longer, still more preferably 60 minutes or longer, and preferably 150 minutes or shorter, more preferably 120 minutes or shorter. Preferably, 90 minutes or less is more preferable.
〔廃プラスチック熱分解炭化物の粒度調整〕
次に、図１に示されるように、廃プラスチック熱分解炭化物の粒度調整を行う。
粒度調整は、所望の粒度となるように、廃プラスチック熱分解炭化物を破砕及び物理選別から選択される１以上の工程に供すればよい。これにより、廃プラスチック熱分解炭化物を所望の粒度に調整しやすくなる。
[Particle size adjustment of waste plastic pyrolysis carbide]
Next, as shown in FIG. 1, the particle size of the waste plastic pyrolyzed carbide is adjusted.
Particle size adjustment may be performed by subjecting the pyrolyzed carbonized waste plastic to one or more processes selected from crushing and physical sorting so as to obtain a desired particle size. This makes it easier to adjust the particle size of the waste plastic pyrolyzed carbide to a desired particle size.
（破砕）
廃プラスチック熱分解炭化物の破砕は、破砕機及び粉砕機から選択される１以上を使用すればよい。廃プラスチック熱分解炭化物の破砕は、２回以上行ってもよく、物理選別の後に１回以上行っても構わない。
破砕機としては公知の破砕機を適宜選択可能であるが、例えば、インパクトクラッシャー、ハンマークラッシャー、ロールクラッシャー、ロータリークラッシャーを挙げることができる。破砕機には、粒度調整目的に所望の篩目のスクリーンを装着することが可能であり、スクリーンを装着しない場合には、固定歯、回転歯、内壁等を所望のクリアランスに調整してもよい。また、振動篩、回転式篩等の篩選別機を使用することが可能であり、所望の篩目を装着すればよい。
粉砕機としては公知の粉砕機を適宜選択可能であるが、例えば、ディスクミル、ワンダーブレンダー、ロッドミル、ボールミル、ローラーミルを挙げることができる。
(crushing)
One or more selected from a crusher and a grinder may be used for crushing the waste plastic pyrolyzed carbide. The crushing of the pyrolyzed carbonized waste plastic may be carried out twice or more, or may be carried out once or more after the physical sorting.
A known crusher can be appropriately selected as the crusher, and examples thereof include an impact crusher, a hammer crusher, a roll crusher, and a rotary crusher. The crusher can be equipped with a screen with a desired sieve mesh for the purpose of adjusting the particle size, and if the screen is not installed, the fixed teeth, rotating teeth, inner wall, etc. may be adjusted to the desired clearance. . Moreover, it is possible to use a sieve sorter such as a vibrating sieve, a rotary sieve, and the like, and it is sufficient to attach a desired sieve mesh.
As the pulverizer, a known pulverizer can be appropriately selected, and examples thereof include a disc mill, a wonder blender, a rod mill, a ball mill, and a roller mill.
（物理選別）
廃プラスチック熱分解炭化物には、金属、土砂、ガラス等の夾雑物が含まれているため、夾雑物除去や粒度調整を目的に、廃プラスチック熱分解炭化物を物理選別することができる。効率的に夾雑物を除去するために、物理選別は、廃プラスチック熱分解炭化物の破砕後に行うことが好ましい。
(physical sorting)
Pyrolytic charcoal of waste plastic contains impurities such as metals, earth and sand, glass, etc. Therefore, the pyrolytic charcoal of waste plastic can be physically sorted for the purpose of removing impurities and adjusting the particle size. In order to efficiently remove contaminants, physical sorting is preferably performed after crushing the pyrolyzed carbonized waste plastic.
物理選別としては夾雑物を除去できれば特に限定されないが、例えば、磁力選別、風力選別、比重選別、篩選別、渦電流選別を挙げることができる。物理選別は、２以上組み合わせても、１つの物理選別を２回以上行っても構わない。 Physical sorting is not particularly limited as long as contaminants can be removed, but examples thereof include magnetic sorting, wind sorting, specific gravity sorting, sieve sorting, and eddy current sorting. Two or more physical sortings may be combined, or one physical sorting may be performed two or more times.
