JP4127387B2 - RPF calorific value estimation method and apparatus - Google Patents
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、古紙と廃プラスチックを破砕、混合、成型して製造するRPFの発熱量を管理するための方法と装置に関し、特に廃プラスチックに含まれる塩化ビニルを除去して製造するときのRPF発熱量の推定方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
RPF(refuse paper and plastic fuel)は、古紙と廃プラスチックを破砕、混合、成型して製造するリサイクル燃料で高カロリーで発熱量の調整が可能でハンドリング性がよいなどの特徴を有し、石炭や石油の代替品としてボイラーなどで使用される。既存のボイラー等では各設備の設計仕様にあった発熱量を有するRPFを使用する必要があり、RPF製造プラントでは古紙と廃プラスチックの含有割合を調整して発熱量が異なる数種類のRPFを製造している。
【0003】
製品RPFの発熱量は、燃焼実験により求めることができる。たとえば、特許文献1は一般廃棄物から固形燃料を製造する工程について記載しているが、ここでは燃料品質判定装置を備えて定期的に燃焼試験をして燃料の発熱量を測定している。
しかし、製品RPFの発熱量は、RPFに含まれる廃プラスチックと古紙の割合によって決まるので、原料として供給される廃プラスチックの供給コンベアの速度と古紙の供給コンベアの速度および廃プラスチックと古紙の平均発熱量から推定することができる。
【0004】
また、RPFに塩素化合物が含まれていると燃焼に当たってダイオキシンが発生するので、原料とする廃プラスチックに含まれる塩化ビニル系のプラスチックを除去してから製造することが好ましい。
RPF製造工程に供給する前の段階で塩化ビニル系プラスチックを除去するようにするためには、無定型の廃プラスチック群から塩化ビニル等を検出して排除する装置が必要となり、やはり設備費の高騰を免れない。
このため、廃プラスチックを破砕機に掛けて適当な大きさのピースにした後で搬送するコンベアに、プラスチックの種類を判別して選別する材質選別機を備えて、塩化ビニル系プラスチックを途中で排除するようにすることが好ましい。
【0005】
このように製造工程の途中で塩化ビニル系プラスチックが除去されたときは、初めの発熱量推定値が実際の値と異なることになるので、除去された塩化ビニル系プラスチックの量を測定してRPF発熱量の補正を行う必要がある。
しかし、排除された塩化ビニル系プラスチックの量を測定する装置を新たに導入すると設備費の高騰を招く。
【0006】
また、特許文献2は、古紙と廃プラスチックを処理して固形燃料を製造する方法を開示するものであるが、原料の廃プラスチックを250℃〜350℃で加熱処理することによって塩素含有物質を除去することが記載されている。しかし、原料を熱処理する方法は余分にエネルギーを消費するため問題である。なお、特許文献2にも、品質を管理するためカロリーメータで発熱量を実測することが記載されている。
【0007】
【特許文献1】
特開平7−242887号公報
【特許文献2】
特開2001−220590号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、古紙と廃プラスチックを粉砕し混合して成型しRPF(refuse paper and plastic fuel)を製造する工程において、新たな測定器を設けずに排除する塩化ビニル系プラスチックの量を推定し、製品RPFの発熱量を補正するようにしたRPF発熱量推定方法と装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の製品RPFの発熱量推定方法は、プラスチックの種類に基づいて選別する材質選別機を破砕機の後に設けたRPF製造設備において、廃プラスチックの供給コンベアと古紙の供給コンベアの速度を用いて両材料の供給量を算定し、材質選別機の測定信号あるいは操作信号に基づいて材質選別機によって除去された塩化ビニルの量を求めて、除去された塩化ビニルを差し引いた廃プラスチックの量および古紙の量から製品RPFの発熱量を推定することを特徴とする。
【0010】
なお、製品RPFの発熱量を求めるために必要な、古紙や廃プラスチックの平均発熱量、塩化ビニルの平均発熱量、またプラスチック以外の鉄、アルミニウム、あるいは作業員が手選別などで除去する物体の量などは、予め計算パラメータとして設定できるようにしておくことが望ましい。また、計算機のGUI画面などで容易に値の変更ができるようにしておいてもよい。
【0011】
本発明の方法によれば、既に装置に設備されている塩化ビニル類の選別除去手段を利用して、必要な塩化ビニル類の検出と除去量の評価を行うようにしたので、新たに高価な塩化ビニル類の検出手段を設置することなく、ごく経済的に製品RPFの発熱量の推定を行うことができる。
