JP6984455B2 - Pyrolysis and recycling method of waste plastic - Google Patents

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Description

本発明は、コークス炉を用いて廃棄プラスチックを熱分解してリサイクルする方法に関する。 The present invention relates to a method of thermally decomposing and recycling waste plastic using a coke oven.

従来、廃棄プラスチックは、そのまま埋め立てたり、破砕又は焼却して埋め立てる方法がとられていた。しかし、これらの廃棄処分方法には、埋め立て地不足や焼却時に発生するダイオキシンによる環境汚染といった問題がある。そのため、近年では、種々の廃棄プラスチックリサイクル技術が実用化されている。なかでも、廃棄プラスチックをコークス炉で乾留する方法は、廃棄プラスチックを大量にリサイクルでき、かつほぼ100%利材化できることから有効なリサイクル手段として知られている。 Conventionally, waste plastic has been landfilled as it is, or crushed or incinerated. However, these disposal methods have problems such as lack of landfill and environmental pollution by dioxins generated at the time of incineration. Therefore, in recent years, various waste plastic recycling technologies have been put into practical use. Among them, the method of carbonizing waste plastic in a coke oven is known as an effective recycling means because a large amount of waste plastic can be recycled and almost 100% of the waste plastic can be recycled.

例えば特許文献1には、100〜160℃で成型したプラスチック粒状化物を石炭と混合し、これをコークス炉にて乾留することにより廃棄プラスチックを再利用する方法が記載されている。しかし、この方法では、プラスチックを大量に混合するとコークス強度が低下することから、プラスチックの質量比率は石炭に対して5%以下とされている。なお、本発明者らの知見では、コークス強度の低下代を数%程度に留めるには、プラスチックの質量比率を石炭に対して1%以下とする必要があり、目標とするコークス強度のレベルによっては、再利用できる量が限られる。 For example, Patent Document 1 describes a method of reusing waste plastic by mixing plastic granules molded at 100 to 160 ° C. with coal and carbonizing the plastic in a coke oven. However, in this method, the coke strength decreases when a large amount of plastic is mixed, so that the mass ratio of plastic is 5% or less with respect to coal. According to the findings of the present inventors, in order to keep the decrease in coke strength to about several percent, the mass ratio of plastic must be 1% or less with respect to coal, depending on the target coke strength level. Is limited in the amount that can be reused.

一方、特許文献2には、コークス製造用装入炭をコークス炉へ装入後、前記装入炭上の炉頂空間部に装入口から廃棄プラスチックを装入することにより、コークス強度を低下させずに多量の廃棄プラスチックを処理する方法が記載されている。 On the other hand, in Patent Document 2, the coke strength is lowered by charging the charged coal for coke production into the coke oven and then charging the waste plastic from the charging inlet into the furnace top space on the charged coal. It describes how to dispose of large amounts of waste plastic without.

特開2001−49261号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-49261 特開平8−157834号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-157834

特許文献2記載の方法は、コークス強度を低下させずに多量の廃棄プラスチックを処理できるが、コークス炉の炭化室で石炭を乾留している間に原料装入蓋を開放して廃棄プラスチックを装入するため、炭化室で発生するガス量が上昇管のガス回収能力を上回らないようにする必要がある。 The method described in Patent Document 2 can treat a large amount of waste plastic without lowering the coke strength, but the raw material charging lid is opened and the waste plastic is loaded while the coal is carbonized in the carbonization chamber of the coke oven. Therefore, it is necessary to prevent the amount of gas generated in the carbonization chamber from exceeding the gas recovery capacity of the riser pipe.