磁力選別は公知の磁力選別機を用いることが可能であり、例えば、ドラム式、プーリー式及び吊下げ式のいずれでもよく、特に限定されない。
磁力選別では、例えば、高磁力の磁場が存在するマグネットドラムと、マグネットドラムに巻き回されたベルトコンベヤ（移動式ベルト）と、ベルトコンベヤのベルト面上に試料を供給するフィーダとを有する磁力選別装置を用いて、磁着物と非磁着物に選別し、非磁着物が回収される。
磁力選別機の表面磁束密度は、磁着物除去の観点から、７００～１００００ガウスが好ましく、１０００～７５００ガウスがより好ましく、１５００～５０００ガウスが更に好ましい。
For magnetic separation, a known magnetic separation machine can be used, and for example, any of a drum type, a pulley type, and a suspension type can be used, and there is no particular limitation.
In magnetic separation, for example, a magnet drum in which a high magnetic field exists, a belt conveyor (moving belt) wound around the magnet drum, and a feeder that supplies samples onto the belt surface of the belt conveyor. Using a device, magnetic substances and non-magnetic substances are sorted, and the non-magnetic substances are recovered.
The surface magnetic flux density of the magnetic force sorter is preferably 700 to 10,000 gauss, more preferably 1,000 to 7,500 gauss, and still more preferably 1,500 to 5,000 gauss from the viewpoint of removing magnetic substances.
風力選別は公知の風力選別機を用いることが可能であり、特に限定されないが、例えば、ジグザグ式、内部循環式を挙げることができる。
風力選別において、例えば、内部循環式を用いた場合、ファンにより下から上方向に空気の流れを作ると、廃プラスチック熱分解炭化物の重量物は空気の流れに逆らって下方向に移動し、他方軽量物は空気の流れに乗って上方向に移動する。このようにして廃プラスチック熱分解炭化物は、重量物と軽量物とに選別され、軽量物が回収される。この場合、重産物に金属やガラス等の夾雑物が主体になるように、風力選別の風速を設定することが好ましい。例えば、風速は、５ｍ／ｓ以上が好ましく、７．５ｍ／ｓ以上がより好ましく、１０ｍ/ｓ以上が更に好ましい。なお、風力の上限値は廃プラスチックの種類により適宜設定可能であるが、通常３０ｍ／ｓ以下であり、好ましくは２５ｍ／ｓ以下である。
A known wind sorter can be used for wind sorting, and although not particularly limited, examples thereof include a zigzag type and an internal circulation type.
In wind sorting, for example, when an internal circulation system is used, if a fan creates an air flow from bottom to top, heavy waste plastic pyrolysis carbide moves downward against the air flow, and on the other hand Light objects move upward with the air flow. In this way, the waste plastic pyrolyzed charcoal is sorted into heavy weights and light weights, and the light weights are recovered. In this case, it is preferable to set the wind speed for the wind sorting so that the heavy products mainly contain contaminants such as metals and glass. For example, the wind speed is preferably 5 m/s or higher, more preferably 7.5 m/s or higher, and even more preferably 10 m/s or higher. Although the upper limit of the wind force can be appropriately set according to the type of waste plastic, it is usually 30 m/s or less, preferably 25 m/s or less.
比重選別は公知の比重選別機を用いることが可能であり、乾式及び湿式のいずれでも構わないが、乾式のテーブル式比重選別機が好ましく、エアテーブルが更に好ましい。
比重選別において、例えば、エアテーブルを用いた場合、振動式テーブルの上面に供給された廃プラスチック熱分解炭化物は、振動式テーブルを通過する空気流によって振動式テーブルの上面から浮上した状態となり、振動式テーブルの傾斜方向に付与された振動により、比重の大きい重産物が下層に、比重の小さい軽産物が上層に移動し、下層の重産物は振動式テーブルの上面から摩擦力と振動力とを受けて斜め上方へ移動し、上層の軽産物は振動式テーブルの上面から摩擦力と振動力とを受けずに斜め下方へ押し流される。そして、振動式テーブルから重産物と軽産物が別々に排出され、軽産物が回収される。
Gravity sorting can be performed using a known gravity sorter, which may be either dry or wet. A dry table-type gravity sorter is preferred, and an air table is more preferred.
