JP7413991B2 - Waste plastic pretreatment method and pretreatment device - Google Patents
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Description
本発明は、廃プラスチックの前処理方法及び前処理装置に関する。 The present invention relates to a waste plastic pretreatment method and pretreatment device.
従来から、汚泥等の被焼却物を効率よく、確実かつ短時間に完全燃焼させる焼却炉として流動層式焼却炉が多用されている。この流動層式焼却炉で焼却処理されている脱水汚泥は、脱水後でも含水率が高いため自燃しない場合が多く、炉内における流動層の砂層温度を汚泥の燃焼に適した温度に維持するために、灯油や都市ガス、A重油といった化石燃料を助燃材として使用し、砂層内で燃焼させているが、運転にかかるコストが高くなってしまうという課題がある。 BACKGROUND ART Conventionally, fluidized bed incinerators have been widely used as incinerators that completely burn materials to be incinerated, such as sludge, efficiently, reliably, and in a short time. The dehydrated sludge that is incinerated in this fluidized bed incinerator has a high water content even after dehydration, so it often does not self-combust. In addition, fossil fuels such as kerosene, city gas, and A heavy oil are used as combustion aids and burned within the sand layer, but there is a problem in that the operating costs are high.
一方で、近年、廃プラスチックの処理が課題となっており、それを有効利用できる場が求められているのは、周知の事実である。そこで、特許文献1では、流動層式汚泥焼却炉で、廃プラスチックと汚泥とを混在した状態で焼却させることを提案している。この特許文献1によれば、汚泥の焼却に際して、廃プラスチックを助燃材として有効利用し、かつ処分することができる。
On the other hand, it is a well-known fact that the treatment of waste plastic has become an issue in recent years, and there is a need for a place where it can be used effectively. Therefore,
また、特許文献1に開示された廃プラスチックのような固形の助燃材の場合、流体である化石燃料のように流動層の砂層内へ直接吹き込むことが物理的に困難であるため、流動層式汚泥焼却炉の上部(少なくとも、流動層形成域よりも上方)から流動層内へ供給する必要がある。
In addition, in the case of solid combustion auxiliary materials such as the waste plastic disclosed in
しかしながら、廃プラスチックは、それ自体の比重が流動層の砂粒子の比重よりも小さいので、流動層内へ向け降下する間に、流動層表面(層上面)付近で速やかに燃焼してしまい、流動層に対して上方の空間であるフリーボード部の温度は上がるものの砂層全体への着熱が良好とはいえなかった。それ故に、流動層温度の低下を招き、汚泥の燃焼に支障が出るという課題があった。さらに、廃プラスチックには一定量の塩素が不均一に含まれているため、使用する廃プラスチックによっては、短期的に焼却時に発生する塩化水素の濃度が高くなり、炉出口以降の後燃焼設備の腐食が進行するという課題を有していた。 However, since the specific gravity of waste plastic itself is smaller than that of sand particles in the fluidized bed, it quickly burns near the surface of the fluidized bed (top of the bed) while it descends into the fluidized bed. Although the temperature of the freeboard area, which is the space above the sand layer, increased, heat transfer to the entire sand layer was not good. Therefore, there was a problem in that the temperature of the fluidized bed decreased, causing problems in the combustion of sludge. Furthermore, since waste plastics contain a certain amount of chlorine unevenly, depending on the waste plastic used, the concentration of hydrogen chloride generated during incineration may increase in the short term, and the after-combustion equipment after the furnace exit may increase. The problem was that corrosion progressed.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、後燃焼設備への影響を最小限に抑制するとともに、助燃材としての廃プラスチックが炉内の流動層内部へ速やかに到達して炉内の流動層への着熱効率を向上させることが可能な廃プラスチックの前処理方法及び前処理装置を提供することを課題とする。 The present invention was made in view of the above circumstances, and it minimizes the impact on after-combustion equipment, and also allows waste plastic as a combustion aid to quickly reach the inside of the fluidized bed in the furnace. An object of the present invention is to provide a waste plastic pretreatment method and a pretreatment device that can improve the efficiency of heat transfer to a fluidized bed.