他方、粘結性の高い粘結炭を使用すれば高強度のコークスを得ることができるが、粘結炭は資源的に枯渇状態にあり、価格も高騰しているため、非微粘結炭を多量に使用することが求められている。そこで、本発明者らは、非微粘結炭の配合割合が高いコークス原料を使用した場合における特許文献2記載の方法の効果について検証した。その結果、特許文献2記載の方法において非微粘結炭の配合割合が高いコークス原料を使用した場合、例えば、廃棄プラスチックの成型物比表面積や装入タイミングによっては、炭化室からのガス発生量が多くなることにより炭化室内の負圧を維持できず、廃棄プラスチックを多量に装入できないという新たな課題に直面した。
これは、廃棄プラスチックが通常のコークス製造用石炭に比べて低温から多量にガスを発生することに加えて、粘結炭に比べて非微粘結炭の単位質量当たりガス発生量が多いことが起因している。また、コークス原料の装入から1時間程度は、原料水分が多量に放出されガス発生量が増加することも起因している。
On the other hand, high-strength coke can be obtained by using highly caking coal, but non-slightly caking coal is depleted in terms of resources and the price is soaring. Is required to be used in large quantities. Therefore, the present inventors have verified the effect of the method described in Patent Document 2 when a coke raw material having a high proportion of non-slightly caking coal is used. As a result, when a coke raw material having a high content of non-slightly caking coal is used in the method described in Patent Document 2, for example, the amount of gas generated from the carbonization chamber depends on the specific surface area of the molded product of the waste plastic and the charging timing. Due to the increase in the amount of waste, the negative pressure in the carbonization chamber could not be maintained, and a large amount of waste plastic could not be charged.
This is because waste plastic generates a large amount of gas from a low temperature compared to ordinary coke-making coal, and in addition, the amount of gas generated per unit mass of non-slightly caking coal is larger than that of caking coal. It is caused. It is also due to the fact that a large amount of water is released from the raw material and the amount of gas generated increases for about 1 hour after the coke raw material is charged.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、非微粘結炭の配合割合が高いコークス原料を使用するコークス炉操業において、多量の廃棄プラスチックをコークス炉に装入して熱分解リサイクルすることが可能な方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in the operation of a coke oven using a coke raw material having a high content of non-slightly caking coal, a large amount of waste plastic is charged into the coke oven and pyrolyzed and recycled. The purpose is to provide a possible method.

上記目的を達成するため、本発明は、非微粘結炭の配合割合が30質量%以上のコークス原料をコークス炉の炭化室に装入した後、前記コークス原料上の炉頂空間部に廃棄プラスチックを装入して熱分解リサイクルする方法であって、
事前に円柱状に押出す成型により、篩目10mmアンダーの比率が20質量%以下かつ比表面積が500mm/g以下の粒状物とされた廃棄プラスチックを、前記コークス原料装入後、少なくとも1時間経過してから前記炉頂空間部に装入することを特徴としている(但し、前記炉頂空間部への前記廃棄プラスチックの装入は、コークスを釜出しするまでの4時間を除く)
In order to achieve the above object, in the present invention, a coke raw material having a non-slightly caking coal content of 30% by mass or more is charged into the carbonization chamber of the coke oven and then disposed of in the furnace top space on the coke raw material. It is a method of charging plastic and thermally decomposing and recycling it.
Waste plastic having a mesh size of 10 mm under ratio of 20% by mass or less and a specific surface area of 500 mm 2 / g or less, which has been formed into granules by extruding into a columnar shape in advance, is placed at least 1 hour after charging the coke raw material. It is characterized in that it is charged into the furnace top space after a lapse of time (however, the charging of the waste plastic into the furnace top space excludes 4 hours until the coke is taken out) .

炭化室に装入したコークス原料上の炉頂空間部に廃棄プラスチックを装入することにより、コークス強度を低下させずに多量の廃棄プラスチックを処理することができる。しかし、非微粘結炭の配合割合が高いコークス原料の場合、粘結炭に比べて非微粘結炭の単位質量当たりガス発生量が多いため、ガスが急激に発生して廃棄プラスチックのリサイクル量が限定される。 By charging the waste plastic into the furnace top space on the coke raw material charged in the carbonization chamber, a large amount of waste plastic can be treated without lowering the coke strength. However, in the case of coke raw materials with a high proportion of non-slightly caking coal, the amount of gas generated per unit mass of non-slightly caking coal is larger than that of caking coal, so gas is rapidly generated and waste plastic is recycled. The amount is limited.

本発明者らは、炉頂空間部に装入する廃棄プラスチックの単位質量当たり受熱面積が大きいと、ガス発生量が急激に増加することを発見した。そこで、本発明では、炉頂空間部に装入する廃棄プラスチックの粒度及び比表面積を規定して廃棄プラスチックの単位質量当たり受熱面積を低減することにより、廃棄プラスチックからの単位時間当たりガス発生量を抑制する。具体的には、事前成型により、装入する全廃棄プラスチックに対して篩目10mmアンダーの比率が20質量%以下かつ比表面積が500mm/g以下の粒状物とした廃棄プラスチックを炉頂空間部に装入する。
加えて、コークス原料装入後1時間程度は、原料水分が多量に放出されるため、この間における廃棄プラスチックの装入を避け、コークス原料装入後、少なくとも1時間経過してから炉頂空間部に廃棄プラスチックを装入する。
The present inventors have discovered that when the heat receiving area per unit mass of the waste plastic charged into the furnace top space is large, the amount of gas generated increases sharply. Therefore, in the present invention, the particle size and specific surface area of the waste plastic charged into the furnace top space are specified to reduce the heat receiving area per unit mass of the waste plastic, thereby reducing the amount of gas generated per unit time from the waste plastic. Suppress. Specifically, the furnace top space is made of granular waste plastic with a mesh size of 10 mm under ratio of 20% by mass or less and a specific surface area of 500 mm 2 / g or less with respect to the total waste plastic to be charged by pre-molding. Charge to.
In addition, since a large amount of raw material moisture is released for about 1 hour after charging the coke raw material, avoid charging waste plastic during this period, and wait at least 1 hour after charging the coke raw material for the furnace top space. Fill with waste plastic.