従来の廃プラスチックの供給量と古紙の供給量はそれぞれ管理されていて、全量がRPFになったときの発熱量は把握されている。そこで、ダイオキシンなど有害の物質が発生しないように、製造途中の工程で原料の廃プラスチック中の塩化物を検出して除去する材質選別機を備えて、プラスチック原料から塩化物を除去することが好ましい。
【0012】
このような材質選別機は、コンベア上を通過する廃プラスチックの特定の特性を測定することにより材質を判定して判定信号出力を出力し、塩化物であるときにアクチュエータを駆動して供給材料の流れから排除する。廃プラスチックを搬送するコンベアをウェストタンクに導いて、塩化物でないときにコンベアから供給ラインに移動させ、塩化物であるときにそのままウェストタンクに落とすようにしても良い。
材質選別機における材質判定部とアクチュエータ駆動部は異なる機能を持つため別体で構成され、判定結果を表す測定出力を電気信号として駆動部に伝送し、さらに操作信号をアクチュエータに伝送して駆動している。そこで、その測定出力あるいは操作信号を取り込んで演算することにより、塩化ビニルなどの塩化物が搬送コンベアを通過する通過量、あるいはアクチュエータで排除した除去量を推定することができる。
【0013】
特に、プラスチックの種類を判定する材質選別機検出器をコンベア上方に設けて、検出された塩化物がコンベア端部に到達したときに、検出位置に対応した位置にあるエアノズルに空気を供給して、搬送コンベアから下流の搬送コンベアに落下する塩化物を吹き飛ばして供給ラインから逸れさせるようにした材質選別機を使用するときは、エアノズルで吹き飛ばすプラスチックの量を推定することによって塩化ビニルの排除量を推定することになる。
【0014】
簡単な構造のものでは、コンベア上を搬送されるプラスチック片について適当な時間間隔で種類判定を行って、判定した部分がコンベアの端部に到達した時を見計らってエアノズルでウェストタンクの方に吹き飛ばすようになっている。エアの吹き出し継続時間は、判定時の時間間隔あるいはその時間間隔からエア切り替え時の過渡時間を差し引いた時間とする。
すると、吹き飛ばした塩化物の量は作動したエアノズルの個数にコンベア速度と測定時間間隔とコンベア上の廃プラスチックの厚さを乗じた値となる。したがって、所定の条件下では結局エアノズルの作動数あるいは作動割合とコンベア速度とで塩化ビニルなどの除去量を代表することができる。
このようにして推定した塩化物量を初めの廃プラスチック供給量から差し引くことによって、製品RPF中の廃プラスチック存在比を推定し、発熱量を推定することができる。あるいは、排除された塩化物の廃プラスチックに対する割合を知ればRPFの発熱量を推定することができる。
【0015】
なお、廃プラスチックの種類を判定するセンサは、近赤外線を照射して反射率を測定し物質により吸収度が異なることを利用して、その波長吸収特性から材質を判定する方式のものであれば、精度の高い判定をすることができる。また、塩化ビニルのみならず、各種のプラスチックについて種類を判定することができるので、種類ごとの発熱量を考慮に入れて算出することにより、製品RPFの発熱量をより正確に推定することができる。
このようなセンサとエアノズルを組み込んだプラスチック選別機は、たとえば本願出願人により商標名「マルチソータ」として市販されている。
【0016】
さらに、製品RPFの目標発熱量を入力し、塩化物を除去した廃プラスチックの量と古紙の供給量をそれぞれコンベア速度によって調整して、製品RPFの発熱量を目標値に近づけるように制御する制御機能を備えることが好ましい。
本発明のRPF発熱量推定方法によって排除した塩化ビニルなどの量をオンラインで正確に把握して製品RPFに含まれる廃プラスチック分の発熱量を正確に推定することができるので、目標発熱量と比較して得た過不足発熱量に見合う古紙供給量を算出してコンベア速度調整することにより、自動的に発熱量調整を行うことができる。
このように自動的に発熱量調整を行うことができるので、ボイラー等の仕様に合わせて変化する発熱量を有するRPFを簡単に製造して客先に供給することができる。
【0017】
さらに、上記課題を解決するため、本発明の製品RPFの発熱量推定装置は、古紙供給用コンベアと廃プラスチック供給用コンベアを備えたRPF製造工程であって、廃プラスチック用コンベアに材質選別機を設けて塩化ビニルを除去してRPFを製造するようにしたRPF製造工程に使用するものであって、材質選別機から種類ごとのプラスチック量を測定した結果を入力し、古紙供給用コンベアと廃プラスチック供給用コンベアの制御装置からコンベア速度を入力し、種類ごとのプラスチック量とコンベア速度から製品RPFの発熱量を算出することを特徴とする。
なお、RPFに混入する廃プラスチックの材質とその量を判定することができれば、それぞれの発熱量を与えることにより、製品RPFの発熱量を推定することができる。
