JPH04332792A - プラスチックス粉末含有燃料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、輸送や貯蔵等におけ
る取扱いが簡便で、噴霧燃焼も可能なプラスチックス粉
末燃料に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種のプラスチックス製品は種々の分野
において大量に利用され、その生産量は年々増加の一途
を辿っており、これに付随して大量のプラスチックス廃
棄物が排出され（例えば、近年の我国のプラスチックス
の生産量は年間１２００万トンを越えており、プラスチ
ックス廃棄物の排出量は年間５００万トン以上と言われ
ている）、その処理問題は大きな社会的経済的問題とな
っている。

【０００３】このような問題の解決策の一つとして、プ
ラスチックス廃棄物を燃料として再利用する方法が提案
されている。しかしながら、プラスチックス廃棄物を、
単に破砕したり、ブリケットやペレット状に溶融成形し
たりして固形燃料として利用する場合には、次の様な問
題がある： （ｉ）プラスチックスの高い発熱量と過大な燃焼速度に
起因して、燃焼炉が短期間に損耗劣化するだけでなく、
部分的な酸素不足による不完全燃焼が多発する。 （ｉｉ）プラスチックスの溶融流動化に起因して、燃焼
炉壁にプラスチックスが固着し、燃焼が阻害される。 （ｉｉｉ）粒径が比較的大きいために、輸送や貯蔵にお
ける取扱いが不便なだけでなく、バーナによる噴霧燃焼
ができない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記諸問
題を解決し、プラスチックス廃棄物の有用な燃料として
の有効利用を可能にするためになされたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ちこの発明は、粒径２
０００μ以下のプラスチックス粉末燃料に関する。

【０００６】本発明に使用されるプラスチックス粉末は
可燃性のものであれば熱可塑性でも熱硬化性でも特に限
定されないが、例えば （ａ）ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレ
ン、エチレン酢酸ビニル共重合体などのオレフィン系重
合体、ポリスチレンなどのエチレン系付加重合体、（ｂ
）アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（
ＡＢＳ樹脂）、アクリルニトリル−スチレン共重合体（
ＡＳ樹脂）、ポリ（メタ）アクリル酸（エステル）など
のアクリル系樹脂、 （ｃ）ポリブタジエン、ポリイソプレン、ブタジエン−
スチレン共重合体などの合成ゴムまたは天然ゴム、（ｄ
）ポリアセタール、ポリエステル、ポリアミド（ナイロ
ン−６，ナイロン−６，６）などの縮合系重合体および
（ｅ）塩化ビニル、塩化ビニリデンなどの塩化ビニル系
樹脂 などの熱可塑性樹脂並びに （ｆ）フェノール樹脂および （ｇ）ユリア樹脂、メラミン樹脂 などの熱硬化性樹脂が挙げられる。特に産業系プラスチ
ックス廃棄物中多く排出されるポリエチレン、ポリプロ
ピレンなどのポリオレフィン系廃プラスチックスやポリ
スチレンの他、塩化ビニル系廃プラスチックスや廃タイ
ヤがよく適用される。また、種々のプラスチックス成型
体が一時的または長期間使用された後に廃棄された廃プ
ラスチックス、あるいは種々のプラスチックス成型時に
発生するオフ成型品、バリ部分、裁断残部または耳部分
など、または一般ごみから分別されたプラスチックスの
減容固化物（ブリケットやペレットなど）なども使用で
きる。

【０００７】本発明において使用するプラスチックス粉
末の粒径は２０００μ以下、好ましくは１０００μ以下
、就中、５００μ以下であり、該粒径が２０００μより
も大きくなると、上記の諸問題の十分な解消が困難とな
る。プラスチックス粉末の形態は特に限定的ではないが
、球状、楕円状、キュービック状が望ましく、長径と短
径の比が１０以上の棒状または短冊状の粒子は本発明に
とって望ましくない。

【０００８】本発明において使用するプラスチックス粉
末は、通常は、プラスチックス廃棄物を乾式もしくは湿
式粉砕法によって、粒径２０００μ以下に粉砕すること
によって調製されるが、フィルムや発泡スチロールなど
の軟質な熱可塑性廃プラスチックスは圧縮溶融固化やロ
ータリーキルン方式により減容固化したペレット状のも
のを粉砕しても得られる。乾式粉砕法としてはハンマー
ミル、ビンミルおよびジェットミルなどが用いられ、湿
式粉砕法としてはボールミル、振動ボールミルおよび遠
心ボールミル等が用いられる。特に、微粉末を得る方法
としては、ジェットミルや振動ボールミルが好適である
。