本発明によれば、前述の課題は、次の廃プラスチックの前処理方法及び廃プラスチックの前処理装置により解決される。 According to the present invention, the above-mentioned problems are solved by the following waste plastic pretreatment method and waste plastic pretreatment apparatus.
<廃プラスチックの前処理方法>
流動層式焼却炉に助燃材として供給される廃プラスチックの前処理方法において、前記廃プラスチックを破砕機により破砕して廃プラスチック破砕物とする破砕工程と、前記廃プラスチック破砕物からポリ塩化ビニルを第一比重分離機により分離して除去し廃プラスチック被成形物を得る第一分離工程と、前記廃プラスチック被成形物を圧縮成形機により圧縮成形して廃プラスチック成形物を生成する圧縮成形工程と、前記廃プラスチック成形物を、第二比重分離機により、見掛け比重が0.7g/cm3以上の高比重廃プラスチック成形物と、見掛け比重が0.7g/cm3未満の低比重廃プラスチック成形物とに分離し、前記高比重廃プラスチック成形物を前記流動層式焼却炉に供給される助燃材として選択する第二分離工程と、を有する廃プラスチックの前処理方法。
<Pretreatment method for waste plastic>
A method for pre-treatment of waste plastics to be supplied as a combustion aid to a fluidized bed incinerator includes a crushing step of crushing the waste plastics with a crusher to obtain crushed waste plastics, and extracting polyvinyl chloride from the crushed waste plastics. a first separation step in which a waste plastic molded object is obtained by separating and removing it with a first specific gravity separator; and a compression molding step in which the waste plastic molded object is compressed and molded in a compression molding machine to produce a waste plastic molded object. , the waste plastic moldings are separated into high specific gravity waste plastic moldings with an apparent specific gravity of 0.7 g/cm 3 or more and low specific gravity waste plastic moldings with an apparent specific gravity of less than 0.7 g/cm 3 by a second specific gravity separator. a second separation step of separating the high-density waste plastic moldings into the waste plastics and selecting the high-density waste plastic moldings as a combustion aid to be supplied to the fluidized bed incinerator.
本発明において、前記第二分離工程で分離された前記低比重廃プラスチック成形物を前記圧縮成形機に戻し、前記圧縮成形工程で再度圧縮成形して前記高比重廃プラスチック成形物を生成することが好ましい。 In the present invention, the low specific gravity waste plastic molded product separated in the second separation step may be returned to the compression molding machine and compression molded again in the compression molding step to produce the high specific gravity waste plastic molded product. preferable.
<廃プラスチックの前処理装置>
流動層式焼却炉に助燃材として供給される廃プラスチックの前処理を行う装置において、前記廃プラスチックを破砕して廃プラスチック破砕物とする破砕機と、前記廃プラスチック破砕物からポリ塩化ビニルを分離して除去し廃プラスチック被成形物を得る第一比重分離機と、前記廃プラスチック被成形物を圧縮成形して廃プラスチック成形物を生成する圧縮成形機と、前記廃プラスチック成形物を、見掛け比重が0.7g/cm3以上の高比重廃プラスチック成形物と、見掛け比重が0.7g/cm3未満の低比重廃プラスチック成形物とに分離し、前記高比重廃プラスチック成形物を前記流動層式焼却炉に供給される助燃材として選択する第二比重分離機と、を有する廃プラスチックの前処理装置。
<Waste plastic pre-treatment equipment>
A device for pre-processing waste plastics to be supplied as a combustion aid to a fluidized bed incinerator, which includes a crusher for crushing the waste plastics into crushed waste plastics, and a crusher for separating polyvinyl chloride from the crushed waste plastics. a first specific gravity separator that removes the waste plastic molded material to obtain a waste plastic molded product; a compression molding machine that compression molds the waste plastic molded material to produce a waste plastic molded product; is separated into high specific gravity waste plastic moldings with an apparent specific gravity of 0.7 g/cm 3 or more and low specific gravity waste plastic moldings with an apparent specific gravity of less than 0.7 g/cm 3 , and the high specific gravity waste plastic moldings are placed in the fluidized bed. A pre-treatment device for waste plastics, comprising a second gravity separator selected as a combustion aid supplied to a type incinerator.