また、本発明に係る廃棄プラスチックの熱分解リサイクル方法では、粒状物とされた前記廃棄プラスチックの比表面積が200mm/g以下であることを好適とする。
当該構成によれば、廃棄プラスチックの単位質量当たり受熱面積がさらに低減されるので、廃棄プラスチックからの単位時間当たりガス発生量がさらに抑制される。
Further, in the method for thermally decomposing and recycling waste plastic according to the present invention, it is preferable that the specific surface area of the waste plastic as granules is 200 mm 2 / g or less.
According to this configuration, the heat receiving area per unit mass of the waste plastic is further reduced, so that the amount of gas generated per unit time from the waste plastic is further suppressed.

本発明に係る廃棄プラスチックの熱分解リサイクル方法では、炉頂空間部に装入する廃棄プラスチックの粒度及び比表面積を規定して廃棄プラスチックの単位質量当たり受熱面積の低減を図ると共に、原料水分が多量に放出される時間帯を避けて廃棄プラスチックを装入するので、非微粘結炭の配合割合が高いコークス原料を使用するコークス炉操業において急激なガス発生が抑制され、多量の廃棄プラスチックをリサイクルすることができる。 In the method for thermally decomposing and recycling waste plastic according to the present invention, the particle size and specific surface area of the waste plastic charged into the furnace top space are specified to reduce the heat receiving area per unit mass of the waste plastic, and the raw material moisture is large. Since the waste plastic is charged while avoiding the time when it is released into the air, rapid gas generation is suppressed in the operation of the coke oven using coke raw material with a high proportion of non-slightly caking coal, and a large amount of waste plastic is recycled. can do.

本発明の一実施の形態に係る廃棄プラスチックの熱分解リサイクル方法において、コークス炉炭化室内に廃棄プラスチックを装入した状態を示した模式図である。It is a schematic diagram which showed the state which the waste plastic was charged in the coke oven carbonization chamber in the pyrolysis recycling method of the waste plastic which concerns on one Embodiment of this invention. 押出し成型機の要部側断面図である。It is a cross-sectional view of a main part of an extruder. 同押出し成型機を構成するダイスプレートの正面図である。It is a front view of the die plate which constitutes the same extruder. ダブルロール型成型機の模式図である。It is a schematic diagram of a double roll type molding machine.

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。 Subsequently, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to the attached drawings, and the present invention will be understood.

本発明の一実施の形態に係る廃棄プラスチックの熱分解リサイクル方法の手順について図1を用いて説明する。
本実施の形態では、非微粘結炭の配合割合が高いコークス原料Cをコークス炉10の炭化室11に装入する。非微粘結炭の配合割合は、装入する全コークス原料Cに対して30質量%以上とする。非微粘結炭の配合割合の上限は特に定めないが、通常、60質量%程度である。
The procedure of the thermal decomposition and recycling method of the waste plastic according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, the coke raw material C having a high mixing ratio of non-slightly caking coal is charged into the carbonization chamber 11 of the coke oven 10. The blending ratio of the non-slightly caking coal is 30% by mass or more with respect to the total coke raw material C to be charged. The upper limit of the blending ratio of the non-slightly caking coal is not particularly set, but is usually about 60% by mass.

コークス原料C装入後、少なくとも1時間経過してから、装入口13からコークス原料C上の炉頂空間部12に廃棄プラスチックPを装入する。その際、廃棄プラスチックPは一回で全量装入しても良いが、複数回に分けて装入しても良い。
装入した廃棄プラスチックPの熱分解に1時間程度要するため、コークス原料Cの乾留時間を20時間と想定すると、廃棄プラスチックP装入時期の上限は、コークス原料C装入後19時間となる。
After at least one hour has passed after charging the coke raw material C, the waste plastic P is charged into the furnace top space 12 on the coke raw material C from the charging inlet 13. At that time, the whole amount of the waste plastic P may be charged at one time, but it may be charged in a plurality of times.
Since it takes about 1 hour for the charged waste plastic P to be thermally decomposed, assuming that the carbonization time of the coke raw material C is 20 hours, the upper limit of the waste plastic P charging time is 19 hours after the coke raw material C is charged.