【0018】
また、本発明の製品RPFの発熱量推定装置は、製品RPFの発熱量の目標値を入力して、古紙供給用コンベアと廃プラスチック供給用コンベアの制御装置でコンベア速度の調整して実際の製品RPF発熱量を目標値に近づけるように制御する制御装置を備えてもよい。
本発明のRPF発熱量推定装置を使用することにより、既存の設備に大きな変更を加えることなく、RPFに含まれる廃プラスチックの量と除去される塩化ビニルの量を考慮したRPFの発熱量を正確に推定することができる。また、このRPF発熱量推定装置を用いて制御ループを組むことにより、要求される発熱量を持った均質なRPFを製造することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について実施例に基づき図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施例のRPF発熱量推定装置を適用するRPF製造プラントのブロック図である。図2は本実施例で使用する材質選別機のアクチュエータを説明する斜視図、図3はアクチュエータの駆動機構を説明する図面、図4は塩化ビニル系プラスチック量を推定する計算原理を説明する図面、図5は本実施例のRPF発熱量推定装置の構成図、図6は本実施例においてRPF発熱量の自動調整機能を付加した装置の構成図である。
【0020】
本実施例のRPF発熱量推定装置を適用するRPF製造プラントは、廃プラスチックと古紙を粉砕し混合して成型しRPF(refuse paper and plastic fuel)にするプラントである。廃プラスチックと古紙は発生履歴が明らかな産廃や選別された廃棄物を原料として利用することにより、家庭ゴミなどを処理するときには必須になる乾燥工程を省略して製造プロセスが簡単になり、製造のためのエネルギー消費量が少なく、また品質が安定した高カロリーのRPFが得られるという利点がある。
さらに、原料中の古紙の割合を調整することにより、RPFのカロリーをボイラー等の仕様に合わせて調整することができる。
【0021】
図1に示すように、一方の原料である廃プラスチックは廃プラスチック供給コンベア1に供給され、破砕機2に搬送されて所定の大きさのプラスチック片となって、搬送コンベア3に落とされる。
投入された廃プラスチックの量Wplは、廃プラスチック供給コンベア1の速度Vplに廃プラスチック供給コンベア量換算係数Kplを乗ずることにより求められる。
Wpl=Kpl×Vpl
搬送コンベア3には搬送する廃プラスチック片がこぼれ落ちないように脇にリム4が設けられている。廃プラスチック片は搬送コンベア3にその幅いっぱいに深さがほぼ等しくなるように落とされて搬送される。
搬送コンベア3の上には、近赤外線を照射して反射光を受光し反射率を解析して反射物体の材質を判定する材質選別機の検出器5が設けられ、少なくとも塩化ビニル系プラスチックを検出して判定信号を出力する。
【0022】
搬送コンベア3の終端部には図2に示すようなシュート6が設けられていて、シュートの上端に近いところにシュートを横切るようにたとえば64個など多数のエア吹き出し孔7が設けられている。エア吹き出し孔7の部分には図3に示すようにエアノズル8が配置され、それぞれエアヘッダ9からの圧空供給を制御する電磁弁10が設けられている。
検出器5は、搬送コンベア3の幅をエアノズル8の数に分割して、各分割区域ごとに搬送される廃プラスチックの材質を判定する。判定結果が塩化ビニル系のプラスチックであった場合は、塩化ビニル系プラスチックがシュート6のエア吹き出し孔7に届く頃に、対応する位置にあるエアノズル8の電磁弁10を作動させてエア吹き出し孔7からエアを吹き上げる。すると、シュート6上の廃プラスチックは仕切板11を越えて吹き飛ばされて、塩化ビニル回収箱12に送り込まれる。
【0023】
RPFに混ぜることができる廃プラスチックがエア吹き出し孔7の位置に来たときは、エアノズル8が働かないのでそのまま通過して選別ラインコンベア13の上に落ちる。
なお、近赤外線の吸収特性を利用した材質判定は、プラスチックの化学特性に基づくもので、塩化ビニルに限らず各種のプラスチックを区別して検出することができる。したがって、センサの検出単位ごとにプラスチックの種別を判定することによりプラスチックの種類ごとに含有割合を推定し、材質ごとの平均発熱量を使って各種のプラスチックが混合した廃プラスチック全体の発熱量を推定することもできる。
【0024】
選別ラインコンベア13では、途中に磁気選別機や風力選別機あるいは作業員による手選別を介して、廃プラスチック以外の鉄やアルミニウムなどRPFに混入しては都合の悪い物体を除去するようにしている。
塩化ビニル系プラスチックや鉄などを除去した廃プラスチックは混合ホッパ14に送り込まれる。
【0025】
