JP4457753B2 - Coke production method using waste plastic - Google Patents
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Description
本発明は、廃プラスチックを用いたコークスの製造方法に関し、特に一般家庭から廃棄されるプラスチックいわゆる一般廃プラスチックあるいは産業廃棄物として廃棄されるプラスチックいわゆる産廃プラスチックなどの、使用済み廃プラスチックを、コークス炉において有効に活用する技術に関するものである。 The present invention relates to a method for producing coke using waste plastic, and in particular, a used coke oven, such as plastic discarded from a general household, so-called general waste plastic, or plastic discarded as industrial waste, so-called industrial waste plastic, is used as a coke oven. It relates to technology that is effectively used in
廃棄物としての使用済みプラスチックは、従来、埋め立てに使用されたり、焼却による処理が行われていた。しかしながら、使用済みプラスチックは、その嵩高さ故に、埋め立て処分場が不足し、また焼却した際には有害成分が発生するので環境汚染上の問題もあった。
そこで、使用済みプラスチックを大量にリサイクル処理するために、高炉やコークス炉で使用する技術が提案されている。
Conventionally, used plastics as waste have been used for landfill or have been incinerated. However, the used plastics are bulky, so that there is a shortage of landfill sites, and harmful components are generated when incinerated.
Therefore, in order to recycle a large amount of used plastic, a technique for use in a blast furnace or a coke oven has been proposed.
コークス炉での使用に関しては、特許文献１に記載されているように、粒状の廃プラスチックをコークス炉に装入する石炭に配合し、乾留してコークスを製造する方法が提案されている。
しかしながら、この特許文献１に記載された方法では、廃プラスチックの嵩密度が低いために、コークス炉に装入した石炭の嵩密度が低下し、コークス品質の悪化を招くとして、特許文献２において、予め減容処理を行った廃プラスチックを石炭に混合し、成形炭として使用する提案がなされている。
However, in the method described in
しかしながら、上記した特許文献２の方法にしても、廃プラスチックを60〜200℃に加熱することによって廃プラスチックを収縮させ、廃プラスチックを元の容積に対して25〜99容積％程度減容し、さらに成形炭としてコークス炉にて使用するものであることから、以下に述べる問題を残していた。
（ａ）予め減容処理を行った廃プラスチックを石炭と混合し、成形炭として使用するものであるため、成形設備を必要とすることを含め、成形コストがかかる。
（ｂ）また、廃プラスチックを60〜200℃に加熱する減容処理では、廃プラスチックが溶 融した状態とはならず、廃プラスチック中の溶融しない部分および成分によっては、嵩密度は依然として低い状態であるため、得られるコークス品質にムラが生じ、品質劣化が避けられない。
However, even in the method of
(A) Since waste plastic that has been subjected to volume reduction treatment is mixed with coal and used as molding coal, molding costs are required, including the need for molding equipment.
(B) In the volume reduction treatment of heating waste plastic to 60-200 ° C, the waste plastic does not melt, and the bulk density is still low depending on the unmelted parts and components in the waste plastic. Therefore, the resulting coke quality is uneven, and quality degradation is inevitable.
その他、多種類のプラスチックの混合物である使用済みの廃プラスチックは、ほとんどの場合塩素含有プラスチック（塩化ビニルなど）を含んでいるが、これを用いると、コークス炉の排ガス処理系にHClに起因した配管腐食が発生するため、この点に対する対策なしには、かような廃プラスチックを多量に使用できないという問題があった。 In addition, used waste plastics, which are a mixture of many types of plastics, mostly contain chlorine-containing plastics (such as vinyl chloride), but if this is used, it is caused by HCl in the exhaust gas treatment system of the coke oven. Since pipe corrosion occurs, there is a problem that a large amount of such waste plastic cannot be used without measures against this point.
本発明は、上記の実状に鑑み開発されたもので、成形コストが不要なだけでなく、廃プラスチックを使用した際のコークス品質を向上させ、しかも廃プラスチック中の塩素含有プラスチックに起因した排ガス処理系の配管腐食の問題を有利に解決した、廃プラスチックを用いたコークスの製造方法を提案することを目的とする。 The present invention has been developed in view of the above-mentioned circumstances, and not only does molding cost unnecessary, but also improves coke quality when waste plastic is used, and further, exhaust gas treatment due to chlorine-containing plastic in waste plastic An object of the present invention is to propose a method for producing coke using waste plastic, which advantageously solves the problem of piping corrosion of the system.
すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
（１）廃プラスチックを石炭に混合してコークスを製造するに際し、該廃プラスチックに対し、減容処埋を施したのち、破砕し、ついで破砕した廃プラスチックを石炭に混合した後、コークス炉に装入して乾留を行うコークスの製造方法において、該廃プラスチックの減容処理が、該廃プラスチックに250〜350℃の熱を加えて溶融・撹拌したのち冷却すると共に、炭素含有物質を加えて行う減容処理であることを特徴とする廃プラスチックを用いたコークスの製造方法（第１発明）。
この第１発明では、減容処理を行った廃プラスチックが、石炭中に偏在しないように、一旦破砕し粒度調整してから、石炭に混合し、コークス炉に装入して乾留を行うことにより、廃プラスチックを粘結材として効果的に利用してコークス品質の向上を実現する。
なお、破砕に際しては、好ましくは破砕粒径を石炭粒度とほぼ等しくすることにより、偏析の発生をより効果的に抑止することができる。
That is, the gist configuration of the present invention is as follows.
(1) When producing coke by mixing waste plastic with coal, the waste plastic is subjected to volume reduction treatment and then crushed, then the crushed waste plastic is mixed with coal and then put into a coke oven. In the method for producing coke, which is charged and dry-distilled, the volume reduction treatment of the waste plastic is performed by adding 250-350 ° C. heat to the waste plastic, melting and stirring, cooling, and adding a carbon-containing substance. A method for producing coke using waste plastic, characterized in that the volume reduction treatment is performed (first invention).
In this first invention, the waste plastic that has undergone volume reduction treatment is once crushed and particle size adjusted so as not to be unevenly distributed in the coal, then mixed with coal, charged into a coke oven, and subjected to dry distillation. The coke quality is improved by effectively using waste plastic as a binder.