本発明によれば、後燃焼設備への影響を最小限に抑制するとともに、助燃材としての廃プラスチックが炉内流動層内部へ速やかに到達して炉内の流動層への着熱効率を向上させることが可能な廃プラスチックの前処理方法及び前処理装置を提供できる。 According to the present invention, the influence on after-combustion equipment is minimized, and the waste plastic as a combustion aid quickly reaches the inside of the fluidized bed in the furnace, improving the efficiency of heat transfer to the fluidized bed in the furnace. It is possible to provide a pretreatment method and a pretreatment device for waste plastics.
以下、添付図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the accompanying drawings.
図1は、本実施形態における前処理工程を受けた廃プラスチック助燃材を用いる汚泥焼却炉(以下、「焼却炉」)1及び排ガス処理設備の構成を示す。本実施形態では、焼却炉1は砂層により流動層を形成する流動層式である。
FIG. 1 shows the configuration of a sludge incinerator (hereinafter referred to as "incinerator") 1 and exhaust gas treatment equipment that use waste plastic combustion improver material that has undergone a pretreatment process in this embodiment. In this embodiment, the
図1において、焼却炉1の下流側には、焼却炉1から排気される排ガスについて熱回収する熱交換器3、排ガスを除塵する除塵装置4、除塵後の排ガスを洗煙する洗煙塔5が順次配設されている。図1に示されているように、熱交換器3は焼却炉1の後述の排気部1Aに煙道Aで接続されており、除塵装置4は熱交換器3に煙道Bで接続されており、洗煙塔5は除塵装置4に煙道Cで接続されている。また、洗煙塔5からは煙道Dが延びており、洗煙塔5は下流側に位置する煙突(図示せず)に接続されている。
In FIG. 1, on the downstream side of the
焼却炉1の炉本体1-0の側壁には、被焼却物としての汚泥を外部から受けて炉本体1-0内へ供給する汚泥供給部1Bと、助燃材を外部から受けて炉本体1-0内へ供給する助燃材供給部1Cが設けられている。助燃材供給部1Cは、化石燃料助燃材を供給する化石燃料供給部1C-1と、廃プラスチック助燃材を供給する廃プラスチック供給部1C-2とを有している。図1に見られるように、汚泥供給部1Bは、炉本体1-0の上部に設けられている。化石燃料供給部1C-1は、炉本体1-0の上下方向での中間部にあって、炉本体1-0内の砂層(流動層)の表面(上面)より若干下方に位置している。廃プラスチック供給部1C-2は、炉本体1-0の上下方向での中間部にあって、炉本体1-0内の砂層の表面より若干上方に位置している。助燃材供給部1Cには、助燃材の供給量を調整する弁等の調整器1Jが設けられている。調整器1Jは、化石燃料供給部1C-1に接続された化石燃料供給調整器1J-1と、廃プラスチック供給部1C-2に接続された廃プラスチック供給量調整器1J-2とを有している。
The side wall of the furnace body 1-0 of the
廃プラスチック供給部1C-2は、原材料としての廃プラスチックを炉本体1-0へ供給する前に助燃材として適切な性状とするために前処理する後述の前処理装置2に接続されていて、前処理後の廃プラスチック助燃材を受けるようになっている。
The waste
焼却炉1の炉本体1-0内には、炉本体1-0の底壁1Dの直上位置に板状の透気部材1Eが設けられていて、透気部材1E上に収められた砂によって砂層が形成されている。砂層を形成する砂は、例えば、珪砂である。この透気部材1Eの下方に位置する下方空間1Fへ外部から燃焼用の空気が空気送入部1Gを経て送入されており、送入された空気は透気部材1Eの透気孔を透気して砂層へ流入している。透気部材1E上の砂層は、透気部材1Eを透気した空気により流動して流動層1Hを形成する。
Inside the furnace body 1-0 of the