廃棄プラスチックPの装入量は、炭化室11で発生するガス量が上昇管14のガス回収能力を上回らない量とする。廃棄プラスチックP装入前に、上昇管14の曲管部14aにおける安水(アンモニア水)散布時の圧力を高圧化することにより炭化室11内の負圧化操作を行っておくと良い。 The amount of waste plastic P charged is such that the amount of gas generated in the carbonization chamber 11 does not exceed the gas recovery capacity of the riser pipe 14. Before charging the waste plastic P, it is preferable to perform a negative pressure operation in the carbonization chamber 11 by increasing the pressure at the time of spraying ammonia water in the curved pipe portion 14a of the rising pipe 14.

廃棄プラスチックは、使用後廃棄されたプラスチック製品とその製造過程で発生した屑プラスチックであり、家庭や店舗、事務所などから出る一般系廃棄プラスチックと、プラスチック製品の製造・加工、流通過程から出る産業系廃棄プラスチックに分けられる。
本実施の形態で使用する廃棄プラスチックPとしては、揮発分が多く多量にガスを発生する合成樹脂が該当する。具体的には、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)などである。
Waste plastics are plastic products that are discarded after use and waste plastics generated in the manufacturing process. General waste plastics from homes, stores, offices, etc., and industries from the manufacturing, processing, and distribution processes of plastic products. It is divided into waste plastics.
The waste plastic P used in the present embodiment corresponds to a synthetic resin having a large amount of volatile matter and generating a large amount of gas. Specifically, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl chloride (PVC), polyvinylidene chloride (PVDC) and the like.

本実施の形態では、成型機により、装入する全廃棄プラスチックPに対して篩目10mmアンダーの比率が20質量%以下かつ比表面積が500mm/g(好ましくは200mm/g)以下の粒状物に事前成型された廃棄プラスチックPを使用する。 In the present embodiment, the granules having a sieve mesh of 10 mm under ratio of 20% by mass or less and a specific surface area of 500 mm 2 / g (preferably 200 mm 2 / g) or less with respect to the total waste plastic P to be charged by the molding machine. Use pre-molded waste plastic P on the object.

篩目10mmアンダーの粒状物は単位質量当たり受熱面積が著しく大きく、篩目10mmアンダーの粒状物とされた廃棄プラスチックPが全廃棄プラスチックPに対して20質量%を超えて含まれていると、ガス発生量が急激に増加する。一方、10mmアンダーの粒状物とされた廃棄プラスチックPが20質量%以下であれば、比較的低位なガス発生量が長時間継続する傾向にある。 Granules with a mesh under 10 mm have a significantly large heat-receiving area per unit mass, and waste plastic P, which is a granule with a mesh under 10 mm, is contained in an amount of more than 20% by mass with respect to the total waste plastic P. The amount of gas generated increases sharply. On the other hand, if the amount of waste plastic P in the form of granules under 10 mm is 20% by mass or less, a relatively low amount of gas generated tends to continue for a long time.

また、粒状物とされた廃棄プラスチックPの比表面積が500mm/gを超えると、単位質量当たり受熱面積が増加するのでガス発生量が急激に増加する。一方、粒状物とされた廃棄プラスチックPの比表面積が500mm/g以下であれば、比較的低位なガス発生量が長時間継続する傾向にある。
なお、廃棄プラスチックPの比表面積の下限値は特に定めないが、一般に製造可能な粒状物の比表面積は50mm/g程度である。
Further, when the specific surface area of the waste plastic P as a granular material exceeds 500 mm 2 / g, the heat receiving area per unit mass increases, so that the amount of gas generated increases sharply. On the other hand, when the specific surface area of the waste plastic P as a granular material is 500 mm 2 / g or less, a relatively low amount of gas generated tends to continue for a long time.
Although the lower limit of the specific surface area of the waste plastic P is not particularly defined, the specific surface area of the granular material that can be generally produced is about 50 mm 2 / g.