In the crushing, the occurrence of segregation can be more effectively suppressed by preferably making the crushing particle size approximately equal to the coal particle size.
また、この第１発明では、減容処理に際し、廃プラスチックに250〜350℃の熱を加えて、溶融・撹拌するが、このように一旦溶融して撹拌することにより、塩素含有プラスチックの中の塩素を熱分解により除去、回収分離できるので、コークス炉においては排ガス処理系の配管腐食の原因になるHClの発生がなく、塩素含有プラスチックを含む廃プラスチックの多量使用が可能となる。
さらに、この第１発明では、炭素含有物質を加えることにより、コークスの製造においてはＣの回収が図られ、またコークスと共に高炉へ装入することによって、還元剤として活用される。一方、加える炭素含有物質は、廃プラスチックの減容処理において廃プラスチック中の不純物となり、冷却後の破砕処理において亀裂誘引に有効に寄与するため、減容処理後の廃プラスチックの破砕が容易になる。 Further, in the first invention, when the volume reduction process, the addition of 250 to 350 ° C. of heat waste plastics, although melting and stirring, by stirring Thus once melted, in the chlorine-containing plastic Since chlorine can be removed and recovered and separated by thermal decomposition, HCl is not generated in the coke oven, which causes pipe corrosion in the exhaust gas treatment system, and waste plastics containing chlorine-containing plastics can be used in large quantities.
Furthermore, in the first invention, by adding a carbon-containing substance, C is recovered in the production of coke, and is used as a reducing agent by charging the blast furnace together with the coke. On the other hand, the added carbon-containing material becomes an impurity in the waste plastic in the volume reduction treatment of the waste plastic and contributes effectively to the crack induction in the crushing treatment after cooling, so that the waste plastic after the volume reduction treatment can be easily crushed. .
（２）上記１記載のコークスの製造方法における廃プラスチックの減容処理が、溶媒を用いて、該廃プラスチックを溶融・撹拌する減容処理であることを特徴とする廃プラスチックを用いたコークスの製造方法（第２発明）。
この第２発明では、減容処理に溶媒を用いることによって、廃プラスチックの粘結材としての有効利用のみならず、溶媒による廃プラスチックの溶融処理とコークスの品質向上を同時に達成することができる。
(2) A method for producing coke using waste plastic, wherein the volume reduction treatment of waste plastic in the method for producing coke according to 1 is a volume reduction treatment in which the waste plastic is melted and stirred using a solvent. Manufacturing method (second invention).
In the second invention, by using a solvent for volume reduction treatment, not only effective use of waste plastic as a binder, but also melting treatment of waste plastic with a solvent and improvement of coke quality can be achieved at the same time.
（３）上記１または２記載のコークスの製造方法における廃プラスチックの減容処理が、溶媒を用いると共に、用いた溶媒を減容処理後に回収する減容処理であることを特徴とする廃プラスチックを用いたコークスの製造方法（第３発明）。
この第３発明によれば、減容処理後に廃プラスチック中の溶媒を回収して再利用することが可能となり、製造コストの低減に有効である。
(3) A waste plastic characterized in that the volume reduction treatment of the waste plastic in the method for producing coke according to 1 or 2 is a volume reduction treatment using a solvent and recovering the used solvent after the volume reduction treatment. Coke production method used (third invention).
According to the third invention, the solvent in the waste plastic can be recovered and reused after the volume reduction treatment, which is effective in reducing the manufacturing cost.
（４）上記１〜３のいずれかに記載のコークスの製造方法における廃プラスチックの減容処理において、減容処理物から分離される液状または固体状物質を、回収するか、あるいは単独または該減容処理物と共に石炭に混合してコークス炉に装入することを特徴とする廃プラスチックを用いたコークスの製造方法（第４発明）。
この第４発明では、減容処理物から分離される液状または固体状物資を、別途回収して他の用途に有効利用することができる。また、回収した液状または固体状物資を、単独でまたは減容処理物と共に石炭に混合したのち、コークス炉に装入して再利用することもできる。
(4) In the volume reduction treatment of the waste plastic in the method for producing coke according to any one of 1 to 3 above, the liquid or solid substance separated from the volume-reduced product is recovered, or alone or the reduction. A method for producing coke using waste plastic, characterized in that it is mixed with coal together with a treated material and charged into a coke oven (fourth invention).
In this 4th invention, the liquid or solid-state material isolate | separated from a volume reduction processed material can be collect | recovered separately, and can be utilized effectively for another use. In addition, the recovered liquid or solid material may be mixed with coal alone or together with the volume-reduced product, and then charged into a coke oven for reuse.
本発明によれば、廃プラスチックを、減容処理したのち、一旦破砕し、粒度調整してから、石炭に混合するので、石炭中で偏在することなく石炭に混合することができ、また嵩密度変化などの影響を受けずにコークス炉に装入して乾留することができるので、廃プラスチックの粘結材としての機能を有効に活用してコークス品質を向上させることができる。
そして、減容処理後、破砕して得た廃プラスチックは、石炭と同等に扱うことができるので、特殊な設備を必要とせずに容易にコークス炉において使用することができる。
According to the present invention, the waste plastic is subjected to volume reduction treatment, then once crushed and adjusted in particle size, and then mixed with coal. Therefore, the waste plastic can be mixed with coal without being unevenly distributed in the coal. Since it can be charged into a coke oven and subjected to dry distillation without being affected by changes, the coke quality can be improved by effectively utilizing the function of the waste plastic as a binder.
And since the waste plastic obtained by crushing after volume reduction treatment can be handled in the same manner as coal, it can be easily used in a coke oven without requiring special equipment.
また、本発明によれば、廃プラスチックに250〜350℃の熱を加え、完全に溶融して撹拌する減容処理を加えることにより、塩化ビニルに代表される塩素含有プラスチックに起因して発生するHClを効果的に除去し、無害化できるので、かような塩素含有プラスチックを含む廃プラスチックの多量使用が可能になる。 Further, according to the present invention, heat is generated at 250 to 350 ° C. to waste plastic, and it is generated due to chlorine-containing plastic typified by vinyl chloride by adding a volume reduction treatment in which it is completely melted and stirred. Since HCl can be effectively removed and detoxified, a large amount of waste plastics including such chlorine-containing plastics can be used.