図2は、廃プラスチックの前処理装置2の構成図である。前処理装置2は、原材料としての廃プラスチックPOを適宜破砕して廃プラスチック破砕物P1とする破砕機2Aと、廃プラスチック破砕物P1から比重の大きいポリ塩化ビニル(PVC)を分離・除去して廃プラスチック被成形物P2を得る第一比重分離機2Bと、廃プラスチック被成形物P2を受けてこれを圧縮成形して廃プラスチック成形物P3を得る圧縮成形機2Cと、廃プラスチック成形物P3を所定の見掛け比重以上の高比重廃プラスチック成形物P4と、所定の見掛け比重未満の低比重廃プラスチック成形物P5に分離する第二比重分離機2Dとを有している。第二比重分離機2Dは、高比重廃プラスチック成形物P4を焼却炉1に供給される助燃材として選択して排出する一方で、低比重廃プラスチック成形物P5を圧縮成形機2Cへ戻す。
FIG. 2 is a configuration diagram of the waste
この前処理装置2にあっては、まず、前処理すべき原材料としての廃プラスチックPOが破砕機2Aへ投入され破砕されて、成形に適切なサイズの廃プラスチック破砕物P1とされる(破砕工程)。ここで、廃プラスチックPOは、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、PET等の多種のプラスチックの混合物である。また、この廃プラスチックPO中には、多量の塩素を含んでいるPVCも混在している。
In this
破砕機2Aで得られた廃プラスチック破砕物P1には、PVCが混在している。このPVCは、多量の塩素を含んでおり、焼却炉内で燃焼することで排ガス中の塩化水素濃度を高めてしまうので助燃材として適さない。このPVCは他のプラスチックに比し、比重が大きいので、第一比重分離機2Bにより分離除去される(第一分離工程)。第一比重分離機2Bについては、その比重分離の方式に限定はないが、例えば、比重分離機としてのエアーテーブル(図示せず)を用いることができる。このエアーテーブルは、多孔の傾斜板上に廃プラスチック破砕物P1を載置した状態で、傾斜板をその板面に平行な方向に振動させつつ、傾斜板の下方から空気を流し、傾斜板上の廃プラスチック破砕物P1に浮遊力を与え、廃プラスチック破砕物P1の中の重量物を上方に、軽量物を下方に分離する。本実施形態では、PVCを重量物として分離して除去することで、軽量物である他の廃プラスチックを廃プラスチック被成形物P2として得る。この廃プラスチック被成形物P2は、圧縮成形機2Cへ送られる。
PVC is mixed in the waste plastic crushed material P1 obtained by the
このように、本実施形態では、第一比重分離機2BによりPVCが除去されるので、焼却炉1内へ供給される助燃材に含まれるPVCが大幅に低減される。その結果、炉内で発生する塩化水素の濃度が低くなり、炉出口以降の後燃焼設備の腐食の進行を抑制できる。
In this manner, in this embodiment, since PVC is removed by the first
圧縮成形機2Cは、圧縮成形工程として、廃プラスチック被成形物P2を圧縮して比重を高めるとともに、適宜なサイズの粒状物とする装置であり、その形式に限定はないが、例えば、リングダイ式の成形機を(図示せず)を用いることができる。
The
圧縮成形機2Cとしてのリングダイ式の成形機は、円筒状の回転ダイと、回転ダイの内面に接面あるいは近接して定位置で転動するローラと、回転ダイの外面に位置するカッタとを有しており、回転ダイには周方向での複数位置に半径方向で貫通する成形孔が形成されている。この成形機では、回転ダイの内部へ粒状の廃プラスチック被成形物P2が投入されると、回転ダイの内面で廃プラスチック被成形物P2がローラにより圧せられて、回転ダイの回転に伴い、上記成形孔から回転ダイの外面へ押し出される。回転ダイの成形孔から押し出された圧縮成形物は、回転ダイの回転に伴い回転ダイに対し相対動するカッタにより切断され、所定のサイズの廃プラスチック成形物P3となる。廃プラスチック成形物P3のサイズは、回転ダイの外面に対するカッタの位置を変更することにより所定値に設定できる。
The ring die type molding machine serving as the
回転ダイの外面から落下する所定サイズの廃プラスチック成形物P3は、第二比重分離機2Dに送られる。第二比重分離機2Dとしては、第一比重分離機2Bと同じ原理の装置を用いることができる。第二比重分離機2Dは、廃プラスチック成形物P3を、所定の見掛け比重以上の高比重廃プラスチック成形物P4と所定の見掛け比重未満の低比重廃プラスチック成形物P5に分離する(第二分離工程)。第二比重分離機2Dは、高比重廃プラスチック成形物P4を焼却炉1に供給される助燃材として選択して排出する。
The waste plastic molded product P3 of a predetermined size falling from the outer surface of the rotary die is sent to the second