一方、古紙は、古紙供給コンベア15により古紙用の破砕機16に供給され、大きさの整った細片となって、古紙搬送コンベア17によって廃プラスチックと同じく混合ホッパ14に供給される。
投入された古紙の量Wppは、古紙供給コンベア15の速度Vppに古紙供給コンベア量換算係数Kppを乗ずることにより求められる。
Wpp=Kpp×Vpp
混合ホッパ14で廃プラスチックと古紙を均等に混合して、成型機18に送り圧縮成型して所定の大きさのペレットとして貯蔵場所19に堆積させ、必要に応じて出荷する。
【0026】
図4は、検出器5の判定出力とエアノズル8を作動させる操作出力の関係を説明する図面である。搬送速度Vのコンベア3の上に、ある大きさを有する塩化ビニル系プラスチックの領域21が存在するとする。検出器5は時間間隔Tsごとに測定して、エアノズル8の間隔と同じ間隔dpで塩化ビニルが存在するか否かを判定する。塩化ビニルがあると判定されたときには、その部分がエアノズル8の位置に達するときに判定位置に対応する位置にあるエアノズル8を作動させるように操作信号を発生する。エアノズル8は、図中ハッチングを施したように、判定の時間間隔Tsの間継続して作動するようにする。
【0027】
すると、エアノズル8で吹き飛ばされる廃プラスチックは、塩化ビニルの領域21とほぼ一致し、図中ハッチングしたエアで吹き飛ばされる領域22の面積は塩化ビニルの量Wvcに対応する。
Wvc=F(Ts,V,Tv,ρ)
ここで、Tvはエアノズル8の開作動指令回数、ρは塩化ビニルのかさ比重を表す。なお、エアノズルの間隔dpは設備で決まる固定値である。また、判定時間間隔Tsとコンベア速度Vは条件によって選択することが可能である。
【0028】
図4において、i番目のエアノズル8を駆動する電磁弁Viがデータ処理間隔Tf内でTv[i]回の開作動指令を受け取るとすれば、i番目のエアノズルによりTf時間内で除去される塩化ビニルのコンベア上の面積A[i]は、
A[i]=aTv[i]
となる。ここで、aはエアノズルが1回作動したときに除去されると推定される塩化ビニルの面積である。
a=Ts×V×dp
【0029】
したがって、Tf時間に材質選別機で除去された塩化ビニル系プラスチックの量Wvcは、
Wvc=ΣA[i]×d×ρ/Tf
となる。ただし、Σはi=1〜64についての積算を意味し、dはコンベア上の塩化ビニルの平均厚さを表す。
上記の式にしたがえば、検出器5の判定出力またはエアノズル8の操作信号を入力することにより、塩化ビニル回収箱12に排除した廃プラスチックの量Wvcを知ることができる。
【0030】
また、選別ラインコンベア13において除去した鉄やアルミニウムなどの金属類の量Wfe,Walや手選別で除去した物体の量Wmnを把握することにより、生産されるRPFの量Wrpfを算定することができる。
Wrpf=Wpp+Wpl−Wfe−Wal−Wmn−Wvc
さらに、古紙、廃プラスチック、塩化ビニルそれぞれの単位発熱量Hpp,Hpl,Hvcを予め評価して入力しておけば、下の式により製造されるRPFの単位発熱量Hrpfを推定することができる。
Hrpf=η(HppWpp+HplWpl−HvcWvc)/Wrpf
ここで、ηは実験的に求めた効率に基づく調整係数である。
【0031】
なお、破砕機2の上流で塩化ビニル系プラスチックの分離を行うこともできるが、原料プラスチックの形状や大きさがまちまちのため、エアノズル8などの排出機構を単純化できず、また検出領域と排出動作の関連が複雑になって余分な成分を排出する結果になりがちである。上記説明のプロセスにおけるように、原料の廃プラスチックを破砕機2にかけて所定の大きさを持った砕片にした後で弁別する場合は、所定の構造を有するエアノズル8により仕切板11を越えた塩化ビニル回収箱12まで確実に吹き飛ばすことができる。
【0032】
図5は、上記の演算を可能とする装置構成例を示すブロック図である。
従来のRPF製造プラントにはプラント制御装置30が設けられていて、古紙供給コンベア15や廃プラスチック供給コンベア1に速度指令を与えてそれぞれの速度を制御し、RPFの原料配分を調整する。
塩化ビニル系プラスチックを除去するために、材質選別機31が設けられている。材質選別機31は、材質センサ5、制御装置32、空気吹き出し弁8を備えて、材質センサ5により通過する廃プラスチックに含まれる塩化ビニル系プラスチックを検知し、塩化ビニルの部分が空気吹き出し弁8の位置にくる頃合いを見計らって空気を吹き付け塩化ビニル成分を塩化ビニル回収箱12に吹き飛ばす。塩化ビニル以外の成分は選別ライン13に送られて、ここで、鉄やアルミニウムその他の不燃成分を除去し、成型機18に搬入される。成型機18では廃プラスチックと古紙を一緒にして圧縮成型してRPFペレットにする。
【0033】
プラント制御装置30は、RPF製造プラントで発生する各種信号を収集して、発熱量推定装置33で使用する信号を発熱量推定装置33に送信する。