さらに、本発明によれば、減容処理に溶媒を用いることによって、廃プラスチックの粘結材としての有効利用を実現すると同時に、溶媒による廃プラスチックの溶融処理とコークス品質向上を併せて達成することができる。 Furthermore, according to the present invention, by using a solvent for the volume reduction treatment, the waste plastic can be effectively used as a binder, and at the same time, the waste plastic melting treatment with the solvent and the coke quality can be improved. Can do.
また、本発明によれば、減容処理に溶媒を用いた場合、減容処理後に廃プラスチック中の溶媒を回収して再利用することにより、製造コストの低減を図ることができる。 Further, according to the present invention, when a solvent is used for the volume reduction treatment, the production cost can be reduced by recovering and reusing the solvent in the waste plastic after the volume reduction treatment.
さらに、本発明によれば、炭素含有物質を加えて減容処理を行うことにより、コークス製造においてはＣの回収を図ることができ、またコークスと共に高炉へ装入することによって、還元剤としても有効活用することができる。一方、加える炭素含有物質は、廃プラスチックの減容処理において廃プラスチック中の不純物となり、冷却後の破砕処理において亀裂を効果的に誘引するので、廃プラスチックの破砕が容易となり、特殊な破砕装置は不要となる。 Furthermore, according to the present invention, by reducing the volume by adding a carbon-containing substance, C can be recovered in coke production, and can be used as a reducing agent by charging the blast furnace together with coke. It can be used effectively. On the other hand, the added carbon-containing material becomes an impurity in the waste plastic in the volume reduction treatment of the waste plastic and effectively induces cracks in the crushing treatment after cooling, so that the waste plastic can be easily crushed. It becomes unnecessary.
また、本発明によれば、廃プラスチック減容処理において、該減容処理物から分離した液状もしくは固体状物質を、別途回収することにより、他の用途に有効利用することができる。さらに、回収した液状または固体状物資を、単独でまたは減容処理物と共に石炭に混合したのち、コークス炉に装入して乾留を行うこともできる。 Further, according to the present invention, in the waste plastic volume reduction treatment, the liquid or solid substance separated from the volume reduction treatment product can be recovered separately and effectively used for other purposes. Further, the recovered liquid or solid material may be mixed with coal alone or together with the volume-reduced product, and then charged into a coke oven for dry distillation.
以下、本発明を具体的に説明する。
さて、本発明では、廃プラスチックに対し、熱処理による減容処理を施したのち、得られた廃プラスチックを一旦破砕する。
これにより、廃プラスチックを、石炭中に偏在しないように供給できるので、廃プラスチックの粘結材としての作用が向上し、その結果コークス品質の向上が実現される。
なお、廃プラスチックの破砕に際しては、破砕粒径を石炭粒度とほぼ等しくすることによって石炭とのより均一な混合が可能となり、偏析発生が抑止されるので、廃プラスチックの粒径は石炭の粒径とほぼ等しい３mm以下の粒子含有量：70〜80質量％とすることが好ましい。
また、減容処理を施した廃プラスチックの石炭に対する混合割合は、石炭：100重量部に対し、１〜10重量部程度とするのが好適である。
すなわち、１重量部以上の混合でないと効果が出ず、一方10重量部を超えると、廃プラスチックの揮発分が高いためコークス収率が低下するだけでなく、析出カーボンによる操業トラブル頻度が増える可能性がある。また、廃プラスチックの性状によってはコークス強度の低下を招く可能性があり、好ましくない。
The present invention will be specifically described below.
In the present invention, the waste plastic is subjected to volume reduction treatment by heat treatment, and then the obtained waste plastic is temporarily crushed.
Thereby, since waste plastic can be supplied so that it may not be unevenly distributed in coal, the effect | action as a caking additive of waste plastic improves, As a result, the improvement of coke quality is implement | achieved.
When crushing waste plastic, the crushing particle size is almost equal to the coal particle size, so that more uniform mixing with coal is possible and segregation is suppressed. It is preferable that the content of particles of 3 mm or less which is substantially equal to 70:80 to 80% by mass.
Moreover, it is suitable for the mixing ratio with respect to the coal of the waste plastic which gave the volume reduction process to be about 1-10 weight part with respect to 100 weight part of coal.
In other words, if the mixing is not more than 1 part by weight, the effect will not be achieved, while if it exceeds 10 parts by weight, not only the coke yield will decrease due to the high volatile content of the waste plastic, but also the frequency of operation troubles due to precipitated carbon may increase There is sex. Further, depending on the properties of the waste plastic, it may cause a decrease in coke strength, which is not preferable.
このように、廃プラスチックを一旦破砕したのち石炭に混合することによって、嵩密度は上昇するので、従来のように、廃プラスチックの使用に伴う嵩密度の低下に起因したコークス品質の低下は生じない。
また、本発明では、廃プラスチックの粘結性を十分に活用してコークス品質向上を図れるので、従来よりも粘結性に劣る石炭の利用が可能となり、コークス製造の際のコストを低減することができる。
In this way, since the bulk density is increased by crushing the waste plastic and then mixing it with coal, there is no reduction in coke quality due to the decrease in bulk density associated with the use of waste plastic as in the past. .
In addition, in the present invention, the coking quality of waste plastics can be fully utilized to improve coke quality, so that coal having inferior caking properties than before can be used, and the cost of coke production can be reduced. Can do.
本発明において、廃プラスチックの減容処理のための熱処理としては、250〜350℃の熱を加え、完全に溶融させて撹拌する処理とする。
このように、一旦溶融させることにより、廃プラスチックの均質化を図ることができる。
In the present invention, the heat treatment for volume reduction treatment of the waste plastics, added 250 to 350 ° C. heat, and a process for stirring completely melted.
In this way, the waste plastic can be homogenized by once melting.
