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廃棄炭素繊維強化プラスチックの焼却処理装置及び焼却処理方法
Description
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しかし、この特許文献１で提案されているように、ＦＲＰに代えてＣＦＲＰをプレヒータや仮焼炉に投入すると、炭素繊維は燃え難いことから燃え残った炭素繊維が飛散し、飛散した炭素繊維は排ガスとともに電気集塵機に達し、集塵される。ここで、飛散した燃え残り炭素繊維は電気集塵機の導電性を局所的に変え、電気集塵機が正常に機能しなくなり、電気集塵機の集塵効率を低下させ、粉塵が発生するという問題が生じる虞がある。
しかし、この特許文献２に記載された技術においても、やはり焼却装置内において燃え残った炭素繊維が飛散し、これが電気集塵機で捕集されるため、集塵効率が低下させると言う問題は依然発生する。
しかし、炭素繊維強化プラスチックは機械的強度が優れているので、粉砕機の磨耗が激しく、また大量の粉砕エネルギーが必要であるので、炭素繊維強化プラスチックを３ｍｍ以下に粉砕する方式は現実的ではない。
しかし、特許文献４の発明は、有価物回収を目的としているので、ＣＦＲＰを完全焼却することはできない。特に、サイズの大きなＣＦＲＰの場合には燃え残りが発生しがちであるが、特許文献４の発明は、それに対処することができない。
ＣＦＲＰは有用であるが、繊維そのものを再利用することが困難であるために、埋立て処分されることが多い。しかし、これからはできるだけ資源として再利用すべきである。その際、セメント製造工程等で燃料として利用するサーマルリサイクルが考えられるが、燃焼炉の中でＣＦＲＰを燃焼させるシステムの場合、上述したように、燃え残った炭素繊維が集塵装置の機能を阻害することがある。これ故、ＣＦＲＰを細かく砕片化して燃焼させることが必要となるが、ＣＦＲＰは機械的強度が大きいため、砕片化することが困難である。
〔１〕燃焼炉と、上記燃焼炉の熱ガス（第１の熱ガス）を上記燃焼炉から分岐する第１の熱ガス配管と、外熱炉とを備え、上記外熱炉が、廃棄炭素繊維強化プラスチックを投入する投入口と、上記第１の熱ガス配管と接続された熱ガス導入口と、外熱炉内で廃棄炭素繊維強化プラスチックを搬送する搬送手段とを備えることと、上記第１の熱ガス配管を介して供給された熱ガスにより上記搬送手段に載置された廃棄炭素繊維強化プラスチックが焼却され、該焼却された廃棄炭素繊維強化プラスチックの灰は灰排出口から排出されることと、好ましくは、上記廃棄炭素繊維強化プラスチックの焼却の際に上記外熱炉内で発生した熱ガス（第２の熱ガス）を上記燃焼炉に戻す第２の熱ガス配管を備えることと、より好ましくは、燃え残りの廃棄炭素繊維強化プラスチックを上記灰排出口から上記外熱炉の投入口へ搬送する燃え残り搬送手段を備えることを特徴とする、廃棄炭素繊維強化プラスチックの焼却処理装置。
〔２〕燃焼炉で発生した熱を用いて、外熱炉で廃棄炭素繊維強化プラスチックを燃焼させ、該燃焼によって発生した熱ガスを上記燃焼炉に戻すことと、廃棄炭素繊維強化プラスチックの燃え残りを再び外熱炉に投入することにより再燃焼させることを特徴とする、廃棄炭素繊維強化プラスチックの焼却処理方法。
また、上記した本発明によれば、燃え難く、機械的強度が強い廃棄炭素繊維強化プラスチックを埋立て処分することなく、量的には無制限に処理することができると共に、廃棄炭素繊維強化プラスチックを燃焼させる時に発生する熱ガスを燃焼炉に戻すシステムとした場合には、大量の廃棄炭素繊維強化プラスチックをエネルギー源として有効にサーマルリサイクルすることができる。
焼却試験方法は、次の通りで行った。