発熱量推定装置33は、プラント制御装置30と接続する通信部34と得られたデータを格納するデータベース35とデータを取り込んで計算式に従って演算する計算部36と結果を表示する表示装置37を備える。
発熱量推定装置33は、古紙供給コンベア15と廃プラスチック供給コンベア1の速度指令と空気吹き出し弁8の作動信号を入力して、先の算出式によってRPF生産量やRPFの単位発熱量を算出し、結果を表示装置37に画面表示する。
【0034】
なお、計算に必要なパラメータは、表示装置37に付属するキーボードやポインティングデバイスなどの入力装置からオペレータの手により入力して適宜計算に反映させることができる。
また、発熱量推定装置33が、材質選別機31の制御装置32からプラスチックの種類を判定した結果を取り込んで、演算するようにすれば、さらに精密に製品RPFの発熱量推定ができるようになる。
【0035】
図6は、さらに、RPFの品質に対する要求を受けて、要求を満たすような品質のRPFを製造するようにした装置の構成例を示すブロック図である。
図5の装置構成と異なるところは、供給コンベア速度指令データをプラント制御装置30から発熱量推定装置33に送信するのではなく、計算部36で適切な供給コンベア速度を算出し、速度指令値を通信部34を介してプラント制御部30に送信することである。図6には図5と相違する部分を太線の矢で表示してある。
【0036】
発熱量推定装置33は、プラント制御装置30から弁動作信号を入力して、データベース35に蓄積し、計算部36で過去のデータと一緒に読み出して計算式に代入して計算し製品RPFの発熱量を推定し、結果を表示装置37に表示する。さらに、オペレータが表示装置37に付属する入力装置を介してRPF発熱量の目標値を入力すると、これと推定したRPF発熱量の差を評価して、廃プラスチック供給コンベアと古紙供給コンベアの適正速度を算定する。
【0037】
廃プラスチックの発熱量は古紙の発熱量より大きいので、RPF発熱量が目標値より低い場合は古紙の割合を小さくして発熱量を増加し、RPF発熱量が目標値より高い場合は古紙の割合を増加して発熱量を抑制する必要がある。
計算部36は、廃プラスチック供給コンベアと古紙供給コンベアそれぞれの速度指令値を生成し、通信部34を介してプラント制御装置30に送信する。
図6の発熱量推定装置を用いることにより、ボイラ等ごとに要請される適正発熱量を実現するRPFペレットをほぼ自動的に製造することができる。
【0038】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の製品RPFの発熱量推定方法および装置によって、RPF製造プラントにおいて、新たに複雑で高価な測定器を設けずに塩化ビニル系プラスチックの量を推定し、製品RPFの発熱量を正確に推定することができるようになり、装置と製造工程の合理化ができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のRPF発熱量推定装置の1実施例を適用したRPF製造プラントのブロック図である。
【図2】本実施例で使用する材質選別機のアクチュエータを説明する斜視図である。
【図3】本実施例におけるアクチュエータの駆動機構を説明する図面である。
【図4】本実施例において塩化ビニル系プラスチック量を推定する計算原理を説明する図面である。
【図5】本実施例のRPF発熱量推定装置の構成図である。
【図6】本実施例においてRPF発熱量の自動調整機能を付加した装置の構成図である。
【符号の説明】
1 廃プラスチック供給コンベア
2 破砕機
3 搬送コンベア
4 リム
5 材質選別機検出器、材質センサ
6 シュート
7 エア吹き出し孔
8 エアノズル、空気吹き出し弁
9 エアヘッダ
10 電磁弁
11 仕切板
12 塩化ビニル回収箱
13 選別ラインコンベア
14 混合ホッパ
15 古紙供給コンベア
16 古紙用破砕機
17 古紙搬送コンベア
18 成型機
19 貯蔵場所
21 塩化ビニル領域
22 エアで吹き飛ばされる領域
30 プラント制御装置
31 材質選別機
32 制御装置
33 発熱量推定装置
34 通信部
35 データベース
36 計算部
37 表示装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and apparatus for managing the calorific value of RPF produced by crushing, mixing and molding waste paper and waste plastic, and in particular, RPF exotherm during production by removing vinyl chloride contained in waste plastic. The present invention relates to a quantity estimation method and apparatus.