【０００９】本発明によるプラスチックス粉末燃料はそ
れ自体で、上記の諸問題をもたらさない有用な燃料であ
るが、（ｉ）他の燃料の有効利用、（ｉｉ）プラスチッ
クスの高い発熱量と過大な燃焼速度の調整、（ｉｉｉ）
輸送や貯蔵時の安全性、（ｉｖ）排出ガスの清浄性等の
観点から、水、メタノール、燃料油または燃料油の水性
エマルジョンに分散した流体燃料または他の微粉状固体
燃料と混合した粉末燃料として使用してもよい。流体燃
料とする場合、他の粉末燃料、例えば、石炭、コークス
、石油コークス、木炭、固形ピッチ等とプラスチックス
粉末を同時に混合してもよい。

【００１０】本発明のプラスチックス粉末を含有する流
体燃料は粉砕機により微粉砕したプラスチックス粉末を
必須とする固体粉末燃料をニーダー、ミキサーなどの混
合撹拌機を用いて燃料油、水、メタノールまたはエマル
ションなどの媒体に混合しても、ボールミル、サンドミ
ル、アトライターなどの混合粉砕機を用いて燃料油、水
、メタノールまたはエマルションなどの媒体とともに粉
砕しても製造できる。このようにして得られる流体燃料
は通常ミキサーやレーキを敷設したタンクに貯蔵され、
沈降や浮上分離を防止する。また製造時にプラスチック
ス粉末濃度を高めたり安定に保持するために分散剤をま
たエマルションを安定に保持するために乳化剤を使用し
てもよい。

【００１１】本発明で用いられる燃料油は通常９０℃以
下で液体であるものの中、重質油が望ましいが、例えば
灯油、軽油、重油、原油、タール油、クレオソート油、
石炭液化油、動植物油、廃油などが使用できる。またエ
マルションは水と燃料油との比率は任意でよく、Ｗ／Ｏ
型でもＯ／Ｗ型でもよい。

【００１２】本発明のプラスチックス粉末を含有する流
体燃料のうち燃料油に分散するものに使用できる分散剤
は、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポ
リオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ポリオ
キシエチレンアルキルアミド類、ソルビタン脂肪酸エス
テル類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル
類、ポリオキシエチレンアルキルフェノールホルマリン
縮合物、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレング
リコール類、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレ
ングリコールポリアミン類などの非イオン界面活性剤や
脂肪酸アルカノールアミド類、ジアルキルスルホサクシ
ネート類、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エ
ステル類、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸
エステルなどのアニオン界面活性剤や長鎖第１アミン塩
類、アルキルトリメチルアンモニウム塩類、アルキルピ
リジニウム塩類、アルキルキノリウム塩類などのカチオ
ン界面活性剤が使用できる。

【００１３】本発明のプラスチックス粉末を含有する流
体燃料のうち水に分散するものに使用できる分散剤は各
種の界面活性剤、例えばポリオキシエチレンアルキルエ
ーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテ
ル類、ポリオキシエチレンアルキルフェノールホルマリ
ン縮合物、ポリオキシエチレンアルキルアミド類、ポリ
オキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキ
シエチレン−ポリオキシプロピレングリコール類、ポリ
オキシエチレン−ポリオキシプロピレングリコールポリ
アミン類などの非イオン界面活性剤やアルキルナフタレ
ンスルホン酸塩類、ポリオキシエチレンアルキルエーテ
ル硫酸エステル類、ポリオキシエチレンアルキルエーテ
ルリン酸エステル類などのアニオン界面活性剤やリグニ
ンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮
合物、ポリスチレンスルホン酸塩、ジシクロペンタジエ
ンスルホン酸塩などのポリスルホン酸塩やポリ（メタ）
アクリル酸塩などのポリカルボン酸塩が使用できる。

【００１４】本発明のプラスチックス粉末を含有する流
体燃料のうちエマルションに分散するものに使用できる
分散剤または乳化剤は各種の界面活性剤、例えばポリオ
キシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレン
アルキルフェニルエーテル類、ポリオキシエチレンアル
キルフェノールホルマリン縮合物、ポリオキシエチレン
アルキルアミド類、ソルビタン脂肪酸エステル類、ポリ
オキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキ
シエチレン−ポリオキシプロピレングリコール類、ポリ
オキシエチレン−ポリオキシプロピレングリコールエチ
レンジアミン類などの非イオン界面活性剤や脂肪酸アル
カノールアミン塩、アルキル硫酸エステル類、アルキル
アリルスルホン酸塩類、ジアルキルスルホサクシネート
、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル類
、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル
類などのアニオン界面活性剤や長鎖第１アミン塩類、ア
ルキルトリメチルアンモニウム塩類、アルキルピリジニ
ウム塩類、アルキルキノリウム塩類などのカチオン界面
活性剤やアルキルベタイン類、２−アルキルイミダゾリ
ンの誘導体、Ｎ−アルキルタウリン塩などの両性界面活
性剤が使用できる。

【００１５】本発明のプラスチックス粉末を含有する固
体燃料は通常ニーダー、ミキサーなどの混合分散機によ
りプラスチックス粉末を微粉砕した固体燃料に混合して
得られるが、ボールミル、サンドミル、密閉式アトライ
ターなどの粉砕機により同時に粉砕混合しても得られる
。固体燃料としては石炭、コークス、石油コークス、木
炭、固形ピッチなどが使用されるが、プラスチックス粉
末との混合は任意の混合が可能である。また燃焼性を制
御するために粘土鉱物やフライアッシュなどの無機物を
混合してもよい。