すなわち、本発明で用いる廃プラスチックは、前述したように一般家庭からゴミとして排出される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（産業廃棄物）等である。
ここに、使用済みプラスチック（廃プラスチック）の具体例としては、プラスチックボトル、プラスチック袋、プラスチック包み、プラスチックフィルム、プラスチックトレイ、プラスチックカップ、磁気力ード、磁気テープ、ＩＣカード、フレキシブルコンテナ、プリント基板、プリントシート、電線被覆材、事務機器または家電製品用ボディーおよびフレーム、化粧合板、パイプ、ホース、合成繊維および衣料、プラスチック成型ペレット、ウレタン材、梱包用シート、梱包用バンド、梱包用クッション材、電気用部品、玩具、文房具、トナー、自動車用部品（例えば、内装品、バンパー）、自動車または家電製品等のシュレッダーダスト、イオン交換樹脂、合成紙、合成樹脂接着剤、合成樹脂塗料、固形化燃料（廃棄プラスチック減容物）等で示されるポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニル、ポリビニルアルコール、セルロイド等のＣ，Ｈ，Ｏを主体としたプラスチックであるが、本発明においては、これら廃プラスチックを一旦溶融・撹拌し、冷却した後、破砕して使用する。
That is, the waste plastic used in the present invention is, as described above, a plastic product discharged as garbage from a general household, a scrap or a defective product (industrial waste) generated at the time of manufacturing and processing a plastic in a factory or the like.
Specific examples of used plastic (waste plastic) include plastic bottles, plastic bags, plastic wraps, plastic films, plastic trays, plastic cups, magnetic force cards, magnetic tapes, IC cards, flexible containers, and printed circuit boards. , Printed sheets, wire covering materials, bodies and frames for office equipment or household appliances, decorative plywood, pipes, hoses, synthetic fibers and clothing, plastic molded pellets, urethane materials, packing sheets, packing bands, packing cushion materials, Electrical parts, toys, stationery, toner, automotive parts (for example, interior parts, bumpers), shredder dust for automobiles and home appliances, ion exchange resins, synthetic paper, synthetic resin adhesives, synthetic resin paints, solid fuels (Volume reduction of waste plastic ), Etc., such as polypropylene, polyethylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, vinyl chloride, polyvinyl alcohol, celluloid, and the like. In the present invention, these waste plastics are once melted and stirred. After cooling, crush and use.
このように、廃プラスチックを、一旦溶融し、撹拌することにより、廃プラスチックが均質化するので、安定した効果を発揮させることが可能になるのである。
すなわち、従来は、廃プラスチックを単なる混合物として利用（減容化しない場合は、各種プラスチックの破断した混在物からなる廃プラスチックの混合物であり、特許文献２記載の減容化した廃プラスチックの使用では、溶融したもの、溶融しないものが混在した廃プラスチックの混合物である）しているため、前者では、嵩密度が低く、また原料として不均質という問題が、また後者でも、廃プラスチック中の溶融しない部分および成分によって強度が低下するという問題があったのであるが、本発明に従い、廃プラスチックを一旦溶融させることにより、これらの問題を有利に解決することができる。
As described above, once the waste plastic is melted and stirred, the waste plastic is homogenized, so that a stable effect can be exhibited.
That is, conventionally, waste plastic is used as a mere mixture (if it is not reduced in volume, it is a mixture of waste plastic consisting of a mixture of various plastics broken. In the use of reduced waste plastic described in
また、廃プラスチックを用いる場合、廃プラスチックに混在する塩化ビニルに代表されるHCl起因となる塩素含有プラスチックの存在が問題になる。例えば、多種類のプラスチックの混合物である使用済みプラスチックは、ほとんどの場合塩素含有プラスチックを含んでいるため、これを用いると、コークス炉の排ガス処理系にHClに起因した配管腐食が発生するため、これがコークス炉において廃プラスチックの使用が困難な理由の一つであった。 Further, when waste plastic is used, the presence of chlorine-containing plastic caused by HCl typified by vinyl chloride mixed in the waste plastic becomes a problem. For example, used plastics, which are a mixture of many types of plastics, contain chlorine-containing plastics in most cases, so if this is used, pipe corrosion caused by HCl occurs in the exhaust gas treatment system of the coke oven. This was one of the reasons why it was difficult to use waste plastic in coke ovens.
この点、本発明に従い、廃プラスチックに250〜350℃の熱を加えて完全に溶融し、撹拌することによって、上記の問題を解決することができる。
すなわち、使用済み廃プラスチック中に含まれる塩素含有プラスチックの脱塩素反応は、加熱に伴い、150℃程度から徐々に始まる。本発明においては、他の廃プラスチックも溶融する250℃まで加熱して効果的に脱塩素し、さらにこの溶融体に撹拌処理を加えることにより、脱塩素の促進を図る。しかしながら、廃プラスチックを350℃を超えて加熱すると、プラスチックの熱分解が始まるため、溶融のための加熱温度は350℃以下とする。
In this respect, according to the present invention, the above-mentioned problem can be solved by adding 250-350 ° C. heat to the waste plastic to completely melt and stir.
That is, the dechlorination reaction of the chlorine-containing plastic contained in the used waste plastic gradually starts from about 150 ° C. with heating. In the present invention, dechlorination is promoted by heating to 250 ° C. at which other waste plastics are melted to effectively dechlorinate, and further adding a stirring treatment to the melt. However, when heating the waste plastics in excess of 350 ° C., the thermal decomposition of the plastic begins, the heating temperature for melting shall be the 350 ° C. or less.
また、上記の加熱・溶融処理において、溶媒を用いると、この溶媒中で廃プラスチックが加熱される過程および溶融する過程において脱塩素反応がより効果的に進行するので、かかる減容処理においては、溶媒を用いることが好適である。 In addition, when a solvent is used in the heating / melting process, the dechlorination reaction proceeds more effectively in the process of heating and melting the waste plastic in the solvent. It is preferable to use a solvent.
プラスチックは、例えばエチレン等の構成単位が数万から数十万重合した化合物であるが、その構造中には非晶質の低分子部位あるいは重合不十分な部位が存在する。そのため、ある特定の溶媒あるいは溶剤中にプラスチックを投入すると、これらの溶媒あるいは溶剤が重合不十分な部位に進入し、主鎖の結合を弱め、結果としてプラスチックはその溶媒あるいは溶剤に溶解する。また、かような溶媒あるいは溶剤中でプラスチックを加熱すると、主鎖の結合が切断されて低重合化し、溶媒を除去した後も元のプラスチックの形態には戻らない。
本発明では、上記の原理を利用して、廃プラスチックを原料とした粘結材の製造について鋭意検討し、コークス用原料として極めて有効な廃プラスチック処理物を得ることに成功したものである。
A plastic is a compound in which structural units such as ethylene are polymerized from several tens of thousands to several hundreds of thousands, but there are amorphous low molecular parts or insufficiently polymerized parts in the structure. Therefore, when plastic is put into a specific solvent or solvent, the solvent or solvent enters a site where polymerization is insufficient, weakens the bond of the main chain, and as a result, the plastic dissolves in the solvent or solvent. Further, when the plastic is heated in such a solvent or solvent, the bond of the main chain is cut and the polymerization is reduced, and even after the solvent is removed, it does not return to the original plastic form.