[0002]
[Prior art]
RPF (refuse paper and plastic fuel) is a recycled fuel produced by crushing, mixing, and molding waste paper and waste plastic, and has features such as high calorie, adjustable calorific value, and good handling properties. Used in boilers as an alternative to oil. For existing boilers, etc., it is necessary to use an RPF that has a calorific value that meets the design specifications of each facility. In the RPF manufacturing plant, several types of RPF with different calorific values are manufactured by adjusting the content ratio of waste paper and waste plastic. ing.
[0003]
The calorific value of the product RPF can be obtained by a combustion experiment. For example,
However, the amount of heat generated by the product RPF is determined by the ratio of waste plastic and waste paper contained in the RPF, so the speed of the waste plastic supply conveyor supplied as the raw material, the speed of the waste paper supply conveyor, and the average heat generation of the waste plastic and waste paper It can be estimated from the quantity.
[0004]
In addition, when a chlorine compound is contained in RPF, dioxin is generated upon combustion. Therefore, it is preferable to manufacture after removing vinyl chloride plastic contained in the waste plastic used as a raw material.
In order to remove the vinyl chloride plastics before the supply to the RPF manufacturing process, a device that detects and removes vinyl chloride from the amorphous waste plastic group is necessary, which also increases the equipment cost. I can not escape.
For this reason, the waste plastic is put into a crusher and made into a piece of an appropriate size, and then the conveyor that conveys it is equipped with a material sorter that discriminates and sorts the plastic, eliminating vinyl chloride plastic on the way. It is preferable to do so.
[0005]
Thus, when the vinyl chloride plastic is removed during the manufacturing process, the initial calorific value is different from the actual value. Therefore, the amount of removed vinyl chloride plastic is measured to determine the RPF. It is necessary to correct the calorific value.
However, if a new device for measuring the amount of vinyl chloride plastic removed is introduced, the equipment costs will rise.
[0006]
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-242887 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-220590
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the problem to be solved by the present invention is that vinyl chloride is eliminated without providing a new measuring device in the process of producing RPF (refuse paper and plastic fuel) by crushing and mixing waste paper and waste plastic. To provide an RPF heat generation amount estimation method and apparatus for estimating the amount of plastic and correcting the heat generation amount of a product RPF.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the method for estimating the calorific value of the product RPF according to the present invention is an RPF manufacturing facility in which a material sorter for sorting based on the type of plastic is provided after the crusher. Calculate the supply amount of both materials using the speed of the supply conveyor, determine the amount of vinyl chloride removed by the material sorter based on the measurement signal or operation signal of the material sorter, and subtract the removed vinyl chloride The amount of heat generated from the product RPF is estimated from the amount of waste plastic and the amount of waste paper.
[0010]
In addition, the average calorific value of waste paper and waste plastic, the average calorific value of vinyl chloride, and iron, aluminum other than plastic, or objects that are removed by hand sorting, etc., are necessary to determine the calorific value of the product RPF. It is desirable that the amount and the like can be set in advance as calculation parameters. The value may be easily changed on a GUI screen of a computer.
[0011]
According to the method of the present invention, since the vinyl chloride sorting and removing means already installed in the apparatus is used to detect the required vinyl chloride and evaluate the removal amount, it is newly expensive. The calorific value of the product RPF can be estimated very economically without installing a detection means for vinyl chlorides.
Conventional supply amounts of waste plastic and waste paper are managed, and the amount of heat generated when the total amount becomes RPF is grasped. Therefore, it is preferable to remove the chloride from the plastic raw material by providing a material sorter that detects and removes the chloride in the waste plastic of the raw material in the process in the middle of production so that no harmful substances such as dioxin are generated. .
[0012]
Such a material sorter determines a material by measuring a specific characteristic of waste plastic passing on a conveyor and outputs a judgment signal output. Eliminate from the flow. A conveyor that conveys the waste plastic may be guided to the waist tank, moved from the conveyor to the supply line when not chloride, and dropped into the waist tank as it is chloride.
In the material sorter, the material judgment unit and the actuator drive unit have different functions, so they are configured separately.The measurement output representing the judgment result is transmitted to the drive unit as an electrical signal, and the operation signal is transmitted to the actuator for driving. ing. Therefore, the amount of passage of chloride such as vinyl chloride passing through the conveyor or the amount of removal eliminated by the actuator can be estimated by taking in the measurement output or the operation signal and calculating.
[0013]
In particular, a material sorter detector that determines the type of plastic is provided above the conveyor, and when the detected chloride reaches the end of the conveyor, air is supplied to the air nozzle at the position corresponding to the detection position. When using a material sorter that blows away the chloride falling from the conveyor to the downstream conveyor and moves it away from the supply line, the amount of vinyl chloride excluded can be reduced by estimating the amount of plastic blown off by the air nozzle. Will be estimated.