ＣＦＲＰ２５ｇを所定の温度に設定した外熱炉（直径：３０ｍｍ）に投入し、所定の処理時間後に外熱炉から出てきたＣＦＲＰの重量を測定し、焼却後の残渣率を求めた。
残渣率は、（焼却後重量〔ｇ〕／２５〔ｇ〕）×１００で算出したものである。
外熱炉温度が１０００℃の実施例１と２ともに、焼却残渣は粉末状であり、残渣率は０．０４％であった。繊維状のものがなかったこと、９７５℃強熱後の上記残渣率を考慮すると、炭素繊維と樹脂は完全に焼却処理できたといえる。
（比較例１と２）
外熱炉温度が１０００℃の比較例１と２ともに、焼却処理後の残渣に綿状の炭素繊維が確認でき、残渣率は、それぞれ１０．５％、１．６％であった。これより、比較例１と２ともに炭素繊維が燃え残っていることがわかった。
外熱炉温度が８００℃の実施例３、外熱炉温度が６００℃の実施例４は、ともに焼却残渣は粉末状であり、残渣率は、それぞれ０．０６％、０．８％であった。繊維状のものがなかったこと、９７５℃強熱後の上記残渣率を考慮すると、両者ともに炭素繊維と樹脂は完全に焼却処理できたといえる。
（比較例３と４）
外熱炉温度が８００℃の比較例３の焼却処理後の残渣に綿状の炭素繊維が確認でき、残渣率は、８．８％であった。また、外熱炉温度が６００℃の比較例４の焼却処理後の残渣に綿状の炭素繊維が確認でき、残渣率は、３．２％であった。これより、比較例３、４は、ともに炭素繊維が燃え残っていることがわかった。
２ セメント焼成装置
３ セメントキルン
４ クリンカクーラ
５ プレヒータ
６ 仮焼炉
７ 立上部
１０ 第１の熱ガス配管
１１ 外熱炉
１１ａ 投入口
１１ｂ 熱ガス導入口
１１ｃ 灰排出口
１３ 第２の熱ガス配管
１４ 燃え残り搬送手段
Ｇ１ 熱ガス（第１の熱ガス）
Ｇ２ 熱ガス（第２の熱ガス）
Claims (6)
Hide Dependent
translated from
- 燃焼炉と、上記燃焼炉の熱ガス（第１の熱ガス）を上記燃焼炉から分岐する第１の熱ガス配管と、外熱炉とを備え、上記外熱炉が、廃棄炭素繊維強化プラスチックを投入する投入口と、上記第１の熱ガス配管と接続された熱ガス導入口と、外熱炉内で廃棄炭素繊維強化プラスチックを搬送する搬送手段とを備えることと、上記第１の熱ガス配管を介して供給された熱ガスにより上記搬送手段に載置された廃棄炭素繊維強化プラスチックが焼却され、該焼却された廃棄炭素繊維強化プラスチックの灰が灰排出口から排出されることを特徴とする、廃棄炭素繊維強化プラスチックの焼却処理装置。
- 上記燃焼炉がセメントキルンとプレヒータを含み、上記第１の熱ガス配管がセメントキルンの窯尻部の立上部から分岐するものであることを特徴とする、請求項１に記載の廃棄炭素繊維強化プラスチックの焼却処理装置。
- 上記廃棄炭素繊維強化プラスチックの焼却の際に上記外熱炉内で発生した熱ガス（第２の熱ガス）を上記燃焼炉に戻す第２の熱ガス配管を備えることを特徴とする、請求項１に記載の廃棄炭素繊維強化プラスチックの焼却処理装置。
- 燃え残りの廃棄炭素繊維強化プラスチックを上記灰排出口から上記投入口へ搬送する燃え残り搬送手段を備えることを特徴とする、請求項１に記載の廃棄炭素繊維強化プラスチックの焼却処理装置。
- 上記外熱炉が、大気、酸素ガス、窒素ガス、水及び水蒸気から選択される一以上を供給し、該外熱炉の内部の温度及び酸素濃度の調節を行う温度・酸素濃度調節手段を備えることを特徴とする、請求項１に記載の廃棄炭素繊維強化プラスチックの焼却処理装置。
- 燃焼炉で発生した熱を用いて、外熱炉内で廃棄炭素繊維強化プラスチックを燃焼させ、該燃焼によって発生した熱ガスを上記燃焼炉に戻すことと、廃棄炭素繊維強化プラスチックの燃え残りは再び外熱炉に投入することにより再燃焼させることを特徴とする、廃棄炭素繊維強化プラスチックの焼却処理方法。