In the present invention, by using the above principle, the inventors have intensively studied the production of a binder using waste plastic as a raw material, and succeeded in obtaining a processed waste plastic that is extremely effective as a raw material for coke.
ここに、上記した溶媒としては、有機化合物からなる溶媒を用いることが望ましい。例えば、プラスチックを溶解し易いアルキル基を含むタール成分が好ましく、特に石炭系タールおよび／または石油系タールが有利に適合する。
石炭系タールの例としては、軟ピッチ、軟ピッチを減圧蒸留した塔底から抜き出した減圧ピッチ（軟化点：110℃程度）、軟ピッチを減圧蒸留塔中段より抜き出した留分（減圧蒸留塔での蒸留温度：154℃程度）、軟ピッチを減圧蒸留塔塔頂より抜き出した留分（HOB、減圧蒸留塔での蒸留温度：255℃程度）、石炭液化油成分から得られる重質油成分ならびにそれらのブレンド油などを好適に使用することができる。
石油系タールの例としては、石油系減圧残油、エチレンボトム油、改質油およびFCCオイル等が挙げられる。
また、これらの混合物を用いることもできる。
Here, it is desirable to use a solvent made of an organic compound as the solvent. For example, a tar component containing an alkyl group that easily dissolves plastic is preferable, and coal-based tar and / or petroleum-based tar are particularly suitable.
Examples of coal-based tars include soft pitch, reduced-pressure pitch extracted from the bottom of the vacuum-distilled column (softening point: about 110 ° C.), fraction extracted from the middle stage of the reduced-pressure distillation column (with a vacuum distillation column) Distillation temperature: about 154 ° C), fraction extracted from the top of the vacuum distillation column (HOB, distillation temperature in the vacuum distillation column: about 255 ° C), heavy oil component obtained from coal liquefied oil component and Those blended oils can be suitably used.
Examples of petroleum-based tars include petroleum-based vacuum residue, ethylene bottom oil, reformed oil, FCC oil, and the like.
A mixture of these can also be used.
このように、減容処理に溶媒を用いることによって、廃プラスチックの粘結材としての有効利用が達成できるだけでなく、溶媒による廃プラスチックの溶融処理とコークス品質の向上を併せて達成することができる。
なお、溶媒を使用する場合には、溶媒／廃プラスチックが重量比で0.5〜20となる割合で廃プラスチックを混合・溶解することが好ましい。というのは、廃プラスチックの割合が多すぎると、溶媒によるプラスチックの低分子化、低重合化の効果が小さく、一方廃プラスチックの割合が少なすぎると、廃プラスチック添加効果が低減するからである。
Thus, by using the solvent for the volume reduction treatment, not only can the effective use of the waste plastic as a binder be achieved, but also the waste plastic melting treatment with the solvent and the improvement of coke quality can be achieved. .
In addition, when using a solvent, it is preferable to mix and melt | dissolve a waste plastic in the ratio from which a solvent / waste plastic will be 0.5-20 by weight ratio. This is because if the proportion of the waste plastic is too large, the effect of reducing the molecular weight and the polymerization of the plastic by the solvent is small, while if the proportion of the waste plastic is too small, the effect of adding the waste plastic is reduced.
また、本発明では、減容処理に溶媒を用いる場合、用いた溶媒を、減容処理後に回収して再利用することもでき、これにより製造コストを低減することができる。 In the present invention, when a solvent is used in the volume reduction treatment, the solvent used can be recovered and reused after the volume reduction treatment, thereby reducing the manufacturing cost.
さらに、本発明では、廃プラスチックの減容処理に炭素含有物質を加えて行う必要がある。
というのは、炭素含有物質を加えることにより、コークス製造においては、Ｃの回収が図られるだけでなく、コークスと共に高炉へ装入することによって、還元剤として有効に活用され、一方加える炭素含有物質は、廃プラスチックの減容処理において廃プラスチック中に不純物として侵入し、冷却後の破砕処理において亀裂を効果的に誘引し、減容処理後の廃プラスチックの破砕性が向上するからである。
Furthermore, in the present invention, it is necessary to add a carbon-containing substance to the volume reduction treatment of waste plastic.
This is because by adding carbon-containing material, in the production of coke, not only is C recovered, but it is also effectively utilized as a reducing agent by being charged into the blast furnace together with coke, while carbon-added material to be added This is because the waste plastic enters into the waste plastic as an impurity in the volume reduction treatment of the waste plastic, effectively induces cracks in the crushing treatment after cooling, and improves the crushability of the waste plastic after the volume reduction treatment.
ここに、炭素含有物質とは、代表的には装入炭、コークス粉（コークス粉とは、高炉への装入に適さない細粒コークスやＣＤＱ（乾式消火装置）で生じる微細粒のコークス）などを指すが、Ｃを含有していればいずれもが利用可能であり、含有するＣがコークス側で回収され、収率が上がり有効利用が図られる。また、添加する炭素含有物質の性状によっては、処理物の粘結性を向上させることも可能である。 Here, carbon-containing substances are typically charged coal, coke powder (coke powder is fine-grained coke that is not suitable for charging into a blast furnace or fine-grained coke produced by CDQ (dry fire extinguishing equipment)). However, as long as it contains C, any of them can be used, and the contained C is recovered on the coke side, so that the yield increases and effective utilization is achieved. Further, depending on the properties of the carbon-containing substance to be added, it is possible to improve the caking property of the processed product.