[0014]
In the case of a simple structure, the type of plastic piece conveyed on the conveyor is determined at an appropriate time interval, and when the determined part reaches the end of the conveyor, the air nozzle is blown away toward the waist tank. It is like that. The air blowing duration is the time interval at the time of determination or the time obtained by subtracting the transition time at the time of air switching from the time interval.
Then, the amount of chloride blown is a value obtained by multiplying the number of activated air nozzles by the conveyor speed, the measurement time interval, and the thickness of the waste plastic on the conveyor. Therefore, the removal amount of vinyl chloride or the like can be represented by the number of air nozzles operated or the operation ratio and the conveyor speed under a predetermined condition.
By subtracting the estimated amount of chloride from the initial amount of waste plastic supplied, it is possible to estimate the amount of waste plastic present in the product RPF and to estimate the amount of heat generation. Or the calorific value of RPF can be estimated if the ratio of the excluded chloride to the waste plastic is known.
[0015]
In addition, if the sensor which judges the kind of waste plastics is a method of judging the material from the wavelength absorption characteristic using the fact that the reflectance varies by irradiating near infrared rays, and the absorbance varies depending on the substance. Highly accurate determination can be made. In addition, since it is possible to determine the types of various plastics as well as vinyl chloride, the amount of heat generated from the product RPF can be estimated more accurately by calculating the amount of heat generated for each type in consideration. .
A plastic sorter incorporating such a sensor and an air nozzle is commercially available, for example, under the trade name “Multi Sorter” by the applicant of the present application.
[0016]
In addition, the target heating value of the product RPF is input, and the amount of waste plastic from which chloride has been removed and the amount of waste paper supplied are adjusted by the conveyor speed to control the heating value of the product RPF so as to approach the target value. It is preferable to provide a function.
Compared with the target calorific value because it is possible to accurately estimate the calorific value of the waste plastic contained in the product RPF by accurately grasping the amount of vinyl chloride etc. excluded by the RPF calorific value estimation method of the present invention online. The calorific value can be automatically adjusted by calculating the amount of used paper supplied corresponding to the excess / deficiency calorific value obtained and adjusting the conveyor speed.
Since the calorific value can be automatically adjusted in this way, an RPF having a calorific value that changes in accordance with the specifications of a boiler or the like can be easily manufactured and supplied to the customer.
[0017]
Furthermore, in order to solve the above problems, the calorific value estimation device for product RPF according to the present invention is an RPF manufacturing process including a waste paper supply conveyor and a waste plastic supply conveyor, and a material sorter is provided on the waste plastic conveyor. It is used in the RPF manufacturing process that is installed to manufacture RPF by removing vinyl chloride, and inputs the result of measuring the amount of plastic for each type from the material sorter, used paper supply conveyor and waste plastic The conveyor speed is input from the control device for the supply conveyor, and the heat generation amount of the product RPF is calculated from the plastic amount and the conveyor speed for each type.
If the material and the amount of waste plastic mixed in the RPF can be determined, the heat generation amount of the product RPF can be estimated by giving the respective heat generation amounts.
[0018]
In addition, the product RPF calorific value estimation apparatus of the present invention inputs the target value of the calorific value of the product RPF, adjusts the conveyor speed by the waste paper supply conveyor and waste plastic supply conveyor control device, and the actual product. A controller for controlling the RPF heat generation amount so as to approach the target value may be provided.
By using the RPF calorific value estimation device of the present invention, it is possible to accurately calculate the RPF calorific value in consideration of the amount of waste plastic contained in the RPF and the amount of vinyl chloride to be removed without greatly changing existing equipment. Can be estimated. In addition, by forming a control loop using this RPF heat generation amount estimation device, a homogeneous RPF having a required heat generation amount can be manufactured.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram of an RPF manufacturing plant to which the RPF heat generation amount estimation apparatus of the present embodiment is applied. 2 is a perspective view for explaining an actuator of a material sorter used in the present embodiment, FIG. 3 is a diagram for explaining a drive mechanism of the actuator, FIG. 4 is a drawing for explaining a calculation principle for estimating a vinyl chloride plastic amount, FIG. 5 is a block diagram of the RPF heat generation amount estimation apparatus of the present embodiment, and FIG. 6 is a block diagram of an apparatus to which an automatic adjustment function of the RPF heat generation amount is added in the present embodiment.
[0020]
The RPF manufacturing plant to which the RPF calorific value estimation apparatus of the present embodiment is applied is a plant that pulverizes and mixes waste plastic and waste paper to form RPF (refuse paper and plastic fuel). Waste plastic and waste paper use industrial waste or sorted waste with a clear history of generation as raw materials, simplifying the manufacturing process by omitting the drying process, which is essential when processing household waste, etc. Therefore, there is an advantage that a high-calorie RPF with low energy consumption and stable quality can be obtained.