In specific gravity sorting, for example, when an air table is used, the waste plastic pyrolyzed carbide supplied to the upper surface of the vibrating table is floated from the upper surface of the vibrating table by the air flow passing through the vibrating table, and vibrates. Heavy products with high specific gravity move to the lower layer and light products with low specific gravity move to the upper layer due to the vibration imparted in the tilting direction of the table. It is received and moved obliquely upward, and the light products on the upper layer are swept obliquely downward from the upper surface of the vibrating table without receiving the frictional force and the vibrational force. Heavy products and light products are discharged separately from the vibrating table, and light products are collected.
篩選別としては粒度調整可能であれば特に限定されないが、例えば、振動式篩、面内運動式篩、回転式篩、固定式篩等の篩選別機を使用することができる。篩選別では、篩上物と篩下物とに選別し、粒度調整された篩下物を回収する。 The sieving is not particularly limited as long as the particle size can be adjusted. For example, a sieving machine such as a vibrating sieve, an in-plane motion sieve, a rotary sieve, and a fixed sieve can be used. In the sieving, the sieved material and the unsieved material are sorted, and the sieved material whose particle size is adjusted is recovered.
渦電流選別は公知の渦電流選別機を用いることが可能であり、特に限定されないが、例えば、回転磁石式、直行ベルトコンベヤ式、回転円筒式を挙げることができる。
渦電流選別においては、例えば、コンベヤベルトの先端側に設けられた回転磁石体の移動磁界の電磁誘導作用を受けて内部に生じる誘導電流と移動磁界との相互作用によって、コンベヤベルトの先端側に搬送された廃プラスチック破砕物に回転磁石体の回転方向に推力を与え、コンベヤベルトの表面からこの推力と導電性物質に作用する重力との合成力の方向に導電性物質を飛び出させて除去し、非導電物質を回収する。
回転磁石体の回転数は、導電性物質除去の観点から、１５００ｒｐｍ以上が好ましく、３０００ｒｐｍ以上がより好ましく、４５００ｒｐｍ以上が更に好ましい。
A known eddy current sorting machine can be used for eddy current sorting, and although it is not particularly limited, examples thereof include a rotating magnet type, a straight belt conveyor type, and a rotating cylindrical type.
In eddy current sorting, for example, due to the interaction between the moving magnetic field and the induced current generated inside by receiving the electromagnetic induction action of the moving magnetic field of the rotating magnet provided on the leading end side of the conveyor belt, the leading end side of the conveyor belt Thrust is applied to the conveyed crushed waste plastic in the direction of rotation of the rotating magnet, and the conductive material is ejected and removed from the surface of the conveyor belt in the direction of the combined force of this thrust and the gravity acting on the conductive material. , to recover non-conductive material.
From the viewpoint of removing the conductive substance, the rotation speed of the rotating magnet is preferably 1500 rpm or more, more preferably 3000 rpm or more, and still more preferably 4500 rpm or more.
なお、図１に示されるフローチャートにおいては、廃プラスチック熱分解炭化物を破砕し、破砕物を磁力選別して非磁着物を回収し、非磁着物を風力選別して軽量物を回収し、軽量物を再度破砕して所望の粒度に調整される。なお、磁力選別において回収した磁着物を、鉄スクラップとして回収することができる。 In the flow chart shown in FIG. 1, the waste plastic pyrolyzed carbide is crushed, the crushed material is magnetically sorted to recover non-magnetic substances, the non-magnetic substances are sorted by wind power to recover lightweight substances, and light weight substances are recovered. is crushed again to the desired particle size. In addition, the magnetized substances collected in the magnetic separation can be collected as iron scrap.