また、使用する炭素含有物質は、装入炭の粒度以下程度の粒度とすることが好ましい。
好ましくは３mm以下である。
なお、炭素含有物質が、易破砕性物質であれば廃プラスチックの破砕と同時に容易に破砕するので、この場合には使用粒径の制約はなくなる。
Moreover, it is preferable that the carbon containing material to be used is made into the particle size below the particle size of charging coal.
Preferably it is 3 mm or less.
In addition, if the carbon-containing material is an easily fragile material, it is easily crushed simultaneously with the pulverization of the waste plastic.
さらに、上記したような廃プラスチックの減容処理時に、減容処理物から液状または固体状の物質が分離される場合があるが、本発明では、分離したこれらの液状または固体状物質を、別途回収して、他の用途に有効利用することもできる。また、回収した液状または固体状物質を、単独で石炭に添加するか、もしくは減容処理物と共に石炭に混合して、コークス炉に装人して再利用することもできる。
すなわち、本発明では、減容処理物から分離される液状または固体状物質のような廃プラスチック減容時の発生物を、効果的に有効利用することができる。
Furthermore, during the volume reduction treatment of waste plastic as described above, liquid or solid substances may be separated from the volume-reduced product. In the present invention, these separated liquid or solid substances are separately added. It can be recovered and used effectively for other purposes. Further, the recovered liquid or solid substance can be added to the coal alone or mixed with the coal together with the volume-reduced product, and then reused by charging in a coke oven.
That is, in the present invention, a product generated during volume reduction of waste plastic such as a liquid or solid substance separated from the volume reduction treated product can be effectively used.
次に、本発明の好適な実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、廃プラスチックの収集から冷却までの減容処埋工程および破砕工程を示すフローチャートである。
廃プラスチックを利用したコークス製造工程は、一般廃プラスチックあるいは産廃プラスチックを収集する収集工程１と、梱包され収集された廃プラスチックを解砕（解袋）する工程２、解砕された廃プラスチック中に混在している異物を除去するために廃プラスチックを一旦粗く例えば100mm以下に破砕する１次整粒工程３を経て、廃プラスチック中の異物（各種金属、瀬戸物等）を風選、磁選、手選等により選別除去する選別工程４を通して、異物を除去する。産業廃棄物由来の廃プラスチックであれば、異物混入のおそれは少ないので、この場合は、これらの工程３，４を省略することもできる。
Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a flowchart showing a volume reduction treatment process and a crushing process from collection to cooling of waste plastic.
The coke manufacturing process using waste plastic consists of a
異物が除去きれた廃プラスチックは、後述する溶解をやり易くするために、例えば20mm以下に破砕する２次整粒工程５を通して廃プラスチック粒径（寸法）が整えられたのち、破砕された廃プラスチックを混合・溶解あるいは溶媒を添加して溶媒中に混合および／または溶解させる混合・溶解工程６に供給される。この混合・溶解工程６では、溶解時に撹拌を加え、均一溶解と脱塩素処埋のため撹拌処理を加える。溶解したプラスチックを冷却して固化体とする冷却工程７を経たのち、石炭に混合するために利用可能な粒度に固化体を破砕する破砕工程８を通して、適正粒度に調整された廃プラスチックが得られる。
Waste plastic from which foreign matter has been completely removed is crushed waste plastic after the particle size (size) of the waste plastic has been adjusted through a
なお、解砕（解袋）する工程２、１次整粒工程３、２次整粒工程５には、せん断型破砕機等が利用でき、混合・溶解工程６では、加熱可能な容器とスクリュー式あるいは撹拌翼式の撹拌装置からなる混合・溶解装置が利用でき、破砕工程８においては、石炭破砕に使用される旋動式破砕機の使用が可能であり、その他にも衝撃式粉砕方法や、摩砕による粉砕方法等を用いることができる。また、本発明に従う廃プラスチックは、一旦溶融して冷却・凝固させた固化体であるので、特に低温で粉砕する必要はない。
In addition, a shear type crusher or the like can be used for the crushing (unpacking)
また、混合・溶解工程６において、溶媒を使用する場合には、前述したとおり、溶媒／廃プラスチックが0.5〜20となる割合で廃プラスチックを混合・溶解することが好ましい。また、混合・溶解工程６に用いる装置は、前記したように廃プラスチック、溶媒を加熱可能な容器と、加熱しつつ撹拌可能な撹拌機構を有するものであることが好ましい。特に、均一溶解および処理時間短縮のためには、液表面から内部方向への撹拌が可能な撹拌機を用いることが効率的で好ましい。 In the mixing / dissolving step 6, when a solvent is used, it is preferable to mix / dissolve the waste plastic at a ratio of 0.5 to 20 as described above. Moreover, it is preferable that the apparatus used for the mixing / dissolution step 6 has a container capable of heating waste plastic and solvent and a stirring mechanism capable of stirring while heating as described above. In particular, in order to achieve uniform dissolution and shorten the treatment time, it is efficient and preferable to use a stirrer capable of stirring from the liquid surface to the inside.
さらに、冷却工程７は、廃プラスチックあるいは廃プラスチックと溶媒を冷却できるものであればよい。例えば、上記した加熱容器を冷却して、溶融した廃プラスチックあるいは廃プラスチックと溶媒を冷却・凝固させて固化体を得てもよいが、別途、冷却装置を用いることが好ましい。
例えば、プラスチックがスラリー状である場合など、プラスチックの溶媒に対する溶解が不十分な場合には、冷却過程で分離するおそれがあるので、できるだけ急冷して冷却する必要がある。かような急冷装置・方法としては、スチール製ベルト上面に溶融状態のプラスチック含有溶媒を供給し、スチールベルト下面を水等で間接的に冷却し、スチールベルトが連続的に前方に移動し、冷却された溶融状態のプラスチック含有溶媒を固体として回収する方法を用いることができる。あるいは、プラスチック含有溶媒を直接冷却する方法を用いることもできる。
Furthermore, the
For example, when the plastic is not sufficiently dissolved in the solvent, such as when the plastic is in the form of a slurry, it may be separated during the cooling process, and thus it is necessary to cool it as quickly as possible. As such a rapid cooling device / method, a molten plastic-containing solvent is supplied to the upper surface of the steel belt, the lower surface of the steel belt is indirectly cooled with water, etc., and the steel belt continuously moves forward to cool. A method of recovering the melted plastic-containing solvent as a solid can be used. Alternatively, a method of directly cooling the plastic-containing solvent can be used.