Furthermore, by adjusting the ratio of the waste paper in the raw material, the calories of RPF can be adjusted according to the specifications of the boiler and the like.
[0021]
As shown in FIG. 1, waste plastic as one raw material is supplied to a waste
The amount Wpl of thrown-in waste plastics is obtained by multiplying the waste plastic supply conveyors amount conversion coefficient Kpl the speed Vpl waste
Wpl = Kpl × Vpl
A
On the
[0022]
A
The
[0023]
When the waste plastic that can be mixed into the RPF reaches the position of the
The material determination using near infrared absorption characteristics is based on the chemical characteristics of plastics, and can be detected by distinguishing not only vinyl chloride but also various plastics. Therefore, by determining the type of plastic for each detection unit of the sensor, the content ratio is estimated for each type of plastic, and the calorific value of the entire waste plastic mixed with various plastics is estimated using the average calorific value for each material. You can also
[0024]
The sorting
Waste plastic from which vinyl chloride plastic or iron has been removed is fed into the
[0025]
On the other hand, the used paper is supplied to the used
The amount Wpp of thrown-in waste paper is determined by multiplying the paper feed conveyors weight conversion factor Kpp the speed Vpp of
Wpp = Kpp × Vpp
Waste plastic and waste paper are evenly mixed in the
[0026]
FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the determination output of the
[0027]
Then, the waste plastic blown off by the
Wvc = F (Ts, V, Tv, ρ)
Here, Tv represents the number of opening operation commands for the
[0028]
In FIG. 4, if the solenoid valve Vi that drives the i-
A [i] = aTv [i]
It becomes. Here, a is an area of vinyl chloride estimated to be removed when the air nozzle is operated once.
a = Ts × V × dp
[0029]
Therefore, the amount Wvc of the vinyl chloride plastic removed by the material sorter at Tf time is
Wvc = ΣA [i] × d × ρ / Tf
It becomes. However, (SIGMA) means the integration | accumulation about i = 1-64, d represents the average thickness of the vinyl chloride on a conveyor.
According to the above formula, the amount of waste plastic Wvc eliminated in the vinyl
[0030]
Further, the amount Wrpf of the produced RPF can be calculated by grasping the amount Wfe, Wal of the metal such as iron or aluminum removed by the sorting
Wrpf = Wpp + Wpl-Wfe-Wal-Wmn-Wvc
Furthermore, if the unit calorific values Hpp, Hpl, and Hvc of waste paper, waste plastic, and vinyl chloride are evaluated and input in advance, the unit calorific value Hrpf of the RPF that is produced by the following equation can be estimated.
Hrpf = η (HppWpp + HplWpl−HvcWvc) / Wrpf
Here, η is an adjustment coefficient based on the efficiency obtained experimentally.
[0031]
Although the vinyl chloride plastic can be separated upstream of the
[0032]
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a device configuration that enables the above calculation.
A conventional RPF manufacturing plant is provided with a
In order to remove the vinyl chloride plastic, a
[0033]
The
The calorific
The calorific
[0034]
Parameters necessary for the calculation can be input by an operator's hand from an input device such as a keyboard or a pointing device attached to the
Further, if the calorific
[0035]
FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of an apparatus that receives an RPF quality request and manufactures an RPF having a quality that satisfies the request.
The difference from the apparatus configuration of FIG. 5 is that the supply conveyor speed command data is not transmitted from the
[0036]
The calorific
[0037]
Since the heat generation amount of waste plastic is larger than the heat generation amount of waste paper, if the RPF heat generation amount is lower than the target value, the ratio of waste paper is decreased to increase the heat generation amount. If the RPF heat generation amount is higher than the target value, the ratio of waste paper It is necessary to suppress the calorific value by increasing.
The
By using the calorific value estimation device shown in FIG. 6, RPF pellets that realize the appropriate calorific value required for each boiler or the like can be manufactured almost automatically.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, the RPF production plant according to the present invention estimates the amount of vinyl chloride plastic without providing a new complicated and expensive measuring instrument in the RPF production plant, and generates the heat of the product RPF. The amount can be estimated accurately, and the equipment and manufacturing process can be rationalized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an RPF manufacturing plant to which one embodiment of an RPF calorific value estimation device of the present invention is applied.
FIG. 2 is a perspective view illustrating an actuator of a material sorter used in the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating an actuator drive mechanism in the present embodiment.
FIG. 4 is a drawing for explaining the calculation principle for estimating the amount of vinyl chloride plastic in the present embodiment.
FIG. 5 is a configuration diagram of an RPF heat generation amount estimation apparatus of the present embodiment.
FIG. 6 is a configuration diagram of an apparatus to which an automatic adjustment function of an RPF calorific value is added in the present embodiment.
[Explanation of symbols]
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