粒度を調整した廃プラスチック熱分解炭化物の粒子径は、体積基準の粒度分布における累積９０％粒子径（ｄ９０）が１．０ｍｍ以下であるが、塩素低減の観点から、０．９ｍｍ以下が好ましく、０．８ｍｍ以下が更に好ましい。また、粒度が細か過ぎると含水率が高くなる傾向にあることから、粒子径ｄ９０は、０．１ｍｍ以上が好ましく、０．２ｍｍ以上がより好ましく、０．３ｍｍ以上が更に好ましい。ここで、本明細書において「粒度分布」とは、ＪＩＳ Ｚ ８８０１－１：２０１９「試験用ふるい－第１部：金属製網ふるい」に規定された篩を使用した篩分け法、及びＪＩＳ Ｒ １６２９「ファインセラミックス原料のレーザ回折・散乱法による粒子径分布測定方法」に基づき測定される、体積基準の粒度分布をいう。なお、粒度分布は、横軸を粒子径（μｍ）、縦軸を体積基準の頻度（％）とする分布曲線により表される。レーザ回折・散乱法粒度測定装置として、例えば、マイクロトラック（日機装株式会社製）を使用することができる。なお、本明細書においては「体積基準の粒度分布における累積９０％粒子径」を「粒子径ｄ９０」とも表記する。 Regarding the particle size of the waste plastic pyrolysis carbide whose particle size is adjusted, the cumulative 90% particle size (d90) in the volume-based particle size distribution is 1.0 mm or less, but from the viewpoint of reducing chlorine, it is preferably 0.9 mm or less. 0.8 mm or less is more preferable. Also, if the particle size is too small, the water content tends to increase, so the particle diameter d90 is preferably 0.1 mm or more, more preferably 0.2 mm or more, and even more preferably 0.3 mm or more. Here, the "particle size distribution" as used herein refers to a sieving method using a sieve specified in JIS Z 8801-1: 2019 "Test sieve - Part 1: Metal mesh sieve", and JIS R 1629 "Method for measuring particle size distribution of fine ceramics raw materials by laser diffraction/scattering method", volume-based particle size distribution. The particle size distribution is represented by a distribution curve in which the horizontal axis is the particle diameter (μm) and the vertical axis is the volume-based frequency (%). Microtrac (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.), for example, can be used as a laser diffraction/scattering particle size analyzer. In the present specification, "cumulative 90% particle size in volume-based particle size distribution" is also referred to as "particle size d90".
〔水洗〕
次に、所望の粒度に調整した廃プラスチック熱分解炭化物を水洗する。廃プラスチック熱分解炭化物を粒度調整することで、表面積の増大とともに塩素を多く含む有機成分が濃縮されるため、水洗により塩素を十分に除去することができる。
水洗は、廃プラスチック熱分解炭化物を水と接触させることができれば特に限定されないが、例えば、廃プラスチック熱分解炭化物を水槽に入れ攪拌する方法、軽廃プラスチック熱分解炭化物を水に浸漬させる方法、廃プラスチック熱分解炭化物に水を散布する方法が挙げられ、ドラムウォッシャー等の市販の装置を使用することもできる。
[Wash]
Next, the carbonized waste plastic pyrolysis adjusted to the desired particle size is washed with water. By adjusting the particle size of the waste plastic pyrolysis carbide, the surface area is increased and the organic component containing a large amount of chlorine is concentrated, so that chlorine can be sufficiently removed by washing with water.
The method of washing with water is not particularly limited as long as the pyrolytic carbonized waste plastic can be brought into contact with water. A method of spraying water on the plastic pyrolyzed charcoal can be mentioned, and a commercially available device such as a drum washer can also be used.