図２および図３は、本発明の一実施形態であり、廃プラスチックを利用したコークス製造工程のフローチャートである。
図２は、冷却工程７、破砕工程８を経由した廃プラスチックＡを、一旦貯蔵ホッパ９に貯蔵し、配合槽10から供給される石炭15上に廃プラスチックＡを切り出し、石炭15と廃プラスチックＡを共に破砕工程11に供給して粉砕し、ついで貯炭槽12へ輸送したのち、貯炭槽12から装炭車13に切り出し、コークス炉14の炭化室（省略）内に装入して、石炭と共に廃プラスチックを乾留する場合である。
図２においては、破砕工程11で石炭15と廃プラスチックＡを同時に粉砕するため、この過程で混合がなされる。なお、この場合は、破砕工程11でコークス炉14への装人粒径の調整が行われるため、破砕工程８での廃プラスチックの破砕は粗破砕で構わない。
2 and 3 are flowcharts of a coke manufacturing process using waste plastic according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows that the waste plastic A that has passed through the
In FIG. 2,
図３は、別の実施形態を示したものであるが、同一装置、同一工程は同一の符合を付して示す。この実施形態は、図２に比べて、破砕工程11を省略したものである。なお、この実施形態は、配合槽10内の石炭がコークス炉への装入に適した粒度に調整されている場合に実施可能である。
この形態では、破砕工程８で、廃プラスチックの粒径が石炭粒経とほぼ同一となるように粒度調整が行われる。その後、石炭15と廃プラスチックＡが同一輸送上（ベルトコンベア上）に切出され（積層）、貯炭槽12まで輸送する輸送上のベルトジャンクションおよび貯炭槽12への装入過程で混合が果たされたのち、貯炭槽12から装炭車13に切り出し、石炭と共に廃プラスチックがコークス炉14の炭化室（省略）内に装入される。
Although FIG. 3 shows another embodiment, the same apparatus and the same process are shown with the same reference numerals. In this embodiment, the crushing step 11 is omitted as compared with FIG. This embodiment can be carried out when the coal in the
In this form, the particle size adjustment is performed in the crushing step 8 so that the particle size of the waste plastic is substantially the same as the coal particle size. After that,
参考例１
容器包装サイクル法に基づき収集された廃プラスチックを、２次整粒まで処理した処理物に対し、210℃，60分の熱処理を行って、減容処理物を得た。この処理物には、未溶融物も一部観察されたが、溶融プラスチック部分と一体となった凝固物が得られた。この凝固物を破砕工程において配合炭とほぼ等しい粒径に破砕した。この処理物を、配合炭に３％添加し、コークス炉に装入して18.5時間の乾留を行い、窯出し後、乾式消火してコークスを得た。
この時、破砕、搬送工程で設備上の問題は発生せず、また所定の粒度に破砕するための破砕動力も石炭のみを破砕した場合と同程度であって、破砕は容易であり、減容処理物添加配合炭は、従来の設備でハンドリング可能であった。
また、生成したコークスのJISDI（150/15）強度指数は83.9であり、この時の乾留ガス発生量（装入物１トン当たり）は318Nm3であった。
Reference example 1
The waste plastic collected based on the container packaging cycle method was heat-treated at 210 ° C. for 60 minutes to obtain a volume-reduced treated product. Although a part of the unmelted material was also observed in this treated product, a solidified material integrated with the molten plastic portion was obtained. This coagulated product was crushed to a particle size almost equal to that of the blended coal in the crushing step. 3% of this treated product was added to the blended coal, charged in a coke oven, subjected to dry distillation for 18.5 hours, discharged from the kiln, and then fire extinguished to obtain coke.
At this time, there is no equipment problem in the crushing and transporting process, and the crushing power for crushing to the specified particle size is the same as when crushing only coal, and crushing is easy and volume reduction. The treated product-added coal was able to be handled with conventional equipment.
The produced coke had a JISDI (150/15) strength index of 83.9, and the amount of dry distillation gas generated (per ton of charge) was 318 Nm 3 .
参考例２
容器包装サイクル法に基づき収集された廃プラスチックを、２次整粒まで処理した処理物に対し、310℃，60分の熱処理を行って完全に溶融させ、撹拌後、冷却したのち、破砕工程において配合炭とほぼ等しい粒径に調整した、減容処理物を得た。この処理物を、配合炭に３％添加し、石炭と共に３mm以下の重量比率：78％の粒度に粉砕したのち、コークス炉に装入して18.5時間の乾留を行い、窯出し後、乾式消火してコークスを得た。
この時、破砕、搬送工程で設備上の問題は発生せず、また所定の粒度に破砕するための破砕動力も石炭のみを破砕した場合と同程度あって、破砕は容易であり、減容処理物添加配合炭は、従来の設備でハンドリング可能であった。
また、生成したコークスのJISDI（150/15）強度指数は84.2であり、この時の乾留ガス発生量（装入物１トン当たり）は318Nm3であった。
Reference example 2
In the crushing process, waste plastic collected based on the container-packaging cycle method is subjected to heat treatment at 310 ° C for 60 minutes to completely melt the processed product that has been processed to secondary sizing, and after stirring and cooling, A volume-reduced product adjusted to a particle size almost equal to that of the blended coal was obtained. 3% of this treated product is added to the blended coal and pulverized together with the coal to a weight ratio of 3 mm or less: 78%, then charged in a coke oven and subjected to dry distillation for 18.5 hours. To get coke.
At this time, there is no equipment problem in the crushing and transport process, and the crushing power for crushing to the specified particle size is the same as when crushing only coal, crushing is easy, volume reduction treatment The material-added blended coal could be handled with conventional equipment.
The produced coke had a JISDI (150/15) strength index of 84.2, and the amount of dry distillation gas generated (per ton of charge) was 318 Nm 3 .
比較例１
廃プラスチックの添加を行わずに、原料炭のみを用いたことを除いては参考例２と同じ方法でコークスを製造した。
この時、生成したコークスのJISDI（150/15）強度指数は83.8であった。また、乾留ガス発生量（装入物１トンあたり）は、308Nm3であった。
Comparative Example 1
Coke was produced in the same manner as in Reference Example 2 except that only raw coal was used without adding waste plastic.