【００１６】本発明によるプラスチックス粉末燃料は、
粒径が２０００μ以下であるので、ストーカ等の固定炉
床で燃焼できるだけでなく、バーナによる噴霧燃焼にも
供することができる。

【００１７】以下、本発明を実施例によって説明する。 実施例１ 　　高密度ポリエチレンのペレットを冷却しながら粉砕
し、平均粒径５０ミクロンのポリエチレン粉末を得た。 これを平均粒径４０ミクロンの微粉炭にニーダーで混合
し、ポリエチレン粉末と微粉炭の重量比３５／６５、発
熱量８２００ｋｃａｌ／ｋｇの粉末燃料を調製した。

【００１８】実施例２ 　　熱硬化性ポリエステル樹脂ビーズ０．８ｋｇと石油
コークス１．２ｋｇとを５ｌのボールミルで粉砕し、平
均粒径４５ミクロン、発熱量７４００ｋｃａｌ／ｋｇの
ポリエステル粉末と石油コークス粉末燃料を調製した。

【００１９】実施例３ 平均粒径６０ミクロンに粉砕したポリスチレン粉末と平
均粒径３０ミクロンの瀝性微粉炭（重量比７／３）をＣ
重油にホモミキサーで分散し、粉末濃度４２ｗｔ％、粘
度８３０ｃｐｓ（６５℃）の燃料油スラリーを得た。分
散剤を添加しなくとも１０日間安定であったが、２０日
後にはやや沈澱した。分散剤に非イオン系界面活性剤を
０．３％添加したところ３０日後にも沈澱は生じなかっ
た。

【００２０】実施例４ 農業用ビニルハウスに使用した塩化ビニルフィルムを加
熱溶融してペレットをつくった後、冷却しながら粉砕し
て、平均粒径３５ミクロンの塩化ビニル粉末を得た。こ
の粉末を非イオン系界面活性剤の１％水溶液にホモミキ
サーで分散し、粉末濃度５６ｗｔ％、粘度４８０ｃｐｓ
（２５℃）の水スラリーを得た。

【００２１】実施例５ ポリプロピレンペレットを分散剤としてアニオン系界面
活性剤を含む水とともにボールミルで粉砕し平均粒径７
０ミクロン、粉末濃度３５％の水スラリーを得た。さら
に平均粒径４０ミクロンの瀝性微粉炭をニーダーで混合
し、以下の性状のポリプロピレン粉末−微粉炭含有水ス
ラリーを得た。１０日間静置したが、ポリプロピレン粉
末の浮上や石炭の沈降はなかった。 粉末濃度　　　　：　　６０ｗｔ％ 比重（２５℃）：　　１．０３ 粘度（２５℃）：　　１２４０ｃｐｓ 発熱量　　　　　　：　　５５００ｋｃａｌ／ｋｇ

【０
０２２】実施例６ Ｃ重油５０ｗｔ％と水５０ｗｔ％とをホモジェナイザー
で混合乳化してＷ／Ｏ型のエマルションを得た。このエ
マルションに平均粒径４５ミクロンに粉砕したＡＢＳ樹
脂粉末を分散して粉末濃度３８％のプラスチックス粉末
含有エマルション燃料を得た。この燃料の性状は以下の
通りであった。 比重（５０℃）：　　１．０５ 粘度（５０℃）：　　６２０ｃｐｓ 発熱量　　　　　　：　　６１００ｋｃａｌ／ｋｇ

【０
０２３】

【発明の効果】本発明は、一般及び産業系プラスチック
ス廃棄物を用いてプラスチックス粉末を調製し、これを
利用した粉末燃料、プラスチックス粉末を含有する固体
燃料及び流体燃料を提供するものであり、環境破壊の一
因ともなっているプラスチックス廃棄物を燃料資源とし
て有効に再利用することができる。本発明により得られ
るプラスチックス粉末を用いた燃料は輸送、貯蔵におい
て流体として取り扱うことができるばかりでなく、燃焼
においてバーナによる噴霧燃焼することができる。さら
に無機分をほとんど含有しないのでクリーンな燃料とし
て重宝である。また重油、微粉炭、石炭−水スラリー（
ＣＷＭ）、石炭−油スラリー（ＣＯＭ）などの燃料と混
焼することができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　粒径２０００μ以下のプラスチックス
   粉末燃料。
2. 【請求項２】　　請求項１記載のプラスチックス粉末燃
   料を水、メタノール、燃料油または燃料油の水性エマル
   ションに分散して成る流体燃料。
3. 【請求項３】　　請求項１記載のプラスチックス粉末燃
   料を微粉状固体燃料と混合して成る粉末塗料。