本実施形態では、上述の所定の見掛け比重は0.7g/cm3に設定されている。その理由は、廃プラスチック成形物の見掛け比重が0.7g/cm3以上であれば、焼却炉1へ助燃材として供給された後、炉内の流動層内部へ十分かつ速やかに到達し、流動層への着熱効率を向上させることができるからである。なお、高比重廃プラスチック成形物P4の見掛け比重の上限値は、高比重廃プラスチック成形物P4に含まれる主なプラスチックの真比重とほぼ等しい。例えば、高比重廃プラスチック成形物P4の主なプラスチック成分がPEやPPである場合には、見掛け比重の上限値は約0.98g/cm3である。
In this embodiment, the above-mentioned predetermined apparent specific gravity is set to 0.7 g/cm 3 . The reason is that if the apparent specific gravity of the waste plastic molding is 0.7 g/ cm3 or more, after being supplied to the
第二比重分離機2Dから排出された高比重廃プラスチック成形物P4は、廃プラスチック供給量調整器1J-2で供給量を調整され、廃プラスチック供給部1C-2によって焼却炉1内へ供給される。一方、低比重廃プラスチック成形物P5は圧縮成形機2Cへ戻され、再度、廃プラスチック成形物P3の生成に供される。
The high specific gravity waste plastic molded product P4 discharged from the second
次に、このような構成の本実施形態における焼却炉1による汚泥焼却要領を説明する。
Next, a procedure for incinerating sludge using the
焼却炉1の炉本体1-0内には、透気部材1E上に流動層1Hを形成するための砂が収められている。空気送入部1Gを経て外部から下方空間1Fへ送入される燃焼用の空気が透気部材1Eを透気して上昇することにより透気部材1E上で砂が流動して流動層1Hが形成される。
A furnace body 1-0 of the
化石燃料供給部1C-1からは化石燃料助燃材が、また、廃プラスチック供給部1C-2からは廃プラスチック助燃材、すなわち高比重廃プラスチック成形物P4が、それぞれ炉本体1-0内へ供給されて燃焼しているので、流動層1Hは所定の高温状態となっている。本実施形態では、化石燃料助燃材は、廃プラスチック助燃材の補助として使用され、可能な限り廃プラスチック助燃材が主として用いられる。
Fossil fuel combustion aid material is supplied from the fossil
この流動層1Hへ向け、汚泥供給部1Bから汚泥が落下供給される。汚泥は高温の流動層1H内を砂とともに流動している間に燃焼する。汚泥の燃焼により生じる排ガスは、排気部1Aから煙道Aを通り、熱交換器3で熱回収された後、煙道Bを通り、除塵装置4で除塵され、さらに、煙道Cを通り、洗煙塔5で洗煙されてから、煙道Dを通り、無害化された状態で煙突から大気へ放出される。
Sludge is supplied falling from the sludge supply section 1B toward the
2 前処理装置
2A 破砕機
2B 第一比重分離機
2C 圧縮成形機
2D 第二比重分離機
PO 廃プラスチック(原材料)
P1 廃プラスチック破砕物
P2 廃プラスチック被成形物
P3 廃プラスチック成形物
P4 高比重廃プラスチック成形物
P5 低比重廃プラスチック成形物
2
P1 Crushed waste plastic P2 Waste plastic molded product P3 Waste plastic molded product P4 High specific gravity waste plastic molded product P5 Low specific gravity waste plastic molded product
Claims (3)
前記廃プラスチックを破砕機により破砕して廃プラスチック破砕物とする破砕工程と、
前記廃プラスチック破砕物からポリ塩化ビニルを第一比重分離機により分離して除去し廃プラスチック被成形物を得る第一分離工程と、
前記廃プラスチック被成形物を圧縮成形機により圧縮成形して廃プラスチック成形物を生成する圧縮成形工程と、
前記廃プラスチック成形物を、第二比重分離機により、見掛け比重が0.7g/cm3以上の高比重廃プラスチック成形物と、見掛け比重が0.7g/cm3未満の低比重廃プラスチック成形物とに分離し、前記高比重廃プラスチック成形物を前記流動層式焼却炉に供給される助燃材として選択する第二分離工程と、
を有する廃プラスチックの前処理方法。 In a pretreatment method for waste plastics that are supplied as combustion aids to fluidized bed incinerators,
a crushing step of crushing the waste plastic with a crusher to produce crushed waste plastic;