廃棄プラスチックPの事前成型には、押出し成型機やダブルロール型成型機などを使用することができる。
図2及び図3に押出し成型機20の一例を示す。押出し成型機20は、平行配置された一対のスクリューフィーダ22と、一対のスクリューフィーダ22の前端に配置されたダイスプレート23と、一対のスクリューフィーダ22を覆うケーシング21とから概略構成されている。
ダイスプレート23には、各スクリューフィーダ22の軸心をそれぞれ中心とする環状の押出し領域24が形成され、各押出し領域24は複数の貫通孔25、26から構成されている。●印で示された貫通孔26には棒状ヒータ27が埋設されて封止され、ダイスプレート23の周縁部には棒状ヒータ28が挿入されている。また、ダイスプレート23に近接するケーシング21部位はパネルヒータ29で覆われている。
An extrusion molding machine, a double roll type molding machine, or the like can be used for pre-molding the waste plastic P.
2 and 3 show an example of the extruder 20. The extruder 20 is roughly composed of a pair of screw feeders 22 arranged in parallel, a die plate 23 arranged at the front end of the pair of screw feeders 22, and a casing 21 covering the pair of screw feeders 22.
The die plate 23 is formed with an annular extrusion region 24 centered on the axis of each screw feeder 22, and each extrusion region 24 is composed of a plurality of through holes 25 and 26. A rod-shaped heater 27 is embedded and sealed in the through hole 26 indicated by the mark, and a rod-shaped heater 28 is inserted in the peripheral portion of the die plate 23. Further, the casing 21 portion close to the die plate 23 is covered with the panel heater 29.

ケーシング21の後側に設けられた開口部21aからケーシング21内に廃棄プラスチックが投入されると、ケーシング21内の廃棄プラスチックは一対のスクリューフィーダ22によってダイスプレート23へ圧送される。スクリューフィーダ22の前側に圧送された廃棄プラスチックは、パネルヒータ29及び棒状ヒータ27、28によって加熱溶融され、貫通孔25から成型物となって押し出される。貫通孔25から押し出された成型物は、図示しない切断機により所定の長さに切断される。 When the waste plastic is thrown into the casing 21 from the opening 21a provided on the rear side of the casing 21, the waste plastic in the casing 21 is pumped to the die plate 23 by the pair of screw feeders 22. The waste plastic pumped to the front side of the screw feeder 22 is heated and melted by the panel heater 29 and the rod-shaped heaters 27 and 28, and is extruded as a molded product from the through hole 25. The molded product extruded from the through hole 25 is cut to a predetermined length by a cutting machine (not shown).

一方、ダブルロール型成型機30は、図4に示すように、廃棄プラスチックが投入されるホッパー31と、廃棄プラスチックを圧縮成型する一対のロール33と、ホッパー31内に設置され、一対のロール33間に廃棄プラスチックを供給するスクリューフィーダ32とから概略構成されている。各ロール33のロール面には複数の凹部34が形成され、一方のロール33に形成された凹部34と他方のロール33に形成された凹部34が周方向に整合する構成とされている。 On the other hand, as shown in FIG. 4, the double roll type molding machine 30 is installed in a hopper 31 into which waste plastic is charged, a pair of rolls 33 for compression molding the waste plastic, and a pair of rolls 33. It is roughly configured with a screw feeder 32 that supplies waste plastic between them. A plurality of recesses 34 are formed on the roll surface of each roll 33, and the recesses 34 formed in one roll 33 and the recesses 34 formed in the other roll 33 are configured to be aligned in the circumferential direction.

ホッパー31内に廃棄プラスチックが投入されると、ホッパー31内の廃棄プラスチックはスクリューフィーダ32によって一対のロール33間に送られる。並設された一対のロール33は互いに逆方向に回転しており、一対のロール33間に挿入した廃棄プラスチックは、一対のロール33を通過する際に、一方のロール33に形成された凹部34と他方のロール33に形成された凹部34によって圧縮成型される。 When the waste plastic in the hopper 31 is charged, the waste plastic in the hopper 31 is sent between the pair of rolls 33 by the screw feeder 32. The pair of rolls 33 arranged side by side rotate in opposite directions to each other, and the waste plastic inserted between the pair of rolls 33 passes through the pair of rolls 33, and the recess 34 formed in the one roll 33. And the recess 34 formed in the other roll 33 is compression molded.