水の温度は、５０℃以下が好ましく、４５℃以下がより好ましく、４０℃以下が更に好ましく、３５℃以下がより更に好ましく、そして５℃以上が好ましく、１０℃以上がより好ましく、１５℃以上が更に好ましい。即ち、好適な態様は、常温（２０±１５℃）であり、このような低い水温でも、塩素を十分に低減することが可能であり、しかも水温の管理を要しない。
水の使用量は、塩素低減、製造効率の観点から、（Ａ）廃プラスチック熱分解炭化物と（Ｂ）水との質量比（Ａ：Ｂ）として、１：１．５～１：６が好ましく、１：２～１：５がより好ましく、１：２～１：４が更に好ましい。このような少量の水で塩素を十分に低減でき、しかも排水処理の負荷も軽減できる。
水洗時間は、廃プラスチック熱分解炭化物や水の使用量により適宜設定可能であるが、２～３０分が好ましく、２．５～２０分がより好ましく、３～１０分が更に好ましい。このような短時間でも、塩素を十分に低減することができる。
The temperature of water is preferably 50°C or lower, more preferably 45°C or lower, still more preferably 40°C or lower, still more preferably 35°C or lower, and preferably 5°C or higher, more preferably 10°C or higher, and 15°C or higher. is more preferred. That is, the preferred mode is normal temperature (20±15° C.), and even at such a low water temperature, it is possible to sufficiently reduce chlorine, and moreover, the water temperature does not need to be controlled.
The amount of water used is preferably from 1:1.5 to 1:6 as a mass ratio (A:B) of (A) waste plastic pyrolysis carbide and (B) water from the viewpoint of chlorine reduction and production efficiency. , 1:2 to 1:5 is more preferred, and 1:2 to 1:4 is even more preferred. Chlorine can be sufficiently reduced with such a small amount of water, and the burden of wastewater treatment can be reduced.
The water washing time can be appropriately set depending on the amount of the waste plastic pyrolyzed carbonized material and the amount of water used, but is preferably 2 to 30 minutes, more preferably 2.5 to 20 minutes, and even more preferably 3 to 10 minutes. Even in such a short time, chlorine can be sufficiently reduced.
〔固液分離〕
次に、水洗後の廃プラスチック熱分解炭化物を固液分離する。これにより、固形物として塩素が低減された固体燃料を回収することができる。
固液分離としては固形物と水とを分離できれば特に限定されないが、例えば、吸引ろ過、遠心分離を挙げることができる。
吸引ろ過は、当該技術分野で一般的に採用されている方法を用いることが可能であり、特に限定されない。
遠心分離の操作方式は、連続式でも、回分式（バッチ式）でも構わない。
遠心分離としては、例えば、遠心ろ過、遠心沈降が挙げられる。遠心分離は、複数回行っても、遠心沈降と遠心ろ過を組み合わせて行ってもよい。
[Solid-liquid separation]
Next, the waste plastic pyrolyzed charcoal after washing with water is subjected to solid-liquid separation. As a result, a solid fuel with reduced chlorine can be recovered as a solid matter.
The solid-liquid separation is not particularly limited as long as the solid and water can be separated, but examples thereof include suction filtration and centrifugation.
Suction filtration can be performed by a method generally employed in the technical field, and is not particularly limited.
The operation method of centrifugation may be a continuous method or a batch method (batch method).
Centrifugation includes, for example, centrifugal filtration and centrifugal sedimentation. Centrifugation may be performed multiple times, or a combination of centrifugal sedimentation and centrifugal filtration may be performed.
遠心ろ過は、遠心ろ過機を用いて行うことができる。遠心ろ過機には様々な形式が存在するが、本工程では特に限定されない。中でも、製造効率の観点から、連続式スクリュー排出型が好ましい。
遠心ろ過機のろ材としては、例えば、ろ布、スクリーンを挙げることができるが、孔径０．０５ｍｍ以上のスクリーンを使用すると、効率よく固液分離できる点で好ましい。
遠心ろ過における遠心力は、通常２００～２０００Ｇであるが、製造効率の観点から、３００～１５００Ｇが好ましい。
Centrifugal filtration can be performed using a centrifugal filter. There are various types of centrifugal filters, but they are not particularly limited in this step. Among them, the continuous screw discharge type is preferable from the viewpoint of production efficiency.
Examples of the filter medium for the centrifugal filter include a filter cloth and a screen. Use of a screen with a pore size of 0.05 mm or more is preferable in terms of efficient solid-liquid separation.
The centrifugal force in centrifugal filtration is usually 200 to 2000G, preferably 300 to 1500G from the viewpoint of production efficiency.