At this time, the JISDI (150/15) strength index of the produced coke was 83.8. The amount of carbonized gas generated (per ton of charge) was 308 Nm 3 .
比較例２
廃プラスチックの減容化処理を行わずに、２次整粒処理物を直接用い、所定の粒度に粉砕後の配合炭に添加たことを除いては参考例２と同じ方法でコークスを製造した。
この時、生成したコークスのJISDI（150/15）強度指数は83.9であった。また、乾留ガス発生量（装入物１トンあたり）は、319Nm3であった。但し、強度測定値のばらつきは1.8であり、通常のばらつき1.2に比較して大きかった。
Comparative Example 2
Coke was produced in the same manner as in Reference Example 2 except that the secondary granulated product was directly used without adding a volume reduction treatment of waste plastic and added to the blended coal after pulverization to a predetermined particle size. .
At this time, the JISDI (150/15) strength index of the produced coke was 83.9. The amount of carbonized gas generated (per ton of charge) was 319 Nm 3 . However, the variation in the intensity measurement value was 1.8, which was larger than the normal variation 1.2.
参考例３
廃プラスチックの減容処理に当たり、廃プラスチックと同重量の軟ピッチを加えた後に熱処理を行ったことを除いては、参考例２と同じ方法によりコークスを製造した。
この時、生成したコークスのJISDI（150/15）強度指数は85.0であった。
この結果は、比較例１，２に比較して格段に強度の高いコークスが得られたことを示しており、溶媒を用いた減容処理の効果が認められる。
Reference example 3
Coke was produced by the same method as in Reference Example 2 except that a heat treatment was performed after adding a soft pitch of the same weight as the waste plastic in the volume reduction treatment of the waste plastic.
At this time, the JISDI (150/15) strength index of the produced coke was 85.0.
This result shows that a coke having a much higher strength than that of Comparative Examples 1 and 2 was obtained, and the effect of volume reduction treatment using a solvent is recognized.
参考例４
廃プラスチックの減容処理に当たり、減容処理後に減圧蒸留によって溶媒の一部を分離回収したことを除いては、参考例３と同じ方法によりコークスを製造した。
この時、生成したコークスのJISDI（150/15）強度指数は84.9であった。
この例より、溶媒の一部を除いた減容処理物であってもコークス強度を向上させる効果があることが分かる。
Reference example 4
Coke was produced by the same method as in Reference Example 3 except that in the volume reduction treatment of the waste plastic, a part of the solvent was separated and recovered by vacuum distillation after the volume reduction treatment.
At this time, the JISDI (150/15) strength index of the produced coke was 84.9.
From this example, it can be seen that even a volume-reduced product excluding a part of the solvent has an effect of improving the coke strength.
実施例１
廃プラスチックの減容処理に当たり、炭素含有物質として、廃プラスチックの重量の１／５の重量の石炭（揮発分：25％）を共存させたことを除いては、参考例３と同じ方法によりコークスを製造した。
この時、生成したコークスのJISDI（150/15）強度指数は85.4であった。
この例より、減容処理を行う際に炭素含有物質を共存させることによって、さらにコークス強度向上効果が高まることが分かる。
Example 1
Coke was reduced by the same method as in Reference Example 3 except that 1/5 weight of coal (volatile content: 25%) was used as a carbon-containing substance for volume reduction of waste plastic. Manufactured.
At this time, the JISDI (150/15) strength index of the produced coke was 85.4.
From this example, it can be seen that the coke strength improvement effect is further enhanced by the coexistence of the carbon-containing material during the volume reduction treatment.
参考例５
参考例４において回収された溶媒を、減容処理物の代わりに添加することを除いては、参考例４と同じ方法によりコークスを製造した。すなわち、減容処理物から回収した溶媒のみを添加した例である。
この時、生成したコークスのJISDI（150/15）強度指数は84.8であった。
Reference Example 5
Coke was produced by the same method as in Reference Example 4 except that the solvent recovered in Reference Example 4 was added instead of the volume-reduced product. That is, in this example, only the solvent recovered from the volume-reduced product is added.
At this time, the JISDI (150/15) strength index of the produced coke was 84.8.
参考例６
参考例４において回収された溶媒と、参考例２の減容処理物を同量混合した混合物を減容処理物として用いることを除いては、参考例２と同じ方法によりコークスを製造した。
この時、生成したコークスのJISDI（150/15）強度指数は84.5であった。
Reference Example 6
Coke was produced in the same manner as in Reference Example 2 except that a mixture obtained by mixing the same amount of the solvent recovered in Reference Example 4 and the volume-reduced product of Reference Example 2 was used as the volume-reduced product.
At this time, the JISDI (150/15) strength index of the produced coke was 84.5.
参考例７
減容処理工程において用いる溶媒として、タール蒸留工程の常圧蒸留塔へのフィード油を用い、参考例３と同じ方法で減容処理を行った際に回収される液状成分を添加することを除いては、参考例５と同じ方法でコークスを製造した。
この時、生成したコークスのJISDI（150/15）強度指数は84.4であった。
以上、参考例５〜７より、減容処理の際に回収される溶媒もしくは液状物質もコークス強度向上効果を有することが確認された。
Reference Example 7
As the solvent used in the volume reduction treatment step, except that the feed oil to the atmospheric distillation tower in the tar distillation step is used and the liquid component recovered when the volume reduction treatment is performed in the same manner as in Reference Example 3 is added. Then, coke was produced by the same method as in Reference Example 5 .
At this time, the JISDI (150/15) strength index of the produced coke was 84.4.
As described above, it was confirmed from Reference Examples 5 to 7 that the solvent or liquid substance recovered during the volume reduction treatment also has an effect of improving the coke strength.
１ 収集工程
２ 解砕（解袋）工程
３ １次整粒工程
４ 選別工程
５ ２次整粒工程
６ 混合・溶解工程
７ 冷却工程
８ 破砕工程
９ 貯蔵ホッパ９
10 配合槽
11 破砕工程
12 貯炭槽
13 装炭車
14 コークス炉
15 石炭
DESCRIPTION OF
10 Mixing tank
11 Crushing process
12 Coal storage tank
13 Charcoal car
14 Coke oven
15 coal
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