事前成型された廃棄プラスチックPの比表面積は以下の手順により決定する。
(1)押出し成型機20で事前成型した場合、廃棄プラスチックPの成型物(粒状物)は円柱状となる。ダイスプレート23に形成された貫通孔25の内径を成型物の外径として図面から求め、長さは成型物を実測し、成型物の表面積を算出する。一方、ダブルロール型成型機30で事前成型する場合は、ロール33の表面に形成された凹部34のサイズを図面から求め、得られたサイズに基づいて成型物の表面積を算出する。但し、これら表面積の算出において、ガス発生による膨張分は考慮しない。
(2)図面に基づいて算出した成型物の寸法に近い、実物の成型物を5個選択し、それらの質量を測定して平均値を算出し、(1)で算出した表面積を質量の平均値で除して廃棄プラスチックPの比表面積とする。
なお、図面に基づいて算出した成型物の寸法ではないと判断される実成型物は、主として成型物の崩壊部分であり、篩目10mmアンダーのものが多い。
The specific surface area of the preformed waste plastic P is determined by the following procedure.
(1) When pre-molded by the extrusion molding machine 20, the molded product (granular substance) of the waste plastic P becomes a columnar shape. The inner diameter of the through hole 25 formed in the die plate 23 is obtained from the drawing as the outer diameter of the molded product, and the length is measured by actually measuring the molded product and the surface area of the molded product is calculated. On the other hand, in the case of pre-molding with the double roll type molding machine 30, the size of the recess 34 formed on the surface of the roll 33 is obtained from the drawing, and the surface area of the molded product is calculated based on the obtained size. However, in calculating these surface areas, the amount of expansion due to gas generation is not taken into consideration.
(2) Select five actual molded products that are close to the dimensions of the molded product calculated based on the drawings, measure their masses to calculate the average value, and calculate the surface area in (1) as the average mass. Divide by the value to obtain the specific surface area of the waste plastic P.
The actual molded product, which is determined not to have the dimensions of the molded product calculated based on the drawings, is mainly a collapsed portion of the molded product, and most of the actual molded products have a sieve mesh of 10 mm or less.

以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、上記実施の形態では、成型機として押出し成型機とダブルロール型成型機を例に挙げたが、これらに限定されるものではなく、他の形式の成型機でもよいことは言うまでもない。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the configuration described in the above-described embodiment, and is within the scope of the matters described in the claims. It also includes other possible embodiments and variations. For example, in the above embodiment, an extrusion molding machine and a double roll type molding machine are taken as examples as molding machines, but the molding machine is not limited to these, and it goes without saying that other types of molding machines may be used.

本発明の効果について検証するために実施した検証試験について説明する。
非微粘結炭は、JIS M8801「石炭類−試験方法」に規定されたギーセラープラストメーター法による流動性試験において最高流動度指数が10ddpm以下であるか、JIS M8816「石炭の微細組織成分及び反射率測定方法」に規定された方法で測定したビトリニット平均反射率が1.0以下である石炭を使用した。
また、廃棄プラスチックは、容器包装リサイクル法(容器包装に係る分別収集及び再商品化の促進等に関する法律)に基づいて回収された廃棄プラスチックを使用した。
The verification test carried out for verifying the effect of the present invention will be described.
Non-slightly caking coal has a maximum fluidity index of 10 ddpm or less in the fluidity test by the Giesellerplastometer method specified in JIS M8801 "Coal-Test Method", or JIS M8816 "Coal microstructure components and Coal having a Vitrinit average reflectance of 1.0 or less measured by the method specified in "Reflectance Measuring Method" was used.
As the waste plastic, the waste plastic collected based on the Containers and Packaging Recycling Law (Act on Promotion of Separate Collection and Recycling of Containers and Packaging) was used.

廃棄プラスチックの事前成型には前述した押出し成型機を用いた。
廃棄プラスチックの比表面積は成型時の粒度や成型負荷を変更することにより調整した。成型前の廃棄プラスチックの保有水分は5〜7質量%であった。
また、事前成型時における廃棄プラスチックの温度は、押出し領域で最高温度となるようにヒータの出力を調整し、押し出された成型物の温度を放射温度計により測定した。事前成型時における廃棄プラスチックの最高温度は約160℃であった。
The above-mentioned extrusion molding machine was used for pre-molding the waste plastic.
The specific surface area of the waste plastic was adjusted by changing the particle size and molding load at the time of molding. The water content of the waste plastic before molding was 5 to 7% by mass.
Further, the temperature of the waste plastic at the time of pre-molding was adjusted to the maximum temperature in the extruded region, and the temperature of the extruded molded product was measured by a radiation thermometer. The maximum temperature of the waste plastic at the time of premolding was about 160 ° C.