a first separation step of separating and removing polyvinyl chloride from the crushed waste plastic material using a first specific gravity separator to obtain a waste plastic molded product;
a compression molding step of producing a waste plastic molded product by compression molding the waste plastic molded product using a compression molding machine;
The waste plastic moldings are separated into high specific gravity waste plastic moldings with an apparent specific gravity of 0.7 g/cm 3 or more and low specific gravity waste plastic moldings with an apparent specific gravity of less than 0.7 g/cm 3 by a second specific gravity separator. a second separation step of separating the high-density waste plastic moldings into two parts, and selecting the high-density waste plastic moldings as a combustion aid to be supplied to the fluidized bed incinerator;
A method for pre-processing waste plastic.
前記廃プラスチックを破砕して廃プラスチック破砕物とする破砕機と、
前記廃プラスチック破砕物からポリ塩化ビニルを分離して除去し廃プラスチック被成形物を得る第一比重分離機と、
前記廃プラスチック被成形物を圧縮成形して廃プラスチック成形物を生成する圧縮成形機と、
前記廃プラスチック成形物を、見掛け比重が0.7g/cm3以上の高比重廃プラスチック成形物と、見掛け比重が0.7g/cm3未満の低比重廃プラスチック成形物とに分離し、前記高比重廃プラスチック成形物を前記流動層式焼却炉に供給される助燃材として選択する第二比重分離機と、
を有する廃プラスチックの前処理装置。 In equipment that pre-processes waste plastics that are supplied as combustion aids to fluidized bed incinerators,
a crusher that crushes the waste plastic to produce crushed waste plastic;
a first specific gravity separator that separates and removes polyvinyl chloride from the crushed waste plastic material to obtain a waste plastic molded product;
a compression molding machine that compresses the waste plastic molded material to produce a waste plastic molded product;
The waste plastic moldings are separated into high specific gravity waste plastic moldings with an apparent specific gravity of 0.7 g/cm 3 or more and low specific gravity waste plastic moldings with an apparent specific gravity of less than 0.7 g/cm 3 . a second gravity separator that selects the gravity waste plastic molded material as a combustion auxiliary material to be supplied to the fluidized bed incinerator;
A waste plastic pre-treatment device with
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