遠心沈降は、遠心沈降機を用いて行うことができる。遠心沈降機にも様々な形式が存在するが、本工程では特に限定されない。中でも、製造効率の観点から、連続式デカンタ型が好ましい。
遠心沈降における遠心力は、通常１０００～３０００Ｇであるが、製造効率の観点から、１５００～３０００Ｇが好ましい。
Centrifugal sedimentation can be performed using a centrifuge. There are various types of centrifugal sedimentation machines, but they are not particularly limited in this step. Among them, the continuous decanter type is preferable from the viewpoint of production efficiency.
The centrifugal force in centrifugal sedimentation is usually 1000 to 3000G, preferably 1500 to 3000G from the viewpoint of production efficiency.
このようにして、本発明の塩素低減固体燃料を製造することができる。得られた固体燃料は、塩素だけでなく、水分も低減されており、ハンドリング性が良好で、燃焼性に優れるため、そのままで窯前燃料として利用することができる。
また、廃プラスチック、廃畳、微粉炭、廃油等と混合して窯前燃料として利用してもよく、更に石炭と一緒に石炭ミルに投入して、乾燥・粉砕してもよい。
In this manner, the chlorine-reduced solid fuel of the present invention can be produced. The obtained solid fuel has reduced not only chlorine but also water content, is easy to handle, and has excellent combustibility.
Moreover, it may be mixed with waste plastics, waste tatami mats, pulverized coal, waste oil, etc. and used as kiln fuel, and may be further put into a coal mill together with coal, dried and pulverized.
以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。例えば、図１に示される製造方法においては、風力選別において回収した重量物を比重選別し、重産物と軽産物とに分離し、重産物をスクラップとして回収することできる。また、比重選別された軽産物を渦電流選別し、金、銀、パラジウム、白金、銅等の有価金属を回収してもよい。このように、本発明の塩素低減固体燃料は、廃プラスチックのリサイクル方法としても有用である。 Although the present invention has been described in detail based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various modifications are possible for the present invention without departing from the gist thereof. For example, in the manufacturing method shown in FIG. 1, the heavy products collected in the wind sorting can be gravity sorted, separated into heavy products and light products, and the heavy products can be recovered as scrap. Alternatively, the light products that have undergone gravity separation may be subjected to eddy current separation to recover valuable metals such as gold, silver, palladium, platinum and copper. Thus, the chlorine-reduced solid fuel of the present invention is also useful as a recycling method for waste plastics.
以下、実施例を挙げて、本発明の実施の形態を更に具体的に説明する。但し、本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The embodiments of the present invention will now be described more specifically with reference to Examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
本実施例で使用した装置を表１に示す。 Table 1 shows the apparatus used in this example.
本実施例で採用した分析方法を表２に示す。 Table 2 shows the analytical methods employed in this example.
実施例１～８
廃プラスチックとして電化製品・家具等を解体・破砕することにより回収されたシュレッダーダストを用い、これを篩目３０ｍｍの篩で篩選別した篩下を原料として使用した。そして、図１に示すフローチャートにしたがって、塩素低減固体燃料を製造した。具体的には、以下のとおりである。
Examples 1-8
Shredder dust collected by dismantling and crushing electrical appliances, furniture, etc. was used as waste plastic, and the under-sieves obtained by sieving this with a sieve with a sieve mesh of 30 mm were used as raw materials. Then, a chlorine-reduced solid fuel was produced according to the flow chart shown in FIG. Specifically, it is as follows.
＜加熱工程＞
外熱式ロータリーキルンに廃プラスチックを１０００ｋｇ／ｈの速度で５０ｔ程度供給し、４００℃で加熱して廃プラスチック熱分解炭化物を得た。ロータリーキルンから排出された熱分解炭化物は関節式ロータリークーラー、冷却スクリューコンベアにて冷却した。
<Heating process>
About 50 tons of waste plastic was supplied to an externally heated rotary kiln at a rate of 1000 kg/h and heated at 400° C. to obtain pyrolyzed carbonized waste plastic. The pyrolyzed charcoal discharged from the rotary kiln was cooled by an articulated rotary cooler and a cooling screw conveyor.