廃棄プラスチックの炭化室への装入は、通常の石炭装入に用いる装入車を使用し、全量1回で装入した。
なお、廃棄プラスチック装入前に安水散布時の圧力を高圧化することにより炭化室内の負圧化操作を行った。
The waste plastic was charged into the carbonization chamber using a charging vehicle used for normal coal charging, and the total amount was charged once.
Before charging the waste plastic, the pressure at the time of spraying with cheap water was increased to make the pressure in the carbonization chamber negative.

試験結果の一覧を表1に示す。表中、非微粘結炭配合割合は全装入コークス量に対する割合、廃棄プラスチック10mmアンダー比率は装入する全廃棄プラスチックに対する比率、装入時期はコークス原料装入からの経過時間である。 A list of test results is shown in Table 1. In the table, the ratio of non-slightly caking coal is the ratio to the total amount of coke charged, the ratio of waste plastic under 10 mm is the ratio to the total amount of waste plastic to be charged, and the charging time is the elapsed time from the charging of coke raw material.

廃棄プラスチックの装入可能量は1質量%刻みで設定し、上昇管の静圧が−49.03Pa(−5mmAq)以下となる範囲で装入量が最も多いケースを同表に記載した。
なお、廃棄プラスチックを5質量%以上装入しても上昇管の静圧が−5mmAq以下となるケースも可能であったが、炭化室の幾何学条件(廃棄プラスチックを収納できる空間、発生ガスの通過できる空間の確保)などを勘案して5質量%を上限とし、同表には5質量%以上と記載した。
The amount of waste plastic that can be charged is set in increments of 1% by mass, and the cases in which the amount of waste plastic is the largest in the range where the static pressure of the rising pipe is -49.03 Pa (-5 mmAq) or less are shown in the same table.
Although it was possible that the static pressure of the riser pipe would be -5 mmAq or less even if 5% by mass or more of waste plastic was charged, the geometrical conditions of the carbonization chamber (space where waste plastic can be stored, generated gas) In consideration of (securing a space that can be passed through), etc., the upper limit is 5% by mass, and 5% by mass or more is described in the table.

試験結果は、廃棄プラスチック装入可能量と非微粘結炭配合割合で評価した。具体的には、廃棄プラスチック装入可能量が2質量%未満のケースを×(不可)、廃棄プラスチック装入可能量が2質量%以上かつ非微粘結炭配合割合が30質量%未満のケースを△(可)、廃棄プラスチック装入可能量が2質量%以上かつ非微粘結炭配合割合が30質量%以上のケースを○(良)、廃棄プラスチック装入可能量が5質量%以上かつ非微粘結炭配合割合が30質量%以上のケースを◎(優)とした。 The test results were evaluated based on the amount of waste plastic that can be charged and the ratio of non-slightly caking coal. Specifically, the case where the waste plastic chargeable amount is less than 2% by mass is × (impossible), and the case where the waste plastic chargeable amount is 2% by mass or more and the non-slightly caking coal compounding ratio is less than 30% by mass. △ (possible), the case where the amount of waste plastic that can be charged is 2% by mass or more and the non-slightly caking coal compounding ratio is 30% by mass or more is ○ (good), and the amount of waste plastic that can be charged is 5% by mass or more. Cases in which the non-slightly caking coal content was 30% by mass or more were designated as ⊚ (excellent).

Figure 0006984455
Figure 0006984455

同表より以下のことがわかる。
・篩目10mmアンダーの比率が20質量%以下かつ比表面積が500mm/g以下の粒状物とされた廃棄プラスチックを、コークス原料装入後、少なくとも1時間経過してから炉頂空間部に装入すれば、非微粘結炭の配合割合が30質量%以上であっても多量に廃棄プラスチックをリサイクルすることができる(実施例1と比較例1〜3の比較、実施例2と比較例4の比較)。
・篩目10mmアンダーの比率が20質量%以下の粒状物とされた廃棄プラスチックを、コークス原料装入後、少なくとも1時間経過してから炉頂空間部に装入する場合、廃棄プラスチックの比表面積が小さいほど多量に廃棄プラスチックをリサイクルすることができる(実施例1と実施例3の比較、実施例2と実施例4の比較)。
・篩目10mmアンダーの比率が20質量%以下の粒状物とされた廃棄プラスチックを、コークス原料装入後、少なくとも1時間経過してから炉頂空間部に装入する場合、廃棄プラスチックの比表面積を低下させることによって、非微粘結炭の配合割合が著しく高くても廃棄プラスチックを多量にリサイクルすることができる(実施例2と実施例4の比較)。
・従来の非微粘結炭の配合割合であれば、廃棄プラスチックの粒度、比表面積、廃棄プラスチックの装入時期のいずれかが本発明の要件を満たしていなくても多量に廃棄プラスチックをリサイクルすることができる(従来例1と比較例1の比較、従来例2と比較例2の比較、従来例3と比較例3の比較)。
The following can be seen from the table.
・ Waste plastic with a mesh under 10 mm ratio of 20% by mass or less and a specific surface area of 500 mm 2 / g or less is placed in the furnace top space at least 1 hour after the coke raw material is charged. If it is added, a large amount of waste plastic can be recycled even if the compounding ratio of the non-slightly caking coal is 30% by mass or more (comparison between Example 1 and Comparative Examples 1 to 3, and Example 2 and Comparative Example). Comparison of 4).
-When the waste plastic, which is a granular material with a sieve mesh under 10 mm ratio of 20% by mass or less, is charged into the furnace top space at least 1 hour after the coke raw material is charged, the specific surface area of the waste plastic is charged. The smaller the value, the larger the amount of waste plastic that can be recycled (comparison between Example 1 and Example 3, comparison between Example 2 and Example 4).
-When the waste plastic, which is a granular material with a sieve mesh under 10 mm ratio of 20% by mass or less, is charged into the furnace top space at least 1 hour after the coke raw material is charged, the specific surface area of the waste plastic is charged. By reducing the amount of waste plastic, a large amount of waste plastic can be recycled even if the compounding ratio of the non-slightly caking coal is extremely high (comparison between Example 2 and Example 4).
-With the conventional non-slightly caking coal compounding ratio, a large amount of waste plastic is recycled even if the particle size of the waste plastic, the specific surface area, or the charging time of the waste plastic does not meet the requirements of the present invention. (Comparison of Conventional Example 1 and Comparative Example 1, Comparison of Conventional Example 2 and Comparative Example 2, Comparison of Conventional Example 3 and Comparative Example 3).

10:コークス炉、11:炭化室、12:炉頂空間部、13:装入口、14:上昇管、14a:曲管部、20:押出し成型機、21:ケーシング、21a:開口部、22、32:スクリューフィーダ、23:ダイスプレート、24:押出し領域、25、26:貫通孔、27、28:棒状ヒータ、29:パネルヒータ、30:ダブルロール型成型機、31:ホッパー、33:ロール、34:凹部、C:コークス原料、P:廃棄プラスチック 10: coke oven, 11: carbonization chamber, 12: furnace top space, 13: inlet, 14: rising pipe, 14a: curved pipe, 20: extrusion molding machine, 21: casing, 21a: opening, 22, 32: Screw feeder, 23: Die plate, 24: Extrusion area, 25, 26: Through hole, 27, 28: Rod heater, 29: Panel heater, 30: Double roll type molding machine, 31: Hopper, 33: Roll, 34: Recess, C: Coke raw material, P: Waste plastic

Claims (2)

非微粘結炭の配合割合が30質量%以上のコークス原料をコークス炉の炭化室に装入した後、前記コークス原料上の炉頂空間部に廃棄プラスチックを装入して熱分解リサイクルする方法であって、
事前に円柱状に押出す成型により、篩目10mmアンダーの比率が20質量%以下かつ比表面積が500mm/g以下の粒状物とされた廃棄プラスチックを、前記コークス原料装入後、少なくとも1時間経過してから前記炉頂空間部に装入することを特徴とする廃棄プラスチックの熱分解リサイクル方法(但し、前記炉頂空間部への前記廃棄プラスチックの装入は、コークスを釜出しするまでの4時間を除く)
A method in which a coke raw material having a non-slightly caking coal content of 30% by mass or more is charged into a carbonization chamber of a coke oven, and then waste plastic is charged into the furnace top space on the coke raw material for thermal decomposition recycling. And,
Waste plastic, which has been extruded into a columnar shape in advance to form granules with a sieve mesh under 10 mm ratio of 20% by mass or less and a specific surface area of 500 mm 2 / g or less, is charged at least 1 hour after charging the coke raw material. A method for thermally decomposing and recycling waste plastic, which is characterized in that the waste plastic is charged into the furnace top space after a lapse of time (however, the waste plastic is charged into the furnace top space until the coke is taken out. (Excluding 4 hours) .
請求項1記載の廃棄プラスチックの熱分解リサイクル方法において、粒状物とされた前記廃棄プラスチックの比表面積が200mm/g以下であることを特徴とする廃棄プラスチックの熱分解リサイクル方法。 The method for thermally decomposing and recycling waste plastic according to claim 1, wherein the specific surface area of the waste plastic as granules is 200 mm 2 / g or less.
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