＜粒度調整工程＞
（破砕１）
加熱工程で得られた廃プラスチック熱分解炭化物をハンマークラッシャで破砕した。破砕後、破砕物を開口径８ｍｍのスクリーンを備えた振動篩に通した。
（風力選別）
破砕１で得た篩下について風力選別機により風力選別し、軽量物（ｄ９０＝１．２ｍｍ）を回収した。
（破砕２）
風力選別で得た軽量物をディスクミル、ワンダーブレンダー及びロッドミルから選択される１以上を使用して表３に示す粒子径となるように破砕した。そして、粒度を調整した廃プラスチック熱分解炭化物の塩素含有量を分析した。粒度調整した廃プラスチック熱分解炭化物の粒子径（ｄ９０）及び塩素含有量の分析結果を表３に示す。
<Particle size adjustment process>
(Crush 1)
The waste plastic pyrolyzed carbide obtained in the heating process was crushed with a hammer crusher. After crushing, the crushed material was passed through a vibrating screen equipped with a screen with an opening diameter of 8 mm.
(Wind sorting)
The under-sieve obtained in crushing 1 was sorted by wind using a wind sorter to recover lightweight materials (d90 = 1.2 mm).
(Crush 2)
The lightweight material obtained by the air separation was pulverized to the particle size shown in Table 3 using one or more selected from a disk mill, a wonder blender and a rod mill. Then, the chlorine content of the waste plastic pyrolysis carbide whose particle size was adjusted was analyzed. Table 3 shows the analysis results of the particle size (d90) and chlorine content of the pyrolyzed carbonized waste plastic whose particle size has been adjusted.
＜水洗工程＞
破砕２で得た粒度調整した廃プラスチック熱分解炭化物を表３に示す条件で水洗を行った。水洗した廃プラスチック熱分解炭化物を、ブフナー漏斗と真空ポンプを用いて吸引ろ過し、固液分離を行った。そして、水洗前の廃プラスチック熱分解炭化物と、固液分離により得られた固体燃料の塩素含有量及び含水率を分析した。その結果を表４に示す。
<Washing process>
The particle size-adjusted pyrolyzed carbonized waste plastic obtained in Crushing 2 was washed with water under the conditions shown in Table 3. The water-washed waste plastic pyrolyzed charcoal was subjected to suction filtration using a Buchner funnel and a vacuum pump to perform solid-liquid separation. Chlorine content and water content of the waste plastic pyrolyzed charcoal before water washing and the solid fuel obtained by the solid-liquid separation were analyzed. Table 4 shows the results.
比較例１、２
比較例１では、実施例１の風力選別で得た軽量物を水洗したこと以外、実施例１と同様の操作により、固体燃料を製造した。また、比較例２では、５０℃の水で水洗したこと以外、比較例１と同様の操作により、固体燃料を製造した。そして、水洗前の廃プラスチック熱分解炭化物と、固液分離により得られた固体燃料の塩素含有量及び含水率を分析した。その結果を表４に示す。
Comparative Examples 1 and 2
In Comparative Example 1, a solid fuel was produced in the same manner as in Example 1, except that the lightweight materials obtained by the wind sorting in Example 1 were washed with water. In Comparative Example 2, a solid fuel was produced in the same manner as in Comparative Example 1, except that the solid fuel was washed with water at 50°C. Chlorine content and water content of the waste plastic pyrolyzed charcoal before water washing and the solid fuel obtained by the solid-liquid separation were analyzed. Table 4 shows the results.
表４から、廃プラスチック熱分解炭化物の粒子径（ｄ９０）を特定値以下に調整し、それを水洗することで、低い温度の水を少量使用したにも拘わらず、塩素が十分に低減された固体燃料を効率よく製造できることがわかる。 From Table 4, by adjusting the particle size (d90) of the waste plastic pyrolysis carbide to a specific value or less and washing it with water, chlorine was sufficiently reduced despite the use of a small amount of low-temperature water. It can be seen that solid fuel can be produced efficiently.
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